장시 풍청 발전소 냉각탑 사고 분석 (재게시)

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장시 풍성발전소 냉각탑 사고 분석
2016년 11월 24일 오전 7시경, 장시 풍성에 위치한 한 발전소의 건설 중이던 냉각탑에서 큰 사고가 발생했습니다. 현재까지 74명이 사망하고 2명이 부상당했습니다. 현장에서의 수색 및 구조 작업은 거의 완료된 상태이며, 사고 원인은 아직 조사 중입니다.도대체 무엇이 이토록 심각한 사고를 일으켰는지는, 조사 보고서가 나오기 전까지는 아무도 알 수 없습니다. 하지만 우리는 현재 있는 자료들을 바탕으로 어느 정도 분석은 할 수 있습니다.이 글은 기존의 인터넷 자료를 바탕으로 정리하고 분석한 것에 불과하므로 부정확한 점이 있을 수 있습니다. 모든 사항은 향후 발생하는 사고 보고서를 기준으로 합니다.사고 현장은 장시성 풍청에 있으며, 건설 중인 것은 설비 용량이 2×1000메가와트인 화력발전소에 부수적으로 들어서는 냉각탑입니다.보도에 따르면, 이 냉각탑의 설계 높이는 165미터이며, 현재까지 70미터가 넘게 건설되었습니다.설계 높이 165미터는 어떤 개념인가요?《산업용 순환수 냉각 설계 규범(GB/T 50102-2014)》의 자료에 따르면, 높이 165미터의 냉각탑은 이미 우리나라의 냉각탑 중 가장 큰 모델입니다!http://ww3.sinaimg.cn/large/6b48e3e4jw1fa4qsdd1szj21kw0r647v.jpg높이 165미터인 이 냉각탑의 바닥 직경은 124미터이며, 바닥 면적은 1만 2천 평방미터에 달합니다. 또한, 둘레는 약 400미터입니다；냉각탑 바닥의 사선형 지지기 공기 유입구 높이는 11.6미터입니다.이렇게 큰 프로젝트에서 이런 사고가 발생한 것은 정말 유감입니다.사고의 원인은 도대체 무엇인가?제 개인적인 분석에 따르면, 다음과 같은 3가지 원인이 있을 수 있습니다: 1. 시멘트의 강도가 부족하여 작업 플랫폼이 무너진 것입니다； 2. 운영 플랫폼 자체의 앵커링 장치 고장； 3. 타워크레인 붕괴로 연쇄 반응이 일어났다. 1. 시멘트 강도 부족으로 인한 작업 플랫폼 붕괴: 이 원인의 가능성이 가장 높다고 생각하여, 주로 이 부분에 초점을 맞추겠습니다.「“시멘트의 강도가 부족한” 경우에는 두 가지 가능성이 있습니다. 하나는 기준에 미달하는 시멘트가 사용된 것입니다；둘째, 시멘트의 양생 시간이 부족하여 설계된 강도에 도달하기 전에 형판을 제거한 것입니다.콘크리트를 타설한 후에는 일정 시간 동안 «양생»을 해야 하며, 충분히 굳어서 일정한 강도에 도달해야만 형판을 제거할 수 있습니다.현장에서 콘크리트를 타설할 때 사용된 콘크리트의 품질이 기준에 미달했고, 현장 기술자들이 콘크리트의 강도를 검사하지 않은 채 과거의 경험에 따라 일반적인 양생 시간만을 적용했다면, 형태를 제거한 후의 콘크리트 강도가 부족해져 결국 붕괴가 발생하게 됩니다.《산업용 순환수 냉각 설계 규범》의 콘크리트 강도에 대한 요구사항: http://ww1.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4qxqno5xj21930nxdmw.jpg 콘크리트의 품질에 문제가 없더라도, 너무 짧은 양생 시간도 사고를 유발할 수 있습니다.콘크리트의 양생 시간은 온도의 영향을 크게 받기 때문에, 저온에서는 콘크리트가 설계 강도에 도달하는 데 더 많은 시간이 필요합니다.