KR200321395Y1 - 경사면 배수구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 경사면 배수구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수망을 구비하는 상부판과 배수통로를 구비하는 하부판을 장섬유 부직포와 함께 경사면상에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하므로서, 배수구조물로의 토사 유입을 차단하면서 경사면 내부의 지하수를 경사면 전방측으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 이와 같이 배출된 지하수를 초,목본식물의 생육에 이용할 수 있도록 하며, 이로 인하여 지하수에 의한 토사나 암반의 강도저하를 방지하고 경사면의 조기녹화를 이루어 낼 수 있도록 한 경사면 배수구조물에 관한 것이다.

본 고안에 의한 경사면 배수구조물은, 외곽 테두리부(11)의 내측에 격자형 살(12)이 일체로 형성되고 각 격자형 살(12)의 내측에는 배수망(13)이 형성된 상부판(10)과, 판 형태의 몸체가 배수통로(21)를 이루도록 그 양측으로 돌출턱(22)이 형성된 하부판(20)으로 이루어지며, 상기 상부판(10)의 상,하측면에는 유동방지못(14)과 지지핀(15)이 각각 돌출 형성되고, 상기 하부판(20)의 하측면에는 유동방지못(23)이 돌출 형성되고 그 전,후방측에는 끼움돌기(24)와 끼움결합부(25)가 각각 형성되며, 상기 상부판(10)과 하부판(20)의 몸체 양측단에는 상,하부판(10)(20)의 고정과 인접한 배수구조물과의 연결을 위한 체결공(16)(26)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

경사면 배수구조물{Drainage structure for a slope}

본 고안은 경사면 배수구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수망을 구비하는 상부판과 배수통로를 구비하는 하부판을 장섬유 부직포와 함께 경사면상에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하므로서, 배수구조물로의 토사 유입을 차단하면서 경사면 내부의 지하수를 경사면 전방측으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 이와 같이 배출된 지하수를 초,목본식물의 생육에 이용할 수 있도록 하며, 이로 인하여 지하수에 의한 토사나 암반의 강도저하를 방지하고 경사면의 조기녹화를 이루어 낼 수 있도록 한 경사면 배수구조물에 관한 것이다.

일반적으로 폭우나 홍수와 같은 천재지변에 의하여 산비탈이나 언덕의 경사면이 일부 훼손된 경우에는 훼손된 경사면을 일정량만큼 깍아내고 그 부분에 토사를 메워서 새로운 경사면을 조성하게 되고, 산비탈이나 언덕 부분에 도로나 철도 등을 새로이 개설할 경우에는 산비탈이나 언덕 부분을 일정량만큼 깍아내어 개설면을 평지화시킨 다음 나머지 부분을 새로운 경사면으로 조성하게 되며, 하천의 범람방지와 수자원의 이용을 위하여 하천이나 호수의 부근에 조성된 둑이나 제방 또한 토사의 성토로 인한 경사면이 조성되어 있다.

상기와 같이 토사를 깍아내거나 메워서 새로운 지형으로 조성한 성토지역이나 절토지역의 불안정한 경사면을 나대지로 방치할 경우에는, 폭우나 홍수등과 같은 여러 가지 자연적인 원인으로 인하여 경사면의 토사가 쉽게 유실되므로서 번번히 경사면의 복구작업을 수행하여야 할 뿐만 아니라, 심한 경우에는 나대지 상태의 경사면이 붕괴되어 막대한 인명과 재산피해를 유발시킬 위험성이 크기 때문에, 경사면상에 별도의 보강구조물을 설치하므로서 경사면의 표면활동에 따른 붕괴 및 낙석 등의 위험요소를 사전에 차단시켜야 한다.

