산업안전지도사 2016년 2차 논술문제(개인적인 답안)

1. 굳지 않은 콘크리트에서 물-결합재비와 물-시멘트비의 정의를 쓰시오. 

• 물 시멘트비
  • 굳지않은 콘크리트 또는 모르타르에 포함된 시멘트 페이스트 내의 물의 질량과 시멘트만의 질량에 대한 백분율을 의미
• 물 결합재비
  • 굳지 않은 콘크리트 또는 모르타르에 포함된 물의 질량과 시멘트 및 플라이애시, 고로슬래그 미분말, 실리카퓸 등 시멘트의 수화반응에 기여하는 혼화재를 모두 합한 총 결합재의 질량에 대한 백분율을 의미

2. 흙의 다짐 시 영공기간극곡선(zero air void curve)이 형성되는 조건과 구성요소 2가지를 쓰시오. 

• 형성 조건
  • 영공기간극곡선은 주어진 다음 에너지로 흙을 다질 때, 흙 입자 사이의 간극에 존재하는 공기가 100% 배출되어 간극이 오직 물로만 채워진 이상적인 상태를 가정하는 곡선
• 구성요소 2가지
  • 함수비
    • 흙의 전체 중량에 대한 물의 중량비를 백분율로 나타낸 값
  • 건조단위중량
    • 흙의 전체 부피에 대한 흙 입자만의 중량을 의미

3. 배수형식에 따른 배수형 터널과 비배수형 터널의 적용조건을 모두 쓰시오. 

• 배수형 터널
  • 주변 지역의 지하수위 저하가 인근 구조물이나 환경에 큰 영향을 미치지 않는 산악 지역 또는 비도시 지역
  • 초기 건설비용의 최소화가 프로젝트의 중요한 목표일 경우
  • 배수 시설의 지속적인 점검 및 보수 등 유지관리가 용이한 경우
• 비배수형 터널
  • 지하수위 저하가 주변 건물의 침하나 우물 고갈 등 심각한 환경문제를 야기할 수 있는 고밀도 도심지
  • 터널 구조물의 안정성이 최우선으로 요구되는 하저 또는 해저 터널
  • 생태계 보전이 중요한 환경보호구역이나 상수원 보호구역
  • 장기간 유지관리 비용을 최소화하고 싶은 경우

구분	배수형 터널	비배수형 터널
원리	지하수 유입 허용 및 외부 배수	지하수 유입 원천 차단 (방수)
주요 적용 지역	산악 지역, 지하수위 변동에 민감하지 않은 지역	도심지, 하저/해저, 환경보호구역
구조적 특징	라이닝에 수압 미고려, 상대적으로 얇은 구조	완전 정수압 고려, 두껍고 강한 방수/수밀 구조
초기 건설비	저렴 (Low)	고가 (High)
유지관리비	지속적 발생 (배수시설 점검, 보수, 펌프 운영비)	거의 없음 (단, 방수층 파손 시 보수가 매우 어려움)
장점	경제적인 초기 투자, 검증된 시공 기술	주변 환경 영향 최소화, 유지관리 부담 적음
단점	주변 지하수위 저하, 유지관리 부담, 배수기능 상실 시 구조적 위험	높은 공사비, 완벽한 방수 시공의 어려움

4. 터널이나 비탈면 등을 보장하는 볼트(rock bolt)를 설치했을 때 록볼트가 어떤 작용을 하는지 기능 5가지를 쓰시오. 

