KR20140108476A

KR20140108476A - 사방댐

Info

Publication number: KR20140108476A
Application number: KR20130022424A
Authority: KR
Inventors: 송예진; 장찬; 허지영; 최종인; 이도훈
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-09-11

Abstract

소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치하는 사방댐으로서, 상면이 개방된 제1 퇴적소; 제1 퇴적소의 개방된 상면에 결합되는 스크린; 및 제1 퇴적소의 퇴적면보다 낮은 위치에 퇴적면을 가지며 제1 퇴적소와 연통하는 제2 퇴적소를 포함하는 사방댐이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 토석류를 암석, 토사, 물로 분리시킴으로써 토석류의 파괴력을 저감시키고, 퇴적된 토사의 준설량을 저감시키며, 퇴적 후 토사의 준설 공사를 보다 용이하게 할 수 있다.

Description

사방댐 {DEBRIS BARRIER}

본 발명은 사방(沙防)댐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토석류의 파괴력을 저감시키고 퇴적된 토사의 준설량을 저감시킬 수 있는 사방댐에 관한 것이다.

토석류(土石流)란 산에서 흙과 돌, 바위, 나무 등이 물과 섞여 빠른 속도로 흘러내리는 현상을 말한다. 토석류의 발생원인은 급경사의 지형 조건에서 표토층의 파괴, 충분한 양의 유동성 물질의 존재, 흐름을 유발할 만큼의 충분한 수량 등의 조건이 충족될 때 발생한다. 이러한 토석류는 주로 물과 세립자로 구성된 이토류, 조립질의 물질로 구성된 사토류, 이토류와 사토류가 혼합된 혼합류로 구분된다.

산에서 토석이 다량으로 급격하게 쏟아지면 거대한 파괴력을 가져 가옥 파괴와 인명 희생이 따르는 경우가 있다. 이러한 토석류는 단시간의 폭우가 있는 경우 발생할 수 있으며 한 가지 대표적인 피해사례로서 2011년 7월 서울에서 발생한 우면산 산사태를 들 수 있다. 흙산이 아니라 편마암으로 이루어진 우면산에서 위쪽에서부터 쏟아진 점토와 토사와 물 이외에도 돌과 잡목이 밀려 혼합되어 뒤섞여 쓸려 내려와 큰 피해를 초래하였다.

토석류에 의한 산사태의 경우 일반 산사태에서 발생하는 피해보다 침식작용을 통해 5배 이상의 규모로 커질 수 있다. 이러한 토석류는 산사태 발생시 배수관이 막히게 되는 주원인인데, 배수관이 막히게 되면 흘러내려오는 토사 유속의 감소를 일으킬 수 없어 빠른 속도로 토사는 흐르게 되며 산사태의 피해는 더욱 커지게 된다.

산사태 대비를 위한 효과적인 대응 방안으로서 사방댐이 사용되고 있다. 사방댐은 계상물매를 완화시키고 유속을 감소시키는 대표적인 횡공작물로, 사방시설물 가운데 재해방지 효과가 가장 큰 공작물 중 하나로 평가된다. 산사태로 밀려 내려오는 토석, 나무 등을 차단하고 유속(流速)을 줄여 하류의 가옥과 농경지 등을 보호하는 기능을 하는 소규모 댐인 사방댐은 기상이변으로 집중호우가 증가하고 있어 그 중요성이 부각되고 있다. 기후변화로 인한 이상기후로 인해 국지성 집중호우 빈발로 대규모의 인적 물적 피해가 야기되어 사방댐 시공이 대대적으로 이루어지게 되었다. 이와 같은 빈번하고 대형화된 산지재해의 발생은 재해 예방을 위한 사방댐 시공의 필요성을 증대시키고 그 숫자 역시 지속적으로 증가하는 원인이 되었다.

