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아보리스트를 위한 실전 리깅 기술과 과학- Ⅵ

수목보호관리연구소 김병모 | 기사입력 2021/09/17 [10:00]

아보리스트를 위한 실전 리깅 기술과 과학- Ⅵ

수목보호관리연구소 김병모 | 입력 : 2021/09/17 [10:00]

<지난 호에서 이어지는 내용입니다.>

 

이번 호에서는 한 나라의 수목 관리 수준을 가늠할 수 있는 노거수, 문화재 수목(보호수, 천연기념물) 등 관리에 필수요소인 수목의 평가와 리스트 관리(Tree Assessment & Rick Management) 중 수목의 서포트 시스템(Tree Support System)에 대해 알아보고자 한다. 필자가 본 우리나라의 노거수나 천연기념물 수목들은 마치 선진국과 비교할 때 알 수 없는 시대를 살아가는 것 같은 착각이 든다. 

 

나무를 보호하는 조치로 줄 당김(Tree cabling), 쇠조임(bracing), 당김줄(guying) 그리고 지지대(propping)를 이용한다. 이 장비들은 줄기와 나뭇가지의 움직임을 제한하면서 나무의 지탱을 도와준다. 이를 현명하게 사용했을 때 나무의 수명이 연장되고 물리적인 파괴의 위험성을 줄일 수 있다.

 

‘동일 세력’의 접합부는 나무의 가장 취약한 부위로 여겨진다. 또 나무의 수피 안에서 갈라짐이 있거나 나뭇가지가 썩었을 경우 높은 위험성을 지녀 ‘트리 서포트 시스템(Tree support system)’을 통한 적절한 조치가 필요하다. 여러 줄기로 뻗은 나무는 바람 저항능력이 낮고 쌓인 눈의 무게를 견디기 어렵다. 잠재적으로 재산이나 사람에게 피해를 줄 수 있는 나뭇가지들은 ‘줄 당김’ 시스템 적용이 적합하다.

 

‘트리 서포트 시스템’은 잠재 위험요소를 제거할 순 없지만 수용 가능한 선에서 붕괴에 대한 위험성을 줄일 수 있다. 위험요소가 있는 나무는 서포트 시스템을 설치할지, 재산에 위협을 줄 수 있는 나뭇가지를 제거할 건지 아니면 나무 전체를 제거할지 신중히 평가한 후 결정한다.

 

만약 나무뿌리가 구조적으로 손상을 입었거나 과도한 부패가 진행됐을 경우 나무를 제거하는 선택이 적합할 수 있다. 명심할 사항은 트리 서포트 시스템이 설치된 나무는 그에 상응하는 반작용으로 형성된 상처가 부패로 이어질 수 있다.

 

그러므로 트리 서포트 시스템은 그 나라에서 규정으로 적용하는 ‘표준 기준’을 따를 것을 권장한다(참조: ‘천연기념물 노거수 위험 관리 매뉴얼’. 2016년 국립문화재연구소가 서울대 식물병원에 의뢰해 국제수준의 현대수목관리기술의 표준을 도입해서 만들었다).

 

1. 보호시설 설치 공통사항

ㆍ보호시설 설치에 필요한 인력과 장비 점검

ㆍ수목 부위 부지 환경과 설치 대상 부위를 포함한 수목 전반에 대한 시각적인 조사

ㆍ보호시설 설치에 앞서 필요한 전정 작업 수행

ㆍ작업 지침이나 제조업체의 설치 요령에 의해 필요한 보호시설 설치

ㆍ설치된 보호시설이 당초 목적에 따라 설치됐는지 확인

ㆍ작업 범위 밖의 수피와 형성층 등은 손상 금지

ㆍ사용하는 자재는 충분한 내구성 확보

 

2. 줄 당김(Cabling)

줄 당김은 수목의 약한 구조에 대한 동적인 부하를 줄이기 위해 강철 케이블이나 합성섬유 로프처럼 탄력성 있는 자재를 설치함으로써 과도한 움직임을 억제하는 수목 보호 시설이다.

 

ㆍ줄 당김은 다음 중 하나 이상의 목적을 달성하기 위해 설치된다.

