KR200369898Y1 - 수중구조물용 세굴 방지구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방파제, 호안, 하천제방 등과 같은 해수 또는 하천수가 접하는 수중구조물의 해저면 또는 하상의 경사면에 세굴에 의한 수중구조물의 침식 및 마모를 방지하도록 부정형 섬유매트로 이루어진 세굴 방지구를 수중구조물의 세굴부위에 설치하여 세굴부위를 용이하게 보수할 뿐만 아니라 세굴 방지구의 유실을 방지하도록 한 수중구조물용 세굴 방지구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구는 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트와; 상기 섬유매트의 내부로 그라우트를 주입하도록 형성된 주입공으로 구성됨을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구는 수중구조물의 세굴부위에 세굴 방지구가 일체로 설치됨됨으로써, 수중구조물로부터 해일이나 파랑에 의해 유실될 염려가 없는 이점이 있으며, 수중구조물의 세굴부위의 단면형상에 관계없이 세굴 방지구의 형상의 변화가 가능함으로써, 다양한 수중구조물의 세굴부위 보수가 가능한 이점이 있으며, 섬유매트에 미경화콘크리트, 모르타르, 모래 또는 토사를 바지선 및 펌프를 이용하여 주입함으로써, 천해 및 심해에 관계없이 간편하고 능률적으로 시공할 수 있는 이점이 있다.

Description

수중구조물용 세굴 방지구{Scour prevention member for underwater structures}

본 고안은 수중구조물용 세굴 방지구에 관한 것으로, 특히 방파제, 호안, 하천제방 등과 같은 해수 또는 하천수가 접하는 수중구조물의 해저면 또는 하상의 경사면에 세굴에 의한 수중구조물의 침식 및 마모를 방지 및 보수하도록 수중구조물용 세굴 방지구에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 바다 등의 수중구조물이 설치된 장소는 대개 물의 흐름이 빠르거나 와류가 발생되는 바, 유량이 많으면 유속이 빨라져 수중구조물의 주변부에 큰 와류를 발생시키며, 이와 같은 큰 와류는 수중구조물의 주변을 보호하는 퇴적층을 패이게 함과 동시에 수중으로 유입되는 흙과 자갈 등이 상기 수중구조물의 기반암을 마모 및 침식시키는 세굴현상이 발생된다.

여기서, 상기한 바와 같은 세굴현상은 홍수 때나 유속이 빠른 하상에서 장기간에 걸쳐 서서히 진행되면서 교각, 방파제 등의 수중구조물이 침하되거나 전도되어 수중구조물이 붕괴되는 원인으로 작용하며, 이러한 현상은 방파제, 호안, 하천제방 등의 기초지반의 지질과는 관계없이 수중구조물에서 변위가 발생 진행되므로 이러한 수중구조물의 변위는 상부구조물에까지 구조적으로 영향을 미치게 된다.

따라서, 종래에는 상기한 바와 같은 수중구조물에서 발생되는 세굴현상을 방지하기 위하여 수중구조물의 주변 바닥면에 일정한 두께로 사석을 포설하였으나, 이는 암석을 채취한 후 이를 파쇄하여 사석을 제조하기 때문에 자연을 파괴시킬 뿐만 아니라 태풍이나 해일 발생시 사석이 유실되는 문제점이 있다.

또한, 수중구조물의 주변에 다수개의 테트라포트, 매립형의 블록 또는 돌망태 등을 설치하여 세굴을 방지하도록 하였으나, 상기 테트라포트의 경우에는 해변의 방파제용으로는 적합하나 유속이 느린 하천에서는 부적합하며, 상기 매트형의 블록은 세굴이 심하지 않은 곳에서는 시공비의 상승으로 인하여 비경제적이고, 상기 돌망태의 경우에는 독립형으로 되어 있어, 홍수시에는 유실되어가 망태의 형태가 변형됨으로써 그 효과가 저하되는 등의 문제점이 있다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 세굴에 의한 수중구조물의 침식 및 마모를 방지하도록 부정형 섬유매트로 이루어진 세굴 방지구를 수중구조물의 세굴부위에 설치하여 세굴부위를 용이하게 보수할 뿐만 아니라 세굴 방지구의 유실을 방지하도록 한 수중구조물용 세굴 방지구를제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구는 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트와; 상기 섬유매트의 내부로 그라우트를 주입하도록 형성된 주입공으로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 평면도,

