KR100991326B1 - 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 및 보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 매설관 내부를 전단면으로 보수하는 보수장치 및 보수공법에 관한 것으로서, 특히, 매설관 내주면에 모르타르를 높은 분사압력으로 일정한 두께로 분사시킬 수 있고, 분사된 모르타르 표면을 1,2차에 걸쳐서 매끄럽게 미장할 수 있으며, 카메라를 통해 매설관의 내부상황을 확인하면서 단위당 모르타르 분사량과 보수장치의 전진속도를 조절하여 매설관 내부의 모르타르 두께를 자유롭게 조절할 수 있는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 및 보수공법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 좌,우측에 회전가능한 바퀴가 구비된 차체부와; 상기 차체부 내에 설치되며 상기 바퀴를 구동시키는 구동수단과; 외부로부터 공급되는 모르타르가 압송되는 통로로서, 상기 차체부에 회전가능하게 설치되는 내부관과; 상기 차체부에 고정되며 상기 내부관의 후단이 회동가능하게 연결되는 연결커넥터와; 상기 연결커넥터의 후단에 연결되며 외부의 모르타르 공급용 호스가 끼워지는 호스연결관과; 상기 내부관의 외부에 배치되며 외부로부터 공급되는 고압의 공기가 압송되는 외부관과; 상기 외부관의 후단이 회동가능하게 결합되는 기어박스와; 상기 기어박스를 통해 상기 외부관의 후단과 치합되어 상기 내,외부관을 회동시키는 회동수단과; 상기 내,외부관의 전단에 형성되어, 상기 내,외부관을 통해 압송된 모르타르 및 고압의 공기를 매설관 내주면에 분사시키는 분사구를 포함하여 이루어지며, 상기 회동수단을 통해 회동되는 분사구로부터 분사되는 고압의 공기를 이용하여 매설관 내주면에 모르타르를 고압으로 분사시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으 로 한다.

매설관, 모르타르, 전단면, 압송, 미장, 권양

Description

지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 및 보수공법{Apparatus and method for repairing sediment in closed conduit}

본 발명은 지하 매설관 내부를 전단면으로 보수하는 보수장치 및 보수공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매설관 내주면에 모르타르를 높은 분사압력으로 일정한 두께로 분사시킬 수 있고, 분사된 모르타르 표면을 1,2차에 걸쳐서 매끄럽게 미장할 수 있으며, 카메라를 통해 매설관의 내부상황을 확인하면서 단위당 모르타르 분사량과 보수장치의 전진속도를 조절하여 매설관 내부의 모르타르 두께를 자유롭게 조절할 수 있는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 및 보수공법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 관로는 지하에 매설된 상,하수도관 따위를 통칭하는 것으로, 이러한 관로는 지반침하 또는 차량의 통행으로 인한 충격하중에 따라 관로의 표면에 크랙(crack)이 발생하거나, 관로의 이음부에 벌어짐 현상이 발생하여 단차가 형성된다.

이에 따라, 관로의 내부로 토사가 유입되어 점차 쌓이게 되므로, 관로의 흐 름을 방해할 뿐만 아니라, 관로 내부에 흐르는 상,하수가 외부로 유출되어 토양을 오염시키는 문제가 있다.

한편, 종래의 상,하수관 등과 같은 지중 매설관 내부를 보수하는 보수공법으로서, 매설관 내부의 균열 및 누수 부위를 부분적으로 보수하는 부분 보수공법과, 매설관 내부를 전체적으로 보수하는 전체 보수공법이 있다.

상기 부분 보수공법으로는 매설관 내부의 누수 및 균열 부위를 사전에 미리 조사한 후, 상기 누수 부위의 방수 작업을 수행하고, 공장에서 사전에 제작된 유리섬유와 에폭시 수지를 함침시켜 매설관 내부의 누수 및 균열 부위에 압착시키는 유리 섬유 부분 보수공법이 사용되고 있으며, 상기 전체보수 공법으로는 수압, 공기압을 이용한 반전 및 견인 공법으로서 보강재를 매설관 내부에 삽입하여 유리섬유와 에폭시 수지를 매설관 내부의 누수 및 균열 부위에 압착시키는 유리 섬유 전체 보수공법이 사용되고 있다.

그러나, 이와 같은 매설관 내 보수공법은 대형 장비와 인력이 투입되어 과다한 공사비가 발생되고, 매설관인 흄관과 보수재인 유리섬유의 재료적 물성차이로 인하여 접착 부분이 탈락되는 내구성 문제가 있었으며, 매설관의 굴곡이나 곡선부분의 시공상의 어려움이 있었고, 연결부위의 어긋난 단차 및 누수 부분 들뜸 현상 등으로 인해 효과적인 품질 관리가 어렵고 작업 공기 및 공사비가 증대될 뿐 아니라, 시공 현장 내에 보수공사를 위한 대형장비가 투입되어야 하기 때문에 작업공간이 협소한 소 골목 등지에서는 매설관 내부의 보수작업이 어려웠었던 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 매설관 내부의 보수작업시 모르타르를 고압의 분사압으로 분사하여 매설관 내주면에 효과적으로 고착시킬 수 있고, 매설관 내부를 일정한 속도로 이송하면서 회동수단을 통해 분사구를 회동시켜 모르타르를 반복적으로 회전 분사시킴으로써 매설관 내주면에 단위당 일정량의 모르타르가 분사되도록 하여 모르타르의 부착두께를 고르게 유지할 수 있으며, 이에 따라 시공상의 품질을 향상시킬 수 있고, 작업시간이 단축되어 작업성을 월등히 향상시킬 수 있는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 및 보수공법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치는, 좌,우측에 회전가능한 바퀴가 구비된 차체부와; 상기 차체부 내에 설치되며 상기 바퀴를 구동시키는 구동수단과; 외부로부터 공급되는 모르타르가 압송되는 통로로서, 상기 차체부에 회전가능하게 설치되는 내부관과; 상기 차체부에 고정되며 상기 내부관의 후단이 회동가능하게 연결되는 연결커넥터와; 상기 연결커넥터의 후단에 연결되며 외부의 모르타르 공급용 호스가 끼워지는 호스연결관과; 상기 내부관의 외부에 배치되며 외부로부터 공급되는 고압의 공기가 압송되는 외부관과; 상기 외부관의 후단이 회동가능하게 결합되는 기어박스와; 상기 기어박스를 통해 상기 외부관의 후단과 치합되어 상기 내,외부관을 회동시키는 회동수단과; 상기 내,외부관의 전단에 형성되어, 상기 내,외부관을 통해 압송된 모르타르 및 고압의 공기를 매설관 내주면에 분사시키는 분사구를 포함하여 이루어지며, 상기 회동수단을 통해 회동되는 분사구로부터 분사되는 고압의 공기를 이용하여 매설관 내주면에 모르타르를 고압으로 분사시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 분사구에는 모르타르의 분사각을 조절하기 위한 노즐캡이 더 설치될 수 있으며, 상기 노즐캡은, 상기 내,외부관의 분사구와 연통되어 고압의 공기 및 모르타르가 분사되는 노즐부와, 상기 노즐부의 외곽에 형성되며 상기 고압의 공기와 함께 분사되는 모르타르의 분사각을 조절하는 환형 테두리부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 분사구로부터 일정거리 이격된 전방측에는 상기 분사구와 함께 회동되면서 매설관의 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장할 수 있는 플랙서블한 재질로 이루어진 제1미장판이 더 설치되되, 상기 제1미장판은 복수 개가 방사상으로 설치되도록 구성할 수 있다.

