1
목차

제1장 총설
1.1 과업의 개요 및 목적 17
 1.1.1 과업의 개요 17
 1.1.2 과업의 범위 17
1.2 과업의 배경 19
 1.2.1 과업수행 배경 19
 1.2.2 상위계획 및 관련계획 20
 1.2.3 과업의 방향 21
1.3 과업의 내용 23
 1.3.1 과업대상 시설물 개요 23
 1.3.2 법정 유지관리 개요 26
 1.3.3 과업수행 단계별 세부 과업 내용 28
1.4 과업대상 시설물 주요 현황 30
 1.4.1 대상 시설물 세부 현황 31
 1.4.2 콘크리트 구조물 준공 이후 경과년수 33
 1.4.3 이전 정밀안전점검 이력조사 36
  가. 중랑 물재생센터 37
  나. 난지 물재생센터 38
  다. 서남 물재생센터 39
  라. 탄천 물재생센터 40

제2장 기초자료 조사
2.1 시설물 기본현황 조사 43
 2.1.1 개요 43
 2.1.2 기본현황 조사방향 44
  가. 개 요 44
  나. 조사대상 시설물 44
  다. 조사대상 성과품 및 정밀안전점검 보고서 47
 2.1.3 시설물별 기본현황 자료조사 48
  가. 중랑 물재생센터 51
  나. 난지 물재생센터 53
  다. 서남 물재생센터 55
  라. 탄천 물재생센터 57
  마. 물재생센터별 시설물 배치 평면도 59
 2.1.4 세부 시설물 기본현황 조사 및 분석 63
  가. 물재생센터 세부 시설물별 경과년수 검토 63
  나. 세부 시설물 준공 이후 경과년수 현황 64
2.2 법정 유지관리 수행 이력조사 67
 2.2.1 법정 유지관리 개요 67
  가. 관련 법령 및 내용 67
  나. 세부사항 68
 2.2.2 법정 유지관리 관련 지침 및 조례 등 70
 2.2.3 정밀안전점검 수행 이력조사 71
  가. 물재생센터 정밀안전점검 수행 이력조사 개요 71
  나. 물재생센터 정밀안전점검 수행 세부 이력조사 72
 2.2.4 경과년수에 따른 안전등급 변화추이 검토 76
  가. 시설물의 경과년수에 따른 최근 점검/진단 안전등급 검토 76
  나. 점검 및 진단결과에 따른 시설물의 안전등급 변화 추이 76
2.3 정밀안전점검 조사 및 평가결과 78
 2.3.1 정밀안전점검 보고서 조사 개요 78
  가. 개 요 78
  나. 정밀안전점검 보고서 주요 조사 내용 78
 2.3.2 세부 시설물 주요 손상 및 상태평가，보수보강 방법 79
  가. 중랑 물재생센터 79
  나. 난지 물재생센터 82
  다. 서남 물재생센터 83
  라. 탄천 물재생센터 84
 2.3.3 콘크리트 강도조사（이전 정밀안전점검 시험결과） 86
  가. 중랑 물재생센터 86
  나. 난지 물재생센터 91
  다. 서남 물재생센터 94
  라. 탄천 물재생센터 101
 2.3.4 탄산화 시험（이전 정밀안전점검 시험결과） 108
  가. 중랑 물재생센터 108
  나. 난지 물재생센터 117
  다. 서남 물재생센터 123
  라. 탄천 물재생센터 139
 2.3.5 현장 시험조사 결과에 의한 내구성 분석 147
  가. 콘크리트 강도시험(2009~2020년) 조사 결과 분석 147
  나. 탄산화 깊이(2009~2020년) 시험 결과 분석 150
 2.3.6 물재생센터 콘크리트 구조물의 상태평가 결과 조사 154
  가. 중랑물재생센터 정밀안전점검(2018년) 154
  나. 난지물재생센터 정밀안전점검(2019년) 156
  다. 서남물재생센터 정밀안전점검(2019년) 157
  라. 탄천물재생센터 정밀안전점검(2019년) 157
2.4 시설물 보수공사 이력 현황조사 158
 2.4.1 시설물 유지관리 보수공사 이력조사 개요 158
 2.4.2 개별 시설물 보수공사 이력 현황조사 158
  가. 물재생센터 주요 보수 및 정비공사 이력조사 159
