KR100895342B1 - 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매설된 하수관거를 차수 기능을 갖는 로봇에 의하여 차수시킨 후 가배수관에 의하여 하수의 흐름이 정상적으로 유지되게 함과 동시에 건식 상태에서 보수할 수 있도록 한 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법에 관한 것이다.

본 발명은 하수관거를 관통하는 가배수관의 직경을 최소화하여 하수관거 내부의 작업 공간을 충분히 확보할 수 있으면서도 지하구조물의 보수, 보강면의 철근이 앵커에 의하여 기존 구조물과 일체로 견고하게 고정되어 지하구조물의 내구연한을 연장시킬 수 있게 된다.

이를 위하여 본 발명은 보수 보강을 실시하기 위한 하수관거의 양측에 차수로봇을 배치하고, 배치된 차수로봇의 수밀패널 중앙을 관통하는 가배수관을 설치하도록 한 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법에 있어서, 가배수관에 압송팬을 설치하고,

하수관거의 보수 보강 대상이 되는 손상된 면에 밀착하여 철근을 가로, 세로로 고정시킬 수 있는 철근 직접 고정 구조를 구비한 앵커를 보수 보강 대상 부위 둘레에 타설하고, 이를 이용하여 철근을 가로와 세로로 배근, 고정한 후 고정한 후 몰탈을 주입 또는 뿜칠(쇼트)하고 양생되도록 함으로써 해당 부위를 최소(슬림)화된 두께로 보수 보강할 수 있게 한 것이다.

차수, 물 돌리기, 보수, 보강, 하수관거

Description

차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법{Water Veer Type Dry Maintenance and Reinforce Engineering Methode of Sewer Using Water Isolation Robot}

본 발명은 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법에 관한 것으로, 특히 생활하수를 하수처리장으로 유입시키기 위하여 지하에 매설된 하수관거를 차수 기능을 갖는 로봇에 의하여 차수시킨 후 가배수관에 의하여 하수의 흐름이 정상적으로 유지되게 함과 동시에 건식 상태에서 보수할 수 있도록 한 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 지하에 매설된 하수관거는 노후화나 충격에 의한 균열 또는 연결부위의 신축 등에 의하여 누수가 발생되기도 한다. 그러므로, 종래에는 하수관거가 매설된 지역을 굴착하여 신설하거나 손상 부위를 찾아 내 금속이나 섬유계의 보수재 등으로 보수 보강하였다.

그러나 이러한 기존 구조물 개량공법은 지면을 굴착하여야 하기 때문에 사람과 차량의 교통을 방해하여 불편을 주고,

하수관거와 무관하게 같은 위치에 매설된 지하 매설물(각종 케이블, 상, 하수도 등)의 철거나 이설이 불가피하여 공사기간과 비용이 과다하게 소요되며, 이러한 지면의 굴착으로 인하여 지반침하에 의한 주변 건축물의 부등침하가 우려되는 등의 문제가 있다.

그러므로, 본 출원의 발명자는 지면을 굴착하거나 구조물을 철거하지 않고 지하구조물을 건식상태에서 보수 보강하는 공법을 특허출원 제 2002

-2107호(발명의 명칭: 조립식 가물막이 수밀재 및 이를 이용한 관로의 물 돌리기공법; 이하 '인용발명 1'이라 함)로 제안한 바 있다.

이러한 인용발명 1에 의하면 첨부한 도면 도 1로 도시한 바와 같이 조립식 가물막이 수밀재(100)는 수밀패널(101)의 가장자리에 물 또는 공기의 주입으로 팽창되는 튜브(102)가 설치되고, 상기 수밀패널(101)과 튜브(102)를 지지하기 위한 지지대(104)가 수밀패널(101)의 상측에 설치되었다.

이러한 가물막이 수밀재(100)를 이용하여 지하구조물(105) 내부를 차수할 때 에는 지지대(104)를 지하구조물(105)의 내벽에 밀착 고정되도록 설치한 후, 튜브(102)에 물 또는 공기를 주입 팽창시켜 상기 튜브(102)가 지하구조물(105)의 내벽에 밀착됨으로써 차수되도록 하는 것이며, 이러한 가물막이 수밀재(100)를 지하구조물(105)의 공사구간 시점부와 종점부에 각각 설치하고, 시점부와 종점부에 설치된 각 수밀패널(101)의 통공(103)에 가배수관(106)의 단부를 결합시키며, 이러한 가배수관(106)을 지지하는 받침대(107)를 설치하여 지하구조물(105) 내부를 흐르는 물이 가배수관(106)을 통하여 흐르도록 하는 것이다.

이러한 가물막이 수밀재(100)는 가배수관에 의하여 하수관거의 기능을 유지하면서 지하구조물(105)의 공사구간을 건식상태로 보수, 보강할 수 있게 되는 것이어서 공사를 용이하게 할 수 있고, 공기가 단축되어 공사의 능률이 향상되는 등의 잇점이 있으나, 상기 가물막이 수밀재(100)를 지하구조물(105)에 설치하기 위하여 중량의 자재를 작업자가 직접 지하구조물(105) 내부로 운반하여야 되므로, 가물막이 공사의 작업성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 지하구조물(105) 내부를 흐르는 물에 직접 저항을 받는 수밀튜브(102)와 수밀패널(101)이 오직 지지대(104)에만 의존하여 지지되는 것이므로, 상기 지하구조물(105)의 내부를 흐르는 물의 양이 많아 수압이 큰 경우에는 가물막이 수밀재(100)가 수압을 극복하지 못하고 밀리거나 쓰러지게 되는 등의 문제가 있다.

