토목기사 요약/하천, 댐, 항만

출제 기준

2019-2021

• 하천공사 종류, 특성
• 댐 계획, 시공
• 유수 전환, 댐 기초 처리
• 댐 부속시설
• 항만공사 종류, 특성
• 준설, 매립
• 항만 시설

댐 재료 시험

흙댐 필터재료 입도설계조건에 적용하는 가적통과율의 입경에 3가지가 있다. 무엇인가?(♣96-3, 98-3, 00-3)

• $D_{15},\ D_{50},\ D_{85}$

댐 성토시험 항목 3가지(95-5. 00-5)

• 다짐시험
• 함수비시험
• 투수시험
• 전단강도 시험

가체절공(coffer dam) 종류

3가지 (♣♣01-1, 04-1, 05-3, 10-2, 17-1)

• 흙댐식
• 한겹 sheet pile식
• 두겹 sheet pile식
• cell 식

cell식

참고자료

• KCS 54 20 10 :2019 댐 유수전환공 3.2.3 가물막이
• KCS 21 40 00 :2019 가물막이, 축도, 가도, 우회도로 3.1.2 시공

재료에 따른 가물막이 공법 3가지(89-2)

• 흙댐식
• sheet pile
• ring beam
• concrete caisson

sheet pile식 종류 4가지(♣96-3, 01-3, 09-3)

• 한겹 sheet pile
• 두겹 sheet pile
• cell 식
• ring beam 식
• 강관 sheet pile

중력식 가물막이 공법 4가지(♣97-1, 02-1, 17-4)

• 흙댐식
• 케이슨식
• corrugate cell식 : 육상에서 corrugate 강판을 조립하여 corrugate cell을 만들고 설치, 속채움하는 방법.
• box식

유수전환(전류공)

방식 3가지(♣02-2, 12-1, 19-3)

• 가배수 터널공
• 가배수로 개거공
• 반하천 체절공

댐 형식

필댐 종류 3 (19-3)

• rock fill
• 흙댐(earth fill)
• 토석댐(earth rock fill, 사력댐) : 하부 석괴, 상류면 흙

Rock fill dam 종류 3가지(11-3, 12-3, 16-4)

• 표면 차수벽형
• 내부 차수벽형
• 중앙 차수벽형

댐 시공

용어 문제

콘크리트 댐 공사에서 된비빔 콘크리트를 진동롤러로 다지는 공법은?(94-2, 98-4, 10-2, 17-1(뜻 설명))

• RCD 공법(Roller Compacted Dam method)

콘크리트 댐 뒷면과 같은 경사면 콘크리트 타설 시 발생 기포가 쉽게 밖으로 빠져나가게 하기 위한 거푸집은?(94-4)

• 포라스 거푸집(유공 거푸집, polars form)

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온도균열 억제 방법3 (16-2)

1. 중용열 포틀랜드 시멘트 사용
2. 플라이애시 사용
3. 굵은골재 최대치수 크게하여 단위시멘트량 줄임
4. 선행냉각, pipe cooling

댐 기초

용어 문제

단열, 압쇄 등 작용에 의해 각력-점토 상으로 파쇄된 암반 중 불규칙한 균열의 집합이 어떤 방향으로 달려 거의 일정한 폭을 갖고 있으며 댐 건설에 장애가 되는 zone은?(♣♣ 92-1, 95-5, 00-3, 06-2)

• 파쇄대(fractured zone)

표면차수벽형 석괴댐에서 댐기초와 차수벽을 수밀상태로 연결하고 일종의 기초 그라우트 갭 역할을 하며 차수벽과 제체에서 전이되는 하중을 지지, 지반으로 전달하는 차수벽의 주춧돌 역할을 하는 철근콘크리트 구조물은?(10-3)

• plinth

지질 중 어긋난 균열이 일어난 전이와, 그렇지 않은 전이는?(19-3)

• 단층 / 절리

fault zone에 대해 설명하시오(87-2)

• 지각현상으로 지층이 끊어져서(단층) 한쪽은 가라앉고 한쪽은 솟아 어긋난 곳(fault zone = 단층)

댐 그라우팅

용어문제

기초암반의 비교적 얇은 부분의 절리를 충전시켜 댐 기초 변형을 억제, 지지력을 증가시키기 위해 기초 전반에 걸쳐 격자형으로 그라우팅하는 것은?(89-1, 18-3)

• 압밀 그라우팅(consolidation grouting)

기초암반 지수성 높여서 시공 중 침수를 막기 위한 그라우팅은? (18-3)

• 커튼 그라우팅(curtain grouting)

주로 콘크리트 댐 기초 암반의 일부 또는 전체에 걸쳐 6-12m의 비교적 얕은 구멍을 뚫어 cement paste를 주입함으로써 기초지반 지지력과 수밀성을 증가시키는 그라우팅은?(93-1)

• consolidation grouting

dam 축따라 1-2열 구멍을 뚫고 cement paste를 주입하여 dam 기초 암반 중에 지수막을 만드는 그라우팅은?(93-4)

