Transcript 하수관 비굴착공사

하수관 비굴착 공사시 검토사항
2003. 5.
한국건설기술연구원
수석연구원 송 호 면
* (Tel : 031-910-0293) (Fax : 031-910-0291)
* (e-mail : [email protected] : 한국건설기술연구원)
<강의 목적>
⊙하수관거 정비사업(‘96)일환으로,
*선진기술인 비굴착공법을 채택하고 있음
⊙비굴착공법은 다양한 분야가 접목된 기술로써,
*완벽한 기술적 이해와 철저한 시공이 필요한 분야임
⊙기작성된(‘98. 8) 관련 “품질관리 지침”과 “시방서”중
*감독 기능을 원활히 수행할 수 있도록
*중요부분에 대한 이해를 도모하고자 함
<강의 내용>
⊙근간: “서울시 토목공사 전문시방서(하수관 비굴착공사)
⊙참고: “비굴착공법에 의한 하수관정비 품질관리 지침서”
‘99. 8
목 차
I. 서울시 토목공사 전문시방서(하수관 비굴착공사)의 구성
II. 비굴착 공사시(시공단계별) 검토 사항 요약
III. 전문시방서의 핵심 내용
[ 부록 ]
1. 라이닝의 정의 및 분류
2. 허용 들뜸량
3. 주름 허용치
I.서울시 토목공사 전문시방서 (하수관 비굴착공사)의 구성
분류
분야
1.1 적용범위/1.2 관련시방절
1.일반 /1.3 참조규격/1.4 용어정의
사항 /1.5 제출물/1.6 운반, 보관,
취급/1.7 환경요구사항
2.1 재료
2.2 배합
2.재료
2.3 조립가공(함침)
2.4 마감(저장 및 운반)
내용
2.1.1 수지/2.1.2 튜브(펠트와 필름)
2.2.1 계량/2.2.2 혼합/2.2.3 장비
2.3.1 일반사항/2.3.2 함침
2.4.1 저장 및 운반/2.4.2 장비
3.1.1 협의 조정사항/3.1.2 현장여건 파악/3.1.3 설계도서 검
3.시공 3.1 시공조건 확인
토/3.1.4 안전조치
3.2.1 관로 세정 및 검사/3.2.2 관로의 지장물/3.2.3 기존관체의
3.2 작업준비
표면처리/3.2.4 물돌리기
3.3.1 삽입/ 3.3.2 경화/ 3.3.3 냉각/ 3.3.4 연결관 천공/ 3.3.5
3.3 시공기준
연결관 접합부 보수
3.4 현장품질관리
3.4.1 일반사항/3.4.2 현장 검사/3.4.3 현장시험/3.4.4 인증시험
3.5 보수 및 재시공/ 3.6 현장뒷정리/ 3.7 완성품관리
II. 비굴착 공사시(시공단계별) 검토 사항 요약
준설 및 관내 C.C.T.V조사
참조 1
No
시공계획서 제출
참조 2
Yes
시공계획 검토
Yes
No
사전 보수작업
참조 3
Yes
사전보수작업 평가
참조 4
Yes
재료 조립 가공
참조 5
Yes
재시공
시
공
참조 6
Yes
No
품질관리 평가
참조 7
Yes
현장 정리
참조 8
Yes
보고서 작성 및 제출
참조 9
<참조 1> 준설 및 관내 CCTV 조사
▶조사항목
* 본관
- 제 원 : 길이, 관경, 형태, 관종
- 내부상태 : 관파손, 관부식, 타관통과, 연결관 돌출, 역구배,
이음부 이격 ·이탈정도, 부동침하, 균열, 퇴적물, 단차
* 연결관
- 제 원 : 크기, 형태, 위치, 방향, 개소
- 상 태 : 연결부 위치, 균열, 파손, 돌출
* 맨홀
- 깊이, 직경, 형태, 파손상태, 불명수 유입여부, 인버트 형태
* 유입수
- 위치, 유하량, 방향
