TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
(1) 이 기준은 농어촌용수를 안정적으로 확보하기 위한 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐의 설계에 필요한 체계적인 기준을 제시하는 것을 목적으로 한다.
(1) 이 기준은 일반적으로 댐높이 15m 이상의 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 설계에 적용하며, 이보다 댐 높이가 낮은 경우에도 이 기준을 준용할 수 있다. 단, 높이 15m 미만이거나 총저수용량 100만m3 미만인 소규모 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 설계에 대해서는 환경부 소규모 댐규정(KDS 54 90 00)을 적용할 수 있다.
(2) 이 기준은 설계시 반영하여야 할 최소한의 내용을 규정한 것으로 이용 가능한 선택범위를 제시하는데 있다. 실제 적용시에는 축적된 설계수준의 정도와 개별 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 지점의 현장여건을 감안하여 탄력적으로 적용하여야 한다.
·댐 높이 : 댐의 기초지반과 댐마루의 표고차를 말하므로 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에서는 댐의 기초지반인 프린스 바닥에서 댐마루의 하류측 비탈머리까지의 표고차
·슬립폼 공법 : 거푸집을 사용하지 않고 콘크리트 포설, 다짐, 마무리 등 모든 공정을 기계적으로 연속 시공하는 공법
·수직신축이음(vertical expansion joint) : 차수벽 콘크리트의 온도응력 등으로 인한 횡방향 변위를 수용하기 위하여 설치되는 연직방향 이음
·시공이음(construction joint) : 차수벽 콘크리트의 타설시 시공의 편의를 위하여 설치되는 이음으로 철근은 끊어지지 않으며, 수직시공이음과 수평시공이음으로 구분
·앵커바 : 콘크리트 구조물을 암반에 고정시켜 부착력을 확보하고 양압력 또는 그라우팅 작업 시 발생할 수 있는 상향력에 대비하여 설치하는 강봉
·주변이음(perimetric joint) : 담수후 차수벽의 변형을 수용할 수 있도록 프린스와 차수벽의 접합부에 설치되는 이음
·차수벽(face slab) : 담수후 저수지 물의 흐름을 차단하기 위한 구조물로서 건설 중이거나 담수시 일어나는 변형을 수용할 수 있도록 주변이음, 수축이음, 시공이음을 가진 철근 콘크리트 슬라브
·표면 차수벽형 석괴댐 : 제체의 상류면에 콘크리트와 아스팔트 콘크리트 등의 인공 차수재료에 의한 차수벽을 설치하여 댐의 차수기능을 충족시키고 그 배후는 투수성 재료를 배치하여 제체의 안정성을 확보하는 댐 형식
·파라페트 월(parapet wall) : 댐체의 일부로서 댐마루의 상류 끝단에 설치되며 저수지 수면의 파랑으로 인한 월파의 방지를 위한 옹벽 구조물
·프린스(plinth) : 차수벽과 댐 기초를 수밀상태로 연결하고, 그라우트 캡으로서의 역할
·D15F, D50F : 필터존의 15%, 50% 입경크기(mm)
·D15B, D50B, D85B : 차수벽 지지존의 15%, 50%, 85% 입경크기(mm)
· : 지진시 정역학적 안전율
· : 정적 안정계수
· : 댐형식에 의한 안전고(보통 1.0m)
· : 파라페트월의 상단표고(EL.m)
· : 유의파고 = 0.00086U1.1× F0.45
·K : 투수계수(㎝/s), H : 수두(m)
· : 설계지진계수
· : 수평지진계수
· : 댐의 사면경사
· : 항복지진계수
· : 물결이 처오름 높이를 포함한 파랑고(m)
· : 간극수압계수
· : 축조재료의 포화밀도/수중밀도
· : 축조재료의 내부마찰각
· : 댐체의 사면경사
(1) 설계는 안전하고 경제적이며 친환경적이고, 사용과 기능 목적에 적합하도록 한다.
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐은 농업의 생산성과 안전성을 높일 수 있도록 한다.
(2) 물리적, 사회적 지형여건 및 경제여건에 부합하는 설계를 한다.
(5) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐규모와 지형지질 조건을 고려한다.
(6) 공사용재료의 채취 가능 여부와 자연환경적 조화를 고려한다.
(2) 구조설계도서 작성시 이 기준에 기술되지 않은 사항은 1.2(3)을 따른다.
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐의 조사는 KDS 67 10 15에 따른다.
(2) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐의 계획은 KDS 67 10 10에 따른다.
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에 필요한 재료는 구조적 안전성, 경제성, 내구성 등을 검토하여 결정한다.
(2) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에 필요한 재료의 선정은 구조물의 결함 발생 원인을 분석하여 적절하게 결정한다.
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐의 재료 특성은 댐의 요구성능을 만족하도록 결정한다.
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에 적용되는 재료의 품질 및 성능시험은 한국 산업표준(KS)의 기준을 따른다.
(2) 한국산업표준(KS)에 명시되지 않은 재료의 품질 및 성능 시험은 국내·외적으로 검증되거나 유지관리 분야에서 통용되는 시험법을 적용한다.
4.1 기초의 설계
(1) 기초의 설계는 프린스 기초, 트랜지션존 기초, 암석존 기초의 설계로 구분되며, 프린스의 위치결정시 시추조사를 통하여 기초상태를 확인하여야 한다.
[그림 4.1.-1] 존 기초의 설정
(2) 기초설계의 주요 목적은 기초의 요철 등으로 야기될 수 있는 제체의 부등침하에 의한 제체의 변위 및 차수벽의 균열을 방지한다.
(3) 댐기초 암반부의 굴곡은 가급적 급하지 않은 것이 유리하며, 양안부에서 프린스의 사면경사는 1:0.25보다 급하지 않게 하여야 한다.
(4) 댐저폭은 통상 댐높이의 2.6배 이상이고 모든 수압은 댐축의 상류부 기초부에 작용하는 것으로 가정하므로 총활동 안전율(제체하중/수평수하중)이 약 7.5정도인 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐의 경우 제체 하류부 기초굴착 처리기준은 중심코아형 필댐보다 엄격하지 않다.