아울러, 상기 분사구가 위치한 상기 외부관 전단에는 상기 분사구와 함께 회동되면서 매설관 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장할 수 있는 플랙서블한 재질로 이루어진 제2미장판이 설치되되, 상기 제2미장판은 모르타르의 분사방향과 수직한 방향으로 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에는 상기 모르타르 공급용 호스를 가이드하는 가이드수단이 더 설치될 수 있으며, 상기 가이드수단은 상기 매설관의 하부에 지지되는 가이드본 체와, 상기 가이드본체에 승강 가능하게 결합되어 상기 매설관의 상부에 지지되는 스크류, 및 상기 가이드본체의 일측에 회동가능하게 설치되며 상기 모르타르 공급용 호스를 가이드하는 롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에는 맨홀의 상부에 배치되어 상기 모르타르 공급용 호스를 일정한 속도로 권양하는 권양수단이 더 설치되되, 상기 권양수단에 감속기를 구비하여 구성할 수 있다.

이때, 상기 권양수단은 지지판과, 상기 지지판에 회동가능하게 설치되는 제1권양롤러와, 상기 제1권양롤러를 회동시키는 권양모터와, 상기 지지판에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2권양롤러와, 상기 지지판에 나사결합되어 상기 제2권양롤러를 이동시키는 간격조절스크류를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수공법은, 굴착장치를 이용하여 지하 매설관 내부의 지장물을 제거하는 굴착단계와; 상기 지장물이 제거된 상태의 매설관 내주면에 모르타르를 고압의 공기와 함께 회전 분사시켜 부착시키는 쇼크리트 단계와; 상기 매설관 내주면에 부착된 모르타르를 회전되는 미장판을 통해 매끄럽게 미장하는 미장단계를 포함하여 이루어지되, 상기 쇼크리트 단계와 미장단계는 하나의 보수장치를 통해 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명은 상기 굴착단계 이후 상기 매설관 내에 고인 물을 흡착포 등을 이용하여 제거하는 물 제거단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

아울러, 본 발명은 상기 물 제거단계 이후 상기 매설관 내의 균열 부위에 방 수제를 분사하여 균열 부위를 방수하는 방수단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 보수장치의 모르타르 분사수단을 모르타르가 압송되는 내부관과 고압의 공기가 압송되는 외부관의 이중관 구조로 형성함으로써, 고압의 분사 공기를 이용하여 모르타르를 매설관 내주면에 높은 분사압력으로 분사시킬 수 있기 때문에 모르타르의 접착성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 보수장치를 일정한 속도로 이동시키면서 모르타르를 반복적으로 회전 분사시키게 됨에 따라, 매설관 내주면에 단위당 일정량의 모르타를 분사하여 분사 두께를 일정하게 유지할 수 있고, 모르타르 분사수단의 회전속도와 보수장치의 이송속도를 제어하여 매설관 내부에 부착되는 모르타르의 부착두께를 적절히 조절할 수 있는 장점이 있다. 특히, 상기 보수장치에 전,후방을 주시할 수 있는 카메라가 설치됨에 따라, 상기 카메라를 통해 매설관의 내부상황을 확인하면서 단위당 모르타르 분사량과 보수장치의 전진속도를 조절하여 매설관 내부에 보수 모르타르 두께를 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하나의 보수장치를 이용하여 모르타르의 쇼크리트 작업과 미장작업을 동시에 수행할 수 있도록 되어 있기 때문에, 위의 작업을 개별적으로 수행해야만 했던 종래의 보수공법과 비교하여 작업속도가 월등히 빨라지고 작업성도 현저하게 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 자동화된 분사장치와 기계화 시공 시스템을 이용함으로써, 인력 절감 및 공사비 절감 효과를 기대할 수 있으며, 소형관에서도 시공 가능한 장 점이 있다. 아울러, 매설관 내의 기계화 보수시공으로 공정이 단순하고 공사 기간이 단축되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존 노후관과 동일한 물성인 모르타르 재료를 이용하여 보수, 보강하기 때문에 매설관을 구성하는 바탕 콘크리트와 일체화되어 노후관의 유지관리가 용이하고, 신규 제작 관로의 내부 모르타르 보강 공법에도 우수한 효과를 기대할수 있다. 아울러, 본 발명은 오랜 기간 사용해온 국내산 시멘트 모르타르를 이용하기 때문에 친환경적이고, 기계화 시공에 따른 경제성, 안정성, 내구성 등이 우수하다.

