KR100828222B1 - 육각형상의 다기능 블럭 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다각형상의 블럭체와, 블럭체의 상하부에 돌출부가 형성되는 다기능 블럭으로서, 돌출부가 블럭체의 수직인 모서리 부분에서 전부 또는 교대로 상하부로 돌출되고, 블럭의 중심부는 상부와 하부가 다각형상으로 통공되어 있는 다각형상의 다기능 블럭에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 다기능 블럭은 하천의 정화작용을 극대화하고, 하천 취수보, 교각, 호안사면의 세굴을 방지하고, 식생유입도 가능하게 한다.

다각형상 다기능 블럭, 연결구, 홈, 돌출부, 인공여울

Description

육각형상의 다기능 블럭{A Multi Functional Block with Hexagonal Type}

도 1a는 본 발명의 다각형상의 다기능 블럭의 일실시예로서 육각형상의 다기능 블럭을 도시한 사시도이고,

도 1b는 상기 육각형상의 다기능 블록의 평면도이며,

도 2a는 본 발명의 다각형상의 다기능 블럭의 일실시예로서 사각형상의 다기능 블럭을 도시한 사시도이고,

도 2b는 상기 사각형상의 다기능 블록의 평면도이며,

도 3a 및 도 3b는 하부 돌출부의 길이가 상부 돌출부보다 더 긴 다기능블록을 나타내는 사시도이고,

도 4a 및 도 4b은 상기 다기능 블럭에 연결구가 형성된 사시도이고,

도 5a 및 도 5b는 상기 다기능 블럭이 연결구에 의해 삼각형 또는 사각형의 형태로 결속되는 것을 나타내는 평면도이며,

도 6은 상기 다기능 블럭에 블럭고정용 홈이 설치된 것을 나타낸 사시도이고,

도 7a 내지 7c는 상기 다기능 블럭의 돌출부 경사 및 블럭의 모서리가 라운딩 처리된 것을 나타내는 사시도 및 평면도이며,

도 8은 상기 다기능 블럭 내부에 자갈유실방지용 메쉬가 설치된 것을 보여주 는 사시도이고,

도 9a 및 도 9b는 상기 다기능 블럭을 일단으로 적층하는 것을 나타내는 사시도이며,

도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b는 상기 다기능 블럭을 이단으로 적층하는 것을 나타내는 사시도 및 절개도이고,

도 12a 및 도 12b는 이단으로 적층된 상기 다기능 블럭의 평면도이며,

도 13은 삼단으로 적층된 다기능 블럭의 평면도이고,

도 14는 본 발명의 다기능 블럭을 이용하여 인공여울을 조성한 개략도이다.

도면의 주요부분에 대한 설명

1 : 블럭체 2 : 상부돌출부 3 : 하부돌출부

4 : 중심부 5 : 연결구 6 : 블럭고정용 홈

m₁ : 상부 돌출부의 길이 m₂ : 하부돌출부의 길이

L : 블럭체의 두께

a : 정육각형상의 대각선 중 길이가 짧은 대각선 길이

b : 정육각형상의 돌출부의 가로 투영길이

c : 정사각형상의 한변의 길이

d : 정사각형의 돌출부의 가로투영 길이

α: 상하부 돌출부의 경사각

본 발명은 다기능 블럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다각형상의 블럭체와, 상기 블럭체의 수직인 모서리 부분에서 전부 또는 교대로 상하부로 돌출되는 돌출부를 포함하는 다각형상의 다기능 블럭에 관한 것이다.

기존의 하천정비방식에 있어서는 시공의 용이성과 침식방지를 위해 콘크리트로 제작된 호안블럭이 주로 사용되어 왔다. 그러나 콘크리트 블럭은 하안 식생의 생장기반인 토양을 완전히 덮어버림으로써 하천생물의 주요한 서식환경을 훼손하는 대표적인 사례가 되어 왔다. 최근에 들어서는 하천동물 서식환경의 중요성이 강조되면서 식생의 유입이 가능한 환경블럭이 개방되어 현장에 적용되고 있으며, 자연석과 같은 소재를 이용한 공법도 개발되고 있다. 이러한 호안공법들은 식생 유입이 가능하다는 장점을 가지고 있으나, 큰 소류력(疏流力)의 발생이 예상되는 구간에는 블럭 및 자연석 사이의 인터록킹이 약해 유실의 위험이 존재하였다. 또한 현장에서 실제 시공 시에는 설치의 마감을 위해 블럭의 일부분을 절단하여 끼워 맞춰야 하는 등 시공 상에 어려움이 있었다.

