KR200310489Y1

KR200310489Y1 - 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식홍수저지벽

Info

Publication number: KR200310489Y1
Application number: KR20-2002-0038377U
Authority: KR
Inventors: 김오규
Original assignee: 김동규; 임상은
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2003-04-18

Abstract

본 고안은 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽을 개시한다.

본 고안은 상호 마주하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 상단부들이 핑거죠인트되면서 하단부들이 일정폭으로 벌려져 수공구조물(A)의 상면에 연달아 설치되는 다수의 패널유니트(10); 상기 패널유니트(10)들이 서로 접하는 부분에 들어가 이웃하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부를 끼우고 그 하단부들이 수공구조물(A)의 지반속으로 박히는 전·후면 연결지주(20a)(20b); 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부와 수공구조물(A)의 상면이 맞닿는 부분의 틈새 및 상기 전·후면 패널(10a) (10b)의 양측단부와 전·후면 연결지주(20a)(20b)들이 결합되는 부분의 틈새를 봉합하여 수밀시키는 방수제(30);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 패널조립체를 이용한 홍수저지벽을 신속히 설치하여 월류를 차단시켜 줌으로써, 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있게 된다.

Description

댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽 {Panel-assembling type water stopping wall for preventing a dam or river from overflowing}

본 고안은 강우나 집중호우로 인해 급격히 불어난 하천수가 댐이나 제방위로 월류하는 현상을 방지하여 주기 위한 패널 조립식 홍수저지벽에 관한 것으로, 특히 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 패널조립체를 이용한 홍수저지벽을 신속히 설치하여 월류를 차단시켜 줌으로써, 제방의 유실과 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있도록 한 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 우리나라는 대륙과 해양성 기후의 교차점에 위치하여 년 강수량의 2/3가 여름철에 집중하는 지정학적·기상학적 여건과, 하천의 유로가 짧고 경사가 급한 지형적인 특성으로 인해 홍수피해가 많은 지역에 속한다.

이에 따라 정부는 홍수 피해를 최소화하기 위해 여러 가지 대책들을 지속적으로 강구하여 왔으며, 우리나라의 대표적인 홍수 대응책으로서는 댐이나 하천 제방과 같은 수공구조물의 건설을 들 수 있다.

그럼에도 불구하고 우리나라는 매년 하절기마다 홍수로 인한 자연적인 재해로부터 안전하지 못한 것이 현실이다. 특히 최근 들어 엘니뇨 현상 등에 따른 기상 이변으로 예측이 어려운 국지성 집중호우로 인한 수해가 반복되고 있는 실정이다.

우리나라에서 홍수로 인한 가장 큰 재해 요인으로는 하천정비계획에 따른 홍수계획빈도를 넘어선 강우나 집중호우에 의해 하천이 범람하여서 발생하는 하천홍수 피해가 지배적이며, 이는 급격히 불어난 하천수가 월류하면서 댐이나 제방 등의 수공구조물을 붕괴·유실시키는 데에서 비롯되어 대규모 피해로 확산시키기 때문이다.

이에 따라 현실과 달리 낮게 책정된 하천 홍수위를 상향조정하고 홍수계획빈도도 과감한 투자를 통해 선진국 수준으로 끌어올려 수마의 위험을 최소화해야 한다는 지적이 있었으며, 건설교통부는 지난 태풍 "루사"를 계기로 설계기준을 상향조정하여 홍수로 인한 하천범람이 발생치 않도록 하천의 제방고를 대폭 높이기로 한 계획을 발표한 바 있다.

그러나, 기존의 댐이나 제방 등의 수공구조물을 더 높게 재축조하는 것은 경제적 부담과 기술적 한계로 인해 현실적으로 어려움이 있으며, 댐 수역이나 하천수계 주변의 주민들에게 평상시 더욱 낮은 주거지역에 산다는 침수에 대한 불안감을 심화시키므로 바람직한 방법이라 할 수 없다.

한편, 최근 댐이나 제방 등의 수공구조물 상부에 임시 혹은 상설 조절이 가능한 홍수 저지벽을 설치하는 경향이 유럽에 확산되고 있다.

