KR101398915B1 - Reinforcement method for earthfill dam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흙댐(earthfill dam)의 유지보수 공법에 관한 것으로, 기설 흙댐의 하류측 제체(10) 사면 하단부 또는 방류관 등의 매설 관통구조물(40) 주변부를 투수성 필터재(20)로 개질(改質)한 후, 해당 부위 사면에 사석, 쇄석 또는 돌망태 등으로 피복층(30)을 구축함으로써, 원활한 배수성은 확보하면서도 제체(10) 토립자의 유실은 억제할 수 있도록 한 것이다.
The present invention relates to a method for maintenance of an earth dam dam and a method for repairing an earthfill dam by modifying a peripheral portion of a buried through
토사(土砂)가 주 축제(築堤) 재료로 사용되어 구축되는 흙댐은 콘크리트에 비하여 단위중량이 작으므로 기초암반이 취약한 지점에도 축조가 가능한 장점이 있으며, 유연성 또한 상대적으로 우수하여 기초지반의 부등침하 또는 직접적인 물리적 타격에 대한 안정성이 양호한 장점이 있다.
The soil dam constructed by using soil as the main festival material has a small unit weight compared to concrete, so it can be constructed at the point where the foundation rock is weak, and the flexibility is also relatively good, Or good stability against direct physical strikes.
도 1은 전형적인 흙댐의 횡단면을 예시한 것으로, 도면상 점선으로 표시된 선은 제체(10)내 공극수의 가상 자유수면을 나타내는 침윤선(浸潤線)으로서, 정상적인 상태의 흙댐에서는 도 1의 상부 도면에서와 같은 단면이 형성된다.Figure 1 illustrates a cross section of a typical dirt dam wherein the line indicated by the dashed line is a line of infiltration that represents the imaginary free water surface of the void water in the
즉, 흙댐은 역학적으로 완전한 불투수체로서 거동하는 것이 아니라, 일정량의 누수는 허용하되 제체(10)내 침윤선의 하강을 통하여 제체(10) 구조를 유지하는 것으로, 정상적인 상태의 흙댐에서는 도 1의 상부 도면에서와 같이, 제체(10) 내부에 형성되는 침윤선이 하류측으로 점차 하강하여 제체(10) 사면의 하류단 하측 지반으로 연결되며, 동 도면에 도시된 바와 같이 제체(10) 하류단에 투수성 여재(濾材)로 구성된 필터드레인(filter drain)(19)이 설치된 경우 필터드레인(19)을 통하여 소량의 물이 배출되게 된다.That is, the dirt dam does not behave as a complete impermeable body mechanically but allows a certain amount of water leakage and maintains the structure of the
그러나, 댐 축조후 시간이 경과함에 따라 도 1의 하부 도면에서와 같이, 침윤선이 상승하여 제체(10) 하류측 사면을 통한 누수가 발생될 수 있는데, 이는 제체(10)를 구성하는 토사 중 불투수성을 발현하는 점토질 토립자가 지속적으로 유실됨에 따라 제체(10)의 투수성이 미세하게나마 증가함으로 인한 것이며, 특히 이러한 현상은 제체(10)의 하류측 사면 하단부에 집중된다.However, as time elapses after the dam construction, as shown in the lower view of Fig. 1, the infiltration line may rise and water leakage may occur through the slope on the downstream side of the
도 1의 하부 도면에서와 같이, 침윤선이 상승하여 침윤선의 말단부가 제체(10) 하류측 사면에 일단 노출되면 이후 제체(10)내 공극수의 유출 및 토립자의 동반 유출이 급격하게 가속되고, 이는 침윤선을 더욱 상승시키는 악순환이 발생되면서 제체(10)의 안정성을 심각하게 위협하게 된다.1, once the infiltration line has risen and the distal end of the infiltration line has once been exposed to the downstream slope of the
또한, 도 4에서와 같이, 제체(10)를 횡단하여 관통하는 방류관 등의 매설 관통구조물(40)이 설치된 흙댐의 경우, 관통구조물(40)과 제체(10)간 접촉면이 공극수의 고속 배수로로서 작용함에 따라 관통구조물(40)의 제체(10) 하류측 노출부의 안정성이 심각하게 훼손되는 문제점이 있다.4, the contact surface between the
이렇듯, 흙댐의 토립자 유실은 댐 구조 안정성의 심각한 위험요소임에도 불구하고, 노후에 따른 불가피한 현상으로 치부되어 별다른 조치가 취해지지 않고 있는 실정이다.In this way, although the loss of soil particles in the dam dam is a serious risk factor for the stability of the dam structure, it is inevitable due to the old age that no measures have been taken.
