KR101795316B1

KR101795316B1 - 지반 배수 장치

Info

Publication number: KR101795316B1
Application number: KR1020160159300A
Authority: KR
Inventors: 박성식
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2017-11-08

Abstract

일 실시예에 따른 지반 배수 장치는, 지반 내 관입되는 배수 매트; 및 상기 배수 매트 내에 배치되어 상기 배수 매트 내에 유입된 지하수를 외부 배수구에 안내하는 배수관;을 포함하고, 상기 배수 매트 내에는 pH 조절 부재가 충진될 수 있다.

Description

지반 배수 장치{DRAINING DEVICE FOR GROUND}

본 발명은 지반 배수 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이펀 현상을 이용하여 지하수의 수위를 저감시킬 수 있으며, pH 조절 부재에 의해 지하수의 pH를 저감시킬 수 있는 지반 배수 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 산, 하천, 아파트 단지, 단지(공동, 택지 등), 공업 단지, 건축물 주변의 절토나 성토로 인하여 발생한 인공적인 비탈면이나 옹벽에는 PVC 재질의 유공관이나 다발관이 전면에 설치하여 비탈면 내 지하수를 전면으로 직접 배수시킨다.

이와 같이 배수용으로 유공관이나 다발관을 사용할 경우 배수관 내부로 점토와 같은 미세한 입자가 유입되어 배수관 내부가 막거나 배수관의 직경이 좁아지면서 비탈면 내부의 지하수가 원활하게 유출되지 않게 된다.

결국 비탈면 내 지하수위가 상승하게 되면서 비탈면의 안정성을 위협하거나 붕괴를 일으키게 된다.

따라서 비탈면의 배수를 위하여 다양한 방법이 모색되고 있으며, 예를 들어, 1106년 10월 30일에 출원된 KR 1108-0106922에는 '용출수 배수관 및 용출수 배수관을 이용한 절개지 사면의 배수보강공법'에 대하여 개시되어 있다.

일 실시예에 따른 목적은 비탈면 침출수 또는 지하수를 배수시킴으로써 비탈면의 안정성을 향상시킬 수 있고, 커피박을 사용하여 비탈면 침출수 또는 지하수 내 pH를 저감시킴으로써 친환경적으로 배수시킬 수 있는 지반 배수 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 비탈면 배면의 수위 상승 시 사이펀 현상을 이용하여 지하수를 비탈면 외부 배수구에 배출시킬 수 있는 지반 배수 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 배수 매트의 표면에 음이온 처리를 통해 풍화토나 점토 입자에 의한 배수 매트의 막힘 현상이 차단되고, 배수 매트 주위에 토목 섬유를 감쌈으로써 배수 매트 내 토사 유입이 방지되는 지반 배수 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 배수 매트의 단부가 납작하고 뾰족하게 형성되어 약간의 지하수위 상승에도 배수관을 통해 지하수가 배수될 수 있는 지반 배수 장치를 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 비탈면 내에 복수 개의 배수관 및 배수 매트가 서로 이격 배치되어 비탈면 내 지하 수위 저하 속도를 향상시킬 수 있는 지반 배수 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 지반 배수 장치는, 지반 내 관입되는 배수 매트; 및 상기 배수 매트 내에 배치되어 상기 배수 매트 내에 유입된 지하수를 외부 배수구에 안내하는 배수관;을 포함하고, 상기 배수 매트 내에는 pH 조절 부재가 충진될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 pH 조절 부재는 커피박을 포함하고, 상기 커피박은 상기 배수 매트 내 유입된 지하수의 pH를 낮출 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 배수 매트는 납작한 형태로 마련되고, 상기 배수 매트의 일면에 복수 개의 배수홀이 형성될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 배수관의 하단이 개방되고, 상기 배수 매트 내에 유입된 지하수는 상기 개방된 하단을 통해 외부 배수구에 안내될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 배수 매트는 뾰족 단부를 포함하고, 상기 뾰족 단부 내에 상기 배수관의 하단이 배치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 pH 조절 부재는 상기 배수 매트 내에서 상기 뾰족 단부 상에 충진될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 배수 매트의 외측면은 음전하를 띄도록 이온 처리되거나, 토목 섬유로 감싸질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 지반 배수 장치는, 비탈면의 배면에서 지반 내에 관입된 제1 배수관; 및 상기 비탈면의 상부에서 상기 제1 배수관의 상단에 연결된 제2 배수관;을 포함하고, 상기 제2 배수관은 상기 제1 배수관에 의해 배수된 지하수를 상기 비탈면의 외부에서 상기 제1 배수관의 상단보다 하부에 배치된 배수구에 안내할 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 배수관을 감싸도록 형성된 배수 매트를 더 포함하고, 상기 배수 매트에는 pH 조절 부재가 충진될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 배수 매트는 납작한 형태로 마련되고, 상기 배수 매트에서 상기 비탈면을 향하는 측면에 지하수가 유입되는 복수 개의 배수홀이 형성되며, 상기 복수 개의 배수홀을 통해 유입된 지하수는 상기 제1 배수관의 하단을 통해 상기 제2 배수관에 전달될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 제1 배수관은 상기 비탈면과 나란히 경사지게 배치되고, 상기 제2 배수관은 상기 비탈면의 상부로부터 상기 배수구를 향해 연장되도록 절곡 형성될 수 있다.

