상수 관로공사 하천횡단

왜 배우는가: 상수관로는 수원과 수요지 사이에서 하천을 피할 수 없어 횡단 구간이 반드시 생긴다. 홍수, 세굴, 제방 훼손으로 관로가 손상되면 단수와 수질 사고로 이어지므로 실무와 시험에서 모두 자주 다룬다.

출제 이력: 제137회 1교시 5번, 제98회 2교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의 문장은 다음과 같다.

상수 관로공사의 하천횡단은 도수·송수·배수관로가 하천구역을 가로지를 때 교량 첨가, 하저 매설, 하저횡단터널 등 하천 조건에 맞는 방식으로 관을 설치하는 공사다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 하천횡단: 관로가 하천구역을 가로질러 반대편 제내지로 이어지는 구간이다.
• 교량 첨가(添架): 교량 구조물에 관을 붙여 설치하는 방식이다.
• 하저 매설: 하상 아래에 관을 묻어 설치하는 방식이다.
• 역사이펀: 하저 아래를 역 사이펀 구조로 횡단하는 관로 구조다.
• 하저횡단터널: 실드공법이나 추진공법으로 하저 아래를 관통하는 방식이다.
• 하천점용허가: 하천구역을 점용하려면 「하천법」 제33조에 따라 받는 허가다.
• 계획홍수위: 하천 설계의 기준이 되는 홍수위다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 강이나 하천을 건너는 물길을 만드는 공사다. 상수 관로는 물이 흐르는 하천을 가로지르므로 홍수와 세굴의 영향을 받는다. 그래서 관을 어떻게 묻고 보호할지가 공사의 핵심이 된다.

정식으로는 상수 관로가 하천구역을 통과하는 구간에 대해 교량, 하저 매설, 하저횡단터널 등 방식을 선정하고 시공하는 절차를 말한다. 방식 선정은 하폭, 하상 변동, 계획홍수위, 하천 이용 현황을 근거로 한다.

교량 첨가 방식은 기존 교량의 구조에 관을 붙이는 방식이다. 하천 상부를 이용하므로 하상 굴착이 적다. 다만 교량 상부 구조의 여유고와 진동, 신축 대책을 함께 검토해야 한다.

하저 매설은 하상을 굴착하고 관을 묻는 방식이다. 관의 상부는 하상 세굴 깊이보다 깊게 두어야 한다. 굴착 중 하천 흐름과 탁수 확산을 관리해야 한다.

역사이펀은 관로가 하저를 낮게 통과한 뒤 다시 올라가는 구조다. 상수 관로에서는 관이 항상 물로 가득 찬 관수로 상태를 유지한다. 송수관은 정수된 물을 운반하므로 오염을 막기 위해 원칙적으로 관수로로 하고, 동수구배선 이하에 두며, 수평·수직 방향의 급격한 굴곡을 피한다.

하저횡단터널은 실드공법이나 추진공법으로 하저 아래를 뚫는 방식이다. 하상 교란이 적고 하천 위 시설과 간섭이 없다. 대신 설치 깊이와 지반 조건에 따라 공사비와 공기가 크게 달라진다.

3. 등장 배경과 필요성

수원지와 수요지가 강을 사이에 두고 떨어져 있으면 관로는 하천을 통과할 수밖에 없다. 하천을 우회하면 관로가 길어지고 펌프 동력과 유지관리비가 늘어난다. 따라서 하천을 직접 횡단하는 방식이 경제적인 경우가 많다.

하천 횡단부는 일반 구간보다 위험이 크다. 홍수 시 세굴로 관 기초가 노출되거나 관이 유실될 수 있다. 제방을 지나는 관은 제방 안정성을 해칠 수 있다. 이런 이유로 하천 관련 법령은 관 설치 위치와 방향을 엄격히 정한다.

「하천법」 제33조에 따라 하천구역을 점용하려면 하천점용허가를 받아야 한다. 하천점용허가 세부기준 제19조는 관을 하천의 종단방향으로 설치하지 않는 것을 원칙으로 한다. 압력관은 원칙적으로 이중구조로 하고, 제방을 지나는 관은 제방 중심선에 직각으로 설치하도록 정한다. 계획제방 부지 안에는 설치하지 않는다.

