과학연구

우리 식의 간석지건설공법들

 2019.10.28.

위대한 수령 김일성동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《남의것을 기계적으로 본 따려 하지 말고 자기 머리를 써서 우리 나라실정에 맞는 간석지개간방법을 찾아 내야 합니다.》 (김일성전집》 제40권 135페지)

방조제를 쌓아 바다물을 막고 새땅을 얻어내는 대자연개조사업인 간석지개간에서 대상의 특성과 환경에 맞는 합리적인 건설공법들을 적극 탐구하는것은 간석지개간을 계속 힘있게 다그치는데서 나서는 중요한 요구이다.

최근시기에 간석지건설부문의 과학자, 기술자, 로동자들이 우리 나라의 실정에 맞게 창안도입한 일부 간석지건설공법들을 소개한다.

1. 륙상쇠그물돌자루투석공법

이 공법은 자동차를 비롯한 륙상시공수단들로 방조제를 건설하는 우리 나라의 간석지건설조건에서 밀썰물흐름속도가 매우 큰 마감막이구간을 쉽게 극복할수 있는 마감막이공법이다.

륙상쇠그물돌자루투석공법은 밀썰물최대흐름속도가 7~8m/s에 이르는 마감막이구간에서 20~25m3크기의 대형쇠그물돌자루를 륙상에서 자동적으로 투석하는 공법이다. 즉 전진하는 마감막이제방경사면의 상단에 륙상쇠그물돌자루투석기를 세우고 여기에 쇠그물돌자루를 매달고 돌을 채운 다음 자체중량을 리용하여 돌자루를 투석하는 공법이다.

막돌채움은 돌자루가 제방웃끝도로면보다 낮게 놓여있으므로 자동차를 직접 자동하차하여 채우거나 불도젤로 밀어 채운다.

투석기의 크기는 보통 너비 3m, 높이 2m 무게 200~250kg이다.

이 공법의 경제기술적효과성은 다음과 같다.

우선 쇠그물돌자루자동부림배투석공법, 함형부재침강공법 등 해상공법들에서 필수적으로 제기되는 짐배와 끌배, 해상굴착기, 기중기차 등 전용설비들을 전혀 쓰지 않고 돌자루투석을 실현하는것이다.

다음으로 현장조건에서도 제작수리할수 있는 간단한 기구이므로 선행한 공법들에서 제기되였던 함형부재제작장, 선박수리기지, 상선부두, 대형철함제작장과 같은 생산 및 수리기지건설과 준비건설이 없이 마감막이를 할수 있는것이다.

다음으로 밀썰물의 영향과 자연기후적영향으로 60%이상의 설비가동률을 보장할수 없었던 종전공법의 제한성을 극복하고 련속투석을 실현함으로써 마감막이공사속도를 2.5배이상 높일수 있게 한것이다.

륙상쇠그물돌자루투석공법은 간석지방조제의 마감막이에서만이 아니라 흐름속도가 빠른 강하천의 가물막이와 제방건설에 효과적으로 도입할수 있는 공법이다.

2. 큰돌묶음식배투석공법

이 공법은 대계도간석지마감막이공사에서 이미 패인 지반바닥을 높이면서 7~8m/s의 흐름속도를 이겨내기 위하여 창안한 공법이다.

큰돌이 차지하는 비률과 큰돌묶음피복형태를 새롭게 규정하여 철선을 최대로 적게 쓰면서 막돌의 류실을 방지할수 있게 하는 공법이다.

지난 시기에는 자동부림배에 쇠그물돌자루를 리용하였는데 쇠그물을 제작하는 로력과 철선이 많이 들었다.

철선과 로력을 극력 절약하면서도 채석장에서 나오는 큰돌과 일반막돌을 모두 마감막이구간바닥보호에 효과적으로 리용하기 위하여 큰돌묶음식피복방법을 새롭게 창안하였다.

이 공법에서는 자동부림배에 처음에는 일반 막돌을 선체바닥에 싣고 그 우에 큰 막돌을 상차한다.

