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굴착공사
굴착공사(掘鑿工事, excavating work)는 손으로 파거나 혹은 굴착기 등에 의하여 지반을 파는 공사를 말한다. 일반적으로는 굴착 · 적재 · 배토 운반의 작업을 포함한다. 굴착 기계에 의한 경우는 전진 굴착 · 후퇴 굴착 · 수직 굴착이 있다.
기초굴착이란 구조물의 기초를 구축하기 위한 굴착으로서 주로 지반의 지하굴착공사를 말하며, 통상 지하굴착이라고 부른다.
개요
굴착공사란 지반을 파는 작업이며 , 지반의 토질에 따라 크게 토사굴착과 암굴착으로 나눠지고, 암굴착은 풍화암 , 연암 , 경암 굴착으로 세분화된다.
굴착은 지반의 조사 및 구조물 시공을 목적으로 행해지며, 흔히 굴착과 사면절취는 구별 없이 통용되고 있으나 굴착은 조사 및 구조물 설치를 목적으로 지반을 파는 것이며, 사면절취는 도로나 철도 건설 , 택지 조성 등을 하면서 평지를 만들기 위해 지장이 되는 언덕이나 사면을 깎아내는 것이다 .
최근에는 사회간접자본 (SOC) 의 확충 및 지하공간 이용의 극대화에 따라 대형 굴착공사들이 많아져 대형 무너짐 재해 위험이 높아져가고 있는 추세이다. 또한 굴착공사는 작업 중 사고가 발생하게 되면 인명 피해는 물론 주변 건물 , 지하 매설물 등에 막대한 피해를 동반해 사회문제를 야기하기도 한다 .
굴착공사 신고제도
굴착공사 신고제도란 구멍 뚫기, 말뚝 박기, 터파기 및 그 밖의 토지의 굴착공사를 하는 자가 공사개시 전 전화 또는 인터넷 등으로 공사계획을 신고하여 가스공급자와 가스배관 매설정보를 확인 후 굴착, 가스배관 등 지하매설물 파손사고 예방과 사고로 인한 민·형사상 책임으로부터 굴착자·가스공급자를 보호하기 위한 제도이다.
▪ 관계법령 ► 도시가스사업법 제30조의3(도시가스배관 매설상황 확인) ► 고압가스안전관리법 제23조의3(고압가스배관 매설상황 확인) ► 액화석유가스의 안전관리 및 사업법 제49조의3(액화석유가스배관 매설상황 확인)
굴착공사 신고대상
도시가스사업이 허가된 지역, 액화석유가스 충전사업 중 사업소 밖으로 연장된 배관을 보유한 사업 및 배관망 공급사업(도로 및 타인의 토지에 매설된 배관을 통해 액화석유가스를 공급하는 사업)이 허가된 지역 및 고압가스 배관이 매설된 지역에서 시행하는 모든 굴착공사
- 도로, 사용자 부지(아파트·학교 등) 구분없이 장비를 사용하여 시행하는 모든 종류의 굴착공사는 신고대상임
▪ 신고제외 대상 ► 토지소유자 또는 점유자가 부지 내에서 행하는 인력에 의한 굴착공사 ► 농지 경작을 위한 깊이 45cm 미만의 굴착공사 ► 도시가스사업자가 가스배관의 위치를 확인하기 위한 수작업에 의한 굴착공사
굴착공사 신청 및 이용절차
- 굴착공사 계획 신고 → 접수번호 발급 → 가스배관 및 굴착현장 표시 → 굴착공사 개시 통보 → 굴착공사 시행
- 모든 굴착공사는 굴착 시행 24시간 전까지 굴착공사정보지원센터에 반드시 굴착신고
건축물을 세우기 위해 터파기 등 굴착공사를 하기 전에 지반조사를 통해서 당연히 지하 매설물에 대한 조사를 하고 이설 협의를 하게 됩니다. 그러나 그렇지 않은 경우 굴착공사를 하다가 도시가스 배관을 건드리게 되면 정말 큰 사고로 이어질 수 있기 때문에 도시가스 배관, 액화석유가스 배관망 및 고압가스 배관 보호를 위해 작업 전 굴착공사 신고를 하고 가스배관이 있는 지 없는지 판단하고 있다면 어디에 위치하는지 정확히 알고 작업을 해야 한다.