또한, 모르타르 및 고압의 공기가 분사되는 분사구의 끝단에 상기 각 분사구와 연통되는 노즐부 및 공기통로가 형성된 노즐캡을 설치하되, 상기 공기통로가 노즐부 내측에서 만나도록 형성함으로써, 공기통로를 통해 분사되는 고압의 공기가 노즐부를 통해 분사되는 모르타르와 직접 혼합된 상태에서 고압으로 균일하게 분사될 수 있기 때문에 모르타르의 분사압을 보다 효과적으로 높일 수 있는 장점이 있다.

아울러, 상기 노즐캡의 노즐부 외곽에 전방으로 돌출된 환형 테두리부를 형성함으로써, 상기 노즐부를 통해 분사되는 모르타르의 분사각이 환형 테두리부에 의해 일정범위 내로 제한되기 때문에, 상기 환형 테두리부의 돌출 길이를 적절히 조절하여 모르타르의 분사각을 적절하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 분사수단의 전단으로부터 일정거리 이격된 전방측에 방사상으로 배치된 복수의 미장판을 구비한 미장헤드를 설치함으로써, 상기 분사수단에 의한 모르타르 쇼크리트 작업과 병행하여 회전되는 복수의 미장판에 의해 매설관 내주면에 부착된 모르타르 표면을 매끄럽게 미장시킬 수 있다. 이와 같이, 모르타르 분사수단과 미장헤드가 동시에 회동되어 모르타르를 분사한 후 바로 미장을 할 수 있기 때문에 미장작업도 효과적으로 이루어질 수 있고, 보수장치의 전체적인 크기가 컴팩트하게 유지될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 미장판은 플랙서블한 유연성 소재로 이루어지기 때문에, 미장작업을 할 때에 미장판의 끝단이 휘어져서 매설관 내벽에 접촉면적이 넓어지게 되어 미장작업이 더욱 효과적으로 될 수 있으며, 다양한 형상과 다양한 크기를 가진 관에 적용될 수 있다.

또한, 상기 모르타르 분사구가 위치한 외부관 전단에 매설관 내에 분사된 모르타르의 표면을 미장할 수 있도록 모르타르의 분사방향과 수직한 방향으로 또 다른 미장판을 더 설치함으로써, 모르타르를 일정한 두께로 분사하고 상기 분사된 모르타르 표면을 2개소에 설치된 미장판에 의해 1,2차에 걸쳐서 매끄럽게 미장할 수 있다. 즉, 모르타르의 분사와 동시에 첫번째 미장판을 통해 모르타르 표면의 1차 미장작업이 수행되고, 이후 두번째 미장판을 통해 2차 미장작업과 아울러 다짐작업이 수행될 수 있기 때문에 미장 효율을 높일 수 있고, 매설관 내면에 모르타르의 부착력을 증대시킬 수 있으며, 분사된 모르타르 면의 요철을 제거하고 일정한 두께로 표면을 매끄럽게 유지할 수 있다.

또한, 모르타르 공급용 호스가 맨홀 하부에서 매설관 방향으로 방향을 전환하는 호스를 가이드하기 위한 가이드수단을 설치함으로써, 호스가 권취 매설관 단 부의 모서리 부분이다 맨홀 내벽에 접촉되어 마모되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 상기 가이드수단에 구비된 스크류의 높낮이를 적절히 조절함으로써 다양한 크기의 관경을 갖는 매설관에 가이드수단을 견고하고 용이하게 고정시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 맨홀 상부에 모르타르 공급용 호스를 일정속도로 권양시킬 수 있는 권양수단을 설치함으로써, 윈치에 호스가 권취되는 과정에서 윈치의 권취반경이 점점 커져서 권취속도가 빨라질지라도 상기 권양수단에 의해 호스의 권취속도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있기 때문에 호스가 갑자기 당겨지거나 느슨해지는 것을 방지할 수 있고, 호스의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 호스에 연결된 보수차량의 이송속도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있기 때문에 매설관 내부의 보수 모르타르 두께를 일정하게 유지하는 효과가 있다. 아울러, 상기 권양수단은 간격조절스크류를 통해 2개의 권양롤러 사이의 간격을 조절하도록 되어 있기 때문에 호스의 직경에 관계없이 다양한 크기의 호스에 공용으로 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 이하에서 개진되는 본 발명의 실시예는 본 출원인이 선출원한 선행기술인 특허출원 제10-2007-0033936호의 개량 기술임을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 사용 상태도이고, 도 2는 도 1의 보수장치 사시도이며, 도 3은 도 2의 부분 분리 사시도이고, 도 4는 도 2의 보수장치 부분 측면도이며, 도 5는 도 2의 평면도이고, 도 6은 도 2의 노즐캡 배면도이며, 도 7은 도 6의 노즐캡 정면도이고, 도 8은 도 2의 보수장치 사용 상태도이며, 도 9는 도 2의 미장헤드 정면도이고, 도 10은 도 2의 보수장치 배면도이다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치(100)는, 좌,우측에 회전가능한 바퀴(111)가 구비된 차체부(110)와, 상기 차체부(110) 내에 설치되며 상기 바퀴(111)를 구동시키는 구동수단(118)과, 외부로부터 공급되는 모르타르를 매설관 내주면에 분사하는 분사수단(130)과, 상기 분사수단을 일정 속도로 회동시키는 회동수단(140)을 포함하여 구성된다.

그리고, 본 발명에는 상기 보수장치(100)의 분사수단(130)으로 모르타르를 공급하는 모르타르 공급용 호스(4)를 가이드하기 위한 가이드수단(200)과, 상기 모르타르 공급용 호스(4)를 권양하는 권양수단(300) 및 지상에 설치되어 상기 보수장치(100)로 모르타르와 같은 보수재료, 압축공기 및 유압, 전원 등과 같은 각종 구동원을 공급하는 지원차량(400)이 제공된다.