상기와 같이 불안정한 경사면을 안정화시키기 위한 종래의 사면보호 및 보강공법으로는, 앵커볼트를 사용하여 식생매트와 철망을 경사면상에 고정시킨 다음 철망을 통하여 점성력이 우수한 녹생토 조성물을 취부시키는 녹생토 공법(일명, 아스나 공법)과, 천공기를 사용하여 경사면에 일정 깊이의 구멍을 천공시킨 다음 그 구멍에 소일네일과 모르타르를 삽입하여 그라우팅시키는 소일네일링 공법과, 아연도금 철선으로 이루어지는 철망상자 속에 잡석을 채워 경사면의 연약부분에 축조시키는 개비온 공법 및 콘크리트 구조물을 옹벽의 형식으로 축조하여 경사면을 지지시키도록 한 콘크리트 옹벽 공법 등이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 사면보호 및 보강공법은 경사면의 표면층 보강을 주목적으로 하는 것으로서, 이러한 사면보호 및 보강공법이 적용된 경사면은 그 구조물의 시공과정에서 절리 및 불연속되는 지층이 자주 발생하게 되며, 이러한 지층의 틈새 사이로 우천시에 많은 량의 빗물이 경사면의 내부로 침투될 뿐만 아니라 용출되는 지하수의 침투량 또한 증대되는 데, 기존의 사면보호 및 보강공법으로는 이러한 침투수의 배출을 적절하게 이루어내지 못하여 침투수에 의한 지층의 괴리와 암석의 산화현상을 방지할 수 없는 문제점이 있었으며, 이러한 지중의 침투수가 동결 및 해빙과정을 반복적으로 거치게 되면 지층의 괴리와 암석의 산화부식이 더욱 빠른 속도로 진전되어 결국은 경사면의 붕괴를 초래하게 되는 문제점이 있었다.

특히, 경사면 보호공법으로서의 상기 녹생토 공법(아스나 공법)은 경사면 표면에서 생장하는 초, 목본식물의 뿌리가 암석의 틈으로 뻗어 들어가거나 식물의 뿌리에서 나오는 액이 광물을 녹이는 등 지하수 이외에도 암석의 산화 및 괴리를 유발시키는 추가요인을 가지고 있는 문제점이 있었으며, 상기 소일네일링 공법의 경우에도 모르타르에 의한 공극채움이 제대로 이루어지지 않게 되면 천공된 구멍을 통하여 상당한 량의 빗물이나 지하수가 경사면 내부로 직접 침투되는 추가적인 문제점을 안고 있었다.

상기와 같은 소일네일링 공법의 취약점을 방지하기 위하여 소일네일링 작업 완료후 경사면의 표면에 숏크리트를 취부시키도록 하였으나, 숏크리트가 취부된 경사면에는 초,목본식물의 생육이 불가능할 뿐만 아니라 숏크리트의 취부후 약 3 ~ 5년이 경과하게 되면 고화된 숏크리트가 부식되어 갈라지거나 경사면으로부터 떨어져 나가게 되므로서 우천시의 빗물 유입을 완벽하게 차단하기 힘든 문제점이 있었으며, 이와 같은 빗물의 유입에 따라 숏크리트의 벽체 내부와 경사면 사이에 토사유실에 의한 심한 공극이 발생하여 결국에는 사면붕괴로까지 이어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 개비온 공법의 경우에는 철망상자 속에 채워진 잡석을 단순히 경사면에 올려 놓은 형태이기 때문에, 우천시에 빗물이 잡석 사이의 간격을 통하여 경사면측으로 용이하게 침투하게 되므로서 배수로의 역할을 하여야 할 잡석이 오히려 빗물의 침투를 촉진시키는 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 시공후 그 외관 자체가 매우 흉물스럽고 철망상자의 파손시에는 그 내부의 잡석들이 도로주행선이나 인도 및 인근구조물 측으로 한꺼번에 쏟아져 내리기 때문에 각종 사고의 위험을 수반하는 추가적인 문제점이 있었다.

그리고, 상기 콘크리트 옹벽 공법의 경우에는 위에서 언급한 사면보호 및 보강공법에 비하여 그 견고함이 매우 우수할 뿐만 아니라 시공후 어느 정도의 기간까지는 별다른 누수나 붕괴의 위험이 없다는 장점은 있으나, 경사면 내부에서 고립된 빗물이나 지하수가 콘크리트의 내측벽을 침식하게 될 경우 침투수의 동결 및 해빙과정에서 콘크리트 옹벽의 부식과 균열이 매우 빠른 속도로 진행되기 때문에 시공후 지속적인 유지보수가 반드시 병행되어야 하는 문제점이 있었으며, 콘크리트 옹벽 자체에는 초,목본식물의 생육이 불가능하기 때문에 환경친화적이지 못하고 초기 시공비용이 매우 과도하게 소요되는 등의 추가적인 문제점이 있었다.