굴착공사의 개시
굴착공사정보지원센터는 굴착공사 현장 및 매설배관에 대한 표시가 완료되었음을 통보받으면 굴착 공사자에게 굴착하여도 좋다는 사실을 알려준다. 굴착공사자는 굴착공사정보지원센터로부터 굴착 가능 여부를 통보받은 후 해당 도시가스사에 입회 요청하여 안전관리 전담자 입회하에 굴착공사를 시작해야 한다.
굴착공사 신고내용
- 굴착공사 발주사명, 굴착공사 회사명, 굴착공사 담당자명, 굴착공사 담당자 휴대전화 번호, 굴착공사 위치(주소), 굴착공사의 종류, 굴착공사 예정일자, 사용자 부지 내 굴착공사 시 가스사용자 인적사항 및 시설명
- 굴착공사 계획은 공사 사행 24시간(주말, 공휴일은 요청 시간에 미포함) 전에 신고
굴착공사 신고 방법
- 전화 : 1644-0001
- 인터넷 : www.eocs.or.kr
- 모바일웹 : m.eocs.or.kr
- app : 굴착공사정보지원시스템
굴착공사 안전·보건 설계기준
현장조사와 설계
- 설계자는 사전 현장조사를 실시하여 굴착공사를 수행하여야 할 장소 주변의 시설물과 지하 매설물 등 공사 수행 시 장해요인을 파악하여 설계에 반영한다.
- 설계 시 지장물에 대한 대책은 위험요인이 근원적으로 제거될 수 있는 방법을 우선 반영하고 곤란하거나 불가능 할 경우 방호, 보호 조치 등 차선책을 반영한다.
굴착공사
- 굴착공사 시 주변 건축물 또는 시설물, 지반조건 등 사전조사 내용을 충분히 검토하여 물적 피해 또는 민원발생을 방지하거나 최소화할 수 있는 공법을 설계에 반영한다.
- 굴착공사에 흙막이 지보공이 설계되어 있는 경우 흙막이 지보공의 안전성 확보와 더불어 시공 중 근로자의 안전 보건을 저해하지 않는 시공방법을 설계에 반영한다.
- 합벽구조를 제외한 흙막이 지보공 설계 시 지하구조물의 안전한 시공성 확보를 위하여 흙막이 지보공과 구조물간 이격거리를 확보할 수 있도록 설계에 반영한다.
- 향후 매립되는 구조물 시공을 위한 굴착공사 시 토질조건별 안전한 경사면 기울기를 설계에 반영하거나 곤란한 경우 흙막이 지보공을 설계에 반영한다.
- 굴착공사와 되메우기 공사를 설계에 반영할 경우 설계수량을 최소화하기 위하여 시공 중 안전․보건을 저해하는 설계조건이 포함되지 않도록 한다.
- 공사과정에서 초래할 수 있는 과굴착, 부재 지연설치, 노후 또는 불량 자재 사용 등 불안정 요인을 고려하여 설계에 충분한 안전율을 확보하거나 설계조건에 상기 요인들이 발생하지 않도록 금지하는 내용을 설계도서에 반영한다.
- 흙막이 지보공 시공순서를 설계도서에 반영하여 시공자의 임의 판단에 의한 시공이 발생하지 않도록 한다.
관로 굴착공사
- 관로 굴착공사 설계 시 굴착대상 도로여건과 토질조건, 지하수위, 굴착 깊이 등 설계 조건을 반영하여 붕괴사고를 방지할 수 있는 굴착 경사면 기울기를 반영한다.
- 관로 굴착공사 중 굴착 토사를 굴착구간 배면상부에 가적치할 경우 토압 증가, 토사 흘러내림 등 붕괴 가중요인을 고려하여 설계에 반영한다.
- 관로 굴착공사증 굴삭기 등 건설기계 사용에 따라 굴착면에 반복적으로 재하되는 작업하중을 굴착공사 안전성 검토 시 반드시 반영한다.
- 도로사용 등 현장 여건상 충분한 굴착 경사면 기울기 준수가 곤란한 경우 또는 기존 상․하수도관이 노출 또는 통과하여 불시 용수가 우려되는 경우에 붕괴위험 등을 고려하여 (간이)흙막이지보공을 설계에 반영한다.
- 지하에 매설된 가스관, 난방배관, 상 ․ 하수도관, 전기 ․ 통신선로 등의 파손, 절단, 유실 등에 따른 재해를 방지하기 위한 방호 또는 보호대책을 설계에 반영한다.
