시미즈건설 / 터널 굴착 지하수 예보시스템 개발 ('21.09.08)

[기사내용]

시미즈 건설 / 지하수 예보 시스템을 개발 / 디지털 트윈으로 시뮬레이션 [2021년 9월 8일 3면]

시스템 이미지

 

시미즈 건설은 터널 공사로 굴착의 진전에 따라 변화하는 지하수를 고정밀로 예측하는 「지산 예보 시스템」을 개발했다. 측정 데이터의 취득부터 작업원에 대한 리스크 정보 주지까지 일련의 흐름을 자동화해, 현장 관리자의 업무 부담을 큰폭으로 경감한다. 항상 미래에 예측하면서 시공함으로써 예상치 못한 리스크에도 유연하게 대응할 수 있다.

시스템에서는 현장에서 취득한 데이터로부터 디지털 트윈으로서 지산 모델을 작성한다. 매일의 취득 데이터에 따라 지산 모델을 갱신한다. 인공지능(AI)이 절개 용수량과 지산 모델의 투수 계수가 일치하는지를 판단한 다음, 지산 내부의 지하수의 흐름을 시뮬레이션 한다.

시간 변화를 실시간으로 고정밀로 예측하여, 결과를 토대로 한 샘물 예보는 수일부터 전공기까지 광범위한 시간 축에 대응 가능하다. 정밀도 높은 공정계획의 작성이나 시공 지연 리스크의 회피에도 기여한다.

나가사키현 오무라시에서 시공하는 큐슈 신칸센 코바 터널 공사에 적용해, 예측 시뮬레이션의 정도를 검증했다. 시간 경과에 따른 데이터를 활용하여 실증 시험을 한 결과 실측값에 가까운 결과를 얻어 시스템의 유효성을 확인했다. 향후는 지산 조사 결과로부터 전방의 지산성상을 예측·예보하는 시스템으로 발전시킨다.

산악터널공사에서는 절개 전방에서 발생하는 용수량을 미리 예측하고 그 결과를 토대로 안전한 시공계획을 계획할 수 있다. 약수량의 사전 예측은 약수량의 실측값과 지산성상의 조사 데이터를 토대로 약수량의 경과시 변화를 시뮬레이션하는 방법이 일반적. 결과를 얻기 위해서는 전문기술자가 2인 체제로 4주 정도 소요되었다.

 

[래리킴 의견]

시미즈건설은 터널을 굴착함에 따라 변화하는 지하수를 예측하는 시스템을 개발하였다. 터널을 굴착하는데 있어 중요한 점은 물을 어떻게 관리(컨트롤) 할 수 있느냐에 따라, 설계 및 시공방법이 다르다. 이에 있어 설계당시에는 지하수가 없는 것으로 산출되었으나 실제 시공을 하는 가운데 용수가 발생하는 경우에는 이를 관리하기가 여간 힘든것이 아니다. 시공, 품질, 공기, 원가 등에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 이를 관리하는 것이 무엇보다 중요하다. 

시미즈의 이러한 기술은 고정밀 예측을 통해 공기예측까지의 시간예측이 가능하다는 점이 가장큰 장점이다. 이러한 기술을 우리나라의 터널 현장에도 적용한다면 좋을 것으로 판단되고, 특히나 도심지 고심도 터널에 적용하기에 유리할 것으로 판단된다.

 

 

출처 : 일간건설공업신문(일본), 日刊建設工業新聞 (decn.co.jp)