과거에는 재해방지를 주목적으로 사방댐을 시공 하였으나, 최근에 설치되는 사방댐은 저사 및 저수 겸용, 산기슭 및 농경지?부락 보호를 위한 야계사방, 가옥?산업시설 보호를 위한 예방사방, 해안침식임지 복구사방 등 다양한 장소에 여러 가지 목적으로 시공되고 있다. 그러나 토석류의 이동제어로 매년 쌓이는 토석류를 준설(浚渫)해야하는 문제들이 대두되었다. 이 문제점의 가장 큰 원인은 토석류와 부유목에 의한 배수시설의 막힘 현상을 간과하고 사방댐을 시공하고 있다는 점이다. 이에 토석류로 인한 안전 위협 등을 해결하기 위해 토석류 재해 예방과 용이한 복구를 위한 사방댐 시설이 필요하다.

본 발명의 일측면은 토석류의 파괴력을 저감시키고, 퇴적된 토사의 준설량을 저감시키며, 토사의 준설 공사를 보다 용이하게 할 수 있는 사방댐을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치하는 사방댐으로서, 상면이 개방된 제1 퇴적소; 제1 퇴적소의 개방된 상면에 결합되는 스크린; 및 제1 퇴적소의 퇴적면보다 낮은 위치에 퇴적면을 가지며 제1 퇴적소와 연통하는 제2 퇴적소를 포함하는 사방댐이 제공된다.

제2 퇴적소의 퇴적면은 제1 퇴적소의 퇴적면에 대하여 상기 경사의 방위와 상이한 방위의 방향에 상대적으로 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 퇴적소는 제1 퇴적소에 대하여 상기 경사의 방위와 실질적으로 직교하는 방위의 방향으로 연통하거나, 또는 경사의 방위와 실질적으로 반대되는 방위의 방향으로 연통하여 제2 퇴적소의 퇴적면이 제1 퇴적소의 퇴적면에 대하여 상기 경사의 방위와 상이한 방위의 방향에 상대적으로 위치하게 할 수 있다. 제1 퇴적소의 퇴적면은 제2 퇴적소의 퇴적면 방향으로 경사질 수 있다.

스크린의 적어도 일부가 지면과 실질적으로 동일한 평면에 또는 그 아래에 위치하도록, 제1 퇴적소는 지면 아래로 매립될 수 있다. 사방댐이 산비탈에 설치되는 경우, 스크린은 상기 경사와 동일한 경사를 가질 수 있다. 이 경우, 스크린 하류에 파일, 스크린, 벽체 중 적어도 하나 이상이 더 포함될 수 있다.

사방댐은 스크린 양측에 지면 위로 돌출하여 토석류를 스크린 방향으로 유도하도록 구성된 날개부를 더 포함할 수 있다. 스크린은 일측이 날개부 전방에 위치할 수 있다.

본 발명의 다른 일측면에 따르면, 소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치하는 사방댐으로서, 제1 퇴적면; 제1 퇴적면에 인접하며 제1 퇴적면보다 낮은 위치에 형성된 제2 퇴적면; 및 제1 퇴적면 상부에 형성되며 소정의 크기의 물체를 통과시키는 제3 퇴적면을 포함하는 사방댐이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 토석류를 암석, 토사, 물로 분리시킴으로써 토석류의 파괴력을 저감시키고, 퇴적된 토사의 준설량을 저감시키며, 퇴적 후 토사의 준설 공사를 보다 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐에서 토석류가 분리되는 과정을 개념적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐에서 토석류가 분리되는 과정을 개념적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 본 발명의 일부 실시예에 따른 사방댐을 설명함에 있어서, 사방댐의 "전방"을 토석류가 진입하는 쪽을 의미하는 것으로 가정한다. 이러한 용어의 정의는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐을 나타내는 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐에서 토석류가 분리되는 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 사방댐을 각기 다른 세 방향에서 묘사한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 제1 퇴적면(120)이 형성되어 있는 제1 퇴적소(100), 제2 퇴적면(220)이 형성되어 있는 제2 퇴적소(200), 스크린(300) 및 날개부(400)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 산비탈 또는 산기슭 등 소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 사방댐에서는 날개부(400)가 형성된 부분이 경사진 지형의 윗부분을 향하도록 설치된다.