(5) 기초처리의 기준은 기초부의 침투수로 인한 파이핑이나 침식 가능성을 제거하는 것으로 기초암반은 견고한 암반이이어야 한다.
(6) 차수벽의 변형에 영향을 미칠 수 있는 위치에서 기초의 압축성은 중요하므로 신뢰도 있는 시추 주상도를 통하여 기초의 압축성을 평가하여야 한다.
(7) 제체 기초의 허용성을 평가하는 주요한 요소는 강도, 압축성, 침식성, 투수성이다.
4.1.2 기초지반의 평가요소
4.1.2.1 강도
(1) 기초의 일부분에 충적층이나 풍화암이 존재하는 경우 이에 대한 안정성 검토가 필요하며, 충분한 안정성 확보를 위한 기초보강 방안을 수립하거나 사면경사 완화 등 대책을 강구하여야 한다.
4.1.2.2 압축성
(1) 기초지반은 예상되는 댐의 하중을 충분히 지지할 수 있고, 가급적 침식 및 풍화에 강한 자연지반을 선택하여야 한다.
(2) 제체 및 차수벽 지지존 기초의 압축성으로 인해 차수벽에 큰 균열을 유발할 수 있는 부등침하를 방지하여야 한다.
(3) 프린스 하류 0.3H 또는 0.5H(H: 프린스 단면에서의 댐높이) 내의 기초구간은 가장 높은 수하중을 받으며, 이의 변형은 차수벽의 변형에 크게 영향을 미치므로 압축성이 적어야 하고 균등하게 유지되어야 한다.
(4) 기초지반의 압축성이 축조 암석존의 압축성보다 크거나 같다면 차수벽의 변형에 미치는 기초침하의 영향을 유한요소해석과 같은 수치해석을 통하여 분석하여야 한다.
4.1.2.3 침식성
(1) 프린스 기초에서 동수경사가 클 경우 침식이 발생할 우려가 있으므로 이에 대한 대책을 강구하여야 하며, 침식성 재료를 제거할 수 없는 경우 동수경사를 줄여 침식에 의한 재료의 이동과 누수를 방지하여야 한다.
(2) 트랜지션존 기초의 폭은 암질(특히 균열의 빈도, 방향성, 충진물의 특성)과 동수경사에 좌우되며, 특별한 기초지반의 경우 침식을 방지하기 위해 폭을 최대 댐 높이의 1배까지 연장하는 경우도 있다.
4.1.2.4 투수성
(1) 프린스의 기초는 투수성이 작아야 하며, 일반적으로 투수성을 낮추기 위하여 그라우팅 등을 실시한다.
4.1.3 프린스 및 트랜지션존의 기초
(1) 담수로 인한 수하중은 주로 주변이음의 벌어짐에 작용하기 때문에 프린스 하상부의 하천 횡단방향의 형상은 크게 중요하지 않으며, 거의 수직인 안부로 인하여 발생될 수 있는 상대적으로 큰 전단변형은 주변이음에서 감당할 수 있도록 한다.
(2) 프린스의 기초는 보통 그라우팅이 가능한 견고하고 침식이 되지 않은 자연 암반이어야 한다.
(3) 다소 신선하지 않은 기초암반에 대하여는 국부적인 결함을 처리하기 위하여 트렌치 굴착을 시행하여 보강방안을 강구하여야 한다.
(4) 프린스의 하류측 끝단에서 하류쪽으로 트랜지션존 기초구간까지 또는 최소 10m의 수평거리 내에는 프린스 지지층 정도의 암반이 요구되므로 일반적으로 프린스의 기초 처리기준을 따른다.
(5) 프린스의 기초부와 댐축 사이 구간에는 돌출부분으로 인한 응력집중이 발생되지 않도록 고르게 처리하여야 한다.
(6) 프린스 기초가 제체기초와 동일 표고상에 위치하지 않을 경우 차수벽의 지지력에 급격한 변화가 일어나지 않도록 경사구간을 둔다. 통상 프린스 기초보다 제체기초의 표고가 더 높다면 차수벽의 경사보다 트랜지션존 구간의 기초지반 사면경사를 완만하게 한다. 만약 제체기초가 더 낮다면 차수벽의 지지력 및 주변이음의 변위의 크기를 고려하여 트랜지션존 구간의 기초지반 사면경사는 1:1 보다 급하게 하지 않는다.
4.1.4 암석존의 기초
(2) 돌출암 등에 대하여는 댐체의 거동분석을 통해 부등침하가 발생되지 않도록 제거하여야 한다.
(3) 자갈이외의 토질인 퇴적층 등은 제체의 자중에 의한 압축에 의거 부등침하의 우려가 있으므로 제거하거나 안정대책을 강구하여야 한다.
4.1.5 댐의 기초처리
(1) 기초지반의 침하나 누수에 의한 세굴 및 파이핑 현상이 발생하지 않도록 설계하여야 한다.
(2) 프린스 기초의 암반이 신선한 암반이 아니고 풍화암, 단층대, 균열대 등으로 구성되어있는 경우에는 세부적인 지질조사를 실시하여 지층 또는 지반의 구성 상태를 확인한 후 적절한 대응공법을 강구해야 한다.
(3) 지층이 풍화된 사암 또는 이암층으로 구성되어 프린스 접촉면에 침투수 발생이 우려되는 부위에 대해서는 트렌치를 굴착하여 콘크리트를 채워 침투수 발생을 방지할 수 있도록 하여야 한다.
(4) 기초상태에 따른 기초설계의 원칙은 침투장 연장처리, 콘크리트 채우기 처리, 그라우팅의 처리로 대별되며, 개별적으로 적용하거나 상호 연계한 처리방법을 채택할 수 있다.
4.1.5.2 그라우팅
(1) 커튼그라우팅 및 압밀그라우팅은 프린스의 하부에 실시하며, 그라우팅 방법은 압밀그라우팅, 블랭킷 그라우팅, 커튼그라우팅 등이 있다.
4.2 프린스의 설계
(1) 프린스의 강도, 안정성, 경제성 등을 유지하기 위한 최소한의 설계조건을 규정한 것으로 설계자는 과거 시공 경험치 등을 참고하여 적절히 설계하도록 한다.
(2) 프린스의 목적은 차수벽과 댐기초를 수밀상태로 연결하고, 그라우트 캡으로서의 역할을 하기 위함이다.
(3) 프린스의 설계는 주로 양안부의 기울기, 기초지질 특성과 기초암반의 심도, 프린스폭에 대한 수두의 비율인 동수경사의 값 등에 주로 의존한다.
(4) 프린스는 일련의 직선으로 놓여지며 변곡점은 기초조건 및 양안부의 지형특성에 적합하도록 선택한다.
(5) 프린스는 차수벽에 작용하는 수하중으로 인해 주변이음이 벌어진다고 예상하고 프린스와 차수벽 사이에는 상호 작용력이 없는 것으로 가정하여 수평으로 작용하는 수압에 저항하는 구조물로서 설계하여야 한다. 프린스의 두께가 클 경우 (1.0m이상)에는 활동에 따른 안정성 해석을 한다.
(6) 프린스의 단면을 결정하기 위한 안정해석시 적용하는 수두는 계획홍수위로서 하중분포는 양압력에 의해 상부 끝단 지점의 최대수두에서부터 시작해서 하류부 끝에서는 0까지 선형적으로 감소하여 슬라브 전폭에 걸쳐서 발생하는 것으로 가정한다.
(7) 프린스는 시공중 그라우팅 작업등의 시공의 용이성과 완성후 유지관리시 상류사면의 접근성을 고려하여 양안부에서 계단으로 계획할 수 있다.
4.2.2 프린스의 폭
(1) 프린스의 폭은 경험적인 방법과 기초암반의 상태와 상류 끝단에 작용하는 양압력에 의한 동수경사를 산정하여 결정할 수 있다.
(2) 암반상태에 따른 허용 동수경사는 <표 4.1.-1>과 같다.
[표 4.1.-1] 암반상태에 따른 허용 동수경사