일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의하면, 비탈면 침출수 또는 지하수를 배수시킴으로써 비탈면의 안정성을 향상시킬 수 있고, 커피박을 사용하여 비탈면 침출수 또는 지하수 내 pH를 저감시킴으로써 친환경적으로 배수시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의하면, 비탈면 배면의 수위 상승 시 사이펀 현상을 이용하여 지하수를 비탈면 외부 배수구에 배출시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의하면, 배수 매트의 표면에 음이온 처리를 통해 풍화토나 점토 입자에 의한 배수 매트의 막힘 현상이 차단되고, 배수 매트 주위에 토목 섬유를 감쌈으로써 배수 매트 내 토사 유입이 방지될 수 있다.

일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의하면, 배수 매트의 단부가 납작하고 뾰족하게 형성되어 약간의 지하수위 상승에도 배수관을 통해 지하수가 배수될 수 있다.

일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의하면, 비탈면 내에 복수 개의 배수관 및 배수 매트가 서로 이격 배치되어 비탈면 내 지하 수위 저하 속도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 지반 배수 장치를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 지반 배수 장치가 비탈면의 배면에 배치된 모습을 도시한다.
도 3(a) 및 (b)는 커피박에 의한 pH 저감 효과를 측정하는 모습이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치를 도시한다.
도 5 및 6은 일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의해 지하수가 배수되는 과정을 도시한다.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 지반 배수 장치를 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 지반 배수 장치가 비탈면의 배면에 배치된 모습을 도시하고, 도 3(a) 및 (b)는 커피박에 의한 pH 저감 효과를 측정하는 모습이다.

도 1 또는 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 지반 배수 장치(10)는, 배수 매트(100) 및 배수관(110)을 포함할 수 있다.

상기 배수 매트(100)는 지반 내에 관입될 수 있다.

예를 들어, 비탈면 보강이나 녹화용으로 시공되는 비탈면 숏크리트나 식생토 뿜어 붙이기의 경우, 비탈면의 표면은 불투수성이므로 일반적으로 비탈면 내 지하수위 상승을 막고 원활한 배수를 위해 비탈면의 정면에 배수관을 설치하나, 배수관의 관막힘 현상에 의해 비탈면의 원활한 배수가 이루어지지 않는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위해 배수 매트(100)는 비탈면 숏크리트나 식생토 뿜어 붙이기가 시공된 비탈면의 배면에 관입될 수 있다.

상기 배수 매트(100)는 지반 내에서 상하 방향으로 연장된 몸체 부분(102) 및 몸체 부분(100)의 단부에 연결된 뾰족 단부(104)를 포함할 수 있다.

이때, 배수 매트(100)는 전체적으로 납작한 형상으로 마련될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 배수 매트(100)의 정면 면적이 도 2에 도시된 바와 같이 배수 매트(100)의 측면 면적보다 크게 마련될 수 있다. 이때 배수 매트(100)의 정면 면적은 배수 매트(100)가 비탈면 또는 토사를 향하는 방향의 면적이다.

