KR20110014425A - 준설토의 고화공법을 이용한 축제 및 매립공법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 축제 공법은 준설토를 투입하기 위한 주입구(11)가 형성된 섬유백(10) 내부에 고화재를 혼합한 준설토를 투입시키고, 상기 준설토가 주입된 섬유백을 차례로 적재시키는 단계로 이루어진다. 상기 고화재의 대표적인 예는 석고, 석회류, 고로슬래그, 플라이애쉬(fly ash), 마그네시아, 급결성 클링커 광물 및 음이온계 응집제를 포함하는 고화재가 있다. 상기 고화재는 준설토의 건조중량에 대하여 1~10 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 축제 공법은 축조된 제방의 호안면에 고화재와 함께 준설토를 투입시켜 호안공(20)을 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 본 발명의 축제 공법에 따라 제방을 축조하고, 현장의 준설토를 고화재와 함께 매립지(100)에 투입시켜 연약지반 처리장비가 진입가능한 견고한 매립지반을 조성한다.

축제 공법, 준설토, 섬유백, 고화재, 호안공, 매립지

Description

준설토의 고화공법을 이용한 축제 및 매립공법{Processes for Levee and Reclamation by Caking Dredged Sand}

본 발명은 하천이나 호수 또는 해양의 준설토를 이용하여 제방을 축조하거나 매립지를 조성하기 위한 공법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제방을 축조하거나 매립지를 조성할 때 준설토를 2중 매트로 제작된 섬유백 내에 고화재와 혼합한 준설토를 투입시켜 고화시킴으로써 제방을 축조하거나 매립지를 조성하는 새로운 공법에 관한 것이다.

하천이나 호수 또는 해양에 제방을 축조하거나 매립지를 조성하기 위하여 이제까지는 외부의 토석재료를 공사현장에 반입하여 사용하여 왔다. 외부의 토석재료는 보통 석산을 개발하여 얻어지고, 대규모 사석으로 제방을 축조하거나 모래 등 토석재를 매립지 공사장으로 운반하여 매립지를 조성하여 왔다. 종래의 이러한 방법은 석산개발에 따른 자연환경을 파괴하고, 대규모의 토석재료를 공사현장까지 운반해야 하는 등 과도한 공사비가 소요되고 있다. 석산에서 얻어지는 사석 대신에 하천이나 해안의 모래를 사용하는 경우도 있는데, 이 경우에도 외부로부터의 모래 반입에 따른 운반비 등으로 과도한 공사비가 소요되고 있다.

석산개발로부터 얻어지는 토석재료나 천연의 모래를 이용하여 축제 및 매립시에 발생하는 상기와 같은 결점을 해결하고자 공사 현장에서 이용 가능한 준설토를 그대로 이용하고자 하는 공법이 시도되었으나, 준설토를 그대로 이용할 경우 퇴적준설토에 함유된 각종 유해물질이 해양이나 하천으로 방출되어 오염을 확산시키는 문제가 발생하여 왔고, 지오튜브(지오텍스타일: 토목섬유) 재료가 자외선 등에 노출되어 손상될 경우 내부의 토사재료가 노출되어 제방이 무너져 버리기 때문에 영구시설로서 적합하지 못한 경우가 발생하고 있다.

또한 매립지를 조성하는 경우에는 연약지반 개량을 위하여 장비가 진입하여야 하는데, 이때 연약지반 위에 모래 등의 골재를 반입하여 모래 매트를 형성하여 왔다. 이 경우에도 다량의 외부 골재가 반입되어야 하기 때문에 공사비가 증가하고 공사기간이 더 소요되고 있다.

본 발명자는 상기와 같은 결점을 해결하기 위하여 제방을 축조하거나 매립지를 매립하는 공법에 있어서 현지의 준설토를 이용하고 준설토를 고화시킴으로써 본 발명의 새로운 축제 및 매립공법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명에서는 연약지반 위에 모래 매트를 형성하는 대신에 준설토와 함께 고화재를 연약지반 위에 투입하여 고화시킴으로써 외부골재를 반입하지 않고서도 고화준설토 위에 장비의 진입이 가능하다.

