KR100741884B1 - 발포우레탄 패커를 이용한 지하수 폐공 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 폐공 처리에 비해 보다 경제적이면서 확실한 폐공이 이루어질 수 있도록 하여 지하수의 오염을 방지하고 깨끗한 지하수 자원을 보존할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 폐공하고자 하는 지하수 심정에 삽입되는 우레탄약액 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 상에 소정의 간격을 두고 설치되어 우레탄약액 주입시 팽창하여 심정의 설치부위를 밀폐하게 되는 제1패커 및 제2패커와; 상기 제1패커를 관통하여 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하도록 설치되는 불투수성 재료 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 내부에 이중관 형태를 이루도록 설치되되, 상기 불투수성 재료 주입관을 통한 불투수성 재료 주입시에 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 있는 공기를 배출시키도록 우레탄약액 주입관을 관통하여 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 설치되는 공기배출관;을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치가 제공된다.

한편, 본 발명은, 폐공하고자 하는 심정 주변의 주변 환경을 검토하는 단계와; 우물의 심도, 지하수위, 케이싱의 유무, 케이싱이 있을 경우에 케이싱의 구경, 심도, 재질등 폐공의 제원을 조사하는 단계와; 폐공의 제원 조사와는 별도로 이중관 구조를 이루도록 공기배출관이 삽입된 우레탄약액 주입관 상에 제1패커 및 제2패커를 설치함과 아울러, 상기 제1패커를 관통하도록 불투수성 재료 주입관 및 공기배출관을 설치하여 패커조립체의 조립을 완료하는 단계와; 폐공의 제원 조사 완 료 후, 상기 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정 내의 소정 깊이에 삽입되게 설치하는 단계와; 제1패커 및 제2패커가 이격 설치된 우레탄약액 주입관을 포함하는 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정 내의 소정 깊이에 삽입하는 단계와; 상기 제1패커 및 제2패커 내부에 우레탄약액을 주입하고 발포시키는 단계와; 상기 우레탄약액의 발포가 완료된 후에 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리 방법이 제공된다.

발포우레탄, 패커, 지하수, 폐공, 처리

Description

발포우레탄 패커를 이용한 지하수 폐공 처리장치 및 방법{apparatus and method for obturating a tubular well}

도 1은 기존 폐공 처리장치를 개략적으로 나타낸 것으로서, 장심도 폐공의 부분 되메움 모식도

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 지하수 폐공 처리장치의 시공 과정을 보여주는 모식도

도 3은 본 발명에 따른 하수 폐공 처리 장치의 요부 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 심정 20: 우레탄약액 주입관

30: 제1패커 31: 제2패커

40: 불투수성 재료 주입관 50: 공기배출관

300: 제1상부패킹 301: 제1하부패킹

305,315: 부직포 306,316: 체결밴드

310: 제2상부패킹 311: 제2하부패킹

200: 약액주입공

본 발명은 지하수 폐공 처리장치 및 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하수 개발 후 장기간의 양수(揚水)로 인해 지하수가 고갈되어 심정의 폐쇄가 요구되거나 지하수 개발의 실패로 인하여 지하수 개발공을 폐공 처리를 하거나 지하수 개발이용 후 방치된 관정을 폐공 처리함에 있어 발포우레탄 패커(packer)를 이용하여 손쉽고 경제적으로 확실한 폐공 처리가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 지하수는 빗물이나 지표수가 지층을 통과하여 지하에 보존되어 있는 물을 말하며, 지층을 통과할 때 토양의 여과 및 이온 교환 능력에 따라 상당히 깨끗한 상태로 존재한다.

이러한 지하수는, "지하의 지층이나 암석사이의 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물"로 지하수법(제2조)에서 정의하고 있다.

