｜해저관 부설 방법에 관한 소개｜

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1. 서 론

육지에서섬으로가스, 상수, 송유, 전력, 통신등을공

급할경우에교량의하부구조에관을첨가물로서공급하

는것이일반적이나교량이향후에건설되거나, 해저통과

구간이너무길어교량설치시경제성측면에서불리할경

우불가피하게해저면상또는해저면하에관을부설하여

임시시설또는영구시설로계획하게된다. 본검토는섬

내에서나오는지하수로는급수해결이어렵고, 조수기

(해수를담수화하는장치) 설치시설치비가고가여서불

가피하게관자체의중량을늘리는방법의일종인콘크리

트블럭을이용하여해저면상에부설하여야하는경우에

대하여소개하고자하며외국자료와국내의자료를발췌

하여설계방법을소개하였다. 추후관련부서에서설계시

참고가되기를기대한다.

2. 해저관노선선정

2.1 개요

해상구간을통과하여해저관노선계획시고려사항은

항만시설의현황과장래계획, 해상교통과해면이용조

사, 자연조건조사, 경제성및유지관리측면을감안하여

일반적으로노선선정을하고있다.

2.2 항만시설의현황과장래계획

해저관의노선은항만시설(항로, 박지, 외곽시설등),

해안보전시설(호안, 제방) 및기타시설(투묘시설, 등표)

의계획법선과교차또는인접하는것을원칙적으로피하

도록한다.

부득이수역시설을횡단하지않을수없는경우에는적

절한조치를취한뒤최단거리로횡단하도록계획한다.

2.3 해상교통과해면이용조사

선박으로부터투묘, 주묘에의한위험을피하기위하여

해저관을부설할예정해역에서의항행선박의선형, 항로,

해저관 부설 방법에 관한 소개

임 주 택1) 김 국 진2)

1. 서 론

2. 해저관 노선선정

3. 해저관 부설 설계 흐름도

4. 해저관 안정성 검토

1) (주)유신코퍼레이션 항만부 이사, 항만 및 해안기술사(jtlim@yooshin.co.kr)

2) (주)유신코퍼레이션 항만부 대리(gjzone@yooshin.co.kr)

｜설계분야｜

98｜유신기술회보제9호

앵커의중량등을조사하고아울러긴급시 또는이상기상

시선박의피박방법을파악하여이들의영향이없는노선

을선정한다. 어업관계및리크레이션관계에대하여도조

사한다.

2.4 자연조건조사

·해저의지형(수심, 기복, 표사)의조사

·해저의지질(표층토질, 단층, 물리시험등)의조사

·파랑, 조류, 조위, 바람등

·해저장애물, 부설물, 매설물, 위험물의조사

2.5 경제성및유지관리측면고려

해저관의노선은가장부설거리가짧게되도록기종점

을직선으로연결하여경제적으로노선을선정하도록한

다. 해저면하에매설하는경우에는암반, 암초등의지반

이단단한지역이나지반의지지력을기대할수없는연약

지반지역은피한다.

4. 해저관안정성검토

4.1 해저관의매설, 비매설

해저관의파력, 조류력에대한안정성설계는우선관을

매설하는가아닌가에따라크게다르다. 관을매설하는경

우는부설후부터매설기간까지의기간중의안정성을확

3. 해저관부설설계흐름도

시 작

수송유체조건 사 전 조 사 장 래 예 측

조업시강도설계

도복장, 전기방식설계 안 정 성 설 계

시 공 설 계 입 상 부 설 계 매 립 설 계

끝

노 선 설 계

｜해저관부설방법에관한소개｜

www.yooshin.co.kr ｜ 99

보하면충분하지만매설하지않는경우는그내용연수기

간중의안정성확보를위한조건은매우엄격하며매설방

법에따라파이프코팅, 운송, 부설작업등준비작업이다

르므로경제성, 유지보수, 안정성등을검토한후매설, 비

매설을선택하고안정성검토를실시해야한다.

4.2 안정성검토

해저면상에부설된관의안정성검토시주요외력은해저

관에작용하는유체력과관과해저간의마찰저항이며해저

관의부설과정에있는관과매설하지않는경우의관은해저

면상에있는상태에서는조류및파랑의영향을받으므로안

정성검토는다음그림의순서에따라안정성을판단하며다

음조건을만족시키는것이필요하다.