본 발명의 목적은 축제 또는 매립지 공사 현장에서 현지의 준설토를 이용함으로써 외부의 토석재료를 사용하는 종래의 공법에 비하여 공사비를 절감할 수 있는 새로운 축제 및 매립공법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 축제 또는 매립지 공사 현장에서 사용하는 준설토를 고화재를 혼합 투입하여 고화시킴으로써 오염물질이 수중에 용출되는 것을 방지하고, 나아가 친환경적인 제방이나 매립지를 조성할 수 있는 축제 및 매립공법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 축제 공사 현장에서 사용되는 준설토를 고화시킴으로써 외부의 섬유백이 손상되더라도 항구적인 제방을 축조할 수 있는 축제공법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 준설토를 공사현장에서 직접 사용함으로써 준설토를 별도로 폐기할 필요가 없고 공사비를 절감하고 또한 준설토 폐기로 인한 각종 환경오염 문제를 해결할 수 있는 축제 및 매립공법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 축제 공법은 준설토를 투입하기 위한 주입구(11)가 형성된 섬유 백(10) 내부에 고화재를 혼합한 준설토를 투입시키고, 상기 준설토가 주입된 섬유백을 차례로 적재시키는 단계로 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

상기 섬유백은 8 ton/m 이상의 인장강도와 (1.0~9.9)×10^-3 이상의 투수계수를 갖는 것이 바람직하다.

상기 고화재의 대표적인 예로는 석고, 석회류, 고로슬래그, 플라이애쉬(fly ash), 마그네시아, 급결성 클링커 광물 및 음이온계 응집제를 포함하는 고화재가 있는데, 이들 함량은 각각 20~40 중량%, 50~70 중량%, 10~30 중량%, 10~30 중량%, 4~10 중량%, 5~15 중량%, 및 0.01~1 중량%인 것이 바람직하다. 상기 고화재는 준설토의 건조중량에 대하여 1~10 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 축제 공법은 축조된 제방의 호안면에 고화재를 혼합한 준설토를 투입시켜 호안공(20)을 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

호안공을 설치함으로써 호안의 사면을 고르게 하고, 제방을 2중으로 보호하는 효과를 갖는다.

상기 호안공은 토목섬유대 내에 고화재와 함께 준설토를 투입시켜 준설토를 고화시켜 형성한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 축제 공법에 따라 제방을 축조하고, 현장의 준설토를 고화재와 함께 매립지(100)에 투입시켜 매입지를 조성한다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명은 축제 또는 매립지 공사 현장에서 현지의 준설토를 이용함으로써 외부의 토석재료를 사용하는 종래의 공법에 비하여 공사비를 절감하고, 공사 현장에서 사용하는 준설토에 고화재를 혼합 투입하여 고화시킴으로써 오염물질이 수중에 용출되는 것을 방지하고, 나아가 친환경적인 제방이나 매립지를 시공하며, 준설토를 고화시킴으로써 외부의 섬유백이 손상되더라도 항구적인 제방을 축조할 수 있고, 준설토를 공사현장에서 직접 사용함으로써 준설토를 별도로 폐기할 필요가 없이 재활용하여 따라서 준설토 폐기로 인한 각종 환경오염 문제를 해결할 수 있는 축제 및 매립공법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명은 하천이나 호수 또는 해양의 준설토를 이용하여 제방을 축조하거나 매립지를 매립하기 위한 공법에 관한 것으로, 제방을 축조하거나 매립지를 조성할 때 준설토를 2중 매트로 제작된 섬유백 내에 고화재를 혼합 투입시켜 준설토를 고화시킴으로써 제방을 축조하거나 매립지를 매립하는 새로운 공법에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 한 구체예에 따른 축제공법을 도시하기 위한 제방의 개략적인 단면도이다. 제3도는 본 발명의 축제 공법에 사용되는 섬유백(bag)의 개략적인 사시도로서, (A)는 정육면체의 섬유백이고, (B)는 다각형의 장섬유백이다.