굴착공법의 종류
- 개굴착(OPEN CUT) 공법
- 비탈면 개굴착(OPEN CUT) 공법
- 흙막이벽 개굴착(OPEN CUT) 공법
- ISLAND 굴착공법
- TRENCH CUT 공법
- FLOATING 공법
- WELL 및 CAISSON 공법
비탈면 개굴착(OPEN CUT) 공법
- 공법의 특징
- 장 점
- ① 흙막이공이 필요치 않아 공사비의 변동이 없다.
- ② 흙막이벽이 없으므로 대형장비로 굴착이 가능하다.
- 단 점
- ① 비탈면 설치로 구축물 주변 공간이 여유가 있어야 하므로 넓은 부지가 있어야 한다.
- ② 비탈면 안정이 가능한 토질조건을 갖추어야 한다.
- ③ 지하수위가 높을 경우 배수처리를 위한 수단이 강구되어야 한다.
- 안전상의 유의사항
- 비탈면의 안정 : 비탈면의 붕괴를 방지하기 위하여 토질조건에 알맞는 안정 기울기가 확보되어야 하고 비탈면의 기울기는 높이에 따라 정한다.(기준은 KISA-A01-002의 절토 비탈면의 기울기 참조)
- 배 수 : 비탈면 안정과 관련하여 지하수위가 높으면 ① 굴착저면에 BOILING 현상이 발생 또는 ② 굴착면에 HEAVING 현상이 발생하여 비탈면이 붕괴되는 원인이 된다. 지표수 및 빗물은 비탈면 상단 및 굴착바닥 부분에 배수구를 설치하므로서 비탈면에 지표수가 침투되어 비탈면이 붕괴되는 것을 방지해야 한다.
- 비탈면의 보호 : 구축물이 완료될 때까지 장기간이 소요되므로 비탈면을 계속 안정시켜 주어야 한다. 따라서 공사기간, 계절적 기상조건(태풍, 호우, 동결)을 충분히 고려하여 다음 방법으로 보강 조치한다.
- ① 콘크리트 타설
- ② CEMENT MORTAR COATING
- ③ ASPHALT COATING
- ④ 방수포 포설
- ⑤ 흙가마니 쌓기 등
흙막이벽 개굴착(OPEN CUT) 공법
비탈면 개굴착 공법은 부지의 여유가 없는 장소에서는 채택이 곤란하고 연약지반일 경우 비탈면 설치가 어려우므로 이 때에 흙막이 개굴착 공법을 사용하게 된다. 이 공법은 굴착부분 주변의 토사를 SHEET PILE 또는 흙막이벽으로 지지하는 공법으로, 그 종류로는 1) 자립흙막이벽공법 2) TIE ROD 및 EARTH ANCHOR 공법 3) 수평버팀공법이 있으며 이를 설명하면 다음과 같다.
- 자립흙막이벽공법
착부 주위에 흙막이벽을 타입하여 토사의 붕괴를 흙막이벽 자체의 수평저항력으로 방지하여 내부를 굴착하는 공법이다.
- TIE ROD 및 EARTH ANCHOR 공법
흙막이벽공법과 같이 굴착부 주위에 흙막이벽을 타입하고 외측에 앵커를 설치하여 흙막이벽을 WIRE ROPE나 강봉으로 연결 흙막이벽에 작용하는 수평력을 앵커의 저항력으로 대항하게 하는 공법이다.
- 수평버팀공법
가장 많이 사용되는 공법으로서 공사의 규모와 관계없이 널리 채용되는 공법이다. 이 공법은 굴착부의 주위에 타입된 흙막이벽을 활용 굴착을 진행하면서 내부에 수평버팀대를 가설하여 흙막이벽에 가해지는 토압에 대항하도록 하여 굴착하는 방법이다.
- 공법의 특징
- 장 점
- ① 부지를 효율적으로 이용할 수 있다.
- ② 굴착토량을 최소로 할 수 있다.
- ③ 토질조건에 따른 제약이 비교적 적다.
- 단 점
- ① 비탈면 OPEN CUT에 비하여 공사비가 많이 들고 공사기간도 장기간 소요된다.
- ② 버팀공법일 경우 기계화 굴착에 제한을 받는다.
- ③ 흙막이벽, 흙막이 기둥의 묻힘(根入) 깊이, 재료의 강성, 앵커의 저항력, 버팀대의 좌굴, 토사의 이동 및 파괴방지를 위한 설계 및 시공에 많은 배려가 요망된다.
