KR100494355B1 - 수중 구조물의 세굴 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세굴 현상에 의한 수중 구조물의 부식과 기반암의 마모 및 침식 등의 발생을 방지할 수 있는 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 개시한다.

종래에 수중 구조물의 주변에 다수개의 테트라포트, 매트형의 블록 또는 돌망태 등을 설치하여 세굴 현상이 방지되도록 하고 있으나, 이들은 세굴 현상을 효과적으로 방지하는 것이 어려울 뿐만 아니라 비경제적으로 되는 등의 문제점들이 있는데, 이를 방지하기 위하여 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조는 수중 구조물의 주변부에 U자형 볼트(32)에 의해 서로 조립 설치되어 세굴 현상을 방지하는 세굴 방지구에 있어서, 상기 세굴 방지구(30)는 철근 콘크리트로 성형된 복수 개의 세굴 방지 블록(31)이 기반암(21) 또는 퇴적층(22)의 상측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은 기반암에 직접 설치하거나 퇴적층 상에 설치하거나 직접 타설하는 등의 여러 가지 방식으로 설치가 가능하여 시공이 용이하고 공기가 단축되며 시공비가 절감되는 효과가 있으며, 특히 세굴 현상에 의한 수중 구조물의 부식과 기반암의 마모 및 침식이 방지되고, 이에 따라 수중 구조물이 침하되거나 전도되는 것이 방지됨은 물론 세굴 현상에 의해 교량이 붕괴되는 것을 방지하는 유용한 효과가 있다.

Description

수중 구조물의 세굴 방지 구조{Structure of Preventing Water Stream Tunnel of Underwater Fabric}

본 발명은 수중 구조물의 세굴 방지 구조에 관한 것으로, 특히 수중에 설치된 교각 등의 수중 구조물의 외측에 퇴적층의 높이에 따라 높이가 가변되는 세굴 방지구를 설치하여 세굴 현상에 의한 수중 구조물의 부식과 기반암의 마모 및 침식 등의 발생을 방지할 수 있는 수중 구조물의 세굴 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 바다 등의 수중 구조물이 설치된 곳의 바닥은 물의 흐름이 빠르거나 소용돌이가 발생하게 되는데, 유량이 많으면 물이 흐르는 속도가 빨라져 수중 구조물의 주변부에 큰 소용돌이를 발생시키게 되며, 이와 같은 큰 소용돌이는 도 1 에 도시한 바와 같이 수중 구조물(10)의 주변을 보호하는 퇴적층(11)을 패이게 함과 아울러 물속으로 유입되는 토사나 자갈 등이 상기 수중 구조물(10)과 기반암(12)을 마모 및 침식시키는 세굴 현상이 발생된다.

상기와 같은 세굴 현상은 홍수 때나 유속이 빠른 하상에서 장기간에 걸쳐 진행되면 교각 등의 수중 구조물이 침하되거나 전도되어 교량이 붕괴되는 원인으로 작용하게 된다.

종래에 이와 같은 세굴 현상을 방지하기 위하여 수중 구조물의 주변 바닥면에 사석을 일정 두께로 깔고 있으나, 이는 일정 크기의 암석을 채취한 후 파쇄하여 사석을 만들기 때문에 자연을 파괴시킨다고 하는 문제점이 있으며, 홍수나 태풍의 발생시 사석이 유실되는 문제점을 가지게 된다.

그래서 종래에도 수중 구조물의 주변에 다수개의 테트라포트, 매트형의 블록 또는 돌망태 등을 설치하여 세굴 현상이 방지되도록 하고 있으나, 상기 테트라포트의 경우에는 해변의 방파제용으로는 어느 정도 적합하나 유속이 느린 하천에서는 부적합하며, 상기 매트형의 블록은 세굴 현상이 심하지 않은 곳에서는 시공비의 상승으로 비경제적이고, 상기 돌망태의 경우에는 독립형으로 되어 홍수 시에는 유실되거나 망태의 형태가 변형됨으로써 그 효과가 저하되는 등의 문제점들이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 퇴적물의 높이에 따라 위치가 가변되도록 하여 토사나 자갈 등에 의해 구조물이 부식되거나 기반암이 마모 및 침식되는 등의 세굴 현상에 따른 교각의 침하나 전도 및 이에 따른 교량의 붕괴를 방지할 수 있는 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수중 구조물의 주변부에 U자형 볼트에 의해 조립 설치되어 세굴 현상을 방지하는 세굴 방지구에 있어서, 상기 수중구조물 하단 둘레에 철근 콘크리트로 성형되어 조립된 복수 개의 세굴 방지 블록을 기반암 또는 퇴적층의 상측에 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 제공한다.

