< Previous68 자연,터널 그리고 지하공간 기술강좌 시리즈 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 4.3 기술의 장단점 • 막장면에서 모바일장치를 통해 현장정보를 직접 기입함으로써 작성절차 간소화 • 표준화된 입력항목과 양식을 사용함으로써 자료 표준화로 조사자의 수준에 따른 편차를 최소화 • 굴진면 자료를 전자 문서화하여 시공사, 감리 및 발주처간 공유하고 D/B화 함으로써 유지관리가 용이하고 향후 Big Data, 인공지능 기술과 접목이 가능함. • 모바일 기기, 디지털 데이터 처리를 위한 별도의 프로그램과 서버 등이 추가로 필요함. 4.4 시스템 구성도 ※ 모바일 기반의 [디지털 맵핑시스템]과 PC기반의 [디지털 맵핑 관리시스템]으로 구분 ※ [디지털 페이스 맵핑시스템]에서는 터널 시공정보, [디지털 맵핑 관리시스템]에서는 터널 설계정보를 산출하며 시스템간에 필요한 정보를 공유함. <그림 10> 디지털 페이스 맵핑 시스템 개요도 4.5 디지털 맵핑 주요기능 • 현장 지질기술자가 테블릿으로 사진 영상위에 추가적인 암질 정보 입력후 관리시스템에 전송 • 관리시스템과 온라인 암판정 센터 시스템으로 디지털 자료 관리Vol. 22, No. 3 69 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 <그림 11> 사용자 맞춤형 시스템 기능 <그림 12> 디지털 페이스 맵핑 조사시스템 메인 화면70 자연,터널 그리고 지하공간 기술강좌 시리즈 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 <그림 13> 디지털 페이스 맵핑 절차 [상세 맵핑(암질, 암종, 지하수 상태)] <그림 14> 디지털 페이스 맵핑 상세 조사Vol. 22, No. 3 71 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 [굴진면조사데이터 통합관리(페이스 맵핑 관리프로그램)] <그림 15> 3차원 터널 모델링 [보고서 출력] <그림 16> 디지털 페이스 맵핑 보고서 출력72 자연,터널 그리고 지하공간 기술강좌 시리즈 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 5. 온라인 암판정 시스템 5.1 시스템 개요 터널 현장에서 지질전문가에 의해서 생성되는 디지털 맵핑 자료, 고해상도 영상자료 및 계측자료 등을 암판정 시스템에 업로드하면 암판정 위원들이 온라인상으로 시스템에 접속하여 막장면 암질을 평가한 후, 지보패턴의 변경여부를 현장에 피드백하는 플랫폼 운영 기술임. 온라인 암판정 시스템 운용 기술은 건설연에서 2013.12~2017.4 동안 국토교통기술 연구과제로 수행하였으며, 안전하고 경제적인 터널 시공을 위하여 온라인상에서 원격으로 전문가 의견수렴을 통한 암판정이 가능토록 함으로써 스마트 건설자동화 기술로 선정되었 음(국토부, 기술정책과. 2018.3.5.). 암판정에 참여하는 터널전문가가 부족하고 시공중 현장 정보활용이 미흡하여 부적절한 암질평가로 인하여 터널 붕괴사고가 증가하 고 과보강으로 인한 4.6억/km의 예산을 낭비하고 있는 현실로 온라인 시스템을 통하여 신뢰성 높고 신속한 암판정이 가능토록 함으로 써 공기를 단축하고 터널보강 공사비를 절감할 수 있도록 함. 고해상도 막장이미지 일상계측 막장계측 <그림 17> 온라인 암판정 시스템 개요도 5.2 3D 터널 통합 관리시스템 구현 굴진면 지질상태에 대한 상세 정보를 확인할 수 있는 고해상도 사진자료를 바탕으로 BIM 기반의 3차원 터널 통합관리시스템 구축.Vol. 22, No. 3 73 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 <그림 18> 3차원 터널 통합관리 시스템 5.3 모바일 암판정 앱 암판정 위원들이 수시로 암판정 시스템에 접속 가능하도록 모바일 기기와 연동되는 하이브리드 앱 개발 예정. 