암 반 상 태

허용 동수경사

신선한 기초암

파쇄대가 없는 기초암

약간 풍화된 암

심하게 풍화된 암

20

10

5

2
(3) 프린스의 기초지반이 대부분 신선한 암반이므로 그라우팅에 의해 별도의 압력이 작용하지 않는다고 보면 폭과 동수경사와의 관계를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
동수경사 = 수두(m) / 프린스의 폭(m)
여기서, 수두(m) = 계획홍수위(EL.m) - 프린스의 기초표고(EL.m)
(4) 경험적인 방법에 의해 프린스의 폭을 산정하는 경우에는 다음의 범위내에서 적절히 결정한다.
① 댐수위와 기초지반의 지질상태가 횡단면을 따라 국부적으로 변동이 심할 때는 폭원이 일정하지 않을 수 있으며 저수위 이하와 이상구간을 나누어 달리 적용할 수 있다.
② 프린스의 최소폭은 기초처리시 그라우트 캡 역할을 하므로 천공과 주교작업등 그라우팅 작업에 필요한 공간의 확보를 위하여 일반적으로 3m로 한다. 단, 댐높이가 25m 이하인 경우 2m의 폭도 사용될 수 있다.
4.2.3 프린스의 두께
(1) 프린스의 설계두께는 굴착시의 여굴 및 현장 지질조건, 시공기술 수준 등을 고려하여 결정한다.
(2) 설계두께는 차수벽 두께와 거의 비슷하게 시공되며 굴착시의 여굴과 불규칙한 지형으로 인해 최소두께는 통상 0.3∼0.4m 정도로 하지만 두께에 대한 허용기준은 없고 현장 지질조건, 시공기술 수준 등을 고려하여 결정한다. 하상부나 양안 접합부를 구분하여 동일한 두께로 하거나 혹은 달리 적용하여 설계할 수 있다.
(3) 두께는 암반과 구조물의 변위를 고려하여 기초처리 시 그라우트 압력에 저항할 수 있도록 특수한 지반을 제외하고는 0.25∼0.4MPa의 압력이 작용하는 경우로써 아래식과 같이 산정할 수 있다.
(식 4.1.-1)
여기서, : 그라우트 압력에 저항하는 힘(MPa)
(4) 주변이음에 연하여 설치되는 프린스의 하류면 경사방향 높이(downstream face height)는 수하중에 의한 차수벽의 거동이 탄성적으로 지지될 수 있도록 하여야 하므로 댐높이가 40m 이상일 경우 차수벽 하단으로부터 직각방향으로 최소한 500㎜이상 확보되어야 한다.
4.2.4 프린스 철근
(1) 철근보강의 주된 목적은 온도철근으로서의 기능을 유지하고 휨응력으로부터 진전될 수 있는 균열의 폭을 최소화하고 분산시키기 위함이다.
(2) 철근은 1열로 상부 철근으로만 사용하여 그라우트 캡으로서의 역할과 온도응력에 대비하는 것이 일반적이며, 기초굴착 깊이에 따른 프린스의 높이를 고려하여 철근배치를 2열로 정할 수 있다.
(3) 철근비
① 철근비는 통상 폭과 길이방향에 걸쳐 일정한 간격으로 각 방향 슬래브 두께의 0.3% 정도가 사용되고 있다
② 철근위치는 일반적으로 상부표면으로부터 100∼150mm 밑에 배근되며 앵커바와 직간접으로 연결된다.
(4) 앵커바
① 앵커바의 목적은 콘크리트를 암반에 고정시켜 부착력 확보와 그라우팅 작업시 발생할 수 있는 상향력에 대비하기 위한 것이다.
② 앵커바의 길이, 간격, 지름은 암반조건과 시공사례, 하중분할에 따른 응력분포에 근거하여 선정되어야 한다. 일반적으로 앵커바는 지름이 25∼35㎜로써 각 방향 1.0∼1.5m 간격이고 길이는 3∼5m로 설계한다.
③ 일반적으로 슬라브를 그라우트 캡으로 이용하여 주입된 그라우트는 암과 콘크리트의 접촉면을 따라 상향력으로 작용하지는 않는다고 본다. 이 경우 그라우팅시 양압력에 의한 슬라브의 융기에 저항하기 위하여 앵커바가 필요하다는 개념은 적합하지 않을 수 있으나 프린스 바닥 하부의 짧은 구간 내에서 암의 절리 등으로 인해 그라우트 압력은 상향력을 가질 수 있으므로 이를 고려하는 것이 타당하다.
④ 앵커바는 단순한 철근으로서 암반 근입 깊이까지 그라우팅하고 배근되는 철근에 부착시키기 위하여 180°또는 90° 갈고리를 일반적으로 사용한다.
(5) 수직시공이음
① 지형과 시공상의 편의를 위해 미리 정해진 위치에 수직시공이음을 둘 수 있으며, 일반적으로 수직시공이음의 간격은 15m 정도로 한다.
② 시공이음은 지수판의 설치없이 철근으로 연결하는 것이 일반적이며, 시공조건이 허용할 경우 지수판의 설치와 병행하여 철근으로 연결할 수 있다.
③ 차수벽 콘크리트의 건조수축에 의한 균열을 감소시키기 위하여 수직시공이음에 균열유도 줄눈을 설치할 수 있다.
(6) 수직신축이음
① 프린스 횡방향으로 신축이음을 둘 경우 차수벽의 신축이음과 겹치지 않는 위치에 배치하는 것이 좋다.
② 동지수판 또는 PVC 지수판을 설치하고 주변이음의 PVC 지수판과 T자형으로 연결되도록 하여 완전한 지수효과를 얻을 수 있도록 하여야 한다.
4.3 표면차수벽 댐의 표준단면 설계
(1) 표면차수벽 표준단면은 기초암반의 여건에 따라 부분적으로 변화가 있으나 견고한 암반기초위에 건설될 경우 [그림 4.3.-1]과 같으며, 축조재료에 따라 형식을 구분하면 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐과 콘크리트 표면 차수벽형 사력댐으로 구분된다.
농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐(CFRD, concrete faced Rockfill dam)

농업용 콘크리트 표면 차수벽형 사력댐(CFGD, concrete faced gravefill dam)

