지하수 관정비용 개발방법 대공 소공

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지하수 굴착우물은 Drilled Well로 소공과 대공으로 나눌수 있다.

얕게 파는것은 소공, 깊게파는 물은 대공으로 부르며, 깊이 팔수록 지하 암반수를 얻을 수 있다.
지하수의 사용용도를 감안하여 소공으로 팔지, 대공으로 팔지 결정할 일이다.

지하수 굴착 우물은 회전식 또는 충격식 착정기를 이용하여 암반층을 굴착하여 대수층을 개발하는우물로서, 굴착시 생성된 암편은 배일러(bailer)나 모래펌프(sand pump) 또는 압축공기 등을 이용하여 제거해 낸다.
이 형식의 우물은 크기에 따라 소형 관정과 대형관정으로 분류하기도 한다.

지하수 관정 형식

가. 소공 : 소형 관정

소형 착정기를 이용하여 직경 75～100㎜ 내외로 지하 10～20m 정도의 심도로 굴착한 후 구경 40～50㎜ 내외의 철제 또는 PVC 유공관을 공내에 설치하여 지하수를 개발하는 방식의 우물이다.
소형 관정 개발 대상지역으로는 충적층 발달 심도가 얕은 화성암 및 변성암 분포지역으로서 광물 구성입자가 조립이고 풍화대가 양호하게 발달한 지역이 유리하다.

나. 대공 : 대형 관정

대구경 착정기를 이용하여 150～600㎜ 공경으로 암반층을 굴착하여 대수층을 개발하는 방식의 우물이다. 소형 관정에서보다 다량의 지하수를 개발하고자 할 때 사용되는 우물로 굴착깊이는 수백m에 이르기도 한다

지하수 굴착방법

대상지역의 분포 지질, 우물의 구경 및 예상 심도 등을 고려하여 다음의 굴착방법 중 가장 효율적인 굴착방법을 선택한다.

가. Cable Tool(Percussion Method)

굴착을 위한 뾰족하고 무거운 추를 반복적으로 들었다 놓았다 하면서 단단한 암석을 파쇄하는 방법으로 굴착을 한다. 미고결층의 굴착시에는 공벽을 지지하기 위하여 굴착전 몇 미터씩 케이싱을 삽입한 후 굴착하며 물을 주입하여 슬러지를 만든 후 양수관 또는 펌프를 사용하여 암편을 제거한다.

나. 회전식 방법(Rotary Method)

여러 톱니가 달린 파이프를 돌림으로써 굴착하는 방법으로 원활한 회전과 암편의 제거를 위하여 유체를 주입하며, 유체의 주입방법에 따라 정회전방법과 역회전방법으로 분류된다. 정회전 방법은 유체를 안쪽으로 주입하여 바깥쪽으로 배출시키며 역회전방법은 반대로 바깥쪽으로 주입하여 안쪽으로 배출한다. 이 방법은 미고결 퇴적물이 두꺼운 지역에서 높은 산출량을 필요로 할때 사용한다. 한편, 에어로터리 방법은 굴착시 유체를 주입하는 대신에 고압공기를 주입하여 암편을 제거하며 주로 고결암반층 굴착에 효과적으로 요즘의암반관정 개발에 많이 사용된다.

다. 충격식 방법(Hydraulic Percussion Method)

에어해머 드릴 등을 이용하여 굴착 로드를 짧은 시간 간격으로 여러 번 충격을 주어 굴착하는 방법이다. 이 방법은 굵은 자갈로 구성된 충적층을 굴착할 때 유용하며 슬러지 제거에는 압축공기를 사용한다.

라. 분사 방법(Jetting Method)

파이프 아래에 비트를 달아 고압으로 물을 분사하는 동시에 비트의 진동으로 굴착한다. 이 방법은 미고결층에서 15㎝ 이하의 소구경 굴착을 할 때 주로사용한다.