이러한 홍수 저지벽은 홍수예보에 따라 기존의 댐이나 제방의 둑마루에 홍수저지벽을 세워서 하천수가 월류하는 현상을 방지하는 것으로 홍수가 지나가면 철거하는 것을 전제하고 있다.

실제로 독일 쾰른시의 경우 1993년의 홍수로 인해 1천1백억원의 피해가 났는데, 1995년에 발생한 집중호우시 위와 같은 개념의 홍수저지벽을 설치한 결과 홍수 수위가 93년도보다 수㎝ 더 높았는데도 그 절반정도(6백6십억원)의 피해 밖에 입지 않았다고 보고되고 있다. 불과 1년정도의 홍수피해 저감을 위한 작업을 하였는데 피해액이 절반정도로 줄었다고 하니 이 분야에 많은 가능성이 있음을 시사한다고 하겠다.

우리나라에서도 위와 같은 홍수저지벽과 유사한 개념의 월류 방지장치가 실용신안등록 제0215949호와 실용신안등록 제0263865호 등으로 개시된 바 있다.

이 선행기술들은 제방의 호안측 벽면을 따라 부력에 의해 승강할 수 있는 다수의 월류방지판을 설치함으로써, 하천수가 홍수위를 넘어 제방위로 월류하려는 비상사태 발생시에는 월류방지판들이 부력에 의해 상향 이동하여 하천수가 범람하는 것을 방지하고, 하천수위가 일정수위 이하로 되돌아갈 경우에는 월류방지판이 자중에 의해 하향 이동하여 제방의 호안측 벽면에 다시 안치되는 기술구성을 제공한다.

그러나, 위와 같이 부력을 이용한 종래의 월류 방지장치는 실사용상 아래와 같은 여러 문제점이 있었다.

첫째, 월류 방지장치가 외기에 노출된 상태로 설치되는 구조이기 때문에, 설치후 일정기간이 경과하면 월류방지판의 승하강을 안내하는 레일에 다량의 이물질이 퇴적하여서 사실상 부력에 의한 승하강 작동이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 월류방지판들이 유기적으로 연결되지 않는 단속적인 구조로 설치되고 그것들의 사이가 벌어진 상태로 설치되기 때문에, 월류 현상 발생시 차수 성능이 떨어지며, 월류방지판들의 사이로 빠져나가는 수류 및 수압에 의해 구조적으로 취약한 레일 및 월류방지판들을 중심으로 파손이 진행되어 대규모로 유실될 우려가 있는 문제점이 있었다.

셋째, 자연환경에 노출된 설치상태로 인해 레일에 퇴적하는 이물질을 주기적으로 제거하여 장치의 원활한 작동을 확보해야 하고 외부적인 요인에 의해 파손이 자주 발생하기 때문에, 설치후 정기적으로 점검하고 보수해야 하는 등의 관리 및 유지보수 비용이 많이 소요되는 비경제적인 문제점이 있었다.

따라서, 위와 같이 부력을 이용한 종래의 월류 방지장치는 실제로 채용하기에 무리가 있는 탁상 고안에 불과하였으며, 현재까지 우리나라의 경우에는 댐이나 제방 등의 수공구조물 위로 하천수가 월류하는 현상을 방지하기 위한 응급책으로서 수공구조물 위에 모래나 흙을 담은 포대를 쌓는 원시적인 방법이 고작이었다.

그러나, 모래나 흙 포대를 쌓는 방법은 현장에서의 자재 취득이 어렵고 취급이 용이치 않아 신속한 현장 대처능력이 떨어지므로, 집중호우로 인해 순식간에 상승하는 수위에 대항하기에는 턱없이 미흡할 수밖에 없으며 이를 불가항력으로 돌리기엔 수해가 너무나 큰 아픔이 있다.