[그림 4.3.-1] 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐과 콘크리트 표면 차수벽형 사력댐
4.3.2 댐체 단면의 구분
(1) 제체의 단면은 차수벽 지지존, 트랜지션존, 암석존, 파라페트 월, 불투수존(주변 이음부 보호존) 및 차수벽으로 세분된다.
① 존1은 프린스와 차수벽간의 주변이음을 보호하기 위한 불투수존(upstream blanket zone)으로 사용재료에 따라 1A, 1B로 세분하기도 한다.
② 존2는 차수벽에 접하여 있는 차수벽 지지존(face slab bedding zone)을 말한다.
③ 존3A는 차수벽 지지존 하류부의 암석존으로 일명 선택존(selected rockfill zone, transition or filter zone)이라 부른다.
④ 존3B는 주 암석재료 축조 존(main rock zone)이라 부른다.
⑤ 존3C는 보조 암석재료 축조 존(sub rock zone)이라 부른다.
(2) 이들 존 이외에 최근에는 댐체의 자연환경적인 조화를 고려하여 댐제체 하류 비탈면부에 조경식재 등을 위한 환경친화 존 1B를 설치하고 있다.
4.3.3 댐 마루 표고와 여유고
(1) 댐마루의 높이는 설계홍수위에 여유고를 더하여 결정한다.
(2) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐은 다른 형식의 필댐과는 차수벽 및 재료특성에 따른 차이가 있으며, 댐마루 표고의 결정은 수위를 기준으로 하는 방법과 파라페트월을 기준으로 하는 방법 중 설계자가 판단하여 적절히 적용한다.
(3) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에서 파라페트월을 설치할 경우 이의 여유에 의해 저수공간을 최대한 활용할 수 있다는 점에서 댐높이를 프린스 바닥으로부터 파라페트 월의 상단까지로 하는 것도 검토할 수 있다.
(4) 수위를 기준으로 댐마루 표고를 결정하는 방법은 아래와 같이 2가지 수위를 기준으로 산정한 값중 높은 값을 채택한다.
① 설계홍수위 기준 : 설계홍수위 (FWL) +
② 최고수위 기준 : 최고수위(MWL) +
: 여유고(m)
: 물결이 처오름 높이를 포함한 파랑고(m)
: 댐형식에 의한 안전고(보통 1.0m)
MWL : PMF유입시 저수지 최고 상승 수위(EL.m)
FWL : 설계홍수량 유입시 저수지 최고 상승수위(EL.m)
(5) 파라페트 월을 기준으로 댐마루 표고를 결정하는 방법은 설계홍수위(FWL)와 최고수위(MWL)의 2가지를 기준으로 하고, 여기에 유의파고, 지진에 의한 파랑고, 여수로 및 댐형식에 의한 안전고 등을 더하여 산정한 값 중에서 높은 값을 파라페트월의 정부표고로 결정한다. 댐마루고 결정은 저수지 최고수위와 같게 하거나 파라페트월 정부표고에서 1.0~1.5m정도 뺀 것을 채택하는 방법이다. 이때, 계산된 파라페트월의 정부표고는 시공후의 예상침하량이 고려되지 않은 것이므로 덧쌓기 하는 방법을 고려하여 적용하여야 한다.
① 설계홍수위 기준 : =설계홍수위(FWL)+
② 최고수위 기준 : =최고수위(MWL)+
여기서, : 파라페트월의 상단표고(EL.m)
: 유의파고 = 0.00086U1.1× F0.45
: 여수로 형식에 의한 안전고
(6) 일반적으로 수위를 기준으로 하는 방법이 파라페트월을 기준으로 하는 경우보다 댐마루 표고가 다소 높게 나타난다. 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에서는 제체재료의 특성상 파라페트월을 기준으로 하는 방법을 채택할 경우 댐단면을 줄이고 이를 파라페트월로 대체할 수 있다.
4.3.4 댐 마루 폭의 결정
(1) 댐마루 폭은 구조적인 측면보다는 공사 중 장비의 통과나 차수벽 타설공사를 위한 장비설치 등 주로 시공 시의 편의, 안전, 유지관리 기능 등을 고려하여 설정한다. 또한 댐마루 폭은 KDS 54 40 00을 참조하여 결정할 수 있다.
4.3.5 덧쌓기
(1) 댐체는 대부분 풍화암층 위에 축조하게 되므로 기초의 압축에 의한 침하는 없다고 볼 수 있으며, 댐축조 완료후 장기침하량을 예측하여 덧쌓기를 하는 것이 필요하다.
(2) 설계단계에서 장기침하량은 재료의 압축성과 축조시 다짐의 불균등에서 오는 공극 등을 고려하여 제체 축조 완료 후로부터 댐높이의 통상 0.1∼0.35%정도로 추정한다.
(3) 덧쌓기는 일반적으로 다음의 두가지 방법을 따른다.
① 수위를 기준으로 댐마루표고를 결정할 경우 사용하는 방법으로서 예상침하량을 고려하여 댐마루에 덧쌓기를 하는 방법이다. 이 방법은 파라페트월의 접합부 및 차수벽과의 이음부 처리문제가 따른다.
② 파라페트월을 기준으로 댐마루표고를 결정할 경우 사용하는 방법으로서 댐마루에 덧쌓기를 고려하지 않고 여유고 계산시 산정된 파라페트월의 정부표고에 예상침하량 높이만큼 파라페트월의 높이를 높여 시공하는 방법이다. 이 방법은 댐의 침하로 인하여 댐마루가 오목하게 변형될 우려가 있으나, 일반적으로 시공성, 경제성 측면에서 다소 유리할 수 있다.
(4) 덧쌓기는 일반적으로 댐의 중앙부에 댐높이에 따른 장기침하량을 감안하여 설정한다.
4.3.6 댐체 사면경사의 결정
(1) 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐은 암축조 특성상 문제가 없으므로, 일반적으로 단면에 대한 안전도 해석에 의해 사면경사를 구하지 않는다.
