KR20150100196A - 원형 강재 블록형 사방댐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원형 강재 블록형 사방댐에 관한 것으로서, 제방 사이에 형성되는 수로부를 포함하는 사방댐에 있어서, 사방댐은, 절곡된 다수의 앵글부재가 수직 및 수평으로 연결되어 형성되는 한편 그 내부에 자연석이나 쇄석의 채움재가 채워지는 사다리꼴 형상의 다수의 강재블록을 원형으로 연결 및 적층하여 원형의 댐체부를 형성하고, 댐체부 하부의 일부 강재블록을 제방의 수로부에 매설한 고정키부를 포함하는 원형 강재 블록형 사방댐을 제공한다.

Description

원형 강재 블록형 사방댐{Ring type steel block debris barrier}

본 발명은 사방댐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 강재블록을 원형으로 연결하여 형성한 사방댐을 구성하여, 시공의 편의성을 높이고 구조적인 안정성을 확보한 원형 강재 블록형 사방댐에 관한 것이다.

일반적으로, 하천이나 계곡에는 흙이나 모래가 하류로 흘러내리지 못하도록 하거나 산사태 및 홍수로 인한 하류의 피해를 방지하기 위한 방안으로 하천의 상류 또는 계곡에 하천이나 계곡을 가로지르는 사방댐이 설치되어 있다.

이러한 사방댐에는 산지 계곡의 유출 토사를 저류하여 하류 하천으로 몰리는 유출 토사량을 억제 및 조절하기 위한 댐과, 토사를 저류하여 하상 물매를 완만하게 하여 토사의 유출량을 감소시키고, 계상 및 하안(河岸)의 침식을 방지하기 위한 댐이 있다.

하상 물매가 큰 계곡에서는 급류가 강바닥을 파고 양쪽 산기슭을 깎아 산사태를 일으키게 되므로 산사태를 방지하고 상류 쪽에 자갈을 퇴적시켜 하상을 완만한 물매로 안정시킬 목적으로 만든다.

이러한 사방댐은 저수 댐이 아니므로 댐 뒤에 있는 물을 뽑아 댐에 주는 압력을 감소시키기 위해 알맞은 수의 배수구를 설치한다. 이렇게 하면 댐 뒤에 견고한 토사가 쌓인 층이 생기고 그 위에 물매가 낮은 새로운 계류 바닥면이 만들어진다. 따라서, 하나의 계곡에 댐을 계단식으로 배치하면 점점 하상이 높아져 하곡(河谷)은 안정된다.

이와 같은 기존의 사방댐은, 중력식 댐인 콘크리트댐 형식이나 유목방지용 댐인 버트리스댐 형식이 주를 이루고 있는데, 콘크리트댐 형식의 경우는 댐에 의해 물의 흐름이 정체될 수 있어 유속이 느린 평상시에도 댐 뒷부분에 토사가 쌓이는 현상이 자주 발생하게 되고, 쌓인 토사에 의해 사방댐으로서의 효과가 약해지게 되며, 대규모 구조물로 인한 공사비 등이 과다하게 소요될 뿐 아니라 복잡한 시공과정으로 인해 시공 기간이 긴 문제점이 있으며, 버트리스 댐 형식의 경우는 구조물의 사이 사이에 공간이 많아 폐목이나 호박돌 등과 같이 크기가 큰 부유물은 걸러낼 수 있지만, 크기가 작은 나무토막이나 자갈 등과 같이 크기가 작은 부유물을 걸러내기에는 한계가 있고, 하천 계곡부의 자연경관을 훼손하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 투수효과가 우수하면서 부유물질을 효과적으로 걸러낼 수 있는 다수의 강재블록을 원형으로 연결 및 적층하여 사방댐을 형성함으로써, 시공의 편의성을 높이고 구조적인 안정성을 확보할 수 있어 댐의 붕괴를 방지할 수 있고, 갈수기 때에도 부유물질 및 오염물질을 걸러내 수질 정화능력을 갖는 원형 강재 블록형 사방댐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 제방 사이에 형성되는 수로부를 포함하는 사방댐에 있어서, 사방댐은, 절곡된 다수의 앵글부재가 수직 및 수평으로 연결되어 형성되는 한편 그 내부에 자연석이나 쇄석의 채움재가 채워지는 사다리꼴 형상의 다수의 강재블록을 원형으로 연결 및 적층하여 원형의 댐체부를 형성하고, 댐체부 하부의 일부 강재블록을 제방의 수로부에 매설한 고정키부를 포함하는 원형 강재 블록형 사방댐에 의해 달성된다.

그리고, 고정키부는 댐체부의 전방부보다 후방부가 제방의 수로부에 더 깊게 매설됨이 바람직하다.

또한, 댐체부에는 댐체부를 지지하여 댐체부의 파손을 방지하고, 유실의 위험을 저감시키기 위한 고장력케이블이 구비되는 바, 이와 같은 고장력케이블의 양단부를 각각 제방 위에 설치된 고정블록에 지지되게 설치됨이 바람직하다.