  나. 2021년 주요 보수?보강 공사 사례검토 160
2.5 물재생센터 차집관로 현황조사 165
 2.5.1 개 요 165
 2.5.2 물재생센터 차집관로 현황 165
  가. 서울시 차집관로 개요 165
  나. 중랑 하수처리구역 차집관로 현황 166
  다. 난지 하수처리구역 차집관로 현황 173
  라. 서남 하수처리구역 차집관로 현황 176
  마. 탄천 하수처리구역 차집관로 현황 178
 2.5.3 차집관로 성능개선 계획 181
  가. 차집관로 성능개선(2026년 까지) 계획 181
  나. 차집관로 성능개선 주요 내용 183
2.6 해외 손상 사례조사 186
 2.6.1 해외 물재생센터(하수처리장) 손상 사례조사 186
  가. 개요 186
  나. 캐나다 Vancouver 하수처리장 사례 : ICRI 2019.4.8.~10. 발표자료 187
  다. 미국 Florida Miami-Dade 처리장 및 영국 Eastbourne 처리장 사례 188
 2.6.2 유속에 의한 손상 및 기타 189
  가. 개요 189
  나. 표면연화 현상(surface softening) 189
  다. 탄산염 불균형(Carbonate imbalance) 혹은 칼습이온 용출 189
  라. 화학적 침식 (chemical attack) 190
  마. 세척에 의한 손실의 가속화(Accelerated loss through cleaning) 190
  바. 대책 방안 190

제3장 현장조사 및 분석
3.1 개 요 193
 3.1.1 현장조사 실시목적 193
 3.1.2 현장조사 실시개요 193
  가. 외관조사 193
  나. 현장조사 주요 내용 193
3.2 현장조사 방법 194
 3.2.1 현장조사 현황 194
  가. 조사 일시 194
  나. 조사 대상 194
  다. 현장조사 및 시험 수량 195
 3.2.2 현장조사 항목 195
  가. 외관조사 195
  나. 현장시험 장비 196
  다. 콘크리트 강도 측정 196
  라. 탄산화 깊이측정 198
  마. 코어채취 199
  바. 콘크리트 염학물 함유량 시험 199
  사. 흡수율 조사 방법 (KS F 2505) 200
  아. 황화수소 가스농도 조사 200
3.3 현장조사 결과 202
 3.3.1 외관조사 결과 202
  가. 조사 대상 시설물 202
  나. 중랑 물재생센터 202
  다. 난지 물재생센터 205
  라. 서남 물재생센터 208
  마. 탄천 물재생센터 210
 3.3.2 콘크리트 강도 측정 결과 213
  가. 난지 물재생센터 213
  나. 서남 물재생센터 215
  다. 탄천 물재생센터 217
  라. 콘크리트 강도시험 전차 점검 자료와 비교 218
 3.3.3 탄산화 깊이 현장 측정결과 220
  가. 난지 물재생센터 220
  나. 서남 물재생센터 222
  다. 탄천 물재생센터 224
  라. 탄산학깊이 전차점검과 비교 226
 3.3.4 황화수소 등의 가스농도 측정 226
  가. 중랑 물재생센터 226
  나. 난지 물재생센터 228
  다. 서남 물재생센터 229
  라. 탄천 물재생센터 230
3.4 코어 염화물 및 흡수율 시험 231
 3.4.1 코어 염화물 함유량 시험 231
  가. 염화물 함유량 시험 개요 231
  나. 난지 물재생센터 231
  다. 서남 물재생센터 234
  라. 탄천 물재생센터 236
  마. 코어시료 염화물 함유량 분석 및 평가 238
 3.4.2 코어 탄산화 시험 238
  가. 난지 물재생센터 238
  나. 서남 물재생센터 240
  다. 탄천 물재생센터 242
  라. 코어 탄산화깊이 시험 분석 및 평가 243
 3.4.3 코어시료 흡수율 시험 244
