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노민 양
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1 2012 년도한국철도학회추계학술대회논문집 KSR2012A011 정거장구간배수시설개선방안에대한연구 Study in the station section of the improvement for drainage 홍찬흠 *, 배용득 *, 민근식 *, 강영석 ** Chan-Heum Hong *, Yong-Deuk Bae *, Keun-Sik Min *, Young-Seok Kang * * Abstract Station should be built on flat ground near in the urban district or traffic & economic zone and their size and location should be determined by considering passengers & business margin. During station construction stage, a drainage plan will be established to maintain the existing drainage system. Usually a drainage length of over 1km is required for this case, therefore if the outlet is inclined on either side, it creates an unreasonable drainage system because of the increase in depth of side gutter. If the depth of side gutter increases, it can generate large scale accident due to the fall of people of vehicles so we need to study drainage system capable of preventing it.. Keywords : Station, Drainage system, Outflow 초록정거장은철도이용자와영업적입장을고려하여그규모와위치를결정하는데가능하면시가지또는교통, 경제의중심과인접하고평탄한장소에설치한다. 정거장이설치되는경우기존의배수체계를유지할수있도록배수계획을수립하여야하나정거장대부분은 1km 이상의길이가필요하여유출부가정거장한쪽에편중되어있는경우토사측구깊이가증가하여비합리적인배수시설로계획된다. 토사측구의깊이가증가하면용지폭증가와사람또는차량추락시대형사고가발생하므로이를방지할수있는배수시설에대해연구하고자한다 주요어 : 정거장, 배수체계, 유출부 1. 서론정거장이란여객의승강, 화물의적하, 열차조성, 차량의입환, 열차의교행및대피를위하여사용하는장소이며열차운전에직접관련되는운전취급설비, 역전광장, 주차장등이용객의접근을용이하게하는여객취급설비, 화물분류, 선적, 보관등에필요한화물취급설비가배치되기위해폭이넓고길이가긴부지를필요로한다. 정거장은철도이용자의이용편의를고려하고교통, 경제의중심과인접하고평탄하며설치가용이한장소에위치를결정하고철도이용자및영업적입장등여러사항을고려하여적정규모의정거장을설치한다. 교신저자 : 한국철도시설공단건설본부일반철도처 (krtrain@kr.or.kr) * 동명기술공단철도부 ** 한국철도시설공단건설본부일반철도처

정거장설치시기존도로및유수흐름이단절되어시설물기능을종전과동일하게유지할수있도록시설물계획을수립하여야하나대부분의정거장은 1km 이상길이와넓은폭으로설치되므로단절에따른피해가최소화되도록시설계획을수립하여야한다. 정거장은평탄한곳에설치되어측구높이가일정할경우우수발생시배수지체로인한침수가예상되고, 원활한배수를위해측구기울기를확보할경우측구높이증가로비효율적인배수시설이계획된다.

2 정거장설치시기존도로및유수흐름이단절되어시설물기능을종전과동일하게유지할수있도록시설물계획을수립하여야하나대부분의정거장은 1km 이상길이와넓은폭으로설치되므로단절에따른피해가최소화되도록시설계획을수립하여야한다. 정거장은평탄한곳에설치되어측구높이가일정할경우우수발생시배수지체로인한침수가예상되고, 원활한배수를위해측구기울기를확보할경우측구높이증가로비효율적인배수시설이계획된다. 침수방지및원활한배수를확보할수있는정거장배수체계를분석하여정거장유형에따른합리적인배수시설에대하여검토하고자한다. 2. 본론 2.1 정거장배수체계정거장배수시설은정거장구간내발생하는우수를빠른시간에정거장외측으로배제시킬목적으로설치된시설물로선로간배수구, 선로횡단배수공및선로측구로구분되고, 최근국지성호우로인한주요시설물의침수로많은인명및재산상피해가발생하고있는실정이므로정거장배수시설계획시침수피해가최소화되도록시설계획을수립하여야한다. 정거장배수는선로간배수구에서우수를차집하여선로횡단배수공을통해선로측구로배수시켜유출부로배출되도록한다. Fig. 1은정거장배수체계를나타낸그림이다. Fig. 1 Drainage system in stations 2.2 배수시설별특성선로간배수구 (Line-A) 는노반표면과선로중심간격이넓은경우선로측구만으로배수가곤란하여선로사이에설치한배수시설이다. 현장타설수로와제품수로로구분되며현장타설수로는정거장기울기가 Level 또는역기울기인경우수로높이를조정하여배수가용이토록하고, 제품수로는정거장기울기방향으로배수를하는경우에적용한다. 선로횡단배수공 (Line-B) 은선로간배수구와종단배수로가연결되는개소에설치하여

선로간배수구에차집된우수가선로측구로유출시키는배수시설이다. 선로횡단배수공은강우면적및유량을감안하여압력관또는구거로적용한다. 선로측구는정거장에서발생된유량을최종유출구로처리하는배수시설로토사측구, 수로콘크리트로구분하고유출수가많은경우는개천내기수로콘크리트로설계한다.

