KR102536278B1

KR102536278B1 - 제방 지수구조 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102536278B1
Application number: KR1020230034589A
Authority: KR
Inventors: 김병철; 전대호
Original assignee: 삼조 주식회사
Priority date: 2023-03-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2023-05-26

Abstract

본 발명은 제방에 물이 침투하여 붕괴되는 것을 방지하기 위해 제방에 설치되는 지수구조 및 그 시공방법에 관한 발명이다.
본 발명에 따른 제방 지수구조는 제체 내에 연직방향으로 설치되어 침투수를 완전 차단하거나 또는 일정 정도의 투수를 허용하는 지수벽을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 제방 지수구조 시공방법은, 제방이 축조될 기초 지반을 적정한 깊이로 터파기 한 후 다짐하여 시공지반의 바닥면을 형성하거나 또는 상기 바닥면에 벤토나이트 슬러리를 이용하여 점착층을 형성하는 단계(S1); 상기 바닥면 또는 상기 점착층 위로 제1단계 설정높이까지 다수의 단위벽체를 조립하여 지수벽을 구축하는 단계(S2); 상기 지수벽 주변으로 제1단계 설정높이까지 제방 성토재를 쌓고 다지는 단계(S3); 상기 S2 단계와 상기 S3 단계를 반복하여 계획고에 따라 지수벽이 포함된 제방을 완성하는 단계(S4); 및 상기 축조된 제방의 제외지 측 경사면에 차수층, 보호층 및 피복층을 형성하는 단계(S5)를 포함하여 구성된다.

Description

제방 지수구조 및 그 시공방법{EMBANKMENT WATER STOPPING STRUCTURE AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 제방 지수구조에 관한 것으로서, 제방에 물이 침투하여 붕괴되는 것을 방지하기 위해 제방에 설치되는 지수구조 및 그 시공방법에 대한 발명이다.

제방(堤防)은 하천이나 해안, 호수나 늪의 물을 일정한 유로(流路) 내로 제한해서 범람을 방지하고, 폭풍·해일이나 파도로부터 해안·항만을 보호하기 위해 토사 등을 쌓아 조성한 토목 구조물을 말한다. 일반적으로 제방은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 장소나 목적에 따라 잔디, 돌, 콘크리트 기타의 호안(護岸)구조물(1)에 의해 보호된다.

이러한 제방(2)은 장마나 홍수 등에 의해 유량이 증대되면 제방을 통해 누수 현상이 발생하고, 누수 현상으로 인해 토사가 제방에서 유출되어 결국 제체(제방의 본체) 전체가 붕괴되는 문제점이 있다(도 1b 참조). 또한 유량 증대로 수위가 상승해 월류가 발생하면, 육지 쪽(제내지)에 면한 제방(2)의 지반이 세굴되고, 이것 또한 제체의 붕괴로 이어져 해수가 육지로 흘러들어 큰 피해가 발생하기도 한다(도 1c 참조).

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 1) 제방 누수로 인한 붕괴를 방지하기 위해 제방의 제외지 측 경사면에 피복블록이나 소파블록 등을 적치하는 방법, 2) 월류가 발생하지 않게 제방의 높이를 높이는 방법, 3) 월류에 의한 침하량을 추정해 제방의 높이를 높이는 방법, 4) 제체 하부의 원지반을 지반 개량하여 강화하는 방법, 5) 제체 내부로 강판 말뚝을 타설하는 방법 등을 채택하였으나, 전술한 종래 방법들은 해일이나 파도의 모든 높이에 대응하는 것은 불가능하고, 월류의 높이나 침하량을 예측하여 최적의 제방 높이를 설정하는 것이 기술적으로 곤란하거나 현실적이지 못하며, 또한 제방 하부의 지반을 개량하거나 피복블록이나 소파블록 등을 사용하는 것은 경제적으로 많은 비용과 시간이 소요되는 또 다른 문제를 야기시킨다.

