KR102386582B1 - 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치 및 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치 및 시공 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 해저지반에 착저되는 프레임; 및 프레임의 상부에 위치하고, 길이방향이 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되며, 팽창 시에는 수중 토사 투하 지역을 향하는 방향의 면을 의미하는 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브가 동일한 방향으로 복수개 쌓여있는 워터튜브 결합체;를 제공한다.

Description

수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치 및 시공 방법{Apparatus and installation method to prevent soil erosion and suspended soil diffusion during discharging soil}

본 발명은 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치 및 시공 방법에 관한 것이다.

토사 매립 공법은 준설토의 출처에 따라 해상운반 공법과 육상운반 공법으로 구분될 수 있다. 해상 매립 운반의 경우, 준설토의 투기방법은 토운선에 의한 투기방법과 펌프준설선의 송토관에 의한 투기 방법이 있다.

토운선에 의한 투기는 버키트준설선, 디퍼(백호)준설선, 그래브준설선 등과 같은 토운선으로 준설토를 투기하는 방법을 의미한다. 도 1은 그래브준설선과 디퍼준설선을 도시한 모식도이다. 토운선은 선형에 따라 최소유지 수심이 있어야 하므로 수심을 고려한 준설토 투기계획이 수립되어야 하며 토운선의 출입이 어려운 경우 흘수가 적은 운반선(바지상부에 상자형으로 조립)에 준설토를 싣고 도저나 포크레인 또는 그래브로 투기하는 방법으로 준설토를 투기장에 투기한다. 토운선으로 준설토를 투기하는 경우에는 투기장 수심(때로는 조위를 감안한 수심)에 제한을 받을 뿐 아니라 호안의 일부도 토운선이 출입할 수 있도록 개방되고 투기토가 투기장 외부로 유출되지 않도록 오탁방지막을 시설하여야 한다. 토운선에 의한 투기방법은 수심이 있는 곳에 준설토를 투기하게 되므로 매립을 완성할 수 없다. 매립을 완성하려면 개구부의 호안을 막은 후 펌프준설선이나 육상운반방법으로 매립을 완성한다.

펌프준설선에 의한 투기는 강력한 펌프에 의하여 해저의 토사를 물과 함께 빨아 올려서 준설하는 선박을 활용하여 준설토를 투기하는 방법을 의미한다. 도 2는 펌프준설선을 도시한 모식도이다. 준설토를 펌프준설선으로 투기하는 경우에는 일반적으로 호안 축조가 완성된 내부에 투기하는 것을 원칙으로 하고 있으나 호안공사의 미완성 상태에서 투기하는 경우도 종종있다. 이 경우에는 투기된 준설토와 부유토가 항로나 항내에 유입되지 않아야 하며 호안제체 외로 유출되어 인근 해안이나 어장에 피해를 주지 않도록 오탁방지막을 시설하는 등 조치를 하여야 한다. 펌프준설선으로 준설한 토량은 함니율이 10~15%에 불과하여 송토관에서 배출된 토사가 물과 같이 흐르면서 조류에 의한 유속이 작용하면 중량물은 밑으로 쌓이고 부유토는 물과 함께 흘러 유출이 된다. 대규모의 매립지 조성은 대형 펌프준설에 의하여 매립지 인근의 해저 양질 토사를 준설하여 송토관을 매립지내에 연결하여 투기한다. 호안공사가 완공되고 호안 후면에 토제 등을 펌프선에 의하여 보강하여 구역 외 누출을 방지하는 목적으로도 토제 시설을 하게 되며, 반드시 집수정을 통하여 월류될 수 있도록 집수정과 여수토를 시설하고, 송토관은 매립지 내에 매립토사가 균등하게 매립되도록 송토관의 간선과 분기관(Y관 또는 T관)의 간격을 조정하면서 시행한다. 송토관은 해상관과 육상관으로 구분하여 시설하고 있으며 준설선의 선미관에서 해상종점(부함종점)을 해상관이라 하고 해상관 종점에서 육지에 부설된 관로를 총칭하여 육상관이라 한다. 펌프준설선에 의한 투기는 신속, 고능률 작업, 준설 단가 저렴, 펌프로 준설과 동시에 수송 및 매립지로 토출 가능, 수심이 얕은 지역에서도 작업 가능, 준설된 하부 지형이 일정, 매립 공사에 가장 적합한 장점이 있으나, 해상에 파이프를 설치하므로 파랑과 같은 해역조건에 민감, 작업 범위는 항내 또는 하천 등에 한정, 배토관 연결에 시간이 많이 소요, 준설 토사의 배송거리에 제한, 준설 심도에 제한되는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제2117631호, 매립용 토사 펌핑 하역 공법 및 장비

