KR101650350B1 - 호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법 - Google Patents

호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하천 및 해안의 안부에 구축되는 호안공(護岸工)으로서, 망상(網狀)의 낭체(囊體) 내부에 자갈, 호박돌 또는 쇄석 등의 충전석(15)이 충전되어 봉합된 호안용(護岸用) 석재 충전체(30) 및 이를 이용한 호안공의 구축 공법에 관한 것으로, 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)에 강연선(10)이 결합되어 짜여진 강연선망(鋼撚線網)으로 낭체를 구성하고, 낭체에 충전석(15)을 충전하고 봉합하여 충전체(30)를 완성한 후, 하천 제방 또는 방파제 등 수변부 사면에 안착시키는 것이다.
본 발명을 통하여, 석재 충전체(30)용 낭체의 인장강도 및 내마멸성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 이로써 충전체(30) 및 다수의 충전체(30)가 조적되어 구성되는 호안공의 구조적 안정성 및 내구성을 제고할 수 있다.

Description

호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법{SHORE PROTECTION CONSTRUCTION METHOD USING PLATE BINDING TYPE STONE FILLED STRAND NET}
본 발명은 하천 및 해안의 안부에 구축되는 호안공(護岸工)으로서, 망상(網狀)의 낭체(囊體) 내부에 자갈, 호박돌 또는 쇄석 등의 충전석(15)이 충전되어 봉합된 호안용(護岸用) 석재 충전체(30) 및 이를 이용한 호안공의 구축 공법에 관한 것으로, 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)에 강연선(10)이 결합되어 짜여진 강연선망(鋼撚線網)으로 낭체를 구성하고, 낭체에 충전석(15)을 충전하고 봉합하여 충전체(30)를 완성한 후, 하천 제방 또는 방파제 등 수변부 사면에 안착시키는 것이다.
하천 제방의 제외지측 사면, 방파제 사면 및 해안 사면 등의 수변지역 사면에는 하천 유수 및 파랑에 의한 침식을 억제하고 사면 지반의 유실을 방지하는 호안공이 구축되는 것이 일반적이며, 이러한 호안공은 해당 사면에 석괴 또는 블럭 등의 단일 피복체가 조적 내지 부착되거나 자갈 또는 쇄석 등의 입상체(粒狀體)가 충전된 돌망태 다수가 적치되어 구성된다.
석괴 또는 블럭 등 배후부 지반을 완전 피복하는 호안공은 조도계수를 저감할 수 있어 하천의 통수능 확보 측면에서는 유리할 수 있으나, 파랑의 내습 또는 수위의 변동이 지속되면서 호안공 구축 지점 수위의 급격한 하강이 반복되는 경우, 호안공에 부압(浮壓)이 작용하여 피복체의 조적 구조가 와해되는 문제점이 있는 바, 호안공을 관통하는 일정 수준의 흐름은 보장하면서도 배후 지반을 안정적으로 포착할 수 있는 돌망태 등 입상체 충전물 형식의 호안공이 널리 적용되고 있다.
돌망태 호안공은 정형화된 금속제 망체에 쇄석이 밀실(密實)하게 충전되어 구성되며, 수변부 적치시 단일 구조체로서 거동하게 되는 바, 소기의 지지력을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 돌망태를 구성하는 쇄석간 공극에 의하여 수류에 의한 충격이 완화되는 효과 또한 얻을 수 있으나, 돌망태를 구성하는 망체는 고정된 형태를 가지는 금속제 망체로서 외형 및 치수의 자유로운 변형이 불가능할 뿐 아니라, 돌망태가 수중에서 단일 구조체로서 거동하기 위해서는 망체 내부에 쇄석을 밀실하게 충전하여야 하는 바, 보호 대상 사면에 긴밀하게 밀착된 형태의 호안공 구축은 불가능한 문제점이 있다.
이러한 종래 돌망태의 경직성은 불규칙한 형태의 사면, 곡선부 사면 또는 급경사 사면에 있어서 돌망태 조적체의 지면 밀착 불량을 심화시키게 되며, 이는 해당 돌망태 조적체의 활동(sliding) 및 붕괴를 유발하여, 전체 호안공 구조가 와해되는 심각한 문제를 야기한다.