- 과도하게 뻗은 가지에 대한 지지력 제공

- 추가적인 부하에 노출될 수 있는 가지에 대한 지지력 제공

- 동일 세력 줄기나 가지의 움직임 제한

- 약하게 부착된 가지의 움직임 제한

 

▲ [그림 1] 케이블 설치 위치와 각도(FLL, 2006 재구성)

1) 설치 기본사항

건전 목재 비율 : 건전한 목재가 수간이나 가지 직경의 40% 미만인 부후된 부위에는 관통하는 고정 장치(anchor)를 설치해서는 안 된다. 동적 줄 당김의 설치도 삼가야 한다.

 

케이블 설치 위치 : 케이블의 지지가 될 가지나 주지의 길이(높이)는 지지가 될 분기로부터 측정된다([그림 1] 참조).

 

케이블을 가지 연결지점에서 멀리 설치할수록 효과적이지만 멀어질수록 가늘어져 부하를 감당하기 어렵게 된다. 설치 위치가 안쪽으로 이동할수록 케이블의 강도를 높여준다.

 

케이블 각도 : 케이블 설치 각도는 케이블이 설치될 두 수목 조직이 이루는 각도를 양분하는 가상선에 대해 수직이 되게 한다([그림 1] 참조).

 

2) 설치 유형

① 설치 종류

가. 정적 줄 당김(St atic cabling)

ㆍ줄 당김은 가지나 줄기 사이에 설치된 케이블 또는 로프가 장력하에 놓이게 해 움직임을 허용하지 않는다.

 

ㆍ설치 부위의 목재를 관통하는 고정 장치를 설치하는 침투식(Invasive)이다.

 

나. 동적 줄 당김(Dynamic cabling)

ㆍ지지가 되는 가지나 줄기의 움직임을 어느 정도 허용한다. 설치 부위를 케이블이나 합성섬유 밧줄로 감싸는 비침투식(Noninvasive)이다.

 

ㆍ동물에 의한 가해나 자외선에 의한 열화로 합성섬유 로프의 내용 연수가 짧은 문제점이 있지만 설치가 쉽고 상처 유발이 없다.

 

▲ [그림2] 줄 당김의 연결 형태(점선은 대안적 연결, FLL, 2006 재구성)

① 직접연결 ② 삼각형 배치(세 모지/줄기) ③ 삼각형 배치(네 모지/줄기) ④ 삼각형 배치(다섯 모지/ 줄기) ⑤ 상자형 ⑥ 바큇살형

 

② 설치 형태

줄 당김은 직접 줄 당김(Direct cabling) 외 셋 이상의 줄기나 가지에 케이블을 설치하는 삼각형(Triangular), 상자형(Box), 바큇살형(Hub-and spoke) 등이 있다([그림 2] 참조).

 

직접 줄 당김 : 수목의 두 부분, 즉 두 가지, 두 줄기, 수간과 굵은 가지 사이에 하나의 케이블을 연결하는 방식이다.

 

삼각형 줄 당김 : 세 가지를 하나의 그룹으로 연결하는 방법이다. 모든 방향에서의 흔들림을 줄일 수 있는 강력한 직접 지지가 요구될 때 적용된다.

 

상자형 줄 당김 : 네 개 이상의 가지를 연결하는 방법이다. 지지력이 가장 약하며 측면 흔들림만 흡수할 필요가 있을 때 설치한다.

 

바큇살형 줄 당김 : 중간에 철제로 된 중심 고리와 여기서 세 개 이상의 가지로 뻗어 나간 케이블로 구성된다. 이 방법은 활용할 만한 중앙 주지가 없거나 모지(줄기)가 바깥을 향해 파손될 가능성이 클 때 설치한다. 그러나 동시에 발생하는 모지(줄기)의 측면 진동은 억제하지 못한다. 바큇살형 줄 당김은 각 케이블의 장력이 독립적으로 조절돼야 하므로 설치하는데 전문성이 필요하다.

 

두 개 이상의 줄 당김을 설치해야 할 때는 이들이 서로 직접적인 접촉이 발생하지 않도록 충분한 거리를 확보해야 한다.

 

3) 설치 방법

① 정적 줄 당김

▲ [그림 3] (왼쪽부터)고정 장치 간 확보 거리, 고정 장치의 각도(TCIA, 2013 재구성)

 

ㆍ고정 장치 간 거리는 해당 가지나 수간의 직경보다 멀리 위치하게 하고 상하 수직으로 배치하지 않는다. 가로 하중(Slide loading)을 받지 않도록 케이블과 평행하게 설치한다.

