[붙임1] 기술수요조사 안내

『한국형 중·대단면 터널굴착장비(TBM) 개발사업』 기술수요조사 안내

	【 안내문 】
귀 기관의 무궁한 발전을 기원합니다. 본 기술수요조사는 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원에서 기획 중인『(가칭)한국형 중·대단면 터널굴착장비(TBM) 개발 사업』의 기술발굴을 목적으로 하고 있습니다. 본 조사는 TBM 관련 분야의 전문가를 대상으로 수행되며, 현재 외국기술에 의존하고 있는 중·대단면(7~14m) 규모 TBM 장비의 국내 제작과 활용, 나아가 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보할 수 있는 혁신적 TBM 개발을 위한 기술수요 도출을 목적으로 합니다. 본 수요조사를 통해 선정된 기술은 연구사업 기획에 적극 반영될 예정입니다. 기획 중인 사업은 2025년부터 약 7년 이내의 연구개발을 통해 국내 완성차 제작 및 성능 검증을 완료하는 것을 목표로 하며 이를 위해 궁극적으로 국산 TBM의 현장 도입까지 실현할 수 있는 기술을 발굴하고자 합니다. 전문가 여러분의 소중한 의견은 TBM 국산화 달성을 위한 핵심 전략으로 활용될 예정이니 설문에 적극적인 협조를 부탁드립니다. 기술수요조사 결과는 국가연구개발사업의 연구과제를 도출하는 기초자료 이외에는 사용되지 않음을 약속드립니다. 감사합니다. 2023. 5. 국토교통과학기술진흥원 국토본부 SOC플랜트기획실

	【 기간 및 문의 】
○ 조사기간 : 2023.5.16(화) ∼ 2023.5.25(목) ○ 문의처 : - 국토교통과학기술진흥원 국토본부 SOC플랜트기획실 문상모 실장(031-389-6530), 곽윤석 책임(031-389-6307) - 와이젠글로벌(주) 조경민 대표(010-8959-9560), 안용준(010-9134-3287), 조용진(010-7441-8805) - 한국도로공사 정진우 차장 (054-811-3077), 한국생산기술연구원 조정우 수석연구원 (053-580-0385), 도로교통연구원 이강현 수석연구원(031-8098-6378), 국가철도공단 이상진 차장(042-607-4313) ○ 제출방법 : [붙임2] 기술수요조사서 양식을 작성하여 이메일(jin.cho@wisenglobal.com)로 송부

한국형 중·대단면 터널굴착장비(TBM) 개발사업 개요

□ 추진경과 및 계획

○ 터널굴착장비(TBM) 국산화를 위한 핵심 장치·부품 개발 및 실증 연구 사업 기획

- (’19.12월∼’21.5월) 기존 예타규모 사업으로 기획 착수하였으나, 국내 기술수요 등에 적기 대응하기 위해 예타사업보다 중단기적 R&D로 추진하는 방안을 선택, 2개 중규모 사업 기획

(사업1) TBM 굴진향상을 위한 연속굴착 기술개발, 추진 중(’22.04.~’26.12.)

(사업2) 인텔리전트 TBM 실시간 시공·안전 통합 관리 시스템 기술개발사업

○ 한국형 대단면 터널굴착장비(TBM) 개발사업 기획

- (’22.8월) 국토교통부 `TBM 공법 활성화 방안 방침' 발표, GTX 적기·안전시공을 위한 TBM 활성화 주문

- (’22.9월∼’24.3월) 예타 규모 ‘한국형 대단면 터널굴착장비(TBM) 개발사업 기획’ 재추진

* 기획수행기관 : 와이젠글로벌(주), 한국도로공사(도로교통연구원), 국가철도공단, 한국생산기술연구원

□ 사업개요

○ 추진배경 및 필요성

- (터널굴착수요 중가 및 TBM 시공수요 증가) 지하교통 건설수요 증대, 장비대형화 등에 따른 TBM 수요증가 추이, 고부가가치 창출 및 기술격차 극복을 위한 터널굴착장비(TBM) 국산화 기술 개발 필요

