Ⅳ . 해양법상 도서의
2.3 표정 (positioning)
정립된 자켓은 작업바지선을 이용하여 설치지 점으로 이송하였다. 여기에서는 10,500톤급 전문 해양 작업선인 HD-423 바지를 사용하였다. 바지 를 고정시키기 위하여 바지의 앵커를 포설 하게 되는데 먼저 지반조건에 따라 (spreading)
앵커의 형태를 결정한다. 통상적인 Drag 를 사용할 경우에는 앵커가 땅 embedment anchor
속으로 파고들지 못하고 미끄러질 가능성이 크므 로, 앵커 포설 후에 반드시 앵커 줄에 긴장을 주 어 앵커의 끌림 여부를 확인하고, 만약 앵커가 미끄러질 경우에는 다시 위치를 옮겨 재 시도해 야 한다. 이번 공사에서는 총 8개의 anchor를 작 업바지선을 중심으로 약1.2km 떨어진 곳에 설치 하였다. 일반 선박의 앵카줄보다 상당히 길게 설 치한 첫 번째 이유는 바지가 고파랑 및 강풍에 의한 큰 외력에도 견디기 위함이고, 다음으로 사
방으로 1km이상 펼쳐져 있는 앵커줄 범위 내에서 바지가 자유로이 이동할 수 있는 공간을 많이 확 보할 수 있기 위해서이다. 바지선 HD-423은 동력 이 없기 때문에 좌우 전후로 이동시 선내의 제어 실에서 앵커 작업자가 앵커를 조종함으로써 이동 이 가능하다. 그 예로 뒤로 후진하기 위해서는 앞쪽 앵커는 장력을 풀어주고 뒤에 있는 앵커를 당기면서 이동하는 것이 이 배의 특징이기도 하 다. 작업 바지의 지속적인 위치의 정확도와 보조 선박의 위치를 유지하기 위해 DGPS(Differential 나 고해상 항해 시스 Global Positioning System)
템(High Resolution Navigation System)과 같은 측위 시스템을 사용하였다.
정립작업 완료 후, 작업바지의 데릭크레인이 자켓을 들고 있는 동안 자켓 상부에 방향을 조정 할 수 있도록 2개의 견인라인을 설치하고 자켓의 보도 (walkway)에 수준측량장비를 설치한다. 데 릭크레인이 자켓을 들고 있는 상태로 구조물 설 치위치로 이동하여 자켓의 중심을 지정된 위치의 허용오차 범위 내에 들어가도록 한다. 이때, 자 켓의 중심위치를 알기 위하여 DGPS를 사용하였 다. 지정위치로 이동하면서 자켓 상단부의 2개의 견인라인을 이용하여 자켓의 방위를 맞추고, 자 켓의 위치가 완전히 고정될 때까지 위치 및 방향 의 변화를 확인하기 위해 자켓을 해저면에 내린 직후 레벨과 방위를 확인, 조정하고, Jacket에 말뚝을 삽입하고 항타하는 과정에서도 수시로 레 벨 및 방향정보를 측량하여 구조물이 기준서 의 (Hyundai Heavy Industries Co. Ltd., 1995) 오차범위 내에 설치될 수 있도록 하였다.
구조물의 설계상 기준높이를 현지에 정확히 구 현하는 것은 매우 중요한 의미가 있다. 기준높이 가 맞지 않으면 사후 부속시설인 보트 선착장 등 의 기능에 문제가 발생하기 때문이다. 본 공사에 서는 구조물의 기준높이 및 자켓의 약최저저조면
상 높이를 측정하기 위해서 (Approx. LLW) Jacket 의 구조물 중 한 곳을 선정하고 이어도 해양과학( 기지의 경우 Tide Well) 그 구조물의 설계기준면 상 높이를 관측된 Tide 값을 고려하여 구조물의 설치 기준면을 산출하였다. 이를 위하여 현지에 서 약 4일 동안 조위관측을 실시하였으며, 조위 관측은 자켓에 부착된 검조정 (tide well)의 상 단부에 임시 설치된 초음파 조위계와 그리고 자 켓의 하단부 mud mat에 임시 설치된 수압식 조위 계로 각각 관측하였다. 실제 시공에서 파도 및 바닥의 불균등에 의하여 임시 시공기준면을 설계
기준면에 정확히 맞춘다는 것은 불가능하기 때문 에 오차범위 안에 들어오면 별문제가 없는 것으 로 간주하였다. 최후 표정된 구조물의 표고는 설 계 기준면상보다 22cm 높게 나타났으나 이는 이 어도 구조물의 오차범위인 ±30cm 이내로 시공상 에 별문제가 없는 것으로 나타났다 (한국중공업, 여기서 의 오차 및 레그 간의 기울 1995). 22cm 4
어짐으로 인한 편차는 다음 공정인 자켓과 데크 사이의 연결부재 (transition piece)로 조정이 가능하여 결과적으로 데크는 수평이 되게 설치할 수 있다.