정거장외측에계획된선로측구는유출부위치에따라우수발생지점에서약 1km정도이격되어있어유출수가지체없이이동할수있는종단기울기로선로측구높이를조정하면시 종점부높이차가약 110cm 발생하여용지폭증가뿐만아니라수로높이가깊어져비효율적인배수시설로계획된다.

3 선로간배수구에차집된우수가선로측구로유출시키는배수시설이다. 선로횡단배수공은강우면적및유량을감안하여압력관또는구거로적용한다. 선로측구는정거장에서발생된유량을최종유출구로처리하는배수시설로토사측구, 수로콘크리트로구분하고유출수가많은경우는개천내기수로콘크리트로설계한다. 정거장배수시설중선로간배수구는정거장기울기가 Level 또는역기울기인경우수로높이를조정하더라도약 50~100m에선로횡단배수공이설치되어시 종점간높이차는 20cm정도되어조정이용이하다. 정거장외측에계획된선로측구는유출부위치에따라우수발생지점에서약 1km정도이격되어있어유출수가지체없이이동할수있는종단기울기로선로측구높이를조정하면시 종점부높이차가약 110cm 발생하여용지폭증가뿐만아니라수로높이가깊어져비효율적인배수시설로계획된다. 선로간배수구나선로횡단배수공은지형및정거장기울기에크게영향을받지않아시 종점간높이차가작아단면개선사항이미소하나, 선로측구는적정유속을위한종단기울기확보로시 종점간높이차가커단면조정에따른개선효과가크므로정거장배수시설검토시선로측구에대해검토하고자한다. 2.3 수로높이증가에따른피해사례배수시설은시설물의침수방지를위해설치된시설로일반적으로일정한단면으로계획하여우수가적정유속을확보하여최종유출부로원활하게이동하도록계획한다. 그러나평탄한곳에위치한배수시설은적정유속을유지하기위한종단기울기가요구되고연장이긴배수시설에서토사측구로계획시수로높이증가에따른수로폭또한증가하여사람및차량추락으로인한위험요소가내재하므로효율적인배수시설이요구된다. Fig. 2는깊은수로에서발생한피해사례이다. Fig. 2 Example of accident 2.4 배수시설적정유속및배수기울기 배수시설의종단기울기기준노반배수및횡단배수기울기는 0.2%~3.0% 를기준으로하고, 토사의침전과마모등을방지하기위하여평균유속이 0.8~3.0m/sec의범위가되도록설계한다. 최대유량기준으로단면을결정하는소규모유역에서는관내유속을 3.5m/sec 정도로할수있다. 또한정거장의선로및분기기의배수는정거장넓이와길이를고려하여최소기울기를 0.2% 로적

4 용하고정거장에서지하배수관및집수정으로이루어진하나의관망은 0.25% 를기준으로한다 배수시설의종단기울기적용선로측구는토사측구로가정하고조도계수는수로상태가양호한경우 0.016~0.018 값중중간값인 0.017을적용하여유속별종단기울기를산정하였다. 평균유속은배수를위한최소종단기울기 0.1% 를확보하고쇄굴에의한피해가발생하지않도록 0.8~3.0m/sec를적용하여종단기울기를산정하였으며종단기울기가증가할수록유속은빨라져우수가지체없이이동할수있으나시 종점부수로높이가크게차이가발생하여비효율적인단면으로계획된다. 따라서배수시설검토시적용할종단기울기는수로높이차를최소화할수있도록 0.11% 를적용하여검토를시행하였다. Table 1 Characteristics of gutter 수로단면 단면조건 - 조도계수 : n= 단면적 : A = 0.5 = 0.5m 윤변 : P = ( ) = m - 동수반경 : A 0.5 R = = = 0. 26m P 평균유속공식 : V = R S n 평균유속 (m/sec) 종단기울기 (%) Table 2 Longitudinal slope per average flow velocity 평균유속 (m/sec) 종단기울기 (%) 정거장배수체계검토 정거장배수형태분류정거장배수체계는지형여건, 유출부위치및종단기울기에따라여러가지형태로구분되어지나대표적인정거장유형을분류하여정거장유형에적합한배수시설형태를검토 분석하여효율적인배수시설을적용하고자한다. 정거장은평탄한지역에위치하므로지형여건은시점에서종점까지일정하게가정하고유출부는 2개형태 ( 시점부에 1개소, 시 종점부에 1개소씩 ), 기울기는 3개형태 ( 상향, 하

