KR19980082084A - 호안(護岸)공사용 환경친화적 섬유대(纖維袋) 및 이를 이용한호안공사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 호안공사용 환경친화적 섬유대는 대한민국 특허 제119332호의 지그재그형 섬유대를 이용하거나 재래형 섬유대를 개량한 것으로, 콘크리트 또는 모르터를 주입시켰을 때 이들에 의하여 콘크리트 기둥이 형성되는 기둥부(5)와 콘크리트 또는 모르터가 주입되지 않는 필터부(6)로 이루어진다. 우선 직조된 섬유대를 시공하고자 하는 호안면에 위치시키고 외부로부터 기둥부(5)를 형성하도록 모르터를 주입시킨다. 모르터가 충분히 양생되면 필터부(6)를 절개하고, 절개된 필터부에 모르터 또는 흙을 투입한다. 호안면은 흐르는 물과 접촉하는 호안면과 그 상부에서 외부에 노출되는 호안면으로 구분된다. 물과 접촉하는 호안면에는 절개된 필터부(6)에 모르터를 투입하여 모르터층(6)을 형성하고, 그 모르터층에 돌을 부착시켜 돌층(7)을 형성한다. 외부에 노출되는 호안면에는 절개된 필터부(6)에 흙을 투입하여 토사층(8)을 형성하고, 그 토사층에 잔디, 화훼 또는 나무를 심어서 식수층(9)을 형성한다. 이렇게 함으로써 물속의 호안면에서는 돌층(7)이 형성되어 자연상태와 유사한 호안면을 이루어 플랑크톤이나 물고기들이 바람직하게 생존할 수 있다. 또한 수면 위의 호안면에는 각각의 환경에 맞도록 잔디, 화훼 또는 나무를 심을 수 있기 때문에 자연생태계를 그대로 보존할 수 있다.

Description

호안(護岸)공사용 환경친화적 섬유대(纖維袋) 및 이를 이용한 호안공사방법

본 발명은 친환경적 호안공사용 섬유대에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 각종 하천의 호안, 농업용 배수로의 호안, 도로 또는 철도, 단지의 경사면, 댐 또는 저수지의 경사면, 해안 또는 간척지의 제방 등의 각종 호안공사에 사용되는 섬유대(纖維垈: fabric form)에 관한 것으로, 환경친화적인 섬유대에 관한 것이다. 또한 본 발명은 기존 발명의 지그재그형 섬유대를 이용하거나 재래형 섬유대를 이용하여 시공한 호안공사면이 환경친화적인 호안면을 이룰 수 있는 호안공사방법에 관한 것도 포함한다.

섬유대를 이용한 호안공법은 고강도의 토목섬유로 제직한 두겹의 직물거푸집 사이에 유동상태의 굳지 않은 콘크리트나 모르터를 고압의 콘크리트 펌프로 주입하여 콘크리트 매트를 형성시켜 호안면을 공사하는 공법이다.

섬유대를 이용한 호안공법은 그 거푸집이 투수성 포제(布製)로서 유동성 콘크리트 또는 모르터의 잉여 혼합수가 펌프의 주입압력에 의하여 배출되어 경화시간이 빠르고 고밀도 및 고강도의 콘크리트 또는 모르터의 경화체를 형성할 수 있다.

이 공법은 육상에서는 물론 수중에서도 쉽게 시공할 수 있고 거푸집이 포제이므로 구배(句配)가 복잡한 지형에서도 그 지형에 맞도록 밀착시켜 균일한 두께의 콘크리트 또는 모르터 매트를 형성할 수 있다.

이 공법을 이용한 시공은 미리 현장지형에 맞추어 제작한 원단을 포설(布設)하고 콘크리트 또는 모르터를 고압펌프로 주입하여 단시간내에 광범위한 면적의 콘크리트 또는 모르터 매트를 형성할 수 있어서 종래의 현장타설 콘크리트 공법이나 프리캐스트 블록공법에 비하여 신속성, 안정성, 시공효율 및 경제성이 우수하고 특히 수중공사에서 현저한 작업효과가 있다. 또한 섬유대 호안공법은 다른 공법에 비하여 넓은 면적을 일체로 하여 시공하므로 견고성이 뛰어나고 토사(土砂)가 밀려나는 현상이 거의 없어서 호안공사에 널리 이용되고 있다.

