건축/환경에너지

Nikkei Construction_2023.12.18 (p16~21)

14대의 무인 중장비가 쉬지 않고 작업
가시마가 실현한 현장의 공장화

가시마(鹿島)가 자동 시공 기술을 도입한, 아키타현 나루세댐에서 둑몸(제체, 제방이나 댐의 몸체) 타설이 진행된다. 둑몸 위에서 움직이는 중장비에는 사람이 타고 있지 않다. 가동하는 14대의 중장비는 약 400km 떨어진 관제실에서 원격으로 관리한다. 사람이 감시하지만 현장의 중장비는 자율적으로 움직인다. ‘현장의 공장화’가 거의 실현되었다.

돌이나 자갈과 시멘트, 물을 혼합한 재료인 CSG재를 다 쌓으면 덤프트럭이 속속 후진해 간다. 하차 위치 옆에는 불도저가 대기한다. 덤프가 내린 CSG재를 능숙하게 펴고, 진동 롤러로 단단히 고정한다. 어떤 중장비에도 조종석에는 사람이 타고 있지 않다.

가시마가 개발한 자동시공 기술 ‘A4 CSEL(Automated/Autonomous/Advanced/Accelerated Construction system for Safety, Efficiency, and Liability)’을 도입한 나루세댐 현장. 지반 개량으로 타설이 지연된 좌안(Left Bank) 측 둑몸이 우안(Right Bank) 측으로 이어지면서 시공 범위가 넓어졌다. 같은 작업을 반복하는 자동화 중장비의 이점을 최대한 살릴 수 있다.

나루세댐은 홍수 피해의 경감과 수력발전 등이 목적인 사다리꼴 CSG 댐이다. 완공되면 높이가 114.5m에 달한다. 취재한 2023년 10월 중순 시점에 둑몸은 높이가 약 78m, 상면 면적이 약 4만 6000m2였다. 타설 기간은 2018년 5월부터 2026년 12월까지다. 가시마와 마에다건설공업, 다케나카토목JV가 전개한다.

CSG재 타설의 자동화율은 착공 당초 40% 정도였지만 지금은 90%에 가깝다. 23년 5월에 월간 CSG 타설량이 국내 최고치인 26만 1000m3를 기록했다. 23년 10월 중순 시점에서 덤프 7대, 불도저 3대, 진동 롤러 4대의 총 14대가 가동되고 있었다. 착공한지 3년이 지난 2021년 9월 시점에서는 불도저 3대와 진동 롤러 6대만 가동했었다.

자동화 중장비를 관리하는 IT 파일럿이 있는 곳은 현장에서 약 400km 떨어진 가나가와현 오다와라시의 세이쇼 실험필드다. 중장비의 시공 범위를 CAD 상에서 설정하고, 공정표를 짠다. 1인 1종의 중장비를 담당하며 3명이 총 14대를 관리한다.

중장비를 모니터로 관리하는 관제실은 당초 둑몸이 보이는 현장 내의 고지대에 설치했었다. 공사가 진행되고 둑몸이 높아짐에 따라 육안으로 확인하기 어려워져서 장소를 옮겼다.

현장에 둘 필요가 없다면 여러 현장의 IT 파일럿이 같은 장소에서 근무할 수 있다. 노하우 등을 공유하기 쉽고 IT 파일럿이 기술개발 등 다른 업무에도 종사할 수 있다. 주야 교대로 24시간 대응하며 오류가 생겼을 때 대응한다. 예를 들면, 1대의 중장비가 가동을 멈추면 공정을 재조합해 다른 중장비로 보완한다.

-- CSG재의 운반도 자동화 --
A4 CSEL에 의한 타설의 자동화율 향상과 함께, CSG재를 플랜트에서 제조하고 나서 타설할 때까지의 공정도 거의 모두 자동화함으로써 ‘현장의 공장화’는 한층 진행되었다. CSG재는 둑몸 상류 측에 설치한 플랜트에서 시공 장소의 둑몸 위까지 운반한다. 그 운반을 23년 5월부터 컨베이어 벨트와 ‘SP-TOM’이라고 부르는 콘크리트 운반 장치로 자동화했다.

컨베이어 벨트로 CSG재를 둑몸보다 높은 위치로 일단 운반하고, 거기에서 SP-TOM으로 둑몸 위에 CSG재를 내린다. SP-TOM은 안쪽에 부착된 나선형 날개로 재료가 높은 곳에서 낮은 곳으로 천천히 떨어지게 되어 있어 재료의 분리를 막는다. SP-TOM 끝에서 기다리는 것이 덤프다. SP-TOM으로 고개를 돌린 덤프는 CSG재를 싣고 방향을 바꾸지 않은 상태로 제자리까지 후진한다.

CSG재를 덤프에서 내리면 이번에는 옆에서 대기하고 있던 불도저가 나올 차례다. 덤프가 일정 거리로 멀어지면 전후 좌우로 펴기 시작한다. 여기저기 펼쳐진 CSG재는 진동 롤러로 압력을 가해 다진다. 1층당 높이 25cm의 CSG재를 타설하고, 이를 3회 반복하면 1 리프트로 한다. 약 3일 만에 둑몸 전체 면적의 1 리프트를 시공한다.

나루세댐에서는 자동화 중장비가 당연해졌다. 가시마기술연구소의 미우라 씨는 “기계의 군더더기 없는 움직임과 최적 계획을 조합해 전체의 효율화를 도모해 왔다”라고 말한다.

2023년 10월 말 시점에서 CSG재의 타설은 82.4% 완료되었다. 시공 범위는 공사가 진행됨에 따라 작아진다. 가시마 JV 나루세댐 공사사무소의 마쓰모토 소장은 “좁은 구역에서 효율이 좋은 중장비의 움직이는 방식을 검토한다”라고 말한다.

나루세댐에서는 적설 때문에 11월 중순에 타설을 중단. 자동화 중장비는 별도의 장소에 보관했다가 2024년 5월에 다시 출동한다.

 -- 끝 --

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