KR100886787B1 - 하수암거 차수공법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수암거 차수공법 및 장치에 관한 것으로서, 이는 기존의 노후화된 하수암거를 보수하기 전에 그 암거를 통해 흐르는 하수를 특정구간 내에서 차단하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀(110)이 설치된 암거(100)의 특정구간을 차수하기 위한 장치 및 그 공법으로서, 복수개의 맨홀(110) 중 양측 맨홀(111)로 각각 삽입되어 그 맨홀(111)로부터 상기 암거(100) 내측으로 수직하게 고정되는 버팀부(200)와; 상기 버팀부(200)의 외측에 밀착되어 배치되고 상기 암거(100)를 밀폐시키도록 설치되는 물막이부(300)와; 상기 물막이부(300)가 설치됨에 따라 상기 암거(100) 내 수집된 물을 상기 양측 맨홀(111) 중 일측 맨홀로부터 타측 맨홀로 운반하기 위한 펌핑부(400);로 구성된 하수암거 차수장치를 기술된 순서대로 설치함으로써 대형 하수암거의 일정구간 내 물을 차단함과 동시에 수집된 물을 선회시켜 배수할 수 있기 때문에 하수암거 내측의 원활한 유지보수 조건을 확보가능하게 할 수 있다.

하수암거, 맨홀, 펌핑, 물막이, 물돌리기

Description

하수암거 차수공법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTERCEPTING WATER IN SEWAGE CULVERTS}

본 발명은 하수암거 차수공법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유지보수가 행해질 암거의 일정구간으로 물이 유입되지 않도록 차단하고 그 차단된 물을 돌려서 배수할 수 있는 하수암거 차수공법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 하수암거라 함은 지하에 매설되어 오폐수, 하수 등을 하수처리장까지 유도하도록 하기 위한 것으로, 이의 재료로는 주로 콘크리트가 사용되고 그 단면은 원형, 직사각형 또는 타원형이 많다. 지하에 매설된 하수암거는 시간경과에 따른 노후화, 충격에 의한 균열, 체결부위의 신축 등으로 인해 누수가 발생되면 암거 매설지역을 굴착하여 신설하거나 내부의 누수부위를 직접적으로 보수하고 있다.

그러나 전자의 방식은 시공기간과 비용이 증가됨과 더불어 굴착작업에 따른 지반침하 등의 문제가 있기 때문에 이를 해결하기 위해 지면을 굴착하거나 손상된 암거를 철거하지 않고 이를 건식상태에서 보수하기 위한 방식이 사용되고 있는데, 인구밀집 지역으로부터 배출되는 대량의 하수를 하수처리장까지 보내기 위한 대형 하수암거, 예를 들어 1980년대 시공된 한강 주변의 하수암거들은 그 단면이 가로세로 2.8X2.8m 내외에 달하므로 이러한 하수암거의 일정구간을 단순히 가물막이만을 사용하여 건식상태로 유지한 후에 사람이 보수작업을 하기에는 매우 위험할 뿐만 아니라, 가물막이가 대량의 하수유입에 따른 수압을 충분히 견딜 수 있다고 가정할지라도 가물막이가 설치되는 암거부위에 심한 응력집중현상이 발생됨에 따라 가물막이 자체에 의한 암거 훼손이 예상되므로 이러한 대형 하수암거의 유지보수를 위한 전처리 단계로 안정성이 확보된 암거의 차수 장치 또는 공법이 시급히 개발되어야 할 것이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 암거의 건식 유지보수를 위해 전처리 단계로 행해지는 차수과정을 안정적으로 수행하기 위해 물돌리기 방식을 채택한 하수암거 차수공법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀이 설치된 암거의 특정구간을 차수하기 위한 장치로서, 복수개의 맨홀 중 양측 맨홀로 각각 삽입되어 그 맨홀로부터 상기 암거 내측으로 수직하게 고정되는 버팀부와; 상기 버팀부의 외측에 밀착되어 배치되고 상기 암거를 밀폐시키도록 설치되는 물막이부와; 상기 물막이부가 설치됨에 따라 상기 암거 내 수집된 물을 상기 양측 맨홀 중 일측 맨홀로부터 타측 맨홀로 운반하기 위한 펌핑부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 버팀부는 상기 암거의 하면과 밀착되는 하판과 상기 하판의 상면에 배치되는 복수개의 제1 실린더와 상기 제1 실린더에 의해 상기 암거의 상면에 밀착되는 상판으로 구성되고 상기 제1 실린더의 외주면을 따라서 형성된 나선과 맞물려 고정된 손잡이를 통한 회전에 따라 상하로 이동가능한 처짐방지관을 더 포함하며 상기 처짐방지관 하측의 제1 실린더 외주면에는 ㄴ자형의 돌출부가 설치되고 그 돌출부에는 ㄷ자형의 지지프레임이 설치되거나 사각막대가 끼움되는 한편, 상기 하판의 하부와 상판의 상부에는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 물막이부는 각각이 수평한 높이를 갖도록 힌지결합되어 일측으로 회동가능한 복수개의 물막이패널과, 상기 물막이패널을 기계적으로 수평방향을 따라 회동시키기 위해 그 물막이패널 사이에 설치되는 제2 실린더로 구성되고, 상기 물막이패널에는 수직방향으로 관통홀이 형성된 ㄷ자형 삽입리브가 설치되어 있고 상기 제2 실린더에는 그 양단에 체결홀이 형성된 돌출리브가 설치되어 있어 상기 돌출리브 및 삽입리브가 서로간에 힌지결합됨과 더불어 물을 통과시키기 위한 복수개의 관통구가 형성되고 그 관통구는 상기 물막이패널에 힌지결합되어 일측으로 회동가능하고 타측이 상기 물막이패널에 고정될 수 있는 수문에 의해 개폐되며, 상기 물막이패널 상부 내측에는 직육면체 형상의 삽입공간이 형성되어 있고 그 삽입공간에는 상기 물막이패널 상측으로 일부분이 돌출되는 연장패널이 설치되어 상기 연장패널은 상기 물막이패널 및 연장패널에 양측이 고정된 제3 실린더에 의해 상하측으로 이동가능하게 되는데, 상기 물막이패널 및 연장패널의 테두리를 따라서는 제1 삽입홈이 형성되어 이에 공압, 수압 또는 유압에 의해 팽창가능하도록 주입부를 갖는 튜브가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