상기한 바와 같이, 종래의 사면보호 및 보강공법에 의해서는 경사면 내부로 침투되는 빗물이나 지하수를 용이하게 배출시킬 수 없기 때문에, 폴리염화비닐이나 그 이외의 플라스틱을 이용하여 몸체를 원통 형태로 제작하고 그 몸체의 외주면에 다수 개의 배수공을 관통 형성시킨 배수파이프를 상기한 각 구조물의 시공과정에서 경사면상에 매입시키므로서, 경사면의 내부로 침투한 빗물이나 지하수를 배수파이프를 통하여 배출시킴과 동시에 각각의 구조물에 의한 경사면의 안정화를 이루어 낼 수 있도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 배수파이프는 경사면을 이루는 토사 중 미세입자를 가지는 토사가 그 배수공을 통하여 배수파이프의 내부로 용이하게 유입되므로서, 일정 시간이 경과한 후에는 배수파이프의 내부가 토사로 채워져 그 배수기능을 전혀 달성할 수 없는 문제점이 있었으며, 경사면 보강구조물의 설치를 위하여 지반을 견고하게 다지는 과정이나 또는 구조물의 시공후에도 공극상태로 존재하는 배수파이프가 쉽게 함몰되어 지반침하의 요인이 될 뿐만 아니라, 각 배수파이프의 연약한 연결부위가 구조물의 시공과정에서 쉽게 떨어지게 되는 등 배수구조물의 용이한 시공이 다소 어려운 문제점이 있었다.

특히, 경사면 내부로부터 배수파이프로 유입된 침투수가 경사면의 전방측으로 용이하게 배출되도록 하기 위해서는 배수파이프의 선단부분이 경사면 보강구조물을 통하여 외부로 노출되도록 시공하여야 할 뿐만 아니라 그 배수파이프의 선단부가 아래로 경사지도록 매설하여야 하는 데, 빗물이나 지하수가 침투하는 지층의 경사에 따라서는 배수파이프를 이와 같이 매설하는 것이 불가능한 경우도 있으므로 그 시공성의 확보가 매우 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 경사면 보강구조물과 배수파이프의 동시 시공에 따른 경비부담에 비하여 각 구조물간의 역할분담이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 경사면 배수구조물은 배수망을 구비하는 상부판과 배수통로를 구비하는 하부판을 장섬유 부직포와 함께 경사면상에 견고하게 고정시킬 수 있도록 하므로서, 배수구조물로의 토사 유입을 차단하면서 경사면 내부의 지하수를 경사면전방측으로 용이하게 배출시킬 수 있도록 하고, 이와 같이 배출된 지하수를 초,목본식물의 생육에 이용할 수 있도록 하며, 이로 인하여 지하수에 의한 토사나 암반의 강도저하를 방지하고 경사면의 조기녹화를 이루어 낼 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 배수구조물은, 외곽 테두리부의 내측에 격자형 살이 일체로 형성되고 각 격자형 살의 내측에는 배수망이 형성된 상부판과, 판 형태의 몸체가 배수통로를 이루도록 그 양측으로 돌출턱이 형성된 하부판으로 이루어지며, 상기 상부판의 상,하측면에는 유동방지못과 지지핀이 각각 돌출 형성되고, 상기 하부판의 하측면에는 유동방지못이 돌출 형성되고 그 전,후방측에는 끼움돌기와 끼움결합부가 각각 형성되며, 상기 상부판과 하부판의 몸체 양측단에는 상,하부판의 고정과 인접한 배수구조물과의 연결을 위한 체결공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 경사면 배수구조물을 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 하부판 후면을 나타내는 사시도.

도 3의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 연결상태도.

도 4는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 시공상태를 나타내는 분해사시도.

도 5는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물이 경사면상에 시공된 상태를 나타내는 측단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 상부판 11 : 외곽 테두리부 12 : 격자형 살

13 : 배수망 14, 23 : 유동방지못 15 : 지지핀

16,26 : 체결공 20 : 하부판 21 : 배수통로

22 : 돌출턱 24 : 끼움돌기 25 : 끼움결합부

30 : "U"자형 볼트 31 : 와셔 32 : 너트

33 : 막대볼트 40 : 배수구조물 41 : 기초지반

42 : 장섬유 부직포 43 : 그린시트 44 : 철근격자

45 : 그린식생토 46 : 초,목본식물 47 : 성토층

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 경사면 배수구조물을 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 하부판 후면을 나타내는 사시도이며, 도 3의 (가) 및 (나)는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 연결상태도이고, 도 4는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물의 시공상태를 나타내는 분해사시도이며, 도 5는 본 고안에 의한 경사면 배수구조물이 경사면상에 시공된 상태를 나타내는 측단면도이다.