또한, 홍수 상황이 해제된 후 수공구조물 위에 쌓은 흙이나 모래 포대의 철거가 용이치 않으며, 이를 보관하거나 재사용하기 위한 장소가 마땅치 않아 경제적인 측면에서도 결코 바람직한 방법이라 할 수 없었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 우리나라는 수방대책을 수립함에 있어 근본적으로 하천의 제방고를 높게 축조하는 것도 중요하지만, 위에서 살펴본 바와 같은 현실을 감안할 때 기존의 댐이나 제방을 더 높게 재축조하는 것보다는 홍수예보에 따라 댐이나 제방 등의 둑마루 위에 홍수범람 방지용 저지벽을 세우는 것이 훨씬 효과적일 수 있으며, 그에 따른 대비책 강구 및 자재의 준비·확보를 적극 검토해 볼 때이다.

본 고안은 종래 수해 예방대책의 미비한 점을 효율적인 방법으로 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 패널조립체를 이용한 홍수저지벽을 신속하면서도 견고하게 설치할 수 있게 함으로써, 하천수의 월류를 확실하게 차단시켜 주고 제방의 유실과 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 수해 방지용 자재들을 저비용으로 준비·확보할 수 있고 홍수 상황이 종료된 후 해체·보관하여 반복적으로 재사용할 수 있게 함으로써, 경제적인 비용으로 설치 및 유지관리할 수 있는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽을 제공하는데 있다.

도1은 본 고안에 따른 홍수저지벽의 주요 설치부재를 도시한 분리사시도

도2는 본 고안에 따른 홍수저지벽의 시공상태를 나타낸 사시도

도3은 본 고안에 따른 홍수저지벽의 시공상태를 나타낸 일측 단면도

도4는 본 고안에 따른 홍수저지벽에서 이웃하는 패널간의 연결상태를 나타낸 단면도

도5는 본 고안의 홍수저지벽에 적용되는 보강구조의 일 실시예를 나타낸 일측 단면도

도6은 본 고안의 홍수저지벽에 적용되는 보강구조의 다른 실시예를 나타낸 평면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:패널유니트 10a:전면 패널 10b:후면 패널

11:요철부 12:스파이크 13:연결고리

20a:전면 연결지주 20b:후면 연결지주 21:양측 플랜지부

30:방수제 41:고정말뚝 42:고정말뚝

43:탄성로프 A:수공구조물

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 상호 마주하는 전·후면 패널의 상단부들이 핑거죠인트되면서 하단부들이 일정폭으로 벌려져 수공구조물의 상면에 연달아 설치되는 다수의 패널유니트; 상기 패널유니트들이 서로 접하는 부분에 들어가 이웃하는 전·후면 패널의 양측단부를 끼우고 그 하단부들이 수공구조물의 지반속으로 박히는 전·후면 연결지주; 상기 전·후면 패널의 하단부와 수공구조물의 상면이 맞닿는 부분의 틈새 및 상기 전·후면 패널의 양측단부와 전·후면 연결지주들이 결합되는 부분의 틈새를 봉합하여 수밀시키는 방수제;로 구성되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽을 제공한다.

또한, 상기 방수제는 물 속에서 경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터가 사용됨을 특징으로 한다.

위와 같은 기술 구성상의 특징을 갖는 본 고안은 소요 자재들을 적합한 장소에 미리 준비해 두었다가 하천수위가 급격히 상승하여서 하천범람 위기가 닥친 긴급상황 발생시 현장으로 신속하게 투입하여 조립·설치하며, 홍수 상황이 해제된 후 주요 부재들을 회수하여 반복적으로 재사용하게 된다.

따라서, 본 고안에 의하면 하천범람 위기에 신속하게 대처할 수 있고, 이에 따라 하천범람으로 인한 재앙을 사전에 예방할 수 있으며, 저비용·고효율로 운용할 수 있는 경제적 이점이 있다.

이하, 본 고안의 기술구성을 본 고안의 실시예들에 따른 도1 내지 도6의 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 고안에 의한 패널 조립식 홍수저지벽은 도1 내지 도4의 도시와 같이, 수공구조물(A)의 길이방향을 따라 연이어 설치되는 다수의 패널유니트(10)와, 이웃하는 패널유니트(10)들을 일연체로 연결·고정하면서 수공구조물(A)의 지반속으로 박혀서 지지력을 확보하는 전·후면 연결지주(20a)(20b)와, 각 설치부재들의 틈새를 수밀시키는 방수제(30)를 주요 구성요소로 하여 설치된다.

