KR20230024742A - 암파쇄 방호시설 - Google Patents

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KR20230024742A KR1020210106853A KR20210106853A KR20230024742A KR 20230024742 A KR20230024742 A KR 20230024742A KR 1020210106853 A KR1020210106853 A KR 1020210106853A KR 20210106853 A KR20210106853 A KR 20210106853A KR 20230024742 A KR20230024742 A KR 20230024742A
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Abstract

본 발명은 사면에서 낙하하는 암괴 및 토석 등 낙석물의 외력과 압력에 안정적으로 저항하여 변형이나 파손을 최소화하는 암파쇄 방호시설을 제공하기 위한 것이다.
이에 본 발명에서는 지반에 일정한 간격으로 설치하는 다수의 엄지말뚝과, 상기 엄지말뚝들의 사이사이에 끼워 넣어 사면의 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하기 위한 벽체를 형성하는 토류판을 포함하는 암파쇄 방호시설에 있어서, 상기 토류판은 파형의 골이 상하 방향으로 다수 형성된 가드펜스, 상기 가드펜스의 양쪽 가장자리 후면에 각각 보강을 위해 고정된 세로대 및 상기 세로대의 후면에 각각 충격을 완화하기 위해 상하로 일정한 간격을 두고 고정된 러버버프를 포함하는 암파쇄 방호시설을 개시한다.

Description

암파쇄 방호시설{FALLING ROCK DEFENSE WALL}
본 발명은 사면에서 낙하하는 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하기 위한 암파쇄 방호시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 암괴 및 토석 등 낙석물의 외력과 압력에 안정적으로 저항하여 변형이나 파손을 최소화하는 암파쇄 방호시설에 관한 것이다.
오늘날 국가의 경제활동과 국민생활의 원동력인 도로는 국가경제의 빠른 성장, 급속한 차량증가와 노후화 등으로 인하여 부속시설의 개선 및 개량이 요구되고 있으며, 이에 발맞추어 막대한 국가예산을 투자하여 선형개량 및 위험요소 제거 사업이 활발히 진행되고 있다.
도로시설의 주요개량 범위로는 절토사면의 안정화를 위한 작업과 차로의 증설 및 위험요소로부터의 차량 흐름을 우회하기 위한 선형개량 작업이 있다.
이중 도로 절토사면의 안정화 작업을 위한 방안으로는 사면의 경사를 완화시키는 방법과 사면의 안전성을 향상시키기 위한 보강작업 등이 있다. 이들 작업을 안전하게 수행하며, 도로를 통행하는 차량을 공사에 의한 위험요소로부터 보호하고 원활한 교통흐름을 유도하기 위한 방법으로 암파쇄 방호시설을 임시로 설치하여 운영하고 있다.
즉, 암파쇄 방호시설은 사면의 절취 및 암파쇄 등에 의해 발생하는 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하여 차량통행 시 교통안전을 확보하고, 암괴 및 토석의 임시적재, 유용토 반출을 위한 통행로 확보, 도로폭 확보 등을 위해 설치하는 가시설물을 말한다.
이러한 암파쇄 방호시설의 주요 구조체는 주로 H-Pile을 사용하는 엄지말뚝과 토류판으로 이루어져 있는데, 엄지말뚝은 자립성을 확보하고 그 사이사이에 토류판을 끼워 넣어 지지할 수 있도록 일정한 간격으로 지중에 관입 설치하며, 토류판은 휨응력과 휨모멘트를 고려하여 주로 목재와 강재, 합성수지 등으로 구성되어 있다.