한편으로 상기 물막이부는 각각이 슬라이딩방식에 따라 좌우측으로 이동가능하게 서로간에 일부분이 겹쳐져 배치되는 복수개의 슬라이딩박스와, 그 복수개의 슬라이딩박스 중 양측에 위치한 슬라이딩박스와 중앙에 위치한 슬라이딩박스를 연결하기 위한 복수개의 제4 실린더로 구성되는데, 상기 슬라이딩박스의 테투리를 따라 형성된 제2 삽입홈에는 공압, 수압 또는 유압에 의해 팽창가능하도록 주입부를 갖는 튜브가 삽입되고 상기 중앙의 슬라이딩박스 상부에는 복수개의 상기 슬라이딩박스가 이동됨에 따라 상기 튜브가 쳐지거나 펴지는 위치를 안내하기 위한 롤러가 복수개 설치되고 상기 롤러 하측에는 상기 튜브와 고리로 연결된 로프를 감거나 펴기 위한 제1 도르레가 회전가능하게 축고정되고 양측의 상기 슬라이딩박스 중 일측에는 상기 제1 도르레에 설치된 로프의 방향을 안내하기 위한 가이드폴이 설치되며, 상기 가이드폴에 형성된 수직홀에 관통되어 설치된 상기 로프 끝단에는 상기 슬라이딩박스의 이동에 따라 상기 튜브의 길이를 조절하기 위한 무게추가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 펌핑부는 상기 암거 내 수집된 물을 운반하기 위한 이송관과, 상기 이송관의 일단에 설치되어 물의 흡입상태를 제어하기 위한 개폐부와, 상기 이송관의 타단에 설치되어 출수량을 제어하기 위한 차폐부와, 상기 개폐부로부터 수직하게 위치되는 상기 이송관의 최상부에 설치되어 이 이송관을 진공상태로 만들기 위해 사용되는 흡입밸브로 구성되는데, 상기 개폐부는 일측이 상기 이송관에 회동가능하게 힌지결합되어 상기 이송관을 개폐시키기 위한 개폐패널과 상기 개폐패널 위로 상기 이송관에 설치되는 지지폴과, 상기 지지폴에 회전가능하게 축결합되는 제2 도르레와, 일측이 상기 개폐패널에 고정된 상태로 상기 제2 도르레를 권회하여 설치되는 제어끈과, 상기 제어끈 끝단에 설치되어 상기 암거 내 수집된 물의 수위에 따라 상하로 이동되는 부유재로 구성되며, 상기 차폐부는 일측이 상기 이송관에 회동가능하게 힌지결합되어 상기 이송관을 개폐시키기 위한 차폐패널과, 일측이 상기 차폐패널에 고정되어 상기 맨홀 외측으로 인출가능한 길이를 갖는 조절끈으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기된 바와 같은 하수암거 차수장치를 사용하여 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀이 설치된 암거의 특정구간을 차수하기 위한 방법으로서, 상기 버팀부를 복수개의 맨홀 중 양측 맨홀로 각각 삽입하여 그 맨홀로부터 상기 암거 내측으로 설치하는 버팀부설치단계와; 상기 물막이부의 수문을 개방한 상태로 상기 버팀부 외측에 밀착하도록 설치하는 물막이부설치단계와; 상기 양측 맨홀을 통해 상기 암거에 상기 펌핑부를 설치하는 펌핑부설치단계와; 상기 펌핑부의 차폐패널을 통해 상기 차폐부를 폐쇄하는 차폐부폐쇄단계와; 상기 물막이부의 수문을 폐쇄하는 수문폐쇄단계와; 상기 이송관을 흡입밸브를 통해 진공상태로 만든 다음으로 상기 차폐부를 개방하는 차폐부개방단계와; 상기 개폐부의 부유재가 수위에 의해 상하로 이동됨에 따라 상기 이송관으로 흡입되는 물의 양을 조절하는 수량조절단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 하수암거 차수공법 및 장치는 암거의 일정구간으로 물이 유입되는 것을 방지하기 위해 버팀재 및 물막이부로 그 구간이 건식상태로 유지되도록 하고 물막이부에 의해 수집되는 물을 펌핑부를 통해 물돌리기를 함으로써 높은 수압에 의해 물막이부가 파괴되는 것을 방지할 수 있어 작업자가 안전하게 암거를 보수하는 조건을 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 하수암거 차수공법 및 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치의 설치상태를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 하수암거 장치는 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀(110)이 설치된 암거(100)의 특정구간을 차수하기 위한 장치로서, 기본적으로 복수개의 맨홀(110) 중 양측 맨홀(111)로 각각 삽입되어 그 양측 맨홀(111)로부터 암거(100) 내측으로 설치되는 버팀부(200)와, 버팀부(200)의 외측에 밀착되어 배치되고 암거(100)의 횡단면을 밀폐시키기 위해 설치되는 물막이부(300)와, 물막이부(300)의 설치에 따라 양측 맨홀(111) 중 일측 맨홀에 수집되는 물을 타측 맨홀로 운반하기 위한 펌핑부(400)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 지지프레임을 사용한 버팀부를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 사각막대를 사용한 버팀부를 도시한 사시도이다.

