새만금방수제동진4공구건설공사기본설계(t/k) ·...

▲⃝유신기술회보 _설계사례

The Saemangeum dyke connecting the Gunsan-si with Buan gun was finally constructed and

revealed its splendor as the longest(33km) in the world, on the 27th of April 2010. It is the result by

Korean technologies and pride for 19 years and 8 months since it started in 1991 .

The Saemangeum Project performs the global mission as an economic center in the Northeast Asia

by securing 28,300ha reclaimed land and 11,800ha lake.

In addition, it proceed on the comprehensive action plan in view of an international reputation and

competitiveness to division into 8 sites for agriculture, industry, multifunctional city, science study,

new & renewable energy and the ecological environment etc.

The Section 4 of Saemangeum Project, Dongjin, is supposed to build the lake dyke along the

Dongjin river in order to secure enough land in the Saemangeum area and consequently to be a leader

of the global city in the future.

Various eco-friendly and advanced design technologies were employed in order to construct

SaeTeoul, environment-human's new city. The gate of the Saemangeum dyke applied the advanced

precedent of a slide type. Moreover, the themes of the landscape are figuration of the SaeTeoul to

mean a nature-human's new home for constructing a new landmark of the Saemangeum Ariul(=

Saemangeum water city).

Especially, the two methods, discharging dredged soil by laboratory experiment using soil model

container and building embankment, were employed. These will contribute to design technology

using dredged soil in the part of design soil properties and use of dredged soil.

새만금방수제동진4공구건설공사기본설계(T/K)

박석성1) 심재만2) 김용태3) 조흥재4) 최병철5)

1) 임원실 사장·도로 및 공항기술사([email protected])2) 도로본부 전무·도로 및 공항기술사([email protected])3) 도로본부 이사·도로 및 공항기술사([email protected])r

4) 지반본부 이사·토질 및 기초기술사([email protected])5) 지반본부 차장([email protected])

284_제17호

1. 서론

2. 농어업토목분야

3. 도로및구조분야

4. 지반조사및설계분야

5. 기계·건축·전기분야

6. 조경및경관분야

7. 결언

21-284-299 새만금방수제동진.ps 2010.12.15 10:7 PM 페이지284

새만금 방수제 동진4공구 건설공사 기본설계(T/K)

www�yooshin�co�kr_285

1. 서론

지난 2010년 4월 27일, 군산~부안을연결하는

세계최장의방조제33Km를건설한역사적인새

만금방조제가드디어전세계에그위용을알렸다.

대한민국의기술력과자부심으로축조된글로벌

명품새만금은지난1991년착공이래약19년8개

월여만에이룩한성과이다.

새만금 사업은 방조제 축조로 확보된 간척토지

28,300ha와호소 11,800ha에동북아경제중심

지로서의글로벌미션을담당하고새만금이보유한

강점을감안하여농업, 산업, 복합도시, 과학연구,

신재생에너지, 생태환경용지의 8가지용지를설정

하여 세계적인 명품성과 경쟁력 확보를 감안하여

종합실천계획(안)에따라진행하고있다.

미래의새만금은경제와산업, 관광을아우르면

서동북아경제중심지로비상할녹색성장과청정생

태환경의“글로벌명품도시”로성장을목표로하고

있다.

본새만금방수제동진4공구건설공사T/K는미

래의명품글로벌도시인새만금내부토지의조기확

보를 목적으로 동진강 수역에 방수제를 축조하는

사업으로서발주되었다.

[그림 1.1] 새만금 내부 토지개발 계획도 및 세계 최장의 방조제 전경

2. 농어업토목분야

2.1 기본 방향

동진강수역의방수제축조라는본사업의특성

상핵심이되는부분으로서, 설계의기본방향으로

는다양하고심도있는수리수문분석결과를토대

로치수안전성을확보하였으며, 친수활동이가능

하고담수호의생태계보전및회복이가능한다기

능친수공간계획을수립하여기건설된새만금방

조제와의관광연계성을제고하였다.



286_제17호

[그림 2.1] 치수 안전성 확보와 다양한 친수공간 창출

[그림 2.2] 설계 홍수위 검토

2.2 설계 홍수위 검토

새만금방조제의배수갑문(신시, 가력)의운영조

건과기본계획에서제시된계획홍수위를정밀검토

하여치수안전성을고려한100년빈도의계획홍수

위를설계적용하였다.

