KR100706667B1 - An apparatus preventing a tube well from contaminating by water expanding material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수팽창부재를 이용한 관정 오염방지장치에 관한 것으로, 관정 내에 수팽창부재가 구비된 관체를 설치함으로써, 관정 내 물이나 습기에 의하여 수팽창부재가 팽창되어 관정의 암반층 벽면과 관체의 외측면이 더욱 견고하게 밀착 고정되어, 간단하고 효과적으로 관정의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus for preventing contamination of wells using a water-expanding member, and by installing a tubular body having a water-expanding member in the well, the water-expanding member is expanded by water or moisture in the well, and the rock layer wall surface of the well and the outside of the tubular well are provided. The side is more firmly fixed, there is an effect that can easily and effectively prevent contamination of the well.
관정, 관체, 연결관, 수팽창부재 Pipe, pipe, connector, water expansion member
Description
도 1은 종래의 관정 오염방지장치를 보여주는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a conventional well pollution prevention device,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관체와 수팽창부재의 분리 사시도이고,Figure 2 is an exploded perspective view of the tubular body and the water-expandable member according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 2의 결합상태를 보여주는 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a coupling state of FIG.
도 4는 도 2의 사용상태를 보여주는 단면도이고,4 is a cross-sectional view showing a state of use of FIG.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관체, 연결관 및 수팽창부재의 분리 사시도이고,5 is an exploded perspective view of a pipe, a connecting pipe, and a water expanding member according to another embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 결합상태를 보여주는 단면도이고,6 is a cross-sectional view showing a coupling state of FIG.
도 7은 도 5의 사용상태를 보여주는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a state of use of FIG. 5.
<도면의 주요 부분에 대한 보호의 설명><Explanation of protection for main parts of drawing>
10, 10' : 관체 12, 22 : 안착홈10, 10 ':
20 : 연결관 30 : 수팽창부재20: connector 30: water expansion member
본 발명은 수팽창부재를 이용한 관정 오염방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관체의 소정 위치에 수팽창부재를 구비하여 토사층 또는 각 경계층을 통하여 오염된 지표수가 지하 심정에 유입되지 않도록 방지하는 관정 오염방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a well pollution prevention device using a water expansion member, and more particularly, a well expansion member provided with a water expansion member at a predetermined position of the pipe to prevent the surface water contaminated through the soil layer or each boundary layer from entering the underground wells. It relates to a pollution prevention device.
최근, 산업 발달과 함께 환경오염이 심각해지고 그에 따른 청결한 음용수에 대한 수요가 증가 되면서 지표수로부터 오염되지 않은 지하수 개발에 많은 자금과 시간을 투자하고 있다.Recently, with the development of the industry, environmental pollution is getting serious and the demand for clean drinking water is increased. Therefore, a lot of money and time are invested in the development of groundwater that is not contaminated from surface water.
또한, 무분별한 지하수의 개발로 전국의 지하수가 심각하게 오염되어 가고 있는 상황에서 정부는 지하수의 수질 보존 및 오염방지를 위한 지하수법을 공포하여 지하수의 오염을 방지하고자 각고의 노력을 기울이고 있지만, 실제 현장에서는 잘 지켜지지 않고 있는 실정이다.In addition, while the groundwater of the nation is seriously contaminated by the development of indiscriminate groundwater, the government is making efforts to prevent groundwater contamination by promulgating the groundwater law for the preservation of water quality and prevention of pollution. Esau is not well kept.
이는 지하수 개발시 관정 및 지하수의 오염방지를 위한 쉽고 정확한 공법의 부재와 작업자의 지하수 오염방지에 대한 안이한 인식 등에 기초한다.This is based on the lack of easy and accurate methods to prevent pollution of wells and groundwater in the development of groundwater, and the unrecognizable recognition of groundwater pollution by workers.
이하에서는 종래의 지하수 개발과정을 도 1을 참조하여 간단하게 설명한다.Hereinafter, a conventional groundwater development process will be briefly described with reference to FIG. 1.
