스마트 건설관리시스템을 구축하게 된 계기는?

최근 터널을 포함한 지하굴착공사로 인해 싱크홀 발생 등 지하공간 안전에 대한 사회적 관심이 고조되고 있고 해저터널공사 특성 상 재난상황 발생시 불가역적이고 치명적인 결과가 초래되기 때문에 안전성 확보(Risk-Hedge)가 절실했으며 특히 재난상황 발생시 피해를 최소화 할 수 있는 조기경보 체계와 골든타임 확보가 무엇보다도 중요하다고 판단했습니다.

시스템 구축과정에서 애로사항이나 특이사항은?

본 시스템은 중소기업 상생 및 협력 차원에서 지에스아이엘이라는 스타트업기업과의 협업을 통해 터널 건설관리 알고리즘을 개발하였는데 IT분야(프로그래머 등) 전문가들은 전력구 터널현장에 대한 전문지식이 없고 터널전문가들은 IOT분야에 대한 이해가 부족해 시스템 구축 초기에는 다소 혼선이 있었으나 10여회의 현장체험과 대책회의를 통해 전력구 터널에 최적화된 스마트 건설관리시스템을 구축할 수 있게 되었습니다.

무엇보다도 새로운 시스템 도입에 대한 현장 근로자 및 관계자들의 거부감 해소가 힘들었습니다. CCTV, 위치정보 등을 이용해서 작업자를 감시한다는 오해가 팽배하였는데 ‘작업자 및 현장의 안전을 위해 꼭 필요한 시스템’임을 이해시키는데 시간이 꽤 걸렸습니다.

끝으로 시스템 구축과 관련해 소감 한 말씀?

4차 산업혁명시대를 맞아 비교적 낙후된 건설현장 관리방식에 대해 대대적인 혁신이 요구되고 있는데 우리 신송전사업처가 ‘IOT기술기반 스마트 건설관리시스템’으로 그 첫 걸음을 먼저 내 딛게 되어 매우 기쁘게 생각합니다.

IOT기술기반 SMART 건설관리시스템 구축

‘적기 준공, 해저터널 Risk Hedge’ 두 마리토끼 잡아
한전, 신송전사업처 해저터널 현장 SMART하게 바꿔
‘작업자 안전’, ‘작업 환경’, ‘공사 관리’ 크게 세 분야

한전 신송전사업처(처장 박재호)에서 추진 중인 ‘북당진-고덕 HVDC 지중송전선로 건설사업’은 충남 서해안지역 대규모 발전력의 안정적 수송 및 중서부권 계통 안정화를 위하여 2018년 6월 준공을 목표로 지난 2015년 3월 해상구간과 같은 해 6월 육상구간의 공사를 착수하였다.

그러나 당진시의 북당진변환소 건축허가 반려로 대법원까지 가는 행정소송 끝에 당초 계획보다 2년 이상 지연된 2017년 5월에야 북당진변환소 및 해저터널 본 공사를 착수하게 되었다.

당진-평택 해저터널(5.2km)은 본 건설사업 전체 준공에 결정적 영향을 미치는 Critical Path 구간으로 당초 준공기한 내 공사완료는 어려운 상황이나 고덕산업단지 전력공급 등 계통 여건 상 늦어도 2019년 12월 까지는 케이블포설, 변환설비공사 등 모든 공정을 완료하여야 함에 따라 해저터널공사 공기를 최대한 단축하여 할 실정이다.

무엇보다도 본 해저터널 공사는 5.2km의 超 長大 전력구 터널로서 해수면 아래 60m의 大深度, 최대 6bar의 고수압 상태에서 굴착작업이 이루어지는 기술적, 환경적 risk요인이 매우 많은 고위험, 고난이도 해저터널 공사라는 것이 더욱 큰 고민거리이다.

적기준공을 위한 공기단축과 고위험 해저터널의 안전성 확보(Risk-Hedge) 라는 두 마리 토끼를 모두 잡아야 하는 어려운 상황에 직면하게 된 것이다.