많은 보도에 따르면, 사고가 발생한 공사 현장에서는 당시 공기를 맞추기 위해 분주히 작업을 진행하고 있었으며 “100일간 함께 노력하자”는 구호도 외쳤습니다. 따라서 공기를 맞추려는 압박이 이번 사고의 원인이 되었을 가능성도 매우 높습니다.《쌍곡선형 냉각탑의 시공 및 품질 검수 규범(GB 50573-2010)》에도 이에 관한 규정이 있습니다: http://ww3.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4qyfk65gj212x0i4gsp.jpg 《신경보》의 한 기사에서는 관계자의 말을 인용하여 다음과 같이 보도했습니다: “사고는 시공의 마지막 단계에서 발생했습니다. 당시 허베이성에서 온 작업자들이 냉각탑 주변의 목재 비계를 철거하고 있었는데, 아직 완전히 굳지 않은 콘크리트가 떨어져 나오면서 결국 구조물이 붕괴되었습니다.”」이 주장은 매우 신뢰도가 높습니다.다음은 도식도입니다: http://ww3.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4rgzpiykj21kw1vqwxa.jpg 현재 사용되는 냉각탑 건설 방식은 일반적으로 이미 시공된 철근콘크리트 탑벽을 지지대로 활용하여, 그 위에 작업 플랫폼과 형판을 설치하는 것입니다.타설된 콘크리트가 강도를 얻으면, 먼저 아래에 있는 형판 A를 제거한 다음 그것을 형판 B 위에 설치하여 다음 단계의 타설을 진행합니다.하지만 템플릿 A를 철거할 때, 템플릿 B 부분의 콘크리트는 아직 설계 강도에 도달하지 못해 전체 작업대를 지탱하기에 충분하지 않았고, 그로 인해 붕괴가 발생했습니다.냉각탑 상부 전체를 동시에 공사하다 보니 연결된 작업 플랫폼들이 모두 무너졌고, 작업자들은 70미터가 넘는 높이에서 추락했습니다. http://ww1.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4r0util1g20dc0a04qv.gif 사실, 이와 같은 냉각탑 사고는 이미 과거에도 있었으며, 이번 사고와 매우 유사합니다!1978년, 미국 웨스트버지니아주의 윌로우 아일랜드에 있던 건설 중이던 발전소에서 작업 플랫폼이 붕괴하는 사고가 발생했습니다. 이 사고로 총 51명이 사망했으며, 이는 미국 건설 역사상 가장 심각한 사고 중 하나가 되었습니다.그 사고의 원인은 콘크리트가 아직 마르지 않았는데도 형판을 제거한 것으로, 이로 인해 엄청난 인명 피해가 발생했습니다.사람들은 그 사고로 교훈을 얻지 못했고, 수십 년 후 중국에서 비슷한 사고가 재발한 것은 안타까운 일입니다.http://ww1.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4r28m3i0g20dc0a07wp.gif 냉각탑 꼭대기의 세부 사진이 없기 때문에, 사고의 진짜 원인은 아직 알려지지 않았습니다.여기서 저는 방대한 언론 매체들에 대해 한마디 하고 싶습니다. 요즘 인터넷에는 냉각탑 사고 현장 바로 위에서 찍은 사진들이 너무 많은데, 모두 **모양의 원형이며, 각 언론사가 찍은 사진들이 놀랍도록 일치합니다.하지만 사람들은 이런 사진에서 거의 아무런 정보도 얻을 수 없습니다!http://ww1.