안녕하십니까. 김효진 과학 분야 전문가입니다.
토목공학
Q. 수도권 전기 공급을 위해 지방에 송신탑을 설치 해서 수도권으로 올린다고 하는데요.왜 그런가요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.송전탑이 건설되는 지점과 송전선이 지나가는 땅에 대해 보상하는 것이 전부입니다. 매우 불합리한 법으로 공산 국가에서나 가능한 일이 한국에서 벌어지는 셈입니다.송전선이 공중으로 연결된 경우 송전선로 아래에 있는 땅을 ‘선하지’라고 합니다.이 선하지는 송전선로 직하방 좌우 3m 이내 토지로 한국전력공사는 ‘전기설비기준의 판단기준(산업동산자원부 고시)’에 따라 선하지가 포함된 토지의 소유자에게 전압별, 토지 가격, 지목 등을 반영하여 계산된 보상금을 지급하고 있습니다.보통 선하 보상이라고 합니다. 이 제도가 악법인 이유는 송전탑 부지에 편입되거나 송전선이 지나가서 보상을 받는 금액이 과연 적정한지 의문이 따릅니다.전자파 피해가 없더라도 미관상 좋지 않기 때문에 주변은 효용가치가 떨어집니다.
토목공학
Q. 교량 설계에서 중요한 요소는 하중 재료 구조적 안정성 이라고 하는데요
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.교량의 종류는 형식에 따라 단순교, 라멘교, 트러스교, 현수교, 사장교 등으로 구분할 수 있습니다. 또한 상부구조와 하부구조에 따라 구분하고 사용하는 재료에 따라 나눌 수가 있습니다.사용재료에 따라 철근콘크리트 구조와 프리스트레스트 구조 그리고 강구조로 구분할 수 있습니다. 더 나아가서는 이것들을 조합한 구조도 있습니다.단순교라고 해도 상부구조가 슬래브인지 거더교인지에 따라 다시 어떤 구조형식인지로 나눌 수 있습니다.시공방식에 따라 다시 구분할 수 있습니다.결론적으로 말씀드리자면 조합된 형식으로 보면 교량의 형식은 매우 많으며, 건물과는 다르게 건설할 때마다 매번 새롭게 상황에 적합한 설계를 통해 형식과 재료를 선정합니다.
토목공학
Q. 동인선 개통 시기와 공사 진행 상황: 언제쯤 이용할 수 있을까?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.동인선은 동탄인덕원선의 약칭으로서 남북을 연결하는 노선의 경우 종점을 우선하는 작명법에 따라 확정된 노선명입니다.동인선의 사업 기간은 최초 2026년말까지였으나 2028년말로 2년 연장된 상태입니다. 따라서 예상 개통시기는 2029년초입니다.환경영향평가는 실시설계 이전에 시행하는 것이므로 현재 공사와는 관련이 없습니다. 다만 공사 진행시 설계에서 예상하지 못한 부분이 있다면 보완 및 타당성 조사를 합니다.국토교통부고시 제2024-404호를 보면 장소의 변경없이 원안대로 고시된 상태이므로 예정된 시기에 개통될 것으로 판단됩니다.사업비가 확정이 되었으니 공사가 진행되는 것이며, 그에 따라 주민 협의나 보상비도 마무리된 것으로 보여집니다.
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Q. 매해 연초나 연말쯤 인도 보도블럭을 교체하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.연말에 보도블럭 공사가 잦은 이유는 국가재정법에서 그 이유를 찿을 수 있습니다. 회계연도 독립의 원칙에 따라 배정예산을 해당 연도에 지출해야 하기 때문입니다.보도블럭 공사는 다른 공사와 달리 그 단계가 간단합니다. 직접비, 즉 재료비와 인건비로 구성되는 단순한 구조입니다. 재료비를 소액 단위로도 편성하는 것이 가능하므로 지자체의 예산에서 남는 자투리 금액을 맞추기가 용이합니다.일반인이 보기에는 멀쩡한 보드블럭으로 보일수도 있지만 지반의 침하로 인하여 배수가 원활하지 않아 물이 적채되는 경우도 많습니다. 보통 배부름 현상이 눈에 띕니다.구배가 좋지 않으면 걷다가 발목을 다치는 안전사고가 발생되기도 합니다. 또한 물고임이 발생되면 동절기에 눈이 녹을 때 결빙의 원인이 되어 안전사고의 위험이 있고 해빙기에 지반의 침하와 솟음 등이 발생되어 더 넓은 범위의 보도블럭 공사가 필요할 수 있으므로 이중 공사를 예방하기 위한 것이기도 합니다.
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Q. 하수 처리 시스템의 최신 기술에 관하여?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.최신 하수처리시스템은 정보통신기술과 인공지능을 접목시키는 쪽으로 발전되고 있습니다.하수처리는 오수 또는 우수와 오수를 정화시키는 것을 말합니다. 하수는 생물학적 및 화학적인 처리과정을 거칩니다.정화처리시설에는 각 단계를 효율적으로 관리하기 위하여 자동제어시스템을 갖추고 있습니다. 통신기술과 컴퓨터 프로그램을 이용하여 중앙감시실에서 모니터링합니다. 최근에는 여기에 인공지능을 결합시키려는 시도를 하고 있습니다. 그런데 이미 자동제어시스템이 인공지능에 근접한 상태라서 얼마나 효율적일지는 고민해야 할 부분입니다.