본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 토석류에 대처하기 위한 시설로서, 토석류가 도달할 수 있는 장소에 설치될 수 있다. 날개부(400) 측이 지형의 상류를 향하므로, 토석류는 지형의 경사방향을 따라, 즉 도 2의 화살표(11)로 표시된 방향을 따라 사방댐에 도달한다. 전술한 바와 같이, 토석류는 암석, 토사, 물이 혼합되어 있기 때문에 상당한 위력을 가지는데, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 토석류에서 암석, 토사 및 물을 분리시킴으로써 토석류의 위력을 감소시키고 암석 및 토사의 퇴적 후 준설량을 감소시키려는 것이다.

날개부(400)는 스크린(300)을 향하도록 토석류를 유도할 수 있다. 이를 위해 날개부(400)는 필요한 저항력을 가할 수 있는 두께 및 형상의 벽체를 포함할 수 있다. 물론, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 따른 날개부(400)로서 벽체 외에도 다양한 형태의 구조가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 날개부(400)는 콘크리트, 철근 콘크리트, 철골 등의 재료로 구축된 구조물일 수도 있고, 또는 주변 지형 자체가 스크린(300)을 향하도록 경사지게 구성한 지형 조형물일 수도 있다.

스크린(300)은 제1 퇴적소(100)의 개방된 상면에 설치된다. 스크린(300)은 토석류에서 암석, 유목 등을 걸러낼 수 있다. 달리 말하자면, 스크린(300)은 소정의 크기보다 작은 물체들은 통과시키고 큰 물체들은 통과하지 못하도록 한다. 이로써 제1 퇴적소(100)의 퇴적면, 즉 제1 퇴적면(120)에는, 소정의 입자 크기 이하의 자갈 및 토사만이 퇴적된다.

스크린(300)은 그물과 같은 격자 구조로 형성될 수 있다. 스크린(300)의 격자 크기는 전술한 바와 같이 걸러내고자 하는 암석 등의 크기에 따라 결정될 수 있고, 스크린(300)의 재료는 스크린(300)이 지탱해야 할 것으로 예상되는 하중 등을 고려하여 결정될 수 있다. 스크린(300)의 재료로는 높은 인장강도를 가지는 종류의 금속을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 스크린(300)의 크기에 따라 콘크리트, 철근 콘크리트, 강화 플라스틱 등으로 강성 프레임을 사용할 수도 있고, 또는 금속, 합성 수지, 섬유 등을 사슬 또는 밧줄로 하여 그물의 형태로 사용할 수도 있을 것이다.

스크린(300)은 사방댐이 설치되는 장소에서 적어도 일부가 지면(10)과 동일한 평면에 또는 그 아래에 위치할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 그 구조의 상당 부분이 지면(10) 아래에 매립된다.

스크린(300)에 걸러진 암석 및 유목 등 이외의, 상대적으로 작은 크기의 토사와 물은 스크린(300)을 통과하여 제1 퇴적소(100)에 유입될 수 있다. 제1 퇴적소(100)는 제2 퇴적소(200)와 연통한다. 즉, 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200) 사이에는 통로(160)가 형성되어 있다. 제1 퇴적소(100)에 유입된 토사와 물 중에서 토사 부분은 제1 퇴적면(120)에 쌓인 채로 남게 되고, 물은 통로(160)를 통해 제2 퇴적소(200)에 유입된다. 도 2 및 도 3에서는 스크린(300)을 통과하여 제1 퇴적소(100)로 유입되는 토사 및 물의 이동 방향이 화살표(21)로 표현되어 있고, 제1 퇴적소(100)로부터 제2 퇴적소(200)로 이동하는 물의 이동 방향이 화살표(12, 22)로 표현되어 있다.

본 명세서에서는 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200)를 구분하여 각각의 참조번호로써 지칭하지만, 제1 퇴적소와 제2 퇴적소는 단지 설명의 편의를 위하여 구분한 것이며, 개념적 구분에 불과하다. 예를 들어, 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200)는 동일한 하나의 공간의 두 영역일 수 있다.

