• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.1-9
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• 2024

최근 수도권 광역급행철도(GTX) 등 도심지 하부 터널굴착이 활발히 진행됨에 따라 TBM 터널 시공법이 각광받게 되었다. TBM 터널은 공사비가 비싼 반면 NATM터널 공법에 비해 상대적으로 소음, 진동에 자유롭기 때문에 기존 도심 하부에 적용하기에 적합한 공법으로 알려져 있다. 특히 지층이 얕은 구간을 통과시 기존 구축된 상부 구조물 및 지장물에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 TBM 터널 설계시 다양한 변수를 고려한 정확한 수치해석이 필요하다. TBM터널은 다른 터널 시공공법과 달리 공장에서 제작된 세그먼트를 조립해 라이닝을 구축한다. 세그먼트라이닝은 NATM 터널과 달리 세그먼트간 연결부위가 존재하므로 세그먼크 간의 연결 상태를 어떻게 반영하는지가 해석결과의 신뢰성 확보에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 논문에서는 도심지 토사지반에 건설된 TBM 터널의 내진해석을 위해 라이닝은 세그먼트 조인트 모델(Janssen Model)을 적용하고, 지반은 도시철도 내진설계기준에 따라 비선형모델을 일부 활용해 수치해석을 수행 후 터널의 거동특성을 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.449-461
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• 2024

NATM 공법과 비교하여 소음 및 진동이 적고 안전성이 높은 기계화 굴착공법인 TBM (tunnel boring machine)의 사용이 전 세계적으로 증가하였다. 특히 이수식(slurry shield) TBM의 경우 EPB (earth pressure balanced) 방식에 비해 고수압에 유리하므로 하저 및 해저 구간 등에서 많이 사용된다. 이와 같이 이수식 TBM의 사용수는 오폐수처리시설을 거쳐 방류된다. 대단면 TBM의 경우, 사용되는 물의 양이 막대하기 때문에 재활용을 통해 비용 저감 및 환경 보호가 가능하다. 이수식 TBM에서는 지상의 이수처리시설인 STP (slurry treatment plant)와 필터프레스(filter press)의 성능을 향상시키기 위해 다양한 종류의 첨가제를 사용한다. 이 중 응집제는 버력의 응집도를 높여 필터프레스의 생산성을 향상시킨다. 본 연구에서는 응집제가 투입된 후 필터프레스를 통해 걸러진 사용수에 대한 실내시험을 시행하여 재사용 가능 여부를 평가하였다.

• 한국산업보건학회지
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• 제5권2호
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• pp.147-159
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• 1995

This study was conducted to introduce fundamental data of hand-arm vibration and noise exposure levels with impact wrenches(double-hammer impact wrenches and oil-pulse impact wrenches) used in automobile assembly lines considering the process variables and tool variables. In studing, products per day, required time screwing the bolts or nuts per bolts or nut were considered as process variables, and capacity of bolts or nuts, air consumptions per minute, tool weights, RPM were considered as tool variables. Hand-arm vibration levels of 3 axis in each hand were measured using the instruments compling with ISO/DIS 5349 and noise levels were measured using a noise logging dosimeter. The results were as follows : 1. Required time to screwing the bolt or nut by oil-pulse impact wrenches is shorter than double-hammer impact wrenches but total daily exposure time of oil-pulse impact wrenches was higher than double-hammer impact wrenches because the number of bolts or nuts per cycle was many. 2. Oil-pulse impact wrenches have been used to screwing the large bolt or nut in comparing with double-hammer impact wrenches and required time to screwing the bolts or nuts were shorter than double-hammer impact wrenches because oil-pulse impact wrenches were using high RPM and large air consumption per minute. Noise level of oil-pulse impact wrenches was 8 dB(A) lower than double-hammer impact wrenches. 3. Dominant hand-arm vibration levels of double-hammer impact wrenches in each hand were $8.24m/sec^2$ of Zh axis in right hand and $9.60m/sec^2$ of Xh axis in left hand. Dominant hand-arm vibration level of oil-pulse impact wrenches in each hand was $2.59m/sec^2$ of Xh axis in right hand and $3.23m/sec^2$ of Yh axis in left hand. 4. In double-hammer impact wrenches, corresponding hand-arm vibration levels of Xh, Yh, Zh axis in left hand were higher than hand-arm vibration levels of right hand in 3 axis. In oil-pulse impact wrenches, Xh axis of right, Yh axis of left, Zh axis of left were higher than the corresponding hand-arm vibration levels of Xh, Yh, Zh axis in right and left hand. 5. Correlation coefficients among Xh, Yh. Zh axis of right and left hand hand-arm vibration levels in double-hammer impact wrenches and oil-pulse impact wrenches were commonly high in Yh axis and correlation coefficients of Yh axis in double-hammer impact wrenches and oil-pulse impact wrenches were 0.76 and 0.86,respectively. 6. As a measure repetitiveness, plotting total daily exposure time with the number of bolts or nut per cycle, direct correlation was shown between repetitiveness and hand-arn vibration exposure, and correlation coefficient between the number of bolts or nut per cycle and total daily exposure time in double-hammer impact wrenches, oil-pulse impact wrenches were 0.84 and 0.50, respectively. 7. Considering the total acceleration level and tool variables in double-hammer impact wrenches and oil-pulse impact wrenches, air consumption in right hand, and bolt or nut capacity in left hand were commonly the variable that explainability was high. Considering the noise and tool variables in double-hammer impact wrenches and oil-pulse impact wrenches, air consumption per minute was commonly the variable that explainability was high.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.421-435
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• 2017

