Dam Engineering Research Center 한국수자원공사의 댐 내진 대책 한국수자원공사 수자원연구원 댐 기 술 연 구 소 오 병 현.

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1 Dam Engineering Research Center 한국수자원공사의 댐 내진 대책 한국수자원공사 수자원연구원 댐 기 술 연 구 소 오 병 현

2 발 표 내 용발 표 내 용 개요 개요 내진등급 및 내진설계 현황 내진등급 및 내진설계 현황 내진성능 평가 사례 내진성능 평가 사례 지진계 설치 및 통합운영관리 지진계 설치 및 통합운영관리 맺음말 맺음말

3 硏修其間  국내에 댐 내진설계기준이 도입 ( ‘ 93 년 ) 전 건설된 기존 다목적댐 및 용수댐은 지진계수 0.05g~0.10g( 지진규모 5.4 ~ 6.1) 로 내진설계  국내에 댐 내진설계기준이 도입 ( ‘ 93 년 ) 전 건설된 기존 다목적댐 및 용수댐은 지진계수 0.05g~0.10g( 지진규모 5.4 ~ 6.1) 로 내진설계 硏修目的 신규 댐 내진설계  최근의 신규 댐 내진설계 및 내진성능평가는 개정된 댐설계기준 ( 건설교통부, 2001) 에 준함  최근의 신규 댐 내진설계 및 내진성능평가는 개정된 댐설계기준 ( 건설교통부, 2001) 에 준함 기존 댐 내진설계 개 요개 요

4 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 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 개요 지진구역 구분 지진구역행 정 구 역행 정 구 역 I 시 서울특별시, 인천광역시. 대전광역시. 부산광역시 대구광역시, 광주광역시, 울산광역시 도 경기도, 강원도남부 (1), 충청남도, 충청북도, 경상북도, 경상남도, 전라북도, 전라남도 북동부 (2) II 도 강원도북부 (3), 전라남도 남서부 (4), 제주도 지진구역계수 ( 재현주기 500 년에 해당 ) 지진구역 III 구역계수 0.110.07 위험도 계수 재현주기 ( 년 ) 50010002400 위험도계수 11.42.0

5 개요 댐의 내진등급과 설계지진 내진등급댐 설계지진의 평균재현주기 특등급댐 ․사회, 안보, 경제적인 측면에서 특별한 댐으로 발주처가 지정하는 댐 ․법에 의하여 다목적댐으로 분류한 댐 ․높이가 45m 이상이고 총저수량이 50 백만㎥ 이상인 댐 1,000 년 I 등급댐 내진특등급 댐 이외의 모든 댐 500 년 기초지반 분류에 따른 지반계수 지반의 종류 지표면 아래 30m 토층에 대한 평균값 지반 계수 전단파 속도 (m/s) 표준관입시험 (N 치 * ) 비배수전단강도 (kPa) 경암지반, 보통암지 반 760 이상 --1.0 연암지반 매우조밀한 토사지반 360 ～ 760 > 50> 100 1.2 단단한 토사지반 180 ～ 36015 ～ 5050 ～ 100 1.5 * 비점착성 토층만을 고려한 평균 N 치

6 개요 CSG 공법의 장점  설계진도 = 지진구역계수 × 위험도계수 × 할증계수 × 중력가속도 단, 위험도계수, 지반계수 및 댐형식별 할증계수는 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 2 배를 적용  설계진도 = 지진구역계수 × 위험도계수 × 할증계수 × 중력가속도 단, 위험도계수, 지반계수 및 댐형식별 할증계수는 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 2 배를 적용

7 개요

8 댐 별댐 별 타 입타 입높이 / 길이, (m) 총저수용량 ( 백만 m 3 ) 설계지진계수 (g) 소양강댐 RF123/5302,9000.05 충주댐 CG97.5/4472,7500.05 안동댐 RF83/6121,2480.05 임하댐 RF73/5155950.10 합천댐 CG96/4727900.10 남강댐 CFRD34/1,1263090.10 대청댐 CG+RF72/4951,4900.05 섬진강댐 CG64/344.24660.05 주암댐 RF58/3304570.10 주암 조절지댐 RF99.9/562.62500.10 부안댐 CFRD50/282420.10 용담댐 CFRD70/4988250.12 횡성댐 RF49/20587.00.10 밀양댐 CFRD89/53573.60.10 보령댐 RF50/291116.90.1 탐진댐 CFRD53/403183.00.08 한국수자원공사 다목적댐 내진설계 현황 주 ) RF : 록필댐, CG : 콘크리트중력댐, CFRD : 콘크리트표면차수석괴댐 내진등급 및 설계 현황

9 내진등급 및 내진설계 현황 한국수자원공사 용수전용댐 내진설계 현황 댐 명댐 명 형 식형 식높이 / 길이, (m) 총저수용량 ( 백만 m 3 ) 설계지진계수 (g) 광동댐 RF39.5/282110.05 달방댐 RF53.5/3267.70.05 선암댐 ED22/3312.0- 사연댐 RF46/300250.06 대암댐 RF27/3189.5- 안계댐 ED32.5/223.517.7- 영천댐 RF42/30096.40.05 운문댐 ( 특 ) RF55/407135.30.05 연초댐 RF24.5/1205.0- 구천댐 RF50/2349.7- 수어댐 RF67/43728- 대곡댐 CFRD52/19028.50.12 주 ) RF : 록필댐, CG : 콘크리트중력댐, CFRD : 콘크리트표면차수석괴댐

