KR102237190B1 - 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설 - Google Patents

다단식 토석류 에너지 저감 사방시설 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설은, 계곡 바닥에 형성된 단차부의 상부 지반에 일부가 설치되고, 나머지 일부가 상기 상부 지반으로부터 전방으로 돌출된 돌출영역을 형성하는 프레임부와, 상기 돌출영역에 구비되어 물과 함께 유동되는 토석류 중 기 설정된 기준입도 이하의 토석류가 자중에 의해 낙하되도록 하는 통과홀이 형성된 스크린부를 포함하는 상부 구조체 및 상기 스크린부의 직하부에 위치되며, 수평면에 대해 제1각도만큼 전방으로 하향된 경사를 이루도록 상기 단차부의 하부 지반에 설치되는 제1경사 플레이트를 포함하는 하부 구조체를 포함한다.

Description

다단식 토석류 에너지 저감 사방시설{Multi-Level Debris Flow Energy Reduction Control Facilities}
본 발명은 사방시설에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스크린부를 포함하는 상부 구조체와 경사 플레이트를 포함하는 하부 구조체를 포함하여, 다단식으로 하류부로 이동하는 토석류의 선단부 속도를 점진적으로 감소시킬 수 있도록 하는 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설에 관한 것이다.
사방(砂防)이라 함은 흙·모래·자갈이 이동하는 것을 막아서 재해를 막거나 줄이기 위한 목적으로 산림녹화 또는 각종 토목공사를 하는 일을 말하며, 치산(治山)을 주목적으로 하는 산지사방과 치수(治水)를 주목적으로 하는 하천사방으로 분류된다.
현재 국내에서는 산지 사방시설로서, 대부분의 계곡부에 다단식으로 돌망태를 계곡 바닥의 침식 저감을 목적으로 시공 및 운영하고 있다.
하지만, 오히려 실제 돌망태가 설치된 대부분의 계곡부에서는 돌망태 하단에 침식 및 세굴이 진행된 곳이 많다.
또한, 돌망태는 철망에 돌을 채우는 형태의 구조물이기 때문에 장기간 동안 형태를 유지하기 어렵기 때문에 실제로 많은 현장에서 파손 및 손상된 돌망태를 확인할 수 있다.
따라서 이와 같은 종래의 돌망태 시공에 따른 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허공보 제10-0629155호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 다단식으로 계곡의 하류로 이동하는 토석류의 선단부 속도를 점진적으로 감소시킬 수 있도록 하고, 종래 돌망태 하상에서 발생했던 침식 및 세굴을 억제하여 하류부로 이동하는 토석량을 저감시키기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설은, 계곡 바닥에 형성된 단차부의 상부 지반에 일부가 설치되고, 나머지 일부가 상기 상부 지반으로부터 전방으로 돌출된 돌출영역을 형성하는 프레임부와, 상기 돌출영역에 구비되어 물과 함께 유동되는 토석류 중 기 설정된 기준입도 이하의 토석류가 자중에 의해 낙하되도록 하는 통과홀이 형성된 스크린부를 포함하는 상부 구조체 및 상기 스크린부의 직하부에 위치되며, 수평면에 대해 제1각도만큼 전방으로 하향된 경사를 이루도록 상기 단차부의 하부 지반에 설치되는 제1경사 플레이트를 포함하는 하부 구조체를 포함한다.
이때 상기 프레임부는, 상기 스크린부의 후방에 연결되고, 상기 상부 지반에 설치되어 상기 스크린부를 지지하는 후방 프레임부 및 상기 스크린부의 전방에 연결되는 전방 프레임부를 포함할 수 있다.
또한 상기 프레임부는, 상기 후방 프레임부의 소정 지점으로부터 하부로 연장되어 상부 지반에 매립되는 보조프레임부를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 하부 구조체는, 상기 제1경사 플레이트의 전방에 연결되며, 수평면에 대해 상기 제1각도보다 작은 제2각도만큼 전방으로 하향된 경사를 이루도록 상기 하부 지반에 설치되는 제2경사 플레이트를 더 포함할 수 있다.
더불어 상기 하부 구조체와 상기 하부 지반 사이에는 흙채움부가 형성될 수 있다.
