위생 맨홀

Sanitary manhole
공사중인 위생 맨홀.

위생 맨홀(sanitary manhole,[1] 하수도 맨홀[2], 하수도[3] 맨홀)은 지하의 위생 하수도 시스템의 유지보수 및 점검을 위한 접근 지점으로 사용되는 맨홀입니다.위생 맨홀은 때때로 가압된 하수 [4]가스의 축적을 방지하기 위한 환기구로 사용됩니다.추가적으로, 그것들은 잔해 제거와 탈지제와 [5]살충제와 같은 화학 물질의 적용에 사용됩니다.

지하 하수관로가 지면에 가깝게 배치된 경우(지역 규정에 따라 0.75m(2.5ft) 또는 2m(6.6ft) 미만의 깊이일 수 있음),[6][7] 대신 검사실이 액세스 포인트로 사용됩니다.검사실은 사람이 [6]들어갈 필요 없이 하수관로에 접근할 수 있게 해줍니다.

위치

위생 맨홀은 단순한 직선 하수관로에서 변화가 있는 곳에 설치되어야 합니다.여기에는 여러 선을 하나로 결합하거나 하나에서 분할하는 모든 접합부, 벤딩, 표고 변경, 파이프 크기 변경 및 파이프 [5]유형 변경이 포함됩니다.

직선 하수도 라인의 경우, 그러한 라인에 대한 위생 맨홀의 간격 요건에 대한 보편적인 합의는 없습니다.역사적으로, 미국 도시 지역의 비즈니스 코어에서는 맨홀이 300-400피트([8]91-122m) 간격으로 각각의 거리 블록에 배치될 수 있습니다.미국의 더 현대적인 지침에 따르면 작은 직경의 하수관은 400피트(120m)마다, 큰 [5]하수관은 500피트(150m)마다 설치할 것을 제안했습니다.120m와 150m의 유사한 간격 지침을 하수구 [9]직경에 대한 구체적인 사항으로 캐나다에서 볼 수 있습니다.잉글랜드는 최대 간격을 90m(300ft)로 설정합니다.직경이 사람 높이보다 큰 하수구는 예외입니다.최대 200m(660ft)[10]의 간격을 가질 수 있습니다.스코틀랜드에서는 [11]최대 100m(330ft)의 간격이 사용됩니다.120m([12]390ft)는 브라질에서,[13] 150m(490ft)는 남아프리카에서 사용됩니다.

시공

역사적으로 위생 맨홀은 벽돌로 하나로 만들어졌습니다.하수가 통과할 수 있는 매끄러운 통로를 형성하기 위해 바닥에 커다란 원형 콘크리트를 만들었습니다.벽돌 벽은 지면에 더 가깝게 올리기 위해 놓였습니다.이 섹션에서는 벽 직경이 점차 작아질 수 있습니다.꼭대기 근처에서는 벽돌 벽의 지름이 급격히 줄어들었고, 더 작은 지름의 덮개를 만나기 위해 원뿔 모양을 형성했습니다.벽에 [8]철제 사다리가 세워졌습니다.

현대의 위생 맨홀은 아래에서 위까지 다섯 개의 주요 부분으로 이루어져 있습니다.기본 섹션은 채널이 있는 곳입니다.챔버라고도 하는 배럴 섹션은 베이스 위에 있습니다.그것은 오래된 맨홀처럼 점점 좁아지는 대신에 곧은 부분입니다.이 섹션의 높이는 맨홀의 깊이에 따라 달라집니다.상단 근처에는 챔버의 크기에서 커버의 크기로 축소되는 콘 섹션이 있습니다.샤프트라고도 알려진 굴뚝 섹션은 원뿔 섹션 위에 있지만 커버 아래에 있는 직선적이고 좁은 섹션입니다.마지막은 표지 [14][15][16]부분입니다.