  가. 흡수율 시험 개요 244
  나. 흡수율 시험 결과 244
3.5 종합 검토의견 246

제4장 코어시료 미세구조 분석
4.1 분석 시험개요 249
 4.1.1 콘크리트 조직의 성능저하 249
 4.1.2 시험방법 및 표본 샘플설정 249
 4.1.3 시험장비 및 기타 제원 251
  가. X선 회절(X-ray diffraction, XRD) 측정 251
  나. 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM) 이미지 측정 251
  다. X선 형광성분분석(X-Ray Fluorescene Spectrometer, XRF) 252
4.2 콘크리트 미세구조 분석 253
 4.2.1 미세구조 분석시험 개요 253
 4.2.2 미세구조 분석에 사용되는 약호 및 용어 254
 4.2.3 샘플 및 위치별 미세구조 분석 256
  가. 탄천 최초침전지 15지 No.1 상부보 및 탄천 최초침전지 15지 No.4 벽체하부 256
  나. 탄천 최초침전지 15지 No.1 상부벽체 및 탄천 최초침전지 15지 No.5 벽체하부 261
  다. 서남 최초침전지 1-8지 No.2 상부보 및 서남 최초침전지 1-8지 No.4 벽체상부 265
  라. 난지 소화조 C지 No.2 벽체상부 및 난지 소화조 C지 No.5 벽체하부 269
  마. 난지 최초침전지 5-5지 No.3 벽체상부 및 난지 최초침전지 5-5지 No.5 벽체상부 273
  바. 서남 최초침전지 6-1지 No.3 벽체상부 및 서남 최초침전지 6-1지 No.6 상부보 277
  사. 난지 최초침전지 4-1지 No.4 벽체상부 및 난지 최초침전지 4-1 No.5 벽체하부 281
4.3 분석 의견 285

제5장 콘크리트 시설물 유지관리
5.1 콘크리트 시설물 유지관리 개요 291
 5.1.1 정밀안전점검 291
  가. 정밀안전점검 관련 법령 및 지침 291
  나. 세부사항 292
5.2 물재생센터 안전점검 294
 5.2.1 개요 294
  가. 물재생센터 시설물의 구분 294
  나. 안전점검 대상시설 295
  다. 중대한 결함의 정도 295
  라. 안전관리 업무수행 시 안전관리 297
 5.2.2 현장조사 299
  가. 시설물별 점검사항 299
  나. 현장조사 및 재료시험의 요령 300
  다. 시설물 외관조사 요령 301
  라. 정밀안전점검 개선사항 303
 5.2.3 재료시험 항목 및 수량 304
  가. 정밀안전점검 304
  나. 상태평가 기준 및 방법 307
  다. 종합안전등급의 지정 314
  라. 종합평가 결과 산정 방법 314
  마. 종합평가 결과 산정 방법 315
5.3 보수보강 방법 321
 5.3.1 보수 보강 개요 321
  가. 시설물별 보수?보강 업무절차 321
  나. 보수?보강 판단기준 322
 5.3.2 보수 보강 기법 331
  가. 콘크리트부 보수 331
  나. 보수?보강 후 평가 354
  다. 전체 면보수공법 359
  라. 구조물 기초지반의 보수?보강 공법 361
  마. 신축이음부 보수 363
  바. 내부방식부 보수 366
 5.3.3 보수?보강 공법의 선정 432
  가. 개요 432
  나. 보수 및 보강 수준 433
  다. 보수 및 보강 공법의 특성 433
5.4 유지보수 연간단가 공사 436
 5.4.1 개요 436
 5.4.2 일상적 유지보수공사 계약제도 운영 사례（탄천물재생센터） 437
  가. 수처리구조물 일차침전지（최초침전지） 내부보수공사 437
  나. 토목건축시설물 보수 및 정비공사 연간단가 계약 운용 사례 437
5.5 청소 및 준설，소독 등 439
 5.5.1 개요 439
  가. 관로시설 440
  나. 그 외 구조물 442
