지하 공사 발파 전 ‘소음·진동 영향 체험 기술’ 실현

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건설연 ‘BIM·VR’ 기반 시뮬레이터 개발
정확도 TTA 인증… 특허 민간기업 이전
주변 주민 사전 체험 통해 불안감 해소

김학형 기자 기자페이지 + 입력 2024-08-13 15:04:26

▲ 가상현실(VR) 기반 소음∙진동 체험 시뮬레이터 체험 모습. 한국건설기술연구원

한국건설기술연구원(건설연)이 국민이 안심하고 편안하게 이용할 수 있는 지하 교통인프라 확충에 필요한 지하굴착에 대한 시공 안전성을 확보하고 시민의 불안감을 해소하기 위한 건설 기술 고도화를 실현했다.

건설연은 국내 최초의 대심도 발파 시 빌딩 정보모델링(Building Information Modeling·BIM)과 가상현실(Virtual Reality·VR)에 기반한 소음·진동 영향 체험용 시뮬레이터를 개발했다고 밝혔다.

도심에 지하도로나 지하철·수도권광역급행철도(GTX) 등 지하 교통인프라 개발사업이 지속해서 증가하는 가운데 최근에는 지상 철도의 지하화 또는 지하 고속도로 사업 등 대심도를 이용한 대규모 교통인프라 건설이 추진되고 있다.

대심도는 일반적으로 토지 소유자의 소유권을 벗어나 공공재 성격으로 인식될 수 있는 깊이의 지하공간을 의미한다.

이와 동시에 지하 교통인프라를 건설·운영에 따른 지반 침하(땅 꺼짐)나 발파 진동·소음과 같은 파생 문제에 대한 국민적 관심과 우려도 커지고 있다. 이에 국민 안전과 밀접한 시공·인프라 안정성을 확보하고 과학적·예방적 안전관리 체계 구축과 함께 주변 환경 영향을 최소화할 필요성이 지속적으로 제기돼 왔다.

국내·외에서는 지하 교통인프라 시설물 시공 전 소음·진동 최적화 설계 등을으로 소음·진동을 최대한 차단하고 있지만 소음·진동의 영향도를 체감할 수 없더라도 주거지 지하에서 진행되는 대심도 공사에 대한 불안함 탓에 다양한 민원이 제기되는 처지다.

실제로 부산 내부순환(만덕∼센텀) 도시고속화도로 공사의 경우 약 3년간(2020~2022년) 부산 동래구와 북구에 접수된 대심도 공사 관련 소음 피해 민원이 약 170건에 달한다.

이를 해결하기 위해 건설연은 김창용 건설연 선임 연구위원을 단장으로 ‘도심 지하 교통인프라 건설 운영 기술 고도화 연구단’을 주관해 국내 최초로 BIM 기반 소음·진동 시뮬레이션 시각화 기술 및 VR 기반 소음·진동 체험 시뮬레이터를 개발했다.

이 기술은 VR 기술과 음파 방식 진동 기술을 사용한 시뮬레이터를 활용해 공사장 주변 거주민 등 공사 이해관계자가 사전에 공사 현장의 소음 및 진동을 체험할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다. BIM 기반으로 대심도 발파에 따른 소음·진동을 시각화한 발파 영향범위 등의 분석 결과도 볼 수 있다.

지하 발파에 따른 소음·진동 외에도 건설 현장에서 발생하는 다양한 소음·진동 체험이 가능하다. 이를 통해 발파 소음·진동 관련 공법을 검토하거나 시민들에게 민원 요소를 쉽게 설명해 불안감을 줄여주는 데 이바지할 수 있다.

소음·진동 체험 시뮬레이터의 정확도(실측 데이터값-시뮬레이터 입력값)는 국가 공인기관이자 정보통신기술(ICT) 전문 시험인증기관인 한국정보통신기술협회(TTA)의 인증을 획득하면서 객관적인 성능·기능 및 품질검증까지 마쳤다.

또 소음·진동 체험 시뮬레이터 관련 핵심 특허 2건은 향후 사업화를 지향하는 민간기업에 기술이전을 완료했다.

이에 따라 현재 태영건설이 시공하는 ‘호남고속철도 2단계(고막원~목포) 사업 제5공구’에 이번에 개발된 시뮬레이터가 우선 설치됐다.

아울러 해당 시뮬레이터는 주변 거주민이 소음·진동 사전 체험을 통해 대심도 공사에 대한 이해도를 높이는 데도 적극 활용되고 있다.

김병석 건설연 원장은 “개발된 기술은 도심 지하 교통인프라 건설 시 발생할 수 있는 민원을 사전에 해결하는 방안”이라며 “향후 지속될 것으로 예상되는 서울 및 수도권 주변 대도시의 지하도로 및 철도 등 지하 교통인프라 개발사업에 적극적으로 활용돼 국민이 안심하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

김창용 건설연 연구원 단장은 “GS건설·대우건설·현대건설과 합의각서(MOA) 협약을 통해 시공 중인 지하도로 및 GTX 현장을 대상으로 성과를 검증해 실용화 기반을 확보했다”며 “최근 지하 고속도로와 지상 철도 지하화 사업 등 지하 교통인프라 개발사업을 대상으로 활용성 확대를 위해 노력할 것”이라고 설명했다.

한편 이번 연구 성과는 국토부 국토교통연구개발사업(전문 기관 국토교통과학기술진흥원)의 지원을 받아 ‘도심 지하 교통인프라 건설 및 운영 기술 고도화 연구(2020년 4월∼2024년 6월)’ 과제를 통해 개발됐다.

연구단에는 주관기관인 건설연을 비롯해 건국대학교·한양대학교·이피에스엔지니어링·유앤피플 등 18개 기관(공동 16개·위탁 2개)이 참여했다.

김학형 기자 hhkim@skyedaily.com 기자페이지 +

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