상기 분사수단(130)은 소정 길이를 갖는 2중관 형태로 구비되는바, 외부로부터 공급되는 모르타르가 압송되는 통로로서 상기 차체부(110)에 회전가능하게 설치되는 내부관(131)과, 상기 내부관(131)의 외부에 배치되며 외부로부터 공급되는 고압의 공기가 압송되는 외부관(135)과, 상기 내,외부관(131)(135)의 전단에 형성되어 상기 내,외부관(131)(135)을 통해 압송된 모르타르 및 고압의 공기를 매설관(1) 내주면에 고압으로 분사시키는 분사구(136)(137)를 포함하여 구성된다.

상기 보수장치(100)에는 상기 차체부(110)에 고정되며 상기 내부관(131)의 후단이 회동가능하게 연결되는 연결커넥터(133)와, 상기 연결커넥터(133)의 후단에 연결되며 외부의 모르타르 공급용 호스(4)가 끼워지는 호스연결관(132)과, 상기 외부관(135)의 후단이 회동가능하게 결합되는 기어박스(139)와, 상기 기어박스(139)를 통해 상기 외부관(135)의 후단과 치합되어 상기 내,외부관(131)(135)을 회동시키는 회동수단(140)이 구비된다.

상기 차체부(110)의 좌,우측면에는 전방 및 후방측에 각각 반구 형상의 바퀴(111)가 각각 회동가능하게 장착되는데, 이러한 바퀴(111)는 상기 차체부(110) 내부에 설치되는 구동수단(118)에 의해 구동된다.

즉, 상기 구동수단(118)의 회전축은 후방측 바퀴(111)의 회전축과 체인(113)을 통해 연결되고, 상기 후방측 바퀴(111)의 회전축은 다시 또 다른 체인을 통해 전방측 바퀴(111)와 연결된 구조를 이루고 있다. 따라서, 상기 구동수단(118)에 의해 전,후방측 바퀴(111)가 연동하며 보수장치(100)가 4륜 구동으로 주행할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 구동수단(118)으로는 전기나 공압 또는 유압 등의 다양한 구동방식으로 구동되는 엑추에이터가 적용될 수 있으나, 본 실시예에서는 전기를 이용한 구동모터를 채용하고 있다.

한편, 후방측 바퀴(111)의 회전축(112)상에는 전,후방측 바퀴 사이의 동력전달을 일시적으로 차단하기 위한 클러치(114)가 설치되어 있다.

상기 클러치(114)는 후방 좌측 바퀴(111) 측에 연결되는 제1부재(114a)와 후방 우측 바퀴(111) 측에 연결되는 제2부재(114b)로 이루어진다. 또한, 상기 제1부재(114a)에는 끼움홈(115)이 형성되고, 상기 제2부재(114b)에는 상기 끼움홈(115)에 끼워지는 끼움돌기(116)가 형성된다. 아울러, 상기 제2부재(114b) 외주면에는 원주방향을 따라 삽입홈(117)이 형성되어 있다.

또한, 상기 차체부(110)의 상부에 결합되는 상판에는 상기 클러치(114)를 조작할 수 있도록 별도의 조작수단(120)이 마련되어 있다.

상기 조작수단(120)은 차체부(110)의 좌우방향으로 레버조작이 가능하도록 차체부(110)의 상판을 관통하여 설치되는바, 상기 조작수단(120)은 차체부(110)의 외측에 배치되는 손잡이(121)와, 차체부(110) 내측에 배치되어 삽입홈(117)에 삽입되는 두 개의 삽입돌기(123)와, 원호형상으로 형성되어 상기 두 개의 삽입돌기(123)와 손잡이(121)를 연결하는 연결부(122)로 구성된다.

이에 따라, 사용자가 차체부(110) 상부에서 조작수단(120)의 손잡이(121)를 우측으로 이동시키게 되면 끼움돌기(116)가 끼움홈(115)에 끼워져서 후방 좌,우측 바퀴(111)가 서로 연결되어 정상적인 구동이 이루어지게 되는 반면, 손잡이(121)를 좌측으로 이동시키게 되면 끼움돌기(116)가 끼움홈(115)으로부터 분리되어 후방 좌,우측 바퀴(111)의 연결상태가 끊어지게 되고, 따라서 후방 좌측 바퀴(111)가 회전되더라도 후방 우측 바퀴(111)는 회전되지 않게 된다.

한편, 분사수단(130)의 내부관(131) 후단에는 모르타르 공급용 호스(4)가 끼워지게 되는 호스연결관(132)이 차체부(110)에 볼트로 고정되는 연결커넥터(133)를 통해 연결된다.

그리고, 상기 연결커넥터(133) 내에는 내부관(131)의 후단이 호스연결관(132)에 대해 회동가능하도록 베어링이 구비된다.

상기 회동수단(140)은 차체부(110) 내부 후방측에 전후방향으로 배치되는데, 이러한 회동수단(140)으로는 외부에서 공급되는 전기를 통해 작동되는 전기모터가 채용된다. 그리고, 상기 회동수단(140)은 기어박스(139)를 통해 외부관(135)과 연결된다.

상기 기어박스(139) 내부에는 회동수단(140)의 회전축에 결합되는 제1기어(미도시)와, 외부관(135)의 후단에 결합되어 상기 제1기어와 맞물리는 제2기어(미도시)가 구비되고, 상기 제2기어의 내부에는 관통공이 형성되어 내부관(131)이 관통된다. 그리고, 상기 기어박스(139)의 전,후방에는 외부관(135) 및 내부관(131)이 안정적으로 회동될 수 있도록 상기 외부관(135)을 지지하는 베어링(B)과 내부관(131)을 지지하는 베어링(B)이 설치된다. 또한, 기어박스(139)에는 공기공급호스(3)가 연결되어 외부관(135)으로 공기를 공급하게 된다.

한편, 상기 분사수단(130)에 있어서 외부관(135) 및 내부관(131)의 전단은 서로 반대되는 양측방향으로 분기되어 전체적인 형상이 "T"자 형상의 구조를 이루고, 상기 내,외부관(131)(135)을 통해 압송된 모르타르 및 고압의 공기가 내,외부관(131)(135) 말단의 분사구(136)(137)를 통해 양측으로 분사되는 구조로 되어 있다.

이때, 분사수단(130)의 분사구(136)(137)에는 모르타르의 분사각을 조절하기 위한 노즐캡(160)이 설치된다.