- (국내 TBM 도입 기반 개선 움직임) 국내 TBM 시장의 확대와 함께 정부 차원에서 TBM 산업생태계 활성화를 위한 정책적·제도적 지원방안이 다각적으로 모색되고 있음

* 발주제도 개선 연구, 철도터널 표준단면 연구 등

- (국내 기술한계에 따른 외국기술 종속) 중단면급 이상 TBM 설계·제작기술 국내 부재, 제조사는 주로 해외 제조사로부터 핵심부품을 조달받아 조립･제작

- (TBM 국산화를 위한 혁신적 전략 확보 필요) 장비의 높은 기술장벽, 인프라 한계 동시 존재, 국내 TBM 개발의 기술적 위험과 사업적 위험을 동시에 완화할 수 있는 R&D 전략 필요

< TBM R&D 참여주체별 현황 >

구분	구분	내용
연구조직 (R&D)	출연연/대학/민간	· (연) 한국건설기술연구원, 한국생산기술연구원 등 · (학) 서울대학교, 고려대학교, KAIST 등 · (산) 전력연구원, 도로교통연구원 등
개발조직 (기업)	대기업 (현대건설, 디엘이앤씨, SK 건설 등)	· 해외 TBM 공사 수주를 바탕으로 TBM 시공 경험과 전문가를 보유하고 있으나, 소수 인력풀에 국한 · 국산화 개발 참여유인 낮음 (개발리스크(高) > 기대수익(低) 등) · 중대형 TBM 완성차 제작을 위한 건설기계 분야 대기업 참여 부재
	중견 제작업체 (EM코리아, 강릉건설, 동아지질 등)	· 소단면 TBM 제작경험 보유 (이엠코리아, 강릉건설, 동아지질) · 기기 보유 (일부 제작 및 재제작 등 가능) · 중단면 이상 핵심부품 제작을 위한 생산설비 확충 한계
	중견 시공업체 (동아지질, 강릉건설, 호반건설, 아주건설, 특수건설 등)	· 중·대단면 TBM 시공역량 기확보 · 국산화 개발 필요성 공감 · TBM 시장수요 변동 민감, 일부 업체 TBM 사업영역 유지 한계 토로