본 발명의 축제 공법은 준설토를 투입하기 위한 주입구(11)가 형성된 섬유백(10) 내부에 고화재를 혼합한 준설토를 투입시키고, 상기 준설토가 주입된 섬유 백을 차례로 적재시키는 단계로 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

제3도 (A)에 도시된 정육면체의 섬유백은 폴리에스터 원단을 원료로 한 토목섬유로 한 변의 길이가 약 2~10 m인 정육면체로서 준설토를 주입하기 위한 주입구(11)가 상부면에 형성된다. 제3도 (B)에 도시된 직육면체의 섬유백은 폴리에스터 원단을 원료로 한 토목섬유로 측면의 한 변이 약 2~10 m이고 길이가 약 5~50 m인 다각형으로서 준설토를 주입하기 위한 주입구(11)가 상부면에 하나 이상 형성된다. 물론 섬유백의 크기는 상기 치수에 한정되는 것은 아니고 공사 현장의 여건에 따라 얼마든지 변형될 수 있고, 이러한 변형은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명에 사용되는 섬유백은 8 ton/m 이상의 인장강도와 (1.0~9.9)×10^-3 이상의 투수계수를 갖는 것이 바람직하다. 충분한 인장강도를 유지해야 섬유백이 파열되지 않고 장시간 준설토를 내부에 지지할 수 있고, 또한 충분한 투수계수를 가져야 준설토와 함께 섬유백 내부로 투입됨 물이 원활하게 외부로 배출될 수 있다. 다시 말해서, 투수계수가 (1.0~9.9)×10^-3 이하이면 섬유백 내부에 투입된 물이 외부로 잘 배출되지 않기 때문에 제방을 축조하는 시간이 길어지거나 불량한 제방이 만들어질 수 있다. 섬유백은 인장강도나 투수계수 뿐만 아니라 신장률이나 봉합강도 등과 같은 물성도 충족해야 하는데, 섬유백은 이미 공지되어 사용되어 왔던 자재로서 본 발명의 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명의 고화재 혼합방식은 준설토 흡입 압송 배출관에 분말형의 고화재를 액화시켜 혼합하는 방식을 채택하여 송출관을 통해 혼합되면서 배출시키는 자동혼합방식이다. 본 발명에서의 자동혼합방식은 배차 혼합방식에 비하여 작업을 중단없이 계속하면서 혼합시키는 연속작업방식으로 작업이 효율적이다.

본 발명에서는 섬유백(10) 내부에 공사 현장의 준설토에 고화재를 혼합 투입시킨다. 준설토가 투입된 섬유백은 제1도에 도시된 바와 같이 바닥면에서부터 차례로 쌓아 제방을 형성한다. 연약지반(200)의 바닥에는 토목섬유(30)를 포설하는데, 이는 섬유백(10)을 보호하는 역할을 한다.

본 발명에 사용되는 고화재의 대표적인 예로는 석고, 석회류, 고로슬래그, 플라이애쉬(fly ash), 마그네시아, 급결성 클링커 광물 및 음이온계 응집제를 포함하는 고화재가 있는데, 이 고화재는 이들 성분 외에도 다른 성분들을 함유할 수 있다. 고화재를 준설토와 함께 혼합하여 투입시키기 때문에, 섬유백 내부의 준설토를 즉시 고화시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 고화재는 석고가 20~40 중량%, 석회류가 50~70 중량%, 고로슬래그가 10~30 중량%, 플라이애쉬가 10~30 중량%, 마그네시아가 4~10 중량%, 급결성 클링커 광물이 5~15 중량%, 그리고 음이온계 응집제가 0.01~1 중량%인 것이 바람직하다. 상기 고화재는 준설토의 건조중량에 대하여 1~10 중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 고화재의 사용량은 공사현장에서의 고화성능에 달려 있지만, 상기 고화재의 경우 1중량% 미만인 경우에는 충분한 고화성능을 발휘할 수 없고, 10중량% 이상인 경우에는 고화재를 필요 이상으로 사용하여 원가를 상승시키는 요인이 된다.

