< Previous18 자연,터널 그리고 지하공간 특집 기술강좌: 지하터널공사 리스크 안전 관리 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 4.4 리스크 제어(Risk Control) 4.4.1 추가적인 제어(Additional Controls) 1) 기존 제어를 제어 체계(Hierarchy of Control)과 비교한다 (그림 6). 2) 리스크를 줄이기 위한 추가 조치를 고려할 때, 제어 계층의 더 효과적인 조치를 우선 고려해야 한다. 4.4.2 리스크 재평가(Re-evaluation with Additional Controls) 1) 추가적인 제어가 결정되면 심각도, 발생가능성 및 RPN 점수 를 다시 평가하여 리스크 제어 항목의 “S”, “L” 및 “RPN” 열 에 기록한다. 2) 새로운 리스크 제어에 대한 RPN은 리스크 평가 RPN보다 높 으면 안 된다. 4.4.3 지침 노트(Guidance Notes) 1) 재평가된 RPN은 가급적 낮은 리스크(녹색)영역 내에 있어야 한다. 2) RPN이 높은 리스크(빨간색) 영역 내에 있지 않는다면 RPN 의 개선이 허용된다. 4.4.4 실행 담당자 및 날짜(Implementation Person and Date) 1) 추가적인 제어의 실행을 리딩할 수 담당자를 정해야 한다. 담 당자의 이름은 “실행 담당자(Implementation Person)”란에 <그림 6> 리스크 제어 체계(Hierarchy of Control) <표 6> 리스크 수준에 따른 권고 대책 Risk LevelRisk AcceptabilityRecommended Actions Low RiskAcceptable ∙ No additional risk control measures may be needed. ∙ Frequent review and monitoring of hazards are required to ensure that the risk level assigned is accurate and does not increase over time. Medium RiskTolerable ∙ A careful evaluation of the hazards should be carried out to ensure that the risk level is reduced to as low as reasonably practicable(ALARP) within a defined time period. ∙ Interim risk control measures, such as administrative controls or PPE, may be implemented while longer term measures are being established. ∙ Management attention is required. High Risk Not Acceptable ∙ High Risk level must be reduced to at least Medium Risk before work commences. ∙ There should not be any interim risk control measures. Risk control measures should not be overly dependent on PPE or appliances. ∙ If practicable, the hazard should be eliminated before work commences. ∙ Management review is required before work commences.Vol. 21, No. 3 19 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 관리 기록된다. 2) 실행일은 “예정 기일(due-date)” 열에 기록한다. 3) 실행 담당자는 RA팀 리더가 결정한 대로 주기적으로 RA팀 에 진행 상황 업데이트를 제공해야 한다. 5. 실 행(Implementation) 5.1 RA 승인(RA Approval) 1) 완성된 RA 양식은 리스크가 평가되는 영역, 기능 또는 활동 의 관리자(Manager)가 승인해야 한다. 5.2 실행 실천사항(Implementation Plan) 1) 실무적으로 가능한 한, 관리자는 가능한 빨리 권장되는 리스 크 관리 조치를 시행한다. 2) 관리자는 조치의 실행을 세부 실천계획을 준비되었는지를 확인해야 한다. 