Transcript 수자원공사의 댐 내진 대책

Dam Engineering Research Center
한국수자원공사의 댐 내진 대책
한국수자원공사 수자원연구원
댐기술연구소
오 병 현
발표내용
개요
내진등급 및 내진설계 현황
내진성능 평가 사례
지진계 설치 및 통합운영관리
맺음말
개요
기존 댐 내진설계
 국내에 댐 내진설계기준이 도입(‘93년) 전 건설된 기존 다목적댐 및 용수댐은
지진계수 0.05g~0.10g(지진규모 5.4 ~ 6.1)로 내진설계
신규 댐 내진설계
硏修其間
 최근의 신규 댐 내진설계 및 내진성능평가는 개정된
댐설계기준(건설교통부, 2001)에 준함
硏修目的
개요
<표 1> 지진구역 구분
지진구역
행정구역
시
서울특별시, 인천광역시. 대전광역시. 부산광역시
대구광역시, 광주광역시, 울산광역시
도
경기도, 강원도남부(1), 충청남도, 충청북도, 경상북도,
경상남도, 전라북도, 전라남도 북동부(2)
도
강원도북부(3), 전라남도 남서부(4), 제주도
I
II
주)
(1) 강원도남부(군,시) : 영월, 정선, 삼척시, 강릉시, 동해시, 원주시, 태백시
(2) 전라남도 북동부(군,시) : 장성, 담양, 곡성, 구례. 장흥, 보성, 여천, 화순, 광양시, 나주시, 여천시, 여수시, 순천시
(3) 강원도북부(군,시) : 홍천, 철원, 화천, 횡성, 평창, 양구, 인제, 고성, 양양, 춘천시, 속초시
(4) 전라남도 남서부(군,시) : 무안, 신안, 완도, 영광, 진도, 해남, 영암, 강진, 고흥, 함평, 목포시
<표 2> 지진구역계수(재현주기 500년에 해당)
지진구역
I
II
구역계수
0.11
0.07
<표 3> 위험도 계수
재현주기(년)
500
위험도계수
1
1000
1.4
2400
2.0
개요
<표 4> 댐의 내진등급과 설계지진
내진등급
특등급댐
I 등급댐
설계지진의
평균재현주기
댐
․사회, 안보, 경제적인 측면에서 특별한 댐으로
발주처가 지정하는 댐
․법에 의하여 다목적댐으로 분류한 댐
․높이가 45m 이상이고
총저수량이 50백만㎥ 이상인 댐
내진특등급 댐 이외의 모든 댐
1,000년
500년
<표 5> 기초지반 분류에 따른 지반계수
지표면 아래 30m 토층에 대한 평균값
지반
계수
지반의 종류
전단파 속도
(m/s)
표준관입시험
(N치* )
비배수전단강도
(kPa)
경암지반, 보통암지반
연암지반
매우조밀한 토사지반
단단한 토사지반
760 이상
-
-
1.0
360～760
> 50
> 100
1.2
180～360
15～50
50～100
1.5
* 비점착성 토층만을 고려한 평균 N 치
개요
설계진도 = 지진구역계수 × 위험도계수 × 할증계수 × 중력가속도
CSG 단,
공법의
장점 지반계수 및 댐형식별 할증계수는
위험도계수,
정역학적 설계 방법인 진도법에 의한 경우에만 적용.
