[제7회 스마트건설 세미나①] 스마트기술, 지하 안전･효율 ‘두마리 토끼’ 잡는다

제7회 스마트건설 세미나 개최
지하 안전의 미래 ‘스마트기술의 도입과 활용’ 주제
도로･철도 지하화 사업 현황 및 스마트 솔루션 제시

 

◼ 주최 및 개최 일시  ◇주최 : 한국건설신문 ◇주관 : 스마트건설교류회, 한국도로공사, 한국지하안전협회  ◇후원 : 국토교통부, 서울특별시, 한국도로공사 스마트건설사업단, 한국토지주택공사, 국가철도공단, 한국건축시공학회, 대한건설협회, 대한기계설비건설협회, 한국EMS협회, 한양대학교 ERICA   ◇협찬 : 케이씨티이엔씨  ◇일시 : 2025년 3월 11일(화) 13:00 ~ 13:20분 입장  ◇장소 : 서울시 강남구 논현동 건설회관 2층 대회의실  ◼ 프로그램 ◇개회사 : 조성민 스마트건설교류회 제2대 회장(한국도로공사 스마트건설사업단장) ◇축사 : 강동길 서울특별시의회 도시안전건설위원장                한국지하안전협회 이호 회장  ◇사회 : 최희정 이화여대 건축학과 겸임교수(크로스빔 대표) ◇제1부 : 스마트 건설기술 활용  - BIM 기반 현장의 유해·위험성 방지계획 업무 개선 및 활성화(금대연 포스코이앤씨 건축기술그룹 팀장) - BIM 기반 공사현장 ‘건설분쟁’ 예측 대응방안(김미진 에이앤티엔지니어링 이사) - 롤링 콘크리트 초음파 스캐너(이기권 큐클래스컴퍼니 대표) ◇제2부 : 스마트 안전 - 스마트 지하 안전관리 시스템(마이다스아이티 강소라 셀장)  - AI를 활용한 ‘건설현장 품질관리 솔루션’(홍성효 성건엔지니어링 대표) - 지반침하 안전관리 고도화 ‘스마트 디지털 탐사기술’(이재호 지원텍 대표) ◇제3부 : 스마트 건설정책 - 한국도로공사 ‘지하고속도로 추진현황 및 계획’ (한국도로공사 지하고속도로추진단 문정원 부장) - 디지털기반 도심철도 지하화기술 개발(한국철도기술연구원 김대상 수석연구원) - 스마트 안전기술 활성화 사업 추진현황 및 정책방향(서울특별시 도시기반시설본부) - 제2차 국가지하안전관리 기본계획 소개와 대응전략(한국지하안전협회 이호 회장) ◇특별 세션 토론 - 토론 주제 : 지하 시설물 안전, 이대로 괜찮은가? - 좌장 : 박영석 교수(명지대학교 스마트사회인프라유지관리대학원 책임교수) - 토론자 : 한국도로공사 이지영 센터장, 김대상 한국철도기술연구원 수석연구원, 이재호 지원텍 대표이사, 이호 한국지하안전협회 회장, 김혜민 법무법인 송천 변호사

 

[제1부 스마트 건설기술 활용]

‘BIM 기반 현장 유해･위험성 방지계획 업무개선 및 활성화’

BIM 기반 건설현장 위험성 방지 강화, 스마트건설의 선도

- 금대연 포스코이앤씨 건축기술그룹 팀장 

 