본 고안에 의한 경사면 배수구조물은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 사각 형상으로 이루어지는 외곽 테두리부(11)의 내측에 격자형 살(12)이 일체로 형성되고 각 격자형 살(12)의 내측에는 그물망 형태의 배수망(13)이 일체로 형성된 상부판(10)과, 상기 상부판(10)과 동일한 크기를 가지는 사각판 형태의 몸체가 하나의 배수통로(21)를 이루도록 그 양측단에 돌출턱(22)이 상부로 돌출 형성된 하부판(20)으로 이루어진다.

그리고, 상기 상부판(10)의 상면에는 장섬유 부직포를 끼운 상태로 지반상에 삽입되어 배수구조물의 유동을 방지하기 위한 유동방지못(14)이 각 격자형 살(12)의 교차점 부분에서 상부로 돌출 형성되어 있으며, 사시도의 표현각도상 도면에 도시되지는 못하였지만(도 3에 도시되어 있음) 상기 상부판(10)의 하측면에는 유동방지못(14)과 동일한 위치에서 그 하부로 연장되는 지지핀(15)이 형성되어 있다.

상기 상부판(10)의 유동방지못(14)은 장섬유 부직포를 용이하게 끼울 수 있도록 그 선단부가 뾰족하게 형성되는 데 반하여, 상기 지지핀(15)은 상부판(10)과 하부판(20)의 결합시 배수통로(21)면과 접촉되어 토사의 다짐시공과정에서 발생하는 토압을 상부판(10)이 용이하게 지지할 수 있도록 그 선단부가 평평하게 형성되며, 사시도의 표현각도상 도면에 도시되지는 못하였으나(도 3 이후의 도면에는 도시되어 있음) 상기 하부판(20)의 하측면에도 상부판(10)의 유동방지못(14)과 동일한 기능과 형태를 가지는 유동방지못(23)이 하부판(20)의 몸체와 일체로 돌출 형성되어 있다.

또한, 상기 하부판(20)의 전방면에는 끼움돌기(24)가 돌출 형성되고 그 후방면에는 상기 끼움돌기(24)가 맞춤식으로 삽입되는 끼움결합부(25)가 몸체의 내측으로 형성되어 상부판(10)과 하부판(20)을 조립시킨 배수구조물을 전후로 끼움결합시킬 수 있도록 되어 있으며, 상기 상부판(10)의 양측 외곽 테두리부(11)와 상기 하부판(20)의 양측 돌출턱(22)에는 상,하부판(10)(20)의 조립 및 이와 같이 조립된 각 배수구조물의 연결을 위한 체결공(16)(26)이 서로 대응되도록 관통 형성되어 있다.

상기 배수구조물을 이루는 상부판(10)과 하부판(20)은 각종 플라스틱을 사용하여 사출성형방식으로 제조하므로서, 각각의 상부판(10)과 하부판(20)이 하나의 일체화 된 재질로 형성되어 토사의 다짐시공시 발생하는 토압을 견딜 수 있으면서도 그 무게가 비교적 가볍게 되도록 하는 것이 바람직하며, 위에서 설명되어진 하나의 배수구조물은 시공면적 전체에 걸쳐 배수구조를 형성시키기 위한 단위구조물에 해당하는 것이다.

이러한 단위구조물로서의 배수구조물을 이용하여 시공면적 전체를 덮는 배수구조를 형성시키기 위한 배수구조물의 연결방식은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 하부판(20)의 돌출턱(22) 상면에 상부판(10)의 양측 외곽 테두리부(11)가 위치하도록 상부판(10)과 하부판(20)을 맞대어 상,하부판(10)(20)의 모서리부에서 대응되는 체결공(16)(26)에 막대볼트(33)를 연결용 와셔(31)와 함께 체결시키므로서 하나의 단위 배수구조물을 일차적으로 조립시키게 된다.

상기와 같이 조립된 단위 배수구조물을 가로방향으로 배열하여 각 배수구조물의 양측 체결공(16)(26)에 "U"자형 볼트(30)를 삽입시키므로서 인접한 배수구조물을 하나로 연결하고, 각 배수구조물의 상부판(10)을 통하여 돌출되는 U"자형 볼트(30)의 머리부에 연결용 와셔(31)를 삽입하여 너트(32)를 체결시키게 되면, 각각의 단위 배수구조물을 요구하는 길이만큼 가로방향으로 연결시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 가로방향으로 수 개의 단위 배수구조물을 연결시킴과 동시에 단위 배수구조물의 하부판(20)에 형성된 끼움돌기(24) 및 끼움결합부(25)에 그 전,후방측으로 위치하는 다른 단위 배수구조물의 하부판(20)에 형성된 끼움결합부(25) 및 끼움돌기(24)를 각각 삽입시키게 되면, 세로방향으로 인접한 단위 배수구조물을 일차적으로 연결시킬 수 있게 되며, 이와 같이 세로방향으로 연결된 각 배수구조물의 모서리 부분을 막대볼트(33)와 연결용 와셔(31)를 사용하여 일체로 연결시키게 되면 각각의 단위 배수구조물을 요구하는 길이만큼 세로방향으로도 연결시킬 수 있게 된다.

