Tube structure, revetment construction and land reclamation method by the tube structure

튜브구조체, 이를 이용한 호안구조물 및 간척방법{Tube structure, revetment construction and land reclamation method by the tube structure}

본 발명은 간척사업을 위한 매립 시 구축되는 호안에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 준설토의 삽입이 가능한 튜브구조체와 이를 이용하여 구축되는 호안 및 간척방법에 관한 것이다.

일반적으로 해안가 등에는 호안을 설치하고 설치된 호안과 해안선 사이의 바다를 매립하는 방식으로 간척사업이 진행된다.

첨부된 도 1은 종래 호안을 설치한 후 매립공사가 진행되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 종래 호안의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 연약지반을 간략하게 나타낸 단면도이다.

도시된 것처럼, 매립하고자 하는 해안 주위에 자갈 및 기타 흙 등을 다층(21,22,23)으로 형성한 호안(30)이 구축되고, 경우에 따라서는 상기 호안(30)과 해안선 사이에는 가토제 또는 보조 호안(20)의 시공은 차량에 의해 사석과 자갈 또는 흙 등을 실어 나르면서 연약한 하부지반이 안정될 때까지 투입하게 된다.

이 경우 일반적으로는 많은 재료가 연약한 지반내부에서 강제 침하에 의해 오목하게 형성되며 돌과 사석의 기초 구조물의 침하가 종료될 때까지 지속적으로 투입하여 구조물을 축조하는 매립 호안공사가 진행된다.

그런데, 이와 같은 호안 또는 가토제 방식의 축조 구조물은 외부에서 돌과 사석 또는 흙을 실어 나르는 방식을 사용하게 되므로 과다한 재료투입에 의한 경제성과 공사시간 등의 문제점이 있었다.

한편 최근에는, 첨부된 도 4에 도시된 것처럼, 호안의 외측 바다 등의 바닥에 구비된 준설토(10)를 바지선(300) 및 펌프(330)를 이용하여 호안 내측 매립지역으로 펌핑하여 매립공사작업이 진행되도록 하고 있다.

이때, 첨부된 도 5에서와 같이, 해안선에 인접한 부분으로부터 매립작업이 진행 시에는 상기 호안을 해안선으로부터 설치해가면서 간척방법이 진행되는 경우가 일반적이다.

그런데, 이와 같은 방식의 매립공사작업 즉 간척방법 또한 호안 자체의 구축이 쉽지가 않고, 이러한 호안을 구획 별로 다수개를 구축하여야 하는 경우에는 과다한 공사비 투입과 시공시간의 소요 등의 문제점이 있었다.

특히, 도 3에서와 같은 연약지반의 경우에는 경사진 면을 따라서 흙 등이 흘러내리는 등의 문제가 발생하여 매립 및 간척작업이 쉽게 이루어지지 못하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 매립 등의 간척작업을 위한 호안 구축 시 소요되는 시간과 비용 및 토공량 등을 절감하는데 있다.

또한, 본 발명은 간척작업을 보다 간편하고 쉽게 할 수 있는 매립 호안용 구조물과 지반 굴착 시 발생하는 사면 보호공을 겸용하여 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부 수용부를 가지며 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어진 몸체부 및 상기 몸체부의 내부 수용부에 준설토 등의 삽입이 가능하도록 하는 주입부를 포함하여 구성된 튜브구조체를 제공한다.

여기서, 상기 주입부는 상기 몸체부의 길이방향을 따라서 복수개가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 튜브구조체의 내부로 상기 주입부과 주입부 사이에는 상기 튜브구조체의 내부 수용부가 격리된 상태를 이루도록 하는 격리막이 구비될 수 있다.

한편, 상기 몸체부 외부면에는 손잡이가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 본 발명은 내부 수용부를 구비하고 상기 내부 수용부에 준설토가 수용된 튜브구조체 및 상기 튜브구조체의 상부 및 양측을 둘러 감싸며 설치되는 보강구조부를 포함하여 구성된 튜브구조체를 이용한 호안을 제공한다.