전술한 바와 같이 스크린(300)의 적어도 일부가 지면(10)과 동일한 평면에 위치하거나 그 아래에 위치하므로, 제1 퇴적소(100)는 대부분 지면(10) 아래에 위치한다. 지하에 구축되는 모든 시설물이 그러하듯이, 제1 퇴적소(100)는 주변의 토압을 고려하여 설계되어야 한다. 특히, 제1 퇴적소(100)의 전방 측벽(130)은 경사진 지형의 상류를 향하기 때문에, 보다 높은 토압을 저항하도록 해야 한다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 토압에 효과적으로 대응하는 방법이 자명하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

제2 퇴적소(200)는 제1 퇴적소(100)로부터 물이 유입되도록 제1 퇴적소(100)와 연통한다. 제2 퇴적소(200)의 퇴적면은, 즉 제2 퇴적면(220)은, 중력에 의해 물이 유입되도록 제1 퇴적면(120)에 비해 더 낮은 위치에 형성될 수 있다. 더 나아가, 물이 보다 용이하게 제2 퇴적면(220)을 향하도록, 제1 퇴적소(100)의 제1 퇴적면(120)은 제2 퇴적면(220)을 향해 경사지게 형성될 수 있다.

제2 퇴적소(200)는 배수구와 연결되어, 제2 퇴적면(220)에 집수된 물이 배수구로 배출될 수 있다. 이 경우, 배수구는 제2 퇴적소(200)의 하부에서 연결될 수 있으며, 제2 퇴적소(200)의 하면을 이루는 제2 퇴적면(220)은 배수구를 향해 경사질 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 제2 퇴적소(200)로부터 배수구로 이동하는 물의 이동 방향이 화살표(13, 23)로 표현되어 있다.

본 발명의 일부 실시예에서는, 제2 퇴적소(200)를 집수된 물을 저장하는 용도로 사용할 수도 있다. 제2 퇴적소(200)의 부피 및 치수는 물을 저장하는 기간의 길이 및 저장하는 물의 양에 따라 결정될 수 있다. 이러한 경우, 제2 퇴적소(200)는 소정의 높이에서 배수구와 연결되어 배수구 아래에 물이 저장되도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이 제1 퇴적소(100)의 상당 부분이 지면(10) 아래에 위치하고 제2 퇴적소(200)의 퇴적면(220)이 제1 퇴적소(100)의 퇴적면(120)보다 낮은 곳에 위치하므로, 제2 퇴적소(200) 또한 전체 혹은 대부분이 지면(10) 아래에 위치할 수 있다. 따라서 제2 퇴적소(200)를 설계함에 있어서도 주변의 토압을 고려할 수 있다. 제2 퇴적소(200)의 크기 및 형상은 제2 퇴적소(200)의 용도, 제1 퇴적소(100)에 대한 상대적 위치, 예상 집수량 또는 저수량에 따라 결정될 수 있다.

제1 퇴적면(120)에 토사 부분만이 퇴적되고 물 부분은 제2 퇴적면(220)으로 분리시켜 이동하게 하면, 제1 퇴적면(120)의 퇴적물 양을 현저히 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 퇴적면(120)에서 준설해야 하는 토사의 양을 줄일 수 있으며, 따라서 토사를 준설하는 공사를 보다 용이하게 할 수 있다.

제2 퇴적소(200)는, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐이 설치된 지형의 경사 방향의 방위와 상이한 방위의 방향으로 제1 퇴적소(100)와 연통할 수 있다.

예를 들어, 도 2에서 사방댐이 설치되는 지형이 남쪽으로 경사진 것으로 가정하자. 남향의 경사를 따라 토석류가 전체적으로 남향으로 이동할 것이므로, 즉 화살표(11)는 남쪽을 가리키므로, 사방댐은 날개부(400)가 북쪽을 향하도록 구축될 것이다. 이 경우, 제2 퇴적소(200)는 제1 퇴적소(100)를 기준으로 지형의 경사 방향의 방위와 상이한 방위의 방향에 위치할 수 있다. 예를 들어, 지형이 남쪽으로 경사진 경우, 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 장향은 남쪽 이외의 방향일 수 있으며, 도 2에 도시된 경우처럼 제1 퇴적소(100)의 동쪽에 위치할 수 있다.