도 4는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구의 섬유매트를 도시한 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구의 우산살 너트를 도시한 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 이용하여 수중구조물의 세굴부위를 보수하는 상태를 도시한 예시도,

도 7은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구가 시공된 상태를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 섬유매트 12 : 주입공

14 : 접합부 16 : 일방향밸브

18 : 와이어 20 : 우산살

22 : 우산살너트 A : 그라우트주입장치

B : 바지선 G : 그라우트

P : 세굴 방지구 S : 수중구조물

S1 : 세굴부위 T : 그라우트주입관

이하, 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구의 섬유매트를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구의 우산살 너트를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 이용하여 수중구조물의 세굴부위를 보수하는 상태를 도시한 예시도이며, 도 7은 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구가 시공된 상태를 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구(P)는 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트(10)와; 상기 섬유매트(10)의 내부로 그라우트(G)를 주입하도록 형성된 주입공(12)으로 구성된다.

여기서, 상기 섬유매트(10)는 그 직육면체 형상을 유지하도록 일정한 간격마다 섬유매트(10)의 위아래 섬유 두 겹을 일정한 간격으로 지그재그로 서로 접합시켜 접합부(14)가 형성된 구조이다.

또한, 상기 주입공(12)에는 그라우트(G) 주입시 그라우트(G)가 누출되지 않도록 일방향밸브(16) 또는 부착식 개폐구가 고정 설치된 구조이다.

그리고, 상기 섬유매트(10)에는 그 내측으로 종횡으로 가로질러 와이어(18)가 설치된 구조이다.

특히, 상기 와이어(18)에는 방사상으로 외부로 돌출되는 우산살(20)로 이루어진 우산살너트(22)가 삽입 설치된 구조이다.

즉, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구(P)는 섬유매트(10)내에 그라우트(G)를 충전시켜 일정한 중량 구조물을 형성하여 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 보수함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 섬유매트(10)는 미경화콘크리트나 모르타르 또는 현장의 모래, 토사 등의 그라우트(G)를 주입할 수 있는 고강도 토목섬유로 이루어진 매트이다.

또한, 상기 섬유매트(10)는 그 직육면체 형상을 유지하도록 일정한 간격마다 섬유매트(10)의 위아래 섬유 두 겹을 일정한 간격으로 지그재그로 서로 접합시켜 접합부(14)가 형성된 구조이다.

이러한 접합부(14)는 섬유매트(10)내로 그라우트(G)를 주입하여 충전시 그라우트(G)의 팽창을 제한시켜 가급적이면 섬유매트(10)의 위로 볼록하게 솟아오르는 공형상이 아닌 평평한 직육면체 형상을 유지하기 위함이다.

특히, 상기 섬유매트(10)는 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)의 형상에 따라 적절한 형상으로 변형이 가능하나, 가급적이면 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)의 크기와 모양을 고려하여 세굴 방지구(P)를 제작하는 것이 바람직하며, 아울러 수중구조물(S)의 형태와 주위 현장여건을 모두 고려하여 적합한 형상으로 제작하여야 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)와 세굴 방지구(P)가 긴밀하게 결합될 수 있다.

한편, 상기 섬유매트(10)에는 주입공(12)이 형성되며, 상기 주입공(12)에는 일방향밸브(16) 또는 부착식 개폐구가 설치되어, 그라우트(G)를 원활하게 주입할 수 있도록 한 구조이다.

즉, 상기 일방향밸브(16)는 그라우트(G)를 섬유매트(10)내로만 흘려 보내고 외부로 그라우트(G)가 누출되지 않도록 하는 밸브이다.

이와 같이, 상기한 일방향밸브(16)를 통해 그라우트(G)를 주입하면 주입된 그라우트(G)가 경화되면서, 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 완전하게 보수가 이루어진다.