<참조 2> 시공계획서 제출
▶ 현장 조사 보고서
* CCTV 촬영 비디오 테이프 또는 사진
* 관거현황조사 보고서
▶ 설계서
* 적용공법 선정 결과 및 설계서(보고서/도면 포함)
* 사전 보수작업 계획서
기존관 불량부위 및 연결관 접합부 파손부위 보수계획서
▶ 공사시방서
* 공사계획서 : 시공개요, 작업인부 및 장비 투입계획서, 공사용 가설
물 설치계획서, 교통 및 안전관리계획서, 현장 작업지시서
* 품질관리 계획서 : 재료(수지량 및 배합비, 튜브 두께산정) 사용계획
서
※ 첨부물: 공법자체의 품질관리 지침서(전문시방에 규정된 증빙자료 들)
<참조 3> 사전 보수작업
* 기존관 불량부위 보수
* 연결관 접합부 보수
<참조 4> 사전 보수작업 평가
* 육안검사
* C.C.T.V 촬영
<참조 5> 재료 조립 가공
▶ 재료
* 튜브 : 제출된 공법 고유 자재, 두께, 연장, 관경, 필름 색상 및 손상
도, 보관창고의 온도와 습도 등.
* 수지 및 첨가제 : 수지종류, 저장 상태, 보관 창고 기준.
▶ 배합
* 계량 : 수지량, 첨가제량
* 혼합 : 배합시간, 배합 측정 시험
* 장비 : 계량기, 운반장치, 혼합장치
▶ 함침(조립가공)
* 진공과정 : 충분한 사전 진공처리 여부, 진공범위
* 장 비 : 진공펌프, 롤러판, 함침컨베이어, 핀치롤러
* 수지주입 : 주입속도, 작업장 온도, 가사시간
▶ 저장 및 운반
* 저장 및 운반 : 저장 기간, 저장 온도, Z형 보관, Z형 사이 얼음 채
움여부 확인
* 장비 : 냉동차량 등
<참조 6> 시공
* 작업준비 : 교통안전대책, 물돌리기 등
* 설치 및 경화 : 경화프로그램, 작업시간, 온도 및 압력체크용 기록
장치와 이를 이용한 측정데이타 확보
* 냉각 : 냉각프로그램, 시간 및 온도체크, 기록장치를 이용한 측정데
이타 확보
* 연결관 천공 및 접합부 마무리
<참조 7> 품질관리 평가
▶ 항목
* 현장검사(육안검사:CCTV포함): 두께측정, 들뜸, 요철, 주름, 균열,
건점, 박리
* 현장시험
- 단기시험 : 휨시험, 인장시험(압력관의 경우)
- 조건부 시험: 누수시험, 박리시험
* 인증시험(장기시험): 휨크리프 시험, 휨파괴 변형 시험, 내마모/
내화학성시험
<참조 8> 현장정리
▶ 점검
* 물돌리기 복구 등 하수관거의 원상회복
* 도로 및 교통통제상황 해제
* 공사 잔류물 처리
<참조 9> 보고서 작성 및 제출
▶ 제출사항
* CCTV 촬영 비디오 : 보수전, 사전 보수 후, 라이닝 후
* 현장검사 자료 및 보고서
* 현장시험 평가자료 및 보고서
I. 비굴착공법의 개요 및 특성
1. 하수관 종합정비 사업의 배경
● 제 1기 하수처리장 : 한강종합개발사업과 병행('88서울올림픽)
▷ 4개 하수처리장을 건설 : 중랑, 탄천, 가양, 난지(가양)
● 기존 하수처리장의 문제점
▷ 계획하수량보다 많은 하수량이 유입
▷ 계획수질보다 낮은 BOD, SS가 유입
● 문제점 원인
▷ 하수관로 노후 및 시공이 불량
▷ 각종 불명수가 유입
< 불량관거 판단기준의 예 1 >
▲ 파괴 : A (함몰)
▲ 이음부 어긋남 : B
(관 두께의 1/2 이상)
▲ 파괴 : C (균열)
▲ 이음부 이완 : B
(완전이완)
▲ 이음부 어긋남 : A
(관 두께 이상)
▲ 이음부 이완 : B