상기 노즐캡(160)은 상기 내,외부관(131)(135)의 분사구(136)(137)와 연통되어 고압의 공기 및 모르타르가 분사되는 노즐부(161)와, 상기 노즐부(161)의 외곽에 형성되며 상기 고압의 공기와 함께 분사되는 모르타르의 분사각을 조절하는 환형 테두리부(165)를 포함한다.

즉, 상기 노즐캡(160)은 그 중앙부에 내부관(131)의 분사구(136)와 연통되어 모르타르가 분사되는 원통형 구멍인 노즐부(161)가 형성되고, 상기 노즐부(161) 주위에는 상기 노즐부(161)와 외부관(135)의 분사구(137)를 경사지게 연통되는 공기통로(162)가 형성되어 있다. 이때, 상기 공기통로(162)는 노즐부(161)를 중심으로 방사상으로 복수 개가 형성된 구조를 이룬다.

이와 같이, 공기통로(162)가 노즐부(161) 내측에서 만나도록 형성함으로써, 공기통로(162)로부터 분사된 고압의 공기가 노즐부(161)를 통해 분사되는 모르타르와 직접 혼합된 상태에서 분사될 수 있기 때문에 모르타르의 분사압을 더욱 효과적으로 높일 수 있다.

그리고, 상기 노즐캡(160) 노즐부(161) 주위는 원뿔형태로 경사지게 형성되며, 상기 노즐부(161) 외곽의 테두리에는 환형 테두리부(165)가 노즐캡(160) 전방으로 일정길이 돌출 형성된다.

상기 환형 테두리부(165)는 노즐부(161)를 통해 분사되는 모르타르가 주위로 과도하게 퍼지며 분사되는 것을 방지하기 때문에, 상기 환형 테두리부(165)의 돌출 길이를 적절히 조절하게 되면 모르타르의 분사각을 일정범위 내로 적절하게 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기 노즐부(161)의 전방측에는 공구 등을 이용하여 노즐캡(160)을 분사구(136)(137) 끝단에 나사체결시킬 수 있도록 공구가 삽입되는 홈(166)이 마련되어 있다. 이에 따라, 필요할 경우 상기 노즐캡(160)을 손이나 공구 등을 이용하여 상기 분사구(136)(137)에 용이하게 탈착시킬 수 있다.

이때, 노즐캡(160) 후면에는 공기통로(162)와 연통되는 복수의 관통공이 형성된 원형의 실링부재(163)가 구비된다. 상기 실링부재(163)는 노즐캡(160)과 분사수단(130)의 분사구(136)(137) 사이를 효과적으로 실링하게 된다.

한편, 차체부(110) 상면에는 사방으로 회전되며 보수장치(100)의 전방 또는 후방을 촬영할 수 있도록 카메라(150)가 설치되어 있다.

상기 카메라(150)는 지원차량(400)의 디스플레이(모니터)와 연결되어 작업자가 지상에서 매설관(1) 내부의 상황을 확인할 수 있도록 한다.

이와 같은 카메라(150)로 인해 후진하면서 작업을 하는 보수장치(100)의 구동을 효과적으로 제어할 수 있으며 보수 위치도 정확하게 알 수 있게 되어 보수작업도 효과적으로 할 수 있다.

또한, 카메라(150)로 매설관(1) 내벽의 형상을 촬영하여 매설관(1) 내벽이 울퉁불퉁 하더라도 분사수단(130)의 이송속도를 빠르게 하거나 느리게 함으로써 모르타르(M) 면을 고르게 형성할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 보수장치(100)에는 상기 분사수단(130)과 함께 회동되면서 매설관(1) 내주면에 분사된 모르타르의 요철면을 고르고 매끄럽게 미장하는 미장헤 드(170)가 더 설치된다.

상기 미장헤드(170)는 분사수단(130)에 연결되는 이음부와 상기 이음부에 방사방향으로 설치되는 복수의 제1미장판(175)을 포함하여 구성된다.

상기 이음부는 분사수단(130)의 전단에 설치되는 유니버셜조인트(171)와, 유니버셜조인트(171)에 고정핀을 통해 연결되는 환봉 형상의 연결축(172)과, 상기 연결축(172)이 관통되고 상기 연결축(172)과 고정핀을 통해 결합되는 연결파이프(173)와, 상기 연결파이프(173)의 외주면에 십자(+) 형태로 돌출 형성된 고정판(174)을 포함하여 구성된다.

상기 제1미장판(175)은 고무 등과 같이 플랙서블(flexible)한 유연성 재질로 이루어진 판 형태로 구비되며, 상기 고정판(174)의 끝단에 볼트 결합된다.

이와 같이 유니버셜조인트(171)로 미장헤드(170)와 분사수단(130)이 착탈 가능하게 축이음되어 필요할 경우 상기 미장헤드(170)를 분사수단(130)으로부터 언제라도 착탈시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 모르타르의 미장작업시 플랙서블한 소재로 이루어진 제1미장판(175)의 끝단이 휘어져서 매설관(1) 내벽에 부착된 모르타르와의 접촉면적이 넓어지기 때문에 미장작업이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있으며, 다양한 직경의 매설관(1)에 공용으로 적용될 수 있게 되는 이점이 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 맨홀 하부에 위치한 매설관(1) 내에는 보수장치(100) 후방에 연결되는 모르타르 공급용 호스(4)를 가이드하기 위한 가이드수단(200)이 설치된다.

도 11은 본 발명에 따른 가이드수단을 보여주는 사시도이고, 도 12는 가이드수단의 사용 상태도이며, 도 13은 도 12의 정면도이다.

도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 가이드수단(200)은 분사수단(130)의 후방측에 연결되는 모르타르 공급용 호스(4) 및 공기공급호스(3)와 같은 호스 및 전기선(미도시) 및 카메라선(미도시)의 이송 방향이 전환되는 부분에 배치되어 보수장치(100)에 연결되는 호스 및 전기선 및 카메라선이 매설관(1) 단부의 모서리부분이 닿아 손상되는 것을 방지해준다.

