터널 굴착기가 진화하는 6가지 방법

Aug 11, 2023

닐 제라드(Neil Gerrard) 2023년 5월 5일

터널 굴착 기계(TBM)는 번거롭고 비용이 많이 드는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 이 부문의 혁신을 통해 운영 속도가 향상되고, 프로세스가 자동화되며, 복잡한 지질 공학적 조건을 모니터링하는 능력이 향상되고 있습니다.

최근 혁신에는 다음이 포함됩니다.

TBM 운영자는 지질공학적 조건이 변하는 경우 시정 조치를 취할 수 있어야 합니다. TBM에는 최대 5,000개의 센서가 있을 수 있으며 절단 표면 성능, 진행 상황 및 절단 휠 토크를 포함한 측정 항목에 대해 다양한 속도로 데이터를 수집합니다.

TBM 제조업체인 Herrenknecht는 최근새로운 IIoT 플랫폼무선 센서에서 데이터를 수집 및 관리하고 이를 클라우드 기반 중앙 스토리지 데이터베이스에 저장합니다.

플랫폼은 2,000개 이상의 TBM을 지원하며, 그 중 최대 700개가 동시에 현장에 있을 수 있습니다. 데이터는 TBM 제어실에 있는 컴퓨터에 저장되고 인터넷 연결이 가능할 때 클라우드에 업로드됩니다. 기계는 지하 10~15km에서 작동하며 며칠, 몇 주, 심지어 몇 달 동안 오프라인 상태일 수 있습니다.

Herrenknecht는 또한 40년치의 과거 데이터를 다양한 형식으로 플랫폼에 업로드했습니다.

미국 제조업체인 Robbins는 텍사스 달라스에 있는 8km 길이의 Mill Creek 배수 구호 터널에서 업계 최초로 터널 내 TBM 직경을 변경했다고 주장했습니다.

터널은 하류로 이동함에 따라 유량 요구 사항이 증가하므로 두 가지 직경을 갖습니다. 그 결과 TBM은 직경 11.6m에서 9.9m로 설계됐다.

Robbins는 Southland/Mole 합작 회사와 협력하여 먼저 완전히 작은 기계를 설계한 다음 더 큰 두 번째 스킨 역할을 하는 '키트'를 만들었습니다.

TBM의 직경을 줄여야 할 때가 되자 약 4개월이 걸리는 과정을 통해 기계의 두 번째 외피를 간단히 제거했습니다.

말레이시아 인프라 회사인 MMC-Gamuda는 부족한 TBM 운영업체에 대한 의존도를 없애기 위한 방법으로 세계 최초의 자동 터널 굴착 기계(A-TBM)를 개발했습니다.

쿠알라룸푸르 MRT(대량철도) 프로젝트 2호선을 테스트베드로 활용했다.

플러그 앤 플레이 시스템은 기존 TBM 하드웨어 및 센서에 통합됩니다. 이는 TBM의 프로세스를 모니터링하고 데이터를 중앙 제어 센터로 보냅니다.

처음에 MMC-Gamuda는 전진 속도 및 슬러리 제어와 같은 다른 제어 매개변수로 확장하기 전에 조향을 제어하기 위해 단일 기계에서 기술을 테스트했습니다.

궁극적으로 프로젝트의 TBM 12개 중 10개가 A-TBM 시스템과 함께 설치되어 다양한 지면 조건을 뚫고 굴착되었습니다. MMC-Gamuda는 다음 단계는 터널링 데이터를 분석하고 시스템이 더 나은 터널링 솔루션을 생성하도록 예측할 수 있도록 하는 것이라고 말했습니다.

Herrenknecht는 연약한 지반에서 지속적인 터널링을 허용하는 방법을 개발했습니다.

터널링은 전통적으로 터널 링 건설 순서가 진행될 수 있도록 각 굴착 작업 후에 잠시 멈춰야 했습니다.

1.6배 더 빠른 새로운 연속 터널링 시스템은 전진 중에 기계를 앞으로 밀어내는 추력 실린더가 링 형성을 위해 후퇴하는 실린더의 힘을 대신하는 것을 확인합니다.

이 과정에서 기계가 올바른 경로를 유지하도록 하기 위해 컴퓨터 구동 CoT(추력 센터) 시스템이 수동 작업자로부터 추력 실린더의 압력 제어를 대신합니다.

헤렌크네히트가 받았다.바우마 혁신상 2022새로운 개발로 '기계기술' 부문에서 수상하였습니다.

미국에 본사를 두고 Elon Musk가 설립한 Boring Company는 2022년에 'Prufrock' TBM의 두 번째 버전을 출시했습니다.

Prufrock은 표면에서 직접 발사되어 지하를 뚫고 완료되면 다시 나타나도록 설계되어 "돌고래 만들기"라고 알려진 과정에서 기계를 발사하고 회수하기 위해 구덩이를 굴착할 필요가 없습니다.