R4 국도 20호선 신사사고 터널 1부 건설에 "OTISM/TUNNELING®" 기술 통합 및 구현

20% 인건비 절감으로 안전 보장 및 생산성 향상

기술/솔루션

오바야시 주식회사는 산터널 굴착 작업의 안전성을 높이고 노동력을 절약하는 통합 시스템인 OTISM/TUNNELING의 구성 기술을 결집하여 R4 국도 20호선 신사사고 터널 1부 슬롯 무료체험 슬롯 무료체험 현장에 구현했습니다 위험한 산터널의 굴착면(면) 바로 아래로 사람이 직접 들어가지 않고, 숙련된 작업자의 숙련도에 의존하지 않고 노동력 절감 방식으로 공사가 진행되었으며, 굴착 전 과정에 걸쳐 안전성과 생산성이 향상되었음을 확인하였다

국도 20호선 신사사고터널 원격 콘크리트 살포작업

개발 배경

산악 터널 굴착 작업에서는 굴착면에서 떨어지는 암석과 중장비 사고로 인한 "낙하" 사고 위험은 물론 노동인구 감소와 숙련공 부족으로 인해 안전성과 생산성을 모두 향상시킬 필요가 있습니다 또한, 국토교통성이 제창하는 i-Construction 20(*1)은 '건설 현장의 자동화'를 통해 '실내 등 더 적은 인원이 안전하고 쾌적한 환경에서 작업할 수 있는 생산성 높은 건설 현장'을 실현하는 것을 목표로 하고 있습니다

슬롯 무료체험은 산악 터널 건설의 안전성, 품질 및 생산성을 획기적으로 향상시키는 통합 시스템을 개발하고 있습니다온라인 슬롯 Mountain Tunnel Construction에서 원격 및 자동화 된 건축의 도전 "Otism®"(*2)''이며, 각 기술은 다양한 현장에서 개별적으로 시연되었습니다 OTISM을 구성하는 OTISM/TUNNELING은 터널 굴착 작업의 안전성 향상과 노동력 절감을 위한 시스템으로, "드릴링/차징", "드릴링", "숏크리트", "쇼링 설치", "락 볼팅"의 5개 작업 영역에서 기술을 개발하고 있습니다

최근 R4 국도 20호선 신사사고 터널 1부 슬롯 무료체험 현장에 OTISM/TUNNELING 기술을 통합하여 굴착 작업 1주기를 완료했습니다

OTISM/TUNNELING에 의한 슬롯 무료체험주기

시추 작업 자동화 및 폭파를 위한 폭파 패턴 생성

면에 발파 구멍을 뚫는 작업은 사전 설정된 발파 패턴에 따라 전자동 컴퓨터 점보 유압 착암기를 사용하여 효율적이고 자동으로 수행됩니다 한 명의 작업자가 두 개의 붐을 모니터링하여 드릴링 진행 상황과 기계 작동을 확인하고 필요에 따라 조정합니다

폭파 패턴을 생성하려면Blast Skill AI ™ | 기술/솔루션 | 슬롯 머신(*3)을 활용하여 숙련된 기술자의 경험과 직관(암묵적 지식)에 의존하지 않고 컴퓨터 점보의 천공 데이터와 얼굴 사진을 분석하여 다음 사이클에 대한 최적의 폭파 패턴을 생성합니다

폭파 패턴을 생성하기 위한 폭발 스킬 AI의 사용 상태

원격 콘크리트 살포 작업

콘크리트 살포 작업에는 지연 방지 카메라가 장착되어 있습니다제작 및 감시 무료 슬롯(*4) 실시간 성능 측정 시스템을 이용하여 원격으로 모니터를 확인합니다

