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문제 정의
- 본 논문에서는 전기 및 비전기뇌관의 안전성을 검토함과 동시에 국내 터널현장의 뇌관사용 및 화약류 사고사례 현황을 짚어보고 특히, 분야별 뇌관사용에 대한 선호도 설문조사를 실시하였다. 그 결과, 터널공사와 관련된 국가발주처･경찰청･화약류 제조사들이 수렴된 의견을 기초자료로 반영한다면 터널발파 사고는 사전 예방할 수 있을 것으로 보인다.
제안 방법
- 일반적인 국내 NATM 터널(한국철도시설공단, 2014)의 암반등급에 따른 표준단면을 기준으로 대표적인 TYPE별 굴착비를 표 5, 뇌관단가를 표 6과 같이 비교하였다.
성능/효과
- 이후 서해안고속도로 00터널 건설공사 및 서울 관악구 남현동 소재 00터널 건설공사 중 낙뢰에 의한 전기발파 사고 등 전기발파에 의한 재해는 계속 발생하였으며, 철도터널은 주로 지하철 건설공사 현장에서 부상 및 사망사고 재해가 발생하였다. 국내 도로･철도터널의 화약류 사고사례 현황조사 결과, 사고원인별 발생회수는 그림 3과 같이 총 67건 중 화약류 관리보안책임자의 안전관리상 조치미흡이 61.2%로 나타났으며, 낙뢰 및 누설전류에 의한 원인제공을 포함하면 85.1%를 차지한다. 그림 4는 사망사고에 의한 발생회수가 가장 많음을 보여주고 있다.
- 최근 국내 철도터널 공사는 수도권 광역철도망 구축계획과 지역권의 연계성, 접근성을 위한 복선 전철화 사업의 일환으로 신분당 연장(정자~광교)복선전철, 수도권고속철도(수서~평택), 원주~강릉 간 복선전철, 원주~제천 간 복선전철, 소사~원시 간 철도공사, 울산~포항 간 복선전철 공사 등 철도터널 공사가 활발히 진행되고 있으며, 또한, 광역교통개선 정책, 지역 경제 활성화 및 대규모 인프라 건설사업, 교통정체 해소, 지역균형 발전 도모, 국도 간선기능 회복 등을 이유로 도로공사 및 고속화 도로공사가 진행되고 있다. 국내 터널공사 중 발파에 의한 굴착공법에 사용되는 전기 및 비전기뇌관의 분포현황을 살펴보면 그림 10과 같이 철도터널에서는 전기(비전기)뇌관 사용이 76.1%(23.9%)를 차지하고 있으며, 철도터널공사에서 쓰여 지는 뇌관사용의 분포양상을 살펴보면 설계지침에 따라 하상과 육상 터널굴착을 구분지어 전기뇌관 및 비전기뇌관을 병행 사용하는 현장 또는 전기뇌관으로 설계 반영되어 있으나 안전성 측면의 산업안전 재해예방을 위하여 비 전기뇌관으로 대체, 안전성 측면으로 변화해 가는 현장도 조사되었다. 도로터널에서는 전기(비전기)뇌관 사용이 9.
- 그 결과, TYPE별 굴착비 대비 뇌관 재료비의 차지하는 비중은 전기뇌관일 경우 4.1~8.3%, 비 전기뇌관일 경우 6.8~13.9%로서 크지 않음을 알 수 있었고 더불어 전기뇌관 대비 비전기뇌관의 가격비율은 평균 1.65배로서 표 4의 분야별 뇌관사용 선호도 설문조사 결과의 32.4%에 해당된 1.6배와 가장 유사한 값을 보였다.
- 뇌관의 안전성에 대한 설문조사 결과, 그림 12, 그림 13와 같이 전기뇌관 사용에 대하여 62.0%가 “불안전 또는 매우불안전”의 반응을 보인반면 비전기 뇌관 사용에 대해서는 87.5%가 “안전 또는 매우안전”의 반응을 보임에 따라 결국 비 전기뇌관의 안전성이 매우 높게 평가되었다.
- 뇌관의 작업성에 대한 설문조사 결과 그림 14, 그림 15와 같이 전기뇌관 사용에 대하여 27.6%가 “불만족 또는 매우불만족”의 반응을 보인반면 비전기뇌관 사용에 대해서는 66.1%가“만족 또는 매우만족”의 반응을 보임에 따라 작업성 또한 비 전기뇌관이 높게 평가 하였다.
- 7%)를 차지하고 있으며, 아직까지 설계 공사비 절감에 따라 부득이 전기뇌관을 사용하는 현장도 눈에 띄었다. 따라서 국내 시공 중인 114개 터널현장의 뇌관사용 분포도 조사결과, 아직까지 비전기뇌관 사용량보다 전기뇌관 사용량이 많은 것으로 나타났다. 불필요한 전기에너지는 자연재해의 위험성을 안고 있기 때문에 전기뇌관 사용량을 감소시키는 필요성이 요구된다.