그런데 종래의 암파쇄 방호시설용 토류판은 강도 및 엄지말뚝과의 결합력이 약하여 사면에서 암괴 및 토석 등 낙석물이 떨어질 때 받는 외력과 압력에 의해 쉽게 변형되거나 파손되면서 엄지말뚝으로부터 이탈되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 최근에는 두께가 얇은 철판을 파형으로 여러 번 절곡하여 만든 토류판이 사용되고 있으나, 이는 암괴 및 토석 등 낙석물의 외력과 압력에 견딜 수 있는 휨 강도와 한계압력이 낮아 신뢰도가 상당히 떨어지는 한계가 있다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
KR 20-0302339 Y1(2003.01.14) KR 20-0304428 Y1(2003.02.04) KR 10-2240831 B1(2021.04.09) KR 10-2136260 B1(2020.07.15) KR 10-2163430 B1(2020.09.29)
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 암파쇄 방호시설 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 토류판의 구조적 강도와 완충작용을 증대시킴으로써 암괴 및 토석 등 낙석물에 의한 외력과 압력에 안정적으로 저항하여 방호 성능을 극대화하고, 아울러 낙석물에 의한 충격에너지를 효율적으로 흡수 및 완화하여 변형이나 파손을 최소화하는 효과를 도모할 수 있는 새로운 구조의 암파쇄 방호시설을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 방호 성능을 극대화하면서 변형이나 파손을 최소화할 수 있도록 하는 암파쇄 방호시설을 제공하는 데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 지반에 일정한 간격으로 설치하는 다수의 엄지말뚝과, 상기 엄지말뚝들의 사이사이에 끼워 넣어 사면의 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하기 위한 벽체를 형성하는 토류판을 포함하는 암파쇄 방호시설에 있어서, 상기 토류판은 파형의 골이 상하 방향으로 다수 형성된 가드펜스, 상기 가드펜스의 양쪽 가장자리 후면에 각각 보강을 위해 고정된 세로대 및 상기 세로대의 후면에 각각 충격을 완화하기 위해 상하로 일정한 간격을 두고 고정된 러버버프를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설을 제시한다.
이로써 본 발명은 토류판의 구조적 강도와 완충작용을 통해 암괴 및 토석 등 낙석물에 의한 외력과 압력에 안정적으로 저항하여 방호 성능을 향상시킬 수 있고, 아울러 낙석물에 의한 충격에너지를 효율적으로 흡수 및 완화하여 변형이나 파손을 최소화하는 효과를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 가드펜스의 골에, 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제1완충재가 채워짐으로써 낙석물에 의한 충격에너지를 더욱 효율적으로 흡수 및 완화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 가드펜스의 골에, 낙석물에 의한 충격 에너지를 탄성 변형에너지로 흡수하는 와이어로프가 설치됨으로써 낙석물에 의한 충격에너지를 더욱 효율적으로 흡수 및 완화하여 토류판의 변형이나 파손을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)은 적어도 두 개 이상의 상기 토류판을 겹쳐서 상기 엄지말뚝들의 사이에 끼워 넣음으로써 토류판의 구조적 강도를 한층 더 증대시킬 수 있고, 이로 인해 암괴 및 토석 등 낙석물에 의한 외력과 압력에 더욱 안정적으로 저항하여 방호 성능을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 토류판들 사이의 공간에, 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제2완충재가 채워짐으로써 낙석물에 의한 충격에너지를 더욱 효과적으로 흡수 및 완화할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 세로대는 단면의 형상이 C자인 립홈형강으로 이루어지고, 상기 러버버프는 상기 세로대에 끼움 결합하기 위한 결합홈이 형성됨으로써 설치 작업의 편의성과 완충효율을 높일 수 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 토류판의 구조적 강도가 증대되어 암괴 및 토석 등 낙석물에 의한 외력과 압력에 안정적으로 저항하므로 방호 성능을 극대화할 수 있다.
아울러 토류판이 충격을 감소시키는 완충작용으로 낙석물에 의한 충격에너지를 효율적으로 흡수 및 완화하여 변형이나 파손을 최소화할 수 있다.
더구나 토류판이 별도의 체결용 부재로 조립하는 작업 없이도 엄지말뚝들 사이에서 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있어 설치 작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 구성하는 토류판을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 구성하는 토류판을 나타낸 측면단도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 나타낸 국부 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 나타낸 국부 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설을 구성하는 토류판의 국부를 나타낸 평단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 본 명세서에서 설시(說示)하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설은 지반에 일정한 간격으로 설치하는 다수의 엄지말뚝(10)과, 이 엄지말뚝(10)들의 사이사이에 끼워 넣어 사면의 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하기 위한 벽체를 형성하는 토류판(20)을 포함하고 있다.
엄지말뚝(10)은 수평 방향으로 가해지는 암괴 및 토석 등 낙석물의 외력과 압력에 저항하는 강성을 갖도록 단면의 형상이 H자형인 형강으로 이루어져 인접하는 다른 엄지말뚝(10)과의 사이에 토류판(20)을 여러 층으로 적층 및 고정하도록 일정한 높이로 세워져 있다.