제2 퇴적소(200)가 지형의 경사 방향의 방위와 상이한 방위의 방향으로 제1 퇴적소(100)와 연통하게 하면, 경사를 따라 유동하던 토석류에서 제1 퇴적소(100)에 유입된 토사 및 물 중에서 토사와 물의 분리를 더 용이하게 할 수 있으며, 또한 물 부분의 유동이 방향을 바꾸도록 할 수 있다.

도 2의 예에서 경사 방향이 남쪽을 향하고 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 방향 역시 남쪽이면, 토석류의 토사 부분이 제1 퇴적면(120)에 퇴적되는 대신, 토석류의 유동의 관성에 의해 제2 퇴적면(220)에까지 이동하게 될 수 있다. 반면에, 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 방향이 경사 방향과 상이한 방위의 방향이면, 스크린(300)을 통과한 토사와 물 부분이 제1 퇴적면(120)에 퇴적된 후, 물 부분만이 중력에 의해 제2 퇴적면(220)으로 유동할 수 있다.

지형의 경사를 따라 사방댐에 도달한 토석류는 매우 큰 운동 에너지를 가질 수 있으며, 스크린(300)에서 가장 큰 암석 등을 거르더라도 나머지 토사와 물 역시 매우 큰 운동 에너지를 가질 수 있다. 그러나 전술한 바와 같이 물 부분의 유동에 대해 방향을 변경시킴으로써 제1 퇴적소(100)의후방 벽체가 물의 유동의 운동에너지를 일부분 상쇄시킬 수 있으며, 또한 제1 퇴적면(120)과 제2 퇴적면(220)을 단계적으로 거치게 되므로 이후 배출되는 물의 파괴력을 감소시킬 수 있다.

제2 퇴적소(200)가 지형의 경사 방향의 방위와 상이한 방위의 방향으로 제1 퇴적소(100)와 연통하게 하는 배치로서, 제2 퇴적소(200)를 상기 제1 퇴적소에 대하여 경사의 방위와 실질적으로 직교하는 방위의 방향으로 연통하도록 하는 경우를 고려해 볼 수 있다. 이 경우는 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐의 시공을 더 용이하게 할 수 있으며, 불필요한 구조물의 축조 및 불필요한 터파기를 피할 수 있다. 물론, 제1 퇴적소(100) 및 제2 퇴적소(200)의 형상 및 크기에 따라 다양한 배치가 적용될 수 있으며, 전술한 바와 같이 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200)가 하나의 구조물 내의 동일한 공간에 위치할 수도 있다. 후술하는 실시예에서와 같이, 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 대하여 경사의 방위와 실질적으로 반대되는 방위의 방향으로 연통할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 실시예의 사방댐에서는, 스크린(300)의 일측이 날개부(400)의 전방에 위치하고, 또한 날개부(400)가 토석류를 스크린(300) 방향으로 더 잘 유도하도록 구성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 날개부(400)는 스크린(300)으로부터 멀어지는 쪽이 전방으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 이로 인해 지형의 경사 방향을 따라 유동하는 토석류는 날개부(400)에 접하면서 날개부(400)를 따라 스크린(300) 방향으로 이동하게 된다. 사방댐의 규모 및 개수에 따라 날개부(400)의 길이, 두께 및 기울어진 각도가 다양하게 결정될 수 있다. 보호하는 지역의 면적에 따라 하나 이상의 사방댐이 건축될 수도 있으며, 인접한 사방댐의 날개부(400)가 서로 이어지도록 형성할 수도 있다. 소정의 각도로 기울어진 날개부(400)를 포함하는 사방댐 다수가 연결되는 경우, 날개부(400)는 지그재그 형상으로 이어질 수 있다.

스크린(300)의 폭이 좁은 경우, 스크린(300) 양측의 날개부(400) 사이의 공간 역시 좁게 되는데, 많은 양의 토석류가 유입되면 이 공간이 토석류의 퇴적물로 막힐 수 있을 것이다. 이러한 결과를 피하기 위해, 스크린(300)의 일측이 날개부(400)의 전방에 위치할 수 있다. 즉, 날개부(400)가 스크린(300)의 중간 부분 중 소정의 위치에 형성될 수 있다.

