상하수도 자재 지진에 무방비

상하수도 자재 지진에 무방비

상수도 시설규칙등강제성 없어

지진으로 사고 이후에야 대책 세울까

신축가동관, 소형 주름파이프 등은 내진용

 

1978~2009 지진발생현황(기상청 지진센터 제공)

우리나라도 매년 지진 발생 빈도가 증가하는 추세로 결코 지진 안전지대는 아니다. 기상청 발표에 의하면 지진발생빈도는 꾸준히 늘어 78년 6건 대비 2009년에는 무려 60건으로 10배가 증가했고, 2010년 12월 20일까지 42건의 발생중 진도 3.0 이상은 5건 이다. 일본이나 세계 수준에 비할 바는 아니지만 그렇다고 안심할 수준이 아니다.

상수시설의 70%이상을 차지하고 있는 송수관 및 배수관로는 일반적으로 지표면 근처에 매설 된 선상구조물로 많은 종류의 시설물과의 다양한 조건을 갖고 포설되어 지진에 의한 영향을 받기 쉽고 그 피해 또한 치명적이며 그 복구에 있어서도 시간이 필요하며 장시간에 걸쳐 광역단수를 피할 수 없다. 더구나 복잡한 도시지역의 어지러운 가스, 전력선 등 각종 매설물들에 의한 위험은 상상하기 어렵다.
인간이 물 없이 생존 할 수 있는 기간은 1주일 정도. 복구도 문제지만 복구 후에도  수질과 위생에 커다란 문제가 있어 수인성 전염병을 비롯한 각종 인명피해는 물론 복구에 필요한 용수부족으로 전체 국가기반시설복구에 드는 시간과 비용도 가중될 수밖에 없다.

정부에서도 이러한 심각성을 인지해 2008년 자연재해대책법에서 분리해 지진재해 대책법을 제정했으며 환경부는 최근 상수도시설기준을 개정하면서 내진설계에 대한 부분을 강화하였다. 그러나 인간이 필수조건인 물길의 기본 법인 수도법 시행규칙에 내진설계에 관한 세부사항이 없어 지진에 허약한 점이 큰 문제로 남아있다.
상수도 시설의 내진화를 위해서는 각 시설별 내진화에 국한하지 말고 하나의 시스템으로서 전체적인 내진성 향상에 노력하는 것이 중요하다. 도수로, 송ㆍ배수간선 등이 지진으로 피해를 입게 되면 신속한 복구가 어렵고 장기간을 소요하게 된다.
따라서 상수도시설의 중요한 부위에는 내진성이 있는 자재를 사용하여야 하고, 수밀성의 확보가 필요한 부분과 지진에 의하여 상대변위(相對變位)가 발생 할 수 있는 구조물의 연결부위에는 신축성이 있는 내진 조인트를 설치하는 등 변위의 흡수와 응력의 완화가 가능한 구조로 하는 것이 바람직하다.

국내 유관 업체들도 지진에 대한 새로운 기술을 접목한 부품개발에 미온적인 것도 지진대비를 어렵게 하고 있다. 최근 급속히 개발이 진행되는 것 중의 하나로 내진성능 특히, 지진력의 영향을 감쇄시키는 면진 성능이나 지반변화에 따른 충격 흡수 성능을 갖도록 설계되어 있는 신축가동관, 홈조인트, 익스팬션 조인트, 후랙시블 조인트 등이 있으나 부분적으로 사용되고 있어 지진에 완벽하다고 할 수 없다.
하지만 아직까지 내진성능 반영된 제품은 일본제품이 대부분이거나 고가·고급제품으로 원자력·가스관 등에만 주로 사용되고 상수도에 적용이 낮다. 

국내에서는 신진 정공(대표이사 김재호, 68)이 주철의 물성을 맞춰가면서 고급제품에 쓰는 신축관기술을 적용한 덕타일 주철 신축가동관을 개발해 주목받고 있다. 3Km마다 하나씩 들어가게 되어있어 진도 7의 강진에도 대비가 가능하다는 설명이다. 신축 기능은 중앙의 2중관을 빼고 넣는 구조이며, 볼 부분의 마찰 회전으로 휘어진다. 편심기능은 2개소 볼 부분 각 역방향 회전에 의해 얻어지며, 허용 편심량은 볼 중심간 길이(L)에 의해 결정된다. 편심만을 흡수하고 싶을 경우 구속 장치를 삽입하여 신축 작동 정지도 가능하고, 3개소 가동부의 축방향 회전도 가능하다.

제품 출시에 앞서 신진정공 이동춘 사장(54)은 국․내외 내진설계 기준을 조사 분석한바 있다. 우리나라 상수도 송수관 및 배수관로에 접합한 시제품(호칭지름 100A/300A/600A)을 연구․개발하고 시험 및 평가함으로써, 지진 충격과 지반의 상대변위를 충분하게 흡수할 수 있는 관망이음(신축가동관)의 유효성을 확인했다. 조사 분석 결과를 바탕으로 상수도 송수관 및 배수관로의 관망연결 부위에 사용되는 신축가동관의 내진설계 기준의 표준화를 제안한바 있다. 또 부덕실업의 주름파이프도 내진설계에 맞는 수도관으로 주목되어 서울시 등에서 일부 사용되고 있다.

이 사장은 “매설 조건 중 신축관은 사용압력에서 수돗물이 누수 되지 않는 것으로 선택하지 않으면 안 된다. 지진에서도 유체수송 기능이 가능한 내진관 사용이 원칙이다. 밸브삽입부 등 연속 일체 경우는 전후에 이음관 등을 삽입함으로써, 관로의 신축․가동성을 갖도록 하는 것도 매우 중요하다. 내진설계는 지진동 및 배관 루트 지반의 제원 등을 사용, 지진 시 지반의 변형률과 관측방향응력 및 신축관의 관축방향 상대 이동량(신축량), 관축의 직각방향 상대 이동량(굴곡각도) 계산이 우선 되어야한다.”는 점을 강조했다.
또한 (주)한국주철관공업에서도 내진설계관인 덕타일 주철 신축가동관이 정식으로 개발되어 있다. 제품설계는 되어 있지만 아직은 시판되지는 않았다. 수도관과 수도관을 연결하는 이음관에 내진설계가 되어 있는 상황이다. 내진성능과 환경적 측면에서 국민의 안전에 기여하는 강관인 것이다. 

서울시에서는 2009, 2008년 내진성능평가를 하여 내진보강을 하였고 각 지자체들이 내진설계를 반영하고 있다. 이에 대해 전문가들은 그 기준이 모호한 상태라 강진이 발생했을 때 보장할 수 없다는 평가와 아직까지 우리나라에서 강진에까지 대비해야하는 것은 시기상조라는 견해가 엇갈린다. 요즘 생산되는 관로자재의 수명은 100년 이상인데 언제 올지 모르는 지진에 대비하는 적기는 언제이고 노후관 교체사업이후 또다시 내진설계를 위한 예산을 2중으로 지출할지는 의문이다.

선진국의 경우 지진에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으나, 우리나라의 경우 지진에 대비한 관로의 안전성에 대한 대책은 초보단계이며 나아가서 대규모의 지진이 발생할 경우 관로의 안정성을 확보하기 위해 구체적으로 상수도시설의 내진설계기준이 확정되어 있지 않아 이에 대한 기준 마련이 시급히 요구된다. 또한, 이에 따른 내진설계와 관련된 배관자재에 대한 성능평가 기준도 표준화가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 계획적이고 단계적인 내진보강이 필요하다.

윤덕남(ydn@elnews.co.kr)

 

 

 

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