상수도 설계기준 2022 (1/2), KDS 57 00 00 00

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KDS 57 10 00 상수도설계 일반사항
KDS 57 17 00 상수도 내진설계
KDS 57 31 00 상수도 기계·전기·계측제어설비
KDS 57 40 00 상수도 수원과 저수시설 설계기준
KDS 57 45 00 상수도 취수시설 설계기준
KDS 57 50 00 상수도 도수시설 설계기준(1/2)
KDS 57 55 00 상수도 정수시설 설계기준
KDS 57 60 00 상수도 송수시설 설계기준
KDS 57 65 00 상수도 배수시설 설계기준
KDS 57 70 00 상수도 급수시설 설계기준

도수시설은 취수시설에서 취수된 원수를 정수시설까지 끌어들이는 시설로 도수관 또는 도수거, 펌프설비 등으로 구성된다. 자연재해나 인위적인 재해로 인한 도수량 저하 혹은 도수의 정지에 대비하여 도수노선의 복선화에 대해 검토하여야 한다.

시점･종점간의 고저차 관계, 길이, 지형, 지세, 건설의 난이도 등에 대하여 검토한 다음에 수리적으로나 경제적으로 최적의 노선을 선정해야 한다.

4.1 도수관

4.1.1 총칙

도수관의 부속설비는 관수로로서의 수리조건에 적합하며 유지관리를 고려하여 선정하고 적정한 위치에 설치해야 한다.

도수관의 노선은 관로가 항상 동수경사선 이하가 되도록 설정하고 항상 정압이 되도록 계획한다. 관로의 위치가 동수경사선 보다 높게 되는 것을 피할 수 없는 경우에는 지세를 잘 조사하여 부압이 생기는 장소의 상류 측에 대해서는 관경을 크게 하고, 하류 측에 대해서는 관경을 작게 하거나 접합정을 설치함으로써 부분적으로 동수경사선을 상승시킬 수 있다(그림 4.1-2 참조). 도수관은 주로 수도용지의 전용도로나 공공도로에 개착공법으로 매설하며 지반, 지형 및 지층에 대하여 사전조사를 충분히 실시하고 적절한 관종 선정과 기초공 및 관보호공 등을 실시한다.

4.1.3 관경

시점의 저수위와 종점의 고수위를 기준으로 하여 동수경사를 산정한 후, 결정된 동수경사를 이용하여 산정한다.
덕타일주철관 및 수도용 강관을 사용시 사용년수의 경과에 따라 통수능력 감소를 고려하지만, 시멘트모르타르 및 액상에폭시수지도료는 통수능력이 거의 감소되지 않는 것으로 본다.
펌프가압식인 경우에는 펌프양정과 관경과의 사이에 경제적인 관계를 고려하여 설계한다.

4.1.4 유속

자연유하식은 허용최대한도를 3.0m/s 로 하고, 도수관의 평균유속의 최소한도는 0.3m/s로 한다.

4.1.5 불안정한 지반에서의 관 매설

비탈면은 충분한 법면 보호공을 실시하고 표면수와 침투수 및 지하수를 배제한다.
근경사 도로에 관 매설시 관체의 흘러내림과 되메우기 흙의 유실을 방지위한 지수벽 설치 등 안전성을 확보한다.
연약지반에는 부등침하등 관종과 접합방법을 선정하고 지반개량등을 강구한다.
액상화 우려가 있는 지반은 지반을 개량한다.

4.1.6 매설위치 및 깊이

공공도로에 관 매설시 ‘도로법’및 관계법령에 따라야 하고, 협의한다.
관경 900mm 이하는 120cm 이상, 관경 1000mm 이상은 150cm 이상으로 하고 도로하중을 고려할 필요가 없을 경우에는 그렇게 하지 않아도 된다. 도로하중을 고려해야 할 위치에 대구경의 관을 부설할 경우 매설깊이를 관경보다 크게 한다.
도로하중을 고려할 필요가 있으나 지반이 암반인 경우 등으로 부득이하게 매우 얕게 매설해야 할 경우에는 별도로 관을 보호하는 조치를 강구한다.
한랭지에서 관의 매설 깊이는 동결심도보다 깊게 한다.
도수관을 다른 지하매설물과 교차 또는 인접하여 부설할 때에는 적어도 50cm 이상의 이격거리를 둔다.