위생 맨홀 내 채널

베이스 섹션의 주요 구성요소는 배수가 유입관에서 유출관으로 원활하게 흐를 수 있도록 하는 채널입니다.채널은 파이프를 반으로 자르고 아래쪽 절반을 남기는 것처럼 "반 파이프"에 의해 형성된 U자형입니다.채널의 폭은 입구 및 출구 파이프의 내경과 일치해야 합니다.채널의 최저점을 반전이라고 합니다.인버트에는 폐수가 쉽게 통과할 수 있는 경사가 있어야 합니다.채널은 입구와 출구 사이에 직선이어야 합니다.방향 변경이 필요한 경우 날카로운 모서리 대신 채널을 연속적으로 곡선 처리해야 합니다.여러 흡입구에서 접합할 때 접합부는 곡선과 함께 부드러운 전환을 제공해야 합니다.맨홀 벽에서 채널 상단까지의 표면적은 벤치입니다.벤치에는 물을 다시 수로로 보낼 수 있는 경사면이 있어야 합니다.벤치는 채널을 충족하는 벤치의 최저점을 기준으로 두 가지 구성 중 하나가 될 수 있습니다.해당 지점에서 반전까지의 채널 깊이가 채널 폭의 절반이면 하프 벤치입니다.깊이가 채널의 폭이면 전체 벤치입니다.전체 벤치 구성에서 벤치의 가장 낮은 부분(채널의 맨 위)에서 채널 모양이 U자형으로 변경되는 지점까지의 점은 직선 낙하입니다.채널과 벤치를 설계하고 시공하는 작업은 높은 품질로 수행해야 합니다. 이는 고속으로 통과하는 폐수 내 연마재 고형물로 인해 인버터 [17]재료가 저하되는 결과로 발생하는 인버팅을 줄이기 위한 것입니다.

설치 전 콘크리트 배럴 단면 프리캐스트

챔버 섹션은 다양한 재료로 제작될 수 있습니다.19세기에, 미국의 맨홀은 벽돌과 모르타르 또는 돌로 만들어졌습니다.20세기 중반에 프리캐스트 콘크리트가 도입되었습니다.20세기 후반에는 현장 콘크리트가 사용되었습니다.HDPE, 부식 감소 첨가제가 있는 콘크리트 및 플라스틱과 같은 새로운 재료가 [16]사용됩니다.현재는 프리캐스트 콘크리트가 새 맨홀에 가장 많이 사용되고 있지만, 작업장이 협소하여 프리캐스트 콘크리트 리프팅 작업이나 화학 폐기물 [14]라인에 적합하지 않은 경우와 같은 특수한 상황에서 여전히 벽돌과 콘크리트 블록이 사용되고 있습니다.프리캐스트 콘크리트로 위생 맨홀을 시공할 때 프리캐스트 콘크리트 조각 사이를 연결하는 이음매에는 개스킷이 있어야 합니다.시공 방법, 재료는 ASTM C478[18]같은 프리캐스트 콘크리트 맨홀 표준을 준수해야 합니다.

콘 섹션의 목적은 개구부를 큰 챔버 크기에서 작은 커버 크기로 줄이는 것입니다.석조 맨홀에서 벽돌은 안쪽으로 코벨을 형성하여 개구부를 원하는 [14]크기로 줄입니다.프리캐스트 콘크리트에서 콘 섹션은 동심원과 편심의 두 가지 형태로 제공됩니다.동심원뿔 섹션에서 맨홀의 중앙에 상단 개구부가 있습니다.편심 원뿔은 맨홀 벽의 한쪽 끝까지 중앙에서 벗어난 상단 개구부를 가지고 있습니다.이는 맨홀 벽에 영구 사다리 걸이를 설치할 수 있도록 하기 위함입니다.편심 원뿔을 설계할 때 한 벽은 챔버 벽에 정렬된 수직 벽이지만 반대쪽 벽은 [19]경사이므로 하중을 신중하게 계산해야 합니다.일부 지역 규정에 따라 구멍이 더 작은 철근 콘크리트 슬래브를 [15]대신 사용할 수 있습니다.

굴뚝 부분은 덮개의 프레임을 지지하기 위해 더 작은 개구부가 있는 원뿔 부분 위에 위치합니다.섹션은 챔버 섹션과 동일한 방법 및 재료로 구축할 수 있습니다.굴뚝의 높이는 다양할 수 있으며 맨홀 뚜껑을 [15]바닥과 평평하게 만드는 데 사용됩니다.굴뚝 섹션 대신 원뿔 섹션 위에 경사 조정 링을 사용하여 프레임을 필요한 [20]수준으로 조정할 수도 있습니다.

덮개 부분은 위생 맨홀의 가장 높은 부분입니다.그것은 프레임[16]맨홀 뚜껑으로 구성되어 있습니다.커버는 맨홀 위의 교통 하중을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.일부는 차량 통행에 적합하고 일부는 도보 통행에만 [7]적합합니다.