2.3 방수제 단면계획 및 고수부지 조성

방수제단면계획은치수안정성확보를위하여둑

마루폭을 확대(12.5m⇨13.0m)하였으며, 친수기

능의극대화를위하여전구간방수제산책로및자

전거도로와고수부지를조성하여자연친화적인방

수제단면을선정하였다. 또한복토공완경사(1:10)

및고수부지를조성하여방수제수변구간의친수·

환경이용등의기능성다양화를구현하였다.

고기능·다기능방수제계획

•자전거도로, 복토공완경사계획

친환경 방수제 계획

•인간·생태배려습지적용

승수로 건천화 방지대책

•자연에너지이용용수공급

배수문 명품화 공간 연출

•이용자배려공간조성

시설물 위치현황 최대 내수위(기점수위) 검토




[그림 2.3] 치수안정성과 기능성을 고려한 단면설계

[그림 2.4] 고수부지 조성 및 침수빈도 상향조정

2.4 준설계획

동진강수역의준설계획은준설가능한작업수심

1.4m를기준으로육상준설구간과수중준설구간으

로 준설계획을구분적용하여공사효율성개선으

로공기단축및경제성향상을도모하였다.

구 분 기 본 계 획 기 본 설 계

횡단면도

[그림 2.5] 수중준설 및 육상준설계획 수립

구 분 수 중 준 설 육 상 준 설

시공

개요

장비조합

시공순서

펌프준설선(2000HP) : 1대예인선(450HP) : 1대 양묘선(120HP) : 1대

도저(32톤) : 1대 굴삭기(2.0m3) : 1대덤프트럭(15톤) : 7대(운반거리 5km 이내 고려)

1단계 : 투기장 및 가적장 설치2단계 : 해상이동을 통한 준설선단 투입3단계 : 배사관 연결 및 수중준설 실시

1단계 : 물돌리기 실시2단계 : 구내 도로망 설치(0.9m복토로주행안전성확보)3단계 : 육상장비 투입 후 육상준설 실시



288_제17호

3. 도로및토목구조분야

3.1 도로분야

방수제및승수로전체연장 56.4km구간에대

한구간별특성을고려하여단면차별화방안을수

립적용하였으며지역적특성을반영한전구간자

전거도로와교통안정성을고려한중앙분리대를추

가계획하여생태친수·공간접근성극대화로관광

여가수요창출을계획하였다.

3.2 구조분야

과업구간내5개소의교량은방수제상에축조되

는 구조물의 기능성과 자연친화적인 경제성 있는

교량형식을설계적용하였다.

구 분 기 본 계 획 기 본 설 계

일반도로

구간

교량구간

방수제

구간

[그림 3.1] 구간별 특성을 고려한 단변 차별화 계획

[그림 3.2] 과업구간내 교량 계획현황




4. 지반조사및설계분야

새만금방수제축조시준설해사사용에따른비

탈면활동, 침투, 침하, 액상화등의문제점이발생

할수있으며본장에서는상기문제점해결을위한

동진 4공구내준설대상토의토질특성, 준설매립

투기방법및다짐등시공계획, 안정성검토결과에

대하여중점적으로기술한다.

4.1 준설구간토질특성및토공유용계획

동진강하구는불규칙하도인망상하천의형태를

보이며하천유속에따라상류는모래층, 하류는점

토층이분포하는경향을보인다. 준설대상지반의

입도분포특성은모래분포량이56%이며실트및

점토가각각 33%, 11% 분포한다. 또한소성지수

및토양오염도가제체의재료기준및환경기준을

모두 만족하므로 제체 재료로서 적합하나 대부분

노상재료로부적합하므로토질분류등을고려하여

토공유용계획을수립하였다.