날개부(400)의 전방에 스크린(300)이 위치함에 따라, 날개부(400) 사이의 공간이 퇴적물로 막히기 전에 토석류의 토사 및 물 부분이 스크린(300)을 통과하게 된다. 혹여 스크린(300)을 통과하지 못하는 암석 등에 의해 날개부(400) 사이의 공간이 막히더라도, 토사와 물이 함께 상기 공간을 막는 경우에 비해 수월한 유동이 가능하며, 날개부(400) 전방으로 연장되는 스크린(300)의 면적에 따라 날개부(400) 사이의 공간이 막히더라도 토사와 물은 분리되는 결과는 얻을 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에서는 제1 퇴적소(100)와 스크린(300)이 각각 대체로 직육면체 및 직사각형의 형상을 가지는 것으로 도시되어 있다. 이러한 형상은 사방댐의 시공을 보다 용이하게 한 설계이다. 물론, 제1 퇴적소(100)와 스크린(300)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 한 가지 예로서, 날개부(400) 전방으로 연장된 스크린(300)의 일측 부분이 더 넓은 폭을 가지도록 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 단면도이다. 도 5에 도시된 실시예의 사방댐에서는, 스크린(300)이 지형의 경사와 반대되는 구배로 경사져 있고, 사방댐이 스크린(300) 하류에 벽체를 더 포함하고, 또한 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 방향이 지형의 경사의 방위와 반대되는 방위의 방향에 위치한다.

본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치되며, 일례로서 도 5의 경우와 같이 산기슭에 설치될 수 있다.

스크린(300)에 의해 분리된 암석 및 유목 등은 토사와 물이 분리되지 않은 원래의 토석류에 비해 파괴력이 현저히 감소된 상태이지만 여전히 재산 및 인명 피해를 초래할 수 있다. 이러한 암석 등의 이동을 저지하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 파일, 스크린, 벽체 등 스크린(300)에 의해 분리된 암석을 정지시키기 위한 시설물(500)을 스크린(300)의 하류에 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐에서는 도 5에 도시된 바와 같이 스크린(300) 자체가 지형의 경사 방향, 즉 토석류의 유동 방향과 반대되는 구배로 경사질 수 있다. 이로 인해 스크린(300)을 통과하지 못하는 암석 등이 스크린(300)을 따라 이동하면서 반대 구배로 인해 운동에너지가 저감될 수 있다. 물론, 도시된 실시예와 같이 스크린(300)이 육중한 암석, 유목 등을 지탱해야 하는 경우에는 예상되는 적재 하중을 지지할 수 있도록 스크린(300)의 재료 및 구조를 결정하여야 할 것이다.

도 5에 도시된 실시예에서는, 제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 방향이 지형의 경사의 방위와 반대되는 방위의 방향에 위치한다. 즉, 제2 퇴적소(200)가 산을 향하는 방향에 위치한다.

제2 퇴적소(200)가 이와 같이 배치되는 경우, 제1 퇴적소(100)로 유입되는 토사는 관성에 의해 제1 퇴적소(100)의 후방을 향하여 유입될 것이며, 제1 퇴적소(100)의 전방에 위치한 제2 퇴적소(200)로 유입되기가 상대적으로 더 어려워질 수 있다. 물론, 토사가 느린 속도로 유입되는 경우 제1 퇴적소(100)의 전방에 퇴적될 수 있고 같은 곳에 토사가 축적되면서 제2 퇴적소(200)로 유입될 수도 있을 것이다. 따라서 스크린(300)에 대한 제2 퇴적소(200)의 상대적 거리는 유입되는 토사의 속도와 양에 따라 결정할 수 있다.