개집 맨홀

기존 하수관로에 서비스 중단 없이 새로운 가로관을 추가하는 일반적인 방법은 개집 맨홀을 사용하는 것입니다.특별한 프리캐스트 콘크리트 구조물은 서로 바로 반대쪽 바닥에 두 개의 거꾸로 된 U자형 개구부를 가지고 있습니다.또한 새 파이프를 삽입할 수 있는 높은 지점에 구멍이 있습니다.이를 설치하기 위해 개집 맨홀을 내려 기존 파이프 위로 두 개의 개구부가 미끄러지도록 합니다.콘크리트를 주입하여 프리캐스트 콘크리트 벽에서 기존 파이프의 절반 지점까지 경사면이 있는 베이스를 형성합니다.이것은 맨홀 베이스를 위한 하프 벤치를 형성합니다.기존 파이프의 위쪽 절반은 채널을 형성하기 위해 절단됩니다.새 파이프가 벽 구멍을 통해 삽입됩니다.이렇게 하면 새 파이프의 폐수가 벤치로 흘러내려 채널로 흘러 내릴 수 있습니다.맨홀의 상부는 그 [21]부분 위에 지어집니다.

범람원 맨홀

강둑의 범람원 맨홀

습지, 염습지 또는 범람원위치한 위생 맨홀은 유입 문제에 취약합니다.이는 외부의 물이 [22]맨홀 뚜껑을 통해 직접 하수구로 들어오는 경우입니다.범람원 맨홀은 [23]유입을 방지하기 위해 상단 프레임의 가장자리가 최대 홍수 수준 이상이 되도록 높여야 합니다.이 작업이 불가능할 경우, 물이 고여 있는 맨홀 커버는 완전히 밀봉해야 합니다.커버의 픽 구멍은 작은 공으로 막아야 합니다.플라스틱 또는 스테인리스 그릇을 사용하여 커버와 프레임 사이에 삽입하여 [5]챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.유입을 줄이기 위해 범람원 맨홀 외부에 [24]라이너를 배치할 수 있습니다.

홍수가 발생하기 쉬운 하천 아래 하수관로를 운영할 때는 높은 맨홀의 높이가 최대 홍수 수위보다 높아야 합니다.높은 맨홀은 강둑보다 높을 수 있고 때로는 사람보다 클 수도 있습니다.범람원 맨홀의 크고 높은 구조물은 사람들이 볼 수 있고 사람들이 [25]궁금해하게 만들 수 있습니다.

기능별 유형

연결 맨홀

두 개 이상의 하수구가 연결되는 모든 연결 지점에는 연결 맨홀이 있어야 합니다.오버플로를 방지하기 위해 따라야 하는 일반적인 규칙이 있습니다.작은 하수도의 역방향은 주 하수도로 곡선 처리되어야 합니다.작은 입구의 내경은 주 하수구의 반전 위에 있어야 합니다.그러나 주 하수도 [1]채널에서 너무 높아서는 안 됩니다.

드롭 맨홀

폐수는 액체와 고체의 혼합물을 포함합니다.높은 고도의 유입 파이프에서 고형물을 떨어뜨리면 일부 잔류물이 맨홀 채널 및 유출 파이프를 통과하지 못할 수 있습니다.이것은 또한 맨홀을 손상시킬 수 있습니다.따라서 입구 파이프와 출구 파이프 사이의 표고 차이가 60cm(24인치)[1]보다 작으면 안 됩니다.

이 문제를 방지하는 두 가지 방법이 있습니다.첫 번째 방법은 유입 하수관을 기존 맨홀보다 경사지게 하는 것입니다.이렇게 하면 흡입구 하수도의 높이가 더 낮고 맨홀 채널에 더 가까워질 수 있습니다.이 방법의 단점은 실용적이지 않을 수 있는 경사 파이프를 설치하기 위해 깊은 트렌치가 필요하다는 것입니다.이 방법을 대형 하수도(직경이 45cm(18인치))에 사용할 경우 흐름을 느리게 하여 대형 유입 하수도의 가파른 흐름의 난류를 최소화하기 위해 추가 단계가 필요합니다.여기에는 [1]흐름을 분해하기 위해 상승된 구조물을 만드는 것이 포함됩니다.

두 번째 방법은 드롭 맨홀을 사용하는 것입니다.낙하 맨홀은 배수 중의 액체와 고체가 맨홀 내부의 채널로 원활하게 낙하할 수 있도록 구조를 구비한 접합 맨홀.낙하 맨홀에는 소용돌이와 급강하 맨홀의 [26]두 가지 유형이 있습니다.