 5.5.2 점검，청소?소독，보수작업 시 작업자의 안전관련 조치사항 443
  가. 안전사고 예방을 위한 기본사항 443
  나. 작업의 종류별 확인사항 444
  다. 작업원 안전사고 발생시 구급조치 446
  라. 작업원의 안전기구 및 개인보호구 448
5.6 차집관로 정비계획 448
 5.6.1 결함이상항목 분류 448
  가. 차집관로 구조적 결함코드 448
  나. 차집관로 운영적 결함코드 449
 5.6.2 차집관로 결함등급별 결함점수 449
  가. 차집관로 구조적 결함점수 450
  나. 차집관로 운영적 결함등급별 결함점수 452
 5.6.3 차집관로 상태등급 판정 452
  가. 차집관로 구조적 결함코드 452
  나. 조사 구간（맨홀 대 맨홀） 상태등급 454
 5.6.4 정비대상 관로 선정 454
5.7 차집관로 조사결과 활용계획 455

제6장 성능향상 품질관리 기준
6.1 개요 459
6.2 콘크리트 구조물 설계단계 품질기준 461
 6.2.1 개요 461
 6.2.2 해외 품질기준 461
  가. ACI 318-14 461
  나. EN 1992-1-1 및 EN 206-1 464
  다. EN 1992-3 468
  라. 일본 콘크리트표준시방서 470
  마. 일본 건축공사표준시방서 471
  바. 일본 건축학회 철근콘크리트조 건축물의 내구설계시공지침(2016) 471
 6.2.3 국내 기준 471
  가. 콘크리트 내구성 설계기준(KDS 14 20 40) 및 콘크리트 표준시방서(KCS 14 20 10) 471
  나. 물리적 보호를 위한 허용균열폭 및 피복두께(KDS 14 20 30, KDS 14 20 50) 476
6.3 콘크리트 구조물 내구수명 479
 6.3.1 목표 내구수명 (KDS 24 10 10, KCS 24 10 00) 479
  가. 구조물의 수명 479
  나. 목표 내구수명 480
 6.3.2 물재생센터 열화 Mechanism 482
  가. 황화수소(H2S) 등 부식성 가스에 의한 학학적 침식 484
  나. 황산염 (SO42-)에 의한 손상 486
  다. 염화물 침투에 의한 철근 부식(염소이온 및 황산염이온) 488
  라. 탄산화 489
  마. 동결융해 490
  바. 칼슘용출 491
  사. 오존 침식 (Ozone attack on reinforced concrete) 492
  아. 알칼리 골재 반응 493
6.4 콘크리트 구조물의 내구수명 평가 모델 494
 6.4.1 내구성 설계기준에 의한 내구수명 평가(KDS 14 20 40) 494
  가. 열화요인에 따른 내구수명 평가 개요 494
  나. 콘크리트 구조물의 내구성 평가 원칙 495
  다. 콘크리트 구조물의 내구성 평가 (KDS 14 20 40 부록 : 2021) 496
 6.4.2 화학적 침식 깊이의 예측방법 501
  가. 점검 결과를 이용하는 방법 502
  나. 황화수소(H2S) 가스 농도 측정결과를 이용한 예측 방법 504
6.5 물재생센터 혼합형 콘크리트 509
 6.5.1 포틀랜드시멘트(KS L 5201) 등 시멘트의 분류 509
 6.5.2 상수도사업본부 2성분계(플라이애시 20%) 콘크리트 검토 511
 6.5.3 물재생센터 배합 콘크리트 적용 사례 512
 6.5.4 물재생센터 콘크리트 구조물 내구성 품질규격 (KCS 14 20 10) 514
 6.5.5 저발열 다성분계 혼합 콘크리트 515
  가. 저발열 다성분계 혼합 콘크리트의 특징 515
  나. 저발열 다성분계 혼합 콘크리트 적용 공사시방서 사례 521
6.6 매스 콘크리트 품질관리 기준 526
 6.6.1 매스 콘크리트 개요 526
 6.6.2 매스 콘크리트 일반사항 526
 6.6.3 매스 콘크리트 관련 공사시방서 주요 사항 (KCS 14 20 42) 527
