KR102334930B1

KR102334930B1 - 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물

Info

Publication number: KR102334930B1
Application number: KR1020210064822A
Authority: KR
Inventors: 송상훈; 김남수
Original assignee: 송상훈; 김남수
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2021-12-07

Abstract

본 발명은 경사진 사면을 평탄하게 정리하고, 사면 정리 작업에서 얻어진 현장의 표토를 수득하는 사면정리 및 표토수득 단계; 정리된 사면에 매트리스형 망상체로 이루어진 개비온 함체를 연결하거나, 개비온 함체의 내부를 복수 개의 칸으로 구획하고, 개비온 함체의 바닥면을 네일로 사면에 고정하는 개비온 설치 단계; 상기 개비온 함체 내부의 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층을 형성하는 암석층 형성 단계; 상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트를 삽입 설치하고, 식생포트 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층을 형성하는 토사층 형성 단계; 상기 사면정리 및 표토수득 단계에서 수득된 표토를 토사층 위에 복토하는 복토층 형성 단계; 상기 복토층에 식물 종자를 파종하는 종자 파종 단계; 상기 복토층 위에 토사와 식물 종자의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트를 설치하는 에코네트 설치 단계; 및 상기 에코네트 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개를 개비온 함체와 연결 설치하는 개비온 덮개 설치 단계를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물을 제공한다.

Description

매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물{NATURE-FRIENDLY CONSTRUCTION METHOD FOR THE GREENING OF SLOPE USING MATTRESS GABION AND STRUCTURE}

본 발명은 사면 녹화 시공 방법 및 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매트리스 개비온을 이용하여 사면에 녹화 시공을 하여 방재효과와 생태복원을 모두 충족할 수 있는 자연 친환적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 하천의 제방, 절개지, 기타 경사지 등의 사면에는 유수로 인해 사면의 흙이 유실되는 것을 방지하기 위해 콘크리트 블록을 설치하거나 돌을 철망 등으로 고정한 개비온을 설치하여 사면을 구축한다.

이 중에 콘크리트 블록은 자연 친화적이지 않아서 주변경관을 해치고, 지반 침하시 갑작스런 붕괴가 초래되어 안전에 위협이 되며, 콘크리트 부분은 녹화가 어려워 생태 복원에 제약이 있는 문제가 있다.

개비온 공법이라 함은 와이어 실린더 공법의 일종으로 옹벽과 같은 역할을 하고, 사면이 붕괴되는 위험이 있거나 붕괴 후의 복구 대책으로 효과적인 것으로 알려져 있다.

이와 관련된 종래기술로 특허문헌 1에는 하천 제방의 사면에 설치되는 옹벽 구조에 있어서 옹벽을 구성하는 개비온의 절개면과 접하는 부분에 부직포가 설치되고, 부직포와 접합되며 개비온의 전면 방향으로 수평방향 수분전달매트가 설치되며, 수평방향 수분전달매트와 접합되고 개비온의 상면으로 뻗는 수직방향 수분전달매트가 설치되고, 개비온의 수평방향 수분전달매트 위에는 석재 및 석재의 공극을 채우는 흙이 수직방향 수분전달매트의 높이까지 채워지고, 석재와 석재의 공극에 흙이 채워지는 부분을 제외한 개비온의 다른 내부 공간에는 석재를 채워서 형성되는 단위 개비온을 적층하여 이루어진 식생 개비온 옹벽 구조가 공개되어 있다.

그러나, 상술한 종래기술은 사면의 경사 각도에 의해 돌이나 흙이 하측으로 이동하여 구조물이 붕괴될 수 있고, 호우시 개비온에 채워진 흙이 침하되거나 유실될 수 있으며, 가뭄시 흙에 수분을 공급할 수 없어 식물 성장이 원활히 이루어질 수 없는 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0043552호(2005.05.11. 공개)

본 발명은 상술한 문제들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지반 침하의 위험이 감소되고, 개비온과 식생포트가 사면에 견고하게 고정되어 하천 만수나 우천시에도 원형을 유지하여 방재 효과가 우수하고 주변 경관과 조화를 이루며, 암석, 토사 및 식물 종자의 유실이 방지되고, 수분을 저장할 수 있고 수분과 양분을 식물과 토양에 지속적으로 제공하여 식물 종자가 잘 발아하고 생장할 수 있는 여건을 조성하여 하천 생태가 자연 친화적으로 복원될 수 있는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물의 제공에 그 목적이 있다.

