KDS 설계기준 51 50 05 하천제방

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제방 설계 및 축조 기준

1. 일반사항

1.1 목적

이 기준은 제방의 설계 및 축조와 관련된 기준을 제시함을 목적으로 한다.

1.2 적용 범위

• 하천에 설치되는 하천제방에 적용된다.
• 해안보호제방은 제외한다.
• 평균 높이가 0.6 m 이상인 제방에 적용된다.
• 완성제방에 한정하여 적용된다.

1.3 참고 기준

• 관련 기준: KDS 54 00 00 댐설계기준, KDS 51 50 10 하천호안, 항만 및 어항설계기준 (해양수산부)
• 관련 법규: 하천법 (국토교통부), 농어촌도로의 구조·시설기준에 관한 규칙 (행정자치부), 도로의 구조·시설기준에 관한 규칙 (국토교통부), 농어촌도로 정비법 (행정안전부)

1.4 용어 정의

• 제방: 유수의 원활한 소통을 유지시키고 제내지를 보호하기 위해 하천을 따라 축조된 공작물
• 제방고: 제방 부지 중심 지반으로부터 둑마루까지의 높이
• 제방표고: 평균 해수면으로부터 제방 둑마루까지의 높이
• 둑마루폭: 제방 윗부분의 폭
• 굴입하도: 하도의 일정 구간에서 계획홍수위가 제내지 지반고보다 낮거나, 둑마루나 흉벽의 마루에서 제내 지반까지의 높이가 0.6m 미만인 하도
• 완전굴입하도: 굴입하도 중 둑마루가 제내지 지반보다 낮은 하도
• 완성제방: 계획홍수에 대한 구조적 안정성이 확보된 제방
• 잠정제방: 완성되지 않은 상태의 미완성 제방

1.5 기호의 정의

(내용 없음)

1.6 시설물의 구성

• 제방의 구조 및 종류:
  • 일반적인 제방의 구조는 본제, 부제, 놀둑, 윤중제, 횡제, 도류제, 가름둑, 월류제, 역류제로 구성된다.
  • 대규격제방은 제방의 폭이 넓어 제체를 택지로 이용할 수 있는 제방을 의미한다.
• 대규격제방의 성토재료: 성토재료 품질, 장비운용성, 경제성 및 환경적 영향 등을 고려하여 선정한다.

2. 조사 및 계획

2.1 일반사항

• 제방 설계를 위한 조사는 예비조사 및 현지답사, 본조사, 보완조사로 구분하여 실시한다.
• 제방의 조사는 설계 대상구간의 토질 상황, 제체 및 기초 지반의 토질 특성을 파악하기 위해 실시한다.
• 내진설계 대상 제방은 내진설계에 필요한 조사를 하여야 한다.

2.2 조사

• 계획법선의 지반조사:
  • 예비조사 및 현지답사, 본조사, 보완조사를 계획 법선에 따라 실시한다.
  • 예비조사 및 현지답사에서는 계획법선 부근의 토질조사 자료와 지질 답사 자료를 수집한다.
  • 본조사에서는 시추조사, 표준관입시험, 사운딩 시험, 물리탐사 및 토질시험을 실시한다.
  • 보완조사는 연약지반 및 투수성지반에 대해 추가적으로 실시한다.
• 제체재료 선정을 위한 조사:
  • 토취장 예정지의 지형, 지질, 토질 등에 관한 자료를 수집한다.
  • 토취장 예정지의 표층조사, 운반경로 및 운반거리를 위한 현지답사를 수행한다.
  • 토질시험, 시료채취 등을 실시한다.
• 기설제방의 조사:
  • 제방 취약 예상지점 파악조사, 제체누수조사, 기초지반 누수조사, 연약지반조사 등을 필요에 따라 실시한다.

2.3 계획

• 제방법선:
  • 하도계획에서 결정한 평면계획을 기준으로, 하천연안의 토지이용 현황, 홍수시의 유황, 현재의 하도, 장래의 하도, 공사비 등을 종합적으로 고려하여 결정한다.
  • 하천환경 측면에서 하천환경의 보전 및 관리가 잘 되도록 고려해야 한다.
  • 저수로 법선 설정 시 현 하천의 사행특성, 수충부 위치, 기존호안 등을 확인하고 안정화시키기 위한 하안 침식방지공 등을 검토하여야 한다.