그러므로, 본 출원의 발명자는 대한민국 특허 제 542658호(발명의 명칭: 자주식 가물막이 수밀재 및 이를 이용한 지하구조물의가물막이 공법; 이하 '인용발명 2'라 함)을 제안한 바 있으며, 이의 구조를 살펴보면,

이는 공기나 물의 삽입으로 팽창되는 튜브(221)가 수밀패널(220)의 자장자리에 형성되어 지하구조물(227)의 내부에 가물막이용으로 설치되는 공지의 것에 있어서,

바퀴(212)가 설치된 플레이트(211)와, 플레이트(211)에 설치되며 가이드(215)가 이동 안내되는 레일(214)과, 플레이트(211)에 회동 가능하게 설치되며 단부가 수밀패널(220)에 결합된 회동레버(213)와, 일측은 수밀패널(220)에 결합되고 타측은 가이드(215)에 결합되며 유압 또는 공기압에 의하여 출몰되는 피스톤(219a)이 구비된 잭(219)으로 구성된 자주식 가물막이 수밀재를 지상에서 와이어(225)를 이용하여 지하구조물(227)의 공사구간 시점부와 종점부에 배치시키는 공정과, 플레이트(211)의 바퀴(212)를 고정시키고 수밀패널(220)과 서포트잭(224)을 세우는 공정과, 서포트잭(224)을 지하구조물(227)의 내부에 밀착 고정하고 튜브(221)에 공기 또는 물을 주입 팽창시켜 지하구조물(227)을 수밀 시키는 공정으로 된 자주식 가물막이 수밀재를 이용한 지하구조물의 가물막이 공법을 제안하였다.

이러한 인용발명 2에 의하면, 바퀴를 형성함으로써 하수관거 내에서 운반 및 이동이 용이하고 지상에서 제어가 가능하여 최소의 인원으로 신속 용이하게 설치할 수 있으므로, 지하구조물의 가물막이 공사에 따른 공기와 비용이 단축된다.

또한, 가물막이 수밀재의 설치상태가 잭, 지지대, 서포트잭 등에 의하여 견고하게 유지되는 것이어서 수압 등에 의하여 밀리거나 전도되지 않고 안전한 상태에서 지하구조물을 보수, 보강할 수 있게 되는 등의 유용한 효과가 있다.

반면에 이러한 인용발명 1, 2는 가배수관을 필요로 하며, 이러한 가배수관은 그 직경이 큰 경우에 많은 량의 하수를 통과시킬 수 있으므로, 그 직경이 큰 것을 설치하는 것이 바람직하나, 가배수관의 직경이 커질수록 하수관거 내부에서 작업자가 움직일 수 있는 보수 공간의 확보가 어렵게 되고 작업자의 내부 통행이 어려우며, 안전 관리에도 문제가 발생되는 것이다.

또한, 단일(1련) 관거에 있어 건식공간을 확보하기 위해 차수로봇으로 내부를 차수할 경우 관거 내부로 흐르는 하수나 유입수를 외부로 배출시키는 방법을 사용하기도 하나, 이 경우 관거 외부로 하수를 배출시키기 위하여 차수기간동안 대형펌프와 외부로 배출된 하수를 다른 하수관거로 흐르도록 하기 위한 별도의 송수관을 설치하여야 하므로, 많은 설치비용과 동력비용이 소요되는 문제가 있다. 이러한 부분 손상된 하수관거를 보수하기 위하여 본 출원의 발명자는 대한민국 특허 등록 제 461492호(발명의 명칭: 지하 구조물의 보수 보강 공법; 이하 '인용발명 3'이라 함)를 제안 한 바 있으며, 이는 도 3으로 보인 바와 같이, 지하 구조물(310)에 콘크리트를 타설하여 보수 보강하는 공지의 것에 있어서,

보수 보강할 지하 구조물(310)의 내부에 가배수관(320)을 설치하는 공정과,

설치된 상기 가배수관(320)의 시점부와 종점부에 가물막이 수밀재(316)를 설치하는 공정과,

수밀 된 지하 구조물(310)의 상부에 내부로 관통되는 통공(313)을 형성하는 공정과, 통공(313)이 형성된 지하 구조물(310)의 보수 보강 면(311)에 철근(314)을 배설하는 공정과,

철근(314)이 배설된 지하 구조물(310)의 바닥면(312)에 콘크리트를 타설 양 생하는 공정과,

지하 구조물(310)의 상부 및 측7부에 배설된 철근(314)의 외측에 위치되도록 패널(315)을 앵커볼트(322)로 고정하여 설치하는 공정과,

설치된 패널(315)과 지하 구조물(310) 사이에 콘크리트를 타설 또는 그라우팅하는 공정과,

패널(315)을 제거하고 가물막이 수밀재(316)와 가배수관(320)을 철거하도록 한 것이다.

이에 의하여 인용발명 3은 지하 구조물의 내부에 가물막이 수밀재와 가배수관을 설치하고, 건식상태에서 철근이 배설된 지하 구조물과 패널 사이로 지상에서 콘크리트를 타설 또는 그라우팅하여 보수 보강하는 것으로, 지면을 굴착하거나 구조물을 철거하지 않고 지하 구조물을 보수 보강할 수 있어 교통을 방해하지 않으며, 저렴한 비용으로 신속하게 보수 보강 할 수 있고, 지반침하로 인한 주변 건축물의 부등침하에 대한 우려가 없으며, 아울러 보수 보강되는 신설 콘크리트와 기존 구조물의 부착력이 우수하여 지하 구조물의 내구연한을 증가되는 등의 유용한 효과가 있다.

