KR100720797B1 - 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착공된 수직정으로부터 수평추진헤드를 이용하여 방사상으로 다수의 수평정을 용이하게 굴착할 수 있도록 하기 위하여 수평추진헤드의 선단에 회전되는 굴착비트가 설치되고, 굴착비트에는 고압으로 물을 분사하는 분사공이 형성된 지하여과수 영구취수관에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 단부가 결합되는 다수개의 수평추진케이싱과, 최선단의 수평추진케이싱의 선단에 설치된 수평추진헤드와, 상기 수평추진케이싱과 수평추진헤드의 내부를 가로질러 설치된 입력수관 및 토사배출관을 포함하여 구성된 지하여과수 영구취수관에 있어서, 상기 입력수관은 굴착모터에 의해 회전되고; 상기 수평추진헤드는 수평추진케이싱에 연결되고 다수개의 통공이 형성된 헤드본체와, 헤드본체의 내부에 회전되게 설치되고 일측 단부가 입력수관과 결합된 분사관과, 상기 헤드본체의 선단부에 회전되게 설치되고 상기 분사관에 고정설치되며 분사관과 연통된 분사공이 관통된 굴착비트로 구성된 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관이 제공된다.

수직정, 수평정, 스트레이너, 수평추진헤드, 굴착비트, 취수관

Description

굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관{The intake pipe with an excavation bit}

도 1은 본 발명에 의해 시공된 지하여과수 영구취수관의 설치 상태도

도 2는 수평정을 착공하는 상태도

도 3은 수평추진헤드의 상세도

도 4는 수평추진헤드의 정면도

도 5는 입력수관의 결합부 상세도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 수평추진케이싱 2 : 수평추진헤드

3 : 입력수관 4 : 토사배출관

5 : 수평정 6 : 통공

7 : 헤드본체 8 : 분사관

9 : 분사공 10 : 굴착비트

11 : 굴착모터 12 : 체크밸브

13 : 수직정 14 : 수직관

15 : 스트레이너 16 : 추진장치

17 : 결합돌기 18 : 결합홈

100 : 영구취수관

본 발명은 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착공된 수직정으로부터 수평추진헤드를 이용하여 방사상으로 다수의 수평정을 용이하게 굴착할 수 있도록 하기 위하여 수평추진헤드의 선단에 회전되는 굴착비트가 설치되고, 굴착비트에는 고압으로 물을 분사하는 분사공이 형성된 지하여과수 영구취수관에 관한 것이다.

수돗물의 생산을 위하여 호수나 강변에서 수직정을 천공하고, 수직정의 하부에서 방사상으로 다수개의 수평정을 천공하여 이로부터 필요 용수를 취수하게 된다. 이러한 취수는 호수나 강변의 지하부의 지층구조에 의한 자연 여과와 자정의 기능을 이용함으로써, 원수의 오염을 줄이고자 함에 목적이 있다.

이와 같은 취수의 단계는, 우선 호수나 강변의 적정 위치에 수직정을 천공하는 단계, 수직정의 방사상으로 수평정을 천공하기 위해 천공부에 슬리브를 설치하고, 상기 슬리브의 중심에 수평추진헤드를 설치하며, 수평추진헤드에 수평추진케이싱과 이의 내부에 입력수관과 토사배출관을 설치하는 단계; 입력수관으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관으로 배출시키면서 수평정을 착공하는 단계; 수평정이 완전히 착공되면 입력수관과 토사배출관을 제거하고, 토사를 제외한 원수만을 취수하기 위한 거름관의 역할을 하는 스트레이너를 수평추진케이싱의 내부로 삽입시키며, 스트레이너와 수평추진케이싱과의 사이에 형성된 공간부에 수질개선용여재를 충진시키는 단계; 수평추진케이싱을 제거하는 단계; 수평정의 시작부에 설치된 슬리브에 밸브를 설치하는 단계;로 구성된다.

또는 공정을 단순화시키기 위하여 수평정을 착공할 때 스트레이너를 수평추진케이싱의 내부에 일체로 삽입시킨 상태에서 행하기도 한다.