3. 재료

3.1 일반사항

• 제방의 재료:
  • 일반적으로 흙을 사용하며, 취득성, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 선정한다.
  • 흙의 전단강도와 투수특성을 고려해야 한다.
  • 하상재료는 원칙적으로 제방재료로 사용하지 않는다.
  • 불가피하게 하상재료를 사용할 경우, 제방보강 공법을 적용하여 안정성을 확보해야 한다.
  • 토지이용 상황 등으로 흙으로 쌓는 것이 부적절한 경우, 콘크리트, 강재 등을 사용할 수 있다.
• 제방의 다짐:
  • 축제재료의 다짐도는 KS F 2312의 규정에 따라 90% 이상으로 한다.
  • 구조물 주변은 95% 이상으로 다짐하며, 양질의 성토재를 사용해야 한다.
  • 다짐은 장비 다짐을 원칙으로 하며, 현장여건을 고려하여 다짐장비, 다짐횟수, 포설두께 등을 결정한다.

4. 설계

4.1 제방 설계

• 설계일반:
  • KDS 51 14 15 (홍수방어계획)의 치수계획규모에 따른 홍수량 이하의 홍수 발생 시 범람 방지를 목표로 한다.
  • 세굴, 침투, 활동 및 침하에 대한 안정성을 확보해야 한다.
  • 하도와 제내지 상황, 사회 경제적 여건, 하천환경, 축제재료 및 원지반 상태 등을 종합적으로 고려하여 제방단면을 결정한다.
• 제방고:
  • 계획홍수위에 여유고를 더한 높이 이상으로 한다.
  • 계획홍수위가 제내 지반고보다 낮고 지형상황으로 보아 치수상 지장이 없다고 판단되는 구간에서는 예외로 한다.
  • 관리용 도로 등의 설치를 위한 둑마루 포장층은 계획제방고 위에 설치한다.
• 여유고:
  • 계획홍수량을 안전하게 소통시키기 위해 하천에서 발생할 수 있는 불확실한 요소들에 대한 안전값이다.
  • 계획홍수량별 여유고는 일반하도에서의 최저치이며, 실제 여유고는 하천과 제방의 중요도, 제내지 상황, 주변 접속도로, 사회 및 경제적 여건 등을 고려하여 결정한다.
  • 굴입하도, 계획홍수량이 50㎥/s 이하인 하천 등에서는 여유고 기준을 완화할 수 있다.
• 둑마루폭:
  • 침투수에 대한 안전 확보, 평상시 하천순찰, 홍수 시 방재활동, 친수 및 여가공간 마련 등의 목적을 달성해야 한다.
  • 최소 4.0m 이상을 확보하며, 친수 및 여가공간 조성 시에는 계획홍수량에 따른 최소폭보다 크게 할 수 있다.
  • 둑마루표면은 계획제방고 위에 약 20cm 두께의 잡석 및 보조기층재 등을 부설하여 요철 발생을 방지해야 한다.
  • 둑마루폭이 변화하는 경우, 둑마루폭이 넓은 곳까지 차수벽을 설치하고 완화구간을 1:5 이상의 완경사로 한다.
  • 제내지반고가 계획홍수위보다 낮고 제방고가 0.6m 이상일 때, 둑마루폭은 4.0m 이상을 원칙으로 한다.
• 비탈경사:
  • 하천유수의 침투에 대해 안정한 비탈면을 가져야 하며, 제방고와 제내지반고의 차이가 0.6m 미만인 구간을 제외하고는 1:3 또는 이보다 완만하게 설치함을 원칙으로 한다.
  • 지형 조건, 물이 흐르는 단면 유지 및 장애물 등의 이유가 있는 경우, 1:3보다 급하게 할 수 있다.
  • 제외지측 비탈경사를 1:3으로 설치할 때, 통수능 저하로 인해 계획홍수위를 초과하는 경우 제내지측을 확장한다.
  • 대규격제방의 뒷비탈경사는 1:30 또는 이보다 완만한 경사를 갖도록 한다.
• 관리용 도로 및 접근로:
  • 하천의 유지, 관리, 방재 및 순찰 등을 위해 필요한 경우, 제방의 윗부분 또는 비탈면에 관리용 도로를 설치할 수 있다.
  • 관리용 도로는 하천의 상하류를 원활하게 통행할 수 있게 하고, 제내지에서의 접근로, 둑마루에서의 교행공간을 확보해야 한다.
  • 접근도로는 제방(관리용도로) 연장 약 2 km 마다 1개소를 설치하고, 2 km 이하의 짧은 구간에서는 최소 1개소를 설치해야 한다.
