< Previous특별기고 68 자연,터널 그리고 지하공간 <사진 3> 모카탐 동굴교회<사진 4> 동굴교회 밖 사암 절벽의 조각 오후에는 모카탐(mokattam) 동굴 교회를 가보기로 했다. 그곳을 가기위해서는 유명한 쓰레기 마을을 지나가야 한 다. 서울의 예전 난지도와 같이 카이로의 쓰레기 집하장이다. 더럽고 지저분하고 먼지, 악취 등이 심하여 현지인들도 지나가기 꺼려하는 곳이다. 이곳의 주민들은 기독교인들이다. 이집트는 무슬림 국가이기 때문에 개종(改宗)을 위하여 각종 박해와 회유책을 쓰지만, 하루 종일 쓰레기를 분리하며 적은 수입에도 불구하고 이곳 주민들은 기독교를 믿으며 살아가고 있다. 20일 첫 시간도 내 차례로서 강의를 준비하고 있는데 사회자가 “경험이 많으신 것 같은데 사고 사례를 소개 해주 시기 바랍니다.”하고 제안을 한다. 갑작스러운 제안에 잠시 당황했지만, 머리에 떠오르는 대로 설명을 하면서 다음 사 례를 생각하는 약 30분간의 즉흥 연설이 되었다. 서울 2호선 건설부터 2기 지하철(5,6,7,8호선)까지 발생되었던 대형 사고를 개착과 터널의 경우로 나누어 예를 들어가며 손짓 발짓과 표정을 섞어가며 나도 모르게 열변이 되고 말았다. 개착공사 붕괴의 경우 토압을 받아 버팀보가 엿가락처럼 구부러지고 H형 강재의 웨브(web)가 좌굴되어 압착된 상 태도 있고, 대형 붕괴 사고 현장을 복구하면서 살펴보면 토압을 받은 흔적이 없이 각종 버팀 강재가 원상태를 유지하 고 있는 경우가 있어 이러한 경우의 특징을 비교 설명해주었다. 터널의 경우는 공사 중의 붕락사고보다는 터널굴착공사 완료 후 실패 사례를 여러 가지 들어가며 모든 사고는 작 은 원인으로부터 시작되는 것이니 세심한 안전관리가 필요하다고 강조를 하고 나니 본강 “터널의 이해”에 대해서 수 강생들이 더 집중하는 것을 느낄 수 있었다. 오후에는 근처에 있는 박물관에 가보기로 했다. 이집트는 거리의 경찰관이나 군부대뿐만 아니라 박물관 경비원까 지 권총을 착용하거나 소총을 메고 다닌다. 가장 큰 피라미드가 있는 기자(Giza) 피라미드 근처에 짓고 있는 대형 박 물관으로 소장품을 옮길 예정이라고 한다. 구색을 갖추기 위한 몇 가지 유물들을 볼 수 있었지만 대부분은 석관 또는 목관들이었다. 마치 공동묘지를 보는 기분이 들기도 한다.Vol. 21, No. 4 69 이집트에서 터널 강의를 마친 소회(所懷) - 터널청 공무원을 대상으로 - <사진 5> 이집트 박물관 내부<사진 6> 이집트 박물관 전시 석상 많은 관광객들 중 아시아권 사람들이 많다. 남녀를 불문하고 미이라 관(棺)을 배경으로 열심히 사진을 찍는다. 과 연 이들이 찍은 사진들을 집에 가서 몇 번이나 다시 볼까 하는 생각이 들면서 나는 주머니에서 핸드폰을 꺼낼 생각을 안 한다. 이젠 나도 나이를 먹었나 보다. 이곳도 다른 곳과 다름없이 출구는 기념품 판매장을 통과하게 되어 있다. 셋째 날 21일은 강의가 없고 현장방문 예정이다. 사전 설명을 들을 때, 현장을 방문하면 터널에 대한 질문이 많을 것이라고 하여 기대를 했는데 막상 가보니 지하철 종합사령실이었다. 벽에 붙어 있는 전동차 운행 표시 판넬은 우리 보다 훨씬 구식이었다. 그 사령실 내의 근무자들은 담배를 피우면서 근무하는 직원도 보인다. 〈사진 8〉을 보면 책상 위의 전화기 앞에 꽁초가 수북한 재떨이가 보인다. 변전 사령실 창밖으로 복선 궤도가 보이는데 전동차 운행 방향을 살펴보니 좌측통행 방식으로 우측통행 방식인 자동차 운행 방향과 다르다. 서울도 1호선은 좌측운행방식을 적용했지 만 2호선부터는 시민들이 익숙한 우측통행방식을 적용하고 있다. 4호선의 경우 오이도 방향에서 죄측운행방식으로 오 다가 서울 구간을 통과하기 위해서 남태령 구간에 본선 터널을 Ⅹ자로 크로스 시켜서 우측운행방식이 가능하도록 건 설되었다. 