이 실천계획에는 안전 및 건강관리 조치를 실행하는 책임자와 시간표가 포함되어야 한다. 3) 관리자는 모든 조치가 실행될 때까지 실천계획을 정기적으 로 모니터링 해야 한다. 4) 관리자는 리스크에 노출된 모든 사람에게 다음 사항을 통보 해야 한다. • 리스크의 특성 • 실행된 모든 조치 또는 안전 프로세스 5) 관리자는 리스크 관리 조치가 시행되고 효과적으로 기능하 고 있는지 확인하기 위해 정기적인 검사 및 프로세스 감사가 수행되는지 확인해야 한다. 6) 추가적인 제어의 실행 후, RA 양식의 기존 제어 및 추가 제 어 열을 업데이트한다. 5.3 커뮤니케이션(Communication) 1) 커뮤니케이션의 다양한 형태와 수준은 RM 프로세스 전체에 걸쳐 수행되어야 하므로, 본 지침은 세부 활동을 수행하는 사 람에게 식별된 위험요소와 그 관리에 대한 구체적인 커뮤니 케이션을 필요로 한다. 2) 공사장 내 리스크가 존재하는 영역, 기능 또는 활동을 감독 하는 관리자는 리스크에 노출된 모든 사람에게 다음 사항을 통보해야 한다. • 리스크의 특성 • 실행된 모든 조치 또는 안전관리 • 리스크를 최소화하거나 제거하는 방법 5.4 기 록(Records) 1) 관리자는 RA 양식 및 제어 조치 기록을 포함하되 이에 국한 되지 않는 RA 기록을 최소 3년간 보관할 수 있도록 발주자를 도와야 한다. 2) 관리자는 리스크 등록부를 공사장에서 지정된 사람과 관련 기관에서 쉽게 검토할 수 있도록 발주자를 도와야 한다. II. LTA 리스크 관리 기준 및 안전관리시스템 본 장에서는 싱가포르 건설공사에서 적용되는 있는 리스크 관리에 대하여 기술하고자 한다. I장에서 기술한 리스크 관리 실 무코드(WSH-Risk Management)를 기본으로 건설공사의 특수 성을 반영하여 싱가포르 LTA(Land Transport Authority, 국토 교통청)는 별도의 지침을 을 만들어 이를 건설공사에 적용하여 리스크 및 안전 관리를 철저하게 시행하고 있다. 1. LTA 리스크 관리(Risk Management-LTA General Specification) 시공자(Contractor)는 리스크 매트릭스를 사용하여 모든 안 전에 중요한 활동을 확인하고 각각의 활동에 대한 공법 설명서 (method statement)를 준비하고, 공사를 시작하기 전에 엔지니 어(Engineer, 감리자)가 승인하도록 해야 한다. 리스크 평가시 요구되는 위험요소의 발생가능성(Likelihood) 와 결과(Consequence)에 대한 평가등급과 설명은 다음 표에 나타나 있다.20 자연,터널 그리고 지하공간 특집 기술강좌: 지하터널공사 리스크 안전 관리 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 <표 7> 사고 빈도(발생가능성) Accident Frequency(LTA General Specification) Likelihood RatingDescription FrequentILikely to occur 12 times or more per year ProbableIILikely to occur 4 times per year OccasionalIIILikely to occur once a year RemoteIVLikely to occur once in 5 year project period ImprobableVUnlikely, but may exceptionally occur <표 8> 사고 심각도(결과) Accident Severity(LTA General Specification) Likelihood RatingDescription CatastrophicI ∙ Single or Multiple loss of life from injury or occupational disease, immediately or delayed; and/ or ∙ Loss of whole production for greater than 3 days and/ or ∙ Total loss in excess