KR20040069434A - 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법 - Google Patents

하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른, 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법은, 하천제방 및/또는 바닥의 표면에 토목섬유를 포설하는 포설단계와; 상기 토목섬유의 표면에 세라믹 고화제가 포함된 고화혼화액을 숏크리트 공법으로 살포하는 살포단계와; 상기 살포단계에서 살포된 고화혼화액이 고화되도록 하는 고화단계;를 갖는다. 이러한 본 발명은, 하천수의 유실을 방지하며, 하천제방 및/또는 바닥이 연약해져서 붕괴되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른, 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법은, 토목섬유를 고화혼화액을 담은 함침통에 넣어 함침시키는 함침단계와; 상기 함침단계를 거친 고화혼화액이 함침된 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥의 표면에 포설하는 포설단계와; 상기 포설단계에서 포설된 고화혼화액이 함침된 토목섬유의 고화혼화액이 고화되도록 하는 고화단계;를 갖는다. 이러한 본 발명은, 하천수의 유실을 방지하며, 하천제방 및/또는 바닥이 연약해져서 붕괴되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법{METHOD OF CONSTRUCTING SHIELD FOR PROTECTING RIVERBANK AND/OR BOTTOM}
본 발명은 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법에 관한 것으로서, 하천제방 및/또는 바닥에서의 하천수가 유실되는 것을 차단하며, 하천제방이 연약해져서 붕괴되는 것을 방지하는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법에 관한 것이다.
최근 물에 대한 사용이 늘어나는 것과 달리, 홍수나 기타 등으로 발생되는 물에 의한 재해가 많이 발생하고 있다. 이에 따라, 물의 사용을 늘리면서도 재해를 방지하기 위하여, 기존의 자연하천제방 및/또는 바닥을 정비하고 또한 인위적으로 하천제방 및/또는 바닥을 조성하여 만들고 있다.
종래에 하천제방 및/또는 바닥을 조성하는 공법으로 돌망태공법과, 콘크리트 옹벽공법과 연속차수벽 형성공법이 있었다.
돌망태공법은 하천제방 및/또는 바닥 하부에서 발생하는 하천 수류의 마찰을 줄이고 세굴현상을 방지하므로 종래에 많이 이용되었지만, 하천수가 제방 또는 바닥에 침투되는 경우에, 하천제방이 연약해져서 붕괴될 수 있었다.
콘크리트 옹벽구조공법은, 제방을 수직으로 세울 수 있고 하천수가 바닥면에 침투되거나 유출되지 않고 하천수가 빠르게 흐르면서 하천의 하부로 유입되게 할 수 있었다. 하지만, 콘크리트의 옹벽에 수화반응으로 홈이 발생할 수 있는데, 이러한 경우에 하천수가 상기 홈을 통해서 유출되고 유출된 하천수는 세굴현상을 일으키고 콘크리트 옹벽에 있는 토사를 유출시킴으로써, 하천제방을 붕괴시킬 수 있었다. 또한, 시멘트의 수화반응에서 발생되는 알칼리 성분인 칼슘(Ca)성분이 하천수에 포함되는데, 칼슘(Ca)성분이 자연하천 생태계를 파괴하는 문제점이 있었다.
연속차수벽 형성공법은 최근에 많이 이용되는 것으로, 하천제방 가운데 연속차수벽을 형성하여 하천수가 하천제방을 침투하고 유출되는 것을 차단함으로써, 하천제방이 붕괴되는 것을 막을 수 있다. 하지만, 연속차수벽 형성공법은 하천 바닥을 통하여 하천수가 지하로 침투하는 것을 방지할 수 없는 문제점이 있었다. 그러므로, 연속차수벽 형성공법으로 조성된 하천은 유량이 적은 시기에 하천에 물이 없는 건하천이 될 수 있었다.
따라서 상기의 종래 기술로는 제방의 붕괴위험을 줄이면서 하천수의 유출을 방지하여 차수능력을 높일 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 하천제방 및/또는 바닥에 내구성과 차수능력이 뛰어난 섬유고화판을 도포시켜 하천수류의 마찰에 의한 하천제방 및/또는 바닥 토사의 세굴현상을 방지하는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 하천수가 하천제방 및/또는 바닥에 침투하여 유실되는 것을 차단하고, 하천제방 및/또는 바닥이 연약해져서 붕괴를 방지하는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호차수막 형성공법의 실시예1,
도 2는 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호차수막 형성공법의 실시예2,
도 3은 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호차수막 형성공법의 실시예3,
도 4는 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호차수막 형성공법의 실시예4.
* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 자갈 20 : 토목섬유
22 : 토목섬유테이프 30 : 노즐
40 : 고화혼화액 50 : 섬유고화판
60 : 함침통 70 : 하천제방 및 바닥
본 발명에 의한 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법은, 하천제방 및/또는 바닥의 표면에 토목섬유를 포설하는 포설단계와; 상기 토목섬유의 표면에 세라믹 고화제가 포함된 고화혼화액을 숏크리트 공법으로 살포하는 살포단계와;상기 살포단계에서 살포된 고화혼화액이 고화되도록 하는 고화단계;를 갖는다.
여기서, 토목섬유가 하천의 사면에 강하게 부착되도록 하기 위하여, 상기 포설단계 다음에, 상기 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥에 고정시키는 지지수단을 설치하는 지지단계를 추가로 가질 수 있다. 또한, 상기 고화혼화액은 세라믹 고화제의 비율을 10%이하로 하는 경우에는 실제로 잘 섞이지 않으며, 세라믹 고화제의 비율을 80%이상으로 하는 경우에는 너무 묽어 고화혼화액의 역할을 제대로 하지 못한다. 그러므로, 상기 고화혼화액은 세라믹 고화제 10 내지 80중량%와 물 20 내지 90중량%가 혼화된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법은, 토목섬유를 고화혼화액을 담은 함침통에 넣어 함침시키는 함침단계와; 상기 함침단계를 거친 고화혼화액이 함침된 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥의 표면에 포설하는 포설단계와; 상기 포설단계에서 포설된 고화혼화액이 함침된 토목섬유의 고화혼화액이 고화되도록 하는 고화단계;를 갖는다.
여기서, 토목섬유가 하천의 사면에 대한 강한 부착을 하기 위하여, 상기 포설단계 다음에, 상기 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥에 고정시키는 지지수단을 설치하는 지지단계와; 상기 지지수단의 표면을 고화혼화액으로 도포하는 지지수단 보호단계;를 추가로 가진다. 또한, 상기 고화혼화액은 세라믹 고화제의 비율을 10%이하인 경우에는 실제로 잘 섞이지 않으며, 세라믹 고화제의 비율을 80%이상인 경우에는 너무 묽어 고화혼화액의 역할을 제대로 하지 못한다. 그러므로, 상기 고화혼화액은 세라믹 고화제 10 내지 80중량%와 물 20 내지 90중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법으로 제작된 보호차수막은 원재료가 무기계 접착제로서 장기간 자연환경에 노출되어도 부식, 열화 현상이 발생되지 않아 반영구적이고, 또한 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 물 속에서 풀어지지 않으며 하천 바닥까지 시공하여도 문제가 없다. 또한 상기 보호차수막의 원재료가 무기계이기 때문에, 보호차수막의 일부성분이 물 속에 섞이더라도 자연생태계에 무해한 친환경공법이라 할 수 있다.
그리고 하천제방 및/또는 바닥에 포설시에 사용되는 토목섬유로서 부직포가 바람직하다. 여기서, 부직포는 연성을 가지며, 부직포에 세라믹 고화제가 함침된 것은 콘크리트보다 높은 300kgf/㎠이상의 고강도의 내구성을 가진다. 따라서, 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 수류접촉에 의한 하천제방 및/또는 바닥 파손을 방지하며, 또한 보호차수막이 1×10-8cm/sec이하의 작은 투수성능을 가지기 때문에 하천수가 하천제방 및/또는 바닥에 침투하는 것을 억제한다. 또한, 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 자연환경상태에서 자외선 등에도 변화되지 않고, 열화손상이 되지 않으며, 필요시에는 색소를 첨가시키면 다양한 색상을 구현할 수 있으므로 친환경적이고 시공이 간단하여 경제적인 기술이라 하겠다.
이하 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 하천제방 및/또는 바닥을 축조하는 공사에는 하천제방 하단을 안정시키기 위하여 사용하는 돌망태공법이나 콘크리트 옹벽구조공법이 있다. 그런데,상기 공법으로 축조된 하천제방 및/또는 바닥에서 세굴현상이 발생하고 토사가 유출되기 때문에 하천제방의 파손 및 붕괴가 쉽게 되었다.
이러한 세굴현상에 의한 토사의 유출을 방지하도록, 연약지반이나 세굴지역에 보강재로서 토목섬유인 부직포가 사용되어 왔다.
한편, 시멘트는 토목분야에 오랫동안 사용되었으며, 그 재질에 대한 많은 검증을 받은 우수한 재료이다. 그런데, 시멘트는 강 알카리 성분(pH 12~13)을 가지며 시멘트의 입도는 토목섬유의 섬유질의 간격보다 크다.
