KR100690958B1 - 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그동안 대량의 하수로 인해 관로 내부의 조사가 불가능하거나 극히 제한적이었던 차집관로와 같은 대구경 관로에서 높은 수압을 갖는 하수의 흐름 및 하수에 포함된 이물질로 인한 파손을 최대한 억제하면서 카메라를 사용한 관로 조사를 용이하게 할 수 있도록 한 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법에 관한 것이다.

이러한 본 발명 중 비굴착 관로 조사장치는, 메인몸체, 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커, 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라, 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 메인몸체를 지지하는 복수의 지지다리, 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴를 포함하여 구성된다.

관로조사, 비굴착

Description

비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법{NON-EXCAVATING EXAMINATION APPARATUS AND EXAMINATION METHOD USING IT}

도 1은 종래의 비굴착 관로 조사공법을 보여주는 참조도.

도 2는 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 관로 조사장치의 분해사시도.

도 4는 본 발명에 따른 에어패커의 팽창 동작을 보여주는 참조도.

도 5는 본 발명에 따른 지지다리 신축 동작을 보여주는 참조도.

도 6은 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 흐름도.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법을 보여주는 일련의 참조도.

도 8a 및 8b는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 변형 실시예를 보여주는 참조도.

도 8c는 도 8a 및 8b에서 관로 내부 상황을 설명하기 위한 참조도.

도 9a는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 또 다른 변형 실시예를 보여주는 참조도.

도 9b는 도 9a에서 관로 내부 상황을 설명하기 위한 참조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 메인몸체 120 : 카메라

121 : 카메라 지지부 123 : 모터박스

130 : 에어패커 131 : 흐름통공

140 : 유선캡 141 : 결합부

150 : 지지다리 160 : 구동바퀴

181 : 발신기

본 발명은 관로 조사에 관한 것으로, 특히 그동안 대량의 하수로 인해 관로 내부의 조사가 불가능하거나 극히 제한적이었던 차집관로와 같은 대구경 관로에서 높은 수압을 갖는 하수의 흐름 및 하수에 포함된 이물질로 인한 파손을 최대한 억제하면서 카메라를 사용한 관로 조사를 용이하게 하는 데 적당한 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법에 관한 것이다.

최근에는 관로의 보수를 위해 중장비를 이용하여 토사를 굴착하는 굴착공사 대신 토사를 굴착하지 않고서도 관로를 보수할 수 있는 비굴착 공사 및 관로의 이상 유무를 판단하고 보수가 필요한 정확한 위치를 파악하기 위한 CCTV(Closed-Circuit Television) 촬영이 활발하게 수행되고 있다.

상기와 같이 CCTV 촬영을 이용한 관로 조사공법은, 굴착공사가 굴삭기와 같 은 중장비를 이용하면서 도로 파손은 물론 지하에 매설된 통신케이블, 전력케이블 및 도시가스관을 파손시킬 우려가 크고, 장기간에 걸친 교통흐름 장애와 많은 위험부담이 따르는 것에 비해 상기 굴착공사가 야기하는 대부분의 문제들을 해소하는 관계로 도심지역이나 신도시 택지개발 현장을 중심으로 급속도로 증가하는 추세에 있다.

도 1은 종래의 비굴착 관로 조사공법을 보여주는 참조도이다.

도시된 바와 같이, 종래에는 관로를 조사하기 전에 먼저 양수기(13)를 사용하여 흐르는 하수(W)를 물돌리기 하여 조사 대상이 되는 관로(P)를 우회시켰다. 이는 조사 대상인 관로(P) 내에 하수가 차 있으면 관로(P) 조사를 원활하게 할 수 없기 때문이다. 즉, 관로(P) 저면 자체를 카메라(12)로 촬영할 수 없어 전면의 이상 유무를 판단할 수 없을 뿐만 아니라 물이 고이는 여부를 통하여 관로 내벽의 다른 부위의 이상 여부도 간접적으로 판단할 수 있는 데 이 모두가 불가능하게 되기 때문이다. 따라서 상기와 같이 물돌리기가 실시되는 동안에 조사 대상인 관로(P) 내에 카메라(12)가 설치된 장비(10)를 삽입하여 관로(P) 내벽을 조사하였다.

하지만, 이와 같은 관로 조사공법은 소량의 하수가 흐르는 소형 관로에서는 양수기(13)를 사용한 물돌리기가 가능하기 때문에 유효할 수 있으나, 조사하고자 하는 관로(P)가 차집관로와 같이 대형인 경우 곤란하였다.