[그림 3.3] 교량설계 주요 착안사항

[표 4.1] 과업구간 내 준설토의 물리적 특성

#200체 통과율 토성비율 소성지수 토양오염도

주행안전성확보(전교량)

•원활한 교차로 접속을 위한 저형고 교량 적용

쉼터및전망데크설치(계화2교)

•교량 상부 여유공간을 활용한 친수공간 조성

유수흐름및통수단면확보(옥포교)

•교각배제로 유수흐름 확보에 유리한 교량 계획 수립

계화마을인접에따른환경친화적교량연출(계화1교)

•콘크리트 노출 최소화를 위한 고품격 목재 마감재 적용



290_제17호

4.2 준설매립 투기방법및 다짐계획

1) 준설매립투기방법

동진강 수역의 준설계획 수립시 적절한 준설토

투기방법선정을위해유사한준설토토질특성을

나타내는서해지역펌프준설매립시공사례분석과

침강압밀, 모형토조시험을 수행하여 가토제 규모

산정및투기방법선정시활용하였다.

①서해지역준설매립시공사례

서해지역의수도권신공항건설공사및대우자동

차군산공장지반조성공사시준설매립시공된구간

의입도분석결과토출구로부터거리가증가할수록

세립분이증가하는경향을나타내며약 500m 까

지는실트질모래가분포하고모래에비해실트, 점

토비율이낮게나타나는경향을보인다.

[그림 4.1] #200체 통과율(토질분류)에 따른 유용계획

[그림 4.2] 준설매립 시공계획

준설매립 시공계획도 준설매립토 두께

동진

1호

동진

2호




②모형토조시험

토조는1/100상사율을적용하여높이0.8m, 길

이2.5m로제작하였으며준설투기후퇴적양상분

석및거리별입도분석에활용하였다. 실험결과투

기완료 후 0~0.5m에 조립토가 퇴적되었으며

#200체 통과율은 14.3~36.8%로 거리가 증가할

수록세립분이증가한다. 또한투기후 SM지반의

함수비는 거리증가에 따라 40%에 수렴하였으며

#200체 통과율도거리증가에따라수렴하는경향

을나타내었다. 조립분이많은원지반에투기시세

립토는많은양의유실이예상되었다.

③침강시험

침강시험은투기후장비진입가능시간추정에활

용하였으며실험결과투기후하부조립토는투수

성이양호하며#200체통과율은40% 이내일것으

로 추정되었다. 또한 조립토의 rdmax는 약

14.5kN/m3으로물다짐밀도추정에활용하였다.

[그림 4.3] 준설사례별 입도분포

조사지역사업명 현 황 분 석 시험조사 내용 및 목적 대상지반 특성

수도권

신공항

건설

면 적 : 1400만평

평균수심 : 3~4m

시험지역 : 4-1, 4-2, 5-1, 5-2공구

채취지역 총 343개소

총 120개 토성시험

#200체 통과율, 비중, 함수비

입도분석결과 #200체 통과량은

32.8%(SM지반)

대우자동차

군산공장지반

조성공사(1992년)

면 적 : 약 200만평

매 립 고 : 2.0~11.0m(평균 4.0m)

준설토량 : 2,500만m3

토출구부터 50, 100, 200, 300,

400m 거리별 시료 채취(총 40개)

입도분포특성 차이 고찰

지역 B에서 입도분석결과 #200체

통과율은 41~51% (SM지반)

수도권 신공항 건설 대우자동차 군산공장 지반조성공사

시료채취위치 #200체 통과율 시료채취위치 #200체 통과율

[그림 4.4] 모형토조시험 결과

모형실험장치 개요도 준설매립토 퇴적양상 확산 후 #200체 통과비율



292_제17호

[그림 4.5] 침강시험 결과

[표 4.2] 준설토 투기방법 결정

[표 4.3] 다짐기준 선정

시간-계면고변화 심도별 함수비 심도별 입도분포 심도별 건조단위중량

④ 준설토투기방법선정

과업구간내준설토는모래가56% 이상으로투기

장매립후빠른침강이발생하여폐합조건에서도

양질의준설토획득이가능하므로준설토매립방법

은세립토유실률조정이가능하고환경문제를최

소화시킬수있는폐합가토제방식을선정하였다.

2) 준설토다짐등시공계획

① 방수제다짐기준선정

입찰안내서에서 제시된 다짐기준은 준설쌓기구

간에자연물다짐하는경우관리수위이상에서상대

밀도70% 이상확보하도록제시하고있으나사업

구간내방수제구조물상부는도로가계획되어있

으므로 하천설계기준에 의거하여 노상은 D다짐

95% 이상, 노체는A다짐90%이상이되도록다짐

기준을선정하였다.

