KDS 설계기준 51 50 30 하천통문

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하천통문 설계 기준

1. 일반사항

1.1 목적

본 기준은 하천통문의 설계 기준을 정하는 것을 목적으로 하며, 하천통문에 대한 기본 요건과 고려사항을 제시한다.

1.2 적용 범위

• 본 기준은 하천통문의 신설 및 보강 공사를 위한 설계에 적용한다.
• 별도 규정이 없는 한, 하천통문은 하천통관과 암거시설을 포함한다.

1.3 참고 기준

본 기준 적용 시, 관련 기준과 법규를 고려해야 한다. 관련 기준 및 법규는 다음과 같다.

1.3.1 관련 기준

• KDS 51 12 40 내수 및 우수유출 조사
• KDS 51 14 10 설계수문량
• KDS 51 40 15 홍수방어 계획
• KDS 51 40 30 내수배제 및 우수유출저감 계획
• KDS 51 50 05 하천제방
• KDS 51 50 10 하천호안
• KDS 51 50 20 하천하상유지시설

1.3.2 관련 법규

• 하천의 구조․시설기준에 관한 규칙(국토교통부)

1.4 용어 정의

• 통문: 사각형 단면으로 제방을 관통하여 설치하고, 그 끝단 또는 중간에 개폐문짝을 설치한 구조물
• 통관: 원형 단면으로 제방을 관통하여 설치하고, 그 끝단에 개폐문짝을 설치한 구조물
• 육갑문: 제방을 관통하여 평상시에는 통행로로 이용하고, 홍수 시에는 문짝을 닫아 제방 역할을 하는 구조물
• 암거: 통문과 통관의 형태를 갖고 있으나, 제내지가 높아 개폐문짝을 설치하지 않는 구조물

1.5 기호의 정의

(내용 없음)

1.6 시설물의 구성

1.6.1 종류

• 통문은 목적, 형상, 형식, 조작방법에 따라 다음과 같이 분류된다.
  • 목적: 배수통문, 취수통문, 육갑통문
  • 형상: 원형통문, 사각형통문, 마제형통문
  • 형식: 1련통문, 다련통문
  • 조작방법: 수동식통문, 동력식통문, 무동력식통문

1.6.2 구조

• 통문은 본체인 암거, 문기둥, 조작대 및 조작실, 흉벽, 날개벽, 차수시설, 문짝 및 개폐장치, 바닥보호공 등으로 구성된다.
• 통관은 본체인 암거, 날개벽, 차수벽, 문짝 및 개폐장치, 바닥보호공 등으로 구성된다.

2. 조사 및 계획

2.1 용·배수처리 계획

• 통문을 계획할 때에는 용․배수계통, 처리구역, 처리방식 및 처리관행에 따라 계획유량을 결정한다.
• 통문은 상시유량으로부터 계획홍수량까지 안전하게 처리할 수 있게 계획해야 한다.

2.2 비점오염원 유입저감 계획

• 하천으로 비점오염의 유입이 많은 곳에서 통문을 계획 또는 설계할 때에는 비점오염원 유입을 저감할 수 있는 조치를 해야 한다.

3. 재료

(내용 없음)

4. 설계

4.1 일반사항

• 취수, 배수 및 역류방지를 위해 설치하는 하천통문은 계획홍수위 이하 수위의 유수작용에 대해 안전하고 시공 및 유지관리가 편리한 구조가 되도록 설계해야 한다.
• 통문은 홍수의 유하를 방해하지 않고, 하안 및 하천시설 등의 구조에 현저하게 지장을 주지 않아야 한다.
• 통문에 접한 하상, 고수부지 등의 세굴방지와 하천환경을 고려하여 설계해야 한다.
• 통문의 개폐문짝은 수밀성(물의 침투, 흡수 및 투과를 막는 성질)을 갖춘 구조로 하며, 필요한 경우에는 개폐문짝의 조작과 보호를 위한 조작실을 설치할 수 있다.

4.2 설치위치 및 단면

4.2.1 설치위치

• 통문의 설치위치는 설치 목적과 하천관리상에 지장이 없도록 설치해야 한다.
• 통문은 하상이 안정되어 있고 하천 관리에 장애가 없는 곳에 설치하며, 만곡부(彎曲部), 하도단면이 협소한 장소, 하상이 불안정한 장소, 수충부(水衝部: 물살이 강하게 부딪치는 구간을 말한다) 및 교량 등의 구조물 주변은 피해야 한다.

4.2.2 바닥고

• 바닥높이는 설치 목적과 장래의 하상변동 상황, 하상고와 수로의 바닥높이를 고려하여 결정한다.

4.2.3 설치방향

• 통문의 설치방향은 제방법선에 최대한 직각에 가깝고 간단한 구조가 되도록 한다.

4.2.4 단면 및 설계유속

• 통문의 단면은 취수, 배수 등 설치 목적에 따라 결정하되, 계획유량과 유하물이 흐를 수 있는 단면적을 확보해야 한다.
• 최소단면은 유지관리를 고려하여 통문 1.0 m × 1.0 m 이상(가능하면 1.5 m × 1.5 m 이상), 통관의 직경은 0.8 m 이상(가능하면 1.0m 이상)으로 한다.
• 통문의 관내 설계유속은 토사침전과 세굴을 방지하기 위해 허용유속 이내로 설계해야 하며, 표준설계유속은 2~3m/s로 한다.
• 통문의 단면은 폭이 4 m 이하인 경우에는 가능한 단단면으로 하고, 2련 이상으로 설치할 경우에는 등분배하는 것을 원칙으로 한다.

4.3 본체

4.3.1 본체 암거

• 통문의 본체는 충분한 강도와 내구성을 가지는 구조로 한다.
• 형식은 기초지반, 공사비, 시공성, 유지관리 등을 고려하여 결정하며, 흐름에 지장을 주지 않게 설계해야 한다.