- 안전상의 유의사항
- 자립흙막이벽공법
- ① 흙막이벽의 묻힘부분의 수평저항이 충분해야 하고, 토질조건이 연약지반이면 수동 토압에 견딜 수 있는 공법을 채택해야 하며, 연약지반외의 토질에서는 굴착부분의 깊이와 묻힘부분의 길이를 검토해야 한다.
- ② 지반이 양호하더라도 흙막이벽의 수평저항력은 한계가 있다. 흙막이벽의 강성이 저하하거나 휨의 발생을 피해야 하며 주변에 침하가 일어나는 경우에 토압이 증대하게 된다. 따라서 굴착깊이가 깊은 경우 경제적으로나 안전상 부적합하다.
- TIE ROD 및 EARTH ANCHOR 공법
- ① 앵커의 저항이 이 공법의 안전상 가장 유의할 사항이므로 지반의 상태에 따라 앵커의 길이를 결정해야 한다. 흙막이벽 뒷면 지반의 전체적인 침하나 붕괴의 범위를 검토하여 그 영향이 미치지 않는 지반에 앵커를 해야 한다.
- ② 앵커는 현장에서 직접 시험을 행하여 정착력을 확인해야 한다. 점토질의 토질일 경우 신중히 검토되어야 하며 설계에 적용하는 허용응력은 앵커의 인장력에 소요의 안전율을 나누어서 결정한다.
- ③ 앵커 강재는 강도를 충분히 검토하여야 하고 장기간 사용시는 부식에 주의해야 한다.
- 수평버팀공법
- ① 흙막이벽 OPEN CUT에서 가장 안전성이 높은 공법으로서 주변의 토압은 주부재인 수평버팀대에 의하여 지지되므로 압축재의 좌굴에 대해 고려해야 한다.
- ② 굴착면적이 넓어 부재수가 많을 경우 부재의 접합부 및 교차부의 강도, 강성((剛性)에 대해 특별한 주의를 해야 한다.
- ③ 부재의 연결부분은 압축력이 누적되어 흙막이벽에 변형을 주어 주위 지반의 이동 또는 침하를 일으킬 가능성이 있다.
- ④ 지반의 조건이 HEAVING 또는 BOILING과 흙막이벽의 결함 및 부실로 인하여 붕괴가 일어날 수 있어 주의를 요한다.
ISLAND 굴착공법
이 공법은 비탈면 개굴착 및 흙막이벽 개굴착 공법의 장점을 취한 공법으로 시공하려는 구조물의 외곽에 SHEET PILE을 타입하여 흙막이벽을 설치한 후 비탈면 개굴착 공법과 같이 비탈면을 두고 중앙부의 굴착을 진행하여 예정 깊이에 도달하면 그 부분에 기초와 지하 구조물을 축조하고 그 구조물을 지지점으로 하여 흙막이벽에 버팀을 가설 남은 부분의 굴착을 실시하여 최초의 구조물과 연결하여 나머지 구조물을 시공하는 공법이다.
- 공법의 특징
- 장 점
- ① 굴착면적이 넓으면서 흙막이벽을 전면적으로 사용할 경우 흙막이 버팀 재료가 적어진다.
- ② 버팀 부재를 단일 부재로 가설할 수 있어 연결부위가 줄어들어 흙막이벽의 변위를 줄일 수 있다.
- ③ HEAVING이 일어날 수 있는 지반에서는 이의 발생을 방지할 수 있다.
- 단 점
- ① 굴착작업이 전후 2회에 분할 굴착하므로 굴착공정이 길어진다.
- ② 연약지반일 경우 충분한 안정 비탈면으로 인하여 2차 굴착토량이 많아 작업효율이 나빠진다.
- ③ 굴착면적에 비하여 굴착깊이가 깊을 경우 적합하지 못하다.
- 안전상의 유의사항
- 2차 굴착시 잔여 주변 비탈면은 비탈면 개굴착 공법의 비탈면 안정, 배수, 비탈면 보호 등에 대한 검토가 필요하다.
- 버팀이 경사형의 경우 흙막이벽과의 부착부분이 밀려 올라갈 수 있으므로 이를 방지할 수 있는 조치가 강구되어야 한다.
- 구조물 시공과 2차 굴착작업을 동시에 진행할 경우 양측간에 긴밀한 협조가 이루어져야 한다.
- 지하수위가 높은 경우 배수가 필요하게 된다. 이것은 작업진행은 물론 주변 토사의 강화도 겸하게 된다. 따라서 배수작업은 안전상 중요한 역할을 하게 된다.