이때, 상기 튜브구조체와 상기 보강구조부를 동시에 둘러감싸는 토목섬유시트를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 튜브구조체를 설치하여 임시 호안을 구축하는 단계와 상기 튜브구조체 내부에 준설토를 주입하는 단계 및 매립지에 준설토를 펌핑하여 매립하는 단계를 포함하여 구성된 튜브구조체를 이용한 간척방법을 제공한다.

여기서, 상기 튜브구조체 내부의 준설토를 빼내는 단계 및 준설토를 빼낸 후 튜브구조체를 이동하는 단계를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.

또한, 본 발명은 연약지반의 굴착 위치 표시 단계, 상기 표시된 연약지반을 굴착하는 단계, 상기 굴착된 연약지반에 튜브를 포설하는 단계, 상기 포설된 튜브에 준설토를 주입하는 단계 및 상기 준설토가 주입된 튜브를 이용 제방을 구축하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 튜브구조체를 이용한 간척방법을 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 튜브구조체, 이를 이용한 호안 및 간척방법의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 튜브구조체를 매립지역을 결정하는 위치에 설치하고 주위의 준설토를 이용하여 매립공사작업이 진행되므로 호안 구축이 편리해지는 효과가 있다.

둘째, 준설토를 주입 및 배출시키는 등의 작업과 함께 하나의 튜브구조체를 이동하여 임시 호안으로 삼으면서 매립공사작업을 할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 임시적인 호안으로써 튜브구조체를 설치하고, 정지된 상태의 튜브구조 체 위에 기타 자재 및 토목섬유시트를 설치하여 최종 완성된 호안을 구축할 수 있게 된다. 즉, 호안 구축을 위한 기초공사가 간편해지는 효과가 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중 도 6은 본 발명이 실시예에 따른 튜브구조체를 나타낸 사시도이고, 도 7은 상기 도 6의 종단면도이다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브구조체(100)는 내부 수용부(150)를 가지며 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어진 몸체부(101) 및 상기 몸체부(101)의 내부 수용부(150)에 준설토(10) 등의 주입이 가능하도록 하는 주입부(110)를 포함하여 구성된다.

상기 도 6 및 도 7에서는 이해 및 설명의 편의상 상기 튜브구조체(100)가 완전히 펴진 상태를 도시한 것이며, 상기 내부 수용부(150)가 빈 상태에서는 상기 튜브구조체(100)의 상측이 하측에 맞닿은 형태를 이루게 될 것이다.

그리고, 상기 튜브구조체(100) 몸체부(101)의 재질로는 물리적 성질, 기계적 성질과 내약품성이 뛰어나며 열가소성 섬유가 주류를 이루는 토목섬유(geotextile)가 사용됨이 바람직하다.

한편, 상기 주입부(110)는 상기 몸체부(101)의 길이방향을 따라서 복수개가 구비되며, 도시되어 있지는 않으나, 상기 주입부(110)를 개폐하는 마개(미도시)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 튜브구조체(100)의 내부로 상기 주입부(110)와 주입부(110) 사이에는 상기 튜브구조체(100)의 내부 수용부(150)가 다수개로 격리된 상태를 이루도록 하는 격리막(120)이 구비될 수 있다.

이와 같이, 상기 격리막(120)이 구비된 경우에는 하나의 주입부(110)에 대응되는 단위 내부 수용부(150) 별로 준설토를 주입할 수 있게 된다.

그리고, 상기 몸체부(101) 외부면에는 손잡이(170)가 구비된다.

상기 손잡이(170)는 상기 튜브구조체(100)를 이동시키기 위한 것으로서, 상기 몸체부(101)의 길이방향을 따라 몸체부(101)에 결합된 형태로 구성된다.