그러므로, 시멘트는 토목섬유인 부직포내로 침투하지 못하고, 또한 시멘트의 알카리성분이 부직포를 열화시켜 파손시키기 때문에 시멘트와 토목섬유는 함께 사용되지 못하였다.
섬유고화판은 세라믹 고화제를 물과 혼합하며, 혼합된 세라믹 고화제를 토목섬유인 장섬유 부직포를 함침시킨 후에 고화된 것이다. 여기서 세라믹 고화제는 미세분말로 존재한다.
이와 같이 제작된 섬유고화판은 내구성이 강하고 투수계수가 아주 낮다.
또한 섬유고화판으로 이루어진 보호차수막을 하천제방 및/또는 바닥에 형성하는 방법은, 사전에 일정한 규격으로 제작한 섬유고화판을 하천제방 및/또는 바닥 전체에 포설하는 것과, 부직포를 미리 하천제방 및/또는 바닥에 포설한 후 세라믹 고화제 혼화액을 숏크리트 기법으로 살포시키는 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 섬유고화판으로 이루어진 보호차수막은 하천제방 및/또는 바닥에 용이하게 설치된다.
여기서, 미리 제작한 섬유고화판을 하천제방 및/또는 바닥에 포설하는 경우, 섬유고화판과 섬유고화판의 측면은 붙어 있지 않는데, 부직포를 잘라서 세라믹 고화 혼화액에 함침시켜서 토목섬유테이프를 만든 후에, 상기 토목섬유테이프를 고화부직포판과 고화부직포판의 측면 사이를 붙인다. 이때, 토목섬유테이브가 붙어진 부분은 건조된 후에는 고화부직포판과 동일한 성능을 발휘하게 된다.
또한, 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 섬유고화판이나 토목섬유인 부직포를 고정시키기 위하여 앙카나 못 등을 사용하여도 깨어지지 않고, 산화되지 않으며, 세라믹 고화제가 무기계이기 때문에 건조수축 및 균열의 발생이 되지 않는다. 또한 섬유고화판 및 부직포는 유연성을 가지기 때문에, 제살붙임, 절단 등이 용이하다. 따라서, 본 발명에 따른 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 현장에서 시공하기 용이하다.
세라믹 고화제는 콘크리트의 투수계수, 인장강도 및 휨강도와 비교하여, 낮은 투수계수를 갖고 또한 인장강도 및 휨강도가 10배 높다. 특히 세라믹고화제는 낮은 온도에서 인치당 7×10-6으로 충격에 손상되지 않고, 또한 수중에 세라믹 고화제가 포설되는 경우에 수중하중으로 인한 손상이 거의 없고, 수류의 충격이나 접촉에 의한 마모가 거의 되지 않는다.
또한 부직포를 이용하여 제작된 섬유고화판은, 180N/cm이상의 굴곡강도에서 파손이 되지 않으며, 현장에서 연속접합 시공시에 절단시공, 앙카링이 가능하다. 또한, 설치시에 섬유고화판의 일부분이 파손되더라도, 부직포를 고화혼화액에 함침시킨 후 부직포를 섬유고화판의 파손된 부분에 접착(제살붙임)시키면 섬유고화판의 파손된 부분이 보수된다.
하천제방 및/또는 바닥 보호차수막은 차수능력과 내구성이 좋은 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막을 형성하면서, 하천수가 하천제방 및/또는 바닥으로 유입되는 것을 방지하며 수류에 의한 하천제방 및/또는 바닥에서 세굴현상이 발생하는 것을 차단한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예1]
도1는 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호방법의 실시예1이다.
도1을 참조하면, 하천제방 및 바닥(70)에 섬유고화판(50)을 하천제방 및 바닥(70)의 상부에 안착시킨다. 여기서 인접한 섬유고화판(50)과 섬유고화판(50)은 서로 밀착하여 안착시킨다. 그리고, 인접한 섬유고화판(50)과 섬유고화판(50)의 연결부위를 토목섬유테이프(22)로 덮고, 숏크리트공법에 사용되는 노즐(30)에서 고화혼화액(40)을 분사하여 토목섬유테이프(22)를 고화혼화액(40)으로 함침시킨다.
그런 후에, 일정시간(고화혼화액이 고화되는 30분 정도의 시간) 경과하면, 섬유고화판(50)들은 토목섬유테이프(22)에 의해 일체화되어 보호차수막이 형성되는데, 이 때 보호차수막이 형성된 하천의 바닥에 자갈(10)을 놓는다.
