[삼성물산] 건설 현장 속의 '트랜스포머'들

다양한 형태로 숨어 있는 로봇들이 등장하는 영화 '트랜스포머'시리즈.
이 로봇들처럼 변신을 하진 않지만, 건설현장에도 거대한 크기와 뛰어난 능력을 자랑

하는 '트랜스 포머'들이 존재하는데요~ 오늘 삼성물산 건설부문 블로그에서는 삼성물산

토목 현장 곳곳에 배치된 거대 중장비들, 삼성물산의 '트랜스포머'들을 소개합니다^^

 

 

 

1. '케이슨과 FD선' - (베트남 Son Duong Port 현장)

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[베트남 Son Duong Port현장의 케이슨]

 

높이가 2~30m에 달하는 거대한 철근 콘크리트 상자인 '케이슨(Caisson)'은 해상 토목

공사에 사용되는 구조물입니다. 이 케이슨을 물속에 가라앉혀 방파제나 항만의 기초토대

로 삼는 용도로 쓰는 것인데요~

 

 [케이슨의 설치 개념도]

 

철근 콘크리트로 만든 상자의 속은 격실 구조로 비어 있고, 속이 빈 케이슨을 물속에 가라앉힌 후 모래/돌로 속을 꽉 채워 콘크리트로 뚜껑을 덮는 방식입니다.

 

대형 선박이 접안할 수 있는 대규모 항만시설을 만들기 위해서는 이러한 대형 케이슨을 사용해야 하기 때문에,  해양 공사분야의 경쟁력을 갖기 위해서는 이 대형 케이슨을 만들

고 운용, 운반하는 역량이 필수적이기도 합니다.

 

케이슨을 만드는데는 많은 자원과 적합한 환경이 필요하기 때문에 지상에 케이슨 전용 제작장을 먼저 건설해야 합니다.

 

 

케이슨 제작장은 STEP 0 부터 STEP 4까지 존재하며, STEP0에서는 철근 등의 자재를 놓고, STEP1에서 케이슨의 기초를 만들고,  STEP2 철제타워(Gantry tower)에서 벽체를 만든 후, STEP3으로 옮겨 최종적으로 콘크리트를 양생(굳히는 것)시킵니다.

 

[STEP2. 케이슨 제작장의 모습]

 

이렇게 STEP3 제작장에서 완성된 케이슨의 무게는 무려 8천톤에서 최대 1만 4천톤,

왠만한 대형 아파트 한동의 무게에 달합니다.
 
그렇다면 이렇게 크고 무거운 케이슨을 바다까지 어떻게 실어가는 걸까요? 

바로 FD선(Floating Dock)이 그 역할을 담당합니다.

 

[삼성물산이 보유한 2만톤급 FD선]

 

삼성물산은 세계 최대급인 2만톤급 FD선 2대를 보유하고 있고, 그중에 한대를 베트남에 있는 Sond Dung Port 현장에서 사용하고 있는데요, 그 크기는 너비 80미터, 높이 31미터

에 달합니다.

[왼쪽부터 FD선, 케이슨, 케이슨 제작장 입니다.]

그 엄청난 무게 때문에 크레인으로 들어올리는데는 무리가 있습니다.  따라서 FD선을

제작장 옆에 정박시킨뒤(STEP4),  IP-CCV라는 유압이동장치 여러대로 케이슨을 FD선으로 '밀어내는' 방식을 사용해 FD선에 싣게 되는 것입니다. 이렇게 FD선에 실린 케이슨은

이제 바다로 이동해 물속에 설치됩니다.

 

[FD선에 실려가는 케이슨의 모습]

 

영화 '퍼시픽림'을 보신 분들이라면 예거들을 나르는 헬리콥터들을 기억하시겠죠?, 케이슨과 FD선의 관계가 꼭 그것과 같다고 할 수 있겠습니다 :)

 

 

2. TBM - (UAE DTS T01, 홍콩 C1109 지하철, 서울 지하철 919 현장)

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직경 5.3미터, 성인 남성 3명의 키가 넘는 지름을 가진 거대한 드릴이 땅을 뚫고 솟아

나옵니다. 땅속을 자유자재로 뚫고다니는 괴물이 나오는 영화 '불가사리'를 연상케하는

이 드릴은 바로 TBM(Tunnel Boring Machune)인데요~

얼마전 삼성물산 페이스북을 통해 공개된 이 TBM 가동영상은 1만명이 넘는 분들이 감상

할 정도로 관심을 모았었습니다.    (동영상 보기)

 

[UAE DTS T01현장의 TBM]

 

TBM은 그 이름 그대로, 지하철, 대심도 하수도 등 터널을 뚫는데 사용되는 거대한 드릴

입니다. TBM 앞부분에 달려있는 커터 헤드(Cutter head)가 돌아가면서 땅속을 파내고,

파낸 흙은 TBM 내부의 컨베이어를 통해 뒷부분으로 운반됩니다.

 

[이렇게 파낸 터널 내부를 콘크리트 블록으로 지지합니다.]

