KR101057911B1 - 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법에 관한 것이다. 본 발명 콘크리트 블록은 수질 개선용 광물이 매립 돌출되고 들고리를 갖는다. 본 발명 콘크리트 블록을 이용한 여울 시공방법은, (a) 하천 바닥을 터파기하고 정리하는 단계; (b) 강파이프를 항타 근입시킬 수 있는 삽입홀이 뚫린 채널형 철근콘크리트 보를 터파기한 곳에 설치하는 단계; (c) 상기 삽입홀을 통해 상기 강파이프를 항타하여 지반에 필요한 깊이로 근입시키는 단계; 및 (d) 상기 채널형 철근콘크리트 보에 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 끼워 맞추는 단계를 포함한다. 본 발명 콘크리트 블록을 이용한 낙차공 시공방법은, 하천의 바닥에 여울형 낙차공을 형성하면서 여울형 낙차공 본체의 하류부 바닥 콘크리트에 블록홈을 형성한 후, 상기 블록홈에 수질 개선용 암석이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 끼워 맞추는 과정을 포함한다. 이와 같은 본 발명에 따른 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법에 의하면 돌출된 광물의 폭기작용에 의해 하천이나 호소의 용존산소량이 증가될 뿐만 아니라, 수질 개선 효과가 입증된 광물에 의한 수질여과 및 수질처리 기능이 증대된다.

Description

수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법{CONCRETE BLOCKS WHICH THE MINENAL STONE IS BURIED AND PROTRUDED, AND THE CONTRUCTION METHOD OF RAPIDS AND DROPE USING IT}

본 발명은 하천에 설치되는 콘크리트 블록에 관한 것으로, 특히 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 하천에는 하상경사를 완화시켜 하상을 유지하고 하천 환경을 개선하기 위한 여러 종류의 횡단구조물이 설치된다. 여울과 낙차공도 이러한 하천 횡단구조물에 해당한다.

여울은 폭기작용을 통하여 용존산소량을 증가시키고 하상 안정에도 기여하는 하천 횡단구조물이다. 낙차공은 하상경사가 급하여 하상의 안정에 문제가 있을 때 하상경사를 완화하여 하상의 세굴을 방지 또는 억제하고, 하상의 안정을 유지하기 위해서 하천을 횡단하여 설치되는 하천관리 시설물이다.

하천이나 호소의 생활환경 수질기준은 수소이온농도(pH), 생물화학적산소요구량(BOD), 부유물질량, 용존산소량(DO), 총인(T-P), 총질소(T-N) 등으로 규정한다.

그러나, 종래의 여울 및 여울형 낙차공은 폭기작용을 통하여 용존산소량(DO)을 증가시키는 수질 개선 기능만 있지 질소, 인 제거 등과 같은 수질 처리 기능은 없다. 또한, 종래 여울 및 여울형 낙차공은 현장 타설 콘크리트로 시공하는 경우 타설시 수질오염을 초래하고, 시공 초기에 시멘트에 의한 강한 유해 독성이 발생하는 문제점이 있다. 그리고 종래 여울 및 여울형 낙차공은 여울을 형성하기 위한 석재 등과 같은 재료가 홍수시 유실되거나 여울형 낙차공에서 여울을 형성하기 위해 돌을 박은 하류부 바닥 콘크리트가 파손될 경우 보수가 쉽지 않다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 폭기작용을 통하여 용존산소량(DO)을 증가시키는 수질 개선 기능만 있는 종래의 여울 및 여울형 낙차공에 수질 처리 기능을 추가하고, 현장 타설 콘크리트로 인한 수질오염 및 시공 초기 시멘트에 의한 강한 유해독성 발생을 방지할 수 있는 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 여울이 유실되지 않도록 구조적 안정성을 갖고, 시공이 편리하고 공사기간을 단축시킬 수 있으며, 보수 및 교체가 용이한 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 콘크리트 블록은, 수질 개선용 광물이 매립 돌출되고 들고리를 갖는다.

상기 수질 개선용 광물은 애타플자이트, 비셔파이트, 수활석, 네이트란, 석류석, 감람석, 제올라이트 중 어느 하나이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명 콘크리트 블록을 이용한 여울 시공방법은, (a) 하천 바닥을 터파기하고 정리하는 단계; (b) 강파이프를 항타 근입시킬 수 있는 삽입홀이 뚫린 채널형 철근콘크리트 보를 터파기한 곳에 설치하는 단계; (c) 상기 삽입홀을 통해 상기 강파이프를 항타하여 지반에 필요한 깊이로 근입시키는 단계; 및 (d) 상기 채널형 철근콘크리트 보에 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 끼워 맞추는 단계를 포함한다.

