관로 평가 (2007 기준)

간접평가인자

 - 관종 : CIP, GSP PVC, PE,HI-3P SP, PC, PCC DCIP STS,PFP,PEP,PLP

 - 관경 : 150mm이하, 150~350mm, 350~600mm, 600~1000mm, 1000~2000mm,2000mm초과

 - 내면피복 : 없음, 에폭시, PE, 콜타르에나멜, 아스팔트도목장, 시멘트몰타르

 - 외면피복 : 없음, 콜타르에나멜, 아스팔트오복장

 - 매설년도 : 25년초과, 20~25년, 15~20년, 10~15년, 10년이하

 - 토양종류 : 점토, 모래+자갈, Loam점토+자갈, Silt모래질

 - 주변도로 : 산업도록, 고속도로, 4차선이상, 2차선이상, 이면도로, 보도 및 노지

 - 접속방식 : 용접후 도장, 메카니컬, push-on, 플랜지, 소켓식, 슬리브 커플링

 - 누수,파손, 밸브교체 횟수

 - 수질,수압 등의 민원횟수

 

직접평가인자의 조건 값

간접평가인자의 노후도가 0.45미만일 때에는 해당 관로의 교체 및 갱생을 유도하고 0.6초과일 경우 해당 관로 상태는 양호하다. 0.45~0.6일 때에는 해당관로를 터파기 후 직접평가를 한 후 교체 및 갱생 등의 방법을 검토한다.

관노후도 분석은 간접평가와 직접평가를 비교 분석하여 개대체 우선순위를 결정한다. PVC, PE는 직접평가시 직접 평가 인자 중에서 일부의 인자(실측내경, 관두께, 수압)만을 채택하여 평가하므로 신뢰도가 떨어진다.

관체의 부식이 예상되는 금속관(CIP, DCIP, DTC)을 대상으로 잔존수명을 예측

 

전문기술진단 대상 소블록에서 블록에 대한 누수탐사, 수압측정, 관노후도 간접평가

누수탐사

야간최저유량이 높게 측정되어 1차 누수탐사를 한 결과 6개소의 누수를 발견하여 수선하 였으며 시간을 두고 2차 유량측정에 앞서 누수탐사를 한 결과 1개소의 누수를 발견하였다. 2차 유량측정은 1차 유량보다 많이 낮아졌으나 대전광역시의 기준에 적합하지 않아 누수탐사를 다시 하여 2개소의 누수를 더 찾아 수선하였다. 이중 200 mm의 공기밸브에서 발견된 누수의 양이 많았다.

수압측정

블록의 수압측정을 시행하여 블록내의 급수상태를 수리계산 데이터와 비교 분석하여 관망의 적정성을 분석하였다. 수리계산 결과 유량계에서 측정지점까지 손실수두가 0.29~0.61m가 예상되나 수압측정결과 손실수두가 10.01~12.64 m가 발 생하였다.

관노후도 간접평가

관노후도 간접평가 결과 40점 이하로 평가된 관이 1,082.13 m로 분석되었으며 이 중 CIP가 871.65 m이며, PE관이 210.48 m를 차지하고 있다. CIP는 1965년과 1967 년에 매설된 관으로 교체가 이루어져야 함.

 

상수관로 갱생계획 과정

소블록 평가, <표 2-17>직접평가의 점수평가, <표 2-20> 의 간접, 직접평가, <표 2-21>의 잔존수명 추정, <표 2-23>의 누수탐사, <표 2-24> 의 수압측정 및 수리계산, <표 2-25>의 관노후도 간접평가와 같이 다양한 형태의 상수관로 조사

 

누수저감대책

1) 노후 배수관,급수관 교체

2) 수압균등화 - 실시간조절을 위해 TM/TC적용 필요

3) 관로 갱생

 

교체 공법의 종류

관로교체공법은 

○ 굴착공법(Trenched Construction) : 단점 -비용, 교통혼잡, 급수중단, 분진소음

  Open trench, Narrow trench

○ 비굴착공법(Trenchless Construction) : 

 비굴착 교체공법

  - 파쇄굴진공법(Pipe bursting) :대부분의 관종에 적용가능,  교체관의 재질 을 연질의 관만 사용하여야 한다. 지반교란으로 타매설물 충격가능성 있다.