최근 국내 지상 구조물의 포화 및 파이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상 구조물의 대안으로 지하 구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 도심지 인프라 구축을 위한 NATM 터널 공사에 발생하는 진동 및 소음 문제를 예방하기 위해 기계식 터널 공법인 쉴드 TBM 공법의 기계화 터널 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기계화 터널의 직선 시공과 급곡선 시공 시 쉴드 TBM의 구조적 안정성을 위한 쉴드 TBM 추력에 대한 중절잭, 쉴드 잭, 스킨 플레이트의 구조적 안정성 기술에 대해 연구하였다. 시공 사례 및 쉴드 TBM의 작동원리를 이론적 접근 방법으로 검토, 분석한 결과, 쉴드 TBM의 직선 및 급곡선 시공시 주요 인자에 의해 커터헤드의 회전력, 중절잭, 쉴드 잭에 대한 추력 및 커터헤드의 여굴량이 중요한 것으로 나타났다. 또한 굴진 내부 작업자의 안전 및 장비의 원활한 작동을 위해 스킨 플레이트 구조의 안정성 확보는 매우 중요 사안이므로 이번 연구를 통해 장비의 일반적인 구조 및 구성을 검토하여 직선 및 급곡선 시공 시 스킨 플레이트 구조에 미치는 주요 인자 및 구조 안정성을 실험적인 시뮬레이션 수치해석을 통해 검토하였다. 이에 직선 및 급곡선 시공 시 작용 되는 가상의 토질을 선정하여 중절잭의 하중을 비교 검토 하여 스킨 플레이트의 구조 안정성을 평가하고 형상을 최적화 하였다. 현재 국내 시공 중인 쉴드 TBM 타입의 구조 및 작동 방식이 매우 유사하므로, 추후 국산화 기술 개발 및 신규 장비 개발과 쉴드 TBM의 취약부 및 안정성을 검토하는데 기여 할 것으로 기대된다.

• 한국산업보건학회지
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• 제17권4호
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• pp.289-299
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• 2007

