지하 싱크홀 탐사에 쓰이는 3D GPR(Ground Penetrating Radar, 지표투과레이더) 장비를 터널 정밀안전진단에 활용할 수 있도록 기계화한 ‘다채널 안테나 고정 어태치먼트’가 개발됐다.

다채널 3D방식인 이 장비는 한국시설안전공단(이사장 강영종)이 개발했는데, 콘크리트 표면과 다채널 안테나 간격 자동조절 기능, 360도(유압식 180도) 회전 기능, 미세각도 및 길이 조정 기능 등 첨단기술을 두루 적용함으로써 진단의 정확도를 대폭 높인 것이 특징이다.

시설안전공단은 이 장비의 가장 두드러진 장점으로 기존의 단채널 2D 방식에서는 불가능했던 터널 콘크리트의 배면공동이 확인 가능해진 것을 꼽았다. 이 장비를 활용하면 터널 천단부, 어깨선, 측선 등에 대해서도 전보다 훨씬 정밀한 탐사가 이뤄질 것으로 기대된다는 것이다.

접촉식인 기존 대신 비접촉식 안테나를 채택할 경우 탐사 차량 주행시 터널 콘크리트 표면과 안테나가 일정한 간격을 유지하도록 만드는 게 중요했는데, 개발팀은 초음파 거리측정기와 메카실린더를 이용해 자동위치제어 프로그램을 개발함으로써 이 문제를 해결했다고 설명했다.

개발 완료까지 1년 6개월이 걸린 이번 장비는 터널 내부 작업의 안전을 고려해 원격조정이 가능하도록 설계됐다.

기존의 터널 진단은 작업자가 고소작업차량을 타고 진단용 안테나를 터널벽면에 밀착시키면서 이동하는 방식을 쓰고 있다. 이 과정에서 발생할 수 있는 인명사고를 방지하기 위해 이번 장비는 사람이 탑승하지 않고 원격으로 제어할 수 있도록 한 것이다.

새 장비는 작업 시간을 크게 줄임으로써 터널 진단 시 교통통제로 인한 운전자 불편도 대폭 감소시킬 것으로 기대된다.

새 장비는 모터 방식과 유압식 2가지다. 모터방식은 크레인 끝 부분을 고정 연결하는 브래킷만 바꾸면 다양한 제작사의 크레인에도 적용할 수 있도록 설계했다. 모터방식에 비해 장비를 콤팩트화 한 유압식은 대량생산과 유지관리가 가능하도록 국내에서 생산되는 고소작업차량의 유압제어시스템과 연계해 개발됐다.

새로 개발된 장비는 또한 ▲3D 해석을 통한 터널 콘크리트 구조물의 안전성 확보 ▲국가 주요 시설물인 도로터널 진단의 신뢰성 향상 ▲공동의 면적 환산 등을 통한 정확한 보수물량 산출 및 보수비용 부풀림 방지 등에도 기여할 것으로 기대된다.

공단은 장비 사용에 필요한 사용승인과 안전검사를 완료하고 관련 기술에 대한 특허도 출원해 놓은 상태다.

강영종 이사장은 “이번 개발한 장비는 도로터널은 물론 철도터널, 지하철, 교량상판, 건축물 외벽 철근탐사 등에도 충분히 활용할 수 있을 것”이라며 “공단이 선진국 수준의 기술력을 증명해 보였다는 점에서도 이번 개발은 의미가 크다”고 평가했다.

사진은 한국시설안전공단 직원들이 경남 사천시 송포동 각산터널에서 다채널 안테나 고정 어태치먼트를 이용해 진단작업을 하는 모습.