특히, 우리나라의 경우 전국에 산재한 대부분의 농업용 저수지가 흙댐 형식으로 축조되었고, 이들 대부분이 이미 상당수준 노후된 상황인 바, 저수지 및 댐의 안정성 확보, 댐의 급격한 붕괴로 인한 하류지역 피해 예방 및 저수지의 안정적 운용을 통한 용수공급 능력 유지를 위하여 흙댐의 토립자 유실을 방지할 수 있는 방안이 절실하게 요구된다 할 수 있다.
In the case of Korea, most of the agricultural reservoirs scattered all over the country were constructed in the form of dirt dams. Most of them have already been considerably obsolete, and the stability of reservoirs and dams, the prevention of damage to downstream areas due to the sudden collapse of dams, In order to maintain the water supply capacity through stable operation, it is urgently required to prevent the loss of the soil particles of the dam dam.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 기설(旣設) 흙댐(earth dam)의 보강공법에 있어서, 흙댐의 하류측 제체(堤體)(10) 하단부를 절토하는 절토단계(S11)와, 절토단계(S11)에서 절토된 절토부에 투수성 입상체(粒狀體)인 필터재(20)를 포설한 후 정지(整地)하여 필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면을 신설하는 성토단계(S21)와, 필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면에 투수성 섬유제 시트인 필터시트(25)를 전개하는 전개단계(S31)와, 필터시트(25) 표면에 침식에 저항하는 피복층(30)을 구축하는 피복단계(S41)로 이루어짐을 특징으로 하는 흙댐의 보강공법이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of reinforcing an earth dam in an existing earth dam, comprising the steps of cutting a lower end portion of a
또한, 제체(堤體)(10)를 횡단하여 관통하는 관통구조물(40)이 매설된 기설(旣設) 흙댐(earth dam)의 보강공법에 있어서, 관통구조물(40)의 하류측 노출부 주변 제체(10)에 관통구조물(40)과 평행한 굴착공을 관통구조물(40)에 밀착하여 천공하는 천공단계(S12)와, 천공된 굴착공에 투수성 입상체(粒狀體)인 필터재(20)를 충전하는 충전단계(S22)와, 필터재(20)가 충전된 관통구조물(40) 주변 굴착공 표면에 투수성 섬유제 시트인 필터시트(25)를 적층하는 적층단계(S32)와, 필터시트(25) 표면에 관통구조물(40)을 포위하는 피복층(30)을 구축하는 폐합단계(S42)로 이루어짐을 특징으로 하는 흙댐의 보강공법이다.
In the reinforcement method of an existing earth dam in which a
본 발명을 통하여, 기설 흙댐의 대대적인 개축 또는 보수 없이도 제체(10)내 토립자 유실을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이로써 제체(10)의 구조적 안정성 및 내구성을 확보하고 가용 연한을 연장하는 효과를 얻을 수 있다.
According to the present invention, it is possible to effectively suppress the loss of the soil particles in the
도 1은 흙댐의 횡단면도
도 2는 본 발명이 적용된 흙댐의 횡단면도
도 3은 본 발명의 수행과정 설명도
도 4는 관통구조물이 설치된 흙댐의 횡단면도
도 5는 본 발명이 적용된 관통구조물 설치 흙댐의 횡단면도
도 6은 도 5 실시예의 수행과정 설명도
도 7은 본 발명에 있어서 제체 천공 및 필터재 충전 방식 설명도Fig. 1 is a cross-
Fig. 2 is a cross-sectional view of an earth dam to which the present invention is applied
FIG. 3 is a flowchart illustrating the process of the present invention
Fig. 4 is a cross-sectional view of an earth dam installed with a penetrating structure
FIG. 5 is a cross-sectional view of a soil dam installed with a through structure to which the present invention is applied
6 is an explanatory diagram of a process of the embodiment of FIG.