앞에서 설명된 단위 배수구조물의 연결방법은 막대볼트(33)와 "U"자형 볼트(30)를 번갈아 이용한 방법으로서, 이 외에도 단위 배수구조물의 가로방향 연결에 막대볼트(33)와 연결용 와셔(31)를 사용하고, 단위 배수구조물의 세로방향 연결에 "U"자형 볼트(30)와 연결용 와셔(31)를 사용할 수도 있으며, 배수구조물의 견고한 연결에 중점을 둘 경우에는 가로 및 세로방향으로 인접하는 모든 단위 배수구조물을 "U"자형 볼트(30)로서 연결시킬 수도 있고, 경우에 따라서는 단위 배수구조물의 조립은 막대볼트(33)로서 행하고 인접한 단위 배수구조물의 연결은 연결용 와셔(31)만으로 행할 수도 있으며, 이 외에도 각종 연결수단을 이용한 배수구조물의다양한 연결방법이 사용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 배수구조물을 경사면상에 실질적으로 시공하는 방법과 시공된 배수구조물의 작용관계를 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 배수구조물을 경사면상에 시공하기 위해서는, 먼저 배수구조물을 시공할 지역을 현장 답사하여 우천으로 지반이 약해진 장소와 같이 문제점이 노출되는 경사면이나, 도로나 철도 등을 새로이 조성할 경사면에 대한 지반과 토질조사를 완료하고, 이와 같이 조사된 자료를 바탕으로 배수구조물이 시공될 경사면의 구배와 배수구조물을 구성하는 각종 기자재의 적절한 규격을 결정하여 배수구조물의 시공을 위한 설계를 완료하게 된다.

상기와 같이 배수구조물의 시공을 위한 설계가 완료되면, 굴착기 등을 사용하여 경사면을 일정한 범위만큼 절취해 낸 다음, 절취된 토사는 재성토를 위하여 작업장의 일측에 쌓아 놓고, 절취된 경사면의 바닥층은 그 전방측에 기초 콘크리트를 타설하거나 또는 바닥층 전체에 걸쳐 잡석채움을 하므로서 그 지지강도를 견고하게 한 후, 진동롤러나 각종 다짐기계를 사용하여 바닥층을 평평하게 고르고 다지므로서 본 고안의 배수구조물을 설치할 기초지반(41)을 형성시키게 된다.

상기와 같이 기초지반을 시공한 후에는, 시공된 기초지반(41)의 상면 전체에 걸쳐 장섬유 부직포(42)를 덮어 씌우게 되는 데, 기초지반(41)의 면적이 다소 넓을 경우에는 여러 장의 장섬유 부직포(42)를 시공면적 전반에 걸쳐 덮어 씌우되, 각각의 장섬유 부직포(42)가 약 10cm 정도의 폭으로 겹쳐지도록 덮어 씌우는 것이 지반강도의 보강측면에서 보다 바람직하다.

상기 장섬유 부직포(42)는 방적에 의하여 형성되지 않은 길이가 긴 섬유인 장섬유{長纖維, 일명 필라멘트(Filament)라고도 한다}를 부직포 형태로 연결시킨 천을 말하는 것으로서 개략 4 ~ 10mm 정도의 두께를 가지는 것을 사용하며, 이와 같이 설치되는 장섬유 부직포(42)는 빗물이나 지하수를 흡수하여 지반의 내부에 세골이 발생하는 것을 방지함과 동시에 흡수된 수분을 경사면 전방측으로 배출시켜 초,목본식물의 생장에 필요한 수분을 공급하는 역할을 할 뿐만 아니라, 4 ~ 10mm 정도의 두께를 가지는 장섬유 부직포(42)는 1m²당 약 4 ~ 10톤(ton) 이상의 인장력을 견디기 때문에 배수구조물의 강도보강과 경사면의 안정화에도 매우 중요한 역할을 하게 된다.