이는, 차집관로인 경우 그 관경의 크기가 800 내지 1300[mm]에 달하여 관로 내에 상당한 양의 하수가 흐르는 데, 현재의 양수기(13)로는 그와 같은 대량의 하수를 처리하여 물돌리기를 실시할 수 없었기 때문이었다.

뿐만 아니라, 카메라(12)를 구비한 장비의 경우 차집관로를 흐르는 대량의 하수로 인한 높은 수압 및 유속을 견딜 수 있어야 하지만 종래 기술에 의한 장비의 경우 그렇지 못하여 하수에 포함된 자갈 등의 이물질과 충돌하여 쉽게 파손될 수밖에 없었다. 특히, 광학기기인 카메라의 경우 파손에 상당히 취약하였다.

따라서 차집관로와 같은 대형 관로의 경우, 종래의 장비나 방법으로는 카메라를 사용하여 관로 내벽을 조사하려는 시도조차 하지 못하고 있는 것이 현재의 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 차집관로와 같은 대구경 관로에서 높은 수압을 갖는 하수의 흐름 및 하수에 포함된 이물질로 인한 파손을 최대한 억제하면서 카메라를 사용한 관로 조사를 용이하게 할 수 있는 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 비굴착 관로 조사장치는, 메인몸체와, 상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커와, 상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와, 상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로 부터 상기 메인몸체를 지지하는 복수의 지지다리와, 상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지다리는 신축 가능한 실린더로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡이 더 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴는 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 메인몸체에 설치되고, 주파수를 발신하여 현재의 위치, 깊이 및 방향을 지상에서 파악할 수 있도록 한 주파수 발신기를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 비굴착 관로 조사장치는 메인몸체와, 상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커와, 상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와, 상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체를 지지하고, 신축 가능한 실린더로 구비되는 복수의 지지다리와, 상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴와, 유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡을 포함하여 구성되고, 상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴 및 유선캡은 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 비굴착 관로 조사공법은, 조사 대상인 관로의 상류측에 연결된 관로로부터 하류측에 연결된 관로까지 물돌리기를 실시하는 단계와, 하수가 물돌리기되는 동안 카메라를 이동시키면서 촬영 가능한 구간까지 관로 내벽을 촬영하는 단계와, 한계수위까지 도달한 하수의 흐름을 터주는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 단계들을 반복적으로 시행하여 관로 전체를 카메라로 촬영하여 조사하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있댜.

여기서, 상기 물돌리기는, 하수가 유출 가능한 상부 유출구와 하부 유출구가 마련된 상태로 상기 상류측 관로의 출구를 폐쇄하는 단계와, 지상을 경유하여 상기 상부 유출구와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수를 설치하는 단계와, 상기 하부 유출구를 폐쇄하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 물돌리기는, 하수가 유출 가능한 하부 유출구가 마련된 상태로 상기 상류측 관로의 출구를 폐쇄하는 단계와, 조사 대상인 관로의 저면을 경유하여 상기 하부 유출구와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수를 설치하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 물돌리기용 호수에는 일정 간격을 두고 구름바퀴를 설치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기와 같이 관로 내벽을 촬영하는 동시에 주파수를 발신하여 관로 내의 현재 위치, 깊이 및 방향을 지상에서 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 조사방법은, 메인몸체와, 상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커와, 상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와, 상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체를 지지하고, 신축 가능한 실린더로 구비되는 복수의 지지다리와, 상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴와, 유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡을 포함하여 구성되고, 상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴 및 유선캡은 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치를 이용한 관로 조사공법으로서, 조상 대상인 관로의 상류측에 연결된 관로로부터 하류측에 연결된 관로까지 물돌리기를 실시하는 단계와, 상기 지지다리를 신장시켜 관로 내벽에 상기 조사장치를 지지하는 단계와, 상기 카메라를 진출시켜 상기 에어패커에서 외부로 노출시킨 상태 로 관로 내벽을 촬영하는 단계와, 상기 구동바퀴를 구동하여 상기 조사장치를 관로 내에서 점진적으로 이동시키는 단계와, 상기 카메라를 에어패커 내부로 퇴거시켜 은폐하는 단계와, 상기 에어패커에 에어를 주입하여 팽창시키는 단계와, 신장된 상태의 상기 지지다리를 축소시키는 단계와, 한계수위까지 도달한 하수의 흐름을 터주는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 단계들을 반복적으로 시행하여 관로 전체를 카메라로 촬영하여 조사하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

본 발명의 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법은 차집관로와 같은 대형의 관로에서 높은 수압을 갖는 하수의 흐름 및 하수에 포함된 이물질로 인한 파손을 최대한 억제하면서 카메라를 사용한 관로 조사를 용이하게 할 수 있도록 구성된다.

