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건설공사원가절감

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배수방식 변경(점배수→면배수)을 통한 『터널세척수 처리시설』 최적화 방안
한국도로공사
1. 일반현황

(1) 현 세척수 처리시설은 규모가 커서 설치부지 확보가 어렵고, 그 규모에 비해 처리효율이 낮으며,
(2) 규모 및 배수체계 등 설계·시공과정이 복잡
(2.1) 터널내 벽면 세척수 처리시설 설치배경
법적 의무는 없으나, 오염도가 높아 2008부터 자발적으로 설치(운영노선은 2011완료)
(2.2) 공용중 터널의 유출수
터널 유출수 = 지하 유출수 + 벽면 세척수
(2.3) 현 저감시설
『세척수처리시설 + pH저감시설』 통합설치
공사 > 한국도로공사
터널공
건설일반
시설물분류>운송 교통시설>터널시설>도로터널;공종분류>토목공종>터널공사

2. 현황 및 문제점


2.1 추진경위
(1) [2007.11] 세척수 및 pH시설 설치(“터널유출수 종합관리대책 수립”, 건설환경실)
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(2) [2009.07] 세척수 배수방법 개선(“타일세척수 배수체계 개선”, 설계처)
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(3) [2013.03] 최적화 시설 시험시공(녹색환경처)
(3.1) 시험시공 결과 요약 [세부내용 : 5.3절 참조]
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2.2 현실태 및 문제점
2.2.1 시설규모에 비해 처리량이 과소




♧ 세척수처리시설 규모 산정방법

시설규모(V) = 세척수 발생량(Vin) - 여과 배출량(Vout)
* 세척수 발생량(Vin) = 세척수 분사유량(9.8㎥/hr)×유출계수(0.9)×청소시간(1.84hr)

* 여과 배출량(Vout) = 여과유량(=여과속도×배수면적)×청소시간(1.84hr)

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(1) 시설규모는 최대 23㎥으로 상당히 큰 반면,
(1.1) 원인
(1.1.1) 시설규모는 시설의 여과능력에 좌우되나,
(1.1.2) 여과속도와 면적이 작아, 여과능력이 낮은편
[배수단면적(Φ200관×6개) : 0.19㎡] (최종 배수구)
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(2) 그 중 57%인 15㎥은 침전조에 체류
(2.1) 문제점
(2.1.1) 체류수는 여과되지 않고 방류되며, 시설 측면으로 강제배수
(2.1.2) 체류수를 장기간 방치시에는 수질변화(녹조발생)
(2.1.3) 강제배수(인력 개폐)로 인해 유지관리 불리(작업자 이동 및 대기)
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2.2.2 By-Pass 운영의 불합리
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(1) 통합설치시 전체 시설규모는 오히려 증가
(1.1) 유입유량의 크기에 민감한 세척수처리시설로 지하유출수가 유입되어 전체규모는 커지게 됨
(1.1.1) 『2km 터널, 지하유출수 300㎥/일』인 경우, 전체규모는 1.9배 증가
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(2) pH가 안정화된 경우, By-Pass 불필요
(3) 배수체계가 복잡하여 시공 및 유지관리 불리

3. 개선내용


3.1 최적화 검토내용
3.1.1 처리능력 증대를 통한 시설규모 축소
(1) (배수면적 증가) 여과조 배수방식 변경
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(2) (배수속도 증가) 여과재(모래) 두께 축소
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(2.1) 모래두께 축소에 의한 오염저감효율 변화는 미미[5.3절 참조]
(3) (검토결과) 처리능력 및 시설규모 변화
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3.1.2 계단구조 적용으로 체류수 100% 처리
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3.1.3 pH저감시설 분리설치로 By-Pass 삭제
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3.2 『세척수처리시설』 변경기준
타일 외 도장공법 도입으로 명칭 변경 (당초 : 타일세척수 처리시설)

3.2.1 시설규모 및 배수체계
(1) 시설 규모
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(2) 배수 체계
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3.2.2 세척수처리시설 설치기준
(1) 시설 개요도 [세부내용 : 5.4절 참조]
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(2) 설계 및 시공 유의사항
(2.1) 침전조 : 격벽 배출구(Φ10mm)는 침전조 바닥에서 5cm상부에 설치
(2.2) 여과조
(2.2.1) (경사조절 콘크리트 타설) 여과조 바닥에는 배수촉진을 위해 5%경사를 갖도록 조절콘크리트를 추가 타설
(2.2.2) (유공관) 골재층 내에는 부직포를 감싼 Φ150mm 유공관(고속도로공사 전문시방서의 지하배수용 유공관) 설치
(2.2.3) (굵은골재) 하단 골재층의 골재는 40mm(또는 25mm)의 알골재 사용
(2.2.4) (여과재) 여과재는 1.2mm체를 통과하여 0.6mm체에 남는 모래를 사용하되 깨끗한 물로 씻어서 사용
(2.2.5) (필터섬유) 고속도로 전문시방서의 배수용 토목섬유 기준에 적합한 부직포 설치
(2.3) 토사 등 이물질의 시설유입을 방지하기 위해, 유입부는 가급적 측구가 아닌 배수관으로 설치하고, 되메우기는 벽체상단 10cm이하로 시행
(2.4) pH저감시설 설치기준 : 기존과 동일방식 적용 [5.5절 참조]

4. 결론


4.1 기대효과 및 적용방안
(1) 기대효과
(1.1) 규모 축소로 설치부지 확보 용이(평균규모 71% 감)
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(1.2) 체류수 자연배수를 통한 유지관리 및 처리효율 향상(43% → 100%)
(1.3) 규모 및 배수체계 단순화로 설계·시공 용이
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(2) 적용방안
(2.1) 설계중 노선 : 본 방침 적용
(2.2) 건설중 노선 : 적용여건을 고려하여 공사시행부서에서 판단
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