본 연구는 붕괴사고에 대해 원인을 도출하기 위한 조사방법으로 과학적 재난원인 조사기법은 포렌식 기법을 국내에 적용하는데 목적이 있다. 목적달성을 위한 과정의 일환으로 본 연구에서는 조사를 수행하는 일련의 프레임워크를 국내의 실정에 적합하도록 개발하여 적용하기 위해 국외 붕괴사고 조사절차와 포렌식 기법이 적용된 사례를 분석하였다. 그리고 가설의 수집단계-증거수집-가설분석 및 검증-결론도출의 조사 전 단계에서 공학적 검증이 필요한 요소를 도출하고, 붕괴의 사고유형에 따라 요구되는 기법을 도출하고자 하였다. 본 연구는 재난원인조사 분석에 있어 아직 국내에 명확하게 정착하기 못한 포렌식 조사기법의 기본적인 틀을 구축할 수 있다는데 의의가 있다. 특히, 화학사고나, 화재사고 등 다른 재난에 비해 붕괴사고의 경우 국내 외에서 포렌식 조사기법을 적용한 연구나 사례가 상대적으로 부족한 실정이기 때문에 본 연구는 향후 선도적인 가이드라인의 형태로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.
본 논문에서는 국내외 붕괴사례 DB를 조사하여 붕괴사고 유형, 대상, 발생 시기, 발생 국가, 사망자수, 발생공정, 사고발생 원인 등에 대하여 통계적인 분석을 실시하였다. 조사자료는 시설안전공단, 안전보건공단, 각종 기관 보고서, 통계자료, 기타 뉴스 자료 등이며 원자료 형태의 특성대로 코딩하여 분석하였다. 전반적인 경향을 보기 위한 것으로 기초분석을 중심으로 하였으며 시간적 공간적 범위의 제한을 두지 않았다. 해외 선진국에서는 일부 재난원인을 밝히는데 과학적인 방법의 하나로 포렌식기법을 적용하여 분석하기도 하나 실제적으로 붕괴 분야에서 적용된 사례는 많지 않다. 본 연구에서는 붕괴 분야에 포렌식 기법을 적용하기 위한 전 단계로 붕괴사례에 대한 전반적인 분석이 이루어진 기초연구이다.
본 논문에서는 실패한 구조물에 초점을 맞추어 조사를 진행하였다. 실패한 구조물은 구조적, 역학적, 환경적 부정합으로 인해 구조물이 붕괴된 경우로 인명 피해가 발생한 것으로 정의하였다. 삼풍백화점과 성수대교의 국내 사례와 방글라데시 라나 플라자, 미국 미시시피 강 교량의 국외 사례를 통하여, 각각의 붕괴사고의 원인을 규명하였으며, 붕괴사고의 해결책을 모색하고 체계적으로 분석하였다. 본 연구를 통하여 구조물의 붕괴 뿐 만이 아니라, 다방면의 재난을 예방 및 방지할 수 있는 연계 시스템의 확립 또한 강조하였으며, 사고방지를 위해 변화하는 시방서 및 기준에 대하여도 언급하였다.
댐붕괴 모델링에 관한 연구가 활성화된 시기는 미국 Baldwin Hills 댐(1964)과 Lower Van Norman(San Fernando) 댐(1971) 붕괴 사고 이후이며 1970년대 발생한 Buffalo Creek 댐(서부 버지니아, 1972), Teton 댐(아이다호, 1976), Laurel Run 댐/Sandy Run 댐(펜실바니아, 1977), Kelly Barnes 댐(조지아, 1977) 붕괴 사고로 인해 미국 댐 안전 관리 프로그램의 포괄적 재검토의 필요성이 제기되었다. 국내에서도 연천댐 붕괴(1996년)와 장현저수지와 동막저수지의 붕괴(2002년)로 하류에 위치한 가옥 및 농경지 침수로 인해 재산피해가 발생한 바 있으며, 2005년 비상대처계획 수립을 의무화하는 제도가 도입되었다. 오늘날 댐 붕괴와 붕괴로 인한 유출 수문곡선을 분석하는데 이용 가능한 수많은 도구들이 존재하고 있다. 가장 잘 알려져 있으며 가장 널리 이용되는 모형은 NWS Dam-Break Flood Forecasting Model(DAMBRK; Fread, 1977)이며 국내 댐 저수지 비상대처계획 수립을 위해 많이 이용되고 있다. DAMBRK 모형의 입력자료는 붕괴지속시간, 결괴부측면경사, 최종결괴부바닥표고, 댐붕괴시작수위 등이 요구되며, 이 중 결괴형성과정에 관련된 매개변수의 선정을 위해서는 댐붕괴 사례연구 자료가 활용되고 있다. 모형으로부터 도출된 붕괴유출수문곡선에 대한 적정성 평가는 과거 경험, 공학적 판단, 첨두유량 예측식에 의해 수행되고 있으며 가장 객관적인 기준이라 판단되는 첨두유출량 예측식은 사례연구 자료의 부족으로 인해 높은 불확실성을 안고 있다. 본 연구는 최근까지 개발된 댐결괴 첨두유출량 예측식을 기반으로 국내 건설된 댐의 대다수를 차지하는 필댐에 대해 댐높이, 댐형식별로 예측식의 적정성을 평가하였다.
