* 케이슨의 시공방법에 따른 분류- 박스케이슨- 오픈케이슨- 공기케이슨* 케이슨 기초침하 촉진방법* 우물통 케이슨 기초의 침하촉진방법- 재하중식 공법- 물하중식 공법- 분기식 공법- 발파식 공법* 공기케이슨이 사용되는 경우- 기존지반의 교란 최소화- 깊은 풍화암층을 관통할 때- 기초암반이 불규칙하거나 경사졌을 때* 양압력 처리방안- 사하중에 의한 방법- 부력앵커 시스템 방법- 영구배수처리 방법* 우물통 기초(케이슨)의 침하 시 편위의 원인- 유수에 의한 이동- 지층의 경사- 편토압- 우물통의 비대칭* 우물통기초공사시 우물통 제자리놓기 방법(수중거치 방법)- 축도법- 발판식- 부동식* 오픈케이슨 공법의 장점- 침하깊이에 제한이 없다.- 기계설비가 비교적 간단하다.- 공사비가 저렴하다.- 무진동이므로 시가지 공사에 적합하다.* 오픈케이슨 공법의 단점- 굴착 시 히빙이나 보일링 현상이 우려된다.- 큰 전석 등 장애물이 있을 대 침하작업이 지연된다.- 선단의 연약토 제거가 어렵다.* 공기케이슨 공법의 단점- 케이슨병이 발생하기 쉽다.- 굴착 깊이에 제약이 있다.- 소음과 진동이 커서 도심지에는 부적합하다.- 주야로 작업하므로 노무관리비가 많이 필요하다.- 기계설비가 비싸므로 소규모공사에는 비경제적이다.* 기초가 구비해야할 조건- 경제적인 시공이 가능해야한다.- 최소의 근입깊이를 가져야 한다.- 안전하게 하중을 지지해야 한다.* 기초가 구비해야할 구조상의 요구조건- 최소의 근입깊이- 안전하게 하중을 지지할 것- 침하가 허용치를 넘지 않을 것- 기초공의 시공 가능할 것* 널말뚝에 사용되는 일반적인 Anchor의 종류- 앵커판과 앵커보- 타이백- 수직앵커말뚝* 수동말뚝 해석방법- 간편법- 탄성법- 지반반력법- 유한요소법* 앵커의 3가지 구성요소- 앵커체- 인장부- 앵커두부* 현장타설말뚝 타설 시 슬라임을 제거하기 위한 방법- 샌드펌프방법- 에어리프트방법- Water jet- 수중펌프방법- 석션펌프방법* 강널말뚝의 타입방법- Auger 압입방법- Water jet 병용공법-공- 가배수로 개거공* 감세공의 종류- 플립버킷형- 정수지형- 잠수버킷형* 교각의 세굴방지공법- 사석보호공- 돌망태보호공- 콘크리트블록 보호공법* 중력댐 시공 후 댐 내부에 설치하는 검사랑의 목적- 콘크리트 내부의 균열검사- 콘크리트 온도 측정- 콘크리트 수축량 검사- 간극수압 측정* 가체절공(Coffer dam)의 종류- 간이식 가체절공- 흙댐식 가체절공- 한겹식 가체절공- 두겹식 가체절공- 셀식 가체절공* 유수전환시설 중 가물막이 방법의 종류- 전면식 가물막이- 부분식 가물막이- 가배수거식 가물막이* 측구의 형식- 막파기 측구- 콘크리트 측구- 떼붙임 측구- 돌쌓기 측구* 종방향 측구의 형식- L형- U형- V형- J형* 하천제방 누수방지방법- 차수벽 두기- 제방폭을 넓힌다.- 제방내외의 수위차를 줄인다.* 방파제의 구조형식에 따른 종류- 직립제- 경사제- 혼성제* 강상자형교의 Box 단면 구성형태에 따른 분류- 단실박스- 다실박스- 다중박스* 암반의 공학적 분류 방법- RQD 분류법- RMR 분류법- Q 분류법- RSR 분류법* RMR 분류사항에서 고려되는 사항- 암석의 일축압축강도- RQD (암질지수)- 절리의 간격- 절리의 상태- 지하수 상태* Q-system에 적용되는 평가요소- RQD- 절리군수- 응력저감계수- 지하수보정계수- 절리면거칠기계수* 불연속면의 공학적 평가를 위한 조사항목- 불연속면의 방향성- 불연속면의 간격- 불연속면의 간극- 불연속면의 충전물- 불연속면의 연장성* 암반사면 파괴 형태- 평면파괴- 원형파괴- 쐐기파괴- 전도파괴* 암반 내 초기응력 측정방법- Flat Jack법- 수압파쇄법- AE법* 물리적 탐사법의 종류- 자기 탐사법- 탄성파 탐사법- 방사능 탐사법- 전기 탐사법- 중력 탐사법* CPT의 일종인 Piezocone으로 측정할 수 있는 값- 마찰저항- 간극수압- 선단 Cone 저항* 보일링 도는 퀵 샌드를 방지하기 위한 조건- 지하수위를 저하시킨다.- 흙막이의 근입깊이를 깊게 한다.* Sand drain공법에서 Sand m항하는 타이의 설계방법- Rankine 방법- Coulomb 응력법- Coulomb 모멘트법* 유선망의 특징- 각 유로의 침투유량은 같다.- 인접한 등수두선 간의 수두차는 모두 같다.- 유선과 등수두선은 서로 직교한다.- 유선망을 이루는 사각형은 이론상 정사각형이다.- 침투속도 및 동수구배는 유선망의 폭에 비례한다.* 히빙의 방지대책- 굴착저면에 하중을 가한다.- 흙막이벽의 관입깊이를 깊게 한다.- 양질의 재료로 지반을 개량한다.- 흙막이공의 계획을 변경한다.* 침윤세굴현상에 대한 대책- 지하수위 저하- 흙막이벽을 차수성 있도록 시공- 벽체의 근입깊이를 불투수층까지 근입* 옹벽 시공 시 주동토압을 최소화시키는 방법- 내부마찰각이 큰 재료를 사용한다.- 배수대책을 철저히 한다.- 뒤채움재는 경량재료를 이용한다.- 지하수위를 저하시킨다.* 옹벽에 시공되는 배수공- 간이배수공- 연속배면배수공- 경사배수공- 저면배수공* 보강토 옹벽의 기본요소- 전면판- 보강재- 뒷채움흙* 옹벽의 안정성 검토항목- 전도에 대한 안정- 활동에 대한 안정- 지반지지력에 대한 안정* 흙막이벽 근입 깊이 계산 시 중요한 것- 파이핑에 대한 안정성- 히빙에 대한 안정성- 토압에 대한 안정성* 아스팔트의 동결이 일어나기 쉬운 조건- 동상을 받기 쉬운 흙이 존재한다.