of $1 million CriticalII ∙ Reportable major injury1, occupational disease1 or dangerous occurrence; and/ or ∙ Damaged to works or plants causing delays of up to 3 days; and/ or ∙ Total loss in excess of $250,000 but up to $1 million MarginalIII ∙ Reportable injury2, occupational disease2; and/ or ∙ Damage to works or plants causing delays of up to 1 day; and/ or, ∙ Total loss in excess of $25,000 but up to $250,000 NegligibleIV ∙ Minor injury3, no lost time or person involved returns to work during the shift after treatment; and/ or ∙ Damage to works or plants does not cause significant delays; and/ or ∙ Total loss of up to $25,000 Note: (*) If more than one of the descriptions occurs, the severity rating would be increased to the next higher level. Applicable to item numbers 2 and 3 only. 1For man-days lost greater than 7 days 2For man-days lost greater than 4 to 7 days 3For man-days lost greater than 1 to 3 days <표 9> 리스크 매트릭스 Risk Matrix(LTA General Specification) Risk Category Accident Severity Category IIIIIIIV CatastrophicCriticalMarginalNegligible Accident Frequency Category IFrequentAAAB IIProbableAABC IIIOccasionalABCC IVRemoteBCCD VImprobableCCDD <표 10> 리스크 인덱스 정의 Definition of Risk Index(LTA General Specification) Risk Index DescriptionDefinition AIntolerable Risk shall be reduced by whatever means possible BUndesirable Risk shall only be accepted if further risk reduction is not practicable CTolerableRisk shall be accepted subject to demonstration that the level of risk is as low as reasonably practicable DAcceptable Risk is acceptableVol. 21, No. 3 21 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 관리 리스크 관리는 리스크 수준을 제어하여 영향을 완화하기 위 한 체계적인 접근법으로 리스크 관리 프로세스는 건설 공사가 항상 불확실성을 수반한다는 것을 의미하는 것으로, 건설공사의 성공적으로 완료되도록 리스크가 체계적으로 허용 가능한 수준 으로 감소되도록 하기 위한 절차이다. 리스크 관리는 그림 7에 서 보는 바와 같이 위험요소 식별, 리스크 평가, 리스크 컨트롤 및 리스크 모니터링의 연속적인 주기적 절차이다. 2. LTA 안전관리 시스템(Safety Management System) 2.1 PSR(Project Safety Review, 프로젝트 안전 검토 프로세스) PSR의 절차의 목적은 LTA 프로젝트에 대한 시공 설계 및 프 로젝트 관리에서의 리스크 식별 및 완화 원칙을 적용하기 위한 것이다. 