(2) 사면경사는 기초암반의 압축성, 암축조 재료의 내부마찰각, 댐높이 등을 기초로 기존 설계사례를 참고하여 경험적인 결과를 바탕으로 댐체의 특성별로 표준경사 및 사면도로의 규모를 결정한다.
(3) 댐의 상하류 사면경사는 댐높이에 따라 1:1.3(내부마찰각 37도)에서 1:1.6 정도의 범위에 걸쳐 정한다. 여기서, 내부마찰각 37˚는 쏟아놓은 암석의 안식각이며 암축조후 다짐을 한 경우 내부마찰각은 약 45˚ 이상의 값이 된다.
(4) 높이가 높은 댐인 경우나 연암급으로 암축조하는 경우 이보다 경사를 완만하게 할 수 있으며, 댐 하류사면은 친환경적 측면을 고려하여 사면경사를 다소 조정할 수 있다.
4.3.7 축조재료
(1) 댐의 축조재료는 댐주변의 재료분포에 따라 서로 상이하며, 과거 시공사례를 기준으로 하여 현장의 암재료원 분포 등을 고려하여 탄력적으로 입도분포 및 최대치수 등을 선정한다.
4.3.7.1 차수벽 지지존(존2 : bedding zone, fine fill zone)
① 차수벽을 직접 지지하고 있는 존으로서 반투수성 벽을 만듦으로써 차수벽의 균열이나 결함이 있는 지수판을 통한 누수를 댐체의 손상없이 안전하게 통과시키는 것이 이 존의 목적이다.
② 이 존은 담수시 제체변위로 인한 차수벽의 거동이 최소로 될 수 있도록 재료의 입도분포가 양호하여야 한다.
③ 수압에 따른 차수벽의 거동과 침하, 누수에 대한 안정적인 저항에 직접적으로 영향을 주므로 적합한 투수성(투수계수 : 1×10-4㎝/s정도)을 유지하여야 한다.
④ 이 존의 안정성, 압축성, 최적투수도 등은 재료의 입도, 재질, 다짐방법 등에 의해서 결정된다.
(2) 입도범위
① 평균적으로 재료의 입도범위는 최대치수가 75∼38㎜, 4.76㎜(No.4번체)이하 재료의 함유율은 35∼55%, No. 200번체 통과율은 5∼15%의 수준을 유지하도록 한다.
② 주변이음과 접합되는 기초부는 시공여건상 다짐의 어려움이 예상되므로 부등침하 방지를 위하여 저강도 콘크리트 또는 흙시멘트(soil cement)등으로 적정한 폭과 두께로 보강하는 것을 권장한다.
③ 차수벽 지지존의 세립분이 암석존으로 유입되지 않도록 하기 위해 암석존과 접하는 부위에 대해 세립분의 함량을 조절하는 것이 필요하다.
(3) 폭원
① 차수벽 지지존의 수평폭원은 일반적으로 포설 및 다짐장비의 시공성을 고려하여 댐마루에서 3∼5m 정도로 한다.
② 댐높이가 높을 때에는 수심에 따라 상부에서 하부로 적절히 증폭할 수 있다.
(4) 상류사면 보호방법
① 제체 축조중 빗물이나 시공상의 결함으로 인해 상류사면이 유실될 우려가 있으므로 차수벽 타설전까지 축조사면에 대한 보호방법이 강구되어야 한다.
② 사면보호는 단계별 축조 또는 축조가 완료된 후 통상 아스팔트 용액( 2∼4ℓ/㎡)이나 숏크리트(두께 : 40∼50mm)를 사용하여 시공하는 것이 일반적이다. 숏크리트의 경우 강도는 18MPa 정도이며, 와이어메쉬 또는 보강섬유를 함께 사용하여 인장강도를 보강할 수 있다.
③ 숏크리트 타설 후 사면특성에 따른 숏크리트 자체변형 또는 제체침하에 의해 차수벽 지지존 하류면에서 숏크리트 및 지지층 재료의 표면부의 들뜸현상, 제체침하로 인한 융기현상 등이 발생될 수 있다. 이 경우 차수벽 지지존 재료를 제거할 필요성이 있을 수 있으므로 사면보호방법은 제체의 단계별 축조와 병행하여 현장여건에 맞게 탄력적으로 선정할 수 있다.
4.3.7.2 선택층(존3A : transition zone or filter zone)
① 차수벽과 암석부 제체의 강성차이로 응력이 차수벽이나 차수벽 지지존에 과도하게 전달되는 것을 방지하고, 공극의 크기를 제한하여 차수벽 지지존 재료가 암석재료의 큰 공극속으로 씻겨 들어가지 않도록 하는데 이 존의 목적이 있다.
② 중심코아형 필댐에서의 필터존과 같은 역할을 하며, 최대치수는 일반적으로 150㎜를 사용하고 있으나 입도분포는 별도로 규정하지 않고 있으며, 대부분 시공사례를 참고로 하여 입도범위가 결정되고 있다.
① 누수시 차수벽 지지존의 세굴을 방지하기 위해 다음과 같은 입도조건을 고려하여야 한다.
D15F, D50F : 선택층의 15%, 50% 입경크기(mm)
D15B, D50B, D85B : 차수벽 지지존의 15%, 50%, 85% 입경크기(mm)
① 포설 및 다짐장비의 시공의 편의성을 고려하여 댐 정상부에서 일반적으로 5m 정도의 폭으로 한다.
4.3.7.3 주 암석재료 축조존(존3B : graded rockfill zone or main rockfill zone)
① 이 존의 목적은 수압과 댐자중에 대해 차수벽을 균등하게 지지하기 위한 것이다.
② 댐체의 변형은 암석재료의 특성과 댐높이의 함수로써 차수벽의 표면에 직각방향의 변형율은 암석재의 탄성계수에 반비례한다. 다짐한 암석재의 장기변형은 지속적인 주응력에 의하여 암석접촉면이 파손되어 발생하므로 암석재의 입도는 양호할수록 좋다.
③ 댐체에 작용하는 외력을 대부분 담당하며, 침하나 변형을 가능한 최소로 하여야 하기 때문에 좋은 입도와 양질의 암석재로 축조한다.
④ 이 존에 요구되는 암석재는 압축성이 적고 압축강도는 고강도인 신선한 경암이 요구되지만 최근의 설계경향에 따르면 압축강도가 30∼40MPa 정도의 사암, 이암, 석회암, 점판암과 같은 연암 등도 댐사면 경사의 완화에 의해 활용할 수 있다. 하지만 대기에 노출시 풍화에 약한 혈암(shale) 계통의 암은 가급적 지양해야 한다.
⑤ 큰 입경의 암석은 진동 다짐시 다짐을 촉진하고 축조 완료후의 제체침하를 최소로 할 수 있도록 살수가 필요하다. 일반적으로 살수량은 축제량의 10∼20% 범위를 기준으로 한다.