상기의 경우에는 수평추진해드 내부에서 고압의 물이 분사되고, 분사된 물은 수평추진헤드의 통공을 통하여 외부로 누출되어 토사가 쉽게 굴착되게 한 후, 다시 토사는 통공으로 유입된 후 토사배출관으로 배출되는 구조이다.

이와 같은 종래의 경우 수평추진헤드는 추진장치에 의해 직진을 행하고, 분사되는 물에 의해 토사를 굴착하는 구조인데, 지반의 상태에 따라 수평추진헤드의 추진력만으로 충분한 직진성을 얻지 못하여 선형의 변형이 발생되거나, 용이하게 굴착되지 못하고, 고압의 물이 분사된다고 하더라도 수평추진헤드의 내부에서 분사되어 간접적으로 통공을 통해 외부 토사에 작용하는 구조라서 직접적인 토사의 굴착에 기여하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 공법에 나타난 문제점을 해소하기 위한 것으로, 수평추진케이싱의 단부에 설치된 수평추진헤드에 회전되는 굴착비트를 설치하고, 이에 고압의 물을 분사하는 분사공을 형성시킴으로써, 수평정을 착공할 때 용이하고 수평추진헤드의 외부로 물을 분사하여 수평추진헤드와 토사의 마찰을 줄여 굴착함과 동시에 최선단의 굴착비트의 회전에 의해 굴착함으로써 추진을 더욱 더 용이하게 한 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관을 제공함에 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관은, 단부가 결합되는 다수개의 수평추진케이싱(1)과, 최선단의 수평추진케이싱(1)의 선단에 설치된 수평추진헤드(2)와, 상기 수평추진케이싱(1)과 수평추진헤드(2)의 내부를 가로질러 설치된 입력수관(3) 및 토사배출관(4)을 포함하여 구성된 지하여과수 영구취수관(100)을 개선시켜 수평정(5)을 용이하게 굴착하도록 함에 특징이 있다.

따라서 본 발명은 상기 수평추진헤드(2)가 수평추진케이싱(1)에 연결되고 다수개의 통공(6)이 형성된 헤드본체(7)와, 헤드본체(7)의 내부에 회전되게 설치되고 일측 단부가 입력수관(3)과 결합된 분사관(8)과, 상기 헤드본체(7)의 선단부에 회전되게 설치되고 상기 분사관(8)에 고정설치되며 분사관(8)과 연통된 분사공(9)이 관통된 굴착비트(10)로 구성된다.

그리고 상기의 굴착비트(10)을 회전시키기 위하여 입력수관(3)은 굴착모터(11)에 의해 회전되는 구조를 가진다. 또한 분사관(8)에는 체크밸브(12)가 설치되어 역류가 방지되는 구조를 가진다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명은 강변이나 호수의 주위에 일정 폭과 깊이를 가진 수직정(13)을 천공하고 이에 수직관(14)을 설치하는 단계; 수직정(13)의 하부에서 방사상으로 수평정(5)을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관(14)에 슬리브를 설치하는 단계; 상기 슬리브를 통해 지중을 굴착하여 수평추진헤드(2)를 삽입하고, 입력수관(3)으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관(4)으로 외부로 배출시키면서 수평정(5)을 천공하는 단계; 각각의 수평정(5)의 슬리브에 밸브를 설치하는 단계로 지하여과수 영구취수관을 설치하게 된다.

그리고 수평정(5)을 착공하는 상세 과정은, 수평추진헤드(2)에 수평추진케이싱(1)을 연결하고, 상기 수평추진케이싱(1)의 내부에 스트레이너(15)를 삽입하며, 스트레이너(15)의 내부에 입력수관(3)과 토사배출관(4)을 삽입한 상태로 착공한 후, 수평정(5)을 완전히 착공한 후 입력수관(3)과 토사배출관(4) 및 수평추진케이싱(1)을 인발하여 제거함으로써 이루어 진다.