TRENCH CUT 공법
이 공법은 ISLAND 굴착공법과는 대조적인 공법으로 ISLAND 굴착공법이 굴착을 평면상의 중앙부분에서 시작하는데, TRENCH CUT 공법은 주변 부분을 먼저 굴착하여 도랑형태로 굴착을 완료한 다음 그 부분에 기초 및 지하구조물을 시공하여 이 구조물로서 외부의 토압을 받도록 한 후 중앙부의 굴착을 실시하는 방법이다. 따라서 지반이 연약하거나 토질 조건이 나쁘며 굴착면적이 넓고 깊은 경우에 적당하다.
- 공법의 특징
- 장 점
- ① 연약지반에 적용한다.
- ② 굴착 면적이 넓지만 버팀재의 이완이나 압축으로 인한 흙막이벽의 변위가 적다.
- ③ 외곽에 축조된 구조물은 토압을 받을 뿐만 아니라 중앙부 굴착시 옹벽 역할도 하므로 HEAVING의 방지 효과도 기대할 수 있다.
- 단 점
- ① 흙막이벽을 2중으로 타설하므로 경제적인 부담이 많아진다.
- ② 굴착을 2회에 걸쳐 분할하여 실시하므로 공정상 불리하다.
- 안전상의 유의사항
- TRENCH CUT 공법은 지반조건이 나쁜 장소에서 채택되므로 주위 지반의 변화에 주의를 요한다.
- 1차 굴착 후 축조되는 구조물은 토압을 받게 되므로 구조물이 토압으로 인한 전도 MOMENT에 저항할 수 있는 기초폭과 중량을 가져야 한다.
FLOATING 공법
이 공법은 구조물 본체와 흙막이공을 일체화 하는 공법으로 굴착과 병행하여 지하 상층부분의 구조체를 축조하며 이어서 하부로 시공을 진행한다. 즉 상층부의 구조물이 흙막이 버팀공을 겸용하게 된다. 처음의 흙막이는 구조체의 기둥이 지주가 되는데 구조물의 기둥중에서 가설 기둥으로 타입한 기둥을 흙막이공으로 활용하여 깊은 기초공법으로 구조물의 본체기둥을 축조하여 바닥을 지지시키는 방법이다.
- 공법의 특징
- 장 점
- ① 흙막이공이 불필요하다.
- ② 흙막이벽을 구조체로 이용하므로 흙막이벽의 변형 및 변위가 적다.
- ③ 1층바닥을 제일 먼저 설치하므로 이것을 작업장으로 이용할 수 있어 별도의 가설바닥설치공사가 필요없다.
- ④ 지하와 병행하여 지상공사를 진행할 수 있어 공기단축이 가능하다.
- 단 점
- ① 굴착, 축조, 철거 등의 공사가 바닥아래서 이루어져 작업이 까다롭다.
- ② 콘크리트 타설이 역으로 이루어져 기둥의 연결과 시공이 복잡하다.
- ③ 기둥 설치시 연결부분의 철골 및 철근의 초기능력이 구조상의 문제점이 된다.
- 공법의 적용
이 공법은 지하층이 깊은 경우와 평면이 같지 않은 건물에 적당하며, 한편 부지가좁거나 작업공간의 확보가 어려우며 공기단축이 필요한 때 적합하다.
WELL(井筒:우물통) 및 CAISSON(潛函) 공법
연약지반에서 지하수위가 높고 용수가 다량 발생하는 지반을 깊은 굴착공사를 할 경우 WELL이나 CAISSON 공법을 채용한다. 이 공법은 교각기초와 같이 평면적이 작고 깊이가 깊은 경우 WELL이나 CAISSON 자체가 기초 구조물이 되는 경우가 많다.
건축물은 전체를 이 공법으로 축조하고, 지하철은 하천 횡단부나 연약지반을 통과할 경우 이 공법을 활용한다.
WELL 공법은 가운데가 빈 원통형 콘크리트 구조물체를 아랫부분을 내부에서 굴착하여 침하시키면서 원통의 구조체를 침하의 진행에 따라 여러 단으로 나누어 축조한다. 침하는 하중를 재하 하중으로 할 경우 CHUTE를 부착하여 원통외벽의 마찰저항을 감소시켜 침하시키기도 한다.
용수량이 적거나 원통내부의 배수가 가능하면 인력굴착으로 하고 용수가 많고 배수가 불가능할 경우 또는 배수로 인하여 주위 지반에 악영향을 미칠 우려가 있을 때는 수중굴착을 한다.