즉, 본 발명의 조사공법은 관로 내를 흐르는 대량의 하수를 처리하고 관로 저면을 드러내기 위하여 물돌리기를 실시한다. 하지만 물돌리기만으로는 대량의 하수를 지속적으로 처리할 수 없음을 가만하여 물돌리기를 실시하는 중간 중간에 하수의 흐름을 터주게 된다. 아울러 본 발명의 조사장치는 물돌리기를 실시하는 동안에는 이동하면서 관로의 내벽을 카메라로 촬영하고, 물돌리기를 중단하고 하수의 흐름을 허용한 동안에는 높은 수압 및 유속을 견디면서 하수에 포함된 자갈 등의 이물질로 인해 파손되지 않도록 구성된다.

이로써, 본 발명은 그동안 대량의 하수로 인하여 관로 내부의 조사가 불가능하거나 극히 제한적이었던 차집관로와 같은 대구경 관로에서도 관로 내벽의 이상 유무를 철저히 조사할 수 있도록 하였다.

이하, 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법의 구성을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 관로 조사장치의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 에어패커의 팽창 동작을 보여주는 참조도이며, 도 5는 본 발명에 따른 지지다리 신축 동작을 보여주는 참조도.

도시된 바와 같이, 본 발명의 조사장치는 메인몸체(110)와, 카메라(120)와, 에어패커(130)와, 유선캡(140)과, 지지다리(150)와, 구동바퀴(160)와, 발신기(181)를 포함하여 구성된다. 상기 각 구성요소들에 대해 아래에서 상세히 설명한다.

상기 메인몸체(110)는 전후방향으로 길게 형성되고, 상기 카메라(120), 에어패커(130), 유선캡(140) 및 지지다리(150)를 지지하는 역할을 한다. 따라서 지지를 위해 충분한 강성을 지니고 있어야 한다. 하지만 필요한 강성은 지니되 무게는 가벼워야 하므로 내부가 중공으로 형성된다면 바람직하다. 상기 메인몸체(110) 후단 외측에는 상기 유선캡(140)과의 결합을 위해 상기 유선캡(140)의 결합부(141) 내측에 형성된 나선(143)과 체결되는 나선(111)이 형성된다.

상기 카메라(120)는 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 메인몸체 (110)의 선단부에 설치된다. 상기 카메라(120)는 기본적으로 전방을 넓은 시야각으로 촬영할 수 있는 것으로 구비되고, 상기 메인몸체(110) 상측에 접합된 지지부(121)에 의해 진퇴 가능하도록 설치된다. 상기 지지부(121)은 신축 가능한 유압실린더로 구비된다. 한편, 도시되지는 않았지만 상기 지지부(121) 내부에는 카메라(120)의 롤링방향 회전을 위해 모터박스(123)가 설치된다. 상기 카메라(120)에서 촬영되는 영상은 외부에 설치된 모니터(미도시 됨)를 통해 실시간으로 확인할 수 있도록 전송 케이블(125)로 전송된다.

상기 에어패커(130)는 상기 메인몸체(110)를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된다. 이를 위해 상기 에어패커(130)는 탄성 및 신축력을 갖는 고무를 소재로 내부에는 공기 챔버를 갖도록 형성된다. 또한, 외부 지상에 설치된 에어펌프(미도시 됨)로부터 에어를 주입받을 수 있도록 에어호수(135)가 연결된다. 이로써, 상기 에어패커(130) 내에 에어가 주입되면 상기 에어패커(130)가 팽창하게 된다. 상기 에어패커(130)는 상기 메인몸체(110)와 결합되기 위해 상기 메인몸체(110)가 끼워져 결합되는 결합통공(133)이 중앙을 관통하여 형성된다. 도 2에서는 상기 에어패커(130)가 팽창하지 않고 어느 정도 수축된 모습이 도시되었고, 도 3내지 도 5에서는 상기 에어패커(130)가 팽창된 모습으로 도시되었다. 이처럼 상기 에어패커(130)가 팽창할 수 있게 되면 부력을 갖기 때문에 흐르는 하수 속에 잠기지 않고 상측에 뜨면서 장치 전체를 하수에 완전히 잠기지 않도록 수면 위로 띄울 수 있다. 또한 상기 카메라(120)를 퇴거시킨 상태에서 그 둘레를 밀착되게 감싸서 보호할 수 있다. 이처럼 상기 에어패커(130)는 상기 카메라(120)를 보호하는 데 매우 유용하 게 사용된다.