상기 버팀부(200)는 물막이부(300)가 수압에 의해 설치된 위치로부터 이동되는 것을 방지하기 위한 것으로 암거(100)의 내측 하면에 밀착되는 하판(210)과, 하판(210)의 상면에 안착되어 직립되는 복수개의 제1 실린더(220)와, 제1 실린더(220)에 의해 암거(100)의 내측 상면에 밀착되는 상판(230)으로 구성되는데, 하판(210)의 하부와 상판(230)의 상부에는 요철부(211)가 형성되어 있어 이에 의해 그 각각이 배치되는 암거(100)의 하면 및 상면에서 하판(210) 및 상판(230)이 미끌 어지는 현상을 방지할 수 있고 도면에는 도시되지 않았으나 제1 실린더(220)의 하부가 하판(210)에 형성된 홈에 끼움되고 그 상부가 상판(230)에 형성된 홈에 끼움될 수 있도록 함으로써 제1 실린더(220)의 길이가 연장됨에 따라 이의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있거나 하판(210), 제1 실린더(220) 및 상판(230)을 일체로 하여 제작하는 것도 가능하다. 제1 실린더(220)는 하판(210) 및 상판(230)을 암거(100)에 밀착시키기 위한 것으로 유압, 공압 또는 수압에 의해 작동될 수 있다. 이러한 하판(210) 및 상판(230)의 크기는 그 일면이 물막이부(300)에 밀착되도록 하여 물막이부(300)에 가해지는 수압에 대해 물막이부(300)를 지지할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 버팀부(200)의 제1 실린더(220)에 작용하는 유압, 공압 또는 수압이 떨어져 암거(100)에 하판(210) 및 상판(230)이 견고히 밀착되지 못하는 것을 방지하기 위해, 제1 실린더(220)의 상부 외주면을 따라 나선을 형성하고 그 나선에 맞물려 회전에 따라 상하로 이동가능한 처짐방지관(222)을 더 설치할 수 있으며 이러한 처짐방지관(222)에 외측으로 돌출되는 손잡이(221)를 형성함으로써 이를 원활히 회전시킬 수 있으므로 처짐방지관(222)을 상판(230)의 하면에 밀착 고정시키게 되면 제1 실린더(220)의 수압이 약해지더라도 처짐방지관(222)에 의해 하판(210) 및 상판(230)의 밀착상태가 변경되지 않을 수 있다. 또한 상기 처짐방지관(222) 하측의 제1 실린더(220) 외주면에는 ㄴ자형의 돌출부(223)가 설치되어 있어, 이의 수직부에 끼움되는 ㄷ자형 지지프레임(224)이나 그 수직부 및 수평부 공간에 끼움 삽입되 는 사각막대(225)를 사용하여 복수개의 제1 실린더(220)들이 서로간에 수평하게 배치된 상태를 유지하도록 할 수 있으며, 지지프레임(224)을 사용하는 경우에는 이의 일단면이 물막이부(300)에 밀착되도록 함으로써 물막이부(300)가 수압에 대항하는 정도를 향상시킬 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부를 도시한 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부의 물막이패널 동작상태를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부의 수문 동작상태를 도시한 도면이다.

