건설연, '싱크홀 원인' 노후하수관 보수공법 개발

도로함몰(싱크홀) 현상 주원인인 노후화된 하수관로의 개보수 효율성을 높이는 공법이 개발됐다.

한국건설기술연구원은 노후화로 변형이 생긴 연성 하수관로 개보수를 위한 새로운 비굴착 보수공법을 개발했다고 6일 밝혔다.

노후화된 하수관로는 싱크홀 주원인으로 지목된다. 하수관로에서 발생한 누수가 주변 흙을 침식시켜 공간을 형성하고 이로인해 싱크홀이 발생하기 때문이다.

2020년 초반까지만 해도 노후 하수관로 대부분이 콘크리트 등으로 만들어진 강성관이었지만 2000년대 들어서면서 폴리에틸렌(PE)이나 폴리염화비닐(PVC)로 만든 연성관 사용 비율이 증가하는 추세다.

문제는 연성관은 강성관과 달리 외압으로 관로 변형이 생길 확률이 높으면서 보수는 어렵다는 점이다.

기존 보수공법인 'CIPP 라이닝 공법'(기존 관 내부에 라이너를 삽입한 뒤 고온의 물이나 증기로 경화해 부풀림으로써 새로운 관을 형성하는 공법)을 적용하면 관로 변형부분에 삽입된 라이너가 들뜨면서 개보수 효과가 현저히 떨어지기 때문이다.

건설연 환경연구본부 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 연성관 보강라이닝 공법을 개발했다. 이 공법은 기존의 유리섬유 보강재에 아크릴섬유를 부착해 보강재 신축성을 20% 이상 향상시켰다. 

또한 보강라이너의 두께를 50%까지 줄이면서도 관로 변형에 대응할 수 있도록 했다. 시공 장비의 구동부는 5개 링크구조체로 구성돼 변형된 관로에서도 항상 관로 중앙에 위치하도록 설계됐다. 

이를통해 라이너 밀착성과 내구성을 높였고 특히 변형이 심한 관로에서도 들뜸 현상 없이 안정적으로 시공할 수 있는 장점이 있다.

여기에 보강재 간 일체 거동 효과를 최대화하는 최적 적층구조를 도출해 라이너의 굽힘 탄성률이 기존보다 8배 이상 높아졌다는 게 연구팀의 설명이다.

이는 기존 공법(CIPP, 경화성 수지를 현장에서 경화해 기존의 관을 구조적으로 보강하는 공법)대비 라이너 두께를 절반까지 줄여 관로 용량 감소를 최소화하고 집중호우 때 내수 침수피해를 완화하는 역할을 할 것으로 보인다.

박선규 건설연 원장은 "향후 이 공법은 최근 급격하게 늘고 있는 싱크홀사고를 예방해 국민안전을 지키는 중요한 역할을 하게 될 것"이라고 말했다.