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건설 시방서 – 지표수 및 지하수 배수시설
1. 일반사항
1.1 목적
- 지표수 배수시설: 강우 시 비탈면 표면 또는 계곡부를 통해 유입되는 지표수를 신속하게 배수하여 비탈면의 세굴 및 침식을 방지한다.
- 지하수 배수시설: 비탈면 내부의 지하수를 신속히 배수하여 지하수위를 저하시킴으로써 비탈면의 안정성을 높인다. 비탈면의 세굴 및 침식 방지에도 기여한다.
1.2 적용범위
- 지표수 배수시설: 비탈면 지형, 지반, 지하수 상태, 계곡부 상태, 지역적 기후 특성을 고려하여 설치한다.
- 대규모 쌓기비탈면은 10m 높이마다, 깎기비탈면은 20m 높이마다 기본적으로 소단배수구를 설치한다.
- 소단배수구 연장이 100m를 초과하는 경우 종배수구를 설치한다.
- 쌓기비탈면 상부 지표수 유량이 많은 경우 비탈어깨부에 배수구를 설치한다.
- 깎기비탈면 상부 자연비탈면에서 지표수 유입이 예상되는 경우 산마루에 배수구를 설치한다.
- 깎기비탈면 상부가 계곡을 형성하여 토석 유입이 예상되는 구간에는 배수로에 유입 방지 차폐시설을 설치한다.
- 부지가 계곡부를 가로지르는 경우 쌓기토체 내부에 배수구를 설치하여 계곡수를 배수시킨다.
- 배수시설은 배수용량을 만족하고, 장기적인 유지관리가 쉽고, 주변 지반에 해로운 영향을 주지 않는 구조로 설계한다.
- 지하수 배수시설: 비탈면 붕괴 원인이 되는 지하수를 신속히 배수시키는 시설에 적용한다. 쌓기비탈면, 깎기비탈면에 공통적으로 적용 가능하다.
- 지하배수구는 지하수를 집수하여 외부로 배출하는 데 이용된다.
- 지하배수는 지하수위 상승으로 인한 지지력 약화, 포장 파손 등을 방지하기 위해 설치한다.
1.3 참고 기준
- 관련 법규: 내용 없음
- 관련 기준: 내용 없음
1.4 용어의 정의
- 내용 없음
1.5 기호의 정의
- 내용 없음
1.6 설계 고려사항
- 지표수 배수시설:
- 배수 계획: 비탈면 주변 지형, 유역면적, 표면 유량을 고려하여 배수시설 위치, 단면 크기, 배수 방향, 경사 등을 계획한다.
- 설계 계획 빈도: 평지부는 10년, 산지부는 20년을 원칙으로 한다. 산악지, 도심지, 도시계획구간 등은 관계기관과 협의하여 별도로 정할 수 있다. 지역, 지형, 지질, 산사태, 토석류, 유송 잡물, 국지성 집중호우 발생 빈도 등을 고려해야 한다. 강우침투 해석 시 설계 강우 빈도와 연계해야 한다.
- 지하수 배수시설:
- 설치 시 고려사항: 지형 여건을 감안한 자연스러운 배수 계획, 종방향 및 횡방향 집수 위치와 깊이, 유공관 규격과 경사, 토사 유출 방지 필터, 배수구 규격과 재료 등을 고려한다.
- 지하배수시설: 노면수 지하수위 저하, 도로 인접 비탈면, 옹벽 손상 방지를 위해 설치한다. 침투수 차단, 지하수위 억제, 다른 배수시설 유입 유수 집수 기능을 수행한다.
- 산지부 도로에 설치되는 지하배수시설은 유입되는 지하수와 침투수를 차단하여 도로 쌓기부 및 깎기부 지반 붕괴를 최소화한다.
- 지표면부터 투수계수가 상이한 지층 경계부 및 용수 발생지점에 수평 배수공을 설치한다.
2. 조사 및 계획
2.1 조사
- 지표수 배수시설:
- 비탈면 안정성을 해치는 지표수 및 지하수 배수를 위한 시설을 합리적, 기능적, 경제적으로 계획하고 시공 및 유지관리에 필요한 정보를 얻기 위해 실시한다.
- 조사 항목: 기상 조사, 주변 지형 조사, 비탈면 토질 및 지하수 조사, 기존 배수 상태 및 체계 조사
- 지하수 배수시설:
- 지하수 배수시설 계획 및 설계를 위해 기상 조사, 주변 지형 조사, 비탈면 토질 및 지하수 조사, 기존 배수 상태 및 배수 체계 조사를 수행해야 한다.
- 비탈면 붕괴가 주 구조물 안정성에 영향을 미치는 중요한 비탈면에는 지하수위 관측을 위한 관정 설치 및 투수 시험을 실시한다.
2.2 계획
- 지표수 배수시설: 내용 없음
- 지하수 배수시설:
- 지하수위 및 용수량 등을 감안하여 배수 유량을 산정하고, 배수시설 설치 위치, 범위, 지표수 배수시설과의 연계 방안 등을 고려한다.