그리고, 지하수는 물이 지하에서 어떤 상태로 존재하느냐에 따라서 크게 간극수(間隙水)와 열극수(裂隙水)로 나뉜다. 자갈·모래·점토나 이들의 혼합물로 이루어진 미고결된 암석에는 고결된 암석보다 틈새가 많아 다량의 지하수를 함유하고 있는데, 이를 간극수라고 한다. 지하수라 하면 보통은 간극수를 의미한다. 또한 고결된 암석 중에는 큰 절리(節理)·열극·용암터널 등의 공동이 있어 그 곳에 물이 괴 있는 경우가 있는데, 이를 열극수라고 한다. 특히 석회암의 공동에 괸 물을 동혈수(洞穴水)라 하기도 한다. 간극수나 열극수의 기원은 눈이나 비 등의 천수(天水)로부터 유래한다. 지하에 스며든 천수는 암석의 표면에 피막을 만들고, 피막이 어느 정도 두꺼워지면 물은 보다 깊은 곳으로 이동한다. 그러다가 어느 정도의 깊 이에서는 그 하부에 있는 불투수층(不透水層)에 막혀서 하강을 중지하고 그 곳에 정체된다. 지하수는 이와 같이 집적된 물을 말한다.

지하에서 지하수로 포화된 투수층(透水層)을 대수층(帶水層)이라 하며, 이 대수층의 표면을 지하수면이라 한다. 한편, 지하수면 상부의 투수층에도 포화상태를 이루지 않은 지하수가 존재한다. 투수층이 두꺼워서 중간에 다소 수평한 불투수층이 끼어 있는 경우, 불투수층 상부에 대수가 이루어지기도 하는데, 이를 주수(宙水)라고 한다.

우리나라에서 최초로 지하수자원 개발을 시도한 것은 1936년 중앙시험소가 공업용수의 확보를 위한 지점조사(地點調査)의 성격을 띠고 시추 및 착정(鑿井)을 한 것부터이다.

이 후, 1969년에 '지하수개발공사'가 발족되고, 1970년에 '지하수개발공사'와 '토지개량조합연합회'를 통합하여 '농업진흥공사'가 발족됨에 따라 지하수개발사업은 한 차원 높은 단계로 접어들기 시작하였으며, 현재는 식수나 농업용수 혹은 공업용수 공급 등의 여러 가지 목적으로 각 시·도·군·읍·면에 걸쳐 전국적으로 수많은 지하수 개발이 이루어지거나 진행중인 실정이다.

한편, 지하수 개발 및 이용 또는 지질조사 등을 위하여 굴착한 공이 당초 기대에 못 미치거나 소기의 목적을 달성하여 더 이상 사용하지 않는 경우, 폐공이 발생하게 되는데, 폐공이 발생하는 구체적인 경우는 다음과 같다.

먼저, 지하수 개발 과정에 있어서는, 취수량이 부족하여 소기의 목적을 달성할 수 없는 경우나, 시공 상태가 불량하여 이용하지 못하게 되는 경우나, 수질이 이용목적에 부적합하여 이용하지 못하게 되는 경우에 폐공이 발생하게 된다.

그리고, 지하수 이용 과정에 있어서는, 취수량이 급격히 감소되어 사용하지 못하게 되는 경우나, 우물스크린 및 우물자재의 부식으로 오염이 발생하거나 함몰된 경우나, 수질검사 결과가 이용목적에 부적합한 것으로 판정이 내려진 경우나, 지하수 과잉취수로 대수층의 파괴 또는 주위지반의 침하가 발생하는 경우나, 염수의 침입으로 사용이 불가능한 경우나, 내구 연수를 초과하여 노후화된 경우에 폐공이 발생하게 된다.

그리고, 사용목적을 완료하여 더 이상 사용하지 않음으로 폐공이 발생하는 경우가 있으며, 기타 폐공 사례로서는 건축 조사 및 지질조사용 시추공을 방치하는 경우나 상수도 공급에 따라 생활용수 우물의 사용을 중단하는 경우나, 공장 이전 및 폐쇄에 따라 우물을 방치하는 경우나, 한해대책 등을 위해 긴급히 개발한 우물시설을 방치하는 경우나, 기타 지하수법 또는 다른 법률의 규정에 의하여 폐쇄해야 하는 경우가 있다.

한편, 위와 같이 지하수 이용을 위해 개발된 관정이나 지질조사 등을 위하여 굴착한 공이 당초 기대에 못 미치거나 소기의 목적을 달성하여 더 이상 사용하지 않아 폐공 처리되어야 함에도 그렇지 못하고 방치되는 경우에는 여러 가지 심각한 문제를 야기하게 된다.