여기서, 상기 그라우트(G)는 시멘트 풀, 시멘트 모르타르, 플라이 애시, 미경화콘크리트나 모르타르 또는 현장의 모래, 토사 등 다양한 재료를 사용할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 세굴 방지구(P)는 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)가 작을 경우에 용이하게 설치 및 시공이 가능하다.

한편, 상기 섬유매트(10)를 여러 개 결합하여 사용할 경우에는 섬유매트(10)들을 종횡으로 배치하고, 상기 섬유매트(10)들의 내측으로 종횡으로 가로질러 와이어(18)로 연결하되, 상기 와이어(18)에는 방사상으로 외부로 돌출되는 우산살(20)로 이루어진 우산살너트(22)가 삽입 설치하여, 여러 개의 섬유매트(10)를 결합하여사용한다.

즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구(P)는 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트(10)들과; 상기 섬유매트(10)들의 내부로 그라우트(G)를 주입하도록 형성된 주입공(12)과 상기 섬유매트(10)들을 종횡으로 가로질러 내측을 관통하여 연결된 와이어(18)와; 상기 와이어(18)에 삽입 설치되며, 방사상으로 외부로 돌출되는 우산살(20)로 이루어진 우산살너트(22)로 이루어진 구조이다.

여기서, 상기 와이어(18)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 섬유매트(10)간을 서로 연결시킬 뿐만 아니라 섬유매트(10)내에 채워진 그라우트(G)가 압축에는 강하나 인장에는 약한 구조적 취약성을 보강하기 위함이다.

또한, 상기 와이어(18)의 외주면에 삽입된 우산살너트(22)는 도 5에 도시된 바와 같이, 와이어(18)의 위치를 잡아 주기 위한 기능을 하며, 또한 상기 우산살너트(22)의 우산살(20)은 그라우트(G)와의 사이에서 점착력 외에 기계적인 정착력까지 발휘하여 그라우트(G)와의 부착력을 증대시키도록 하기 위함이다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구(P)를 이용한 수중구조물(S)의 세굴부위(S1) 보수에 대해 설명한다.

본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구를 이용한 수중구조물(S)의 세굴부위 보수방법은 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 확인함과 동시에 그 표면을 정리하는 단계; 상기 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)에 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트(10)와; 상기 섬유매트(10)의 내부로 그라우트(G)를 주입하도록 형성된 주입공(12)으로 구성되는 세굴 방지구(P)를 설치하는 단계; 상기 세굴 방지구(P)의 섬유매트(10)내로 그라우트(G)를 주입하는 단계로 이루어진다.

여기서, 상기 그라우트(G)의 주입이 얕은 하천인 경우에는 상기 세굴 방지구(P)의 주입공(12)에 그라우트주입관(T)을 연결시킨 후, 그라우트(G)를 주입하는 것이다.

즉, 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)가 비교적 수심이 얕은 하천이나 천해인 경우에는 세굴 방지구(P)를 포설한 후, 상기 세굴 방지구(P)의 주입공(12)을 통해 육상에서 그라우트(G)를 주입하면, 상기 세굴 방지구(P)의 팽창 및 경화로 인하여 일정한 중량의 구조물이 형성되어 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 보수하게 되는 것이다.

한편, 상기 그라우트(G) 주입이 세굴부위(S1)가 깊은 하천 또는 바다인 경우에는 수상에 그라우트주입장치(A)가 장착된 바지선(B)을 위치시킨 상태로 상기 바지선(B)에서 상기 세굴 방지구(P)의 주입공(12)에 그라우트주입관(T)을 연결시킨 후, 상기 바지선(B)상에서 그라우트(G)를 주입하는 것이다.

즉, 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)가 상기한 바와 같이 수심이 깊은 하천이나 심해인 경우에는 육상에서의 그라우트(G) 작업은 사실상 불가능하므로, 일단 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)에 세굴 방지구(P)를 유실되지 않도록 고정시킨 상태에서 그라우트주입장치(A)가 적재된 바지선(B)상에서 그라우트관(T)을 길게 세굴 방지구(P)의 주입공(12)에서 연결시킨 상태로 하여 바지선에서 그라우트(G)를 주입하도록 한다.