5 향, Level) 로하여총 6개형태로구분하였다. 정거장지형여건또한상향, 하향을추가하여구분할수있으나일반적으로정거장은평탄한곳에위치하므로검토에서제외시켰다. Table 4 Types of drainage in stations Type-1: 정거장기울기하향, 유출부시점측위치 Type-2: 정거장기울기하향, 유출부시 종점측위치 Type-3; 정거장기울기 Level, 유출부시점측위치 Type-4: 정거장기울기 Level, 유출부시 종점측위치 Type-5: 정거장기울기가상향, 유출부시점측위치 Type-6: 정거장기울기상향, 유출부시 종점측위치 배수형태별검토내용정거장기울기가상향, Level, 하향으로변화하여도정거장에발생된우수는선로측구에유입되어유출부로이동하므로기울기형태는선로측구높이에영향을주지않으며유출부위치는설치개수에따라우수의이동거리가변하므로선로측구높이에영향을주는것으로검토되었다. 선로측구시점부제원은폭 1.5m, 깊이 0.5m이나유출부가 1개소인경우종점부제원은폭 3.7m, 깊이 1.6m이고유출부가 2개소인경우폭 2.5m, 깊이 1.0m로계획되어유출부가 1 개소인경우폭이넓고높이가깊어사람이나차량추락시대형사고의위험이커서선로측구단면을개선할필요가있다. 따라서선로측구깊이가 1.0m 이내인구간은 (TYPE-2,4,6) 추락으로피해가작으므로경제성을확보할수있는토사측구를, 깊이가 1.0~1.3m구간은여건에따라토사측구와 U형수로 + 집수정을선택적으로적용하고, 1.3m를초과하는구간은 (TYPE-1,3,5) 경제성에서는불리하나대형사고의위험을방지하기위해 U형수로 + 집수정을적용하는것이바람직할것으로사료된다.

6 정거장유형별배수시설검토내용은아래와같다. - 토사측구 ( 유출부 1개소 ) : 수로깊이 0.5~1.6m, 용지폭 2.5~4.7m, 공사비 4.2억 - 토사측구 ( 유출부 2개소 ) : 수로깊이 0.5~1.0m, 용지폭 2.5~3.5m, 공사비 3.4억 - U형수로 + 집수정 ( 유출부 1개소 ) : 용지폭 2.2m, 6.6억 ( 토사측구대비 2.4억증가 ) - U형수로 + 집수정 ( 유출부 2개소 ) : 용지폭 2.2m, 7.2억 ( 토사측구대비 3.8억증가 ) Table 5 Review of drainage equipments in stations 수로종류 장 단점 적용성검토 토사측구 공사비저렴 수로깊이를조절하여종단경사조정가능 용지점유과다발생 사람및자동차추락위험성내재 수로깊이 1.0m 이하구간에적용 U 형수로 + 집수정 추락위험성배제 용지점용최소화 집수정사이매설되는흄관으로종단경사조정가능 공사비고가 수로깊이 1.3m 초과구간에적용 3. 결론 정거장배수체계에많은영향을미치는인자는선로측구이다. 정거장유형에따라선로측구높이가깊어지는경우용지폭증가와사람및차량추락으로인해많은재산상손실이발생한다. 선로측구높이에영향을주는요소는정거장기울기보다유출부설치개수인것으로검토되었다. 선로측구는깊이별로구분하여 1.3m 초과하는경우 (TYPE-1,3,5) 경제성은불리하나대형사고의위험을방지할수있는배수형태 (U형수로 + 집수정 ) 를적용하고 1.0m 이하인경우 (TYPE-2,4,6) 에는토사측구를적용하여경제성을확보토록하였다. 선로측구깊이가 1.0~1.3m구간은연장이짧으면토사측구로길면 U형수로 + 집수정으로선택적으로적용하는것이바람직할것으로사료된다. 참고문헌 [1] 한국철도시설공단, 철도설계편람 ( 노반편 )(Ⅱ), [2] 한국철도시설공단, 철도설계기준 ( 노반편 ), [3] 한국수자원공사, 하천설계기준, 2009.

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