즉, 관정을 그대로 폐기하면 빗물이 흙을 통하는 과정없이 바로 지하수와 맞닿게 되고 또한 지표에 존재하는 여러 가지 오염물질들이 그대로 지하수의 수맥과 맞닿게 되어 수맥이 오염된다.

처음에는 식수로도 사용할 수 있을 정도의 지하수였더라도 이런 버려진 관정이 하나라도 있다면, 이 지하수의 수맥은 얼마 지나지 않아 대장균을 비롯한 미생물과 다른 오염물질에 오염되어 먹지못하고 사용하지 못하는 물로 바뀌게 된다.

지하수를 화학비료와 축산폐수로부터 어떻게 보호할 것인가가 시급한 과제로서, 비료 등 유기물에서 발생한 질산성 질소는 쉽게 땅속으로 침투해 지하수를 오염시키기 때문이다.

여기에 더 큰 문제는 지하수 수맥이 한 장소에서 머무르는 것이 아니라 지하의 수맥을 따라 흘러가는 것이라는 데에 있다. 즉, 하나의 폐관정이 주위 수백킬로미터를 흐르는 지하수 전체를 오염시킬 수 있는 광역적 오염원이 될 수도 있다는 점에서 폐관정을 그대로 방치할 경우에는 크나큰 문제를 야기하게 되는 것이다.

한편, 한번 폐공 속으로 오염물질이 들어가면 정화할 방법이 없어 전문가들은 폐공을 지구 속까지 오염시키는 일이라고 말하고 있으나, 현실적으로는 매년 갈수기에 지하 관정을 뚫어 지하수를 찾아 그대로 지하수만 쓰고 버리거나, 지하수를 찾지 못하고 뚫어만 놓은 폐공들이 엄청나게 많은 실정이다.

따라서, 지금은 이렇게 버려진 폐공들로 인한 문제의 심각성에 대한 인식이 확산되면서, 각 시·도를 비롯하여 관계당국에서는 폐공의 처리를 위해 포상금까지 주면서 찾아서 폐공을 찾아 이를 처리하려는 노력을 기울이고 있다.

폐공의 처리과정을 암반층 대형 우물의 경우를 예로 들어 살펴보면, 먼저 주변환경과 지질조건, 폐공 주위의 오염원 존재여부 등을 점검하고, 이어 우물의 심도 및 구경·우물의 지하수위·케이싱의 구경 및 심도·케이싱 재질 등을 조사하 고, 펌프의 종류 및 설치 심도 등 시설 내역을 점검한다.

폐공의 제원 조사 이 후, 폐공 내 펌프등의 양수장비와 기타 이물질이 있을 경우 이를 완전히 제거하고, 폐공 내부가 오염되었을 경우에는 에어 써어징(air surging) 및 우물 소독을 실시한다.

이 후, 암반 대수층 구간(또는 케이싱 미설치 하부구간)에 투수성 재료를 주입하게 되는데, 투수성 재료는 오염이 안 된 깨끗한 모래를 주입하되, 모래 주입은 주입관을 공내에 삽입하고 콤프레샤를 사용하여 주입한다. 투수성 재료 주입시 주입심도 20m마다 주입량과 주입된 심도를 측정한다.

그리고, 상부 보호공 시설이 있을 경우에는 헐기 및 부수기로 터파기를 실시하여 상부보호공 시설을 제거하게 된다.

이어, 케이싱의 인발 가능성을 확인하여 인발 가능할 경우에는 케이싱을 유압잭, 체인블럭, 포크레인등의 장비를 이용하여 인발 제거한 다음, 시멘트밀크나 시멘트몰탈, 벤토나이트, 점토등 불투수성 재료를 주입하고, 지표부 표면을 처리한 다음, 주변 정리를 시행한다.

상기에서 케이싱의 인발 가능성이 없을 경우에는, 지표부 터파기를 하여 케이싱을 절단하게 되며, 그 다음 불투수성 재료 주입 과정부터는 케이싱 인발시와 동일하게 처리한다.

한편, 심도 300m 이상의 폐공 조건에서는 폐공 처리시 위의 암반층 대형 우물의 폐공 처리 과정과 유사한 과정을 따르데, 다음과 같은 몇몇 다른 처리 과정이 수반된다.