댐 내진설계에서 일반적으로 록필댐(표면차수벽형 석괴댐 포함)과
콘크리트 중력식댐(롤러다짐 콘크리트댐 포함)은
상대적으로 지진에 안전한 댐으로 평가
흙댐으로 설계한 경우 설계진도는 20% 크게 하고,
아치댐의 경우는 설계지반진도의 2배를 적용
개요
내진등급 및 설계 현황
<표 7> 한국수자원공사 다목적댐 내진설계 현황
댐 별
소양강댐
충주댐
안동댐
임하댐
합천댐
남강댐
대청댐
섬진강댐
주암댐
주암 조절지댐
부안댐
용담댐
횡성댐
밀양댐
보령댐
탐진댐
타입
RF
CG
RF
RF
CG
CFRD
CG+RF
CG
RF
RF
CFRD
CFRD
RF
CFRD
RF
CFRD
높이/길이, (m)
123/530
97.5/447
83/612
73/515
96/472
34/1,126
72/495
64/344.2
58/330
99.9/562.6
50/282
70/498
49/205
89/535
50/291
53/403
총저수용량
(백만m3)
2,900
2,750
1,248
595
790
309
1,490
466
457
250
42
825
87.0
73.6
116.9
183.0
주) RF : 록필댐, CG : 콘크리트중력댐, CFRD : 콘크리트표면차수석괴댐
설계지진계수(g)
0.05
0.05
0.05
0.10
0.10
0.10
0.05
0.05
0.10
0.10
0.10
0.12
0.10
0.10
0.1
0.08
내진등급 및 내진설계 현황
<표 7> 한국수자원공사 용수전용댐 내진설계 현황
39.5/282
53.5/326
22/331
46/300
27/318
32.5/223.5
42/300
총저수용량
(백만m3)
11
7.7
2.0
25
9.5
17.7
96.4
설계지진계수
(g)
0.05
0.05
0.06
0.05
RF
55/407
135.3
0.05
RF
RF
RF
CFRD
24.5/120
50/234
67/437
52/190
5.0
9.7
28
28.5
0.12
댐 명
형식
높이/길이, (m)
광동댐
달방댐
선암댐
사연댐
대암댐
안계댐
영천댐
RF
RF
ED
RF
RF
ED
RF
운문댐(특)
연초댐
구천댐
수어댐
대곡댐
주) RF : 록필댐, CG : 콘크리트중력댐, CFRD : 콘크리트표면차수석괴댐
내진성능 평가 사례
< 댐 내진대책 관련 연구>
‘01. 1 ~ ’03. 12 : 댐시설물의 내진성능 및 안전도 평가 연구(댐기술연구소)
‘04. 1 ~ ’04. 12 : 댐 지진계 설치 및 통합운영관리 연구(댐기술연구소)
■ 지진응답해석
o 지진계수 : 댐설계기준(건교부,2001)의 붕괴방지수준의 설계기준지진계수 적용
o 입력지진파 : Hachinohe파와 Ofunato파 및 인공지진파
o 각 댐에 적용한 단면 및 기본 물성치는 설계보고서와 공사지, 안전진단보고서를 참조
o 동적물성치(전단탄성계수, 체적탄성계수 등)는 국내외 문헌 값을 이용
■ 해석결과
16개 다목적댐과 12개 용수전용댐에 대한 지진응답해석 결과,
댐설계기준(‘01)의 내진설계기준(0.098g, 0.154g)에 준하는 내진안정성을 확보함.
내진성능 평가 사례
내진성능평가결과 (다목적댐)
댐명
형 식
소양강댐
충주댐
안동댐
합천댐
임하댐
대청댐
섬진강댐
주암댐
주암(조)
부안댐
남강댐
용담댐
보령댐
밀양댐
횡성댐
탐진댐
RF
CG
RF
CG
RF
CG&RF
CG
RF
RF
CFRD
CFRD
CFRD
RF
CFRD
RF
CFRD
당초 설계
지진계수(g)
0.05
0.05
0.05
0.10
0.10
0.05
0.05
0.10
0.10
0.10
0.10
0.12
0.10
0.10
0.10
0.08
댐설계기준
지진계수(g)
0.098
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.098
0.098
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.098
0.098
내진성능평가시
입력 지진계수(g)
0.098
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.098
0.098
0.154
0.154
0.154
0.154
0.154
0.098
0.098