본 발명은 경사진 사면을 평탄하게 정리하고, 사면 정리 작업에서 얻어진 현장의 표토를 수득하는 사면정리 및 표토수득 단계; 정리된 사면에 매트리스형 망상체로 이루어진 개비온 함체를 연결하거나, 개비온 함체의 내부를 복수 개의 칸으로 구획하고, 개비온 함체의 바닥면을 네일로 사면에 고정하는 개비온 설치 단계; 상기 개비온 함체 내부의 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층을 형성하는 암석층 형성 단계; 상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트를 삽입 설치하고, 식생포트 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층을 형성하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접한 식생포트끼리 연결되는 토사층 형성 단계; 상기 사면정리 및 표토수득 단계에서 수득된 표토를 토사층 위에 복토하는 복토층 형성 단계; 상기 복토층에 식물 종자를 파종하는 종자 파종 단계; 상기 복토층 위에 토사와 식물 종자의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트를 설치하는 에코네트 설치 단계; 및 상기 에코네트 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개를 개비온 함체와 연결 설치하는 개비온 덮개 설치 단계를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 경사진 사면을 평탄하게 정리하고, 사면 정리 작업에서 얻어진 현장의 표토를 수득하는 사면정리 및 표토수득 단계; 정리된 사면에 매트리스형 망상체로 이루어진 개비온 함체를 연결하거나, 개비온 함체의 내부를 복수 개의 칸으로 구획하고, 개비온 함체의 바닥면을 네일로 사면에 고정하는 개비온 설치 단계; 상기 개비온 함체 내부의 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층을 형성하는 암석층 형성 단계; 상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트를 삽입 설치하고, 식생포트 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층을 형성하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접한 식생포트끼리 연결되는 토사층 형성 단계; 상기 사면정리 및 표토수득 단계에서 수득된 표토를 토사층 위에 복토하는 복토층 형성 단계; 상기 복토층 위에 식물 종자가 포함된 식생매트를 설치하는 식생매트 설치 단계; 상기 식생매트 위에 토사의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트를 설치하는 에코네트 설치 단계; 및 상기 에코네트 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개를 개비온 함체와 연결 설치하는 개비온 덮개 설치 단계를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 평탄하게 정리된 경사진 사면에 설치되어, 서로 연결되거나 내부가 복수 개의 칸으로 구획된 매트리스형 망상체로 이루어지고, 바닥면이 네일로 사면에 고정되는 개비온 함체; 상기 개비온 함체 내부에 소정의 높이까지 암석들이 충진 형성된 암석층; 상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트가 삽입 설치되고, 식생포트 내부에 토사를 충진하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접합 식생포트끼리 연결되는 토사층; 상기 토사층 위에 사면 정리 작업 중에 수득된 현장의 표토를 복토하여 형성된 복토층; 상기 복토층에 식물 종자가 파종되거나 상기 복토층 위에 식물 종자를 포함한 식생매트를 설치하는 식물종자층; 상기 식물종자층 위에 설치되어 토사와 식물 종자의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트; 및 망상체로 이루어지고 상기 에코네트 위에 설치하여 개비온 함체와 연결된 개비온 덮개를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 구조물을 제공한다.

본 발명에 의하면, 지반 침하의 위험이 감소되고, 개비온과 식생포트가 사면에 견고하게 고정되어 하천 만수나 우천시에도 원형을 유지하여 방재 효과가 우수하고 주변 경관과 조화를 이루며, 암석, 토사 및 식물 종자의 유실이 방지되고, 수분을 저장할 수 있고 수분과 양분을 식물과 토양에 지속적으로 제공하여 식물 종자가 잘 발아하고 생장할 수 있는 여건을 조성하여 하천 생태가 자연 친화적으로 복원될 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 사면 녹화 시공 방법의 플로우차트이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 사면 녹화 시공 방법의 단계별 공정 작업도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 개비온 함체의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 사면 녹화 시공 구조물을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 사면 녹화 시공 방법에 의해 구조물이 시공된 일례를 도시한 도면이다.

이하에서, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.

본 발명에 따른 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법은, 매트리스 개비온을 이용하여 비교적 경사가 완만한 사면에 녹화 시공을 하여 방재효과와 생태복원을 모두 충족할 수 있는 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법에 관한 것으로, 도 1a를 참고하면 사면정리 및 표토수득 단계(S10), 개비온 설치 단계(S20), 암석층 형성 단계(S30), 토사층 형성 단계(S40), 복토층 형성 단계(S45), 종자 파종 단계(S50), 에코네트 설치 단계(S60) 및 개비온 덮개 설치 단계(S70)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 2a를 참고하면, 상기 사면정리 및 표토수득 단계(S10)는 지반의 측부에 위치한 법면의 사면(S)을 평탄하고 고르게 정리하고 견고하게 다짐하는 작업 공정이다. 개비온 함체(100)가 하천 등의 사면을 따라 바르게 설치되어 찌그러지지 않도록 하기 위함이다. 사면 정리 작업시 현장에서 표토가 발생되며, 본 발명에서는 이러한 표토를 보관해 놓았다가 토사층(500) 위에 복토하여 사용한다.