상기 채널형 철근콘크리트 보에는 중심에 상기 삽입홀을 갖는 삽입홈이 형성되며, 상기 (c) 단계에서는 상기 강파이프의 머리부에 강판을 용접한 후 상기 삽입홈 중 비어있는 부분을 에폭시 모르터로 충진하여 메운 다음 마무리한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명 콘크리트 블록을 이용한 낙차공 시공방법은, 하천의 바닥에 여울형 낙차공을 형성하면서 여울형 낙차공 본체의 하류부 바닥 콘크리트에 블록홈을 형성한 후, 상기 블록홈에 수질 개선용 암석이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 끼워 맞추는 과정을 포함한다.

이와 같은 본 발명에 따른 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록, 그리고 그 콘크리트 블록을 이용한 여울 및 낙차공 시공방법에 의하면 다음과 같은 효과들을 갖는다.

첫째, 돌출된 광물의 폭기작용에 의해 하천이나 호소의 용존산소량이 증가될 뿐만 아니라, 수질 개선 효과가 입증된 광물에 의한 수질여과 및 수질처리 기능이 증대된다.

둘째, 현장 타설 콘크리트로 인한 수질오염 및 시공 초기 시멘트에 의한 강한 유해 독성이 발생하는 문제점이 해결될 수 있고, 구조적 안정성이 증대되며, 시공이 편리하고 공사기간이 단축될 수 있다. 또한, 콘크리트 블록 파손시 교체가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 나타낸 사시도.
도 2는 여울시공을 위한 콘크리트 보를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 이용하여 시공한 여울의 예시도.
도 4는 본 발명의 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 이용하여 시공한 낙차공의 예시도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 콘크리트 블록(1)은, 블록 본체(2), 광물(3) 및 들고리(4)를 포함한다.

상기 블록 본체(2)는 콘크리트로 성형되는 것으로 여울 또는 여울형 낙차공에 형성된 홈에 맞는 형태로 형성된다.

상기 수질 개선용 광물(3)로는 수질 개선에 효과가 있다고 밝혀진 광물들이 사용된다. 이러한 광물(3)의 하부는 블록 본체(2)의 상부에 매립되며, 상부는 블록 본체(2)의 상방으로 돌출된다.

참고로, 광물은 자연계의 근본을 이루고 부존자원의 원천이 되는 지각 구성물질이다. 광물은 대부분이 무기물이고 결정질의 속성을 갖는다. 이 중에서 산업적으로 유용한 물리화학적 성질, 결정구조, 성분 및 기타 물성을 갖는 천연의 광물을 산업광물이라 한다. 기존 연구결과에 의하면(강원대학교 부설 산업광물은행 자료 참조) 이러한 산업광물 중에서 수질 개선에 효과가 있다고 밝혀진 것들이 다수 있다. 이러한 광물들로는 아래의 표-1과 같은 것들이 있다.

산업광물 종류	용도
애타플자이트(Attapulgite)	흡수제, 살충제
비셔파이트(Bischofite)	수질관리
수활석(Brucite)	수질처리
네이트란(Natron)	수질관리
석류석(Pyrope)	수질여과
감람석(Olivine)	인 제거
제올라이트(Zeolites)	질소 제거

상기 들고리(4)는 블록 본체(2)의 상부 양쪽에 각각 설치되어 여울 또는 여울형 낙차공에 형성된 홈에 블록 본체(2)를 끼워 맞출 때 블록 본체(2)를 들 수 있도록 되어 있다. 한편, 상기와 같은 광물 외에도 수질 개선 효과가 입증된 광물이라면 사용 가능하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록의 제조과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 여울 및 여울형 낙차공에 형성시킨 홈에 일치하는 규격의 거푸집을 제작하고, 블록 본체(2)의 2/3 정도까지 콘크리트를 타설한 후, 수질 개선용 광물(3)을 아직 굳지 않은 콘크리트 속으로 일부 박아 위치를 잡은 다음, 블록 본체(2)의 나머지 1/3부분에 콘크리트를 타설한다.

마지막으로 들고리(4)를 아직 굳지 않은 콘크리트 속으로 박아 고정하여 위치시킨 후, 블록 본체(2)의 상면을 마무리한다.

이후, 일반적인 방법으로 양생시켜 도 1과 같은 수질 개선용 광물 암석이 매입 돌출된 콘크리트 블록(1)을 완성한다. 이 때, 수질 개선용 광물(3)은 상술한 바와 같이 하천의 수질 개선 목적에 따라 적절한 산업광물을 선택하여 이용한다. 예를 들어 인 제거가 필요한 하천이면 감람석을 채택하고, 질소 제거가 필요한 하천이면 제올라이트를 수질 개선용 광물로 채택한다.

한편, 본 발명의 콘크리트 블록(1)은 수질 개선 수명이 다하면 들어내고 새 블록으로 교체 설치할 수 있다.

도 2는 여울시공을 위한 콘크리트 보를 나타낸 사시도이다.