- 0℃ 이하의 온도가 오래 지속된다.- 물의 공급이 충분하다.* 동상방지층 설계방법- 완전방지법- 감소노상강도법- 노상 동결관입허용법* 아스팔트 포장시공 시 Seal coat의 목적- 포장면의 수밀성 증대- 포장면의 미끄럼 방지- 포장면의 내구성 증대* SMA(Stone Mastic Asphalt) 포장의 장점- 소성변형 최소화- 균열발생 최소화- 유지보수비용 절감- 미끄럼 저항성 우수함* 아스팔트 품질시험의 종류- 마샬 안정도 시험- 침입도 시험- 비중시험- 인화점시험- 신도시험* 아스팔트 포장 시 배수성 포장의 효과- 우천시 물튀김효과 방지- 수막현상 방지- 주행 시 소음저감* 아스팔트 포장두께 결정요소- 교통량- 노상지지력계수-계 시 측압에 영향을 미치는 인자- 콘크리트 배합- 콘크리트 타설속도- 콘크리트 타설높이- 콘크리트 온도- 콘크리트 반죽질기* 콘크리트의 분리와 블리딩 방지방법- 적당한 AE제를 사용한다.- 단위시멘트량을 크게 한다- 가능한 단위수량을 적게 한다.- 잔골재율을 크게 한다.- 분말도가 높은 시멘트를 사용한다.* 콘크리트 균열의 보수 및 보강 공법- 표면 처리 공법- 충전 공법- 주입 공법- 강재 앵커 공법- Prestress 공법* 콘크리트 타설시 발생하는 초기 균열의 종류- 침하균열- 초기건조균열- 거푸집 변형에 의한 균열* 콘크리트의 슬래브 포장 시 줄눈의 종류- 가로수축줄눈- 가로팽창줄눈- 시공줄눈- 세로줄눈* PS 강재의 시간경과 후에 일어나는 손실의 원인- 콘크리트의 건조수축- 콘크리트의 크리프- PS 강재의 릴렉세이션* 프리스트레스를 도입할 때 일어나는 즉시손실- 정착장치의 활동- 콘크리트의 탄성수축- 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰* 수중콘크리트 시공방법- 트레미- 콘크리트 펌프- 밑열림 상자- 밑열림 포대* 플라이애시 콘크리트의 장점- 유동성 향상- 수밀성 향상- 수화열 감소* 혼화재의 종류- 플라이애시- 팽창제- 고로 슬래그- 실리카 폼* 콘크리트와 폴리머의 복합체- 폴리머 콘크리트- 폴리머 시멘트 콘크리트- 폴리머 함침 콘크리트* 촉진양생의 종류- 증기양생- 온수양생- 전기양생* 콘크리트 선행냉각방법- 혼합 전 재료냉각- 혼합 중 콘크리트 냉각- 타설 전 콘크리트 냉각* 레디믹스트 콘크리트를 사용할 때의 현장품질관리시험- 슬럼프시험- 슬럼프 플로 시험- 공기량시험- 강도시험- 염화물 함유량 시험* KS에 규정된 포틀랜드 시멘트의 종류- 보통 포틀랜드 시멘트- 중용열 포틀랜드 시멘트- 조강 포틀랜드 시멘트- 백색 포틀랜드 시멘트- 저열 포틀랜드 시멘트* 시멘트가 풍화되었을 때 나타나는 현상- 비중저하- 응결지연- 강열감량증가- 강도발현저하* Bleeding 현상이 심할 때 콘크리트에 미치는 영향- 콘크리트의 수밀성 저하- 콘크리트 표면의 침법* 보조기층이나 노상의 흙이 우수의 침입과 교통하중의 반복에 의해 이토화되어 균열 틈이나 줄눈부로 뿜어 오르는 현상은?- 펌핑* 암거매설공법 중 고속도로 및 철도하부로 횡단하여 암거구조물을 설치할 경우 개착공법에 의하지 않고 양측에 발진기지를 설치하여 함체를 직접 견인시켜 구조물 안으로 들어오는 토사를 굴착하여 소정의 구조물을 설치함으로써 상부교통에 지장을 주지 않고 시공하는 공법은?- 프런트 잭킹 공법* 천공시간이 충분하지 못할 경우나 바윗덩어리 등이 대부분 지하에 묻혀있고 바윗덩어리 아래 측에 따라 장약을 설치하는 2차발파방법?- 스네이크보링법 (사혈법)* 파단선을 따라 조밀하게 천공하고, 무장약공으로 발파하여 인접공에 대한 발파에너지의 영향으로 공열에 의해 형성된 마감면에서 파괴시키는 제어발파공법은?- 라인 드릴링 공법* 굴착 계획선에 따라 일렬로 천공하여 분산장약하고 주 굴착이 완료된 후 폭파하는 방법- 쿠션 블라스팅* 예비 파괴면 단면을 만들어놓고 진동, 파괴의 영향을 적게 하여 여굴이 생기는 것을 방지하는 방법- 프리 스플릿팅* 암반 중에 천공한 보어 홀에 액체를 주입하여 압력을 상승시키고 공벽에 균열을 유도하여 현지지압을 계산하는 방법?- 수압파쇄법* 터널단면에서 최대 폭을 형성하는 점증 최상부의 점을 종방향으로 연결한 선을 ( Spring Line ) 이라고 하며, 터널 굴착과정에서 발생하는 토사, 암석조각, 암석덩어리를 총칭해서 ( 버럭 ) 이라고 한다.* 막장에서 전방 원지반 내에 볼트, 단관파이프 등의 보조재를 삽입하여 막장 천단을 지지하고 원지반의 이완방지를 위해 설치하는 것은?- Fore poling* 발포폴리스틸렌 합성수지에 발포제를 첨가한 후 가열, 연화시켜 만든 재료를 사용하는 초경량성 발포폴리스틸렌으로 단위체적 중량이 일반 흙의 1/100 정도 밖에 되지 않고, 인력시공과 급속시공이 가능하며 내구성 및 자립성이 뛰어나 연약지반이나 급경사지 확폭으로 적용할 수 있는 성토공법은?- 경량성토공법(EPS)* 호수에서 펌프로 송니관 내에 것은?