도 1을 포함하여 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 기술적 사상을 간결하게 표현하기 위해 지층을 간단히 토사층, 경계층, 암반층으로 나누어 도시하였으나, 실제 지층은 표토층, 자갈층, 혼합석층, 마사층, 풍화암층, 연암층, 보통암층, 경암층 등으로 구분될 수 있다. In the detailed description of the present invention including FIG. 1, the ground layers are simply divided into soil layers, boundary layers, and rock layers in order to concisely express the technical idea of the present invention, but the actual layers are topsoil layers, gravel layers, mixed stone layers, martha layers, weathered rock layers, It may be divided into a soft rock layer, a normal rock layer, a hard rock layer.
종래에는 지하수 수맥이 위치하는 장소에 일차로 직경이 큰 굴착비트를 착정기에 설치하여 굴진해 내려가다가 암반층에 이르러 계획된 깊이에 도달하게 되면 직경이 큰 굴착비트를 제거하고 외측 케이싱(5)을 박아 심정 내부로 토사가 붕괴하는 것을 막은 다음, 굴착비트를 직경이 작은 것으로 교체하여 재차 암반층을 굴진해 내려가며 지하수 수맥이 잡힐 때까지 굴착하였다. Conventionally, in the place where the groundwater vein is located, a drilling rig with a large diameter is first installed in the rig, and when the excavation is carried out, when reaching the rock depth, the drilling cavities having a large diameter are removed and the
이때 큰 직경과 작은 직경이 만나는 지점에 단이 형성되어 지고 이를 통해 오염된 지표수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 내측 케이싱(3)을 작은 직경의 굴착비트 변환지점 단까지 삽입설치하고 외측 케이싱(5)과 내측 케이싱(3)의 사이에 시멘트몰탈(4)을 타설하여 마감처리 하고, 내측 케이싱(3)의 안쪽으로 연결관(2)에 의해 서로 연결된 관체(1)를 설치하여 지하수를 사용하고 있다.At this time, a stage is formed at the point where the large diameter and the small diameter meet, and in order to prevent the contaminated surface water from flowing therethrough, the
그러나, 상기와 같이 시멘트몰탈을 이용하여 지상의 오염된 물이 지하수로 유입되는 것을 방지하기 위한 작업공정은 복잡하고, 경제적으로 비용이 많이 들어가는 이유로 인하여 작업자들은 정부에서 지정한 지하수법에 맞게 작업을 수행하지 않고 있어 지하수가 오염되는 큰 요인이 되고 있다.However, as above, the work process for preventing the contaminated water from entering the groundwater using cement mortar is complicated and economically expensive, so the workers perform the work according to the government-designated groundwater law. We do not do and become the big factor that groundwater is polluted.
즉, 지하수법에 의하여 정확하게 작업을 수행하였는지의 검사가 힘든 이유로 작업자는 눈에 보이는 부분에만 시멘트몰탈 시공을 함으로써, 암반층 상부에 있는 경계층으로 유입되는 오염된 지표수는 방치하게 되어 완전한 관정의 오염방지는 요원한 실정이다.In other words, because it is difficult to check whether the work was performed correctly by the groundwater method, the worker applies cement mortar only to the visible part, so that the contaminated surface water flowing into the boundary layer above the rock bed is left unattended. It's a long time.
상기와 같은 문제점들을 개선하고자 대한민국 공개특허 특1999-0064635호(지하수 취수관정 오염 방지 시공방법 및 그 장치) 및 대한민국 공개특허 특2002-0045935호(지하수 심정용 고심도 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅방법) 등이 나와 있으나, 모두 암반층 상부에 시멘트몰탈을 주입하는 방식이어서 지형에 따라 깊 은 암반층 상부까지 좁은 내외측 케이싱 간극을 통하여 시멘트몰탈을 주입하기 어렵고 외측케이싱이 접한 암반층 공간부가 시멘트몰탈로 완벽하게 밀폐되었는지도 알 수 없다는 근본적인 한계가 있어왔다. In order to improve the above problems, Korean Unexamined Patent Publication No. 1999-0064635 (groundwater intake well pollution prevention construction method and apparatus) and Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-0045935 (high depth grouting pipe apparatus and grouting method for groundwater treatment) Although it is shown, it is difficult to inject cement mortar through the narrow inner and outer casing gap up to the upper rock layer according to the topography because it is the method of injecting the cement mortar into the upper rock layer, and whether the space of the rock layer contacted with the outer casing is completely sealed with cement mortar. There has been a fundamental limitation that can not know.
