필댐(Fill Dam)의 구분과 특징

우리나라의 상수도용 저수댐은 대부분 대목적용댐으로 대규모로 건설되고 있다. 그 종류에는 필댐과 콘크리트중력댐, 중공 중력댐, 콘크리트 아치댐 등이 있다.

필댐의 특징

우리나라의 대표적인 필댐은 사력댐으로서의 소양강 대목적 댐이 있다.

기초지반에 대한 제약이 다른 형식보다 적다.

댐매루로부터 월류에 대해서는 저항력이 거의 없고 특히 토질재로로 축조되는 것은 월류는 댐 붕괴로 이어진다.

다른형식의 댐에 베해 시공중 비나 눈의 영향을 받기 쉽고, 특히 점토분이 많은 토질재료를 많이 사용할수록 영향이크다.

코어형에서는 코어와 이것을 쌓는 부분의 재료질 및 시공요령이 다르기 때문에, 경계면이 약점으로 될 우려가 있고 만약 파손된다면 수리가 힘들다.

포장형은 차수벽이 노출되어 있으므로 검사나 수리가 수월하다.

댐구체를 완성한후 상당기간에 걸쳐서 압밀 등에 의한 제체의 변형이 계속되고 축제토의 성질도 변화한다. 또 수면의 오르내림에 따라서 제체의 강도가 변화하고 구조상의 결함이 생기게 될 가능성이 크다.

필댐의 종류

재료적 분류에는 흙댐과 록필댐이 있다.

구조적 분류에는 균일형, 존형, 코어형, 포장형 등이 있다.

흙댐은 흙을 잘 다져 쌓은 댐이며, 흙댐에는 존형댐과 코어형댐이 있다.

록필댐과 원리와 축조방법이 비슷하지만 입자가 고른 흙으로 시공되므로 따로 비수층을 두며 시공한다.

존형흙댐은 록필댐과 마찬가지로 구조물내에 수밀성을 위하여 흙과는 다른 재료로 존을 설치한다. 이 경우 대개 점질토가 사용되어 수밀성을 확보하고 또한 존에는 집수공과 필터가 설치되어 댐내의 유수와 유사입자를 막을수 있게 한다.

심벽형 흙댐은 록필댐과 같이 내부에 코어를 두거나 차수벽을 설치한 댐이다.

록필댐은 자갈등의 조립질 재료를 다져 만든 댐이다. 재료를 다져 만들기때문에 수밀성이 나빠 따로 불투수층인 차수벽을 설치한다. 재료가 비교적 큰 입자들을 많이 포함하는 물질이기 때문에 록필이라는 용어가 사용되며, 차수벽은 댐의 상면이나 중앙에 위치하고 석재, 콘크리트, 시트파일. 맴브레인 등으로 이뤄진다.

내부에 있는 불투수층을 코어라고 부르며, 또 다른 경우로 불투수층을 점질토로 사용하는 경우가 있는데, 이때 댐을 콤포지트 댐이라고 한다.

록필댐은 지진에 대한 내진성이 좋다는 장점이 있으나, 시공중에 풀질관리가 부실하여 미립자가 많아지면 지진시 유수가 침투하여 구조물 내의 유동화가 진행되고 내진성이 저하될수있다.

균일형댐은 제체의 최대 단면에서 균일재료 단면이 80%이상 차지하는 것을 말한다.

존형은 몇개의 존으로 이루어지므로 불투수층의 두게가 댐높이보다 큰것을 말한다.

코어형은 불투수층의 두께가 제고보다 작은 것으로 댐의 중심선이 전부코어로 싸이는 경우를 중심코어형, 벗겨지는 경우를 경사코어형이라고 한다.

포장형은 흙 이외의 지수재료로 상류면을 포장하는 형을 말하며, 아스팔트나 철근콘크리트 등이 사용된다.

콘크리트 중력댐

콘크리트 중력댐은 콘크리트 자체의 자기중량에 의하여 지지력을 받는 댐으로 안전하게 설계되기 위해서는 횡단면의 모양이 전도되지 않도록 단면형상을 삼각형으로하고 상류면은 거의 수직에 가깝게 하는 것이 좋다.

섬진강, 청형, 화천댐의 경우 콘크리트 중력댐으로 시공되었다.

중공중력댐

이 댐은 콘크리트 중력댐의 플록 상류면의 폭을 확대해 지수벽을 만들고 중공부를 설치하여 콘크리트 절약을 위한 것이다. 역학적으로는 콘크리트 중력댐고 같으며, 콘크리트 중력댐보다 체적은 10~30% 절약되지만 거푸집의 면적이 증가하고 시공이 비교적 어려운 단점이 있다.

콘크리트 아치댐

미국의 후버댐이 대표적으로서 아치댐은 수압과 같은 하중의 대부분은 아치작용에 의해 양안에 전달되도록 설계된 것을 말한다. 적용조건은 하천의 폭이 댐의 높이에 비해 크지않은 곳에 건설되며 재료의 양은 콘크리트중력댐과 비교시 작으며, 댐 본체에는 원칙적으로 철근을 사용하지 않는다.