CFRD(Concrete fared Rockfill Dam)는 기존의 중심코어형 락필댐과 대별되는 우수한 구조적, 재료적 특성으로 현재 가장 널리 활용되는 댐 형식이다. 본 고에서는 그동안 이루어져온 기술의 축적을 바탕으로 CFRD의 설계와 시공에 있어 최근에 부각된 최신 기술들을 정리하여 향후 활용에 도움을 줄 수 있도록 하였다. 특별히 본 고에서는 최근 경험을 바탕으로 실무에서 적용되고 있는 연약한 암을 이용한 댐체 축조 사례, 대단히 큰 입경의 락필 재 대신 도입된 sand-gravel fill 댐에 대한 경험, plinth와face slab를 연결하기 위해 새롭게 채택된 연결 슬래브공법, 기존 댐의 증고사례, 역침투 현상, 댐 하류의 환경친화죤, 차수벽 슬래브의 두께와 철근비의 변화 추이, 충적층 기초의 처리, 최근 적용되기 시작한 curb element 공법등에 대한 간략한 기술적 동향을 고찰하여 관련 기술자들의 이해를 돕고자 하였다.
CFRD(Concrete fared Rockfill Dam)는 기존의 중심코어형 락필댐과 대별되는 우수한 구조적, 재료적 특성으로 현재 가장 널리 활용되는 댐 형식이다. 본 고에서는 그동안 이루어져온 기술의 축적을 바탕으로 CFRD의 설계와 시공에 있어 최근에 부각된 최신 기술들을 정리하여 향후 활용에 도움을 줄 수 있도록 하였다. 특별히 본 고에서는 최근 경험을 바탕으로 실무에서 적용되고 있는 연약한 암을 이용한 댐체 축조 사례, 대단히 큰 입경의 락필 재 대신 도입된 sand-gravel fill 댐에 대한 경험, plinth와face slab를 연결하기 위해 새롭게 채택된 연결 슬래브공법, 기존 댐의 증고사례, 역침투 현상, 댐 하류의 환경친화죤, 차수벽 슬래브의 두께와 철근비의 변화 추이, 충적층 기초의 처리, 최근 적용되기 시작한 curb element 공법등에 대한 간략한 기술적 동향을 고찰하여 관련 기술자들의 이해를 돕고자 하였다.
CFRD(Concrete Faced Rockfill Dam) is in widespread use because this type of dam has superior characteristics in structural, material aspects comparing with earth cored rockfill dam. On this paper, up-to-date re-searches and techniques are summed up to be available for future needs in design and cons...
CFRD(Concrete Faced Rockfill Dam) is in widespread use because this type of dam has superior characteristics in structural, material aspects comparing with earth cored rockfill dam. On this paper, up-to-date re-searches and techniques are summed up to be available for future needs in design and construction of CFRD. For example, such items as embankment using weak rock, experience of sand-gravel fill CFRD, connecting slab applied between plinth and face slab, raising experience of old dm, inverse filtration problem, environmental friendly zone, thickness and reinforcing of face slab, alluvial foundation treatment, and curb element method, are summarized for understanding of related engineers.
CFRD(Concrete Faced Rockfill Dam) is in widespread use because this type of dam has superior characteristics in structural, material aspects comparing with earth cored rockfill dam. On this paper, up-to-date re-searches and techniques are summed up to be available for future needs in design and construction of CFRD. For example, such items as embankment using weak rock, experience of sand-gravel fill CFRD, connecting slab applied between plinth and face slab, raising experience of old dm, inverse filtration problem, environmental friendly zone, thickness and reinforcing of face slab, alluvial foundation treatment, and curb element method, are summarized for understanding of related engineers.
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문제 정의
따라서 그동안 설계와 시공에 있어서 상당한 기술의 축적이 있어 왔다. CFRD 형식의 내용에 있어서는 그동안 몇 차례 연재기사로 소개(최형식, 2000)된 사례가 있으므로, 본 고에서는 CFRD의 최근 기술동향을 실제 사례 중심으로 정리하여 국내 토목기술자들의 이해를 돕고자 한다. CFRD는 현재 전 세계적으로 댐 기술의 중심을 이루고 있으며, 향후에도 분명 유력한 댐 형식임에 틀림없으며, CFRD의 최신 기술들 중 많은 부분은 아직 우리나라에 도입되지 못한 사항들이므로 향후 활용 가능성은 그만큼 크다 하겠다.