제2 퇴적소(200)가 제1 퇴적소(100)에 연통하는 방향이 지형의 경사의 방위와 반대되는 방위의 방향에 위치하게 하여 토사가 제2 퇴적소(200)로 유입될 가능성이 상대적으로 낮은 경우, 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200) 사이의 연결 통로(160)를 보다 넓게 형성할 수 있으며, 도 5에서와 같이 제1 퇴적소(100)와 제2 퇴적소(200)가 사실상 하나의 공간을 이룰 수도 있다. 다만, 도 5에 도시된 실시예에서는 제2 퇴적소(200)에 가해지는 토압이 더 클 수 있으므로, 연결 통로(160) 부분에 기둥 등을 설치할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사방댐을 나타내는 단면도이다. 도 6에 도시된 실시예의 사방댐에서는, 스크린(300)이 해당 지형의 경사와 동일한 경사를 가지고, 또한 스크린(300)에 의해 분리된 암석을 정지시키기 위한 시설물이 스크린(300)으로부터 소정 거리 이격된 위치에 구축되어 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 사방댐은 소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치되며, 일례로서 도 6의 경우와 같이 산비탈에 설치될 수 있다.

도 5에 도시된 실시예와는 달리, 도 6에 도시된 실시예에서는 암석 등이 스크린(300) 상에 적재되지 않도록 사방댐이 구성되어 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐이 산비탈에 설치되는 경우에 있어서, 스크린(300)은 산비탈의 경사와 동일한 경사를 가지도록 설치될 수 있다.

암석 등을 막기 위한 파일, 스크린, 벽체 등의 시설물(500)은 스크린(300)으로부터 일정 거리 이격된 위치에 구축되고, 스크린(300)은 단지 토석류로부터 암석 및 유목 등을 분리시키는 역할을 한다. 토석류로부터 분리된 암석 등은 스크린(300) 상부를 거쳐 지나가고, 하류에 있는 시설물(500)에 퇴적된다. 토석류의 토사와 물은, 전술한 바와 같이 스크린(300)을 통과하여, 토사 부분은 제1 퇴적면(120)에 퇴적되고 물 부분은 제2 퇴적면(220)에 유입된 후 제2 퇴적소(200)에 형성된 배수구(260)를 통해 배출될 수 있다.

이러한 구성을 사용하면, 스크린(300) 상으로부터 암석 등을 제거할 필요가 없고, 스크린(300)은 보다 작은 적재 하중만을 부담하면 된다. 이 경우 스크린(300)은 어느 정도의 강성을 가지도록 하여 암석 등이 지나가게 할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 다시 참조하면, 도 1에 도시된 실시예에서는 제1 퇴적소(100)의 양측에 독립적인 두 개의 구조물이 날개부(400) 역할을 하는 경우가 묘사되어 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 사방댐은 경사진 지형 주변에 설치되므로, 제1 퇴적소(100)에 가해지는 토압, 특히 지대가 높은 쪽을 향하는 전방 측벽(130)에 가해지는 토압을 설계시 고려해야 한다.

제1 퇴적소(100)에 가해지는 토압을 부담하기 위해, 그리고 보다 용이한 시공을 위해, 도 6의 실시예에서는 하나의 단일 구조물이 산비탈에 매립되어 날개부(400) 역할을 하고, 제1 퇴적소(100)는 그 날개부(400) 구조물을 전방 측벽으로 하여 축조되어 있다. 즉, 하나의 구조물이 날개부(400) 역할과 제1 퇴적소(100)의 전방 측벽 역할을 겸할 수 있다. 물론, 이 경우 날개부(400)는 스크린(300)에 상응하는 위치에서 지면(10)에 해당하는 높이 이상이 개방되어야 할 것이다.

경사진 지형의 토압을 충분히 지탱하도록 형성된 날개부(400)가 상대적으로 큰 폭에 걸쳐 매립되어 있고, 상대적으로 좁은 폭을 가진 제1 퇴적소(100)를 날개부(400) 후방에 축조함으로써 보다 용이하게 제1 퇴적소(100)에 가해지는 토압 문제를 해결할 수 있을 것이다. 제1 퇴적소(100)의 후방 측벽 또한 토압이 적게 가해지도록 소정의 각도로 기울어지게 할 수 있다.