상기와 같이 기초지반(41)상에 장섬유 부직포(42)를 덮어 씌운 다음에는, 상기 배수구조물의 상부판(10)과 하부판(20)을 일체로 결합시켜 단위 배수구조물(40)을 그 시공전에 미리 조립하게 되는 데, 이와 같이 단위 배수구조물(40)을 시공전에 먼저 조립하는 이유는, 장섬유 부직포(42)의 선단부에 철근격자(44)와 그린시트(43)를 고정시켜 놓은 상태에서 철근격자(44)의 후방으로 배수구조를 일일이 연결하는 것 보다, 시공현장 이외의 장소에서 단위 배수구조물(40)을 미리 조립하여 놓은 다음 이 단위 배수구조물(40)을 철근격자(44)의 후방으로 연결시키는 것이 배수구조의 연결작업에 따른 시간과 경비의 절약측면에서 훨씬 더 유리하기 때문이다.

그러나, 상기와 같이 단위 배수구조물(40)을 시공전에 미리 조립하지 않고 상부판(10)과 하부판(20) 및 각각의 볼트(30)(33)와 연결용 와셔(31)를 사용하여 시공현장과 시공여건에 가장 적합한 형태로 배수구조물(40)을 현장에서 조립 및 연결할 수도 있으며, 이와 같이 배수구조물(40)을 이용하여 기초지반(41)상에 배수구조를 형성시키는 것은, 장섬유 부직포(42)의 선단부에 철근격자(44)를 고정 설치하고 그 철근격자(44)의 내측에 그린시트(43)를 부착시키므로서 경사면의 표면층에 대한 보강구조의 설치를 일차적으로 완료시킨 다음, 상기 철근격자(44)와 그린시트(43)의 하단 내측으로부터 각 단위 배수구조물(40)을 시공면적에 맞추어 연결함과 동시에 각 배수구조물(40)의 하부판(20)에 형성된 유동방지못(23)이 장섬유 부직포(42)를 관통하여 기초지반(41)에 삽입되도록 한다.

상기와 같이 배수구조물(40)과 함께 설치되는 철근격자(44)는 KS규격의 가로철근과 세로철근을 이용하여 그 용접부위에 손상이 발생하지 않도록 스폿용접(Spot welding)으로 제조된 철근격자(44)를 사용하는 것이 바람직하고, 적용하고자 하는 경사면의 구배각도에 따라 스폿용접에 따른 압접부위 및 그 규격이 달라지기 때문에 경사구배에 맞는 철근격자(44)의 세심한 선택이 요구되며, 철근격자(44)는 그 폭이 개략 2.55m 정도로 하여 제조되므로서 기초지반(41)의 폭이 넓은 경우에는 여러 개의 철근격자(44)를 기초지반(41)을 따라 이어서 사용하게 된다.

상기와 같이 여러 개의 철근격자(44)를 기초지반(41)의 폭에 맞추어 연결시키고자 할 경우에는, 개략 "∽" 형태를 가지는 후크(Hook)를 사용하여 철근격자(44) 한 조에 3 ~ 5곳 정도를 결속시키므로서 각각의 철근격자(44)가 서로견고하게 연결되도록 하는 것이 바람직하며, 상기 그린시트(43)의 경우에는 폴리에틸렌 수지 재질로 이루어지는 망사 표면에 얇은 부직포를 접착시킨 규격화 된 제품을 사용하여 그 부직포측이 철근격자(44)와 접촉되도록 철근격자(44)의 내측으로 부착하게 된다.

상기와 같이 그 내측에 그린시트(43)가 부착된 철근격자(44)를 장섬유 부직포(42)와 함께 기초지반(41)상에 고정시키기 위하여 말뚝을 사용하게 되며, 상기 말뚝은 미송각재를 사용하는 것을 원칙으로 하나 그와 유사한 목재로서 견고한 재료이면 어느 것을 사용하여도 무방하며, 철근격자(44) 1조에 말뚝을 2곳 정도 일정한 간격으로 박아서 성토다짐으로 인한 철근격자(44)의 뒤틀림을 사전에 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같이 철근격자(44)와 그린시트(43)를 장섬유 부직포(42)의 선단부에 일차적으로 견고하게 고정시켜 놓은 다음, 철근격자(44)와 그린시트(43)의 하단 내측으로부터 미리 조립된 단위 배수구조물(40)을 각각의 볼트(30)(33)와 연결용 와셔(31)를 사용하여 기초지반(31)의 폭을 따라 연결시키거나, 또는 상부판(10)과 하부판(20)으로 이루어지는 배수구조물 부품과 각각의 볼트(30)(33) 및 연결용 와셔(31)를 사용하여 철근격자(44)와 그린시트(43)의 하단 내측에서 기초지반(41)의 폭을 따라 배수구조물(40)을 조립하여 나가게 되면, 장섬유 부직포(42)의 전방 상면에 기초지반(41)의 폭에 해당하는 제 1가로열의 배수구조가 형성된다.