(약간이완)
< 불량관거 판단기준의 예 2 >
▲ 연결관 돌출 : A
(관경의 1/2이상)
▲ 부식 : B
(골재 노출)
▲ 연결관 돌출 : B
(관경의 1/2이하)
▲ 마모 : A
(골재 노출 이상)
▲ 부식 : A
(철근 노출)
▲ 마모 : B (정상)
< 불량관거 판단기준의 예 3 >
▲ 이음부 토사침입: B
(관경의 1/3이상)
▲ 연결관 퇴적물 : A
(관경의 1/3이상)
▲ 타관 침임 : 상수관
▲ 분류식 오접 : 우수관
에 오수가 흐름
▲ 통수량 : A (8할)
▲ 침입수 : 흐르고 있음
< 하수관 파손 종류 >
▲ 관파손, 붕괴
▲ 타관통과
▲ 이음부 불량, 누수
▲ 토사퇴적
▲ 연결관 돌출
▲ 관거 부식
● 선진외국의 사례
하수처리장 건설시 하수관로 정비를 동시에 수행(면정비)
● 대책방향
▷ "서울시 하수관종합정비계획"을 수립
▷ "하수관로 정밀조사 및 정비기본설계" ('92년- 2001년)
▷ 정비사업의 단계적 시행 : '96년-
● 하수관거 종합정비사업의 목적
가. 불명수 유입 방지
- 하수처리장 건설용량 감소 및 하수처리효율 제고
나. 장래 정비유역별 분뇨정화조 폐쇄 및 수세변소수의 직유입
- 하수처리의 이중구조 개선 : 정화조오니처리장 건설비 및 운영비 절감
- 하수처리효율 제고 - 도시환경 개선 : 정화조 오니 수거차량 축출
다. 도시기반시설물의 안전 도모
- 도로 침하방지, 침수피해 예방
2. 비굴착 정비 공법의 도입배경 및 정착현황
● 정비사업 수행상의 문제점 및 대안
▷ 현존 공법 : 굴착공법
- 사회비용 증가 : 직접공사비의 200-400 %
▷ 대체공법 : 비굴착 공법
- 선진국의 경우 : 우선적용 공법
● 도입 및 정착 현황
▷ 도입 : 1996년 용산구 원효배수분구에서 시범공사를 시행
▷ 정착
- 기술개발 : 신기술 지정(5개공법)
- 품질관리 강화 : 품질관리지침, 전문시방서 제정('99)
3. 비굴착정비공법의 특성 및 적용시 제한요소
3.1 비굴착(CIPP)공법의 기술 특성 ( 굴착공법과 비굴착공법의 비교 )
구분
교통
문제
공사
기간
굴착공법
·시공 전구간의 교통차단
·장기간 도로 통제로 교통체증 유발
15-30 일
비굴착공법
·시공 일부구간의 1 차선정도 교통문제
·단기간 도로 통제로 교통체증 해소
2-3 일
환경
문제
·하수유출로 토양 및 지하수오염
·지하수 유입으로 하수처리장 효율감소
·건설 폐자재 상당량 발생
·하수유출 및 지하수 유입 완전차단
·지하수 및 토양오염 방지
·하수처리장 처리효율 증대
·건설 폐자재 발생억제
행정
문제
·간헐적 보수공사로 인한 만원발생 및 행정불신 초래
·예측불허의 긴급보수로 장기적 계획의 차질초래
·도로굴착에 따른 법적 규제
·단 1 회 시공으로 민원발생 해소 및 행정신뢰
감 구축
·계획적인 불량 하수관거 정비사업 추진가능
·일반굴착공사시 단순비교 다소저렴
·가시설 공사비 감안시 비경제적
·내화학성이 취약하여 부식, 파손으로인한 노후도 진행
·교통장애등 사회비용 감안시 경제성 탁월
·내구성이 강하여 50 년이상 반영구적 수명보장
도심
환경
·도로굴착으로 인한 소음/분진/악취 등 환경오염 초래
·장기간 공사로 주민의 주거환경악화
·분진 및 소음을 최소화한 환경친화적공법
·단기간 공사로 쾌적한 도심환경 창출