6.7 콘크리트 구조물 보수공사 품질관리 기준 536
 6.7.1 품질관리 기준 개요 536
  가. 개 요 536
  나. 문제점 536
  다. 제안 사항 536
 6.7.2 보수공사 품질기준 (KCS 61 80 20) 537
 6.7.3 보수용 폴리머시멘트 모르타르 품질기준(개선 필요) 547
  가. 보수용 모르타르 품질기준 개요 547
  나. 국내 보수용 폴리머시멘트 모르타르 품질기준(KS F 4916, KS F 4042) 547
6.8 방수?방식공사 품질기준 551
 6.8.1 품질기준 적용 일반사항 551
  가. 품질기준 일반사항 552
  나. 방수?방식 요구성능 일반사항 553
  다. 시공 일반사항 554
 6.8.2 방수?방식공사 세부 품질기준 적용 개요 559
  가. 적용범위 559
  나. 참고 기준 559
  다. 방수 및 방식관련 개별 공법개요 560
  라. 환경 요구사항 562
 6.8.3 방수?방식공사 자재 세부 품질기준 563
  가. 적용범위 563
  나. 자재관련 품질기준 563
 6.8.4 방수?방식공사 시공 세부 품질기준 567
  가. 일반 사항 567
  나. 방수 ? 방식 바탕처리 567
  다. 액체침투방수 572
  라. 콘크리트용 에폭시수지계 방수 ? 방식 573
  마. 타르에폭시 방수 575
  바. 규산질계 분말형 도포방수 577
  사. 세라믹메탈계 방수 ? 방식 578
  아. 폴리우레아수지계 도막방수 579
  자. 콘크리트 표면도포용 액상형 흡수방지 579
  차. 시트계（PP，PE） 방수 580
  카. 내오존방수 581
 6.8.5 방수?방식공사 현장 품질관리 세부 품질기준 583
  가. 현장 품질관리 일반사항 583
  나. 콘크리트용 에폭시수지계 방수 ? 방식 585
  다. 타르에폭시 방수 589
  라. 규산질계 분말형 도포방수 590
  마. 세라믹메탈계 방수 ? 방식 591
  바. 폴리우레아수지계 도막방수 592
  사. 콘크리트 표면도포용 액상형 흡수방지 593
  아. 시트계（PP，PE） 방수 593
  자. 내오존방수 594

제 7 장 성능향상 개선방안 제시
7.1 개 요 597
7.2 위험도 평가에 의한 개선방안 598
 7.2.1 개요 598
 7.2.2 위험도 간략 평가등급 활용 사례 598
  가. 유럽 fib 및 미국（PTI，ASBI 등） 위험도 등급결정 사례 599
  나. 국토교통부 설계안전성 검토（DFS） 위험도 평가 방법 600
  다. 행정안전부 방재 위험도 평가방법 사례 601
 7.2.3 하수처리 공정을 고려한 위험도 간략평가 방법 제시 603
 7.2.4 위험도 간략평가 및 보호등급 결정 사례 605
  가. 이차침전지 사례 검토 606
  나. 일차침전지 사례 검토 607
  다. 생물반응조 608
  라. 소화조 609
  마. 기타 시설물 610
 7.2.5 물재생센터 수처리 공정별 위험도 간략평가 사례 611
7.3 보호등급 결정에 따른 품질관리 개선방안 612
 7.3.1 개요 612
 7.3.2 콘크리트 구조물의 내구적 보호단계(Level 1 ~ 4) 612
  가. 철근콘크리트 구조물의 내구적 유해요인 침입 보호단계 612
  나. 콘크리트 구조물의 재료적 특성 강화 (Level 1) 614
  다. 콘크리트 구조물의 물리적(피복 및 균열) 특성 강화 (Level 2) 617
  라. 콘크리트 구조물의 표면보호 대책 (Level 3) 619
  마. 부식방지 철근사용 및 스마트 모니터링 시스템 (Level 4) 622
 7.3.3 보호등급(PL)에 따른 주요 품질관리 기준 623
  가. 하수처리 공정 이외 콘크리트 구조물 저위험 “PL - 1" 624