1. 문제의 중요성 및 배경설계홍수량(design flood)은 홍수특성과 홍수의 발생 빈도 및 홍수피해 위험성을 사회경제적 요인 등과 함께 고려하여 수공구조물의 설계 기준으로 최종 선택하는 첨두홍수량 혹은 홍수수문곡선으로 정의할 수 있다.설계홍수량 산정은 치수구조물의 규모를 결정하는 가장 기초가 되는 분석 과정이지만 우리나라의 경우 아직까지 기준상의 미흡한 부분이 많이 있어서 설계홍수량 산정 결과의 신뢰도가 낮은 실정이다. 또한, 기존의 고시된 설계홍수량에 맞추는 관행이 있으므로 이를 개선할 수 있는 방안의 제시가 시급한 실정이다(국토해양부, 2012).우리나라의 설계홍수량 산정 시 기준이 미흡한 주요 항목으로는 크게 강우분석, 유효우량 산정, 단위도 선정, 그리고 홍수량 산정 등이 있다. 홍수량 산정의 경우 강우와 유출특성이 공간적으로 일정하지 않고 수시로 변화하는 중, 대규모의 하천유역의 경우는 유출계산을 위해 홍수량 산정지점을 적절하게 선정하고 여러 개의 소유역으로 분할하여 유역홍수추적과 하도홍수추적계산을 축차 시행함으로서 지점별 홍수량을 계산하는데, 홍수량 산정지점의 선정과 소유역 분할의 적정크기 등에 대한 기준이 없고 소유역 분할의 개수를 늘릴수록 지점별 홍수량이 커지는 상황이므로 그 원인규명 또한 필요하다.이와 같은 항목들에 대한 실질적인 개선은 향후 국토해양부의 연구 과제를 통해 해결할 예정이다. 하지만 이와 같은 연구과제가 완료되기 이전에 사용할 수 있는 객관적인 기준 마련의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 본 보고서에서는 현 강우분석 기준에 대하여 제안된 몇 가지 개선 방안을 살펴보고자 한다.2. 설계홍수량 산정방법확률홍수량으로부터 설계 재현기간에 대한 홍수량을 최적치 개념의 설계홍수량으로 결정하는 방법은 첨두홍수량자료 시계열의 빈도해석 방법과 설계강우-유출 관계분석 방법으로 대별된다.첨두홍수량자료 시계열의 빈도해석 방법은 홍수량자료 계열을 직접 빈도해석하여 확률홍수량 및 설계홍수량을 산정하는 방법으로 이론적으로 가장 직접적이고 최상의 방다. 은 설계강우-설계홍수 관계분석절차이다. 설계강우-설계홍수 관계분석 흐름도3. 강우분석우량관측소의 선정은 설계 대상 유역과의 거리, 시우량 관측년수, 표고, 수계에 의한 유역분리 등을 종합적으로 고려하여야 한다.수집 대상 강우량자료는 임의시간 10분, 60분, 고정시간 1시간∼48시간(1시간 간격, 유역면적 등에 따라 최장 지속기간은 24시간까지 또는 72시간까지로 조정)의 지속기간에 대한 연최대치 강우량이며, 단기간의 결측치는 가급적 RDS 방법(reciprocal distance squared method) 등을 이용하여 보완하여야 한다(국토교통부, 2012).수문학적 지속기간은 고정시간이 아닌 임의시간을 의미하지만 임의시간 강우량 자료를 수집하는 것이 곤란한 경우가 많으므로 고정시간-임의시간 환산계수를 적용하여 변환하는 방법을 적용하고 있으며, 는 고정시간-임의시간 환산계수를 나타낸다. 고정시간-임의시간 환산계수고정시간(시간)12346912182448임의시간(분)*************0*************02880환산계수1.1361.0511.0311.0201.0121.0071.0051.0041.0031.002지속기간별 연최대 고정시간 강우량자료 계열이 작성되면 이상치 검정, 무작위성 검정, 경향성 검정 등을 실시하여야 한다. 무작위성 검정과 경향성 검정은 참고하는 정도로만 활용하면 되는 반면 이상치 검정은 반드시 수행하는 것이 필요하다. 이상치 검정 결과에서 확연한 이상치인 경우에만 원칙적으로 자료에서 제외하며 강우량자료의 문제로 상식 이하로 작은 연최대치가 저이상치로 있는 경우에는 인근 관측소와 비교 등을 통하여 재검토하여야 한다.확률분포함수의 매개변수 추정 방법으로 모멘트법, 최우도법, 확률가중모멘트법을 적용한 후, 확률가중모멘트법을 채택하는 것을 원칙으로 하되 재현기간이 커지면서 모멘트법 및 최우도법보다 지나치게 크게 산정되는 경우에는 추가 검토를 실시하는 것이 필요하다.최적 확률분포형으로 주로 Gumbel 분포를 채택하고 있으나 일부 GE 유도하며 또한, 설계홍수량이 최대가 되는 강우지속기간인 임계지속기간 개념을 적용함에 있어서도 강우지속기간 간격을 시우량 자료와 동일한 1시간으로 적용하고 있다. 따라서 실무에서는 실제 분석된 확률강우량을 그대로 적용할 수 있으므로 별도로 강우강도식을 유도하지 않아도 된다.하지만 중, 대규모 하천의 경우에도 배수구조물 등에 필요한 짧은 강우지속기간에 대한 홍수량 산정을 위해서는 강우강도식의 산정이 필요하며, 하천기본계획의 강우분석 결과를 소하천정비기본계획이나 하수도정비기본계획에서 활용내지 참조하기 위해서는 강우강도식을 유도하여 제시하는 것이 필요하다.일정한 강우지속기간 동안 내린 강우량은 호우중심으로부터 멀어질수록 감소하며, 면적강우량은 유역에 내린 총강우량을 유역면적으로 나눈 등가 우량깊이를 의미하므로 호우중심으로부터 면적이 증가함에 따라 면적강우량은 점점 작아지게 된다. 이와 같이 공간분포 및 이동 등에 의하여 강우가 유역 전반에 걸쳐 동일한 형태로 발생하지 않으므로 유역의 면적강우량은 관측소의 지점강우량보다 작아지게 된다.이에 따라 확률강우량은 지점확률강우량과 면적확률강우량으로 구분되며, 유역면적이 25.9km²(10mi²) 이상인 경우에는 면적확률강우량을 적용하여야 한다.