KR20220164296A - 태양광 발전구조물의 시공방법 - Google Patents

태양광 발전구조물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기초판(100)과, 상기 기초판(100)의 상부에 설치되는 하부 지지기둥(200)과, 상기 하부 지지기둥(200)의 상부에 설치되는 상부 지지기둥(20)과, 상기 상부 지지기둥(20)의 상부에 설치되는 태양광 발전패널(10)을 구비한 태양광 발전구조물의 시공방법에 관한 것으로서, 지반을 굴착하여 굴착부(1)를 형성하는 단계; 다짐작업에 의한 상기 하부 지지기둥(200)의 손상을 방지하도록, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 임시마개(210)를 설치하는 단계; 상기 굴착부(1)에 상기 기초판(100), 하부 지지기둥(200) 및 임시마개(210)를 삽입하되, 상기 굴착부(1)의 상단보다 낮은 위치에 상기 임시마개(210)의 상단이 위치하도록 하는 기초판 설치단계; 상기 굴착부(1)에 토사를 되메움하고 다짐하되, 하단이 상기 임시마개(210)에 결합한 위치확인부(213)의 상단이 되메움된 토사의 표면 위로 노출되도록 하는 다짐단계; 상기 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 인발함과 아울러, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사를 제거하는 임시마개 인발단계; 상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 상기 상부 지지기둥(20) 및 태양광 발전패널(10)을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법을 제시함으로써, 자중에 의한 침하 및 풍압에 의한 인발에 대하여 효과적으로 저항할 수 있고, 지반의 환경오염의 문제가 없으며, 고염분 지역에서 내구성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

태양광 발전구조물의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATOR}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광 발전구조물의 시공방법에 관한 것이다.
현재 국내외의 태양광 발전사업은, 환경 및 민원 문제를 해결하기 위하여, 대부분 건축물을 지을 수 없거나 경작의 행위를 하기에 부적당한 토지위주로 대규모 발전사업이 계획되거나 수행 중에 있다.
구체적인 사례로서, 염전, 염해농지, 간척지 그리고 농촌 등의 연약 지반으로 설치 대상 위치가 확대되고 있다.
이러한 부지들은 연약지반임과 동시에 고부식성 토지이므로, 구조 안정성의 확보와 동시에 기초의 내식성이 매우 중요하다.
종래의 일반적인 태양광 발전시설은 전기발전용 태양광 패널을 지면에서 일정 높이, 일정각도로 고정하기 위해 경량 철골 구조물이 사용되고 있으며, 이 경량 철골 구조물을 지반에 고정하기 위한 기초구조물로서 주로 철근 콘크리트 구조를 사용하고 있다.
그런데, 이러한 종래의 태양광 발전시설의 기초구조물은 다음과 같은 문제가 지적되어 왔다.
첫째, 기초구조물의 구조적 안정성에 문제가 있다.
태양광 발전시설은 그 자중에 의한 침하보다 풍압에 의한 인발이 더욱 문제시되는 구조물이므로, 종래에는 이에 저항하기 위하여 콘크리트 기초구조물의 자중을 증대하는 방식을 채택하여 왔다.
그러나, 태양광 발전시설은 대단히 넓은 면적에 걸쳐 다수의 기둥에 의한 지지구조로 이루어지므로, 그 각각의 기둥마다 암반까지 기초를 형성하는 것이 사실상 불가능하여 마찰말뚝 방식을 채택하는데, 위와 같은 철근 콘크리트 기초구조물의 자중증대로 인하여 침하가 발생한다.
이는 연약지반의 경우, 더욱 큰 문제로 부각된다.
둘째, 지반의 환경 파괴의 문제가 있다.
지중에 장기간 동안 매설된 철근 콘크리트는 지반을 오염시키는데, 태양광 발전시설은 대단히 넓은 면적에 걸쳐 설치되므로, 그 기초구조물을 형성하는 철근 콘크리트는 넓은 면적의 지반을 오염시킨다.
셋째, 고염분 지역에서 내구성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다.
