지하공간 침수방지를 위한 배수펌프 및 집수정 설치

지하공간 침수방지를 위한 배수펌프 및 집수정 설치

지하공간내 유입된 물을 효과적으로 배제하기 위한 배수펌프 및 집수정을 설치하여야 한다. 또한, 집수정내 토사나 불순물 유입이 우려되는 경우 침사지를 설치하여야 하며 예비 배수펌프를 1대 이상 추가한다.

• 지하공간내 침수 피해를 최소화하기 위해서 배수펌프의 이용은 매우 중요하다. 출입구 하단 및 방수판 또는 모래주머니 뒤쪽에서 유입되는 물을 밖으로 배수하거나, 지하로 유입된 물을 효과적으로 배수하는 것은 매우 중요하다.
• 배수펌프의 설치에 앞서서 선행되어야 할 사항은 예상 침수높이의 설정이다. 침수높이에 따라 지하공간 유입량이 결정되고 펌프 용량이 결정되기 때문이다. 또한, 지하공간 시설물에 설치된 배수펌프장 외에도 빗물배수펌프장의 배수펌프 용량에 대한 점검도 필요하다. 배수펌프장의 용량이 적어서 또는 과부하로 인하여 작동을 범추게 되면 지상의 침수높이가 높아져서 하수관거를 통한 역류나 출입구를 통한 유입으로 지하공간의 침수 피해가 커지기 때문에 배수펌프의 용량은 지하공간내 유입되는 유량을 감안하여 결정하여야 한다.
• 지하수 배출을 위한 배수펌프 설비를 두는 경우에는 집수정을 두는 것이 바람직하다. 또 집수정에 침사조를 설치하고 침수상황을 고려하여 배수펌프는 수중형을 표준으로 한다. 지하공간으로 유입하는 강우 및 지하수 등의 자연배수가 거의 불가능하기 때문에 배수시설로 배수한다.
• 지상으로부터 물이 유입하는 상황을 대비하여 계획 침수높이에 따라 펌프의 대수와 용량을 고려하여야 하는데 지하시설물의 경우 큰 양정의 펌프가 필요하다. 따라서 흡입성능이 우수하고 양정의 범위가 큰 원심력 펌프나 사류펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 배수펌프는 지하공간 내에서도 낮은 부분에 설치되므로 수중형을 사용한다.

 

(1)배수계통 설계시 고려사항

• 펌프를 가동하는데 관련된 각종 전기, 콘트롤 케이블은 침수높이를 고려하여 침수높이 보다 높은 위치에서 연결, 배전반 등 주요 전기시설은 침수의 우려가 없는 위치에 설치
• 유입수 수실에 따라 내유성, 내부식성 등을 고려한 고무피복을 사용
• 펌프는 인양용 체인블록 또는 호이스트에 의한 자동착탈식 사용
• 펌프가동 시간 등을 고려하여 냉각장치를 설치하고, 자동탈착장치가 부착된 경우에는 전동기 중량이 반력 보다 작을 경우 하부로 누수되므로 하부 끼움쇠를 장착
• 펌프는 고장 및 이상 출수 등을 고려하여 예비펌프를 1대 이상 설치
• 집수정에 이물질로 인한 펌프고장, 기능저하 등을 방지하기 위하여 침사조 설치
• 침사조는 사람이 자유롭게 청소할 수 있는 크기로 집수정 전체 용량의 20~30% 크기로 설치
• (2) 유입유량에 의한 지하공간의 침수높이 결정
• 아래와 같이 지상의 침수높이 변화에 따른 지하공간으로 유입량을 산정하므로써 지하공간내 침수높이를 산정할 수 있다. 지하공간내 유입유량을 결정하는 국내 공식이 없으므로 기상 및 기후의 특성이 비슷한 <일본 국토기술정책 종합연구소 실험식>을 사용할 수 있다.

일본 국토기술정책 종합연구소 실험식

 

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(3) 집수정의 크기 결정

• 집수정의 크기는 유입수량 및 펌프의 용량에 의해 결정되나 배수효과 및 청소, 유지관리 등을 고려하여 결정하되 기계실 크기를 고려하여 가로 X 폭 = 4(m) X 6(m), 깊이 = 2(m) 이상 또는 합리식 등에 의하여 산정 된 배수량을 30분 이상 저수할 수 있는 크기로 결정한다. 다만, 저지대 또는 상습침수구역, 침수예상구역 내 밀집하여 지하공간을 설치하였거나 신설하는 경우 각각의 지하공간 내 유량을 적절히 배분하여 집수용량을 산정하도록 한다. 유출계수는 하천설계기준에서 제시하고 있는 것을 적용한다.

 

(가) 집수용량 결정 계산식(합리식)

 

(나) 강우강도식

• 각 지역의 강우강도 공식은 확률 빈도, 지역적 특성에 따라 달리 사용하고 있다. 서울시의 시설물설계·시공 및 유지관리 편람에서는 지하보차도의 집수정 설계시 간선하수관거, 지선하수관거에 10년빈도, 5년 빈도 강우강도식을 사용하고 있다. 아래 제시된 강우강도식은 서울시와 인천시의 10년, 5년 빈도 강우강도식이다. 집수정의 크기, 배수펌프용량 등 배수계통의 설계시 최소 10년, 5년 빈도 강우강도식을 적용하는 것을 의미하고 있으나, 이상기후에 의한 호우 등에 대응하기 위하여 설계빈도를 상향 고려하여야 할 것으로 보인다.

서울시 하수관거 강우강도식의 경우(서울시 시설물 설계·시공 및 유지관리 편람, 2001)

 

인천시 하수관거 강우강도식의 경우(인천시 하수도 정비 기본 계획 변경보고서, 1999)

 

출처 : 지하 공간 침수방지를 위한 수방기준 실무 매뉴얼