KR

10-2015-0061712

A (공개일자 2015년06월05일)

KR

10-0541072

B1 (공고일자 2005년12월28일)

KR

10-2004-0096179

B1 (공개일자 2019년11월16일)

본 발명은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 하천 제방의 누수에 대한 저항성능이 향상될 수 있는 제방 지수구조 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제방 지수구조는, 제체 내에 연직방향으로 설치되어, 제외지의 수위 상승으로 제체로 침투한 침투수가 제내지 측으로 유출되지 못하도록 침투수를 완전 차단하거나 또는 일정 정도의 투수를 허용하는 지수벽을 포함하여 구성된다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제방 지수구조 시공방법은, 제방이 축조될 기초 지반을 적정한 깊이로 터파기 한 후 다짐하여 시공지반의 바닥면을 형성하거나 또는 상기 바닥면에 벤토나이트 슬러리를 이용하여 점착층을 형성하는 단계(S1); 상기 바닥면 또는 상기 점착층 위로 제1단계 설정높이까지 다수의 단위벽체를 조립하여 지수벽을 구축하는 단계(S2); 상기 지수벽 주변으로 제1단계 설정높이까지 제방 성토재를 쌓고 다지는 단계(S3); 상기 S2 단계와 상기 S3 단계를 반복하여 계획고에 따라 지수벽이 포함된 제방을 완성하는 단계(S4); 및 상기 축조된 제방의 제외지 측 경사면에 차수층, 보호층 및 피복층을 형성하는 단계(S5)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 제방 지수구조 및 그 시공방법은 제체의 중앙 상부에서 정해진 깊이까지 지수벽이 연직방향으로 설치되어 누수에 의한 제방의 붕괴를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 제방의 모습을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제방 지수구조를 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지수벽의 다양한 실시예를 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 지수벽이 다수 단위벽체의 조립에 의해 형성된 격자모양의 구조체인 것을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 상하로 조립된 단위벽체들의 계합 상태를 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 배수 보강 파이프를 보여주는 개념도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 실시예의 인용번호는 지정번호에 한정하지 않으며, 모든 번호를 인정할 수 있다. 실시예에 제시된 구성은 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상으로 확대될 수 있다. 실시예에 제시된 구성의 하위개념은 직접 기재 하지 않아도 내제된 것으로 볼 수 있다.

본 발명에 따른 제방 지수구조(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제방(100)의 누수를 차단하기 위한 것으로서, 제체(110) 내에 연직방향으로 설치되어 제체(110) 내부로 침투하는 침투수를 완전 차단하거나 또는 일정 정도의 투수를 허용하는 지수벽(210)을 포함하여 구성된다.

이하에서는, 도면을 참조해 가며 본 발명의 핵심 구성들에 대해 자세하게 설명하도록 한다.

제방

본 발명에 따른 제방(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제방 성토재로 축조되는 제체(110); 상기 제체(110)의 누수를 차단하고 붕괴를 방지하도록 형성되는 차수층(120); 상기 차수층(120)의 표면에 미끄러짐을 방지하고, 유실을 방지하도록 형성되는 보호층(130); 및 상기 보호층(130) 표면의 침식과 붕괴를 방지하고, 난류를 억제하도록 형성되는 피복층(140)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 제체(110)는, 불투수층인 기초 지반(G) 상에 제방 성토재를 다짐하여 형성된다. 상기 제체(110)는 기초 지반(G) 위에 제방(100)이 형성되는 경로를 따라서 제방 성토재를 수면 높이보다 높은 산 형태로 쌓은 후 차수가 가능하도록 다짐하여 형성된다. 제방 성토재로는 종래 제방을 축조하기 위해 사용된 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있는데, 예를 들어 공사 현장 주변에 있는 모래질흙이나 점성토 등을 이용할 수 있다. 한편 상기 기초 지반(G)의 일부영역에는 터파기 한 후 다짐하여 시공지반의 바닥면을 형성한 후 후술되는 점착층(220)이 형성될 수 있다.