4.3.2 암거단부

• 암거단부는 문기둥, 흉벽의 하중에 대해 안전한 구조로 설계해야 한다.
• 암거단부의 통수단면적은 본체 중앙부 암거의 통수단면적보다 작아서는 아니 되며, 단면변화의 평면경사는 1:5(약 11°)보다 완만하게 설치하도록 한다.

4.3.3 흙막이벽

• 토사의 흘러내림을 방지하고, 암거 본체의 적정한 길이를 유지하기 위해 흙막이벽을 설치한다.
• 흙막이벽의 높이는 암거 단부의 상부에서 0.5 m 정도로 하며, 어떠한 경우에도 1.5 m을 넘지 않아야 한다.

4.3.4 암거의 길이 및 이음매

• 암거의 길이는 계획제방단면의 제내지 비탈기슭에서 제외지 비탈기슭까지가 되도록 한다. 부득이한 경우에도 필요 최소한 길이를 확보해야 한다.
• 암거의 길이가 30 m 이상인 경우에는 이음매를 설치한다. 이음매의 위치는 제방의 중앙부를 피해 설치하도록 한다.

4.4 문기둥 및 조작대

4.4.1 문기둥

• 문기둥의 높이는 문짝을 완전히 열었을 때 문짝 하단부까지의 높이, 문짝의 높이, 관리를 위한 여유고를 더한 값으로 한다.

4.4.2 조작대 및 조작실

• 문기둥 상부에는 개폐장치, 조작반 등을 설치하기 위한 조작대를 설치하고, 필요할 경우에는 조작실도 설치해야 한다.
• 조작대의 높이는 계획홍수위에 제방여유고와 문짝 개폐 및 관리에 필요한 여유고를 확보한 높이 이상으로 한다.
• 조작대와 조작실은 개폐장치 설치와 조작에 필요한 충분한 여유 공간을 확보해야 한다.
• 관리교는 설계하중에 안전하고, 통문의 유지관리에 필요한 폭을 확보해야 한다.

4.5 흉벽 및 날개벽

• 흉벽은 본체와 일체된 구조로 하고, 본체와 제방 내 토립자의 이동 및 유출을 방지함과 동시에 날개벽의 파손 등에 의한 제방의 붕괴를 방지할 수 있는 구조로 한다.
• 날개벽의 구조는 유수력 및 토압에 안전하여야 하고, 날개벽을 본체와 분리 설치할 경우 연결부는 수밀성을 확보할 수 있어야 한다.

4.6 연결호안 및 바닥보호공

• 유수작용으로부터 제방 및 하안을 보호하기 위해 연결호안을 설치해야 한다. 연결호안은 유수에 안전한 구조로 하고, 하천환경을 고려해서 설계해야 한다.
• 연결호안의 설치 폭은 구조물 양끝을 기준으로 20m 이상 혹은 굴착 폭 중 큰 범위 이상으로 하며, 관리교 아랫부분의 경우에는 관리교 끝단에서 45° 이상으로 설치한다.
• 통문의 유입부와 유출부에서 세굴이 발생될 우려가 있는 경우 바닥보호공을 설치한다. 또한, 바닥보호공은 통문 본체의 안전을 유지하기 위해 필요한 길이와 구조를 가져야 하고, 하천환경을 고려해서 설계해야 한다.
• 고수부지의 세굴을 방지하기 위해 필요시 고수부지 보호공을 설치할 수 있다.

4.7 차수시설

• 제방과의 접촉면을 따라 발생하는 침투수의 침투경로를 길게 하고, 토사유출 방지를 위해 적절한 차수시설을 설치해야 한다.

4.8 문짝 및 개폐장치

4.8.1 문틀 및 문짝

• 문틀은 문짝의 하중을 문기둥 및 바닥판에 안전하게 전달하는 구조로 하고, 사용조건에 따라 적절한 형상으로 한다.
• 문짝은 개폐가 확실하고 설계하중에 안전하며, 충분한 수밀성(水密性: 물의 침투, 흡수 및 투과를 막는 성질)과 내구성을 가지고, 홍수소통에 지장을 주지 않는 구조가 되어야 한다.
• 자동문짝은 작동 성능을 감안하여 통문의 크기가 1.5 m × 1.5 m (2.25 ㎡) 이하에서만 적용해야 한다.

4.8.2 수밀공

• 문짝의 수밀재는 수밀성이 좋고 내구성이 크고 유해한 진동과 공동현상(cavitation)을 일으키지 않는 구조로 하고, 교체 및 교정이 용이해야 한다.

4.8.3 개폐장치 및 조작방식

• 통문의 개폐장치는 신속하고 확실하게 작동되어야 하고, 충분한 내구성을 가지고 있어야 하며, 조작 및 유지관리가 편리해야 한다.
• 문짝의 개폐는 현장조작이 가능하여야 하며, 필요시 원격조작도 가능하도록 한다.

4.8.4 부속설비

• 통문에는 조작 및 유지관리를 위해 필요한 부속설비를 설치한다.

4.9 통문의 안전성

4.9.1 기초

• 통문의 기초는 직접기초를 원칙으로 하되, 통문의 기능을 확보하고, 제방의 기능을 손상하지 않아야 한다.
• 기초는 암거의 구조특성, 지반변위 영향에 대응할 수 있게 설치해야 한다.

4.9.2 안전성 검토

• 통문은 하중, 전도, 활동, 기초지지력에 대한 소정의 안전성을 확보해야 한다.
• 통문설계의 주된 하중은 자중, 자동차하중, 토압, 정수압, 양압력, 온도하중, 잔류수압, 풍하중, 설하중과 지반변위 영향 등이 있다.

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