면적확률강우량은 유역 내에 여러 관측소가 존재할 경우 Thiessen 방법 등으로 가중평균한 동 시간 임의시간 면적강우량의 연최대치 계열을 작성하고 이를 빈도해석하는 절차로 산정하는 것이 원칙이지만 우리나라는 충분한 동 시간 임의시간 강우량자료의 수집이 곤란하므로 다른 방안을 적용하는 것이 필요하다.현재 실무에서는 홍수량 산정지점별로 상류 유역면적에 대하여 관측소별 지점확률강우량을 산정하고 이를 Thiessen 방법 등으로 가중평균한 지점평균확률강우량을 산정한 후, 여기에 면적우량환산계수(areal reduction factor, ARF)를 곱하여 면적확률강우량을 산정하는 방안을 채택하고 있다.확률강우량 등과 같은 설계강우의 경우에는 시간분포를 알 수 없으므로 인위적으로 분포시키는 방법 수집되는 강우자료는 공간적으로 분포하고 있는 공간자료이며, 지점자료이다. 공간자료는 공간적으로 분포되지 않는 일반 데이터와는 다른 속성을 가지고 있으며 공간적인 위치가 데이터 발생의 중요한 변수로 적용될 수 있고, 인접 데이터와의 상관관계가 고려되어야 한다. 미계측 지역의 강우량 추정결과구분모의조건오차표준편차최대최소평균Thiessen218-101.546.4988.89Trend Surface Analysislinear395-256.560.61169.43Natural Neighbor171-158.519.9489.15IDWpower : 2, point : 12177-160.529.5588.47RBFregularized splineweight : 0.1point : 12409-211.596.38144.21tension spline220-175.546.3395.20Ordinary Krigingspherialpoint : 12168-166.524.9484.75circular168-167.525.3384.48exponential168-166.525.1684.71Gaussien201-183.540.1184.11linear173-170.527.7783.54Universal Kriginglinear with drift linear181-160.524.8380.58일반통계학에서는 데이터 발생에 있어서 사상의 독립성과 임의성을 기본가정으로 하지만, 우량관측소에서 측정되는 개별 강우사상은 인접 지역과 독립적이지 않으며, 임의적이지 않다(이준학 외 3명, 2010).따라서 보다 효과적인 강우분석을 위해 ArcGIS의 공간분석 기법을 적용하여 679개 지점의 2008년 연강우량을 바탕으로 미계측 지점의 강우량 추정을 모의하여 분석하였다. 티센법(Thiessen), Natural Neighbor, 경향면 분석법(Trend Surface Analysis), IDW(Inverse Distance Weighted), RBF(Radial Basis Function), 정규크리깅(ordinary 관측 자료가 보유기간이 짧거나 기록연수가 50년 미만으로 강우관측소의 자료를 이용한 지점빈도해석방법으로 확률강우량을 산정하기에는 큰 불확실성을 내포할 수 있다.따라서 자료 보유기간으로 인한 불확실성을 최소화하기 위해서는 많은 양의 자료를 확보하거나 지점자료가 부족한 경우 또는 미계측 지점에서 확률강우량을 추정하기 위해 제안된 방법으로 지역빈도해석을 이용하면 보다 효율적이고 정확한 확률강우량을 산정할 수 있다(정영훈 등, 2013).“한국형 설계 강우의 결정 방법 개발”은 지역빈도해석 기법 개발과 수공구조물 설계 시 적정한 유출수문곡선을 위해서 설계 강우의 시간분포를 개선하고자 한다.설계 강우의 시간 분포는 방법에 따라 첨두홍수량 및 유출수문곡선에 지배적인 영향을 미치며, 동일한 설계 강우라 할지라도 유출의 특성은 크게 달라질 수 있다. 국내의 경우 실무에서 많이 사용하는 Huff의 4분위법은 분위 선택에 있어서 실무자들의 결험에 의해 임의적으로 채택하여 이용하고 있는 실정이다(이정규 등,2006). 또한 “확률강우량도 개선 및 보완 연구(국토해양부, 2011)”에서의 절단수준(threshold)은 1인치로 미미하여 큰 호우를 구별할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.이와 같이 한국형 설계 강우량 방법을 개발하고 시간분포의 문제점을 개선하여 실무에서 보다 쉽고 정확한 방법을 사용할 수 있도록 “한국형 설계 강우의 결정방법 개발”에 대한 연구내용 및 연구방향을 제시하였다.빈도해석은 크게 지점빈도해석과 지역빈도해석으로 구분되며 우리나라의 경우 실무에서 지점빈도해석의 방법을 주로 사용하고 있으며 일반적인 절차는 와 같다. 지점빈도해석의 절차 지역빈도해석의 절차지점빈도해석의 절차를 살펴보면 우선 대상 유역 내 혹은 인근에 설치된 강우 관측소의 강우지속기간별 자료를 도시하여 그 형태를 파악한 후 자료의 결측치나 이상치를 판단하여 양질의 최대우량자료 계열을 구축한다. 그 후 자료의 통계적 특성을 판단하기 위해 예비적 해석으로 자료의 무작위성 검정을 실시하며 경향성 및 변동말한다.