상기 물막이부(300)는 버팀부(200) 외측으로 설치되어 암거(100)의 일정구간으로 물이 유입되지 않도록 하기 위한 것으로, 제1 실시예에 따른 물막이부(300)는 기본적으로 각각이 수평한 높이를 갖도록 힌지결합되어 적어도 일측으로 회동가능한 물막이패널(310)과, 복수개의 물막이패널(310) 사이에 가로방향으로 설치되어 물막이패널(310)을 수평하게 회동시키도록 관체를 통해 외부로부터 가해지는 유압, 공압 또는 수압에 의해 작동하는 제2 실린더(320)로 구성되며, 이러한 접이식 구성은 암거(100)의 맨홀(110)로 물막이부(300)를 용이하게 삽입하여 그 암거(100) 내측에 설치하기 위한 것이다.

상기 물막이패널(310)과 제2 실린더(320)의 체결구조를 살펴보면, 물막이패널(310)에 수직방향으로 관통홀이 형성된 ㄷ자형 삽입리브(311)를 설치하고 이 삽입리브(311)에 끼움되어 핀 고정되도록 체결홀이 형성된 돌출리브(321)를 제2 실린더(320)의 양단에 회동가능하게 설치함으로써 제2 실린더(320)가 수평방향으로 길이변화를 가짐에 따라 물막이패널(310)이 접히거나 펴지게 된다. 물이 유입되는 방향의 수압에 의해 물막이패널(310)이 그 유입 방향의 반대측으로 접히지 않기에 물막이패널(310) 및 제2 실린더(320)의 체결구조가 충분히 견고해야 함은 당연할 것이다.

추가적으로 상기 물막이패널(310)의 상부 내측에는 직육면체 형상의 삽입공간이 형성되어 있고 그 삽입공간에는 물막이패널(310) 상측으로 일부분이 돌출되는 연장패널(330)이 설치되는데, 물막이부(300)가 암거(100)의 횡단면을 전체적으로 밀폐시키는 크기를 가져야 하나 암거(100)에 직립되어 설치되기 위해서는 암거(100) 내측 높이보다 다소 적은 높이를 가져야 하므로 그에 따라 발생되는 이격 공간을 그 연장패널(330)을 통해 감소시키기 위한 것으로, 연장패널(330)은 양측이 물막이패널(310)과 연장패널(330)에 수직하게 고정된 제3 실린더(340)에 의해 상하측으로 이동가능하게 된다.

또한 상기 물막이패널(310)에는 물을 통과시키기 위한 복수개의 관통구가 형성되어 있고 그 관통구는 물막이패널(310)에 힌지결합되어 일측으로 회동가능하고 타측이 물막이패널(310)에 고정될 수 있는 수문(350)에 의해 개폐상태가 될 수 있는데, 이 수문(350)은 물막이부(300)를 암거(100)에 설치할 시에 물을 흘려보내기 위한 것으로 본 발명의 하수암거 차수장치를 설치할 때에 흐르는 물의 양이 적으면 상관없으나 그 양이 많은 경우에는 수문(350)을 통해 흘려보내 시공과정을 용이하게 할 수 있다. 제1 또는 제2 실린더(220, 320)의 체결구조와 같이 회전운동이 가능한 실린더를 사용하여 수문(350)의 개폐상태가 조절되거나 단순히 수작업에 의해 수문(350)을 개폐시키도록 물막이패널(310)과 수문(350)에 빗장 체결구조가 추가될 수도 있다.

한편으로 물막이패널(310) 및 연장패널(330)의 테두리를 따라 제1 삽입홈(314)을 형성하고 이에 공압, 수압 또는 유압에 의해 팽창가능하도록 주입부를 갖는 튜브(360)가 삽입될 수 있는데, 이러한 튜브(360)는 제1 삽입홈(314)에 접착제에 의해 고정될 수 있고 팽창됨에 따라 암거(100) 및 물막이부(300)간의 미세한 공극을 메꾸기 위한 것이다. 튜브(360)를 대신하여 제1 삽입홈(314)에 고정되어 외측으로 돌출되는 고무패킹과 같은 것이 사용될 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제2 실시예에 따른 물막이부를 도시한 정면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제2 실시예에 따른 물막이부의 동작원리를 도시한 도면이다.

제2 실시예에 따른 상기 물막이부(300)는 각각이 슬라이딩방식에 따라 좌우측으로 이동가능하게 서로간에 일부분이 겹쳐져 배치되는 복수개의 슬라이딩박스(370)와, 그 복수개의 슬라이딩박스(370) 중 양측에 위치한 슬라이딩박스(371)와 중앙에 위치한 슬라이딩박스(372)를 연결하기 위한 복수개의 제4 실린더(380)로 구성되는데, 이러한 구조는 물막이부(300)의 사이즈를 대폭적으로 감소 또는 확대시키기 위한 것으로 양측 슬라이딩박스(371)와 중앙의 슬라이딩박스(372)는 상기된 바와 같은 제3 실린더(340)의 체결방식에 따라 직진운동 가능하게 연결되어 수평방향으로 슬라이딩박스(370)의 길이가 가변적이게 될 수 있다.