CAISSON은 압축공기잠함(PNEUMATIC CAISSON), 열린잠함(OPEN CAISSON)이 있다. 압축공기잠함은 작업실내에 압축공기를 보내어 용수와 토사의 유입을 고압의 공기로서 막으며 굴착을 진행하여 잠함 자신을 침하시킨다.
열린잠함은 압축공기를 사용하되 대기압하에서 굴착하는 방법으로 WELL이 대형일 때 채택한다. 아래 그림은 잠함공법의 실예이며 교각기초 및 건물기초(지하실)를 나타내고 있다.
압축공기잠함은 주변 지반의 침하발생 가능성이 적고 수중 작업을 배제할 수 있어 확실한 시공으로 신뢰성이 높은 공법이다. 그러나 고기압 아래서 작업해야 하므로 시공관리에 세심한 주의가 요한다. 따라서 부수되는 설비가 많이 소요된다.
잠함공사
이 공사는 일반적인 기초공사와는 다른 특유의 위험성을 가지고 있다. 특히 유해가스, 산소결핍, 고기압에 대한 제반 문제에 대해 고려해야 하므로 일반 지하굴착공사 보다 많은 주의를 하여야 한다.
- 잠함의 설계
잠함설계에 있어 검토해야 될 사항은 잠함의 지지력, 잠함의 안정, 잠함구체의 응력도, 시공중의 부력 등이다. 따라서 입지조건에 대하여 충분히 조사 및 시험을 통한 자료를 기초로 면밀히 설계되어야 한다. 설계시 안정상 특별히 고려해야 할 사항은 다음과 같다.
- ① 작업실 : 잠합작업실은 바닥에서 천정까지 높이가 1.8m이상되어야 하며, 급격한 침하나 이상상태 발생시 작업실내 작업원의 대피행동이 가능해야 하고, 작업실의 공기면적은 작업원 1인당 4.0㎡이상(고기압하에서는 9.0㎡이상)으로 유지하여야 한다.
- ② SHAFT 및 LOCK : 일반적으로 작업실 평면적 100∼150㎡에 대해 SHAFT 및 LOCK는 1기씩 설치한다. 가능한 LOCK는 작업원용과 자재용을 분리하며 SHAFT도 각각 전용을 설치 한다. SHAFT의 수가 증가하면 긴급시 대피가 쉽다. 평면이 큰 잠함은 SHAFT 및 LOCK의 수의 증가는 쉽지만 소규모의 잠함일 경우 증설이 곤란하나 위의 취지를 참고하여 증가를 고려한다.
- ③ 잠 함 : 잠함시공중 침하로 경사가 지거나 주변벽 마찰력의 변화, SHOE의 지지력의 변경 또는 예기치 못한 상태가 발생하면 잠함구체의 응력에 영향을 준다. 따라서 설계시 위험한 상태를 고려하여야 한다.
- 잠함공사의 부수설비
잠함공사에 사용하는 설비는 송기설비, 승강설비, 굴착설비, 구급설비, 시공관리 및 안전관리 설비로서 이는 잠함공사의 기본설비이므로 설계 및 설치에 안전을 기하여야 한다.
- ① 송기설비 : 송기설비는 잠함규모, 지질조건, 함내 작업자수에 따라 설비용량을 결정한다. 공기압축기의 용량은 송기계용의 누설, 시공중 LOCK 개폐로 인한 SHOE로 빠져나가는 공기, 함내 작업자를 위한 환기 등에 충분한 여유를 고려하여 산출해야 한다. 공기압축기의 고장을 고려하여 예비용도 설치해야 한다. 굴착기계의 동력을 사용하는 압축기와는 별도로 고압용 공기압축기를 설치하여 공급한다. 공기압축기의 동력원이 전력일 경우 2개의 다른 송전에 의한 배전계통도 수전이 가능하도록 하고 자가발전기 사용도 고려하여 정전시에 대비한다. 송기설비에 사용되는 각종 기기, 밸브, 계기 등은 K.S품 또는 해당 각종 검사를 필한 제품을 사용해야 한다.
- ② 잠함작업실에 부착되는 SHAFT, LOCK, 송기관, 배기관 등은 잠함내 작업원의 생사에 중요한 설비이다.