항타 및 그라우팅 2.4
자켓을 정위치에 표정한 후 자켓을 해저지반에 고정시키기 위하여 항타을 수행한다. 항타는 4개 의 자켓레그에 파일을 삽입하고 항타기로 파일 상부를 가격하며 진행하게 된다. 파일삽입은 먼 저 주 말뚝을 설치하고 다음에 보조말뚝 (skirt 을 설치한다 파일 항타는 자켓의 수평을 pile) .
유지하기 위하여 대각선 방향으로 교차 실시하였 다. 파일은 항타의 편리를 위하여 주 파일은 3 토막으로, 보조파일은 2 토막으로 나뉘어진다.
는 각 토막의 제원을 보여준다
Table 4 .
이 공사에서 사용된 말뚝은 메인 말뚝의 경우, 가장 먼저 무게 120톤의 항타기 V-560를 사용하 여 64m 짜리인 P1을 항타하고 34.5m의 P2 말뚝 톤 을 에 용접하여 차 항타를 한다 마지
(46 ) P1 2 .
막으로 25.5m의 P3 말뚝(33톤 을) P2말뚝과 용접 하여 최종 항타를 하게 되는데 이때 무게 140톤 의 항타기 MRBS-4600을 사용하게 된다. 결국 자 켓레그 (Jacket Leg) 하나에 들어가는 말뚝 길이 만 해도 124m나 된다. 물론 최종 항타되는 길이 는 말뚝 항타 후 손상된 부분을 잘라내고 항타
기준에 의해 이보다 짧아질 수도 길어질 수도 있 다. 관입깊이는 자켓 길이를 제외하면 설계상에 는 51.0m이지만 공사완료 후 최종 항타 결과는 설계상보다 6~10m정도 더 깊게 항타했다. Fig. 7 은 항타 장면을 보여준다 .말뚝 항타 시 말뚝의 두부를 보호하기 위하여 쿠션제 (Bongossi wood, 개 조각으로 구성 를 말뚝 머리 위에 놓고 항
45 )
타를 하는데, 항타에너지로 인해 불이 붙어 한번 항타 후에는 쿠션제를 교환해주어야 한다.
Fig. 7.Pile driving.driving.
항타 전에 미리 자켓의 수평상태를 조사하고 항타작업이 진행되는 동안 자켓의 Level 조정은 의 높이가 높은 쪽 파일을 먼저 항타함으로써 Leg
부분적으로 자켓의 Level을 조정하였다. 항타작 업이 완료되면 다시 자켓의 표고를 점검하여 전 체의 수직방향으로의 위치오차가 ± 20.0cm 이내 현대중공업 로 들도록 조정하였다 항타
( , 1995) .
과정 중 PDA(Pile Driving Analysis: Pile 를 수행하여 파일의 지지력 Dynamic, Inc. 1993)
을 모니터링 하였는데, 그 결과가 설계치 보다 큰 값으로 측정되어 안전한 것으로 나타났다 (심 등, 2003).
자켓 항타 및 수평조정 작업이 완료되면 Table 4.Pile properties
와 주 말뚝 보조 말뚝 사이의 공간은 Jacket leg ,
팽창그라우팅 재료를 채워 leg와 말뚝을 일체화 시키는데, 그라우팅 강도는 재령 28일 기준으로 의 압축강도를 가져야 하며 밀도는 최
280kg/cm2 ,
소한 1,900kg/cm3을 유지해야 한다 (현대중공업, 주 말뚝의 경우 그라우팅 라인을 자켓의 1995).