이에, 도 1에서와 같이, 정형화된 형태의 돌망태를 탈피하여 폴리에스테르 등의 합성수지로 망상의 낭체를 구성하고, 이 낭체에 쇄석 등의 석재를 충전한 굴요성(屈橈性) 석재 충전체(30)가 개발되었으며, 관련 종래기술로서 공개특허 제2008-37637호를 들 수 있다.
공개특허 제2008-37637호를 비롯한 종래의 굴요성 석재 충전체(30)는 도 1에서와 같이, 합성수지망(16)으로 구성된 낭체에 다수의 충전석(15)이 충전되어 봉합된 것으로서, 적치되는 지점의 형상에 따라 변형되는 특성을 가지며, 따라서 불규칙한 형태의 사면, 곡선부 사면 또는 급경사 사면에서도 고도의 밀착성을 발휘하게 된다.
이렇듯, 종래의 굴요성 석재 충전체(30)는 합성수지망(16)으로 제작된 낭체가 적용되어 시공면에 긴밀하게 안착될 수 있으나, 낭체의 소재상 한계로 인하여 석재 충전체(30)의 제작 규모에 제한이 있을 수 밖에 없으며, 시공과정 및 사용과정에서 합성수지망(16)이 파단되어 충전석(15)이 누출되고 전체 충전체(30)의 구조가 와해되는 문제점이 있었다.
특히, 충전석(15)이 충전된 상태의 충전체(30)를 이동, 투하 또는 적치하는 과정에서 충전석(15)과 합성수지망(16)간의 마찰이 반복되면서 합성수지망(16)이 파단되는 사고가 빈발하였으며, 이러한 합성수지망(16)의 파손이 충전체(30)의 시공과정에서만 발생되는 것이 아니라, 수류에 의한 충격으로 충전체(30)의 변형 및 복원이 반복되는 과정에서도 발생될 수 있으며, 일단 충전체(30)를 구성하는 합성수지망(16)이 부분적으로 파손되면 해당 부위가 취약부로 작용하여 파손 부위가 확대되면서 충전석(15)의 급격한 누출이 발생되고, 결과적으로 다수의 충전체(30)가 조적된 전체 호안공의 구조가 와해되는 심각한 결과를 초래하게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 망상(網狀)의 낭체(囊體) 내부에 충전석(15)이 충전되어 봉합된 호안용 석재 충전체(30)에 있어서, 낭체는 강연선(鋼撚線)(10)으로 짜여진 강연선망(鋼撚線網)으로 구성되되, 상기 강연선망에 있어서 망목(網目)간 연결부에는 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)이 설치되고, 천공판(20) 일 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20) 타 면을 경유하여 통공(21)을 통과하고, 천공판(20) 타 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20)의 상기 일 면을 경유하여 통공(21)을 통과하되, 천공판(20) 일 면과 타 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)은 측면상 상호 교차됨을 특징으로 하는 호안용 강연선망 석재 충전체이다.
또한, 상기 천공판(20)에는 천공판(20)의 외곽에서 통공(21)으로 연결되는 절개부(22)가 형성되어 강연선(10)의 비축방향(非軸方向) 통공(21) 결합이 가능함을 특징으로 하는 호안용 강연선망 석재 충전체이다.
그리고, 상기 호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법에 있어서, 호안공 구축 대상 사면을 정지(整地)하고, 상부가 개방된 강연선망 낭체에 충전석(15)을 투입하는 단계와, 강연선망 낭체의 개방된 상부를 봉합하여 충전체(30)를 완성하는 단계와, 완성된 충전체(30) 다수를 호안공 구축 대상 사면에 안착시키고 인접한 충전체(30)의 망목에 결속선(40)을 통과시켜 결속하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법이다.
본 발명을 통하여, 석재 충전체(30)용 낭체의 인장강도 및 내마멸성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 이로써 충전체(30) 및 다수의 충전체(30)가 조적되어 구성되는 호안공의 구조적 안정성 및 내구성을 제고할 수 있다.
특히, 충전체(30)를 구성하는 낭체의 인장강도를 충분히 확보할 수 있으므로, 개별 충전체(30)의 규모를 확대할 수 있으며, 대형 충전석(15)의 적용이 가능하여 충분한 지지력을 확보할 수 있다.