- 가. SHAFT 및 LOCK는 그 구조, 형상, 단면, 재질에 대하여 충분한 검사를 실시해야 하며 결함이 있을 때는 절대로 사용해서는 안된다. LOCK, SHAFT 및 배관을 현장에서 전용하여 사용하는 경우가 많은데 이 때는 변형 및 마모상태를 유의해야 한다. SHAFT 연결 또는 파이프 접속에 사용하는 볼트, 와셔, 패킹은 잘 관리하여 소정의 강도를 가진 규격품을 사용한다. 침하가 진행하면 SHAFT가 늘어나면서 SHAFT의 상부에 있는 무거운 LOCK에 의하여 SHAFT에 큰 응력이 발생한다. 이를 막기 위해서는 SHAFT 및 LOCK 고정방법을 잘 검토해야 한다.
- 나. 잠함용 승강설비는 잠함 외부와 LOCK 사이 및 LOCK와 작업실 사이에 설치되며, 잠함 외부와 LOCK 사이의 승강설비로는 LOCK에 부속된 사다리와 이와 접속하는 계단 및 통로를 설치한다. 주의할 점은 고기압하의 잠함내 작업자들은 육체적 및 정신적으로 피로도가 높으므로 통상의 통로나 승강설비에 대해 추락방지에 많은 배려를 하여야 한다. LOCK와 작업실 사이의 통로는 작업원용과 자재용을 겸용하는 경우와 별도로 설치하는 경우가 있는바 겸용일 경우 깊이가 깊어지면 작업이나 작업원 승강 에 지장을 주게되므로 가능한 분리 설치하며 나선형 사다리를 설치하는 등 작업원의 피로를 경감시켜 추락에 대해 충분한 예방조치를 해야 한다.
- ③ 연락설비 : 작업실 내부와 LOCK 내외부간의 연락 및 신호 등을 위하여 통화하는 연락설비가 설치되어야 한다. 연락설비는 전화 인터폰 등을 고려할 수 있으며, 연락방법이나 신호법은 통일하여 전작업원에게 주지시켜야 한다.
- ④ 굴착설비 : 잠합 내부에서 인력으로 굴착하는 경우가 많고 굴착기계 및 운반기계는 내연기관을 동력으로 사용한다. 전동식은 잠함내 습도가 높으므로 내습형으로 갖추도록 하여야 하며 메탄가스 등 가연성 가스의 발생이 예상되면 방폭구조로 하여야 한다. 굴착토사 반출용 버킷은 원통형으로 하고 크기는 SHAFT나 LOCK의 단면과 형상에 적합해야 한다. 버킷 인상용 WIRE ROPE는 강도 재질 등을 충분히 검토하여 사용하고 LOCK 내부에서 손상을 입기 쉬우므로 점검 폐기처리 등에 각별한 주의가 요한다.
- ⑤ 구급설비 : 고기압에서의 작업은 직업병인 감압증의 위험이 따른다. 이는 LOCK 출입시에 감압 증압속도가 부적절하거나 고기압하에서 장시간 작업하게 되면 발생한다. 감압증의 치료는 그 증상 발생과 동시에 조기 재 고기압을 가하면 치료효과가 높다. 따라서 잠함공사에서는 구급 재압실(再壓室)을 설치하여야 한다. 재압실 조작은 의사나 구급재압 전문요원에 의하여 실시되어야 한다. 기타 구급설비로는 산소호흡기, 호스마스크, 구급약품을 비치하여야 한다.
- ⑥ 시공관리 및 안전관리 설비 : 잠합공사는 점차 대형화되고 있어 잠함구조체의 형상 단면이 대형화 및 작업깊이도 깊어지고 있으며 입지조건이 나쁜 장소에서의 시공도 증가되고 있다. 따라서 시공관리와 안전관리는 잠함공사의 성패를 좌우하는 중요한 요소가 되므로 관리설비로는 과학적인 계기류를 많이 사용하므로서 신뢰도가 높은 관리를 할 수 있게 된다. 관리설비로는 작업실 감시용 텔레비젼, 유해가스 검지 및 경보장치, 작업실 내압 기록장치, 송기량 기록장치 등이 있다.
- 잠함공사 시공상의 문제점
잠함공사는 고기압하에서 작업하게 되므로 먼저 작업원의 잠함병 감염증 발생 방지가 가장 중요하며, 그 다음은 작업공간이 협소하므로 지반에서 발생하는 각종 유해 가스나 산소결핍 등에 의한 중독 질식 등의 방지, 그리고 급격 침하 침수 등의 사고방지이다. 위 3가지 문제는 모두 감압 가압 환기 송기관리와 관계가 깊으며, 급격 침하 및 침수는 굴착 침하관리상의 문제이다. 따라서 작업책임자 안전관리자 안전담당자를 임명하여 산업안전보건법상 정해진 업무를 수행하도록 하면서 작업을 진행하며, 여기에 침하 관계도에 의한 굴착침하의 진행상황을 정확히 판단하여 확실한 침하 굴착관리를 하며, 송기관리는 굴착깊이 등 작업진척에 따라 적절한 가압 감압조치를 하되 그 속도는 0.8kg/분이하로 한다.