그러나 종래의 섬유대를 이용한 호안공사는 섬유대의 접합구조가 정방형으로 되어 있어서 그 섬유대 폭에 콘크리트 또는 모르터를 주입한 후의 호안면의 매트가 봉부분과 허리부분이 연속적으로 형성되었다. 따라서 호안면의 봉부분은 그 두께가 두껍기 때문에 충분한 강도를 유지할 수 있으나 호안면의 허리부분은 그 두께가 얇고 또한 그 허리부분이 연속되기 때문에 충분한 강도를 유지할 수 없었다. 즉 호안면의 어느 특정지형의 지반이 가라앉거나 하는 경우에는 그 허리부분이 충분한 강도를 갖지 못하여 콘크리트 또는 모르터 매트가 균열되는 현상을 가져오고 있다. 또한 균열되어 특정부분의 매트가 침강하는 결과를 초래하기도 하였다.

종래의 섬유대를 이용한 호안공사는 또한 호안면의 봉부분과 허리부분이 각각 일렬로 배열되어야 미관상 양호하기 때문에 작업시에 이들을 일렬로 하여야 하는 작업상의 어려움이 내재하였다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 발명자는 지그재그형 접합부를 갖는 호안공사용 섬유대를 개발하여 호안면의 허리부분 즉, 취약부분이 형성되지 않고 충분한 강도를 갖는 호안면을 제공할 수 있는 호안공사방법에 대하여 특허 제119332호로 등록되었다.

상기 등록된 특허는 충분한 강도를 갖기 때문에 하천 바닥이나 호안면의 침식을 방지하고 하천의 통수능력을 향상시킨다는 장점이 있다. 그러나 종래의 섬유대는 호안면 전체가 콘크리트 또는 모르터가 주입된 섬유대 즉 거대한 매트 형태로 시공되기 때문에 주변의 환경과 잘 어울리지 않는다. 다시 말해서 상기 특허는 사면의 침식 방지 전용으로서 환경친화적인 공사방법이 아니다. 매트 형태의 호안면에서는 잔디, 화훼, 나무와 같은 식물이 식생하기 어렵기 때문에 미관상으로도 양호하지 못하고 자연생태계의 보존에도 반하는 결점을 내포하고 있으며, 수면이하의 호안공에서는 어패류의 서식환경이 불량해지는 결점이 있다.

따라서 본 발명자는 하천의 침식 세굴이 심한 하천이나 파도가 있는 해안에서는 기존 지그재그형 침식 방지용 섬유대 호안공을 사용하고 물의 흐름이 완만한 하천의 수중 호안면은 어패류의 서식이 용이한 자연자갈(돌)형 친수형 호안공으로 하고 수면위의 호안면에는 자연생태적 잔디, 초목류가 자라는 구조를 갖는 호안면을 시공할 수 있는 신규의 호안공사방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 일차적으로 우수·홍수시 제방사면의 침식, 토사유실을 방지하여 수해에 의한 재난을 방지하는데 있으나 이러한 목적 달성을 위하여 자연생태계를 최소한 파괴하지 않고 보존할 수 있는 호안면을 시공할 수 있는 섬유대 및 이를 이용한 호안공사방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 호안면 공사를 보다 편리하게 시공할 수 있는 섬유대 및 이를 이용한 호안공사방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시공 후에 자연생태계와 유사하여 외관이 미려한 호안면을 시공할 수 있는 섬유대 및 이를 이용한 호안공사방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 상세한 내용을 하기에 설명한다.

도 1은 호안공사에 사용되는 종래 특허의 지그재그형 섬유대 및 재래형 섬유대를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 호안공사용 환경친화적 섬유대를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 환경친화적 섬유대의 개략적인 평면도이다.