즉, 엄지말뚝(10)은 H-Pile을 사용하여 설치 현장의 지반에 일정한 간격을 두고 건립하거나 프리캐스트 콘크리트(precast concrete)를 지표면 아래에 충분한 하중을 지지하도록 매설하여 만든 기초 위에 좌우로 일정한 간격을 두고 설치될 수 있다.
그리고 엄지말뚝(10)의 웨브 상에는 상하 방향으로 일정한 간격을 두고 클리어런스 홀(11)이 다수 뚫려 있다.
여기서 클리어런스 홀(11)은 와이어로프(25)를 단번에 집어넣기 편리하면서 고정 위치를 조정하기 용이하도록 하기 위하여 내경이 와이어로프(25)의 외경보다 약간 큰 원형 또는 장축과 단축을 갖는 장공(slot hole) 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 엄지말뚝(10)의 좌굴 등을 방지하기 위하여 상호 접합부의 강도 및 강성을 증대시키는 스티프너가 부착될 수 있다.
한편, 엄지말뚝(10)의 클리어런스 홀(11)을 통해 와이어로프(25)가 팽팽하게 긴장된 상태로 설치될 수 있다.
즉, 와이어로프(25)는 낙석물에 의한 충격 에너지를 탄성 변형에너지로 흡수하기 위해 엄지말뚝(10)의 클리어런스 홀(11)을 통해 가드펜스(21)의 골을 관통하여 설치되어 있다.
토류판(20)은 가드펜스(21)와 세로대(22) 및 러버버프(23)를 포함하고 있다.
가드펜스(21)는 암괴 및 토석 등 낙석물의 크기에 상관없이 낙석물의 충격하중에 안정적으로 대응하는 높은 전단강성을 갖도록 파형의 골과 산이 반복적으로 다수 형성되어 있다.
즉, 가드펜스(21)는 단면의 모양이 마치 파형을 갖도록 금속 강판을 절곡 또는 압출하여 형성되어 있고, 좌우 길이 방향으로 길게 골이 나 있으며, 그 골이 상하로 일정한 간격을 두고 있는 다수 형성되어 있다.
여기서 가드펜스(21)는 5~6개 정도로 분할된 부재를 하나의 세로대(22)와 연결하여 또는 일체로 구성하는 것이 바람직하다.
세로대(22)는 가드펜스(21)의 강도를 보강하고 엄지말뚝(10)에 끼워 넣을 때 다른 토류판(20)과의 간격(유격)을 확보하기 위해 가드펜스(21)의 양쪽 가장자리 후면에 각각 고정되어 있다.
즉, 세로대(22)는 가드펜스(21)의 길이 방향 양쪽 끝부분을 안정적으로 지지하기 위하여 상하 방향으로 일정한 길이를 가지며 그 횡단면이 마치 내부가 빈 공동(중공)을 갖는 직사각형 파이프 형상으로 형성되어 있다.
여기서 세로대(22)는 가드펜스(21)에 볼팅이나 용접 등의 접합 방법으로 고정할 수 있다.
러버버프(23)는 가드펜스(21)에 전해지는 충격을 효과적으로 흡수 및 완화하기 위해 세로대(22)의 후면에 상하 방향으로 일정한 간격을 두고 다수 부착되어 있다.
아울러 러버버프(23)는 토류판(20)을 엄지말뚝(10)들 사이에 삽입 시 마찰력과 탄성 작용에 의해 탄력적으로 변형되면서 엄지말뚝(10)의 플랜지 면에 밀착 및 가압되어 견고한 설치 상태를 유지할 수 있다.
한편, 가드펜스(21)의 골에는 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제1완충재(24)가 채워져 있다.
즉, 제1완충재(24)는 가드펜스(21)의 골을 채운 상태로 경화됨으로써 토류판(20)의 완충작용과 강도를 강화할 수 있다.
여기서 제1완충재(24)는 완충작용의 역할을 하는 우레탄폼, 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 엄지말뚝(10)들의 사이에는 적어도 두 개 이상의 토류판(20)을 겹쳐서 끼워 넣어 이중으로 배치함으로써 수평 방향으로 가해지는 암괴 및 토석 등 낙석물의 외력과 압력에 저항하는 강성을 더욱 증대시킬 수 있다.
