시설물 유지관리 중 계측관리가 왜 필요할까
첫째도 안전 둘째도 안전
시설물의 안전점검 및 정밀안전진단은 성수대교와 삼풍백화점 붕괴 후 1995년 “시설물의 안전관리에 관한 특별법(이하 시특법)”이 제정되면서 시행되게 되었다. 시특법에 의한 정밀안전진단은 22년 이라는 역사를 가지고 있으며, 정밀안전진단은 시설물 안전등급에 따라 아래 표와 같은 주기로 실시하게 되어 있다.
정밀안전진단은 특수교, 댐, 항만, 터널, 상수도, 도로철도, 건축물 등 시설물에 대하여 실시하고 있으며, 안전등급에 따라 상기 표와 같은 주기성으로 그 사이에 상시적인 유지관리 공백이라는 문제점을 갖고 있다.
선우엔지니어링
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정밀안전진단은 상세외관조사, 비파괴검사, 측정, 시험, 각종 해석 등 다양한 내용으로 구성되어 있다. 정밀안전진단 시 구조물에 문제가 있을 경우, 보수・보강을 할 것 인지? 아니면 추이관찰을 계속 할 것 인지?를 결정하여야 한다.
추이관찰 중 보수가 요구되는 경우, 담당자의 전문성 부족 등으로 “어느 시점에 보수를 해야 하는지? 어떤 공법으로 보수를 해야 하는지?를 판단하기가 어려운 것이 현실이다.
안전등급 | 정밀안전진단 |
A 등급 | 6년에 1회 이상 |
B, C 등급 | 5년에 1회 이상 |
D, E 등급 | 4년에 1회 이상 |
또한 시설물 유지관리 담당자가 다른 부서로 이동을 하게 되는 경우, 결함관리의 연속성이 단절된다는 문제도 있다. 전문성 부족과 담당자의 인사이동, 정밀안전진단 주기 등의 문제로 인해 지속적인 안전관리를 하기 어려운 기간이 발생하게 된다.
이러한 기간에는 외부 환경 변화, 하중 조건의 변화, 경과년수 등으로 인하여 안전사고가 발생할 수가 있다. 따라서 시설물의 안전한 유지관리를 위해서는 정밀안전진단이 종료되었다 하더라도 지속적인 계측 관리가 절실히 요구되는 이유이다. 참고로 정밀점검 시에는 발주처의 특별한 요구사항이 없을 경우 계측 데이터 분석을 실시하고 있지 않은 것도 현실이다.
흙막이공사 계측 설치 사례/케이씨티 E&C
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통상, 계측관리를 한다는 것은 구조물의 거동이나 결함, 변형 상태 등을 지속적으로 상시 관리하는 것을 의미한다.
정밀안전진단 현장조사 시에는 시설물별 구조물에 대하여 각종 시험과 계측을 실시하게 되며, 이를 위해서는 시공 시 설치된 계측기와 정밀안전진단 종사자들이 판단하여 추가적인 각종 센서를 부착하게 된다. 구조물과 시설물에는 변위계, 압력계, 경사계, 진동가속도계, 응력계 등 다종 다양한 계측기를 설치활용하게 된다.
추이관찰이 필요한 부위에 대해서는 계측센서를 1회성이 아닌 반영구적인 즉 온도, 저항, 습도 등을 보정해 놓은 센서를 부착하여 지속적으로 모니터링을 하여야 한다. 그러므로 계측기 설치 시에는 추이관찰 분석을 통하여 이상 발생 시 관리자에게 자동으로 통보하는 시스템으로 구성되어야 한다. 이는 상시 감시 관리하는 것과 동일하며, 본 시스템의 운영을 통하여 구조물에서 발생할 수 있는 정밀안전진단 장주기에 따른 상시적인 유지관리 공백 기간을 없애주는 역할과 효과가 있게 된다.
이렇게 마련된 데이터는 다음 회 차 정밀안전진단 시 중요한 자료가 된다. 시설물별 계측기는 아래 표와 같으며, 이러한 계측기들로 부터 실시간 전송을 받아 이상 징후 여부를 분석하기 위한 시스템 관리 및 운영과 인건비 등이 정밀안전진단 대가에 반영 될 수 있는 방안이 검토되어야 한다.
<시설물별 계측기 종류>
댐 | 상수도 | 교량 | 터널 | 건축 |
간극수압계 | 압력계 | 변형률계 | 내공변위계 | 변형률계 |
지하수위계 | 수위계 | 가속도계 | 경사계 | 가속도계 |
액상침하계 | 유량계 | 처짐계(GMSS : GPS 안테나) | 수압계(진동현식) | 하중계 |
지진계 | 누수감지기 | 경사계 | 균열 측정 | 균열 측정 |
변형률계 | 탁도측정기 | 온도계 | - | - |
응력계 | pH 측정기 | 케이블가속도계 (장력측정용) | - | - |
무 응력계 | 염소농도측정기 | 하중계 | - | - |
휨 변위계 | - | 신축변위계 | - | - |
양 압력계 | - | - | - | - |
침투수량측정계 | - | - | - | - |
토압계 | - | - | - | - |
알고 있는 계측기의 종류 이외에도 안전관리분야에 종사하는 전문가들이 현장 상황에 적합한 다양한 계측기를 설치하여 활용하고 있는 경우도 많이 있을 것이다.
선진국의 경우, 센서 및 장비 개발은 계측공학을 전공하지 않은 사람들에 의해 개발되는 경우가 많다. 이는 본인의 업무를 수행하다 불편함과 필요성을 느껴 개발되는 사례라 할 수 있다.
결국 계측기를 활용한 시설물의 안전 및 유지관리는 시설물 전문가들에 의해 데이터를 분석하고, 자료를 축적한다면 시설물의 보수・보강 시기를 결정하는데 큰 도움이 될 것이며, 또한 시설물의 수명 연장이라는 경제적인 효과도 있을 것이다. 계측을 통한 상시 모니터링은 정밀안전진단의 주기성으로 발생하는 상시적인 유지관리 공백 기간을 메꾸어주는 관리 효과가 있다고 사료된다.
유지관리 선진화 시대를 맞이하여 각종 계측기를 활용한 시설물의 상시적 유지관리가 정착화 되어 안전사고 예방은 물론 제4차 산업 발전의 견인 역할도 기대를 해 보게 된다.
백용태 기자 국토매일
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