반면에 이러한 인용발명 3은 하수관거로 대표되는 지하 구조물의 일부를 보수 보강하기 위하여 지하구조물과 패널 사이의 공간에 가로 및 세로로 철근을 배열하여야 하고, 이러한 철근은 지하구조물과 패널 사이의 중앙에 위치하여야 하므로, 보수 보강면이 두텁게 될 수밖에 없는 것이어서, 지하 구조물의 내부 용적을 상당히 감소시키는 문제점이 있는 것이다.

또한, 인용발명 3은 두터운 보수 보강면의 시공을 위하여 몰탈의 사용량이 증가하여 시공비 부담이 크며, 보수 보강면의 중량이 증가하므로 탈락되지 않는 견고한 시공을 위하여 많은 수의 앵커를 설치하여야 하는 어려움이 있는 것이다.

또한, 이러한 인용발명 3은 지하 구조물의 내벽 일부만을 보수하여야 하는 경우 시공 보수면의 두께가 두터워 돌출됨에 따라 이러한 돌출 부위에 스러지나 이물질이 눌어붙어 축적되거나 기존 구조물과 신설 콘크리트를 일체화시키기 위해 철근 및 거푸집을 앵커볼트로 고정하고 신설콘크리트를 충진함에 따라, 기존구조물과의 사이에 공극이 발생하는 등 부착력이 불확실하게 되는 등 많은 문제점도 있는 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 하수관거를 관통하는 가배수관의 직경을 최소화하여 하수관거 내부의 작업 공간을 충분히 확보할 수 있으면서도 가배수관을 통과하는 수량을 충분히 할 수 있도록 함과 동시에 하수관거로 대표되는 지하구조물의 보수, 보강면의 철근이 앵커에 의하여 기존 구조물과 일체로 견고하게 고정되어 지하구조물의 내구연한을 연장시킬 수 있으며, 보수 보강면의 두께를 최소화함으로써, 하수관거의 보수 보강으로 인한 내부 용적의 감소를 최소화하고, 보수 보강면의 중량을 최소화하며, 부분적인 보수 보강을 실시하더라도 그 돌출높이가 최소화되도록 하여서 된 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법을 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외부의 원격 제어기로 부터의 전력공급선 및 제어선으로 구성된 케이블에 연결된 구동모우터와, 구동모우터의 동력으로 회전되는 무한궤도나 바퀴 등으로 구성된 자주이동수단과,

컴프레셔에 의한 공기나 물의 주입으로 팽창되며, 수밀패널의 가장자리에 설치된 튜브와, 이동수단에 의하여 지지되어 이동되며 원격 제어기로 부터의 제어에 의하여 수밀패널을 기립시키거나 수평으로 뉘이도록 하기 위한 실린더와, 수밀패널 후방에 설치되어 기립 후 지하구조물의 내벽에 밀착 설치되는 돌출편이 출몰되도록 하는 습동수단을 구비하여 보수 보강을 실시하기 위한 하수관거의 양측에 차수로봇을 배치하고,

배치된 차수로봇의 수밀패널 중앙을 관통하는 가배수관을 설치하도록 한 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법에 있어서, 가배수관에 압송팬을 설치하고, 이러한 압송팬을 내부 또는 외부에 설치된 모우터 등 동력원에 의하여 회전되도록 하며,

하수관거의 보수 보강 대상이 되는 손상된 면에 밀착하여 보강용 철근을 가로, 세로로 고정시킬 수 있는 철근 직접고정구조를 구비한 고정용 앵커를 보수 보강 대상 부위 둘레에 타설하고, 이를 이용하여 철근을 가로와 세로로 고정한 후 보수용 몰탈을 충진 또는 뿜칠 등 타설 양생시킴으로써 해당 부위를 최소(슬림)화된 두께로 보수 보강할 수 있게 하여서 된 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법을 제안한다.

이와 같이 하여 본 발명은 수량이 많은 단일 하수관거인 경우에 정상적인 하수의 흐름을 유지하면서도 차수로봇에 의하여 제공된 충분한 건식 공간에서 내벽면의 원활한 보수 보강 작업을 실시할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 가배수관에 설치된 압송팬 회전속도가 수위감지센서와 압송팬 제어장치에 의하여 하수의 수위에 연동하여 조절되므로 소비전력을 최소화하면서 24시간 동력의 공급을 관리, 제어하여 관리자 없이 무인으로 관리할 수 있으므로 비용 절감효과가 큰 것이다.

아울러, 본 발명은 가배수관내부의 유속을 증가시켜 구경이 적은 가배수관으로 많은 유입수를 처리가 가능함으로 많은 시설비용와 동력비용을 소모하여 외부로 하수를 배출하는 방식에 비하여 월등히 경제적인 작업이 가능하게 된다.

아울러, 본 발명은 보수 보강면의 두께를 최소화하여 보수 보강으로 인한 하수관거의 성능저하를 방지할 수 있게 되는 것이며, 얇은 두께로 견고하게 보수 보강면을 시공할 수 있어서 경제적 시공이 가능할 뿐만 아니라 탈락의 우려나 보수 보강면이 얇으므로 슬러지나 이물질이 눌어붙거나 축적될 우려가 제거되는 효과가 있다.

이러한 본 발명에 의한 차수 로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법을 도 4로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 물이 흐르는 하수관거의 보강 보수 대상 구간을 먼저 선정하고, 선정된 구간의 상류와 하류에 인접한 하수관거의 작업맨홀을 통하여 차수 로봇(1)을 투입하는 공정을 실시한다.