안전
·굴착으로인한 주변 침하현상 야기
·굴착시 가스관등 타매설관과 저촉으로 위험상존
·작업인원 및 주민의 안전사고 우려
·주변 침하현상과 무관
·타 매설관과 저촉성 전무
·안전을 최우선시하는 공법
경
제
성
▲ 비굴착 공법▶
◀굴착공법
3.2 CIPP공법의 적용범위 및 방법
● 부분파손관의 설계방법
조건
설계 하중
보수후의 수명
관경 변형이 없을 경우
(부식 등 내부 단면 손실)
수압고려
50 년+기존관의 잔존수명
크랙이 있을 때
기존관의 내하력 부족량을
CIPP 가 분담
50 년+기존관의 잔존수명
관경변형이 심할때
(10%미만)
기존관의 내하력 부족량을
CIPP 가 분담
50 년+기존관의 잔존수명
● 전체파손관의 설계방법
조건
관경변형이 심할때
(10%이상)
설계하중
- 기존관의 내하력을 완전무시
- CIPP 가 모든 하중 부담
보수후의 수명
50 년
3.3 CIPP의 기술적 제약 요소
4. 비굴착공법의 종류
4.1 비굴착 공법의 분류(유럽표준위원회 (CEN))
▲ 변형관삽입공법
▼ 마이크로 터널링
추진장치
▲ 제관 공법
▼ 로봇을 이용한 공법
(Robotics Repair)
▲ 부분보수용 장비(CCTV)
4.2 보강튜브경화공법( CIPP(; Cured in place pipes) lining)의
일반 사항
● 기술요약 : 수지가 함침된 튜브를 삽입 후 기존관의 형태에 맞도록
경화시키는 방법
● 적용관경 : 75 ㎜ ∼ 2,500 ㎜
● 사용재료 : 열경화성 수지/ 함침용 튜브
●설
치 : ·전처리 - 나무뿌리, 돌출관 등을 제거하고 세정
·삽 입 - 반전삽입, 견인삽입
·경 화
● 공법특성 : ·보통 그라우팅을 필요로 하지 않음
·특수장비 사용에 따른 숙력공이 필요
·비원형 관거에 적용 가능
·설치동안 침입수에 대한 제어가 되어야 함
·연결관 천공시 인력으로 하거나 장비를 이용
·천공후에 연결부위의 방취마무리 작업이 필요
·단일 작업으로 긴 연장의 시공 가능하며,
·하수관을 재 통수시키기 전에 설치된 라이닝이 경화 되어야 함.
·철저한 물돌리기 작업이 필요함.
▲ CIPP 시공 모식도
4.3 국내 비굴착공법 현황
1) 신기술 공법 현황
ㅇ맨홀하단부 반전방식에의한 비굴착 하수관로 보수공법 (D-INS공법)
ㅇ열공기를 이용한 하수관로 무굴착 보수공법 (HAT공법)
ㅇ분리형 반전장치를 이용한 공기압반전 비굴착 관로 보수공법(A-HLS공법)
2) 외국도입 공법 현황
ㅇ 반전삽입공법
- 수압반전 온수열경화공법(INSITUFORM공법, SWED공법)
- 공기압반전 증기열경화공법(HOSE LINING공법, PHOENIX공법)
- 공기압반전 온수열경화공법(ICP공법)
ㅇ 윈치견인삽입공법
- 윈치견인 증기열경화공법(K-SUPER공법, SZ공법)
3) 공법개발사 및 도입사 현황
구분
공법명
국내
D-INS 공법
(한국) (주)삼일기연
HAT 공법
(한국) (주)봉화토건
A-HLS 공법
국외
INSITUFORM 공법
SWED 공법
HOSE LINING 공법
PHOENIX 공법
개발사
도입사
(한국) (주)나스텍
(영국)INSITUFORM
TECHNOLOGIES
(주)삼일기연
(스웨덴) SWED 파이프사
(주)인덕공영
(일본) ASHIMORI Engineering,
Ltd.