이에 따라 본 발명은 기반암에 직접 설치하거나 퇴적층 상측에 설치하거나 직접 타설하는 등의 여러 가지 방식으로 설치가 가능하여 시공이 용이하고 공기가 단축되며 시공비가 절감되는 효과가 있으며, 특히 세굴 현상에 의한 수중 구조물의 부식과 기반암의 마모 및 침식이 방지되고, 이에 따라 수중 구조물이 침하되거나 전도되는 것이 방지됨은 물론 세굴 현상에 의해 교량이 붕괴되는 것을 방지하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 더욱 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예를 나타내는 도면으로서, 도 2는 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 나타내는 단면도로서, 수중 구조물(20)의 외측에 세굴 방지구(30)가 설치된다.

상기 세굴 방지구(30)는 철근(34)이 매설된 콘크리트로 성형되는 프리캐스트(Precast)로 성형하고, 세굴 방지구(30)의 내측면과 바닥면에는 수중구조물(20)과 분리 상태가 유지되도록 하는 분리용 매트(40)를 설치한다.

이러한 세굴 방지구(30)는 복수개의 세굴 방지 블록(31)으로 이루어지며, 상기 세굴 방지 블록(31)들은 U자형 볼트(32)와 너트(33)에 의해 대략 원형으로 조립하되, 이들을 수중구조물(20)의 형상에 따라 조립되도록 일정 길이를 가지는 직선 또는 원호 형상으로 성형한다.

본 발명의 실시예를 나타낸 도2 내지 도3에 도시한 바와 같이 상기 세굴 방지 블록(31)들은 U자형 볼트(32)와 너트(33)에 의해 서로 조립되도록 구성하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 세굴 방지 블록(31)의 상하측에 연결판을 설치하고 일반 볼트와 너트로써 체결하거나, 로우프나 와이어 등을 이용하여 조립할 수도 있다.

그리고, 상기 세굴 방지 블록(31)의 내측에는 철근(34)이 매설된 콘크리트로 성형되는데, 이는 프리캐스트(Precast)로서 육상에서 미리 제작된다.

도 4는 상기 세굴 방지 블록(31)의 형상이 직육면체를 이루도록 형성되며, 이 경우에는 수중 구조물(20)의 단면 형상이 사각형인 경우에 그 하단 둘레에 복수 개의 세굴 방지 블록(31)들을 조립하여 적용할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 세굴 방지구(30)를 시공하는 상태를 나타내는 도면으로서, 작업선(50)에 설치된 권양기(51)를 이용하여 세굴 방지 블록(31)들로 이루어진 세굴 방지구(30)가 기반암(21)의 상측과 수중 구조물(20)과의 사이에 분리용 매트(40)를 개재하여 설치된다.

한편, 도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 수중 구조물(20)의 외측에 직접 철근 콘크리트(RC)를 타설하여 세굴 방지구(30)를 시공하는 상태를 나타내고 있다.

이때에는 상기 수중 구조물(20)의 외주면에는 조인트(60)를 위치시키고, 퇴적층(22)의 선단에는 거푸집(62)을 설치한 후 작업선(63)에 설치된 펌프(64)를 통하여 콘크리트(65)를 공급하여 양생시키면 세굴 방지구(30)의 설치가 완료되는 것이다.

상기 조인트(60)는 수중 구조물(20)의 외주면과 양생되는 콘크리트로 된 세굴 방지구(30)가 서로 접착되는 것을 방지하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조는 강바닥에 퇴적층이 많은 경우, 즉 세굴 깊이의 변화가 심한 경우와, 기반암과 수중 구조물의 기초 하부가 노출되어 침식이 항상 일어날 우려가 있는 세굴 현상이 심한 경우로 나누어 수중 구조물(20)의 주변에 세굴 방지구(30)가 설치된다.

또한, 상기 수중 구조물(20)의 하측에 직접 콘크리트를 타설하여 세굴 방지구(30)를 설치하는 경우도 포함된다.