  나. 하수처리 콘크리트 구조물 중위험 “PL - 2" 625
  다. 하수처리 콘크리트 구조물 고위험 “PL - 3" 626
  라. 하수처리 콘크리트 구조물 초고위험 “PL - 4" 627
7.4 중랑물재생센터 시설현대화 사업 사례 검토 628
 7.4.1 중랑물재생센터 설계 및 시공 사례 628
  가. 공사개요 628
  나. 주요 시설물 설계 개요 628
  다. 방수?방식 계획 629
  라. 보강철근 피복(철근 중심간격) 설계 적용 현황 630
  마. 허용균열폭 적용 630
 7.4.2 내구수명 및 내구성 설계 630
  가. 구조물 내구성설계 630
  나. 내구성 증진을 위한 수밀성 콘크리트 선정 631
  다. 수화열 해석에 의한 온도균열지수 평가 632
 7.4.3 세부 적용현황 검토의견 634
 7.4.4 현대화사업 콘크리트 재료 Mock-up 시험 품질성능 조사 637
  가. Mock-up 품질성능 시험 개요(2010년) 637
  나. Mock-up 품질시험 결과(2010년) 638
7.5 콘크리트 보수공사 품질개선 방안 639
 7.5.1 개 요 639
  가. 글로벌 standard 검토 필요성 639
  나. 보수 및 복구 재료의 관리수명 추정 639
  다. 물재생센터 콘크리트 구조물 장수명화를 위한 유지관리 개선방안 640
 7.5.2 국내?외 콘크리트 보수재료 품질기준 및 규격 비교 640
  가. 해외 European Standards EN 1504 기반 “CE인증”사례 640
  나. 국내?외 콘크리트 보수 모르타르 품질기준 비교 642
 7.5.3 해외 품질기준 고려한 국내 품질기준 향상 필요성 642
 7.5.4 품질규격 개선에 따른 콘크리트 보수 성능향상 645
  가. 콘크리트 보수재료 품질기준 개선방안 645
  나. 품질기준 향상에 따른 경제성 검토 647
7.6 표면보호 Coating 필요성 및 품질기준 648
 7.6.1 황화수소 농도와 노출 경과년수에 따른 손상깊이 예측 648
 7.6.2 탄천물재생센터（1처리장） 과거 손상사례（2006년） 검토 650
 7.6.3 표면보호 Coating에 의한 보수공사 기대수명 증대 방안 651
  가. 국내?외 표면보호 Coating 품질기준 비교 651
  나. 국내 표면보호 Coating 세부 품질기준 652
  다. 표면보호 Coating 품질관리 기준 적용성 검토 655
 7.6.4 콘크리트 보수 및 방수?방식공사를 위한 워터챗 치핑 657
 7.6.5 방수?방식공사 생애주기비용（LCC）를 고려한 적정성 검토 658
 7.6.6 첨단센서기술을 이용한 밀폐공간 유해가스 측정 연구 동향 659
 7.6.7 기능성 박테리아를 활용한 콘크리트 단면보수 개발 동향 661

제 8 장 종합 결론 및 참고 문헌
8.1 종합 결론 665
 8.1.1 물재생센터 주요 손상 Mechanism 665
 8.1.2 유지관리 및 품질성능 시험 이력조사 666
 8.1.3 품질성능 시험 및 미세구조 분석 668
 8.1.4 설계단계 품질관리 개선방안 671
 8.1.5 유지관리 보수공사 및 정밀안전점검 연계방안 675
  가. 콘크리트 보수재료 품질기준 개선 676
  나. 정밀안전점검 주기 및 적정 과업기간 678
  다. 정밀안전점검 조사 및 시험，평가 관련 개선사항 679
 8.1.6 중?장기 관점의 방수?방식 도입 필요성 681
 8.1.7 종합 결론 682
8.2 참고 문헌 684

부록
A1. 시설물 보수공사 이력조사（FMS 등록자료） 691
A2. 세부 차집관로 현황（GIS 정보） 713
A3. 과업수행 장비현황 732
A4. 시험 및 측정자료 733
A5. 시험성적서 747
A6. 외관조사 및 사진첩 774