10 ‘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 : Hachinohe 파와 Ofunato 파 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 16 개 다목적댐과 12 개 용수전용댐에 대한 지진응답해석 결과, 댐설계기준 (‘01) 의 내진설계기준 (0.098g, 0.154g) 에 준하는 내진안정성을 확보함. 내진성능 평가 사례

11 내진성능평가결과 ( 다목적댐 ) 댐 명댐 명 형 식 당초 설계 지진계수 (g) 댐설계기준 지진계수 (g) 내진성능평가시 입력 지진계수 (g) 평가결과 소양강댐 RF0.050.098 O.K 충주댐 CG0.050.154 O.K 안동댐 RF0.050.154 O.K 합천댐 CG0.100.154 O.K 임하댐 RF0.100.154 O.K 대청댐 CG&RF0.050.154 O.K 섬진강댐 CG0.050.154 O.K 주암댐 RF0.100.098 O.K 주암 ( 조 ) RF0.100.098 O.K 부안댐 CFRD0.100.154 O.K 남강댐 CFRD0.100.154 O.K 용담댐 CFRD0.120.154 O.K 보령댐 RF0.100.154 O.K 밀양댐 CFRD0.100.154 O.K 횡성댐 RF0.100.098 O.K 탐진댐 CFRD0.080.098 O.K

12 내진성능평가결과 ( 용수전용댐 ) 댐 명댐 명형 식형 식 당초 설계 지진계수 (g) 댐설계기준 지진계수 (g) 내진성능평가시 입력 지진계수 (g) 평가결과 광동댐 RF0.050.070.098 O.K 달방댐 RF0.050.070.098 O.K 선암댐 RF-0.110.154 O.K 사연댐 ED0.060.110.154O.K 대암댐 ED-0.110.154O.K 안계댐 ED-0.110.154O.K 영천댐 ED0.050.110.154O.K 운문댐 RF0.050.154 O.K 연초댐 RF-0.110.154O.K 구천댐 RF-0.110.154O.K 수어댐 RF-0.110.154O.K 대곡댐 CFRD0.120.110.154O.K 내진성능 평가 사례

13 ■ 추 진 배 경 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 ☞ ’07 년까지 지진계 설치완료 추진 * 다목적댐 및 높이가 45m 이상이고 총저수량이 50 백만㎥ 이상인 댐 : 14 개 다목적댐, 운문댐 구 분구 분다목적댐 (14) 용수댐 (1) 댐 명댐 명소양강 충주충주 횡성횡성 안동안동 임하임하 합천합천 남강남강 밀양밀양 대청대청 용담용담 섬진강 주암 부안부안 보령운문 (본)(본)(조)(조) 지진계 설치여부 ×× ○ ××× ○○○○ ×××××× 구 분구 분설치현황설치년도비 고비 고 남강댐센서 3 대, 기록계 3 대 1998 용담댐센서 5 대, 기록계 2 대 2001 횡성댐센서 3 대, 기록계 1 대 2001 밀양댐센서 3 대, 기록계 1 대 2001 대청댐센서 6 대, 기록계 3 대 2006 지진계 설치 및 통합운영관리

14 ■ 추 진 경 위 ◦ 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 (12 개 ) 지진계 설치 및 통합운영관리시스템 구축 ( 수자원관리처 ) ◦ ‘05.10~’06.3 : 기존댐 실시간 지진감시시스템 개발 ( 수자원연구원 ) ∙ 실시간 지진 모니터링 및 국가지진관측망 연계시스템 구축

15 지진계 설치 및 통합운영관리 지진계 계측항목, 설치위치, 소요개수 구 분구 분기 준기 준적용비 고비 고 계측항목 ∙ 자유장운동 ∙ 측벽운동 ∙ 댐체의 동적응답 좌동 설치 위치 콘크리트댐 ∙ 기초부 : 댐선단, 갤러리 하단 ∙ 댐측벽 : 댐체에 가까운 암반상 ∙ 댐상부 : 댐체상부 좌동 필댐 ∙ 기초부 : 댐선단 ∙ 댐측벽 : 댐체에 가까운 암반상 ∙ 댐상부 : 댐체상부 좌동 설치 개소 수 콘크리트댐 ∙ 최소 3 개이상 ( 복합댐 : 6 개이상 )3개3개 ※대청댐 (6 개 ) 필댐 ※기준 : 내진설계하위기술기준 ( 건교부, 2000)

16 지진계 설치 및 통합운영관리

17 맺음말 ◈ 개정된 댐설계기준 ( 건교부, ‘01) 의 지진계수 (0.098g, 0.154g) 를 적용하여 16 개 다목 적댐 및 12 개 용수전용댐의 내진성능을 평가한 결과, 다목적댐 및 용수전용댐 모두 내 진안정성을 확보하고 있음. ◈ 내진특등급댐에 대한 지진계설치 ( 건교부, ‘01) 현황은 기존 5 개댐 ( 남강댐, 용담댐, 횡성댐, 밀양댐, 대청댐 ) 은 설치되었거나 설치중이며, ◈ 10 개댐 11 개소 ( 충주댐, 안동댐, 소양강댐, 임하댐, 합천댐, 주암본댐 및 조절지댐, 부 안댐, 보령댐, 섬진강댐, 운문댐 ) 는 ’06 년 현재 지진계 구매설치를 위한 발주공사가 진 행중이며 ‘07 년 9 월까지 설치될 예정임.

18 감사합니다 ! 한국수자원공사 수자원연구원 www.kwater.or.kr / www.kiwe.re.kr 오병현 : ohbh@kwater.or.kr