여울 시공을 위한 채널형 철근콘크리트 보(10)는 상부 및 전후방으로 개방되게 ‘

’형의 단면을 갖는 채널 형태로 형성되며, 채널의 내측 바닥면에는 설치홈(11)이 형성되고, 설치홈(11)의 중심에 강파이프(20)가 관통되는 설치홀(12)이 형성된다.

도 3은 본 발명의 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 이용하여 시공한 여울의 예시도이다. 도 3을 참조로 여울을 시공하는 과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 여울을 시공하고자 하는 하천에서 시공 위치가 결정되면 물막이를 하여 하천 바닥을 노출시킨 다음, 미리 공장 제작한 도 2의 채널형 철근콘크리트 보(10)를 위치시킬 수 있도록 터파기 및 하천 바닥 정리를 한다. 채널형 철근콘크리트 보(10)는 공장 제작되므로 하천에서 현장 타설 콘크리트에 의해 발생될 수 있는 수질오염 문제를 해결할 수 있다.

다음으로 정리된 하천 바닥에 채널형 철근콘크리트 보(10)를 거치하고, 설치홀(12)을 통하여 강파이프(20)를 항타하여 지반에 필요한 깊이로 근입시킨 후, 강파이프(20) 머리에 강판(21)을 용접하여 연결한다. 그리고나서 설치홈(11)의 빈 부분에 에폭시 모르터(30)로 충진하여 메운 다음 마감 처리한다. 이로써, 지반에 근입된 강파이프(20)와 채널형 철근콘크리트 보(10)가 일체가 되어 구조적으로 안정하게 된다.

마지막으로 채널형 철근콘크리트 보(10)에 수질 개선용 광물(3)이 매립 설치된 콘크리트 블록(1)을 들고리(4)를 이용하여 끼워 맞춤으로써 여울이 완성된다.

완성된 여울은 하천 상류(40)에서 하류(41)로 물이 흐를 때 돌출된 수질 개선용 광물(3)에 의한 폭기작용(42)이 생겨 용존산소량이 증가되며, 추가적으로 돌출된 수질 개선용 광물(3)과 하천수가 접촉하여 수질이 정화된다.

한편, 여울의 폭은 채널형 철근콘크리트 보(10)를 다수 설치하고 각각의 채널형 철근콘크리트 보(10)에 콘크리트 블록(1)을 끼워 맞춤으로써 필요한 만큼 확대할 수 있다. 또한, 콘크리트 블록(1)으로부터 돌출된 수질 개선용 광물(3)의 수질 개선 수명이 다하거나 파손되면 들고리(4)를 이용하여 콘크리트 블록(1)을 쉽게 교체할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 여울 시공방법은 공장 제작한 콘크리트 블록(1)과 채널형 철근콘크리트 보(10)를 이용하므로 현장 타설 콘크리트로 인한 하천 수질 오염문제와 타설한 콘크리트의 시공 초기 시멘트에 의한 강한 유해 독성의 발생문제를 해결할 수 있고, 시공기간의 단축 및 시공방법이 간편한 장점을 갖는다.

도 4는 본 발명의 수질 개선용 광물이 매립 돌출된 콘크리트 블록을 이용하여 시공한 낙차공의 예시도이다.

종래의 일반적인 여울형 낙차공과 유사하나, 여울형 낙차공 본체(50)의 하류부 콘크리트 바닥에 본 발명의 콘크리트 블록(1)을 끼워넣기 위한 블록홈(51)을 형성시킨다는 점에 있어서 차이가 있다. 이 시공방법의 효과는 상술한 여울 시공방법과 동일하므로 그 설명으로 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.

1 : 콘크리트 블록 2 : 블록 본체
3 : 광물 4 : 들고리
10 : 채널형 철근콘크리트 보 11 : 설치홈
12 : 설치홀 20 : 강파이프
21 : 강판 30 : 에폭시 모르터
40 : 상류 41 : 하류
42 : 폭기작용 50 : 여울형 낙차공 본체
51 : 블록홈

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. (a) 하천 바닥을 터파기하고 정리하는 단계;
   (b) 강파이프를 항타 근입시킬 수 있는 삽입홀이 뚫린 채널형 철근콘크리트 보를 터파기한 곳에 설치하는 단계;
   (c) 상기 삽입홀을 통해 상기 강파이프를 항타하여 지반에 필요한 깊이로 근입시키는 단계; 및
   (d) 상기 채널형 철근콘크리트 보에 수질 개선용 광물이 매립 돌출되고 들고리를 갖는 콘크리트 블록을 끼워 맞추는 단계;를 포함하되,
   상기 채널형 철근콘크리트 보에는 중심에 상기 삽입홀을 갖는 삽입홈이 형성되며, 상기 (c) 단계에서는 상기 강파이프의 머리부에 강판을 용접한 후 상기 삽입홈 중 비어있는 부분을 에폭시 모르터로 충진하여 메운 다음 마무리하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록을 이용한 여울 시공방법.
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5. 삭제

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