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세계 최대 터널 천공장치의 이빨 교체 프로젝트

내년 미국 시애틀 도심의 지하에 총연장 2.73㎞의 터널을 뚫는 공사가 시작된다. 여기에는 히타치가 제작한 직경 17.5m, 가격 8,000만 달러의 세계 최대 터널 천공기(穿孔機)가 투입될 예정이다. 이 천공기의 표면에는 강철 비트와 회전식 디스크로 이뤄진 절삭장치가 600개나 있다.

이들이 흙과 돌을 부서뜨려 거대한 구멍을 뚫는 것. 그런데 이 절삭장치는 천공기가 120여m를 전진할 때마다, 즉 공사기간 중 약 20회의 교체·점검이 필요하다.



문제점
사람이 지하에 있는 천공기의 앞으로 가는 것은 매우 어렵다. 기압이 높은 깊은 지하터널에서는 더욱 그렇다. 지하 60m 밀폐된 터널의 경우 압력이 지표면의 5배인 5기압까지 올라간다.

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때문에 엔지니어들은 작업 후 반드시 고압 챔버 내에서 감압시간을 가져야 한다. 또한 점검은 천공기를 뒤로 당겨 여유공간을 만든 뒤 특수 헬멧과 산소호흡기를 착용한 엔지니어 5명이 투입돼 수행한다. 이들은 공압식 해머와 도르래, 렌치를 이용해 마모된 비트와 디스크를 새것으로 교체해야 하는데 절삭장치 하나의 교체에만 최대 4시간이 소요된다.

해결책
현재 작업의 안전성과 효율성 제고를 위해 천공기 내부에서 절삭장치의 교체가 가능하도록 설계 변경이 이뤄지고 있다. 천공기 자체가 워낙 커서 지상과 동일한 기압 환경의 작업 공간 마련이 가능하다는 점에 착안한 것. 새로운 설계에서는 자동화시스템이 절삭장치들을 천공기 내부의 작업실로 가져온다. 또 작업실에는 유압 도르래 등 공압식 장비보다 강력한 유압식 장비들이 갖춰져 있다. 때문에 단 한 사람만 투입해도 기존 대비 4분의 1 정도의 시간에 모든 절삭 장치의 교체·점검을 마칠 수 있다.

시속 29㎞
다족보행 로봇의 주행속도 기록. 미국 보스턴 다이내믹스의 4족보행 로봇 '치타(Cheetah)'가 올 3월 수립했다.

파퓰러사이언스
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