즉, 심도 300m 이상의 폐공 조건에서는 폐공내 이물질 제거 후에 공내검층 및 TV촬영으로 공내상태를 점검하게 되는 과정이 추가되고, 불투수성 재료 주입에 앞서 특수 제작된 샌드 플러그(plug sandbag) 설치 과정이 추가된다.

이러한 샌드 플러그 설치는 심도가 깊을 경우에 전부 메우지 않고 부분 메우기를 행하기 위하여 필요한데, 부분 되메움은 심층구간에 붕괴 위험이 없고 오염 우려가 없는 경우에 하부 구간에는 되메움을 하지 않고 상부 구간에만 부분 되메움을 하는 것으로, 샌드 플러그를 설치하고 그 윗부분을 지표까지 불투수성 재료로 되메움하는 방법으로서, 이러한 폐공 처리 공법은 심도가 너무 깊거나 공내부에 함몰구간이 있어 전구간을 되메움 하기에는 경제적, 기술적 문제가 있는 경우에 적용된다.

그러나, 이와 같은 종래에는 폐공 처리에는 다음과 같은 기술적 문제점 및 한계가 존재하고 있는 실정이다.

먼저, 기존의 폐공 처리장치에서는 도 1의 장심도 폐공의 부분 되메움 모식도에 도시된 바와 같이, 심정(10) 내에 샌드 플러그(1)가 끈(2)에 의해 매달린 상태를 유지하도록 설치된 상태에서 자갈(4) 및 모래(5)가 채워지고 그 위로 시멘트밀크(3)와 같은 불투수성 재료가 채워지게 되는데, 끈(2)에 의해 매달린 샌드 플러그(1)에 의해 공(孔) 내부의 공간이 분리되는 구조이므로, 샌드 플러그(1)의 공간 분리성능에 대한 신뢰성이 높지 못한 단점이 있다.

즉, 샌드 플러그(1)와 폐공 내주면과의 밀착 정도가 낮아 그 위로 불투수성 재료의 채움에 있어서 여러 가지 문제가 발생할 우려가 높고, 장기간이 지난 후에 까지 폐공 처리의 신뢰성을 담보하기 어려운 점이 있다.