두 시간의 사령실 견학을 마치고 피라미드 관광에 나섰다. 카이로에서 남서쪽으로 13km 떨어진 기자(Giza)에 대형 피라미드와 스핑크스가 있는데 가장 큰 피라미드는 1개당 무게 2.5톤의 석회석 230만개로 쌓았고 밑변 길이 216m, 현재 높이 138m라고 한다. 피라미드 내부로 들어가는 입구는 18m 높이에 있는데 관광객들의 줄이 길게 늘어서 있다. 피곤하기도 하여 안 들어가고 기다리고 있겠다고 하니 현장의 안내인이 옆으로 조금 이동하면 규모가 작은 피라미드 가 있는데 내부를 볼 수 있다고 한다. 그곳으로 이동하여 좁고 급한 사각 경사로 따라 내부를 보고 올라가려니 연속 해서 관광객들이 들어오고 있어 비좁은 통로를 비집고 올라가느라 애를 먹기도 했다.특별기고 70 자연,터널 그리고 지하공간 <사진 7> 카이로 메트로 종합사령실<사진 8> 사령실 근무자 책상 낙타를 타고 주변을 둘러보니 힘도 덜 들고 낙타 몰이꾼이 이끄는 포토존에서 기념 촬영을 했지만 마음에 들지 않 는 점도 있었다. 포토존이라서 배경은 좋는데 사람은 대부분 시커멓게 찍힌다. 방문 시간이 오전이라서 역광 상태로 사진을 찍을 수밖에 없기 때문이다. 독자들도 피라미드 관광을 하려면 오후에 방문하는 것이 좋을 것이다. <사진 9> Giza 피라미드 관광; 필자<사진 10> Giza 피라미드 관광; 필자 이렇게 3일간 카이로 일대를 돌아보았는데 온 시가지의 공기는 탁하고 무질서하고 지저분한 편이다. 특히 지하철 건설 현장이나 고가 구조물 공사장, 도로 공사장 등을 지날 때 보면 안전울타리도 일부만 설치되어 있고 공사장 흙들 이 산재해 있어 관리가 엉망이다. 넓은 도로의 중앙 녹지대 구간에는 경계석으로 구분은 되어 있지만 온통 건축물 철 거 잔재들이 쌓여 있는 곳이 많다.Vol. 21, No. 4 71 이집트에서 터널 강의를 마친 소회(所懷) - 터널청 공무원을 대상으로 - 알제리에서 4년간 근무하면서 수도 알제가 지저분하고 무질서가 심하다고 느꼈었는데 이집트를 와보고는 알제리는 전반적으로 훨씬 우수한 상태라는 생각이 들 정도이다. 알제리는 GNP 4천 7백 불이고 이집트 GNP는 3천 3백 불정 도인데 국력의 차이가 나타나는 것인가 하는 생각이 든다. 한국, 이태리, 스페인 등은 2018년 기준 GNP가 3만 5천 불에서 3만 2천 불 수준인데 어느 나라를 가보아도 도시의 청결과 질서정연함 또한 공통적인 것을 알 수 있다. 2.3 강의와 수강 분위기 <사진 11> 이집트 터널청 공무원 대상 강의<사진 12> 이집트 터널청 공무원 대상 강의 강의를 들으러 온 수강생들은 토목직을 포함해서 시스템 분야도 골고루 섞여 있어서 가급적 이론적인 내용을 제외 하고 주변의 일상생활의 예로 들어가며 터널을 이해시키려고 애를 썼다. 통역을 하는 이집트 여자는 서울에서 2016년 까지 5년간 생활을 했고 해마다 서울에 가서 연수를 받고 있다고 한다. 코트라의 이집트 지사의 통역을 전담하기도 하고 내년에는 한국학 박사 과정을 받기 위해 서울에 간다고 한다. 한글판 PPT 강의 원고를 주니 상당히 반가워한다. 전문 용어도 가급적 풀어서 설명을 하니 수강생들에게 의사 전달은 큰 무리가 없었다는 생각이 든다. 강의 도중에도 질문을 자주 한다. 첫날에는 강의가 끝난 다음 질문을 해달라고 했더니 쉬는 시간에 수강생들이 강 의 도중에 질문을 할 수 있게 해달라고 한다. 이집트 기술자들이 우려하거나 의문을 갖는 것들을 가만히 살펴보면 상 당히 기초적인 것이고 우리보다 기술 수준이 낮다는 것을 알 수 있었다. 