하지만, 이러한 수중 토사 매립 시 공사구역 외부로 유실되는 토사가 발생되는 문제가 있었고, 이러한 문제를 해결하기 위해 기존에는 사면에 먼저 지오텍스 타일튜브 및 오탁방지막을 시공하였다. 하지만, 지오텍스타일튜브의 내부는 모래나 실트로 충전되어 샌드펌프가 필요하게 되는 문제가 있었고 지오텍스타일튜브의 재활용 및 이동이 불가능한 문제가 있었다. 게다가, 기존 오탁방지막은 바닥면에 ballasting 등을 통해 상당한 간격으로 이격되어 고정됨에 따라 유속에 의하여 고정면이 이탈하거나 파손되는 경우가 발생되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 위의 문제를 해결하기 위해 강관파이프 및 고무 멤브레인을 이용한 워터튜브를 활용한 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.

본 발명의 목적은, 해저지반에 착저되는 프레임; 및 상기 프레임의 상부에 위치하고, 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되며, 팽창 시에는 수중 토사 투하 지역을 향하는 방향의 면을 의미하는 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브가 동일한 방향으로 복수개 쌓여있는 워터튜브 결합체;를 포함하고, 물의 충전으로 팽창된 상기 워터튜브 결합체에 의해 상기 수중 토사 투하 지역의 수중 토사 투하에 의해 발생되는 토사 유출 및 부유사 확산이 저지되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 제공하여 달성될 수 있다.

또한, 상기 프레임은, 밀폐된 내부 공간을 포함하는 강관 파이프로 구성되고, 일측에 에어 주입구를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 프레임의 하부에 상기 프레임의 수직하방으로 돌출 구성되고 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 강판인 지지판;을 더 포함하고, 상기 프레임의 상기 해저지반 착저 시 상기 지지판이 상기 해저지반에 관입되도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 워터튜브의 정면에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 정면 열융착부가 구성되며, 상기 워터튜브 결합체 중 최하단의 상기 워터튜브의 상기 정면 열융착부는 상기 프레임의 정면에 결합 고정되고, 상기 워터튜브의 후면 하부 모서리에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 하부 열융착부가 구성되며, 최하단의 상기 워터튜브의 상기 후면 하부 열융착부는 상기 프레임의 후면에 결합 고정되며, 상기 워터튜브의 후면 상부 모서리에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 상부 열융착부가 구성되며, 상기 후면 상부 열융착부는 상위의 상기 워터튜브의 상기 후면 하부 열융착부와 결합되고, 복수개의 상기 워터튜브가 서로 면접하여 상기 워터튜브 결합체를 구성하며, 상기 워터튜브의 상기 정면 열융착부가 향하는 방향이 동일한 상태에서 하위의 상기 워터튜브의 상부면은 상위의 상기 워터튜브의 하부면과 접합되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 해상 위에 부유하도록 설치되는 마커부이; 및 상단은 상기 마커부이에 연결되고, 하단은 상기 프레임에 연결되어 고정되는 오탁방지막;을 더 포함하고, 상기 프레임이 상기 오탁방지막의 앵커 역할을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법과 관련하여, 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 일구성인 프레임의 에어 주입구에 공기를 주입하여 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 수중 이송하는 수중 이송 단계; 및 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 정면이 수중 토사 투하 지역을 바라보도록 설치하는 설치 단계;를 포함하는, 수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법을 제공하여 달성될 수 있다.