이 연구는 우리나라 40세 이하 여성근로자들을 대상으로 직종에 따른 직업적 특성과 근골격계 자각증상을 조사하여 사무직과 생산직 여성근로자에서 근골격계 자각증상의 호소율을 파악하고, 근골격계 증상과 관련요인을 알아보고자 하였으며 우리나라 여성근로자의 근골격계 질환 예방 및 건강관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 사무직 여성이 1,002명(53.4%)이고 생산직 여성이 873명(46.6%)를 차자하고 있으며, 흡연과 음주 경험에서도 생산직 여성에서 사무직 여성에 비해 유의하게 높게 나타났다(p<0.001). 사무직 여성들은 생산직 여성에 비해서 하루 4시간 이상의 컴퓨터 작업에 많이 종사하고 있는 반면, 생산직 여성들은 지나친 반복 업무와 부자연스러운 자세를 유지하는 업무 및 무거운 물건을 다루는 작업, 진동공구 등을 이용하는 작업에 상대적으로 더 많이 종사하는 것으로 나타났다. 유해물질에 대한 인식을 살펴본 결과도 사무직 여성들은 전자파에 대한 노출이 있다고 응답한 반면, 분진, 소음 등 기타 유해물질에 대한 노출이 있다고 응답한 경우는 생산직 여성에서 보다 많은 것으로 나타났다. 두 군 모두에서 어깨와 허리가 주요 통증 부위로 나타났다. 근골격계 자각증상 호소율을 비교해 보면, 두 군간에 유의한 차이를 보여 생산직 여성에서 사무직 여성에 비해서 유의하게 높게 나타났다(p<0.01). 이 연구를 통하여 생산직 여성에서 근골격계 자각증상의 호소율이 사무직 여성에 비해 유의하게 높게 나타났으며, 사무직 여성에서도 컴퓨터 작업과 부자연스러운 손목 자세를 유지해야 하는 업무 등을 하고 있는 것으로 나타나 근골격계자각증상 예방을 위한 관리대상에서 제외될 수는 없는 직종으로 생각된다. 따라서 근골격계 증상과 관련될 수 있는 관련작업 형태에 대한 예방대책과 보건교육이 필요하다고 생각되며, 더 나아가 우리나라 여성근로자의 건강보호를 위해서는 사업장 내에서 근무형태와 근무환경에 따른 건강영향을 줄일 수 있는 예방대책이 필요할 것으로 생각되어 향후 이에 대한 보다 많은 연구가 이루어질 필요가 있다고 생각된다.

• 환경정책연구
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• 제8권4호
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• pp.125-147
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• 2009

1990년에 제정되어 우리나라 환경법의 체계상 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 환경정책기본법에는 그 제31조에 사업자등의 무과실책임을 규정하고 있는데, 이는 절대적 책임을 규정한 것으로서 비교법적으로 그 유례가 없을 정도로 강력한 효력을 지닌 규정이다. 여기에서는 환경정책기본법 제31조의 문제점을 알아보고 그 바람직한 개정방안을 우리나라 법체계와 동일한 대륙법계에 속하면서 1990년에 환경책임법을 제정하여 시행하면서 비교법적으로 좋은 시사점을 제시해주고 있는 독일환경책임법에 비추어 모색해 본다. 첫째, 환경정책기본법 제31조가 일반조항의 형태로서 구성요건적 내용을 포괄적으로 규정하고 있어서 구성요건의 구체적인 기준에 대한 해석을 둘러싸고 논란이 예상되므로 '사업자등'에서의 '사업자등'에 대한 개념규정이 필요하다. 둘째, 고의 과실의 문제와 관련하여 우리 환경정책기본법은 제31조 제1항에서 "사업장 등에서 발생하는 환경오염 또는 환경훼손으로 인하여 피해가 발생한 때에는 당해 사업자는 그 피해를 배상하여야 한다."고 규정하고, 동법 제3조에서 '환경오염'이라 함은 "사업활동 기타 사람의 활동에 따라 발생되는 대기오염, 수질오염, 토양오염, 방사능오염, 소음 진동, 악취, 일조방해 등으로서 사람의 건강이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다."고 규정하고 있는데 이는 시설책임보다는 시설 및 행위책임으로 보인다. 우리 환경정책기본법과 같이 무과실의 위험책임을 근간으로 하는 독일환경책임법이 위험책임에 기초하면서도 행위책임이 아니라 시설책임에 따름으로써 그 적용범위를 제한하고 있는 점과, 시설책임에 의하면서도 가능한 한 추상성을 배제하기 위하여 시설의 종류를 별표 I에서 나열하는 열거주의를 채택함으로써 무과실책임의 적용 주체를 가능한 한 명확하게 하고 있는 점을 타산지석으로 삼을 필요가 있다. 셋째, 책임제한의 구체적 기준을 위하여 독일환경책임법 제5조와 같은 물적 손해배상 책임의 배제규정을 참조하여 물적 손해배상책임의 제한 규정을 둘 필요가 있다. 넷째, 무과실의 위험책임에 따르더라도 가해행위와 손해 사이의 인과관계가 입증되어야 하는데 전문지식이 결여된 피해자가 입증책임을 부담해야 한다는 원칙은 입증의 어려움을 더하고 있다. 따라서 피해자를 입증책임의 곤란으로부터 구제하기 위하여 독일환경책임법상의 '인과관계의 추정'규정을 벤치마킹하여 피해자를 가해자(시설보유자)보다 유리한 지위에 서게 할 필요가 있다. 다섯째, 환경손해의 원인을 밝혀내기 위해서 피해자의 시설보유자(가해자)에 대한 정보청구권, 시설보유자의 다른 시설보유자 및 피해자 또는 주무관청에 대한 정보청구권 등을 두는 것이 필요하며, 더 나아가 환경정보법의 제정이 필요하다고 할 것이다. 여섯째, 명문으로 천재지변, 전쟁, 제3자의 행위 등에 의한 면책조항을 규정하여 이러한 불가항력적 사유에 터잡은 손해에 대하여는 배상의무가 발생하지 않도록 하여야 할 것이다. 일곱째, 환경오염에 대한 잠재적 가해자인 시설보유자의 급부능력을 담보하기 위하여 환경오염에 의한 손해의 배상의무(전보준비, Deckungsvorsorge)를 이행하기 위한 조치를 강구하는 규정이 필요하다. 여덟째, 이상의 논의들을 고려하고 환경정책기본법 제31조 제1항의 구체적 효력의 인정 여부를 둘러싼 논란을 잠재우고, 궁극적으로 피해자의 권리보호에 충실하기 위해 환경책임체계를 총괄하는 별도의 법인 가칭 '환경책임법'을 제정할 필요가 있다. 다수의 법률의 양산을 지양한다는 관점에서 기존의 환경정책기본법에 책임 조항과 관련한 별도의 장을 마련하는 것을 차선의 대안으로 생각해 볼 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.815-824
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• 2022

