KR101156873B1 - 댐 마루 높임용 상부 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 댐 마루의 표고를 높일 수 있는 상부 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 댐 마루 상단부에 안착된 기저부와; 이 기저부 상부 위에서 댐 길이방향으로 뻗어 있는 2개의 측벽; 경사 기저부와 측벽 사이에 배치된 하나 이상의 격벽; 2개의 측벽과 기저부로 형성된 공간부; 및 기저부 하부에서 수직으로 아래를 향해 뻗어 댐의 내부코어로 삽입되는 시트 파일;로 이루어진다.

Description

댐 마루 높임용 상부 구조물 {Upper structure to increase the height of dam/bank levee crown}
본 발명은 기존 및 신설 댐, 방파제, 방조제 혹은 둑 등의 제방설비의 마루에 상부 구조물을 설치하여 표고를 높일 수 있는 마루의 고도 높임용 상부 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 필댐(fill dam)은 토석재료를 완만한 기울기로 쌓아올려 만든 본체의 자중(自重)에 의하여 저수(貯水)에 의한 수압을 지탱하는 형식의 댐이다. 기초가 연약한 경우에도 축조가 가능하며, 댐 지점 부근의 각종 재료를 맞추어 자유롭게 설계할 수 있으므로, 다른 형식의 댐을 시공하기 곤란한 지점에도 경제적으로 개발할 수 있다. 그러나 월류(越流)에 대한 저항력이 약하다는 결점이 있으며, 홍수 처리설비에 비용이 많이 드는 경우가 많다.
특히, 최근 들어 세계적인 기상이변으로 이상 홍수가 빈번하게 발생하고 있으며 우리나라에도 이상 홍수로 인한 수해 규모가 날로 증가하고 있는 게 현실이다.
다시 말하자면, 가능 최대 강수량(P.M.P)이 기존의 댐 설계 당시보다 증가되어 가능 최대 홍수량 유입시 댐 안정성 확보를 고려해야만 한다.
본 발명은 이상 홍수에 의한 기상재해와 한발의 가뭄 피해를 동시에 해결할 수 있도록 기존 및 신설 댐(혹은, 둑, 제방, 방파제, 방조제)의 구조적 및/또는 수리적으로 더욱 안정성을 갖추며 경제성 효과를 대단히 증대시킬 수 있는 마루 표고 높임용 콘크리트 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 상부 구조물은 종래보다 증가된 가능 최대 홍수량에 대처할 수 있도록 마루 표고를 높여 월류를 방지할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 발명은 전술된 마루 표고 높임용 콘크리트 상부 구조물을 수단으로 하여 마루 표고가 높아져서 기존 댐의 저수용량이나 하천의 통수단면을 현저하게 증가시킬 수 있도록 한다.
본 발명의 목적은 전술된 가능 최대 강수량의 증가에 따른 홍수와 가뭄에 대처하기 위해 기존의 댐 혹은 둑의 마루 상단부에 크라운(crown)형 콘크리트 구조물을 추가로 설치하는 것이다.
본 발명은 전술된 목적을 실현하기 위해서, 콘크리트로 제작된 상부 구조물은 그 중심에서 하방으로 뻗은 강재 시트 파일(steel sheet pile)을 구비한다. 이 강재 시트 파일은 누수량 방지와 수압으로 인한 관공작용을 차단할 수 있다.
본 발명의 상부 구조물은 박스(box)형상의 공간부를 형성하는데, 그 내부를 토사 및/또는 석재 등으로 채워 댐(둑) 마루의 노면(路面)을 형성토록 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 물의 저장, 파고 혹은 월류방지를 위한 설비인 댐, 둑, 방조제, 방파제, 제방설비를 새롭게 신축하지 않고서도 현저히 적은 비용으로 간단히 그 마루 상단부에 간단한 구조물을 추가로 축조하여 마루 표고를 높일 수 있도록 제공된다.