또한, 끈(2)으로 샌드 플러그(1)를 지지하므로 샌드 플러그의 무게 및 불투수성 재료로서 시멘트밀크(3) 등을 채우는 과정에서의 그라우팅 압력에 견딜 수 있도록 끈의 재질 및 두께 등이 선정되어야 하고, 샌드 플러그(1)와 끈(1)의 결속뿐만 아니라 끈의 관정 입구에 대한 고정 작업이 별도로 이루어져야 하므로 시공 과정이 매우 복잡해지고 비경제적으로 이루어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 폐공 처리에 비해 보다 경제적이면서 확실한 폐공이 이루어질 수 있도록 하여 지하수의 오염을 방지하고 깨끗한 지하수 자원을 보존할 수 있는 새로운 방식의 지하수 폐공 처리장치 및 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폐공하고자 하는 지하수 심정에 삽입되는 우레탄약액 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 상에 소정의 간격을 두고 설치되어 우레탄약액 주입시 팽창하여 심정의 설치부위를 밀폐하게 되는 제1패커 및 제2패커와; 상기 제1패커를 관통하여 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하도록 설치되는 불투수성 재료 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 내부에 이중관 형태를 이루도록 설치되되, 상기 불투수성 재료 주입관을 통한 불투수성 재료 주입시에 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 있는 공기를 배출시키도록 우레탄약액 주입관을 관통하여 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 설 치되는 공기배출관;을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치가 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 폐공하고자 하는 지하수 심정에 삽입되는 우레탄약액 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 상에 소정의 간격을 두고 설치되어 우레탄약액 주입시 팽창하여 심정의 설치부위를 밀폐하게 되는 제1패커 및 제2패커와; 상기 제1패커를 관통하여 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하도록 설치되는 불투수성 재료 주입관과; 상기 우레탄약액 주입관 내부에 이중관 형태를 이루도록 설치되되, 상기 불투수성 재료 주입관을 통한 불투수성 재료 주입시에 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 있는 공기를 배출시키도록 우레탄약액 주입관을 관통하여 설치되는 공기배출관;을 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치가 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 폐공하고자 하는 심정 주변의 주변 환경을 검토하는 단계와; 우물의 심도, 지하수위, 케이싱의 유무, 케이싱이 있을 경우에 케이싱의 구경, 심도, 재질등 폐공의 제원을 조사하는 단계와; 폐공의 제원 조사와는 별도로 우레탄약액 주입관 상에 제1패커 및 제2패커를 설치함과 아울러, 상기 제1패커를 관통하도록 불투수성 재료 주입관 및 공기배출관을 설치하여 패커조립체의 조립을 완료하는 단계와; 폐공의 제원 조사 완료 후, 상기 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정 내의 소정 깊이에 삽입되게 설치하는 단계와; 제1패커 및 제2패커가 이격 설치된 우레탄약액 주입관을 포함하는 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정 내의 소정 깊이에 삽입하는 단계와; 상기 제1패커 및 제2패커 내부에 우레탄약액을 주입하고 발포시키는 단계와; 상기 우레탄약액의 발포가 완료된 후에 상기 제1패커와 제2패커 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리 방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 지하수 폐공 처리장치의 시공 과정을 보여주는 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폐공 처리 장치의 요부 사시도로서, 본 발명에 따른 지하수 폐공 처리장치는, 폐공하고자 하는 지하수 심정(10)에 삽입되는 우레탄약액 주입관(20)과; 상기 우레탄약액 주입관(20) 상에 소정의 간격을 두고 설치되어 우레탄약액 주입시 팽창하여 심정(10)의 설치부위를 밀폐하게 되는 제1패커(30) 및 제2패커(31)와; 상기 제1패커(30)를 관통하여 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하도록 설치되는 불투수성 재료 주입관(40)과; 상기 우레탄약액 주입관(20) 내부에 이중관 형태를 이루도록 설치되되, 상기 불투수성 재료 주입관(40)을 통한 불투수성 재료 주입시에 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 있는 공기를 배출시키도록 우레탄약액 주입관(20)을 관통하여 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 설치되는 공기배출관(50)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1패커(30)는, 우레탄약액 주입관(20)에 소정간격을 두고 삽입되는 소정 직경의 제1상부패킹(300) 및 제1하부패킹(301)과, 상기 제1상부패 킹(300)과 제1하부패킹(301)의 외주면을 감싸면서 설치되어 상기 제1상부패킹(300)과 제1하부패킹(301) 사이의 공간을 밀폐하게 되는 부직포(305)와, 상기 부직포(305)의 양단부가 상기 제1상부패킹(300) 및 제1하부패킹(301)의 외주면에 각각 고정되도록 하는 체결밴드(306)를 포함하여 구성된다.

상기 제2패커(31)는, 우레탄약액 주입관(20)에 소정간격을 두고 삽입되는 소정 직경의 제2상부패킹(310) 및 제2하부패킹(311)과, 상기 제2상부패킹(310)과 제2하부패킹(311)의 외주면을 감싸면서 설치되어 상기 제2상부패킹(310)과 제2하부패킹(311) 사이의 공간을 밀폐하게 되는 부직포(315)와, 상기 부직포(315)의 양단부가 상기 제2상부패킹(310) 및 제2하부패킹(311)의 외주면에 각각 고정되도록 하는 체결밴드(316)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 우레탄약액 주입관(20)의 상기 제1패커(30)의 내측 및 제2패커(31)의 내측 위치에 해당하는 관로 외주면상에는 상기 제1패커(30) 및 제2패커(31) 내측으로 우레탄약액이 주입되도록 하는 약액주입공(200)이 형성된다.

상기 약액주입공(200)은 관 길이방향을 따르는 장공 형태로 형성되되, 상기 우레탄약액 주입관(20)의 외주면 상에 원주방향을 따라 복수개 형성됨이 바람직하나, 상기 약액주입공(200)의 형태 및 갯수는 반드시 이에 한정되지 않는다.

