산업안전지도사 2021년 2차 논술문제(개인적인 답안)

1. 원지반의 굴착 또는 절토작업 시 토량의 변화를 평가하는 토량변화율에 대한 팽창률(L), 압축률(C)과 토량환산계수(f)를 설명하시오. 

• 토량의 세가지 기본 상태
  • 자연상태: 굴착 전, 원지반의 원래 상태로 존재하는 흙의 부피
  • 흐트러진 상태: 흙 구조가 파괴되고 입자 간 공극이 증가한 상태이며 이를 팽창(Swelling), 부풀음(Bulking)으로 지칭
  • 다져진상태: 장비를 이용하여 공극을 감소시킨 상태
• 팽창률(Swell Factor, L): 자연상태의 흙을 성토 부지에서 다졌을때의 부피 변화 비율을 나타냄
  • 정의: 흐트러진 상태의 부피를 자연상태의 부피로 나눈값
  • 특성: 굴착은 항상 흙의 부피를 증가시키므로 값은 항상 1보다 큼!
  • 적용: 굴착량 산정, 덤프트럭과 같은 운반 장비 계산, 야적장의 부피 산정
• 압축률 (Compaction Factor, C): 압축률은 자연 상태의 흙을 성토 부지에서 다졌을 때의 부피변화
  • 정의: 압축률은 다져진 상태의 부피를 자연상태의 부피로 나눈 값
  • 특성: 대부분의 토사는 원지반 상태보다 더 조밀하게 다져지므로 일만적으로 1보다 작다. 다만, 초기 밀도가 매우 높은 암석 재료를 성토하는 경우 1을 초과할 수 있음
• 토량환산계수(Soil Convension Factor, f): 건설 수량 산출 공식에서 한 상태의 토량을 다른 상태의 토량으로 변환
  
  • 자연상태 → 흐트러진 상태: 절토량으로부터 운반량 결정 시
  • 흐트러진 상태 → 자연 상태: 야적장이나 트럭에 적재된 토량으로부터 원래 원지반의 토량을 산출할 때
  • 자연 상태 → 다져진 상태: 알려진 절토량으로 얻을 수 있는 최종 다짐 부피를 결정
  • 다져진 상태 → 자연상태: 주어진 다짐 성토량을 만들기 위해 얼마나 많은 자연의 흙이 필요한지를 결정할때
  • 흐트러진 상태 → 다져진 상태: 알려진 부피의 흐트러진 상태 토취장 재료로 부터 얻을 수 있는 최종 다짐 부피 계산

2. 절토면에 설치되는 기대기(계단식)옹벽의 안정조건 5가지를 쓰시오. 

• 전체 사면 안정성(Global Slope Stability): 기대기 옹벽의 안정성 검토에서 가장 중요하고 우선시되어야 하는 항목이다. 옹벽 자체뿐만 아니라 옹벽이 지지하는 배후 사면 전체가 깊은 파괴면(Deep-seated failure surface)을 따라 발생하는 활동이나 전도에 대해 안정해야 한다. 파괴면은 옹벽의 기초보다 훨씬 깊은 곳을 통과할 수 있으므로, 옹벽을 포함한 전체 시스템의 안정성 해석이 필수적이다.
• 외적 안정성(External Stability): 옹벽을 하나의 강체(rigid body)로 간주하여 외부 하중에 대한 저항 능력을 평가한다. 이는 전통적인 중력식 옹벽의 안정 검토와 유사하다.
  • 활동 (Sliding): 옹벽 저판과 기초 지반 사이의 마찰 저항력이 배후 토압에 의한 수평력보다 커야 한다.
  • 전도 (Overturning): 옹벽의 자중에 의한 저항 모멘트가 토압에 의한 전도 모멘트보다 커야 한다.
  • 지지력 (Bearing Capacity): 옹벽 기초가 지반에 가하는 압력이 지반의 허용 지지력을 초과해서는 안 된다.
• 내적 안정성(Internal Stability): 옹벽 구조체 자체가 내부에서 발생하는 응력(전단력 및 휨 모멘트)을 안전하게 견딜 수 있어야 한다. 과도한 균열, 변형, 또는 재료의 파괴가 발생하지 않도록 구조적으로 건전해야 한다.
• 장기 내구성(Long-Term Durability): 옹벽을 구성하는 콘크리트와 철근 등의 재료는 설계 수명 동안 환경적 요인에 의한 성능 저하 없이 구조적 기능을 유지할 수 있어야 한다.
• 배수 처리(Proper Drainage): 옹벽 배면에 지하수가 축적되어 정수압이 발생하는 것을 방지하기 위해 적절한 배수 시설(배수공, 배수층 등)을 설치해야 한다. 배수 불량은 옹벽에 작용하는 하중을 급격히 증가시켜 안정성을 심각하게 위협하는 주요 원인이 된다.