- 지반 내 지하수 분포와 지층별 투수 특성을 고려한 해석을 수행하여 배수 용량을 산정하고, 적정 배수 공법과 규격을 결정한다.
- 설계 시 비탈면 용수 및 누수에 대한 정확한 정보를 파악하기 어려우므로, 개략적인 배수 형식, 위치, 수량만을 결정하고, 최종 결정은 용수 발생 유무, 지형적 조건, 지반 조건 등을 고려하여 시공 중에 결정한다.
3. 재료
- 내용 없음
4. 설계
4.1 지표수 배수시설
- 4.1.1 산마루배수구와 비탈어깨배수구:
- 우수 및 용출수를 비탈면에 유입되지 않도록 하는 시설이다.
- 유지관리가 쉬운 구조로 설계되어야 한다.
- 산마루배수구: 현장 타설 콘크리트 배수구, 일반 파기 배수구, 콘크리트 배수관(L형, U형, V형) 등을 사용한다.
- 쌓기비탈면 비탈어깨배수구: 콘크리트 배수관(L형, U형, V형)을 사용한다.
- 지반과 밀착하도록 설계한다.
- 측구 경사가 급하거나 세굴 가능성이 많은 곳에는 V형 측구로 대체하는 것이 바람직하다.
- 규격 결정: 설계 빈도는 1.6.1 (1) ②에 따라 결정한다. 유출량은 Q = C·I·A (4.1-1) 식을 사용하여 계산한다. (C: 유출 계수, I: 강우 강도, A: 유역 면적). 통수량은 Q = A × V (4.1-2) 식을 사용하여 계산한다. (Q: 통수량, A: 수로 허용 통수 단면적, V: 유속). 유출량 (계획 홍수량) 및 수로 종단 경사 방향에 따라 토사 측구 규격을 조정하여 설계한다.
- 4.1.2 V형 측구:
- 흙쌓기부 비탈면 끝에 설치하여 도로 노면 배수를 자연수로에 연결한다.
- L형 측구와 토사 측구 연결 부분에 설치한다.
- 흙쌓기부 비탈면 끝 단차가 심하거나 측구 경사가 급하여 토사 측구로는 세굴 가능성이 많은 곳에 설치한다.
- 규격 결정: 설계 빈도는 10년 (산지부 20년). 유출량은 식 (4.1-1)을 사용하여 계산한다. 통수량은 식 (4.1-2)를 사용하여 계산한다.
- 4.1.3 산마루 측구:
- 땅깎기부 비탈면 정상 끝단에서 2.0m 벗어난 지점에 설치한다.
- 현장 타설 콘크리트를 원칙으로 하며, 현장 여건을 고려하여 다른 형식을 사용할 수 있다.
- 규격 결정: 설계 빈도는 10년 (산지부 20년). 유출량은 식 (4.1-1)을 사용하여 계산한다. 통수량은 식 (4.1-2)를 사용하여 계산한다.
- 4.1.4 종배수구:
- 쌓기비탈면 비탈어깨배수구 또는 깎기비탈면 산마루배수구, 소단배수구에서 비탈면 하부 배수시설로 지표수를 배수시키기 위해 설치한다.
- 현장 타설 콘크리트, 철근 콘크리트관, 돌쌓기 등을 사용한다.
- 경사가 변화하는 곳에는 뚜껑을 설치한다.
- 4.1.5 소단배수구:
- 비탈면 흐르는 빗물, 용출수에 의한 비탈면 침식 방지를 위해 설치한다.
- 폭이 3m 이상인 넓은 소단에 설치하며, 비탈면 규모가 작아 침식 위험성이 작다고 판단될 때는 설치하지 않을 수 있다.
- 배수가 한쪽으로 원활하게 되도록 경사를 유지해야 한다.
- 설치 방법:
- 20m 이상 땅깎기 비탈면에서는 소단 3m 지점에 설치하여 우수에 의한 비탈면 침식 및 활동을 방지한다.
- 종단 경사에 따라 배수 처리를 실시하며, 20m 이상 깎기 구간이 끝나는 곳에서는 산마루 측구와 연결하거나 깎기부 도수로를 추가 설치하여 비탈면 유실을 방지한다.
- 4.1.6 비탈끝배수구:
- 쌓기비탈면에 설치하여 비탈면에서 흘러나가는 물이 인근 지역으로 흐르지 않도록 한다. 자연 배수가 되는 경우는 설치하지 않을 수 있다.
- 깎기비탈면에는 별도로 설치하지 않는다. 다만, 비탈면 용출수가 많은 장소, 콘크리트 뿜어붙이기 시공한 비탈면, 소단 배수시설이 없는 대규모 비탈면은 비탈끝배수구를 검토한다.
- 비탈끝배수구와 종배수구가 만나는 지점에는 집수 시설을 설치한다.