이와 같이 구성된 본 발명의 장치를 이용한 지하수 심정의 폐공 처리 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 폐공하고자 하는 심정(10) 주변의 주변 환경을 검토한다. 즉, 주변환경 등 작업여건과 오염물질 유입 여부등을 점검한다.

다음으로, 우물의 심도, 지하수위, 케이싱의 유무, 케이싱이 있을 경우에 케이싱의 구경, 심도, 재질등 폐공의 제원을 조사한다.

그리고, 폐공의 제원 조사 이후, 폐공 내 펌프등의 양수장비와 기타 이물질이 있을 경우 이를 완전히 제거하고, 폐공 내부가 오염되었을 경우에는 에어 써어징(air surging) 및 우물 소독을 실시한다.

한편, 폐공의 제원 조사와는 별도로 우레탄약액 주입관(20) 상에 제1패커(30) 및 제2패커(31)를 설치함과 아울러, 상기 제1패커(30)를 관통하도록 불투수성 재료 주입관(40) 및 공기배출관(50)을 설치하여 패커조립체의 조립을 완료한다.

이때, 본 발명은 공기배출관(50)이 상기 우레탄약액 주입관(20) 내부에 설치되어 이중관 형태를 이루게 되며, 이에 따라 상기 제1패커(30)를 구성하는 제1상부패킹(300)의 면상에 공기배출관 설치용 홀이 형성되지 않아도 된다.

그리고, 폐공의 제원 조사 완료 후, 조립 완료된 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정(10) 내의 소정 깊이에 삽입되도록 설치한다(도 2a 참조).

그리고, 상기 패커조립체의 설치가 완료된 다음에는 상기 제1패커(30) 및 제2패커(31) 내부에 우레탄약액을 주입하고 발포시킨다.

이에 따라, 제1패커(30) 및 제2패커(31) 내부에 채워진 우레탄약액이 발포하면서 제1패커(30) 및 제2패커(31)의 부직포(305,315)는 그 내부에서 발포하는 우레탄약액에 의해 부풀어올라 각각 심정(10)의 내주면에 압착된다(도 2b 참조).

그리고, 상기 우레탄약액의 발포가 완료된 후에 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 시멘트밀크나 시멘트몰탈, 벤토나이트, 점토등 불투수성 재 료를 주입한다(도 2c).

불투수성 재료 주입시 상기 제1패커(30) 및 제2패커(31) 사이 공간에 있는 공기 및 이물질은 우레탄약액 주입관(20) 내부에 이중관 형태로 설치된 공기배출관(50)을 통해 외부로 배출된다.

그리고, 불투수성 재료 주입 및 이에 따른 양생 등이 시행된 후에는 상기 제1패커(30) 상부 구간에 자갈 및 모래를 채운 후, 그 위로 주변 토양으로 다짐하면서 되메우게 된다(도 2d 참조).

그리고, 지표부 표면을 처리한 다음, 주변 정리를 시행한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 부분 되메움 또는 원상복구 과정을 통해 지하수 심정(10)이 효과적으로 폐공 처리된다.

요컨대, 지하수 폐공 처리를 위한 본 발명에 따르면, 이격 설치되는 두개의 발포 우레탄 패커(30)(31)가 지하수 심정(10) 내주면에 압착되도록 한 상태에서, 상기 두개의 발포 우레탄 패커에 의해 폐쇄된 구간 내부에 불투수성 재료를 투입하여 심정(10) 내부의 소정 구간을 밀폐함으로써, 폐공 처리의 신뢰성을 향상시킴과 아울러 기존에 비해 시공성 및 경제성을 향상시킬 수 있게 되며, 특히 장심도 폐공의 경우에는 더욱 효과적이다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

본 발명은 기존 폐공 처리에 비해 보다 경제적이면서 확실한 폐공이 이루어질 수 있도록 하여 지하수의 오염을 방지하고 깨끗한 지하수 자원을 보존할 수 있게 되는 효과를 거두게 된다.