 

ㆍ고정 장치 설치용 구멍의 직경은 설치 지점의 수간 또는 가지 직경을 초과해서는 안 된다.

 

ㆍ하나의 고정 장치에는 하나의 케이블만 부착한다.

 

△ 나사 강봉 + 아몬아이 너트                                              △ 아이볼트

▲ [그림 4] 줄 당김에 사용되는 고정 장치 유형(Smiley and Lilly, 2014 재구성)

 

노거수처럼 지지돼야 하는 가지나 줄기의 직경이 굵은 경우에는 확보력이 강한 관통형으로 설치된다. 관통형에는 나사 강봉(Threaded steel rod)을 아몬아이 너트(Amon-eye nut)로 연결하는 방법과 관통형 아이볼트(Eye bolt)를 설치하는 방법이 있다.

 

두 방법 중 나사 강봉의 나사가 목재에 박혀있는 ‘나사 강봉 + 아몬아이 너트’ 방법의 지지력이 더 강하다. 아이볼트는 설치 부위 직경이 70㎝를 초과하면 적용이 어렵다.

 

ㆍ고정 장치 설치용 구멍 뚫기

- 나사 강봉 설치용: 나사의 날이 목재 안으로 파고들도록 구멍의 직경이 나사 강봉보다 1.5~3㎜ 정도 작도록 뚫어야 한다. 나사 강봉은 건전한 목재에만 설치한다.

 

- 아이볼트 설치용: 아이볼트 직경보다 크되 3㎜ 이상 크지 않도록 뚫는다.

 

- 너트(nut)와 목재 사이(수피를 따낸 후)에는 고정 장치가 뽑히는 걸 방지할 수 있는 적절한 크기의 고강도 또는 열처리된 원형 강철 와셔(Washer)를 위치한다.

 

- 고정 장치 각도가 설치되는 가지/줄기와 직각이 아닌 경우에는 너트와 와셔 사이에 해당 각도의 간격재를 삽입해 조립한다.

 

- 너트 바깥의 남은 고정 장치는 절단해 제거하고 너트가 풀리지 않도록 고정 장치 끝의 마지막 나사를 망치로 변형시킨다.

 

고정 장치와 케이블의 연결

- 케이블이 고정 장치와 직접 접촉하지 않도록 두 자재 사이에 아연도금 또는 스테인리스 자재로 된 골무(Thimble)를 삽입해야 한다.

 

- 케이블의 끝은 미끄러지지 않도록 와이어로프 그립으로 죄어주거나 케이블 가닥을 꼬아서 이어줘야 한다.

 

- 케이블 설치: 케이블은 와이어 Come-along, 도르래 장치, 기타 도구를 이용해 당겨서 팽팽하게 되도록 설치한다.

 

② 동적 줄 당김

ㆍ동적 줄 당김은 유연한 케이블 방법으로 케이블과 앵커 대신 합성섬유를 엮은 속이 빈 로프와 벨트, 마모 방지 싸개(Sheath)나 띠(Strap), 충격흡수재 등을 사용한다.

 

ㆍ가지나 줄기를 감싸는 로프는 흘러내리지 않는 곳에 설치하거나 흘러내림을 방지하기 위해 탄력적인 위치고정 벨트로 고정시킬 필요가 있다.

 

ㆍ로프는 가지와 줄기의 2차 생장으로 인한 옥죔을 방지하기 위해 조절될 수 있도록 여유를 둬야 한다.

 

ㆍ기타 설치 기준은 줄 당김의 공통적인 기준을 따른다.

 

ㆍ로프가 설치될 부위의 가지나 줄기를 감싸기 위해서는

- 수간 둘레 + 20㎝ 정도 길이의 신축 밴드(Expansion band)를 로프 내에 삽입하고

- 다시 수간 둘레에 해당하는 길이의 마모 방지 싸개(Abrasion sheath)로 로프를 감싼다.

 

ㆍ마모 방지 싸개가 가지나 줄기를 감싸도록 위치시킨 후 다음과 같이 로프의 끝을 로프의 빈공간으로 삽입한 다음 마무리한다.

- 로프 끝을 삽입하는 위치와 줄기 또는 가지의 거리는 해당 줄기나 가지 직경의 약 0.5배 정도 돼야 한다.