도 4는 도 2의 환경친화적 섬유대의 내부에 모르터가 주입된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 한 구체예로서 환경친화적 섬유대를 이용하여 시공한 중·소하천 호안의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 구체예로서 환경친화적 섬유대를 이용하여 시공한 중·대하천, 항만 등 호안의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 7은 복단면의 하천에 본 발명의 환경친화적 섬유대를 이용하여 시공한 호안의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따라 호안공사를 한 호안면에 자연생태계가 형성된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

1: 섬유대 상부직물 2: 섬유대 하부직물

4: 필터(filter)부 5: 기둥부

6: 모르터층 7: 돌층

8: 토사층 9: 식수층

10: 지그재그형 섬유대 11: 기초보강용 섬유대

12: 둔치(고수부지) 13: 저단면 하안

14: 고단면 하안

본 발명의 호안공사용 환경친화적 섬유대는 발명특허 제119332호의 지그재그형 섬유대를 이용하거나 또는 재래형 섬유대를 개량한 것으로, 콘크리트 또는 모르터를 주입시켰을 때 이들에 의하여 콘크리트 기둥이 형성되는 기둥부(5)와 콘크리트 또는 모르터가 주입되지 않는 필터부(4)로 이루어진다.

우선 직조된 섬유대를 시공하고자 하는 호안면에 위치시키고 외부로부터 기둥부(5)를 형성하도록 모르터를 주입시킨다. 모르터가 충분히 양생되면 필터부(4)를 절개하고, 절개된 필터부에 모르터 또는 흙을 투입한다. 호안면은 흐르는 물과 접촉하는 호안면과 그 상부에서 외부에 노출되는 호안면으로 구분된다. 물과 접촉하는 호안면에는 절개된 필터부(4)에 모르터를 투입하여 모르터층(6)을 형성하고, 그 모르터층에 돌을 부착시켜 돌층(7)을 형성한다. 외부에 노출되는 호안면에는 절개된 필터부(4)에 흙을 투입하여 토사층(8)을 형성하고, 그 토사층에 잔디, 화훼 또는 나무를 심어서 식수층(9)을 형성한다. 이렇게 함으로써 물속의 호안면에서는 돌층(7)이 형성되어 자연상태와 유사한 호안면을 이루어 플랑크톤이나 물고기들이 바람직하게 생존할 수 있다. 또한 수면위의 호안면에는 각각의 환경에 맞도록 잔디, 화훼 또는 나무를 심을 수 있기 때문에 자연생태계를 그대로 보존할 수 있다.

도 1은 호안공사에 사용되는 종래의 지그재그형 섬유대 및 재래형 섬유대를 개략적으로 도시한 사시도이다. 호안공사용 섬유대는 고강도의 폴리에스테르 직물 또는 폴리프로필렌 직물로 이루어진다. 섬유대는 상부직물(1)과 하부직물(2)로 이루어지고, 이 두 직물을 지그재그 형태의 필터부(4)에서 서로 접합시킨다. 필터부(4)를 제외한 나머지 부분은 공간을 형성하며, 이 공간 내부로 콘크리트 또는 모르터가 주입된다. 즉 상부직물(1)과 하부직물(2)이 지그재그 형태의 필터부(4)에서 접합되어 포대거푸집을 형성한다.

도 2는 본 발명에 따른 환경친화적 섬유대를 개략적으로 도시한 사시도이다. 이 환경친화적 섬유대로 상부직물(1)과 하부직물(2)로 이루어지고, 이 두 직물은 필터부(4)에서 서로 접합된다. 모르터를 내부에 주입시켰을 때 콘크리트 기둥이 형성되는 기둥부(5)와 모르터가 주입되지 않는 필터부(4)가 형성된다. 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 환경친화적 섬유대의 개략적인 평면도이다. 필터부(4)가 기둥부(5)보다 상당히 넓은 폭으로 형성되어 있다. 이는 필터부(4)가 절개되어 그 하부로 모르터, 조약돌 또는 산흙을 투입시켜 친환경적 호안면을 형성하여야 하기 때문이다. 통상 필터부(4)의 폭이 기둥부(5)의 폭보다 2∼5배 정도의 수치를 유지하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 수치는 시공하고자 하는 호안면의 구조나 크기에 따라 달라질 수 있으며 호안면의 용도나 지형, 여건 등에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어 기둥부(5)의 폭이 12∼50cm의 범위이면 필터부(4)의 폭은 24∼100cm의 범위에서 적절히 선택된다.

도 4는 도 2의 환경친화적 섬유대의 내부에 모르터가 주입된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다. 기둥부(5)에는 모르터가 채워져서 그 단면이 원통 또는 타원형인 기둥이 형성되며, 필터부(4)에는 평면상태의 직물이 그대로 유지된다. 원통형태의 기둥이 가로 및 세로 방향으로 연결되어 호안면의 구조물을 형성하기 때문에 충분한 강도를 유지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 환경친화적 섬유대를 이용하여 시공한 호안면의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1은 호안면의 단단면을 이루는 호안면의 대표적인 단면도이다.