한편 본 발명은 상기 돌출영역의 측부와 상기 하부 지반 사이에 구비되어 상기 돌출영역을 지지하는 프레임지지부를 더 포함할 수 있다.
이때 상기 프레임지지부는 상기 하부 구조체의 양단과 체결부에 의해 체결될 수 있다.
그리고 상기 스크린부는, 전후 방향으로 길게 형성된 복수 개의 스크린바가 서로 좌우 방향으로 이격된 상태로 구비되어, 서로 인접한 한 쌍의 스크린바 사이에 상기 통과홀이 형성된 형태를 가질 수 있다.
또한 상기 스크린부는, 복수 개의 상기 통과홀이 형성된 메쉬를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설은, 스크린부를 포함하는 상부 구조체와 경사 플레이트를 포함하는 하부 구조체를 포함하여, 다단식으로 하류부로 이동하는 토석류의 선단부 속도를 점진적으로 감소시킬 수 있으며, 계곡 바닥부의 침식 및 세굴을 억제하여 계곡의 하류로 이동하는 토석량을 크게 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 돌망태를 대체할 수 있도록 설계되어 기 설치된 돌망태를 제거한 뒤, 해당 위치에 그대로 설치할 수 있어 종래의 기반을 그대로 유지할 수 있으며, 공사비가 저렴하고 친환경적이라는 장점을 가진다.
더불어 본 발명은 상부 구조체 및 하부 구조체를 외부에서 제작한 후 현장에서 직접 조립할 수 있어 이동 및 설치가 용이하며, 시공 위치에 대한 제한을 받지 않는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설의 모습을 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설의 모습을 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설의 모습을 나타낸 정면도;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설의 상부 구조체를 나타낸 평면도; 및
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설의 모습을 나타낸 정면도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)의 모습을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)은 프레임부(110) 및 스크린부(120)를 포함하는 상부 구조체와, 경사 플레이트(160)를 포함하는 하부 구조체를 포함한다.
프레임부(110)는 계곡 바닥에 형성된 단차부의 상부 지반(G1)에 일부가 설치되고, 나머지 일부가 상부 지반(G1)으로부터 전방으로 돌출된 돌출영역을 형성하는 형태를 가진다.
그리고 스크린부(120)는 이와 같은 프레임부(110)의 돌출영역에 구비되며, 물과 함께 유동되는 토석류(S-1) 중 기 설정된 기준입도 이하의 토석류(S2)가 자중에 의해 낙하되도록 하는 통과홀(123)이 형성된다.
즉 상부 구조체는 프레임부(110)의 후방 일부가 서로 낙차를 가지는 상부 지반(G1) 및 하부 지반(G2) 중 상부 지반(G1)에 설치되며, 프레임부(110)의 전방 일부는 상부 지반(G1)의 전방으로 돌출되고, 하부 지반(G2)의 직상부에 위치되는 돌출영역을 형성한다. 그리고 이와 같은 돌출영역에는 스크린부(120)가 형성된다.
보다 구체적으로 본 실시예에서 프레임부(110)는, 스크린부(120)의 후방에 연결되고, 상부 지반(G1)에 설치되어 스크린부(120)를 지지하는 후방 프레임부(130b)와, 스크린부(120)의 전방에 연결되는 전방 프레임부(130a)를 포함한다.
이때 전방 프레임부(130a)의 후단부 및 후방 프레임부(130b)의 전단부에는 스크린부(120)의 지지를 위해 돌출된 스크린지지부(132)가 형성될 수 있다.
더불어 프레임부(110)는 후방 프레임부(130b)의 소정 지점으로부터 하부로 연장되어 상부 지반(G1)에 매립되는 보조프레임부(140)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서 보조프레임부(140)는 후방 프레임부(130b)의 후단에서 하부로 절곡된 형태를 가지는 것으로 예시하였으나, 이는 본 실시예만으로 제한되는 것은 아니며, 보조프레임부(140)는 복수 개가 구비될 수도 있음은 물론이다.
그리고 본 실시예의 경우 스크린부(120)는, 전후 방향으로 길게 형성된 복수 개의 스크린바(122)가 서로 좌우 방향으로 이격된 상태로 구비되어, 서로 인접한 한 쌍의 스크린바(122) 사이에 통과홀(123)이 형성된 형태를 가진다.