상기 패널유니트(10)는 상호 마주하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 상단부들이 상호 결착되고 하단부들이 일정폭으로 벌려지는 삼각단면 형태를 갖고 수공구조물(A) 상면에 세워지는 구조를 갖는다.

전·후면 패널(10a)(10b)의 상단부들에는 파형의 요철부(11)가 반복적으로 형성되고, 그 요철부(11)들이 핑거죠인트 형식으로 상호 맞물려서 상호간의 결착상태를 유지한다. 이러한 핑거죠인트 형식의 결착구조는 현장 조립의 신속성을 도모하는데 유용하다. 여기서, 상기 후면패널(10b)의 양측 상단부는 일정부분 파여져서 방수제(30) 도포시 패널의 안쪽으로 작업자의 손을 자유롭게 넣을 수 있도록 하고 있다.

전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부에는 하향 돌출되어 수공구조물(A)의 지반에 꽂히는 스파이크(12)가 일정간격을 두고 다수 구비된다. 스파이크(12)는 볼트봉이나 대형못을 전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부에 심어서 구비시키며, 전·후면 연결지주(20a)(20b)를 도와 전·후면패널(10a)(10b)이 수공구조물(A)에 고정되는 정착력을 더욱 크게 확보하여 준다.

상기 전·후면 연결지주(20a)(20b)는 상기 패널유니트(10)들이 서로 접하는 부분에 들어가 이웃하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부를 끼우고 그 하단부들이 수공구조물(A)의 지반속으로 박히게 된다.

전·후면 연결지주(20a)(20b)는 H형강재를 이용해 그 하단부를 뾰족하게 가공한 것이 사용되며, H형강재의 양측 플랜지부(21)사이에 형성되는 채널부분에 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부가 꼭 끼워 맞춰져 결합된다.

상기 방수제(30)는 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부와 수공구조물(A)의 상면이 맞닿는 부분의 틈새 및 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부와 전·후면 연결지주(20a)(20b)들이 결합되는 부분의 틈새를 봉합하여 수밀시키는 역할을 수행한다.

방수제(30)는 설치 부재들의 틈새를 수밀시키는 역할 외에도 본 고안에서 사용되는 설치 부재들을 일연체로서 연결하여 주는 역할도 동시에 수행한다.

방수제(30)는 상온의 물 속에서 재료분리 없이 용이하게 접착·충진·경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터를 사용한다.

이러한 방수제(30)의 일예로서 부산에 소재한 듀라케미사에서 생산되는 "2성분형(Pre-Mix) 수중경화성 모르터"를 들 수 있다. 이 제품은 습윤면과 수중면에서 작업과 경화 가능한 제품으로서, 수중경화성 에폭시수지와 규사를 주재료로 하고 변성우레아 용액을 요변제로 선정하여 혼합·제조한 것이며, 단순 도포작업을 통해 상온의 물 속에서 재료분리 없이 시공 및 경화가 가능하다.

한편, 도5 및 도6에는 본 고안에 따라 설치되는 패널유니트(10)들의 구조적 안정성을 더욱 향상시키기 위한 보강구조들이 예시된다.

도5에 도시되는 일 실시예의 보강구조는 상기 전·후면 패널(10a)(10b)에 그것들의 중앙하단부들과 연결되면서 전후방으로 뻗어 나와 수공구조물(A)의 상면에 맞대어지는 연결고리(13)를 구비시키고, 그 연결고리(13)들과 결착되는 고정말뚝 (41)을 수공구조물(A)의 지반내로 박아 패널유니트(10)를 고정하는 기술구성을 예시한다.

그리고, 도6에 도시되는 다른 실시예의 보강구조는 상기 전·후면 패널(10a) (10b)의 중앙하단부 앞뒤쪽에 수공구조물(A)의 지반내로 박히는 고정말뚝(42)들을 설치하고, 그 고정말뚝(42)들에 탄성로프(43)를 걸고 전·후면 패널(10a)(10b)의 외면을 엇갈리게 감싸면서 패널유니트(10)들을 고정하는 기술 구성을 예시한다.

