KR101008580B1 - 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템 - Google Patents

수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 토사보강 안정제를 배합하는 토사보강 안정제 취부기와, 토사보강 안정제 취부기로부터 배합된 토사보강 안정제를 사면으로 방사하는 토사보강 안정제 방사기와, 상기 토사보강 안정제 취부기 및 토사보강 안정제 방사기를 제어하는 제어기를 포함하되, 토사보강 안정제 취부기는, 공급되는 토사를 선별하는 토사 선별부와, 토사 안정제가 투입되는 토사 안정제 투입부와, 토사 선별부로부터 선별된 토사, 및 토사 안정제 투입부에 투입된 토사 안정제를 이송하는 이송부와, 이송부에 의해 이송된 토사 및 토사 안정제를 배합하여 토사보강 안정제를 형성하는 배합부로 이루어지고, 토사보강 안정제 방사기는, 사면에 물을 공급하는 물 공급부와, 배합된 토사보강 안정제를 사면에 방사하는 토사보강 안정제 방사부로 이루어지는, 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템을 개시함으로써, 절토면, 성토면 및 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간을 토사 보강제를 이용하여 안정화시키며, 접근이 어려운 사면을 원거리에서도 안정화시키고, 사면을 용이하게 녹화시킬 수 있다.

Description

수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템{System for Recovering Environment and Reinforcing Slope using Mineral}
본 발명은 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절토면, 성토면, 및 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간을 토사 보강제를 이용하여 안정화시키며, 접근이 어려운 사면을 원거리에서도 안정화시키고, 사면을 용이하게 녹화시킬 수 있는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 각종 건설 공사에서는 사면 절취 및 성토가 필수적으로 수행되고 있으며, 최근 환경보존과 환경복원에 대한 관심이 증가함에 따라 각종 건설공사 절취 및 성토 사면에서 주변경관과 자연스럽게 어울리도록 함과 동시에 사면 표면의 토사 유실 가능성을 방지하기 위한 다양한 사면 보강 공법이 적용되고 있다.
하지만, 종래의 콘크리트 구조물에 의한 사면 안정 보강 공법은 최근의 가장 중요시되고 있는 친환경 복원의 개념 없이 이루어져 이후 사면 녹화를 할 수 없어 친환경적인 면과 경제적인 측면에서 문제가 다수 발생하고 있는 실정이다.
따라서, 절토면, 성토면 및 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간에 대하여 세굴 및 침식에 저항 성능을 증가시키는 토사 안정제를 이용하여 안정화시키고 사면의 안정성 문제를 해결하고자 한다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 절토면, 성토면 및 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간에 토사 보강제를 이용하여 고결토층을 형성하여 사면을 안정화시킬 수 있으며, 장비투입이 곤란하거나 접근이 어려운 높은 사면의 유실구간을 호스를 이용하여 원거리에서도 안정화시키고, 이후 사면 녹화공법을 이용하여 사면을 녹화시킬 수 있는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 사면을 보강하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템에 있어서, 토사 안정제를 배합하는 토사보강 안정제 취부기와, 상기 토사보강 안정제 취부기로부터 배합된 토사보강 안정제를 상기 사면으로 방사하는 토사보강 안정제 방사기와, 상기 토사보강 안정제 취부기 및 토사보강 안정제 방사기를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 토사보강 안정제 취부기는, 공급되는 토사를 선별하는 토사 선별부와, 토사 안정제가 투입되는 토사 안정제 투입부와, 상기 토사 선별부로부터 선별된 토사, 및 상기 토사 안정제 투입부에 투입된 토사 안정제를 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 토사 및 토사 안정제를 배합하여 토사보강 안정제를 형성하는 배합부로 이루어지고, 상기 토사보강 안정제 방사기는, 상기 사면에 물을 공급하는 물 공급부와, 상기 물공급부에 연결되어 상기 물공급부에서 제공되는 물을 상기 사면으로 방사하는 물호스와, 상기 배합된 토사보강 안정제를 압축된 고압공기에 의해서 상기 사면에 방사하도록 압축된 고압공기를 제공하는 공기 압축기와 상기 압축된 고압공기에 의해 토사보강 안정제가 방사되도록 연결되는 호스를 포함하고 상기 물호스와 상기 안정제가 방사되는 호스는 그들의 배출구가 끝단부에서 합쳐져서 배출되도록 구성되는 토사보강 안정제 방사부로 이루어져서 상기 사면의 표토층의 흙입자에 수분과 안정제를 동시에 방사하여 상기 흙입자내의 수분을 안정제가 흡수하면서 표토층의 흙입자 사이를 고차단립화시켜 표토를 고결화하는, 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 토사 안정제는 수화학광물을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 토사 선별부는 직경 50mm 이상의 호박돌 또는 불순물을 선별 제거하는 1차 선별 유닛과, 상기 1차 선별 유닛에 의해 선별된 토사 중 직경 20mm 이상의 자갈을 선별하여 제거하는 2차 선별 유닛으로 이루어질 수도 있다.