구 분 폐합 가토제 개방 가토제

개요도

특 징유실토 처리비용 감소로환경문제 최소화새만금 방조제 축조사례제체재료의 품질관리 상대적으로 어려움

투기시 입도분리에 의해 양질의 준설토 확보유리세립토 확산에 의한 환경문제 발생준설토의 유실률이 많고 물량산정 근거 불명확

방수제 계획단면 입찰안내서 하천설계기준 적 용

준설쌓기구간: 자연물다짐관리수위 이상: Dr=70% 확보노상층 : D95

노체 : CBR 2.5 이상,시방서 A다짐 90% 이상노상 : D다짐 95% 이상투수계수 : 1.0×10-3cm/s

이하

관리수위 이하: 상대다짐 90%관리수위 이상: 상대다짐 95%노상층 : D95




②다짐필요성검토

준설토를물다짐하는경우상대밀도는73%로써

입찰안내서 기준을 만족하나 노체 및 노상기준을

만족하지못하는것으로나타났다. 따라서, 소요다

짐기준 만족을 위해 시공속도가 빠르며 경제성이

우수한 물다짐+도저다짐공법을 적용하였다. 또한

시험시공에 의한 도저 배치 간격, 다짐횟수, 시간

등을 결정하고 층다짐 후 소요품질기준 만족여부

확인을 위한 조사계획 수립으로 방수제의 품질을

확보하였다.

[표 4.5] 확인조사 계획

확인조사 평면도 시험시공 계획도

[표 4.4] 다짐방법 검토

구 분 물다짐+도저다짐 유압해머다짐 동 다 짐

개요도

특 징

경제성 우수 시공속도 빠름

준설토 투기와 병행하면서 다짐 시행

여수토 관리 통한 준설수 조절

얇은 두께(4~6m)다짐에 유리

공정 단순하여 시공속도 빠름

다짐시 액상화 방지 위해 별도

지하수 저감공법 필요

깊은 구간까지 다짐 가능, 인근구조물에 진동영향다짐시 액상화 방지를 위해별도 지하수 저감 공법 필요

상대밀도 시험 다짐90%-준설토 강도관계 적 용

물다짐 상대밀도는 73%

➞ 상대다짐도 90%이하

기존투기장 내 준설토 Ø=22~30°,

다짐도 90% 내부마찰각 Ø=27°,

물다짐으로 다짐기준 90% 불만족



294_제17호

4.3 방수제제체안정성검토

1) 수치해석을통한안정성검토

방수제제체의안정검토를위해활동및파이핑,

변형검토를수행하였으며비탈면활동검토는한계

평형, 확률신뢰성, 강도감소법해석을통해상호비

교분석을실시하였다. 또한, 파이핑안정성검토는

Seep/W를통해강우및홍수위에의한제체내침

투특성을불포화조건에서검토를수행하였다. 검

토결과비탈면안전율과파이핑안전율은기준안

전율을모두만족하여안정하게나타났다.

2) 원심모형시험 및 진동대 모형시험을 통한

안정성검증

평상시와지진시방수제안정성검증을위해원

심모형시험과진동대모형시험을수행하였다. 원심

모형시험은 검토단면을1/200로축소하여중력수

준50g조건으로관리수위에서홍수위로수위상승

시키면서제체내의파이핑안정성을모니터링하였

으며방수제다짐에의한제체강도, 우수저항성증

대로비탈면활동과파이핑안정성은모두만족하

는것으로나타났다.

진동대모형시험은현장토를모형지층에적용하

여상사율1/100의축소단면을제작하였으며방수

제의변위및과잉간극수압측정결과상사율고려

한변위발생량이기준변위량이내이며, 간극수압변

동을계측한결과액상화에안정한것으로나타났

다.

활동검토(한계평형) 활동검토(강도감소법) 파이핑 검토 침투유량(100m당) 검토

F.S=2.51＞1.3➞O.K F.S=1.96＞1.3➞O.K imax=3.3×10-1<ic=0.82➞O.K Q=5.4×10-2ℓ/s ＜1.0ℓ/s➞O.K

[표 4.6] 활동 및 파이핑 안정성, 침투유량 검토

[그림 4.7] 원심모형 시험 결과

[그림 4.8] 진동대 모형시험 결과

시험기 전경 제체축조 후 홍수위시 제체내 간극수압 변화 시험결과 분석

간극수압

- 3.81kPa

동수경사

- 0.025

제작 모형 간극수압변동 수평변위 연직변위




5. 기계·건축·전기분야

5.1 설계 기본방향

본과업구간내배수문은김제3,4호배수문과군

평배수문총 3개소로계획하였으며, 규모가큰김

제3호배수문에는유지관리및운영을위한관리사

무소를설치하였다.