상기 손잡이(170)는 다른 이동용 바지선과 같은 동력장치 등에 연결되는 역할을 할 수도 있을 것이다.

상기와 같이 구성된 임시 호안용 튜브구조체를 이용하여 구축되는호안 및 매립공사를 진행하는 다양한 형태의 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명 튜브구조체를 이용 임시 호안을 구축하는 과정을 나타낸 도면이다.

도시된 것처럼, 상기 튜브구조체(100)는 매립하고자 하는 바다 또는 호수에 떠 있는 바지선(200)의 롤러(220)에 말려진 형태로 보관되어 있다가, 임시 호안을 설치하고자 하는 곳에 상기 튜브구조체(100)를 필요한 길이에 해당하는 만큼 상기 롤러(210)를 푸는 방식으로 설치할 수 있다.

그리고, 설치된 상기 튜브구조체(100)의 주입부(110)를 통하여 상기 롤러가 구비된 바지선과 달리 별도로 준비되는 바지선(300)을 이용 수면 아래 바닥의 준설토(10)를 펌프(330) 및 주입파이프(310)를 이용하여 상기 튜브구조체(100)의 내부 수용부(150)로 주입한다.

이때, 상기 펌프(330)에 의하여 펌핑되는 준설토(10)는 상기 튜브구조체(100)의 외측 즉 해안가의 반대측의 수면 아래의 준설토가 사용될 것임은 물론이다.

이렇게 되면, 상기 튜브구조체(100)의 무게가 점차 증가하게 되고, 부력보다 큰 무게가 작용할 때까지 준설토가 주입되면 상기 튜브구조체(100)는 바다 등의 바닥면에 가라앉아 일정 장소에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도 8에서는, 수면 아래에 상기 튜브구조체(100)가 완전히 잠기는 형태로서, 즉 수심이 깊은 바다에 임시 호안을 이루는 튜브구조체를 설치하는 과정을 나타낸 것이다.

다음으로, 첨부된 도 9 내지 도 12는 튜브구조체를 이용한 호안 구축과정을 순서대로 나타낸 도면들이다.

먼저, 도 9는 도 8과 같이 준설토(10)가 상기 내부 수용부(150)에 주입된 튜브구조체(100) 세 개가 수면 아래의 바닥에 설치된 모습을 나타낸 단면도이다.

이때, 설치되는 상기 튜브구조체(100)의 개수는 도시된 것처럼 세 개가 아닌 필요한 개수가 설치될 수 있음은 물론이다.

다음으로는, 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 수면 아래 바닥에 기초적인 임시 호안으로 설치된 상기 튜브구조체(100)의 상부로 보조고정물(180)을 설치한다.

여기서, 상기 보조고정물(180)은 바닥에 설치된 상기 튜브구조체(100)와 마찬가지 형태의 튜브구조체로 이루어질 수 있다.

이 경우에는, 상기 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 임시 호안으로 바닥에 설치된 상기 튜브구조체(100)들 사이로 보조고정물(180)이 밀착되는 형태로 설치될 수 있게 된다. 즉, 호안을 사이로 하여 양측에 준설토나 물이 흐르지 않도록 할 수 있게 될 것이다.

그리고, 토목섬유시트(220)를 상기 튜브구조체(100)와 보조고정물(180)을 동시에 둘러쌓도록 한 후, 도 12에 도시된 것처럼, 상기 토목섬유시트(220)의 외측으로는 보강구조부(190)가 설치된다.

여기서, 보강구조부(190)는 종래의 일반적인 호안 설치 시 사용되는 암석이나 자갈 등 선택된 토석이 사용될 수 있으며, 두 개 이상의 층(191,192)으로 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명 임시 호안용 튜브구조체(100)를 이용하여 호안을 구축하는 경우에는 초기 작업 시 호안을 구축하고자 하는 장소에 튜브구조체(100)를 설치한 후에 주위의 준설토(10)를 주입하여 기초 설치작업이 이루어지게 되므로 시간 및 비용 면에서 유리하게 된다.