또한, 충전체(30)를 구성하는 낭체의 망목(網目)을 확대할 수 있어, 어류를 비롯한 각종 수생 동물의 낭체 내, 외간 자유로운 출입이 가능하므로 충전석(15)간 공극이 수생 동물의 서식처로써 활용될 수 있으며, 이로써 석재 충전체(30) 설치 지점의 침식방지 효과 뿐 아니라, 수생태환경의 보전 효과 또한 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 석재 충전체 사시도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 강연선망 발췌 사시도
도 4는 종래 강연선망의 파괴 상태 설명도
도 5는 본 발명의 강연선망 편성 방식 설명도
도 6은 본 발명의 강연선망에서 천공판이 제거된 상황을 상정한 사시도
도 7은 본 발명의 변형 천공판 예시도
도 8은 본 발명의 시공과정 설명도
본 발명의 상세한 구성 및 수행과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 2는 본 발명 석재 충전체(30)의 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 석재 충전체(30)는 망상(網狀)의 낭체(囊體) 내부에 충전석(15)이 충전되고 봉합되어 충전체(30)가 구성되되, 충전체(30)의 낭체는 강연선(鋼撚線)(10)으로 짜여진 강연선망(鋼撚線網)으로 구성되는 것이다.
또한, 도 2의 발췌 확대부에서와 같이, 강연선망에 있어서 망목(網目)간 연결부에는 금속제 판체인 천공판(20)이 설치되어 강연선망이 짜여지며, 도 3에서와 같이, 천공판(20)에는 다수의 통공(21)이 천공되고, 이 통공(21)에 강연선(10)이 결합되어 망체가 편성된다.
충전석(15)이 충전되는 낭체를 강연선(10)으로 편성하면 종래 합성수지제 낭체에 비하여 획기적으로 향상된 인장강도 및 내마멸성을 확보할 수 있으며, 따라서 대형 충전석(15)을 비롯한 다양한 치수의 충전석(15)을 자유롭게 적용할 수 있을 뿐 아니라, 월등하게 확대된 망목을 형성할 수 있다.
종래 합성수지제 낭체의 경우 낭체를 구성하는 개별 로프의 인장강도가 충분하지 못하였으므로 합성수지망(16)을 극히 조밀하게 편성할 수 밖에 없었으며, 이로 인하여 불과 2cm 내지 3cm의 폭을 가지는 극히 협소한 망목을 형성할 수 밖에 없었다.
그러나, 본 발명의 충전체(30)는 고강도 강연선(10)으로 편성되는 바, 10cm 이상의 망목 형성이 가능하며, 따라서 중, 대형 어류를 비롯한 다양한 수생 동물이 자유롭게 출입할 수 있을 뿐 아니라, 전술한 바와 같이, 충전석(15)의 입경 또한 자유롭게 조절할 수 있으므로 충전석(15)간 공극이 수생 동물의 산란처 및 서식처로 십분 활용될 수 있다.
이렇듯, 강연선(10)으로 망체를 편성하여 낭체를 구성함으로써 다양한 이점을 얻을 수 있으나, 강연선(10)은 특유의 복원성으로 인하여 망체로의 편성이 쉽지 않은 특성이 있다.
도 1에서와 같이, 합성수지제 섬유 또는 로프로 편성되는 합성수지망(16)은 망체의 망목을 구성함에 있어서, 망목간 경계부에 매듭을 형성하거나 해당 부위를 가열, 융착하여 비교적 간편하게 망체를 편성할 수 있다.
또한, 돌망태에 적용되는 철망의 경우에 있어서도 선철 또는 저탄소강으로 제작되는 철사의 소성변형을 이용하여 망목간 경계부에 꼬임을 형성함으로써 간편하게 망체를 편성할 수 있다.
그러나, 다수의 강철제 소선(素線)으로 제작되는 강연선(10)의 경우 특유의 복원성으로 인하여 매듭의 형성은 물론 소성변형을 통한 꼬임의 유지가 불가능하므로, 망체는 물론 다수의 강연선(10)을 상호 결속하기 위해서는 소위 파이프터미널로 불리는 관상(管狀)의 결속재(19)를 결합하여 압착, 고정할 수 밖에 없다.