철근배근은 콘크리트의 건조수축과 시공과정에서 지지층의 불균등으로 인한 예측할 수 없는 국부적인 인장 영역에서 발전되는 차수벽 균열의 폭을 억제시키며, 또한 주어진 차수벽의 두께로 가능한 한 슬래브 판을 유연하게 하여 양방향으로 동등한 휨저항을 받도록 하기 위한 목적을 지닌다. 그리고 과거의 비다짐 공법에 의한 콘크리트 차수벽의 철근량은 콘크리트 두께의 0.
인력작업을 함으로써 사출기로 밀어낸 경우보다 낮은 변형성을 가진 고강도 콘크리트를 얻게 된다. 추가적으로 동지수판 아래의 sand asphalt 혼합물을 설치하기 위해 curb와 plinth 사이에 공간을 남겨놓기 위한 목적도 있다. 이러한 노력 들은 페이스 뒷부분 재료들의 변형특성을 바꾸어 인장하중을 유발시킬수도 있기 때문에 적절한 보강방법도 함께 강구되어야 한다(Marulanda and Pinto, 2000).
가설 설정
• 댐체에서 안정성을 유지하기 위해서는 발생가능한 누수에 대해 표면부 침식이나 하류 출구부에서의 파이핑이 없어야 한다. bedding zonee 두 번째의 불투수층(anti-seepage) 역할을 해야 한다.
・ 반투수성록필존은 누수량을 제한시킨다.
・ 안전성은 충분히 확보되고있다.
・ 약간의 차수벽 균열과 누수는 발생할 수 있다.
・ 현재의 설계 원칙들은 향후에도 거의 변화가 없을 것이다.
제안 방법
철근배근은 콘크리트의 건조수축과 시공과정에서 지지층의 불균등으로 인한 예측할 수 없는 국부적인 인장 영역에서 발전되는 차수벽 균열의 폭을 억제시키며, 또한 주어진 차수벽의 두께로 가능한 한 슬래브 판을 유연하게 하여 양방향으로 동등한 휨저항을 받도록 하기 위한 목적을 지닌다. 그리고 과거의 비다짐 공법에 의한 콘크리트 차수벽의 철근량은 콘크리트 두께의 0.50% 정도를 적용하였다. 보강은 기본적으로 온도 철근이었고, 록필재의 압축성에 있어서 국부적인 변화에 의해 유발될 수 있는 휨 모멘트에도 대처하기 위해 철근을 보강하였다
Plinth는 비침식성의 차수 요소(non-erodible cutoff element)이다. 비침식성의 암반상에 기초처리를 직접 수행한다.
대상 데이터
중국의 Zhushuqiao와 Shisanling댐에서는 풍화된 연암을 주 축조재로 사용하였다. Zhushuqiao댐 은 총 축조량의 1/3가량에 해당하는 풍화암 존을 댐하류측에 사용하였다. 포화 압축강도는 약 10~25Mpa이며, 하류경사는 1:1.
몇몇 예에서도 그러한 사실은 명확히 입증되고 있다. 중국의 Zhushuqiao와 Shisanling댐에서는 풍화된 연암을 주 축조재로 사용하였다. Zhushuqiao댐 은 총 축조량의 1/3가량에 해당하는 풍화암 존을 댐하류측에 사용하였다.
후속연구
현재와 미래에 가장 사랑받는 댐 형식으로서 CFRD는 어느새 지질공학 및 토목 기술자들 사이에 성큼 다가와 있다. 본 고에서는 CFRD의 설계와 시공에 있어서 실제 적용되고 있는 최신 기술 동향과 주요 특징들을 정리해 봄으로서 향후 설계나 시공에 유용한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
최형식, 2000, CFRD형 댐의 최신기술(연재), 토목 제 48권 제7호-제9호, 대한토목학회
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