바람직하게, 상기 토사보강 안정제 취부기는 섬유보강제를 투입하는 섬유보강제 투입부를 더 포함할 수도 있다.
바람직하게, 상기 토사보강 안정제 방사부는 고압 공기에 의해서 상기 토사보강 안정제를 상기 사면으로 방사할 수도 있다.
바람직하게, 상기 이송부는 상기 토사 및 토사 안정제를 이송 벨트에 의해서 상기 배합부로 이송할 수도 있다.
바람직하게, 상기 토사보강 안정제 방사부는 상기 토사보강 안정제를 실질적으로 상기 사면으로 방사하는 호스를 포함할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 절토면, 성토면 및 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간에 토사 보강제, 예컨대 아그론을 이용하여 고결토층을 형성하여 사면을 안정화시킬 수 있고, 장비투입이 곤란하거나 접근이 어려운 높은 사면의 유실구간, 예컨대 암반층 붕괴구간 또는 공동을 호스를 이용하여 원거리에서도 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 표층 안정화 후에는 식생이 가능하므로 녹화공법을 이용하여 사면을 녹화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2a는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 정면도이다.
도 2b는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 측면도이다.
도 2c는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 평면도이다.
이하, 상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 개략적인 구성도이다. 또한, 도 2a는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 정면도이며, 도 2b는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 측면도이고, 도 2c는 도 1의 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템의 토사보강 안정제 취부기의 평면도이다.
도 1 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명에 의한 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템(100)은 토사보강 안정제 취부기(110), 토사보강 안정제 방사기(120), 및 제어기(130)로 이루어진다.
토사보강 안정제 취부기(110)는 사면(10)을 안정화시키는 토사보강 안정제를 배합한다. 구체적으로, 토사보강 안정제 취부기(110)는 외부로부터, 예컨대 굴삭기(20)에 의해 공급되는 토사를 선별하는 토사 선별부(111)와, 토사 안정제가 투입되는 토사 안정제 투입부(112)와, 토사 선별부(111)로부터 선별된 토사 및 토사 안정제 투입부(112)에 투입된 토사 안정제를 이송하는 이송부(113)와, 이송부(113)에 의해 이송된 토사 및 토사 안정제를 배합하여 토사보강 안정제를 형성하는 배합부(114)로 이루어질 수 있다. 여기서, 토사 안정제는 수화학광물인 아그론 토(AGRON soil;agro-aggregation soil)이다. 또한, 토사 안정제는 별도의 토사 안정제 투입기(미도시)로부터 제공되어 토사 안정제 투입부(112)의 투입구로 투입될 수 있다.
여기서, 아그론 토는, 플라이 애쉬 50~80 %와, 무수석고 5~20 %와, 시멘트 5~20 %와, 황산알루미늄 1~10 %와, 탄산칼륨 1~5 %를 혼합하여 형성되는 수화학 광물질로서, 물과 수화 반응을 하면서 식생기반재 상의 미사질 토양 입자를 경합하는 망목(Net)상 결정을 형성하여 다공질 공극을 만들어 각 입자가 접착 경화하는 단립이 아닌 입자 표면을 감싸는 에드린가이트 형성에 의한 수화 화합물의 다수 입자간 공극에 충전이 형성되는 복잡한 다공질 단립이 되어 그 자체의 경도와 강도를 유지하게 되는 특징이 있다. 따라서, 완성된 단립은 강도와 일정 경도(경도치 24 이내)가 유지되는 다공질로 토양 중의 수분을 흡수하고 있어 통기성과 보수성이 우수하고 비료 성분을 감싼 형태의 단립으로 비료가 오래 지속되는 이점과 수화반응 성분 자체가 칼리 비료화 되는 특성도 지닌다.
한편, 본 실시예에서, 토사 안정제로서 아그론 토를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 사면(10)의 표면에 고결토층을 형성할 수 있는 다양한 재료가 적용될 수 있다.