타당성 단계부터 인수인계 단계까지 체계적인 리스크 관리 접근법을 적용하여, 모든 단계에서 위험요소를 식별하고 가능한 경우 제거해야 한다. 다음의 LTA 프로젝트는 PSR(Safe- to-Build) 프로세스의 적용을 받는다. • 모든 새로운 RTS(Rapid Transit System) 라인 • 기존 라인에 정거장 추가 건설 • 기존 라인의 확장 2.1.1 Safety Submission(안전 승인) 프로젝트의 모든 단계에서 안전관리에 대한 리포트를 작성하 고 이를 LTA에 제출하여 허가를 받아야 각 단계에서의 프로젝 <표 11> 리스크 평가 양식(Activity-Based Risk Assessment Form) F : Frequency(I=Frequent, II=Probable, III=Occasional, IV=Remote, V=Improbable) S : Severity(I=Catastrophic, II=Critical, III=Marginal, IV=Negligible) R : Risk Index(A=Intolerable, B=Undesirable, C=Tolerable, D=Acceptable) <그림 7> 리스크 관리 프로세스22 자연,터널 그리고 지하공간 특집 기술강좌: 지하터널공사 리스크 안전 관리 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 트의 승인을 받을 수 있도록 되어 있다. 그림 8에서 보는 바와 같이 안전 제출 승인의 종류는 타당성 조사단계(CFSS)에서부터 기본개념설계(CCSS), 상세설계단계(CDSS), 시공단계(CNSS) 및 인도단계(CHSS)로 구분되며, 각 단계별로 예상되는 소요시 간과 절차는 그림 9에 나타나 있다. 일반적으로 CDSS에 1달, CNSS에 두달 이상이 소요되므로 설계 및 시공단계에서 이에 대한 대비를 미리 고려하지 않으면 안 된다. 2.1.2 역할과 책임(Role and Responsibility) ▪ 리스크 관리자(Risk Management Facilitator, RMF) • 리스크 워크샵 진행 • 안전 승인 제출 준비 • 리스크 관리에 관리에 대한 외부 RMF와 연계 • 위험요소 식별 및 리스크 평가 방법론 교육 • 토목건설산업 경력 10년 이상(대형 철도 및/또는 도로사업 5년) ▪ 독립 검토자(Independent Reviewer) • 안전 승인 제출 검토에 있어 PSR 소위원회 지원 • 누락된 위험요소 식별 • 제안된 리스크 제어 조치의 충분성 검토 • 리스크 평가의 합리성 <그림 8> 안전 승인 종류 Types of Safety Submission <그림 9> 안전 승인 시간표 Timeline for Safety SubmissionVol. 21, No. 3 23 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 관리 2.2 AIP 프로세스(Approval-in-Principle) AIP 프로세스(그림 10)는 영국 고속도로국(UK Highways Agency) BD 2/02의 기술 승인제도를 도입하여 만들어 졌다. ACP 프로세스는 상세설계를 준비하기 전에 수행되는 추가 설 계 점검 레벨로, ACP 문서는 상세 설계에 대한 합의된 기준을 기록한다. AIP 프로세스에서는 시공중 더 안전하게 그리고 공용중 서비스 수준을 높일 수 있고, 건설 및 유지관리에서 경제적인 제안사항 에 대하여 더 큰 보장을 부여하는 것으로, 상세설계 전에 안전관 리 및 경제성 측면에서 다시 한 번 리뷰하는 프로세스라 할 수 있다. 2.3 설계 승인 및 감독(Design Approval and Supervisory Requirements) 건설공사의 설계승인 및 감독 프로세스(그림 11)는 BCA(Buil- ding & Construction Authority)가 규정한다. 