도 4는 망체를 편성함에 있어서 적용될 수 있는 종래의 강연선(10) 결속 방식을 도시한 것으로, 동 도면의 좌측에 도시된 바와 같이, 관상의 결속재(19)를 통하여 인접한 한쌍의 강연선(10)이 상호 밀착 및 구속됨으로써 망체를 형성할 수 있는데, 동 도면의 중앙부에서와 같이 망체에 외력이 작용하거나 장기간 사용시 결속재(19)가 파단 또는 부식될 수 밖에 없으며, 이 경우 동 도면의 우측에서와 같이 강연선(10)간 결속 수단이 전무하게 되므로 전체 망체의 편성 구조가 급격하게 와해되는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 관상의 결속재(19)는 연질 금속관의 압착 가공을 통하여 형성되는 것으로, 결속 부위에 연질 금속관을 결합한 후 프레스 등으로 압착하여 결속 대상 강연선(10)들을 포위하는 슬리브를 형성하게 되는 바, 망체의 제작시 대규모 설비가 소요되는 문제점이 있으며, 소형 장비 또는 수작업으로 현장에서 강연선(10)을 편성하여 망체를 구성하는 것이 불가능한 바, 현장작업이 필수적으로 수행되는 본 발명에서는 적용에 제약이 있을 수 밖에 없다.
이에, 본 발명에서는 도 3에서와 같이, 망목간 연결부에 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)을 결합하여 망체를 편성함으로써, 대규모 시설 및 장비 없이도 현장에서 간편한 편성 및 보수가 가능하도록 하였다.
즉, 강연선망으로 낭체를 구성하되, 강연선망에 있어서 망목(網目)간 연결부에는 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)을 결합, 설치하는 것으로, 천공판(20) 일 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20) 타 면을 경유하여 통공(21)을 통과하고, 천공판(20) 타 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20)의 상기 일 면을 경유하여 통공(21)을 통과하되, 천공판(20) 일 면과 타 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)을 측면상 상호 교차되도록 편성하는 것이다.
도 5는 도 3에 예시된 바와 같은 본 발명의 강연선망을 편성하는 방식을 단계별로 도시한 것으로, 우선 천공판(20)의 양 면 중 도면상 노출된 면인 천공판(20) 일 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 도면상 천공판(20)의 우측 하단에 천공된 통공(21)을 통과한 후, 천공판(20)의 타 면을 경유하여 도면상 천공판(20) 좌측 상단에 천공된 통공(21)을 통과한다.
또한, 천공판(20)의 타 면 즉, 상기 도면상 노출된 면의 이면에 형성되는 망목의 강연선(10)은 도면상 천공판(20)의 우측 상단에 천공된 통공(21)을 통과한 후, 천공판(20)의 상기 일 면을 경유하여 도면상 천공판(20) 좌측 하단에 천공된 통공(21)을 통과한다.
따라서, 천공판(20) 일 면과 타 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)은 측면상 장방형 천공판(20)의 대각선 방향으로 상호 교차되는데, 이러한 교차형 결속 방식 외에도, 동일한 천공판(20)을 통한 망체 편성 방식으로서, 일측 강연선(10)이 도 5의 도면상 천공판(20)의 상단 좌, 우측 통공(21)을 통과하고, 타측 강연선(10)은 천공판(20) 하단 좌, 우측 통공(21)을 통과하는 방식도 가능하다.
즉, 천공판(20) 양 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)을 상호 교차하지 않도록 결속하는 단순한 방식으로도 망체의 편성은 가능하나, 이 경우 천공판(20)이 파손 또는 부식되어 강연선(10)에서 이탈될 경우 전체 망체의 편성 구조가 와해될 수 있으므로, 도 5에서와 같이 천공판(20) 양 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)을 상호 교차시킴으로써, 도 6에서와 같이 설령 천공판(20)이 제거된다 하여도 강연선(10)간 연결상태 자체는 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 7은 본 발명에 적용되는 천공판(20)의 변형된 실시예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 천공판(20)내 통공(21)을 일렬로 배치하거나, 절개부(22)를 형성하여 통공(21)을 개방형으로 천공할 수도 있다.
