A Field Evaluation of Calcium Carbonate Scale Prevention using Molecular Vibration in Subway Tunnels

분자진동을 이용한 스케일 방지 기술의 지하철 터널 내 현장적용성 평가

  • 박은형 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 주익찬 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 이종휘 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 김현기 (건설산업연구소) ;
  • 천병식 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과)
  • Published : 2012.12.01

Abstract

The purpose of this study is to evaluate the field applicability of Quantum Stick in scale deposit prevention for subway tunnels in Seoul. This technology was installed into drainpipes and its performance was monitored through occasional site visits. SEM and EDS were also performed on scale collected from these drain pipes. Results showed a decrease in scale deposits due to Quantum Stick treatment. In the field test, the device was found to be effective in preventing scale formation in new pipes as well as reducing existing scale in previously installed pipes. However, further investigations are necessary to account for various environmental conditions. In conclusion, the results indicate that molecular Vibration technology is effective in suppressing scale formation.

지하수에 의하여 터널 내로 유입된 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 이산화탄소($CO_2$) 등과 반응하여 그 반응물이 터널의 배수공내에 침전되어 배수공 클로깅 현상이 발생하였다. 대부분의 반응물은 화학분석 결과 칼사이트의 탄산칼슘($CaCO_3$)인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 실내시험을 통하여 개발한 요소기술인 퀀텀스틱을 실제 현장에 적용하여 터널 내 배수관 막힘현상을 억제 또는 제거할 수 있는지 규명하였다. 각 터널 마다 완성된 시기가 다르고 배수시스템이 다르므로 지하철터널 2곳을 적용하여 요소기술의 현장 적용성 검토를 실시하였다. 적용대상 대표터널 중 비교적 유량이 많은 5호선과 7호선 중 1곳 씩 선정하여 실험을 약 평균 1년여 동안 진행하였다. 그 결과 요소기술인 퀀텀스틱의 현장 적용 후 스케일 형성에 있어서 억제기능을 정량, 정성적 분석에 의해 검증하였다. 따라서 기존의 터널 배수관에 퀀텀스틱을 적용하였을 경우 터널 내의 클로깅 현상을 어느 정도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Bae, G. J. and Lee, S. W.(1998), Underground Structures Maintenance and Measurement, Korean Society of Civil Engineers Journal, Vol. 46, No. 11, pp. 43-54.
  2. Chu, I. C., Nam, S. H., Baek, S. I., Jung, H. S. and Chun, B. S.(2011), Bond Characteristics of Scale According to the Drainage Pipe's Material in Tunnel, Journal of the Korean Geo-Environmental Society, Vol. 12, No. 11, pp. 51-57.
  3. Chun, B. S.(2011), Development of Advanced Drainage Systems to Improve the Deteriorated Tunnels (ST100052). Hanyang University, pp. 14-31.
  4. Kang, J. S.(2003), Manufacturing Technology Trends of Precipitated Calcium Carbonate, KISTI Technology Trends Report, pp. 3-27.
  5. Korea Merus(2002), Application Report of Hot-Water Line in Pohang Iron & Steel Bongwandong, Korea Merus, pp. 5-7.
  6. Korea Merus(2003a), Application Report of Cooling Water Line of An-yang Factory, Korea Merus, pp. 10-11.
  7. Korea Merus(2003b), Application Report of Cooling Water Line of LG-Caltex Refinery pumps, Korea Merus, pp. 40-42.
  8. Kim, H. W.(2002), Efficacy and Effects of Bioactive of Merus Ring, College of Medicine, Yonsei University, pp. 2-5.
  9. Nam, J. W., Lee, C. K., Lee, J. H., Do, J. N. and Chun, B. S.(2011), The Control Method of Scale in Drainage Pipe of Deteriorated Tunnel used Magnetic Field and Quantum Stick, Journal of the Korean Geo-Environmental Society, Vol. 12, No. 11, pp. 59-64.
  10. Nawrath, S. J., Khan, M. M. K. and Welsh, M. C.(2006), An Experimental Study of Scale Growth Rate and Flow Velocity of a Super-saturated Caustic-aluminate Solution, International Journal of Mineral Processing, Vol. 8, No. 3, pp. 32-41.
  11. Reddi, L. N. Ming, X. Hajra, M. G. and Lee, I. M.(2000), Permeability Reduction of Soil Filters due to Physical Clogging, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol. 126, No. 3, pp. 236-246. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2000)126:3(236)
  12. Shin, J. H., Addenbrooke, T. I. and Potts, D. M.(2002), A Numerical Study of the Effect of Groundwater Movement on Long-term Tunnel Behaviour, Geotechnique, Vol. 52, No. 6, pp. 391-403. https://doi.org/10.1680/geot.2002.52.6.391
  13. Woo, J. T.(2005), A Study on Analysis of Influx path and Ingredient of Sedimentation Substance and Groundwater Influx Quantity in Downtown Tunnel, Tunneling Technology, Vol. 7, No. 3, pp. 219-226.