한편, 섬유고화판(50)의 특정부위에 앵커(미도시) 등의 지지수단을 사용할수 있다. 지지수단에는 토목섬유테이프를 덮고 고화혼화액(40)을 분사하여 고화시키면, 지지수단도 녹슬거나 부식되지 않아 섬유고화판(50)이 유지되는 동안 섬유고화판(50)과 하천제방 및 바닥(70)사이의 연결을 보다 강하게 해준다.
[실시예2]
도2는 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호방법의 실시예2이다. 먼저, 토목섬유테이프(22)를 덮고 고화혼화액(40)을 분사하는 대신, 미리 고화혼화액에 함침된 토목섬유테이프(22)를 인접한 섬유고화판(50)과 섬유고화판(50)의 연결부위에 덮는 것을 제외하고는 실시예1과 동일하다.
섬유고화판(50)은 서로 맞물리도록 제작될 수도 있으며, 상기 하천제방 및 바닥(70)은 건물 등의 건축구조물로도 대체가능하다. 즉, 건축물에도 시공할 수 있다.
[실시예3]
도3은 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호방법의 실시예3이다.
도3을 살펴보면, 먼저, 하천제방 및 바닥(70)의 표면에 토목섬유(20)를 포설한다. 이 때, 토목섬유(20)는 가능하면 서로 밀착되도록 포설하며, 서로 약간씩 겹치도록 포설할 수도 있다.
그리고, 포설된 토목섬유(20)의 상부에 숏크리트공법으로 고화혼화액(40)을 분사한다.
그런 후에, 일정시간(고화혼화액이 고화되는 30분 정도의 시간)이 경과하면, 하천제방 및 바닥(70)에는 섬유고화판(50)으로 이루어진 보호차수막이 형성된다.
그리고 상기 보호차수막이 형성된 바닥에 자갈(10)를 놓는다.
한편, 섬유고화판(50)과 하천제방 및 바닥(70)사이의 연결을 보강하기 위해, 포설된 토목섬유(20)의 특정부위에 앵커(미도시) 등의 지지수단을 사용할 수 있다. 이 경우에는, 토목섬유(20)가 포설된 후에, 지지수단을 설치한다. 그런 후에, 토목섬유(20) 및 지지수단에도 고화혼화액(40)을 분사하여 고화시킨다. 이에 의해서, 지지수단이 녹슬거나 부식되지 않으며, 섬유고화판(50)과 하천제방 및 바닥(70) 사이의 연결을 보다 강하게 해준다.
[실시예4]
도4는 본 발명에 따른 하천제방 및 바닥 보호방법의 실시예4이다.
도4를 살펴보면, 먼저, 고화혼화액(40)이 담겨진 함침통(60)에서 토목섬유(20)를 고화혼화액(40)에 함침시키고, 고화혼화액(40)에 함침된 토목섬유(20)를 하천제방 및 바닥(70)의 표면에 포설한다. 고화혼화액(40)에 함침된 토목섬유(20)는 가능하면 서로 밀착되도록 포설한다.
그런 후에, 일정시간(고화혼화액이 고화되는 30분 정도의 시간)이 경과하면, 하천제방 및 바닥(70)에는 섬유고화판(50)으로 이루어진 보호차수막이 형성된다.
상기 함침통(60)에 바이브레이터(미도시)가 설치되면, 고화되었을 때 보다 강도 높은 섬유고화판(50)으로 이루어진 보호차수막이 형성된다.
그리고 상기 보호차수막이 형성된 바닥에 자갈(10)을 놓는다.
한편, 섬유고화판(50)과 하천제방 및 바닥(70)사이의 연결을 보강하기 위해, 포설된 토목섬유(20)의 특정부위에 앵커(미도시) 등의 지지수단을 사용할 수 있다.
이때, 섬유고화판(50)이 포설된 후에 지지수단으로 섬유고화판(50)를 고정하는 경우에, 지지수단의 상부영역이 녹슬거나 부식되는 것을 방지하도록 지지수단의 상부역역에 고화혼화액(40)을 함침시킨다. 또한, 섬유고화판(50)이 포설되면서 동시에 지지수단으로 섬유고화판(50)을 고정하는 경우에 지지수단의 상부영역은 자연스럽게 고화혼화액(40)이 함침되어 지지수단의 상부영역이 녹슬거나 부식되는 것이 방지된다.