상기와 같은 공정 중 본 발명은 수평정(5)을 천공하는 단계에서 사용되어 천공을 매우 용이하게 하는 것으로, 각 단계에 있어 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

수직정(13)을 천공하고 이에 수직관(14)을 설치하는 단계는 도 1과 도 2에 도시되어 있는데, 취수를 위해 호수변이나 강변에 수직정(13)을 천공하고 수직정(13)의 붕괴방지와 수평정(5)의 용이한 착공 및 향후 취수공의 관리를 위해 수직정(13)의 벽면에 수직관(14)을 설치하게 된다.

수직정(13)에서 방사상으로 수평정(5)을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관(14)에 슬리브를 설치하는 단계가 도 2에 도시되어 있다.

많은 양의 물을 취수하기 위하여 다수개의 수평정(5)을 천공하여야 하고, 각 각의 수평정(5)에는 향후 수평추진케이싱(1)을 삽입하여 천공을 향하는데, 수평추진케이싱(1)의 외면과 밀착되어 토사가 수직관(14)의 내측으로 유출되지 않도록 방사상으로 천공되는 수평정(5)의 시작부 수직관(14)에 슬리브가 설치되는 것이다. 본 발명에서의 도 2에는 슬리브가 생략되어 있다.

본격적으로 수평정(5)을 착공하여 영구취수관(100)을 설치하는 단계는 도 2에 도시되어 있고, 영구취수관(100)이 설치되어 완료된 상태는 도 1이다. 도 1에 도시된 영구취수관(100)은 수평추진헤드(2)와 이에 차례로 연결된 다수개의 스트레이너(15)로 구성된다. 물론 수평추진케이싱(1)은 제거된 상태이다.

수평정(5)을 착공하기 위하여는 슬리브로 수평추진헤드(2)을 삽입하여 굴착을 행할 수 있도록 하고, 수평추진헤드(2)에 수평추진케이싱(1)을 순차적으로 연결하여 굴진시키는 추진장치(16)가 도 2와 같이 설치된다. 특히 본 발명은 추진장치(16)에 굴착모터(11)가 설치되어 입력수관(3)을 회전시키고, 이에 의해 굴착비트(10)를 회전시키는 구조이다.

따라서 수평추진헤드(2)의 후단부에 수평추진케이싱(1)을 연결시켜 추진시키는데, 수평추진케이싱(1)에는 스트레이너(15)가 일체로 삽입된 상태로 추진되고, 스트레이너(15)의 내부에는 입력수관(3)과 토사배출관(4)이 설치된다. 상기의 입력수관(3)은 굴착모터(11)에 의해 회전되고, 다수개가 도 5와 같이 연결되는 구조를 가지고, 최선단의 입력수관(3)은 도 3에 도시된 바와 같이 수평추진헤드(2)의 분사관(8)과 결합된다.

입력수관(3) 끼리의 결합관계는 도 5에 도시되어 있는데, 하나의 입력수 관(3)의 일측 단부에는 결합돌기(17)가 등간격으로 형성되어 있고, 다른 하나의 입력수관(3)의 티측 단부에는 상기 결합돌기(17)가 끼워지는 결합홈(18)이 등간격으로 형성되어 있어, 결합돌기(17)와 결합홈(18)이 체결되어 동력이 전달되는 구조이다. 물론 입력수관(3)과 분사관(8)의 체결구조도 동일하게 하면된다.

입력수관(3)은 굴착비트(10)를 회전시키는 역할과, 고압의 물을 송출하는 관로의 역할을 겸하게 된다. 따라서 입력수관(3)은 수평추진헤드(2)의 헤드본체(7)에 회전되게 설치된 분사관(8)과 연통되게 결합되고, 상기 분사관(8)의 일측은 회전되는 굴착비트(10)에 고정설치된다.

그리고 굴착비트(10)에는 분사공(9)이 상기의 분사관(8)과 연통되게 형성되어 있어, 굴착비트(10)가 회전되면서 고압의 물이 분사된다.