상기와 같이 기초지반(41)의 폭에 맞추어 제 1가로열에 해당하는 배수구조를 형성시킨 다음, 제 1가로열을 이루는 각 단위 배수구조물(40)의 후방측에 또 다른단위 배수구조물(40)을 결합시킴과 동시에 각각의 볼트(30)(33) 및 연결용 와셔(31)를 사용하여 이를 세로방향과 가로방향으로 연결시키게 되면, 제 1가로열을 이루는 배수구조의 후방측에 제 2가로열에 해당하는 배수구조가 일체로 연결 형성되며, 이러한 방식으로 기초지반(41) 전체에 걸쳐 배수구조를 형성시킴과 동시에 각 단위 배수구조물(40)의 하부판(20)에 형성된 유동방지못(23)이 장섬유 부직포(42)를 관통하여 기초지반(41)에 박히도록 하면 기초지반(41)상에 배수구조물(40)의 설치가 완료되는 것이다.

상기와 같은 배수구조물(40)의 연결방식은 도 3을 중심으로 한 상기의 설명과정에서 이미 세부적으로 언급하였으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 이와 같이 기초지반(41)과 장섬유 부직포(42)의 상면에 배수구조물(40)이 그 전방측의 보강구조물과 연결되도록 시공한 다음, 각 단위 배수구조물(40)의 상면으로 돌출되는 상부판(10)의 유동방지못(14)에 장섬유 부직포(42)를 관통시켜 기시공된 배수구조를 배수포의 역할을 하는 장섬유 부직포(42)로 덮어 씌우게 되면, 본 고안의 배수구조물을 이용한 경사면 배수구조의 시공이 완료된다.

상기 배수포의 역할을 하는 장섬유 부직포(42) 또한 여러 장의 장섬유 부직포(42)를 배수구조 전반에 걸쳐 덮어 씌우되, 각각의 장섬유 부직포(42)가 약 10cm 이상 의 폭으로 겹쳐지도록 덮어 씌우게 되며, 이와 같이 배수구조를 덮는 장섬유 부직포(42)는 빗물이나 지하수와 같은 침투수의 배출기능과, 배수구조물(40) 및 지반의 강도보강 기능 뿐만 아니라 배수구조물(40)의 상부판(10)에 형성된 배수망(13)과 함께 미세 토립자가 배수통로로 유입되는 것을 일차적으로 차단하는 기능을 동시에 수행하게 된다.

상기와 같이 경사면상에 배수구조의 시공이 완료된 다음에는, 배수포로서의 장섬유 부직포(42) 상면과 그린시트(43)의 내측으로 토사를 성토하여 개략 철근격자(44)의 높이만큼 토사를 다짐하므로서 성토층(47)을 형성시키게 되며, 이와 같은 시공단계를 경사면의 높이에 따라 반복 시공하게 되면, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 다수 개의 배수구조층을 경사면을 따라 적층식으로 시공할 수 있게 되며, 이와 같이 경사면을 따라 배수구조층의 시공이 완료된 다음에는 경사면 전방에 설치된 철근격자(44)의 내측으로 초,목본식물(46)의 씨앗을 함유하는 그린식생토(45)를 취부시키게 되는 것이다.

상기와 같이 본 고안에 의한 배수구조물(40)을 경사면상에 시공하게 되면, 경사면의 보강시공 과정에서 발생한 절리 및 불연속되는 지층의 틈새 사이로 우천시에 많은 량의 빗물이 경사면의 내부로 침투되거나 많은 량의 지하수가 경사면의 내부로 용출된다 하더라도, 배수구조물(40)의 상하부에 설치된 장섬유 부직포(42)가 이러한 침투수의 일부를 흡수하여 경사면의 전방측으로 배출시키게 되고, 대부분의 침투수는 배수구조물(40)의 상부판(10)에 형성된 배수망(13) 및 하부판(20)의 배수통로(21)를 통하여 경사면의 전방측으로 배출되므로서, 경사면 내부의 침투수 및 지하수를 거의 완벽하게 배출시킬 수 있게 된다.