금대연 포스코이앤씨 건축기술그룹 팀장

포스코이앤씨(POSCO E&C)의 금대연 Expert(BIM, Smart Construction)가 국토교통부 주최 제7회 스마트건설 세미나에서 ‘BIM 기반 현장 유해·위험성 방지계획 업무 개선 및 활성화’에 대해 발표했다. 
발표 내용에 따르면 건설현장의 BIM을 비롯한 스마트건설의 고도화가 아닌 활성화를 위한 시각의 변화를 강조하고 이에 대한 사례로 시공 현장 안전성 향상을 위해 디지털(AI, BIM, Digital Twin) 기반의 유해·위험성 방지계획 업무 개선을 위해 개발한 시스템과 적용 사례를 소개했다.
국토교통부는 ‘2030 건설 전 과정 디지털화･자동화’를 목표로 스마트건설 활성화 방안을 제시했다. 
이를 통해 건설 산업 전반의 디지털 전환을 촉진하고 글로벌 건설시장에서 선도적인 위치를 확보할 계획이다. 
주요 추진 과제로는 BIM 단계별 전면도입, 건설기계 자동화 및 로봇 도입, 탈 현장 건설 활성화, 스마트 안전 장비 확산 등이 포함된다.
이러한 정부의 의지는 다양한 정부 기관들의 로드맵을 통해 각 기관에서 단계별 다양한 스마트건설 기술들이 이미 시행되고 있고, 향후 다양한 기술들이 도입될 예정으로 진행되고 있다. 
또 이러한 분위기는 민간으로도 확대돼 시공능력 상위 30대 건설사의 경우 경영정책 수립의 1순위로 이러한 스마트건설 기술도입을 고려하고 있어 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 기대하고 있다.
그러나 이러한 정부 기관들의 발표와 다양한 기술 홍보 기사들에 따르면 이미 높은 수준의 기술력을 확보하고 건설 산업의 변화가 구체적인 성과로 나타나야 함에도 여전히 생산성･하자률･안전사고발생 등에 대한 실질적인 지표에 이러한 기술도입에 따른 효과가 반영되고 있는지에 대한 점검이 필요하다는 것을 강조하고 있다. 
이에 스마트건설 고도화만을 강조하고 인정할 것이 아니라 활성화를 위한 기본적인 기술에 대한 저변확대에도 집중적인 투자와 관심이 필요하다는 목소리를 반영, 이를 위한 사례 중 안전 업무에 적용한 사례를 소개했다. 
시공 현장 안전 업무는 날이 갈수록 중요도가 높아지고 이에 따른 업무도 증가하는 추세이며 일상적인 업무의 대부분이 여전히 수작업으로 이루어지고 있다. 
이러한 업무를 자동화하고 시스템화해 업무를 간소화함으로써 실제 현장 실무자가 스마트건설을 활용하도록 했다. 
위험성 평가 작성의 경우 RPA(Robot Process Automation)방식으로 단순화했고, 향후 AI를 활용한 LLM(대규모 언어 모델)을 활용해 더욱 단순화･자동화해 실무자가 손쉽게 작성하고 간략하게 문서 처리(위험성 평가 업무 일련의 프로세스) 되도록 한다. 
또 건설현장에서의 위험성 방지계획 업무를 BIM 기반으로 실무자가 직접 수행할 수 있도록 최대한 단순화･직관화･자동화해 BIM 전문가가 아닌 실무자가 직접 검토하고 활용할 수 있도록 개선함으로써 효율성을 증대할 수 있다. 
마지막으로 유해·위험성 방지계획 각 문서와 정보, BIM 기반 안전시설 계획 정보, 드론, CCTV, 360도 카메라, 보디캠 등의 모든 정보를 디지털트윈 개념의 가상공간에서 통합해 종합적인 정보를 실시간 공유하고 관리할 수 있도록 했다. 
이러한 기술을 실제 프로젝트에 적용해 검증해 본 결과 실제 실무자들의 활용을 통해 업무 생산성의 비약적인 개선을 확인할 수 있었으며, 실제 실무자들의 스마트건설 활용 의지를 개선하는 효과적인 계기가 되었음을 발표했다.

---

“BIM 설계 오류, 건설분쟁의 새 이슈로 올라…” 

BIM 기반 공사현장 ‘건설분쟁’ 예측 대응방안 

- 김미진 에이앤티엔지니어링 이사 

 

김미진 에이앤티엔지니어링 이사

건설산업에 BIM(Building Information Modeling) 기술이 확산되면서 설계 오류로 인한 건설 분쟁이 새로운 이슈로 떠오르고 있다. 
기존 2차원 설계에서 발생했던 문제들이 BIM 설계에서도 여전히 반복될 가능성이 높아 이를 방지하기 위한 대책 마련이 시급하다는 지적이 나오고 있다.
BIM은 3D 모델링을 기반으로 건축 설계를 진행하는 기술로, 시각적인 가시성을 높이고 설계 검토를 보다 정밀하게 할 수 있다는 점에서 4차 산업혁명 시대의 핵심 기술로 주목받고 있다. 
그러나 기존 2D 설계에서 발생했던 오류가 BIM 설계에서도 그대로 나타날 수 있으며, 이는 향후 하자보수 소송 및 손해배상 문제로 이어질 가능성이 크다.
실제로 건설 분쟁 사례를 분석한 결과, 설계 오류로 인해 발생하는 하자는 ▷법규 및 설계 기준 미준수 ▷설계 도면 자체 오류 ▷설계 기능적 오류 ▷미시공 및 변경시공 등의 형태로 나타나고 있다. 
특히 BIM 환경에서는 ▷정보 호환 문제 ▷공종 간 정보 관리 오류 ▷간섭 체크 오류 등이 새로운 주요 이슈로 대두되고 있다.
BIM 기반 설계 오류를 최소화하기 위해 다음과 같은 개선책이 필요하다고 제언한다.
첫째, BIM 설계 단계에서 법적 기준, 설계 기준, 시방서 기준이 반영된 공통 설계 지침서를 구축해야 한다.
둘째, BIM 데이터의 설계 오류를 사전에 자동으로 검토할 수 있도록 설계 오류 자동 검토 시스템을 도입해야 한다.
셋째, 시공 단계에서 설계 변경 이력 관리를 철저히 하여 향후 분쟁 발생 시 증거로 활용할 수 있도록 해야 한다.
넷째, 준공 단계에서는 BIM 데이터와 실제 시공된 결과의 정합성을 검토해 미시공·변경시공으로 인한 소송 리스크를 최소화해야 한다.
국내 건설업계에서는 아직 BIM 설계 오류 및 분쟁에 대한 연구와 가이드라인이 부족한 실정이다.
향후 BIM 기술이 단순히 시각적 효과를 위한 도구가 아니라 법적 기준과 기능적 요건까지 철저히 검토하는 방향으로 발전해야 할 필요성 있다. 
이를 위해 BIM 설계 데이터를 자동으로 검토할 수 있는 시스템을 구축하고, 설계 오류로 인한 하자 소송을 방지하는 체계를 마련하는 것이 시급할 것으로 보인다.