또한, 배수 매트(100)에는 복수 개의 배수홀(106)이 형성될 수 있다.

상기 복수 개의 배수홀(106)은 배수 매트(100)의 일면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배수홀(106)은 배수 매트(100)에서 비탈면 또는 토사를 향하는 면 또는 배수 매트(100)의 정면에만 형성되고, 배수 매트(100)에서 비탈면과 반대되는 면에는 복수 개의 배수홀(106)이 형성되지 않을 수 있다.

이에 의해 비탈면 내 지하수가 복수 개의 배수홀(106)을 통해 배수 매트(100) 내에 유입될 수 있고, 배수 매트(100)의 일면을 통해 유입된 지하수가 배수 매트(100)의 다른 측면을 통해 다시 지반 내에 배출되는 것이 방지될 수 있다.

한편, 배수 매트(100) 내에는 pH 조절 부재(108)가 충진될 수 있다.

상기 pH 조절 부재(108)는 비탈면 숏크리트나 식생토 뿜어 붙이기의 경우 시멘트 성분으로 인하여 배출되는 침출수 또는 지하수의 pH가 높아 자연환경에 유해한 영향을 미칠 수 있으므로, 배수 매트(100) 내 유입된 침출수 또는 지하수의 pH를 낮추기 위한 것이다.

예를 들어 pH 조절 부재(108)는 커피박을 포함할 수 있다.

상기 커피박은 커피 제조시 커피콩을 열탕한 후 커피액 추출후 생산되는 부산물로서, 가루 형태, 환 형태 또는 고체 형태로 마련될 수 있다.

최근, 커피박은 커피 추출 후 남은 부산물로 매년 커피박의 발생량은 증가하고 있으며, 일부 사료나 비료로 사용되고 있으나 대부분 폐기되고 있다. 환경부에 따르면 국내 커피박 발생량은 2014년 기준 10.3만 톤 정도이며, 2015년 관세청 통계에 따르면 커피 원두 수입량은 13.8만 톤으로 발표되었다. 한편, Coffee Cube(1105)에 의하면 국내에서 버려지는 커피박은 연간 40만 톤으로 쓰레기 처리 비용만 105억 원이며, 식자재와 인건비를 포함한 경제적 손실은 250억 원에 달한다. 또한, 지구온난화의 주범인 이산화탄소 발생량도 커피박 1톤당 187kg으로 연간 7만 6,670톤이다. 이와 같이 커피박의 처리문제는 환경 및 경제적으로 상당히 중요한 문제이다.

이에 커피박을 이용하여 순환골재 침출수의 pH를 낮추는 연구를 수행한 결과, 커피박은 커피박을 증류수에 혼합한 경우 pH는 5 정도로 약산성을 나타내며, 이를 순환골재 알칼리 용출수에 혼합하여 중성화시킬 수 있다는 사실을 확인하였다.

특히, 도 3(a) 및 (b)를 참조하여, 1000ml의 증류수에 세 종류의 순환골재 100g을 넣고 24시간 동안 pH 변화를 측정하였다. 순환골재의 pH는 11 정도이며, 보통포틀랜드시멘트를 0.1% 섞은 경우도 pH가 11 정도였다. 1000ml의 증류수에 커피박만을 10, 30, 또는 50g을 섞은 경우, 하루 경과 시 pH는 각각 5.7, 5.4, 5.4로 나타났다. 세 종류의 순환골재와 시멘트 용액에 커피박의 용량을 증가시면서 pH를 측정하였으며, 그 결과는 [표 1]과 같다. 세 종류의 순환골재에 대해 각각 세 세트씩 준비하여 pH를 측정하였다.