이러한 차수 로봇(1)은 외부의 원격 제어기(2)로와 전력공급선 및 제어선으로 연결되어 있어 있어서 무한궤도(3)나 바퀴를 회전시킬 수 있으며, 차수 로봇(1)의 차수패널(4)의 튜브(5)는 컴프레서에 의하여 공기와 물이 주입되어 팽창되거나 배출되어 수축되도록 되어 있는 것이다.

이러한 차수 로봇(1)은 원격 제어기(2)에 의하여 무한궤도(3)나 바퀴가 회전되어 선정된 구간의 상류와 하류로 이동하면서 선정된 지점에서 정지하도록 하며, 이어서 차수 로봇(1)의 실린더가 작동하여 차수패널(4)을 기립시킴으로써 하수관거(6)의 상류와 하류 지점을 폐쇄시키는 하수관거(6) 차수 공정을 실시한다.

이러한 상태에서 잠수인원을 동원하여 작업맨홀(7)을 통하여 가배수관(8)을 진입시키고, 양측의 차수패널(4)의 중앙에 형성된 결합공(11)에 가배수관(8)의 양단을 끼워 고정하며, 가배수관(8)의 양단과 차수패널(4)이 밀착되도록 하여 누수가 발생되지 않도록 하는 가배수관(8) 설치 공정을 실시한다.

이어서, 가배수관(8)에 설치된 압송팬(10)에 의하여 하수의 수위레벨에 상응하는 양의 하수를 통과시키도록 하는 물 돌리기 공정과,

하수관거(6) 양측의 차수패널(4) 사이의 공간에 채워져 있는 하수를 외부로 배출시키는 하수 배출공정을 실시한다.

이에 따라, 차수패널(4) 사이에 건식 공간이 형성됨과 동시에 하수는 가배수관(8)을 통하여 흐를 수 있으므로 하수관거(6)의 기능을 유지하면서도 하수관거(6)를 보수 보강할 수 있는 환경이 조성되는 것이다.

이러한 상태에서 작업자가 직접 작업맨홀(7)을 통하여 하수관거(6) 내부로 진입하여 구조물의 점검 및 진단을 실시하는 공정을 실시한다.

이러한 점검 및 진단 공정에서 보수 보강이 필요한 개소가 특정되었을 경우 해당 부위에 철근 직접 고정 구조를 구비한 앵커(13)를 타설하는 앵커(13) 타설 공정을 실시하고, 타설된 앵커(13)의 철근 직접 고정 구조(14)에 철근(21)을 가로와 세로로 고정하는 철근 배설 공정을 실시하며, 이에 거푸집을 씌워 고정시키고 거푸집 내부에 몰탈을 부어 양생되도록 함으로써 해당 부위를 최소화된 두께로 보수 보강을 실시하는 철근콘크리트양생공정을 실시하게 된다.

이어서, 거푸집을 제거하고 하수관거(6) 내부로 진입시킨 자재 등을 모두 작업맨홀(7)을 통하여 외부로 인출한 다음 가배수관(8) 역시 작업맨홀(7)을 통하여 밀어 낸다. 이와 같이 한 후 원격제어기(2)를 조작하여 차수 로봇(1)의 무한궤도(3)나 바퀴가 작동되어 작업맨홀(7) 하방으로 이동하도록 조작한다.

이어서 작업맨홀(7) 하방의 차수 로봇(1)을 중장비를 동원하여 들어 올리고 작업맨홀(7)에 커버를 덮어 작업을 완료함으로써 하수관거(6)의 보수 보강을 종료하게 되는 것이다.

이러한 본 발명에 의한 하수관거(6)의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법을 실시하기 위한 차수 로봇(1) 투입과 가배수관(8) 설치 공정이 완료된 상태를 도 5로 보였다.

이에서 확인되는 바와 같이, 본 발명은 물이 흐르는 하수관거(6)의 보강 보수 대상 구간을 먼저 선정하고, 선정된 구간의 상류와 하류에 인접한 하수관거(6)의 작업맨홀(7)의 커버를 열어 차수 로봇(1)을 투입하기 위한 공간을 확보하여야 한다. 이러한 본 발명에서 사용되는 차수 로봇(1)은 외부의 원격 제어기(2)와 전력공급선 및 제어선으로 연결되어 있어 있어서 무한궤도(3)나 바퀴를 회전시킬 수 있으며, 차수 로봇(1)의 차수패널(4)은 컴프레서에 의하여 공기와 물이 주입되어 팽창되거나 배출되어 수축되도록 되어 있는 것이다.

도면에 도시한 본 발명에 의한 차수 로봇(1)은 무한궤도(3)로 된 예를 보이고 있으며, 선정된 구간의 상류와 하류로 이동하면서 선정된 지점에서 정지하도록 하며, 이어서 차수 로봇(1)의 실린더가 작동하여 차수패널(4)을 기립시킴으로써 하수관거(6)의 상류와 하류 지점을 폐쇄시키는 하수관거(6) 차수 공정을 실시한다.

이러한 상태에서 차수 로봇(1)이 하수관거(6)를 흐르는 물에 의하여 밀림이 발생되지 않도록 하여야 하므로 별도의 실린더에 의하여 전개되는 잭, 지지대, 서포트잭 등에 의하여 차수로봇(1)이 하수관거(6)의 지정된 위치에 고정되도록 한다. 이러한 상태에서 잠수인원을 동원하여 작업맨홀(7)을 통하여 가배수관(8)을 진입시키고, 양측의 차수패널(4)의 중앙에 형성된 결합공(11)에 가배수관(8)의 양단을 끼워 고정하며, 가배수관(8)의 양단과 차수패널(4)이 밀착되도록 하여 누수가 발생되 지 않도록 가배수관(8)이 설치되어 있다.

