취수/관로시설

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Ⅱ. 관로시설

 

contents_img 관로시설이란?

 

  o 관로시설이란 물을 수원에서부터 필요한 곳까지 이송시켜주는 시설로 물의 상태에 따라 구별되는데 원수를 정수장까지 이송하는 도수

     관로, 정수장내부의 구내관로, 정수장에서 배수지까지 정수를 이송하는 송수관, 배수지에서 정수를 이송, 분배 , 공급하는 관로를 배수

     관로라 한다, 또한 수용가에서 정수를 공급받아 이용하는 수도메타 이후의 관로를 급수관로라 한다.

 

  1) 도수관로

     도수관로는 취수원에서부터 원수를 이송하는 관로로 이송도중 수질에 대한 영향이 상대적으로 작아 개수로 또는 관수로가 적용된다. 

  2) 송수관로 

     송수관로는 정수장에서부터 배수지까지 이송되는 관로를 정수의 이송을 주 목적으로 하며 중간에서의 급수관의 분기가 제한됨

  3) 배수관로

     배수시설에서 정수를 이송, 분배 후 수용가에 공급해주는 관로로 송수관로와 함께 관수로를 원칙으로 한다.

  4) 급수관로

     급수관로는 수용가에서 공급되고 수도메터 이후의 관로를 칭하며 원칙적으로 수용가에서 관리함을 원칙으로 한다.


contents_img 도송급배수관 설계

  1) 관로시설 설계 절차
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     o 비교적 긴 송배수 System에서 장단거리의 배수지에 동시에 공급하는 경우 원거리는 대량수송, 근거리는 분배수송이 가능하도록 한다.
        즉, 원거리는 대량수송이 신속하게 이뤄질 수 있도록 근거리 배수지의 밸브 개도율을 최소화하여 천천히 길게 공급되도록 하는 것이

        효율적이다. 

 

2) 노선 산정

    o 도수관로 노선은 유지관리상 사유지를 피해 공공도로 또는 수도용지 내에 부설하는 것이 바람직하다.

    o 펌프양수시 관로연장이 길 경우 필요에 따라 관로에 안전밸브 또는 조압수조(Surge tank)를 설치하는 등 수격작용에 대처하여야 한다.

    o 사고의 경우를 고려하여 필요에 따라 관을 2계열 부설하고 중요한 장소에 연결관을 설치하여야 한다.

 

 

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(수관교와 수로교) 

  3) 관경산정

     o 자연유하 : 최종 목적지까지 계획취수량을 도수할 수 있는 최소관경으로 하는 것이 경제적이다.

     o Pump 가압 관로 : 관로부설비, Pump 공사비와 동력비 등 유지관리비용을 비교한 현가분석을 통하여 최적의 경제적 관경을 결정 해야 한다.

  4) 관종 산정

   o 관종 선정은 경제성, 시공성, 수밀성, 내구성 및 유지관리성 등을 비교 검토하여 관로의 특성 및 과거 실적 자료 등을 고려하여 결정 한다

  o 일반적으로 관경이 D700㎜ 이하에서는 닥타일주철관, D800㎜ 이상에서는 닥타일주철관 또는 도복장강관 중에서 부설장소의 상황, 압력, 공사비 등 경제성, 전식 및 부식방지, 장래 유지관리 등을 고려하여 선정한다.


(강관과 주철관 비교)

구 분

수도용도복장강관(SP)

닥타일주철관(DCIP)

특 징

o 내외압 및 충격에 강함

o 용접시공으로 현장가공 용이

o 신축에 강하며 연약지반, 부등침하, 온도신축에 충분한 내구력이 있다.

o 대구경관 제작이 용이

o 주철관에 비해 경제성 떨어짐

o 부등 침하의 우려가 있는 곳 및 밸브실의 전후에는 필히 신축이음부를 설치하여야 함

o 시공성, 내전식성 우수

o 각종 응력에 대한 저항치가 강관보다 적어 지반 변화요인에 대한 저항치가 떨어짐

o 강관에 비해 경제성이 저렴

o 이형관부위에 곡관 보호공을 필히 설치하여야 함

o 소형관에 적용

o 별도의 신축이음부가 필요 없음

시공성

o 중량이 가벼우므로 운반 및 거치가 용이

o 용접 접합으로 부설기간이 길다.

o 현장 가공성이 용이

o 연약지반 및 부등침하에 대하여 내구성 양호

o 용수구간의 시공이 어렵다

o 강관보다 무겁고 PC관보다 가볍다

o 부설기간이 강관보다 짧다.

o 현장 가공은 어려움

o 연약지반에서 부등침하 시 탈관 발생 우려

o 용수구간에서 시공용이 하다

 

 

  5) 강관의 두께

     o 매설강관의 두께는 내압, 외압, 부등침하, 지진하중 등의 조건을 충분히 반영하여 결정하도록 하여야 하고, 최소두께이상이어야 한다.

     o 두께계산은 외압(강관매설후 되메우기, 토압 및 통과차량등)에 의한 관체변형율은 5%미만, 부등침하(관로의 휨에 의한 응력, 내압에 의한 응력, 온도변화에 의한 응력등)에 의한 축방향변형율은 0.1%이내이고 지진하중을 고려한 축방향 변형율은 0.3% 이내이어야 한다.