관로 사고는 하천 오염과 직결된다. 상수관로에서 누수가 생기면 수질과 공급 안정성이 함께 떨어진다. 그래서 횡단 구간은 설치 단계부터 점검과 유지관리가 가능한 구조로 계획해야 한다. 이 점이 하천횡단 공사가 품질관리와 유지관리를 함께 요구하는 이유다.

기존 하천 시설과의 관계도 중요하다. 하천점용허가 세부기준 제18조는 시공방법이 개착방법인 잠거에 대해 하상 변동이 큰 곳이나 보·교량 등 다른 공작물에 근접한 곳을 설치 위치에서 피하도록 원칙으로 정한다. 연약 지반이나 누수 이력이 있는 곳에 설치할 때는 누수 대책을 강구하도록 한다. 이러한 조건을 현장 조사에서 먼저 확인해야 방식 선정이 합리적이 된다.

관 매설과 관련해서는 제19조제2항이 검토 항목을 정한다. 세굴과 타 공사로부터 보호될 기초공, 적정 매설깊이, 하천시설과의 이격거리, 관 보호공, 안내표지판 설치 여부가 포함된다. 이 항목들은 시공 중 품질관리와 준공 후 유지관리의 기준이 된다.

4. 구성요소·원리·절차

상수 관로가 하천을 횡단하는 방식은 하천 상부를 가로지르는 교량 添架, 하저를 통과하는 잠거(역 사이펀), 하저 아래를 뚫는 하저횡단터널(실드·추진공법)로 나뉜다. 각 방식은 세굴, 유수 소통, 제방 안정성, 누수 방지를 함께 검토해야 한다.

관로의 하천 횡단은 하천 종단방향 설치 회피가 원칙이다. 직각 횡단을 기본으로 하고, 제방을 지나는 관은 제방 중심선에 직각으로 배치한다. 관로의 중요한 원리는 다음과 같다.

• 수충부, 협착부, 합·분류부를 피하고 하상 변동이 작은 곳을 선정한다.
• 관을 계획제방 부지 안에 설치하지 않는다 (하천점용허가 세부기준 제19조).
• 압력관은 원칙적으로 이중구조로 한다. 손상 시 누수가 하천으로 직접 유출되지 않도록 하기 위함이다.
• 설치 깊이는 하상 저하와 세굴에 대해 충분히 안전한 깊이로 한다.

시공 절차는 다음 순서로 진행한다.

• 하천 측량과 하상 조사로 계획 홍수위, 세굴 심도, 지하매설물 위치를 파악한다.
• 노선 적정성과 매설 깊이, 하천시설과의 이격거리를 검토한다.
• 가설 시설과 제방 절개 계획을 세우고 제체 안정성을 확인한다.
• 실드·추진 또는 개착 방식으로 관을 설치하고 기초와 보호공을 시공한다.
• 집수정·맨홀 상단을 고수부지 지표면과 일치시켜 유수 소통을 확보한다.
• 관 보호공을 설치하고 안내표지판(관 방향·규격·관리자 연락처)을 세운다.
• 원상복구와 수압·누수 시험을 거쳐 준공한다.

구성도는 다음과 같다.

5. 관련 법령·기준·표준

하천 횡단 관로는 「하천법」에 따른 하천점용허가를 받아야 한다. 점용 기준은 하천점용허가 세부기준이 정한다. 관련 기준의 핵심 내용은 다음과 같다.

하천의 횡단구조는 하천의 구조·시설 기준에 관한 규칙에 따라 자연적 형상을 유지하도록 계획한다. 계획홍수량, 지형·지질, 하천 환경을 함께 고려한다.

개정 연혁으로는 하천법 부칙 개정에서 하천점용허가와 하천수 사용허가가 「하천법」 제33조·제50조로 나뉘어 적용되는 점을 확인할 수 있다. 상수도 관로 시설의 조사와 관리 의무는 수도법에 따른 기술진단과 관망 조사 체계로 이어진다.