- 유해가스, 산소결핍
잠함공사도 지하공사이므로 굴착중 지하에 존재하는 각종 가스가 용출하여 작업원이 중독되거나 화재 폭발을 일으켜 중대한 위험이 초래되는 경우가 많다. 따라서 항시 작업실 및 작업장소에는 공기를 측정하여 각종 가스의 검출시험을 실시하며 유해가스 무산소 공기의 검출이 확인되면 즉시, 충분한 환기조치를 하여야 한다.
- ① 유해가스 종류 및 중독현상
- 가. 탄산가스(CO2) : 흙중의 중탄산염과 산소의 화합 및 이토중의 세균대사로 발생하며, 중독증상은 4% : 두통 및 현기증 8% : 호흡곤란 10% : 의식불명 또는 사망한다.
- 나. 메 탄(CH4) : 흙중의 염기성 세균의 대사 및 천연적으로 존재하는 것이 있으며, 중독증상은 뇌신경 마비, 폭발의 하한계는 5.3%이다.
- 다. 황화수소(H2S) : 황화철 흙중의 세균대사작용(단백질 부패)으로 발생하며, 중독증상은 특유한 냄새(삶은 달걀의 냄새)가 나며, 0.1ppm에서 기침 구토 현기증이 발생하고, 500∼700ppm에서 30분이 경과하면 사망한다.
- 라. 일산화탄소(CO) : 내연기관 발파에서 불완전 연소시 발생하며, 중독증상은 두통 현기증 구토, 의식불명 맥박증가 사망, 허용량은 100ppm(0.01%)이다.
- 마. 초기(硝氣) : 용접 및 발파시에 발생하며, 피부나 점막을 자극하고, 100ppm에서 30분 흡입하면 위험, 260ppm에서는 사망, 허용량은 5ppm이다.
- ② 산소결핍 : 산소결핍이란 공기중 산소가 18%이하인 것을 말하며 유해가스에 있어 가장 위험한 것은 산소결핍현상이다. 이는 흙중에 존재하는 환원성의 철분이 공기중의 산소와 결합하여 공기가 무산소화 내 는 저산소화된다. 그외 박테리아(세균)가 산소를 소비하여 메탄가스나 탄산가스로 되면서 산소가 결핍하게 된다. 산소결핍은 질식사 또는 전락이나 전도에 의한 2차적 재해를 유발한다. 잠합공사에서 산소결핍의 원인은 다음과 같다.
- 가. 잠함 작업실내의 압축공기가 모래층으로 누출되었다가 무산소화되어 잠함내로 다시 역류되는 경우
- 나. 압축공기가 유출되어 모래층을 통과하면서 무산소화되어 타굴착장소로 유입되는 경우
- 다. 잠함공사시 지중에 유출되었던 압축공기가 무산소화되면서 다른 새로운 굴착공사현장 으로 용출되는 경우
참고자료
- 굴착공사표준안전작업지침 - https://www.law.go.kr/LSW/admRulInfoP.do?admRulSeq=2000000084544
- 굴착공사 신고제도(가스배관 매설확인) 안내 - https://www.yeonsu.go.kr/UpFiles/synap/board_1/2021%EB%85%84_%EA%B5%B4%EC%B0%A9%EA%B3%B5%EC%82%AC_%EC%8B%A0%EA%B3%A0%EC%A0%9C%EB%8F%84_%ED%99%8D%EB%B3%B4_%EC%95%88%EB%82%B4%EB%AC%B8.hwp.htm
- 〈굴착 공사〉, 《토목용어사전》
- 삐박, 〈굴착공사 및 관로 굴착공사 안전보건 설계기준〉, 《네이버 블로그》, 2015-01-15
- 사람세상, 〈굴착공사 / 기초굴착공사 - 건설관련실무 - 대한산업안전협회 민간위탁사업 기술지도 지원〉, 《다음카페》, 2003-07-23
- 사람세상, 〈굴착공사 / 기초굴착공사 - 건설관련실무 - 대한산업안전협회 민간위탁사업 기술지도 지원〉, 《다음카페》, 2003-07-23
같이 보기