---

“콘크리트 구조물 안전성 확보 위해서는 주기적으로 검사 필요” 

롤링 콘크리트 초음파스캐너

- 이기권 큐클래스컴퍼니 대표 

 

이기권 큐클래스컴퍼니 대표

콘크리트 구조물의 대부분은 철근 콘크리트로 인장력에는 강하지만 압축력에는 약한 철근과 인장력에는 약하지만 압축력에는 강한 콘크리트를 잘 조합 시킨 것으로 전세계적으로 가장 많이 사용되는 토목･건축자재이다. 
콘크리트는 열전도율이 낮고 알칼리성이어서 내부의 철근을 피복해 내화･내구성을 유지하도록 되어 있다. 
하지만, 콘크리트 구조물에 순수 고압 압축력이 작용하면 비구조적 균열, 구조적 균열이 일어나게 되고 이 균열에 수분이 침투해 충진되며 동결과 융해를 반복하면서 열화가 일어나게 된다. 
따라서 콘크리트 구조물의 안전성을 확보하기 위해서는 시공 이후에도 주기적인 검사가 필요하다.
그런데 토목･건축기술의 눈부신 발전에 비해 구조물 검사 방법은 아직도 낮은 수준에 머물러 있다. 
현재까지 콘크리트 구조물을 검사할 수 있는 단일 솔루션은 없기 때문에 강도 측정, 철근 탐지 등을 개별적으로 해야 하고 측정오차 또한 상당히 크기 때문에 검사의 신뢰성도 아주 낮다. 
이런 콘크리트 검사의 문제점 때문에 정밀안전진단 때는 아무런 문제가 없었던 중요 기반시설에서 사고가 이어지고 있다. 
서울시 신내1교 박락사고, 성남시 정자교 보도부 붕괴사고 등이 그 사례이다.
ELOP Insight 롤링 콘크리트 초음파 스캐너는 구조물 검사를 빠르고 정확하게 해주는 혁신적인 도구이다. 
재료마다 고유한 초음파 전달속도의 차이를 이용해 강도 측정은 물론 공극･균열･박리･층분리 등 콘크리트 구조물에 존재하는 대부분의 결함을 한꺼번에 측정할 수 있고, 실시간 제공되는 3D 이미지로 해석에 소요되는 노력과 비용까지 절감할 수 있다.
의료용 초음파 장비에 사용되는 SAFT(Synthetic Aperture Focusing Techniques, 합성집속신호처리) 기술을 적용해 원시진폭 대 시간데이터에서 수신된 에코를 올바른 공간 위치에 매핑해 쉽게 해석할 수 있는 3D 이미지를 생성하므로 직관적인 결함 확인이 가능하다.
한편 기존 초음파 스캐너는 포인트 스캐너로 10㎝마다 포인트를 찍어가면서 검사를 하는 방식으로 100㎡, 1,000㎡ 등 넓은 면적을 검사하는 것은 거의 불가능에 가까웠다. 
ELOP Insight는 커플링 젤 없이 건식 커플링을 가능하게 해주는 회전형 인코더를 적용해 넓은 면적이라 하더라도 트롤리를 밀어주기만 하면 측정이 끝나기 때문에 쉽고 편리하다.
또 ELOP Insight를 사용하는 진단회사, 자산소유자, 관리자는 함께 제공되는 종합자산관리 웹 플랫폼을 통해 구조물의 상태를 지속적으로 모니터링하면서 유지보수는 물론 자산수명관리까지 체계적으로 수행할 수 있다. 
큐클래스컴퍼니는 지난해 수행한 콘크리트 블럭 검사, 주차장 바닥면 검사, 슬래브 몰탈 두께 검사, 교량 바닥면 검사, 보도 바닥면 검사 실증을 바탕으로 수도권 도로와 교량 등에서 콘크리트 검사 용역을 수행할 예정이다.