특히, 본 발명은 마루 상단부에 형성된 상부 구조물을 수단으로 하여 마루 표고가 높아져 저수용량을 현저하게 늘려 홍수 혹은 가뭄에 효율적으로 대처할 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 상부 구조물은 콘크리트로 이루어져 마루 상단부에 누수량과 관공작용 및 파고, 월류를 방지하여 댐과 둑 등의 제방설비의 구조적 안정성을 도모한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상부 구조물의 평면도이다.
도 3a은 도 1에 도시된 상부 구조물을 구비한 댐 내측면에서 바라본 측면도이고, 도 3b는 도 1에 도시된 상부 구조물을 구비한 댐 외측면에서 바라본 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 상부 구조물의 평면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절취한 상부 구조물의 단면도이다.
이제 본 발명은 첨부도면을 참조로 하여 더욱 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 상부 구조물의 평면도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 상부 구조물의 내·외측면에서 바라본 도면으로, 도 3a는 내측면에서 바라본 측면도이고 도 3b는 외측면에서 바라본 측면도를 도시한 것이다.
본 발명은 댐(20) 상단부에 본 발명에 따른 크라운형상의 상부 구조물(1)을 설치하도록 되어 있다. 다시 말하자면, 본 발명은 기존에 설치되어 있던 댐(20) 상단부에 임의의 작업을 통해 간단히 댐 마루의 높이를 높일 수 있어 새롭게 신설될 댐 이외에도 종래에 이미 축조된 댐에도 설치가능하도록 되어 있다.
이러한 구조를 통해서, 본 발명의 상부 구조물(1)은 댐(20) 혹은 기타 제방설비의 상단부, 즉 마루의 높이를 높여 월류방지 및 저수용량의 확대를 구현할 수 있다. 본 발명에서는 댐이나 제방설비 등을 댐으로 대표하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 상부 구조물(1)은 댐(20)의 마루 상단부 상에 위치되되, 이 상부 구조물(1)은 기저부(10)와 측벽(11,12), 격벽(13,14), 및 시트파일(15)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상부 구조물(1)의 구조적 안정성 확보를 꾀하기 위해서, 본 발명에 따른 상부 구조물(1)은 기저부(10) 상에 배치된다.
특히, 기저부(10)는 댐(20)의 마루 상단부에 타설될 편평한 중앙 기저부(10a)와 댐의 내측 및 외측의 빗면 상에 타설될 경사 기저부(10b,10c)로 구성되어, 본 발명에 따른 상부 구조물(1)이 댐 마루를 에워싸면서 확실하게 안착될 수 있게 한다. 기저부(10)는 종래에 축조되어 있던 기존 댐의 마루 상단부와 댐의 내측과 외측에 형성된 경사면의 일부를 파내고서, 그 파낸 부분에 기저부(10a,10b,10c)를 형성하는 것이 바람직하다. 상부 구조물(1)은 시트파일(15)을 제외한 대부분의 구성부재들이 일체로 콘크리트로 타설되는 것이 바람직하다.
상부 구조물(1)은 그 중심에서 하방으로, 더욱 구체적으로 댐 마루를 따라 형성된 기저부(10)의 하부면에서 댐 내부코어를 향해 수직하방으로 길게 뻗어 있는 시트파일(15)을 구비한다. 이 시트파일(15)은 댐 내부코어의 누수량과 관공작용을 차단하는 역활을 수행한다. 바람직하기로, 시트파일(15)은 강재로 제작된 강재 시트파일(steel sheet pile)로 되어 있다.
추가로, 시트파일(15)이 삽입될 댐 내부코어 부분은 통상적으로 점토(8)층으로 되어 있어 중앙 기저부(10a)를 타설하기 전에 점토(8)를 다양한 다짐공정을 통해 충분히 다져 댐 마루를 견고히 한다.