건설공사의 관련 당사자의 역할은 다음과 같으며, 특히 지하 구조공사의 경우 설 계, 검토, 감독에는 특별한 자격을 갖춘 인력이 필요하다. • PE : 설계를 준비하는 전문 엔지니어(Professional Engineer) • AC : 설계 검토에 임명된 독립 인증 체커(Independent Accre- dited Checker) • BCA : 설계를 승인하는 정부 기관(Building Construction Authority) • QP(S) : 현장에서 작업을 감독하고 검사하기 위해 임명된 독 립된 감리팀 2.4 RMP(Risk Management Plan, 리스크 관리 계획) 시공자는 프로젝트 시작 시에 다음과 같은 항목과 함께 리스 크 관리 계획을 제출해야 한다. • 리스크 평가 계획(Risk Assessment Plan) • 시공 리스크 등록부(Construction Risk Register) • 안전, 보건 및 환경 관리 계획(Safety, Health and Environment Control Plan) • 프로젝트 품질 계획(Project Quality Plan) <그림 10> AIP 프로세스<그림 11> 설계 승인 및 감독24 자연,터널 그리고 지하공간 특집 기술강좌: 지하터널공사 리스크 안전 관리 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 • 핵심 공법 설명서(Key Method Statements) • 검사 및 시험 계획(Inspection and Test Plans) 각 공정에 앞서, 시공자는 특정 공정에 필요한 방법론과 자원 을 포함하는 세부 공법 설명서를 제출해야 한다. 공법 설명서에 따라 특정 공정과 관련된 특정 리스크 및 그에 상응하는 리스크 완화 조치를 포함하는 리스크 평가를 제출해야 한다. 2.5 리스크 관리 회의(Risk Management Meetings) 프로젝트의 진행에 따라 새로운 리스크를 고려하여 각 활동 과 관련된 리스크를 검토하기 위해 정기적인 회의를 개최한다. 프로젝트 기간 중 실시되는 회의의 종류는 다음과 같다. • 특정 공사 리스크 평가 워크샵 : 주요 업무 활동을 시작하기 전에 실시 • 공동 리스크 등록부 회의 : 월 단위로 실시 • 프로젝트 책임자의 최고 리스크 회의 검토 : 분기별로 실시 2.6 국제 자문단(International Panel of Advisors) LTA는 리스크 식별, 공사의 공학적 안전성 판단 및 실행 가 능한 잠재적 리스크 완화 조치를 권고하는 국제 자문단(회장 1명 및 위원 4명으로 구성)을 운영한다. 자문위원은 다양한 경험을 활용할 수 있도록 배경(컨설턴트, 시공자 또는 학계)과 지리적 위치(싱가포르, 아시아, 북아메리카, 유럽 등)를 바탕으로 선정 된다. 제5강을 마치면서 이상으로 싱가포르 보건안전위원회(WSH)와 국토교통청(LTA) 에서 제시한 건설공사에서 리스크 관리 실무지침과 리스크 안전 관리에 시방기준에 살펴보았다. 본 지침은 국제 리스크 관리기 준을 기본으로 하여 싱가포르에 적용하기 위하여 관련 내용을 수정 보안한 개선된 리스트 관리 지침이라고 할 수 있다. 현재 싱가포르에서는 모든 건설공사에서의 안전이슈를 중점 적으로 관리하고 있으며, 안전관리에 있어 리스크 관리를 의무 적으로 적용하고 있다. 특히 프로젝트의 타당성 조사 단계에서 부터 설계 및 시공 단계를 거쳐 최종 유지관리단계에 이르기까 지 프로젝트 의 전 단계에서 안전관리를 철저하게 분석하고 검 토하도록 하고 있다. 일반적으로 안전문제는 시공상의 문제로 인식하고 있는 국내 건설공사와 크게 대비되는 부분이라 할 수 있다. 특히 PSR 프로세스는 설계자가 직접 리스크 평가하여 안전 관리 보고서(CDSS)를 작성하게 하고, 이를 시공자가 검토한 안 전관리 보고서(CNSS)와 상호 비교 분석하여, 그 결과를 발주처 에서 제출하여 최종적으로 BCA(건설청)의 승인을 받는 프로세 스는 가장 엄격하고 까다로운 안전관리 프로세스이다. 이는 건 설공사에 있어 안전사고로 인한 인명손실, 공기 및 공사비 손실 문제가 가장 중요한 것으로 인식되고, 이를 체계적으로 관리하 기 위한 국가적인 노력과 함께 발주자, 설계자, 시공자 및 감리 자 모두에게 책임과 역할을 정확하게 부담시킴으로서 실제적인 리스크 및 안전관리가 이루어지도록 노력하고 있다. 최근 국내에서도 GTX 개발사업, 민가투자철도사업, 도시철 도사업 등 대심도 지하프로젝트가 활발히 진행되고 있다. 도심 대심도 지하는 지질, 지반, 지하수 등 불확실성의 요소가 많을 뿐만 아니라 지상 기존 건물과 인프라 시설의 안정성 문제, 도심 지 주민의 엄청한 민원 문제 그리고 터널굴착에 따른 환경 영향 문제 등을 가지고 있다. 