도 2b를 참고하면, 상기 개비온 설치 단계(S20)는 정리 작업된 사면(S)에 매트리스형 망상체로 이루어진 복수 개의 개비온 함체(100)들을 상호 인접하도록 바둑판 배열 방식으로 배치한 후 서로 연결하여 설치하거나, 도 3b와 같이 개비온 함체(100)의 내부를 복수개의 칸으로 구획하여 사용한다.

도 3a를 참고하면, 상기 개비온 함체(100)는 방식처리가 된 금속 와이어를 능형망으로 엮어서 만들어진 상측이 개방된 육면체 형상의 함체로, 전면철망(110), 후면철망(120), 하부철망(130), 양측부의 측면철망(140)이 서로 연결되어 내부에 수용공간이 형성되며, 사면에 바둑판 배열 방식으로 배열하여 도 2b와 같은 구조물을 형성할 수 있고, 개비온 함체(100)의 높이는 사면 조건에 따라 현장에서 조정될 수 있다. 또한, 개비온 함체(100)의 하부철망(130)을 네일(160)로 사면(S)에 견고하게 고정하여 일체화시켜 암석이나 토사의 하중에 의해 개비온 함체(100)가 개별적으로 이탈되거나 흐트러지지 않도록 한다.

상기 개비온 설치 단계(S20)시 바둑판 배열 방식으로 배열된 다수의 개비온 함체(100)의 상·하단부에 각각 비계파이프(미도시)를 임시로 설치하여 개비온 함체(100)를 단단히 고정한 채 작업할 수 있다.

또한, 도 4b를 참고하면 일실시예로 상기 개비온 함체(100) 내측 하부에 바닥시트(200)가 설치되는데, 상기 개비온 함체(100) 내부 수용공간 하부의 사면(전,후,좌,우)과 바닥면에 바닥시트(200)를 설치하여 수분저장공간을 확보한 후 바닥시트 상의 수분저장공간에 토양보습제(220)를 포설할 수 있다.

종래에는 개비온 함체 내부에 비닐이나 경질의 합성수지 재질의 물받이부를 형성하고, 그 안에 토사나 암석, 골재를 투입하였기 때문에 비닐의 경우 쉽게 찢어져 훼손되고, 경질의 합성수지의 경우 신축성이나 탄력성이 없어서 시공 현장에서 철망이나 와이어로 이루어져 다소 크기에 차이가 발생하는 개비온 함체들의 여러 크기들에 딱맞게 적용시키기 곤란하며, 무엇보다도 물받이부는 토사와 골재, 자갈 등 입도가 크게 다른 입자들이 혼재된 상태로 채워져 있어 공극률이 낮고 함수량이 적어 수분 저장 효과가 크지 않은 문제가 있었다. 더구나 종래의 물받이부는 사면에 개비온 함체와 함께 하향 경사지게 설치되므로 우천시 수분이 물받이부의 앞쪽으로 몰리게 되어 수분 저장 효과가 미미한 문제가 있었다.

그러나, 본 발명에서는 바닥시트(200)가 수분저장공간으로 유입된 빗물 등의 수분이 외부로 유출되는 것을 차단하고, 사면에서도 토양보습제(220)를 통해 수분이 흡수되어 높은 함수율로 저장할 수 있으며, 암석과 토사의 유출을 방지하고, 지중에서 발생한 메탄가스, 이산화탄소 등의 유해가스도 함께 차단할 수 있다.

상기 바닥시트(200)는 복수 개의 층이 결합되어 이루어지되, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 기본층(미도시)과, 기본층의 상·하부에 각각 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 상부 피복층(미도시) 및 하부 피복층(미도시)과, 상부 피복층과 기본층 또는 하부 피복층과 기본층 사이에 개재되어 금속재의 망상으로 이루어지고 소정의 강도를 제공하는 격자층(미도시)을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 상기 기본층은 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어져 분자 구조가 치밀하여 고강도를 갖고 있어 충격에 의해 쉽게 훼손되지 않고 습기를 차단할 수 있다. 또한 바닥시트(200)의 하측에 망상체로 이루어진 하부철망(130)이 있어 암석과 토사의 하중에 의해 바닥시트(200)가 가압될 경우 유연하게 작용하지 않으면 훼손될 우려가 있다. 따라서, 기본층의 상·하부에 저밀도 폴리에틸렌 재질의 상·하부 피복층을 결합하여 바닥시트(200)에 신축성과 탄력성을 제공하고, 균열이 잘 발생하지 않으며, 방습성이 있어 수분의 유출을 3중으로 차단할 수 있다. 게다가, 기본층과 상·하부 피복층의 사이에 격자 형상을 갖는 금속 재질의 격자층이 개재되어 바닥시트(200)의 강도를 증가시켜 암석과 토사의 하중을 지탱할 수 있다.