마. 오거 방법(Auger Method)

오거 방법은 자갈 등의 암석덩어리를 포함하지 않고 있는 미고결층에 한정하여 사용할 수 있다. 이 방법은 보통 우물개발시에는 사용하지 않으며 대신지질공학적인 지반조사에 필요한 시험용 우물 굴착시 사용한다.

바. 타설우물(Driven Well)

타설우물(Driven Well)은 소구경으로 비교적 자갈 등이 없는 부드러운 지층에서 개발할 수 있으며 보통 15m 심도까지 굴착이 가능하다.

지하수 설치도

다음은 지하수 개발 이용시설 표준도 나형으로 스키린 또는 스트레이너를 설치하고 지상에 모터펌프를 설치하여 사용하는 경우의 표준도이다.

표준도는 가형 나형 다형 라형 마형 바형 사형동의 7가지 지하수 개발 이용시설 표준도가 있다.

지하수 개발 (우물) 표준 시방서

시공순서

우물개발
우물세척
공내 물리검층
양수시설물설치
양수시섬
수질검사

우물굴착

우물자재(케이싱) 설치

◦ 일반사항
- KS 규격의 자재를 사용함을 원칙으로 한다.
- 설치자재는 충격으로 찌그러지지 않도록 각별히 유의하여야 한다.

◦ 암반지하수를 개발 대상으로 하는 우물

- 토사 및 충적층을 굴착한 후, 해당구간에 흙막이 케이싱을 설치하여 굴착공벽의 무너짐을 방지한다.
- 설치된 흙막이 케이싱 아래의 연암층을 최소한 100cm이상 굴착한다.
- 흙막이 케이싱 안으로 연암층 굴착 구간까지 외부케이싱을 설치한다.

◦ 충적층지하수를 개발 대상으로 하는 우물

- 지표면이하로 300cm이상 깊이까지 굴착한 후, 흙막이 케이싱을 설치하여 굴착공벽의 무너짐을 방지한다.
- 흙막이 케이싱 설치구간 아래를 굴착하여 무공관과 유공관이 혼합된외부케이싱을 설치한다.
- 지하수면 상부까지는 무공관을 설치하고, 지하수면 하부의 대수층 구간에는 유공관을 설치한다.
- 외부케이싱 설치와 동일한 방법으로 내부케이싱을 설치한다.

◦ 지상여유고

우물자재(케이싱)는 현지의 지형여건을 고려하여 공내에 이물질이 유입되지 않도록 지표면위로 30cm이상 돌출되어야 하며, 이는 우물심도와 무관하다.

다. 그라우팅

케이싱의 외부 표면을 보호함으로써 우물의 내구연한을 연장시킴과 아울러 투수성 미고결지층과 암반 접촉부를 안정시켜 지표 및 지하 오염물질의 유입을 방지하기 위하여 시행한다.

◦ 두께 및 깊이
지표 및 지하 오염물질의 유입 방지를 위한 그라우팅은 외부 케이싱의 표면으로부터 5cm 이상의 두께가 되도록 하며, 깊이는 암반관정인 경우지표에서 암반선 경계부 아래로 1m이상 깊이까지, 충적층 관정인 경우지표면이하 3m 깊이까지 시행함을 원칙으로 한다.

◦ 재 료
그라우팅 재료는 체적상으로 3%의 벤토나이트를 함유한 시멘트 혼합물을 기준으로 하고 급결재 사용도 가능하다. 단, 물과 시멘트 혼합물의 중량

지하수 업무수행지침
비는 물:혼합물 = 1:2로 하여 최대한 수축을 방지한다.
◦ 방 법
그라우팅은 재료의 분리작용을 방지하고 외부 물질의 혼합을 방지할 수있도록 상향주입식(예: 압축공기에 의한 역순환) 방법으로 실시한다.