본 발명의 차수층(120)은, 제외지 측 제체(110) 내부로의 물의 침투를 막고, 지수벽(210)에 작용하는 외력(토압, 수압, 공기 압력의 합력)을 저감시키기 위한 것으로, 상기 제체(110)의 제외지 측 경사면과 상면에 형성될 수 있다. 상기 차수층(120)에 의해 외력이 감소되면 지수벽(210)에 요구되는 저항성능을 줄일 수 있다. 상기 차수층(120)은 제체(110)의 제외지 측 경사면에 한정되는 것이 아니고 제체(110) 내부로 물의 침투를 막을 수 있다면 어떠한 위치에 설치해도 좋다. 상기 차수층(120)은 생략될 수도 있지만, 지수벽(210)에 작용하는 외력을 저감시키기 위해 설치하는 것이 바람직하다. 또한 상기 차수층(120)을 구축함에 따라 하기 보호층(130) 및 피복층(140)을 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라 소정의 심도까지 누수를 차단할 수 있다.

상기 차수층(120)은 제방(100)이 설치되는 지역의 지리적 특성(기후, 지진, 활동)을 고려하여 불투수성 토목섬유와 투수성 토목섬유 중 어느 하나를 단독으로 포설하거나 복합적으로 순차 포설한 다음, 접착제를 뿜칠하여 일체화함으로써 외력에 의해 토목섬유가 미끌려 안정성이 파괴되거나 강도가 분산되어 손괴하는 것을 방지 할 수가 있다. 불투수성 토목섬유로는 EPDM계나 폴리에틸렌계의 수지매트 또는 PVC계나 HDPE계의 지오멤브레인 또는 벤토나이트나 점토로 이루어진 GCL매트 중에서 선택적으로 사용되고, 투수성 토목섬유로는 1~10cm 망눈이 직조 또는 천공된 지오그리드, 지오네트, 부직포 중에서 선택적으로 사용할 수가 있다. 불투수성 토목섬유인 수지매트나 지오멤브레인 및 GCL매트는 제체(110)의 경사면에 차수 성능을 부여하고, 투수성 토목섬유인 지오그리드나 지오네트 및 부직포는 불투수성 토목섬유의 강도를 보강해준다.

본 발명의 보호층(130)은, 상기 차수층(120)의 표면에 미끄러짐을 방지하고, 파고에 의한 유실을 막기 위한 것으로, 쇄석, 깬잡석, 자갈모래, 강자갈 등을 30cm∼100cm 이상의 두께로 포장한 다음 필터매트로 감싸 포설한 것이다.

본 발명의 피복층(140)은, 상기 보호층(130)의 표면에 침식과 붕괴를 방지하고, 난류를 억제하기 위한 것으로, 전술한 방수층(120)과 보호층(130)을 안정적으로 유지하도록 압박하고, 파고나 기타 외력으로부터 보호하도록 적층된다. 상기 피복층(140)으로는 피복블록이나 돌망태 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

제방 지수구조

본 발명에 따른 제방 지수구조(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제방의 누수에 대한 저항성능을 향상시키기 위해 제체(110) 내부에 연직방향으로 설치되는 지수벽(210)으로 구성되되, 상기 지수벽(210)의 하단과 기초 지반(G)을 차폐하기 위해 점착층(220)을 부가하여 형성될 수 있다.

<지수벽>

본 발명의 지수벽(210)은, 후술되는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 침투수를 완전하게 차단하는 지수판으로 형성되거나 또는 일정 정도의 투수를 허용하는 지수판으로 형성될 수도 있다. 상기 지수벽(210)의 비중은 하천수보다 무거운 1.03 이상으로 하여 하천 속에서 자연 침강될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 지수벽(210)은 자연적 외력(제체에 작용하는 토압, 수압, 공기 압력 등)이 가지고 있는 에너지를 줄일 수 있는 ECB 시트류, 아스팔트(asphalt) 매트류, 고무 매트류, 철판류, 포상 섬유체(직포나 부직포)류, 콘크리트(concrete) 판류 중에서 선택된 재료로 형성될 수 있는데, 투수계수 k = 1.0×10^-3cm／sec 이하가 되도록 한다.