상기 수분저장공간에 투입되어 수분을 저장한 후 배출하는 토양보습제(220)는 상측의 암석층(300)과 토사층(500)의 하중을 지탱하면서 공극을 통해 수분을 많이 저장할 수 있도록 하는 물질이면 충분한데, 토사층(500)을 구성하는 토사보다 입자가 가는 모래도 가능하며, 예를들면 토사층(500)을 구성하는 토사의 입경이 1~5mm일 때, 토양보습제(220)를 구성하는 토사의 입경은 0.1~1mm일 수 있으며, 이러한 토양보습제(220)는 입자 크기가 가는만큼 입자 크기가 큰 토사층(500)의 토사보다 입도가 상대적으로 고르게 되므로 공극률이 크고 그만큼 수분을 저장할 수 있는 공간도 증가하게 된다.

다른 실시예로 상기 토양보습제는 중량%로 테라코템 30 내지 40%, 제올라이트 20 내지 30%, 아타풀자이트 10 내지 20%, 천매암 분말 10 내지 20%, 부엽토 5 내지 10% 및 액비 5 내지 10%를 포함할 수 있다.

상기 테라코템은 대표적인 토양보습제로서 수분흡수중합제, 양분요소, 성장촉진제, 전해질 등의 물질이 혼합된 혼합물이고, 자체 무게의 몇 배에 이르는 수분을 저장할 수 있으며, 저장된 수분은 식물이 필요로 할 때 서서히 식물의 뿌리로 공급될 수 있다. 이때 테라코템은 30 내지 40 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직한데 과도하게 포함될 경우 토사가 부풀어 오를 수 있기 때문이다.

상기 제올라이트는 다공성 무기재로서 흡착제 역할을 수행한다. 이는 수분을 흡수하여 저장하였다가 외부로 배출하는 역할을 하고, 20 내지 30 중량%가 첨가되는 것이 바람직하며, 20 중량% 미만이면 보습 효과가 미약할 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우에는 토사가 부풀어 오를 수 있기 때문이다.

상기 아타풀자이트는 미정질이고 규산 4면체의 사슬구조에 의한 터널 구조를 갖고 있으며, 가볍고 기공성이 있는 극세 점토 광물로, 본 발명에서는 10 내지 20 중량%가 포함됨으로써, 극세 입자로 이루어져 테라코템 및 부엽토 등과 결합력이 우수하며, 흡수성이 뛰어나 수분을 흡수하여 내부에 저장할 수 있다.

상기 천매암 분말은 유황이 많이 함유되어 있고, 그 밖에 망간, 구리, 아연, 철 및 몰리브덴 등의 미량원소가 함유되어 있으므로, 본 발명에서 10 내지 20 중량%가 포함되어 식물과 토양에 각종 무기염류를 제공할 수 있고, 다만 과도하게 포함되면 함수량이 저하될 수 있다.

상기 부엽토는 나뭇잎이나 작은 가지 등이 미생물에 의해 부패, 분해되어 생긴 흙으로, 매우 다공질이므로 배수가 좋고 수분과 양분의 보축력이 우수하여 본 발명에서 5 내지 10 중량%가 포함되어 식물과 토양에 수분과 양분을 함께 제공할 수 있다. 다만, 과도하게 포함되면 구조물이 침하될 수 있다.

상기 액비는 분말 또는 입자 형태의 비료를 희석하여 액상으로 제조한 것으로, 토양에 필요한 미생물 영양원이고, 토양의 산성화를 방지하여 토양을 개량해 주며, 지력을 증진시킬 수 있고, 이를 위하여 5 내지 10 중량%가 포함될 수 있다.

도 2c를 참고하면, 상기 암석층 형성 단계(S30)는 개비온 함체(100) 내부 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층(300)을 형성함으로써 자중을 높여 사면(S)을 안정되게 보강하여 보호하는 공정이다. 이때 암석은 시공 현장에서 나온 암석들을 사용할 수 있고, 개비온 함체(100)의 전체 높이의 1/2배 정도까지 충진될 수 있다.