본 발명의 환경친화적 섬유대를 이용하여 호안공사를 행하는 방법은 다음과 같다.

우선 공사를 하고자 하는 토공면(土工面)을 고르게 한 후, 기계로 접합된 기존 발명의 지그재그형 섬유대나 재래식 섬유대 원단을 포설(布設)한다. 통상 호안면의 하단에 위치하는 섬유대 단부는 완전히 봉합하여 모르터가 포대거푸집 내부에 고정될 수 있도록 한다. 섬유대는 모르터가 그 내부 공간에 주입되면 수축되기 때문에 토공면 길이에 대하여 약 1.2∼1.35배의 주름을 부여하여 포설한다. 섬유대의 상단부에는 적절한 간격으로 말뚝을 박고 와이어(wire) 또는 로우프로 걸어서 섬유대 원단을 고정한다. 섬유대 주입구에 호스를 연결하여 굳지 않은 모르터를 콘크리트 펌프에 의하여 압송한다. 굳지 않은 모르터로부터 시멘트물이 섬유대직물 표면상으로 흘러나와 그 표면에 얼룩이 형성되기 때문에 그 시멘트물이 양생되기 전에 그 표면을 물로 세척한다. 물로 세척한 호안공사면은 자연양생함으로써 호안면이 형성된다.

도 5에서는 하천 바닥의 일부를 포함하여 호안면에 본 발명의 섬유대가 시공된다. 모르터가 충분히 양생되면, 필터부(4)를 모두 절개한다. 필터부(4)를 절개하는 경우에는 4각형의 필터부(4)를 칼을 사용하여 제거하여도 좋지만, 대각선을 따라 X자 형태로 절개하여도 무방하다. 필터부를 절개한 다음에는 그 하부에 모르터 또는 흙을 투입한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 호안면은 하천 바닥면을 포함하며 물이 흐르는 부분(여기서는 '친수형 호안면'이라 한다)과 수면위의 물과 접촉되지 않는 부분(여기서는 '친환경 호안면'이라 한다)으로 구분된다. 친수형 호안면에는 필터부(4)를 절개한 후 모르터를 투입하여 모르터층(6)을 형성한다. 그리고 그 모르터층 위에 자갈이나 자갈보다 큰 돌을 부착시켜 돌층(7)을 형성한다. 즉 친수형 호안면에서는 돌층(7)을 형성하기 때문에 어패류 서식에 양호한 자연생태적 호안면을 형성할 수 있다. 즉 돌층에서의 돌 사이에서 플랑크톤이 잘 번식할 수 있으며, 그 사이에서 물고기들이 잘 서식할 수 있다.

수면위의 물이 접촉되지 않는 친환경 호안면에는 필터부(4)를 절개한 후 산흙과 같이 식물이 자라기에 양호한 흙을 투입하여 토사층(8)을 형성한다. 토사층(8)의 위에는 잔디, 화훼, 나무 등을 심어서 식수층(9)을 형성한다. 식수층(9)을 유지함으로써 자연환경을 그대로 유지할 수 있다. 토사층(8) 위에 잔디를 심고자 하는 경우에는 잔디씨가 부직포에 심어진 론 카페트(lawn carpet)를 배치할 수도 있다. 본 발명의 환경친화적 섬유대는 종래의 지그재그형 섬유대 또는 재래형 섬유대의 장점을 그대로 유지하면서 환경친화적인 호안면을 생성할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 구체예에 따른 환경친화적 섬유대를 이용하여 시공한 호안면의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.

도 5의 호안면과는 달리, 도 6의 호안면 하천 바닥면의 밑으로 지그재그형 섬유대(10)가 추가로 시공된 형태이다. 하천의 바닥면과 호안면이 만나는 부분은 히빙(heaving), 토사세굴, 호안대 침하 현상이 발생하기 쉽다. 따라서 이 부분을 보강하여 히빙을 방지하고, 토사세굴 현상과 호안침하 현상을 예방하여야 할 필요가 있다. 도 6의 호안면은 이러한 목적을 위하여 시공된 단면의 일례이다.

