한국건설기술연구원, BIM·VR 기반 ‘대심도 발파’ 소음 사전 체험 기술 개발

<한국건설기술연구원 제공>

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한국건설기술연구원(원장 김병석·건설연)은 국민들이 안심하고 편안하게 이용할 수 있는 지하 교통 인프라 확충을 위해 국내 최초로 대심도 발파 시 BIM(Building Information Modeling)과 VR(Virtual Reality) 기반 소음 및 진동 영향 체험용 시뮬레이터를 개발했다고 13일 밝혔다.

건설연에 따르면, 서울 및 수도권 등 대도시를 중심으로 지하도로 및 철도(지하철·GTX) 등 지하 교통 인프라 개발 사업이 지속적으로 증가세를 보이고 있다. 특히 최근 지상철도의 지하화 혹은 지하고속도로 사업 등 도심 지하공간을 이용한 대규모 교통 인프라 건설이 추진되고 있는 실정이다.

지하 교통 인프라를 건설하고 운영하는 과정에서 국민 안전과 밀접한 시공 안전성 및 인프라 안정성을 확보하는 게 중요하다.

최근 지하 대심도 건설 사업에 대해 국민적 관심이 높아짐에 따라 지반 침하(땅 꺼짐), 발파 진동 및 소음과 같은 파생 문제에 대한 우려도 커지고 있다. 상황이 이렇다 보니 과학적이고 예방적인 안전관리 체계 구축과 함께 주변 환경 영향을 최소화할 필요성이 제기된다.

지하 교통 인프라 시설물 시공 시 필연적으로 발생할 수밖에 없는 소음, 진동은 사전에 차단하는 게 무엇보다 중요하기 때문에 국내·외에선 시공 전 소음, 진동 최적화 설계를 통해 민원을 최소화하기 위해 노력 중이다.

건설연은 '도심 지하 교통 인프라 건설 운영 기술 고도화 연구단(단장 김창용 선임연구위원)'의 주관기관으로서 안전한 지하굴착 및 시민의 불안감을 해소할 수 있는 도심 지하 교통 인프라 건설 기술 고도화를 실현했다.

구체적으로 연구단에선 국내 최초로 BIM 기반의 소음·진동 시뮬레이션 시각화 기술 및 VR 기반의 진동 및 소음 체험 시뮬레이터를 개발했다. 이 기술은 BIM 기반으로 대심도 발파에 따른 소음 및 진동을 시각화해 발파 영향 범위 등의 분석 결과를 제공할 수 있다.건설연에 따르면, VR 기술과 음파 방식의 진동기술을 사용한 시뮬레이터를 활용해 공사장 주변 거주민 등 공사 이해 관계자가 사전에 공사 현장의 소음 및 진동을 체험할 수 있다는 게 큰 특징이다. 아울러 지하발파에 따른 소음, 진동 이외에도 건설현장에서 발생하는 다양한 소음, 진동 체험이 가능하다. 따라서 개발된 기술을 통해 발파 소음 및 진동 관련 공법 검토와 민원 요소를 시민들에게 쉽게 설명하고 불안감을 해소하는데 기여할 수 있다.

개발된 진동 및 소음 체험 시뮬레이터의 정확도(실측 데이터값·시뮬레이터 입력값)에 대해 국가 공인기관이자 ICT 전문 시험인증기관인 한국정보통신기술협회(TTA)의 인증까지 획득해 객관적인 성능, 기능 및 품질 검증까지 완료했다. 또 소음, 진동 시뮬레이터 관련된 핵심 특허는 향후 사업화를 지향하는 민간 기업을 대상으로 기술 이전이 2건 완료됐다. 개발된 시뮬레이터는 태영건설에서 시공하고 있는 호남고속철도 2단계 사업 제5공구에 설치 돼있으며 민원인들의 소음, 진동 사전 체험을 통한 대심도 공사 이해를 높이는데 적극 활용되고 있다.

김병석 원장은 "개발된 기술은 도심 지하 교통인프라(도로, 철도 물류 등) 건설 시 발생할 수 있는 민원을 사전에 해결할 수 있는 방안"이라면서 "향후 지속될 것으로 예상되는 서울 및 수도권 주변 대도시의 지하도로 및 철도(지하철·GTX) 등 지하 교통 인프라 개발 사업에 적극적으로 활용돼 국민들이 안심할 수 있도록 기여할 것"이라고 밝혔다.

연구단 연구책임자인 김창용 선임연구위원은 "이 외에 여러 가지 개발된 연구성과들도 GS건설, 대우건설, 현대건설과의 합의각서(MOA) 협약을 통해 시공 중인 지하도로 및 GTX 현장을 대상으로 성과를 검증하여 실용화 기반을 확보했다"며 "최근 지하고속도로와 이슈가 되고 있는 철도 지하화 사업 등 지하 교통 인프라 개발 사업을 대상으로 활용성 확대를 위해 노력할 것"이라고 말했다.권준영기자 kjykjy@dt.co.kr