• 봉합 작용
• 보형성 작용
• 내압 및 아치 형성 작용
• 보강 작용
• 전단 저항 효과

5. 구조물의 강도와 하중관계식을 참고하여 다음 용어의 정의를 쓰시오.
1) 공칭강도(Rn)

• 관련 설계 기준에 명시된 규정의 가정에 따라, 재료의 공칭 강도를 사용하여 계산된 부재 또는 단면의 이론적인 최대 강도

2) 설계강도(Rd)

• 공칭강도에 강도감소계수를 곱하여 산정한 실제 설계에서 신뢰할 수 ㅇ있는 부재의 저항 강도

3) 소요강도(U)

• 구조물 또는 부재가 고정하중, 활하중 등 예상되는 모든 사용하중을 안전하게 지지하기 위해 반드시 확보해야 하는 최소한의 강도

4) 강도감소계수(p)

• 설계강도를 계산하기 위해 공칭강도에 곱하는 안전계수로 항상 1보다 작은 값을 가짐
• 재료의 실제 강도가 공칭 강도보다 작을 가능성
• 부재의 제작 및 시공 시 발생할 수 있는 오차
• 설계 계산에 사용된 가정과 실제 거동의 차이 보정
• 특히 충분한 변형을 사전 경고를 주는 연상파괴에는 비교적 큰 값을 갑작스럽게 파괴하는 취성파괴에는 작은 값을 적용하여 파괴모드의 위험성을 설계에 반영

5) 하중계수(Υi)

• 소요강도를 계산하기 위해 각종 사용하중에 곱하는 안전계수로 일반적으로 1보다 큰 값을 가짐
• 구조물의 수명 동안 실제 작용하는 하중이 설계 시 가정한 하중을 초과할 가능성
• 하중의 크기가 분포 예측의 불확실성
• 하중을 구조해석 모델의 단면력으로 변환하는 과정에서 오차 등을 보정하기 위해 도입

6. 작업발판 일체형 거푸집의 종류와 조립 • 이동 • 양중• 해체 등의 작업 시 필요한 안전조치를 쓰시오.

• 종류
  • 갱폼
  • 슬립폼
  • 클라이밍폼
  • 터널 라이닝 폼
• 안전조치
  • 공동안전조치
    • 사전 계획 수립
    • 작업자 교육 및 통제
    • 악천후 시 작업 중지
    • 개인보호구 착용
  • 조립 및 설치 작업
    • 부재 상태 확인
    • 견고한 연결
    • 안전한 이동통로 확보
  • 이동 양중 및 해체 작업
    • 작업 순서 준수
    • 탑승 절대 금지
    • 신호체계 확립
    • 지지 및 고정 철물 관리

7. 지하철 및 터널공사의 수직구 작업시 위험성 평가방법을 활용한 공정별 위험요인(작업방법 및 기계장비)을 쓰시오.