이중 ECB 시트는 열가소성 프라스틱 재질로서 내구성이 우수하며, 시트와 시트의 이음매를 열융착할 수 있으며 또한 융착 봉합부위에 대한 확인이 가능함에 따라 완벽한 방수가 가능하기 때문에, 본 발명의 지수벽의 재료로 바람직하다. 상기 지수벽(210)의 재료로 ECB 시트를 사용할 경우, 적정한 크기를 갖는 다수의 ECB 시트가 겹이음, 용융용접, 맞대기 이음방식 또는 방수지퍼 방식으로 상하좌우 방향으로 적층되어 지수벽을 형성할 수 있다.

본 발명의 지수벽(210)은 이하에서 설명되는 다양한 실시예와 같은 형태로 또는 이들이 조합된 형태로 구현될 수 있다.

(실시예 1)

본 발명의 지수벽(210)은, 도 3에 도시된 바와 같이, Ⅰ형, L형, 역F형, 또는 S형의 단면을 갖는 지수벽(211,212,213,214)으로 형성될 수 있다.

(실시예 1-1) 본 발명의 지수벽(211)의 단면을 Ⅰ형으로 형성할 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 지수벽(211)은 시공지반의 바닥면 또는 점착층(220) 위에 연직방향으로 배치되는 벽체부(211a); 상기 벽체부(211a)의 상단부로부터 돌출 형성되는 상부빔(211b); 및 상기 벽체부(211a)의 하단부로부터 돌출 형성되어 지수벽(211)이 안정적으로 직립상태를 유지하도록 하는 하부빔(211c)을 포함하여 구성된다.

상기 상부빔(211b)은 상기 벽체부(211a)의 상단부에서 상기 벽체부(211a)와 일체로 형성되거나 또는 체결방식에 의해 결합되어 일체화될 수도 있다. 후자의 경우 상기 벽체부(211a)의 상단부에 높이방향을 따라 긴 구멍 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯으로 삽통되는 볼트에 의해 상기 벽체부(211a)와 상부빔(211b)이 고정된다. 상기 슬롯에 대한 볼트의 고정 위치를 조정함으로써 간단하게 상부빔(211b)의 높이를 조정하여 지수벽(211)이 적절한 높이에 맞추어 시공될 수 있게 된다.

또한 하부빔(211c)은 벽체부(211a)의 하단부로부터 돌출 형성되어 상기 지수벽(211)과 기초 지반(G)의 표면 접촉면적을 넓혀 지수벽(211)이 안정적으로 직립상태를 유지하도록 형성된다. 상기 하부빔(211c)을 포함한 지수벽(211)의 하단부는 시공 지반 또는 점착층(220) 상에 압밀되어 상기 지수벽(211)이 보다 안정적인 구조체가 되도록 한다.

(실시예 1-2) 본 발명의 지수벽(212)의 단면을 L형으로 형성할 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 지수벽(212)은 시공지반의 바닥면 또는 점착층(220) 위에 연직방향으로 배치되는 벽체부(212a); 및 상기 벽체부(212a)의 하단부에서 제외지 측으로 일정 길이 돌출 형성되는 연장부(212b)를 포함하여 구성된다.

폭우 또는 집중호우 등으로 하천 수위가 갑작스럽게 상승할 경우 제방(100)으로 침투한 물은 제외지 측에서 제체(110)를 횡단하여 제내지 측으로 흐르게 되는데, 이때 제외지 측으로 돌출 형성된 상기 지수벽(212)의 연장부(212b)는 갑자기 불어난 침투수의 흐름을 방해하여 상기 침투수가 제내지 측으로 흐르는 속도를 지체·지연시켜 침투수를 분산 배출하는 역할을 하게 된다.

한편 상기 연장부(212b)는 벽체부(212a)가 전단 저항력을 갖도록 하여 상기 벽체부(212a)의 수평 이동을 억제하고 동시에 상기 지수벽(212)이 보다 안정인 구조체가 되도록 하는 역할도 수행한다.