구체적으로, 상기 가이드수단(200)은 상기 매설관(1)의 하부 내측면에 지지되는 가이드본체(210)와, 상기 가이드본체(210)에 상,하부로 승강 이동이 가능하도록 나사결합되는 스크류(220)와, 상기 가이드본체(210)의 일측에 회동가능하게 설치되어 상기 모르타르 공급용 호스(4)를 가이드하는 롤러(230)를 포함하여 이루어진다.

상기 가이드본체(210)는 매설관(1)에서 맨홀(2)에 근접한 부분에 설치되며, 양측에 서로 이격되게 배치되는 측판(211)과 양측의 측판(211)의 상부를 연결하는 상판(212)과 측판(211)의 이격간격을 유지되도록 하는 이격부재(213)을 포함한다. 측판(211)은 상부 전방에 돌출부(214)가 형성되어 있다. 이격부재(213)는 볼트와 나사로 구비되며, 측판(211)의 전방 상부 및 하부와 후방 상부 및 하부에 각각 설치된다.

상기 스크류(220)는 상판(212)에 나사결합되며, 상부에 스크류손잡이(221)가 설치된다. 이러한 스크류손잡이(221)를 통해 작업자가 용이하게 스크류(220)를 상 판(212)에 대해 회전시킬 수 있게 되어 스크류(220)의 높이를 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 이와 같은 스크류(220)로 인해 가이드수단(200)을 다양한 크기의 관에 견고하고 용이하게 고정시킬 수 있다.

그리고, 상기 스크류(220) 상단에는 원호형상으로 굴곡지게 형성된 지지판(222)이 설치되어 매설관(1) 내벽과의 마찰력이 커지게 됨으로써 가이드수단(200)이 매설관(1) 내에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 상기 스크류(220)의 하단에는 너트 등으로 구비되는 걸림부재(223)가 설치되어 스크류(220)가 한계 높이까지 회동되면 더이상 스크류(220)가 가이드본체(210)로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다.

이와 함께, 상기 롤러(230)는 돌출부(214)에 회동가능하게 설치되어, 맨홀(2)의 하부에 배치된다. 이와 같이 롤러(230)가 배치됨에 따라, 호스 및 여러가지 선들이 매설관(1) 내벽이나 맨홀(2) 내벽에 닿아서 호스 및 선들이 마모되어 손상되는 것을 방지할 수 있고, 호스 및 선들이 맨홀(2)과 매설관(1)을 효과적으로 통과할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에는 맨홀(2)의 상부에 배치되어 모르타르 공급용 호스(4)를 일정한 속도로 권양하는 권양수단(300)이 더 설치된다.

도 14는 본 발명에 따른 권양수단을 도시한 사시도이고, 도 15는 도 14의 평면도이며, 도 16은 도 14의 좌측면도이고, 도 17은 도 14의 우측면도이다.

도 14 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 상기 권양수단(300)은 지지판(320)과, 지지판(320)에 회동가능하게 설치되는 제1권양롤러(330a)와, 제1권양롤 러(330a)를 회동시키는 권양모터(310)와, 권양모터(310)에 연결되는 감속기(312)와, 지지판(320)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2권양롤러(330b)와, 지지판(320)에 나사결합되어 제2권양롤러(330b)를 이동시키는 간격조절스크류(340)를 포함한다.

상기 지지판(320)은 양측에 각각 배치되며, 양측 지지판(320)의 각 모서리 부분은 지지프레임(322)에 의해 서로 연결된다. 또한, 지지판(320)에는 가이드홈(321)이 전후방향으로 관통되어 형성되어 있다.

제1권양롤러(330a) 및 제2권양롤러(330b)는 호스 또는 각종 선들이 안착되는 안착홈(331)이 롤러의 둘레를 따라 형성되어 있다. 이와 같이 안착홈(331)은 롤러의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 다수 개 형성되어 다수개의 호스와 각종 선을 동시에 권양할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 제1권양롤러(330a) 및 제2권양롤러(330b)는 호스 또는 각종 선과 접촉되는 부분이 안착홈(331)이 형성된 부분에 미세한 돌기가 다수개 형성되어 마찰력이 커지도록 함으로써 권양작업이 효과적으로 할 수 있다.

아울러, 상기 제1권양롤러(330a) 및 제2권양롤러(330b)는 일측에 고정베어링(333) 이동베어링(332)이 각각 설치되고, 타측에는 기어(334)가 각각 설치된다.

상기 고정베어링(333)은 지지판(320)에 고정되도록 설치되어 제1권양롤러(330a)가 지지판(320)에 대해 효과적으로 회동될 수 있도록 한다.

상기 이동베어링(332)은 간격조절스크류(340)에 고정설치되며, 가이드홈(321)에 삽입되어 제2권양롤러(330b)와 함께 지지판(320)에 대해 슬라이딩된다.

또한, 상기 제1권양롤러(330a) 및 제2권양롤러(330b)는 타단에 기어(334)가 구비되어 두 개의 기어(334)가 서로 맞물려서 제1권양롤러(330a)가 회동됨에 따라 제2권양롤러(330b)도 회동되어 권양작업이 더욱 효율적으로 될 수 있다.

상기 권양모터(310) 축에는 자체감속기(311)가 구비되고, 이에 더해 자체감속기(311)에는 별도 감속기(312)가 연결되며, 상기 감속기(312)에는 제1권양롤러(330a)가 연결된다. 따라서, 권양모터(310)의 회전력이 감속되어 제1권양롤러(330a)에 전달된다.

이와 같이 권양수단(300)은 감속기(312)를 구비하여 호스의 권양속도를 항상 정속도로 유지하여 호스가 갑자기 당겨지거나 느슨해지는 것을 방지하여 호스가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기 간격조절스크류(340)는 이동베어링(332)에 설치되고, 지지판(320)에 나사결합된다.