본 명세서에서는 사방댐 하나의 구성 및 작용을 설명하였으나, 사방댐의 규모에 따라 복수의 사방댐을 연계하여 사용할 수 있음은 자명하다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 사방댐이 토석류를 암석, 토사, 물로 분리하기 위해 스크린(300), 제1 퇴적면(120) 및 제2 퇴적면(220)을 포함하는 것으로 설명되었으나, 분리시키는 암석 또는 토사의 입자 크기에 따라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 스크린(300)의 격자 크기보다 더 조밀한 격자 크기를 가지는 다른 스크린(미도시)을 스크린(300)과 제1 퇴적면(120) 사이에 또는 제1 퇴적면(120)과 제2 퇴적면(220) 사이에 구비할 수도 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예들에 따르면, 산사태 등이 발생하는 경우 토석류(土石流)로부터 암석, 토사 및 물을 각각 따로 분리시켜 토석류의 파괴력을 단계적으로 저감시킬 수 있고, 또한 암석 및 토사 등의 퇴적물을 제거 및 준설하는 공사를 현저히 용이하게 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치하는 사방댐으로서,
상면이 개방된 제1 퇴적소;
상기 제1 퇴적소의 개방된 상면에 결합되는 스크린; 및
상기 제1 퇴적소의 퇴적면보다 낮은 위치에 퇴적면을 가지며 상기 제1 퇴적소와 연통하는 제2 퇴적소를 포함하는 사방댐.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 퇴적소의 퇴적면은 상기 제1 퇴적소의 퇴적면에 대하여 상기 경사의 방위와 상이한 방위의 방향에 상대적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 퇴적소는 상기 제1 퇴적소에 대하여 상기 경사의 방위와 실질적으로 직교하는 방위의 방향으로 연통하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 퇴적소는 상기 제1 퇴적소에 대하여 상기 경사의 방위와 실질적으로 반대되는 방위의 방향으로 연통하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 2 항에 있어서
상기 제1 퇴적소의 퇴적면은 상기 제2 퇴적소의 퇴적면 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 퇴적소는 배수구와 연결되어 있으며, 상기 제2 퇴적소의 퇴적면은 상기 배수구 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 1 항에 있어서,
상기 스크린의 적어도 일부가 지면과 실질적으로 동일한 평면에 또는 그 아래에 위치하도록 상기 제1 퇴적소가 지면 아래로 매립되는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 7 항에 있어서,
상기 사방댐은 산비탈에 설치되며, 상기 스크린은 상기 경사와 동일한 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 8 항에 있어서,
상기 스크린 하류에 파일, 스크린, 벽체 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 1 항에 있어서,
상기 스크린 양측에 지면 위로 돌출하여 토석류를 상기 스크린 방향으로 유도하도록 구성된 날개부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 10 항에 있어서,
상기 스크린은 일측이 상기 날개부 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
소정의 경사를 가진 지형 주변에 설치하는 사방댐으로서,
제1 퇴적면;
상기 제1 퇴적면에 인접하며 상기 제1 퇴적면보다 낮은 위치에 형성된 제2 퇴적면; 및
상기 제1 퇴적면 상부에 형성되며 소정의 크기의 물체를 통과시키는 제3 퇴적면을 포함하는 사방댐.
제 12 항에 있어서,
상기 제2 퇴적면은 상기 제1 퇴적면에 대하여 상기 경사의 방위와 상이한 방위의 방향에 상대적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 퇴적면은 상기 제2 퇴적면 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 12 항에 있어서,
상기 제3 퇴적면은 적어도 일부가 지면과 실질적으로 동일한 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 12 항에 있어서,
상기 사방댐은 산비탈에 설치되며, 상기 제3 퇴적면은 상기 경사와 동일한 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 12 항에 있어서,
상기 제3 퇴적면 하류에 파일, 스크린, 벽체 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 12 항에 있어서,
상기 제3 퇴적면 양측에 지면 위로 돌출하여 토석류를 상기 스크린 방향으로 유도하도록 구성된 날개부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사방댐.
제 18 항에 있어서,
상기 제3 퇴적면은 일측이 상기 날개부 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 사방댐.