(실시예 1-3) 본 발명의 지수벽(213)의 단면을 역F형으로 형성할 경우, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 지수벽(213)은 시공지반의 바닥면 또는 점착층(220) 위에 연직방향으로 배치되는 벽체부(213a); 상기 벽체부(212a)의 하단부에서 제외지 측으로 일정 길이 돌출 형성되는 제1 연장부(213b); 및 상기 벽체부(213a)의 중간부분에서 제외지 측으로 일정 길이 돌출 형성되는 제 2 연장부(213c)를 포함하여 구성된다.

실시예 1-3의 지수벽(213)을 이루는 벽체부(213a) 및 제1, 제2 연장부(213b,213c)는, 실시예 1-2의 벽체부(212a) 및 연장부(212b)와 동일하게 제체 침투수의 흐름을 방해하여 상기 침투수가 제내지 측으로 흐르는 속도를 지체·지연시켜 침투수를 분산 배출하게 되며, 연장부의 개수를 증가시켜 침투수의 흐름을 지연시키는 효과가 배가된다.

(실시예 1-4) 본 발명의 지수벽(214)의 단면을 S형으로 형성할 경우, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 지수벽(214)에 다수의 절곡부가 형성되어 제체(110)에 작용하는 토압, 수압, 공기 압력 등에 의한 각방향의 상대 변위를 흡수하고 이들을 효과적으로 분산시킴으로써 압밀침하에 순응하여 구조적 안정성을 높일 수 있게 된다. 상기 지수벽(214)은 구조적 안정성을 더 향상시키기 위해 그 하단부가 시공지반의 바닥면 또는 점착층(220)에 압밀·압착되도록 형성하는 것이 바람직하다.

(실시예 2)

본 발명의 지수벽(210)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 기초 지반(G)에 수직하게 적층되는 다수의 단위벽체(231)가 조립되어 격자모양의 구조체(230)를 형성함으로써 제체 지반의 전단 변형을 억제하는 효과를 발휘할 수 있다.

(실시예 2-1) 본 발명의 지수벽(210)은 하천의 수위 변동 또는 제체(110) 내부의 함수율에 따라서 유동적으로 승하강되는데, 상하로 연결된 단위벽체들(231,231')이 상하방향으로 유동할 수 있는 유동공간(231c,231'c)을 확보하여 지수벽(210)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상하로 계합된 단위벽체들(231,231')이 제체의 압밀침하에 순응하여 중립, 압축, 인장 중 어떠한 상태에 있더라도 상기 단위벽체들(231,231')이 분리되지 않도록, 상기 단위벽체들(231,231')의 일단부와 타단부에 각각 유동공간(231c,231'c)이 형성된 제1 계합부(231a,231b)와 제2 계합부(231'a,231'b)를 구비하여, 상부 단위벽체(231)의 하부 유동공간(231c)에는 하부 단위벽체(231')의 제2계합부(231'b)를 끼우고, 하부 단위벽체(231')의 상부 유동공간(231'c)에는 상부 단위벽체(231)의 제2계합부(231b)를 끼워서 상기 단위벽체들(231,231')이 감합 상태가 되도록 한다.

상기 단위벽체들(231,231')은 감합되어 중립, 압축, 인장 중 어느 하나의 상태로 존재하게 되는데, 어떠한 감합 상태에 있든지 상기 유동공간(231c,231'c)에는 서로 다른 형상과 크기의 공극이 복수로 존재하게 된다. 이때 상기 공극에는 상기 단위벽체들(231,231')의 감합에 지장을 주지 않는 범위 내에서 충분한 양의 물팽창 지수재(232)가 도포될 수 있다. 상기 유동공간(231c,231'c)의 원호 형상 오목부를 따라 전체적으로 물팽창 지수재(232)가 도포되기 때문에, 상기 단위벽체들(231,231')이 중립, 압축, 인장 중 어느 상태에 있든지 상기 물팽창 지수재(232)에 제1 계합부(231a,231b)와 제2 계합부(231'a,231'b)가 면접촉된 상태가 유지되는 것이다.