예를 들면 콘크리트 구조물의 탄산화 작용이 나 염소이온반응에 대한 대책은 어떻게 해야 되는가, 터널 단면은 왜 원형이 아니고 난형(卵形)인가, 암반 터널이 토 사 터널보다 더 비싸지 않은가 등등. 의문 사항에 대하여 하나하나 설명해주다 보니 수강생들이 점점 심취해주어 고 마운 마음이 들기도 했다.특별기고 72 자연,터널 그리고 지하공간 3. 나가는 말 이제 제6차 이집트 철도학교 일정을 마치고 현재 근무 중인 알제메트로 감리단에 복귀하면 44개월의 근무를 정리 하고 12월 11일 발주청(EMA)에 가서 한국으로 복귀하는 귀국 인사를 할 예정이다. 그동안 내가 관리한 토사 터널은 충분치 않은 저토피에서 대부분 아파트 단지와 토피 1.2D의 제4기층의 사질토 도로 밑을 통과하면서 알제리 기술자들 에게 터널에 대한 철학을 이해시키려 애를 썼지만, 암반 터널에 대해서는 전파해준 것이 없어 아쉬운 생각에 그간의 교육 자료에 암반 터널에 대한 유의사항과 강조점을 추가하여 전파해주려고 한다. 귀국 준비를 하려니 나의 기술인생에서 현장 근무는 마지막이라는 생각이 들어 만감이 교차한다. 그러나 70대에 들어선 처지에 부끄럽지 않게 소임을 다할 수 있었던 것은 젊은 시절 나를 이끌어 주셨던 선배님들과 또한 함께한 후 배들과 본사 지휘부의 적극적인 도움 때문이었다고 생각한다. 특히 기술 인생에 있어서 유종의 미(美)를 “터널의 이 해”와 “지하철 유지관리”에 대한 강의를 하면서 마무리 할 수 있는 행운을 기쁘게 생각하며 나 자신한테 “수고했어.”라 는 말을 해주고 싶다. 끝. [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]Vol. 21, No. 4 73 4차 산업혁명 기술 활성화를 위한 Digital 문화 조성 4차 산업혁명 기술 활성화를 위한 Digital 문화 조성 1. 서 론 4차 산업혁명 기술은 최근 필자가 소속되어 있는 회사 뿐 아니라 지인들의 소속 건설사, 설계사, 학계, 발주처 등 에서 모두 하나의 꼭지로 혹은 주요 추진 과제로 다루지 않는 곳이 없을 정도로 이제는 매우 익숙한 주제이다. 다만 순식간에 가까워진 듯한 이 기술들이 과연 실제로 우리들에게 실용적인 가치를 창출하는지는 냉정하게 돌아보아야 할 필요는 있다. 2000년 후반 싱가포르 지하철 공사에서 설계 담당으로서 관련 기술을 접하고 본사 복귀 후 꾸준한 관 심을 가지고 지켜보았던 그 동안의 변화를 정리하고 마무리에 개인적인 의견과 바램을 정리하려고 한다. 2. 입문 계기 싱가포르의 BIM관련 정책은 생산성 향상에 기인한다. 소위 선진국으로 분류되는 싱가포르는 자국의 Infra 설계와 시공방식에 대해 나름 상당한 자부심을 가지고 있는데 의외로 생각보다 타국의 시공방식보다 낙후된 경우가 많다. 일 례로 자동 세륜시설이 일반화된 국내와는 달리 싱가포르의 세륜시설은 다수의 노무자들이 호스를 들고 일일이 차륜에 붙은 공사장 흙을 씻어내는 광경을 자주 볼 수 있을 정도다. 이는 인근 저개발 국가에서 값싼 노동자들이 지속적으로 공급되는 지리적 특성에 기인한다. 이러한 점을 인지한 싱가포르 정부는 2000년 후반부터 노동 집중적인 생산성 저 하요소를 제거하고 자동화, 기계화 등을 통해 이를 개선하려는 프로그램을 연차적으로 진행해왔다. Contractor가 보 유할 수 있는 제3국 노무자의 수(MYE)를 매년 감소시킴과 동시에 생산성 향상에 기여한 방식에 대해서는 장려금을 지급하는 방식으로 Contractor가 자연스럽게 생산성 저하 공종에 새로운 기술을 적극적으로 도입하는 것을 권장해왔 박양수 SK건설(주) Infra OM혁신 TF특별기고 74 자연,터널 그리고 지하공간 다. BIM 도입은 당시 기준 상 접목하기 가장 쉬운 항목 중 하나였다. 