자유 단면 굴삭기

3. 종류

자유 단면 굴삭기는 신축, 상하좌우로 움직이는 붐 끝에 회전식 보링 비트를 장착하여 전방의 암반을 굴착하는 장비이다. 보링 비트는 원추형 헤드에 나선형으로 비트가 달린 드릴형이나, 비트가 달린 반구형 헤드가 좌우로 장착된 북형이 있다.

캐터필러를 장착한 차대로 자율 주행이 가능하며, 전면에는 굴착한 토사를 긁어내기 위한 블레이드와 흙을 후방으로 보내기 위한 소형 암이 장착되어 있다.^[1]

주행에는 디젤 엔진을 사용하지만, 갱도 내 산소 공급 문제로 인해 굴착 작업은 외부 전력을 사용한다.^[1]

정면 외관은 나선형 보링 비트나 캐터필러 때문에 SF 작품에 등장하는 지저전차를 연상시킨다.^[1]

3. 1. 횡방향 로드헤더

3. 2. 종방향 로드헤더

4. 구조 및 작동 원리

신축, 상하좌우로 움직이는 붐을 설치하고, 그 선단에 장착된 회전식 보링 비트로 전방의 암반을 굴착하는 방식이다.

보링 비트는 원추형 헤드에 나선형으로 비트가 달린 드릴형이나, 비트가 달린 반구형 헤드가 좌우로 장착된 북형이 있다.

캐터필러를 장착한 차대로 자율 주행이 가능하다. 전면에는 굴착한 토사를 긁어내기 위한 블레이드가 장착되어 있으며, 흙을 후방으로 보내기 위한 소형 암이 장착된 것도 있다.

주행에는 디젤 엔진을 동력으로 사용하지만, 갱도 내 산소 공급 문제로 인해 굴착 작업은 외부 전력을 동력으로 사용한다.

정면에서 본 외관은 나선형 보링 비트나 캐터필러 때문에 SF 작품에 등장하는 지저전차를 연상시킨다.

5. 활용

로드헤더는 초기에 석탄 광산에서 사용되었다. 토목 공사에서 처음 사용된 사례는 1970년대 멜버른 지하철 순환선 건설이었으며, 이 기계는 굴착의 약 80%를 기계적으로 수행할 수 있게 했다.^[3]

현재 로드헤더는 광산 및 지방 자치 단체 프로젝트, 와인 동굴 건설, 그리고 호주 쿠버 페디와 같은 동굴 주택 건설과 같은 터널 공사에 널리 사용된다.

2014년 2월 21일, 오타와의 경전철 O-Train 터널 동쪽 입구를 로드헤더가 굴착하던 중, 로리어 애비뉴 바로 남쪽의 월러 스트리트가 폭 8m, 깊이 12m의 싱크홀로 붕괴되었다.^[4] 비슷한 사고가 2016년 6월에 발생했는데, 터널 공사가 진행 중이던 리도 스트리트에 싱크홀이 생겨 최대 3m 깊이로 물이 찼다. CBC는 리도 교통 그룹의 135톤 로드헤더 중 하나가 침수된 가장 깊은 터널 부분에 있었다고 보도했다. O-Train 건설에는 세 대의 로드헤더가 사용되었다.^[5]

로드헤더가 사용된 주요 터널 공사 사례는 다음과 같다.

6. 주요 제조사

• 가야바 공업 (일본)
• 미쓰이 미이케 제작소 (일본)^[10]
• 알파인 (미국)
• 도스코 (캐나다)
• KYB → 카야바 시스템 매시너리 (일본)^[11]
• 후루카와 기계금속 (일본)

7. 대한민국에서의 활용 사례

주어진 자료에서는 자유 단면 굴삭기(로드헤더)의 대한민국 내 활용 사례가 나타나 있지 않다.

8. 기타

로드헤더는 초기에 석탄 광산에서 사용되었다. 토목 공사에서 처음 사용된 사례는 1970년대 멜버른 지하철 순환선 건설이었으며, 이 기계는 굴착의 약 80%를 기계적으로 수행할 수 있게 했다.^[3]

현재 로드헤더는 광산 및 지방 자치 단체 프로젝트, 와인 동굴 건설, 그리고 호주 쿠버 페디와 같은 동굴 주택 건설과 같은 터널 공사에 널리 사용된다.

2014년 2월 21일, 오타와의 경전철 O-Train 터널 동쪽 입구를 로드헤더가 굴착하던 중, 로리어 애비뉴 바로 남쪽의 월러 스트리트가 폭 8m, 깊이 12m의 싱크홀로 붕괴되었다.^[4] 2016년 6월에는 리도 스트리트에서 터널 공사 중 싱크홀이 발생하여 최대 3m 깊이로 물이 차는 비슷한 사고가 발생했다. CBC는 리도 교통 그룹의 135톤 로드헤더 중 하나가 침수된 가장 깊은 터널 부분에 있었다고 보도했다. O-Train 건설에는 세 대의 로드헤더가 사용되었다.^[5]

로드헤더가 사용된 주요 터널 공사 사례는 다음과 같다.

• 보스턴 빅 디그^[6]
• 세계 무역 센터 부지^[7]
• 애디슨 공항 유료 터널^[8]
• 캘데콧 터널 4번째 관^[9]
• 말뫼 시티 터널
• 연방선

참조

_[1] 뉴스 Criteria for Selecting a Boom-Type Roadheader The Mining Journal, Ltd 1988-09
_[2] 웹사이트 Tunnel Virtual Team - Questions and Answers from Ask the Expert https://www.fhwa.dot[...] US Department of Transportation Federal Highway Administration 2006-08-01
_[3] 웹사이트 Melbourne Underground Rail Loop Handbook http://www.doi.vic.g[...] Department of Transport
_[4] 뉴스 Road collapse leaves 8-metre wide sinkhole at tunnelling site https://www.cbc.ca/n[...] 2014-02-21
_[5] 뉴스 City to investigate why shutting off water took 2 hours after sinkhole occurred https://www.cbc.ca/n[...] 2016-06-18
_[6] 웹사이트 MTA - Tunnel Jacking http://www.masspike.[...] Massachusetts Turnpike Authority
_[7] 뉴스 Reconstruction : Port Authority on Schedule with Restoration of PATH Service http://newyork.const[...] McGraw_Hill CONSTRUCTION 2003-07
_[8] 웹사이트 American Underground-Construction Association's Featured Project http://www.auca.org/[...] American Underground Construction Association 1998-09
_[9] 웹사이트 Caldecott fourth bore big dig starts today in Orinda http://www.contracos[...] Contra Costa Times 2010-08-09
_[10] 웹사이트 施設機材 https://www.mod.go.j[...] 陸上自衛隊
_[11] 웹사이트 トミカ歴史館 https://www.takarato[...]