⑥ 연암 등을 사용하여 제체를 축조하는 경우 사면안정해석을 위한 강도를 결정하는데 기초자료로 활용될 수 있도록 가능한 한 대형삼축압축시험을 실시하여 내부마찰각과 다짐밀도와의 관계를 확인하여야 한다. 부득이 할 경우 대형직접전단시험에 의해 확인할 수도 있다.
① 이 존에 대해 입도분포를 특별히 규정할 수 없지만 시공사례 등을 고려하여 입도를 선택하여야 한다. 입도분포는 다짐장비의 효율성과 현장여건을 고려하여 양호한 분포가 될 수 있도록 적절히 조정할 수 있다.
② 댐 기초부에서 1∼2m 상부부위는 암반과의 접촉부에 과다한 공극발생 방지, 비교적 큰 응력이 집중됨에 따른 제체의 소요강도 확보, 암반과의 물성변화에 따른 완충역할 등을 위하여 최대입경을 하향 조정할 수 있다.
4.3.7.4 보조 암석재료 축조존(존3C : sub rockfill zone)
① 존3B의 인접지역에 위치한 존으로 직접적인 외력을 받지 아니하므로 재료의 선택에 다소 여유가 있어 비교적 조립의 석괴재로 구성되며, 큰 투수성을 가진다.
② 이 존은 댐의 최하류 부분으로 다소의 침하나 변형이 발생하여도 댐전체의 안정성에 크게 영향을 미치지는 않는다.
③ 하류사면에 대한 표면부 마감은 미관상 특별히 요구되지 않는 한 인력에 의한 매끈한 경사면으로 반드시 마감할 필요성은 없다.
(2) 입도분포
② 댐기초부와 접속하는 상부구간은 존3B와 유사하게 입도범위를 조정하며, 댐 하류의 환경친화층과 맞닿는 부분의 일정구간은 큰 입도에서부터 작은 입도로 분포되도록 하여 환경친화층의 토립자가 흘러들지 않도록 하여야 한다.
4.3.7.5 불투수존(존1 : upstream blanket zone)
① 이 존의 설치목적은 주변이음이 변형, 확대되거나 차수벽에 균열이 생겨 누수가 발생할 경우 유입되는 물이 세립분을 함유 하도록 함으로써 누수차단 효과를 높이는 역할을 하는 일종의 보조적 기능을 하는 것이다.
② 담수 이전에 지하수위가 높아져서 댐축조 기초부가 포화되었을 때 차수벽을 들어 올리려는 힘을 상쇄하고, 담수 후에는 침윤선을 연장함으로써 부가적인 안전확보 역할도 한다.
③ 이 존은 차수벽의 균열부위를 통한 누수가 존2에 의해 안전하게 차단되기 때문에 점점 설치의 중요성이 줄어드는 경향이 있으나 보편적으로 설치하고 있으며, 댐높이에 따라서 높이를 선택적으로 설정할 수 있다.
(2) 단면구성 및 입도범위
① 재료는 불투수성으로 비점질성 세립토가 적당하고 가능한 한 세립분을 많이 함유하여야 한다. 이 존의 입도분포는 별도로 규정하지는 않으며, 재료의 종류에 따라 1A(impervious soil), 1B(random fill)로 구분할 수 있다.
② 이 존은 대부분 물에 잠겨 있기 때문에 사면안정을 위한 별도의 사면보호시설은 필요하지 않다.
(3) 높이 및 사면경사
① 이 존의 높이는 일반적으로 저수지 수위가 저하하여도 차수벽의 보수가 불가능한 최저수위(LWL)이하 구간에 설치하는 것으로 한다. 이 존의 높이는 경험적으로 설정되므로 특별히 규정할 수는 없으나 댐높이에 관계없이 차수벽 하류부에 투수성 암석 부스러기가 퇴적되는 것을 방지할 수 있도록 최소한 원래 하상고까지 높이는 것이 바람직하다. 이 존의 높이는 주변이음의 설계 및 시공수준, 콘크리트 시공수준 등을 종합적으로 고려해서 원래 하상고와 최저수위(LWL)이하 사이에서 적절히 설정한다.
② 이 존의 사면은 사면 자체의 인식각을 최대한 높일 수 있도록 사면경사는 1:2.2 이상으로 완만하게 하는 것이 일반적이다.
4.3.7.6 댐하류 환경친화존
① 주변 환경과의 조화를 이루기 위하여 암석존의 하류 사면에 환경친화존을 설치할 수 있다.
② 환경친화존의 사면은 가급적 완만한 경사를 이루도록 하며 토질은 조경식재가 가능한 토양으로 하여야 한다.
① 이 존은 구조물의 안정여부와 직접적인 관련이 없으나 환경친화적인 측면과 안전측면을 고려하여 사면경사를 결정하여야 하며, 일반적인 쌓기단면을 기준으로 통상 1:1.8 ∼1:2.5 정도로 설계한다.
② 성토높이는 댐높이와 시공성을 고려하여 적절히 결정하여야 한다.
③ 이 존은 암석존과 경계하고 있으므로 재료가 암석층으로 흘러들지 못하도록 암석층과 접하는 부위에는 필터매트를 부설하는 것을 고려한다.
④ 토양은 다소 투수성이 높은 모래질 점토가 섞인 재료가 좋으며, 수목의 생장에 필요한 일반적인 조건은 다음과 같이 고려한다.
가. 최대입경은 수목의 활착정도 및 시공성 등을 감안하여 150㎜ 미만으로 한다.
나. 보수력과 통기성이 좋고 양분의 흡수력과 점착력을 갖춘 토양으로 한다.
다. 부식이 많은 단립구조의 토양으로 한다.
라. 토성은 중성(pH 7.0)을 띤 양토로 한다.
4.3.7.7 파라페트 월
① 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에서 파라페트 월의 설치 목적은 파도로 인한 월류방지 역할과 함께 댐단면을 감소시켜 댐축조량 및 차수벽 면적 등을 줄이며 댐의 정부폭을 넓게 하는 역할을 하는 것이다.
② 필댐에서 파라페트 월의 정부표고는 저수지 대안거리에 따른 파고와 시공 후 침하량에 따라 결정되나 농업용 콘크리트 표면 차수벽형 석괴댐에서는 제체의 단면과 관련하여 결정한다.
③ 축조 후 발생하는 제체의 침하(장기침하량 0.1∼0.35%)를 고려하여 4.3.5의 덧쌓기에 따라 여유고(camber)를 줄 수도 있으나, 파라페트 월의 높이를 댐축을 따라 변화시킬 수도 있다. 일반적으로 댐축의 중앙부에 최대치를 설정한다.
