과제 1. 맨홀지뢰 공학기술로 안전 대책 마련
과제 2. 통합적 도로관리로 물 웅덩이 없는 안전한 도로 구현
과제 3. 가변식 차수벽 강변북로 인프라 개선으로 상습침수 예방
과제 4. 지하 자동차전용도로 홍수피해 최소화를 위한 설계 및 운영방안
[맨홀지뢰 공학기술로 안전 대책 마련]
서울시 맨홀과 사고 현황을 분석하고 사고 방지를 위한 단기 장기 대응방안 제시
Ⅰ. 서울시 맨홀 현황
∎ 맨홀 현황
∘ 서울시 맨홀은 624,318개이며, 26개 맨홀 설치기관에서 유지관리 중이며 서울시와 25개 자치구에서 도로 평탄성 확보를 위하여 맨홀 단차 정비의 위탁사업 시행 중
∘ 맨홀 관련 사고의 대부분은 빗물과 오수의 배수를 위한 하수도의 맨홀에서 발생함.
오수관과 맨홀에 쌓인 퇴적물을 제거하기 위한 정비 작업을 위해 주기적으로 개폐하며, 이때 추락사고나 오수의 일산화탄소로 인한 질식사고가 발생함
∘ 폭우로 인해 하천수위가 올라가면 일부 저지대에서 하수 역류로 인한 맨홀 뚜껑의 열림 현상이 발생되고, 보행자의 빠짐 사고를 유발함
∎ 하수도 맨홀 검토
∘ 하수도 맨홀 뚜껑 중 일반형은 잠금 장치가 없으며, 잠금식 맨홀 뚜껑이라도 체결력이 약해 역류 발생시 수압에 의해 쉽게 열릴 수 밖에 없는 구조임
Ⅱ. 맨홀 사고 현황
∎ 평상시 추락 및 질식 사고
∘ '18년 4월 강남역 근처 한 이면도로에서 하수용 맨홀 전수작업을 위해 맨홀을 열어놓은 상황에서 보행자가 휴대폰을 쳐다보며 걷다 깊이 맨홀에 빠지는 사고 발생 5m
∘ '21년 5월 강남구에서 하수관 빗물받이 신설개량 공사를 하던 작업자들이 유해가스에 질식해 사망 일산화탄소 농도는 이상이면 생명이 위험한 수준이며 사고 당시 에 달함
∎ 폭우시 맨홀 빠짐 사고
∘ 지난 2014년 국립재난안전연구원에서 실시한 실험에서 시간당 50mm의 폭우에도 40kg의 철제 맨홀 뚜껑은 순식간에 튀어 오름
∘ 시간당 100mm의 폭우가 쏟아졌던 지난 8일 폭우에 비해 적은 강수량에도 수압을 견디지 못해 맨홀 뚜껑이 튕겨 나옴
[통합적 도로관리로 물 웅덩이 없는 안전한 도로 구현]
우천 시 도로 물고임은 여러 요인으로 발생하나, 주행차량 및 보행자 안전을
위협하는 요소로, 물고임 조사 방법 및 개선방안과 서울시 도로관리 비전을 제안
Ⅰ. 도로 물고임 개요
∎ 도로 물고임 현황
∘ 노면에 손상이 발생하거나 지대가 낮은 부분에서 우천시 국부적인 물고임 발생
※ 가로변·중앙분리대 물고임 구간은 인접 보행자 및 주행차량에게 물튀김 등 시민불편 및 안전 위협 초래
∘ 도로 물고임 구간은 주행 안정성 위협 및 도로포장 내구성을 악화하는 요인으로 작용
∎ 물 고임 현상 발생 원인
∘ 도로포장 시공불량 또는 배수시설의 불량 포장 파손 및 하부 층의 침하 등 원인
∘ (차로 내 물고임) 포트홀, 소성변형 등 차륜(바퀴) 주행부에서 우천시 물고임 발생
∘ (가로변 물고임) 측구 인접구간에서 침하 또는 배수불량으로 물고임 발생
※ 측구 장기간 공용으로 인하여 침하 및 변형 발생하나 인접 도로포장에 비하여 유지관리 소홀(파손시 보수)
Ⅱ. 도로 물고임 조사 기술
∎ 차로 내 물고임(포트홀, 소성변형) 조사 기술
∘ 차량형 도로포장 상태평가 조사를 이용, 차로 내 횡방향 프로파일 측정(현행 2.5m 간격 조사)
∘ 소성변형(바퀴패임) 발생량이 클수록 우천시 물고임 수막현상 발생 가능성 큼
∎ 가로변 물고임 조사 기술
∘ MMS(Mobile Mapping System)이용, 도로 내 3차원 좌표(0.5m×0.5m 이내) 수집
∘ 차도·연석부까지 횡단 및 종단 등 차원적 평탄성 조사로 노면 배수 취약구간 조사 활용
