KR100747153B1

KR100747153B1 - 이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법

Info

Publication number: KR100747153B1
Application number: KR1020050136250A
Authority: KR
Inventors: 김민철
Original assignee: 주식회사 동아지질
Priority date: 2005-12-31
Filing date: 2005-12-31
Publication date: 2007-08-07
Also published as: KR20060005330A

Abstract

본 발명은 이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착공된 수직정으로부터 방사상으로 다수의 수평정을 착공할 때 수평추진케이싱의 내부에 이중스트레이너를 삽입한 상태에서 굴진을 행하고, 수평정을 완전히 착공한 후에는 수평추진케이싱만 제거하여 영구취수관을 설치하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 수직정을 천공하고 이에 수직관을 설치하는 제1단계; 수직정에서 방사상으로 수평정을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관에 슬리브를 설치하는 제2단계; 상기 슬리브로 수평추진헤드를 삽입하고, 입력수관으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관으로 외부로 배출시키면서 수평정을 천공하는 제3단계; 각각의 수평정의 슬리브에 밸브를 설치하는 제4단계를 포함한 지하여과수 영구취수관 설치방법에 있어서, 상기 제3단계는 수평추진헤드에 수평추진케이싱을 연결하고, 상기 수평케이싱의 내부에 이중스트레이너를 일체로 삽입하며, 이중스트레이너의 내부에 입력수관과 토사배출관을 삽입한 상태로 착공하는 공정과; 수평정을 완전히 착공한 후 입력수관과 토사배출관 및 수평추진케이싱을 인발하여 제거하는 공정;으로 구성된 이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법이 제공된다.

수직정, 수평정, 이중스트레이너, 수평추진케이싱

Description

이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법{The installing method of an intake pipe with double strainer}

도 1은 본 발명에 의해 시공된 지하여과수 영구취수관의 설치 상태도

도 2는 수평정을 착공하기 위해 슬리브를 설치한 상태도

도 3은 수평정을 착공하는 상태도

도 4는 하나의 수평정이 완전히 착공된 상태도

도 5는 수평추진케이싱을 제거하는 상태도

도 6은 영구취수관이 완전히 설치된 상태도

도 7은 수평정을 착공하는 과정의 수평추진케이싱의 내부 상세도

도 8은 도 7의 "A"부의 상세 작동 상태도

도 9는 입력수관과 토사배출관을 제거한 상태도

도 10은 수평추진케이싱을 제거한 상태도

도 11은 이중스트레이너의 결합 및 작용 상태도

도 12는 이중스트레이너의 사시도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 수직정 2 : 수직관

3 : 수평정 4 : 슬리브

5 : 수평추진헤드 6 : 입력수관

7 : 토사배출관 8 : 밸브

9 : 수평추진케이싱 10 : 이중스트레이너

11 : 내측스트레이너 12 : 외측스트레이너

13 : 수질개선용여재 14 : 체결공

15 : 체결플랜지 16 : 영구취수관

17 : 추진장치 18 : 통공

19 : 체결구 20 : 패킹

수돗물의 생산을 위하여 호수나 강변에서 수직정을 천공하고, 수직정의 하부 에서 방사상으로 다수개의 수평정을 천공하여 이로부터 필요 용수를 취수하는 공법이 사용된다. 이러한 공법은 호수나 강변의 지하부의 지층구조에 의한 자연 여과와 자정의 기능을 이용함으로써, 원수의 오염을 줄이고자 함에 목적이 있다.

이와 같은 종래의 공법은 다음과 같은 단계로 이루어 진다. 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 스트레이너를 수평추진케이싱의 내부로 삽입시킨 후 스트레이너와 수평추진케이싱과의 사이에 형성된 공간부에 수질개선용여재를 충진시키는 단계; 수평추진케이싱을 제거하는 단계; 수평정의 시작부에 설치된 슬리브에 밸브를 설치하는 단계;를 포함하여 구성된다.

상기에서 사용되는 스트레이너는 지중에서 토사를 제외한 원수만을 취수하기 위한 거름관의 역할을 하는 것으로, 하나의 망이 원통형으로 형성된 관체이고, 다수개가 서로 연결될 수 있도록 관체의 양단부에는 외측으로 돌출된 플랜지가 형성되어 있고, 상기 플랜지에 체결구로써 다수개를 연결하여 사용된다.

상기와 같은 공법을 살펴 보면, 수평추진케이싱과 스트레이너가 별도의 공정으로 수평정에 삽입되고, 수질개선용여재 또한 별도의 공정에서 주입되는 구조이다. 그리고 스트레이너는 단일의 거름망이 관체를 형성하고 있다.