상기 성분의 고화재는 고화성능이 강력하기 때문에 상기와 같이 준설토의 건조중량에 대하여 1~10 중량%의 범위로 사용하지만, 고화성능이 강력하지 않은 고화재인 경우에는 더 많은 양을 사용해야 한다. 예를 들어, 본 발명에서는 이산화규소(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃)과 산화철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO)과 산화마그네슘(MgO), 산화나트륨(Na₂O)과 산화칼륨(K₂O), 및 삼산화황(SO₃)을 포함하는 고화재가 사용될 수 있는데, 이 경우에는 고화성능이 강력하지 않기 때문에 준설토의 건조중량에 대하여 30~40 중량%의 범위로 사용하여야 한다. 상기 고화재는 이산화규소가 25~35 중량%, 산화알루미늄과 산화철이 10~15 중량%, 산화칼슘과 산화마그네슘이 55~70 중량%, 산화나트륨과 산화칼륨이 1~10 중량%, 및 삼산화황이 10~20 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 축제 공법은 축조된 제방의 호안면에 고화재와 함께 준설토를 투입시켜 호안공(20)을 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 축제공법을 도시하고 호안공이나 연약지반 처리장비 진입의 개략적인 단면도이다.

제2도의 구체예에서는 준설토가 투입된 섬유백(10)으로 제방을 쌓고, 제방의 호안면에 호안공(20)을 더 설치하는 공법을 도시한다. 호안공을 설치함으로써 호안의 사면을 고르게 하고, 제방을 2중으로 보호하는 효과를 갖는다. 물론 이 경우에도 연약지반(200)의 바닥면에 토목섬유(30)를 포설한다. 이 호안공도 토목섬유대 내에 고화제와 함께 준설토를 투입시켜 준설토를 고화시켜 형성한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 축제 공법에 따라 제방을 축조하고, 현장의 준설토를 고화재와 함께 매립지(100)에 투입시켜 매입지를 시공한다.

종래의 매립지 조성 방법에서, 매립지를 조성하는 경우에는 연약지반 개량을 위하여 장비가 진입하여야 하는데, 이때 연약지반 위에 모래 등의 골재를 반입하여 모래 매트를 형성하여 왔다. 이 경우에도 다량의 외부 골재가 반입되어야 하기 때문에 공사비가 증가하고 공사기간이 더 소요되고 있다. 그러나 본 발명에서는 연약지반 위에 모래 매트를 형성하는 대신에 고화재를 혼합한 준설토를 연약지반 위에 투입하여 고화시킴으로써 외부골재를 반입하지 않고서도 고화준설토 위에 장비의 진입이 가능하다. 제2도와 같이 연약지반 처리장치(50)가 진입하여 연약지반을 강화하기 위한 파일(60)을 형성할 수 있다.

본 발명의 공법에 따라 공사 현장의 준설토를 매립지의 연약지반 위에 포설하는 방법은 이미 공지된 기술을 이용하는 것으로, 이는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

제4도는 현장의 준설토를 흡입하여 고화재와 혼합한 후 압송하기 위한 장치의 개략적인 도면이다. 준설토 흡입장치(71)와 펌프(73)에 의하여 준설토를 흡입시키고, 고화재 혼합장치(72)에 의하여 준설토와 고화재를 혼합하고, 압송관(74)을 통하여 매립지(100)에 압송한다. 제5도는 호안공이 형성되고, 고화재가 혼합된 준설토가 포설되고, 연약지반 처리장치가 작업하는 과정을 도시하기 위한 개략적인 도면이다. 연약지반의 매립지에 고화준설토를 포설함으로써 연약지반 처리장치가 진입하여 파일(60) 작업을 할 수 있다.