안정성:

W:관의단위길이당중량(t/m)

D:관의외경

t1,t2,t3:관, 도복장, Weight·Coating의 두께

(m)

γ1,γ2,γ3:관, 도복장, Weight·Coating의단위체

적중량(t/㎥)

B:관의단위길이당부력(t/m)

·관에주수되었을때

·관이비어있을때

wo : 해수의단위중량(t/㎥)

Fℓ:조류에의해생기는단위길이당양력(t/m)

Fｄ:조류에의해생기는단위길이당항력(t/m)

f : 관과해저지반의마찰계수

↓유체중량

↓

콘크리트중량

↓ 도복장중량

↑부력(B)

↓ 강관중량

｜설계분야｜

100｜유신기술회보제9호

S : 안전율(최소1.1)

양력:

항력:

Fℓ : 물체에작용하는흐름과직각방향의양력(t/m)

Fｄ: 물체에작용하는흐름방향의항력(t/m)

Cℓ: 양력계수 Cd : 항력계수

양력계수와항력계수는일반적으로 1.0을표준

으로하며상세하게구할경우는다음도표를이용

하여구한다.

AL : 흐름직각방향의물체의투영면적(㎡)

AD: 흐름방향물체의투영면적(㎡)

V : 유속(m/sec)

ρ : 해수의밀도(t/㎥)

4.3 콘크리트블럭을이용한급수관안정성확보

4.3.1 개요

급수관자체가경량의재질일경우유체력에저항하기

어려우므로중량을증가시키는방법으로관주위에콘크

리트 블럭을 Strap-on type, Round Bolt-on

type, Square Bolt-on type 등다양하게개발된형

태의블럭을부식방지가(non-corrosive) 가능한볼트,

클램프(clamp), 띠(strap) 등으로부착시켜안정성을

확보하는방법이다.

4.3.2 콘크리트블럭앵커무게설계

콘크리트블럭은상부와하부의중량비를40% : 60%

으로배분하고하부블럭의높이는관직경의최소1/4이

되도록한다.

해저토질 마찰계수(f)

점 토모 래자 갈

0.3∼0.60.5∼0.7

0.5

<그림1> Cd(권장값)

<그림2> Cι(권장값)

｜해저관부설방법에관한소개｜

www.yooshin.co.kr ｜ 101

4.3.3 콘크리트블럭앵커의종류

콘크리트블럭앵커의종류는다양하게있으나외국에

서사용실적이있으며시공또는취급이용이한다음의세

가지형태를소개하고자한다.

<Square Bolt on type>

4.3.4 콘크리트블럭앵커중량및간격산정

방법

관이부유하거나조류의흐름에이동하지않도록하기위

해안정성을확보하기위한콘크리트블럭앵커무게산정은

다음식에의하여계산한다.

WC=콘크리트블럭앵커중량(t/㎥)

K =침수계수(보통1.1∼1.5)

DW=물의밀도(t/㎥)

VO=파이프외부의부피(㎥/m)

WD=파이프무게(kg/m)

Wp=내부내용물의무게(kg/m)

DC =콘크리트밀도(t/㎥)

4.3.5 콘크리트블럭앵커중량및간격산정

예(외국사례)

Install a 16˝ SDR 15.5 line across a fresh

water lake to carry a brine solution with a

density of 72.9 lbs/cu.ft.

Weight shall be fabricated from 150 lbs/cu.ft

concrete.

K = 1.3, DW= 62.4, DC=150

VO =(π/4)(16)2/144=1,396 cu.ft/ft

WD= 20.64 lbs/ft

Pipe inside diameter=16-2(1.032)

=13.936in

WP=(π/4)(13.936)2(72.9)/144

=77.22 lbs/ft

Maximum spacing of weights is 30.5´(See

Chart 5)

With weight 10 feet apart, each will weigh

10×33.5=335 lbs.

If 400lb. weights are available, spacing will

be

400 ÷ 33.5 = 11.94ft = 12ft

▣ 참고문헌▣

1. 일본:소방법, 석유파이프라인사업법「항만시설의

기술상의기준」

2. Rules for submarine pipeline systems

(DNV, 노르웨이)

3. Recommended practice for design,

construction, operation and mainte nance

of offshore hydrocarbon pipelines(API,

미국)

4. 항만해양구조물의설계(박상길저, 평문각)

5. 항만및어항물설계기준상, 하(1999, 해양수산

부)

6. Driscopipe, MR(Maskell-Robbins)

｜설계분야｜

102｜유신기술회보제9호

<Chart 5>