3. 터널 콘크리트 라이닝의 구조적 역할(기능) 5가지를 쓰시오.

• 장기적 구조 지지 및 하중 분담 (역학적 기능): 라이닝은 시간이 지남에 따라 발생할 수 있는 지반 이완이나 1차 지보재의 성능 저하에 대비하여, 지반 하중과 수압의 일부를 영구적으로 지지하는 역할을 한다. 견고한 아치 구조를 형성하여 하중을 효과적으로 분산시키고, 장기적인 지반 변형을 억제하며 추가적인 안전율을 확보한다.  
• 방수 및 수압 저항 (내압기능/수밀성): 특히 지하수위가 높은 지역이나 하저 터널과 같이 외부 수압이 강하게 작용하는 비배수형 터널에서, 라이닝은 지하수의 터널 내 유입을 차단하는 핵심적인 방수 기능을 수행한다. 이를 통해 터널 내부 시설을 보호하고 구조물의 안정성을 유지한다.  
• 내구성 확보 및 1차 지보재 보호 (내구성 확보): 라이닝은 외부 환경으로부터 1차 지보 시스템(강지보재, 록볼트, 숏크리트 등)과 암반 자체를 보호하는 영구적인 방호벽 역할을 한다. 풍화, 부식, 화학적 침식 등으로부터 내부 구조를 보호하여 터널의 설계 수명 동안 그 기능이 유지되도록 보장한다.  
• 기능적 내공 단면 제공 및 시설물 지지 (미관유지/시설 지지): 라이닝의 매끄러운 내벽은 차량이나 열차 주행 시 공기 저항을 감소시키고 환기 효율을 높인다. 또한, 조명, 환기 팬, 전력 케이블, 소화 설비 등 터널 운영에 필수적인 각종 시설물을 안전하게 부착할 수 있는 기반을 제공하며, 쾌적하고 정돈된 미관을 형성한다.  
• 안전, 점검 및 유지관리 기능 (점검 및 보수 관리): 라이닝은 터널의 정기적인 안전 점검과 보수 작업을 위한 안전하고 접근 가능한 작업 공간을 제공한다. 밝은 색상의 매끄러운 표면은 균열, 박리, 누수 등 구조적 또는 수리적 문제의 징후를 조기에 발견하는 데 도움을 주어 선제적인 유지관리를 가능하게 한다.  

4. GHS(Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals)의 경고표지 구성요소 5가지만 쓰시오. 

• 그림문자 (Pictograms): 붉은색 테두리의 다이아몬드 형태 안에 위험의 종류를 상징하는 심벌을 표시한 것이다. 예를 들어, 불꽃 모양은 인화성, 해골과 십자 뼈는 급성 독성, 부식성 심벌은 피부/금속 부식성을 나타낸다. 그림문자는 언어의 장벽 없이 즉각적으로 위험의 종류를 시각적으로 전달하는 역할을 한다.  
• 신호어 (Signal Word): 유해성의 상대적인 심각도 수준을 나타내기 위해 사용되는 단 한 개의 단어이다. GHS에서는 '위험(Danger)'과 '경고(Warning)' 두 가지만을 사용한다. '위험'은 더 심각한 유해성을, '경고'는 상대적으로 덜 심각한 유해성을 나타낼 때 사용된다.  
• 유해·위험 문구 (Hazard Statements): 해당 화학물질의 유해·위험성의 내용과 정도를 구체적으로 설명하는 표준화된 문구이다. 예를 들어, "피부에 심한 화상과 눈 손상을 일으킴" 또는 "인화성이 매우 높은 액체 및 증기"와 같은 문구가 이에 해당한다.  
• 예방조치 문구 (Precautionary Statements): 해당 화학물질의 노출, 부적절한 저장 또는 취급으로 인해 발생할 수 있는 부정적인 영향을 최소화하거나 예방하기 위한 권고 조치를 설명하는 표준화된 문구이다. 예방, 대응, 저장, 폐기의 네 가지 유형으로 구분하여 구체적인 행동 지침을 제공한다.  
• 제품명 및 공급자 정보 (Product Identifier and Supplier Information): 경고표지에는 해당 화학물질의 명칭 또는 제품명이 명확하게 기재되어야 하며, 제조자 또는 공급자의 이름, 주소, 전화번호와 같은 정보도 포함되어야 한다. 이를 통해 비상 상황 발생 시 신속하게 연락하고 추가 정보를 얻을 수 있다.  