(주)팔템코리아
(일본) 오사카방수건설사
(주)덕천기공
ICP 공법
(일본) SHONAN PLASTIC CO.,
Ltd.
(주)매일건설
SGT KOREA
K-SUPER 공법
(미국) CONDUIT Technologies
CO.,Ltd.
(주)동도기공
6. CIPP (현장경화관)의 특성
1) 수밀성
- 맨홀과 맨홀사이에 이음부 없이 일체화된 관으로 형성되어 수밀성이 완벽함
- 라이닝된 본관과 연결관의 접합부까지 보수될 경우 완벽한 수밀성이 보장됨
2) 통수능력의 향상
- 기존관을 라이닝하면 조도계수가 감소하게 되어 통수능력이 증가됨
- 흄관 조도계수(0.013) --> CIPP관(0.009∼0.010) :
(유량 및 유속이 20∼30% 증가됨)
3) 기존관의 구조적 강도 증가
- 기존관의 균열부나 함몰, 파손부등에 수지가 침투 또는 충진 경화되어
기존관의 구조적 강도를 회복
- CIPP에 필요한 수지량보다 보통 10∼20% 정도 더 많이 함침 시키게 됨
4) 내구성 증진
- 폴리에스터수지는 내화학성(특히 하수관 부식의 원인이 되는 황산)에 매우 강하며
- 내마모성, 내구성 등이 강하여 하수관의 수명을 획기적으로 연장함
7. 사용자재의 구성
1) 라이너
- 내면 (반전 후를 기준으로) : PU 또는 PE 필림으로 코팅됨.
- 중간층 : 폴리에스터 펠트 또는 폴리에스터 펠트 + 유리섬유
- 외면 (기존관과 접촉면: 존재할 경우) : PE 또는 나이론 필름
▲ 2겹 튜브의 내부, 외부
2) 수지 (Resin)
- 경화제(Curing Agents) : 불포화폴리에스터 수지(ISO Type),
비닐에스터 또는 에폭시 수지
- 촉매제, 촉진제(Extender) : Perkadox 16, Trigonox C등
▲ Perkadox 16, Trigonox C등
Ⅱ. 자재 및 시공의 품질관리
준설 및 관내 C.C.T.V조사
시공계획서 제출
NO
시공계획검토
OK
기존관표면처리, 연결관보수
내
①작업일정표
②시방서(두께,수두,경화시간,온도,압력,수지사용량 등)
③인원,장비투입계획
④공사용가설물설치계획
⑤교통 및 안전관리계획
⑥기존관체불량부위보수방법
⑦연결관 접합부 파손부위 보수방법(시공상세도)
⑧VTR테이프
⑨관거현황조사보고서
내
검측요청서 제출
NO
작업준비상태점검
OK
튜브 함침
시
재시공
공
천공 및 마무리
공사완료검측
OK
보고서 작성 및 제출
용
①체크리스트
②평면도
③관거현황조사보고서
④양생온도 및 압력관리표
⑤VTR테이프
⑥설계시방서
감리원 공장 방문하여
①제시된 자재 사용여부
②레진배합 및 사용수량
③라이너 두께 확인
내
NO
용
용
①맨홀측 단부마무리 상태
②관내면 주름형성,흰반점,박리현 유무확인
③CIPP두께확인
④필요시 시편을 채취하여 시험의뢰
III. 하수관 비굴착공사 전문시방서의 핵심
1. 일반사
항
• 시방서 분류 : 표준시방서--> 전문 시방서 --->"공사
시방서”
• 모든 공사 : "공사시방서"를 작성하여야 함
• 시방서
: 최대한 준수하여야 할 사항
• 지침서(별책) : 시방서 적용시 참고 사항 및 실례
• 보고서(별책) : 시방서의 주요내용에 대한 기본이
론
1.1 적용범위
• 하수관 비굴착 라이닝 공법의 개념 : 부록 1.