이 때, 상기 바지선은 유수에 의해 흘러갈 수 있으므로 단단히 정박시켜 놓은 상태에서 그라우팅 작업을 진행하는 것이 바람직하다.

여기서, 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)가 비교적 작을 경우에는 섬유매트(10)로 이루어진 세굴 방지구(P)를 사용한다.

그렇지 않고 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)가 광범위하게 넓거나 깊을 경우에는 먼저 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 적절하게 치핑(면정리)를 한 후, 와이어(18)에 고정된 섬유매트(10)로 이루어진 세굴 방지구(P)를 세굴부위(S1)에 적절하게 배치함과 동시에 유실되지 않도록 고정시킨 후, 상기 세굴 방지구(P)의 섬유매트(10)에 그라우트(G)를 주입함과 동시에 그라우트(G) 주입에 따라 세굴부위(S1)의 형상에 맞게 팽창이 이루어지면, 그라우트(G)의 주입을 중단하면, 상기 섬유매트(10)에 주입된 그라우트(G)는 경화되는 바, 즉 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)의 형상과 동일한 형상으로 세굴 방지구(P)가 경화되면서 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 긴밀하게 보수할 수 있도록 한다.

또한, 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)의 여건에 따라 비교적 넓은 세굴부위(S1)를 와이어(18)가 연결된 세굴 방지구(P)를 이용하여 먼저 세굴부위(S1)를 보수한 후, 이어서 부분적인 세굴부위(S1)를 섬유매트(10)로 이루어진 세굴 방지구(P)로 세굴부위(S1)를 보수하면 보다 완벽한 수중구조물(S)의 세굴부위(S1)를 보수할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구는 편의상 방파제만을 대상으로 하여 본 고안의 기술적 구성 및 시공에 대해서 상세히설명하였으나, 기타 여수로, 수중보, 제방 및 교각 등 각종 수중구조물(S)에 널리 쉽게 적용할 수 있음을 밝혀두며, 이러한 수중구조물(S)에까지 본 고안의 기술적 사상이 미침을 밝혀두는 바이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 수중구조물용 세굴 방지구는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 고안에 따른 세굴 방지구는 수중구조물과 일체로 형성됨으로써, 수중구조물로부터 해일이나 파랑에 의해 유실될 염려가 없는 이점이 있다.

둘째, 본 고안에 따른 세굴 방지구는 수중구조물의 세굴부위의 단면형상에 관계없이 세굴 방지구의 형상의 변화가 가능함으로써, 다양한 수중구조물의 세굴부위 보수가 가능한 이점이 있다.

셋째, 본 고안에 따른 세굴 방지구는 섬유매트에 미경화콘크리트, 모르타르, 모래 또는 토사를 바지선 및 펌프를 이용하여 주입함으로써, 천해 및 심해에 관계없이 간편하고 능률적으로 시공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 소정의 단면형상으로 이루어진 섬유매트(10)와; 상기 섬유매트(10)의 내부로 그라우트(G)를 주입하도록 형성된 주입공(12)으로 구성됨을 특징으로 하는 수중구조물용 세굴 방지구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 섬유매트(10)는 그 직육면체 형상을 유지하도록 일정한 간격마다 섬유매트(10)의 위아래 섬유 두 겹을 일정한 간격으로 지그재그로 서로 접합시켜 접합부(14)가 형성된 것을 특징으로 하는 수중구조물용 세굴 방지구.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주입공(12)에는 그라우트(G) 주입시 그라우트(G)가 누출되지 않도록 일방향밸브(16) 또는 부착식 개폐구가 고정 설치된 것을 특징으로 하는 수중구조물용 세굴 방지구.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 섬유매트(10)에는 그 내측으로 종횡으로 가로질러 와이어(18)가 설치된 것을 특징으로 하는 수중구조물용 세굴 방지구.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 와이어(18)에는 방사상으로 외부로 돌출되는 우산살(20)로 이루어진 우산살너트(22)가 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 수중구조물용 세굴 방지구.