또한 상기 복수개의 슬라이딩박스(370)에는 그 테두리를 따라서 제2 삽입홈이 형성되어 있어 이에 상기된 바와 같은 주입부를 갖는 튜브(360)가 특정부분, 예로써 하측 튜브(360)만이 접착제로 제2 삽입홈에 고정된 상태로 삽입되고, 중앙의 슬라이딩박스(372) 상부에는 복수개의 슬라이딩박스(370)가 이동됨에 따라 튜브(360)가 쳐지거나 펴지는 위치를 안내하는 롤러(374)가 복수개 설치되고, 롤러(374) 하측에는 튜브(360)와 고리로 연결된 로프(376)를 감거나 펴기 위한 제1 도르레(377)가 회전가능하게 축고정되고, 양측의 슬라이딩박스(371) 중 일측에는 제1 도르레(377)에 설치된 로프(376)의 방향을 안내하기 위한 가이드폴(378)이 설치되며, 가이드폴(378)에 형성된 수직홀에 관통되어 설치된 로프(376) 끝단에는 양측 슬라이딩박스(371)의 이동에 따라 튜브(360)의 길이를 조절하기 위한 무게추(379)가 설치된다. 이와 같은 구조를 통해 제4 실린더(380)의 내압이 제거됨에 따라 양측의 슬라이딩박스(371)가 중앙의 슬라이딩박스(372) 내측으로 삽입될 경우에는 무게추(379)가 하측으로 이동하면서 튜브(360)를 제1 도르레(377)에 감기도록 하고, 제4 실린더(380)의 내압이 증가됨에 따라 양측 슬라이딩박스(371)가 좌우측으로 연장되면서 튜브(360)가 제2 삽입홈을 따라 늘어남과 동시에 무게추(379)가 올라가게 된다. 이러한 제2 실시예에 따른 물막이부(300)는 수문의 역할을 양측 슬라이딩박스(371)의 연장길이 조절을 통해 암거(100) 측면과 물막이부(300)의 이격거리를 조절함으로써 대신할 수 있다.

도 1에서와 같이, 상기 펌핑부(400)는 암거(100)에 설치된 복수개의 맨홀(110)에서 양측 중 일측 맨홀(111)을 통해 암거(100) 내 수집된 물을 차수구간을 선회하여 다시 타측 맨홀(111)을 통해 암거(100)로 운반하기 위한 수단으로, 물의 이송경로가 되는 이송관(410)과, 이송관(410)의 일단에 설치되어 물의 흡입상태를 제어하기 위한 개폐부(420)와, 이송관(410)의 타단에 설치되어 출수량을 제어하기 위한 차폐부(430)와, 개폐부(420)로부터 수직하게 위치되는 이송관(410)의 최상부에 설치되어 이송관(410)을 진공상태로 만들기 위해 사용되는 흡입밸브(440)로 구성된다.

상기 이송관(410)은 대형 암거에 설치되는 맨홀간의 거리가 예로써 100m로 매우 긴 점과 물을 흡입하기 전에 진공상태가 되어야 하고 어느 정도의 유연성이 확보되어야 하는 점을 감안하여 내구성과 강도가 우수한 금속주름관이 사용되는 것 이 바람직할 것이다. 한편으로 암거(100)에 삽입되는 수직부는 강관으로 하고 노상으로 배치되는 부분은 금속주름관으로 하는 구조를 가질 수도 있다.

상기 개폐부(420)는 일측이 이송관(410)에 회동가능하게 힌지결합되어 이송관(410)을 개폐시키기 위한 개폐패널(421)과, 개폐패널(421) 위로 이송관(410)에 설치되는 지지폴(422)과, 지지폴(422)에 회전가능하게 축결합되는 제2 도르레(423)와, 일측이 개폐패널(421)에 고정된 상태로 제2 도르레(423)를 권회하여 설치되는 제어끈(424)과, 제어끈(424) 끝단에 설치되어 암거(100) 내 수집된 물의 수위에 따라 상하로 이동되는 부유재(425)로 구성되는데, 이러한 구조는 차폐부(420)를 폐쇄한 상태에서 이송관(410) 내 공기를 컴프레셔와 같은 기기에 연결되는 흡입밸브(440)를 통해 빨아들이게 되면 개폐부(420)측에 수집된 물이 이송관(410)을 거쳐 차폐부(430)까지 도달하게 되고 이 때 차폐부(430)를 개방하게 되면 동력을 사용하지 않고도 물의 이송을 가능하게 하기 위한 것이며 개폐부(420)를 통해 공기가 이송관(410)으로 유입되면 물의 이송이 이루어지지 않기 때문에 목재, 플라스틱 등과 같은 부유재(425)의 움직임에 의해 개폐패널(421)의 개방각도가 변경됨으로 이에 따라 이송관(410) 내측으로 흡입되는 물의 양이 조절될 수 있다.