상기 물팽창지수재(232)는 물과 접촉하면 서서히 팽창이 일어나 빈 공극을 밀폐시켜주는 것으로, 폴리에테르 폴리올(polyetherpolyol)과 유기 폴리이소시아네이트로 얻을 수 있는 말단 이소시아네이트기함유 우레탄프레포리마(urethane prepolymer), 다관능 유기 이소시아네이트(organic isocyanate) 가교제, 가소제 및 치키소성 부여제를 필수 성분으로 하는 주제; 및 폴리에테르 폴리올(polyetherpolyol) 및 경화촉진제를 필수 성분으로 하는 경화제로 이루어진다. 그러나 충분한 지수성이 발휘되는 것이라면 어떠한 물팽창지수재라도 본 발명에서 사용될 수 있음은 물론이다.

(실시예 2-2) 본 발명의 지수벽(210)을 이루는 격자모양의 구조체(240)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 통과공의 단위면적당 개수가 서로 다른 다수의 제1 내지 제3 단위벽체(241,241,243)를 조립하여 형성될 수 있다. 즉, 최하층에 위치하는 제1 단위벽체(241)는 불투수층으로 형성하고, 중간층에 위치하는 제2 단위벽체(242)보다 최상층에 위치하는 제3 단위벽체(243)의 통과공의 개수를 더 많이 형성함으로써, 침투수가 상부보다는 하부에서 더 차단되도록 하여 제체의 구조적 안정성을 높이도록 한다. 이와 같이 상기 지수벽(240)이 일정 정도의 투수를 허용하는 것은 제체 내부의 침투수 수압으로 인해 지수벽이 국부적으로 손상되는 것을 예방하기 위함이다.

(실시예 2-3) 본 발명의 지수벽(210)을 이루는 또 다른 실시예의 격자모양의 구조체(250)는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 통과공이 형성되지 않은 제1 단위벽체(251)와 다수의 통과공이 형성된 제2 단위벽체(252)를 일정한 조합으로 조립하여 형성될 수 있다. 즉, 최하층은 모두 통과공이 형성되지 않은 제1 단위벽체(251)로만 시공하고, 중간층은 제1 단위벽체(251)-제2 단위벽체(252)-제1 단위벽체(251)가 조립단위가 되어 반복 시공되며, 최상층에는 제2 단위벽체(252)-제1 단위벽체(251)-제2 단위벽체(252)가 조립단위가 되어 반복 시공되어 전체 지수벽(250)을 형성할 수 있다. 실시예 2-3의 지수벽(250) 또한 침투수가 상부보다는 하부에서 더 차단됨으로써 제체의 구조적 안정성을 높이게 된다.

(실시예 3)

본 발명의 지수벽(210)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제체(110)의 내부에 제내지 측으로 하향 경사지게 배치되는 하나 이상의 배수 보강 파이프(260)를 구비할 수 있다. 상기 배수 보강 파이프(260)는 제체(110)의 내부에 설치된 지수벽(210)으로부터 제내지 측으로 하향 경사지게 설치되는 유공관상부재로서 다수의 구멍이 형성된 유공영역(261)과 무공영역(262)으로 구성된다. 즉, 상기 배수 보강 파이프(260)는 개방단으로부터 일정 구간은 구멍이 관설되어 있지 않은 무공영역(262)으로 형성되고, 상기 무공영역(262)의 심부측은 폐색부까지 유공영역(261)으로 되어있다. 상기 유공영역(261)에는 지그재그 형식으로 긴 장공 형상의 다수의 구멍이 줄지어 관설되어 있다.

이와 같이 상기 배수 보강 파이프(260)의 유공영역(261)에 다수의 구멍이 관설되어 폭우 또는 집중호우 등으로 수위가 급격하게 상승한 경우라도 제체(110)에 침투한 침투수는 상기 다수의 구멍을 통해 제체(110) 밖으로 효율적으로 배수된다. 이것에 의해 제체(110) 내부의 수압을 소산시킬 수 있어 제체 내부 수위의 과도의 상승을 피하고 제체(110)가 붕괴하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 배수 보강 파이프(260)가 제체(110) 내부에서 다짐 공법에 의해 하향 경사지게 타설됨으로써 배수 보강 파이프(260) 주변의 부피 밀도가 높아져 제체(110)가 보강되고 배수 보강 파이프(260)의 전단 저항 성능이 높아지는 효과가 있다.