 

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 (PIPE 호칭경_PIPE 내외경)

 

  6) 관 접합 검토

    o 관접합은 관과 관을 연결하거나 부속 자재 연결 등에 행하여지며 관종에 따라 접합 방법이 다양하다. 강관의 경우는 일반적으로 나사식 접합법, 용접 접합법, 플랜지 접합법 등이 있으며, 용접 기술이 발달로 강도 및 수밀성 등의 신뢰성이 높을 뿐만 아니라 작업성이 높아 많이 이뤄지고 있다. 반면에 용접 숙련도 높은 기능인력 부족으로 현장 용접이 어려워짐에 따라 중대형관에서는 자동용접기에 의한 용접이 이뤄지고 있다.

    o 상수도관으로 주로 쓰이는 수도용 원심력 닥타일주철관의 접합방법은 기계적으로 이뤄지는데 메카니칼 조인트(Mechanical Joint), 타이튼 조인트(Tyton Joint) 및 한국주철관에서 개발하고 이니셜을 딴 KP 메카니컬 조인트 방법이 있다. 또한 경화염화비닐(PVC) 및 폴리에틸렌(PE) 계열의 관은 일반적으로 버트 융착 접합 또는 전기소켓 접합이 이뤄지고, HI-3P 관의 경우에는 나사식 고무링 접합이 일반적이다.

 

(관종별 접합 방식)

구   분

접합 방식

강관

용접 접합, 플랜지접합

주철관

KP 메카니컬 조인트, 메카니칼 조인트, 타이튼 조인트

PVC관 및 PE관 계열

융착 접합

 HI-3P 관

나사식 고무링 접합

PFP

소켓접합

 

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  7) 전기방식 검토

  o 방식이란 부식으로 인하여 금속이 없어지지 않도록 지키는 일을 말하며, 철에 다른 안정된 금속을 첨가하여 합금시킴으로써 안정화하여 부식을 방지하는 합금법과 금속 표면을 덮어 부식 환경에 접하지 않도록 차단시켜주는 피막법 및 철 보다 녹 발생이 쉬운, 즉 이온화경향이 큰 금속을 강관에 연결하여 철보다 먼저 소모되도록 하는 희생양극법 등의 있다.

  o 철에 안정된 금속을 첨가하여 안정화시키는 대표적인 금속으로는 스테인레스강이 있으며, 철(Fe)에 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 등을 첨가한다. 또한 금속 표면을 덮어 부식 환경에 접하지 않도록 차단시키는 방법으로 페인트 등의에 의한 도장, 양철, 함석 등과 같은 금속도금, 용융 금속을 고압 공기로 금속의 표면에 분사․밀착시켜 피막을 만드는 금속 용사 및 고무 또는 플라스틱 등의 내식성 재료를 코팅시키는 방법이 있다. 또한 희생양극법은 철보다 이온화 경향이 큰 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등을 연결하여 먼저 희생되도록 하는 방법이다.

 

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 (희생양극법)

 

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  8) 기타 부대설비

    (1) 펌프류

      o 펌프란 사전적 의미로 전기적․기계적인 에너지를 받아 유체(기체, 액체)에 힘을 가해 압력, 속도 등을 높임으로써 낮은 곳에서 높은 곳으로의 이송, 관을 통한 수송, 압력용기 등에 가압하는 기계라고 정의하고 있으나 섬유, 모래 등의 고형물을 이송하는 특수펌프도 있어 넓은 의미에서 보면 유체뿐만 아니라 고체도 취급 대상이 된다.

      o 수처리 Plant를 중심으로 보면 펌프는 가장 중요한 역할을 하는 기계로 물을 이송하거나 가압하는 등의 목적에 사용되며 일반적으로 원심펌프(Centrifugal Pump)가 약 70% 이상을 차지하고 있다.

 

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    (2) 밸브류

      o 밸브란 유체의 흐름을 차단․통과시키는 개폐기능 및 유량, 압력 등의 제어하는 기능을 가지는 장치 또는 기기를 총칭하며, 수처리 플랜트 등에서 효과적이고 안전한 시설을 운영하는데 있어 중요한 역할을 한다.

      o 밸브의 구조는 유체제어의 구조 및 특성, 유체의 물리화학적 성상, 운전조작 방법에 따라 매우 다양하며, 일반적으로는 흐름을 막는 밸브 디스크(Disk), 시트(Seat) 및 이것 들을 감싸고 있는 몸체(Body)와 이를 작동시키는 핸들(구동장치; Actuator)로 나눈다.

      o 밸브와 배관의 이음형태는 D50까지는 나사이음, D65 이상은 플랜지이음으로 되어있으나 목적에 따라 D50 이하도 플랜지이음이 적용되고 있다,

      o 상수도관로의 경우 제수밸브, 공기밸브, 이토밸브 등을 시설기준을 준하여 설치하여야 한다.

 

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