다음 큰돌들에 착암기로 구멍을 뚫고 6㎜철선으로 서로 련결한다. 이렇게 하면 큰돌묶음피복층이 형성된다.

마감막이구간에 가서 외제와 내제수위가 같아지는 순간에 투석한다.

큰돌묶음피복층밑에 있는 일반막돌은 피복층에 눌리워 가라앉으면서 센 흐름에 의한 류실을 방지하게 된다.

3. 장석분리띠에 의한 방조제경사면 보호공법

이 공법은 간석지방조제 바다쪽경사면 장석피복에 새로운 분리띠구조를 설치하여 구조물의 견고성을 높이는 공법이다.

지난 시기에는 경사식방조제에서 바다쪽경사면의 피복을 각돌 또는 련장석, 콩크리트판블로크로 하거나 물결압이 집중되는 지점에 덩어리부재를 설치하였다.

제한성은 막돌장석구조에 비하여 투자가 많이 드는것이다.

방조제경사면피복에서 막돌장석구조가 경제적이지만 해일시 거세찬 물결에 의한 파괴를 막자면 외부적힘이 집중되는 위치에 안전한 구조가 설치되여야 한다.

장석분리띠구조는 해일이 있을 때 거세찬 물결에 의한 방조제경사면장석의 부분적인 파괴가 전면적인 파괴로 확대되는것을 막고 방조제전체의 안전성을 보장한다.

다시말하여 간석지방조제의 바다쪽경사면에서 외적요인에 의한 파괴를 막고 방조제의 안전성을 높이기 위하여 장석분리띠를 설치하여 아래부분장석이 허물어지는 경우 웃부분장석은 허물어지지 않게 하는 피복구조이다.

이 장석분리띠는 장석피복면의 경사길이가 길고 외부적인 파괴작용이 구간별로 다르게 지속적으로 작용하는 장석피복구조에 적용할수 있다.

4. 수평장석에 의한 방조제상부로반형성공법

이 공법은 방조제상부로반에 콩크리트6각블로크대신 일반막돌로 수평장석을 진행하여 긴장한 세멘트를 절약하면서 월파에 의한 방조제의 안전성을 보장하고 앞뒤에 방파부를 형성해주어 뒤장석면을 보호하는 공법이다.

월파타격력에 견디면서도 일반도로의 사명도 겸할수 있는 방조제상부구조피복구조로 6각블로크대신에 수평장석피복구조로 바꾸면 여러모로 좋다.

우선 세멘트를 절약하면서도 수평장석웃면에 20cm의 왕석비레층이 있으므로 륜전기재의 운행에 지장이 없다.

다음으로 해일이 일어 월파된 물줄기가 수평장석면을 타격할 때 견디는 힘이 크고 풍화, 부식되지 않으며 보수비가 적은 우점이 있다.

이 공법은 세멘트가 적은 조건에서 개간규모가 큰 중요대상의 모든 간석지방조제상부구조피복에 도입할수 있다.

이 공법의 요점은 해일의 영향을 받는 방조제상부구조를 6 각블로크대신에 공사대상주변에 풍부한 큰 장석을 채취하여 방조제웃면을 수평장석으로 해결함으로써 수많은 세멘트를 절약하면서도 방조제의 안정성을 확고히 보장하는데 있다.

이 공법의 창안자들은 물결이 앞면수직벽을 넘어 흐름상태로 도로면을 스치거나 일정한 높이로 물결이 솟았다가 도로면에 떨어질 때 월파되는 물줄기에 의한 타격력에 수평장석이 견딜수 있는 중량, 또는 크기문제를 해명하였다.

수평장석구조는 6각블로크보다 맞물림조건이 나쁘지만 이러한 부족점을 개별적장석의 무게를 크게 하는것으로 해결한다.

수평장석구조는 콩크리트 6각블로크포장구조보다 값이 눅고 시공공정이 단순하다.