또한, 상기 설치 단계에서는, 해수 흐름 방향이 상기 수중 토사 투하 지역에서 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 정면을 향하도록 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 설치 단계에서는, 토사 제방의 각 층별로 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 토운선 또는 펌프준설을 이용한 준설토 투기 시 기존의 오탁방지막에 비해 수중 토사 매립 후 모래사면 형상이 유지되고 모래 유실이 최소화되는 효과가 발생된다.

둘째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 탈부착이 가능한 형태로 구성되어 연속적인 재활용이 가능한 효과가 발생된다.

셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 해면에서 부유하여 Resuspention 되는 토사에 대한 오탁방지가 함께 가능해지는 효과가 발생된다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 그래브준설선과 디퍼준설선을 도시한 모식도,
도 2는 펌프준설선을 도시한 모식도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 평면도,
도 5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 결합 프레임을 도시한 모식도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 워터튜브(21)의 팽창 단계를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 이송 방법의 예시를 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 설치 예시를 도시한 모식도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 해수 흐름에 따른 설치 예시를 도시한 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 토사 제방 수직 연속 시공 시 설치 예시를 도시한 모식도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 특정 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 특정 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 구성과 관련하여, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 측면도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 평면도를 도시한 것이다. 도 3,4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)는, 프레임(10), 워터튜브 결합체(20), 쉴드(30), 오탁방지막(40), 마커부이(50)를 포함할 수 있다.

프레임(10)은 워터튜브(21)의 정면을 지지하는 정면 프레임, 상기 정면 프레임과 평행하게 위치하여 워터튜브(21)의 후면을 지지하는 후면 프레임과, 상기 정면 프레임의 측단부 및 상기 후면 프레임의 측단부에 결합되어 상기 정면 프레임과 상기 후면 프레임을 고정하는 측면 프레임으로 구성될 수 있다. 이때, 본 발명에서 '정면'은 토사 투하 지역을 향하는 방향의 면을 의미한다.

프레임(10)을 구성하는 정면 프레임, 후면 프레임 및 측면 프레임은 각각 밀폐된 내부 공간을 포함하는 강관 파이프로 구성되고, 일측에 에어 주입구를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따라 프레임(10)이 밀폐된 내부 공간을 포함하는 강관 파이프로 구성되고 에어 주입구를 포함하게 되면, 별도의 부력체 없이도 프레임(10) 자체를 부력체로 활용하여 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 손쉽게 인양 및 이송할 수 있게 되는 효과가 발생된다.

프레임(10)을 구성하는 정면 프레임, 후면 프레임 및 측면 프레임의 하부에는 해저지반에 십입되어 프레임(10)에 수평력 저항을 제공하는 지지판을 더 포함할 수 있다. 지지판은 프레임(10)의 수직하방으로 돌출 구성되고 길이방향이 정면 프레임 또는 후면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 강판으로 구성될 수 있고, 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 해저 착지 시 지지판이 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 자중에 의해 해저지반에 관입되면서 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)가 고정되도록 구성된다. 프레임(10)의 수직하방으로 돌출되는 지지판의 구성에 의해, 해저지반의 다양한 특성에 대응하여 수중에서 수십~수백톤의 토사를 투하하였을 때 발생되는 압력에도 프레임(10)이 밀려나지 않게 하는 효과가 발생된다.