즉, 종래 매립을 위한 기초 공사 시에는 별도의 장소에서 호안 설치를 위한 별도의 부재나 기초암석을 날라야 하며, 또한 바다의 경우 조류에 의하여 설치 후 기초암석 등이 유실되어 작업이 어려웠으나, 본 발명의 경우는 시공장소에서 기초설치작업이 이루어지게 되며 준설토 등의 유실문제가 없게 되어 작업능률이 훨씬 유리해진다.

그리고, 바닥에 먼저 기초 설치부재를 이루는 튜브구조체(100)를 설치 후에 별도의 보조고정물(180) 또는 보강구조부(190)를 설치하게 되므로, 전체적인 호안 시공측면에서도 그 시공작업이 수월해지게 된다.

나아가, 튜브구조체와 같은 튜브 형식의 보조고정물(180)을 사용하여 호안을 사이로 양측에 준설토나 조류 등이 통과하는 것을 방지함으로써 호안 구축 작업이 쉬워진다.

다음으로는, 첨부된 도 13 내지 도 17을 참조하여 본 발명 튜브구조체를 이용한 다른 형태의 호안 구축과정을 설명하기로 한다.

먼저, 도 13에서와 같이 적정 개수의 튜브구조체(100)를 해안선으로부터 일정 거리 떨어진 임의의 장소에 설치한 후, 도 14에서와 같이 임시 호안을 이루는 튜브구조체(100)들 외부의 수면 아래 준설토(10)를 펌프(330), 바지선(300) 및 주입파이프(310) 등을 이용하여 상기 튜브구조체(100)들과 해안선 사이의 매립할 공간에 채워넣는다.

도 15는 상기와 같은 과정을 거치어 임시 호안을 이루는 튜브구조체(100)들과 해안선 사이가 준설토로 채워진 것을 나타낸 것이다.

그리고, 첨부된 도 16 및 도 17에서와 같이, 토목섬유시트(220)를 이용 상기 튜브구조체(100)로 이루어진 임시 호안의 외부를 덮은 후에 그 외부로 보강구조 부(190)를 필요한 개수의 층(191,192)을 이루도록 설치한다.

여기서, 상기 토목섬유시트(220)는, 임시 호안을 이루는 튜브구조체(100)들 사이로 매립된 준설토(10) 등이 외측으로 세는 것을 방지하고, 상부에 설치되는 보강구조부(190) 등의 설치를 용이하게 하는 역할을 수행한다.

다음으로, 첨부된 도 18 내지 도 20은 임시 호안인 튜브구조체를 이동시키며 매립공사를 하는 방법을 나타내기 위한 도면들이다.

즉, 해안선으로부터 일정거리 떨어진 위치에 임시 호안인 튜브구조체(100)를 설치하고(S10), 상기 튜브구조체(100) 내부에 준설토(10)를 주입한다(S20).

그리고, 상기 튜브구조체(100)와 해안선 사이를 펌핑작업을 통하여 준설토(10)를 이용 매립한 후(S30), 다시 상기 튜브구조체(100)를 일정 위치까지 이동시키고 이전의 매립된 위치에서부터 튜브구조체(100) 사이를 매립하는 방식으로 매립공사가 이루어지도록 한 것이다(S50).

이 경우, 상기 튜브구조체(100)를 다음 임시 호안을 설치하는 장소로 이동 시에는 내부 수용부에 주입되었던 준설토(10)를 외부로 배출시킨 후 이동시킬 수 있을 것이다(S40). 또는, 기타 운반선 등을 이용하여 준설토가 채워진 상태로도 이동할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 과정은 미리 설정되었던 매립지역이 전부 매립될 때까지 반복적으로 진행된다(S60).