∎ 드론 활용 도로 물고임 조사 기술
∘ 우천 직후 드론 활용 도로노면 영상정보 수집하여 물고임 구간 조사 활용
[가변식 차수벽 강변북로 인프라 개선으로 상습침수 예방]
강변북로 상습 침수구간 현황과 원인은 분석하고 침수 예방을 위한 개선방안 제시
Ⅰ. 집중호우로 인한 서울시 도로 침수구간 현황
∎ 집중호우로 인한 한강 및 중랑천 등 하전 인근 주요 간선도로 교통통제 발생
∘ 강변북로, 올림픽대로, 동부간선도로 등에서 침수 및 수위상승 발생('11년 , '20년, '22년)
∎ 강변북로 상습 침수구간: 한강철교 ~ 한강대교 구간 (양방향)
Ⅱ. 강변북로 상습 침수구간 원인 분석
∎ 팔당댐 방류량이 한강 수위 주요 영향인자
∘ 팔당댐에서 방류된 물이 한강대교까지 도달하는데 걸리는 시간(도달시간)은 약 2시간 정도 소요
∘ 팔당댐은 8월 8일 오전 6시부터 초당 15,000㎥의 물 방류, 이날 오후부터 한강대교의 수위가 급격히 상승하였으며, 팔당댐의 방류량과 한강대교의 수위변화 양상이 동일함
∘ 이번 폭우에는 한강대교의 수위가 최대 7.37m에 도달했으나 침수는 발생되지 않음
∘ 지난 '20년 8월 6일, 강변북로 침수 발생 시 팔당댐에서 최대 초당 15,000㎥, 평균 약 10,000㎥의 물 방류, 한강대교의 수위가 최대 8.73m에 도달
∎ 강변북로 한강철교~한강대교 구간 선형 검토
∘ 해당 구간은 한강철교와 한강대교 하부 통과, 평균 표고 약 10.0m 이하의 저지대로 구성
∘ 홍수주의보 단계(한강 수위 8.5m)에서 표고가 낮은 일부 구간에서는 침수 발생(제방없음)
∘ 한강철교 및 한강대교 하부 시설한계 확보에 따른 도로포장 종단 높이 상향 불가
[지하 자동차전용도로 홍수피해 최소화를 위한 설계 및 운영방안]
「100년 만의 집중호우! 지하도로 및 지하차도는 문제가 없었나? (배수시설을 중심으로)
I. 도로 및 지하도로 배수시설 설계기준
∎ 배수시설의 계획은 설계강우강도 및 설계빈도를 적절히 결정하여 사용
∘ 일반적으로 '노면 및 비탈면 배수시설'과 '측도 및 인접지 배수시설'은 10년
∘ '도로횡단 Box 및 Pipe 시설'은 25년 설계빈도 적용
∘ '집수정 및 배수구조물 간 접속부'는 접속 구조물 중 빈도가 큰 값 적용
∎ 도시부 도로 배수시설의 설계빈도는 집중호우 등에 의해 기능 상실 및 피해가 클 수 있으므로 지역별 강우 특성을 고려하여 설계빈도 상향 조정 가능
∘ 암거, 배수관거, 지하차도 배수시설의 경우 설계빈도를 50년으로 사용
Ⅱ. 서울시 지하도로 배수시설의 안정성 검토 및 운영 개선방안
∎ 지하 자동차전용도로 배수시설의 설계적 안전성
∘ 강남순환로, 신월여의 지하도로, 서부간선지하도로는 최근 준공된 지하 자동차전용도로로 설계기준 이상의 안전성을 갖도록 설계·시공되었음
- 50년 빈도 강우강도를 기준으로 설계되었으며, 집수정의 경우 서부간선도로는 1.2배 크게(필요 용량 180.6㎥ 대비 216.7㎥ 확보) 설계되었으며, 신월여의의 경우 약 2.5배 이상으로 설계되었음
- 신월 여의 지하도로의 경우 올림픽대로 접속부에 방수문을 적용하여 유입수량 제어
∎ 서울시 지하차도 홍수 재해 대비 안전성 확보를 위한 설계 및 운영방안 제시
∘ 지하차도 재해 대비를 위한 적정 배수시설(안전계수 등) 설계 운영 가이드라인 필요
∘ 침수 방지를 위한 집수정 등 물리적 시설 추가와 더불어 기술기반 추가 대책 제시 IoT
- 펌프 제어시스템 이중화 구성(교번기 활용 유지보원수 및 운영 효율화), 전기실 지상 이설 확대
- IoT 기반 집수정 수위 감시 및 경보 시스템, 펌프 운영실태 감시체계 수립 및 확대