---

[제2부 스마트 안전]

‘스마트 지하안전관리 시스템’ 출시 전 사전공개

국내 굴착공사 사고 발생률 낮추는데 크게 기여할 듯 

- 강소라 마이다스아이티 셀장

 

강소라 마이다스아이티 셀장

건설공학 소프트웨어 분야 세계 1위 기업 ‘마이다스아이티’가 자사 지반공학용 SW에 실시간 IoT 기술을 접목시킨 ‘스마트 지하안전관리 시스템’을 준비하고 있다. 
설계-시공-유지관리를 하나의 웹에서 구현할 수 있어 건설현장 안전관리에 새로운 패러다임을 가져올 것으로 보인다. 
시공현장에 설치돼 있는 실시간 계측데이터를 모니터링할 뿐 아니라 위험 상황 발생 시 현장 관계자들에게 즉시 알림 메시지를 전송한다.
이 계측데이터를 기반으로 MIDAS GEOXD(가시설전용 해석 및 설계 프로그램)와 MIDAS GTS NX(2/3차원 지반 범용 수치해석 프로그램)로 잔여 굴착단계의 안정성을 사전에 예측하고 예방할 수 있다는 점이 기존의 안전관리 시스템과 가장 큰 차별화 기술이라고 볼 수 있다. 
월간 계측보고서를 자동으로 생성해 휴먼 리소스를 최소화시키고, LLM 기반 기술을 접목시켜 경향을 분석함으로써 업무 효율화를 높였으며, 웹 서비스로 여러 현장을 하나의 대시보드에서 관리하고 실시간 확인이 가능하다. 
설계 단계에서 사용된 공학적 분석 프로그램을 기반으로 실제 굴착현장의 안전 상태를 실시간으로 확인하고 선제적으로 예방할 수 있는 국내 유일무이한 웹 기반 서비스 ‘스마트 지하안전관리 시스템’이 국내 굴착공사의 사고 발생률을 낮추는 데 있어 크게 기여할 것으로 보인다. 

---

‘OASIS-A’ AI 활용한 ‘건설현장 품질관리 솔루션’

건설현장의 품질관리･시공관리･안전관리･공정관리 등 디지털화

- 홍성효 성건엔지니어링 대표이사

 

홍성효 성건엔지니어링 대표이사

‘OASIS-A’는 ‘OASIS-Architecture’의 줄임말로 AI, 드론, IoT 센싱 등 첨단 기술을 활용해 건설 현장의 문제를 해결하고, 스마트 건설 분야에 희망을 제공하고자 하는 의미를 담고 있다.
‘OASIS-A’는 건설현장의 품질관리･시공관리･안전관리･공정관리 등을 디지털화하는 플랫폼으로 오는 6월 ‘OASIS-A : 품질’을 출시할 예정이다. 
이후 인접 건물의 안전점검을 디지털 및 자동화하는 ‘OASIS-A : 조사’, 공사 현장의 디지털 및 자동화 계측시스템인 ‘OASIS-A : 계측’, 공사 현장의 안전관리 플랫폼인 ‘OASIS-A : 안전’ 등을 지속적으로 출시할 예정이다. 
‘OASIS-A : 품질(AI를 활용한 “건설현장 품질관리 솔루션”)’은 AI 및 도면 기반의 문서 디지털 솔루션인 ‘현장N’을 중심으로 크랙N･경사N･크랙N드론･크랙N오토･NET N 등의 N시리즈 하드웨어 제품이 결합된 플랫폼으로, 시공사가 공사 시 작성하는 균열관리대장을 디지털화, 자동화, 업무 효율화의 목적으로 개발된 플랫폼이다. 
‘크랙N드론’과 ‘크랙N오토’는 구조물의 외부와 내부를 사진 촬영해 3D로 모델링한 후 AI가 균열을 검출하는 솔루션이며, 이후 ‘크랙N’과 ‘경사N’을 통해 균열 및 구조물의 기울기 변화량을 측정해 시공 품질 및 안전을 효율적으로 관리할 수 있도록 한다. 
또 아파트 지하주차장이나 터널과 같은 통신 사각지대에서 통신을 가능하게 하는 가설통신망인 ‘NET N’을 활용해 자동화 시스템을 구축했다.
현재 개별 장비로 ‘크랙N’과 ‘크랙N드론’은 DL이앤씨㈜ 아파트 50개 이상의 현장과 한국도로공사, 새만금 도로공사 현장, 현대산업개발의 익산 아파트 현장, 한양의 울산 ○○ 아파트 현장, 그리고 ㈜저스티스 등 여러 안전진단 및 법원감정 회사에서 사용 중에 있다.
‘크랙N’과 ‘크랙N드론’은 현재 건설신기술 지정 신청 중이며, ‘OASIS -A’ 플랫폼은 중소기업벤처부 정부 과제의 한 부분으로 추가 개발이 진행 중에 있다.
성건엔지니어링은 설계･건설엔지니어링･건설사업관리･안전진단 등의 업무를 주업으로 하며, 스마트건설 R&D기술연구소를 보유한 회사로서, 건설 경험과 IT 기술의 융합을 통해 최고의 스마트건설 기술을 개발하는 회사라고 자부한다. 