또한, 토사 선별부(111)는 실질적으로 직경 50mm 이상의 호박돌 또는 불순물을 선별하여 외부로 제거하는 1차 선별 유닛(111-1)과, 1차 선별 유닛(111-1)에 의해 선별된 토사 중 실질적으로 직경 20mm 이상의 자갈을 선별하여 외부로 제거하는 2차 선별 유닛(111-2)으로 이루어질 수 있다. 즉, 토사 선별부(111)는 굴삭기(20)로부터 제공되는 토사 중 사면(10)에 방사하여 사면(10)을 보강하거나 유실 구간을 안정화시킬 수 있는 직경의 토사를 선택적으로 선별하여 이송부(113)로 낙하시켜 제공한다.
한편, 토사보강 안정제 취부기(110)는 섬유보강제를 투입하는 섬유보강제 투입부(115)를 더 포함할 수 있다. 즉, 섬유보강제 투입부(115)에 투입된 섬유보강제는 후술하는 토사보강 안정제에 혼합 배합되어 토사보강 안정제 방사기(120)에 의해서 사면(10)으로 방사되어 사면(10)의 표면을 보다 안정화시키게 된다.
또한, 이송부(113)는 토사 및 토사 안정제를 이송 벨트(113-1) 및 이송 벨트(113-1)를 구동하는 구동모터(113-2)에 의해서 배합부(114)로 이송한다. 즉, 구동 모터(113-2)에 의해 구동되는 이송 벨트(113-1)에 의해서 토사 선별부(111)에 의해서 선별된 토사, 토사 안정제 투입부(112)에 투입된 토사 안정제, 및 섬유보강제 투입부(115)에 투입된 섬유보강제가 순차적으로 이송되어 배합부(114)로 낙하 투입되어 토사보강 안정제가 배합 형성된다. 또한, 토사 선별부(111), 토사 안정제 투입부(112) 및 섬유보강제 투입부(115)는 이송부(113)의 이송 벨트(113-1) 상부에 고정 형성될 수 있다.
토사보강 안정제 방사기(120)는 토사보강 안정제 취부기(110)로부터 배합된 토사보강 안정제를 사면(10)으로 방사한다. 구체적으로, 토사보강 안정제 방사기(120)는, 사면(10)에 물을 공급하는 물 공급부(121)와, 배합된 토사보강 안정제를 사면(10)에 방사하는 토사보강 안정제 방사부(122)로 이루어질 수 있다. 여기서, 토사보강 안정제 방사부(122)는 공기 압축기(122-1)에 의해 압축된 고압 공기에 의해서 토사보강 안정제를 원거리에서도 접근이 어려운 사면(10)으로 용이하게 방사할 수 있다. 또한, 물 공급부(121)는 물을 보관하는 물탱크일 수 있다. 한편, 물 공급부(121)에 의해 제공되는 물은 상기 물 공급부(121)에 연결되는 물 호스(121-1)에 의해서 사면(10)으로 방사될 수 있다. 여기서, 물 호스(121-1)에 의해 제공되는 물은 사면(10)의 표면에 방사된 토사보강 안정제를 수화반응에 의해서 다량의 에트린가이트(ettringite)를 생성하고 표토층 주위의 수분과 흙입자내의 수분이 토사보강 안정제와의 반응에 의해 흙입자 사이를 고차단립화시켜 표토를 고결화시키게 되며 에트린가이트는 흙입자 내의 포졸란성분과 반응하면서 표토의 강도를 높여 단기간에 고화시킬 수 있다.
예컨대, 토사보강 안정제 방사부(122)에 의해 토사보강 안정제가 사면(10)으로 방사될 때 물 공급부(121)에 의해 물과 동시에 방사될 수 있다. 토사보강 안정제 방사부(122)는 토사보강 안정제를 실질적으로 사면(10)으로 방사하는 호스(122-2)를 포함할 수도 있다. 즉, 토사보강 안정제 방사부(122)는 본 발명에 의한 시스템에서 원거리(예를 들면, 200 내지 300m)까지 연장되어 연결될 수 있는 호스(122-2)에 의해서 접근이 어려운 골짜기 또는 능선에 위치하는 사면(10)을 본 발명에 의한 시스템은 원거리에 위치한 상태에서도 토사보강 안정제를 용이하게 방사할 수 있다. 예컨대, 호스(122-2)를 이용하여 작업자가 사면(10)의 유실구간에 접근하여 선택적으로 방사하여 사면(10)의 안정화를 용이하게 구현할 수 있다. 한편, 물 호스(121-1) 및 호스(122-2)는 그들의 배출구가 끝단부에서 합쳐져서 배출되도록 구성되는 것에 의해서 각각 물 및 토사보강 안정제가 사면(10)으로 동시에 방사될 수 있다.