이와 같이 종래의 경우는 많은 공정으로 이루어져 있고, 스트레이너와 상기 공정들에 의해 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 스트레이너는 다수개를 연결하고, 수질개성용여재를 충진하기 위해 양단부에 플랜지가 형성되어 있으므로, 수평추진케이싱의 내부로 스트레이너를 삽입하게 되면 스트레이너의 외측과 수평추진케이싱의 내측으로 공간부가 형성된다.

종래의 공법은 이와 같은 공간부에 수질개선용여재를 충진하여 취수하는 원수의 수질을 양호하게 하고자 하는데 목적이 있으나, 수질개선용여재를 충진한 후 수평추진케이싱을 제거하면 수질개선용여재는 밀도가 낮고 중력의 영행에 의해 아래로 흘러내려 상축부에는 빈 공간부를 만들게 된다. 따라서 빈 공간부에는 수평정의 상측 토사가 붕괴되어 가라앉게 되는 문제점이 발생하여 수질개선용여재의 충진 효과가 상실되고, 점차 토사에 의해 영구취수관이 막히는 문제가 있게 된다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 공법에 나타난 문제점을 해소하기 위한 것으로, 수평정을 착공할 때 스트레이너를 수평추진케이싱의 내부에 일체로 삽입시킨 상태에서 행하여 공정을 단순화 시키고, 스트레이너는 내부와 외부에 두개가 설치되어 관체를 이룬 이중스트레이너의 구조로 되어 있고, 내부와 외부의 스트레이너 사이에 수질개선용여재가 충진됨으로써 공정의 단순화와 수평정의 토사 붕괴를 방지할 수 있어, 취수능력 및 원수 품질의 향상을 가져오는 이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법을 제공함에 있다.

본 발명은 강변이나 호수의 주위에 일정 폭과 깊이를 가진 수직정(1)을 천공하고 이에 수직관(2)을 설치하는 제1단계; 수직정(1)의 하부에서 방사상으로 수평정(3)을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관(2)에 슬리브(4)를 설치하는 제2단계; 상기 슬리브(4)를 통해 지중을 굴착하여 수평추진헤드(5)를 삽입하고, 입력수관(6)으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관(7)으로 외부로 배출시키면서 수평정(3)을 천공하는 제3단계; 각각의 수평정(3)의 슬리브(4)에 밸브(8)를 설치하는 제4단계를 포함한 지하여과수 영구취수관을 설치하는 방법을 개량한 것으로, 상기 제 3단계에 큰 특징이 있다.

즉, 본 발명의 특징을 이루는 제3단계는 수평추진헤드(5)에 수평추진케이싱(9)을 연결하고, 상기 수평추진케이싱(9)의 내부에 이중스트레이너(10)를 일체로 삽입하며, 이중스트레이너(10)의 내부에 입력수관(6)과 토사배출관(7)을 삽입한 상태로 착공하는 공정과; 수평정(3)을 완전히 착공한 후 입력수관(6)과 토사배출관(7) 및 수평추진케이싱(9)을 인발하여 제거하는 공정;으로 구성된다.

상기의 방법에 사용되는 본 발명의 이중스트레이너(10)는 다공판이 원통형으로 형성된 소직경의 내측스트레이너(11)와, 다공판이 원통형으로 형성된 대직경의 외측스트레이너(12)와, 상기 내측스트레이너(11)와 외측스트레이너(12)의 사이 공간에 충진된 수질개선용여재(13)로 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 이중스트레이너(10)의 연결을 위한 구조로서, 내측스트레이너(11)와 외측스트레이너(12)의 양측 단부에는 각각 체결공(14)이 형성된 체결플랜지(15)가 부착된다.

상기의 수질개선용여재(13)는 광물질, 활성탄, 플라스틱, 맥반석, 활석, 형석, 옥, 운모, 제올라이트, 펄라이트 등에서 한 종이상 선택되어 사용된다.

상기와 같은 이중스트레이너(10)를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1단계는 수직정(1)을 천공하고 이에 수직관(2)을 설치하는 단계이다. 이는 도 1과 도 2에 도시되어 있는 것으로, 취수를 위해 호수변이나 강변에 수직정(1)을 천공하고 수직정(1)의 붕괴방지와 수평정(3)의 용이한 착공 및 향후 취수공의 관리를 위해 수직정의 벽면에 수직관(2)을 설치하게 된다.

제 2단계는 수직정(1)에서 방사상으로 수평정(3)을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관(2)에 슬리브(4)를 설치하는 단계로서, 도 2에 도시되어 있다.