5. 교량 상부구조 형식 분류 중 트러스트교의 종류 5가지를 쓰시오.

• 프랫 트러스 (Pratt Truss): 사재(대각선 부재)가 교량 중앙을 향해 아래쪽으로 경사진 형태를 가진다. 연직 방향의 중력 하중이 작용할 때, 이 사재들은 인장력을 받고 수직재는 압축력을 받게 된다. 인장력에 강한 강재(steel)를 효율적으로 사용할 수 있어 현대 강교에서 가장 널리 사용되는 형식 중 하나이다.  
• 하우 트러스 (Howe Truss): 프랫 트러스와 반대로, 사재가 교량 중앙을 향해 위쪽으로 경사진 형태이다. 이 경우 사재는 압축력을, 수직재는 인장력을 받는다. 이러한 힘의 분포는 압축에 강한 목재를 사재로, 인장에 강한 철근 막대를 수직재로 사용했던 초기 교량 건설에 유리한 구조였다.  
• 워런 트러스 (Warren Truss): 수직재 없이 사재만으로 구성되거나, 수직재가 있더라도 사재들이 연속적인 정삼각형 또는 이등변삼각형 형태를 이루는 구조이다. 하중이 작용하면 사재들은 번갈아 가며 인장력과 압축력을 받는다. 프랫이나 하우 트러스에 비해 부재 수가 적어 경제적이며, 한강철교가 대표적인 예이다.  
• K-트러스 (K-Truss): 하나의 긴 수직재를 짧게 나누고, 그 지점에서 상현재와 하현재를 'K'자 모양으로 연결한 복잡한 형태의 트러스이다. 이 구조의 주된 장점은 압축력을 받는 부재의 좌굴 길이를 효과적으로 줄여주어, 부재의 안정성을 높이고 매우 긴 경간의 교량에서 재료를 효율적으로 사용할 수 있게 한다는 점이다.  
• 볼티모어 트러스 (Baltimore Truss): 프랫 트러스의 기본 형태에서 주된 패널을 더 작은 부재(부스트럿, 부타이)로 세분화한 구조이다. 이는 교량 바닥판을 지지하는 지점 간의 거리를 줄여주고, 주 부재의 지지되지 않는 길이를 감소시켜 더 길고 무거운 하중을 지지하는 교량에 적합하다.

6. 산업안전보건기준에 관한 규칙상 붕괴 등에 의한 위험 방지에 관하여 다음 물음에 답하시오. 

1) 사업주가 지반의 붕괴, 구축물의 붕괴 또는 토석의 낙하 등에 의하여 근로자가 위험해질 우려가 있는 경우 그위험을 방지하기 위한 조치사항 3가지를 쓰시오. 

• 지반 안정화 조치: 지반을 안전한 경사로 조성해야 한다. 이것이 불가능할 경우, 옹벽이나 흙막이 지보공과 같은 안정화 구조물을 설치해야 한다. 또한, 낙하 위험이 있는 토석은 사전에 제거해야 한다.
• 용수 관리 조치: 지반 붕괴나 토석 낙하의 주된 원인이 되는 빗물이나 지하수가 지반 내부로 침투하는 것을 방지해야 한다. 이를 위해 배수로를 설치하거나 비닐 등으로 경사면을 덮는 등의 조치가 필요하다.
• 위험 요소 제거 및 방호 조치: 붕괴 또는 낙하할 우려가 있는 흙, 돌(토석)을 미리 제거하거나, 제거가 곤란한 경우에는 방호망을 설치하여 낙석을 방지해야 한다.

2) 사업주가 구축물 또는 이와 유사한 시설물에 대하여 자중(自重), 적재하중, 적설, 풍압(風壓), 지진이나 진동 및충격 등에 의하여 전도ᆞ폭발하거나 무너지는 등의 위험을 예방하기 위한 조치사항 3가지를 쓰시오. 

• 구조적 보강: 벽, 기둥, 바닥, 보 등 건물의 주요 구조부를 보강하여 모든 예상 하중에 대해 구조물이 안전성을 유지하도록 해야 한다.
• 기초 안정성 확보: 구축물의 안정성을 확보하기 위해 구조물을 지지하는 지반의 붕괴나 침하를 방지하는 조치를 해야 한다.
• 안전성 감시: 붕괴 또는 파손의 우려가 있는 경우에는 계측장치를 설치하여 구조물의 안전성을 지속적으로 평가하고, 그 결과를 관계 근로자에게 알려야 한다.