 

TBM 중간부분에서는 세그먼트(Segment)라 불리는 콘크리트 블록을 조립해서 파낸

지반을 지지합니다.  커터 헤드(Cutter head)에 달린 비트(Bit)들은 사용할수록 자연스럽게 마모되며 무뎌지기 때문에, 이 비트(Bit)들을 정기적으로 교체해주어야 하기도 합니다.
(칼을 갈거나 커터칼을 부러뜨리는것과 같은 원리죠^^)

 

     

[좌측은 사용전, 우측은 사용후의 커터 헤드(Cutter head)입니다.]

 

 

보통 터널을 뚫을때는 폭약을 이용한 발파 방식(NATM공법)이 많이 사용되어 왔지만, TBM은 이 발파방식에 비해 안전하고 근로자들에게 보다 안락한(?) 환경을 제공한다는

장점이 있습니다.

 

또한 모든 굴착과정이 자동화된 덕분에 보다 빠르고 산업화되어 공사기간을 단축하고 좋은 품질을 보장하며, 폭약을 사용하지않기 때문에 소음과 진동, 먼지가 적게 발생해 친환

경적이라는 장점들을 가지고 있기도 합니다.

 

위와 같은 장점들 때문에  대형 지하공간을 많이 활용하는 도시 내 공사에서 TBM은 그

진가를 발휘하는데요, 삼성물산은 서울 지하철 9호선 공사, 홍콩 지하철, UAE 아부다비의

DTS-T01(대심도 하수터널)현장 등에서 이 TBM을 활용하고 있습니다.

 

TBM의 특이한 부분은 100% 주문 제작 방식이라는 것인데요, 현장마다 터널의 구경과

지반조건이 다르기 때문에 현장마다 TBM을 주문 후 맞춤 제작하여 사용해야 합니다.

 

   

[조립중인 TBM]

 

또한 이 맞춤제작이라는 특성때문에 한 현장에서 사용이 끝난 TBM은 재활용이 어렵기

때문에 공사가 끝난 후 대부분의 TBM은 현장에서 해체됩니다. 다만 해체 후 점검을 통해

일부 핵심 부품들은 재사용이 가능하다고 하네요~

 

주문 맞춤 제작 방식이기때문에 다소 비싼 비용과 만드는데 많은 시간이 걸린다는 단점도 있지만, 친환경성을 가지고 있다는 장점때문에 TBM의 사용은 갈수록 늘어갈 것으로

예상됩니다.

 

 

 

3. 빔 런쳐 - (성남-여주 6공구 현장)

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[성남-여주 6공구 현장의 빔 런쳐]

 

긴 교량을 보면 기둥과 기둥사이를 어떻게 이어나가는지 궁금하지 않으셨나요?
빔 런쳐(Beam Launcher)는 바로 교량을 건설할때 쓰이는 장비입니다.
(이름은 마치 게임 아이템 스럽기도 하죠?ㅎㅎ)

KTX와 같은 고속철도를 건설할때는 지상에서 일정 높이-긴 구간에 걸쳐 교량을 건설하게 됩니다. 교량의 기둥과 기둥사이를 연결하는 구조물을 '거더'(Girder: 교량 상판의 한

종류)라고 하고, 이 거더를 설치하는 장비가 빔 런쳐(Beam Launcher) 입니다.

 

 

삼성물산이 현재 성남-여주간 복선전철 6공구 건설현장에서 사용중인 이 빔 런쳐는 최대

길이 35m, 최대 무게 250톤 급의 거더 설치가 가능합니다.
 

아까 설명드렸던 케이슨 처럼, 거더 또한 외부 제작장에서 제작된 후, 공사 현장으로 이동

하게 되는데요, 케이슨을 FD선이 옮긴다면, 거더는 빔 트롤리(Beam Trolley)라는 전용

차량으로 운반됩니다.

 

[사진에 보이는 노란 차량이 빔 트롤리, 운반중인 콘크리트 구조물이 거더 입니다.]

 

이미 설치된 교량위로 운반되기 때문에 보다 간편하고 지형에 제한받지 않는다는 장점이 있죠. 이렇게 운반된 거더를 빔 런쳐가 들어올려 기둥과 기둥 사이에 올려놓는 방식으로 교량을 연결하는 방식입니다.

이 시공법은 이미 설치된 교량위로 운반되기 때문에 보다 간편하고 지형에 제한받지 않으며, 동일한 제품을 반복, 대량 생산 하기 때문에 일정한 수준의 품질을 보장하고,  하루

에 최대 세 거더를 설치할 수 있을정도로 시공 시간이 빠르다는 장점이 있습니다.

 

우리가 이용하는 지하철과 기차, 항구 등 다양한 토목 인프라들이 어떻게 만들어 지는지,

신기하지 않으셨나요? 이제 토목 공사는 소위 '노가다'라 불리던 단순 노동 집약적 산업이 아니라 첨단 기술과 장비들을 갖추고 그것을 운용하는 사람들의 역량이 필요한 첨단산업이라 볼 수 있습니다.

 

사우디 메트로, 로이힐 프로젝트, 도하 메트로 등 올해 대형 토목사업 수주가 많았던 삼성물산의  '트랜스포머'들은 앞으로 점점 늘어나고 발전해 나갈 것 같습니다^^