화상회의 프로그램과 연계하여 필요시 실시간 회의실시 가능 <그림 19> 모바일 터널 암판정 앱 5.4 시스템의 장단점 • 건설-IT 기술의 융복합에 의한 공간적, 시간적 한계를 극복 가능함. • 모바일 기기를 이용한 터널 암판정이 가능하므로 대표적인 비대면 터널기술임. • 터널 디지털 데이터 D/B를 구축하여 향후 Big Data를 이용한 터널설계 기반조성 • 3D BIM 기반의 TOTAL 터널 공사관리 플랫폼 구축 추진. • 절토분야 등 타공종 온라인 암판정 시스템의 기준 모델 역할 • 전방지질 예측을 통한 터널 붕괴사고 방지(지질전개도, 3D 터널 구현등) • 부정확하고 형식적인 암판정 관행 개선(비전문가에 의한 암판정, 참고자료 부족) • 온라인 암판정 도입으로 신뢰성 있고 신속한 암질평가로 과보강을 방지하고 공기를 단축함으로써 예산절감 달성 가능. • 시스템 개발후 Test bed 적용후 실제 현장 적용 실적이 없어서 검증과정이 시급함. • 수기 맵핑에 의존도를 줄이기 위해서는 디지털 맵핑의 기능 향상 및 암판정의 객관성과 정확도 향상이 필요하고 현장 지질 전문가의 디지털 맴핑 이해도 증대가 필요함. • 디지털 맵핑과 온라인 암판정 시스템 사용에 대한 설계 반영 및 대가 인정이 시급함.74 자연,터널 그리고 지하공간 기술강좌 시리즈 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 [현행, 암판정 양식] - 암반상태와 암반분류 기록 별도 * 현행 양식으로 기재내용이 서술식이어서 작성자별 품질 편차가 큼 * 이미지자료로 암반분류, 계측결과 등 시공기록에 대한 통계적 접근 곤란 [개정, 막장면관찰 및 암판정 양식]- 통합 양식 * 막장면관찰시 암반분류 항목에 관찰기록 기재하고 암판정시 결과 체크 * 디지털자료로 암반분류, 계측결과 등 시공기록에 대한 통계적 접근 가능 <첨부 1> Face MappingVol. 22, No. 3 75 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 발주기관감리단시공사 패턴변경지점 도달 지반조건 변화인지 ⇓ 지반조건 변화인지⇒현장조사 및 자료작성 ⇓ 암판정위원회 구성⇐암판정 요청 ⇓ 보고⇐암판정 일정계획 수립⇒통보 ⇓ 암판정 기준자료 준비⇐암판정 자료준비 ⇓ 입회⇒조사 및 암판정(요청일로부터 1일 이내)⇐입회 이의신청↑⇓ 접수⇐ 암판정 결과보고 및 통보 (이의신청시 재검토) ⇒ ← 이의신청 접수 (이의신청 : 통보받은 날로부터 3일 이내) 승인 ⇐ ⇒ 설계변경 검토 및 승인요청 ⇐ ⇒ 조치(시공계획 수립 및 설계변경요청) ※ 1. 현장조사 및 자료작성은 막장면 관찰결과로 대체할 수 있음(붙임 1의 양식). 2. 막장면 관찰결과를 암판정위원들에게 온라인으로 사전 배포하여 암판정이 효과적으로 빠른 시간 내 이뤄질 수 있도록 한다. <첨부 2> 암판정 업무흐름도 <첨부 3> 암판정 기록일지(Rock Identification Record)76 자연,터널 그리고 지하공간 기술강좌 시리즈 막장면 암질평가와 관련한 최근 기술동향 암판정 업무흐름도-현행 발주기관감리단시공사 지반조건 변화인지 ⇓ 지반조건 변화인지⇒현장조사 및 자료작성 ⇓ 암판정위원회 구성⇐암판정 요청 ⇓ 보고⇐암판정 일정계획 수립⇒통보 ⇓ 암판정 기준자료 준비⇐현장 및 암판정 자료준비 ⇓ 입회⇒조사 및 암판정(요청일로부터 3일 이내)⇐입회 이의신청↑⇓ 접수⇐ 암판정 결과보고 및 통보 (이의신청시 재검토) ⇒ ← 이의신청 접수 (이의신청 : 통보받은 날로부터 