도 5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 결합 프레임을 도시한 모식도이다. 도 5a는 제1실시예에 따른 결합 프레임을 도시한 모식도이고, 도 5b는 제2실시예에 따른 결합 프레임을 도시한 모식도이다. 제1실시예에 따른 결합 프레임과 관련하여, 도 5a에 도시된 바와 같이 측면 프레임의 외측면에는 'ㄷ'자 단면 형태의 결합 프레임이 측면 프레임과 평행한 방향으로 더 결합될 수 있고, 'ㄷ'자의 열린 부분이 내측을 향하도록 구성될 수 있다. 제1실시예에 따른 결합 프레임에 따르면 프레임(10)과 다른 프레임(10) 사이에서 결합 프레임이 상호 체결되도록 구성되어 정면 프레임의 길이방향으로 복수개의 프레임(10)이 연속적으로 이음 구성될 수 있다. 제2실시예에 따른 결합 프레임과 관련하여, 도 5b에 도시된 바와 같이 일측의 측면 프레임의 외측면에는 후면이 측면 프레임에 수직하고 정면이 사면으로 구성된 삼각 단면의 돌출부가 포함되는 제1결합 프레임이 구성되고, 타측의 측면 프레임의 외측면에는 제1결합 프레임과 형상맞춤으로 암수결합되는 삼각 단면의 홈이 포함되는 제2결합 프레임이 구성될 수 있다. 제2실시예에 따른 결합 프레임에 따르면, 인접한 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 사이에서는 제1결합 프레임과 제2결합 프레임이 암수결합되며, 정면에서 발생되는 수평력을 지지할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 또한, 기설치된 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 측면에 다른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 설치할 때 지지판에 의해 정면방향 또는 후면방향으로는 위치를 수정하기 어려운데, 제2실시예에 따른 결합 프레임에 따르면 제1결합 프레임과 제2결합 프레임이 상호 결합되면서 인접한 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)가 상호 정렬되는 효과가 발생된다.

워터튜브 결합체(20)는 프레임(10)의 상부에 위치하여 토사 투하에 의해 발생되는 토사 확산 및 부유사를 저지하는 구성으로서, 길이방향이 정면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되며, 팽창 시(물 충전 시) 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브(21)가 동일한 방향으로 복수개 쌓여있는 형태로 구성될 수 있다.

워터튜브(21)의 정면은 팽창 시의 종단면 너비가 후면보다 좁게 구성되고, 워터튜브(21)의 정면에는 길이방향이 정면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 정면 열융착부가 구성되며, 최하단의 워터튜브(21)의 정면 열융착부는 정면 프레임에 결합 고정되게 된다. 정면 열융착부와 정면 프레임의 결합 고정은 C형 클램프 등의 결합부재를 이용하거나 정면 열융착부 내에 정면 프레임을 삽입할 수 있는 삽입홀을 구성하는 방식 등의 통상의 기술자가 이용할 수 있는 방식으로 구성될 수 있다.

워터튜브(21)의 후면은 팽창 시의 종단면 너비가 정면보다 넓게 구성되고, 워터튜브(21)의 후면 하부 모서리에는 길이방향이 후면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 하부 열융착부가 구성되며, 최하단의 워터튜브(21)의 후면 하부 열융착부는 후면 프레임에 결합 고정되게 된다. 후면 하부 열융착부와 후면 프레임의 결합 고정은 C형 클램프 등의 결합부재를 이용하거나 후면 하부 열융착부 내에 후면 프레임을 삽입할 수 있는 삽입홀을 구성하는 방식 등의 통상의 기술자가 이용할 수 있는 방식으로 구성될 수 있다. 워터튜브(21)의 후면 상부 모서리에는 길이방향이 후면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 상부 열융착부가 구성되며, 후면 상부 열융착부는 상위 워터튜브(21)의 후면 하부 열융착부와 결합되게 된다.

복수개의 워터튜브(21)가 서로 면접하여 워터튜브 결합체(20)를 구성하며, 워터튜브(21)의 방향이 동일한 상태에서 하위 워터튜브(21)의 상부면은 상위 워터튜브(21)의 하부면과 접합되도록 구성될 수 있다. 즉, 워터튜브 결합체(20)를 구성하는 복수개의 워터튜브(21)는 정면이 모두 정면 프레임 측을 향하도록 하여 면접결합구성된다.

워터튜브(21)의 소재는 고무 멤브레인으로 구성될 수 있고, 각각의 워터튜브(21)의 일측에는 물의 주입을 위한 주입부가 구성되어 워터펌프와 연결될 수 있다. 또한, 해당 주입부에서 배수도 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 워터튜브(21)의 팽창 단계를 도시한 모식도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 워터튜브(21)에 단계별로 물을 주입하여 워터튜브 결합체(20)를 구성할 수 있다. 워터튜브(21)에 물이 배수되거나 주입되지 않은 상태에서는 워터튜브(21)가 flat해지며(수축되며) 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 이동이 용이하게 구성될 수 있다. 워터튜브(21)에 물이 주입된 상태에서는 워터튜브(21)가 팽창되며 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 토사 유실 저지 및 부유사 확산 방지의 효과가 발생되도록 구성될 수 있다.