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4r3ac40dj20pu0hmq69.jpg 이미 드론을 이용해 항공 촬영을 했는데, 왜 좀 더 가까이 가지 않는 걸까?왜 작업 플랫폼이 붕괴된 부분의 세부 사항을 촬영하지 않나요?볼트와 철근의 잡아당김 흔적, 콘크리트의 균열 형태를 촬영할 수 있다면 사고 분석이 훨씬 더 상세해질 것입니다. 2. 조작 플랫폼 자체의 앵커링 장치 고장: 조작 플랫폼의 앵커링 장비가 고장 나거나 노후화되었거나, 모든 볼트를 요구대로 단단히 조이지 않아 플랫폼이 붕괴되고 이로 인해 연쇄 반응이 일어날 수도 있습니다. 《쌍곡선형 냉각탑 시공 및 품질 검수 규범(GB 50573-2010)》에도 이에 대한 규정이 있습니다: http://ww3.sinaimg.cn/large/6b48e3e4jw1fa4r5wvtyoj20zp0ctn4s.jpg. 굵게 표시된 6.3.7항은 반드시 준수해야 하는 강제적인 규정입니다. 하지만 현재로서는 충분한 자료가 없어 이러한 원인을 판단할 수 없습니다. 3. 타워크레인 붕괴로 인한 연쇄 반응: 타워크레인이 붕괴되면서 조작 플랫폼이 떨어졌다는 것은 중앙방송과 패이펑신문의 주장이며, 패이펑신문은 사고 현장을 보여주기 위해 특별히 3D 시뮬레이션 애니메이션도 제작했다.하지만 저는 현재의 자료만으로는 이러한 결론을 내리기에 부족하다고 생각합니다.http://ww3.sinaimg.cn/large/6b48e3e4gw1fa4r7lwoq8j20xc18ggq9.jpg 냉각탑 내부에 위치한 타워 크레인은 콘크리트를 펌핑하는 통로이자, 작업자들이 오르내리는 통로이기도 합니다.이러한 사고에서는 작업자들에게 탈출로가 하나뿐이기 때문에, 사고가 발생하면 도망갈 곳이 없는 경우가 많습니다.현재 지상과 냉각탑에 있던 근로자들의 사망 및 부상 비율에 대한 정확한 정보는 없습니다. 하지만 신화통신의 보도에 따르면, “지상층에 있던 근로자들을 제외하고 위층에 있던 사람들은 모두 추락하여 철근 등의 재료에 깔려 죽었다”고 합니다. 또한 지상층에서 탈출에 성공한 근로자 왕야오룽은 “지상층에 있던 근로자들 중 2명만이 경상을 입었으며, 나머지는 모두 안전하게 탈출했다”고 말했습니다. 이 보도를 통해 탑 위에 있던 근로자들은 모두 사망했으며, 지상에서는 단 2명만이 부상을 입은 것으로 추정됩니다.냉각탑의 건축 형태가 특수하기 때문에, 작업자들을 위한 안전 장비도 아직 미흡합니다. 제조업체들이 작업자들의 안전에 더욱 주의를 기울여 새로운 안전 시스템을 개발해 주기를 바랍니다. 그래야만 사고가 발생했을 때 작업자들이 대피할 수 있을 것입니다.또한, 개인적으로는 작업자들이 공사를 할 때 경험에만 맹목적으로 의존하고 과학을 믿지 않는 것도 사고가 발생하는 원인일 수 있다고 생각합니다. 만약 작업자들이 패널을 제거하기 전에 규정에 따라 장비를 사용해 콘크리트의 강도를 검사했다면, 이번 사고는 아마도 피할 수 있었을 것입니다. 건설 노동자들의 일은 모두 매우 힘듭니다. 사망한 이들 대부분은 허베이 출신의 목수들이라고 하는데, 멀리 장시까지 와서 일하다가 이런 재난을 당했습니다. 이 노동자들은 아마도 가족의 대를 이어가는 주축이었을 텐데, 아내가 남편을 잃고, 자녀들이 아버지를 잃는 상황을 상상하기 어렵습니다.사고가 발생하는 것은 정말 안타까운 일입니다. 매번의 사고는 피눈물 나는 교훈이 됩니다. 노동자들의 생명과 안전이 점점 더 잘 보장되기를 바랄 뿐입니다……