즉 복수 개의 스크린바(122) 간의 간격은 통과홀(123)의 폭을 결정하게 되며, 이는 자중에 의해 낙하시킬 토석류(S2)의 입도를 고려하여 정해질 수 있다.
하부 구조체의 경사 플레이트(160)는 하부 지반(G2)에 설치되며, 본 실시예의 경우 제1경사 플레이트(160a) 및 제2경사 플레이트(160b)를 포함한다.
이 중 제1경사 플레이트(160a)는 스크린부(120)의 직하부에 위치되며, 수평면에 대해 제1각도만큼 전방으로 하향된 경사를 이루도록 단차부의 하부 지반(G2)에 설치된다.
그리고 제2경사 플레이트(160b)는 제1경사 플레이트(160a)의 전방에 연결되며, 수평면에 대해 상기 제1각도보다 작은 제2각도만큼 전방으로 하향된 경사를 이루도록 하부 지반(G2)에 설치된다.
이때 제1각도 및 제2각도는 설치될 지점의 환경 조건 등 다양한 요소를 고려하여 정해질 수 있다.
예컨대 본 실시예에서 제1경사 플레이트(160a)의 제1각도는 약 12°로 설정되어 스크린부(120)를 통과한 흙이나 작은 돌들 및 물을 포함하는 토석류(S2)가 경사면을 따라 이동할 수 있다. 또한, 제2경사 플레이트(160b)의 제2각도는 약 4°로 설정되어 흙이나 작은 돌들을 포함하는 토석류(S3)가 경사면을 따라 이동할 수 있도록 하며, 단차로 인해 발생할 수 있는 계곡 바닥부의 침식 및 세굴을 억제하도록 설계하였다. 전술한 바와 같이 이는 하나의 예시로서 제시된 것이며, 제1경사 플레이트(160a)의 제1각도 및 제2경사 플레이트(160b)의 제2각도는 다양하게 가변될 수 있다.
그리고 하부 구조체와 하부 지반(G2) 사이에는, 흙채움부(180)가 형성될 수 있다. 이와 같은 흙채움부(180)는 제1경사 플레이트(160a) 및 제2경사 플레이트(160b)를 안정적으로 지지하는 동시에, 스크린부(120)로부터 낙하하는 토석류(S2)의 낙하 충격을 완화시키는 역할을 수행한다.
한편 본 실시예의 경우, 프레임부(110)의 돌출영역 측부와 하부 지반(G2) 사이에 구비되어, 돌출영역을 지지하는 프레임지지부(150)를 더 포함한다. 프레임지지부(150)는 프레임부(110)의 돌출영역 하중을 지지하는 동시에 스크린부(120)로부터 낙하하는 토석류(S2)가 측부로 이탈하는 것을 방지한다.
이때 프레임지지부(150)는 하부 구조체의 양단과 체결부(152)에 의해 체결될 수 있으며, 이에 따라 하부 구조체를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
본 실시예에서 체결부(152)는 제1경사 플레이트(160a) 및 제2경사 플레이트(160b)의 연결부에 체결되는 것으로 하였으며, 이와 같은 경우 체결부(152)는 제1경사 플레이트(160a) 및 제2경사 플레이트(160b)의 회전축을 형성하여 제1경사 플레이트(160a) 및 제2경사 플레이트(160b)의 개별 각도를 각각 가변시킬 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 스크린부(120)를 포함하는 상부 구조체와 경사 플레이트(160)를 포함하는 하부 구조체를 포함하여, 다단식으로 하류부로 이동하는 토석류의 선단부 속도를 점진적으로 감소시킬 수 있으며, 계곡 바닥부의 침식 및 세굴을 억제하여 계곡의 하류로 이동하는 토석량을 크게 저감시킬 수 있는 장점을 가진다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)의 상부 구조체를 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설(100)의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예 역시 대부분의 구성요소가 전술한 제1실시예와 동일하게 형성되므로, 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.
그리고 본 실시예의 경우, 스크린부(120')가 복수 개의 통과홀이 형성된 메쉬(125)를 포함한다는 특징을 가진다. 즉 스크린부(120')는 본 실시예와 같이 그물망 형태로 형성될 수도 있으며, 마찬가지로 통과홀의 크기는 자중에 의해 낙하시킬 토석류의 입도를 고려하여 정해질 수 있다.