간척에 의한 연약지반은 고염분 지역이고, 이러한 지역이 태양광 사업 대상 부지로 선정되는 추세인세, 철근 콘크리트는 염분에 취약한 재료이므로, 그 기초구조물의 내구성, 구조적 안정성을 확보하기가 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 자중에 의한 침하 및 풍압에 의한 인발에 대하여 효과적으로 저항할 수 있고, 지반의 환경오염의 문제가 없으며, 고염분 지역에서 내구성을 확보할 수 있도록 하는 태양광 발전구조물의 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 기초판(100)과, 상기 기초판(100)의 상부에 설치되는 하부 지지기둥(200)과, 상기 하부 지지기둥(200)의 상부에 설치되는 상부 지지기둥(20)과, 상기 상부 지지기둥(20)의 상부에 설치되는 태양광 발전패널(10)을 구비한 태양광 발전구조물의 시공방법으로서, 지반을 굴착하여 굴착부(1)를 형성하는 단계; 다짐작업에 의한 상기 하부 지지기둥(200)의 손상을 방지하도록, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 임시마개(210)를 설치하는 단계; 상기 굴착부(1)에 상기 기초판(100), 하부 지지기둥(200) 및 임시마개(210)를 삽입하되, 상기 굴착부(1)의 상단보다 낮은 위치에 상기 임시마개(210)의 상단이 위치하도록 하는 기초판 설치단계; 상기 굴착부(1)에 토사를 되메움하고 다짐하되, 하단이 상기 임시마개(210)에 결합한 위치확인부(213)의 상단이 되메움된 토사의 표면 위로 노출되도록 하는 다짐단계; 상기 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 인발함과 아울러, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사를 제거하는 임시마개 인발단계; 상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 상기 상부 지지기둥(20) 및 태양광 발전패널(10)을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법을 제시한다.
상기 위치확인부(213)는 가요성 재질인 것이 바람직하다.
상기 임시마개(210)는, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단을 둘러싸서 보호하도록, 하부에 트임부가 형성된 박스구조의 몸통부(211); 상기 임시마개(210)의 인발 시, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사가 함께 상부로 제거되도록, 상기 몸통부(211)의 측방에서 외측으로 돌출형성된 토사 제거부(212); 하단이 상기 몸통부(211)에 결합한 상기 위치확인부(213);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다짐단계는, 다수의 상기 하부 지지기둥(200)이 매설되는 하나 또는 복수의 상기 굴착부(1)에 되메움된 토사를 동시에 다짐하는 것이 바람직하다.
상기 기초판 설치단계는, 지지판(111)과, 상기 지지판(111)의 가장자리에서 상측으로 돌출형성된 복수의 볼트부(112)와, 상기 지지판(111)의 중앙부에서 상측으로 돌출형성된 상향 쐐기부(113)를 구비한 볼트지지부재(110)를 준비하는 단계; 상기 기초판(100)의 심부에 형성된 볼트 관통공 및 쐐기부 관통공을 통해 상기 볼트부(112) 및 상향 쐐기부(113)가 관통하여 상측으로 노출되도록, 상기 볼트지지부재(110)의 상부에 상기 기초판(100)을 설치하는 단계; 상기 볼트부(112)에 의해 상기 하부 지지기둥(200)의 하단과 상기 기초판(100) 및 볼트지지부재(110)를 결합하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기초판 설치단계는, 상기 기초판(100)의 설치 이전, 지반의 침하에 저항하여 상기 기초판(100)을 지지하도록, 상기 굴착부의 저면에 침하방지부(120)를 설치하는 침하방지부 설치단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 침하방지부(120)는, 상기 기초판(100)을 지지하도록, 상기 기초판(100)의 폭방향을 따라 설치된 받침판(121); 상기 받침판(121)의 저면에 간격을 두고 설치된 복수의 하향 쐐기부(122);를 포함하고, 다수의 상기 침하방지부(120)가 상기 기초판(100)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고 설치된 것이 바람직하다.
상기 임시마개 인발단계는, 복수의 상기 위치확인부(213)의 상단에 공통으로 인발보조부재(220)를 결합하는 단계; 상기 인발보조부재(220)를 상측으로 인발함으로써, 복수의 상기 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 동시에 인발하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 자중에 의한 침하 및 풍압에 의한 인발에 대하여 효과적으로 저항할 수 있고, 지반의 환경오염의 문제가 없으며, 고염분 지역에서 내구성을 확보할 수 있도록 하는 태양광 발전구조물의 시공방법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 굴착부 굴착공정의 공정도.
도 2 내지 7은 기초판 설치공정의 공정도.