또한, 댐 마루의 높이를 높이기 위해서, 상부 구조물(1)은 기저부(10)에서 수직상방으로 뻗은 2개의 측벽(11,12)을 구비한다. 특히, 측벽(11,12)은 서로 평행하게 배치되되, 도시된 바와 같이 댐의 내측에는 내측벽(11)을 구비하고 댐의 외측에는 외측벽(12)을 구비한다.
도시되었듯이, 서로 이격된 내측벽(11)과 외측벽(12)은 최대 댐 마루 폭까지 떨어지게 배치되는바, 평행하게 배치된 측벽(11,12) 사이의 이격거리(B1)는 중앙 기저부(10a)의 양단부, 즉 기존 댐 마루의 폭(B0)과 동일하거나 넓게 형성할 수 있다.
댐 마루 상에 위치된 상부 구조물(1)은 측벽(11,12)의 높이 만큼 댐 마루 표고를 높일 수 있으며, 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 구조물을 구비한 댐(20)의 마루 표고(H)는 기존 댐 마루 표고(h)에서 측벽의 높이를 합산해야 할 것이다.
전술된 바와 같이, 측벽, 더욱 구체적으로 내측벽(11)과 외측벽(12)은 서로 평행하게 이격되어 있기 때문에, 내측벽(11)과 외측벽(12) 및 기저부(10), 특히 중앙 기저부(10a)로 둘러싸인 공간부(19)는 댐 마루를 따라 형성한다. 각각의 공간부(19)는 토사 혹은 자갈 등으로 채워 노면을 형성할 수 있다.
공간부(19)는 상부 구조물(1)에 중공형 구조를 제공하여 댐의 사면안전에 도움을 줄 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상부 구조물(1)은 각각의 내측벽(11)과 외측벽(12)의 입설을 보장하기 위해 내측 격벽(13)과 외측 격벽(14)을 구비한다. 내측 격벽(13)은 측벽(11)과 경사 기저부(10b)의 경계면에 위치되는 한편, 외측 격벽(14)은 측벽(12)과 경사 기저부(10c)의 경계면에 위치된다.
즉, 격벽(13,14)은 댐 마루의 길이방향을 따라 길게 뻗어 있는 경사 기저부(10b,10c)와 내·외측벽(11,12) 사이의 여러 지점에서 직각방향으로 형성된다.
상부 구조물(1)은 측벽(11,12)의 입설을 더욱 확실하게 보장하도록 내측벽(11)과 외측벽(12) 사이의 중앙 기저부(10a) 상에 중앙 격벽(16)을 추가로 구비한다. 중앙 격벽(16)은 공간부(19)를 댐 마루의 길이방향을 따라서 구획한다.
바람직하기로, 격벽(13,14)은 공간부(19)를 구획하는 중앙 격벽(16)과 직선상으로 일체로 배치할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예는 도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예에서 내측벽(11)과 외측벽(12) 상단부에 구성부재를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 유사하다. 따라서, 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 유사한 구성부재에 대한 설명은 여기서 배제할 것이다.
도시된 바와 같이, 상부 구조물(1)은 내측벽(11)과 외측벽(12) 상단부에 파라피트(111,121;parapet)를 구비한다. 이 파라피트(111,121)는 내측벽(11)과 외측벽(12)의 상단부를 따라 형성되되, 서로 대향되게 내측벽(11)과 외측벽(12)의 바깥방향으로 뻗도록 한다.
이렇게 형성된 파라피트(111)와 파라피트(121) 사이의 이격거리(B2)는 기존 댐 마루의 폭(B0) 보다 넓게 되어 있다. 측벽(11,12)이 중앙 기저부(10a)의 양단부에서 수직되게 상방으로 입설되어 있어, 측벽 간의 이격거리가 기존 댐 마루의 폭(B0)과 동일하게 되어 있다. 다시 말하자면, 측벽(11,12)의 상단부에서 바깥방향으로 구비된 파라피트(111,121) 사이의 이격거리(B2)는 기존 댐 마루의 폭(B0)보다 넓게 된다.