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Q. 내진설계를 하는 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.지진에 대비한 구조물의 설계를 내진설계라고 합니다. 보통 내진설계라고 하면 면진설계를 포함하여 총칭하는 용어입니다.지진에 대비한 내진설계는 내진설계와 면진설계로 나뉩니다. 내진설계는 지진의 에너지 100%를 구조물이 견디도록 하는 설계입니다. 면진설계는 용어 그대로 지진을 면하도록, 즉 지진의 에너지가 감소되게 하여 작은 에너지를 구조물이 견디도록 설계하는 방법입니다.구조물은 내진설계가 반영되지 않았더라도 어느 정도 지진에 견딥니다. 다만 지진은 수평력이 크게 작용하는 것이라서 이에 대해 보강 설계하는 개념입니다.일반적으로 내진설계를 하고 추가적으로 면진설계를 합니다.
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Q. 토목공사 중 중간에 조경업체가 바뀌는 경우에는 설계도 다시 바뀌나요
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.근본적인 설계는 기본설계와 실시설계로 나뉘며, 실제 공사에 적용됩니다.설계도서의 기본 틀은 변하지 않습니다. 다만 폭넓게 설계된 부분은 공사를 진행하면서 확인작업을 통하여 보완설계를 합니다. 특히 지반과 관련된 공종은 변경이 볼가피한 경우가 대부분입니다.하지만 조경의 경우에는 발주자 또는 시행자의 요구가 없는 이상 업체가 변경되더라도 근본적인 설계가 변경되지 않습니다. 공사를 진행하면서 허가를 득한 후 조경과 관련된 부대시설이나 수종 등이 변경될 수는 있지만 조경업체가 변경되더라도 설계가 변경되지는 않습니다.
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Q. 테트라포드를 대체할 수 있는 안전한 구조물은 무엇이 있을까요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.테트라포드 등의 소파블럭은 파랑을 막는 역할을 합니다.테트라포드는 기성제품이라서 시공이 용이하고 활용성에 있어서 매우 자유롭습니다. 어패류 등에게도 친화적이라서 널리 사용됩니다.테트라포드에서 낚시하는 사람들이 실종되거나 사망하는 사고가 종종 발생됩니다. 본래 테트라포드에 진입하는 것이 위험하기 때문에 법적으로 출입금지 구역으로 규정되어 있습니다.이런 사고를 방지하기 위해 생각할 수 있는 대안은 방파제의 시공입니다. 백과사전을 보면 소파블럭은 경사식 방파제에 채용되는 것으로 나오는데, 반드시 그런 것은 아닙니다.소파블럭을 사용하지 않는 직립식이나 혼성식 방파제를 시공하는 것을 고려할 수 있습니다. 이런 방파제의 단점은 바다의 뷰를 해치는 것이라고 합니다. 개인적으로 이것도 꽤 운치가 있다고 생각하는데, 왜 바다의 뷰를 해친다고 하는지 모르겠습니다.
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Q. 지하층을 깊게 판 건물 주변에서 땅꺼짐이 발생하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.싱크홀 ( sinkhole )은 지반의 침하로 인하여 발생되는 구멍을 말합니다.대형 건축물 공사나 지하철 공사 등 도심지에서 굴착 공사를 할 때, 주변 지반에 영향을 끼칩니다. 굴착 공사를 시작하면 지반이 이완되고 지하수와 토사가 유출되어 지반이 침하됩니다. 굴착 깊이가 깊어질수록 주변 지반의 변형 및 변위가 증가합니다.지하수와 토사가 유출되면 공극과 공동이 발생되고 그 빈자리가 점점 증가하여 결국 무너집니다. 굴착 공사시 여러 공법을 적용하고 안전대책을 수립하지만 지하수와 토사의 유출 그리고 지반의 이완과 변형은 방지할 수가 없습니다. 다만 굴착 공사로 인한 피해를 최소화할 뿐입니다.지하수위가 낮은 지역에서의 공사를 생각할 때, 만일 지하층의 깊이가 깊어진다면 지하수위 아래에 지하증이 형성되므로 지하수의 유출이 많아 지반의 침하가 클 것임을 예상할 수 있습니다. 널말뚝 등의 쉬트파일이나 약액주입 등을 통해 지반 보강을 행하지만 굴착으로 인한 영향을 100% 예방할 수는 없습니다.
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Q. 스마트 인프라 시스템을 구축할 때 가장 중요한 점에 대해서..
안녕하세요. 김효진 전문가입니다.스마트 인프라 시스템을 위한 토목 재료는 균일성을 확보해야 합니다.토목 재료 자체의 품질은 대체로 기성품이고 설계 기준과 시방서에 명시된 품질을 확보하기 때문에 그 편차가 거의 없을 것입니다. 하지만 시공성에서는 편차가 큽니다.현장에서 시공할 때, 기후나 환경, 시공방법에 따라 공사 목적물의 품질차가 발생될 수 있습니다. 즉 동일한 재료라 할지라도 성능차가 발생될 수 있으므로 그 편차를 최소화하는 것이 필요합니다.가령 교량 거더나 보의 경우 강성 차이가 있다면 변형률도 차이가 발생됩니다. 그렇게 되면 각각의 부재들의 초기값에도 차이가 발생되어 감시가 곤란합니다. 교량 하나에 수많은 파라미터가 필요하게 되어 매우 번거롭게 됩니다.