또한 일반적으로 저렴하게 세굴방지 목적으로 시공되고 있는 돌망태는 돌망태 망목크기 이상의 자갈을 충진해야 하므로 충진재 선정 및 조달에 한계가 있었고, 시간이 지남에 따라 돌망태가 파손된 후 충진된 자갈이 유실되는 단점이 있었다.

하천의 수질정화적인 측면으로 볼 때, 일반적으로 하천의 정화작용은 하상에 있는 자갈표면에 부착생존하고 있는 미생물이 오염물질을 산화 분해시키는 원리인데, 이러한 원리를 이용하여 대량의 자갈을 충진 포설하여 자정작용을 촉진하는 자갈접촉 산화시설이 주로 이용되어 왔으나, 이러한 방식은 설치에 천문학적인 비용이 들고, 시간이 지남에 따라 토사와 같은 무기성 부유물질이 침적된 후 공극이 폐쇄되어 처리용량의 감소 및 효율이 현저히 감소되는 문제점이 있었다.

인공여울로 조성시, 종래에는 하천을 가로질러 일정 폭의 콘크리트를 타설한 후 자연석 등을 이용하여 여울을 조성하였으나, 하천의 특성상 콘크리트 현장 타설에 따른 오염의 원인을 제공하기도 하며, 홍수시 콘크리트에 박혀 있는 자연석이 인발되어 유실됨으로써 여울의 기능을 완전히 상실하는 문제가 있었다.

따라서 기존의 호안블럭이 가지는 단점을 보완하면서도 식생 유입이 가능하고, 자연정화 능력도 개선시킬 수 있고, 및 오염원이 없는 자연 친화형의 인공여울을 제공할 수 있는 새로운 형태와 기능의 블럭 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 하천의 정화작용을 극대화하고, 하천 취수보, 교각, 호안사면의 세굴을 방지하고 및 식생 유입도 가능한 다기능 블럭을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

다각형상의 블럭체(1)와, 상기 블럭체(1)의 상하부에 돌출부(2, 3)가 형성되는 다기능　블럭으로서, 상기 돌출부(2, 3)가 상기 블럭체(1)의 수직인 모서리(8) 부분에서 전부 또는 교대로 상하부로 돌출되고, 상기 다기능 블럭체(1)의 중심부(4)는 상부와 하부가 상기 다각형상으로 통공되는 다각형상의 다기능 블럭에 관계한다.

이하에서 첨부도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 다각형상의 다기능 블럭의 일실시예로서 육각형상의 다기능 블럭을 도시한 사시도이고, 도 1b는 상기 육각형상의 다기능 블록의 평면도이며, 도 2a는 본 발명의 다각형상의 다기능 블럭의 일실시예로서 사각형상의 다기능 블럭을 도시한 사시도이고, 도 2b는 상기 사각형상의 다기능 블록의 평면도이다.

도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다각형상의 다기능 블럭은 다각형상의 블럭체(1)와, 상기 블럭체(1)의 상하부에 돌출부(2, 3)가 형성되는 다기능　블럭으로서, 상기 돌출부(2, 3)가 상기 블럭체(1)의 수직인 모서리(8) 부분에서 전부 또는 교대로 상하부로 돌출되고, 상기 다기능 블럭체(1)의 중심부(4)는 상부와 하부가 상기 다각형상으로 통공되는 구조이다.

상기 다기능블록을 이단으로 적층함에 있어서, 상기 일단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 상부 돌출부(2)가 이단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 중심부(4)에 삽입되어 결속되고, 및 이단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 하부돌출부(3)가 일단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 중심부(4)로 삽입되어 결속될 수 있다.

도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 12b는 상기 다기능 블럭을 이단으로 적층하는 것을 나타내는 사시도 및 절개도이고, 도 12a 및 도 12b는 이단으로 적층된 상기 다기능 블럭의 평면도이고, 도 13은 삼단으로 적층된 다기능 블럭의 평면도이다.

도 10a 내지 도 13에 의하면, 일단에 설치되는 인접한 세 개의 다기능 블럭의 상부돌출부(2)가 이단에 설치되는 다기능 블럭의 중심부(4)에 삽입되어 결속 될 수 있다. 상기 다기능 블럭은 돌출부(2, 3)가 상하부로 규칙적으로 전부 또는 교대로 소정의 길이로 돌출되어 있으므로 상기 블럭을 입체적으로 조립 체결할 수 있다. 상기 블럭은 모서리 부분이 볼록하고 오목한 형태를 가지고 있어 블럭을 교차적으로 조립하면 연결부분이 맞물리는 구조를 가지고 있으므로, 2단 또는 3단 이상의 적층시 별도의 결속도구 사용 없이 상하 돌출부 및 통공된 중심부가 요철형태로 맞물려 견고한 결속을 할 수 있다.