이에 따르면, 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 역할을 수행한 이후에 워터튜브(21)의 물을 배수하여 무게 및 부피를 절감한 뒤 다른 지역으로 이송하는 것이 가능해지므로 재활용이 가능한 효과가 발생된다. 기존의 지오텍스타일 튜브 공법은 충전한 모래나 실트를 배출할 수 없는 문제가 있어서 재활용이 불가능하였다. 또한, 기존의 지오텍스타일 튜브 공법과 비교할 때, 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)는 워터튜브(21)를 이용하여 샌드펌프 대신 워터펌프만으로 시공이 가능해지므로, 시공비용이나 시간이 절감되는 효과가 발생된다. 그리고, 유속이나 수심 등의 해저환경에 따라 물을 충전할 워터튜브(21)의 수를 결정하여 워터튜브 결합체(20)의 규모를 해저환경 최적화할 수 있는 효과가 발생된다.

또한, 팽창 시 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브(21)가 stack 구성되는 것에 의해 일반적인 형태의 튜브가 stack 구성되는 것보다 더 향상된 수평 저항력을 제공하게 되고, 부유사가 토사 투하 지역 방향으로 저항력을 받도록 구성되는 효과가 발생된다. 예를 들어, 일반적인 형태의 튜브가 stack 구성된 튜브 결합체에 대하여 토사 수중 투하 시에는 각각의 튜브 측면에 토사 투하에 의한 충격파가 전달되게 되고, 이러한 충격파는 튜브 결합체를 지지하는 프레임에 그대로 전달되게 된다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 따라 팽창 시 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브(21)가 stack 구성된 워터튜브 결합체(20)에 대하여 토사 수중 투하 시에는 최상위의 워터튜브(21) 상면에 토사 투하에 의한 충격파가 전달되게 되고, 이러한 충격파는 각 워터튜브(21)를 통해 전달되어 최종적으로 프레임(10) 및 프레임(10)의 지지판에 전달되게 되며, 이러한 과정에서 많은 에너지 손실이 발생되게 된다. 이러한 이유로 본 발명의 일실시예에 따른 워터튜브(21) 및 워터튜브 결합체(20)의 구조에 의하면 일반적인 형태의 튜브 Stack에 비해 수평 저항력이 향상되게 된다.

쉴드(30)는 FRP 판넬 등의 합성수지 판넬로 구성되고, 중심점 방향을 정면 방향으로 하는 C 형태로 구성되며, 정면 방향에서 볼 때 워터튜브 결합체(20) 보다 더 전면에 위치하고, 하단이 정면 프레임 또는 측면 프레임과 힌지결합되어 힌지축을 중심으로 회동하도록 구성되어 토사 투하에 의하여 확산되는 토사 및 부유사를 직접 저지하는 구성을 의미한다. 이때, 쉴드(30)와 프레임(10)의 힌지결합은 유동힌지 결합으로 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따라, 쉴드(30)가 중심점 방향을 정면 방향으로 하는 C 형태로 구성됨에 따라 토사 제방 시공 시에 공사 구역 내에 사면 형성을 유도할 수 있게 되는 효과가 발생된다.