3) 사업주가 구축물 또는 이와 유사한 시설물의 안전진단 등 안전성 평가를 해야 하는 경우 6가지를 쓰시오. 

• 인접 공사의 영향: 구축물 인근에서 굴착, 항타 작업 등으로 인해 해당 구축물에 침하, 균열 등이 발생하여 붕괴 위험이 예상될 경우.
• 자연 현상으로 인한 손상: 지진, 동해(凍害), 부동침하 등으로 인해 구축물에 균열, 비틀림 등이 발생했을 경우.
• 하중 초과 위험: 자체 무게, 적설, 풍압 또는 그 밖의 부가 하중으로 인해 구조물, 건축물 등이 붕괴될 위험이 있을 경우.
• 화재 등으로 인한 내력 저하: 화재 등으로 인해 구축물의 내력(耐力)이 심하게 저하되었을 경우.
• 장기 미사용 시설물 재사용: 오랜 기간 사용하지 않던 구축물 또는 이와 유사한 시설물을 다시 사용하게 되어 안전성을 검토해야 하는 경우.
• 그 밖의 잠재적 위험: 그 밖에 잠재적인 붕괴 위험이 예상될 경우.

7. 보강토 옹벽의 안정성 검토에 관하여 다음 물음에 답하시오. 

1) 내적안전성 검토사항 5가지를 쓰시오. 

• 저면 활동에 대한 안정 (Sliding): 보강토체 저면과 기초 지반 사이의 마찰 저항력이 배면 토압에 의한 수평 활동력보다 충분히 커야 한다.
• 전도에 대한 안정 (Overturning): 보강토체 자체의 무게에 의한 저항 모멘트가 배면 토압에 의해 발생하는 전도 모멘트보다 충분히 커야 한다.
• 기초 지지력에 대한 안정 (Bearing Capacity): 보강토체와 모든 상재 하중에 의해 기초 지반에 전달되는 압력이 기초 지반의 허용 지지력을 초과해서는 안 된다.
• 전체 안정성 (Global Stability): 보강토 옹벽, 배면의 활동 영역, 그리고 기초 지반을 포함하는 전체 사면이 깊은 원호 활동 파괴에 대해 안정해야 한다.

2) 외적안정성 검토사항 4가지를 쓰시오. 

• 보강재의 인장 파단에 대한 안정 (Rupture): 각 보강재 층에 발생하는 최대 인장력이 보강재의 장기 설계 인장강도보다 작아야 한다.
• 보강재의 인발에 대한 안정 (Pullout): 각 보강재는 가상 파괴면 뒤쪽의 저항 영역에 충분한 길이로 묻혀 있어, 흙과의 마찰 저항력으로 인장력에 저항하며 뽑히지 않아야 한다.
• 전면벽체와 보강재의 연결부 파단에 대한 안정 (Connection Failure): 보강재와 전면벽체(블록 등)를 연결하는 부분의 강도가 보강재에 작용하는 인장력을 안전하게 전면벽체로 전달할 수 있을 만큼 충분해야 한다.
• 내부 활동에 대한 안정 (Internal Sliding): 보강토체 내부에서 특정 보강재 층을 따라 상부 토체가 활동하는 것에 대한 안정성을 검토한다.
• 과다 변형(배부름)에 대한 안정 (Excessive Deformation): 하중을 받는 보강재의 신장(변형률)을 고려하여, 전면벽의 과도한 배부름 현상이 발생하지 않도록 설계해야 한다. 이는 옹벽의 사용성과 미관에 직접적인 영향을 미친다.

8. 도로공사의 노상 성토 작업 시 안전상태를 확인하기 위한 다짐도 판정방법 5가지를 설명하시오. 