	커피박(g)
	0	10		30		50
		1hr	24hrs	1hr	24hrs	1hr	24hrs
RSB 20 solution	10.95	10.77	9.31	7.94	7.48	6.85	6.20
RSB 13 solution	11.13	9.68	9.60	8.30	7.97	7.00	6.26
RSB 10 solution	11.38	10.05	9.49	8.97	8.33	7.24	6.30
Cement 1g solution	11.29	9.97	9.50	8.16	7.82	6.64	6.59

실험 결과, 순환골재의 pH는 크기에 따른 차이보다는 순환골재에 붙어 있는 수화물의 양에 따라 차이를 보였다. 커피박 50g을 혼합한 경우 24시간 경과 후에는 11인 pH가 대부분 6 정도로 크게 감소하였다. 일반적으로 커피박의 함유량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, 50g 이상일 경우에는 더 이상 pH가 감소하지 않고 수렴하는 것을 알 수 있었다. 따라서 순환골재 중량의 50%를 사용할 경우 최대 6 정도까지 pH를 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 순수 시멘트의 경우도 11.3에서 6.6 정도로 감소하는 경향을 보여 순환골재의 pH와 유사하게 크게 감소하는 것으로 나타났다.

이와 같이 배수 매트(100) 내 충진된 pH 조절 부재(108), 특히 커피박을 이용하여 배수 매트(100) 내 유입된 지하수의 pH를 효과적으로 낮출 수 있다.

또한, pH 조절 부재(108)에 의해 배수 매트(100)는 커피박으로 채워진 필트층으로 형성될 수 있다. 이때, pH 조절 부재(108)는 배수 매트(100) 내에서 뾰족 단부(104) 내에 충진되거나, 배수 매트(100) 내에 고르게 충진되거나, 또는 뾰족 단부(104)로부터 몸체 부분(100)의 일부에 충진될 수 있다. 이와 같이 pH 조절 부재(108)는 배수 매트(100) 내에서 유입된 지하수의 pH를 효과적으로 저감시킬 수 있도록 배수 매트(100) 내에 충진될 수 있다.

또한, 배수 매트(100)의 외측면에는 음전하를 띄도록 이온 처리되거나, 토목 섬유로 감싸질 수 있다.

특히, 배수 매트(100)의 외측면에 음전하를 띄도록 이온 처리될 경우, 음전하를 띄는 풍화토나 점토 입자로 인한 배수 매트(100)의 배수홀(106) 막힘 현상을 방지할 수 있다. 또한, 배수 매트(100) 주위에 토목 섬유를 감싸 배수 매트(100) 내 토사 유입을 방지할 수 있다.

게다가, 배수 매트(100)는 암반 비탈면 숏크리트 배면에 설치되므로, 기존의 토사 비탈면과 달리 매수 매트(100)의 막힘 현상을 예방할 수 있다.

한편, 전술된 배수 매트(100) 내에는 배수관(110)이 배치될 수 있다.

예를 들어, 배수관(110)이 배수 매트(100)의 중앙을 관통하도록 배치되거나, 배수 매트(100)가 배수관(110)을 감싸는 형태로 마련될 수 있다.

상기 배수관(110)은 지반 내에서 상하 방향으로 연장될 수 있으며, 양단부가 개방되어, 배수 매트(100) 내에 유입된 지하수를 외부 배수구(DH)에 안내할 수 있다.

이때, 배수관(110)의 하단은 배수 매트(100)의 뾰족 단부(104) 내에 배치될 수 있고, 배수관(110)의 상단은 배수 매트(100)의 몸체 부분(102)의 단부를 관통하여 외부로 연장될 수 있다.

구체적으로, 배수관(110)의 하단이 개방되어, 배수 매트(100)의 배수홀(106)을 통해 유입된 지하수가 배수 매트(100)의 뾰족 단부(104) 내에서 배수관(110)의 하단을 통해 배수관(110) 내에 유입되고, 지하수가 배수관(110)의 하단으로부터 상단을 향해 이동되어, 최종적으로 지하수가 배수관(110)을 통해 외부 배수구(DH)에 안내할 수 있다.

이때, 사이펀 효과에 의해 지하수가 배수관(110)의 하단으로부터 상단을 향해 이동되거나, 배수관(110)의 상단에 펌프(미도시)가 연결되어 지하수가 배수관(110)의 하단으로부터 상단을 향해 이동될 수 있음은 당연하다.