1. 도로계획과업노선의 위치는 알제리 수도 알제에서 300~400km 남쪽의 고원지역에 있으며, 서쪽국경 모로코에서 동쪽국경 튀니지까지를 동서로 연결하는 총연장 1,020km 고속도로이다.과업의 정식 명칭은 ‘고원고속도로 기본 및 상세설계(중앙공구 505km)’이고, 대상지역은 티아렛 주(Tiaret Wilaya), 젤파 주(Djelfa Wilaya), 메데아 주(Medea Wilaya), 엠실라 주(M'sila Wilaya), 바트나 주(Batna Wilaya)의 다섯 개 지역이다. 과업기간은 당초 16개월이었으나 과업진행 중 본선과 연결도로 연장이 추가로 증가하게 되어 5개월이 연장된 21개월이 소요되었다. 도로의 연장 또한 당초 495km에서 505km로 증가하였다. 설계속도는 130km/hr이며 도로폭원은 장래 6차로 확장 가능한 왕복 4차로로 설계되어 32m이다. 기본 및 상세설계의 발주처는 알제리 국립고속도로공사(ANA, Agence Nationale des Autoroutes)로 최초계약기준 계약금액은 9,747,391 EURO이고, 한화로 약 230억 원이다.또한 알제리 설계업체인 SAETI에서 수행한 ‘고원고속도로 기본계획’ 내용을 토대로 수행한 기본설계의 업무범위는 다음 표1과 같다.(표 1) 기본설계 업무범위번호업 무주 요 내 용1최적노선대 선정300m 폭의 노선대 비교검토 및 최적노선대 선정2최적노선대 기술검토최적노선대에 대한 지형측량, 환경분석, 지질 및 지반조사, 교통조사3최적노선 선정대안노선별 다기준 분석을 통한 최적노선 선정4기본설계 도서작성보고서 및 도면 5부, 전산파일2002년에 수행된 ‘고원고속도로 기본계획’에서는 총 9개의 노선이 검토되었고, 대안노선에 대한 기술 분석과 건설비용을 조합한 내용을 바탕으로 기술, 환경, 경제적 요구에 적합한 최적노선을 선정하였다. 본 과업에서는 사회간접자본 확충 평가기준, 자연과 환경적 평가기준, 설계기준 및 기술적 특성 평가기준 등 크게 3가지 기준에 가중치를 부여하여 평가를 진행하였다.2. 기하구조1) 선형설계상세설계 선형설계는 기본설계단계에서 선정된 최적노선을 기본으로 S=1 :1,000 지형도 상에서 상세한 선형계획을 수립하는 단계이다. 평면선형과 종단선형의 조화를 고려하고, 설계기준에 부합하며, 구조물 계획, 지질 및 토질조사 자료, 지하 매설물 조사자료 등을 종합적으로 판단하여 기술적으로 합리적이고, 환경적으로 피해가 적은 선형을 설계하였다. 특히 본 과업노선은 장대 도시의 확장범위와 지역 간 균형발전을 고려하여 계획 중인 신도시 및 기존 도시를 최대한 우회통과 하도록 설계하였으며, 평면선형분석 결과는 표2와 같다.종단선형은 고원지역의 완만한 지형특성을 고려하여 가급적 3.0%이하의 종단경사를 적용하였고, 부득이하게 종단경사가 3%이상 되는 구간은 11,107m로 전체 연장의 2.2%를 차지한다. 종단선형분석 결과는 표3과 같다.(표 2) 평면선형분석결과구 분연장 (m)비율 (%)곡선부R≥1,500193,88738.4직선부311,36261,6합계505,249100.0(표 3) 종단선형분석결과구 분연 장(m)비율 (%)0.2%≤S〈2.0%464,38091.92.0%≤S〈3.0%29,7625.9S≥3.0%11,1072.2합계505,249100.02) 인터체인지 설계본 과업노선은 인터체인지는 주요 경유지에 대한 접근성, 주요 교차도로의 교통특성, 각 주의 의견 등을 종합적으로 검토하여 반영하였다. 정책적으로 고원고속도로는 무료로 운영하기로 결정됨에 따라 요금소가 없는 21개의 인터체인지를 계획하였다. 인터체인지 형식은 다이아몬드 형, 트럼펫 형, 클로버 형을 적용하였고 대표적인 형식은 그림1과 같다.(그림 1) 주요 인터체인지 형식다이아몬드 형트럼펫 형클로버 형CC, CWCW, RNRN3. 토공 및 배수토공설계는 측량 및 토질조사를 근거자료로 50m 측점별 횡단설계를 실시하였으며, 조사 결과 붕괴가능성이 있는 지역, 대절토 지역, 고성토 지역 등은 별도의 비탈면 안정검토를 실시하여 설계에 반영하였다. 흙쌓기 비탈면 경사는 10m 미만의 소규모 비탈면의 경우 알제리에서 최근에 시공된 동서 고속도로의 과거경험을 바탕으로 설정딘 아래의 표4와 같이 표준경사를 적용하였고, 흙쌓기 비탈면 높이가 10.0m 이상인 구간에는 비탈면 안정검토를 실시한 후 비탈면 경사를 결정하였다.(표 4) 흙쌓기 비탈면 경사 기준비탈면 높이(m)표준 경사비고0 ~ 51 : 1.55 ~ 101 : 2.010 이상1 : 2.5 이상안정성 검토 후 결정4. 교량본 과업에는 총 149개소의 연장 9,721m 교량이 계획되었고 형식별 현황은 그림2와 같다.(그림 2) 교량형식별 설계현황PSC BEAM교PSC BOC GIRDER교CW,RNRC RAHMEN교RN144개소 / 9,371m2개소 / 295m3개소 / 55m상세설계에서는 한국에서 적용한 사례를 바탕으로 25m, 30m, 35m, 40m의 네 가지 표준 PSC BEAM 경간장을 제안하였다.5. 터널 - 없음6. 포장본 과업의 포장규모 산정은 1998년 SETRA-LCPC(도로 및 고속도로 기술 설계부 - 교량 및 도로 중앙 연구소)에서 출판된 신설 포장 구조 형식 카탈로그에 의해 산정되었다. 포장층의 구성요소 및 포장두께는 표5와 같다.