이러한 문제에 대처하는 가장 효율적이 고 중요한 방법은 지하 안전과 환경에 대한 정량적인 리스크 평 가와 선진적인 리스크 관리기법을 도입하여, 프로젝트 전 단계 에서 이를 적용하여 그 결과를 공유하는 것이라 생각한다. 대심도 도심지 지하공사에서의 안전문제는 이제 단순히 기술 자들의 공학적 검토 대상이 아닌 제3 당사자(Third Party)를 포 함한 프로젝트의 관련자들 모두의 고민이자 숙다. 이를 합리적 으로 해결하기 위해서는 공인된 기준과 툴이 만들어져야 하며, 또한 국내 터널공사를 포함한 지하공사에서 실무적으로 적용가 능하며, 합리적으로 이용가능한 기준이 조속히 구축되어야 한다.Vol. 21, No. 3 25 제5강. 싱가포르 지하공사 리스크 안전 관리 참고문헌 1. 지하공사에서의 프로젝트 리스크 및 안전관리 시스템, 2017, 한국프로젝트경영협회 2017 PM 심포지엄. 2. 선진국형 터널공사 건설시스템, 2018, KTA 정책연구보고서, 한국터널지하공학회. 3. 선진국 지하대심도 개발에서의 핵심이슈와 대책, 2019, 지하 대심도 건설기술세미나. 4. AS/NZS 4360:2004, Risk Management(Standards Aust- ralia) . 5. BS 31100:2008, Risk Management - Code of Practice (BSI) . 6. Identifying Hazards in the Workplace - A Guide for Hazards in the Workplace(Australia Comcare) . 7. ISO 31000: 2009 Risk Management - Principles and guidelines on Implementation . 8. ISO/IEC Guide 73:2009, Risk Management Vocabulary. 9. Workplace Safety and Health(Risk Management) Regu- lations. 10. WSH Risk Management: Risk Assessment Guidelines (MOM). 11. CP 79: 1999 : Code of Practice for Safety Management System for Construction Worksites. 12. LTA General Specification Appendix A . 13. Construction Safety Handbook, LTA, 2012. 14. Managing Safety and Risks in Singapore Mass Rapid Transit Projects, LTA. [본 기사는 저자 개인의 의견이며 한국터널지하공간학회의 공식입장과는 무관합니다.]26 자연,터널 그리고 지하공간 특집기사 1. 개 요 1.1 다중팽창형 급속시공 록볼트의 정의 및 기능발현 1.1.1 록볼트 정의 다중팽창형 급속시공 록볼트는 팽창형 록볼트로서 동 시에 다수개가 급속시공 될 수 있는 록볼트를 의미한다. 다중팽창형 급속시공 록볼트는 5공 이상의 천공공에서 거 의 동시에 1초 미만의 시간 내 정착이 가능하므로 이론적 인 아칭효과에 보다 근접한 록볼트의 기능발휘가 가능하 다. 본 원고에서 다중팽창형 급속시공 록볼트의 실용화를 위한 사전연구 결과를 소개하고자 한다. 1.1.2 록볼트 기능발현 원리 및 시스템 가. 록볼트 기능발현 원리 다중팽창형 급속시공 록볼트의 기능발현은 플라즈마 발현방식에 기초한다. (1) 플라즈마 이론 물질의 상태는 고체, 액체, 기체 플라즈마의 네 가지 상태 로 나눌 수 있다. 기체 상태에 있던 물질에 충분한 에너지 가 공급되면 기체들이 매우 높은 에너지를 가지고 충돌하 게 된다. 이때 공급되는 에너지가 이온화 에너지보다 더 높아지면 원자-분자결합의 전자가 원자로부터 떨어져 나 오게 된다. 전자가 떨어진 원자-분자결합은 이온이 되고 이를 이온화라고 한다. 이와 같이 전자와 이온이 서로 분 리되어 있는 상태를 플라즈마 상태라고 한다. (2) 플라즈마 내의 화학반응 플라즈마 내의 화학반응은 균일반응과 불균일반응으로 나누어진다. 기체 상태에서 전자와 기체 분자/원자와의 충돌 그리고 기체 원자나 분자간 충돌에 의해 생기는 화 학반응은 균일반응에 해당하고, 플라즈마와 접촉하고 있 는 고체표면이나 액체와 입자들의 화학반응은 불균일반 응에 해당한다. 