특히, 도 7의 우측에 도시된 바와 같이, 천공판(20)에 천공판(20)의 외곽에서 통공(21)으로 연결되는 절개부(22)를 형성함으로써, 통공(21)에 강연선(10)을 축방향으로 삽입하지 않고 도면상 상, 하측 방향으로 끼우는 방식 즉, 강연선(10)의 비축방향(非軸方向) 통공(21) 결합이 가능하게 되어 일층 간편한 망체 제작 및 유지보수가 가능하다.
이러한 본 발명의 강연선망 충전체(30)는 도 8에서와 같이, 하천 또는 해안 사면에 조적되어 호안공으로 구축될 수 있으며, 전술한 바와 같이, 강도는 물론 내마멸성을 충분히 확보할 수 있으므로, 호안공의 구조적 안정성 및 내구성을 제고할 수 있다.
특히, 도 8의 하부에서와 같이, 충전체(30)의 적치 후, 인접한 충전체(30)의 망목을 통과하여 결속되는 결속선(40)을 설치함으로써, 각각의 충전체(30)가 상호 결속되어 긴밀한 조직의 호안공을 구축할 수 있는데, 이러한 본 발명의 호안공 구축 공법은 호안공 구축 대상 사면을 정지(整地)하고, 상부가 개방된 강연선망 낭체에 충전석(15)을 투입하는 단계로 개시된다.
충전석(15)의 투입 및 충전을 비롯한 충전체(30)의 제작은 육상에서 수행될 수도 있고, 방파제 등 충분한 육상 작업 공간을 확보하기 곤란한 지점의 경우 바지선 등의 선상에서 진행될 수도 있으며, 특히 전술한 바와 같이 대규모 설비 및 장비 동원이 불필요한 본 발명은 선상 작업을 통하여 육상 작업 부지의 확보 없이도 시공이 가능한 이점을 얻을 수 있다.
충전석(15)의 낭체내 투입 및 충전이 완료되면 강연선망 낭체의 개방된 상부를 봉합하여 충전체(30)를 완성하는 단계가 수행된 후, 완성된 충전체(30) 다수를 호안공 구축 대상 사면에 안착시키고 인접한 충전체(30)의 망목에 결속선(40)을 통과시켜 결속하는 단계가 수행된다.
이러한 본 발명의 결속선(40)은 충전체(30)의 낭체에서와 같이 강연선(10)이 적용될 수 있으며, 인접한 충전체(30)의 낭체를 상호 결속하는 역할을 수행하게 되는데, 종래의 합성수지제 낭체의 경우 낭체를 구성하는 개별 로프의 강도가 충분하지 못하였으므로 결속선(40)의 결속시 해당 부위가 파단될 수 밖에 없었으나, 강연선(10)으로 편성된 본 발명의 낭체는 개별 강연선(10)이 충분한 강도를 발현하므로, 인접 충전체(30)간의 실질적인 결속이 가능하다.
10 : 강연선
15 : 충전석
16 : 합성수지망
19 : 결속재
20 : 천공판
21 : 통공
22 : 절개부
30 : 충전체
40 : 결속선

Claims (3)

  1. 망상(網狀)의 낭체(囊體) 내부에 충전석(15)이 충전되어 봉합된 호안용 석재 충전체(30)로서, 낭체는 강연선(鋼撚線)(10)으로 짜여진 강연선망(鋼撚線網)으로 구성되되, 상기 강연선망에 있어서 망목(網目)간 연결부에는 다수의 통공(21)이 천공된 천공판(20)이 설치되고, 천공판(20) 일 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20) 타 면을 경유하여 통공(21)을 통과하고, 천공판(20) 타 면에 형성되는 망목의 강연선(10)이 천공판(20)의 통공(21)을 통과한 후 천공판(20)의 상기 일 면을 경유하여 통공(21)을 통과하되, 천공판(20) 일 면과 타 면에 각각 형성되는 망목의 강연선(10)은 측면상 상호 교차되는 호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법에 있어서,
    호안공 구축 대상 사면을 정지(整地)하고, 상부가 개방된 강연선망 낭체에 충전석(15)을 투입하는 단계와;
    강연선망 낭체의 개방된 상부를 봉합하여 충전체(30)를 완성하는 단계와;
    완성된 충전체(30) 다수를 호안공 구축 대상 사면에 안착시키고 인접한 충전체(30)의 망목에 결속선(40)을 통과시켜 결속하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 호안용 강연선망 석재 충전체를 이용한 호안공 구축 공법.
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