그리고, 도시되지는 않았으나, 최종적으로 해안선으로부터 최외곽에 설치되는 임시 호안의 경우는, 첨부된 도 12 및 도 17에 도시된 것처럼, 토목섬유시 트(220), 보조고정물(180) 또는 보강구조부(190) 등을 이용하여 내구성이 강화된 완성된 호안으로 구성되도록 함이 바람직할 것이다.

첨부된 도면 중 도 21 내지 도 24는 연약지반에 튜브를 이용 제방을 구축하는 과정을 순서대로 나타낸 단면도들이며, 도 25는 연약지반에 튜브를 이용 제방을 구축하는 과정을 나타낸 순서도이다.

상기 도 21 내지 도 25를 참조하면, 연약지반에는 미리 연약지반의 굴착 위치를 표시한다(S100). 즉, 도 21에서와 같이, 지반의 상측으로 일정 구간마다 굴착할 위치(a~h) 등을 표시한다.

그리고, 도 22에서와 같이, 상기 표시된 연약지반을 굴착하는 단계를 거친 후(S200), 상기 굴착된 연약지반에 튜브(100)를 포설한다(S300).

이때, 상기 포설된 튜브(100)에 준설토를 주입하는 단계를 거치게 됨은 물론이다(S400).

이 경우, 첨부된 도 23에서와 같이, 포설된 튜브 사이의 남아있던 지반을 미리 설정한 높이만큼(이하, "계획고"라고도 함) 굴착하는 단계를 거칠 수 있다(S500).

다음으로는 상기 준설토가 주입된 튜브를 이용 제방을 구축하는 단계(S600)를 거치게 되며, 이는 상술한 실시예에서와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.

이와 같은 방법으로 연약지반에 제방을 구축하는 경우에는 연약지반의 굴착 시 생기는 경사면을 따라서 흙 등이 무너지는 것을 처음부터 방지하면서 제방 구축 작업이 가능하므로, 작업이 편리하게 되며, 별도로 상실되는 흙 등을 위한 이송작 업을 하지 않아도 되는 장점을 가져온다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

예를 들어 상기 도시 및 설명에서는 바다 즉 해안가를 기준을 매립공사가 진행되는 과정을 위주로 도시 및 설명되어 있으나, 기타 강이나 호수 또는 방수제 등에서도 본 발명의 적용이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 해안가에 호안을 이용한 매립작업을 개략적으로 나타낸 도면;

도 2는 연약지반을 간략하게 나타낸 단면도이고, 도 4은 종래 호안의 구조를 나타낸 단면도;

도 3은 종래 일반적인 호안구조를 나타낸 종단면도;

도 4 및 도 5는 종래 호안을 이용 매립작업을 나타낸 도면;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 튜브구조체를 나타낸 사시도;

도 7은 상기 도 6의 단면도;

도 8은 튜브구조체를 이용 호안 구축과정을 나타내기 위한 도면;

도 9 내지 도 12는 튜브구조체를 이용한 호안 구축과정을 순차적으로 나타낸 도면;

도 13 내지 도 17은 튜브구조체를 이용 다른 형태의 호안 구축과정을 순차적으로 나타낸 도면;

도 18 및 도 19는 임시 호안인 튜브구조체를 이동시키며 매립하는 과정을 나타내기 위한 도면;

도 20은 임시 호안인 튜브구조체를 이동시키며 매립하는 과정을 나타낸 순서도;

도 21 내지 도 24는 연약지반에 튜브를 이용 제방을 구축하는 과정을 나타낸 단면도들; 및

도 25는 연약지반에 튜브를 이용 제방을 구축하는 과정을 나타낸 순서도이 다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 준설토 100: 튜브구조체

101: 몸체부 110: 주입부

120: 격리막 170: 손잡이

180: 보조고정물 190: 보강구조부

210: 롤러 220: 토목섬유시트

300: 바지선 310: 주입파이프

330: 펌프