ARENA를 활용한 도심지 지하굴착공사의 시뮬레이션 모델 개발

Abstract

최근 국내의 인프라 구축을 위한 급속한 개발은 도심지의 지가(地價) 상승과 함께 지상 공간의 부족현상을 초래하고 있는 실정이다. 이에 따라 도심지 공간을 효율적으로 활용하기 위한 지하 공간의 개발에 많은 관심을 가지게 되었으며, 대심도 및 대규모 지하공사는 필수불가결한 존재가 되었다. 도심지 내 지하철, 고층 구조물, 대형 지하상가 등 대형 지하 구조물의 시공이 동시 다발적으로 이루어짐에 따라 주변 지반 및 인접구조물에 대한 불안정을 초래할 가능성이 매우 높다. 건설공사의 초기 단계에서 행해지는 토공사의 경우 현장 토공계획에 부합하는 다양한 건설 장비를 활용하여 수행된다. 이 경우 짧은 시간에 다종의 건설기계장비가 투입되며 많은 공사비가 소요되는 만큼 어느 공종보다도 토공관리자의 합리적인 계획 수립이 요구된다. 그러나 대부분의 경우 경험과 직관을 바탕으로 토공장비계획이 수립되어 공정관리 및 원가절감 차원에서 적절한지 검증이 어려우며, 계획에 요구되는 고려조건이 변경될 때마다 시간과 인력을 투입해야 하는 실정이다. 시뮬레이션 기법은 작업 생산성 및 효율성의 향상 등과 같은 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 시뮬레이션 모델의 구축 및 데이터 수집의 어려움 등으로 인하여 건설 사업에 있어서의 활용은 매우 제한적이었다. 본 논문에서는 도심지 지하굴착공사의 유형별로 작업 프로세스를 구축하여, ARENA 시뮬레이션을 통한 공기 적정성 분석과 함께 공정 계획 및 분석이 가능한 의사결정의 지원 도구를 제시할 것이다.