본 발명의 다기능 블럭은 상기 하부 돌출부(3)의 돌출길이(m₂)와 상기 상부 돌출부의 돌출길이(m₁)가 다음과 같은 수학식을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

m₁ ≤ m₂ ≤ 45cm

상기 수학식 1에서, m₂는 m₁ 보다 같거나 클 수 있다. 즉, 상기 다기능 블럭의 상부 돌출부(1) 및 하부 돌출부(2)의 돌출길이가 다를 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 하부 돌출부의 길이가 상부 돌출부보다 더 긴 다기능블록 을 나타내는 사시도로서, 도 3a 및 3b에 의하면, 상기 다기능 블럭은 하부 돌출부를 상부 돌출부보다 길게 하여 하부돌출부에 의한 말뚝기능을 강화하여 블럭의 밀림현상을 효과적으로 방지할 수 있음을 보여준다. 다만, 하부돌출부는 블럭 적층시 말뚝 간에 겹쳐져서 장애가 되는 것을 방지하기 위하여 최대 45cm이하로 설계하는 것이 바람직하다. 또한 상기 하부 돌출부가 긴 다기능 블럭은 다단 적층시 1단(최하층)에 사용되는 것이 바람직하다.

상기 다기능 블럭은 결속력의 강화를 위해 상기 하부 돌출부(3)의 돌출길이(m₂)와 상기 상부 돌출부의 돌출길이(m₁)가 같고, 그 합이 블럭체(1) 두께(L)와 같은 것이 바람직하다.

본 발명의 일구현예로서, 상하부 돌출부 (m₁, m₂) 길이는 각각 15cm, 블럭체의 두께(L)는 30cm로 하여 블럭 전체 높이를 60cm로 하는 것이 가장 바람직하다.

일반적으로 보 에이프런의 두께가 약 60cm 정도로 시공되므로 하천 세굴이 가장 많이 일어나는 보 에이프런 하류구간에 포설하기 위해서는 에이프런 두께와 같은 전체 높이를 60cm 로 블럭을 제작 설치하는 것이 좋은데, 이것은 블럭과 블럭을 적층할 경우, 본체 두께가 30cm, 상하 블럭이 각각 15cm이면 양 블록이 서로 맞닿을 수 있으므로 블럭간 적층에 틈새가 생기지 않기 때문이다.

본 발명에 사용될 수 있는 다기능 블럭은 육각형상 또는 사각형상이 바람직 하다. 상기 사각형상 및 육각형상은 이웃하는 블록 사이에 빈 공간 없이 접촉할 수 있으므로 블럭 간에 견고하게 지지할 수 있는 힘을 제공할 수 있고, 돌출부 형성이 용이하기 때문이다.

도 1a 및 1b에 의하면, 상기 다기능 블럭은 다각형상의 블럭체(1)가 정육각형상인 것으로서, 상기 돌출부(2)가 교대로 세 부분의 모서리에서 상하부로 돌출될 수 있다.

상기 육각형상의 다기능 블럭에서, 돌출부의 가로 투영길이(b)가 상기 통공된 정육각형의 대각선 중 길이가 짧은 대각선 길이(a)의 1/2이 되는 것이 바람직하다.

도 2a 및 도 2b에 의하면, 상기 다기능 블럭이 다각형상의 블럭체(1)가 정사각형상인 경우에는, 상기 돌출부(2)가 네 부분의 모서리에서 상하부로 돌출되는 것이 바람직하고, 상기 돌출부의 가로길이(d)가 상기 통공된 정사각형의 한 변(c)의 길이의 1/2이 되는 것이 가장 바람직하다.

상기 조건을 만족하는 다기능 블럭은 다단 적층을 하는 경우, 이단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 중심부(4)와 일단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 상부 돌출부(2) 3개 내지 4개 사이에 간극 없이 결합될 수 있으므로, 맞물린 블럭 사이의 결속력이 최대가 될 수 있다.

본 발명에 의한 다각형상의 다기능 블럭은 상하부 돌출부에 의해 밀림방지 및 수중 산소 공급을 원활하게 할 수 있다. 또한, 상기 돌출부를 구비하는 다기능 블럭의 설치로 인해 조도계수를 증가시켜 유수에 의한 하상이나, 구조물에 가해지는 유수력을 감소시킴으로서 하천의 안정을 가져올 수 있다.