• 굴착
  • 천공
    • 위험요인 
      • 착암기의 기계적 결함으로 인한 오작동
      • 천공 시 불발된 잔류 화약 접촉으로 인한 폭발
      • 작업대 붕괴 또는 작업자 추락
    • 안전대책
      • 작업 전 착암기, 작업대, 가시설 등 장비 점검 철저
      • 천공 전 막장면을 면밀히 확인하여 불발공 유무 확인 및 제거
      • 작업발판 및 안전난간 설치, 안전대 착용 및 부착설비 확보
  • 발파
    • 위험요인 
      • 장악 및 결선 오류로 인한 불발 또는 조발
      • 발파 비산석에 의한 인명 및 장비 피해
      • 발파 후 유해가시 잔류로 인한 질식
      • 발파 진동으로 인한 주변 지반 이완 및 붕괴
    • 안전대책
      • 유자격자에 의한 장약 및 결선, 전기뇌관 저항 측정
      • 안전한 대피거리 확보 및 출입 통제, 방호시설 설치
      • 발파 후 최소 30분 이상 강제 환기 실시 후 가스농도 측정
      • 시험 발파를 통해 적정 장약량 산정, 계측 관리 실시
• 버력처리
  • 상차 및 운반
    • 위험요인
      • 굴착 장비(크람쉘 등) 버킷과 작업자 또는 장비의 충돌
      • 굴착면의 뜬돌(부석) 낙하로 인한 하부 작업자 상해
      • 버력 반출용 수직구 하부로 버력 또는 공구 낙하
      • 버력 운반 차량의 전도 또는 충돌
    • 안전대책
      • 상·하부 작업자 간 명확한 신호체계 수립 및 유도자 배치
      • 버력 상차 전 굴착면의 뜬돌을 선제적으로 제거
      • 수직구 하부 접근금지 조치 및 낙하물 방지망 설치
      • 운반로 정비, 운행 속도 제한, 안전표지판 설치
• 지보공 설치
  • 숏크리트 타설
    • 위험요인
      • 숏크리트 분진 흡입으로 인한 진폐증 등 직업병
      • 고압 분사에 따른 반발(리바운드) 골재에 맞음
      • 뿜어붙이기 기계의 고장 및 호스 파손
    • 안전대책
      • 방진마스크, 보안경 등 개인보호구 지급 및 착용 확인
      • 작업자 외 출입 통제 및 적정 이격거리 유지
      • 작업 전 장비 점검, 노즐 분사 압력(2~3 kgf/㎠) 준수
  • 록볼트/강지보 설치
    • 위험요인
      • 고소 작업 중 작업대에서 추락
      • 지보 부재(록볼트, 강재 등) 인양 중 낙하
      • 지보공 설치 지연으로 인한 막장면 붕괴
    • 안전대책
      • 견고한 구조의 작업발판 설치 및 안전난간, 안전대 사용
      • 자재 인양 전용 줄걸이 사용 및 하부 출입 통제
      • 굴착 후 지체 없이 신속하게 지보공을 설치하는 원칙 준수
• 공통 관리
  • 환기, 배수 등
    • 위험요인
      •  수직구 내부 산소결핍 또는 유해가스 체류로 인한 질식
      • 수직구 개구부 주변 작업자 추락
      • 다량의 용수 유출로 인한 수직구 붕괴
    • 안전대책
      • 강제 환기설비 설치 및 작업 중 상시 가동, 가스농도 주기적 측정
      • 수직구 상부 개구부에 견고한 덮개 또는 안전난간 설치
      • 배수펌프 설치 및 비상 전원 확보, 지질조사 기반의 배수계획 수립

 

8. 지하철 공사장과 같은 밀예된 지하공간에서 금속의 용접• 용단 또는 가열작업 중 발생 가능한 화재 및 폭발사고의 원인과 안전대책을 쓰시오. 