특히 본 발명에서는 이러한 가배수관(8)의 중간 또는 어느 일측에 압송팬(10)을 설치하고, 이러한 압송팬(10)은 수중모우터(12)를 가배수관(8) 내부에 설치하여 회전시킬 수도 있고, 도 6으로 보인 바와 같이 외부에서 모우터(33)에 의하여 회전동력을 발생시킴과 아울러, 압송팬(10)과 외부에 설치된 모우터(33) 간을 굴신 가능한 구조 강선관체(34) 내부에 내마모성이며, 강직성을 구비한 강선(35)을 넣어 제작한 작동선(action wire)(36)을 사용하여 외부의 동력으로 압송팬(10)이 작동하도록 할 수도 있다.

또한 경우에 따라 외부에 설치된 모우터(33)에서 압송팬(10)을 회전시키는 수중모우터(12)에 공급되는 동력은 전력이나 유압 또는 공기압 등을 외부의 모우터(33)에서 공급하는 방법도 바람직할 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 가배수관(8) 내부의 압송팬(10)이 최적의 회전수로 회전함으로써, 가배수관(8)을 통하여 흐르는 하수의 양을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 가배수관(8)의 관경을 작게 하고도 정상적인 통과 유량을 유지할 수 있는 것이어서 하수관거(6) 내부의 하수 배출 후 구조물의 점검 및 진단에 필요한 충분한 공간을 제공할 수 있게 되는 것이다

아울러, 본 발명은 도 7로 보인 바와 같이 가배수관(8)의 상단 또는 도 8로 보인 바와 같이 가배수관(8)의 하단에 압송팬(10)이 내장된 케이싱(37)을 결합함으로써, 가배수관(8) 내수에 압송팬(10)을 설치함에 따른 어려움을 해소할 수 있게 되며, 수중모우터(12)에 전력을 공급하기 위한 배선 작업도 용이하게 된다.

아울러, 이러한 본 발명은 하수관거(6) 내부에 설치된 가배수관(8)의 관경이 부족하여 하수관거(6)의 상류측 차수 지점의 수위가 상승하면 하수가 도로 등으로 넘치게 될 위험이 있으므로, 하수 상한 위치를 정하고 이 지점에 수위 감지 센서(9)를 설치하고, 수위 감지 센서(9)에 의하여 하수 상한 위치 이상으로 수위가 상승하는 경우 압송팬(10)의 회전수를 증가시키도록 제어하기 위한 압송팬(10) 제어장치를 설치함으로써 가배수관(8)에 의한 물 돌리기에 의하여 하수가 정상적으로 흐를 수 있도록 한다.

또한, 수위 감지 센서(9)가 작동하지 않는 경우에는 압송팬(10)의 회전수를 감소시켜 유량을 줄일 수 있도록 한다.

이때 사용가능한 수위 감지 센서(9)는 부구의 승강에 의하여 리미트 스위치의 레버가 작동되도록 하는 간단한 구조의 것이 사용될 수 있으며, 기타 신뢰성을 확보할 수 있는 공지된 여러 형태의 수위 감지 센서를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 가배수관(8)에 많은 양의 하수가 흐르는 경우 가배수관(8)의 처짐을 방지하기 위하여 받침대를 설치하는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명에서는 이러한 과정으로 확보된 건식 보수 보강 작업 공간에서 철근 콘크리트에 의한 보수 보강을 실시하기 위하여 필요에 따라 브러쉬나 치핑공구로 청소하여야 함은 물론이다.

또한, 본 발명은 철근(21)의 배설을 보수 보강 면에 매우 견고한 상태로 밀착시켜 실시하고, 그 위에 피복용으로 접착력이 우수한 무수축 보수재인 콘크리트 몰탈(39)을 충진하거나 뿜칠하여 씌운 후 미장처리하여 양생함으로써 피복두께를 최소(슬림)화하면서도 견고한 보수 보강이 가능하게 된다.

이를 위하여 본 발명은 도 9로 보인 바와 같이 보수 보강이 요구되는 개소에 인장수단인 앵커(13)를 타설하여야 한다.

이러한 인장수단인 앵커(13)에 보강부재인 배근망(40)의 철근(21) 양단을 고정시킴에 있어서, 하수관거 내부에서의 작업량을 줄이고, 시공품질을 개선하기 위하여 망상으로 된 철근을 사용할 수 있으며, 이를 위하여 앵커(13)는 망목의 크기에 상응하여 설치되어야 함은 물론이다. 이러한 실시예를 위하여 보강부재인 철근의 소재는 일반적인 철근이나 스텐레이스 스틸(STS) 또는 기타 소재의 강선망 형태로 된 것을 사용할 수도 있으며, 굵은철근의 경우는 종, 횡방향 강선을 상,하층으로 직선교차시켜 교차지점을 스포트 용접한 형태의 것을 사용할 수 있고, 가는철근의 경우 종, 횡방향 강선의 상,하층을 상호반복 교차시켜 즉, 직조방식으로 제작한 것을 사용할 수도 있는 것이다. 일반강선의 경우는 부식을 방지하기 위해 도장이나 도금하여도 무방하다.

이러한 형태의 망상 배근망(40)은 외부에서 제작하여 롤형태로 감아 현장에서 필요한 규격으로 절단 가공하여 사용하면 작업의 효율성을 높일 수 있으며, 비용이나 설치기간을 대폭 절감할 수 있다.