방조제상단을 보호하기 위한 수평장석피복층우에 륜전기재의 주행을 원만히 보장할수 있게 20㎝의 두께의 석비레포장층을 준다.

5. 방조제2단성토공법

이 공법은 사리와 조금을 리용한 간석지방조제 2단성토에 의한 전진공법으로서 제방성토속도를 높여 지반이 패일새없이 제방을 전진시켜 지반류실을 줄이기 위한 공법이다.

이 공법은 홍건도간석지1단계건설에서 창안도입되였다.

당시 3호방조제공사과정에 에돌이흐름에 의해 제방머리부앞의 지반이 세굴되면서 약 50m 폭의 개곬이 형성되고 이 개곬은 제방건설과 함께 전진하여 방조제 1m당 성토량이 많아지게 되였다.

그리하여 이 공법을 적용하여 종전의 시공단면인 1차막이상단높이 5m, 너비 9m를 조금시기에는 1차막이상단높이를 3m, 너비 6~7m로 하여 제방을 전진시키고 사리기간에는 종전의 시공단면과 같이 제방을 보강하는 공법을 적용하였다.

결과 조금시기 제방 1m당 성토량을 사리기간의 250~270m3으로부터 140~150m3으로 줄여 제방전진속도를 하루 12m 정도이던것을 20~25m 로 2배로 높였으며 지반세굴량이 훨씬 줄어들게 하였다.

6. 제방어깨부골조선행공법

이 공법은 마감막이공사과정에 나타나는 에돌이류속으로부터 제방어깨부를 보호하고 그늘구역을 형성해줌으로써 제방성토재료를 일반막돌과 버럭으로 시공하여 쇠그물돌자루를 절약하고 공사속도를 높이는 공법이다.

이 공법의 원리는 바닥보호를 한 마감막이구간에서는 상대적으로 물깊이가 얕기때문에 중심골조식이 아니라 제방어깨부에만 골조를 설치하여도 물흐름에 안전하다는것이다.

시공방법은 간조 30min전에 외제어께부에 큰돌로 기초를 형성해주고 중량차로 쇠그물돌자루를 표고 4m까지 투석하여 외제어깨부골조를 완성한다.

다음 밀물기간에 외제어깨부골조에 의하여 형성된 그늘구역에 막돌과 버럭으로 성토를 하여 제방을 전진시킨다.

그리고 만조 30min전에 같은 방법으로 내제쪽어깨부에 2m높이까지 쇠그물돌자루로 골조를 형성한다.

다음 썰물기간에 내제어깨부골조에 의하여 형성된 그늘구역에 일반막돌과 버럭으로 성토를 하여 제방을 전진시킨다.

이 공법을 창안도입하여 홍건도간석지1단계 마감막이공사에서 하루 40m의 제방을 전진시켰다.

7. 마감막이바닥막돌보호공법

이 공법은 마감막이구간의 바닥보호면적을 최소로 하면서도 바닥세굴을 방지하는 효과적인 마감막이바닥보호공법이다.

이 공법에서 바닥보호구조는 넓은턱무넘이로 형성하며 가운데부분은 일반막돌로, 외제쪽부분은 쇠그물돌자루로, 내제쪽부분은 큰돌묶음피복으로 한다.

외제쪽부분에 쇠그물돌자루로 피복하는것은 썰물때의 흐름에 일반막돌이 떠내려가지 않게 하는데도 있지만 공사시간이 지남에 따라 외제쪽으로 세굴이 진행되므로 쇠그물돌자루를 리용하여야만 세굴된곳으로 쇠그물돌자루가 덮이면서 지반패움현상의 확장을 막을수 있기때문이다.

내제쪽부분에 큰돌묶음피복을 하는것은 밀물때 흐름속도가 썰물때보다 그리 빠르지 않으므로 세굴이 얼마 일어나지 않고 큰돌묶음으로 일반막돌을 보호할수 있기때문이다.

우리는 우리 나라의 구체적실정에 맞는 합리적인 간석지건설공법들을 계속 탐구하여 간석지건설에 적극 이바지해나갈것이다.