---

‘지반침하 안전관리 고도화 : 스마트 디지털 탐사기술’

스마트 디지털 지반조사 및 지반탐사, 지능형 센서 자동화 계측관리

- 이재호 ㈜지원텍 대표이사(공학박사)

 

이재호 ㈜지원텍 대표이사(공학박사)

수도권 광역급행철도(GTX), 복선전철, 동서고속철도, 철도 지하화 등 지하공간 개발이 증가하는 추세에 따라 대심도 굴착과 근접 시공 등이 빈번해지고 있다. 
또 지하 매설물의 노후화 및 기후변화 등으로 인해 공사 중 예측 불가능한 안전사고 위험요인이 더욱 증가하고 있다. 
이에 도심지 공사현장의 위험요소 즉, 지반침하, 공동, 붕괴 등에 대한 사전 예측과 선제적 예방 조치의 중요성이 더욱 커지고 있다.
이재호 박사는 스마트 디지털 지반조사 및 탐사 관리기법, AIoT 지능형 센서기반 자동화 계측관리 시스템을 통해 지반침하 안전관리 고도화방안을 제시했다.
이재호 박사는 “본 지반침하 안전관리 고도화방안은 디지털 지반조사로부터 신뢰성 및 생산성, 효율성 확보를 통해 설계 시에는 수치해석에 의한 지반침하 예측, 시공 중에는 지능형 센서기반 자동화 계측관리시스템으로 실시간 데이터 전송에 따른 사전 침하징후 예측, 유지관리 중인 도로 등 시설물은 디지털 스마트 지반탐사방법으로 균열 및 지반침하(공동)을 예측해 예방까지 가능한 기술”이라고 설명했다.

◼ 설계 단계 : 디지털 지반조사
디지털로 측정되는 지반의 공학적인 값은 센서가 읽은 데이터를 모니터링과 동시에 저장해 신뢰할 수 있는 유용한 데이터로 활용된다. 
육안으로 측정하여 수작업으로 기록하는 아날로그방식에 비해 디지털 데이터베이스화되어 신뢰성과 정밀성이 확보된 지반정보는 수치해석에 의한 지반침하 예측에 필수적 조건이다. 

 

◼ 지하 굴착공사 단계 : AIoT 지능형 센서 기반 자동화 계측관리 시스템
근접 시공에 따른 주변 구조물과 지반의 침하 사고는 수동계측으로는 사고 직전의 계측데이터가 없거나, 사전에 이상징후를 인지하지 못한 상황에서 긴급사고가 발생하는 것으로 보고되고 있다. 
AIoT 지능형 센서 계측관리 시스템은 실시간 안전관리뿐만 아니라 불필요한 오경보를 방지하는 등 센서에 적용된 알고리즘에 의해 빅데이터에 기반하여 선제적, 실시간, 원거리 안전관리를 수행한다.

 

◼ 지하안전 유지관리 단계 : 디지털 스마트 지반탐사
고해상도 카메라 영상처리 기술과 Al 필터링에 의한 도로 포장 균열상태 분석기법은 지반침하 징후를 예측하는 기본적인 접근이다. LiDAR와 GPS 탑재된 차량용 GPR탐사 장비는 지반침하와 관련된 공동의 영상자료를 탐지할 뿐만 아니라 지하시설물 관리시스템과 연계해 고도화된 3D 지하안전관리 방안을 제시한다.

 

 

정리 = 한국건설신문 김덕수 기자