하지만 동 시기에 현장에 있었던 본인이 BIM을 접하게 된 계기는 이러한 거시적 시류에 편승하려는 전략적인 접근 은 아니었고, 정거장 Subcon의 부도로 인한 직영 수행전환으로, Rebar Shop Drawing을 시공사에서 직접 작성하여 승인을 받아야 하는 현실적인 상황에 기인하였다. 어느 프로젝트나 마찬가지지만 당 현장도 예상치 못한 상황으로 인 한 예산 통제로 직영 shop drawing drafter의 충분한 채용에 제동이 걸렸고, 오히려 이러한 급작스런 상황이 BIM을 도입하게 된 계기가 되었던 것이다. 3. BIM 활용 사례(싱가포르) 당시 소장님께 허가 받은 BIM software의 임대 및 설계팀 직원들의 BIM 활용교육 예산을 통해 시간이 지나면서 점차 익숙해져 갔고 초기 목적이었던 shop drawing 작성 외에 공사팀, 발주처 협의 등으로 그 활용도가 증가하였다. 많은 성공체험 중 지면 및 주제상 터널과 관계된 활용 사례 하나를 소개한다. 아래 사례는 TBM의 도달구 설계변경 추진과 관련한 내용이다(그림 1). 1) 원안2) 대안 <그림 1> TBM 도달조건 당현장 TBM의 원설계는 그림 1. 1)과 같이 종점부의 기존 정거장 벽체에 도달 후 벽체를 hacking하여 터널 라이닝 을 현장타설하여 완성하는 것으로 계획되어 있었다. 이 경우 기존 벽체가 기울어져 TBM Cutter Head와 벽체사이의 사다리꼴 구간을 지반 보강 후 굴착해야 되므로 협소한 도달구 측 공간에 굴착 및 보강을 위한 장비 투입이 필요하고 토사지반인 터널 상부의 붕락위험성도 있다. 따라서 우측 그림 1. 2)와 같이 TBM을 정거장 내부까지 굴진 후 굴착작 업을 삭제하는 것으로 설계변경을 시도하였다. Vol. 21, No. 4 75 4차 산업혁명 기술 활성화를 위한 Digital 문화 조성 협의 초기 발주처는 기울어진 벽체의 TBM도달 상황의 3차원적 개념에 대해 이해를 잘 못하고 TBM Cutter Head 하부가 본체 Slab 구조물 손상을 과도하게 유발한다는 이유로 변경을 반대하였다. 수회에 걸친 협의과정에서 의견 조 율이 되지 않자 결국 아래 그림 2와 같이 도달구의 BIM 모델링을 통한 시공순서를 작성하여 제시하였고 그 미팅에서 바로 승인을 득하였다. 더욱이 BIM 모델을 통해 TBM Skin의 일부만 절단할 경우 Skin자체가 정거장 내부에 충분한 진입이 가능하다는 점도 추가로 확인하여 시공 중 안정성을 확보하는 계획을 보완하는 데에도 활용하였다. 결국 BIM 모델을 통해 현장 상황을 가상으로 모사하여 빠른 이해를 도운 덕분에 설계변경 승인을 얻어내고, 불필요한 공종의 제거로 원가 개선 및 시공의 안전과 품질을 개선하였고, 시공 전 공사 상황에 대한 정확한 예측을 통해 시공 계획 보 완에도 도움을 주었던 성공체험이었다. 1) TBM 도달전2) TBM 도달3) Cutter 근입 4) Cutter 해체5) Skin 제거6) skin 절단계획 <그림 2> BIM을 활용한 TBM도달조건 모사 4. 레이저 스캔 활용 사례(국내) 2014년 본사 복귀 후 BIM관련 역량 확대를 위해 교육 프로그램을 수립하고 프로그램 및 Software 구매 추진과 당시 건설산업의 화두로 대두되기 시작한 DT(Digital Transformation)관련한 기술의 현장 접목을 위한 접근을 시도하였다. 특별기고 76 자연,터널 그리고 지하공간 그 중 터널공사에 레이저 스캔 기술을 접목해보려 한 사례를 소개한다. 레이저 스캔은 이미 10년 전부터 소개되어 토목분야에서는 사면, 터널 등의 활용 가능성에 대해 많은 기술적인 접 근이 이루어 졌으며 원격 매핑, 과굴착(여굴)감소 등의 활용성에 대해 이미 많은 논문이나 기술기사로 소개되어 온 바 있다. 