위와 같은 보강구조의 실시예들에 따라 본 고안에 의한 홍수저지벽은 수공구조물(A)과의 정착력을 더욱 크게 확보할 수 있게 되며, 강한 수압이나 수류에 의해 유실되지 않고 제자리에서 버틸 수 있는 안전한 구조물을 제공할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 하천범람을 방지하기 위한 대비책으로서, 댐이나 제방의 상부에 패널조립체를 이용한 월류 방지용 홍수저지벽을 신속하면서도 견고하게 설치할 수 있는 기술 구성을 제공하며, 이러한 본 고안에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 소요 자재들을 적합한 장소에 미리 준비해 두었다가 하천수위가 급격히 상승하여서 하천범람 위기가 닥친 긴급상황 발생시 현장으로 투입하여 조립·설치하기만 하면 견고한 홍수저지벽의 구축이 완료되므로 집중호우로 인해 순식간에 상승하는 수위에 재빠르게 대처하여 하천수가 월류하는 현상을 확실하게 차단할 수 있게 된다.

둘째, 설치 부재들의 사이를 수중에서 신속하게 경화되는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터 등의 방수제로 수밀시키면서 차단펜스 전체를 유기적으로 연결시켜 주고, 보강용 고정말뚝이나 탄성로프들로 패널유니트들을 견고하게 정착시켜 줌으로써, 완벽한 차수효과를 가지게 되고 수압에 저항하는 구조적 강도가 우수하고 안전한 수방 구조물을 구축하게 된다.

셋째, 설치 부재가 간단하게 구성되고 홍수상황이 해제된 후 주요 부재들을 회수하여 반복적으로 재사용할 수 있음으로써, 저비용·고효율로 운용할 수 있는 경제적 이점이 있다.

이상과 같이, 본 고안에 의한 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽은 댐이나 제방의 유실과 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방하여 주며, 경제적인 비용으로 설치 및 유지관리할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims

상호 마주하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 상단부들이 핑거죠인트되면서 하단부들이 일정폭으로 벌려져 수공구조물(A)의 상면에 연달아 설치되는 다수의 패널유니트(10);

상기 패널유니트(10)들이 서로 접하는 부분에 들어가 이웃하는 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부를 끼우고 그 하단부들이 수공구조물(A)의 지반속으로 박히는 전·후면 연결지주(20a)(20b);

상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부와 수공구조물(A)의 상면이 맞닿는 부분의 틈새 및 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부와 전·후면 연결지주 (20a)(20b)들이 결합되는 부분의 틈새를 봉합하여 수밀시키는 방수제(30);로 구성되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.
제1항에 있어서, 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 하단부에는 하향 돌출되어 수공구조물의 지반에 꽂히는 스파이크(12)가 일정간격을 두고 다수 구비되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.
제1항에 있어서, 상기 전·후면 연결지주(20a)(20b)는 H형강재를 이용해 그 하단부를 뾰족하게 가공한 것이 사용되며, H형강재의 양측 플랜지부(21)사이에 형성되는 채널부분에 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 양측단부가 꼭 끼워 맞춰져 결합되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.
제1항에 있어서, 상기 방수제(30)는 물 속에서 경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터인 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.
제1항에 있어서, 상기 전·후면 패널(10a)(10b)에는 그것들의 중앙하단부들과 연결되면서 전후방으로 뻗어 나와 수공구조물(A)의 상면에 맞대어지는 연결고리 (13)가 구비되고, 그 연결고리(13)들과 결착되는 고정말뚝(41)이 수공구조물(A)의 지반내로 박히면서 패널유니트(10)를 고정하는 구성이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.
제1항에 있어서, 상기 전·후면 패널(10a)(10b)의 중앙하단부 앞뒤쪽에 수공구조물(A)의 지반내로 박히는 고정말뚝(42)들을 설치하고, 그 고정말뚝(42)들에 탄성로프(43)를 걸고 전·후면 패널(10a)(10b)의 외면을 엇갈리게 감싸면서 패널유니트(10)들을 고정하는 구성이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 방지하기 위한 패널 조립식 홍수저지벽.