그리고 상기 간격조절스크류(340)의 끝단에는 휠 형상으로 손잡이가 형성되어 작업자가 간격조절스크류(340)를 쉽게 회전시킬 수 있게 됨으로써 제1권양롤러(330a)와 제2권양롤러(330b) 사이 간격을 용이하게 조절하도록 한다. 이러한 간격조절스크류(340)의 구비로 인해 다양한 직경을 가진 호스 또는 선을 권양할 수 있는 장점이 있다.

지원차량(400)은 보수장치(100)에 고압의 공기를 주입하기 위한 에어컴프레셔(미도시), 전원을 공급하기 위한 D/C 밧데리(미도시), 카메라(150)의 영상을 표시하기 위한 디스플레이(미도시) 그리고 호스를 권취하기 위한 윈치(미도시) 및 이 러한 것들을 제어하기 위한 콘트롤판넬(미도시)이 구비되어 보수장치(100)를 지원한다.

한편, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보수장치 구조를 보여주는 것으로, 도시한 바와 같이, 본 발명의 보수장치(100)는 전술된 도 2의 보수장치(100) 구조에 있어서, 분사수단(130)의 분사구(136)(137)가 위치한 외부관(135) 전단에 매설관(1) 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장할 수 있는 제2미장판(180)을 더 설치하여 구성할 수 있다.

상기 제2미장판(180)은 전술된 제1미장판(175)과 마찬가지로 플랙서블한 유연성 재질로 이루어져 있으며, 외부관(135)의 전단 외주면에 분사구(136)(137)의 설치방향, 즉 모르타르의 분사방향과 수직한 방향으로 입설되는 고정판(181) 끝단에 볼트 결합되고, 분사수단(130)의 회동시 상기 분사구(136)(137)와 함께 회동되면서 매설관(1) 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장하게 된다.

이와 같은 보수장치(100)는 회전되는 분사구(136)(137)를 통해 매설관(1) 내주면에 도포된 모르타르(M)를 제2미장판(180)과 제1미장판(175)을 이용하여 2번에 걸쳐 순차적으로 미장할 수 있기 때문에 미장 효율을 높일 수 있고 시공된 미장면이 매끄럽고, 모르타르 다짐효과도 얻을 수 있다.

아울러, 본 발명의 보수장치는 도 18의 구조에서 분사수단(130) 전단에 미장헤드(170)를 연결하지 않고, 상기 분사수단(130) 전단에 제2미장판(180)만을 부착하여 사용할 수도 있다.

한편, 도 19 내지 도 22는 본 발명의 보수장치(100)에 의한 매설관(1)의 보 수작업에 앞서, 매설관(1) 내부의 각종 지장물을 제거하도록 하는 굴착장치(10)의 구성을 보여주는 것으로서, 도 19 내지 도 22에 도시한 바와 같이, 매설관(1) 내부를 굴착하기 위한 굴착장치(10)는, 외부 지원차량으로부터 전기가 공급되는 후방몸체(31)와, 상기 후방몸체(31)의 전방에 소정거리 이격 배치되며 상기 후방몸체(31)에 대해 좌우회전 가능하게 결합되는 전방몸체(51)와, 상기 전방몸체(51) 및 후방몸체(31)에 각각 회전가능하게 설치되는 바퀴(160)(21)와, 상기 전방몸체(51)의 전방에 회전가능하게 설치되는 굴착헤드(71)와, 상기 후방몸체(31)를 매설관 내에 지지할 수 있도록 설치되는 지지수단을 포함하여 구성된다.

상기 후방몸체(31)는 전,후방에 각각 한 쌍의 바퀴(21)가 설치되고, 내부에는 상기 전,후방 바퀴(21)를 구동시킬 수 있도록 외부 지원차량의 전원장치와 연결된 구동모터(27)와, 상기 구동모터(27)의 회전력을 일정 회전 비율로 감속시키기 위한 감속기(28)가 설치되어 있다.

상기 구동모터(27)의 회전축은 체인(41)에 의해 감속기(28)와 연결되고, 상기 감속기(28)는 체인(43)에 의해 후방측 바퀴(21)의 회전축(56)과 연결되며, 상기 후방측 바퀴(21)의 회전축(56)은 전방측 바퀴(21)의 회전축(57)과 체인(29)에 의해 연결되어, 상기 구동모터(27)의 회전력이 감속기(28)를 거치면서 일정 회전비로 감속된 상태에서 후방측 바퀴(21)의 회전축(56)에 전달되고, 상기 후방측 바퀴(21)의 회전축(56)과 연결된 전방측 바퀴(21)의 회전축(57)이 회전되면서 전,후방측 바퀴(160)(21)의 4륜 구동을 통하여 후방몸체(31)의 전,후진 작용이 이루어지도록 되어 있다.

이와 같은 굴착장치는 구동 속도 감속용으로 별도 설치된 후방몸체(31) 내부의 감속기(28)와 외부 지원차량(300) 내에 설치된 전기모터(또는 유압모터) 스피드 컨트롤러(인버터) 등으로 굴착장치의 구동 속도 조절이 가능하도록 되어 있다.

상기 후방몸체(31)의 상면에는 상판(12)이 볼트를 통해 결합되고, 상기 상판(12) 위에는 상기 후방몸체(31)를 매설관 내에 지지할 수 있도록 지지수단이 설치된다.

상기 지지수단으로는 외부 지원차량으로부터 공급되는 공압 또는 유압을 통해 내부의 피스톤축을 상하방향으로 진퇴시키는 지지실린더(45)와, 상기 피스톤축의 상단부에 결합되는 지지판(54)과, 상기 지지판(54)의 상면에 브래킷(55)을 통해 회전가능하게 결합되는 지지바퀴(42)를 포함하여 구성된다.

상기 지지바퀴(42)는 상기 지지판(54)과 함께 수평방향으로의 회전이 가능하고, 매설관(1)의 상측 내주면에 접촉 지지된 상태에서 구름작용을 통해 상기 후방몸체(31)의 진퇴운동을 가이드하도록 되어 있다.

상기 지지실린더(45)는 후방몸체(31) 위에 설치되는 지지실린더 수납부(40) 내부에 고정된다. 즉, 상기 후방몸체(31)의 상판(12) 위에는 지지실린더 수납부(40)가 안착되는바, 상기 지지실린더 수납부(40)는 내부 바닥면에 설치된 회전축(52)을 통해 좌우방향(수평방향)으로의 회전이 가능하게 설치되어 있다.