  • 진입로는 완만한 경사의 경사로 및 계단을 이용하여 설치하며, 제방 앞비탈에 설치하는 경우 홍수 소통 및 치수안정성을 고려해야 한다.
  • 계획홍수량이 100㎥/s 미만이고 하천폭이 10m 미만의 소규모 하천의 경우에는 최소 2.5m 이상의 관리용 도로가 필요하다.
• 비탈기슭 보호공:
  • 지형 상황 등을 고려하여 제방의 구조적 안전성 확보가 필요한 경우, 제내측 비탈기슭 부분에 보호공을 설치할 수 있다.
• 배수구간(back water)에서의 제방고와 둑마루폭:
  • 배수구간은 본류의 배수위로 인해 지류의 홍수위가 상승하는 구간이며, 배수제방, 자기류제방, 반배수제방 등으로 구분된다.
  • 배수제방: 본류와 지류가 합류하는 부근에 역류방지시설을 설치하지 않은 경우로, 지류제방은 본류제방과 함께 안전한 구조로 하여야 한다.
  • 자기류제방: 합류점에 역류방지시설을 설치하여 본류 배수위가 지류에 미치는 것을 차단하는 경우이다.
  • 반배수제방: 합류점에 역류방지시설을 설치하고 계획홍수위에 대해서는 배수제방과 같이 하며, 여유고 및 둑마루폭은 자기류제방 방식과 유사하게 설치한다.
  • 배수제방, 반배수제방, 자기류제방 각각의 제방고와 둑마루폭은 해당 구간의 상황에 따라 결정한다.
• 측단:
  • 제방의 안정, 뒷 비탈의 유지보수, 제방 둑마루의 차량 통행에 의한 인위적 훼손 방지, 경작용 장비 등의 통행, 비상용 토사의 비축, 생태 등을 위해 필요한 경우, 제방 뒷 기슭에 설치한다.
  • 안정측단: 폭은 국가하천 4.0m 이상, 지방하천 2.0m 이상으로 한다.
  • 비상측단: 폭은 제방부지 폭의 1/2 이하(20m 이상 되는 곳은 20m)로 한다.
  • 생태측단: 폭은 제방부지 폭의 1/2 이하(20m 이상되는 곳은 20m)로 한다.
• 기타제방:
  • 고성토 제방: 앞 비탈머리에서의 성토고가 15m 이상인 제방으로, 일반 제방에서 수행하는 안정성 검토 외에 지중구조물과 인접구조물의 안정성을 고려한 변형해석 및 계측계획을 수립한다.
  • 특수제방: 용지문제, 제내지의 중요성, 하안의 이용상태 등으로 인해 흙으로 축조하는 것이 곤란하거나 부적당한 경우, 콘크리트 옹벽, 널말뚝 등의 특수한 구조로 만들어질 수 있다.
  • 호수제방: 호수에서 파의 영향을 고려하여 수리모형실험에 의해 검정을 하는 것이 이상적이다.
  • 고조제: 파랑의 영향에 대한 검토, 과거 고조의 실태, 태풍과 조위의 관계 등에 대해서도 충분히 검토하여 설계해야 한다.
• 제방의 안정:
  • 제방의 파괴는 월류, 세굴, 누수, 비탈면활동, 침하 등에 의해 발생할 수 있으며, 제방 설계 시 반드시 누수, 비탈면활동, 침하에 대한 안정성 검토를 수행해야 한다.
  • 제방 누수: 제체 및 지반을 통해 제내측으로 침투수가 유출하는 현상으로, 제체누수와 지반누수가 있다.
  • 제방 활동: 침투류 계산에 의해서 얻어진 침윤면과 활동파괴면을 고려하여 경사면 파괴에 대한 최소 안전율을 산출한다.
  • 제방 침하: 지반의 탄성침하, 압밀, 흙이 측방으로 부풀어 오르는 현상 등으로 발생할 수 있으며, 지반조사를 통해 기초지반의 압밀침하량을 산정해야 한다.
• 침투에 대한 보강 공법의 설계:
  • 홍수 특성, 축제 이력, 토질 특성, 배후지의 토지이용상황, 효과의 확실성, 경제성 및 유지 관리 등을 고려하여 적절한 공법을 선정한다.
  • 제체 침투에 대한 보강공법은 단면확대공법, 앞비탈면 피복공법 등이 있다.
  • 기초지반 침투에 대한 보강공법은 차수공법, 피복공법 등이 있다.
• 기타:
  • 내진설계 대상 제방은 지진에 대한 소정의 안전성을 확보하여야 한다.

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