초록 ▼

${\bullet}$ 국내 노후 상수관의 개량에는 주로 굴착방법(open-cut)방법이 이용되고 있으나 이러한 방법은 막대한 예산이 요구되며, 교통체증유발 등 시민의 불편 초래하며, 구조적으로 내구성을 상당히 유지하고 있는 상수관의 관로 교체에 의한 노후화 개량사업은 비효율적임.
${\bullet}$ 상수도 관로에 적용할 수 있는 비굴착 관로 갱생 공법을 개발하는 것으로서, 현장경화관을 이용한 시공법을 국내 실정에 맞춰 개량하여 상수도 관로에 시공할 수 있는 비굴착 공법 개발.

${\bullet}$ 국내 노후 상수관의 개량에는 주로 굴착방법(open-cut)방법이 이용되고 있으나 이러한 방법은 막대한 예산이 요구되며, 교통체증유발 등 시민의 불편 초래하며, 구조적으로 내구성을 상당히 유지하고 있는 상수관의 관로 교체에 의한 노후화 개량사업은 비효율적임.
${\bullet}$ 상수도 관로에 적용할 수 있는 비굴착 관로 갱생 공법을 개발하는 것으로서, 현장경화관을 이용한 시공법을 국내 실정에 맞춰 개량하여 상수도 관로에 시공할 수 있는 비굴착 공법 개발.
${\bullet}$ 상수관에 적용 가능한 재료의 물리 화학적 실험을 수행하였으며, 개발 제품과 타 제품의 품질을 비교한 결과 개발 제품의 우수성이 입증
${\bullet}$ 현장경화관의 상수관 적용에 대한 구체적인 공정을 완성하였으며, 특히 라이너의 보관, 이동이 간편하고, 기존관에 라이닝 삽입 시 탄전 모니터링이 가능한 반전 장치, 온수 분사 가능 면적 및 경화 효율을 극대화한 미스트 온수 샤워링 시스템의 특허를 출원.
${\bullet}$ 모의 현장 및 실제 현장을 대상으로 개발공법의 시공하여 본 공법의 현장적용성을 확인하였으며, 특히 45$^{\circ}$, 90$^{\circ}$ 곡관, 분기관 부분에 대한 처리 기술 개발
${\bullet}$ 경제성을 평가와 갱생공법 선정 지침을 제시하여 국내 상수관 갱생 공법의 적용과 상품화를 가능하게 함.

Abstract ▼

The goal of this study is development of trenchless method for water distribution pipe rehabilitation which is applicable to semi-structural renovation system. CIPP was modified and detailed method of execution was established for bend fittings, such as 45$^{\circ}$, 90$^{\circ}$