• 윈치 견인 : 국제적으로 명확한 시방이 없음
• 객관적으로 인정된 공법자체의 품질관리 기준
• - 인정 : 서울시가 자체적으로 인정을 위한 조치를
취하여야 함
• - 주요내용 : 전문시방를 준수하기 위한 시공절차 및
품질관련사항
• - 참고사항 : 건설신기술이 참고는 될 수 있으나, 대
체될 수는없음
1.3.2 국외참조 시방 및 규격
우리나라 : 시공법은 도입되었으나, 품질관리는 정확히 도입되지
않음
1.4.3 본 시방의 전문용어 설명
허용 들뜸량 (지침서 참조)
*온도/관경 등에 따라 상이 : 부록 2.
(12) 시공두께 : 계산두께 ≤ 설계두께 ≤ 시공두께
1.5 제출물
객관적으로 인정된 공법자체의 품질관리 기준과 동일
1.5.2 시공계획서
시공계획서 : 공사시방서가 포함된 구체적인 사업계획서를 의미
함
감리자 : 감독업무의 대행자
1.6 운반, 보관, 취급
제작자 : 수지 펠트 등 원재료에 해당
규정에 포함하여야 할 사항 : 공법의 풀질과 관련된 제반 사항
2. 재 료
2.1.1 수
지
◆
하수도용으로 제조된 규격품을 사용하여야 함.
* 공법자체 품질관리지침서 및 시공계획서에 포함 되어 있어야 함.
◆
수지제조업자가 제시 하여야 한다.
* 공법자체 품질관리지침서 및 시공계획서에 포함되어 있어야 함.
2.1.2 튜 브(펠트와 필름)
구조적인 역할 펠트(FRP등) : 장기 피로파괴 시험이 필수적
◆ 두꺼운 PE 필름 등 : 반전시 균열현상 주의
◆ PU 필름 등 : 박리현상 주의
◆
2.2.1 계량
◆
경화시 체적감소량 : 2 %
◆
균열부 및 표면조도 침투량 : 1-10 %
(설계자가 현장사정에 따라 결정)
◆
공법별 수지 분산이동량 편차 : 견인공법이 함침 한계로 추가량이 큼
(3) 수지주입 및 조정
◆
시편검사 부위(맨홀부)만 조정작업을 치중할 가능성이 있음.
** 감독자는 입회하여 이를 철저히 확인하여야 함.
◆
얼음 채울 경우(편법): 얼음이 함침튜브의 두께를 변형시킬 수 있음.
** 작고 균일한 크기를 사용하여야 함
<사용재료 및 함침과정 >
◆수
▲ 수지 혼합기
지
▲ 수지혼합 측정시험
◆튜
브
▲ 튜브 재단 및 진공처리
▲ 튜브 진공 과정
▲ 진공완료 튜브
▲ 진공기
◆ 수지 주입
▲ 수지 주입
▲ 함침 튜브
◆ 두께조정 및 냉동보관
▲ 냉동차 상차
▲ 함침튜브두께 조정
3. 시 공
3.2.1 관로 세정 및 검사
◆ 최종세정
: 완전지수 상태(불순물 혼입금지:하수)에서 이루어져야 함
▼ 관내 준설, 세정
▲ 준설기
3.2.3 기존관체의 표면처리
◆
시공계획서 작성시 시공사 또는 공법사에서 제시 하여야 함.
