건축/환경에너지

Nikkei Construction_2017.10.23_NEWS기술 (p31)

우주에서 터널 공사를 감시
밀리미터 단위로 지표면 변위를 계측

오쿠무라구미(奧村組)와 파스코는 인공위성으로부터 마이크로파를 지상에 조사(照射)하여 지표면의 침하량 등을 광범위하게 측량함으로써 레벨기나 GNSS(GPS등의 위성을 이용한 측위 시스템의 총칭) 수신기를 사용한 기존의 방법과 동일한 정밀도로 계측이 가능하다는 것을 확인했다.

적용한 것은 교토 시의 상하수도국이 발주한 우수(雨水) 간선의 터널공사. 외경 2.89m의 실드기로 시가지의 도로 밑을 1.2km정도 굴진하면서 도로를 중심으로 폭 100m 범위를 대상으로 인공위성을 통해 지표면의 변이를 측량했다. 굴진 개시로부터 완료까지의 약 1년 2개월동안 공사구역 전체에서 지속적인 계측을 시행했다.

계측에는 독일 항공우주센터가 운용하는 ‘TerraSAR-X위성’을 활용했다. 해당 위성에 탑재한 합성 개구 레이더로 마이크로파를 지상에 조사하여 반사파의 위상차를 해석함으로써 지표면의 변위량을 알 수 있다. 악천후나 야간에도 한번에 수 킬로미터 이상의 폭으로 지표면의 정보를 취득. 우수 간선의 터널공사에서는 기존의 측량 방법에 비해 변위량의 계측 오차를 거의 1mm 이내로 줄일 수 있다는 것이 확인되었다.

교통량이 많은 도로 및 출입이 어려운 민가 등의 사유지를 포함해 변위량을 면적으로 파악할 수 있다는 것이 특징이다. 양사는 지표면의 변화를 시각적으로 알 수 있기 때문에 변위량에 따라 색상 별로 구분한 메시(Mesh) 도면 및 등고선을 사용한 콘투어 도면을 표시하는 시스템을 개발하여 특허를 제출했다. 기존의 측량에서는 각 관측점이나 관측점끼리 연결한 선 마다 변위량을 파악하는 수 밖에 없었다. TerraSAR-X위성은 지구를 순회하기 때문에 같은 지역을 계측할 수 있는 것은 가장 빨라도 11일 간격이 된다. 실드기가 통과하기 직전과 직후의 구간은 기존의 방법으로 높은 빈도로 계측하면 된다.

한편, 터널 공사 등에서는 장기간 공사구역 전체의 지표면의 변화를 지속적으로 감시하지 않으면 안 되는 경우도 있다. 기존에는 많은 관측점을 설치하여 사람이 직접 측량하지 않으면 안됐기 때문에 시간과 노력을 필요로 했다. “지속적으로 넓은 범위를 감시할 경우, 인공위성을 사용한 측량이 효과적이다”라고 오쿠무라구미 정보시스템부 CIM추진 그룹의 미야다(宮田) 씨는 말한다. 당사는 다른 실드 공사로 인한 지표면의 변위 및 토공사로 인한 압밀 침하(Primary Consolidation Settlement)의 계측 등에서의 적용을 검토하고 있다.

파스코는 9월에 해당 기술을 사용한 “위성에 의한 변동 모니터링” 서비스 제공을 개시. 지하나 매립 공사에서 인공위성으로부터 취득한 지표면의 변위 데이터를 건설회사 등에 제공한다. 변위가 발생한 범위나 경향을 가시화하여 일대의 침하량 등을 감시할 수 있게 할 방침이다. 요금은 현장에 따라 견적을 내는 것으로 한다.

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