와류 낙하 맨홀에서 더 높은 고도의 흐름은 나선형 구조를 가진 수직 축으로 들어갑니다.흐름은 나선형으로 샤프트를 따라 맨홀 하단의 낮은 고도로 이동합니다.흐름이 구조물을 따라 이동하는 동안 나선 구조물의 외벽에 달라붙습니다.이러한 상호 작용의 마찰로 인해 흐름 에너지가 분산되어 흐름 속도가 [26][27]제어됩니다.

급강하 맨홀에서는 수직 파이프를 사용하여 높은 고도에서 수직 파이프 [26]내 맨홀 베이스로 직접 흐름이 하강할 수 있습니다.낙하 맨홀(드롭 파이프라고 함)의 수직 파이프는 두 가지 방법으로 구성될 수 있습니다.한 가지 방법은 맨홀 안에 드롭 파이프를 두는 것입니다.다른 방법은 드롭 파이프를 맨홀 옆에 두고 밖에 두는 것입니다.외부 드롭 파이프의 경우 맨홀 벽에 다시 연결되는 클린 아웃 파이프가 있어야 맨홀 [1]내부에서 상류 하수구로 검사할 수 있습니다.

측면 입구 맨홀

위생 맨홀이 필요한 위치에 하수도 라인 위에 다른 유틸리티가 설치되어 있는 경우에는 측면 출입구 맨홀을 건설하는 것이 대안입니다.측면 출입구 맨홀의 수직축은 장애물이 없는 위치에 위치하는 것을 특징으로 합니다.맨홀 하단에는 하수관로에 연결할 수 있는 터널이 옆으로 뚫려 있어 위생요원들이 [1]하수관으로 접근할 수 있습니다.

스크레이퍼 맨홀

스크레이퍼에 의한 정기적인 청소가 필요한 대형 하수도에서는 청소 장비를 내릴 수 있도록 더 큰 구멍이 있는 맨홀을 통해 이러한 하수도에 접근해야 합니다.스크랩퍼 맨홀 구멍의 크기는 90~120cm(3.0~[28]3.9ft)입니다.하수구 막힘을 제거하기 위해 사람들이 스크레이퍼 맨홀로 내려가도록 하는 대안은 제트 로더진공 트럭을 사용하는 것입니다.일반 크기의[1] 맨홀을 통해 지상에서 작동할 수 있습니다.

플러싱 맨홀

하수구의 머리 부분에서는 폐수 속의 고체를 하수구 아래로 이동시키는 데 사용할 수 있는 흐름이 거의 없을 수 있습니다.이러한 침전물을 씻어내려면 추가 흐름이 필요할 수 있습니다.헤드 하수구에 플러싱 맨홀이 있으면 이 작업을 수행할 수 있습니다.플러싱 맨홀은 하수구에서 고형물을 플러싱하기 위해 방출될 수 있는 물을 저장하는 데 사용됩니다.단순한 설계는 위생 작업자가 바닥에서 값을 열고 닫을 수 있는 맨홀로 물 채우기 및 플러싱 작업을 수행할 수 있습니다.맨홀 플러싱을 위한 수원은 음용수, 조수 또는 하수처리장[1][29] 정화장치에서 나오는 물일 수 있습니다.

유지보수 및 문제

침투 및 유입

홍수로 인한 위생 맨홀 유입

폐수 이외의 물이 하수도로 유입될 때 침투 및 유입(I&I)이 발생합니다.침투는 땅에서 나온 물이 결함이 있는 배관, 이음매, 맨홀 등을 통해 하수구로 들어가는 것.모든 하수관과 위생 맨홀은 지하수가 하수구로 유출되지 않도록 밀봉해야 합니다.유입은 환기구, 맨홀 뚜껑 등 하수도 시스템의 개구부를 통해 직접 유입됩니다.정상적인 운영에서는 소량의 침투와 유입이 예상됩니다.이러한 양이 과도할 경우 하수도 시스템에 할증료가 부과되거나, 설계 폐수 용량보다 더 높은 운송 및 처리 운영 비용이 발생하거나, [30]위생 하수도가 범람할 수 있습니다.

예방 조치는 하수구와 맨홀을 정기적으로 테스트하는 것입니다.I&I 테스트를 수행하기 위해 몇 가지 방법이 사용되었습니다.역사적으로, 물 테스트가 사용되었습니다.이는 침투 또는 여과 테스트로, 테스트 기간(일반적으로 24시간) 동안 하수도의 특정 섹션을 차단할 수 있습니다.침윤시험은 를 유량측정을 위한 장치로 사용하는 것입니다.측정 결과 시스템 내 침투 및 유입량이 확인되었습니다.여과 테스트는 물을 사용하여 맨홀을 채우고 누출을 감지하기 위한 측정을 수행합니다.현대에는 맨홀의 무결성을 점검하고 [31]누출 여부를 식별하기 위해 진공 테스트가 수행됩니다.또 다른 일반적인 테스트 방법은 연기 테스트입니다.이 방법으로, 모래주머니는 하수구 부분을 밀봉하는 데 사용되고, 연기는 맨홀로 퍼집니다.모든 누출은 [32]누출 부위에서 눈에 보이는 연기로 관찰할 수 있습니다.