특히, 하수관거의 보수, 보강 대상면적이 넓은 경우에는 이러한 망상 배근망(40)을 이용하는 경우 작업 효율성을 확보하는 방법이 될 수 있으며, 이러한 넓은 면적에는 보수 보강 대상 면적의 둘레에만 앵커(13)를 타설하는 경우 중간의 강선 또는 철근의 처짐이 발생될 수 있으므로, 처짐이 발생되지 않도록 도 10으로 보 인 바와 같이 중간의 적절한 위치에 앵커(13)를 타설하여 배근망(40)이나 철근을 시공하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 보수 보강 부위 둘레에 앵커(13)를 설치하여 철근(21)을 고정시키되, 철근(21)의 길이가 길어 처짐이 발생될 우려가 있는 경우에는 배근망(40)의 종, 횡방향 중간에 앵커(13)를 설치하여 배근망(40)의 처짐이 없는 견고한 상태로 시공할 수 있게 된다

특히, 본 발명에서는 인장수단인 앵커(13)에 철근 직접고정구조(14)가 마련되어 있으며, 이를 도 11으로 도시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에서 사용되는 앵커(13)는 구조물에 고정공(15)을 천공하고, 고정공(15)에 밀어 넣는 경사면을 구비한 플러그(16)와, 분할 장공으로 형성된 전개편(17)을 구비하여서 된 슬리브(18)를 구비하여서 된 공지의 앵커볼트에 있어서, 전술한 플러그(16)의 단부에 나사부(19)를 형성하되, 나사부(19)의 일단부에 철근(21)을 끼우기 위한 장홈(32)과, 나사부(19)에 결합되어 슬리브(18)를 조이는 제1와셔(22)와 조임너트(23) 및 철근(21)을 인장하여 조이는 제2너트(24)와 고정너트(25)로 된 철근 직접고정구조(14)를 구비하여서 된 것이다.

이러한 본 발명에 의한 인장수단인 앵커(13)는 먼저 보수 보강 대상 부위에 고정공(15)을 다수 천공한 다음 이러한 고정공(15)에 플러그(16)와 슬리브(18)를 끼우고, 함마 등으로 타격하여 플러그(16) 단부를 공정공(15)에 근입시키고, 플러그(16)의 나사부(19)에 제1와셔(22)와 조임너트(23)를 끼우고 체결시킴으로써 슬리브(18)를 조여 고정수단인 앵카(13)를 보수 대상면에 고정시키는 앵카(13) 타설공 정을 실시한다.

이어서 장홈(32)에 보강부재인 배근된 철근망(40)의 철근(21)을 끼운 다음 제2너트(24)를 끼우고 고정너트(25)를 끼워 체결하여 줌으로써, 철근(21)이 철근 직접고정구조(14)에 의하여 앵커(13)에 고정되는 것이다. 이러한 철근 직접고정구조(14)에 의하여 철근(21)의 양단이 고정되도록 하는 과정을 반복하여 다수의 철근(21)이 다수의 앵커(13)에 의하여 도 9,10로 보인 바와 같이 일정간격으로 고정되도록 함으로써 철근배설공정이 완료된다.

이러한 과정에서 철근(21)은 처짐이나 휨이 없는 상태로 긴장되어 고정되는 것이 바람직하므로, 도 12로 보인 바와 같이 일측 앵커(13)에 철근(21)의 일단을 고정 완료한 상태에서 철근(21)을 타단을 타측 앵커(13)의 일단에 끼운 다음 크램프(26)로 철근(21)의 타단을 고정시키고, 유압실린더(27)로 당겨 일정한 장력으로 긴장시킨 상태에서 도 12로 보인 바와 같이 제2너트(24)를 끼우고 고정너트(25)를 끼워 체결하게 되면, 철근(21)이 처짐이 없이 견고하게 긴장된 상태로 고정될 수 있는 것이다.

또한, 이러한 본 발명에서 플러그(16)의 나사부(19)에 형성된 장홈(32)에 돌기부(28)를 형성하여 줌으로써 도 13,14로 보인 바와 같이 철근(21)이 변형되면서 더욱 견고한 상태로 고정되는 앵커(13)의 철근 직접고정구조(14)인 것이다.

이러한 상태로 철근 배설공정이 완료된 후에는 보수부재인 보수용 콘크리트 몰탈(39)을 주입 또는 뿜칠(쇼트)하여 양생시키는 콘크리트 타설 양생공정을 실시함으로써 해당 부위에 최소(슬림)화된 두께로 보수 보강을 실시하게 되는 것이다.

또한 보수용 콘크리트몰탈(39) 피복을 두텁게 타설해야 할 경우에는 거푸집을 설치 고정시키고 거푸집과 보수 대상면의 공간내부에 보수용 콘크리트몰탈(39)이나 일반 콘크리트로 타설 양생하고 거푸집을 제거함으로써 일련의 공정이 완료되는 것으로, 전술한 도 4에서 도시한 본 발명에 의한 차수 로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법이 완료된다.

또한, 본 발명의 인장수단에 있어 슬리브(18)가 없는 형태의 앵커볼트를 사용하여 시공가능하다. 즉, 본 발명은 도 15로 보인 바와 같이 나사부(20)가 전체 길이에 걸쳐 형성되고 중간에 지지판(38)이 구비되어, 타측은 고정공(15)에 삽입되고 일측의 일단부에는 철근(21)을 끼우기 위한 장홈(32)과 장홈(32)하단부에 형성된 돌기부(28)가 구비된 고정볼트(29) 및 나사부(20)에 결합되어 철근(21)을 조이는 와셔(30)와 고정너트(31)로 형성된 철근 직접고정구조(14)을 구비한 앵커(13)를 사용할 수 있다.