• 건조밀도에 의한 판정: 가장 보편적으로 사용되는 방법이다. 현장에서 다져진 흙의 건조밀도(들밀도 시험, RI 계기 등)를 측정한 후, 실내 다짐 시험에서 얻은 최대건조밀도와 비교하여 다짐도(%)를 산출한다. 일반적으로 노상은 최대건조밀도의 95% 이상을 기준으로 관리한다.  
• 강도 특성에 의한 판정: 다져진 흙의 강도를 직접 측정하여 다짐도를 판정하는 방법이다. 가장 대표적인 지표는 CBR(California Bearing Ratio, 캘리포니아 지지력비)이다. 현장 CBR 시험을 통해 측정된 값이 설계에서 요구하는 최소 CBR 값(예: 10 이상)을 만족하는지 확인한다. 이 방법은 다짐의 결과를 포장 설계에 직접적으로 필요한 지지력과 연계시킨다는 장점이 있다.  
• 변형 특성에 의한 판정: 다져진 지반의 강성(stiffness) 또는 변형 저항성을 평가하는 방법이다. 평판재하시험(PBT)을 통해 지지력 계수(K값)를 측정하거나, 무거운 롤러로 시험 주행(proof rolling)을 실시하여 과도한 변형이나 바퀴 자국이 발생하는지를 관찰하는 방법이 포함된다.  
• 포화도 및 공기 간극률에 의한 판정: 특히 함수비가 높은 점성토 지반에서 과다짐을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 다짐 후 흙의 포화도나 공기 간극률이 특정 기준(예: 포화도 85~95% 범위)을 만족하는지를 확인하여 다짐 상태를 관리한다.  
• 공법 규정에 의한 판정 (다짐 장비 및 횟수 규정): 최종 결과물을 측정하는 대신, 다짐 과정을 통제하는 방법이다. 시방서에 사용할 다짐 장비의 종류, 1회 포설 두께, 롤러의 다짐 횟수, 작업 함수비 범위 등을 명시하고, 현장에서 이 규정을 준수하는지를 관리한다. 관리가 간편하지만, 최종 품질을 직접 보증하지는 못하는 단점이 있다.

9. 건설기술 진흥법 시행규칙에서 정하고 있는 총괄 안전관리계획의 수립기준에 관하여 다음 물음에 답하시오. 

1) 건설공사의 개요에 관하여 설명하시오. 

공사 전반에 대한 개략적인 정보를 제공하여 검토자가 프로젝트의 범위를 신속하게 파악할 수 있도록 한다.

• 위치도, 공사개요, 전체 공정표, 주요 설계도서 등

2) 현장 특성 분석 4가지를 쓰시오. 

현장의 고유한 조건과 잠재적 위험을 분석하여 맞춤형 안전 대책을 수립하기 위한 기초 자료를 제공한다.

• 현장 여건 분석: 인접 시설물, 지하 매설물, 지반 조건(지질, 지하수위 등), 주변 교통 여건 및 환경 요소를 분석한다.
• 시공 단계별 위험성 평가: 공정별 핵심 위험 요소를 발굴하고, 이에 대한 위험성 평가 및 저감 대책을 수립한다.
• 공사장 주변 안전관리대책: 공사로 인한 인접 시설물 및 지반의 보호, 지하 매설물 방호 대책, 지반 침하 등에 대한 계측 계획을 포함한다.
• 통행안전시설 설치 및 교통소통계획: 공사장 주변의 교통 흐름을 관리하고, 교통 안전시설물 설치 및 신호수 배치 등 교통사고 예방 대책을 수립한다.

3) 현장운영계획 5가지를 쓰시오. 

계획된 안전 대책을 현장에서 실질적으로 이행하기 위한 조직, 절차, 예산 등을 구체화한다.

• 안전관리조직: 안전관리 책임자, 담당자 등 공사 관계자의 역할과 책임을 명시한 조직표를 작성하며, 비상시 조직을 별도로 구분한다.
• 공정별 안전점검계획: 자체안전점검 및 정기안전점검의 시기, 내용, 점검 공정표, 체크리스트 등을 포함한 구체적인 실시 계획을 수립한다.
• 안전관리비 집행계획: 법적으로 계상된 안전관리비의 산출 내역 및 항목별 사용 계획을 상세히 작성한다.
• 안전교육계획: 근로자를 대상으로 하는 안전교육의 종류, 내용, 일정 등을 포함한 연간 교육 계획을 수립한다.
• 안전관리계획 이행보고 계획: 위험 작업 허가 절차, 안전관리계획 이행 결과에 대한 정기적인 보고 계획 등을 명시한다.

4) 비상시 긴급조치계획 2가지를 쓰시오.

예측 불가능한 비상사태 발생 시 신속하고 효과적으로 대응하여 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위한 계획이다.

• 비상 연락망 및 동원 조직: 사고, 재난, 기상이변 등 비상사태에 대비한 내·외부 비상연락체계, 비상동원조직, 경보체계를 구축한다.
• 비상 대응 절차: 비상사태 유형별 응급조치, 근로자 대피 유도, 복구 작업 등 구체적인 행동 절차를 수립한다.