설명
“샤흐트 콘라드 2(Schacht Konrad 2)” 프로젝트는 BGE가 잘츠기터에 위치한 폐쇄된 철광산을 독일 최초의 법적으로 승인된 저·중준위 방사성 폐기물 최종 처분장으로 전환하기 위한 대규모 사업의 일환입니다. 방사성 폐기물 이송 지점(‘퓌르오르트(Füllort)’ 또는 갱도역이라 함)은 지하 약 850미터에 위치하며, 핵심 운송 허브 역할을 합니다. 이곳에 폐기물 용기가 도착한 후, 지하 터널망을 통해 지정된 매립실로 이송됩니다. 이를 가능하게 하기 위해 기존 광산 시설은 대대적인 재설계가 진행 중이며, 엄격한 원자력 안전 요건을 충족해야 하는 대규모 지상 취급 시설, 새로운 승강 타워, 보강된 갱도 내벽이 설치되고 있다. 지하에서는 무엇보다도 구조적 안정성이 가장 중요하다. 철근 콘크리트는 동굴 내벽을 밀봉하고, 수송 기반을 형성하며, 궁극적으로 남아 있는 모든 빈 공간을 채워 방사성 폐기물 용기가 영구적으로 밀폐되도록 한다. 갱도 내 작업은 BGE(Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH, 연방 방사성 폐기물 처분 공사)를 대신하여 Redpath Deilmann GmbH와 Thyssen Schachtbau GmbH가 구성한 컨소시엄인 ARGE Schacht Konrad 2(ASK 2)가 수행하고 있습니다.
도전 과제
기존 샤프트 구조물을 배경으로 거푸집을 설치하는 것이 이 공사에서 가장 큰 과제입니다. 새로운 내벽과 기초의 상당 부분은 수십 년 된 암반 지지 구조물에 맞닿은 상태에서 단면 거푸집으로 시공되는데, 이때 거푸집과 기존 구조물 모두 타설된 콘크리트의 압력을 견뎌내야 합니다. 엔지니어링 팀은 단면 거푸집 하중을 계산하는 방법을 알고 있지만, 기존 구조물에 가해지는 실제 압력 변화는 현장에서는 계산만으로는 확인할 수 없는 변수이므로, 불확실성을 감안하여 안전 여유를 두어 계산합니다.
- 기존 암반 지지 구조물에 설치된 단면 거푸집의 경우, 표준 계산은 하중 사례를 다루고 있으나 현장에서의 실제 압력 거동은 반영하지 않으며, 콘크리트 타설 속도를 잘못 설정하는 것은 거푸집 시스템은 물론, 저장소 터널망으로 연결되는 주요 교통 요충지 역할을 하는 구조물에 직접적인 위험을 초래합니다.
- 접합부에서의 품질 위험(공극) : 기존 암반 지지 구조물 및 라이닝을 둘러싼 철근 주위의 콘크리트 피복이 완전해야 하며, 이러한 중요 구간에 공극이 존재하는 것은 이 정도 규모의 구조물에서는 용납될 수 없는 결함이며, 매립 작업이 완료된 후에는 재검사가 불가능합니다.
- 지하 깊은 곳의 높은 온도: 지하 공사에서 흔히 볼 수 있는 협소한 통로와 긴 이동 경로와 마찬가지로, 이는 단순히 작업 환경의 일부일 뿐입니다.
- 지하에서는 휴대폰 신호가 잡히지 않습니다. 실시간 데이터를 표시하기 위해 지속적인 클라우드 연결에 의존하는 모니터링 방식은 이곳에서는 작동하지 않습니다.
요약하자면, 이곳의 엔지니어들은 표준적인 계산과 육안 검사만으로는 완전히 파악할 수 없는 두 가지 사항이 필요했습니다. 바로 기존 구조물에 대한 단면 타설 시의 거푸집 압력을 측정하는 것과, 중요한 접합부에서 고품질의 결과를 얻기 위해 콘크리트 충진 여부를 확인하는 것이었습니다.
솔루션 및 결과
현장 관리팀은 중요한 거푸집 구간에 PREMO 및 PHONO 를 설치하여, 콘크리트 타설 시 계산된 안전 여유치와 육안 판단을 측정 및 검증된 데이터로 대체했습니다.
- PREMO콘크리트 압력 모니터링을 통해 거푸집에 가해지는 실제 콘크리트 압력을 실시간으로 측정함으로써, 엔지니어들은 기존 구조물에 가해지는 압력의 변화 과정을 보여주는 정확한 압력 곡선을 파악할 수 있었으며, 이를 바탕으로 콘크리트 타설 속도를 조정할 수 있는 측정 데이터를 확보할 수 있었습니다. 또한, 참조 및 문서화 용도로 구성 요소의 온도도 동시에 기록되었습니다.
- PHONO 콘크리트 탐지 기술을 통해 콘크리트가 필요한 위치, 특히 단면 거푸집으로 인해 육안 확인이 불가능한 기존 암반 지지 구조물 및 라이닝과의 접합 부위에 콘크리트가 실제로 채워져 있음을 확인했으며, 이를 통해 엔지니어들은 센서 데이터를 바탕으로 철근 및 내장 부재 주변의 충진 상태를 직접 검증할 수 있게 되었습니다.
- Hub Node 솔루션 덕분에 지하에서 모바일 신호가 없는 환경에서도 이 모든 것이 가능해졌습니다 . 센서 데이터는 를 통해 현지에서 수집되며, 에 실시간으로 표시됩니다. 엔지니어들은 타설 현장에서 직접 태블릿을 통해 이 데이터를 확인합니다. 는 문서화를 위해 저장된 데이터를 클라우드 및 웹 앱과 동기화하기 위해 주기적으로 지상으로 연결되기만 하면 되며, 실시간 분석 자체는 의사결정이 이루어지는 바로 그 자리에서 완전히 오프라인 상태로 실행됩니다. Node Hub Hub
시멘트 타설이 진행되는 내내 팀원들은 끊임없이 ‘ Hub ’를 다시 확인했습니다. 이는 자신들의 판단을 의심해서가 아니라, 데이터가 실제로 보여주는 내용과 대조해 보고, 지하 깊은 곳에서 작업할 때 중요한 확신을 되찾기 위해서였습니다.
PREMO 와 PHONO 를 결합함으로써, 현장 엔지니어들은 타설 시 거푸집 압력과 콘크리트 충진 상태를 실시간으로 정밀하게 파악할 수 있게 되었으며, 이를 통해 안전 여유에 대한 가정과 육안 판단을 대체하고, 지표면과 저장소 터널 네트워크를 연결하는 주요 통로인 해당 지점에서 기존 구조물에 대한 각 타설별 구체적인 데이터 기록을 확보할 수 있게 되었습니다.