상기 차폐부(430)는 이송관(410)의 공기를 흡입하여 이를 진공상태로 만들기 위해 이송관(410)의 타단을 밀폐시키기 위한 것으로, 일측이 이송관(410)에 회동가능하게 힌지결합되어 이송관(410)을 개폐시키기 위한 차폐패널(431)과, 일측이 차 폐패널(431)에 고정되어 맨홀(110) 외측으로 인출가능한 길이를 갖는 조절끈(432)으로 구성되는데, 개폐부(420)가 수중에 배치될 경우 이송관(410)을 진공상태로 만들기 위해서는 차폐부(430)가 밀폐되어야 하므로 조절끈(432)을 맨홀 외측에서 수동으로 잡아당겨 차폐패널(431)이 이송관(410)의 출구를 막은 상태에서 이송관(410)의 공기를 외부로 배출시키면 개폐부(420)의 물이 이송관(410)을 거쳐 차폐부(430)까지 도달하게 되고 이 때 조절끈(432)을 놓아 무동력으로 물이 차폐부(430)로부터 출수될 수 있다. 조절끈(432)은 차폐패널(431)에 용접 고정되거나 이에 설치된 고리에 매듭 고정되어 2중으로 맨홀(110) 외측으로 인출될 수 있다.

상기 흡입밸브(440)는 이송관(410)을 진공상태로 만들기 위해 그 내측 공기를 외측으로 뽑아내기 위한 것으로, 개폐부(420)에 수직하게 되는 부분의 이송관(410)과 차폐부(430)에 수직하게 되는 부분의 이송관(410)이 도면에 도시된 바와 같이 높이차를 가져야 물돌리기 작업이 이루어질 수 있고 개폐부(420)측의 이송관(410) 내로 흡입하기 위해서는 흡입밸브(440)가 개폐부(420)에 수직하게 되는 부분의 이송관(410) 최상위에 설치되는 것이 바람직하다. 개폐부(420)를 거쳐 차폐부(430)로 출수가 이루어지는 것을 확인 한 후 흡입밸브(440)를 잠금에 따라 물돌리기 작업이 마무리된다.

한편으로 상기 펌핑부(400)는 이전에 기술된 바와 같은 무동력의 방식에 따라 물돌리기 작업을 수행할 수도 있지만, 이송관(410)에 하나 이상의 모터펌프를 설치하여서도 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 하수암거 차수공법은 상기된 바와 같은 하수암거 차수장치를 사용하여 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀(110)이 설치된 암거(100)의 특정구간을 차수하기 위한 방법으로서, 버팀부설치단계와, 물막이부설치단계와, 펌핑부설치단계와, 차폐부폐쇄단계와, 수문폐쇄단계와, 차폐부개방단계로 구성된다.

상기 버팀부설치단계는 암거(100)에 설치된 복수개의 맨홀(110) 중 양측 맨홀(111)로 버팀부(200)를 포크레인이나 기중기 등을 통해 각각 삽입하여 그 맨홀(111)로부터 암거(100) 내측으로 설치하는 단계로, 복수개의 제1 실린더(220)에 지지프레임(224) 또는 사각막대(225)를 설치한 다음에 제1 실린더(220)에 내압을 가하여 하판(210) 및 상판(230)이 각각 암거(100)에 밀착되도록 한 후, 처짐방지관(222)을 회전시켜 이 또한 암거(100) 내측 상면에 밀착 고정시킨다.

상기 물막이부설치단계는 물막이부(300)를 이의 수문(350)이 개방된 상태로 버팀부(200) 외측에 밀착하도록 설치하는 단계로, 수문(350)을 개방한 상태로 설치하는 이유는 상기된 바와 같이 물이 수집됨에 따라 수위가 높아지면 본 발명의 하수암거 차수장치를 시공하는데 어려움이 따르므로 이를 해결하기 위한 것이며, 버팀부(200)나 물막이부(300)가 고중량의 금속재로 제작될 수 있음에 따라 버팀부(200)와 마찬가지로 포크레인 또는 기중기를 통해 암거(100) 내측으로 운반할 수 있다. 정위치에 물막이부(300)가 운반되면 제2 실린더(320)에 내압을 가하여 접힌 상태의 물막이패널(310)을 수평상태가 되도록 하고, 제3 실린더(340)에 내압을 가하여 연장패널(330)이 암거(100) 내측 상면에 밀착되도록 하고, 주입부를 통해 튜브(360)에 내압을 가하여 이를 팽창시키는 작업이 이루어진다.

상기 펌핑부설치단계는 양측 맨홀(111)을 통해 암거(100)에 펌핑부(400)를 설치하는 단계로, 높이차를 갖는 이송관(410) 양측의 수직부 중 더 긴 부분이 물이 수집되는 암거(100)측으로 배치되도록 하고 짧은 부분이 출수될 측으로 배치되도록 한다.

상기 차폐부폐쇄단계는 차폐부(430)의 차폐패널(431)에 고정된 조절끈(432)을 사용하여 차폐부(430)를 밀폐시키기 위한 단계이다.

상기 수문폐쇄단계는 물막이부(300)의 수문(350)을 폐쇄하여 암거(100)에 물이 수집되도록 하는 단계이다.