- 공법별 시공후의 상태 예측 결과 및 검사 방법 등
- 해당부위에 대한 구조계산 및 수리계산 등
- 문제 발생시(예상상태대로 시공이 않되었을시) 보수방안 등
3.2.4 물돌리기
◆
잔류수 및 유입수
- 경화 온도를 저하시킴
- 수지의 경화 현상을 저해함
◆ 관로검사 및 관내 표면처리
▲ 관로검사 장비 투입
▲ 돌출관 제거
◆ 물돌리기(Packer 이용)
3.3 시공기준
3.3.1 삽
입
◆
경화시 압력 변화
- 크렉을 유발함
◆
과다한 신장
- 중간 임의(확인할 수 없는) 지점에서의 두께 결함이 있음.
◆
견인공법의 단점중의 하나임
▼ 견인삽입
▼ 반전삽입
3.3.2 경화
◆
기록계(압력/온도):자동 Recoder--> 검사(감리,감독자)--> 보관
◆
주의 할 곳 : 관저부가 취약지점임
◆
온도차가 심할 경우 : 경화온도 및 기간을 재조정하여야 함.
◆
현장 조건을 고려하여 시공자가 시공계획서에 포함시켜야 함.
◆
크렉현상을 우선적으로 검사하고(압력변동에 의함)
3.3.3 냉각
◆
냉각기간 : 공법별 품질관리 지침서에 준하여 시공계획서에
명기요망
◆ 경화 및 냉각
▲ 압력조절 체크
▲ 온도체크
◆ 연결관 재개통 및 마무리
▼ 보수 후 라이닝 관
▲ 보수 전 노후관
3.4 현장품질관리
(3) 검사법
① CIPP두께 측정
* 8개 지점을 기준으로 설계 두께에 대한 평균/최소/최대두께 평가
② 들뜸 : 허용들뜸양 : 부록 2
③ 요철 및 주름 : * 주름허용치 : 부록 3.
④ 균열, 건점
⑤ 박리발생
(4) 시료 및 시편제작
① 시료채취 지점
* 포함하여야 할 지점 : 관저부(취약지점)
(5) 시험조건
* 실온보관 이유 : 자연경화 방지
② 현장채취 시편: 시험전에 48시간이상 공기중에 노출시킴
부록 1. 하수관 비굴착 라이닝 공법의 개념
1. 라이닝의 정의 및 분류
● 기존관과의 관계
구
분
라이닝 분류
정
의*
강성관
I 형 라이닝
라이너와 그라우트 그리고 기존관이 하나의 강성
합성단면으로 작용하는 경우의 라이닝으로, 설계시
이러한 3 요소는 부착되어 일체화된 것으로 간주되
고 그라우트는 라이너에 응력을 전달시킬 수 있을
만큼 충분한 강성과 강도를 가져야 함
연성관
II 형 라이닝
라이너와 그라우트 혹은 기존관 간에 상호부착을
필요로 하지 않는 경우의 라이닝
* "Sewerage Rehabilitation Manual Vol. III", WRc, 1994
● 라이닝의 분류에 따른 특성비교
구
분
성
질
·강성관 - 라이너, 그라우트, 기존 ·연성관 - 라이너와 그라우트,
관이 강성 합성단면으로 작용
·기존관 간에 부착이 필요없음
단기
·그라우팅시 외압 고려
·그라우팅시 외압 및 부력 고려*
·지반 및 차량하중 고려
: 기존관 - 압축력 전달
: 라이닝 - 인장력 전달
·부분파손의 경우 : 수압고려
·GRP 관의 경우
: 수압 및 모든 상재하중 고려
·전체파손의 경우
: 지반 및 차량하중 고려
·Segmental Lining
·신관삽입공법**(단관, 연속관)
·변형관삽입공법
·보강튜브경화공법
설
계
공
장기
법
I 형 라이닝
* CIPP 의 경우 단기 설계는 하지 않음.
** 단관의 경우 재료에 따라 반강성관이기도 함.
II 형 라이닝
< 일반적인 I형 라이닝 >
(일반적으로 CIPP는 그라우팅을 필요로 하지 않는다.)