(2) 높이의 결정
① 높이의 적정 규모는 댐축조량, 기초굴착량, 차수벽 면적의 감소로 인한 공사비와의 관계, 제체 월류에 따른 댐 안정성 등을 고려하여 결정하여야 한다.
(3) 파라페트 월의 이음부
① 파라페트 월과 차수벽 이음, 파라페트 월의 신축이음과 시공이음은 댐체의 침하, 온도변화, 건조수축 등 부피변화에 의한 인장응력으로부터 콘크리트 균열을 방지할 목적으로 설치한다.
② 파라페트 월과 차수벽 이음부는 동지수판 또는 PVC 지수판 등의 수밀재료를 이용하여 1단지수로 계획하고, 마스틱 필러(mastic filler)로 마무리 한다.
③ 파라페트 월의 이음부는 일반적인 옹벽의 이음과 동일하게 신축이음 및 시공이음을 둔다.
4.4 표면 차수벽의 설계
(1) 차수벽의 두께는 충분한 강도와 지수성을 가질 수 있는 각종 차수재료의 설치가 가능하며 내구성이 확보되도록 하여야 한다.
(2) 댐 설계 시 높이와 응력분포, 내구성, 시공사례, 및 향후 유지관리, 최근 설계현황 등을 감안하여 차수벽의 두께와 철근량을 적절히 결정한다.
4.4.2 콘크리트
(1) 차수벽의 유지관리 특성상 차수벽 콘크리트의 품질을 확보하기 위한 주된 기준은 내구성, 수밀성, 낮은 건조수축, 적절한 워커빌리티이다.
(2) 차수벽은 다른 구조물과 달리 1:1.4∼1:1.5의 사면에서 주로 슬립폼에 의해 콘크리트치기 하므로 콘크리트의 성형성, 타설속도, 내구성, 수밀성 등을 종합적으로 고려하여 콘크리트 배합설계를 하여야 한다.
(3) 차수벽 콘크리트의 요건은 다음과 같다.
① 수밀성과 내구성을 증대시키기 위해 최소 단위시멘트량은 275㎏/㎥, 공기연행량은 5% 정도로 한다.
② 굵은골재 최대치수는 일반적으로 40㎜를 사용하며, 시공이음부와 지수판에서 특별한 주의를 기울이면 이보다 더 큰 골재를 사용할 수 있다.
③ 알칼리 골재 반응 억제, 내구성(동결융해, 투수성, 마모 저항성 등) 향상 및 물-시멘트비를 낮추기 위해 혼화제를 사용할 수 있다.
④ 물-시멘트비는 일반적으로 45%를 기본으로 한다. 물-시멘트비가 높으면 건조수축으로 인한 균열발생의 우려가 있으므로 가능한 한 낮추는 것이 좋으며, 허용될 수 있는 최대 물-시멘트비는 55% 정도이다.
⑤ 슬럼프치는 60±15mm를 기본으로 한다.
⑥ 일반적으로 콘크리트의 압축강도는 28일 기준으로 21~24MPa을 기준으로 한다.
⑦ 콘크리트의 온도 및 건조수축에 의한 균열방지 목적으로 콘크리트 배합 시 적정량의 보강섬유(PE 섬유, PP 섬유, 강섬유 등)를 사용할 수 있다. 이 경우 공사비의 증가와 향후 유지보수비를 비교하여 이의 사용여부를 결정하여야 한다.
4.4.3 블록의 설정
(1) 스타트베이는 주변이음부로부터 슬립폼의 시작선을 결정하기 위해 설정되는 슬라브이다.
(2) 차수벽 콘크리트치기 시 분할 폭은 일반적으로 15m를 기준으로 하나 슬립폼의 무게, 윈치크기, 타설 기법과 같은 시공방법에 의해 좌우되며, 시공성과 내구성을 고려하여 설계 시 적정 간격을 설정한다.
4.4.4 차수벽의 두께
(1) 차수벽의 두께는 댐높이가 낮은 경우를 제외하고는 대부분 차수벽 정상부에서 0.3m, 차수벽 하부로 내려오면서 수심(H)에 따라 차수벽의 두께가 변화하도록 0.3m+0.003H로 적용한다.
4.4.5 철근
(1) 차수벽의 소요철근량은 대부분 차수벽 두께의 0.40∼0.50% (D19, D22, D25, D29, D32) 정도로 설계한다.
① 철근배근의 목적은 콘크리트의 건조수축과 시공과정에서 지지층의 불균등으로 인한 예측할 수 없는 국부적인 인장영역에서 발전되는 차수벽 균열의 폭을 억제시키며, 주어진 차수벽의 두께로 가능한 한 슬래브 판을 유연하게 하여 양방향으로 동등한 휨저항을 받도록 하기 위한 것이다.
② 철근의 간격은 차수벽 두께보다는 적어야 하며 일반적으로 균열에 효과적으로 대처하기 위하여 200∼300mm가 적당하다.
③ 슬래브의 철근비는 다음과 같이 적용한다.
가. 일반적으로 각 방향으로 콘크리트 단면적의 0.40%의 철근비를 적용한다.
나. 명확하게 압축을 받는 곳에서는 0.30~0.35%의 철근비를 적용한다.
다. 주변이음 근처와 스타터베이 부근에서는 0.45%의 철근비를 적용한다.
④ 주변이음부에서 댐높이가 높은 경우 단부 보강철근을 단면의 상하부에 배치한다.
⑤ 수직신축이음부에는 지수판 연결부의 단부철근을 보호하고자 차수벽 슬래브 상하부에 보강철근을 배치한다.
4.4.6 균열제어
(1) 단부보강 구간에 대한 허용균열폭(Wa)은 일반적으로 다음과 같이 산정한다.
허용균열폭(㎜) :
여기서, : 철근콘크리트의 최소피복두께(mm)
(2) 기 시공된 댐에서 차수벽 콘크리트의 균열이 대부분 0.1∼0.2㎜ 범위인 점을 고려하면 균열로 인한 강재부식의 위험도는 적으며, 차수벽 콘크리트가 방수성 구조물인 점을 감안하여 0.2㎜ 이상 균열에 대해서는 추가적인 확대 방지를 위하여 균열부위를 보수할 필요성이 있다.
(3) 고강도 콘크리트의 경우 단위시멘트량의 증대로 인하여 수축균열을 초래하므로 일반적으로 재령 28일 기준 21∼24MPa을 일반적으로 사용한다.
(4) 물-시멘트비를 낮추기 위하여 포졸란 등과 같은 혼화재를 사용한다.
(5) 콘크리트 자체의 인장강도를 확보하기 위한 방안으로 보강섬유를 사용하거나 팽창재를 사용하는 경우에는 신중한 검토가 필요하다.
(6) 균열발생시 균열부를 통한 누수량의 개략적인 평가는 [표 4.4.-1]과 같이 할 수 있다.
[표 4.4.-1] 균열폭에 따른 누수량의 평가