많은 양의 물을 취수하기 위하여 다수개의 수평정(3)을 천공하여야 하고, 각각의 수평정(3)에는 향후 수평추진케이싱(9)을 삽입하여 천공을 향하는데, 수평추진케이싱(9)의 외면과 밀착되어 토사가 수직관(2)의 내측으로 유출되지 않도록 방사상으로 천공되는 수평정(3)의 시작부 수직관(2)에 슬리브(4)가 설치되는 것이다.

제 3단계는 본격적으로 수평정(3)을 착공하여 영구취수관(16)을 설치하는 단계로서, 본 발명의 특징을 이루는 단계이다. 우선 영구취수관(16)은 수평추진헤드(5)와 이에 차례로 연결된 다수개의 이중스트레이너(10)로 구성된 것으로 정의 한 다.

수평정(3)을 착공하기 위하여는 슬리브(4)로 수평추진헤드(5)을 삽입하여 굴착을 행할 수 있도록 하고, 수평추진헤드(5)에 수평추진케이싱(9)을 순차적으로 연결하여 굴진시키는 추진장치(17)가 도 3과 같이 설치된다.

그리고 도 3과 같이 수평추진헤드(5)의 후단부에 수평추진케이싱(9)을 연결시켜 추진시키는데, 수평추진케이싱(9)에는 도 7에 도시된 바와 같이 이중스트레이너(10)가 일체로 삽입된 상태로 추진되고, 이중스트레이너(10)의 내부에는 입력수관(6)과 토사배출관(7)이 설치된다. 입력수관(6)과 토사배출관(7)의 수평추진헤드(5)와의 설치 관계는 도 7과 도 8에 도시되어 있는데, 입력수관(6)과 토사배출관(7)의 일측 단부가 수평추진헤드(5)의 내부와 연통되어 있고, 수평추진헤드(5)에는 다수개의 통공(18)이 형성되어 있다.

따라서 입력수관(6)으로 고압의 물을 분사하면서 굴착을 하게 되면, 수평추진헤드(5)의 통공(18)으로 물이 분사되고, 이를 통해 굴착된 토사가 수평추진헤드(5)의 내부로 유입되어 들어오며, 이는 다시 수압에 의하여 토사배출관(7)을 통해 외부로 배출된다.

수평정(3)을 깊게 굴착해 감에 따라 다수개의 수평추진케이싱(9)과 이중스트레이너(10)가 필요하게 되는데, 이 때에는 각각의 단부를 체결구로써 이음하여 사용하면 된다.

이 단계에서 사용하기 위한 본 발명만의 이중스트레이너(10) 구조를 가지는데, 도 12에 사시도가 도시되어 있다. 즉, 이중스트레이너(10)는 다공판이 원통형 으로 형성된 소직경의 내측스트레이너(11)와, 다공판이 원통형으로 형성된 대직경의 외측스트레이너(12)와, 상기 내측스트레이너(11)와 외측스트레이너(12)의 사이 공간에 충진된 수질개선용여재(13)로 구성되고, 다수개를 서로 연결하기 위한 구조는 내측스트레이너(11)와 외측스트레이너(12)의 양측 단부에는 각각 체결공(14)이 형성된 체결플랜지(15)가 부착된다.

이와 같이 수평추진케이싱(9)의 내부에 이중스트레이너(10)를 일체로 삽입된 상태로 하여 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 수평정(3)을 굴착하게 된다. 보다 상세세한 것은 도 7에 도시되어 있는데, 다수개의 입력수관(6)의 연결은 나사체결로 간단히 이루어지고, 수평추진케이싱(9)은 체결구(19)로써 이음되는 것이 도시되어 있다. 물론 이중스트레이너(10)의 연결 구조는 도 11과 도 12에 도시되어 있는데, 체결플랜지(15)의 사이에 패킹(20)을 삽입하여 외부의 토사가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 수평추진헤드(5)에 수평추진케이싱(9)을 연결하고, 상기 수평추진케이싱(9)의 내부에 이중스트레이너(10)를 일체로 삽입하며, 이중스트레이너(10)의 내부에 입력수관(6)과 토사배출관(7)을 삽입한 상태로 착공하게 되는데, 입력수관(6)으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관(7)으로 외부로 배출시키게 된다.

상기와 같이 수평정(3)이 완전히 착공되면, 입력수관(6)과 토사배출관(7)을 인발하여 제거한다. 이와 같이 입력수관(6)과 토사배출관(7)이 제거된 상태가 도 9에 도시되어 있다. 그리고 수평추진케이싱(9)도 인발하여 제거하는데, 이는 도 5와 도 10에 도시되어 있다.

