7명 숨진 울산화력 붕괴사고…기둥 과다절단·구조검토 부실 탓

[이데일리 이다원 기자] 지난해 11월 7명이 숨진 울산화력발전소 보일러타워 붕괴사고는 발파해체에 앞서 기둥을 과도하게 절단한 것이 직접적인 원인이었던 것으로 조사됐다. 구조검토 과정에서 기둥의 두께를 실제보다 두껍게 적용하고 구조물 무게는 가볍게 산정한 데다 기둥의 국부좌굴 위험도 제대로 검토하지 않은 것으로 드러났다.

지난해 11월 6일 오후 2시 2분께 울산 남구 용잠동 한국동서발전 울산발전본부 울산화력발전소에서 60m 높이 보일러 타워가 무너졌다.(사진=연합뉴스)

30일 국토교통부가 발표한 울산화력발전소 건설·건축물사고조사위원회(사조위) 조사 결과에 따르면 지난해 11월 6일 발생한 보일러타워 5호기 붕괴사고는 사전 취약화 작업 중 기둥의 지지력이 한계를 넘어서면서 발생했다.

사전 취약화는 발파해체 때 구조물이 의도한 방향으로 넘어지도록 기둥과 보 등 일부 부재를 미리 잘라내는 작업을 말한다.

당시 작업자들이 기둥을 과도하게 절단하면서 남은 부분이 상부 하중을 견디지 못하고 얇은 철판이 압축력을 견디지 못해 구부러지거나 꺾이는 현상인 국부좌굴을 일으켰고, 이로 인해 기둥 일부가 파괴되면서 구조물 전체의 연쇄 붕괴로 이어졌다는 것이 사조위의 판단이다.

보일러 타워 붕괴 현장 사진. (사진=국토교통부)

사고의 핵심 원인으로는 구조검토에 사용된 자료의 오류와 기술적 검토 미흡이 지목됐다.

조사 결과 보일러타워는 위로 올라갈수록 기둥의 철판 두께가 얇아지는 구조였지만, 구조검토 과정에서는 지상층 1곳에서만 철판 두께를 측정한 뒤 이를 상부 기둥 전체에 적용했다. 실제 붕괴가 시작된 높이 26.2~27.2m 지점의 기둥 두께는 15㎜였지만 구조검토에는 24㎜가 적용됐다. 실제보다 기둥이 두껍다고 가정하면서 하중을 버티는 능력을 과대평가한 것이다.

구조물의 무게도 실제보다 적게 계산했다. 사고 이후 계측한 보일러타워의 실제 중량은 3525.8t이었지만 구조검토에 적용된 중량은 3005.8t으로 520t 적었다. 기둥의 지지력은 과대평가하고 기둥이 감당해야 할 하중은 과소평가한 셈이다.

구조검토 과정에서 국부좌굴 가능성을 검토하지 않은 점도 확인됐다. 기둥 일부를 절단하면 남은 단면이 얇아져 국부좌굴이 발생할 가능성이 커지지만 이에 대한 검토가 이뤄지지 않았다. 노후 구조물의 장기간 사용에 따른 변형이나 절단 작업 중 발생할 수 있는 손상 등에 대비한 안전여유도 확보하지 않았다.

사조위가 실제 기둥 치수와 재료강도, 구조물 중량 등을 반영해 3차원 정밀 구조해석을 실시한 결과에서도 사고 당시 최초 붕괴 지점인 높이 26.2~27.2m 구간에서 국부좌굴로 인한 파괴가 발생할 것으로 나타났다. 구조해석에서 나타난 기둥의 변형 형태 역시 실제 붕괴 형상과 일치했다.

시공과 사업관리 과정에서도 문제점이 확인됐다. 원도급사인 HJ중공업은 사전 취약화와 발파 작업을 전문업체의 판단에 의존하면서 최종 시공상세도와 현장 조건이 일치하는지 면밀하게 확인하지 않았다.

발주자인 한국동서발전도 별도의 건설사업관리자를 두지 않고 공사를 직접 감독했지만, 참여 주체들의 업무 수행을 체계적으로 총괄관리하지 못한 것으로 조사됐다. 이 과정에서 구조검토 자료의 오류와 기술적 문제를 사전에 걸러내지 못했다.

사조위는 재발방지를 위해 해체공사 계획 단계의 현장조사를 강화하고 해체공사 기술기준을 마련할 것을 제안했다. 고위험 해체공사의 설계·시공 관리 강화와 발주자의 역할 및 책임 확대도 개선 과제로 제시했다.

국토부는 이번 조사 결과와 현재 조사가 진행 중인 서소문고가 철거공사 붕괴사고 조사 결과를 종합적으로 검토해 해체공사 제도개선 방안을 마련할 계획이다. 서소문고가 사고조사위원회의 조사기간은 올해 11월 30일까지다.

아울러 이번 사고 조사 결과를 관계기관에 통보하고 법령 위반 사항에 대한 행정처분과 수사 등이 신속하게 이뤄지도록 협조할 방침이다. 사조위의 최종보고서는 11월 중 국토부에 제출하며 국토부 홈페이지와 건설안전 종합정보망을 통해 공개할 예정이다.

이경구 사조위 위원장은 “사고 조사 결과가 유사 사고를 예방하는데 도움이 되기를 바란다”며 “조사 결과를 정리·보완하여 11월 중에 국토교통부에 최종보고서를 제출할 예정”이라고 말했다.