이를 해결하기 위해 신송전사업처와 중부건설본부는 신형 Shield TBM장비를 신규 제작·투입함으로써 터널 굴진효율을 30% (4.64 → 6.0m/일)이상 높이고 고장·정비시간을 최소화 하여 장비 가동률을 12% 향상(62.5 → 70%)시키는 한편 수직구 슬립폼, PC콘크리트 보도 와 같은 신기술·신공법을 확대 적용해 구조물 축조시간을 대폭 단축하는 등 가능한 모든 방법을 동원하여 공기 단축방안을 수립·시행하고 있다.

특히 건설공기 및 안전시공에 가장 큰 변수로 작용할 수 있는 안전·재난상황에서의 조기경보 및 골든타임 확보를 위해 해저터널 3.4km 구간에 IOT기술과 건설관리기법을 융합한 ‘스마트 건설관리시스템’을 국내 해저터널 현장 최초로 구축했다.

본 시스템은 ‘작업자 안전’, ‘작업 환경’, ‘공사 관리’ 크게 세 분야로 구성했다.

▲첫번째 : 위치정보 기반의 ‘작업자 안전’ 분야는 작업자 위치파악, Sleep감지, 긴급호출 등의 주요기능을 수행하게 되어 있으며 지문 및 안면인식을 통한 터널 출입관리 시스템과 안전모에 부착된‘전자테그’를 이용해 작업자의 위치, 상태정보를 실시간 파악하여 작업자의 위치 및 안전여부를 관리하는 기능이다.
특히 작업자가 일정시간 움직임이 없을 경우 자동으로 경고 신호를 발송하는‘Sleep 감지’기능과 응급상황 발생시에 작업자 스스로 호출할 수 있는‘자가 긴급호출’기능은 작업자의 안전구호를 위한 골든타임 확보에 매우 중요한 기능이라 할 수 있다.

▲두번째 : 센서 및 영상정보 기반의 ‘작업환경’ 분야는 수직구나 터널 막장 등 중요 위치 및 터널내 운행차량에 고정식과 이동식 CCTV를 설치하여 화재나 붕괴 기타 안전사고 등 현장 재난상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있게 하였으며 산소농도, 유해가스, 지진 등을 자동으로 측정하여 실시간 현장관리가 가능하도록 시스템을 구성하였다.

▲마지막으로 ‘공사관리’ 분야는 터널 굴진률, 막장압, 지하수위, 염도 등 개별 관리되던 중요 공사정보를 본 시스템으로 통합, 실시간관리가 가능하게 함으로써 공정 및 공사 관리에도 획기적인 개선효과를 기대하고 있다.

또한 현장 내에 대형 상황판을 설치하여 누구나 현장상황을 모니터링할 수 있게 하였으며, 사무실 PC는 물론 스마트폰으로도 실시간 관리가 가능하도록 시스템을 구축하였다.

본 시스템 구축으로 인해 터널현장의 안전은 물론 노무, 공정, 현장관리가 실시간 통합관리가 가능하게 되었으며 무엇보다도 유사시 긴급구호 및 복구에 필요한 골든타임 확보가 가능하게 됨으로써 고위험 해저터널의 안전성 제고에 크게 기여할 것으로 기대된다.

아울러 해저터널 적용결과를 토대로 인근 북당진변환소 토건공사 등 타 현장에도 확대 적용을 추진하고 있다.

한전 신송전사업처는 그 동안 축적해온 건설 노하우와 기술력을 바탕으로 IOT기술을 활용한 신개념의 SMART 건설관리시스템을 구축하는 등 끊임없는 기술혁신과 업무개선을 통해 대심도, 초 장대 해저터널 건설에 따른 수많은 난관들을 선제적으로 극복해 나감으로써 ‘500kV 북당진-고덕 HVDC 지중송전 건설사업의 적기준공’이라는 역사적 순간을 향해 순항하고 있다.