특히, 상기 대한민국 공개특허 특2002-0045935호에서는 고압팽창튜브를 이용하여 그라우팅액을 받쳐주기 위한 차폐관체를 지하 심정 벽체에 밀착시키는 방법과 감시용카메라를 상기 고압팽창튜브 상 하단에 설치하여 차폐관체에 그라우팅액의 누설을 감시할 수 있는 수단 등이 개시되어 있으나 관정 오염방지란 목적달성을 위한 장치가 너무 복잡하여 제대로 실현하기 어려우며 경제성의 문제도 안고 있다.In particular, the Republic of Korea Patent Publication No. 2002-0045935 discloses a method for closely contacting the shielding tube for supporting the grouting liquid using the high-pressure expansion tube to the underground heart wall and the monitoring camera is installed on the lower end of the high-pressure expansion tube to the shielding tube Although the means for monitoring the leakage of grouting liquid have been disclosed, it is difficult to realize properly due to the complexity of the apparatus for achieving the purpose of governmental pollution prevention, and it also has economic problems.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 심정 내부로 토사가 붕괴 되는 것을 막기 위한 하나의 케이싱만 박고 관정 내부에 위치한 관체에 수팽창부재를 소정 위치에 구비함으로써, 간단하고 효과적으로 관정 오염을 방지하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by putting only one casing to prevent the earth and sand collapse into the heart well and by providing a water-expanding member in a predetermined position in the pipe located inside the well, simple and effective The object is to provide a device for preventing contamination.
상기 목적은 수팽창부재 상부에 수팽창부재의 건조를 막는 수단으로 시멘트몰탈을 더 구비함으로써 보다 효과적으로 달성하게 된다.The object is more effectively achieved by further comprising a cement mortar as a means for preventing the drying of the water expansion member on the water expansion member.
따라서, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오염된 지표수가 지하 심정에 유입되지 않도록 하는 관정의 오염방지장치에 있어서, 상기 관정 내부에 설치된 취수용 관체와; 상기 관체의 소정 위치에 결합되어 주변에 있는 물이나 습기의 접촉만으로 팽창하여 상기 관정과의 사이 공극을 막는 수팽창부재와; 상기 수팽창부재 상부에 상기 관정과 관체 사이 공극을 막는 시멘트몰탈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, in order to achieve the above object, the present invention provides a pollution prevention apparatus of a well to prevent contaminated surface water does not flow into the underground heart well, the water intake pipe installed inside the well; A water-expansion member coupled to a predetermined position of the tube to expand only by contact with water or moisture therein to close the gap between the tube and the well; It characterized in that it comprises a cement mortar to prevent the gap between the tube and the tube on the upper portion of the water expansion member.
여기서, 주변에 있는 물이나 습기의 접촉만으로 팽창하는 수팽창부재는 수팽창성 고무탄성 지수재로 특히, 소디움 벤토나이트 원료와 부틸고무를 합성하여 만든 지수재가 바람직하다.Here, the water-expandable member that expands only by contact with water or moisture in the surrounding is a water-expandable rubber-elastic index material. In particular, an index material made by combining sodium bentonite raw material and butyl rubber is preferable.
소디움 벤토나이트(Sodium Bentonite)는 벤토나이트 표면에 교환성 이온으로 Na이온이 흡착된 몬모릴로나이트(Montmorillonite)로 다른 벤토나이트 보다 수팽창성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 즉, 양질의 소디움 벤토나이트는 물과 반응하여 원래 체적보다 13 ~ 16 배가 팽창하며 무게의 5배까지 물을 흡수한다.Sodium Bentonite is montmorillonite in which Na ions are adsorbed on the bentonite surface as exchange ions, and are known to be more water-expandable than other bentonites. In other words, high-quality sodium bentonite reacts with water, expanding 13 to 16 times its original volume and absorbing water up to 5 times its weight.