1. population estimation after 20 yearsyearnumberpopulationlinear regression1*************9**************************4*************26*************27***************************************143*************16****************************************************1203539489212. estimating sewage flow ratewater consumption360L/person/daysewage consumption90%flow rate at the year of 203515850514L/day(my student ID)*0.00013212.1924daily mean flow12638.3218㎥/day526.5967㎥/hr0.1463㎥/sec3. grit chamber중력식 기준axial velocity0.3m/sec25920m/daysurface loading rate1800㎥/㎡/dayHRT(Hydraulic Retention Time)50sec30~60secdetention time60secvolume7.3138㎥area7.0213㎡effective length18meffective width0.3901meffective height1.25mvolume check8.7766㎥4. equalization basinthree times of hourly maximum flow1579.7902㎥Depth(H)3mvolume1579.7902㎥widthX22.9477mheightgiven3mlengthX22.9477m5. primary clarifierfor rectangular clarifierHRT2hr2~4hrvolume1053.1935㎥surface loading rate45㎥/㎡/day35~70㎥/㎡/dayarea280.8516㎡2.5~4mdepth(effective depth)X3.8mwidth2.2068.3828mW : H2.206 : 11~2.25 : 1length8.82433.5312mW : L1 : 41 : 3 이상area check281.0853㎡volume check1068.1243㎥for circular clarifierHRT2hr2~4hrvolume1053.1935㎥surface loading rate35㎥/㎡/day35~70㎥/㎡/dayarea361.0949㎡2.5~4mdepth(effective depth)X3.07mdiameter721.49mW : H7 : 16~12 : 1area check362.5288㎡volume check1112.9633㎥6. secondary clarfierfor rectangular clarifierHRT3hrvolume1579.7902㎥3~5hrsurface loading rate31㎥/㎡/day20~30㎥/㎡/dayarea407.6878㎡depth(effective depth)X3.84m2.5~4mwidth27.68mW : H2 : 11~2.25 : 1length1453.76mW : L1 : 51 : 3 이상area check412.8768㎡volume check1585.4469㎥for circular clarifierHRT3hr3~5hrvolume1579.7902㎥20~30㎥/㎡/daysurface loading rate31㎥/㎡/dayarea407.6877987㎡2.5~4mdepth(effective depth)X3.83mdiameter622.98mW : H6:016~12 : 1area check414.5431㎡volume check1587.7001㎥7. disinfection tankHRT15min0.25hrlarger than 15mineffective depthX3mvolume131.6492㎥width6.6244mlength6.6244mvolume check131.6492㎥8. discharge sludge tankHRTgiven10min0.166666667hreffective depth1.5mvolume87.7661㎥width7.6492mlength7.6492mvolume check87.7661㎥9. activated sludge tankBOD_5125mg/Lµ_maxK_sk_dYremove30%Unit1/daymg/L1/dayMLVSS/gBOD_5MLSS2000mg/LValue5600.060.6MLVSS1500mg/L75% of MLSSto achieve an effluent quality of 5mg/L of BOD_5(1) Mean cell residence time(day)3.0806days(2) Hydraulic residence time(day)S_087.5mg/L0.0858day(3) Aeration tank volume(㎥)Q12638.3218㎥/dayvolume1084.3680㎥(4) The mass solids production(kg/day)P_X528.0038kgMLVSS/day704.0051kgMLSS/day(5) The volume of waste solids production(㎥/day)assume that the secondary clarifier solids are 1% solids ; assume that cells have a density of watervolume of solids52800.3806L/day52.8004㎥/day(6) The aeration requirementsvolue of air per time ; assume a transfer efficiency of 20%N_025mg/LN_e0mg/Lf0.65O_23047273.181g/day3047.2732kg/day"O_2,design"30472.7318kg/dayM_A131347.98kg/dayV_A68303.68㎥air/day