상기 차폐부개방단계는 흡입밸브(440)를 통해 이송관(410)을 진공상태로 만듦으로써 암거(100)의 물이 개폐부(420)로부터 이송관(410)을 거쳐 차폐부(430)로 출수되도록 하는 단계이다.

상기 수량조절단계는 개폐부(420)의 부유재(425)가 암거(100)에 수집된 물의 수위에 따라 상하로 이동되고 그 결과 개폐패널(421)의 개폐상태가 조절됨으로써 이송관(410)을 통해 운반되는 물의 양을 자동적으로 조절하는 단계이다.

종래의 암거(100)로는 2열식, 3열식 등의 복수열로 배치되는 암거(100) 구조가 사용되고, 이에는 일정간격으로 암거(100)간의 수위를 조절하기 위한 통수로(120)가 형성되어 있는 바, 본 발명에 따른 하수암거 차수공법 및 장치에서는 이러한 복수열식 암거(100) 구조에서의 통수로(120)를 종래의 기술에 따라 폐쇄하거나 개방함으로써 하수의 흐름방향을 제어하여 건식상태가 유지될 암거(100)의 일정구간으로 하수가 유입되는 양을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치의 설치상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 지지프레임을 사용한 버팀부를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 사각막대를 사용한 버팀부를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부를 도시한 정면도.

도 6은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부의 물막이패널 동작상태를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제1 실시예에 따른 물막이부의 수문 동작상태를 도시한 도면.

도 8은 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제2 실시예에 따른 물막이부를 도시한 정면도.

도 9는 본 발명에 따른 하수암거 차수장치 중 제2 실시예에 따른 물막이부의 동작원리를 도시한 도면.

Claims (17)

1. 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀(110)이 설치된 암거(100)의 특정구간을 차수하기 위한 장치로서,

   복수개의 맨홀(110) 중 양측 맨홀(111)로 각각 삽입되어 그 맨홀(111)로부터 상기 암거(100) 내측으로 수직하게 고정되는 버팀부(200)와;

   상기 버팀부(200)의 외측과 밀착되어 배치되고 상기 암거(100)를 밀폐시키도록 설치되는 물막이부(300)와;

   상기 물막이부(300)에 의해 밀폐된 공간 외측의 상기 암거(100)에 수집된 물을 상기 양측 맨홀(111) 중 일측 맨홀로부터 타측 맨홀로 운반하기 위한 펌핑부(400);로 구성되는 하수암거 차수장치에 있어서,

   상기 버팀부(200)는 상기 암거(100)의 하면과 밀착되는 하판(210)과, 상기 하판(210)의 상면에 배치되는 복수개의 제1 실린더(220)와, 상기 제1 실린더(220)에 의해 상기 암거(100)의 상면에 밀착되는 상판(230)으로 구성되고, 상기 제1 실린더(220)의 상부 외주면을 따라서 형성된 나선과 맞물려 고정된 손잡이(221)를 통한 회전에 따라 상하로 이동가능한 처짐방지관(222)을 더 포함하며,

   상기 하판(210)의 하부와 상판(230)의 상부에는 요철부(211)가 형성되고,

   상기 처짐방지관(222) 하측의 제1 실린더(220) 외주면에는 ㄴ자형의 돌출부(223)가 설치되고, 그 돌출부(223)에는 ㄷ자형의 지지프레임(224)이 설치되거나 사각막대(225)가 끼움되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
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3. 삭제
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6. 청구항 1에 있어서,

   상기 물막이부(300)는 상호 수평하게 배치되도록 힌지결합되는 복수개의 물막이패널(310)과, 복수개의 상기 물막이패널(310) 사이에 가로방향으로 설치되어 상기 물막이패널(310)을 수평하게 회동시키도록 관체를 통해 외부로부터 가해지는 유압, 공압 또는 수압에 의해 작동하는 제2 실린더(320)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 물막이패널(310)에는 수직방향으로 관통홀이 형성된 ㄷ자형 삽입리브(311)가 설치되어 있고 상기 제2 실린더(320)에는 그 양단에 체결홀이 형성된 돌출리브(321)가 설치되어 있어, 상기 돌출리브(321) 및 삽입리브(311)가 서로간에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 물막이패널(310) 상부 내측에는 직육면체 형상의 삽입공간이 형성되어 있고, 그 삽입공간에는 상기 물막이패널(310) 상측으로 일부분이 돌출되는 연장패널(330)이 설치되며, 상기 연장패널(330)은 상기 물막이패널(310) 및 연장패널(330)에 양측이 고정된 제3 실린더(340)에 의해 상하측으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 물막이패널(310)에는 물을 통과시키기 위한 복수개의 관통구가 형성되며, 그 관통구는 상기 물막이패널(310)에 힌지결합되어 일측으로 회동가능하고 타측이 상기 물막이패널(310)에 고정될 수 있는 수문(350)에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 물막이패널(310) 및 연장패널(330)의 테두리를 따라서 형성된 제1 삽입홈(314)에는 공압, 수압 또는 유압에 의해 팽창가능하도록 주입부를 갖는 튜 브(360)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
11. 청구항 1에 있어서,