< 점착층 >

본 발명의 점착층(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 기초 지반(G) 위로 연직방향으로 시공되는 지수벽(210)의 하부를 차폐하여 지지하기 위한 것으로, 상기 지수벽(210)이 배치될 기초 지반(G)을 적정한 깊이로 터파기 한 후 다짐하고 그 위에 형성되는 벤토나이트 슬러리에 의해 개량된 개량지반이다. 상기 벤토나이트 슬러리는 충진성이 뛰어나고 물팽창성을 구비한 벤토나이트(bentonite)를 슬러리(slurry) 상태로 만든 것이다.

이로써 제체(110)에서는 지수벽(210)과 기초 지반(G) 사이가 틈새 없이 막히게 되므로 물길이 형성되지 않고, 파이핑(piping) 현상(제체 누수로 인해 제내지 측 기초지반의 토사가 침투수와 같이 용출하는 현상)을 방지할 수 있다. 상기 점착층(220)은 물팽창성을 구비한 벤토나이트 슬러리를 주입하여 형성된 개량지반이기 때문에, 시공지반과 지수벽(210) 사이에 틈새가 생겼을 경우에서도 벤토나이트가 수분을 흡수해 팽창함으로써 틈새를 차단할 수 있다. 상기 점착층(220)은 본 발명의 다양한 실시예에 따라서 생략될 수 있으나, 보다 완벽한 지수를 위해 시공하는 것이 바람직하다.

상기 개량지반은 지수벽(210) 하단부가 배치될 근방의 시공지반에 벤토나이트 슬러리를 주입해 형성된다. 구체적으로는 토사를 배출해 형성된 홈에 호스를 삽입하고 상기 호스에 벤토나이트 슬러리를 흘려 주입하고, 주입이 완료된 후에 호스를 인발한다. 호스의 인발 속도는 지반에 충분한 벤토나이트 슬러리가 널리 퍼질 수 있는 토출량을 파라미터로 하여 산정한다. 이 때 벤토나이트 슬러리의 점성은 낮은 것이 바람직하지만 지하수에 의해 유출되지 않을 정도의 점성이 필요하다.

제방 지수구조 시공방법

본 발명에 따른 제방은 공사 현장 주변에 있는 모래질흙이나 점성토 등을 이용하여 시행하기에 알맞으며, 제방축조기간이 짧고, 시공비가 절감되는 장점이 있으며 주변 생태계에 최소한의 변화만을 줄 수 있어 친환경적으로 축조될 수 있다.

본 발명에 따른 제방 지수구조 시공방법은, 상향식(Bottom-up) 축조 방법으로 구축되며, 제방이 축조될 기초 지반을 적정한 깊이로 터파기 한 후 다짐하여 시공지반의 바닥면을 형성하거나 또는 상기 바닥면에 벤토나이트 슬러리를 이용하여 점착층을 형성하는 단계(S1); 상기 바닥면 또는 상기 점착층 위로 제1단계 설정높이까지 다수의 단위벽체를 조립하여 지수벽을 구축하는 단계(S2); 상기 지수벽 주변으로 제1단계 설정높이까지 제방 성토재를 쌓고 다지는 단계(S3); 상기 S2 단계와 상기 S3 단계를 반복하여 계획고에 따라 지수벽이 포함된 제방을 완성하는 단계(S4); 및 상기 축조된 제방의 제외지 측 경사면에 차수층, 보호층 및 피복층을 형성하는 단계(S5)를 포함하여 구성된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