The goal of this study is development of trenchless method for water distribution pipe rehabilitation which is applicable to semi-structural renovation system. CIPP was modified and detailed method of execution was established for bend fittings, such as 45$^{\circ}$, 90$^{\circ}$ and branch pipe which are hard to be lined by existing methods. For the selection of CIPP materials applicable as drinking water pipe material, physical and chemical tests for the strength of CIPP material, extraction test for the property and safety of water distributed through CIPP were executed. They include three kinds of resin including developed resin and two kinds of tube. Standard for managing the execution process, quality control and quality assesment of developed method was established including pipe washing. With execution process and standard, construction manual of CIPP for water pipe rehabilitation was suggested. Through the pilot and field test, the application of CIPP lining was confirmed and cost assessment also executed comparing existing other methods.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...7
• Contents...10
• 목차...18
• 표 차례...26
• 그림 차례...29
• 제1장 연구개발과제의 개요...34
• 제1절 연구개발 목적...34
• 제2절 연구개발의 내용 및 범위...35
• 1. 연구내용...35
• 2. 연구의 범위...37
• 가. 기초의 현황조사...37
• 나. 현장경화관 재료의 개발...37
• 다. 현장경화관 공법의 시공 기술 개발...37
• 라. 경제성 평가...37
• 마. 상수관 갱생 공법 선정 지침...37
• 바. 결론...37
• 제3절 연구수행 방법...38
• 제2장 국내외 기술 개발 현황...40
• 제1절 상수관 갱생 공법의 개요...40
• 1. 갱생의 정의 및 목적...40
• 2. 갱생공법의 종류...41
• 가. 상수관 갱생 공법의 종류...41
• (1) 비연마 세관공법 (Non-Aggressive Cleaning)...45
• (가) 물 세척 (Flushing)...45
• (나) 청소봉 세척 (Foam swabbing)...45
• (다) 맥동류 세척 (Air Scouring)...46
• (2) 연마 세관공법(Aggressive Cleaning)...47
• (가) 고압수 분사 세척...48
• (나) 압력 Scraping...49
• (다) 연마 Pigging...51
• (3) 비내력 라이닝 공법 (Non-Structural Lining methods)...52
• (가) 시멘트 몰탈 라이닝 공법...52
• (4) 내력 라이닝 공법 (Non-Structural Lining methods)...55
• (가) 견인삽입 공법 (Sliplining)...56
• (나) 반전삽입 공법 (Soft insertion, CIPP, cured in place pipe)...57
• (다) 호스라이닝 공법 (Hose lining)-비접착 공법...59
• (5) 신관 교체 공법...60
• (가) 파쇄굴진 공법 (Pipe Bursting)...60
• 제2절 국내.외 갱생 기술 현황...62
• 1. 국외 갱생 공법 현황...62
• 2. 국내 갱생 공법 현황...63
• 가. 기존 갱생 공법...64
• (1) 에폭시 수지라이닝 갱생 공법...64
• (가) 공법의 개요 및 특징...64
• (나) 공법의 장.단점...65
• (다) 작업공정...65
• (라) 공법 적용...67
• (2) 시멘트 몰탈 라이닝 갱생공법...69
• (가) 공법의 개요 및 특징...69
• (나) 공법의 장.단점...70
• (다) 공정순서...70
• (라) 공법 적용...71
• 나. 기존 상수관 갱생 공법의 특징 비교...73
• 다. 기존 상수관 갱생공법의 문제점...74
• (1) 에폭시 수지라이닝 갱생 공법...74
• (2) 시멘트 라이닝 갱생 공법...74
• (3) 호스 라이닝 갱생 공법...74
• (4) 관내관 갱생 공법...75
• 라. 국내 신기술 갱생 공법...75
• (1) 이동식 PE관 라이닝 갱생 공법 (PPR공법)...76
• (가) 공법의 개요 및 특징...76
• (나) 작업공정...76
• (다) 기술.활용범위 및 사용현황...77
• (라) 기존기술과의 비교...79
• (2) 분리형 반전장치를 이용한 공기압 반전 비굴착 관로 보수 공법 (A-HLS 공법)...80
• (가) 공법의 개요 및 특징...80
• (나) 공정순서...81
• (다) 기술 활용 범위 및 사용 현황...82
• (3) 체크튜브형 반전장치와 액상에폭시 수지 라이너를 이용한 상.하수관로 비굴착 보수 시스템 (ERS 공법)...83
• (가) 공법의 개요 및 특징...83
• (나) 작업공정...83
• (다) 기술. 활용범위 및 사용현황...84
• 3. 국내 갱생공법의 문제점과 개선방안...87
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과...90
• 제1절 상수관 갱생을 위한 현장경화관 재료 평가...90
• 1. 현장경화관 공법 재료의 특성 평가...90
• 가. 대상 수지 및 경화제...90