이와 같이, 파라피트(111,121) 간의 이격거리(B2)가 기존 댐 마루의 폭(B0)보다 넓게 되어 상부 구조물(1)로 형성될 노면의 폭이 댐 마루의 폭보다 길게 되어 본 발명의 특징인 댐 높임의 목적 이외에도 댐 마루폭을 확장할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도면을 참조로, 본 발명에 따른 상부 구조물(1)을 구비한 댐의 최대 마루 표고(H)는 기존 댐 마루 표고(h)에서 측벽의 높이와 함께 파라피트의 높이까지 합산되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 상부 구조물(1)로 형성된 최대 마루 표고(H)에서 기존 댐 마루 표고(h)를 제외한 높이 차만큼 댐 마루의 높이를 증가시키는 결과를 가져온다.
본 발명의 제2실시예에 따른 상부 구조물(1)은 각각의 내측벽(11)과 외측벽(12) 및/또는 파라피트(111,121)의 설치 안정성을 위해서 파라피트(111,121)와 경사 기저부(10b,10c) 사이에 하나 이상의 내·외측 격벽(13,14)을 구비한다. 바람직하기로, 내측 격벽(13)은 파라피트(111) 하단과 내측벽(11) 및 경사 기저부(10b)의 경계면에 위치되는 한편, 외측 격벽(14)은 파라피트(121) 하단과 외측벽(12) 및 경사 기저부(10c)의 경계면에 위치된다.
격벽(13,14)은 댐 마루의 길이방향을 따라 길게 뻗어 있는 경사 기저부(10b,10c)와 내·외측벽(11,12) 사이에서 직각방향으로 형성된다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 상부 구조물의 단면도이다.
본 발명의 제3실시예는 도 4에 도시된 제2실시예와 유사하게 각 측벽 상단부에 파라피트를 구비하는데, 제2실시예와는 측벽(11,12) 간의 이격거리를 달리한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예는 중앙 기저부(10a) 상에서 수직상방으로 입설된 2개의 측벽(11,12)을 구비하는데, 측벽(11,12) 사이의 이격거리는 기존 댐 마루 폭(B0)보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 한다. 다시 말하자면, 파라피트(111,121) 사이의 이격거리(B3)가 기존 댐 마루 폭(B0)과 동일하거나 좁게 형성되도록 측벽(11,12)을 떨어지게 배치한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 상부 구조물의 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 상부 구조물의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예는 도 5에 도시된 제3실시예와 유사한 구조로 되어 있는데, 특히 측벽(11,12)의 상단부들 사이로 슬래브(17;slab)를 배치하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
구체적으로 슬래브(17)는 측벽(11,12) 상부에 배치되되, 콘크리트 구조물로 되어 있다. 선택가능하기로, 슬래브(17)는 벽돌로 이루어질 수도 있다.
슬래브(17)는 댐 마루의 길이방향을 따라 길게 뻗어 있는 상부 구조물(1)의 공간부(19;도 2 참조), 즉 내측벽(11)과, 외측벽(12), 중앙 기저부(10a), 및 중앙 격벽(16;점선으로 표시됨)으로 둘러싸인 공간부의 상부면을 덮어씌울 수 있는데, 이 슬래브(17)는 측벽(11,12)과 중앙격벽(16)에 일체로 형성(혹은 타설)되는 것이 바람직하다.
특히, 슬래브(17)는 상부 구조물(1)의 길이방향을 따라 하나 이상의 맨홀(18)을 형성할 수 있고, 공간부 내부는 토사(도시되지 않음)로 채운다. 공간부 내부에 충진된 토사에 초목을 심어 재배할 수 있도록, 슬래브(17)를 관통하여 초목이 식재될 수 있게 별도의 맨홀(18)이 슬래브(17)에 형성된다. 부언하자면, 맨홀(18)은 측벽(11,12) 및 중앙격벽(16)과 겹쳐지지 않게 슬래브(17)에 천공되어 있다.