먼저, 도 7 내지 도 9 는 세굴 깊이의 변화가 심한 경우를 나타내는 도면으로서, 이 경우에는 기반암(21)의 상측에 소정의 높이로 퇴적층(22)이 형성되어 있는데, 이때 상기 퇴적층(22)을 제거하는 준설을 행하지 않고 그 위치에 직접 분리용 매트(40)를 개재한 후 세굴 방지 블록(31)들을 조립하면 도 7에 도시한 바와 같이 세굴 방지구(30)의 설치가 완료되는 것이다.

따라서, 이 경우에는 퇴적층(22)을 준설하는 비용이 절감됨과 아울러 비용도 절감되는 효과도 있다.

이렇게 퇴적층(22)의 상측에 세굴 방지구(30)가 설치된 후에 홍수나 태풍 등에 의해 유속이 빨라져 활발해지는 세굴 현상에 의해 세굴 방지구(30)의 하측에 형성된 토사나 자갈 등이 유실되면 도 8에 도시한 바와 같이 퇴적층(22)의 높이도 낮아지게 되는데, 이때 상기 퇴적층(22)의 상측에 설치된 세굴 방지구(30)가 함께 하강하게 된다.

더불어 세굴 방지구(30)는 분리용 매트(40)가 수중 구조물(20)과의 분리가 이루어지도록 함으로써 하강이 가능케 된다.

이어서, 상기 세굴 방지구(30)가 하강된 상태에서 그 위에 다시 토사나 자갈 등이 쌓여서 퇴적층(22)을 형성하게 되면 도 9에 도시한 바와 같이 세굴 방지구(30)가 지중에 매립되는 장갑화 현상에 의해 향후 세굴 현상이 발생하여도 기반암(21)이나 수중 구조물(20)이 세굴되지 않도록 보호하게 되는 것이다.

한편, 도 10은 수중 구조물(20)의 주변 유속이 빠르거나 국지적으로 소용돌이 현상이 발생하는 위치로서 항상 기반암(21)과 기초 하부가 노출되어 세굴 현상으로 마모 및 침식이 항상 발생될 우려가 있는 경우에 적용되는데, 이 경우에는 기반암(21)의 상측에 세굴 방지구(30)를 직접 설치하여 물속으로 유입되는 토사나 자갈 등에 의해 수중 구조물(20)이 부식되거나 기반암(21)이 마모 및 침식되는 것을 방지하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기반암에 직접 설치하거나 퇴적층 상에 설치하거나 직접 타설하는 등의 여러 가지 방식으로 설치가 가능하여 시공이 용이하고 공기가 단축되며 시공비가 절감되는 효과가 있으며, 특히 세굴 현상에 의한 수중 구조물의 부식과 기반암의 마모 및 침식이 방지되고, 이에 따라 수중 구조물이 침하되거나 전도되는 것이 방지됨은 물론 세굴 현상에 의해 교량이 붕괴되는 것을 방지하는 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래 수중 구조물의 세굴 현상을 나타내는 설명도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 도시한 평면도.

도 5 는 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 설치하는 상태를 도시한 도면.

도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 도시한 도면.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 퇴적층의 깊이가 깊은 경우에 적용시킨 상태를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명에 의한 수중 구조물의 세굴 방지 구조를 세굴 현상이 심한 경우에 적용시킨 상태를 나타내는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20: 수중 구조물 21: 기반암

22: 퇴적층 30: 세굴 방지구

31: 세굴 방지 블록 32: U자형 볼트

40: 분리용 매트 60: 조인트

63: 작업선 64: 펌프

Claims (4)

1. 수중 구조물(20)의 주변부에 U자형 볼트(32)에 의해 조립 설치되어 세굴 현상을 방지하는 세굴 방지구에 있어서,

   상기 수중구조물(20) 하단 둘레에 철근(34) 콘크리트로 성형되어 조립된 복수개의 세굴 방지 블록(31)을 기반암(21) 또는 퇴적층(22)의 상측에 설치됨을 특징으로 하는 수중 구조물의 세굴 방지 구조.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 세굴 방지구(30)는 수중 구조물(20)과 기반암(21), 퇴적층(22)의 사이에 분리되도록 분리용 매트(40)가 설치된 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 세굴 방지 구조.
4. 수중 구조물의 주변부에 설치되어 세굴 현상을 방지하는 세굴 방지구에 있어서,

   상기 세굴 방지구(30)는 수중 구조물(20)의 외측에 조인트(60)를 설치한 후 작업선(63)에 설치된 펌프(64)를 통하여 수중 구조물(20)의 외측으로 콘크리트를 공급하여 양생시킨 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 세굴 방지 구조.