또한 토사배출관(4)의 일측 단부는 수평추진헤드(2)의 내부와 연통되어 있고, 수평추진헤드(2)에는 다수개의 통공(6)이 형성되어 있어, 외측의 토사가 통공(6)과 토사배출관(4)으로 배출되는 구조이다.

따라서 굴착모터(11)에 의해 입력수관(3)이 회전됨과 동시에 입력수관(3)으로 고압의 물을 분사되며, 굴착비트(10)가 토사를 굴착하게 되고, 분사되는 물은 분사공(9)을 통해 외부의 토사를 굴착하기 쉽게 부수게 되며, 물은 굴착비트(10)와 헤드본체(7)의 외측면을 따라 흐르게 되어 토사와의 마찰을 적게하여 굴착을 위한 추진력을 용이하게 얻을 수 있게 된다. 그리고 분사관(8)에는 일측 방향으로만 물이 흐르도록 체크밸브(12)가 도 3과 같이 설치된다.

굴착을 하게 되면, 수평추진헤드(2)의 외측에 발생된 토사와 물은 통공(6)을 통해 내부로 유입되고, 이는 다시 토사배출관(4)을 통해 외부로 배출된다.

이 때 종래의 경우는 수평추진헤드(2)의 내부에서 물이 분사되고, 분사된 물은 통공(6)을 통하여 외부 토사를 굴착하였는데, 이에 따라 분사압이 적고 물에 의한 토사의 굴착이 어려웠으며, 물의 분사와 토사의 배출이 동시에 같은 공간에서 이루어져 원활하지 못하였다.

그러나 본 발명은 직접적인 물의 압출이 토사를 굴착하고, 통공(6)은 굴삭된 토사와 물을 유입시켜 배출시키는 기능을 하므로, 물의 압출과 배출이 간섭되지 않아 굴착의 효율이 증대된다.

상기와 같이 수평정(5)을 깊게 굴착해 감에 따라 다수개의 수평추진케이싱(1)과 스트레이너(15)가 필요하게 되는데, 이 때에는 각각의 단부를 체결구로써 이음하여 사용하면 된다. 그리고 입력수관(3)은 도 5와 같이 연결된다.

수평정(5)이 완전히 착공되면, 입력수관(3)과 토사배출관(4)을 인발하여 제거한다. 이와 같이 입력수관(3)과 토사배출관(4) 및 수평추진케이싱(1)이 제거된 상태가 도 1에 도시되어 있다.

이와 같이 본 발명은 수평추진케이싱(1)의 단부에 설치된 수평추진헤드(2)에 회전되는 굴착비트(10)가 설치되고, 이에 고압의 물이 분사되는 분사공(9)이 형성됨으로써, 수평정(5)을 착공할 때 용이하고 수평추진헤드(2)의 외부로 물을 분사되어 수평추진헤드(2)와 토사의 마찰을 줄여 굴착을 위한 추진을 더욱 더 용이하게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 단부가 결합되는 다수개의 수평추진케이싱(1)과; 상기 수평추진케이싱(1)에 연결되고 다수개의 통공(6)이 형성된 헤드본체(7)와, 헤드본체(7)의 내부에 회전되게 설치되고 일측 단부가 입력수관(3)과 결합된 분사관(8)과, 상기 헤드본체(7)의 선단부에 회전되게 설치되고 상기 분사관(8)에 고정설치되며 분사관(8)과 연통된 분사공(9)이 관통된 굴착비트(10)로 구성된 수평추진헤드(2)와; 최선단의 수평추진케이싱(1)의 선단에 설치된 수평추진헤드(2)와; 상기 수평추진케이싱(1)과 수평추진헤드(2)의 내부를 가로질러 설치되고, 굴착모터(11)에 의해 회전되는 입력수관(3)과; 토사배출관(4)을 포함하여 구성된 지하여과수 영구취수관에 있어서, 상기 분사관(8)에는 체크밸브(12)가 설치되어 역류가 방지됨을 특징으로 하는 굴착비트가 설치된 지하여과수 영구취수관.

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