[정일록 환경칼럼] 한국환경피해예방협회 회장

공사장 발파진동 피해 예방관리의 착안점

건설공사시 구조물 해체나 연암이나 경암을 절취하는 방법의 하나가 발파다.

발파작업은 크게 동시발파(순발발파)와 지발발파(단발발파)로 나뉘는데 전자는 주로 산악지대와 같이 개활지형으로 피해반경이 수백미터 이상되는 경우에 적용한다.

또 지발발파는 도심지 건축의 터파기나 터널 등과 같이 발파진동으로 건강이나 구조물에 이상을 일으킬 우려가 예상되는 경우에 적용한다.

지발발파 중의 MS(milli second) 발파는 지발시간이 수십 밀리 초 단위이고, DS(deci second) 발파는 수백 밀리 초 단위의 것을 말한다.

지발시간이 25ms이면 오버랩이 1% 미만이지만 8ms이면 20%가 오버랩 됨으로 적정한 지발시간을 유지할 필요가 있다.

발파진동에 따른 지면 진동수는 10~100Hz 범위(중장비의 경우 : 10~20Hz)가 많다.

발파에 의한 영향은 소음과 진동 및 공기충격파 등이다.

국내 주거지역의 발파 소음·진동의 규제기준은 주간에 발파가 이루어질 경우 소음은 75dB(A), 진동은 75dB(V)이다.

용도지역이나 시간에 따라서도 기준이 차별화 되어 있다.

그리고, 측정 당일의 발파에 따른 소음 또는 진동의 크기가 60dB 이상인 경우는 발파횟수(N)를 고려한 보정치(10×Log(N) ; N＞1)를 기준에서 감하여 평가한다.

임의의 지점에서 발파소음ㆍ진동의 크기를 예측하는 경험식은, 소음(dB)은 총 장약량에 비례하고 발파원과 임의의 지점간의 거리에 반비례한다.

진동(PPV)은 단발(段發) 장약량의 1/2승에 비례하고 발파원에서 임의의 지점까지의 거리에 반비례한다. 지반에 의한 진동 감쇠는 유연한 지반(사질 점토, 점토 등)이 굳은 지반(다져진 사질점토, 건조 고화된 흙 등)에 비해 크다.

즉, 자갈층이 감쇠가 가장 크고 모래층, 점토층, 암반 등의 순서다. 공기충격파(dB)는 단발 최대 장약량의 1/3승에 비례하고 발파원에서 임의의 지점까지의 거리에 반비례한다.

이 외에도 발파조건이나 지향성 등의 영향이 있기 때문에 적정의 계수와 지수를 경험식에 부가한다.

공기충격파는 90dB에서 강하게 느끼고 130dB 이상이면 지붕이나 천정이 공진할 수 있다.

미국 광무국은 가이드라인으로 105dB(소음계의 청감보정회로 C, 동특성 느림)를 정하고 있다.

소음 규제기준 75dB(A) 이하이면 공기충격파 가이드라인에 부합할 것으로 생각한다.

발파에 의한 영향을 최소화하기 위해 공사 전의 설계 및 공사 시에 확인할 착안점을 들면 다음과 같다.

진동 관리 목표치를 발파현장 주변의 보안물건(가옥, 상가, 축사, 아파트 등)을 대상으로 설정한다. 일반적으로 보안물건에 대한 진동속도(PPV) 목표치는 가축 1mm/sec, 유적ㆍ문화재 2mm/sec, 주택ㆍ아파트 3~5mm/sec, 철근콘크리트 및 공장은 10~50mm/sec 등이고 소음은 65~70dB(A)이다.

이 외에 법정 기준이나 판례, 선진 사례 및 안전률 등을 감안하여 조정한다.

참고로, 미국 국립보건원은 시험동물에 대한 진동 가이드라인으로 사육 건물은 0.1mm/s, 행동연구실은 0.05mm/s로 정하고 있고, 호주는 브리즈번 강 개발시의 수중생물 보호 등을 위해 진동 가이드라인을 0.1mm/s로 설정한 예가 있다.

이격거리는 발파원으로부터 보안물건까지의 사거리를 기준으로 측정하여 적용한다.

동시발파 대신에 지발발파를 택하고 지발당 장약량은 발파진동 경험식을 이용하여 보안물건별 발파진동 목표치와 이격거리에 부합하게 산출한다.

시험발파를 발파공사 시행 전에 실제 시공과 비슷한 조건에서 충분히 행하여 발파진동 경험식의 계수를 구하여 발파설계를 수정ㆍ보완한다.

시공 발파 시에도 소음·진동을 모니터링하고 보안물건의 손상여부, 지하수위 등을 확인하면서 시공하여 소음ㆍ진동 민원 발생을 사전 예방적으로 대응한다.