즉, 본 발명은 발포우레탄 패커를 이용하여 지하수 개발과 관련된 폐공을 간단하고 확실하게 폐공 처리함으로써 버려진 폐공들로 인해 야기되는 지하 수자원의 오염을 기존에 비해 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 되며, 지하수 심정 폐공 처리에 있어서의 시공성 및 경제성도 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 폐공하고자 하는 지하수 심정(10)에 삽입되는 우레탄약액 주입관(20)과;

   상기 우레탄약액 주입관(20) 상에 소정의 간격을 두고 설치되어 우레탄약액 주입시 팽창하여 심정(10)의 설치부위를 밀폐하게 되는 제1패커(30) 및 제2패커(31)와;

   상기 제1패커(30)를 관통하여 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하도록 설치되는 불투수성 재료 주입관(40)과;

   상기 우레탄약액 주입관(20) 내부에 이중관 형태를 이루도록 설치되되, 상기 불투수성 재료 주입관(40)을 통한 불투수성 재료 주입시에 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 있는 공기를 배출시키도록 우레탄약액 주입관(20)을 관통하여 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 설치되는 공기배출관(50)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1패커(30)는,

   우레탄약액 주입관(20)에 소정간격을 두고 삽입되는 소정 직경의 제1상부패킹(300) 및 제1하부패킹(301)과, 상기 제1상부패킹(300)과 제1하부패킹(301)의 외주면을 감싸면서 설치되어 상기 제1상부패킹(300)과 제1하부패킹(301) 사이의 공간을 밀폐하게 되는 부직포(305)와, 상기 부직포(305)의 양단부가 상기 제1상부패 킹(300) 및 제1하부패킹(301)의 외주면에 각각 고정되도록 하는 체결밴드(306)를 포함하여 구성되고,

   상기 제2패커(31)는,

   우레탄약액 주입관(20)에 소정간격을 두고 삽입되는 소정 직경의 제2상부패킹(310) 및 제2하부패킹(311)과, 상기 제2상부패킹(310)과 제2하부패킹(311)의 외주면을 감싸면서 설치되어 상기 제2상부패킹(310)과 제2하부패킹(311) 사이의 공간을 밀폐하게 되는 부직포(315)와, 상기 부직포(315)의 양단부가 상기 제2상부패킹(310) 및 제2하부패킹(311)의 외주면에 각각 고정되도록 하는 체결밴드(316)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 우레탄약액 주입관(20)의 상기 제1패커(30)의 내측 및 제2패커(31)의 내측 위치에 해당하는 관로 외주면상에는 상기 제1패커(30) 및 제2패커(31) 내측으로 우레탄약액이 주입되도록 하는 약액주입공(200)이 형성됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 약액주입공(200)은 관 길이방향을 따르는 장공 형태로 형성되되, 상기 우레탄약액 주입관(20)의 외주면 상에 원주방향을 따라 복수개 형성됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치.
5. 제 1 항, 제 3 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 불투수성 재료는 시멘트밀크나 시멘트몰탈, 벤토나이트, 점토 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리장치.
6. 제 1 항의 지하수 폐공 처리장치를 이용한 지하수 폐공 처리방법에 있어서,

   폐공하고자 하는 심정(10) 주변의 주변 환경을 검토하는 단계와;

   우물의 심도, 지하수위, 케이싱의 유무, 케이싱이 있을 경우에 케이싱의 구경, 심도, 재질등 폐공의 제원을 조사하는 단계와;

   폐공의 제원 조사와는 별도로, 관 내부에 이중관 형태를 이루도록 공기배출관(50)이 설치되는 우레탄약액 주입관(20) 상에 제1패커(30) 및 제2패커(31)를 설치함과 아울러, 상기 제1패커(30)를 관통하여 불투수성 재료 주입관(40)을 설치하여 패커조립체의 조립을 완료하는 단계와;

   폐공의 제원 조사 완료 후, 상기 패커조립체를 폐공하고자 하는 지하수 심정(10) 내의 소정 깊이에 삽입하는 단계와;

   상기 제1패커(30) 및 제2패커(31) 내부에 우레탄약액을 주입하고 발포시키는 단계와;

   상기 우레탄약액의 발포가 완료된 후에 상기 제1패커(30)와 제2패커(31) 사이의 공간에 불투수성 재료를 주입하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 불투수성 재료는 시멘트밀크나 시멘트몰탈, 벤토나이트, 점토 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지하수 폐공 처리방법.

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