헤렌크네히트의 터널 개축 기계, 멈추지 않는 열차 주변에서 작업하다

유럽의 철도망은 여전히 1850년에서 1910년 사이에 지어진 역사적인 터널을 통과한다. 독일, 오스트리아, 스위스에만 약 800개가 있다. 이 터널들의 단면은 현대 열차와 안전 기준에 비해 너무 좁지만, 개축을 위해 각 노선을 폐쇄하는 것은 그것에 의존하는 지역들에게 종종 견디기 어려운 일이다. 독일의 터널 굴착 전문업체 헤렌크네히트 AG는 터널 확장 시스템(TES)으로 답했다. 이 시스템은 2025년 4월 기계 기술 부문에서 바우마 혁신상을 수상했는데, 열차 운행을 중단하지 않고 철도 터널을 근본적으로 갱신하는 최초의 시스템이다.

이 기계는 보조 레일 위를 터널을 따라 전진하며 단계적으로 작업한다. 작업자들은 먼저 선로 하나를 철거하고 열차가 계속 운행하는 단일 중앙 선로를 다시 깐다. 보호 인클로저가 작업 현장과 통과 교통을 완전히 분리하므로, 작업반은 열차가 지나가는 동안에도 작업할 수 있다. 조적이 제거되고, 주변 암반은 정 또는 제어 발파로 파쇄되며, 잔해는 터널 바닥으로 떨어져 운반된다. 그리고 숏크리트 로봇과 앵커, 강재 아치, 보강 매트가 새로 절단된 단면을 고정하며, 임시 라이닝은 현장 타설 콘크리트로 대체된다.

2024년 1월부터 두 대의 TES 장비가 코블렌츠와 베츨라어 사이의 라인탈선에서 작업하여 160년이 넘은 두 터널, 즉 426미터의 파힝어 터널과 732미터의 크람베르거 터널을 반경 약 2미터 확장하여 오늘날 새 터널이 건설되는 치수에 맞게 만들었다. 기계 기술을 담당한 시공사 PORR의 울프 키르스텐 박사(Dr.-Ing.)는 이 방식으로 성공적으로 확장된 최초의 터널이라고 말했다.

계속 운행하는 열차 주변에서 터널을 개축하다

자체 보호 외피 안에서 레일 위로 건설 현장을 전진시키는 것은 고정된 굴착 작업을 수백 개의 유사한 터널에 적용할 수 있는 이동식 공장 설비로 바꾼다.

중앙 선로 배치는 하나의 운행 차로를 유지하므로, 일반적으로 개축 예산을 지배하는 폐쇄 비용이 단선 시간표 조정으로 줄어든다.

인클로저가 핵심이다. 그것은 비산하는 암석과 먼지를 기계 내부의 문제로 만들고, 작업반이 통과하는 열차에서 몇 미터 떨어진 곳에서 작업할 수 있게 한다.

확장 기계는 굴착 기계와 달리 기존의 굴착 구멍을 안내 및 작업 플랫폼으로 재사용하여, 새로운 터널 선형, 새로운 갱구, 토지 취득을 피한다.

진짜 제약은 건설이 아니라 그것이 강제하는 폐쇄이다. 하나의 운행 차로를 계속 유지하는 이동식 외피는 혼란으로 치르는 프로젝트를 기계 가동 시간으로 치르는 프로젝트로 바꾼다.

2025년 바우마 혁신상 심사위원단은 기계 기술 부문에서 TES를 특별히 선정했으며, GEDA의 심사위원 요한 자일러는 이 기술이 모든 철도 터널을 운행 중에 안전하게 개축하고 확장할 수 있게 한다고 말했다. 도이체 반은 라인탈선 개축을 위한 전용 프로젝트 포털을 운영하고 있으며, TES 장비는 2024년 1월부터 그곳에 투입되었다. 독일, 오스트리아, 스위스 전역에서 약 800개의 유사한 터널이 여전히 운행 중인 가운데, 헤렌크네히트는 하나의 시범 사업을 유럽 대륙의 개축 적체를 위한 템플릿으로 바꾸었다.