도 10 내지 14는 하부 지지부재 설치공정 및 다짐공정의 공정도.
도 15 내지 18은 상부 지지부재 및 태양광 발전패널 설치공정의 공정도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로 기초판(100)과, 기초판(100)의 상부에 설치되는 하부 지지기둥(200)과, 하부 지지기둥(200)의 상부에 설치되는 상부 지지기둥(20)과, 상부 지지기둥(20)의 상부에 설치되는 태양광 발전패널(10)을 구비한 태양광 발전구조물의 시공방법에 관한 것이다.(도 18)
이는 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다.
지반을 굴착하여 굴착부(1)를 형성한다.(도 1)
다짐작업에 의한 하부 지지기둥(200)의 손상을 방지하도록, 하부 지지기둥(200)의 상단에 임시마개(210)를 설치함과 아울러, 굴착부(1)에 기초판(100), 하부 지지기둥(200) 및 임시마개(210)를 삽입하되, 굴착부(1)의 상단보다 낮은 위치에 상기 임시마개(210)의 상단이 위치하도록 한다.(도 10,12,13)
굴착부(1)에 토사를 되메움하고 다짐하되, 하단이 임시마개(210)에 결합한 위치확인부(213)의 상단이 되메움된 토사의 표면 위로 노출되도록 한다.(도 12)
위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 인발함과 아울러, 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사를 제거한다.(도 14,15)
하부 지지기둥(200)의 상단에 상부 지지기둥(20) 및 태양광 발전패널(10)을 설치한다.(도 16,17)
기본적으로 본 발명에 의한 태양광 발전구조물은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 기초구조물의 구조적 안정성이 우수하다.
합성수지 재질에 의해 형성된 기초판(100)은 중량이 작으므로, 침하 및 인발 저항력의 확보를 위해 그 면적을 넓게 하더라도, 종래와 같은 추가 침하의 문제가 발생하지 않는다.
둘째, 지반의 환경오염이 발생하지 않는다.
합성수지 재질의 기초판(100)을 지중에 설치하고, 그 지반 본래의 토사에 의해 되메움하므로, 태양광 발전시설의 설치에 따른 환경오염의 문제가 없다.
또한 태양광 발전시설을 해체하는 경우라도, 단지 그 기초판(100)을 지반으로부터 제거하고 다시 그 지반 본래의 토사에 의해 되메움하면 되므로, 설치 전후에 걸쳐 환경오염의 문제가 전혀 없다.
셋째, 고염분 지역이라도 충분한 내구성을 확보할 수 있다.
간척에 의한 연약지반은 고염분 지역이고, 이러한 지역이 태양광 사업 대상 부지로 선정되는 추세인세, 합성수지 재질의 기초판(100)은 염분에 의한 영향을 받지 않는 재료이므로, 그 기초구조물의 내구성, 구조적 안정성을 충분히 확보할 수 있다.
다만, 이러한 태양광 발전구조물은 기초부가 되메움된 토사의 토압에 의해 지지되는 것이므로 다짐작업의 중요성이 강조된다는 점, 넓은 면적에 걸쳐 다수의 지지기둥(20,200)에 의해 지지되어야 하므로 다짐작업 시 지지기둥(20,200)과의 간섭 문제를 해결해야 한다는 점 등의 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해소하기 위한 것으로서, 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 기초판(100)과 하부 지지기둥(200)을 굴착부(1)에 매설(되메움)한 상태에서 다짐작업을 실시한 후, 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사를 제거하고, 상부 지지기둥(20) 및 태양광 발전패널(10)을 설치하는 공정을 취하므로, 지지기둥(20,200)과의 간섭 없이 안정적으로 다짐작업을 수행할 수 있다.
둘째, 하부 지지기둥(200)의 상단에 임시마개(210)를 설치한 상태에서 다짐작업을 실시하므로, 다짐작업에 의한 하부 지지기둥(200)의 손상을 방지할 수 있다.
셋째, 다짐작업 시 임시마개(210)에 결합한 위치확인부(213)의 상단이 되메움된 토사의 표면 위로 노출되도록 하므로, 다짐작업 완료 후(하부 지지기둥(200)이 완전히 토사에 매몰된 이후)라 하더라도 쉽게 하부 지지기둥(200)의 상단의 위치를 찾을 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.