이와 같이 암석들이 충진된 후 일실시예로 암석층(300) 위에 소정의 두께로 충진재(310)를 피복하고, 이때 충진재(310)는 암석과 암석 사이의 공간도 채우게 되어 암석이 유동되지 않고 안정적으로 정착되도록 하면서 수분저장공간으로부터 수분과 양분을 토양과 식물에 공급하는 기능을 하며, 토사층(500)의 토사가 하측으로 유출되거나 침하되는 것을 방지하여 복합 매트리스 형태가 시공한 원형대로 계속 유지될 수 있다. 상기 충진재(310)는 토사층(500)에 파종된 식물 종자가 발아 및 활착되고 뿌리가 어느 정도 토양 속으로 뻗어서 자랄때까지는 수분저장공간으로부터 수분이 투습성 부직포 재질의 식생포트(300)를 통과하여 토양으로 공급하게 되고, 이후 식물의 뿌리가 뻗어서 식생포트(300)를 뚫고 암석 사이의 공간으로 뻗게 되면 자연스럽게 수분저장공간의 수분을 흡수할 수 있게 된다.

그리고, 충진재(310) 피복이 완료되면 충진재(310) 위에 그리드망(320)이 개비온 함체(100)를 가로질러 수평 방향으로 연결 설치되도록 하여 암석들을 지지함으로써 사면(S)에서 암석이 경사를 따라 아래로 쏠리지 않도록 하고, 암석의 압력에 의해 토사나 식물이 개비온 덮개(150)의 구멍 사이로 밀려나오는 것을 방지할 수 있다. 더불어, 상기 그리드망(320)은 암석층(300)과 수분저장공간 사이에도 설치되어 암석층의 하중을 지지할 수도 있다.

이때, 상기 충진재(310)는 중량%로 토사 40 내지 60%, 펄라이트 15 내지 25%, 면섬유 또는 레이온섬유 10 내지 20%, 규조토 5 내지 10% 및 식물성 접착제 5 내지 10%를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 토사는 시공 현장 부근의 토사를 사용할 수 있고, 암석 사이의 틈새를 채울 수 있는 입도를 가지며, 40내지 60 중량%가 포함되어 식물의 뿌리가 토사로 뻗어서 수분과 양분을 흡수할 수 있도록 한다.

상기 펄라이트는 진주암을 분쇄하여 발포 및 팽창시킨 미립자로 미세 공극이 많고 표면적이 큰 다공질체로 이루어지며, 15 내지 25 중량%가 포함되어 0.01 내지 0.02mm의 입도를 갖기 때문에 토사로 채우지 못한 암석 사이의 틈새를 채워 암석 간의 응집성을 증가시키고, 미세 공극을 통하여 수분이 이동하여 수분저장공간에 저장될 수 있도록 하며, 알칼리로 작용하여 토양의 알칼리성이 상실되는 것을 억제하여 중성화를 지연시킬 수 있다.

상기 면섬유는 식물성 천연섬유로 길이는 40~60mm이고 굵기는 10~20㎛로 가늘고 긴 형태를 사용하는 것이 바람직하며, 식물의 세포벽을 구성하는 셀룰로오스를 그대로 갖고 있고, 셀룰로오스 분자 구조는 물과 친하여 흡습성이 우수하고 물과 영양분이 이동하던 통로가 남아 있어 수분이 흡수되어 이동할 수 있으며, 다만, 자연 상태의 면섬유의 통로는 찌그러지거나 꼬인 상태이므로 머서화 가공을 통해 셀룰로오스를 팽창시켜 중공을 원형으로 넓게 만든 후 사용하는 것이 바람직하다.

상기 레이온 섬유는 비스코스 레이온 섬유의 줄임말로, 가늘고 긴 형태이며, 대략 길이가 40~60mm이고 굵기는 10~20㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 비스코스를 방사하여 얻는 재생 셀룰로오스 섬유로서 면섬유와 마찬가지로 흡습성이 우수하여 수분을 저장하거나 수분을 흡수하여 전달할 수 있다.

이와 같이, 가늘고 긴 형태의 면섬유 또는 레이온 섬유들은 10 내지 20 중량%가 여러 방향으로 고루 포설되어 서로 겹치거나 인접된 상태에서 우천시 토사층(500)의 수분이 과도할 때는 빗물을 흡수하여 수분저장공간으로 이동시키거나 자체적으로 수분을 흡수하여 저장하고, 토사층(500)에 수분이 부족할 때는 수분저장공간에 저장된 수분 또는 자체적으로 저장한 수분을 토사층(500)으로 스며들게 하여 식물에 제공할 수 있으며, 암석 사이의 작은 틈새로도 침투할 수 있다.