강우는 과도한 침투와 [30]유입을 유발할 수 있습니다.그것이 위생 하수구를 범람시키기 시작하면, 즉각적인 조치가 필요합니다.한 가지 방법은 펌프를 사용하여 영향을 받은 맨홀의 물을 얻는 것입니다.빗물이 폐수와 섞여 있는 점을 감안해 양수를 [33]저장해 하수처리장으로 옮겨야 합니다.

하수도가 넘침

맨홀 뚜껑이 하수도 오버플로를 막을 수 없음

위생하수도 오버플로는 처리되지 않은 하수가 하수처리시설에 도달하기 전에 위생하수도에서 환경으로 배출되는 상태입니다.맨홀은 하수도가 범람하는 일반적인 장소입니다.오버플로의 원인은 과도한 침투 및 유입, 또는 막힘일 수 있습니다.막힘이 발생한 경우 맨홀을 점검해야 합니다.일반적으로 막힘은 오버플로가 발생한 맨홀과 다음 다운스트림 맨홀 사이에서 발생합니다.예상보다 낮은 유입량 또는 건조한 다운스트림 맨홀은 맨홀의 업스트림이 막혔음을 나타냅니다.막힘을 해결하기 위해 다운스트림 맨홀 출구의 채널에 모래 트랩을 설치하여 이물질을 잡는 동시에 물이 출구 파이프로 흐를 수 있도록 합니다.그런 다음 제트 플러싱 또는 파워 로드를 사용하여 다운스트림 [34]맨홀의 모래 트랩에 걸릴 막힘을 제거하기 위해 업스트림 맨홀의 출구 파이프에서 클랜을 수행합니다.

상승 맨홀

2004년 주에쓰 지진으로 인한 맨홀 상승 현상

많은 맨홀들이 지진 후에 땅에서 올라오는 것처럼 보일 수 있습니다.이로 인해 하수도 인프라가 손상되고 도로 장애물이 발생하며 재해 복구 프로세스가 길어집니다.맨홀이 [35]올라가는 원인은 두 가지가 있습니다.

첫 번째 원인은 토양 액화입니다.포화된 느슨한 토양은 지진 동안 흔들림과 같은 가해진 응력에 반응하여 강도와 강성을 잃을 수 있습니다.반복적인 압축에서는 토양이 기공수를 충분히 빠르게 배출할 수 없어 기공수압이 높은 압력으로 축적됩니다.이것은 토양이 스트레스를 잃고 진흙이 되도록 합니다.겉보기 무게가 땅의 흙탕물 무게보다 작은 물체는 위로 떠오를 것입니다.맨홀은 더 낮은 겉보기 무게를 가진 밀폐된 속이 빈 물체로 토양 액화 후 위로 밀어 올릴 수밖에 없습니다.맨홀이 들어올려지는 것을 방지하기 위한 해결책은 맨홀 벽 전체에 배수 플러그를 만드는 것입니다.플러그에는 더러움을 방지하는 스크린이 있지만 물이 배출되도록 합니다.압력 감지 플러그는 일반적인 지하수 압력보다 높은 특정 압력 레벨까지 물을 유지하도록 보정됩니다.지진으로 인해 기공 수압이 그 이상으로 높아지면 플러그가 맨홀로 방출되고 주변 토양의 물이 맨홀로 빠져나가 토양 [35]액상화 현상을 막을 수 있습니다.

두 번째 원인은 지면 이동으로 인해 맨홀 주변 퇴적물이 이음매를 통해 유입되어 맨홀 조인트의 씰이 파손된 것입니다.이로 인해 도로가 함몰되고 퇴적물이 맨홀과 하수구를 채웁니다.이것은 맨홀의 융기가 아니라 맨홀 옆에 있는 지역의 침하입니다.이에 대한 해결책은 유연하고 방수가 되는 시트를 맨홀 내벽의 각 조인트에 부착하는 것입니다.지면이 이동해도 시트는 이동된 조인트에 밀봉된 장벽을 제공하여 [35]퇴적물 유입을 방지할 수 있습니다.

레퍼런스

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