위치확인부(213)는 고중량의 다짐장비에 의한 다짐작업에 의해 손상되지 않으면서도, 되메움된 토사의 표면 위로 쉽게 노출되도록 하기 위하여, 와이어 등의 가요성 재질에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
임시마개(210)는, 하부 지지기둥(200)의 상단을 둘러싸서 보호하도록, 하부에 트임부가 형성된 박스구조의 몸통부(211); 임시마개(210)의 인발 시, 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사가 함께 상부로 제거되도록, 몸통부(211)의 측방에서 외측으로 돌출형성된 토사 제거부(212); 하단이 몸통부(211)에 결합한 위치확인부(213);를 포함하여 구성된다.(도 13,15)
토사 제거부(212)는 임시마개(210)의 인발 시, 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사가 함께 상부로 제거되도록 하므로, 추후 하부 지지기둥(200)과 상부 지지기둥(20)의 결합작업을 용이하게 한다는 장점이 있다.
다짐작업이 완료되면 굴착부(1)의 지반은 단단하게 다짐된 상태이므로, 임시마개(210)의 인발은 크레인 등의 장비를 사용하여야 한다.
이러한 인발작업을 각각의 임시마개(210)마다 별도로 수행한다면, 위치확인부(213)와 크레인의 연결작업, 크레인에 의한 인발작업, 위치확인부(213)와 크레인의 해체작업을 다수의 임시마개(210)에 대하여 수행해야 하므로, 시공성이 좋지 못하다.
따라서 복수의 위치확인부(213)의 상단에 공통으로 강봉 등의 인발보조부재(220)를 결합하고, 그 인발보조부재(220)를 장비에 의해 상측으로 인발함으로써, 복수의 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 동시에 인발하는 것이 시공성 측면에서 바람직하다.(도 14)
본 발명에 의한 시공방법은 다수의 굴착부(1)에 대하여 다수의 하부 지지기둥(200)을 설치하고 다짐하는 것을 특징으로 하는데, 하나의 굴착부(1)마다 하나의 하부 지지기둥(200)이 설치될 수도 있고, 하나의 굴착부(1)에 복수의 하부 지지기둥(200)이 설치될 수도 있다.
위 두가지 경우 중 어느 경우라 하더라도, 다수의 하부 지지기둥(200)이 매설되는 하나 또는 복수의 굴착부(1)에 되메움된 토사를 동시에 다짐하는 것이 다짐작업의 신속성 및 안정성을 위하여 바람직하다.
기초판(100)과 하부 지지기둥(200)은 상호 결합한 상태로 굴착부(1)에 설치될 수도 있고, 상호 분리된 상태로 운반되어 굴착부(1)에서 조립될 수도 있다.
후자의 작업을 편리하게 하기 위해서는, 지지판(111)과, 지지판(111)의 가장자리에서 상측으로 돌출형성된 복수의 볼트부(112)와, 지지판(111)의 중앙부에서 상측으로 돌출형성된 상향 쐐기부(113)를 구비한 볼트지지부재(110)를 사용하는 것이 바람직하다.(도 5)
이는 다음과 같은 공정에 의해 시공한다.