상기 규조토는 단세포 조류인 규조의 규산질유해가 바다나 호수 바닥에 쌓여서 생성된 퇴적물로, 주로 규산으로 되어 있고, 미세한 다공질이기 때문에 흡수성이 우수하며, 5 내지 10 중량%가 포함되어 토사로 채우지 못한 암석 사이의 틈새를 채워 암석 간의 응집성을 증가시키고, 미세한 공극을 통하여 수분이 이동하여 수분저장공간에 저장될 수 있도록 한다.

상기 식물성 접착제는 쌀분말, 옥수수분말, 콩분말 등을 물과 가열 및 교반하여 제조된 접착제로 5 내지 10 중량%가 포함되어 충진재(310)의 응집력을 향상시켜 입자간 결집력을 증대시키고, 피복된 충진재의 크랙이나 탈락을 방지하며, 식물 및 토양에 필요한 영양분도 공급할 수 있다.

도 2d를 참고하면, 상기 토사층 형성 단계(S40)는 식생포트(400) 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층(500)을 형성하는 공정이다.

먼저, 상기 개비온 함체(100) 내부의 암석층(300) 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트(400)를 삽입하여 설치할 수 있다. 식생포트(400)를 개비온 함체(100) 내부에 삽입 설치후 토사가 균일하게 충전되도록 각 코너부를 각지게 정돈하고 개비온 함체(100)와 고정 체결하면서 인접합 식생포트(400)끼리 연결시킨다.

이를 위하여, 상기 식생포트(400)는 상부의 사면에 외측으로 접이되도록 돌출된 연결부(410)가 형성되고, 연결부(410)의 상부면 또는 하부면에 벨크로 등의 접착수단(미도시)가 형성되어 인접한 식생포트(400)들의 연결부(400)끼리 벨크로 등 접착수단에 의해 고정 연결시켜 토사층(500)의 하중에 의해 식생포트(400)가 하측으로 쏠리지 않고 토사층(500)을 지지하고, 식생포트(400)끼리 상호 견고하게 체결된 상태로 복합 매트리스 형상을 계속 유지하여 주변 경관과 조화를 이룰 수 있으며, 암석, 토사 및 식물 종자의 유실이 방지될 수 있다.

상기 연결부(410) 중 일부는 하부에 철선, 철핀, 고리와 같은 체결부재(미도시)가 형성되어 체결부재를 통해 연결부(410)가 개비온 함체(100)에 견고하게 고정 체결되어 지지될 수 있다.

토사 채움시 먼저 식생포트(400)의 절반 높이까지만 토사를 채우고 충분한 흙다짐을 실시한 후, 전체 높이까지 토사를 채우고 흙다짐을 실시하여 토사층(500)을 형성하며, 토사층(500)은 침하 방지를 위해 중앙부를 볼록하게 더돋기를 실시할 수 있다. 암석층(300)에 충진재(310)가 충진되어 있어 토사층(500)의 토사가 하측으로 유출되거나 토사층(500)이 침하되는 것이 방지된다.

상기 복토층 형성 단계(S45)는 상기 사면정리 및 표토수득 단계(S10)에서 수득된 표토를 토사층(500) 위에 복토하여 복토층(550)을 형성하는 공정이다. 사면 정리 작업 중에 발생한 표토는 기존에 표토에서 자라던 풀이나 나뭇잎이 그대로 포함되어 있을 뿐만 아니라, 식물이 성장에 필요한 유기물과 영양분이 풍부하게 포함된 흙으로, 사면 정리 작업시 별도로 보관해 두었다가 토사층(500) 위에 소정의 두께로 복토하게 되면 별도의 퇴비를 사용하지 않더라도, 인위적으로 심은 식물 종자 외에도 현지 표토에 적응되어 자연스럽게 포함된 풀이 잘 자라나서 식물 녹화 효과가 증대되고, 이후 표토의 미생물에 의해 유기물이 분해되어 퇴비 기능을 함으로써 일반 토사에 부족한 영양분을 식물에 제공하고, 수분과 양분의 보축력이 우수하며, 식물의 성장을 촉진시켜 생태 복원에 큰 도움을 줄 수 있다. 만약 상기 표토를 토사층(500)과 혼합하여 사용하거나 토사층(500) 내측에 포함하게 되면 표층으로부터 멀어져서 상술한 효과가 희석될 수 있고, 표토에 포함된 유기물 분해시 토사층 내부에 공간이 형성되어 구조물이 침하될 수 있다.