상기 유선캡(140)은 상기 메인몸체(110) 후단부에 유선형으로 설치되어 흐르는 하수의 유속으로 인한 압력 혹은 저항을 감소시키는 역할을 한다. 도면을 참조하면 상기 유선캡(140)은 상하로 납작한 반구형의 유선형으로 형성되었지만, 원추형이나 다른 모양으로 형성되는 데 제한받지 않는다. 상기 유선캡(140)은 흐르는 하수로 인한 저항을 감소시키고, 급격한 물살에 포함된 자갈과 같은 각종 이물질들로 인해 다른 구성요소들이 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다. 특히, 상기 에어패커(130)에 의해 차단되었던 하수가 흐름이 허용되면서 빠른 유속으로 흐를 때 상당한 압력으로 작용하게 되는 데, 이때 유선캡(140)의 역할이 더 절실해진다. 상기 유선캡(140)의 소재는 하수의 포함된 각종 이물질들의 충돌에 대비하여 가볍지만 강한 소재인 두랄루민으로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 유선캡(140)에는 카메라용 케이블(125), 에어호수(135), 로프(171)가 관통할 수 있도록 작은 인입공(145)이 구비된다. 단, 상기 인입공(145)은 상기 카메라용 케이블(125), 에어호수(135), 로프(171)가 관통된 후에는 하수가 내부로 침투하지 않도록 방수재로 적절히 실링 처리된다.

상기 지지다리(150)는 메인몸체(110)의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 신축 가능하게 설치된다. 이러한 지지다리(150)는 신축을 위해 유압실린더로 구비된다. 이같은 상기 지지다리(150)는 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체(110)를 지지하는 역학을 하게 된다. 상기 지지다리(150)는 신축 가능하기 때문에 다양한 구경의 관로 내에서도 상기 메인몸체(110)를 용이하게 지지할 수 있다. 즉, 조사하 고자 하는 관로의 구경이 큰 경우에는 상기 지지다리(150)를 길게 늘려 지지하고, 관로의 구경이 작은 경우에는 상기 지지다리(150)를 짧게 줄어 지지하면 된다. 도 5에서는 상기 지지다리의 신축되는 모습을 볼 수 있다. 참고로, 물돌리기를 중단하고 하수의 흐름을 허용할 때에는 상기 지지다리(150)를 가능한 짧게 하여 흐르는 하수에 의한 파손을 최소화시킨다.

상기 구동바퀴(160)는 상기 지지다리(150) 각각의 끝단에 설치되고 구동 가능하도록 설치되어 관로 내벽을 따라 조사장치 전체를 이동시킬 수 있도록 구성된다. 상기 구동바퀴(160)는 상기 지지다리(150)의 끝단에 설치된다. 또한, 상기 구동바퀴(160)의 크기는 상기 메인몸체(110)와 관로 내 저면 사이에 이격된 거리를 크기를 결정하는 요소가 되며, 상기 메인몸체(110)와 관로 내 저면 사이로 물돌리기용 대형 호수를 하나 삽입할 수 있을 정도의 크기로 형성된다(차후 언급될 도 8a 내지 9b 참조). 이로써, 하측에 위치한 구동바퀴(160)가 관로 내벽을 타고 회전하면서 본 발명의 조사장치 전체를 전후방향으로 이동시킨다.

상기 발신기(181, 도 3 참조)는 흔히 존데(Sonde)라고도 하는 주파수 발신기로서 메인몸체(110)에 설치된다. 상기 발신기(181)는 주파수를 발신하여 조사장치의 위치, 깊이 및 방향을 지상에서 파악할 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 발신기(181)는 기존에 출시되어 있는 제품 중 하나를 선택하여 사용하면 되며, 대략 100[KHz] 정도의 주파수를 발신하는 것이면 된다. 주파수 발신방향은 지상을 향한 수직방향을 필수로 그 외의 다른 방향도 선택사항으로 할 수 있다. 이같은 발신기(181)가 구비되면 토사나 각종 장애물로 인해 지상에서 맨홀이 은폐된 경우 맨홀의 위치를 용이하게 찾아낼 수 있다. 물론, 지상에서는 상기 발신기(181)에서 발신하는 주파수를 수신하여 조사장치의 위치, 깊이 및 방향을 파악할 수 있도록 수신기를 구비한다.