  - Pipe splitting : 강관, 덕타일 주철관 또 는 폴리에틸렌관 같은 관에 적용할 수 있다. 원뿔의 파열헤 드와 날 형식을 사용하는 대신에 관 벽, 결합부를 자르도록 고안된 전문적인 분열 헤드를 사용하고 주위 환경으로 기존관을 확장시켜 신관을 삽입하는 형식이다.

 비굴착 신관 매설공법

  - Micro-tunneling : MTB cutter의 회전력을 이용하여 전단면을 굴착하여 새로운 관을 설치. 450~1350 mm의 관에 대해서 적용 가능

  - HDD (Horizontal directional drilling) : 수평방향의 천공은 굴착 없이 가스, 전기, 수도, 통신 또는 토양 개선 등 관의 지하 설치에 이상적인 방법으로 환경 파괴가 거의 없다.

 

 

관의 종류 선정

급수관으로서는 시멘트라이닝 덕타일주철관, 경질 폴리염화비닐관, 폴리에틸렌관 등이며 이외에도 스테인리스강관과 동관 등이 있다.

 

관로갱생 

.갱생공법 은 관내 이물질 또는 연질의 스케일 제거를 목적으로 하는 세척공법, 연질의 스케 일보다는 경질의 스케일까지 제거 가능한 세관공법, 관내 녹과 스케일을 제거하여 통수단면적을 확보하고 부식방지 또는 구조보강까지 가능한 라이닝공법 등이 있다.

○ 세척 : 연질의 스케일(이물질, 침전물, 미생물 막) 제거

플러싱(단방향플러싱), Form swabbing(피그), 공기주입 세척(Air seouring) → Non-aggressive cleanin

○ 세관 : 하드스케일 또는 결절 제거

: 고압수(Water Jet), Rack feed boring, Abrassive 피그, 스크레이퍼 (Scraper), 화학적 세관(Chemical cleanging), 연마세관(공기+모래 등) → Aggressive cleaning

○ 라이닝 (Lining)

녹과 스케일을 세관작업을 통해 제거한 후 에폭시수지와 경화재를 혼합시켜 관 표면으로 분사하여 라이닝을 형성하는 공법으로 노후관의 단순한 교체보다는 50~70% 정도의 시공비로 관로의 수명을 연장시킬 수 있다. , 관로의 구조적인 보강역할을 포함하는 것은 아니다.

 -. 부식방지 라이닝 : 액상에폭시라이닝(Epoxy), 시멘트모르터라이닝(Cement mortar), 폴 리우레탄라이닝(Polyurethane), Calcite라이닝 등 → Non-structure lining

 -. 구조보강 라이닝 : PE라이닝(견인방식), ERS(반전삽입), PNI(반전삽입), Slip 라이닝 등 → Structure lining

 

 1) 시멘트모르터 라이닝 공법  : 세관작업 후 미리 반죽된 시멘트모르터를 라이닝 장치의 호수 끝단에 정착된 분 사기에 의하여 4~12 mm의 두께로 분사하고, 후미의 미장용 인두로 표면을 매끈하 게 마무리하여 관 내부에 도막을 형성, 하나의 강도 높은 시멘트모르터 라이닝을 관 내부에 형성시키는 공법. 주로 주철관종에 사용. 시공시간이 5~8일 이상으로 길어 단수시간의 최소화를 목표로 하는 국내 공사여건에 적합하지 않으 며, 특히 국내 수돗물 수질이 강부식성 수질로서 시멘트모르터라이닝이 빠르게 부식되어 분해되는 단점

 2) Drag Trowel 라이닝 공법 : 세라믹모르터 라이닝 공법에서 갱생관 구경이 Φ 100~500 mm인 경우, 고압의 공기에 의해 작동되는 세라믹모르터 분사헤드와 미장처리를 위한 미장용 인두로 Drag Trowel을 사용

 3) 액상에폭시 라이닝 공법 (Epoxy lining) : 액상에폭시수지 라이닝 공법은 세관작업 후 주제와 경화제를 혼합시켜 이를 액 상에폭시수지 분사헤드를 통하여 관 표면에 분사하여 라이닝하는 공법이다. 라이닝 에 사용되는 재료는 주제와 경화제를 혼합하여 사용하는 2액형 도료가 주로 사용 되며, 최근에는 주제에 세라믹을 홈입한 도료 등도 사용됨. . 라이닝 후에는 16시간 이상 양생을 해야 하며, 통수이전 염소소독과 플러싱을 해야 한다. 시공관 경은 500 mm 이하이며, 시공고간은 100~120 m 정도이다. 라이닝 두께는 1 mm 이상을 권고하고 있다.