여기서, 상기 복토층(550)의 높이는 상기 토사층(500) 높이의 1/5 내지 1/2인 것이 바람직한데, 1/5 미만이면 식생 녹화 효과가 저하될 수 있고, 1/2을 초과하여 깊은 깊이까지 포함되게 되면 표토에 포함된 유기물 분해시 구조물이 침하되거나 손상될 수 있는 문제가 있다.

상기 종자 파종 단계(S50)는 복토층(550)에 식물 종자(C)를 파종하는 공정이다. 도 1b와 같이 종자 파종 단계(S50) 대신에 복토층(550) 위에 식물 종자(C)가 포함된 식생매트(600)를 설치하는 식생매트 설치 단계(S50')를 수행할 수도 있다. 식물 종자가 영양분이 풍부하고 보축력이 우수한 복토층(550)에 파종되므로 식물 종자의 발아 및 활착에 도움을 줄 수 있다.

도 2e를 참고하면, 상기 에코네트 설치 단계(S60)는 식물 종자가 파종된 복토층(550) 또는 식생매트(600) 위에 에코네트(700)를 설치하는 공정이다. 상기 에코네트(700)는 복토층(550)에 파종된 식물 종자가 발아 및 활착될 때까지 분해되지 않기 때문에 토사층(500) 및 복토층(550)의 토사와 식물 종자의 유출이 방지되고, 식물 종자가 발아 및 활착된 후 자연스럽게 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하게 된다.

도 2f를 참고하면, 상기 개비온 덮개 설치 단계(S70)는 에코네트(700) 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개(150)를 개비온 함체(100)와 연결철선 등으로 연결하여 설치하는 공정이다. 이때, 일례로 상기 식생포트(400) 설치후에 외부로 노출된 개비온 함체(100)의 각 코너부에 개비온 덮개(150)를 연결하여 고정할 수 있다. 개비온 덮개(150)를 설치하여 에코네트(700)가 바람에 날리거나 빗물에 의해 쓸려나가거나, 외부 간섭으로 벗겨지는 것을 방지하고, 토사 유출을 방지할 수 있다.

결국, 본 발명에 따른 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법 및 구조물은 지반 침하의 위험이 감소되고, 개비온과 식생포트가 사면에 견고하게 고정되어 하천 만수나 우천시에도 원형을 유지하여 방재 효과가 우수하고 주변 경관과 조화를 이루며, 암석, 토사 및 식물 종자의 유실이 방지되고, 수분을 저장할 수 있고 수분과 양분을 식물과 토양에 지속적으로 제공하여 식물 종자가 잘 발아하고 생장할 수 있는 여건을 조성하여 하천 등의 생태가 자연 친화적으로 복원될 수 있는 것이다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

100. 개비온 함체 110. 전면철망
120. 후면철망 130. 하부철망
140. 측면철망 150. 개비온 덮개
160. 네일 200. 바닥시트
300. 암석층 400. 식생포트
410. 연결부 500. 토사층
550. 복토층 600. 식생매트
700. 에코네트 C. 식물 종자
S. 사면