하단부에 연결하여 압력을 가함으로써 그라우팅 재료가 자켓 위로 넘치게하는 방법인 가압 그라 우팅공법을 사용하였으며, 보조말뚝의 경우 보조 자켓의 위 부분에 그라우팅 라인을 연결하여 그 라우팅 재료가 자유낙하여 자켓과 파일 사이를 채우는 전통적 그라우팅 공법을 사용하였다.
2.5데크설치
자켓의 고정 후 연결부재 (transition piece) 를 자켓의 각 레그 (leg)에 삽입하였다. 여기서, 연결부재라 함은 자켓과 데크를 연결하는 부재를 말한다. 통상, 자켓구조물은 자켓이 연직과 소정 의 각도 (batter angle)을 이루는 데 (이어도 구 조물에서는 10.025°) 수직면으로 제작된 상부구 조인 Deck를 올리기 위해서는 자켓의 경사를 수 직으로 변환시키는 부재, 즉 연결부재가 필요하 다.
자켓에 연결부재를 설치한 후 상부구조물인 데 크를 설치한다. 먼저 데크 운송바지의 앵커를 놓 아 바지를 고정한 다음 데크의 고박장치 (tie 를 절단하고 태흥호 크레인을 이용하여 크 down)
레인에 데크 무게의 약 10%정도 하중이 걸릴 때 까지 데크를 들어올린다 (Fig. 8). 이때 데크의 무게중심과 태흥호 크레인 후크의 위치가 일직선 상에 있는지, 고박장치가 데크로 부터 완전히 분 리되었는지를 확인하고, 그리고 크레인의 작업반 경 및 작업하중 등을 확인한 후 들어올린다. 본 데크의 설치에 사용한 태흥호(1,500톤급 의 경우) 작업한계 조건은 Table 5와 같으며, 이 조건을 시간 이내에 초과하거나 또는 초과할 것으로 48
예보된 동안에는 해양구조물 설치작업을 일시 중 단해야 한다.
태흥호의 앵커줄의 장력을 조정하여 데크를 자 켓 쪽으로 이동시킨 후, 연결부재와 데크의 스태 빙 콘 (stabbing cone)의 중심이 일치하도록 조 정하여 데크를 내린 다음 두 부분을 용접한다.
파랑, 해류와 바람 등이 존재하는 해상에서 4개 의 스태빙 콘을 연결하는 것은 상당히 숙련을 요 하는 고난도의 작업이다. 본래 이 작업을 위하여 회전 크레인 (revolving crane)을 사용하여야 하
나 본 공사 수행시점에서 회전 크레인이 국내에 서 가용하지 않았기 때문에 상하 조정만 가능한 태흥호 크레인을 사용하였다. 본 작업에서는 데 크의 연결에만 8시간을 소비하였다. 용접 후 비 파괴 검사를 실시하고 승인을 얻은 후 용접부위 에 도장을 하여 구조물 설치를 완료하였다.
구 분 조 건
14.15m/sec 유의 파고 1.5m 표면에서 0.74m/sec 해양구조물과 Crane Barge 를 육안으로 구분이 불가능 한 경우
Table 5.Weather limit during heavy lifting
Fig. 8.Deck lifting.
과학기지 역할 및 활용방안 3.
이어도 종합해양과학기지에서는 해양, 기상, 환경요소를 관측할 수 있는 최첨단 장비를 탑재 하고 있으며 여기서 관측한 자료는 거의 모두 실 시간으로 관계기관 및 사용자에게 전달되고 있 다. 또한 기지를 이용하여 중국, 일본 등의 주변 국은 물론 미국 등 선진해양국과 국제공동연구사 업도 추진함으로써 우리나라의 해양과학기술을 세계적인 수준으로 이끌 수 있도록 유도하고, 나 아가 동북아 지역 해양관측시스템(NEAR-GOOS) 구 축에도 주도적 역할을 수행하여 우리나라의 위상 제고에도 기여할 것이다. 이어도 해양과학기지의 역할 및 활용방안을 요약 정리하면 다음과 같다.
종합해양 기상관측소 역할 수행
- ․
인공위성에 의한 해양원격탐사자료의 검 교정
- ․
에 이용