4.1.7 도수관 접합정

원형 또는 각형의 콘크리트 또는 철근콘크리트로 축조하고 수밀성과 내구성을 지니면서 용량은 계획도수량의 1.5분 이상으로 한다.
유입속도가 큰 경우 월류벽 등을 설치하여 유속을 감쇄시킨 다음 유출관으로 유출되는 구조로 하고, 필요에 따라 수압제어용 밸브를 설치한다.
유출관의 유출구 중심높이는 저수위에서 관경의 2배 이상 낮게 하는 것을 원칙으로 한다.
필요에 따라 양수장치, 배수설비(이토), 월류장치를 설치하고 유출구와 배수설비에는 제수밸브 또는 제수문을 설치한다.

4.1.8 차단용 밸브와 제어용 밸브

시점, 종점, 분기장소, 연결관, 드레인 및 역사이펀부, 교량, 철도횡단 등에는 용도에 따라 차단용 밸브 또는 제어용 밸브를 1~3km 간격으로 설치를 검토해야 한다.
도로의 종류별, 배관의 구경별 및 현장의 설치조건에 따라 소형, 중형, 대형으로 구분하여 밸브실 안정성을 확보한다.
차단용, 제어용 밸브실은 설치 및 유지관리가 용이하도록 충분한 공간을 확보하며 이상수압이 발생하였을 때 즉시 감지하기 위한 수압계의 설치와 배수 및 점검을 위한 설비를 갖춘다.
밸브실은 침수가 되지 않도록 적절한 대책을 수립한다.

4.1.9 공기밸브

관로의 종단도상에서 상향 돌출부의 상단, 상향 돌출부가 없는 경우에는 높은 쪽의 중간 제수밸브 바로 앞, 고지대로 상향 배관하는 구간 등 적절한 위치에 설치한다.
관경 400mm 이상의 관에는 급속공기밸브를 설치하고, 관경 350mm 이하의 관에는 급속공기밸브 또는 소형 공기밸브를 설치한다.
공기밸브에는 보수용 제수밸브로 슬루스밸브 또는 볼밸브를 설치한다.
매설관에 설치하는 공기밸브에는 밸브실을 설치하며, 밸브실의 구조는 견고하고 밸브를 관리하기 용이한 구조로 한다.
한랭지에서는 적절한 동결방지대책을 강구한다.

4.1.10 배수(排水, drain)설비

상수관로의 종단상 하향 굴곡부 주변으로 배수량에 적당한 배수로(排水路), 하수관로 또는 하천 등(이하 ｢수로 등｣이라고 한다)이 있는 지점을 선정하여 배수설비(퇴수관)를 설치한다.
배수설비(이토관)의 관경은 도수관경의 1/2~1/4로 하고, 가능하면 치수가 큰 것을 택하되, 관경 500 mm 이상의 관에서는 토출구의 수로가 범람할 우려가 있으므로 배출 가능한 장소마다 여러 개의 배수설비를 설치할 수도 있다.
방류수면이 관저보다 높을 경우에는 배수설비(이토관)와 토출구의 도중에 배수실을 설치한다.
토출구 부근의 호안은 방류수에 의하여 침식되거나 파괴되지 않도록 견고하게 축조한다.

4.1.11 맨홀과 점검구

도수관의 점검, 보수, 세척 등 관리를 위하여 관경 800mm 이상의 관로는 맨홀을 설치하고, 800mm 미만의 관로에는 점검구를 둘 수 있다.
맨홀과 점검구의 활성화와 이력관리를 위하여, 맨홀뚜껑과 맨홀 주변, 변곡점 등에 RFID(Radio Frequency Identification)를 비롯한 전자태그 등과 통신기기를 통하여, 맨홀과 관로의 시설물 이력관리(정보화)시스템을 구축하거나, 식별을 쉽게 하기 위한 맨홀정보를 적정한 위치에 표시할 수 있다.

4.1.12 관로 보호 등 유지관리 설비

수격작용으로 관로에 영향을 미칠 우려가 있는 경우에는 이를 경감시키기 위하여 다음 각 항에 의한 수격방지 설비를 설치하는 것이 바람직하다.
관로의 수량, 수질측정 및 점검, 보수, 세척 등 관리를 위한 설비를 설치할 수 있다
상수도관의 파손이나 누수 및 지반함몰 등을 사전에 예방 및 감시하기 위한 센서 및 계측기를 관로 또는 관로 주변에 설치할 수 있다.
상수도관 진단을 위한 센서 및 계측기 설치, 운용시 기존 굴착 및 시편분석 방법과 비교하여 진단비용과 측정 정확도를 종합적으로 검토하여 진단 설비를 선정해야 한다. 단, 진단비용 산정시 굴착 및 단수에 따른 민원발생 등 사회적 비용도 고려해야 한다.
재해 또는 사고에 대비하여 시설의 안전성이 확보되도록 적절할 대책을 수립해야 한다.