한편, 실시예1 내지 실시예4에서 고화혼화액(40)은 세라믹 고화제 50중량%와 물 50중량%가 혼화된 것을 사용하였다. 세라믹 고화제와 물의 비율은 현장여건, 섬유고화판(50)의 강도, 요구되는 투수계수 등에 따라 변경할 수 있다.
실시예1 내지 실시예4에서 보호차수막은 하천제방 및 바닥에 형성되는 것으로 하였으나, 하천제방과 하천바닥 중 어느 한 곳에만 형성되도록 할 수 있다.
실시예1 내지 실시예4에서 보호차수막은 하천제방의 일측면과 바닥이 연결되어 설치되었으나, 하천제방의 양측제방과 바닥이 전부 연결된 상태로 설치할 수 있다.
보호차수막은 임의의 색상구현도 가능하므로 하천제방 및/또는 바닥에 맞는 색상을 구현하여, 조경성을 좋게 할 수 있다.
보호차수막을 설치한 후에 하천제방의 바닥면에 자갈이 놓았으나, 자갈 이외에도 돌망태 등이 종래에 사용되는 보호방법을 추가로 적용할 수 있으며 가능하며, 하천제방의 측면에도 자갈 및 돌망태 등을 놓을 수 있다.
본 발명은 기존 하천제방 및/또는 바닥 안정화 및 차수공사를 대신하여 부직포를 모체로 하고 세라믹 고화제(모델링파우더)를 물에 혼화시킨 고화혼화액을 숏크리트공법으로 살포시켜 내구성 및 차수성이 뛰어난 보호차수막을 하천제방 및/또는 바닥에 형성시키는 공법으로 종래의 기술보다 뛰어난 다음과 같은 여러 가지 효과를 수반하게 된다.
(1) 어떠한 하천제방 및/또는 바닥 형태에도 자유롭게 그 형상을 유지하는 시공이 가능하고 살포된 고화혼화액이 포설된 부직포는 물론 하부의 하천제방 및/또는 바닥 토사에도 침투되어 지반과 보호차수막이 일체화 시공되어 내구성이 더욱 증진된다.
(2) 보호차수막은 부직포의 유연성과 세라믹 고화제의 특수성이 결합되어 내강도, 내구성, 내투수성, 내동결융해성 및 내약품성도 뛰어나고 불연성으로 화재에도 안정하며 색상구현이 가능하며 조경성이 뛰어나다.
(3) 기존 공법에 비하여 시공방법이 간단하고 경제성이 있으며 보호차수막이 불투수층으로 하천수의 유출손실을 방지하여 하천수의 하천제방 및/또는 바닥 침투로 인한 하천제방 및/또는 바닥 붕괴를 방지할 수 있다.
(4) 사용하는 자재가 세라믹 고화제로 무기물 계통이므로 용출이 되어도 인체에 무해한 친환경성 제품이다.
(5) 보호차수막 파손시 육안 확인이 가능하고 파손된 부분은 같은 재질로 테이프 처리하면 같은 성능 발휘가 가능하며 개보수도 편리하다.

Claims (4)

  1. 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법에 있어서,
    하천제방 및/또는 바닥의 표면에 토목섬유를 포설하는 포설단계와;
    상기 토목섬유의 표면에 세라믹 고화제가 포함된 고화혼화액을 숏크리트 공
    법으로 살포하는 살포단계와;
    상기 살포단계에서 살포된 고화혼화액이 고화되도록 하는 고화단계;를 갖는
    하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포설단계 다음에,
    상기 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥에 고정시키는 지지수단을 설치하는 지지단계를 추가로 가지며,
    상기 고화혼화액은 세라믹 고화제 10 내지 80중량%와 물 20 내지 90중량%가 혼화된 것을 특징으로 하는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법.
  3. 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법에 있어서,
    토목섬유를 고화혼화액을 담은 함침통에 넣어 함침시키는 함침단계와;
    상기 함침단계를 거친 고화혼화액이 함침된 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥의 표면에 포설하는 포설단계와;
    상기 포설단계에서 포설된 고화혼화액이 함침된 토목섬유의 고화혼화액이 고
    화되도록 하는 고화단계;를 갖는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포설단계 다음에,
    상기 토목섬유를 하천제방 및/또는 바닥에 고정시키는 지지수단을 설치하는 지지단계와; 상기 지지수단의 표면을 고화혼화액으로 도포하는 지지수단보호단계;를 추가로 가지며,
    상기 고화혼화액은 세라믹 고화제 10 내지 80중량%와 물 20 내지 90중량%가
    혼화된 것을 특징으로 하는 하천제방 및/또는 바닥 보호차수막 형성공법.
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