국내외적으로 지속가능한 녹색 신공간 창출을 위해 지하 교통네트워크를 위한 대도시 대심도 터널과 산악터널, 그리고 국가 또는 대륙 간 연결통로로서 장대 하저 및 해저터널 등 터널 수요는 지속적으로 증가하는 추세이다.
터널공사에 있어서 기계화 및 자동화 기술의 발달로 인해 과거 발파 위주의 터널공법은 전 세계적으로 발파에 의한 재래식공법 (Conventional Tunnelling)에서 점차적으로 기계화시공법(Mechanized Tunnelling)으로 전환기를 맞고 있다.
그러나 친환경적이고 안전한 기계화 및 자동화 터널 굴착 관련 국내기술은 장비제작, 설계 및 시공 등 전 분야에서 선진국에 비해 극히 미비한 실정이다.
특히 기계화시공법을 대표하는 TBM(Tunnel Boring Machine, 전단면 터널 굴착기)은 발파공법과 비교하여 소음, 진동 등의 환경피해를 최소화하고 연장이 긴 장대터널에서 고속시공에 의해 공사비용과 공사기간을 대폭 절감할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
현재 시공 중 또는 운영 중인 세계 10대 초장대 터널 가운데 TBM 시공비율은 50% 이상을 차지하고 있으며, 특히 기존의 지상 도로 공간을 녹지공간 등으로 활용하고 포화상태인 지상 교통량을 해소하기 위하여 도심지 지하도로의 시공사례가 급증함에 따라 도심지에서 환경성, 안정성 및 경제성 향상을 위한 최적의 터널공법으로 적용되고 있다.
전 세계 TBM 생산 국가는 현재 독일, 일본, 미국, 프랑스, 호주, 중국 등 6개 국가뿐이며 관련 핵심기술은 해당국의 보유기술로 철저히 비공개되고 있다.
우리나라의 경우는 장비의 설계와 제작을 100% 외국기업에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 침체된 국내 중공업 및 조선업의 사업다각화 측면에서도 TBM의 국산화 사업은 새로운 성장 동력이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. TBM 사업은 향후 국내외 구상되고 있는 터널 프로젝트 수요에 대비하고 해외 기술의존도가 극심한 TBM분야의 자립기술 확보와 사업화가 매우 시급한 실정으로 창조경제에 부흥하고 융합기술을 도출해 낼 수 있는 필연적인 육성사업이다.
TBM 관련 전 세계 시장규모는 도심지 및 산악 장대터널을 중심으로 TBM의 수요가 증대되면서 2008년 기준으로 약 4조4천350억 원이었으며 중국의 시장 규모의 급부상으로 2015년 약 18조원, 2020년에는 약48조원이 될 것으로 추정되고 있다.
특히 전 세계 TBM 시장의 약 40%를 점유하고 있는 독일 Herrenknecht사의 예를 들면 2008년도 매출액이 1조7천740억원으로 도심지터널과 산악장대터널에서 TBM의 수요 증대의 예측에 따른 국가적으로 TBM 산업에 대한 적극적인 육성시켜 매년 14.5~29.4% 매출 증대를 이룬 결과라고 볼 수 있다.
우리나라의 TBM공법의 적용현황을 보면 1985년 최초 도입 이후 TBM에 의한 터널시공 실적은 총 사업건수 71건 연장 약 270km에 달하며, 일본, 유럽 등 기술선진국에 비해 매우 활용도가 낮은 상태이다. 그리고 주로 소구경 터널(예: 전력구 등) 위주로만 적용되고 있는 실정이다.
국내시장의 규모에 있어서는 지속적인 지하개발추세로 감안해볼 때 TBM 산업의 수요는 급상승 할 것으로 예측되나, 도심지 터널공사에서의 TBM 공법의 적용 비율이 유럽 80%, 일본 60%, 미국 50% 그리고 중국40%인데 반해 우리나라는 1% 미만에 불과한 실정이다.
또한 TBM 시공기술과 경험 또한 매우 부족하여, 외국과 비교할 때 TBM의 굴진속도에 있어서도 선진국수준에 미치지 못하여 TBM의 최대 장점 중의 하나인 고속시공을 전혀 도모하고 있지 못하고 있는 실정이다.
TBM 장비의 설계 및 제작은 일부 부품 및 조립은 이루어지고 있으나 90%이상 모두 외국에 의존하고 있어, 장비수입에 의한 외화 유출뿐만 아니라 핵심부품 수급 및 운영기술도 미흡하여 공사 중 지속적인 외화유출 및 경제성 저하가 야기되고 있다.
또한 국내 건설사가 외국 시장에서 TBM 터널을 수주하여도 실질적인 고수익을 발생시키지 못하고 있는 상황이다.
따라서 친환경 기계화 터널 건설기술의 대표인 TBM의 국산화와 활용기술 확보를 통해 터널건설기술 분야의 국가 대외 경쟁력을 강화하여야 할 시기이며, 개별적인 발전에 노력하고 있는 국내 전문업체의 육성도 국가적인 차원에서 이루어져야 할 것이다.
현재 국가적으로도 TBM 핵심기술에 대한 연구단이 운영되고는 있지만 보다 더 적극적으로 TBM 산업육성을 위한 전략이 요구된다.
우선적으로 선진외국의 TBM 설계·제작 기술 대비 90%이상의 기술자립화 및 국비 유출 최소화가 요구되며, 국내 지반조건에 적합한 TBM 설계 기술을 확보하여 기술 선진화 뿐 만아니라 국가적인 기술자 양성교육으로 TBM 전문기술자들을 확보하여 인력수출계획도 수립하여야 할 것이다.
특히 발파·개착공사로 인한 진동·소음공해 감소 및 급속시공을 통한 민원 최소화 및 공사기간 및 공사비를 절감시킬 수 있는 창조경제적인 국내외 새로운 시장을 창출하여야 할 것이다.
이러한 전략을 통해 TBM 산업을 육성된다면 국산 TBM 기술이 확보되고 이를 통한 신시장의 창출이 기대된다.
실질적으로 국내 터널공사를 위한 TBM 장비수요에 대하여 우리나라의 TBM 산업육성 된다면 상당한 수입 대체 효과가 이루어 질 것이라 확신한다.
또한 TBM의 적용이 필수적인 대도시권 대심도 터널, 국가 및 대륙 간 초장대 해저터널 등 메가 건설 프로젝트 관련 국내외시장 진출을 위한 기반을 확보할 것이며, 특히 창조경제차원에서 TBM 산업은 중공업과 건설업 분야의 신시장이 개척될 뿐 만 아니라 이에 따른 고용 창출에도 상당한 기여를 할 것이다.