아울러 토류판(20)들 사이의 공간에는 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제2완충재(26)가 채워질 수 있다.
즉, 제2완충재(26)는 토류판(20)들 사이의 공간을 채운 상태로 경화됨으로써 토류판(20)의 완충작용과 강도를 강화할 수 있다.
여기서 제2완충재(26)는 완충작용의 역할을 하는 우레탄폼, 에폭시 수지 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 토류판(20)의 세로대(22)는 단면의 형상이 C자인 립홈형강으로 이루어질 수 있고, 이와 대응하는 러버버프(23)에는 세로대(22)에 끼움 결합하기 위한 결합홈(23a)이 형성될 수 있다.
즉, 러버버프(23)의 결합홈(23a)과 세로대(22)의 개구부를 통해 간편하게 결합할 수 있음은 물론이고 이탈됨이나 흔들림 없이 안정적으로 고정될 수 있다.
여기서 결합홈(23a)은 마치 더브테일 홈(dovetail groove) 형상으로 형성될 수도 있고, 이와 대응하여 세로대(22)의 개구부는 마치 더브테일 돌기(dovetail bump) 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 암파쇄 방호시설은 토류판(20)의 구조적 강도가 증대되어 암괴 및 토석 등 낙석물에 의해 충돌적으로 가해지는 외력과 압력에 안정적으로 저항하므로 방호 성능을 극대화할 수 있다.
아울러 토류판(20)의 러버버프(23)와 제1 및 제2완충재(24)(26)가 암괴 및 토석 등 낙석물에 의한 충격에 의한 에너지를 흡수하여 충격 효과를 완화시키는 완충작용을 하여 변형이나 파손을 최소화할 수 있다.
나아가 토류판(20)의 가드펜스(21)가 변형 및 파손되더라도 와이어로프(25)가 2차적으로 지지하여 암괴 및 토석 등 낙석물의 도로유입을 확실하게 차단할 수 있다.
그뿐만 아니라 토류판(20)을 엄지말뚝(10)들 사이에 삽입 시 러버버프(23)가 마찰력과 탄성 작용에 의해 탄력적으로 변형되면서 엄지말뚝(10)의 플랜지 면에 밀착 및 가압되기 때문에 토류판(20)을 별도의 체결용 부재로 조립하는 작업 없이도 엄지말뚝(10)들 사이에서 견고하게 고정할 수 있고, 이로 인해 토류판(20)의 설치 작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
10: 엄지말뚝 20: 토류판
21: 가드펜스 22: 세로대
23: 러버버프 24: 제1완충재
25: 와이어로프 26: 제2완충재

Claims (6)

  1. 지반에 일정한 간격으로 설치하는 다수의 엄지말뚝(10)과, 상기 엄지말뚝(10)들의 사이사이에 끼워 넣어 사면의 암괴 및 토석의 도로유입을 차단하기 위한 벽체를 형성하는 토류판(20)을 포함하는 암파쇄 방호시설에 있어서,
    상기 토류판(20)은,
    파형의 골이 다수 형성된 가드펜스(21);
    상기 가드펜스(21)의 양쪽 가장자리 후면에 각각 보강을 위해 고정된 세로대(22); 및
    상기 세로대(22)의 후면에 각각 충격을 완화하기 위해 상하로 일정한 간격을 두고 다수 부착된 러버버프(23);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가드펜스(21)의 골에, 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제1완충재(24)가 채워진 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 엄지말뚝(10)에, 낙석물에 의한 충격 에너지를 탄성 변형에너지로 흡수하는 와이어로프(25)가 상기 가드펜스(21)의 골을 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엄지말뚝(10)들의 사이에 적어도 두 개 이상의 상기 토류판(20)을 겹쳐서 끼워 넣는 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 토류판(20)들 사이의 공간에, 사면에서 떨어지는 낙석물의 충돌 시 기계적 에너지를 흡수하는 제2완충재(26)가 채워진 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세로대(22)는 단면의 형상이 C자인 립홈형강으로 이루어지고,
    상기 러버버프(23)는 상기 세로대(22)에 끼움 결합하기 위한 결합홈(23a)이 형성된 것을 특징으로 하는 암파쇄 방호시설.
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