라. 굴착 및 공곡 방지

지층을 굴착할 때에는 공곡 방지를 위하여 다음 사항을 준수하여야 한다.
◦ 굴착장비는 수평이 유지 되도록 견고하게 설치하여야 한다.
◦ 적정한 굴착압력과 스핀들 회전으로 설계 심도까지 굴착하여야 한다.
◦ 롯드의 연결나사 조임상태가 양호하여야 한다.
◦ 굴착시에는 반드시 적정규격의 드릴칼라(drill collar) 또는 스태빌라이져(stabilizer)를 장착하여야 한다.
◦ 굴착으로 발생하는 파쇄 암편은 항시 깨끗하게 제거하여야 한다.

마. 지층판단

굴착 지층은 기술적인 중요 자료로서 작업일보에 정확히 판단 기재하여야하며, 일정 깊이마다 지층 시료를 채취 관리토록 한다.

바. 굴착 지층의 붕괴 방지

◦ 암반지하수를 개발 대상으로 하는 우물의 경우, 굴착 도중에 공벽의 유실이 확인되는 경우에는 설계 심도까지의 굴착을 위해 스크린 또는 스트레이나가 제작된 내부케이싱을 설치한다.

◦ 굴착 후에 공벽의 유실이 예상되는 경우에도 스크린 또는 스트레이나가 제작된 내부케이싱을 설치한다.

◦ 그 밖에도 지층조건에 따라 필요한 경우에는 스크린 또는 스트레이나가 제작된 내부케이싱을 설치한다.

◦ 내부케이싱 자재는 수질에 무해한 재로를 사용한다.

◦ 스크린 또는 스트레이나의 개공 규격은 굴착 지층의 대표시료를 채취, 체분석 결과를 토대로 결정한다.

◦ 충적층지하수를 개발 대상으로 하는 우물의 경우에는 굴착 공벽과 내부케이싱 사이의 공간을 반드시 충진력으로 채워야 한다. 충진력의 크기는대수층 구성물질의 입도 분석 결과를 토대로 결정한다.

사. 작업장 설치 및 해제

굴착시 공곡 방지와 안정된 작업의 수행을 위하여 작업 반경에 해당하는 면적은 정지작업 후에 공사에 임하고, 작업 완료 후에는 굴착 암편 및 잔토를제거하고 훼손된 토지는 원상복구 한다.

아. 우물 세척

◦ 공내 세척
우물 굴착이 완료되면 이수 및 굴착 암편의 침전을 방지하기 위하여 즉시 공기 압축기를 사용하여 공내 세척작업(에어써징)을 시행한다.

◦ 세척 시간
공내 세척은 이수 및 굴착 암편이 깨끗하게 제거될 때까지 시행한다.

차. 대가 지급 및 수량 변경

◦ 우물 굴착 심도 및 자재 설치 수량은 추정에 의한 것이므로 현지 여건에 따라 변경될 수 있기 때문에 시공 후 확인을 거쳐 수량을 변경하여 정산한다.

◦ 대가 지급은 내역서에 입찰한 m당 단가에 의하며, 단가에는 지층 굴착및 자재 설치에 소요되는 인건비, 재료비, 기계경비 및 손료와 기술 업무비가 포함된다.

부대조사 및 시험

가. 물리검층
◦ 굴착이 완료된 우물에 대하여는 전기검층, 감마선검층, 공경검층 등 물리검층을 실시하여야 한다.
◦ 물리검층 성과를 토대로 공내 지층의 변화 상태, 대수층의 분포, 파쇄대의 위치 및 크기 등을 분석, 평가하여야 한다.

나. 대수성시험

◦ 공통사항

대수성시험에 관한 사항은 7.2. 지하수 기초조사의 방법에 수록된 대수성시험편을 참조한다.

다. 수질검사

◦ 물시료는 양수시험 종료 단계에서 적당량(약 5ℓ)의 시료를 채취한다.
필요시 대수층에 대한 단계별 수질검사를 위한 시료를 채취할 수 있다.

◦ 채취한 지하수 시료에 대하여 용도에 따른 수질 기준항목에 대하여 지하수법에 규정된 수질검사 전문기관에 의뢰하여 수질검사를 실시한다.