오탁방지막(40)은 상단은 해상 위에 부유하도록 설치되는 마커부이(50)에 연결되고, 하단은 프레임(10)에 연결되어 고정되도록 구성된다. 이에 따르면, 프레임(10)이 오탁방지막(40)의 앵커 역할을 하게 되며, 정면 프레임 또는 후면 프레임에 연결 고정되도록 구성될 수 있다. 기존의 오탁방지막은 천연암석/콘크리트블록/닻 등으로 특정 포인트에 대해서만 앵커를 구성하거나 앵커없이 막을 구성하여, 파도 등에 의한 오탁방지막의 파손이 빈번히 발생하였다. 하지만, 본 발명의 일실시예에 따르면, 오탁방지막(40)의 앵커 역할을 프레임(10)이 수행하게 되므로, 오탁방지막(40) 하단이 길이방향으로 앵커링 되거나(기존과 같이 하나의 포인트에서 앵커링 되는 것이 아니라 오탁방지막(40)의 하단에서 연속적으로 앵커링 되는 형태) 워터튜브 결합체(20)에 의해 충격파가 저감되어 오탁방지막(40)의 파손이 저감되는 효과가 발생된다. 또한, 별도의 부유체를 구성하지 않고, 부유체로서 마커부이(50)를 활용할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 나아가, 기존 오탁방지막은 바닥면에 ballasting등을 통해 고정되어 흐름에 따라 고정면이 이탈하는 경우가 발생하나, 본 발명에서는 오탁방지막(40)이 수중 바닥면에 고정되기 때문에 오탁방지 효과가 더 향상된 효과가 발생되고, 수중 바닥면에서 발생하는 부유사의 이동이 주된 경우에 탁월한 효과를 발생시키게 된다.

마커부이(50)는 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 위치를 표시하기 위한 마커로서의 부유체이자, 오탁방지막(40)의 상단에 연결되어 오탁방지막(40)의 설치를 위한 부유체 역할을 수행하는 구성이다.

토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 이송 방법과 관련하여, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 이송 방법의 예시를 도시한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 밀폐된 내부 공간을 포함하는 강관 파이프로 구성된 프레임(10)의 에어 주입구에 공기를 주입하여 프레임(10)을 부력체로서 활용하는 방법으로 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 수중 이송할 수 있다. 워터튜브 결합체(20)에 물이 충전(주입)되지 않은 상태라서 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 자중은 프레임(10)을 구성하는 강관 파이프의 자중 정도에 불과하므로, 프레임(10)을 부력체로서 활용하게 되면 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 수중 이송할 수 있게 되는 효과가 발생된다.

토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 설치와 관련하여, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 설치 예시를 도시한 모식도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 정면이 토사 투하 지역을 바라보도록 설치하며, 워터튜브 결합체(20)를 구성하는 각 워터튜브(21)에 물을 충전하여 팽창시키고, 최상단의 워터튜브(21)가 토사 투하 지역을 바라보도록 구성한다. 이후 토운선 또는 토출관을 이용하여 토사를 투하하여 토사 유출을 방지하고 부유사 확산을 방지한다.

해수 흐름에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 설치 방향과 관련하여, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 해수 흐름에 따른 설치 예시를 도시한 모식도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 정면이 토사 투하 지역(또는, 토사 매립 지역)을 바라보도록, 그리고 해수 흐름 방향이 토사 투하 지역에서 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 정면을 향하도록 설치할 수 있다. 또한, 수중매립 시공방향에 따라 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 현장에서 교차 이동 설치하도록 구성될 수 있다.

토사 제방 수직 연속 시공 시의 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 설치와 관련하여, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 토사 제방 수직 연속 시공 시 설치 예시를 도시한 모식도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 토사 제방의 수직 시공 시에는 각 층별로 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)를 설치하도록 구성될 수 있다. 이에 따르면, 해수 흐름에 따라 발생하는 토사 유실을 최소화할 수 있다. 또한, 각 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치(1)의 마커부이(50)를 통해 토사 제방의 공사면 경사를 해상에서 파악할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 나아가, 오탁방지막(40)이 여러 단계로 설치되게 되므로 부유사 확산이 최소화되는 효과가 발생된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치
10: 프레임
20: 워터튜브 결합체
21: 워터튜브
30: 쉴드
40: 오탁방지막
50: 마커부이

Claims (8)