균 열 폭

누 수 량(㎤/s)

1.0㎜

Q = 0.33KH

10㎜

Q = 0.44KH

100㎜

Q = 0.64KH
K : 투수계수(㎝/s), H : 수두(m)
(7) 균열보수는 일반적으로 페인트 계통(rubber latex paint, bituminus paint 등), 하이파론 띠(hypalon strap) 및 에폭시 그라우팅 등을 주로 사용한다.
(8) 온도 및 건조수축에 의한 균열을 방지하기 위하여 양생을 실시하여야 한다. 양생방법은 타설 후 표면의 수분증발을 막기 위하여 막양생제를 2회 살포하는 피막양생을 실시하고, 타설 완료에는 댐 상단부에 구멍난 파이프를 설치하여 이용하는 등 콘크리트 표면에 살수양생을 온도응력 소산시까지 실시할 수 있도록 계획하여야 한다.
4.4.7 지수판 및 이음
4.4.7.1 일반사항
(2) 차수벽은 대부분 압축력을 받으므로 시공에 지장이 없는 한 슬래브간 신축이음의 개소는 줄일 수 있지만 이음부의 구조개선이 이루어지고 있고 차수벽 시공 후 균열이 나타나는 점을 고려하여 장단점 비교 및 시공사례를 참고하여 설정하여야 한다.
4.4.7.2 주변이음
(1) 주변이음은 누수의 주된 원인이 되는 가장 주의해야 할 이음으로서 담수 및 장기침하에 따른 지수판의 파손없이 댐체 거동을 감당할 수 있어야 한다.
(2) 정수압 하중에 의한 이음의 이동량은 주변이음에 연하여 가장 크게 되므로 수치해석에 의한 변형량을 고려하여 지수장치를 설계하여야 한다.
(3) 주변이음은 차수벽의 타설 중이나 담수 후 수압이 차수벽에 작용할 때 열려져 누수가 발생될 가능성이 크므로 일반적으로 이중 지수판과 제3의 보호장치인 마스틱 필러를 사용하여 구성한다.
(4) 주변이음에서 이중 지수판은 일반적으로 슬래브의 저부에 설치되는 동 또는 스테인레스 지수판과 슬래브의 중앙부에 설치되는 PVC 또는 하이파론 지수판으로 구성된다.
(5) 이중 지수판과 병행하여 아스팔트 필러, 압축성 목재 필러 등을 설치하여 차수벽의 회전력, 전단력 또는 압축력 등에 대응 하도록 함으로써 차수벽 콘크리트의 부스러짐을 방지한다.
(6) 동지수판은 차수벽 지지존 재료가 아닌 시멘트 모르타르나 아스팔트가 혼입된 모래 기초판(sand pad)에 의해 지지되도록 하며, 그 하단부는 침하방지를 위해 흙시멘트를 일정부분에 설치할 수 있다.
4.4.7.3 시공이음
(1) 수직시공이음
① 수직시공이음은 슬립폼 타설장비의 시공성을 고려하여 설치한다.
② 수직시공이음에서는 철근이 절단되지 않으며 일반적으로 하부에 동지수판이 설치된다.
(2) 수평시공이음
① 수평시공이음은 주로 스타트베이부, 차수벽 길이에 따라 콘크리트 타설장비 능력을 감안하여 인위적으로 수평시공이음을 두는 경우 및 차수벽 콘크리트 타설중 예기치 못한 구간에서 발생한다.
② 이러한 부위는 일반적으로 지수판 없이 철근이 관통하는 형태로 처리하고 이음부 처리는 수밀성을 고려하여 침투길이가 최대한 확보되게 하여야 한다.
4.4.7.4 수직신축이음
(1) 콘크리트의 온도변화와 건조수축에 의한 영향, 제체의 변위 이외에 댐의 양안에 설치되는 주변이음의 벌어짐을 최소로 하기위해 수직신축이음을 설치한다.
(2) 인장력을 받아 이음의 벌어짐이 클 것으로 예상되는 양안부 부근의 차수벽에는 동지수판외에 차수벽 단면의 중앙부에 PVC 지수판으로 이중 지수판을 설치한다.
(3) 압축력을 받는 중앙부는 단일 지수판으로 동 또는 스테인레스 지수판을 하단부에 설치하고 있다. 신축이음 표면부에는 마스틱 필러를 설치하고 그 위에 PVC 밴드 등으로 덮어씌운다.
4.4.8 표면차수벽의 시공순서
(1) 표면차수벽의 시공순서(Block별)는 Starter Bay 시공 → 치기면 정리 → 수직시공이음부 모르타르기초 설치 → 모르타르 칠하기 및 루핑 깔기 → 지수판 설치 → Side Form 설치 및 철근조립 → 콘크리트 운반 및 타설(치기속도 1.5m/h 내외) 순으로 실시한다.
4.4.9 슬립폼
(1) 슬립폼은 콘크리트 타설장비로 평균진행속도는 일반적으로 1.5∼5m/h 정도이다. 이 속도는 콘크리트의 슬럼프치, 스크리드폭, 슬립폼의 전중량, 콘크리트 운반방법 등에 따라 다를 수 있다.
(2) 표준적인 피니셔(finisher)의 길이는 1.5m이고 타설속도는 1.5m/h 이다. 이보다 타설속도와 피니셔 길이를 증가시키는 경우에는 콘크리트 균열발생 여부에 대한 충분한 검토를 거쳐야 한다.
(3) 표면 평탄부의 허용공차(2㎜) 및 균열을 줄이기 위해서는 타설속도와 피니셔의 길이를 동일한 수준으로 유지하는 것이 좋다.
(4) 기존의 와이어로프와 윈치에 의한 견인식과는 달리 슬립폼 좌우에 정착된 유압잭을 이용하는 자주식 이동 슬립폼은 작업효율과 공사기간단축에 효과적이다.
4.5 매설 계측기
(1) 매설 계측기의 계측 목적은 시공단계에서 댐체의 거동을 파악하여 댐 설계시의 거동해석의 신뢰성을 확인하거나 시공중의 안정성을 확인하며, 유지관리단계에서 댐의 이상 거동에 대한 원인분석을 통하여 댐체의 안정성을 확보하기 위함이다. 매설 계측기의 설치는 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 구조적인 특성을 고려하여 결정하여야 한다.
(2) 시공중 및 완성후의 제체, 기초지반, 차수벽의 거동관찰과 각종 이음부 및 차수벽의 설계, 암과 암축조의 평가, 암축조에서의 존의 설계 등에 대한 자료획득을 통해 향후 건설될 댐의 설계개선을 위하여 중요하므로 적절히 계획되어져야 한다.
(3) 계측은 댐 제체의 거동특성, 차수벽의 거동특성 및 누수량 측정과 지진등의 계측으로 구분된다. 이를 위한 매설 계측기로는 정상침하 점검표석, 누수량 측정장치 외에 대별해서 이음부 변형량 계측설비, 차수벽의 응력 및 변형 계측설비, 제체침하 계측설비 등이 있다.
(4) 계측계획은 계측목적에 따라 달라져야 하며 댐의 지형 및 지질, 제체의 예상거동을 고려하여/축조재료 함수비, 시공속도, 포설높이 조절을 위한 시공관리/담수시, 수의 급상승 또는 급강하시, 지진시 등의 안전관리/안전성 검토를 위한 기초자료 제공/향후 댐 설계, 시공시 기초자료 제공 등 계측목적에 따라 계획된다.
(5) 계측항목은 크게 표면 차수벽 콘크리트의 변형측정, 댐체의 변위측정, 댐체내의 응력 및 간극수압측정, 댐체를 통한 누수량 측정 등으로 구분된다.
4.5.2 계측 항목 및 계측기 형식
(1) 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐에 설치된 매설 계측기의 목적별 항목구분은 [그림 4.5.-1]과 같다
[그림 4.5.-1] 매설 계측기의 위치 및 목적
(2) 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 매설 계측기 선정 및 수량기준은 다음과 같다.
구 분

계 기 항 목

약어

영 문 표 기

센 서(권장형식)

수 량 기 준

Unit

Sensor

댐

체

간극수압계

PP

Pore Pressure Meter

진동현식, 광센서형식

개소

1

토 압 계

EP

Earth Pressure Meter

진동현식, 광센서형식

Set

3

수평변위계

HS

Horizontal Strain Meter

진동현식, 광센서형식,

Potentiometer

개소

5m 간격

층별침하계

MI

Multi-layer Settlement Meter

Magnet/Reed Switch

개소

5m 간격

경 사 계

Inclinometer(댐체 중심)

Inclined Inclinometer(차수벽)

Servo Accelerometer

개소

5m 간격

3m 간격

차

수

벽

차 수 벽

변형율계

CI

Cluster Strain Gauge

진동현식, 광센서형식,

Potentiometer

Set

3

개 도 계

JM

Joint Meter

진동현식, 광센서형식,

Potentiometer

개소

1

주변이음부

변 위 계

PJ

Perimetric Joint Meter

진동현식, 광센서형식,

Potentiometer

Set

3

외형

정상침하점 비탈면침하점

CS

SS

Crest Settlement Point

Surface Settlement Point

GPS, Total Station, 광센서

개소

-

누수

누수량계

LP

Leakage Measuring Device

초음파식, 진동현식

개소

1
4.6.1 안정검토 사항
(1) 댐의 거동분석 기법에는 일반적으로 매설 계측기의 계측자료에 의한 경시변화 분석방법, 해석적인 방법 및 수치해석에 의한 방법이 있으며, 다음과 같은 대표적인 경우를 포함하여 안정해석을 실시한다.
① 상하류쪽에 대해 축조 직후의 안정성
② 상류쪽에 대해 1/2정도의 저수위가 있을 때의 안정성
③ 상류쪽에 대해 수위 급강하시의 안정성
④ 하류쪽에 대해 만수시에 지진이 일어났을 때의 안정성
(3) 댐체의 안전도 계산시 검토해야 하는 사항은 다음과 같다.
⑥ 침투수의 안정성 검토(KDS 54 40 00)
4.6.2 정역학적 안정해석
(1) 댐체의 안정은 주로 축조재료의 내부마찰각과 사면경사 관계에서 결정되며, 댐체 안전을 고려할 때 만족해야 하는 조건은 다음과 같다.
① 상류면 차수벽 지지존은 축조후 차수벽 시공시까지 사면활동이 없어야 한다.
② 공사중 혹은 완공후 지진발생시 사면의 활동이 없어야 한다.
4.6.3 동역학적 안정해석
(1) 농업용 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 동역학적 안정성 검토는 “KDS 67 10 20 농업용 필댐 설계”의 내진설계기준을 따른다.