 4) 폴리우레탄 라이닝 (Polyurethane lining) : 액상에폭시수지 라이닝 공법과 시공방법은 유사하다. 폴리우레탄을 분사헤드를 통하여 관 내부표면으로 분사하여 라이닝을 형성하는 공 법이다. 단지 도료의 특성상 도료 경화시간이 30분 이내(초경화)로 통수시간을 획기 적으로 단축할 수 있다는 장점이 있으며, 최대 5 mm 이상의 두께로 라이닝이 가능

 5) Spiral lining : 나선형 라이닝은 ribbed plastic strip을 이용하여 strip을 나선형으로 관 표면에 부착하여 라이닝을 형성하는 공법이다. 본 공법은 상수관로보다는 압력이 없는 하수관로에 주로 사용됨.

 6) Calcite lining : 화학적 라이닝으로 과포화된 탄산칼슘용액(Supersaturated calcite solution)을 루프(Loop)을 이용해서 순환시켜서 내부표면에 탄산칼슘 층을 형성시키는 것으로 온도, pH, 포화정동 등이 매우 중요한 변수가 된다. 본 공법은 1930년대 개발되었으며, 미국내 여러 주요 수도시설에서 성공적으로 활용되고 있다. 최대 시공구간 길이는 약 300 m이며, 시공 관경은 200 mm로 제한을 받는다.

 7) Metallic phosphorus lining : 화학적 라이닝으로 Metallic phosphate를 주입하여 부식성 수질을 가지고 있는 관에 적용할 경우 큰 효과를 얻을 수 있는 공법으로 금속관·비금속관 모두에 적용 이 가능하여 비용을 절감시킬 수 있으나, 구조적인 문제해결을 위한 라이닝 방법이 아니라 부시방지를 위한 방법이므로 연속적인 Metallic phosphate를 주입해야 하고, 주입되지 않을 경우 관의 부식이 재발할 위험이 발생된다. 저장 탱크에서의 미생물 재성장과 같은 문제를 유발시킬 수 있으므로 지속적인 모니터링과 관리가 필요하 다.

○ 관 삽입공법 (Pipe Insertion)

 1) 기존 관 삽입공법 (Conventional Slip lining) : Slip lining 공법은 MDPE(Medium Density Polyethylene)을 노후된 상수도관 내 부로 라이닝 관에 미리 연결된 견인줄을 잡아당겨 삽입시키는 공법으로 노후관 내면과 PE 라이닝 관의 외면 사이에는 공간이 발생하며, 이러한 공간을 그라우팅함으로써 PE관과 그라우팅으로 인한 구조적 일체화로 강보가 확보된다.

 2) 관 삽입 밀착공법 (Close-fit slip lining-Modified slip lining) 기존 관에 교체되는 관을 완전 밀착시키는 공법으로 기존 Slip lining 공법을 향 상시킨 공법들이다. 교체 관 내 공간을 최대한 활용할 수 있도록 개발되었다. 교체 관은 가능한 설치에 앞서 그 크기가 감소되나, 설치하면서 원래의 관은 기존 관에 완전 밀착하게 되면서 복원된다. 관삽입 밀착공법은 규격이 아직 표준화되어 있지 않지만 구조보강 또는 부식방지를 위한 도막형성을 위한 라이닝으로 적용 가능하 다. 밀착공법의 종류에는 시공형태에 따라 Swage lining Method, Rolldown Method, Deformed Method 등이 있다.

 3) 반전삽입공법 (Cured-in-place pipe: CIPP) 반전삽입공법은 연성 라이닝 판을 노후관 내면과 접촉하는 라이닝 관외면에는 액상에폭시수지(Epoxy resin) 또는 폴리에스터(Poluester) 등으로 도장되어 있어 라 이닝 관리 설치된 후에는 내부에 대기온도 또는 열(스팀 또는 고온수를 사용)을 공 급하여 노후관 내면과 라이닝 관 외면이 강하게 밀착되도록 양생시켜야 한다.

 

 

교체, 세척, 갱생에 따른 특징 비교