또한, 배수관(110)의 외측에 배치된 배수 매트(100)의 뾰족 단부(104) 및 배수 매트(100)의 납작한 형상에 의해 배수 매트(100)의 단부에 지반 내 지하수 또는 침출수가 집중되므로, 지반 내 약간의 지하 수위 상승에도 사이펀 효과가 발휘될 수 있으며, 보다 효율적으로 배수관(110)의 하단을 통해 지하수 또는 침출수가 배수될 수 있다.

특히 도 2를 참조하여, 배수 매트(100) 및 배수관(110)은 비탈면의 배면에서 비탈면과 나란히 경사지게 배치될 수 있으며, 배수 매트(100)에 형성된 복수 개의 배수홀(106)이 비탈면 또는 토사를 향하도록 배치될 수 있다. 그리고 도 2에 구체적으로 도시되지는 않았았으나, 배수 매트(100) 및 배수관(110)을 포함하는 복수 개의 지반 배수 장치(10)가 비탈면의 배면에서 서로 이격 배치될 수 있다. 이에 의해 비탈면 내 지하 수위의 저감 속도가 향상될 수 있다.

전술된 일 실시예에 따른 지반 배수 장치(10)에 의해 다음과 같이 비탈면 내 지하 수위 및 지하수의 pH가 저감될 수 있다.

우선, 토사 또는 비탈면을 향하는 배수 매트(100)의 일면에 형성된 복수 개의 배수홀(106)을 통해 지하수가 유입된다.

배수 매트(100) 내 유입된 지하수는 배수 매트(100)의 뾰족 단부(104)로부터 배수 매트(100) 내에 채워진다. 이때, 배수 매트(100) 내에서 배수관(110)의 외측에 pH 조절 부재(108)가 충진되어 있어, 배수 매트(100) 내 유입된 지하수의 pH가 pH 조절 부재(108)에 의해 낮춰진다. 즉, 알칼리성을 띄는 배수 매트(100) 내 유입된 지하수가 pH 조절 부재(108)에 의해 중성화된다.

그런 다음, 배수 매트(100)의 뾰족 단부(104) 내에 배치된 배수관(110)의 개방된 하단을 통해 유입되고, 배수관(110)을 따라 배수관(110)의 상단을 향해 지하수가 이동된다.

이와 같이 일 실시예에 따른 지반 배수 장치(10)는 비탈면 침출수 또는 지하수를 배수시킴으로써 비탈면의 안정성을 향상시킬 수 있고, 동시에 커피박과 같은 pH 조절 부재를 사용하여 비탈면 침출수 또는 지하수 내 pH를 저감시킴으로써 친환경적으로 배수시킬 수 있다.

이상 일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치에 대하여 설명된다.

도 4는 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치를 도시하고, 도 5 및 6는 일 실시예에 따른 지반 배수 장치에 의해 지하수가 배수되는 과정을 도시한다.

도 4를 참조하여, 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치(20)는, 배수 매트(200), 제1 배수관(210) 및 제2 배수관(220)을 포함할 수 있다.

이때, 배수 매트(200) 및 제1 배수관(210)는 일 실시예에 따른 지반 배수 장치(10)의 배수 매트(100) 및 배수관(110)에 대응되는 구성요소로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 배수 매트(200)는 제1 배수관(210)을 감싸도록 형성되고, 배수 매트(200) 내에 pH 조절 부재(208)가 충진될 수 있다.

또한, 배수 매트(200)는 납작한 형태로 마련되고, 상기 배수 매트(200)에서 비탈면을 향하는 측면에 지하수가 유입되는 복수 개의 배수홀(206)이 형성될 수 있다.

다른 실시예에 따른 지반 배수 장치(20)는 사이펀 효과를 이용하여 비탈면 내 지하 수위를 저감시키기 위하여 제1 배수관(210)에 연결된 제2 배수관(220)을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 배수관(220)은 제1 배수관(210)의 상단에 연결될 수 있다.