Fig. 7 is a schematic diagram for explaining the method of drilling a hole and recharging a filter in the present invention
본 발명의 상세한 구성 및 수행과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
우선, 도 2 및 도 3은 침윤선 상승에 따라 제체(10) 하류측 사면을 통한 토립자 유실이 발생되는 경우, 이를 억제할 수 있도록 해당 부위를 보강하는 본 발명의 실시예를 도시한 것이다.2 and 3 illustrate an embodiment of the present invention in which a site is reinforced so as to suppress the loss of the soil particles through the slope on the downstream side of the
도 2는 본 발명이 적용되어 보강이 완료된 상태의 제체(10) 단면도로서, 도시된 바와 같이, 침윤선이 상승하여 누수가 발생되는 제체(10) 하류측 사면에 필터재(20)로 구성되는 개질(改質) 성토부, 필터시트(25) 및 피복층(30)이 구축되어, 제체(10)내 공극수의 원활한 배출은 보장하면서도 제체(10)내 토립자의 동반 유출은 억제하게 된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the
도 3은 본 발명의 수행과정을 단계별로 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명은 흙댐의 하류측 제체(堤體)(10) 하단부를 절토하는 절토단계(S11)로 개시된다.FIG. 3 is a flow chart illustrating the process of the present invention. As shown in FIG. 3, the present invention is disclosed as a cutting step S11 for cutting a lower end portion of a
제체(10)의 절토는 하류측 사면 하단부의 누수 발생 지점에 대하여 실시되며, 절토 사면의 붕괴를 방지하기 위하여 가급적 완만한 경사를 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the cutting of the
절토단계(S11)가 완료되면, 절토부에 투수성 입상체(粒狀體)인 필터재(20)를 포설한 후 정지(整地)하여 필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면을 신설하는 성토단계(S21)가 수행된다.After the cutting step S11 is completed, a
필터재(20)로는 흙댐의 축제 재료인 토사보다 투수성이 양호한 모래가 적용될 수 있으며, 필터재(20)의 성토부를 구획하여 표면측에는 모래보다 상대적으로 입경이 큰 세립질 자갈 등을 적용할 수도 있다.As the
성토단계(S21)가 완료되면, 필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면에 투수성 섬유제 시트인 필터시트(25)를 전개하는 전개단계(S31)가 수행된다.When the embankment step S21 is completed, a developing step S31 for developing the
투수성 섬유제 시트로는 부직포 등이 적용될 수 있으며, 토립자 유실을 방지하는 최종 여과체 역할을 수행함과 동시에, 후술할 피복단계(S41)에서 구축되는 피복층(30)의 공극을 통한 필터재(20)의 유실 또한 방지하게 된다.A nonwoven fabric or the like may be used as the water-permeable fibrous sheet. The nonwoven fabric may serve as a final filter for preventing the loss of the particles of the soil, and at the same time, the
이후, 필터시트(25) 표면에 사석, 쇄석 또는 돌망태와 같이 침식에 대한 저항성이 큰 재료로 피복층(30)을 구축하는 피복단계(S41)가 수행된다.Thereafter, a covering step S41 is carried out on the surface of the
한편, 도 4는 관통구조물(40)이 설치된 흙댐의 횡단면도로서, 동 도면에는 취수탑과 연결된 방류관이 제체(10)를 횡단 관통하여 설치된 상태가 도시되어 있다.4 is a cross-sectional view of an earth dam in which the
이렇듯, 제체(10)를 관통하는 매설 관통구조물(40)이 설치된 흙댐의 경우, 관통구조물(40)과 제체(10)간 접촉면이 공극수의 고속 배수로로서 작용하여 관통구조물(40)의 제체(10) 하류측 노출부에 누수가 발생되고 그에 따른 토립자 유실이 발생될 수 있는 바, 본 발명에서는 도 5에서와 같이, 관통구조물(40) 하류측 노출부 주변 제체(10)를 투수성 필터재(20)로 개질하고, 그 표면을 폐합하는 필터시트(25) 및 피복층(30)을 구축함으로써, 관통구조물(40) 주변 제체(10)내 공극수의 원활한 배출은 보장하면서도 제체(10)내 토립자의 동반 유출은 억제하게 된다.In this case, the contact surface between the
도 6은 이러한 본 발명의 관통구조물(40) 주변 제체(10) 보강 수행과정을 단계별로 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명은 관통구조물(40)의 하류측 노출부 주변 제체(10)에 관통구조물(40)과 평행한 굴착공을 관통구조물(40)에 밀착하여 천공하는 천공단계(S12)로 개시된다.6 is a perspective view illustrating the process of reinforcing the surrounding
관통구조물(40)과 평행 밀착된 굴착공은 통상의 댐 제체(10) 관통구조물(40)이 수평 내지 수평에 근사한 상태로 매설됨을 감안하면 수평천공에 의하여 천공되는데, 도 6에 도시된 바와 같이, 터널 발파공 천공용 천공기, 어스앵커 및 소일네일 시공용 사면 천공기 또는 집수정의 수평 집수관 설치용 천공기 등 수평굴착이 가능한 천공기가 적용될 수 있다.The drilling hole in parallel contact with the penetrating