평가결과
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
O.K
내진성능 평가 사례
내진성능평가결과 (용수전용댐)
댐 명
형식
당초 설계
지진계수(g)
댐설계기준
지진계수(g)
내진성능평가시
입력 지진계수(g)
평가결과
광동댐
RF
0.05
0.07
0.098
O.K
달방댐
RF
0.05
0.07
0.098
O.K
선암댐
RF
-
0.11
0.154
O.K
사연댐
ED
0.06
0.11
0.154
O.K
대암댐
ED
-
0.11
0.154
O.K
안계댐
ED
-
0.11
0.154
O.K
영천댐
ED
0.05
0.11
0.154
O.K
운문댐
RF
0.05
0.154
0.154
O.K
연초댐
RF
-
0.11
0.154
O.K
구천댐
RF
-
0.11
0.154
O.K
수어댐
RF
-
0.11
0.154
O.K
대곡댐
CFRD
0.12
0.11
0.154
O.K
지진계 설치 및 통합운영관리
■추진배경
o 일본의 고베지진(‘95.1)이후 댐내진대책의 일환으로
댐설계기준의내진설계기준이 강화(‘01.12)됨에 따라
건설시 지진계를 설치하지 않은 내진특등급 댐*에 대한 지진계 추가설치 필요
☞ ’07년까지 지진계 설치완료 추진
* 다목적댐 및 높이가 45m 이상이고 총저수량이 50백만㎥ 이상인 댐 : 14개 다목적댐, 운문댐
구분
다목적댐(14)
용수댐(1)
댐명
소양강
충
주
횡
성
안
동
임
하
합
천
남
강
밀
양
대
청
용
담
섬진강
지진계
설치여부
×
×
○
×
×
×
○
○
○
○
×
구분
남강댐
용담댐
횡성댐
밀양댐
대청댐
센서
센서
센서
센서
센서
설치현황
3대, 기록계
5대, 기록계
3대, 기록계
3대, 기록계
6대, 기록계
3대
2대
1대
1대
3대
주암
(본) (조)
×
×
부
안
보령
운문
×
×
×
설치년도
1998
2001
2001
2001
2006
비고
지진계 설치 및 통합운영관리
■추진경위
◦ 2001.12 : 댐설계기준 개정(건교부)
∙ 내진특등급 댐의 지진응답계측기 설치, 운영근거 마련
◦ 2003. 4 : “기존댐 지진응답계측기 설치 및 운영관리”과제 채택 (수자원안전기획단)
∙ 기존댐 내진안정성 확보 조치
◦ ‘04. 1~12 : 댐 지진계 설치 및 통합운영관리연구(수자원연구원)
∙ 기존댐 지진계 설치위치 및 운영관리방안 검토 등
◦ ‘04.10~11 : 투자심사(원안의결) 및 시행방침 결정
∙ 기존댐(12개) 지진계 설치 및 통합운영관리시스템 구축(수자원관리처)
◦ ‘05.10~’06.3 : 기존댐 실시간 지진감시시스템 개발(수자원연구원)
∙ 실시간 지진 모니터링 및 국가지진관측망 연계시스템 구축
지진계 설치 및 통합운영관리
지진계 계측항목, 설치위치, 소요개수
구 분
기준
∙자유장운동
∙측벽운동
∙댐체의 동적응답
좌동
∙기초부 : 댐선단, 갤러리 하단
콘크리트댐 ∙댐측벽 : 댐체에 가까운 암반상
∙댐상부 : 댐체상부
좌동
∙기초부 : 댐선단
∙댐측벽 : 댐체에 가까운 암반상
∙댐상부 : 댐체상부
좌동
∙최소 3개이상(복합댐 : 6개이상)
3개
계측항목
설치
위치
필댐
설치
개소 수
적용
콘크리트댐
필댐
비고
※대청댐
(6개)
※기준: 내진설계하위기술기준<지진응답계측기 설치, 운영>(건교부, 2000)
지진계 설치 및 통합운영관리
맺음말
◈ 개정된 댐설계기준(건교부, ‘01)의 지진계수(0.098g, 0.154g)를 적용하여 16개 다
목적댐 및 12개 용수전용댐의 내진성능을 평가한 결과, 다목적댐 및 용수전용댐 모두
내진안정성을 확보하고 있음.
◈ 내진특등급댐에 대한 지진계설치(건교부, ‘01) 현황은 기존 5개댐(남강댐, 용담댐,
횡성댐, 밀양댐, 대청댐)은 설치되었거나 설치중이며,
◈ 10개댐 11개소(충주댐, 안동댐, 소양강댐, 임하댐, 합천댐, 주암본댐 및 조절지댐,
부안댐, 보령댐, 섬진강댐, 운문댐)는 ’06년 현재 지진계 구매설치를 위한 발주공사가
진행중이며 ‘07년 9월까지 설치될 예정임.
감사합니다 !
한국수자원공사 수자원연구원
www.kwater.or.kr / www.kiwe.re.kr
오병현 : [email protected]