앞면 예측 지질조건을 반영한 산악피망 슬롯 예측 CIM 개발 및 실용화

피망 슬롯(본사: 도쿄도 미나토구, 사장: Tatsu Shiraishi)은 산 터널 전면의 지질학적 예측 결과를 통합하는 새로운 CIM(*1) 시스템을 개발했습니다

최근 국토교통부는 ICT를 활용해 전체 건설 생산 시스템의 생산성을 높이고 더욱 매력적인 건설 현장을 만들기 위한 계획인 'i-Construction'을 추진해 왔습니다 오바야시 주식회사는 2015년 3월 준공긴키 고속도로 기이선 미구사 피망 슬롯건설 공사(와카야마현 니시무로 지구, 주문: 국토교통부 긴키 지방 정비국)를 위해 우리는 일본 최초로 건설 중에 획득한 지질 조건을 CIM 3D 모델에 통합한 데이터를 전자적으로 전달하는 등 산악 피망 슬롯 분야의 CIM 시스템 개발에 힘써 왔습니다

산악터널에서는 설계단계의 사전조사 기술의 한계와 지질의 복잡성으로 인해 정면의 지질상황을 완전하게 예측하는 것이 불가능하며, 단층파괴대 및 급작스러운 스프링을 만나는 경우가 드물지 않습니다 이러한 이유로 오바야시 상사는 2008년에 표면 앞의 지질 상태를 고정밀도로 예측할 수 있는 비코어 드릴링 표면 전방 탐사 "Tunnel Navi®"(*2)를 개발했습니다 이미 22개 현장에서 사용되었으며 약 30km의 탐사 실적을 보유하고 있습니다

최근 시추공 관측을 기반으로 한 피망 슬롯 탐색 정보와 주요 블록(*3) 예측 정보를 CIM 시스템에 통합하여 정면의 지질을 더욱 시각화하여 건설 효율성과 안전성을 향상시키는 것을 목표로 하는 예측 산악 피망 슬롯 CIM을 개발하여 실용화했습니다

예측 산악피망 슬롯 CIM의 특징은 다음과 같습니다

1. 비코어 굴착면 전방탐사 “피망 슬롯내비” 3차원 분석 결과
   

   일반적으로 피망 슬롯 내비게이션은 매초마다 얻은 굴착기 데이터의 분석 값을 선 그래프로 표시하여 지반의 경도와 부드러움, 단층 파괴 구역의 유무를 예측합니다 이 선 그래프를 3D-CAD로 변환하고 CIM으로 가져오면 초기 가정된 지반 질량과 굴착 전 실제 지반 질량의 차이를 명확히 하고 필요에 따라 보다 최적의 지반 배치에 대한 수정을 제안할 수 있습니다

   

   설계 단계에서 암석 형성 예측보다 더 정확한 예측을 달성하는 피망 슬롯 탐색 및 CIM 배포

   
   
2. 시추공 관측 이미지를 통해 얻은 암석의 균열로부터 핵심 블록 예측
   

   시추공 관측 장치(*4)에서 얻은 이미지에서 지반 균열의 방향과 각도를 조사하여 균열 및 피망 슬롯 단면으로 구성된 핵심 블록을 찾아 CIM 시스템에서 핵심 블록을 시각화합니다 주요 블록을 사전에 예측하고 보다 구체적으로 시각화함으로써 발굴 전 적절한 대책을 고려할 수 있습니다

   

   시추공 관찰 이미지를 통해 균열의 방향과 각도 조사

   

   피망 슬롯 균열 및 CIM에 반영된 파생 키 블록

   
   
3. 설계, 시공, 유지관리 데이터 통합
   

   기존 CIM 시스템과 유사하게 공사 중 취득한 데이터를 취합, 통합하여 공사가 완료된 후 해당 위치의 지질 조건 및 공사 현황을 단시간에 검색 및 표시할 수 있어 효율적인 유지관리를 위한 지원 툴입니다

이 시스템은 이미 큐슈 토지개량 츠바키야마 피망 슬롯 건설(미야자키현 미야자키시, 발주처: 국토교통성 규슈 지방 정비국) 및 기타 다중 피망 슬롯 건설 프로젝트에 적용되어 신뢰성이 확인되었습니다 오바야시 공사는 앞으로도 설계부터 시공 후까지 산악 피망 슬롯 건설에 효율적으로 사용할 수 있는 관리 도구로서 CIM을 적극적으로 제안하고 개발해 나갈 것입니다