[공학저널 박인교 기자] 굴착공사 현장 주변에 지반침하로 인한 사고가 발생해 체계적인 관리가 필요하다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 실시간으로 굴착 시공관리를 할 수 있는 기술이 개발돼 주목을 받고 있다.
2014년 서울 잠실 도로 하부가 함몰되는 사건이 발생해 온 국민이 지반침하의 위험성을 상기시키는 계기가 됐다. 이에 정부는 지반과 관련된 유관학회 6개와 국토교통부 건설안전과가 주축으로 대응방안을 만들었다. 현재 운영되고 있는 지반굴착 시 사전 영향검토를 수행하도록 하는 내용의 골자를 가진 지하안전 특별법을 발표하고 지난 2018년부터 시행·운영하고 있다.
지난 2016년에는 지반함몰을 사전에 감지하고 대응책을 마련하기 위한 연구가 시작됐으며, 국토교통부 주관 하에 지하안전연구단이 발족이 되고 5년간의 연구가 착수됐다. 연구단에서는 지반함몰에 대한 조사, 평가, 해석, 탐사, 공법 개발 등 총체적인 연구가 이뤄졌다.
이 연구는 2020년 성공적인 연구 성과를 수립하고 종료됐으며, 이후 건설현장에서 스마트 건설관리가 대두되면서 지반함몰과 관련해 스마트관리체계로 전환하고 연구개발이 시도됐다. 기존의 지반함몰의 관리는 현장의 상황에 맞춰 추진되고 자료 수집 분석이 전산화 되지 않아 아날로그적인 방식의 개선책 마련이 필요한 상황이었다. 이에 따라 스마트 건설관리기술이 개발되면서 지반함몰과 관련된 스마트 굴착 시공관리 시스템 개발이 본격화됐다.
지반함몰을 사전에 조사하고 지반굴착과 동시에 안정성을 평가하기 위한 자료관리가 실시간으로 이뤄지는 것이 핵심이다. 이에 따라 이 시스템의 핵심기술은 자료수집부터 자료 분석이 이루어지고 최종적으로 관리자가 자동적으로 판단해 지반의 상태 평가를 수행할 수 있도록 하는 것이다.
실례를 들어보면, 지반굴착공사 전에 지반의 안정성에 대한 객관적인 평가와 점수가 책정된다. 지반굴착과 동시에 지반의 안정성 평가가 실시간으로 이루어지게 되는 형태이다. 이는 지반굴착작업과 동시에 작업자가 스마트 폰을 이용해 자료를 취득해 관리시스템에 실시간으로 전송하게 되는 기술이 개발됐기 때문에 가능해진 것이다.
이 기술로 이제 현장 사무실이나 발주기관에서는 실시간으로 지반굴착에 따른 인근 지반의 안정검토결과와 평가 자료를 받아볼 수 있게 됐다, 건설공사 현장의 관리가 안전관리자의 눈과 발로 이뤄지는 것이 자동적으로 판단하고 대응할 수 있도록 시스템적으로 운영되는 것이다.
이렇듯 스마트하게 굴착 시공을 관리하는 시스템을 개발한 한국건설기술연구원 복합재난대응연구센터는 지난 2016년 국가과학기술연구회 주관의 융합연구단 사업이 공고돼 융합연구단으로 출범했다. 연구단은 실용화형 융합연구단으로 연구 사업을 성공적으로 수행했으며, 개발된 기술의 상용화과 실질적인 적용을 위해 복합재난대응연구센터가 설립됐다.
그간 국가적으로 어려운 난제인 재난을 해결하기 위해 연구 개발에 힘써온 복합재난대응연구센터는 스마트 굴착 시공관리 시스템 개발 연구를 통해 지반굴착에 따른 공사현장 주변의 지반침하를 사전에 방지하고 안전사고를 막는 것이 최종 목표이다.
굴착현장 주변에 지반침하가 발생하게 되면 공사 지연과 인근 지반과 도로 통제로 인해 발생하는 피해는 기하급수적으로 늘어나게 된다. 지난 2019년 일산 백석동 지반침하로 인해 교통통제가 발생했는데 이런 교통통제로 인한 2차적인 경제 손실까지 고려한다면 빠른 기술 개발이 필수적이다.
복합재난대응연구센터 백용 센터장(사진)은 “지반침하와 관련된 기술은 사고 발생 시 사회적인 파급효과가 매우 큰 재해이며, 시민들의 불편뿐만 아니라 공사에 참여하고 있는 근로자의 손실도 막대하다”며 “공사 현장은 정밀하고 안전한 공사를 위해 노력해야 하며, 관리 감독하는 기관과 감리들은 철저한 감독과 매뉴얼에 입각한 감독이 이뤄져야 한다”고 말했다.
그는 이어 “이와 더불어 지반침하와 관련해 새로운 기술을 개발하고 보급하는 연구도 병행해 수행돼야 한다”이라며 “최근 광역교통망인 대심도 GTX 굴착공사 현장 주변의 지반침하 민원이 발생하고 있듯이 사전에 방지책을 마련할 필요가 있다” 덧붙였다.
이에 따라 복합재난대응연구센터는 기술 개발을 완성해 보급하는 것을 최우선으로 하고 있다. 또한 개발 기술 현장적용에서 나온 문제점을 개선해 현장에서 보다 용이하게 활용되는 기술을 보급하기 위해 노력을 기울이고 있다.
백 센터장은 “현장관리에 첨단 기술을 도입해 관리할 수 있는 기술이 개발·보급되고 운영되면서 수집된 자료를 토대로 지반의 체계적인 데이터베이스화가 필요하다고 생각된다”며 “굴착과 관련된 자료가 수집되고 활용된다면 향후 관리차원에서도 활용도가 매우 높을 것이라 판단되며, 국가차원의 지반자료 관리의 자료 관리센터가 만들어지기를 기대한다”고 전했다.
현재 건설현장의 안전사고를 미연에 방지하고자 수많은 연구가 수행되고 있다. 하지만 사고사망률이나 사고현장수가 눈에 띄게 줄지는 않고 있다. 현장 관리를 보다 용이하게 할 수 있도록 새로운 기술 개발이 이루어진다면 수요자 측에서 손쉽게 사용하고 활용할 수 있다. 복합재난대응연구센터는 현장의 목소리를 듣고 연구 개발해 좋은 성과품을 도출하는 연구자의 역할로 앞으로도 현장의 어려움을 해결할 수 있도록 연구에 매진토록 할 예정이다.