한편, 본 발명의 관로 조사장치는 물살에 의해 상하로 뒤집어지더라도 작동할 수 있도록 상하 대칭구조를 갖는다. 이를 위해 상기 메인몸체(110), 에어패커(130), 유선캡(140), 지지다리(150) 및 구동바퀴(160)는 상하 대칭구조로 형성된다.

계속해서, 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치를 이용한 조사공법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 흐름도이고, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법을 보여주는 일련의 참조도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치를 이용한 조사공법은 물돌리기 단계(S100), 카메라 촬영 단계(S200), 카메라 은폐 단계(S300), 물돌리기 중단 및 하수의 흐름을 허용하는 단계(S400)를 포함하여 이루어지며, 이들 단계들(S100, S200, S300, S400)을 반복적으로 실시하여 관로(P) 전체의 이상 유무를 조사할 수 있게 된다.

상기 물돌리기 단계(S100)에서는 도 7a를 참조할 수 있듯이 조사 대상인 관로(P)의 상류측에 연결된 관로로부터 하류측에 연결된 관로까지 물돌리기를 실시한다. 이를 위해, 하수(W)를 유출시킬 수 있는 상부 유출구(210)와 하부 유출구(220) 가 마련된 물돌리기용 패커(200)로 상류측 관로의 출구를 막아 폐쇄한다. 이후, 지상을 경유하여 상기 상부 유출구(210)와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수(230)를 설치한다. 마지막으로, 상기 하부 유출구(220)를 폐쇄한다. 그러면 상기 물돌리기용 패커(200)의 뒤에서 하수(W)가 차오르면서 수압이 증가하게 되고, 증가된 수압에 의하여 하수(W)가 상기 물돌리기용 호수(230)를 통해 지상을 경유하여 하류측 관로로 우회하여 흐르게 된다. 이로써 조사 대상이 되는 관로(P)의 저면은 하수가 빠져나가 카메라(120) 촬영이 가능한 상태가 된다.

상기와 같이 물돌리기 단계(S100)가 진행되고 있는 중에 상기 카메라 촬영 단계(S200)가 진행된다. 상기 카메라 촬영 단계(S200)에서는 상기 물돌리기에 의해 하수에 잠기지 않고 모습이 드러난 관로(P)의 저면을 포함하여 촬영 가능한 범위의 관로(P) 내벽을 카메라(120)를 사용하여 샅샅이 촬영한다. 이때 관로(P)의 관경에 맞게 지지다리(150, 도 3 참조)를 신장시켜 본 발명의 조사장치(100) 전체가 관로(P) 내벽에 안정된 상태로 지지되게 한다. 아울러 상기 카메라(120)는 관로(P) 내벽을 촬영할 수 있도록 전방으로 진출시켜 에어패커(130)에서 외부로 노출되게 뽑아낸다. 여기서, 상기 카메라(120)가 진퇴되는 동안에는 상기 에어패커(130)가 팽창되지 않고 느슨한 상태인 것이 바람직하다.

이후, 도 7a에서 도 7b로 조사장치(100)의 위치가 변화된 것처럼 구동바퀴(160, 편의상 도면에서는 점선으로 표기되었음)를 구동하여 회전시키면서 상기 조사장치(100)를 관로(P) 내에서 서서히 이동시킨다. 이때 조사장치(100)의 이동은 카메라(120)의 촬영과 동시에 이루어지며, 카메라(120) 촬영이 완료된 곳에 한해서 상기 조사장치(100)가 지나간다. 상기 카메라(120)에서 촬영되는 영상은 외부에 설치된 모니터(미도시 됨)를 통해 실시간으로 확인할 수 있도록 전송 케이블(125, 도 4 참조)로 전송된다.