본 발명은 축제 공사 현장에서 사용되는 준설토를 고화시킴으로써 외부의 섬유백이 손상되더라도 항구적인 제방을 축조할 수 있는 축제공법을 제공하고, 준설토를 공사현장에서 직접 사용함으로써 준설토를 별도로 폐기할 필요가 없고 따라서 준설토 폐기로 인한 각종 환경오염 문제를 해결할 수 있는 축제 및 매립공법을 제공한다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

제1도는 본 발명의 한 구체예에 따른 축제공법을 도시하기 위한 제방의 개략적인 단면도이다.

제2도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 축제공법을 도시하고 호안공이나 연약지반 처리장비 진입의 개략적인 단면도이다.

제3도는 본 발명의 축제 공법에 사용되는 섬유백(bag)의 개략적인 사시도로서, (A)는 정육면체의 섬유백이고, (B)는 다각형의 장섬유백이다.

제4도는 현장의 준설토를 흡입하여 고화재와 혼합한 후 압송하기 위한 장치의 개략적인 도면이다.

제5도는 호안공이 형성되고, 고화재가 혼합된 준설토가 포설되고, 연약지반 처리장치가 작업하는 과정을 도시하기 위한 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

10 : 섬유백 20 : 호안공

11 : 주입구 30 : 토목섬유

50 : 연약지반 처리장치 60 : 파일

70 : 바지선 71 : 준설토 흡입장치

72 : 고화재 혼합장치 73 : 펌프

74 : 압송관 100 : 매립지

200 : 연약지반 (뻘)

Claims (11)

1. 준설토를 투입하기 위한 주입구(11)가 형성된 섬유백(10) 내부에 고화재를 혼합한 준설토를 투입시키고; 그리고

   상기 준설토가 주입된 섬유백을 차례로 적재시키는;

   단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유백이 8 ton/m 이상의 인장강도와 (1.0~9.9)×10^-3 이상의 투수계수를 갖는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
3. 제1항에 있어서, 상기 고화재는 석고, 석회류, 고로슬래그, 플라이애쉬(fly ash), 마그네시아, 급결성 클링커 광물 및 음이온계 응집제를 포함하는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
4. 제3항에 있어서, 상기 고화재는 석고가 20~40 중량%, 석회류가 50~70 중량%, 고로슬래그가 10~30 중량%, 플라이애쉬가 10~30 중량%, 마그네시아가 4~10 중량%, 급결성 클링커 광물이 5~15 중량%, 그리고 음이온계 응집제가 0.01~1 중량%인 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 고화재는 준설토의 건조중량에 대하여 1~10 중량%의 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
6. 제1항에 있어서, 상기 고화재는 이산화규소(SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃)과 산화철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO)과 산화마그네슘(MgO), 산화나트륨(Na₂O)과 산화칼륨(K₂O), 및 삼산화황(SO₃)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
7. 제6항에 있어서, 상기 고화재는 이산화규소가 25~35 중량%, 산화알루미늄과 산화철이 10~15 중량%, 산화칼슘과 산화마그네슘이 55~70 중량%, 산화나트륨과 산화칼륨이 1~10 중량%, 및 삼산화황이 10~20 중량%인 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 고화재는 준설토의 건조중량에 대하여 30~40 중량%의 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 제방의 축제 공법.
9. 제1항에 있어서, 상기 준설토를 투입하는 단계가 분말형의 고화재를 액화시켜 준설토의 압송관에 연결시켜 작업 중단 없이 연속 혼합송출방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 혼합공법.
10. 제1항에 있어서, 상기 축조된 제방의 호안면에 고화재를 혼합한 준설토를 토목섬유대에 투입시켜 호안공(20)을 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제방의 사면에 축조하는 공법.
11. 매립지에 모래 등 토석재를 반입하는 대신 고화재를 혼합한 준설토를 매립지에 투입하여 고화시킴으로서 연약지반 처리의 진입이 가능하게 되고;

    상기 준설토가 주입된 섬유백을 차례로 적재시켜 제방을 형성하고; 그리고

    현장의 준설토를 고화재를 혼합하여 매립지(100)에 투입시켜 매입지를 형성하는;

    단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매립지의 조성 공법.

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