상기와 같은 소디움 벤토나이트의 뛰어난 수팽창성으로 인하여 이를 이용한 지수재가 이미 토목, 건축 분야에서 많이 이용되고 있는 실정이다.Due to the excellent water expandability of sodium bentonite as described above, the index material using the same has been widely used in civil engineering and construction.
본 발명에서는 상기 소디움 벤토나이트와 같은 친수성 물질과 고무를 합성하여 만든 지수재를 테입 형태나 링(ring, 원통형)으로 만들어 상기 관체의 소정 위치에 부착 결합시켜 간단하고 효과적으로 관정의 오염을 방지하게 된다.In the present invention, the index material made by synthesizing rubber with a hydrophilic material such as sodium bentonite is made into a tape shape or a ring (cylindrical shape) and attached to a predetermined position of the tube to prevent contamination of the well.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체와 수팽창부재의 분리 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합상태를 보여주는 단면도이며, 도 4는 도 2의 사용상태를 보여주는 단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of the tube and the water-expandable member according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing a coupling state of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view showing a state of use of FIG.
본 발명의 일 실시예로, 상기 수팽창부재(30)가 결합되는 소정의 위치는 상기 관체(10)의 외주면이고, 상기 수팽창부재가 결합된 상기 관체의 외주면은 원주방향으로 안착홈(12)이 형성되어 있고, 상기 관체의 안착홈(12)에 상기 수팽창부재(30)가 안착 결합된다. In an embodiment of the present invention, the predetermined position at which the
여기서 수팽창부재(30)는 친수성 물질과 고무를 합성하여 만든 수팽창성 고무탄성 지수재로 도시된 바와 같이 링(ring)의 형상을 갖는다. 그러나, 상기에서 이미 언급한 바와 같이 테입 형상으로 수회 감겨질 수도 있다.Here, the water-
상기 수팽창부재를 링(ring)의 형상으로 할 경우에는 합성고무판을 사이에 두고 양쪽에서 상기 수팽창성 고무탄성 지수재를 결합시켜 만든 것을 링으로 하는 것이 바람직하다. 이는 사이에 있는 합성고무판이 수팽창성 고무탄성 지수재가 팽창될 때 과도한 길이 팽창으로 상기 안착홈에 빈틈이 생기는 것을 막을 수 있기 때문이다.In the case where the water-expandable member is shaped like a ring, it is preferable that the water-expandable member is formed by combining the water-expandable rubber elastic index material on both sides with a synthetic rubber plate interposed therebetween. This is because the synthetic rubber plate in between can prevent gaps in the seating grooves due to excessive length expansion when the water-expandable rubber elastic index member is expanded.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관체, 연결관 및 수팽창부재의 분리 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합상태를 보여주는 단면도이며, 도 7은 도 5의 사용상태를 보여주는 단면도이다.Figure 5 is an exploded perspective view of the tube, connecting tube and the water-expandable member according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a coupling state of Figure 5, Figure 7 is a cross-sectional view showing a state of use of FIG.
본 발명의 다른 실시예로, 상기 관체(10, 10')는 2 이상이 연결관(20)에 의하여 서로 연결되어 있고, 상기 연결관의 외주면에 상기 수팽창부재(30)가 결합된다.In another embodiment of the present invention, the tube (10, 10 ') is connected to each other by two or more connecting
여기서, 상기 수팽창부재(30)가 결합된 상기 연결관(20)의 외주면은 원주방향으로 안착홈(22)이 형성되어 있고, 상기 연결관의 안착홈(22)에 상기 수팽창부재 (30)가 안착 결합될 수 있다.Here, the outer circumferential surface of the connecting
도 4 및 도 7에서 설명하지 않은 참조부호 15는 심정 내부로 토사가 붕괴 되는 것을 막기 위해 설치한 케이싱으로, 종래 기술과 달리 본 발명에서는 하나의 케이싱 만으로 충분하다.4 and 7,
상기 각 실시예에서 상기 수팽창부재(30)가 결합되는 상기 관체(10)의 소정 위치는, 도 4 및 도 7과 같이, 토사층과 암반층의 경계층 하단부이어야 한다. 그래야 상기 경계층으로부터 유입되는 오염된 지표수가 관정 내부로 들어오는 것을 상기 수팽창부재(30)로 막을 수 있다.In each of the embodiments, the predetermined position of the
보다 완전한 관정의 오염방지를 위하여 상기 수팽창부재(30)를 상기 경계층 하단부의 서로 다른 위치에 2 이상 설치할 수도 있다.In order to prevent contamination of a more complete well, two or more
마지막으로, 상기 수팽창부재 상부에 상기 관정과 관체 사이의 공극을 막아 상기 수팽창부재의 건조를 막는 수단으로 시멘트몰탈을 주입한다. 상기 시멘트몰탈의 주입은 상기 수팽창부재의 건조를 막기 위한 수단이므로, 상기 관정과 관체 사이의 공극을 막을 수만 있다면 관정 입구에만 행할 수도 있다.