<상수도 시설기준 2010…>

4.2.12 관로보호설비(수격방지 설비)

수격작용으로 관로에 영향을 미칠 우려가 있는 경우에는 이를 경감시키기 위하여 다음 각 항에 의한 보호설비를 설치하는 것이 바람직하다.

1. 압력저하에 따른 부압방지대책으로 플라이휠(fly wheel), 에어챔버(air chamber), 압력조절탱크(surge tank), 공기 밸브 등을 설치한다.

2. 압력상승에 따른 배관 및 가압설비의 보호대책으로 안전밸브(safety valve) 즉, 스윙체크밸브(swing check valve), 급폐형 체크밸브, 콘밸브(cone valve) 또는 니들밸브(needle valve), 수격완화밸브(relief valve), 에어챔버(air chamber), 우회관(bypass line)등을 설치한다.

[해설]
1.과 2.에 대하여；수격방지에 대해서는 8.2.8. 펌프계의 수격작용을 참조한다. 펌프의 급격한 기동, 정지 또는 밸브의 개폐에 의한 물의 운동상태가 급격하게 변함에 따라 관로에 커다란 압력의 상승 또는 저하를 일으키는데, 이와 같은 비정상상태의 수리현상에 의하여 발생하는 압력의 변동현상을 수격작용이라고 하며, 이 작용을 완화하고 경감하는 장치를 수격방지설비라고 한다.

펌프 양수시 관로연장이 긴 경우에는 펌프의 운전개시, 정지, 정전, 기타의 사고가 있을 때나 하류측 제수밸브의 개폐시 등에 관로에 이상수격압이 일어나기 때문에 필요에 따라 그 완화대책으로서 안전밸브 또는 자유수면을 갖는 압력조절탱크(surge tank)를 설치해야 한다.

또 관경이 크고 연장이 길 경우에는 도중의 관로 파열사고에 대비하여 자동차단밸브를 설치하면 안전하다. 도․송수중의 펌프가 급격히 구동력을 잃은 경우에는 회전속도의 저하에 의하여 양수능력을 잃고, 관내압력은 급속히 저하한다. 관내압력이 그 온도에서 물의 포화증기압 이하가 되면 관내의 물속에 공기가 기화하고 공동부(cavitation area)가 발생하여 수주분리를 일으키는데, 어느 시기가 경과하면 역류되기 시작하여 수주가 다시 결합 될 때에 큰 압력을 유발하여 관로를 파손시키는 경우도 있다.
이러한 경우는 에어챔버(air chamber) 또는 일방향 조압수조를 설치하는 것이 안전하다.

노선계획의 측면에서 보면 펌프장 토출측이 급격히 올라가는 장소나 지형여건상 관로가 종단도상에 서 상향 돌출부에는 커다란 수격작용이 발생한다.수격작용을 경감시키는 데는 압력저하와 압력상승을 경감시키는 방법이 있는데, 실제로 무엇이 문제가 되는가를 검토하고 필요에 따라 여러 방법을 병용해야 한다.

3. 사고로 인한 단수에 대비하기 위하여 필요에 따라 관을 2계열로 매설하고 중요한 장소에 연결관을 설치하는 것이 바람직하다.

[해설]
3.에 대하여；관로의 사고시 다른 계통에서 보급이 안 될 경우 또는 복구가 곤란할 것으로 예상될 경우에는 전 노선이나 위험성이 큰 구간의 관로를 2계열로 하고 중요한 장소에는 상호 연결관을 설치 하여 사고시의 안전을 기하는 것이 바람직하다.

4.1.13 신축이음관

신축자재가 아닌 노출되는 관로 등에는 20~30m 마다 신축이음관을 설치하고, 연약지반이나 구조물과의 접합부(tie-in point) 등 부등침하의 우려가 있는 장소에는 휨성이 큰 신축이음관을 설치한다.
매설되는 수도용 강관의 관로부에는 별도의 신축이음관이 필요하지 않으나 제수밸브, 펌프 등 관로의 중간에 자유단이 발생하는 경우에는 밸브실 내에 신축이음관을 설치하고 밸브실 통과부에는 관이 축방향으로 변위될 수 있게 하되 외부지하수 등이 침입할 수 없는 구조로 한다.

HG

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