    상기 물막이부(300)는 각각이 슬라이딩방식에 따라 좌우측으로 이동가능하게 서로간에 일부분이 겹쳐져 배치되는 복수개의 슬라이딩박스(370)와, 그 복수개의 슬라이딩박스(370) 중 양측에 위치한 슬라이딩박스(371)와 중앙에 위치한 슬라이딩박스(372)를 연결하기 위한 복수개의 제4 실린더(380)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 슬라이딩박스(370)의 테투리를 따라 형성된 제2 삽입홈에는 공압, 수압 또는 유압에 의해 팽창가능하도록 주입부를 갖는 튜브(360)가 삽입되고, 상기 중앙의 슬라이딩박스(372) 상부에는 상기 양측 슬라이딩박스(371)가 이동됨에 따라 상기 튜브(360)가 쳐지거나 펴지는 위치를 안내하기 위한 롤러(374)가 복수개 설치되고, 상기 롤러(374) 하측에는 상기 튜브(360)와 고리로 연결된 로프(376)를 감거나 펴기 위한 제1 도르레(377)가 회전가능하게 축고정되고, 양측의 상기 슬라이딩박스(371) 중 일측에는 상기 제1 도르레(377)에 설치된 로프(376)의 방향을 안내하기 위한 가이드폴(378)이 설치되며, 상기 가이드폴(378)에 형성된 수직홀에 관통되어 설치된 상기 로프(376) 끝단에는 상기 양측 슬라이딩박스(371)의 이동에 따라 상기 튜브(360)의 길이를 조절하기 위한 무게추(379)가 설치되는 것을 특징으로 하는 하 수암거 차수장치.
13. 청구항 10에 있어서,

    상기 펌핑부(400)는 상기 암거(100) 내 수집된 물을 운반하기 위한 이송관(410)과, 상기 이송관(410)의 일단에 설치되어 물의 흡입상태를 제어하기 위한 개폐부(420)와, 상기 이송관(410)의 타단에 설치되어 출수량을 제어하기 위한 차폐부(430)와, 상기 개폐부(420)로부터 수직하게 위치되는 상기 이송관(410)의 최상부에 설치되어 이 이송관(410)을 진공상태로 만들기 위해 사용되는 흡입밸브(440)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 개폐부(420)는 일측이 상기 이송관(410)에 회동가능하게 힌지결합되어 상기 이송관(410)을 개폐시키기 위한 개폐패널(421)과, 상기 개폐패널(421) 위로 상기 이송관(410)에 설치되는 지지폴(422)과, 상기 지지폴(422)에 회전가능하게 축결합되는 제2 도르레(423)와, 일측이 상기 개폐패널(421)에 고정된 상태로 상기 제2 도르레(423)를 권회하여 설치되는 제어끈(424)과, 상기 제어끈(424) 끝단에 설치되어 상기 암거(100) 내 수집된 물의 수위에 따라 상하로 이동되는 부유재(425)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
15. 청구항 14에 있어서,

    상기 차폐부(430)는 일측이 상기 이송관(410)에 회동가능하게 힌지결합되어 상기 이송관(410)을 개폐시키기 위한 차폐패널(431)과, 일측이 상기 차폐패널(431)에 고정되어 상기 맨홀(110) 외측으로 인출가능한 길이를 갖는 조절끈(432)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수장치.
16. 삭제
17. 청구항 15에 따른 하수암거 차수장치를 사용하여 대량의 하수처리를 위해 지하에 매립되고 일정간격으로 상부에 맨홀(110)이 설치된 암거(100)의 특정구간을 차수하기 위한 방법으로서,

    상기 버팀부(200)를 복수개의 맨홀(110) 중 양측 맨홀(111)로 각각 삽입하여 그 맨홀(111)로부터 상기 암거(100) 내측으로 설치하는 버팀부설치단계와;

    상기 물막이부(300)의 수문(350)을 개방한 상태로 상기 버팀부(200) 외측에 밀착하도록 설치하는 물막이부설치단계와;

    상기 양측 맨홀(111)을 통해 상기 암거(100)에 상기 펌핑부(400)를 설치하는 펌핑부설치단계와;

    상기 펌핑부(400)의 차폐패널(431)을 통해 상기 차폐부(430)를 폐쇄하는 차폐부폐쇄단계와;

    상기 물막이부(300)의 수문(350)을 폐쇄하는 수문폐쇄단계와;

    상기 이송관(410)을 흡입밸브(440)를 통해 진공상태로 만든 다음으로 상기 차폐부(430)를 개방하는 차폐부개방단계와;

    상기 개폐부(420)의 부유재(425)가 수위에 의해 상하로 이동됨에 따라 상기 이송관(410)으로 흡입되는 물의 양을 조절하는 수량조절단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 하수암거 차수공법.

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