준설매립 공사 5가지

땅의 면적이 좁은 나라의 경우 한평이라도 그 면적을 넓히기 위해서 준설공사와 매립공사를 시행합니다. 준설공사와 매립공사는 동시에 이루어지긴하지만 조금 다른 내용입니다. 준설공사는 바다, 강, 하천등 수면 아래의 흙을 긁어내는 작업이구요, 매립공사는 긁어낸 흙을 쏟아부어서 토지를 만드는 작업입니다. 물론 준설공사 이후 매립공사를 꼭 하지는 않습니다. 이는 준설공사가 수심확보를 위해서 준설을 하고 이 흙을 사토장 disposal Area에 사토하게 된다면 이는 준설공사만 이루어지기 때문입니다.

국내의 준설공사하면 가장 떠오르는게 새만금 준설 및 매립공사 일겁니다. 우리나라도 좁은 부지로 인해서 준설공사를 하고 매립을 하게 된거죠. 이번 포스팅은 준설공사를 이해하기 위한 포스팅을 해보도록 하겠습니다.

1. 준설매립 공사의 이해

준설이란 하천이나 강, 항로, 해안의 밑바닥에 쌓여있는 흙, 모래, 암석 등 물속의 흙을 파내어 물 위로 끌어올리는 작업입니다. 이 끌어올린 흙이나 암석등은 매립작업에 의해서 재이용 될수도 있고 아니면 버려질수도 있습니다. 또한 버려진다면 수심을 깊게 하는 작업을 말합니다. 준설 매립공사로 인해서 매랩지를 얻게 될수 있는데 이는 공업단지, 부두, 산업단지, 주택단지, 비행장, 도로 등을 건설 할수 있으며 국토확장에 큰 영할을 하는 매우 중요한 해양공사 입니다. 

2. 준설선에 따른 공사의 종류

1) Grab 준설선 : 그래브 버켓으로 토사를 굴착하여  토운선에 쌓은다음 준설선으로 대수심의 준설이 가능합니다. 하지만 버켓으로 나르고 이는 흙과 물이 반반인 상태서 끌어올리기 때문에 대규모 공사에는 적합하지 않습니다. 적용 토질로는 연약지반에서부터 연약까지 범위가 넓습니다. 장점으로는 협소한 구역 준설에 적합하고 소규모 준설공사에 적합합니다. 기계장치가 비교적 간단하고 건조비가 작습니다. 그리고 Grab 준설선을 이용해서 해상크레인, 항타, 쇄암 작업을 겸용할수 있습니다.

2) 버킷 준설선(Bucket Ladder dredger) : 버킷 준설선은 선수 선미 좌우에 앵커를 투묘하여 고정을 시키고 사다리(래더)를 해저에 내리고 버켓라인을 회전시켜 준설하게 됩니다. 이는 버켓에 퍼담은 준설토는 슈트를 통하여 토운선에 적재하고 지정된 투기장에 투기하게 됩니다. 토운선이란 흙을 운반하는 배로서 우리가 지상공사에서는 백호를 가지고 흙을 터파기 할때 옆에서 덤프가 흙을 받아주고 이동하게 되는거라 같은 원리입니다. 장점으로는 준설능력이 크며 대규모 공사에 적합하고 단가가 저렴한 편입니다. 하지만 다른 준설선에 비해 소음이 크고 얇은 층은 가능하나 50m이상의 굴착심도가 필요한 토사에는 사용이 불가능 합니다.

3) 펌프 준설선(Pump dredger) : 펌프준설선은 펌프를 이용하여 하천의 토사를 흡입하고 이것을 관으로 배송하는 준설선입니다. 국내 새만금의 경우가 펌프 준설선과 버킷 준설선을 같이 이용하는 경우가 많습니다.  펌프준설선의 경우 작업 효율이 굉장히 좋습니다. 하지만 배송거리가 길경우 배사관이 그정도 길어져야하기에 경제성이 토운선이나 호퍼식보다는 떨어질수 있습니다.

4) 디퍼 준설선(Dipper Dredger) : 디퍼 준설선은 앞뒤의 스퍼드를 해저에 버킷을 준설위치에 내린후 디퍼암을 통한 와이어를 감으면 디퍼 핸들의 버킷이 상하운동을 하면서 굴착되는 것입니다. 디퍼 버킷에 준설토를 담은 뒤 턴테이블에 부착됨 디퍼붐을 회전하여 토운선에 적재 하게 됩니다. 장점으로는 굴착력이 강하여 경질토인 연암이나 단단한 토질 등의 준설에 적합하고 기계 고장이 비교적 적습니다. 하지만 준설단가가 고가이면 서납ㄱ 건조비가 고가입니다.