그럼으로써 표토층의 흙입자에 수분과 토사보강 안정제를 동시에 가하여 상기 흙입자내의 수분을 토사보강 안정제가 흡수하면서 표토층의 흙입자 사이를 고차단립화시켜 표토를 고결화하게 할 수 있고 이때 생성된 에트린가이트는 흙입자 내의 포졸란 성분과 반응하면서 표토의 강도를 유지하게 한다.
제어기(130)는 토사보강 안정제 취부기(110)의 토사 선별부(111), 토사 안정제 투입부(112), 이송부(113), 이송부(113), 배합부(114), 및 섬유보강제 투입부(115)의 구동을 실질적으로 제어하고, 토사보강 안정제 방사기(120)의 물 공급부(121) 및 토사보강 안정제 방사부(122)의 구동을 실질적으로 제어한다.
따라서, 전술한 바와 같은 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템(100)에 의해서, 사면 표면에서의 침식과 세굴로 인한 유실구간에 토사 보강제, 예컨대 아그론을 이용하여 고결토층을 형성하여 사면(10)을 안정화시킬 수 있으며, 장비투입이 곤란하거나 접근이 어려운 높은 사면(10)의 유실구간, 예컨대 암반층 붕괴구간 또는 공동을 호스(122-2)를 이용하여 원거리에서도 안정화시키고, 이후 녹화공법에 의하여 사면(10)을 녹화시킬 수 있다.
전술한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템
110 : 토사보강 안정제 취부기 120 : 토사보강 안정제 방사기
130 : 제어기 111 : 토사 선별부
112 : 토사 안정제 투입부 113 : 이송부
114 : 배합부 115 : 섬유보강제 투입부
121 : 물 공급부 122 : 토사보강 안정제 방사부
111-1 : 1차 선별 유닛 111-2 : 2차 선별 유닛
122-1 : 호스 122-2 : 호스
10 : 사면

Claims (7)

  1. 사면을 보강하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템에 있어서,
    토사보강 안정제를 배합하는 토사보강 안정제 취부기와,
    상기 토사보강 안정제 취부기로부터 배합된 토사보강 안정제를 상기 사면으로 방사하는 토사보강 안정제 방사기와,
    상기 토사보강 안정제 취부기 및 토사보강 안정제 방사기를 제어하는 제어기를 포함하되,
    상기 토사보강 안정제 취부기는, 공급되는 토사를 선별하는 토사 선별부와, 토사 안정제가 투입되는 토사 안정제 투입부와, 상기 토사 선별부로부터 선별된 토사, 및 상기 토사 안정제 투입부에 투입된 토사 안정제를 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 토사 및 토사 안정제를 배합하여 토사보강 안정제를 형성하는 배합부로 이루어지고,
    상기 토사보강 안정제 방사기는, 상기 사면에 물을 공급하는 물 공급부와, 상기 물공급부에 연결되어 상기 물공급부에서 제공되는 물을 상기 사면으로 방사하는 물호스와, 상기 배합된 토사보강 안정제를 압축된 고압공기에 의해서 상기 사면에 방사하도록 압축된 고압공기를 제공하는 공기 압축기와 상기 압축된 고압공기에의해 토사보강 안정제가 방사되도록 연결되는 호스를 포함하고 상기 물호스와 상기 안정제가 방사되는 호스는 그들의 배출구가 끝단부에서 합쳐져서 배출되도록 구성되는 토사보강 안정제 방사부로 이루어져서 상기 사면의 표토층의 흙입자에 수분과 안정제를 동시에 방사하여 상기 흙입자내의 수분을 안정제가 흡수하면서 표토층의 흙입자 사이를 고차단립화시켜 표토를 고결화하는, 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 토사 안정제는 수화학광물을 포함하는 것을 특징으로 하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 토사 선별부는 직경 50mm 이상의 호박돌 또는 불순물을 선별 제거하는 1차 선별 유닛과, 상기 1차 선별 유닛에 의해 선별된 토사 중 직경 20mm 이상의 자갈을 선별하여 제거하는 2차 선별 유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 토사보강 안정제 취부기는 섬유보강제를 투입하는 섬유보강제 투입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 토사보강 안정제 방사부는 고압 공기에 의해서 상기 토사보강 안정제를 상기 사면으로 방사하는 것을 특징으로 하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송부는 상기 토사 및 토사 안정제를 이송 벨트에 의해서 상기 배합부로 이송하는 것을 특징으로 하는 수화학광물을 이용하는 환경 복원 및 사면 보강 시스템.
  7. 삭제
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