<기고>노후 상수관 기능회복 공법의 현황과 개발 필요성
<기고>노후 상수관 기능회복 공법의 현황과 개발 필요성
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  • 승인 2006.08.30 00:00
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유명진 / 서울시립대학교 환경공학부 교수
   
 
1. 상수관망의 현황 도시로의 인구집중과 고밀도 개발로 오늘날 도시사회에서 상수도 시설은 라이프 라인으로서, 수요자들에게 최적의 수압, 수량 및 수질의 먹는 물을 공급하기 위한 중요한 시설이다.우리나라의 상수도는 90여년의 긴 역사를 가지고 있으며, 상수시설의 노후화가 상당히 진행되어 있는 상황이며, 향후에도 시설의 노후화는 불가피한 일이다. 상수도관망의 노후화에 따라 관의 상당두께가 부식되고 관경의 축소와 조도계수의 증가로 통수능력과 압력이 저하되는 출수불량현상의 빈번한 발생, 파열사고와 누수에 따른 경제적 손실, 녹물을 비롯한 수질문제 등 양질의 물을 공급하는데 영향을 미침으로써 상수도 관망의 기능유지를 저해하고 있다. 우리나라는 전국적으로 127,027km의 상수관이 매설되어 있으며 매설년수 21년 이상인 관은 총연장의 14.1%인 약 17,953km에 이른다. 노후관 부식에 의한 누수량은 2005년 현재 13.9%로 연간 약 8억톤으로, 약 4천5백억원의 손실을 초래하고 있다. 노후화에 따라 지장을 받고 있는 상수도의 기능을 회복시키기 위하여 노후관에 대한 관로 개량 사업, 즉 관로교체 및 갱생 사업이 추진되고 있으며, 1997~2002년까지 1조 6,971억원을 투자하여 13,799km 교체하였으며, 2011년까지 3조 8,319억원을 투자하여 노후수도관 42,757km를 교체하는 것을 계획하고 있다(환경부). 2. 상수관 기능회복 방법의 선정상수관 기능회복 방법의 선택에서 주요 고려사항은 다음과 같다. 1. 정확한 문제의 성질 2. 기능회복 대상 수도관의 수리 및 운전 압력에 대한 요구 3. 수도관의 재료, 치수 및 형상 4. 밸브, 부속설비, 급수관연결의 형태와 위치 5. 급수 중단 가능시간의 길이 6. 특정장소 요인 방법선정의 과정은 이러한 사항들을 모두 고려하여 가장 비용 효율적이며 기술적으로 가능한 방법을 찾는 것이다. 비용에는 직접공사와 관련된 것 뿐 아니라 시민불편, 장기 유지관리 및 관로 수명에 관련된 간접비용까지 포함하여야 한다.상수관에서 발생할 수 있는 문제로는 (1)녹물 등 수질 상 문제, (2) 균열, 부식 등으로 인한 강도 감소로 인한 구조적 문제, (3) 스케일 등 부식생성물에 의한 통수능력/수압의 문제, 접합부, 관체 결함으로 인한 누수 등이다.이러한 문제를 해결하기 위한 공법의 선정절차는 그림 1~3과 같이 요약할 수 있다.(그림 1~3은 본지 지면 참조)상수관의 개량에는 그림 4에 보인바와 같이 재래적인 굴착(open-cut)방법과 비굴착(trenchless)방법이 있다. 굴착방법에 의한 관로 교체는 막대한 예산이 요구되며, 특히 매설심도가 크거나, 교통량이 많은 지역에서는 많은 교체비용이 필요하며 교통체증유발이나 시민의 불편을 가져오게 된다. 일반적으로 상수도관 같은 내압관의 노후화로 인한 문제는 여전히 구조적으로 내구성을 가지고 있으나 접합부 누수, 소형 균열(cracks), 핀홀, 부분적 표면 부식, 스케일이나 slime 등 부식생성물에 의한 기능상의 문제를 야기하는 경우가 대부분이므로 관로 교체까지 하여 개량사업을 하는 것은 비효율적이고, 기존관 구조는 활용하는 갱생방법이 효율적이고 경제적이다. 비굴착에 의한 갱생은 굴착에 의한 관로교체에 비해 약 70~80% 정도의 비용으로 시공이 가능한 효과적인 공법이다(AWWARF, Insituform technology).수도관 교체의 경우에도 그림 4에 보인 바와 같이 여러 가지 비굴착에 의한 시공이 가능하다. 굴착에 의한 관로 교체에 반해 굴착 없이 공사를 수행함으로써 주변에 미치는 영향이 적고, 환경적으로 건전한 기술이다. 이러한 이유로 관로개량 사업에 있어 비굴착 방법이 많은 관심을 모으고 있으며 세계 각지에서 여러 가지 관련기술의 개발이 이루어지고 있는 실정이다.3. 상수관 기능회복 공법의 분류 및 특징상수관에서 발생한 문제의 정도에 따라 상수관의 기능회복은 (1)단순히 이음부 또는 관체의 국부적 파손에 대한 보수(repair), (2)기존관의 구조상 기능을 활용하여 보강하는 방법으로 녹물발생방지, 통수능력의 회복등 수도관의 열화된 기능을 회복하는 갱생(renovation), (3)굴착 또는 비굴착의 방법으로 구관을 신관으로 교환하는 교체(replacement)가 있다. 이러한 공법들에는 그림 4(본지 지면 참조)에 나타낸바와 같이 여러 가지 종류가 있다.갱생공법에는 주로 라이닝이 이용되는데 내부압력에 대한 라이닝한 관의 성능에 대한 라이닝의 구조적 효과에 따라 Class I(비구조적), Class II/III(부분 구조적), ClassI V(구조적)으로 분류된다. 이에 대한 선정은 기존관의 구조적인 강도에 따라 요구되는 라이닝의 강도에 따라 결정된다.4. 국내의 상수관 기능회복 기술 현황국내의 상수도 노후관로 개량사업은 비굴착 갱생공법으로는 관로세정이나 에폭시 수지 라이닝, 시멘트 몰탈 라이닝 등 구조적인 기능향상을 기대하기 어려운 공법이 주로 적용되고 있으며 구조결함시 대부분 굴착

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