또한 상기 다기능 블럭은 내부가 통공되어 있어서 내부 식생공간이 될 수 있고, 및 자갈이 내부에 충진되는 경우 빠른 유속에 의해서도 자갈이 유실되지 않으므로 자갈에 의한 오염하천수의 자정작용을 오랫동안 유지할 수 있다.

상기 다기능 블럭에는 상기 블럭체(1)의 측면 모서리 부위에 타 블럭체들과 상호 결속시킬 수 있는 연결구(5)가 형성될 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 상기 다기능 블럭에 연결구가 형성된 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 상기 다기능 블럭이 연결구에 의해 삼각형 또는 사각형의 형태로 결속되는 것을 나타내는 평면도로서, 상기 4a, 4b, 5a 및 5b에 의하면, 상기 다기능 블럭은 인접한 하나 내지 두 개의 다기능 블럭과 상기 연결구(5)를 통해 와이어로 결속되고, 및 상기 인접한 두 개의 다기능 블럭과는 삼각형 내지 사각형의 형태로 와이어가 결속될 수 있음을 알 수 있다.

상기 삼각형 형태의 와이어 연결방식은 하나의 블럭이 이웃하는 블럭과 비돌출부 3 곳에서 결합을 하게 되므로 기존의 샤클이나 U 볼트 연결방식에 비해 하상면의 침하 등에 따른 블록 제품의 파손 등을 방지할 수 있어 유동성과 내구성이 매우 향상된 방식이다.

기존 방식처럼 블럭간 유동성이 결여된 상태로 하상에 블럭을 연결 설치할 경우, 하상 침하시 블럭 파손에 의한 연결해체가 초래될 우려가 크므로 이에 대한 개선책으로 유동성이 큰 와이어 결속방식이 큰 효과가 있다.

더불어, 와이어 결속용 구멍은 블럭의 측면방향으로 뚫려있으므로, 블럭의 적층에 전혀 장애가 되지 않으며, 상하 또는 좌우, 2개 혹은 3개 또는 그 이상 수량의 블럭을 동시에 결속할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 다기능 블럭의 비돌출부 상부에 블럭 고정용 홈(6)을 설치할 수 있다. 하천에 포설된 블럭 하부로부터 상부로 작용하는 압력에 의해 블럭이 이탈하는 것을 방지하기 위해, 또는 인공여울이나 낙차공 조성시와 같이 하천을 가로질러 블럭을 포설할 경우, 홍수시 블럭 자체의 요철이 견디지 못할 정도의 강한 흐름에 의해 블럭이 밀리는 것을 방지하기 위해 블럭의 일부구간은(상류측 횡단열 전체) 지지말뚝을 설치하는 것이 좋다.

상기 지지말뚝으로는 철제 말뚝을 설치하되, 블럭과 블럭을 함께 엮어줄 수 있도록 꺽쇠형 말뚝을 설치하는 것이 좋다.

도 7a 내지 7c는 상기 다기능 블럭의 돌출부 경사 및 블럭의 모서리가 라운딩 처리된 것을 나타내는 사시도 및 평면도로서, 도 7a 내지 7c에 의하면, 상기 다기능 블럭의 상기 돌출부(2, 3)는 하단부가 넓고, 상단부가 좁은 구조로서, 경사각 α가 10° 내지 30° 로 형성될 수 있다. 상기 돌출부(2, 3)에 상기 경사도를 주면 하단 블럭과 상단 블럭이 쉽게 적층될 수 있다.

상기 다기능 블럭은 각 모서리가 라운딩 처리될 수 있으며, 각 모서리 부분을 R150 전후의 라운딩(R) 처리하는 것이 바람직하다. 상기 모서리 부분을 라운딩 처리함으로 인해 제작과정, 보관, 운반 또는 현장설치과정에서 직각형태의 모서리 부분이 쉽게 파손되는 문제점을 방지할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 상기 다기능 블럭은 내부에 추가로 자갈유실 방지용 메쉬(mesh)망(7)을 설치할 수 있다. 상기 자갈유실 방지용 메쉬를 설치한 자연정화 블럭을 최하단(1단) 및 최상단부에 설치함으로서 블럭이 포설된 하상전체가 내부에 충진된 메쉬망에 의해 공극이상의 자갈이 유실되지 않는 대규모의 돌망태 역할을 하도록 함으로써 하상보호 효율을 높일 수 있다.