발전소의 주요시설 중 발전 시스템 냉각용으로 사용되는 순환수는 순환수 취수부(Circulation Water Intake Basin)를 통해 공급된다. 순환수 취수부 중 흡입수조(Pump Sump)에서 발생하는 다양한 형태의 와류는 순환수펌프(Circulation Water Pump) 및 관로에 악영향을 미친다. 특히, 공기의 흡입을 동반한 자유표면 와류는 진동, 소음, 공동현상 등을 발생시켜 순환수펌프의 성능 저하, 관로의 손상을 일으키며 발전이 중단되는 주요 원인이 된다. 따라서 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부에 대한 수리특성을 반드시 확인하고, 와류 발생 시 와류를 제어할 수 있는 적절한 와류제어장치(Anti Vortex Device)를 적용하여 원활한 발전소 운영이 가능하도록 해야 한다. 자유표면 와류 저감을 위해 와류제어장치 중커튼월(Curtain Wall)을 사용하는 것이 일반적이며, 자세한 내용은 American National Standard for Pump Intake Design에서 기술하고 있다. 본 연구에서는 리비아 Tripoli West 4×350 MW 발전소의 순환수 취수부를 대상으로 하였으며, 실제 운영조건을 적용하고, 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부 중 흡입수조에서 발생하는 와류제어장치의 와류저감 효과를 분석하였다. 또한, 수중와류 제어를 위해 플로어 스플리터(floor splitter)는 기본적으로 적용하였고, 자유표면에서 발생하는 와류제어를 위해 새로운 형태인 컬럼 커튼월(Column Curtain Wall)을 추가적으로 적용하여 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 일반적으로 적용되었던 커튼월에 새로 개발한 컬럼 커튼월을 추가적으로 적용하여 수리특성을 분석한 결과, 균일한 흐름이 형성되면서 와류가 제어되는 것을 확인하였다. 또한, 순환수펌프 관로 내에서 발생하는 와류각도는 ANSI/HI 9.8의 설계기준인 5° 이하로 나타나 흐름의 안정성을 확인하였다.