5) 호퍼 준설선(TSHD, Trailing Suction Hopper Dredeger) 호퍼 준설선은 버킷 준설선과 비슷한데 굴착 위치에서 버킷이 해저를 굴착하게 되고 이를 Suction을 이용해서 빨아들이는 공법입니다. 호퍼 준설선에서 호퍼는 흙을 담을수 있는 저장소를 말하는데요, 석션에 의해서 물과 흙이 호퍼에 담아지게 되고 호퍼에서 물만 빼는 시스템입니다. 호퍼 준설선의 경우 국내에서는 항로 개발이나 부산 신항 개발등 큰 프로젝트 또는 수심이 깊은 곳에서 사용됩니다. 국내에서는 큰 호퍼선을 가지고 있는 업체가 업고요, 네덜란드, 벨기에, 호주, 중국 등에 이를 전문적으로 하는 업체들이 있습니다. 특히나 호퍼 준설선에 장점은 공사 효율이 매우 높다는 것이지만 그만큼 단가는 다른 준설에 비하여 높은 편입니다.

3. 준설공사 준비시 검토사항

- 인허가 검토 : 준설공사는 수면아래를 굴착하는 행위이기 때문에 관련한 사전영향평가 및 환경 인허가 부지에 대한 인허가 등이 굉장히 복잡하고 검토할부분이 많습니다. 특히나 매립을 목적이 아닌 준설후 사토의 경우는 지정된 사토장과 이를 운항하는 것에 대한 Route도 검토를 해야합니다.

- 준설지역 검토 : 준설시 주변의 영향, 그리고 준설토사가 목적물에 맞는지 그리고 그 양이 충분한지 검토해야합니다. 가장 정확한것은 준설지역에서 Boring을 하는 방안인데요. 이는 시간도 많이 걸리고 단가도 비싼 면이 있습니다. 그렇기 때문에 보트를 이용해서 작은 Grab으로 샘플링을 해서 준설지역을 검토하기도 합니다. 또한 요구되는 토사가 사질토인데 점토가 나온다면 공사비와 공사기간에 큰 차질이 생길수 있습니다. 만약 실트 점토질 흙이 주를 이룬다고 하면 이를 매립한다고 해도 유보율이나 이를 처리하는 추가 비용도 고려되어져야 하기 때문입니다.

유보율 : 준설후 매립시 흙과 물이 동시에 매립지가 쌓이게 됩니다. 이때 남은 양을 표현하는것이 유보율이라고 하고 빠져나간 양을 표시할때 유실율을 씁니다.유보율이 제대로 측정이 되지 않는다면 시공사에서는 손해를 크게 보기 때문에 초반 설계에 유보율이 지정된다고 하더라도 시험시공을 통해서 필요시 유보율을 유리하게 해야 Risk를 방지할수 있습니다. 또한 유보율은 무게가 많이 나갈수록 그 율이 높은데 실트 점토질보다는 사질토일때 유보율이 높습니다.

- 환경 검토 : 준설공사는 사전환경영향평가와 환경인허가가 굉장히 중요합니다. 또한 주변 어민에 대한 피해, 준설에 따른 주변 환경 피해를 철저하게 검토해야합니다. 특히나 굴착이 깊어지는 경우 물이 깊어진 곳으로 몰릴수 있기 때문에 굴착시에는 한곳만 굴착이 아닌 평균깊이로 굴착하는 경우가 많습니다.

- 민원 검토 : 주변 어민이나 주민들이 민원을 넣을수 있습니다. 또한 준설선사용에 대한 민원도 있는데요, 국내의 경우 이전에 해외 호퍼선을 이용하는부분에 있어서 국내의 많은 준설선들이 민원을 제기한적이 있습니다. 하지만 이도 그럴수 밖에 없는게 국내 준설선은 용량에 한계가 있고 공법에 한계가 있기에 오랫동안 해상무역과 해적질을 했던 해외 배에 경쟁력이 약합니다.

- 배사관 위치 검토 : 배사관 위치는 공사외 부지에 놓일수 있고 어선이나 타 배의 항로에 방해가 될수 있기 때문에 위치 검토가 확실히 되어야 합니다