자갈유실 방지용 메쉬(mesh)망이 없는 블럭만을 포설하게 되면 하천수의 소류력 또는 홍수시 강한 흐름에 의해 블럭 내부에 충진된 자갈이나 복토된 토사 등이 유실되어 하상침하 등 또 다른 세굴이 진행될 수 있고, 또한 하상 전체에 자갈유실을 방지하기 위한 목적으로 그물망 등을 블럭과 별개로 바닥 전체에 포설하는 방법은 블럭과의 결속이 약해 시간이 지나면서 전부 유실되어 그 본래의 기능을 상실하게 된다.

그러나 본 발명의 다기능 블록에 메쉬망을 설치하여 돌망태 기능을 대체하게 되면 하상정비시에 발생한 모든 크기의 자갈이나 토사까지도 그대로 블럭 내부 공극에 충진하여 이용할 수 있으므로 경제적인 측면에서 매우 유리하고 또한, 메쉬 망에 의해 블록이 단단히 결속하여 커다란 하나의 공극률이 큰 구조물을 형성하게 되므로 파손에 의한 내부 충진물의 유실이 거의 없다.

도 13은 본 발명의 다기능 블럭을 이용하여 인공여울을 조성한 개략도를 나타낸 것으로서, 도 13에 의하면, 본 발명에 의한 다기능 블록을 이용하여 인공여울을 조성할 경우에는 하단부터 상단까지 일정한 상하 적층만으로도 쉽게 여울을 조성할 수 있음을 알 수 있다.

상기 다기능 블록에 의해 적층하여 형성된 인공여울은 하상 정비시 발생된 토사나 자갈을 그대로 재이용하여 내부 충진을 할 수 있으므로 경제적으로 유용하고, 자연적 또는 인위적으로 내부 식생의 활착이 가능하여 자연형 여울로서의 효과를 가져올 수 있다.

또한 콘크리트 타설 없이 인공여울을 형성할 수 있으므로 콘크리트에 의한 오염을 방지할 수 있고, 모든 블럭이 상호간의 결속에 의해 견고하게 결합되므로 전체적으로 하나의 고강도 구조물이 되어 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 다각형상 다기능 블럭은 하상 보호와 하천 자연정화 목적 및 낙차공, 취수보, 수중보, 교각주변의 세굴방지용, 또는 인공여울이나 생물서식처로 사용되며, 내부에 공간이 형성되어 수초의 생육과 물고기나 수달 등 생물의 서식처를 제공한다. 또한 절개사면 및 도로 비탈면에 적용하여 사면보호 블럭으로 사용 되거나 옹벽 밑다짐 등에 활용할 수 있다.

Claims (13)

1. 육각형상의 블럭체(1)와, 상기 블럭체(1)의 상하부에 돌출부(2, 3)가 형성되는 다기능　블럭으로서, 상기 돌출부(2, 3)가 상기 블럭체(1)의 수직인 모서리(8) 부분에서 교대로 상하부로 돌출되어 수직인 모서리 부분이 요철형태가 되고, 상기 하부 돌출부(3)의 돌출길이(m₂)와 상기 상부 돌출부(2)의 돌출길이(m₁)가 하기 수학식 1을 만족하고, 및 상기 다기능 블럭체(1)의 중심부(4)는 상부와 하부가 상기 육각형상으로 통공되는 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.

   [수학식 1]

   m₁ ≤ m₂ ≤ 45cm
2. 제 1항에 있어서, 상기 다기능블록을 이단으로 적층함에 있어서, 상기 일단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 상부 돌출부(2)가 이단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 중심부(4)에 삽입되어 결속되고, 및 이단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 하부돌출부(3)가 일단에 설치되는 상기 다기능 블럭의 중심부(4)로 삽입되어 결속될 수 있는 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 하부 돌출부(3)의 돌출길이(m₂)와 상기 상부 돌출부(2)의 돌출길이(m₁)가 같고, 그 합이 블럭체(1)의 두께(L)와 같은 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부(2, 3)의 가로 투영길이(b)가 상기 통공된 정육각형의 대각선 중 길이가 짧은 대각선 길이(a)의 1/2이 되는 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 상기 블럭체(1)의 측면 모서리 부위에 타 블럭체들과 와이어로 상호 결속시킬 수 있는 연결구(5)가 형성된 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
10. 제 1항에 있어서, 상기 블럭체(1)의 비돌출부 상부에 블럭 고정용 홈(6)을 설치한 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
11. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부(2, 3)에 10° 내지 30°의 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
12. 제 1항에 있어서, 상기 다기능 블럭의 각 모서리가 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.
13. 제 1항에 있어서, 상기 다기능 블럭체의 통공된 중심부(4)에 자갈유실 방지용 메쉬(mesh)망(7)을 설치한 것을 특징으로 하는 육각형상의 다기능 블럭.

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