다음으로, 카메라 은폐 단계(S300)가 진행된다. 도 7b에서 볼 수 있듯이 이 단계(S300)는 물돌리기용 패커(200) 뒤에서 차오르는 하수(W)가 한계수위까지 도달할 즈음에 진행되며, 상기 물돌리기용 패커(200) 뒤에서 차오르는 하수(W)의 흐름을 터줄 때 흐르는 대량의 하수(W)로 인한 높은 수압과 하수(W)에 포함된 이물질에 의해 상기 조사장치(100)의 취약부위가 파손되지 않도록 준비하게 된다. 이를 위해 상기 카메라(120)는 에어패커(130) 내부로 퇴거시켜 은폐한다. 이후 상기 에어패커(130)는 에어를 주입하여 팽창시킨다. 그러면 상기 조사장치(100)가 하수(W)에 뜨도록 부력을 갖게 되는 동시에 에어패커(130)와 메인몸체(110) 간의 틈새(131, 도 4 참조)가 메워져서 은폐된 카메라(120)가 하수의 침투로부터 보호받게 된다. 또한 신장시켰던 지지다리(150)는 물살이나 이물질에 파손되지 않도록 최대한 수축시킨다.

상기 카메라 은폐 단계(S300)가 완료되면 물돌리기 중단 및 하수의 흐름을 허용하는 단계(S400)가 진행된다. 도 7c에서 볼 수 있듯이 이 단계(S400)에서는 한계수위까지 도달한 하수(W)의 흐름을 터주게 된다. 이로써 상기 물돌리기용 패커기(200) 뒤에서 차오르던 하수(W)가 관로(P) 내를 빠르게 흐르게 된다. 그러면 상기 조사장치(100)는 물살에 의해 파손되지 않도록 에어패커(130)가 제공하는 부력에 의해 물에 뜬 상태가 되지만 로프(171)에 붙들려 있기 때문에 하수(W)와 함께 떠내 려가지는 않는다. 이때 상기 조사장치(100)는 유선형으로 형성된 유선캡(140)에 의해 하수(W)의 흐름에 의한 압력 또는 저항을 덜 받게 된다. 상기 유선캡(140)은 또한 하수(W)에 포함된 자갈과 같은 이물질에 의해 에어패커(130)와 그 외의 파손되기 쉬운 부위들을 보호하는 방패 역할을 한다. 한편, 카메라(120)는 이미 에어패커(130) 내부로 들어가 은폐된 상태로 보호를 받고 있고, 지지다리(125)는 짧게 수축된 상태가 되어 빠른 물살이나 이물질에 부러지는 등의 손상을 입지 않는다.

상기 물돌리기 중단 및 하수의 흐름을 허용하는 단계(S400)로 하수(W)의 수위 및 흐름이 안정되면 도 7d와 같이 조사장치(100)의 위치만 바뀌었을 뿐 처음의 물돌리기 단계(S100)와 카메라 촬영 단계(S200)를 다시 반복하여 진행한다. 이처럼 조사장치(100)를 점진적으로 이동시키면서 전술된 단계들(S100, S200, S300, S400)을 반복함에 따라 관로(P) 내 전체 구간에서 조사가 마쳐진다.

도 8a 및 8b는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 변형 실시예를 보여주는 참조도이고, 도 8c는 도 8a 및 8b에서 관로 내부 상황을 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 변형 실시예에서는 변형 전과 비교하여 다른 단계들의 경우는 동일하지만 물돌리기 단계(S100)에서 변형 전과 다른 방식의 물돌리기를 실시한다. 즉, 하수(W)를 유출할 수 있는 하부 유출구(220')가 마련된 변형된 물돌리기용 패커기(200')로 상류측 관로의 출구를 막아 폐쇄한다. 이후, 조사 대상인 관로(P)의 저면을 경유하여 상기 하부 유출구(220')와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수(230)를 설치한다. 그러면 상류측 관로를 흐르던 하수(W)가 조사 대상인 관로(P)의 저면을 넓게 차지하면서 흐르는 대신 상기 물돌리기용 호수(230)를 통해 빠른 속도를 갖고 하류측 관로로 배출된다. 이렇게 되면 상기 물돌리기용 호수(230)가 비록 작은 관경을 가질지라도 물돌리기용 패커기(200')의 뒤편에서 차오르는 하수(W)로 인한 수압이 높기 때문에 상기 물돌리기용 호수(230)를 통하여 빠른 유속으로 충분한 양의 하수(W)가 빠져나간다. 이때 도 8c에서 볼 수 있듯이 조사 대상이 되는 관로(P) 저면에 물돌리기용 호수(230)가 놓여 있지만 본 발명의 조사장치(100)가 관로(P) 내부를 이동하는 데는 아무런 문제가 없다. 이는 구동바퀴(160)가 크게 형성되어 메인몸체(110)와 관로 저면 사이에 물돌리기용 호수(230)가 놓일 수 있는 충분한 공간이 상시 형성되기 때문이다.