플라즈마 내의 전자들은 전기장으로부터 에너지를 얻어서 이온화와 해리 등으로 플라즈마를 만들 고 유지시킨다. 전자에서 원자/분자로 에너지 전달은 주 로 비탄성 충돌에 의해 이루어진다. 나. 록볼트 기능발현 기구의 강구 다중 팽창형 급속시공 록볼트의 기능발현을 현실화하 기 위한 기구는 다음과 같은 논의에 기초하여 강구되었다. (1) 플라즈마 발생시스템 사례 플라즈마 발생시스템의 예로 플라즈마 암반 파쇄기는 전 기에너지를 고전압 전원부에 의해 고압으로 변환시켜 콘 덴서(capacitor)에 충전 후 의사방전스위치를 통해 일시 에 방전시켜 고전압과 대전류로 변환된 전기에너지를 생 성한다. 변환된 전기에너지는 동축케이블을 따라 전극선 말단의 전극사이에서 아크를 발생시키고, 고온, 고압의 플라즈마 전리현상이 일어난다. 이 전리현상은 화약발파 다중팽창형 급속시공 록볼트개발 굴착 및 지보 기술위원회Vol. 21, No. 3 27 에서의 폭굉파에 비교할 수 있을 정도의 순간적인 충격파 를 발생시키며 이를 통해 암반 균열의 발생 및 확장을 유 도하여 암반파쇄에 이르게 된다. (2) 플라즈마 발생시스템 고안 록볼트의 동적팽창을 위한 플라즈마 발생시스템 강구에 있어서 키포인트는 전기에너지 흐름이 록볼트 팽창부 전 체에서 이루어져야하며 콘덴서 충전용량의 확대도 고려 되어야 한다는 점이다. 따라서 뇌관을 이용하는 방법이 아니라 전기에너지 흐름 유도방식의 반응유발 방법과 록 볼트 내 누전이 간단한 부품적 구성으로 차단될 수 있는 아이디어 강구가 선행되어야 하였다. 다. 동적팽창을 위한 록볼트 시스템 동적팽창과 이러한 반응이 동시 다발적으로 발생하기 위해서는 반응속도가 1초 이내에 유발되며 반응유발 방법 도 동시적으로 복수 개소에서 가능해야한다. (1) 동적팽창 발생 메카니즘 전력충격기를 이용하여 고압전류의 순간방전 에너지를 팽창용 반응재 내부에 삽입된 전극셀에 주입시키면 전기 에너지 흐름이 유발되고 이로 인해 촉매제인 일정량의 금 속혼합물이 테르밋 반응을 일으키게 된다. 이를 통하여 고온 하의 이온화 반응과 가스압 발생에 의한 순간적인 열팽창 에너지가 록볼트를 순간적으로 팽창시킨다. 전기 에너지에 의한 반응이 1초 미만에 완료되므로 록볼트 팽 창과정은 고속카메라로 확인이 가능하다. (2) 록볼트의 주요 구조 록볼트의 기본적인 구조는 Swellex 록볼트처럼 팽창부를 가지게 되며 팽창부 내부에 팽창 반응재가 삽입되며, 록 볼트의 두부는 전기적인 누전을 방지하고 복수개의 동시 다발적 반응을 위해 플러그 접합방식의 구조를 가지도록 강구되었다. 제작공정 및 세부 구조에 대해서는 2장에서 기술한다. (3) 록볼트 시스템 복수 개의 동시 정착과 동적팽창이 가능한 록볼트 시스템 은 상기한 바와 같은 동적 팽창 메카니즘과 이것을 구현 할 수 있는 록볼트의 구성 요소를 갖추어야 한다. 전기적 연결에 의한 순간적인 반응 유발과 주변 암반에 피해를 야기하지 않는 동적팽창이 가능한 시스템을 필요로 한다. 전기적 연결에 의한 반응 메카니즘은 고전압 방전기와 전 기흐름의 연속성을 확보하기 위한 전극셀을 활용함으로 써 가능하게 되었고 안전한 범위 내의 동적팽창은 제한적 인 촉매제 사용으로 가능하였다. 동적팽창에 대한 검증은 현장시험에서 진동 계측치가 0.1kine 미만 (최단 이격거 리 50cm 이하) 임을 실험적으로 확인함으로써 확증할 수 있었다. 2. 록볼트 동적 특성분석 및 현장시험 2.1 동적인장시험 및 동적팽창해석 2.1.1 록볼트 강재 동적인장시험 플라즈마 현상 등을 활용하는 동적팽창 전면마찰형 록 볼트는 기존에 존재하는 록볼트와 다른 동적인 역학적 상 태에서 기능을 발휘하기 때문에 재료역학적 측면에서의 검토가 필요하였고 이를 위해 홉킨스바를 활용한 동적인 장시험을 수행하였다. 가. 시험 장비 및 시편제작 (1) 시험 장비 ∙ 고속하중 및 고변형률속도에서의 철강재료에 대한 인 장파괴시험을 수행하기 위하여 동적 인장시험용 홉킨 스 바(Split Hopkinson Tension Bar) 시스템을 설계 하였다. ∙ Incident bar 및 Transmitted bar 각각의 한쪽 끝부 분은 강철 시편을 고정하기 위하여 Specimen holderNext >