 

- 꼬아 잇기(Splicing)를 위한 로프 삽입 거리는 파괴강도 4t 이하면 30㎝ 정도, 8t인 경우 50㎝ 정도가 적절하다.

 

- 다시 꺼낸 로프는 보정 루프(Compensation loop)를 만든 다음 다시 로프 속으로 집어넣은 후(파괴강도 4t 이하는 10㎝, 8t인 경우 15㎝) 노출시킨다.

 

ㆍ충격 흡수재 삽입: 로프 연결이 마무리되면 편리한 위치에 충격흡수재를 삽입한다.

 

ㆍ반대편에서도 동일한 설치 작업을 수행하며 설치 후 절단된 합성섬유 로프의 끝은 풀어지지 않도록 불을 이용해 열처리해 줘야 한다.

 

ㆍ가지의 움직임은 합성섬유 로프가 높은 탄력성(길이×15~20%)을 제공하기 때문에 로프는 추가적인 여유 없이 장력이 걸리지 않을 정도로 다소 느슨하게 설치한다.

 

▲ [그림 6] 동적 줄 당김 설치 방법 도해(FLL, 2006 재구성)

▲ [그림 7] 동적 케이블링인 ‘코브라 케이블링 시스템’ 설치 예

 

4) 자재 규격

① 정적 줄 당김

ㆍ자재의 규격은 지지를 받기 위해 고정 장치가 설치되는 지점의 가지 직경을 기준으로 결정된다.

 

* N/A: 적용 불가

▲ [표 1] 줄 당김을 위해 요구되는 가지 직경별 최소 자재 규격(TCIA, 2013)

 

ㆍ고정 장치는 설치 기점의 가지 직경이 76㎝(30")를 초과하면 강도가 약한 아이볼트를 사용할 수 없다. 이때에는 ‘아몬아이 너트 + 나사 강봉’을 사용한다.

 

ㆍ지지력 제공을 위해 사용하는 연결 케이블은 아연 도금된 보통 케이블(1×7)과 고강도 케이블(1×7), 아연 도금된 항공기 케이블(7×9)을 사용할 수 있다.

 

ㆍ보통 케이블은 가지 직경 61㎝부터는 사용이 불가하며 고강도 케이블이나 항공기 케이블을 사용하면 보다 가는 케이블로 지지력을 확보할 수 있다.

 

② 동적 줄 당김

▲ [표 2] 가지 직경별 동적 줄 당김의 필요 파괴 강도(FLL, 2006)

ㆍ동적 줄 당김을 위한 자재 규격은 줄 당김 설치 당시 가지의 기부에서 측정한 직경과 지지가 필요한 가지 길이의 2/3지점에 설치하되 수목의 구조와 형태, 설치 지점의 강도, 주변 환경 등을 고려해 조절할 수 있다.

 

ㆍ설치 당시의 기부에서 측정한 가지의 직경이 80㎝를 초과하면 필요한 파괴강도를 별도로 측정해야 하는데 해당 파괴강도를 충족하는 자재가 없을 경우엔 가용한 자재를 둘 이상 결합해 설치할 수도 있다.

 

ㆍ동적 줄 당김 자재의 내용 연수는 최소 8년이 요구된다.

 

5) 유형별 평가

ㆍ정적인 줄 당김은 설치에 전문성이 필요하다. 수목에 상처를 유발하지만 가지의 움직임을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서 좁은 각도를 이루면서 수피가 매몰돼 있거나 균열이 생겨 파손되기 쉬운 동일 세력 줄기의 분기가 찢어지는 걸 보호하는 데 적합하다.

 

ㆍ동적인 줄 당김은 동물에 의한 가해나 자외선에 의한 열화로 합성섬유 로프의 내용 연수가 짧은 문제점이 있다. 그러나 가 설치가 용이하고 상처 유발이 없다.

 

ㆍ특히 어느 정도의 움직임을 허용하면서 파손을 방지할 수 있는 지지력을 제공하고 수목의 자율적인 적응 생장(Adaptive growth)을 저해하지 않기 때문에 수목의 정상적인 생장을 왜곡하지 않으면서 지지력을 제공하는 보다 합리적인 보호시설이라고 할 수 있다.

 

 

수목보호관리연구소_ 김병모 : menomonic@hanmail.net

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2021년 9월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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