변형 전 실시예에서의 물돌리기는 하수(W)의 수압을 이용하기 때문에 상류측 관로와 하류측 관로 간에 높이차가 많이 나는 경우에 유리하다면 변형 실시예에서의 물돌리기는 상대적으로 높이차가 많지 않은 경우에 유리하다고 할 수 있다. 또한, 물돌리기용 호수(230)를 지상으로 경유하지 않기 때문에 설치 및 해체가 매우 용이하다는 장점이 있어 이를 충분히 활용할 수 있다.

한편, 도 8b는 토사(20)나 각종 장애물로 인해 지상에서 맨홀(M)이 은폐된 경우 맨홀(M)의 위치를 찾아내기 위한 방법을 제시한다. 이를 위해 조사장치(100)의 이동 및 카메라(120)의 촬영은 계속 진행된다. 이후, 관로(P) 내를 이동하던 상기 조사장치(100)가 새로운 맨홀(M)에 위치하게 되면(상기 조사장치(100)가 맨홀(M)에 위치했는지 여부는 카메라(120) 촬영에 위해 알 수 있다.) 상기 조사장치(100)에 설치된 발신기(181)에서 주파수를 지상으로 발신한다. 그러면 지상에 있는 수신기(183)에서 주파수를 수신하여 상기 조사장치(100)의 위치는 물론, 깊이 및 방향까지 파악할 수 있게 된다. 이로써, 지상에서는 토사(20)나 각종 장애물을 제거하고 은폐되어 있던 맨홀(M)을 발굴할 수 있다. 단, 상기 발신기(181)는 상기와 같이 필요한 경우에만 주파수를 발신할 수도 있고 지속적으로 주파수를 발신할 수도 있다.

도 9a는 본 발명에 의한 비굴착 조사공법의 또 다른 변형 실시예를 보여주는 참조도이고, 도 9b는 도 9a에서 관로 내부 상황을 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 것처럼, 본 발명의 또 다른 변형 실시예에서는 물돌리기용 호수(230)에 일정 간격을 두고 구름바퀴(241)를 설치하였다. 이로써, 상기 물돌리기용 호수(230)를 관로(P) 내에 삽입하여 설치하고 해체하는 작업이 매우 용이해진다. 상기와 같이 물돌리기용 호수(230)에 구름바퀴(241)를 설치하기 위해 물돌리기용 호수(230) 외측을 감싸 안정되게 체결되는 브래킷(243)과, 상기 브래킷(243)에 설치되어 관로(P) 저면과 접촉되는 구름바퀴(241)를 구비하는 캐리어 어셈블리(240)를 구비하는 것일 바람직하다.

이처럼 본 발명의 조사방법은 다양한 방식 중 효과적인 어느 한 방식의 물돌리기를 실시하는 가운데 조사장치(100)를 이용하여 관로를 조사하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 비굴착 관로 조사장치 및 이를 이용한 조사공법은 그동안 대량의 하수로 인해 관로 내부의 조사가 불가능하거나 극히 제한적이었던 차집관로와 같은 대구경 관로에서 물돌리기를 제한적으로 실시하면서 카메라를 사용한 관로 조사를 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 관로 조사장치는 파손되기 쉬운 촬영용 카메라를 에어패커 내부로 은폐할 수 있으므로 흐르는 하수의 수압 및 이물질들로부터 보호할 수 있다.

또한, 본 발명의 관로 조사장치는 팽창하여 부력을 갖는 에어패커에 의해 흐르는 하수에 효과적으로 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 관로 조사장치는 유선캡에 의해 급속히 흐르는 하수의 압력 및 하수에 포함된 이물질들로 인해 파손되기 쉬운 부분을 보호할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 관로 조사장치는 신축되는 지지다리에 의해 다양한 구경을 갖는 관로 내에서 용이하게 이동 및 지지되며, 지지다리가 수축된 상태에서는 흐르는 하수에 의한 파손이 억제된다.

또한, 본 발명의 관로 조사장치는 주파수 발신기를 구비하여 토사나 각종 장애물로 인해 지상에서 맨홀이 은폐된 경우 맨홀의 위치를 용이하게 찾아낼 수 있다.

