관로시설 설계기준 2. 관의 종류와 단면

관의 종류와 단면에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 관의 정류는 내압과 외압에 충분히 견딜수 있는 구조 및 재질이어야 하며, 관로의 단면은 수리적 특성을 고려하여 원형 또는 직사각형 단면을 표준으로 합니다. 최소관경 오수관로는 200mm, 우수관로 및 합류식 관로는 250mm로 합니다. 더 자세하게 다뤄보도록 하겠습니다. 

 

 

 

관의 종류

하수도용 자재기준은 하수도법에서 규정하고 있으며 관로는 내압과 외압에 대하여 충분히 견딜수 있는 구조 및 재질이어야 하고 내구성 및 내식성을 갖추어야 합니다. 일반적으로 매설특성 등에 따라 다음과 같은 종류를 사용합니다.

 

(1) 콘크리트관

 

① 철근콘크리트관 : 원심력철근콘크리트관(흄관), 코아식프리스트레스트콘크리트관(PC 관), 진동 및 전압철근콘크리트관(VR관), 철근콘크리트관

 

원심력철근콘크리티관은 흄관이라고도 하며, 원심력에 의해 굳혀 강도가 뛰어나므로 하수관용으로 가장 많이 사용되고 있습니다. PC 관은 코아관 주위에 PC 강선을 인장시켜 줌으로써 원주방향 및 관축방향으로 압축응력을 작용하게 하여 내외압에 의해 발생되는 인장응력을 소멸시켜 상당히 큰 압력에서도 견딜수 있게 만들었습니다. 

 

② 제품화된 철근콘크리트 직사각형거(정사각형거 포함)

 

③ 현장타설철근콘크리트관

 

(2) 도관

 

도관은 내산 및 내알칼리성이 뛰어나고, 마모에 강하며 이형관을 제조하기 쉽다는 장점이 있습니다. 하지만 충격에 다소 약하기 때문에 취급 및 시공에 주의하여야 합니다. 국내에서는 도관의 사용실적이 많지 않으나, 외국의 경우는 수질변화가 심하여 부식의 염려가 많은 400mm이하의 소형 오수관로용으로 많이 이용되고 있습니다. 

 

(3) 합성수지관

① 경질염화비닐관(PVC관)

경도는 좋지만 깨어지는 성질을 지니고 있습니다. 

② 폴리에틸렌(PE)관

고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 원재룔 생산되는 파이프를 줄여서 PE관이라고 합니다. 가볍고 취급이 용이하여 시공성이 좋습니다. 내산성, 내알칼리성이 우수한 장점이 있지만 특히 부력에 대한 대응과 되메우기 시 다짐등에 유의해야 합니다. 

 

(4) 덕타일(ductile)주철관

내압성 및 내식성에 우수하여 일반적으로 압력관, 처리장 내의 연결관, 압송배관, 하천 및 도로횡단관, 송풍용관, 차집관로 등 다양한 용도에 쓰이고 있습니다. 

 

(5) 파형강관

 

(6) 유리섬유 강화 플라스틱관

 

(7) 폴리에스테르수지 콘크리트관

 

(8) 기타 하수관은 관의 재질 및 매설지역 특성을 고려하여 사용합니다.

 

관로의 단면

 

 

관로의 단면은 단면형상에 따른 수리적 특성을 고려하여 선정하되 원형 또는 직사각형을 표준으로 하고, 소규모 하수도에서는 원형 또는 계란형을 표준으로 합니다. 관로의 단면형상 결정시에는 수리학적, 하중, 시공비용, 유지관리비용 및 매설장소 특성이 고려되 어야 합니다. 복단면 또는 분할관 단면형상은 관로의 유지관리측면이 크게 요구될 때 적용합니다. 관거의 단면형상에는 암거의 경우와 같이 원형, 직사각형(정사각형도 포함), 말굽형 및 계란형 등이 있습니다. 이 가운데, 가장 일반적으로 사용되는 것은 원형입니다. 그러나 어떤 형상을 선정하더라도 다음 사항을 고려하여 결정합니다.

 

① 수리학적으로 유리할 것

② 하중에 대해 안전할 것

③ 시공비가 저렴할 것

④ 유지관리가 용이할 것

⑤ 시공장소의 상황에 잘 적응될 것

 

일반적으로 사용되는 원형, 직사각형, 말굽형 및 계란형의 장․단점은 다음과 같습니다.

 

1) 원형

① 장점

- 수리학적으로 유리합니다.

- 일반적으로 내경 3,000 mm 정도까지 공장제품을 사용할 수 있으므로 공사기간이 단축됩니다.

- 역학계산이 간단합니다.

② 단점

- 안전하게 지지시키기 위해서 모래기초 외에 별도로 적당한 기초공을 필요로 하는 경우가 있습니다.

- 공장제품이므로 접합부가 많아져 지하수의 침투량이 많아질 염려가 있습니다.

 

2) 직사각형 이 형상은 일반적으로 높이가 폭보다 작습니다.

 

① 장점

- 시공장소의 흙두께 및 폭원에 제한을 받는 경우에 유리하며 공장제품을 사용할 수도 있습니다.

- 역학계산이 간단합니다.

- 만류가 되기까지는 수리학적으로 유리합니다.

② 단점

- 철근이 해를 받았을 경우 상부하중에 대하여 대단히 불안하게 됩니다.

- 현장타설일 경우에는 공사기간이 지연됩니다. 따라서 공사의 신속성을 도모하기 위해 상부를 따로 제작해 나중에 덮는 방법을 사용할 수도 있습니다.

 

3) 말굽형

이 형상은 일반적으로 상부는 반원형의 아치(arch)로 하며 측벽은 직선 또는 곡선을 갖고 내측으로 굽혀 수직으로 합니다. ① 장점

- 대구경 관거에 유리하며 경제적입니다.

- 수리학적으로 유리합니다.

- 상반부의 아치작용에 의해 역학적으로 유리합니다.

② 단점

- 단면형상이 복잡하기 때문에 시공성이 열악합니다.

- 현장타설의 경우는 공사기간이 길어집니다.

4) 계란형

① 장점

- 유량이 적은 경우 원형거에 비해 수리학적으로 유리합니다.

- 원형거에 비해 관폭이 작아도 되므로 수직방향의 토압에 유리합니다.

② 단점

- 재질에 따라 제조비가 늘어나는 경우가 있습니다.

- 수직방향의 시공에 정확도가 요구되므로 면밀한 시공이 필요합니다.

 

 

관거단면의 종류

 

 

최소 관경

최소관경은 다음과 같이 합니다.

 

(1) 오수관로는 관로내 점검 및 청소 등 유지관리를 위하여 200 mm를 표준으로 합니다.

 

(2) 우수관로 및 합류관로는 관로내 점검 및 청소 등 유지관리를 위하여 250 mm를 표준으로 합니다.

 

(3) 오수관로에서 장래 하수량증가 계획이 없는 경우, 유지관리 하는데 지장이 없는 범위 내에서 초기관로에 국지적으로 150 mm를 제한하여 사용할 수 있습니다.

 

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