이러한 실시예에서는 도 15,16로 보인 바와 같이 슬리브(18)를 사용하지 않고 고정공(15)에 나사부가 형성된 고정볼트(29)의 선단부를 끼우고 지지판(38)이 표면에 닿는 시점까지 망치 등으로 타격하여 간단하게 보수 대상면에 고정하는 것이며, 보강부재인 배근된 배근망(40)의 철근(21)을 배근하고 인장하여 고정 설치하는 철근(21)배설공정은 상기 앵커(13)의 고정방법인 도 12 내지 14에서와 같이 고정볼트(29) 상단의 장홈(32)에 보강부재인 배근된 철근망(40)의 철근(21)을 끼우고 크램프(26)로 인장하고 와셔(30)와 고정너트(31)를 순차로 결합되는 철근 직접고정구조(14)을 체결함으로써 전술한 슬리브(18)를 사용한 실시예와 동일하게 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서 인장수단으로 사용하는 앵커(13)는 도 17,18로 보인 형태의 것이 사용될 수 있다. 이러한 형태의 앵커(13)는 고정공(15)에 콘(41)를 넣고, 이어서 슬리브(42)를 넣은 후 망치 등으로 타격하여 슬리브(42)의 분할 장공으로 형성된 전개편(48)이 콘(41)의 빗면에 의하여 확장되면서 고정공(15)에 견고하게 고정되며, 이어서 내주에 암나사부(43)가 구비된 슬리브(42)와, 고정볼트(49)에는 나사산(45)이 전체 길이에 걸쳐 형성되어 타측은 고정공(15)에 타설된 스리브(42)에 결합되며 일측의 일단부에는 철근(21) 끼우기 위해상부에 형성된 장홈(44)과, 장홈(44) 하단부에 형성된 돌기부(28)를 가지며, 전술한 고정볼트(49)의 상단 나사산(45)의 장홈(44)에 보강부재인 배근된 철근망(40)의 철근(21)을 넣고 크램프(26)로 인장한 상태에서 와셔(46)와 고정너트(47)를 조여 고정시키는 철근 직접고정구조(14)로 구성된 것이다.

이러한 실시예에 의하면, 전술한 과정으로 고정공(15)에 슬리브(42)가 고정된 후, 고정볼트(49)를 슬리브(42)의 암나사부(43)에 끼우고 철근(21)을 장홈(44)에 끼운 다음 철근 직접고정구조(14)의 와셔(46)와 고정너트(47)를 그 위에 끼우고 철근(21) 일측 단부를 크램프(26)로 집고 유압실린더(27)를 밀어 일정한 장력으로 인장한 상태에서 체결하여 줌으로써, 도 18로 보인 바와 같이 철근(21)이 거의 보수 대상면에 밀접되는 것이므로 도 12 내지 14로 보인 조임너트(23)에 의하여 철근(21)을 보수 보강 대상면에서 띄운 공간을 줄여줌으로써 보수용 콘크리트 몰탈(39)층의 두께를 더욱 얇게 할 수 있게 되는 잇점이 있으며, 시공시의 공수도 줄 일 수 있게 되는 잇점이 있다.

또한, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 앵커(13)를 사용하여 보수 보강 부위에 고정시키고 철근(21)을 배설하는 공정을 실시하되, 보수 보강이 필요한 하수관거(6) 부위가 일부단면인 경우에는 도 19에 도시한 바와 같이 전술한 차수로봇(1)을 이용하여 내부 물돌리기를 실시하고 일부단면에만 본 발명에 의한 보수 보강 작업을 실시하고, 보수 보강이 필요한 하수관거(6) 부위가 전면(全面)인 경우에는 도 20로 보인 바와 같이 전술한 내부 물돌리기를 실시하고 전면에 걸쳐서 보수 보강을 실시하게 되는 것이며, 전술한 바와 같이 여러 형태의 앵커 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 여러 형태의 앵커를 복합적으로 사용할 수도 있음은 물론이다.

또한, 하수관거의 단면이 사각형일 경우를 도 19, 20에서 도시하였으나, 하수관거의 단면이 원형인 경우도 있으며, 이러한 경우의 실시예를 도 21로 도시하였다.

이에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 보수 보강 공법에 의하면 철근(21)이 앵커(13)의 보수 보강면에 밀착되는 철근 직접 고정 구조(14)이므로 그 두께가 현저하게 얇아지는 것이어서, 도 3으로 보인 종래의 보수 보강 공법에 비하여 약 1/2 정도의 두께로 시공 가능하므로 보수 보강 실시 후 하수관거(6)의 내부 공간이 감소됨을 최소화하여 하수관거(6)의 성능을 유지할 수 있게 되는 하수관거(6)의 슬림형 보수 보강발명이다.

도 1은 본 발명자가 제안한 조립식 가물막이 수밀재 및 이를 이용한 관로의 물 돌리기 공법(특허 제494356호)을 보인 설명도.

도 2는 본 발명자가 제안한 자주식 가물막이 수밀재 및 이를 이용한 지하구조물의 가물막이 공법(특허 제 542658호) 실시 상태를 보인 설명도.

도 3은 본 발명자가 제안한 지하 구조물의 보수 보강 공법(특허 제 461492호)에 의한 구조물의 단면을 보인 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 보수 보강 공법도.

도 5는 본 발명에 의한 보수 보강 공법을 실시하기 위한 설명도.

도 6은 본 발명에서 물 돌리기를 위한 압송팬 회전력 전달 구조를 보인 설명도.

도 7, 8은 본 발명에서 가배수관 양단에 설치는 압송팬을 보인 설명도.

도 9는 본 발명에서 보수 보강 부위에 타설된 앵커 및 앵커에 철근이 고정된 상태를 보인 설명도.

도 10은 본 발명에서 보수 보강면이 넓은 경우의 시공 사례를 보인 설명도.

도 11은 본 발명에서 사용되는 앵커의 구조를 보인 설명도.