하천은 저수위('low water level'이라고도 한다)를 중심으로 그 위로 통상의 수위로써 하천수가 흘러간다. 저수면 위에서 평수위(normal water level)까지가 평상시 흐르는 수면이며 평수위로부터 호안의 상부, 즉 장마와 같은 때에 물이 올라올 수 있는 만수위(high water level)으로 구분된다. low water level 아래에는 도 6에 도시된 바와 같이 종래의 지그재그형 섬유대(10)로써 호안면을 형성한다. 물론 본 발명의 친수형 섬유대로서 호안면을 형성할 수도 있다. 종래의 섬유대를 사용할 경우에는 필터부(4)를 절개할 필요가 없다. low water level의 하부를 보다 견고히 하기 위하여 하천을 따라 길이 방향으로 튜브 형태의 기초보강용 섬유대(11)가 더 설치될 수도 있다. low water level부터 normal water level까지는 통상 물이 흐르는 부분이기 때문에 플랑크톤이나 물고기가 서식할 수 있도록 친수형 호안면을 형성한다. normal water level부터 high water level까지는 잔디, 화훼, 나무 등을 식수하여 친환경 호안면을 형성한다.

도 7은 복단면의 하안에 본 발명의 환경친화적 섬유대를 사용하여 시공한 호안의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 복단면은 단단면의 형태가 중복된 형태로서 물이 흐르는 저단면 하안(13)에는 도 5 또는 도 6과 같은 호안면이 시공될 수 있고, 둔치(고수부지)(12) 상부에 있는 상단면 하안(14)에는 친환경 호안면을 시공할 수 있다. 본 발명의 환경친화적 시공방법은 호안의 지형에 적합하게 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따라 호안공사를 한 호안면에 자연생태계가 형성된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다. 본 발명은 수면위의 호안면은 물론 수면 아래인 수중의 호안면도 자연생태계를 보존할 수 있는 호안을 시공할 수 있다.

본 발명은 자연생태계와 최대한 조화된 친환경적 호안공을 축조하고, 호안면이 충분한 강도를 유지하여 제방 또는 사면의 침식과 세굴을 방지할 수 있으며, 호안면 공사를 보다 편리하게 시공할 수 있고, 시공후에 자연생태계와 유사하여 외관이 미려한 호안면을 시공할 수 있는 섬유대 및 이를 이용한 호안공사방법을 제공할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (5)

1. 고강도 토목섬유로 제직된 상부직물과 하부직물로 이루어지고 이들이 서로 필터부(4)에 의하여 접합된 섬유대에 있어서, 콘크리트 또는 모르터가 주입되어 가로 및 세로 방향으로 기둥부(5)를 형성하고 기둥부(5) 내부쪽으로 반복하여 4각형의 필터부(4)를 형성하며, 상기 필터부(4)의 폭이 상기 기둥부(5)의 폭의 거의 2∼5배인 것을 특징으로 하는 호안공사용 환경친화적 섬유대.
2. 고강도 토목섬유로 제직된 섬유대로 호안공사를 시공하는 방법에 있어서, 시공하고자 하는 하안 토공면에 제1항의 환경친화적 섬유대를 포설하여 섬유대의 기둥부(5)에 모르터를 압송하여 가로 및 세로 방향의 기둥부(5)가 형성된 호안면을 형성하고;

   상기 호안면이 양생된 후 필터부(4)를 절개하고;

   절개된 필터부(4) 내부에 모르터 또는 흙을 투입하고;

   상기 모르터가 투입된 필터부(4)에는 모르터층(6) 위에 자갈이나 조약돌을 심어서 돌층(7)이 형성된 친수형 호안면을 형성하고; 그리고

   상기 흙이 투입된 필터부(4)에는 토사층(8)위에 잔디, 화훼 또는 나무를 심어서 식수층(9)이 형성된 친환경 호안면을 형성하는;

   단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환경친화적 호안공사방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 친수형 호안면의 하부에 지그재그형 섬유대(10)가 형성되어 매설되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 호안공사방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 지그재그형 섬유대(10)의 단부에 튜브형의 기초보강용 섬유대(11)가 형성되어 매설되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 호안공사방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 친환경 호안면에 잔디씨가 식재된 론 카페트(lawn carpet)를 설치하거나, 자연잔디, 초목류, 또는 화훼를 심거나, 이들의 씨를 뿌리는(seed spray) 시공방법에 의하여 조경호안을 형성하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 호안공사방법.