본 발명의 원형 강재 블록형 사방댐에 따르면, 그 내부에 자연석이나 쇄석 등이 채워지는 다수의 강재블록을 원형으로 연결 및 적층하여 원형의 사방댐을 형성함으로써 투수효과가 우수할 뿐 아니라 토석류의 유수와 암석, 부유물질 등을 효과적으로 걸러낼 수 있고, 원형의 사방댐에 작용하는 하중을 감소시킬 수 있으므로 사방댐의 경량화가 가능하게 된다.

그리고, 본 발명에 따르면, 사방댐의 하부를 수로부에 매설함과 아울러 고장력케이블로 댐체부를 추가 지지하도록 구성함으로써 견고하면서도 경량화된 소규모의 사방댐을 구축할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따르면, 원형의 사방댐 내의 공간은 유속을 감소시키고, 자연적인 세굴 방지의 역할을 수행하여 추가적인 세굴 방지 공법이 필요하지 않은 경제성을 확보할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면, 계곡부의 위험요소인 자연석 등을 정리하여 사방댐을 구성하는 강재블록의 채움재로 활용함으로써 친환경적이고 경제적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사방댐의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 사방댐을 구성하는 단위블록을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 사방댐을 구성하는 단위블록 간의 결합구조를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 사방댐의 평면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 사방댐의 측면 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 원형 강재 블록형 사방댐을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 원형 강재 블록형 사방댐(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 양 제방(110) 사이에 경사지게 구축되는 수로부(120)와, 수로부(120) 위에 원형으로 구축되는 댐체부(130)를 포함한다.

수로부(120)는, 자연상태 그대로의 계곡일 수 있고, 또는 후술될 댐체부(130)에서와 같은 그 내부에 계곡의 자연석이나 쇄석의 채움재가 채워져 있는 다수의 강재블록을 매트리스와 같이 평면상으로 쌓거나 또는 철판망 속에 계곡의 자연석이나 쇄석의 채움재가 채워져 있는 다수의 개비온블록을 매트리스와 같이 평면상으로 쌓아 평탄한 수로의 바닥면을 형성하여, 하천수의 원활한 배수를 가능케 할 수도 있다. 특히, 후자와 같이 강재블록이나 개비온블록으로 수로부(120)를 형성하는 경우에는, 계곡의 하도 정리와 자연석 확보 등을 동시에 수행하여 재료비를 절감할 수 있는 이점이 있다. 한편, 수로부(120)를 형성함에 있어서는 강재블록보다는 변형이 용이한 개비온블록으로 형성하는 것이 시공이 용이한 장점이 있다.

댐체부(130)는, 다수의 강재블록(140)을 상호 연결 및 적층하여서 형성되는 바, 강재블록(140)은 도 2에서와 같이, "ㄱ"자 또는 "ㄴ"자로 절곡된 다수의 앵글부재(141)가 수직 및 수평으로 용접 등의 고정수단으로 연결되어 내부가 빈 육면체의 사다리꼴 형상(평면 또는 저면에서 볼 때의 형상이다)으로 형성된다. 따라서, 다수의 앵글부재(141)로 형성된 강재블록(140)은 고강도로서 내구성이 우수한 장점을 갖는다.

그리고, 이와 같은 강재블록(140)으로 댐체부(130)를 구축할 시는 도 3에 도시된 바와 같이, 육면이 개구되고 내주부(140a)보다 외주부(140b)가 길게 형성된 강재블록(140) 내부에 계곡의 자연석이나 쇄석의 채움재(142)를 채운 후, 다수의 강재블록(140)을 원형으로 연결 및 적층하여 원형의 댐체부(130)를 형성한다. 이와 같이 강재블록(140)으로 형성된 댐체부(130)는 강도 및 내구성이 우수한 장점을 갖게 된다.

특히, 상기와 같이 댐체부(130)를 형성할 때, 인접한 강재블록(140)의 앵글부재(141)를 현장 용접이나 볼트와 너트로서 결합 고정함으로써, 보다 견고한 구조적 안정성을 확보할 수 있을 뿐 아니라 간편하게 시공할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 형성되는 댐체부(130)는 도 1에서와 같이, 그 내부에 계곡의 자연석이나 쇄석 등이 채워진 사다리꼴 형상의 강재블록(140)을 상,하,좌,우 연속해서 쌓되, 댐체부(130)의 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 적층되는 강재블록(140)들을 엇쌓기로 쌓아 구축하는 것이 좋다.

이와 같이 원형으로 구축된 댐체부(130)는 도 4에서와 같이, 양 제방(110) 사이의 수로부(120)에 대응한 크기로 형성되어 수로부(120)를 가로막도록 설치된다. 특히, 도 4를 기준으로 하여 댐체부(130)의 중심을 X축 방향으로 잘랐을 때 상부의 전방부는 전방 댐체(130a)라 하고, 하부의 후방부는 후방 댐체(130b)라 한다. 따라서, 하천수와 직접 접촉되어 암석이나 폐목 또는 나무 조각 같은 부유물질과 오염물질을 걸러내는 전방 댐체(130a)가 아치형으로 구축되어 있어, 전방 댐체(130a)에서 걸러진 부유물질 및 오염물질과 이에 의한 압력이 전방 댐체(130a)의 가장자리 측으로 분산됨으로써 댐체부(130)의 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 후방 댐체(130b) 역시도 전방 댐체(130a)에 대응한 반원의 아치형으로 구축되어 전방 댐체(130a)를 지지함으로써 댐체부(130)의 구조적 안정성을 이중으로 확보할 수 있게 된다.