관통구조물(40) 주변에 굴착공이 형성되면 천공된 굴착공에 투수성 입상체(粒狀體)인 필터재(20)를 충전하는 충전단계(S22)가 수행된다.When a drilling hole is formed in the vicinity of the
이러한 천공단계(S12) 및 충전단계(S22)를 수행함에 있어서는 관통구조물(40) 주변을 포위하는 다수의 굴착공을 모두 천공한 후 필터재(20)를 일괄 충전하는 것이 아니라, 하나의 굴착공을 천공한 후 필터재(20)를 충전하고, 인접한 굴착공의 천공 및 충전을 반복하는 방식으로 즉, 도 7에서와 같이, 천공단계(S12)와 충전단계(S22)를 굴착공별로 실시하고 이를 관통구조물(40) 주변을 따라 반복하는 방식으로 진행하는 것이 공벽유지 및 관통구조물(40)의 안정성 확보 측면에서 유리하다.In performing the drilling step S12 and the filling step S22, not all the drilling holes surrounding the
또한, 천공단계(S12)에서 천공된 굴착공에 필터재(20)를 투입하는 충전단계(S22)를 수행함에 있어서는 도 7에서와 같이, 일단 오거드릴(auger drill) 등의 굴착장치(51)와 케이싱(52)을 동반 압입하여 천공을 실시한 후, 소정 심도의 천공이 완료되면 굴착장치(51)를 철수하고 케이싱(52)은 존치한 상태에서 트레미관(tremie pipe) 등의 압송관을 케이싱(52) 내부로 투입하여 필터재(20)를 압송, 투입함과 동시에 케이싱(52)을 인발하는 방식을 적용함으로써, 굴착공내 필터재(20)의 신속하고 밀실(密實)한 충전이 가능하다.7, the
이와 같은 과정을 통하여 천공단계(S12) 및 충전단계(S22)가 완수되면 도 7 하부의 A-A'선 단면도에서와 같이, 관통구조물(40) 주변을 긴밀하게 포위하는 필터재(20)층이 형성된다.When the drilling step S12 and the filling step S22 are completed through the above process, as shown in the sectional view taken along the line A-A 'in the lower part of FIG. 7, the
충전단계(S22)가 완료되면, 필터재(20)가 충전된 관통구조물(40) 주변 굴착공 표면에 투수성 섬유제 시트인 필터시트(25)를 적층하는 적층단계(S32)가 수행되며, 이후 필터시트(25) 표면에 관통구조물(40)을 포위하는 피복층(30)을 사석, 쇄석 또는 돌망태와 같이 침식에 대한 저항성이 큰 재료로 구축하는 폐합단계(S42)가 수행됨으로써 본 발명을 통한 흙댐의 관통구조물(40) 주변부 보강이 완료된다.
When the filling step S22 is completed, a lamination step S32 for laminating the
10 : 제체
19 : 필터드레인
20 : 필터재
25 : 필터시트
30 : 피복층
40 : 관통구조물
51 : 굴착장치
52 : 케이싱
S11 : 절토단계
S12 : 천공단계
S21 : 성토단계
S22 : 충전단계
S31 : 전개단계
S32 : 적층단계
S41 : 피복단계
S42 : 폐합단계10: Formation
19: Filter drain
20: Filter material
25: Filter sheet
30:
40: Through structure
51: Excavator
52: casing
S11: Cutting step
S12: Perforation step
S21: Embankment stage
S22: Charging step
S31: Deployment step
S32:
S41: coating step
S42: Closing phase
Claims (2)
흙댐 제체(堤體)(10)의 하류측 사면 하단부를 절토하는 절토단계(S11)와;
절토단계(S11)에서 절토된 절토부에 제체(10)의 축제 재료보다 투수성이 양호한 투수성 입상체(粒狀體)인 필터재(20)를 포설한 후 정지(整地)하여 필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면을 신설하는 성토단계(S21)와;
필터재(20)로 구성된 제체(10) 사면에 투수성 섬유제 시트인 필터시트(25)를 전개하는 전개단계(S31)와;
필터시트(25) 표면에 침식에 저항하는 피복층(30)을 구축하는 피복단계(S41)로 이루어짐을 특징으로 하는 흙댐의 보강공법.In an existing earth dam reinforcement method,
A cutting step S11 for cutting off the lower end of the slope on the downstream side of the dam dam body 10;
The filter material 20 which is a water-permeable granular material having better water permeability than the felling material of the body 10 is placed on the cut-out portion cut in the cutting step S11, 20 in the embankment step S21;
A development step (S31) of developing a filter sheet (25), which is a water permeable fibrous sheet, on a slope (10) made of a filter material (20);
And a covering step (S41) of forming a covering layer (30) resistant to erosion on the surface of the filter sheet (25).
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- 2013-08-27 KR KR1020130101512A patent/KR101398915B1/en active IP Right Grant
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