1. Population estimation after 20 yearsyearpopulation*************224*************0227*************00631***************************************201533128yearpopulationlinear regression*************9****************************************************7*************8**************************3*************3*************3*************351202025(10 years later)420212035(20 years later)489212. Estimating sewage flow rateWater consumption360L/person/daySewage conversion rate90%Flow rate at the year of 203515850514L/day(my student ID)*0.00013212.1924-Daily mean flow12638.3218㎥/day526.5967㎥/hr0.1463㎥/sec3. Grit chamber평균유량(Daily mean flow)에 수리학적 체류시간(Hydraulic Retention Time)을 곱하여 Grit chamber의 Volume을 구할 수 있으며, 평균유량을 Surface loading rate로 나누어 Area를 계산할 수 있다. Effective Length, Width, Height는 하수도 시설기준(2011)의 중력식 침사기준에 따라 계산한다.L=V TIMES T#W= {Q} over {V TIMES T TIMES v}#H=T TIMES v하수도 시설기준(2011)에 의해 수리학적 체류시간(HRT)은 30~60 sec를 만족해야 한다.Axial velocity(V)0.3m/sec25920m/daySurface loading rate(v)1800㎥/213㎡Effective length(L)18mEffective width(W)0.3901mEffective height(H)1.25mVolume check8.7766㎥4. Equalization basin특별한 기준이 없으므로 정사각형으로 설계하였다.Three times of hourly maximum flow1579.7902㎥Depth(H)3mVolume1579.7902㎥WidthX22.9477mHeightgiven3mLengthX22.9477m5. Primary(First) clarifier하수도 설계기준(2011)에서 1차침전지의 직사각형 침전지 설계 시 HRT는 2~4hr 이내, 표면 부하율은 35~70 ㎥/㎡/day , Depth는 2.5~4m를 만족해야 한다. 또한,W : H = 1~2.25 : 1 이므로 2.206 : 1 ,W : L = 1 : 3 이상이므로 1 : 4 의 비율로 설계하였다.평균 유량에 수리학적 체류시간(HRT)를 곱하여 구하고자 하는 침전지의 최소 Volume을 계산할 수 있다. 또한 평균 유량을 Surface loading rate (표면부하율)로 나누어 침전지의 Area를 계산할 수 있다. Depth를 설정하고, Width와 Length에 해당하는 비율을 곱하여 각 값을 구할 수 있다. Width와 Length를 곱하여 Area를, Area에 Depth를 곱하여 Volume을 확인하여 구한 값에 만족하도록 한다.For rectangular clarifierHRT2hrVolume1053.1935㎥Surface loading rate45㎥/㎡/dayArea280.8516㎡Depth(Effective depth)X3.8mWidth2.206X8.3828mLength8.824X33.5312mArea check281.0853㎡Volume check1068.1243㎥하수도 설계기준(2011)에서 1차침전지의 원형 침전지 설계 시W : H = 6~12 : 1 이므로 7 : 1 의 비율로 설계하였다.각 값을 구하는 과정은 직사각형 침전지와 urface loading rate35㎥/㎡/dayArea361.0949㎡Depth(Effective depth)X3.07mDiameter7X21.49mArea check362.5288㎡Volume check1112.9634㎥6. Secondary clarifier하수도 설계기준(2011)에서 2차침전지의 직사각형 침전지 설계 시 HRT는 3~5 hr를 만족하고, 표면부하율은 20~30 ㎥/㎡/day, Depth 2.5~4m를 만족해야 한다. 또한,W : H = 1~2.25 : 1 이므로 2 : 1 ,W : L = 1 : 3 이상이므로 1 : 7 의 비율로 설계하였다.