배수문설치시의기본설계개념은배수문의기능

성과경관성을고려한게이트를선정하였으며특히

신뢰성, 안전성, 경제성및유지관리가유리한시설

물이되도록계획하였다.

5.2 배수문형식의적정성

배수문의게이트선정에있어서는배수문의고유

기능을 만족하는 형식 선정과 지역의 랜드마크를

고려하여권양기실설계유지관리가용이하고수위

조절및홍수배제가우수한 1단슬라이드게이트를

적용하였다.

[그림 5.1] 전체 배치계획

[표 5.1] 배수문 형식선정 비교표

구 분 1단 슬라이드게이트 1단 롤러게이트 라이징 섹터게이트

형 상

구 조 일반적인 거더 형태 강성이 높은 박스구조 쉘구조+원판 일체식

시공성 제작, 시공 용이 제작, 시공 약간 복잡 제작, 시공 복잡

경제성 1방향 거더 형태로 문비 자중 경감 문비 구조 중량 다소 증가 쉘구조+대형원판 구조 중량 증가



296_제17호

5.3 권양기실계획

배수문권양기실은경관컨셉인새의이미지를단

면형상화하고배치입면에적용하였으며, 권양기실

작업공간및소통공간을확보하고자연채광, 환기

극대화계획을수립하였다. 또한관리동과권양기

실의 기능적, 공간적 연계 확충(발코니 및 외부계

단) 이가능토록계획하였고유선형디자인으로주

변자연환경과의부드러운조화(지역적이미지형

상화)를이루도록계획하였다.

6. 조경및경관분야

6.1 조경분야

1) 설계컨셉

본과업구간이새만금이라는입지특성을고려하

여환경과인간이공존하는농어촌풍경만들기를

[그림 5.2] 권양기실의 디자인 적용

[그림 6.1] 초록띠 풍경이 연출되는 조경계획




기본컨셉으로적용하였으며, 다양한동식물이찾

아오고서식하는생태학적기능을구축하도록세부

설계하여초록띠풍경이펼쳐지는새만금의새로

운랜드마크로자리매김하도록계획하였다.

2) WATER FRONT 조성계획

김제 3, 4호배수문주변에는사람과자연이공

존하는Water Front 조성을통하여고수부지내

외의 녹지와 수변공간의 연계로 지역주민과 관광

객의친수접근성및상징적인지도를제고하여새

만금생태관광의필수코스로자리매김토록계획하

였다.

[그림 6.2] 초록띠 풍경이 연출되는 조경계획

김제 3배수문시종점여유부지생태·친수공간

•물과바람을테마로한친수공간조성

김제 4배수문시종점여유부지생태·친수공간

•대지와태양을테마로한친수공간조성

[그림 6.3] 토양제염 방법



298_제17호

[그림 6.4] 식재기반조성방법

가 로 수

6.2 경관분야

사람과자연의새로운보금자리를뜻하는새터·

울을경관컨셉으로도요새의꿈과포구의이야기가

있는다양한경관계획을적용하였으며새만금아

리울의 새로운 지역 랜드마크 구축을 위해 4개의

풍경을 담은 정향4경(汀鄕4景) 만들기를 형상화

하였다.

녹 지 대



7. 결과요약및논의

미래의명품글로벌도시인새만금의내부토지조

기확보목적으로시행된본「새만금동진강방수제

동진4공구T/K」는환경과인간이공존하는새로운

터전인새·터울건설을목표로당사설계진의진

보된다양한설계기술이도입된프로젝트였다.

특히준설및준설토의제체재활용에따라대형

모형토조시험을통한준설토의투기방법및제체

축조공법결정등은추후준설토의활용및물성등

의설계기술발전에기여가클것이라사료되며, 끝

으로본과업의원활한설계완성을위하여몸을아

끼지않은관련설계기술진에게감사를드립니다.



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