이때, 제1 배수관(210)의 상단 및 제2 배수관(220) 사이에는 연결 부재(222)가 더 연결될 수 있으며, 절곡 형성된 연결 부재(222)에 의해 제2 배수관(220)가 비탈면의 상부에서 수평하게 연장될 수 있다.

또한, 제2 배수관(220)은 비탈면의 상부에서 수평하게 연장된 후, 비탈면의 외부에서 제1 배수관(210)의 상단보다 하부에 배치된 배수구(DH)를 향해 연장되도록 절곡 형성될 수 있다.

이때, 배수구(DH)는 제1 배수관(210)의 상단보다 하부에 배치되면 되므로, 제1 배수관(210)의 하단과 인접한 평면 상에 배치될 수 있음은 당연하다.

이러한 제1 배수관(210) 및 제2 배수관(220)의 배치에 의하여 사이펀 효과가 발휘될 수 있다. 이때, 사이펀 효과는 서로 다른 높이의 물이 수압 차에 의해 위에서 아래로 흐르는 현상으로서, 제1 배수관(210)의 하단을 통해 유입된 지하수가 제1 배수관(210)의 상단을 통해 제2 배수관(220)을 거쳐 배수구(DH)에 안내될 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이 배수 매트(200) 내 충진된 커피박을 포함하는 pH 조절 부재(208)에 의해 배수 매트(200) 내 유입된 지하수의 pH가 저감된 후에 제1 배수관(210)의 하단을 통해 유입될 수 있다.

특히, 도 5 및 6을 참조하여, 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치(20)에 의해 다음과 같이 비탈면 내 지하 수위 및 지하수의 pH가 저감될 수 있다.

이때, 비탈면의 배면에는 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치(20)가 복수 개로 마련되어 서로 이격 배치될 수 있으며, 각각의 제2 배수관(220)은 동일한 배수구(DH)를 향해 연장될 수 있다.

도 5를 참조하여, 배수 매트(200) 내 유입되는 지하 수위가 상승하면 사이펀 효과에 의해 제1 배수관(210) 및 제2 배수관(220)을 통해 배수구(DH)에 대한 지하수의 배출이 시작될 수 있다.

이때, 배수 매트(200) 내 유입된 지하수는 배수 매트(200) 내 충진된 pH 조절 부재에 의해 일차적으로 pH가 저감된 후에 제1 배수관(210)에 유입될 수 있다. 결국 제2 배수관(220)을 통해 배수구(DH)에 배출된 지하수는 pH 조절 부재에 의해 중성화된 지하수가 될 수 있다.

도 6을 참조하여, 제1 배수관(210) 및 제2 배수관(220)을 통한 지하수의 배수가 일정 시간 진행되면, 비탈면 내 지하 수위가 저감되어 배수 매트(200) 내 지하수의 수위가 일정하게 유지될 수 있다.

예를 들어, 비탈면 내 지하수는 배수 매트(200) 내 뾰족 단부에 채워진 상태로 유지될 수 있다. 이때, 배수 매트(200) 내 뾰족 단부에도 pH 조절 부재가 충진되어 있으므로, 배수 매트(200) 내 뾰족 단부 내에서 지하수는 pH가 저감된 상태로 유지될 수 있다.

이후 비탈면 내 지하 수위가 높아지면, 도 5에 도시된 바와 같이 배수 매트(200) 내 지하 수위가 높아지고, 제1 배수관(210) 및 제2 배수관(220)을 통한 지하수의 배수가 시작될 수 있어, 우기 시에 비탈면의 안정성을 확보할 수 있다.