3일 이내) 승인 ⇐ ⇒ 설계변경 검토 및 승인요청 ⇐ ⇒ 조치(시공계획 수립 및 설계변경요청) 암판정 업무흐름도-개정(안) 발주기관감리단시공사 지반조건 변화인지 ⇓ 지반조건 변화인지⇒현장조사 및 자료작성 ⇓ 암판정위원회 구성⇐암판정 요청 ⇓ 보고⇐암판정 일정계획 수립⇒통보 ⇓ 암판정 기준자료 준비⇐현장 및 암판정 자료준비 ⇓ 입회⇒조사 및 암판정(요청일로부터 1일 이내)⇐입회 이의신청↑⇓ 접수⇐ 암판정 결과보고 및 통보 (이의신청시 재검토) ⇒ ← 이의신청 접수 (이의신청 : 통보받은 날로부터 3일 이내) 승인 ⇐ ⇒ 설계변경 검토 및 승인요청 ⇐ ⇒ 조치(시공계획 수립 및 설계변경요청) ※ 1. 현장조사 및 자료작성은 붙임 10의 양식으로 작성된 막장면 관찰 결과로 대체할 수 있다. 2. 막장면 관찰 결과를 암판정위원들에게 온라인으로 사전 배포하여 암판정이 효과적으로 빠른 시간 내 이뤄질 수 있도록 한다. 3. 암판정 입회는 특별한 사정이 없는 한 요청일로부터 1일 이내에 수행한다. 사유 ∙ 현행 내용과 같으나 암판정 입회일이 터널인 경우 요청일로부터 1일 이내임을 다시 표현(혼선 방지) ∙ 암판정 요청자료를 온라인으로 사전 배포토록 하여 암판정 효율성 제고 ∙ 업무 효율화를 위해 암판정 요청자료 내용을 신규양식 대체 가능토록 조치 <첨부 4> 철도건설공사 전문시방서 암판정 관련 개정(안) 주요 내용 [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]Vol. 22, No. 3 77 터널人으로서의 새로운 시작 2015년 9월, ‘터널인이 되어가는 대학원생’으로 터널人 이야기를 작성한 바 있다. 5년이 지난 현재, 대학원생 신분 이 아닌 연구소의 어엿한 연구원으로서 터널인 소개 코너에 다시 한 번 글을 수록할 수 있다는 사실에 잔잔한 감동을 느낀다. 5년 전에는 박사과정 신분으로 해저터널연구단 연구 중 터널의 차수 및 보강을 위한 급속동결공법에 대한 연구에 매진하고 있었다. 간극수의 상변화로 인한 지반의 열역학적 특성의 변화를 이해하여야 했기에 나를 깊은 수렁에 빠지 게 하였던 시절이었다. 그러나 되돌아보면 이 시절이 나에게는 그동안 무지했던 터널에 대해 공부하고 주요 이슈사항 을 접하면서, 터널人으로 한발자국 다가갈 수 있었던 중요한 시기였다. 지도교수님과 연구실 동료들의 도움으로 박사학위를 취득한 이후, 2019년 3월에 SK건설에 입사하여 울산에 위치한 원유비축기지 현장에서 공사팀의 일원으로 근무하게 되었다. 울산의 원유비축기지는 폭 18m, 높이 30m의 Cavern을 구축해 원유를 보관하는 기지로써, Cavern 상부에 water curtain을 설치하여 Cavern 상부의 동수경사를 일정 이상이 되도록(Aberg, 1977)하고, 이를 통해 원유 및 가스의 누출을 방지하여야 하는 기지이다. 즉, 기지 운영시 Cavern 내에 발생하는 압력보다 주변 지반의 수압이 높으므로 지반에서 Cavern 내부로 지하수가 유입되며, 이를 펌프로 배출시키 는 원리로 기지가 유지된다. 따라서 주변 지반에 일정이상의 동수경사와 수리기밀성을 유지하고, 삼출수의 배출을 위 한 펌프의 용량 등을 고려하면, Cavern 주변의 투수성이 낮아야 하여 Cavern 굴착 중 누수가 예상되거나 발생하는 지점에는 차수 Grouting을 실시하여야 하였다. 이때, 현장에서 근무하면서 일반적이지 않고 조금은 특수한 터널의 공 사를 경험해 보면서, 이론으로만 숙지하던 터널 보강 과정을 직접 접할 수 있었다. 또한, 단지 설계상에서 계산적으로 만족하더라도 실제 시공에서는 주변지장물이나 현장여건에 따라 큰 어려움이 발생할 수 있으며 각 공법 및 작업자들의 터널人으로서의 새로운 시작 이동섭 포스코 구조연구그룹Next >