그러나, 상기 수팽창부재가 상기 관정에 고여 있는 지하수에 의하여 충분히 팽창하여 상기 관정과의 사이 공극을 막았을 때 상기 시멘트몰탈을 주입하는 것이 바람직하며, 이럴 경우에는 상기 시멘트몰탈에 의한 수팽창부재의 건조 방지 뿐만 아니라 지표수 오염물질에 의한 지하수 오염(경계층에 흐르는 지하수의 오염)도 함께 방지하는 효과도 볼 수 있다. Finally, cement mortar is injected into the upper portion of the water expansion member by blocking a gap between the well and the tube to prevent drying of the water expansion member. Since the injection of the cement mortar is a means for preventing the drying of the water-expandable member, the cement mortar may be formed only at the entrance of the well as long as it can prevent the gap between the well and the pipe.
However, it is preferable to inject the cement mortar when the water expandable member is sufficiently inflated by the groundwater accumulated in the well to close the voids between the wells. In addition to preventing drying, it is also possible to prevent groundwater contamination (contamination of groundwater flowing through the boundary layer) by surface water pollutants.
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하지만, 경계층에 흐르는 지하수의 오염은 토사층에 의해 오염된 지표수가 흡수되어 오염을 피할 수 없다는 점을 고려하면, 실제 수맥(암반층의 크랙을 통과하여 흐르는 지하수맥)의 오염을 방지하는 것이 가장 중요하며 이를 위해서는 본 발명의 상기 시멘트몰탈의 주입은 상기 수팽창부재(30)의 건조를 막을 수 있는 정도이면 충분하다.However, considering that contamination of groundwater flowing through the boundary layer cannot be avoided because the surface water contaminated by the soil layer is absorbed, it is most important to prevent the contamination of the actual water vein (underground vein flowing through the crack of the rock layer). To this end, the injection of the cement mortar of the present invention is sufficient to prevent drying of the
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 기술된 본 발명의 기술적 사상 내에서 본 발명을 여러 가지로 형태로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있는바, 이에 대한 기재는 생략한다. Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention pertains, the present invention in various forms within the spirit of the invention described in the appended claims Modifications or changes can be made and the description thereof is omitted.
본 발명은 착정기를 이용하여 관정을 뚫은 후에 관정 내에 수팽창부재가 구비된 관체를 설치함으로써, 관정 내 물이나 습기에 의하여 수팽창부재가 팽창되어 관정의 암반층 벽면과 관체의 외측면이 더욱 견고하게 밀착 고정되어, 간단하고 효과적으로 관정의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention by installing a tube having a water-expandable member in the well after drilling the well by using a blower, the water-expandable member is expanded by water or moisture in the well, so that the rock surface wall of the well and the outer surface of the tube is more robust It is tightly fixed, so that there is an effect that can easily and effectively prevent contamination of the well.
Claims (11)
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| KR101014398B1 (en) * | 2008-09-01 | 2011-02-15 | 주식회사 지지케이 | Packer grouting apparatus for tube well which expands with horizontal direction |
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| KR960018088A (en) * | 1994-11-04 | 1996-06-17 | 이희복 | Groundwater |
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2005
- 2005-10-07 KR KR1020050094283A patent/KR100706667B1/en not_active IP Right Cessation
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