< 일반적인 II형 라이닝 >
부록 2. 허용 들뜸량
1. 들뜸 현상의 원인
구
분
요
인
발생원인
* 수지는 경화시 수축하는 경향이 뚜렸함
( 축·중합반응 및 용제의 휘발 등)
후경화 반응
* 경화가 완료되기 전 경화(시공)을 중단하였을 경우
화학적
(서서히 후경화반응이 진행됨)
수축
수축율 과다 * 수지의 종류와 배합비에 따라 수축율이 다름
수지
* 경화가 완전한 경우에는 문제 되지 않음
급냉각 및
급감압
물리적
수축
자연 온도
변화
* 온도 급냉각 및 압력 급강하시 수축과 균열이 진행됨,
* CIPP 는 경화 중에 수압 혹은 증기압으로 이를 방지하고 있음
* 급냉각 또는 급감압 철거시 발생원리
-급냉각 : 3 개 층[콘크리트/CIPP/물(증기)]의 온도구배 형성
-온도구배 회복시 : 수축현상이 진행됨
* 외기에 의한 CIPP 와 콘크리트 사이의 온도구배 형성
-외기 영향 인자 : 대기온도/하수의 수온
-영향 계수 : 수축팽창계수(CIPP 및 콘크리트)
* 계절에 따라 수축팽장이 발생함
2. 들뜸량의 계산 방법
들뜸~한계치(mm) = 관경(A) - (팽창원주(B) -원주축소량(C)) /π
A(mm) : 기존 콘크리트관의 직경 (mm)
B(경화시 콘크리트관의 원주 : mm)
: A * 온도변화량 * 콘크리트의 온도수축팽창계수(d)
C(냉각후 CIPP의 원주:mm)
: B * 온도변화량 * CIPP의 온도수축팽창계수(e)
d( 1/℃) : 1 × 10-5
e( 1/℃) : 2.2 × 10-5 (화학반응시의 CIPP의 수축율 : 2 %)
그림 2.1 들뜸의 발생 개요도
3. 시공 조건에 따른 CIPP의 횡·종방향 수축량(mm)
완냉시
방향
규격
횡
방
향
수축
관경
(mm)
종
방
향
수축
연장
(m)
450
500
600
700
800
1,000
1,200
10
20
30
40
50
70
100
200
하절기
(온도차:15℃)
0.081
0.090
0.108
0.126
0.144
0.180
0.213
3.300
6.601
9.901
13.202
16.502
23.103
3.005
66.010
동절기
(온도차:35℃)
0.1899
0.210
0.252
0.294
0.336
0.420
0.504
0703
15.405
23.108
30.811
8.513
53.919
77.027
154.054
급냉시
동절기
(온도차:55℃)
0.297
0.330
0.396
0.462
0.529
0.661
0.793
12.107
24.213
36.320
48.427
60.533
84.747
121.067
242.133
주1) 온도수축팽창계수 : 콘크리트 : 1×10-5/℃, CIPP : 2.2×10-5/℃
주2) 화학반응시 CIPP의 수축계수 : 2 %
주3) 계산 온도 조건
- 동절기 급냉(경화온도(60 ℃)-하수온도(5 ℃) = 55 ℃)
- 동절기 완냉(냉각온도(40 ℃)-하수온도(5 ℃) = 35 ℃)
- 하절기 완냉(냉각온도(40 ℃)-하수온도(25 ℃) = 5 ℃)
수지의
경화반응시
9
10
12
14
16
20
24
200
400
600
800
1,000
1,400
2,000
4,000
부록 3. 주름허용치: WIS 4-34-04, 1995
기존관의
불규칙도
범위
A
B
C
CIPP 의 허용 주름치(관경의 %)
종 방 향
횡방향
4∼8 시 방향 8∼4 시 방향 4∼8 시 방향 8∼4 시 방향
2
5
*
5
10
*
* 발주자와 공급자간에 합의되어야 한다.
2
5
*
2
10
*