• curtain grouting

암반 표층부 침투류 억제를 위한 그라우팅은?(94-1)

• blanket grouting

최종 깊이까지 한번에 착공한 뒤, 구멍 밑에서부터 순차적으로 주입재료를 주입하는 공법. 주입 심도가 깊고 암질이 좋은 경우에 적용한다.(95-4, 99-4)

• packer 방법

커튼 그라우팅 목적 3가지(01-1, 12-1)

• 기초암반 차수
• 누수로 인한 기초암반 열화방지
• 기초 암반 내 양압력 경감

consolidation grouting 실시하는 중요한 이유 간단히 쓰기(95-3, 01-3)

• 지반개량(변형 억제, 강도 증대)
• 기초암반 균일성 증대

댐 기초 그라우팅 종류 4가지(11-1)

• consolidation grouting
• curtain grouting
• contact grouting(접촉 그라우팅)
• rim grouting
• joint grouting

댐 기초 그라우팅 주입재료 3가지(01-2)

• 시멘트 용액
• 벤토나이트, 점토 용액
• 아스팔트제 용액
• 약액

댐 부속시설

필댐의 여수로

♣♣ 99-5, 03-1, 08-1, 11-1, 16-2

• 슈트식 여수로(chute spillway)
• 측수로 여수로(side channel spillway)
• 글로리 홀 여수로(glory hole spillway)
• 사이펀 여수로(siphon spillway)

• 
  chute spillway. Mosul Dam
• 
  측수로 여수로(side channel spillway)
• 
  glory hole spillway
• 
  Siphon spillway. 대한민국 초평댐

여수로 감세공 종류

3가지(12-2, 17-2)

• 경사 에이프론(sloping apron)
• 감세 수로단 턱(sill)
• 버킷형 에너지 감세구조물(Bucket type energy dispator)
  • Flip Bucket
  • 잠수 버킷형(Submerged Bucket)
• 정수지형(감세지, Stilling Basin, Stilling pool)
• 감세용 블록(blocks or baffles)

• 여수로 감세공
• 
  flip bucket형
• 
  정수지형(Stilling Basin)

필댐 필터재 역할

♣ 04-2, 08-3, 19-1

• 물만 통과, 토립자 유출 방지
• 역학적 완충
• 코어재 자기치유작용 지원

중력식 댐 검사랑

시공 목적(♣♣95-5, 97-4, 04-1, 18-1, 18-3)

• 그라우팅공 이용
• 콘크리트 내부 균열 검사
• 콘크리트 수축 검사
• 콘크리트 온도 측정
• 간극수압 측정(또는 누수, 배수 검사)
• 양압력 상태 검사

파이핑

♣♣92-1, 97-2, 98-4, 01-1, 05-1, 06-1, 07-2, 19-2

크리프 비(weighted creep ratio)를 이용한 안전 검토

$CR={\frac {l_{w}}{h_{1}-h_{2}}}$

• l_w : 유선이 구조물 아래 지반을 흐르는 최소거리(가중 크리프 거리, weighted creep distance)
• h₁ - h₂ : 상하류 수두차

l_w 계산은 가장 짧은 유선이 45°보다 가파르면 연직거리를 사용하고, 45°보다 완만하면 수평거리 합의 1/3을 취해 유선의 최소거리를 계산. 우측 그림에서

$l_{w}=2l_{v}+{\frac {l_{h1}+l_{h2}}{3}}$

계산한 CR이 CR 안전치보다 크면 안전

항만 시설

방파제 구조형식에 따른 종류

♣03-2, 06-2, 08-3, 17-4, 18-1

• 직립제
• 경사제
• 혼성제

89-2, 98-3, 07-1, 11-2

방파제 활동 안전율 계산

<조건>

• 파고 h = 3.0m
• 케이슨 단위중량 $w=2.0t/m^{3}$
• 해수단위중량 $w_{s}=1.0t/m^{3}$
• 마찰계수 f = 0.6
• 파압공식 $P=1.5w_{s}h\ (t/m^{2})$

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케이슨 자중

${\begin{aligned}W=w\cdot A&=2t/m^{3}\times 10\times 8m^{2}\\&=160t/m\\\end{aligned}}$

부력

${\begin{aligned}B=w_{s}A&=1t/m^{3}\times 10\times {\color {red}8}m^{2}\\&=80t/m\\\end{aligned}}$

마찰력

${\begin{aligned}f(W-B)&=0.6(160-80)\\&=48t/m\\\end{aligned}}$

파압

${\begin{aligned}P=1.5w_{s}h&=1.5\times 1t/m^{3}\times {\color {red}3m}\\&=4.5t/m^{2}\\\end{aligned}}$

파압에 의한 수평력

${\begin{aligned}P_{H}=P\times H&=4.5t/m^{2}\times 8m\\&=36t/m\\\end{aligned}}$

안전율

$F_{s}={\frac {f(W-B)}{P_{H}}}={\frac {48}{36}}=1.33$