게다가, 상기와 같이 구축된 댐체부(130)의 하부를 구성하는 일부의 강재블록(140)은 도 5에서와 같이, 제방(110)의 수로부(120)에 매설되어 댐체부(130)를 지지하는 고정키부(150)로 형성된다. 이와 같은 고정키부(150)는 도 5에 도시된 바와 같이, 수로부(120)에 매설된 깊이가 전방 댐체(130a)에서 후방 댐체(130b)로 갈수록 점차 깊어지도록 매설되는 바, 도 5에서와 같이 본 발명의 사방댐(100)을 구성하는 댐체부(130)가 5단의 강재블록(140)으로 구축될 때, 전방 댐체(130a)는 하단의 1단 강재블록(140)만이 수로부(120)에 매설되고, 후방 댐체(130b)는 하단에서부터 3단의 강재블록(140)까지 수로부(120)에 매설되어 고정키부(150)를 형성하는 바람직하다. 한편, 이와 같이 매설된 고정키부(150)를 갖는 사방댐(100)은 전방 댐체(130a)보다 후방 댐체(130b)가 수로부(120)에 더 깊이 매설됨으로써 그만큼 더 큰 하중을 견딜 수 있으므로 우기 때 계곡의 하천수에서 발생될 수 있는 최대 유출토사량의 하중을 견뎌 지지할 수 있는 구조적 안정성을 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 고정키부(150)와 더불어 댐체부(130)에는 댐체부(130)를 지지하는 다수의 고장력케이블(160)이 더 설치된다. 이러한 고장력케이블(160)은 후방 댐체(130b)의 후면에 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기와 같이 다수의 고장력케이블(160)은 후방 댐체(130b)의 후면에 상하의 횡방향으로 설치되고, 그 양단부는 제방(110) 위에 설치되는 고정블록(111)을 삽입 관통하여 고정되게 설치된다.

이와 같이 고장력케이블(160)의 양단부가 고정되는 고정블록(111)은 제방(110) 위에 복수개로 설치될 수 있고, 복수의 고정블록(111)을 고장력케이블(160)의 양단부가 각각 순차적으로 삽입 관통되어 고정될 수 있다. 따라서, 이와 같이 이중으로 고정된 고장력케이블(160)은 댐체부(130)의 전방 댐체(130a)에 하중(압력)이 작용될 때 복수의 고정블록(111)에서 고장력케이블(160)의 인장력에 대한 반발력이 1,2차적으로 생겨 고장력케이블(160)이 인장력을 분산시키게 된다.

그리고, 상기와 같이 구축되는 사방댐(100)의 댐체부(130) 일측에는 전방 댐체(130a)와 후방 댐체(130b)를 관통하는 파이프로 된 어로(미도시)를 설치하여, 하천수에 생존하는 어류의 소상 및 이동을 가능하게 할 수도 있다.

한편, 상기와 같은 원형의 댐체부(130)는 댐체부(130) 내부의 원형 공간이 유속을 감소시키고, 이로 인해 자연적으로 세굴 방지의 역할을 수행하게 됨으로써 추가적인 세굴 방지 공법이 필요하지 않은 경제성을 확보할 수 있게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 사방댐 110 : 제방
111 : 고정블록 120 : 수로부
130 : 댐체부 130a : 전방 댐체
130b : 후방 댐체 140 : 강재블록
140a : 내주부 140b : 외주부
141 : 앵글부재 142 : 채움재
150 : 고정키부 160 : 고장력케이블

Claims (4)

1. 제방 사이에 형성되는 수로부를 포함하는 사방댐에 있어서,
   사방댐은, 절곡된 다수의 앵글부재가 수직 및 수평으로 연결되어 형성되는 한편 그 내부에 자연석이나 쇄석의 채움재가 채워지는 사다리꼴 형상의 다수의 강재블록을 원형으로 연결 및 적층하여 원형의 댐체부를 형성하고, 댐체부 하부의 일부 강재블록을 제방의 수로부에 매설한 고정키부를 포함하는 원형 강재 블록형 사방댐.
2. 청구항 1에 있어서,
   고정키부는 댐체부의 전방부보다 후방부가 제방의 수로부에 더 깊게 매설되는 원형 강재 블록형 사방댐.
3. 청구항 1에 있어서,
   댐체부에는 댐체부를 지지하는 다수의 고장력케이블이 설치되는 원형 강재 블록형 사방댐.
4. 청구항 3에 있어서,
   고장력케이블의 양단부는 각각 제방 위에 설치된 고정블록에 지지되게 설치되는 원형 강재 블록형 사방댐.

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