지상구조물인 플랜트나 건축 등에서는 활용이 점차 증가하는 추세이나 토목사업에는 장비의 가격, 휴대성, 스캔 및 후처리에 소요되는 시간 및 전문적인 기술로 인해 학술적인 용도로 제한적인 적용이 가능한 상황이었다. 하지만 최근 급격한 기술 발전으로 인해 스캔장비의 가격 및 휴대성이 개선되었고 간단한 조작으로도 현장상황을 빠르게 스 캔할 수 있어서 거의 실시간으로 시공현황을 확인할 수 있어졌다. 이에 NATM 터널 현장의 적용성 확인을 위해 Pilot Test를 수행하여 시공 품질 향상의 가능성을 타진하였다. 1) 막장면 레이저 스캔 결과2) 레이저 스캔과 기존 내공측량 결과 비교 <그림 3> 터널 시공 중 레이저 스캔 결과 Test는 그림 3과 같이 전 구간 측량이 가능한 레이저 스캐닝과 특정 횡단에 대한 기존측량 방식을 비교하는 것으 로 수행하였고 충분히 시공성 개선에 활용할 수 있는 정확도를 확인하였다. 또한 터널 굴착 공정상 후행할 수밖에 없 는 기존 내공측량 방식에 비해 공정에 지장을 최소화하는 스캔작업으로 발파 Cycle 전 단계에 걸친 측량작업의 가능 성도 확인하였다. 다만 이러한 가능성은 레이저 스캔 활용의 이론상 접근이며 이를 실제 시공에 접목하기 위해서는 발주처 및 감리 단과의 합의가 요구된다. 기존 방식에 추가적인 측량은 그 효과가 아무리 검증이 된다 하더라도 실제 시공 담당자들 로 하여금 추가적인 업무로 인식되기 쉬워 생산성 향상이라는 원래의 취지에 대한 설득이 쉽지 않다. 소위 4차 산업 혁명관련 기술들의 아름다운 결과물과는 달리 실제 현장의 수행 방식으로 자리 잡지 못하는 가장 큰 이유 중 하나가 기존 방식의 과감한 변경 삭제가 아직까지는 쉽지 않다는 것이다.Vol. 21, No. 4 77 4차 산업혁명 기술 활성화를 위한 Digital 문화 조성 5. Digital Culture 싱가포르의 개인적 성공체험과 국내에서의 DT 접목 시도시의 아쉬움 등 약 8년여간 직/간접적인 업무를 담당하면 서 솔직히 기대보다 진행이 잘 안된다는 느낌이 많았다. 열심히 한다고 하는데 처음 하는 시도라 과연 제대로 하고 있는지도 잘 모를 뿐 더러, 일선 현장의 자발적 적용사례가 많지도 않고, 회사에서는 기술의 금액적 효과(ROI를 본격 적용전이라도 알고 싶어한다. 본인의 능력 부족을 탓하기도하고 때로는 회사를 탓하기도 하면서 과연 다른 회사들 그 리고 다른 나라들은 어떨지 알아보다가 검색된 보고서가 있어서 이 자리를 빌어 공유 하고자 한다. <그림 4> Digital 기술 접목 현황 조사보고서(Capgemini & MIT Sloan) 그림 4의 보고서는 Capgemini Consulting에서 2012년과 2018년 동일한 질문으로 다양한 산업군에 대해 조사한 결과 보고서로 2012년 조사결과와 2018년에 6년간 어떤 변화를 겪었는지에 대한 경험 및 의견을 통해 타 산업군의 DT운영 실제를 간접적으로 알아볼 수 있는 자료이다(상세 내용은 지면상 생략하고 자료는 구글에서 쉽게 다운로드 가능하다). 2012년의 보고서는 표지와 같이 밝고 아름다운 미래의 결실에 대한 기대감으로 결론지어졌으며, 2018년의 보고서 는 표지와 같이 DT 담당자들이 겪고 있는 어려움을 대변하는 내용이다. 2018년 보고서는 결론적으로 아래 3가지로 요약된다. 1. 빠르게 급변하는 DT기술의 적용이 쉽지 않다. 2. 2012년에 낙관적인 예상과는 달리 6년간 DT를 수행하면서 어려움을 겪었다. 3. 그럼에도 불구하고 고객과 시장의 DT에 대한 기대는 증가하고 있다.Next >