• 화재 및 폭발사고의 원인
  • 점화원의 존재
    • 직접적 점화원: 용접 아크(수천 ℃), 가스 용단의 불꽃, 절단 시 발생하는 고온의 용융 금속 등은 직접적인 발화원이다.  
    • 간접적 점화원: 작업 시 발생하는 비산 불티(1,600℃ 이상)는 최대 수평 11m까지 날아가 단열재나 먼지 틈새에 쌓여 인지하지 못하는 사이 축열에 의해 화재를 일으키는 주된 원인이 된다. 또한, 전기 용접기의 절연 불량으로 인한 스파크나 정전기도 점화원이 될 수 있다.
  • 가연물의 존재
    • 가연성 가스 및 유증기: 작업에 사용되는 LPG, 아세틸렌 등 연료가스의 누출, 인화성 도료나 유류에서 발생하는 유증기가 환기가 불량한 지하공간에 체류하여 폭발성 분위기를 형성한다.
    • 고체 가연물: 공사 자재인 우레탄폼 단열재, 스티로폼, 목재, 케이블 피복, 방수시트 등은 불티에 의해 쉽게 착화되고, 연소 시 다량의 유독가스를 발생시킨다. 기름 묻은 걸레나 폐기물 등도 위험한 가연물이다.
  • 산소의 공급
    • 기 중 산소: 대기 중에는 약 21%의 산소가 존재하여 연소를 지원한다.
    • 산소 과잉 상태: 가장 위험한 상황으로, 환기를 위해 공기 대신 산소를 사용하거나, 산소 용기 또는 호스에서 산소가 누출되어 국소적으로 산소 농도가 23.5% 이상이 되면 물질의 발화점이 급격히 낮아지고 연소 속도가 폭발적으로 증가하여 대형 화재·폭발로 이어진다.
• 화재 및 폭발사고 안전대책
  • 관리적 대책 (Administrative Controls):
    • 화기작업허가서(Hot Work Permit) 제도 운영: 안전관리의 핵심으로, 작업 전 ①가스농도 측정 결과, ②작업장 주변 가연물 제거 및 방호 조치, ③소화기 비치, ④화재감시인 배치, ⑤환기설비 가동 상태 등 모든 안전 요구사항이 충족되었음을 관리자가 서면으로 확인하고 승인한 후에만 작업을 허가하는 제도이다.
    • 화재감시인 지정 및 배치: 화기작업 장소 인근에 화재감시인을 상시 배치하여 불티의 비산 여부를 감시하고, 이상 발생 시 즉시 작업을 중단시키며, 초기 소화를 담당하도록 한다. 화재감시인은 작업 종료 후에도 최소 30분 이상 현장에 남아 잔류 불씨가 없는지 확인해야 한다.
  • 기술적/공학적 대책 (Engineering Controls):
    • 가연물 제거 및 격리: 작업 지점 반경 11m 이내의 모든 가연성 물질은 안전한 장소로 이동시킨다. 이동이 불가능한 고정된 가연물(케이블, 단열재 등)은 불연성 재질의 방염시트나 덮개로 완벽하게 덮어 불티가 닿지 않도록 방호 조치를 해야 한다.
    • 지속적인 환기 실시: 작업 전부터 작업이 완전히 종료될 때까지 대용량 송풍기 등을 이용해 강제 환기를 실시하여, 가연성 가스나 유증기가 체류하지 않도록 하고 신선한 공기를 공급한다. 어떠한 경우에도 환기 목적으로 순수 산소를 사용해서는 절대 안 된다.
    • 가스 농도 상시 측정: 작업 시작 전, 작업 중 주기적으로 휴대용 복합가스농도측정기를 이용하여 ①산소 농도(18% 이상 ~ 23.5% 미만), ②가연성 가스 농도(폭발하한계(LEL)의 10% 미만), ③유해가스(일산화탄소 등) 농도를 측정하여 안전한 상태인지 확인한다.
  • 작업 절차 및 장비 관리:
    • 초기 소화설비 비치: 작업장 주위에는 즉시 사용 가능한 대용량 분말소화기나 소화용수 등을 비치한다.
    • 장비 안전 점검: 가스 용기, 압력조정기, 호스 등의 연결부에서 가스 누출이 없는지 비눗물 등으로 수시 점검하고, 전기용접기에는 반드시 자동전격방지기를 설치하고 외함 접지를 실시한다.
    • 작업자 보호 및 비상 대응: 작업자는 내열성 보호복, 보안경 등 적절한 개인보호구를 착용한다. 밀폐공간 외부에는 감시인을 배치하고, 비상 상황 발생 시 즉시 구조 활동을 할 수 있도록 공기호흡기, 통신장비, 구조용 로프 등을 비치한다.

9. 건설현장의 가설공사와 관련하여 다음 사항을 쓰시오. 