- 4.1.7 흙쌓기부 집수정:
- 용지 확보가 불리한 구간, 암거 및 횡배수관 날개벽 설치에 의하여 용지가 과다 점유될 경우 흙쌓기 비탈면 끝에서 집수정을 토사 측구, V형 측구 및 자연수로에 연결시켜 횡배수 시킨다.
- 유출량 (계획 홍수량), 암거 및 횡배수관 관경, 종단 경사 등에 따라 집수정 집수량이 달라질 수 있으므로 집수정 통수량을 검토 후 설치한다.
4.2 지하수 배수시설
- 4.2.1 적용 기준:
- 비탈면 지하수 배수시설은 비탈면에서 예상되는 지하수위, 용수, 안정성에 유해한 정도 등을 감안하여 경제적인 공법을 선정하여 설치한다.
- 쌓기토체가 침수될 우려가 있는 경우는 쌓기토체 내부 또는 하부에 수평 배수층을 설치하고, 비탈끝에는 돌망태 배수공 등을 설치하여 침식을 방지한다.
- 깎기, 쌓기 경계부에는 지하수 배수시설을 설치하여 깎기면으로부터 유입되는 지하수를 배수시킨다.
- 한쪽 깎기, 한쪽 쌓기 구간 중 쌓기토체 내부에 지하수가 형성되는 경우는 쌓기토체 내부에 지하수 배수시설을 설치하여 침윤선이 비탈면 경사부에서 형성되지 않도록 한다.
- 깎기비탈면에서 지하수위와 유출 유량을 고려한 수평 배수공 설치를 검토한다.
- 지하수 배수시설에서 흘러나오는 지하수는 지표수 배수시설 또는 자연 배수로로 연결되도록 한다.
- 4.2.2 지하수 배수시설의 종류:
- 쌓기토체 내부로 유입되는 지하수, 깎기비탈면 내부 지하수를 신속히 배수시켜 비탈면 안정성을 높이기 위해 설치한다.
- 종류: 지하배수구 (암거), 수평 배수층, 돌망태 배수공, 수평 배수공, 수직 배수공 (집수정)
- 4.2.3 지하배수구 (암거):
- 지표로부터 비교적 얕은 위치에 분포하는 지하수 및 침투수를 배수시키기 위해 설치한다.
- 배수용 토목섬유, 유공관, 배수성 채움재료를 이용하여 주변 지반의 지하수가 신속히 유입되는 구조를 갖도록 설계한다.
- 쌓기 비탈면 내부, 쌓기와 깎기의 경계부, 옹벽 배면, 구조물 하부 등에 적용할 수 있으며, 유출구는 지표수 배수시설 및 집수관 등에 연결시킨다.
- 집수량이 많고 연장이 긴 경우에는 20m~30m마다 집수구 등을 설치하여 지표의 수로공으로 유도하도록 설계한다.
- 4.2.4 수평 배수층:
- 쌓기토체, 뒤채움 내부 지하수위를 저하시키기 위해 설치한다.
- 배수용 토목섬유, 배수성 채움재료, 유공관 등을 이용하여 주변 지반의 지하수가 신속히 유입되고, 배수층 내부에서는 막힘없이 흐르는 구조를 갖도록 설계한다.
- 쌓기토체 하부 또는 옹벽 뒤채움, 보강토 옹벽 뒤채움 내부 등에 적용할 수 있으며, 유출구는 지표수 배수시설, 지중 배수구 및 집수관 등에 연결시켜 배수시킨다.
- 4.2.5 돌망태 배수공:
- 침투압 또는 강우로 인한 표면 유실을 방지하기 위해 쌓기비탈면 비탈끝 또는 깎기비탈면에서 지하수가 유출되는 구간에 설치한다.
- 원형, 선형 등 다양한 형상으로 설치할 수 있다.
- 4.2.6 수평 배수공:
- 지하배수구 등에 의한 지하수위 저하를 기대할 수 없는 경우나 비교적 깊은 지반 내 지하수를 배제하는 경우에 적용한다.
- 안정 해석에서 고려한 지하수위보다 수위를 낮출 수 있도록 충분한 길이와 수량을 설치하며, 내부식성이 있거나 부식이 발생하지 않고 막힘이 없는 구조를 사용한다.
- 유출구는 지표수 배수시설 등에 연계되어 배수될 수 있도록 지표수 배수시설 위치를 고려하여 충분한 길이를 확보한다.
- 4.2.7 수직 배수공 (집수정):
- 수평 배수공과 함께 지하수위가 높은 구간에 설치하여 신속하게 지하수위를 저하시키기 위해 설치한다.
- 배수공은 지하수 조사와 대수층 위치, 투수 계수 등을 파악하고 이에 기초하여 수직 배수공과 수평 배수공의 배치 계획을 수립한다.
- 내부 점검과 유지관리를 위한 시설 및 안전 시설을 설치한다.
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