성능감시 및 콘크리트 살포작업을 위한 UGV 활용현황

원격 철골 버팀목 설치 작업

지주 설치 작업은 원격 설치 기술입니다(*5)를 채택하여 얼굴 바로 아래에 사람이 직접 들어갈 필요 없이 작업자 한 명이 작업을 수행합니다 쇼링은 모션 캡쳐 기술을 활용한 유도 시스템에 따라 지정된 위치에 유도 및 설치됩니다

원격 록볼트 작업

락볼트 구동작업을 위한 전용 원격 구동기슬롯 커뮤니티®(*6)를 사용하면 구멍 뚫기부터 모르타르 붓기, 락 볼트 삽입까지 일련의 작업을 사람이 직접 얼굴 아래에 있을 필요 없이 원격 제어로 수행할 수 있습니다

OTISM/TUNNELING 안전성 및 생산성 향상 효과

과거에는 발굴 작업 시 얼굴 바로 아래로 사람이 들어가야 했지만, OTISM/TUNNELING 기술이 집약된 이 현장에서는 얼굴에 들어갈 필요가 없습니다 그 결과 얼굴에서 피부가 떨어져도 인명 피해가 발생하지 않아 안전성이 획기적으로 향상됐다

또한 이 방법을 사용하면 기존 공법을 사용하여 슬롯 무료체험주기를 수행했을 때와 비교하여 이 현장에서 노동력을 20% 절감할 수 있음을 확인했습니다 또한 슬롯 무료체험주기의 각 작업은 기술 수준에 관계없이 원격 및 자동화되어 경험이 부족한 숙련된 작업자라도 동일한 생산성을 기대할 수 있습니다

미래 전망

미래에는 안전성과 생산성을 더욱 향상시키기 위해 사람이 터널에 들어갈 필요가 없는 기술과 원격 작업을 자동화하는 기술을 계속 개발할 것입니다 OTISM의 개발 및 구현을 통해 슬롯 무료체험은 건설 산업의 생산성 향상과 안전하고 보안이 유지되는 인프라 구축에 기여할 것입니다

  • ※1 아이컨스트럭션 20
    2040년까지 건설 현장의 노동력을 최소 30% 절감하거나 생산성을 15배 향상시키는 것을 목표로 하는 건설 현장 자동화 이니셔티브는 "건설 자동화", "데이터 연계 자동화", "건설 관리 자동화"의 세 가지 기둥을 통해 건설 현장에서 일하는 각 사람이 창출하는 가치를 향상시키고 더 적은 사람들이 안전하고 쾌적한 환경에서 일할 수 있는 생산성 높은 건설 현장을 만드는 것을 목표로 합니다
    "i-Construction 20"이 공식화되었습니다 ~ 건설현장 자동화를 통한 생산성 향상(인건비 절감)~
    (국토교통부 홈페이지)
  • ※2 온라인 슬롯 Mountain Tunnel
    산악 터널 슬롯 무료체험 굴착 작업의 안전성과 생산성을 향상시키고, 라이닝 작업의 품질을 향상시키고 노동력을 절약하며, 슬롯 무료체험 관리의 의사결정 속도를 높이고, 전반적인 생산성을 향상시키는 일련의 시스템
  • ※3 블래스트 스킬 AI
    AI를 사용하여 산 터널 표면 사진을 통해 지면을 평가하고 지면의 경도와 모양에 따라 폭파 패턴을 생성하는 시스템
  • ※4 완성된 형태/UGV 모니터링
    산악 터널의 진행 상황을 측정하는 스캐너와 작업 상태를 모니터링하는 카메라를 장착하고 원격으로 제어할 수 있는 UGV(무인 지상 차량)
  • ※5 퀵 텔러
    숙면직하 숙련공의 작업을 완전히 없애고 산터널 굴착작업의 안전성을 대폭 향상시키는 철골 버팀목 설치 기술
  • ※6 로보르타스
    산터널 공사에서 구멍을 뚫고 모르타르를 붓고 락볼트를 삽입하는 일련의 작업을 원격으로 수행하는 원격 락볼트 구동을 위한 특수 기계