Claims

경사진 사면을 평탄하게 정리하고, 사면 정리 작업에서 얻어진 현장의 표토를 수득하는 사면정리 및 표토수득 단계;
정리된 사면에 매트리스형 망상체로 이루어진 개비온 함체를 연결하거나, 개비온 함체의 내부를 복수 개의 칸으로 구획하고, 개비온 함체의 바닥면을 네일로 사면에 고정하는 개비온 설치 단계;
상기 개비온 함체 내부의 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층을 형성하는 암석층 형성 단계;
상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트를 삽입 설치하고, 식생포트 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층을 형성하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접한 식생포트끼리 연결되는 토사층 형성 단계;
상기 사면정리 및 표토수득 단계에서 수득된 표토를 토사층 위에 복토하는 복토층 형성 단계;
상기 복토층에 식물 종자를 파종하는 종자 파종 단계;
상기 복토층 위에 토사와 식물 종자의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트를 설치하는 에코네트 설치 단계; 및
상기 에코네트 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개를 개비온 함체와 연결 설치하는 개비온 덮개 설치 단계를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법.
경사진 사면을 평탄하게 정리하고, 사면 정리 작업에서 얻어진 현장의 표토를 수득하는 사면정리 및 표토수득 단계;
정리된 사면에 매트리스형 망상체로 이루어진 개비온 함체를 연결하거나, 개비온 함체의 내부를 복수 개의 칸으로 구획하고, 개비온 함체의 바닥면을 네일로 사면에 고정하는 개비온 설치 단계;
상기 개비온 함체 내부의 소정의 높이까지 암석을 충진하여 암석층을 형성하는 암석층 형성 단계;
상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트를 삽입 설치하고, 식생포트 내부에 토사를 충진하고 다져서 토사층을 형성하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접한 식생포트끼리 연결되는 토사층 형성 단계;
상기 사면정리 및 표토수득 단계에서 수득된 표토를 토사층 위에 복토하는 복토층 형성 단계;
상기 복토층 위에 식물 종자가 포함된 식생매트를 설치하는 식생매트 설치 단계;
상기 식생매트 위에 토사의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트를 설치하는 에코네트 설치 단계; 및
상기 에코네트 위에 망상체로 이루어진 개비온 덮개를 개비온 함체와 연결 설치하는 개비온 덮개 설치 단계를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복토층의 높이는 상기 토사층 높이의 1/5 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 개비온 설치 단계는, 개비온 함체 내측 하부에 바닥시트를 설치하여 수분저장공간을 확보한 후 수분저장공간에 수분 저장 기능을 갖는 토양보습제를 포설하되,
상기 바닥시트는, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 기본층과, 기본층의 상·하부에 각각 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 상부 피복층 및 하부 피복층과, 상부 피복층과 기본층 또는 하부 피복층과 기본층 사이에 개재되어 금속재의 망상으로 이루어지고 강도를 제공하는 격자층을 포함하고,
상기 토양보습제는 모래로 구성되고 입경이 0.1 내지 1.0mm인 것을 특징으로 하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 암석층 형성 단계는 암석층에 충진재를 투입하여 충진재가 암석 사이의 공간을 채우고, 상부에 암석층을 지지하는 그리드망을 연결 설치하되,
상기 충진재는 중량%로 토사 40 내지 60%, 펄라이트 15 내지 25%, 면섬유 또는 레이온섬유 10 내지 20%, 규조토 5 내지 10% 및 식물성 접착제 5 내지 10%를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 방법.
평탄하게 정리된 경사진 사면에 설치되어, 서로 연결되거나 내부가 복수 개의 칸으로 구획된 매트리스형 망상체로 이루어지고, 바닥면이 네일로 사면에 고정되는 개비온 함체;
상기 개비온 함체 내부에 소정의 높이까지 암석들이 충진 형성된 암석층;
상기 개비온 함체 내부의 암석층 상측에 부직포 재질의 사각 박스 형상의 식생포트가 삽입 설치되고, 식생포트 내부에 토사를 충진하되, 상기 식생포트는 4면의 상부에 외측으로 접혀져 연장된 연결부가 형성되고 연결부의 상부 또는 하부에 연결수단이 형성되어 인접합 식생포트끼리 연결되는 토사층;
상기 토사층 위에 사면 정리 작업 중에 수득된 현장의 표토를 복토하여 형성된 복토층;
상기 복토층에 식물 종자가 파종되거나 상기 복토층 위에 식물 종자를 포함한 식생매트를 설치하는 식물종자층;
상기 식물종자층 위에 설치되어 토사와 식물 종자의 유출을 방지하고 식물 종자가 발아 및 활착된 후 분해되어 식물 종자의 식생에 필요한 영양분을 제공하는 에코네트; 및
망상체로 이루어지고 상기 에코네트 위에 설치하여 개비온 함체와 연결된 개비온 덮개를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 구조물.
제 6항에 있어서,
상기 개비온 함체 내측 하부에 바닥시트를 설치하여 수분저장공간을 확보한 후 수분저장공간에 수분 저장 기능을 갖는 토양보습제를 포설하되,
상기 바닥시트는, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 기본층과, 기본층의 상·하부에 각각 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 상부 피복층 및 하부 피복층과, 상부 피복층과 기본층 또는 하부 피복층과 기본층 사이에 개재되어 금속재의 망상으로 이루어지고 강도를 제공하는 격자층을 포함하고,
상기 토양보습제는 중량%로 테라코템 30 내지 40%, 제올라이트 20 내지 30%, 아타풀자이트 10 내지 20%, 천매암 분말 10 내지 20%, 부엽토 5 내지 10% 및 액비 5 내지 10%를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 구조물.
제 6항에 있어서,
상기 암석층에 충진재를 투입하여 충진재가 암석 사이의 공간을 채우고, 상부에 암석층을 지지하는 그리드망을 연결 설치하되,
상기 충진재는 중량%로 토사 40 내지 60%, 펄라이트 15 내지 25%, 면섬유 또는 레이온섬유 10 내지 20%, 규조토 5 내지 10% 및 식물성 접착제 5 내지 10%를 포함하는 매트리스 개비온을 이용한 자연 친화적 사면 녹화 시공 구조물.