1. 해저지반에 착저되는 프레임; 및
   상기 프레임의 상부에 위치하고, 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되며, 팽창 시에는 수중 토사 투하 지역을 향하는 방향의 면을 의미하는 정면보다 후면의 종단면 너비가 넓은 비대칭 형태의 워터튜브가 동일한 방향으로 복수개 쌓여있는 워터튜브 결합체;
   를 포함하고,
   물의 충전으로 팽창된 상기 워터튜브 결합체에 의해 상기 수중 토사 투하 지역의 수중 토사 투하에 의해 발생되는 토사 유출 및 부유사 확산이 저지되도록 구성되며,
   상기 프레임은, 밀폐된 내부 공간을 포함하는 강관 파이프로 구성되고, 일측에 에어 주입구를 포함하고, 이송 시에는 상기 에어 주입구에 공기를 주입하여 상기 프레임을 부력체로서 활용하며,
   상기 프레임은, 상기 워터튜브 결합체의 정면을 지지하는 정면 프레임;, 상기 정면 프레임과 평행하게 위치하여 상기 워터튜브 결합체의 후면을 지지하는 후면 프레임; 및 상기 정면 프레임의 측단부 및 상기 후면 프레임의 측단부에 결합되어 상기 정면 프레임과 상기 후면 프레임을 고정하는 측면 프레임;을 포함하며,
   상기 정면 프레임 및 상기 후면 프레임의 하부에 상기 정면 프레임 및 상기 후면 프레임의 수직하방으로 돌출 구성되고 길이방향이 상기 정면 프레임 또는 상기 후면 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 강판인 지지판;을 더 포함하고, 상기 프레임의 상기 해저지반 착저 시 상기 지지판이 상기 해저지반에 관입되도록 구성되며,
   일측의 상기 측면 프레임의 외측면에는 후면이 상기 측면 프레임에 수직하고 정면이 사면으로 구성된 삼각 단면의 돌출부가 포함되는 제1결합 프레임이 구성되고, 타측의 상기 측면 프레임의 외측면에는 상기 제1결합 프레임과 형상맞춤으로 암수결합되는 삼각 단면의 홈이 포함되는 제2결합 프레임이 구성되는 것을 특징으로 하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 워터튜브의 정면에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 정면 열융착부가 구성되며, 상기 워터튜브 결합체 중 최하단의 상기 워터튜브의 상기 정면 열융착부는 상기 프레임의 정면에 결합 고정되고,
   상기 워터튜브의 후면 하부 모서리에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 하부 열융착부가 구성되며, 최하단의 상기 워터튜브의 상기 후면 하부 열융착부는 상기 프레임의 후면에 결합 고정되며,
   상기 워터튜브의 후면 상부 모서리에는 길이방향이 상기 프레임의 길이방향과 평행하게 구성되는 후면 상부 열융착부가 구성되며, 상기 후면 상부 열융착부는 상위의 상기 워터튜브의 상기 후면 하부 열융착부와 결합되고,
   복수개의 상기 워터튜브가 서로 면접하여 상기 워터튜브 결합체를 구성하며, 상기 워터튜브의 상기 정면 열융착부가 향하는 방향이 동일한 상태에서 하위의 상기 워터튜브의 상부면은 상위의 상기 워터튜브의 하부면과 접합되는 것을 특징으로 하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   해상 위에 부유하도록 설치되는 마커부이; 및
   상단은 상기 마커부이에 연결되고, 하단은 상기 프레임에 연결되어 고정되는 오탁방지막;
   을 더 포함하고,
   상기 프레임이 상기 오탁방지막의 앵커 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치.
   
4. 제1항에 따른 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법과 관련하여,
   상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 일구성인 프레임의 에어 주입구에 공기를 주입하여 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 수중 이송하는 수중 이송 단계; 및
   상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 정면이 수중 토사 투하 지역을 바라보도록 설치하는 설치 단계;
   를 포함하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 설치 단계에서는,
   해수 흐름 방향이 상기 수중 토사 투하 지역에서 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 정면을 향하도록 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 설치 단계에서는,
   토사 제방의 각 층별로 상기 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치를 설치하는 것을 특징으로 하는,
   수중 토사 매립 시 토사 유실 및 부유사 확산 방지 장치의 시공 방법.
   
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