따라서, 기존의 사면보강공법과 같이 지하수의 적절한 배출을 이루어내지 못하여 발생하는 지층의 괴리와 암석의 산화현상 및 이로 인한 경사면의 강도저하와 경사면의 붕괴를 사전에 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 경사면의 전방측으로 배출된지하수를 그린식생토(45)에 함유된 초,목본식물(46)의 생육에 이용할 수 있도록 하므로서, 초,목본식물(46)의 발아 및 그 성장을 촉진시켜 경사면의 조기녹화에 기여할 수 있게 되는 것이다.

특히, 상기 배수구조를 이루는 각각의 단위 배수구조물(40)을 볼트(30)(33)와 너트(32) 및 연결용 와셔(32)를 이용하여 조립식으로 연결할 수 있을 뿐만 아니라, 경사면 전방측의 철근격자(44)를 배수구조물(40)과 별도로 연결시키지 않더라도 그 유동방지못(14)(23)에 의하여 배수구조물(40)이 각 성토층(47)의 사이에서 견고하게 지지될 수 있기 때문에, 요구하는 시공면적 전체에 걸쳐 배수구조물(40)을 신속하고 간편하게 설치할 수 있게 되며, 배수구조물(40)의 상부판(10)에 설치된 배수망(13)에 의하여 미세 토립자가 배수통로(21)로 유입되지 못하므로서 배수통로(21)가 토사에 의하여 막히는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 각각의 단위 배수구조물(40)이 "U"자형 볼트(30)와 연결용 와셔(31)에 의하여 견고하게 연결되어 있고, 단위 배수구조물(40)의 상부판(10)은 그 하측 지지핀(15)에 의하여 하부판(20)의 배수통로상에 견고하게 지지되기 때문에, 토사의 다짐시공과정에서 발생하는 토압을 배구구조물(40)이 견고하게 지지할 수 있게 되고, 이로 인하여 토사의 다짐시공시 배수구조물(40)의 연결부위가 떨어져 나가거나 배수구조물(40)의 상부판(10)이 휘어지는 것과 같은 현상이 발생하지 않게 될 뿐만 아니라 종래의 배수파이프에 비하여 그 시공단가와 시공기간을 현저하게 줄이면서도 경사면의 안정화와 침투수의 배출 목적을 동시에 효과적으로 달성할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 고안에 의한 경사면 배수구조물은, 배수구조물로의 토사 유입을 차단하면서 경사면 내부의 지하수를 경사면 전방측으로 용이하게 배출시킬 수 있는 효과가 있고, 이와 같이 배출된 지하수를 초,목본식물의 생육에 이용할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 지하수에 의한 토사나 암반의 강도저하 및 그에 따른 경사면의 붕괴를 방지하고 경사면의 조기녹화를 이루어 낼 수 있는 효과가 있다.

또한, 시공면적 전체에 걸친 배수구조물의 설치를 조립식으로 간편하게 수행할 수 있으면서도 각 단위 배수구조물을 볼트와 연결용 와셔로서 견고하게 연결시킬 수 있기 때문에 토사의 다짐시공시 토압에 의한 배수구조물의 분리나 변형을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 기존 배수파이프에 비하여 그 시공단가와 시공기간을 현저하게 줄이면서도 경사면의 안정화와 침투수의 배출 목적을 동시에 달성할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 경사면에 설치되는 배수구조물에 있어서,

   상기 배수구조물은 외곽 테두리부(11)의 내측에 격자형 살(12)이 일체로 형성되고 각 격자형 살(12)의 내측에는 배수망(13)이 형성된 상부판(10)과, 판 형태의 몸체가 배수통로(21)를 이루도록 그 양측으로 돌출턱(22)이 형성된 하부판(20)으로 이루어지며,

   상기 상부판(10)의 상,하측면에는 유동방지못(14)과 지지핀(15)이 각각 돌출 형성되고,

   상기 하부판(20)의 하측면에는 유동방지못(23)이 돌출 형성되고 그 전,후방측에는 끼움돌기(24)와 끼움결합부(25)가 각각 형성되며,

   상기 상부판(10)과 하부판(20)의 몸체 양측단에는 상,하부판(10)(20)의 고정과 인접한 배수구조물과의 연결을 위한 체결공(16)(26)이 형성되는 것을 특징으로 하는 경사면 배수구조물.