구하는 과정은 1차침전지의 계산과정과 동일하다.For Rectangular clarifierHRT3hrVolume1579.7902㎥Surface loading rate31㎥/㎡/dayArea407.6878㎡Depth(Effective depth)X3.84mWidth2X7.68mLength14X53.76mArea check412.8768㎡Volume check1585.4469㎥하수도 설계기준(2011)에서 1차침전지의 원형 침전지 설계 시W : H = 6~12 : 1 이므로 6 : 1 의 비율로 설계하였다.구하는 과정은 1차침전지의 계산과정과 동일하다.For circular clarifierHRT3hrVolume1579.7902㎥Surface loading rate31㎥/㎡/dayArea407.6878㎡Depth(Effective depth)X3.83mDiameter6X22.98mArea check414.5431㎡Volume check1587.7001㎥7. Disinfection tank수리학적 체류시간은 15분 이상이어야 하며, Depth, Width, Length의 비율 등에는 특별한 기준이 없으므로 정사각형으로 설계하였다.HRT15minEffective depthgiven3mVolume131.6492㎥Width6.6244mLength6.6244mVolume check131.6492㎥8. DisVolume87.7661㎥Width7.6492mLength7.6492mVolume check87.7661㎥9. Activated sludge tankA completely mixed activated sludge plant is to be designed for a new WWTP. A treatability study has been made using a pilot plant, and the following data have been obtained: influent BOD? = 125 mg/L, 30% of the influent BOD? is removed by primary clarification and grit chamber, MLSS = 2,000 mg/L, MLVSS = 75% of MLSS, and the biokinetics rates are shown at the following Table. An effluent quality of BOD? is 5mg/L.mu _{max}K _{s}k _{d}YUnit1/daymg/L1/dayMLVSS/gBOD?Value5600.060.6(1) Mean cell residence time(day){1} over {theta _{c}} = mu _{max} ( {S} over {K _{s} +S} )-k _{d} =5 TIMES {5} over {60+5} -0.06=0.3246THEREFORE `` theta _{c} `=`3.081`days(2) Hydraulic Retention Time(day)S _{0} =BOD _{5} TIMES (1-0.3)=87.5mg/Ltheta = {theta _{c} Y``(S _{0} -S _{e} )} over {MLVSS``(1+k _{d} ` theta _{c} )} = {3.081 TIMES 0.6 TIMES (87.5-5)} over {1500 TIMES (1+0.06 TIMES 3.081)} =0.0858THEREFORE `` theta `=`0.0853218 TIMES 0.0858=1084.368`m ^{3}(4) The mass of solids production(kg/day)P _{X} =Q TIMES {Y} over {1+k _{d} ` theta _{c}} TIMES (S _{0} -S _{e} )=12638.3218 TIMES {0.6} over {1+0.06 TIMES 3.081} TIMES (87.5-5)##```````````=528.0038kgMLVSS/day##```````````=704.0051kgMLSS/day(5) The volume of waste solids production(㎥/day) : Assume that the secondary clarifier solids are 1% solids ; assume that cells have a density of waterVol _{s} = {P _{X}} over {1%} TIMES rho = {704.0051} over {0.01} TIMES 1=70400.51`L/day`=`70.4005`m ^{3} /day(6) The aeration requirements : volume of air per time ; assume a transfer efficiency of 20%O _{2,theoretical} = {Q(S _{0} -S _{e} )} over {f} -1.42P _{X} +4.57Q(N _{0} -N _{e} )N _{0} =25`mg/L``,`````N _{e} =0`mg/L``,`````f=0.65O _{2,`theoretical} =3047273.2`g/day`=3047.2732`kg/day`O _{2,design} =2 TIMES {O _{2,`theoretical}} over {transfer```efficiency} =2 TIMES {3047.2732} over {0.2} =30472.732`kg/dayTHEREFORE `M _{A} `=` {O _{2}} over {0.232} =131347.9819``ay