터널링 실드 (토목기계) [tunneling shield]

자료: 다음백과(브리태니커), http://enc.daum.net/dic100/contents.do?query1=b22t2418a

강 아래나 지하수층이 있는 연약지반에 터널을 건설할 때 사용하는 기계.

강 아래 터널 건설은 진흙과 물이 스며들어 선진도갱(先進導坑：터널 공사를 위해 맨 처음 파는 갱)이 무너지는 문제를 해결하지 못해 수세기 동안 적용되지 못한 채 있었다. 1818년 영국의 해군장교 M. I. 브루넬은 배좀벌레조개가 자신의 껍질을 이용해 나무에 파고들어 톱밥을 뒤로 밀어내는 것을 관찰했다. 그는 거대한 나사 잭을 이용해 연약지반을 밀고 나가면서 전면의 빈지문을 통해 땅을 파는 철제 실드를 제작 했다.

1825~42년 평면이 직4각형인 브루넬의 실드는 런던 템스 강 밑에 건설된 세계 최초의 수중 터널 건설에서 성공적으로 이용되었다. 1865년 영국의 P. 발로는 지름이 2.5m이고 단면이 원형인 매우 간단한 실드를 고안해 특허를 냈다. 이것을 이용해 J. H. 그레이트헤드는 예상보다 적은 자본으로 1년 내에 템스 강 아래에 작은 터널을 건설할 수 있었다.

한편 미국 뉴욕 주의 A. E. 비치라는 사람은 원형 단면을 가진 실드를 제작해 브로드웨이 밑에 실험적인 지하철도를 건설하는 데 이용했다. 1880년경 그레이트헤드는 영국 런던 지하 터널 공사에서 압축공기를 사용해 라이닝이 설치되는 동안 출수(出水)를 막았다. 이런 과정을 거쳐 실드와 압축공기를 복합적으로 사용해 큰 강 밑에 터널을 건설하는 일이 가능하게 되었다.

현대의 터널링 실드는 본질적인 면에서는 그레이트헤드의 것과 동일하다. 즉 유압 잭은 강철 실린더를 앞으로 밀고, 앞의 격벽(隔壁)은 실드 앞에서 작업할 때는 열리고 연약지반을 밀고 나아갈 때는 닫힌다. 격벽 앞에 있는 실린더는 윗부분이 돌출된 굴착날에 의해 연장되어 있어 실드 앞에서 작업하고 있는 인부를 위한 보호 덮개 역할을 한다. 격벽 뒤에는 실드의 보조장치인 이렉터 암(erector arm)이 있어 연속적으로 강제원통들을 결합시켜 터널 라이닝(lining)을 만든다. 강철은 나중에 벽돌로 덮인다. 실드를 앞으로 전진시키는 유압 잭은 완성 되어진 라이닝의 끝을 지지한다.