건축/환경에너지

Nikkei Construction_2022.11 News (p14-19)

여러 종류의 자동화 중장비로 제방 다지기
미나미마댐 본체 건설 공사 (도치기현)

다이세이건설(大成建設)건설이 도치기(栃木) 현 가누마(鹿沼) 시에서 건설 중인 미나미마(南摩)댐에서 기종이 다른 복수의 자동화 중장비를 동시에 제어하는 기술의 실증실험에 도전하고 있다. 중장비의 움직이는 방식을 바꾸는 등, 날마다 운용을 개선. 코어 재료가 없는 제방 구조가 무인 시공에 안성맞춤인 필드가 되고 있다.

불도저가 현지에서 채굴한 암석을 원료로 하는 암석재 더미의 일부를 허물어 평평하게 깔은 뒤 후진주행으로 돌아와 진로를 바꿔서 나머지 더미를 밀어내고 있다. 원래 오퍼레이터가 앉아 있어야 할 운전석은 텅 비어 있다.

바로 근처에서는 평평하게 해놓은 필드를 무인 전압 롤러가 빈틈없이 다져 단단하게 해나간다. 다져진 지면의 색이 옅어진 띠 모양을 따라가듯 왕복. 그 움직임에는 흔들림이 없다.

이곳은 다이세이건설이 도치기 현 가누마 시에서 시공하는 미나미마댐 제방 현장이다. 다이세이건설이 개발한 자율주행 중장비 제어시스템 'T-iCraft'로 불도저 2대와 진동롤러 2대 등 총 4대가 동시에 움직인다. 높이 86.5m, 부피 240만m3의 제방을 무인 시공으로 구축하고 있다.

각각의 중장비의 움직임은 오른쪽 강변의 고지대에 있는 오퍼레이션 룸에서 관리한다. 룸 안에 늘어선 디스플레이에는 중장비 별 시공 범위와 가동 상황, 작업의 진척 등이 비춰지고, 협력회사인 미즈타니건설(水谷建設, 미에 현) 소속의 오퍼레이터 3명이 모니터링하고 있다.

-- 생산성 3배를 목표로 --
다이세이건설은 2020년, 수자원기구로부터 미나미마댐 본체 건설 공사를 수주. 이 때 기술 제안에 자동화 중장비에 의한 시공을 포함시켰다. 다이세이건설 토목본부 기계부 메카로보틱스추진실의 나카노(中野) 실장은 “자동화 중장비로 작업 효율을 높이는 경우 넓은 시공현장에서 단순하고 단조로운 작업을 자동화하면 효과가 크다”라고 설명한다.

특히 미나미마댐은 일반적인 록필댐과 비교해 암석재를 한꺼번에 시공하기가 용이하다. 제방 내부에 차수(遮水)기능을 갖는 코어재료를 배치하는 대신, 제방 상류측 표면에 콘크리트를 타설하여 차수하는 구조이기 때문이다. 제방의 부피는 20% 작아지지만, 암석재의 시공 범위가 코어재료로 인해 분단되지 않는다. 자동화 중장비를 사용한 시공을 추진하는 다이세이건설에게 이번 실증실험은 귀중한 기술 검증의 장이 되었다.

현장에서는 얻은 지식을 바탕으로 매일 중장비의 움직임을 재검토하고 있다. 예를 들면, 초기에는 불도저가 후진할 때, 큰 암석재를 롤링해 깔아놓은 표면을 블레이드가 깎아 버리는 경우가 있었다. “숙련된 오퍼레이터의 조종을 참고로, 후진 시 주행 경로를 일부러 사행(蛇行)으로 하는 등 개선을 거듭했다”(나카노 실장)

다이세이건설은 앞으로 미나미마댐과 다른 대형 조성공사 현장에서 자동화 중장비 기종과 대수를 늘리는 등, 오퍼레이터 1인 당 작업효율을 현재와 비교해 2배 수준으로 높여나갈 예정이다. 또한 자동화 중장비를 밤낮으로 장시간 가동시켜 1일 당 작업량을 1.5배 확대, 하루 생산성을 3배로 끌어올리는 것을 목표로 하고 있다.

자동화 중장비의 시공 범위는 안전울타리로 둘러싸서 유인작업 구역과 구분하고 있다. 논리상으로는 이것으로 안전성을 담보하고 있지만, 이와 함께 중장비에도 안전 기능을 마련했다. 탑재한 카메라의 영상을 실시간으로 인공지능(AI)으로 분석해 사람을 검출했을 때 정지 신호를 전송한다. 만일, 사람이 울타리를 넘어 중장비에 접근할 경우에도 중장비가 자동으로 정지하는 시스템이다.

제방을 다진 후 2023년에는 상류 쪽 제방 표면에서 불투수성 페이스 슬래브를 시공할 계획이다. 폭 15m의 이동식 형틀을 제방 하부에서 시속 약 2m로 상승시키면서 콘크리트를 연속으로 타설하는 방식이다. 2024년에는 시험 담수를 시작할 예정이다.

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