세계적으로 선진화된 이수식 균형쉴드머신(Slurry balance shield machine)을 이용해 건설하는 중국 최장길이의 지하철 수중터널인 난징(南京) 지하철 10호선 창쟝터널(長江隧道)이 이달 10일 58m 깊이의 해저바닥을 안전하게 뚫어 건설되었다. 이는 심수대직경쉴드(Deepwater Large Diameter Shield) 터널 공법을 사용해 이뤄낸 쾌거이다.

 

총 길이 22.3km의 난징지하철 10호선은 2014년 난징 청소년 올림픽의 중점교통사업이다. 전체 철로에서 가장 핵심이 되는 부분은 바로 3.6km 길이의 창쟝 터널로 ‘1터널 2라인(單洞雙線)’ 설계 기술을 적용하였다.

 

중국철건십사국터널공사(中國鐵建十四局隧道公司)의 부총경리 겸 난징지하철10호선 창쟝터널 프로젝트 책임자인 왕소우챵은 난징지하철 10호선의 창쟝터널 프로젝트에 사용하는 쉴드공법은 직경 11.64m의 초대형 이수식 균형쉴드머신을 사용해 일방굴착(blind heading) 방식으로 최대58m 깊이로 최고 수압 65톤/㎡을 견디면서 작업해야 하는 만큼 성공 가능성이 매우 희박한 기술이라고 설명했다.

 

또 스틸샌드(Steel Sand)와 자갈층 등 다양한 지질층으로 이루어진 1.8km의 강바닥을 뚫는 작업이다 보니 굴착기 커터와 커터헤드의 마모도도 매우 심했다. 기존 방식대로 하려면 전문지식과 잠수능력을 겸비한 기술자가 고압실(Hyperbaric Chamber)에 들어가 작업을 해야 했는데 커터교체 1회에 600만 위안, 약 한 달 간의 작업이 소요되었다.

 

이와 같은 작업 난관을 극복하고 위험도를 낮추기 위해, 중국과 독일이 공동 연구해 독창적으로 내놓은 세계적 쉴드 장비인 ‘대기압 커터 교환(常壓更換刀具)’ 기술을 사용해 굴착했다. 이 기술은 이전의 ‘고압 커터 교환(高壓換刀)’ 기술과 비교했을 때 시공 기간을 6~8개월 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 프로젝트 진행비용도 약 50%로 절감할 수 있고 안전상 위험도도 큰 폭으로 떨어뜨릴 수 있는 장점이 있었다.

 

왕소우챵 부총경리는 창쟝터널에 필요한 쉴드 굴착작업 중에 커터를 1주일에 한 번씩 총7번 교체했는데, 1달 동안 굴착한 최대 깊이가 556m에 달했다. 프로젝트팀은 기술혁신과 방법 개선 작업을 통해 작업을 진행하는 한편, △높은 수압에서의 작업개시 △커터 교체 및 개선 △슬러리(slurry) 역류 △지표 침하 컨트롤 △복합지질층 굴착 횡단 등 지금까지 중국 국내에서 심수대직경쉴드 터널 공사에서 사용되지 않은 기술 분야를 개척하는 성과를 거두었다.