도심지역 싱크홀 막는 국내기술 개발됐다

가소성, 속경성 등 하수관로 뒤채움재 개발 성공

지반 공동 발생해도 하수관 손상을 막을 수 있어

아주경제 배군득 기자 = 시공 후 빠르게 굳어 다짐 작업이 필요 없는 하수관로 유동성 뒤채움재가 새로 개발돼 하수관로 침하를 예방할 수 있는 길이 열렸다.

환경부와 한국환경산업기술원은 지반침하와 도로함몰 주요 원인으로 꼽히는 하수관로 침하를 근본적으로 예방할 수 있는 가소성(假塑性) 뒤채움재를 최근 개발하고 현장 시험시공을 20일 충남 당진시에서 완료했다.

이번 뒤채움재는 화력발전 등 산업 부산물로 나오는 재(Fly ash)와 알루민산칼슘(Calcium aluminate)계 결합재를 활용해 개발됐으며 처음에는 물에 갠 밀가루처럼 유동성을 지니지만 하수관거 부설 현장에서 타설하면 3~4시간 이후 굳어져 하수관로를 감싸게 된다.

하수관로를 시공할 때 먼저 하수관이 지나가는 자리를 굴착하고 그 자리에 뒤채움재를 깔고 그 위에 하수관로를 설치한 다음 다시 뒤채움재로 덮는 과정을 거친다. 뒤채움재는 하수관로를 감싸 하수관 파손을 최소화하는 역할을 한다.

흙을 활용한 기존 뒤채움재는 하수관 누수 시 물에 쓸려가 버릴 수 있고 하수관로 아래에 공동(空洞)이 발생하면 지반 무게로 인해 하수관이 파손돼 지반침하를 유발했다.

이에 반해 가소성 뒤채움재는 하수관로 하부에 공동이 발생해도 하수관 모양을 유지해 파손을 방지하며 굳는 성질 때문에 하수관 누수에도 영향을 받지 않아 지반침하를 막을 수 있다.

또 가소성 뒤채움재는 빨리 굳는 속경성(速硬性)을 가져 긴급한 공사에 유용하게 활용될 수 있고 굳은 후에는 물 속에서 분리가 일어나지 않는 특성 때문에 지하수가 유입돼도 유실되지 않아 공동 발생을 최소화하는 역할을 한다.

도시 지역은 주택이나 지하 설비가 밀집해 하수관로 설치 시 넓은 공간이 필요한 다짐 작업이 불가능해 하수관로 설치가 어려웠지만 이번 가소성 뒤채움재는 별도 다짐 과정이 필요 없어 공간이 협소한 지역에서도 하수관로를 설치할 수 있다.

이와 함께 유동 상태 가소성 뒤채움재는 협소한 지역에서도 간편하게 필요 공간을 채울 수 있고 콘크리트만큼 딱딱하게 굳지는 않기 때문에 추후 노후 하수관로 보수·교체 시에도 재굴착 작업을 쉽게 진행할 수 있다.

환경산업기술원은 가소성 뒤채움재가 지하 공동 발생으로 인한 지반 침하를 근본적으로 방지할 수 있고 주거 밀집지역의 보수공사에도 쉽게 활용될 것으로 기대했다.

이번 연구는 환경부가 추진하는 환경산업선진화기술개발사업의 일환으로 케미우스코리아와 한국건설기술연구원이 지난해부터 공동으로 기술개발을 진행해 왔다.

특히 시험시공 과정에서 신규 가소성 뒤채움재로 시공한 부분은 기존 뒤채움재와 달리 하수관로 하부에 공동이 발생하여도 뒤채움재가 관의 파손을 방지하여 지반침하가 일어나지 않는 것을 확인했다.

김용주 한국환경산업기술원 원장은 “이번 기술개발을 계기로 노후하수관로 파손과 지반침하를 예방하고 국민 불안 해소와 안전한 사회 조성을 위해 최선을 다할 것”이라고 말했다.

◆용어설명

▲뒤채움재 = 구조물의 뒤쪽 틈에 양질의 흙, 잡석, 자갈 같은 견고한 재료를 채워서 구조물의 안정성을 증대시키는 재료

▲다짐 작업 = 하수관로 하부 및 주변에 뒤채움을 한 후 간극 내의 공기를 배출시켜 뒤채움재가 잘 채워지도록 단단하게 하는 과정

▲가소성 = 외력이 존재하면 유동성을 가지나, 외력이 없어지면 그 형태를 유지하는 성질