도심지 개착식 굴착공사 중 발생하는 붕괴사고는 공사장 내에서의 인명 및 물질적 피해를 불러일으킬 뿐만 아니라, 공사장 주변의 지반침하로 인한 도로함몰 및 시설물 피해를 유발한다. 따라서, 도심지에서 개착식 굴착공사를 수행함에 있어서, 계획, 설계 및 시공의 건설 전체 단계에서 굴착공사 붕괴 방지를 위한 철저한 대비가 필요하다. 본 연구에서는 이와 같은 개착식 굴착공사 중 붕괴사고 예방을 위해, 중점적으로 관리되어야 할 우선 요소 결정 연구를 수행하였다. 먼저, 과거 흙막이 굴착공사의 사고사례 조사결과를 분석하고, 전문가 합의에 의한 의사결정 방법인 델파이 기법을 이용하여 붕괴 유발 요소에 대한 중요도를 산정하였다. 그 결과, 지하수 처리, 지반조사의 부실, 시공상의 불안정 등이 흙막이 공사 붕괴 예방을 위한 중점 관리 요소로 도출되었다.
최근, 뉴스 등에서 타워크레인 붕괴사고로 인한 사망사고를 심심치 않게 듣게 되는데 타워크레인은 건축공사 현장에서는 없어서는 안 될 필수 설비임에 틀림없다. 타워크레인을 많이 설치하고 또 많이 사용하는 만큼 안전이 무엇보디도 중요하다고 할 수 있는데 이번 호에는 타워크레인이 어떻게 설치되고 또 어떻게 해야 안전한 작업을 할 수 있는지 살펴보기로 하자.
1970년대 눈부신 경제발전을 이룬 한국은 고도의 경제성장을 통해 도시의 균형있는 발전을 이루게 되면서 경제선진국의 대열로 들어서게 되었다. 꾸준히 지속된 한국의 경제발전은 서울올림픽을 통해 정점을 이루었다. 이 결과 국민소득의 증가는 마이카 시대로 바뀌면서 도로 및 교량이 발달하게 되면서 외국 언론에서는 이를 "한강의 기적" 또는 "아시아의독일"이라 부르며 한국을 칭찬하였다. 그러나 1994년 10월 21일 아침에 일어난 성수대교 붕괴사고는 교각 10번과 교각 11번 사이의 현수경간 행거가 끊어지면서 경간의 48m가 붕괴되어 32명의 귀중한 생명을 빼앗음과 동시에 성장 한국의 이미지는 크게 훼손 되었다. 이에정부는 성수대교의 붕괴에 따라 기존 교량의 안전이 사회문제로 제기됨에 따라 1995년에 "시설물의 안전관리에 관한 특별법"을 제정하여 교량의 유지 및 안전관리에 일관되고 통일된 제도적 장치를 마련하였다. 이렇게 끔직한 사고가 발생한 성수대교의 붕괴원인은 트러스구조물의 철구조물 제작 및 용접과정에서 일어난 원천적인 부실시공과 준공 이후 설계하중을 초과한 과부하의 지속과 취약한 접합부위의 방치 등 관리 잘못이 복합적으로 작용해 일어난 것으로 밝혀지면서 우리사회의 부실관행에 경종을 울린 비극적인 사건이었으며 건설기술인에게는 반성의 계기로 교량 건설에 대한 새로운 신기술을 요구하게 되었다.
TBM 터널 프로젝트 내 불확실성으로 인한 사고를 예방하기 위해 리스크 관리는 필수적이다. 특히, 터널 막장면부터 지표면까지의 광범위한 피해를 초래할 수 있는 TBM 터널 붕괴는 더욱 신중히 관리되어야 한다. 또한, 각 TBM 터널 프로젝트의 시간과 비용의 제약으로 인해, 합리적 수준의 대응조치 계획을 수립하기 위한 리스크 우선순위를 도출할 필요가 있다. 이에 따라, 본 연구는 TBM 사고 사례조사를 통해 TBM 리스크 데이터베이스를 구축하였고, 베이즈 정리를 활용하여 지질요인의 TBM 터널 붕괴 리스크 우선순위를 도출하였다. 총 87건의 TBM 사고사례를 기반으로 3가지 사건과 5가지 지질요인을 포함한 TBM 리스크 데이터베이스가 구축되었다. 이때, 자갈층 지반, 고수압 함수대는 관련 사례 수가 적어 통계적 편향을 방지하기 위해 제외되었다. 데이터베이스에 베이즈 정리를 적용한 결과, 단층대와 연약지반은 TBM 터널 붕괴의 발생확률을 상당히 증가시키나, 그 외 3가지 지질요인(복합지반, 높은 상재압력, 팽창성 지반)은 붕괴와 낮은 상관성을 보였다. 결과적으로, 지질요인의 TBM 터널 붕괴 리스크 우선순위는 다음과 같다: 1) 단층대, 2) 연약지반, 3) 복합지반, 4) 높은 상재압력, 5) 팽창성 지반.
본 논문에서는 옹벽 시공 완료 후 여름철 집중강우로 인해 붕괴된 보강토 옹벽 사고사례에 대한 원인 분석을 실시하였다. 사고 원인의 명확한 규명을 위해 붕괴된 옹벽의 현장조사 및 실내시험, 현 설계법에 근거한 안정성평가, 강우의 침투해석 및 suction을 고려한 사면안정해석을 실시하였고, 그 결과 현장조건을 제대로 반영하지 못한 부적합한 설계와 불량한 뒤채움 흙의 사용, 단기간의 집중호우로 인한 suction의 감소 및 전단강도의 감소가 붕괴의 주원인인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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