기초판(100)의 심부에 형성된 볼트 관통공 및 쐐기부 관통공을 통해 볼트부(112) 및 상향 쐐기부(113)가 관통하여 상측으로 노출되도록, 볼트지지부재(110)의 상부에 기초판(100)을 설치한다.(도 4 내지 9)
볼트부(112)에 의해 하부 지지기둥(200)의 하단과 기초판(100) 및 볼트지지부재(110)를 결합한다.(도 10,11)
지반이 연약하여 침하가 우려되는 경우, 기초판(100)의 설치 이전, 지반의 침하에 저항하여 기초판(100)을 지지하도록, 굴착부의 저면에 침하방지부(120)를 설치하는 것이 바람직하다.(도 2,3)
침하방지부(120)는, 기초판(100)을 지지하도록, 기초판(100)의 폭방향을 따라 설치된 받침판(121); 받침판(121)의 저면에 간격을 두고 설치된 복수의 하향 쐐기부(122); 복수의 하향 쐐기부(122)의 상단 사이 및 상기 받침판(121)의 저면에 형성된 보강리브(123);를 포함하여 구성될 수 있다.(도 3)
이러한 다수의 침하방지부(120)는 기초판(100)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다.(도 7,11)
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
1 : 굴착부 10 : 태양광 발전패널
20 : 상부 지지기둥 100 : 기초판
110 : 볼트지지부재 111 : 지지판
112 : 볼트부 113 : 상향 쐐기부
120 : 침하방지부 121 : 받침판
122 : 하향 쐐기부 200 : 하부 지지기둥
210 : 임시마개 211 : 몸통부
212 : 토사 제거부 213 : 위치확인부
220 : 인발보조부재

Claims (8)

  1. 기초판(100)과, 상기 기초판(100)의 상부에 설치되는 하부 지지기둥(200)과, 상기 하부 지지기둥(200)의 상부에 설치되는 상부 지지기둥(20)과, 상기 상부 지지기둥(20)의 상부에 설치되는 태양광 발전패널(10)을 구비한 태양광 발전구조물의 시공방법으로서,
    지반을 굴착하여 굴착부(1)를 형성하는 단계;
    다짐작업에 의한 상기 하부 지지기둥(200)의 손상을 방지하도록, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 임시마개(210)를 설치하는 단계;
    상기 굴착부(1)에 상기 기초판(100), 하부 지지기둥(200) 및 임시마개(210)를 삽입하되, 상기 굴착부(1)의 상단보다 낮은 위치에 상기 임시마개(210)의 상단이 위치하도록 하는 기초판 설치단계;
    상기 굴착부(1)에 토사를 되메움하고 다짐하되, 하단이 상기 임시마개(210)에 결합한 위치확인부(213)의 상단이 되메움된 토사의 표면 위로 노출되도록 하는 다짐단계;
    상기 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 인발함과 아울러, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사를 제거하는 임시마개 인발단계;
    상기 하부 지지기둥(200)의 상단에 상기 상부 지지기둥(20) 및 태양광 발전패널(10)을 설치하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치확인부(213)는 가요성 재질인 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임시마개(210)는,
    상기 하부 지지기둥(200)의 상단을 둘러싸서 보호하도록, 하부에 트임부가 형성된 박스구조의 몸통부(211);
    상기 임시마개(210)의 인발 시, 상기 하부 지지기둥(200)의 상단 주위의 토사가 함께 상부로 제거되도록, 상기 몸통부(211)의 측방에서 외측으로 돌출형성된 토사 제거부(212);
    하단이 상기 몸통부(211)에 결합한 상기 위치확인부(213);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다짐단계는,
    다수의 상기 하부 지지기둥(200)이 매설되는 하나 또는 복수의 상기 굴착부(1)에 되메움된 토사를 동시에 다짐하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기초판 설치단계는,
    지지판(111)과, 상기 지지판(111)의 가장자리에서 상측으로 돌출형성된 복수의 볼트부(112)와, 상기 지지판(111)의 중앙부에서 상측으로 돌출형성된 상향 쐐기부(113)를 구비한 볼트지지부재(110)를 준비하는 단계;
    상기 기초판(100)의 심부에 형성된 볼트 관통공 및 쐐기부 관통공을 통해 상기 볼트부(112) 및 상향 쐐기부(113)가 관통하여 상측으로 노출되도록, 상기 볼트지지부재(110)의 상부에 상기 기초판(100)을 설치하는 단계;
    상기 볼트부(112)에 의해 상기 하부 지지기둥(200)의 하단과 상기 기초판(100) 및 볼트지지부재(110)를 결합하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기초판 설치단계는,
    상기 기초판(100)의 설치 이전, 지반의 침하에 저항하여 상기 기초판(100)을 지지하도록, 상기 굴착부의 저면에 침하방지부(120)를 설치하는 침하방지부 설치단계;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 침하방지부(120)는,
    상기 기초판(100)을 지지하도록, 상기 기초판(100)의 폭방향을 따라 설치된 받침판(121);
    상기 받침판(121)의 저면에 간격을 두고 설치된 복수의 하향 쐐기부(122);를 포함하고,
    다수의 상기 침하방지부(120)가 상기 기초판(100)의 길이방향을 따라 상호 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 임시마개 인발단계는,
    복수의 상기 위치확인부(213)의 상단에 공통으로 인발보조부재(220)를 결합하는 단계;
    상기 인발보조부재(220)를 상측으로 인발함으로써, 복수의 상기 위치확인부(213) 및 임시마개(210)를 동시에 인발하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전구조물의 시공방법.
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