또한 본 실시예에서 스크린부(120')는 메쉬(125)의 둘레를 감싸도록 형성되며, 프레임부(110)에 연결되는 프레임 연결부(124)를 더 포함한다. 보다 구체적으로 도 4 및 도 5에 나타난 본 실시예의 스크린부(120')는 좌우 한 쌍의 메쉬(125)를 포함하며, 프레임 연결부(124)는 이들의 둘레 전체를 감싸는 형태로 형성된다.
또한 본 실시예는 경사 플레이트(160)가 상기와 같은 좌우 한 쌍의 메쉬(125)에 대응되도록 좌우로 한 쌍이 서로 분할된 형태를 가지며, 분할된 경사 플레이트(160)의 사이에는 프레임부(110)의 돌출영역 중앙부와 하부 지반(G2) 사이에 구비되어, 프레임지지부(150)와 함께 프레임부(110)의 돌출영역을 지지하는 보조지지부(170)를 더 포함한다.
이때 좌우로 분할된 한 쌍의 메쉬(125)는 통과홀의 크기가 서로 다르게 형성될 수도 있으며, 마찬가지로 좌우로 분할된 한 쌍의 경사 플레이트(160)는 서로 경사도가 다르게 형성될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 다단식 토석류 에너지 저감 사방시설
110: 프레임부
120, 120': 스크린부
122: 스크린바
123: 통과홀
124: 프레임 연결부
125: 메쉬
130a: 전방 프레임부
130b: 후방 프레임부
140: 보조프레임부
150: 프레임지지부
152: 체결부
160: 경사 플레이트
160a: 제1경사 플레이트
160b: 제2경사 플레이트
170: 보조지지부
180: 흙채움부
G1: 상부 지반
G2: 하부 지반

Claims (9)

  1. 계곡 바닥에 형성된 단차부의 상부 지반에 일부가 설치되고, 나머지 일부가 상기 상부 지반으로부터 전방으로 돌출된 돌출영역을 형성하는 프레임부와, 상기 돌출영역에 구비되어 물과 함께 유동되는 토석류 중 기 설정된 기준입도 이하의 토석류가 자중에 의해 낙하되도록 하는 통과홀이 형성된 스크린부를 포함하는 상부 구조체; 및
    상기 스크린부의 직하부에 위치되며, 수평면에 대해 제1각도만큼 상기 전방으로 하향된 경사를 이루도록 상기 단차부의 하부 지반에 설치되는 제1경사 플레이트와, 상기 제1경사 플레이트의 상기 전방에 연결되어 상기 상부 구조체보다 상기 전방으로 돌출되고, 상기 수평면에 대해 상기 제1각도보다 작은 제2 각도만큼 상기 전방으로 하향된 경사를 이루도록 상기 하부 지반에 설치되는 제2경사 플레이트를 포함하는 하부 구조체;
    를 포함하는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부는,
    상기 스크린부의 후방에 연결되고, 상기 상부 지반에 설치되어 상기 스크린부를 지지하는 후방 프레임부; 및
    상기 스크린부의 전방에 연결되는 전방 프레임부;
    를 포함하는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임부는,
    상기 후방 프레임부의 소정 지점으로부터 하부로 연장되어 상부 지반에 매립되는 보조프레임부를 더 포함하는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 구조체와 상기 하부 지반 사이에는 흙채움부가 형성되는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 돌출영역의 측부와 상기 하부 지반 사이에 구비되어 상기 돌출영역을 지지하는 프레임지지부를 더 포함하는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임지지부는 상기 하부 구조체의 양단과 체결부에 의해 체결되는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스크린부는,
    전후 방향으로 길게 형성된 복수 개의 스크린바가 서로 좌우 방향으로 이격된 상태로 구비되어, 서로 인접한 한 쌍의 스크린바 사이에 상기 통과홀이 형성된 형태를 가지는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스크린부는,
    복수 개의 상기 통과홀이 형성된 메쉬를 포함하는,
    다단식 토석류 에너지 저감 사방시설.
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