• 나. 튜브...91
• (1) B1 타입 라이너...92
• (2) B2 타입 라이너...93
• 2. 시험 결과...94
• 가. 겔화시간...94
• (1) 시험 방법...94
• (2) 시험 결과...95
• 나. 인장강도...99
• (1) 시험 방법...99
• (2) 시험 결과...99
• 다. 굴곡강도...103
• (1) 시험 방법...103
• (2) 시험 결과...103
• 라. 라이너 특성 시험...107
• (1) 시험 방법...107
• (2) 시험 결과...108
• 마. 현장경화관 특성 시험...110
• (1) 시험 방법...110
• (2) 시험 결과...110
• 바. 내약품성...112
• (1) 시험 방법...112
• (2) 시험 결과...112
• 사. 용출 시험...113
• (1) 시험 방법...113
• (2) 시험 결과...114
• 3. 현장경화관 품질 기준 검토...117
• 가. 표준의 분류 및 내용...117
• (1) 표준의 분류...117
• (가) 영국의 WIS...118
• (나) 미국의 ASTM / ANSI...119
• (다) 일본의 JWWA...120
• (라) 한국의 KWWA...121
• 나. 상수도 현장경화관 공법 품질관리 기준...122
• 제2절 현장경화관 공법의 시공 기술 개발...131
• 1. 개발 기술의 공정...131
• 2. 세부 공정의 특징...133
• 가. 시공 준비...133
• (1) 작업구 선정...133
• (2) 대상관로 내부 파손 상태 및 분기관 확인...133
• 나. 재료 설치...134
• (1) 라이너 준비...134
• (가) 라이너 길이...134
• (나) 본관 및 분기관의 두께 설계...134
• (다) 라이너 함침...136
• (2) 라이너 설치...137
• (가) 기존 반전 노즐...137
• (나) 개발된 라이닝재 반전장치...138
• 다. 라이너 경화...140
• (1) 기존 온수 주입 경화 방식...140
• (2) 미스트 샤워링 시스템...141
• (가) 미스트 샤워링 시스템의 구조...141
• (나) 기존 시스템과의 비교...143
• 라. 단부처리방법 및 접속방법...144
• (1) 단부처리방법...144
• (가) 수지 플랜지...144
• (나) 수지 플랜지를 이용한 갱생관의 접속, 복구방법...144
• (2) 접속방법...149
• (가) 플랜지 접속...149
• (나) 밴드 접속...150
• (다) 경화성 수지에 의한 접속...150
• 마. 이형관의 시공 방법...151
• (1) 곡부를 가지는 파이프의 시공방법...151
• (2) 분기관 시공...151
• (가) 분기관 라이닝재...151
• (나) 분기관 라이닝 작업 순서 및 내용...153
• (다) 기존 분기관 라이너와 천공보호부재가 장착된 분기관...161
• 바. 이형관 라이닝을 위한 굴착공 수에 따른 시공 방법...161
• 사. 각종 밸브 및 소화설비 현장경화 라이닝에 대한 적용성...164
• 아. 내수압의 확인(단기, 장기, 온도변화)...166
• (1) 압력시험의 순서...166
• 자. 라이닝재 내핀홀 대책...166
• 차. 라이닝재내의 에어정체 방지대책...167
• 카. 수질검사 (상수도)...167
• 3. 현장경화관 공법의 시공 기술 확인...168
• 가. 파일롯 시험...168
• (1) 모사 현장 조성...168
• (2) 모의 현장 시공 내용...171
• (가) 관경별 시공성 평가...172
• (나) 분기관 및 이형관 시공...174
• (다) 이형관(Y, T, +형) 라이닝 및 분기관 라이닝 시공...178
• (라) 이형관 라이닝 시공시 분기관 천공...181
• (마) º45, º90 곡관 라이닝 시공...182
• (3) 현장경화관의 물리.화학적 특성 평가...183
• (가) 현장경화시편의 강도 시험 결과...183
• (나) 라이닝 시편 용출실험...184
• (다) 현장경화 후 라이닝 표면 미생물막 특성조사...186
• (라) 통수능 및 내수압 평가...189
• 나. 현장시공성 평가 (구의, 안동)...197
• (1) 현장 개요...197
• (2) 현장 시공절차...197
• (3) 현장 시공결과...202
• 4. 경제성 평가...203
• 가. 공법별 공사비용...203
• (1) 신관 교체 비용...204
• (2) 갱생공법별 공사비...204
• 나. 환경비용...205
• (1) 환경비용의 개념...205
• (2) 사회비용 인자...206
• (가) 교통...206
• (나) 경제적 활동...207
• (다) 사회/생태/건강에 대한 영향...208
• (라) 사회비용의 계산 방법...208
• (3) 예측모델의 개발...210
• (가) 모델지역의 선정...211
• (나) 모델 적용 결과...213
• 다. 경제성 평가...214
• 제3절 상수관 개량을 위한 의사결정 매뉴얼...215
• 1. 상수도관망의 관리의 문제점...215
• 2. 상수도관망에 대한 기술진단 현황...215
• 가. 국내연구...215
• (1) 한국수자원공사...215
• (2) G-7 환경기술연구개발사업...218
• (가) 기존모형과 확률론적 신경망 모형의 비교...218
• (나) 노후도 영향인자 및 가중치 선정...219
• 나. 국외...221
• (1) 미국...221
• (2) IWA...225
• (3) 일본...225
• 3. 상수관 개량 가부 진단 매뉴얼...228
• 가. 관망 정비 사업의 우선순위 결정방법의 기준...228
• (1) 노후도 평가 및 개량 절차...228
• (2) 노후도 평가를 위한 조사양식...229
• (3) 관망교체 및 갱생공법 선정방법...232
• (4) 사회비용 순위를 이용한 갱생 공법 결정 방법...234
• 제4절 결론...236
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...238
• 제1절 목표 달성도...238
• 제2절 대외 기여도...239
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...242
• 제1절 개발 공법의 적용 및 사업화 추진...242
• 제2절 개발 기술의 홍보...243
• 제3절 추가 기술 개발...243
• 제6장 참고문헌...244
• 부록...248