□ 추진방향

○ 문제/이슈 정의

이슈 pooling			주요 이슈		국산화 전략 방향
환경	세계 TBM 시장은 약 6.0% ~ 7.5%의 높은 연평균성장률(CAGR)로 성장할 것으로 전망 국내 TBM 시장 또한 연간 20% 안팎의 성장세 터널시공 안전 확보 및 환경·사회적 소요 저감 필요 민원 등 사회적 소요 최소 필요, ESG 경영기조 TBM 국내 터널공사 도입수요 증가 추이 국내 도심 지하화를 위한 중·대단면 터널 굴착 수요 중가 예상 국내외 지하·해저·하저 대단면 터널건설 전망에 따른 수요 증가 전망 국토교통부 TBM 활성화 기조 국내 현장 TBM 도입시 기술 종속에 따른 협상 열위 지속 건설현장 안전 규정 및 요구사항 충족을 위한 설비·장비 기술의 국내 맞춤형 개발 요구 국내 터널건설 발주 체계 개선을 통한 TBM 활성화 시도 추진 국내 TBM 활성화 위한 표준단면 연구 추진 중		TBM은 단면에 따른 기술난이도 상승 폭이 큼 중단면(7-8m) TBM 기술은 해외 선도업체 대비 약 30%의 기술수준 확보	▶	중단면(7～8m급)/ 대단면(14m급) 단계별 개발
			TBM 수요 대비 R&D 투자 적은 편 현실적으로 모든 부품까지 국산화 개발 불가능 해외 선진업체도 구매 등 다양한 방식으로 부품 및 기술 조달하여 TBM 제작	▶	R&D 추진 핵심요소 선별 개발
			TBM은 장비제작부터 시공지원(supervising)이 결합된 것이 기술 판매단위 PLC는 TBM 제조회사들이 핵심 노하우 기술로 생각, 정보노출 기피 TBM은 설계, 조립, 운영SW가 기술적 고유성 핵심요소	▶	조립/통합/최적화를 통한 고유성 확보
역량	TBM 수요증가 대비 R&D 투자 적은 편 기존 투자는 본체설계/제작과 운영·관리 시스템(SW) 개발에 집중 3.5m급에 대해 제작기술 국산화 완료 중단면(7-8m) 이상 TBM 장비에 대해서는 해외 선도업체 대비 약 30%의 기술수준을 확보 국내 TBM 개발 전문인력은 약 140명 수준 중대단면 규모 TBM 핵심부품을 생산할 수 있는 역량을 보유한 기업이 국내 존재
			국내 토질은 복합지반 비중이 높아 해외국 TBM 대비 낮은 굴진률 국내 상향된 안전 규정과 지반 조건에 따라 TBM 장비 도입 비용 증가 국내 TBM 수요확보가 참여주체 유인의 선결 조건	▶	국내 수요 맞춤형 TBM 타깃 개발 (복합지반 등)
전문가의견	현재의 TBM 기술종속 상황에 대한 문제 인식, 환경안전 수요 증가 대응, 현장 전문성 부족 등에 대해 국산화 필요성 공감 소단면급(3~5m)은 국산화 되었지만 중단면급(7m ~) 이상은 아직 경험과 기술 모두 부족 설계·조립(제작)·SW에 중점을 둔 개발이 필요 중단면 TBM 개발시 기존 R&D 성과를 활용 가능할 것으로 전망 국내 수요 및 활용도 측면에서 중단면, 이수식 TBM이 적절한 타깃 각가의 부품을 모두 국산기술로 조달하는 방법이 아니라 구성 요소들을 최적의 상태로 조립하는 것이 국산화(조합 노하우)라는 의견 다수 PLC, 커터헤드, 시스템 유지관리, 건설관리, 부가설비 등의 개발필요성 강조 메인베이링 등 직접 R&D 확보가 요원한 요소기술은 구매 등 다양한 방식을 활용 가능 TBM 국산화 추진시 내수 시장 규모 확대가 선결조건
			소단면급(3~5m)은 국산화 완료 기존 정부 R&D는 본체설계/제작과 운영·관리 시스템(SW) 개발에 집중 투자 중단면 TBM 개발시 기존 R&D 성과 활용 가능
				▶	축적된 국내 기술역량의 통합 및 후속개발을 통한 효율성 제고

□ 3대 중점분야 개요(안)

중점분야	개요	주요 범위 예시	최종목표(안)
① TBM 본체 구조설계 및 통합	□ TBM 서브 시스템의 설계 및 구성 요소들을 최적의 상태로 통합함으로써 국내 개발될 TBM의 고유성과 혁신성을 확보 * 한국형 TBM 설계·제작을 위해 필요한 핵심 요소기술 개발 과업 포함 (예: 복합지반용 중·대단면 TBM 커터헤드 및 디스크커터 설계·제작 고도화, 자원순환형·친환경 슬러리 순환 및 배토처리 시스템 등)	1. 회전구동 시스템 2. 추진/배토 순환 시스템 3. 세그먼트 시스템 4. 전기/유압 시스템 등	중단면 완성차 핵심기술 국산화율 70%
② TBM 시공 최적화	□ 국내 개발될 TBM 완성차와 결합될 국내 현장 TBM 운영기술 고도화 □ 국내 고난이도 터널건설현장의 시공지원을 위한 supervising 원천기술, 시공 중 문제해결 기술개발을 통해 TBM 사고 위험(리스크) 관리 역량 확보	1. TBM 운전/관제 (수퍼바이징) 2. 장비모니터링/안전관리 3. 지반거동/굴착토처리	국내현장 TBM 시공 다운타임 30% 저감
③ TBM 실용화 기반확보	□ TBM의 성능확보를 위한 테스트베드 구축 및 완성차 성능기준, 성능 시험·평가기술 개발 □ 개발 결과(한국형 TBM)의 국내 터널시공 현장 도입 성공가능성 확보 * TBM 개발 후 완성차 성능확보를 위한 테스트베드 확보 필수	1. 핵심부품 신뢰성평가 2. 테스트베드 구축 및 성능 검증기술 3. 재활용/유지보수기술	TBM 완성차 국내 성능시험·인증 기반 확립