이와 같이 다른 실시예에 따른 지반 배수 장치는 비탈면 배면의 수위 상승 시 사이펀 현상을 이용하여 지하수를 비탈면 외부 배수구에 배출시킬 수 있으며, 비탈면 내에 복수 개의 배수관 및 배수 매트가 서로 이격 배치되어 비탈면 내 지하 수위 저하 속도를 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10, 20: 지반 배수 장치
100: 배수 매트
102: 몸체 부분
104: 뾰족 단부
106: 배수홀
108: pH 조절 부재
110: 배수관
200: 배수 매트
210: 제1 배수관
220: 제2 배수관

Claims

지반 내 관입되는 배수 매트; 및
상기 배수 매트 내에 배치되어 상기 배수 매트 내에 유입된 지하수를 외부 배수구에 안내하는 배수관;
을 포함하고,
상기 배수 매트 내에는 pH 조절 부재가 충진되며,
상기 배수 매트는 뾰족 단부를 포함하고,
상기 뾰족 단부 내에 상기 배수관의 하단이 배치되며,
상기 배수 매트는 일면의 면적이 상기 일면과 접하는 측면의 면적보다 큰납작한 형태로 마련되고,
상기 배수 매트의 일면에는 복수 개의 배수홀이 형성되고, 상기 배수 매트의 일면과 마주보는 타면에는 상기 복수 개의 배수홀이 비형성되어,
상기 지반 내 지하수가 상기 배수 매트의 일면에 형성된 상기 복수 개의 배수홀을 통해 상기 배수 매트 내에 유입된 후에 사이펀 효과에 의해 상기 배수관의 하단으로부터 상단을 향해 이동되어 상기 외부 배수구에 안내되고, 상기 배수 매트의 일면에 형성된 상기 복수 개의 배수홀을 통해 상기 배수 매트 내에 유입된 상기 지반 내 지하수가 상기 배수 매트의 타면을 통해 지반 내에 배출되는 것이 방지되는 지반 배수 장치.
제1항에 있어서,
상기 pH 조절 부재는 커피박을 포함하고,
상기 커피박은 상기 배수 매트 내 유입된 지하수의 pH를 낮추는 지반 배수 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 배수관의 하단이 개방되고,
상기 배수 매트 내에 유입된 지하수는 상기 개방된 하단을 통해 외부 배수구에 안내되는 지반 배수 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 pH 조절 부재는 상기 배수 매트 내에서 상기 뾰족 단부 상에 충진되는 지반 배수 장치.
제1항에 있어서,
상기 배수 매트의 외측면은 음전하를 띄도록 이온 처리되거나, 토목 섬유로 감싸지는 지반 배수 장치.
비탈면의 배면에서 지반 내에 관입된 제1 배수관; 및
상기 비탈면의 상부에서 상기 제1 배수관의 상단에 연결된 제2 배수관;
을 포함하고,
상기 제2 배수관은 상기 제1 배수관에 의해 배수된 지하수를 상기 비탈면의 외부에서 상기 제1 배수관의 상단보다 하부에 배치된 배수구에 안내하며,
상기 제1 배수관을 감싸도록 형성된 배수 매트를 더 포함하고,
상기 배수 매트는 뾰족 단부를 포함하고,
상기 뾰족 단부 내에 상기 제1 배수관의 하단이 배치되며,
상기 배수 매트는 상기 비탈면을 향하는 일면이 상기 일면과 접하는 측면의 면적보다 큰 납작한 형태로 마련되고,
상기 배수 매트에서 상기 비탈면을 향하는 일면에 지하수가 유입되는 복수 개의 배수홀이 형성되고, 상기 배수 매트의 일면과 마주보는 타면에는 상기 복수 개의 배수홀이 비형성되어,
상기 비탈면 내 지하수가 상기 복수 개의 배수홀을 통해 상기 배수 매트 내에 유입된 후에 사이펀 효과에 의해 상기 제1 배수관의 하단으로부터 상단을 향해 이동되어 상기 제2 배수관에 안내되고, 상기 배수 매트의 일면에 형성된 상기 복수 개의 배수홀을 통해 상기 배수 매트 내에 유입된 상기 비탈면 내 지하수가 상기 배수 매트의 타면을 통해 비탈면 내에 배출되는 것이 방지되는 지반 배수 장치.
제8항에 있어서,
상기 배수 매트에는 pH 조절 부재가 충진되는 지반 배수 장치.
삭제
제8항에 있어서,
상기 제1 배수관은 상기 비탈면과 나란히 경사지게 배치되고,
상기 제2 배수관은 상기 비탈면의 상부로부터 상기 배수구를 향해 연장되도록 절곡 형성되는 지반 배수 장치.