G : 기초 지반
100 : 제방 110 : 제체 120 : 차수층
130 : 보호층 140 : 피복층
200 : 제방 지수구조 210,211,212,213,214 : 지수벽
211a,212a,213a : 벽체부 211b : 상부빔
211c : 하부빔 212b : 연장부
213b : 제 1 연장부 213c : 제 2 연장부
220 : 점착층 230 : 격자모양의 구조체
231,231' : 단위벽체 231a,231b : 제1 계합부
231'a,231'b : 제2 계합부 231c,231'c : 유동공간
232 : 물팽창 지수재 240,250 : 격자모양의 구조체
241,251 : 제1 단위벽체 242,252 : 제2 단위벽체
243 : 제3 단위벽체 260 : 배수 보강 파이프
261 : 유공영역 262 : 무공영역

Claims

제체(110) 내에 연직방향으로 설치되어 침투수를 완전 차단하거나 또는 일정
정도의 투수를 허용하는 지수벽(210)을 포함하여 구성되며,
상기 지수벽(210)은 수직하게 적층되는 다수의 단위벽체(231)가 조립되어 격자모양의 구조체(230)로 형성되고, 상하로 연결된 단위벽체들(231,231')이 제체의
압밀침하에 순응하여 상하방향으로 유동할 수 있는 유동공간(231c,231'c)이 구비되도록 상기 단위벽체(231)의 일단부와 타단부에 각각 상기 유동공간(231c,231'c)이 형성된 제1 계합부(231a,231b)와 제2 계합부(231'a,231'b)를 구비하는 제방 지수구조.
제 1 항에 있어서,
상기 지수벽(210)은 Ⅰ형, L형 또는 역F형의 단면을 갖는 제방 지수구조.
제 1 항에 있어서,
상기 지수벽(210)은 ECB 시트류, 아스팔트(asphalt) 매트류, 고무 매트류, 철판류, 포상 섬유체(직포나 부직포)류, 콘크리트(concrete)판류 중에서 선택된 재료로 형성되는 제방 지수구조.
제 1 항에 있어서,
상기 지수벽(210)은 투수계수 k = 1.0×10^-3cm／sec 이하가 되도록 형성되는 제방 지수구조.
제 1 항에 있어서,
상기 지수벽(210)은 제체의 압밀침하에 순응하여 단면이 S형으로 형성되는 제방 지수구조.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 지수벽(210)은, 제방이 축조될 기초 지반(G)을 터파기 한 후 다짐하여 형성된 시공지반에 구비되는 점착층(220) 위에 형성되는 제방 지수구조.
제방이 축조될 기초 지반을 적정한 깊이로 터파기 한 후 다짐하여 시공지반의 바닥면을 형성하거나 또는 상기 바닥면에 벤토나이트 슬러리를 이용하여 점착층을 형성하는 단계(S1);
상기 바닥면 또는 상기 점착층 위로 제1단계 설정높이까지 다수의 단위벽체를 조립하여 지수벽을 구축하는 단계(S2);
상기 지수벽 주변으로 제1단계 설정높이까지 제방 성토재를 쌓고 다지는 단계(S3);
상기 S2 단계와 상기 S3 단계를 반복하여 계획고에 따라 지수벽이 포함된 제방을 완성하는 단계(S4); 및
상기 축조된 제방의 제외지 측 경사면에 차수층, 보호층 및 피복층을 형성하는 단계(S5)를 포함하며,
상기 지수벽(210)은 수직하게 적층되는 다수의 단위벽체(231)가 조립되어 격자모양의 구조체(230)로 형성되고, 상하로 연결된 단위벽체들(231,231')이 제체의
압밀침하에 순응하여 상하방향으로 유동할 수 있는 유동공간(231c,231'c)이 구비되도록 상기 단위벽체(231)의 일단부와 타단부에 각각 상기 유동공간(231c,231'c)이 형성된 제1 계합부(231a,231b)와 제2 계합부(231'a,231'b)를 구비하여 구성되는 제방 지수구조 시공방법.
제 8 항에 있어서,
상기 다수의 단위벽체는 겹이음, 용융용접, 맞대기 이음방식 또는 방수지퍼 방식으로 적층하여 형성되는 제방 지수구조 시공방법.