식재될 초목은 공간부 내부에 채워진 토사에 뿌리를 내리고, 맨홀(18)을 통해 줄기와 잎을 외부에 노출될 수 있게 하여, 본 발명에 따른 상부 구조물(1)에서도 식물의 생육환경을 제공하여 녹화를 조성할 수 있다.
덧붙여서, 본 발명에 따른 댐 마루 높임용 상부구조물은 공간부(19)의 형상유지 및 상부 구조물(1)의 안정성을 확보하도록, 본 발명은 내측벽(11)과 외측벽(12) 사이를 가로지르는 중앙 격벽(16)과 이와 직각되게 배열될 교차 격벽(미도시)을 추가로 구비할 수 있다. 다시 말하자면, 교차 격벽은 중앙 기저부(10a)의 중심에서 수직상방으로 세워져 내측벽(11)과 외측벽(12) 사이에서 평행하게 위치될 수 있다.
본 명세서와 첨부도면은 댐, 특히 필댐의 상단부에 본 발명에 따른 콘크리트로 된 상부 구조물을 설치하여 본 발명만의 독특한 효과를 창출할 수 있도록 설명되어 있으나, 댐에 국한되지 않고 물의 월류 혹은 월파를 방지할 수 있는 둑 혹은 기타 제방설비 등에서 적극적으로 활용가능함을 미리 밝혀둔다.
본 발명에 따른 마루 표고 높임용 상부 구조물은 첨부도면과 이를 참조로 하여 기술된 실시예에만 국한되지 않고, 아래의 청구범위의 범주와 범위 내에서 변형 및 변경 가능함을 미리 밝혀둔다.
1 ----- 상부 구조물,
10 ----- 기저부,
11,12 ----- 측벽,
13,14 ----- 격벽,
15 ----- 시트파일,
16 ----- 중앙 격벽,
17 ----- 슬래브,
20 ----- 댐,
111,121 ----- 파라피트.

Claims (9)

  1. 댐(20) 마루 상에 안착된 중앙 기저부(10a)와 댐 내측에 형성된 경사면 위에 안착된 경사 기저부(10b) 및 댐 외측에 형성된 경사면 위에 안착된 경사 기저부(10c)를 갖춘 기저부(10)와;
    상기 중앙 기저부(10a)에서 수직상방으로 서로 이격되게 세워지면서 댐 마루의 길이방향을 따라 길게 뻗어 있는 내·외측벽(11,12);
    상기 댐 마루의 연장방향을 따라 배치되되, 상기 경사 기저부(10b,10c)와 상기 내·외측벽(11,12) 사이에서 수직되게 형성되어 있는 하나 이상의 내·외측 격벽(13,14);을 포함하여 이루어져
    상기 내·외측벽(11,12)과 중앙 기저부(10a)로 둘러싸인 공간부(19)를 형성하고, 상기 내·외측벽(11,12) 높이 만큼 댐 마루의 높이를 증가시킬 수 있는, 댐 마루 높임용 상부 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내·외측벽(11,12)의 상단부에는 서로 바깥방향으로 향해 단차져 있는 파라피트(111,121)를 추가로 구비하여 댐 마루의 높이를 증가시킬 수 있는 상부 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공간부(19)는 상기 내·외측벽(11,12) 사이를 가로지르는 하나 이상의 중앙 격벽(16)을 추가로 구비하는 상부 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중앙 기저부(10a) 하부면에서 하방으로 뻗어 댐(20)의 내부코어에 삽입되는 시트파일(15)을 추가로 포함하는 상부 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 시트파일(15)은 강재로 되어 있는 상부 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공간부(19)의 개방 상부면은 슬래브(17)로 밀폐되는 상부 구조물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 슬래브(17)는 하나 이상의 맨홀(18;manhole)을 구비하는 상부 구조물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 슬래브(17)는 콘크리트 슬래브로 이루어지는 상부 구조물.
  9. 삭제
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