- 따라서 굴착비 대비 전기(비전기)뇌관이 차지하는 재료비는 평균 6.1%(10.1%)로서 크지 않음을 고려할 때 경제성보다 안전성 측면이 높게 평가되어야 할 것으로 사료된다.
- 우리나라 터널공사에 사용되는 전기 및 비전기뇌관의 안전성･작업성･경제성을 파악하고 발주처･경찰청･화약류제조사들에게 의견을 수렴, 기초자료 제공 등 도움을 주고자 터널공사에 한하여 표 4와 같이 총 345명을 대상으로 분야별 뇌관사용에 대한 설문조사를 실시하였으며, 그 중 그림 11의 화약전문가 참여도가 41.4%로 가장 높게 나타났다.
- 전국 낙뢰 발생횟수 분포는 그림 7과 같이 경기도와 충청남도 및 경상북도 지역에 낙뢰가 가장 많이 발생하여 낙뢰밀도(면적 1km당 발생한 낙뢰횟수)가 높게 나타난 반면 강원 동해안과 경북 동해안, 경상남도 및 전라남⋅북도 지역은 타 지역에 비해 비교적 낮게 나타났다.
- 특히, 참여도가 높은 화약전문가의 의견은 그림 17과 같이 전기뇌관 사용에 대해 72.8%로 여전히 불안감을 보여주고 있으며, 그림 18과 같이 비전기뇌관 사용 또한 불안하다는 의견도 약 16.1% 보이고 있는데 이는 터널발파 전체공정에 대한 불안감이 매우 크게 작용된 것으로 여겨진다. 이와 같이 전기뇌관 사용 터널현장의 화약전문가들은 그나마 비전기뇌관으로 대체해줄 것을 호소하고 있으며, 대부분의 화약전문가 들은 전기뇌관 사용 터널공사 현장 근무를 기피하는 현상이 나타나고 있기 때문에 터널현장 발파작업과 관련된 환경개선이 절실히 필요한 것으로 보인다.
후속연구
- 결국 우리나라의 기후, 강수량, 낙뢰 발생 빈도수 등을 고려할 때 터널발파 시 발파와 관계없는 전기에너지는 터널현장 전역에 걸쳐 분포함에 따라 산업안전재해 ZERO화를 위하여 연중 전기 위해환경과 관련이 없는 비전기뇌관 사용을 권한다면 전기위험과 무관한 안전시공의 목적을 만족시킬 수 있을 것으로 보인다.
- 본 논문에서는 전기 및 비전기뇌관의 안전성을 검토함과 동시에 국내 터널현장의 뇌관사용 및 화약류 사고사례 현황을 짚어보고 특히, 분야별 뇌관사용에 대한 선호도 설문조사를 실시하였다. 그 결과, 터널공사와 관련된 국가발주처･경찰청･화약류 제조사들이 수렴된 의견을 기초자료로 반영한다면 터널발파 사고는 사전 예방할 수 있을 것으로 보인다.
- 더불어 화약류 제조사들은 어떤 이유로도 안전성 및 작업성에 대한 의견을 귀 기울인다면 경제성의 척도가 되는 비전기뇌관의 재료비는 낮은 가격으로 생산, 공급될 수 있을 것으로 보이며, 국가 발주처 및 경찰청은 안전사고 예방을 위한 공사발주 및 안전관리가 될 것으로 보인다.
- 이와 같이 전기뇌관 사용 터널현장의 화약전문가들은 그나마 비전기뇌관으로 대체해줄 것을 호소하고 있으며, 대부분의 화약전문가 들은 전기뇌관 사용 터널공사 현장 근무를 기피하는 현상이 나타나고 있기 때문에 터널현장 발파작업과 관련된 환경개선이 절실히 필요한 것으로 보인다. 이렇듯 설문조사 결과 안전성, 작업성에서 비전기뇌관이 우위를 보임에 따라 터널발파 굴착에서 산업용화약 시장의 일부분을 차지하고 있는 전기뇌관은 비전기뇌관에 비해 저렴하되 전기적 위험에 크게 노출되어 있기 때문에 비전기뇌관 사용량을 증가시킨다면 터널공사에 대한 안전사고 예방에 크게 기여할 것으로 보인다.
- 이와 같이 전기뇌관 사용 터널현장의 화약전문가들은 그나마 비전기뇌관으로 대체해줄 것을 호소하고 있으며, 대부분의 화약전문가 들은 전기뇌관 사용 터널공사 현장 근무를 기피하는 현상이 나타나고 있기 때문에 터널현장 발파작업과 관련된 환경개선이 절실히 필요한 것으로 보인다. 이렇듯 설문조사 결과 안전성, 작업성에서 비전기뇌관이 우위를 보임에 따라 터널발파 굴착에서 산업용화약 시장의 일부분을 차지하고 있는 전기뇌관은 비전기뇌관에 비해 저렴하되 전기적 위험에 크게 노출되어 있기 때문에 비전기뇌관 사용량을 증가시킨다면 터널공사에 대한 안전사고 예방에 크게 기여할 것으로 보인다.
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