온실가스 저감에 건설부문도 동참해야

시공·설계 합리화와 친환경 개량 필요

▲ 백운일 대림산업(주) 기술연구소 소장

21세기 들어 본격화하기 시작한 환경과 에너지 문제가 개별국가 문제가 아니라 범세계적인 이슈로 더욱 심화됨에 따라 지속가능발전(Sustainable Development)이라는 화두가 경제발전의 주요 패러다임으로 빠르게 대두되고 있다.

지속가능발전이란 “미래 세대의 필요를 충족시킬 능력을 손상하지 않으면서 현재 세대의 필요를 충족시키는 것” (UNWCED, 1987)이라고 정의되며, 환경보전과 성장이 공존하는 새로운 패러다임의 창출을 요구하고 있다. 현 정부가 2008년 8월 15일 광복절 경축사를 통해 제시한 저탄소 녹색성장은 이제 국가적인 과제가 아닌 전 세계적인 과제로 자리 잡고 있다.

온실가스 저감이라는 초국가적인 과제에 동참하기 위해서 각 산업분야별로 녹색성장을 이끌어 가기 위한 노력을 하고 있다. 건설 분야도 이에 발맞추어 보다 친환경적인 공법과 기술을 개발 중에 있다.

댐을 계획하고 설계하는 단계에서는 주변환경을 면밀히 분석해 댐 건설에 의한 환경영향을 정확하게 파악해야 하며 프로젝트 대상지역을 대표할 수 있는 댐을 계획하고 설계함으로써 댐이 환경문제를 유발하는 구조물이 아닌 주변 생태와 지역사회에 어우러지는 하나의 문화유산이 되도록 해야 할 것이다.

본고에서는 녹색건설에 맞는 댐공법에 대해 알아보고자 한다. 녹색성장을 위한 댐 공법을 개발하기 위해서는 재료의 합리화, 시공의 합리화, 설계의 합리화를 달성해야 한다. 기존의 콘크리트댐 보다 시멘트 사용량의 40%를 절감함으로써 녹색건설에 부합되는 대표적인 댐 공법의 하나인 롤러다짐 콘크리트 공법은 국내 최초로 2005년 부터 한탄강댐에서 적용 중에 있다. 미국과 유럽에서 적용된 RCC(Roller compacted concrete) 공법은 일본에서 RCD(Roller compacted dam concrete) 공법으로 개량됐으며, 최근에는 보다 친환경적인 CSG(Cemented Sand and Gravel) 공법으로 발전됐다.

롤러다짐 콘크리트는 기계장비의 발전과 함께 시공성 및 경제적 시공을 위해 도로, 하천 등 콘크리트구조물의 발전단계에서 나타난 시공방법으로 미국과 유럽을 비롯한 세계 대부분의 국가에서 댐에 적용한 시공법을 RCC라고 부르며, 일본에서는 댐 건설 적용을 위해 1974년부터 RCC 공법을 자체적으로 연구개량해 RCD 공법을 개발했다.

미국 콘크리트학회(ACI)에서 RCC는 “롤러에 의해서 다져진 콘크리트로 굳지 않은 상태에서 다짐을 할 때 롤러를 지탱할 수 있는 콘크리트 ”로 규정한다. 단단해진 RCC의 성질은 일반적인 콘크리트와 거의 같다. 그러나 RCC 역시 댐 건설시 표면부에는 일반적인 콘크리트나 성능을 개선한 RCC 또는 프리캐스트 패널 등으로 만들어진다.

일본에서 개발된 RCD 공법은 RCC의 건설시 단점으로 지적되어 온 층(lift)간 시공시 투수성 및 부착력의 약점 개량 등을 목적으로 개발됐다. 따라서 RCC 및 RCD의 시공방법은 기계장비인 다짐롤러를 이용한 다짐공법이라는 측면에서 기본개념은 같은 것이다. 일본도 서구 국가들과 같이 도로포장, 주차장 그리고 작은 빌딩의 기초에 이르기까지 다양한 프로젝트에 RCC공법을 적용하고 있으며, 콘크리트 댐 건설은 RCD공법을 매우 활발하게 적용해오고 있다.

녹색건설에 맞도록 개량된 댐공법 중 최근에 개발된 공법 중의 하나는 CSG공법이다. CSG 공법은 현장에서 구득이 용이한 골재인 사질토 및 자갈을 최소한의 시멘트와 혼합해 다짐장비로 시공하는 공법으로 RCC와 RCD공법과는 달리 현지 발생 원재료를 최대한 유용할 수 있으며, 주재료로 하상골재 및 암버럭재를 유용할 수 있어 재료 재활용 및 대규모 석산개발에 의한 환경훼손 방지 측면에서 더욱 발전된 친환경 공법이라 할 수 있다. 또한 시공시 제약사항(각종이음, 블리딩 처리 등)이 거의 없으며 주위 기상여건에 큰 영향이 없고 덤프, 불도우저 등 범용장비를 사용해 시공이 가능하고 공정이 간단해 다른 공법에 비해 공기를 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

댐축조 재료의 친환경화와 아울러 IT(Information Technology), ET(Environment Technology) 등 다른 분야의 기술들과 기술융합을 통해 댐시공 기술을 발전시켜 나가야 한다. 최근에는 시공현장에 3차원 모델링을 기반으로 하는 “BIM(Building Information Modeling)”기법을 적용하고 있다. BIM은 기존의 2차원(2D) 도면이 아닌 3차원(3D) 모델링을 이용해 관련된 정보를 관리하고 시공성을 검토할 수 있는 기술이다. 특히 3D 모델링을 통해 실제 시공 이전에 가상공간에서 현장여건을 감안해 시공성을 검토할 수 있기 때문에 시공오류로 인한 재시공 및 부가적인 작업을 줄이는 것이 가능해 불필요한 자재 투입 및 노동으로 인한 탄소발생을 저감시키고 결과적으로 녹색성장에 기여할 수 있다.

결국 녹색건설에 맞는 댐공법은 댐 현장주변의 여건을 충분히 고려해 재료적인 측면, 시공적인 측면 그리고 설계적인 측면에 맞추어 선정돼야 하며, 이는 앞으로 건설기술자들이 녹색성장을 위해 실천해야할 중요한 과제다.