상기에서, 수평추진케이싱(9)을 인발하여 제거하면, 주위를 둘러싸고 있던 토사가 수평추진케이싱(9)의 두께만큼 붕괴되어 지는데, 본 발명에서는 이중스트레이너(10)를 수평추진케이싱(9)의 내부에 일체로 삽입한 후 수평정(3)을 착공하였기 때문에 이러한 토사의 붕괴는 취수에 있어 아무런 영향을 끼치지 않는다.

이에 반하여 종래의 경우는 수평추진케이싱(9)으로 수평정(3)을 완전히 착공한 후에 마지막으로 스트레이너를 삽입하고, 이어서 수평추진케이싱(9)을 인발하여 제거하였으며, 특히 스트레이너의 외주면과 수평추진케이싱(9)의 내주면의 사이에 수질개선용여재(13)가 충진된 후에, 수평추진케이싱(9)이 제거됨으로써, 수질개선용여재(13)가 스트레이너와 토사와의 공간부에 놓이게 되고, 중력과 수평추진케이싱(9)이 제거 된 후의 공간부에 의하여 아래로 흘러 내리게 되어, 더 크게 형성된 공간부로 상부의 토사가 붕괴되어 스트레이너의 역할을 수행할 수 없었다.

그러나 본 발명은 미리 수질개선용여재(13)가 내측스트레이너(11)와 외측스트레이너(12)의 사이에 조밀하게 충진된 상태로 되어 있고, 이러한 구조의 이중스트레이너(10)가 수평정(3)의 굴착시에 수평추진케이싱(9)의 내부에 삽입된 상태로 함게 굴착 진행됨으로써, 수평정(3)의 굴착 완료 후에 수평추진케이싱(9)을 제거하더라도 수질개선용여재(13)가 공간에 의해 아래로 흘러내리는 문제점이 없게 된다. 뿐만 아니라 종래에 비하여 공정도 매우 간편하게 된다.

수평추진케이싱(9)이 제거된 상태가 도 6에 도시되어 있고, 이중스트레이너(10)의 작용 상태가 도 11에 도시되어 있다. 즉, 도 11에서와 같이 이중스트레이너 (10)에 의해 수질개선용여재(13)가 완벽하게 제 기능을 하게 되고, 토사의 붕괴에 의해 기능의 저하가 없게 된다. 따라서 호수변이나 강변의 지하 토사 구조에 의하여 자연정화된 원수는 도 11에서와 같이 수질개선용여재(13)를 통과하면서 다시 정화 및 여과되어 깨끗한 물만을 취수할 수 있게 된다.

제 4단계는 상기의 단계로 수평정(3)의 착공이 완료된 후 수평정(3)의 슬리브(4)에 밸브(8)를 설치하는 단계로서, 도 6에 도시되어 있다.

이와 같이 본 발명은 이중스트레이너(10)을 이용함으로써, 지하여과수 영구취수관을 아주 용이하게 설치할 수 있게 되고, 수평정(3)의 착공 후 토사가 일부 붕괴되더라도 스트레이너의 기능이 유지됨으로써 자연정화된 원수를 재차 걸러줌으로써 양질의 원수를 취수할 수 있는 효과가 있다.

Claims

수직정(1)을 천공하고 이에 수직관(2)을 설치하는 제1단계; 수직정(1)에서 방사상으로 수평정(3)을 천공하기 위하여 일정간격으로 수직관(2)에 슬리브(4)를 설치하는 제2단계; 상기 슬리브(4)로 수평추진헤드(5)를 삽입하고, 입력수관(6)으로 고압의 물을 분사하고 굴착된 토사를 토사배출관(7)으로 외부로 배출시키면서 수평정(3)을 천공하는 제3단계; 각각의 수평정(3)의 슬리브(4)에 밸브(8)를 설치하는 제4단계를 포함한 지하여과수 영구취수관 설치방법에 있어서, 상기 제3단계는 수평추진헤드(5)에 수평추진케이싱(9)을 연결하고, 상기 수평추진케이싱(9)의 내부에 이중스트레이너(10)를 일체로 삽입하며, 이중스트레이너(10)의 내부에 입력수관(6)과 토사배출관(7)을 삽입한 상태로 착공하는 공정과; 수평정(3)을 완전히 착공한 후 입력수관(6)과 토사배출관(7) 및 수평추진케이싱(9)을 인발하여 제거하는 공정;으로 구성됨을 특징으로 하는 이중스트레이너를 이용한 지하여과수 영구취수관 설치방법.
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