건물붕괴로 고립된 인명을 신속·안전하게 구호할 수 있는 신기술이 개발됐다.

한국건설기술연구원(원장직무대행 정준화) 지반연구소 이주형 박사 연구팀은 대형빌딩, 지하철, 터널 등의 붕괴 시 고립된 인명을 신속·안전하게 구호할 수 있는 핵심 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

건설연은 11월17일 경기도 연천에 위치한 건설연 SOC실증연구센터에서 소방청 산하 중앙119구조본부 수도권특수구조단 인명구호팀과 함께 기술실증실험을 진행했다.

특히 드릴링을 통한 구조기술 자체는 2010년 칠레 광산 매몰사고 등에서 개념적으로 선보였으나, 각종 지장물이 많고 구조적으로도 복잡한 건물 및 시설물 붕괴사고에 대한 첨단 구조기술 개발은 전 세계적으로도 최초로 시도됐다.

최근 광범위한 피해를 야기한 경주·포항 지진과 그로 인해 노후 시설물 안전에 대한 사회적 우려가 높아지면서, 건물 붕괴 시 고립된 인명을 신속하고 안전하게 구조할 수 있는 기술의 개발은 어느 때보다 뜨거운 관심을 받을 것으로 예상되고 있다.

특히 도심에 노후건물이 많은 서울과 부산 등지의 대도시에서는 강진이 발생할 경우 붕괴사고로 인한 대형 재난이 우려되고 있다.

이들 건물 중 내진설계가 적용된 경우는 30%에 불과하며, 공항과 철도 등 공공시설물 내진설계 비율 또한 50% 정도인데다 1988년 내진설계 도입 이전에 지어진 민간 건축물들의 경우 사실상 지진에는 무방비 상황인 실정이다.

지진뿐만 아니라 도심지 시설물 자체의 노후화 및 지하수위 저하 등 여러 요인으로 인해 시설물 붕괴의 위험은 갈수록 높아지고 있다. 실제로 2017년 1월과 4월 각각 서울 종로와 강남에서 노후 건물 철거 중 붕괴사고 및 인사사고가 발생한 바 있으며, 더욱이 각종 지하시설물들이 갈수록 깊이 매설되고 있기 때문에 기존의 구호방식으로는 지하 깊은 곳에 매몰된 피해자를 찾아 구조하기 어렵다는 점이 현업에서 지적되고 있다.

도심지 지하붕괴 인명탐지 및 긴급구호기술 개념도

도심지 지하붕괴 인명탐지 및 긴급구호 단계별 처리 모습

이번에 개발된 긴급 인명구조 기술은 드론·공간정보·정밀굴착·굴진(掘進)관리기술 등 건설연이 보유한 첨단 기술들을 활용하여 4단계의 임무를 실행하는 것이 특징으로, 이를 통해 1차적으로 매몰자 생존 골든타임인 초기 72시간의 안전 및 생명선을 확보한 후 일주일 내에 최종 구조하는 것을 목표로 하고 있다.

긴급구조 기술 1단계에서는 사고 발생 시 우선 드론으로 현장을 탐색하고 3차원 건물붕괴 형상 정보를 취득한 후, 무선통신 기반 매몰자 위치 탐지기술을 활용하여 12시간 내에 위치탐지 및 구호지점 예측을 실행하게 된다.

1차 생명선 시추 개념도(직경 100mm 내외, 철근 콘크리트 벽체 관통기술 등 적용

1차 생명선 확보를 위해 시추하는 모습

1차 생명선 확보 후 구호품을 넣을 준비를 하고 있는 모습

이후 2단계에서는 사고발생 후 72시간 이내에 정밀굴착기술 및 철근 콘크리트 벽체 관통기술, 굴진 현황관리 기술 등을 활용하여 공기·물·통신선이 100mm 규모의 1차 생명선(라이프라인)을 설치하여 생존 매몰자의 안전을 우선 확보하게 된다.

2차생명선 확보 후 통로를 통해 인명을 구조하는 모습

2차생명선을 통해 인명을 구조하는 모습

3단계에서는 생존자 운반에 필요한 대형 장비를 매몰지점으로 투입하는 통로인 직경 1천mm 내외의 2차 생명선을 구축하고, 마지막 4단계에서는 사고 발생 후 7일 이내에 매몰 공동(空洞) 안정화 기술을 적용, 인명구조를 안전하게 진행할 수 있게 한다.

건설연은 연천 SOC실증연구센터에 실제 토공 붕괴현장과 유사한 테스트베드를 구축하고 11월13일부터 굴착 실증실험을 개시, 11월17일 소방청 중앙119구조본부 수도권특수구조단 인명구호팀이 참가한 가운데 기술 실효성을 검증했다.

이 기술은 구조기술의 실제 최종사용자인 이들 특수구조대원과의 협업 및 소방관계자의 의견수렴을 거쳐 도시탐색 매뉴얼 개정방안 협의 등 널리 활용될 예정이다.

이주형 연구위원은 “현재의 기술로는 지진발생을 미리 예측할 수는 없기 때문에 지진 조기경보 연구뿐만 아니라 재난 발생시 가급적 빨리 매몰지역에서 인명을 구하는 연구도 매우 중요하며, 본 기술을 통해 붕괴현장의 인명손실을 30% 이상 낮추고 구호비용도 20% 이상 절감할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.