Claims (12)

1. 메인몸체와;

   상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커와;

   상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와;

   상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체를 지지하는 복수의 지지다리와;

   상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴를 포함하여 구성되는 비굴착 관로 조사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지지다리는 신축 가능한 실린더로 구비되는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치.
3. 제 1항에 있어서,

   유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴는 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 메인몸체에 설치되고, 주파수를 발신하여 현재의 위치, 깊이 및 방향을 지상에서 파악할 수 있도록 한 주파수 발신기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치.
6. 메인몸체와;

   상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에어패커와;

   상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와;

   상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체를 지지하고, 신축 가능한 실린더로 구비되는 복수의 지지다리와;

   상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴와;

   유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡을 포함하여 구성되고,

   상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴 및 유선캡은 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치.
7. 조사 대상인 관로의 상류측에 연결된 관로로부터 하류측에 연결된 관로까지 물돌리기를 실시하는 단계와;

   하수가 물돌리기되는 동안 카메라를 이동시키면서 촬영 가능한 구간까지 관로 내벽을 촬영하는 단계와;

   한계수위까지 도달한 하수의 흐름을 터주는 단계를 포함하여 구성되고,

   상기 단계들을 반복적으로 시행하여 관로 전체를 카메라로 촬영하여 조사하는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사공법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 물돌리기는,

   하수가 유출 가능한 상부 유출구와 하부 유출구가 마련된 상태로 상기 상류측 관로의 출구를 폐쇄하는 단계와;

   지상을 경유하여 상기 상부 유출구와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수를 설치하는 단계와;

   상기 하부 유출구를 폐쇄하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사공법.
9. 제 7항에 있어서, 상기 물돌리기는,

   하수가 유출 가능한 하부 유출구가 마련된 상태로 상기 상류측 관로의 출구를 폐쇄하는 단계와;

   조사 대상인 관로의 저면을 경유하여 상기 하부 유출구와 상기 하류측 관로의 입구를 연결하는 물돌리기용 호수를 설치하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사공법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 물돌리기용 호수에는 일정 간격을 두고 구름바퀴를 설치하는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사공법.
11. 제 7항에 있어서,

    상기와 같이 관로 내벽을 촬영하는 동시에 주파수를 발신하여 관로 내의 현재 위치, 깊이 및 방향을 지상에서 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사방법.
12. 메인몸체와, 상기 메인몸체를 중심으로 팽창 및 수축 가능하도록 설치된 에 어패커와, 상기 메인몸체의 선단부에 전후방향 진퇴 및 롤링방향 회전 가능하게 설치되어, 진출시 전방의 관로 내벽을 촬영할 수 있도록 상기 에어패커에서 외부로 나와 노출되고, 퇴거시 상기 에어패커 내부로 들어가 은폐되는 카메라와, 상기 메인몸체의 선단부와 후단부에서 각각 좌우방향으로 설치되어 관로 내벽으로부터 상기 메인몸체를 지지하고, 신축 가능한 실린더로 구비되는 복수의 지지다리와, 상기 지지다리 각각의 끝단에 설치되어 관로 내벽과 접촉하고, 관로 내벽을 따라 이동할 수 있도록 구동하는 복수의 구동바퀴와, 유선형의 형태를 갖고 상기 메인몸체 후단부에 설치되어 흐르는 하수의 저항을 감소시키는 유선캡을 포함하여 구성되고, 상기 메인몸체, 에어패커, 지지다리, 구동바퀴 및 유선캡은 상하 대칭구조로 형성되어 뒤집혀진 상태에서 동일하게 작업을 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사장치를 이용한 비굴착 관로 조사공법으로서,

    조상 대상인 관로의 상류측에 연결된 관로로부터 하류측에 연결된 관로까지 물돌리기를 실시하는 단계와;

    상기 지지다리를 신장시켜 관로 내벽에 상기 조사장치를 지지하는 단계와;

    상기 카메라를 진출시켜 상기 에어패커에서 외부로 노출시킨 상태로 관로 내벽을 촬영하는 단계와;

    상기 구동바퀴를 구동하여 상기 조사장치를 관로 내에서 점진적으로 이동시키는 단계와;

    상기 카메라를 에어패커 내부로 퇴거시켜 은폐하는 단계와;

    상기 에어패커에 에어를 주입하여 팽창시키는 단계와;

    신장된 상태의 상기 지지다리를 축소시키는 단계와;

    한계수위까지 도달한 하수의 흐름을 터주는 단계를 포함하여 구성되고,

    상기 단계들을 반복적으로 시행하여 관로 전체를 카메라로 촬영하여 조사하는 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 조사공법.

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