1) 가설구조물의 특징

• 구조적 취약성: 본 공사의 하중을 일시적으로 지지하는 역할을 하지만, 신속한 설치와 해체를 위해 연결재의 수가 최소화되고, 부재 간 접합부가 핀이나 클램프 등 단순한 형태로 이루어져 구조적으로 취약한 경우가 많다.  
• 재료의 품질 저하: 반복적인 재사용으로 인해 부재에 변형, 부식, 마모, 균열 등 결함이 발생하기 쉽다. 또한, 비용 절감을 위해 검증되지 않은 비표준 부재나 과소 단면의 재료를 사용하려는 경향이 있다.  
• 설계 및 시공의 정밀도 부족: '임시로 사용하고 해체한다'는 인식 때문에 영구 구조물에 비해 구조 계산이 생략되거나, 비전문가에 의해 시공되는 등 설계와 조립의 정밀도가 현저히 떨어진다.  
• 다양한 하중에 노출: 시공 중 자재 적재, 장비 이동, 작업자의 활동 등 예측하기 어려운 동적 하중과 충격 하중에 노출되며, 풍하중이나 폭설 등 기상 변화에도 직접적인 영향을 받는다.

2) 가설구조물의 문제점

• 중대재해의 직접적 원인: 가설구조물의 붕괴나 도괴(倒壞)는 다수의 사상자를 동시에 발생시키는 중대산업재해로 직결된다. 또한, 작업발판의 탈락이나 안전난간 미설치는 추락 재해의, 자재나 공구의 낙하는 낙하물 재해의 직접적인 원인이 된다.  
• 요구조건의 상충 문제: 가설구조물에는 안전성(Safety), 작업성(Workability), 경제성(Economy)이라는 세 가지 상충되는 요건이 동시에 요구된다. 안전성을 높이기 위해 튼튼한 자재를 촘촘히 설치하면 작업 공간이 협소해져 작업성이 떨어지고 비용이 증가한다. 반대로, 경제성을 최우선으로 추구하여 비용을 절감하면 부실한 자재 사용과 부재 생략으로 이어져 안전성이 심각하게 저해된다. 현실적으로 많은 현장에서 경제성의 논리가 안전성을 압도하는 경향이 있으며, 이것이 가설공사 재해의 근본적인 원인으로 작용한다.

3) 가설공사의 일반적 안전수칙

• 설계 및 계획 단계
  • 모든 가설구조물은 하중조건, 지반상태 등을 고려한 구조계산서에 의해 안전성이 검토된 도면에 따라 설치해야 한다.  
  • 조립, 사용, 해체 시의 작업 절차와 순서를 포함한 작업계획서를 사전에 작성하고 작업자에게 교육해야 한다.
• 재료의 선정 및 관리
  • 산업안전보건법에 따른 안전인증(KCs)을 받은 표준 부재를 사용해야 한다.
  • 사용 전 모든 부재의 변형, 부식, 손상 여부를 점검하고, 불량 자재는 즉시 현장에서 반출하여 사용을 금지해야 한다.  
• 설치 및 조립
  • 기초: 가설구조물의 기초는 지반의 침하를 방지하기 위해 단단한 지면에 설치하고, 필요시 깔목이나 콘크리트 기초 등으로 보강해야 한다.
  • 주요 부재: 수직재, 수평재, 가새 등 구조물의 안정성에 필수적인 부재를 도면에 따라 빠짐없이 설치해야 한다.
  • 연결: 부재 간 연결부는 전용 연결핀, 클램프 등 지정된 철물을 사용하여 견고하게 고정하고, 이완되지 않도록 수시로 점검해야 한다.
  • 추락 및 낙하 방지: 작업발판은 틈새 없이 전면에 걸쳐 설치하고, 폭 40 cm 이상을 확보한다. 작업발판의 끝이나 개구부 등 추락 위험이 있는 모든 장소에는 관련 기준에 따라 상부난간대, 중간난간대, 발끝막이판으로 구성된 안전난간을 견고하게 설치해야 한다.  
• 사용 및 유지관리
  • 가설구조물의 вид에 최대 적재하중을 명확히 표시하고, 작업자들이 이를 초과하여 자재나 장비를 적재하지 않도록 관리·감독해야 한다.
  • 조립 후, 악천후(강풍, 폭우 등) 후, 그리고 작업 재개 전에는 관리감독자가 구조물의 이상 유무를 반드시 점검해야 한다.