공공하수관로 공사 적정공기 산정과 지연 요인 도출에 관한 연구

Abstract

Frequent social disputes occur at the initial stage of construction due to several reasons such as: inappropriate allocation of construction duration, frequent delays in construction, construction work efficiency, safety for construction workers and the degradation quality of constructions.

Delays for construction of public sewage pipelines also occurs due to similar reason with the addition of construction safety accidents and sinkholes caused by deterioration. In response to this, more than 5 trillion won is funded to improve public health and sanitation of citizens and protect public property for environmental infrastructure facilities. A large amount of this budget is expected to be allocated to public sewage pipelines continuously.

The amount of sewage pipelines constructed throughout South Korea is 163,098,677m from which approximately 40% have been in use for more than 20 years. Frequent repair or replacement is required for sewage pipelines that are aged with deteriorated function. Moreover, the government has issued plans to build new sewage pipelines by a length of 33,861,387m nationwide. In addition, rainfall intensity criteria for sewage pipeline was increased in January 2022. Also, due to climate change, a record-breaking rainfall occurred in August 2022. The improvement, repair and replacement work for existing sewage pipelines is expected to continue for damages caused by functional limitation of sewage pipelines. Therefore, it is necessary to identify methods for estimating the appropraite construction duration for working on public sewage pipelines.

Factors that affect the construction duration are classified into quantitative factors (construction scale, work volume, number of resources, area, etc.) and qualitative factors (weather conditions, worker capacity, delay in project approval, civil complaints, design changes, etc.). In this study, the model for an appropriate construction duration estimation(machine learning-based support vector regression analysis) was presented and verified. As a result, it was found that Radial Basis Function SVR was the most suitable.

Also, an questionnaire survey against experts was conducted to identify delay factors using qualitative factors(preparation duration, weather conditions, rearranging duration for completion, and construction restraint duration) exclusively for public sewage pipeline construction. Questionnaire survey against experts showed that 60 days for the preparation duration, above 33℃(maximum daily temperature) in heatwave warning duration, less than 0℃(maximum daily temperature) & more than 5cm of new snow in winter season, above 10mm for the daily precipitation, above 15m/s for the maximum instantaneous wind speed, level 3 of the 4 levels warning system for the fine dust were selected as a delay factor that made it inoperable to work outdoors. And 1 month for rearranging duration for completion was selected the most. In addition, opinions on construction restraint duration for public sewage pipeline construction were collected through Questionnaire survey, and experts said that when calculating the construction period, the features of the construction area for applying construction restraint period should be carefully identified and additionally reflected in the inoperable workdays duration.

It is expected that the results of this study can assist the project managers to estimate appropriate construction duration from the design stage. Also, the results from this study can be utilized to allocate a reasonable construction duration to the construction bidders. In addition, it is expected that the number of disputes by the extension of the construction duration and safety accidents and poor construction by speedy construction work will be reduced. Finally, by assisting the project employer to make a reasonable decision and it is expected that the findings from this study will be able to take one step closer to the successful completion of construction. |공사 초기 적정 공사기간을 배정받지 못해 빈번한 공기지연, 돌관공사, 건설근로자의 안전사고, 공사물의 품질저하를 유발시키고 있어 이로 인한 사회적 분쟁도 지속되고 있다.

공공하수관로 공사도 다양한 공기 영향요인으로 인해 공기지연과 돌관공사가 발생하여 건설안전사고, 품질저하로 인한 땅꺼짐(싱크홀) 같은 사회적 문제를 유발시키고 있다. 환경인프라시설은 주민의 공중보건위생 향상 국민재산보호를 위해 매년 5조 이상의 공사가 발주되고 있으며, 공공하수관로도 지속적으로 많은 예산이 투입될 예정이다.

2020년말 기준 전국 국토에 매설되어 있는 하수관로는 163,098,677m이며, 이중 약 40%가 사용기간 20년이 지나 기능저하가 발생하고 있어 지속적인 교체 및 개･보수가 진행되어야 하고, 전국 지자체에서 33,861,387m의 하수관로를 신설할 계획을 가지고 있다. 또한, 2022년 1월 하수관로 설계강우 기준 상향 및 2022년 8월 기후변화로 기록적인 강우가 발생하여 하수관로의 기능 한계로 발생한 피해에 대응하기 위해 기존 하수관로 시설의 개량(교체) 공사가 지속될 예정으로 공공하수관로 적정 공사기간 산정 및 지연 요인 도출이 더욱 필요한 상황이다.

공사기간에 영향을 주는 요인은 정량적 요인(공사규모, 작업물량, 자원수, 면적 등)과 정성적 요인(기상조건, 작업자 역량, 사업승인지연, 민원발생, 설계변경 등)으로 분류된다. 본 연구에서는 83건 실적데이터 내 정량적 요인(공사규모인 신설관로연장 및 실제공사기간)을 기초로 적정 공사기간 산정 모형(머신러닝 기반의 서포트 백터 회귀법)을 제시 및 검증하였고, Radial Basis Function SVR 모형이 가장 적합한 것으로 판단되었다.

공공하수관로 공사만의 지연요인을 도출하기 위해 정성적 요인(준비기간, 기상조건, 정리기간, 억제기간)을 활용하여 전문가 설문조사를 시행하였다. 설문조사 결과, 준비기간은 60일, 기후조건 중 혹서기 경우 일최고기온 33°C 이상, 동절기 경우 일최고기온 0°C 이하 및 신적설 5㎝ 이상, 일강수량은 10mm 이상, 최대 순간풍속은 15m/s 이상, 미세먼지는 4단계 경보 중 3단계 수준이 작업이 불가능한 지연요인으로 선택하였다. 정리기간의 경우 1개월을 가장 많이 선택하였다. 또한, 공공하수관로 공사만의 다양한 억제기간에 대한 의견을 수렴하였고, 이는 공사기간 산정시 공사지역의 특성을 면밀히 파악하여 반드시 추가 적용되어야 한다고 하였다.

본 연구의 결과는 공사 발주자가 설계단계부터 적정 공사기간을 산정하는데 도움을 줄 수 있고, 공사입찰 참여자에게 입찰 시 합리적인 공사기간을 배정해주는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 공사기간연장으로 인한 분쟁과 돌관공사로 인한 안전사고 및 부실시공을 줄일 수 있을 것으로 기대한다. 마지막으로, 발주자의 합리적인 의사결정에 도움을 줌으로써 성공적인 공사 완료에 한걸음 더 다가갈 수 있을 것으로 기대한다.