도 12은 본 발명에서 앵커에 고정된 철근의 인장 상태를 보인 설명도.

도 13는 본 발명에서 앵커에 철근이 고정된 상태를 보인 설명도.

도 14은 본 발명에 의하여 시공된 보수 보강면을 보인 단면도.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 앵커를 보인 설명도.

도 16는 도 15로 보인 본 발명에 의한 앵커의 시공 상태를 보인 설명도.

도 17는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 앵커를 보인 설명도.

도 18는 도 17로 보인 본 발명에 의한 앵커의 시공 상태를 보인 설명도.

도 19은 단면이 사각인 하수관거 일면의 보수 보강 상태를 보인 설명도.

도 20은 단면이 사각인 하수관거 전면 보수 보강 상태를 보인 설명도.

도 21은 단면이 원형인 하수 관거의 경우 전면의 보수 보강 상태를 보인 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 차수 로봇 2: 원격제어기 3: 무한궤도 4: 차수패널

5: 튜브 6: 하수관거 7: 작업맨홀 8: 가배수관 9: 수위 감지 센서

10: 압송팬 11: 결합공 12: 수중모우터 13: 앵커

14: 철근 직접 고정 수단 15: 고정공 16: 플러그 17: 전개편

18: 슬리브 19, 20: 나사부 21: 철근 22: 제 1와셔

23: 조임너트 24: 제 2너트 25: 고정너트 26: 크램프

27: 유압실린더 28: 돌기부 29: 고정볼트 30: 와셔

31: 고정너트 32: 장홈 33: 모우터 34: 강선관체 35: 강선

36: 작동선 37: 케이싱 38: 지지판 39: 콘크리트 몰탈

40: 배근망 41: 콘 42: 슬리브 43: 암나사부 44: 장홈

45: 나사산 46: 와셔 47: 고정너트 48: 전개편 49: 고정볼트

Claims (7)

1. 하수관거의 보수 보강 대상 구간을 선정하고, 상기 구간에 인접한 작업맨홀을 경유하는 차수 로봇 투입공정과, 상기 차수 로봇에 의하여 상기 구간의 양측 지점에 차수패널을 기립 설치하여 차수하는 하수관거 차수공정과, 상기 구간의 양측 지점에 설치된 차수패널을 관통하여 밀폐 시공되는 가배수관 설치공정과, 상기 가배수관에 설치된 압송팬에 의하여 가배수관 내의 하수를 통과시키도록 하는 물 돌리기공정과, 상기 차수패널에 의하여 밀폐된 공간 내부의 하수를 외부로 배출시켜 작업 공간을 확보하기 위한 하수 배출공정과,

   상기 하수 배출공정에 의하여 확보된 공간 내에서 구조물의 점검 및 진단을 실시하여 선정한 보수 보강 부위 둘레에 철근의 인장수단인 앵커를 고정시키는 앵커 타설공정과, 보강부재인 철근을 배근하고 크램프로 인장하여 앵커의 철근 직접고정구조에 직접 고정시키는 철근 배설공정과, 보수부재인 보수용 콘크리트 몰탈을 주입 또는 뿜칠하여 양생시키는 콘크리트 양생공정을 실시함을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가배수관에 설치된 압송팬에 의한 물 돌리기공정은 수위 감지 센서에 의하여 감지된 신호에 상응하는 출력을 발생시키는 압송팬 제어장치에 의하여 실시됨을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 압송팬은 가배수관의 양단부 또는 중간 중 어느 한 위치에 설치함을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 보강부재인 철근은 일반적인 철근이나 스텐레이스 스틸(STS) 등의 강선을 종, 횡방향의 일정한 간격으로 연결하여 사전에 제작한 배근망임을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 인장수단인 앵커는 보수 보강면에 천공된 고정공에 삽입 고정되는 단부가 분할 장공으로 형성된 전개편이 구비된 슬리브와, 상기 슬리브에 삽입되는 플러그의 타측은 경사면을 구비하되, 일측에는 나사부를 형성하고 일단부에는 철근을 끼우기 위한 장홈과, 상기 장홈 내부 끝의 가장자리에는 철근을 고정너트로 체결시 집중응력이 작용하는 돌기부가 형성되며, 상기 나사부에 결합되어 슬리브를 조이는 제1와셔와 조임너트 및 철근을 인장하여 조이는 제2너트와 고정너트로 된 철근 직접고정구조를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 인장수단인 앵커는 나사부가 전체 길이에 걸쳐 형성되고 중간에 지지판이 구비하며 타측은 고정공에 삽입 고정되고, 일측의 일단부에는 철근을 끼우기 위한 장홈과 장홈 하단부에 형성된 돌기부가 구비된 고정볼트와, 상기 고정볼트 나사부에 결합되어 철근을 인장하여 조이는 와셔와 고정너트로 된 철근 직접고정구조를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 인장수단인 앵커는 고정공에 투입되는 콘과, 타격시 분할장공으로 형성된 전개편이 콘의 경사면에 의하여 확장되면서 고정공에 견고하게 고정되고 내주에 암나사부가 구비된 슬리브와, 나사산이 전체 길이에 걸쳐 형성하여 타측은 슬리브에 결합되며, 일측의 일단부에는 철근을 끼우기 위한 장홈과 장홈 하단부에 형성된 돌기부가 구비된 고정볼트와, 상기 고정볼트 나사산에 결합되어 철근을 인장하여 조이는 와셔와 고정너트로 구성된 철근 직접고정구조를 구비함을 특징으로 하는 차수로봇을 이용한 하수관거의 물 돌리기 방식 건식 보수 보강 공법.

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