상기 지지실린더 수납부(40)의 전방측으로는 연결플레이트(60)가 결합되어 상기 지지실린더 수납부(40)와 함께 회전축(52)을 중심으로 좌우 회전이 가능한 구조로 되어 있다. 이때, 상기 연결플레이트(60)의 전방 부분은 상기 전방몸체(51)의 전방측으로 일정거리 돌출된 구조를 갖는다.

상기 전방몸체(51)의 좌우에는 한 쌍의 바퀴(160)가 구비되고, 일측에는 전방의 굴착헤드(71)를 회전시키기 위한 굴착헤드 회전모터(53)가 설치된다.

상기 굴착헤드 회전모터(53)는 기어박스(62)와 연결되고, 상기 기어박스(62)의 전방측 중앙에는 굴착헤드(71)가 회전가능하게 결합된 구조를 갖는다.

상기 기어박스(62)는 굴착헤드 회전모터(53)의 회전축이 내부의 기어를 통해 중공회전축(154)과 치합을 이루며 굴착헤드(71)를 회전시켜 주도록 되어 있다.

상기 중공회전축(154)의 내부에는 고정파이프(155)가 설치된다.

상기 기어박스(62)의 후방측 하부에는 슬라이드 플레이트(16)가 설치되고, 상기 슬라이드 플레이트(16)의 상면에 수직하도록 수직플레이트(63)가 고정된다. 그리고, 상기 수직플레이트(63)의 상부에는 상기 후방몸체(31)의 연결플레이트(60)와 연결되는 수평플레이트(61)가 결합된다. 이때, 상기 수평플레이트(61)는 상기 슬라이드 플레이트(16)와 평행을 이루도록 결합된다.

그리고 상기 수평플레이트(61)는 연결플레이트(60)와 결합시 상기 연결플레이트(60)의 저면부로부터 소정거리 이격된 하부에 배치되는데, 이러한 수평플레이트(61)와 연결플레이트(60)는 상부로부터 결합되는 수직연결부재(168)를 통해 서로 좌우 회전이 가능하도록 결합된다. 이때, 상기 수평플레이트(61)와 연결플레이트(60)에는 상기 수직연결부재(168)가 관통 삽입될 수 있는 삽입공이 형성된다.

한편, 후방몸체의 전방측 하부에는 상기 전방몸체(51)의 슬라이드 플레이트(16)가 안착되는 슬라이드 베이스(14)가 결합된다. 그리고, 상기 후방몸체(31)의 전면부 좌우에는 한 쌍의 제1수직판(18)이 결합된다. 아울러, 상기 전방몸체(51)의 슬라이드 플레이트(16) 상면에는 상기 전방몸체(51)와 후방몸체(31)의 결합시 상기 제1수직판(18) 사이에 위치하게 되는 제2수직판(64)이 결합된다.

이때, 상기 제2수직판(64)은 수평플레이트(61)의 반대편에서 그 2개의 변이 상기 수직플레이트(63) 및 슬라이드 플레이트(16)와 맞대어 수직하게 세워져 고정되는 구조를 이루게 된다. 그리고, 상기 제1수직판(18)과 제2수직판(64)을 수평으로 관통하여 볼트 형태의 수평연결부재(171)가 결합된다.

또한, 상기 제1수직판(18)과 제2수직판(64)의 사이에는 제1탄성스프링(172)이 개재된다. 이때, 수평연결부재(171)는 상기 제1수직판(18)과 제2수직판(64)의 사이에 개재된 제1탄성스프링(172)을 관통하여 결합된다.

아울러, 상기 연결플레이트(60)와 수평플레이트(61) 사이에는 수직연결부재(168)에 끼워져 상기 연결플레이트(60)와 수평플레이트(61) 사이에 탄성 지지되는 제2탄성스프링(170)이 더 설치된다.

한편, 상기 후방몸체(31)에는 상기 연결플레이트(60)의 좌우 회전을 일정 각도로 제한하도록 하는 별도의 각도제한수단이 마련된다. 즉, 상기 각도제한수단의 하나의 형태로는, 후방몸체(31) 상부에 안착된 지지실린더 수납부(40)의 좌우 측면에는 가이드축(48)이 외부로 돌출된 형태로 결합되고, 상기 후방몸체(31)의 좌우 측면에는 상기 가이드축(48)이 삽입되는 장공 형태의 가이드홈(67)이 형성된 가이드판(47)이 결합된다. 이때, 상기 가이드축(48)에는 제3탄성스프링(49)이 끼워져 상기 지지실린더 수납부(40)의 좌우 측면과 상기 가이드판(47) 사이에 탄성 지지됨 으로써, 상기 지지실린더 수납부(40)의 좌우 회전이 이루어지는 경우 상기 제3탄성스프링(49)의 탄성에 의해 원위치로 탄성 복귀가 이루어질 수 있도록 하고 있다.

한편, 전방몸체(51)에 장착되는 굴착헤드(71)는 횡단면 형상이 원뿔 형태를 이루고, 전방에서 바라본 모습이 바퀴살처럼 방사상으로 뻗은 형태를 이루고 있는바, 상기 굴착헤드(71)에 의한 굴착과정에서 분쇄되는 퇴적물 슬러지는 상기 굴착헤드(71)의 방사상 몸체 사이의 공간부를 통해 후방으로 배출시키도록 되어 있다.

또한, 상기 굴착헤드(71)의 직경은 매설관의 내경과 거의 같은 크기로 형성되며, 상기 굴착헤드(71)의 전방 경사면에 복수의 컷터(74)가 일렬로 배열된 막대 형태의 컷터부(72)가 볼트를 통해 결합된 구조를 이루고 있다.

즉, 막대형 컷터부(72)에 복수의 컷터(74)를 부착할 수 있도록 일정 간격으로 복수의 홈을 형성하고, 상기 홈에 컷터(74)를 끼운 상태에서 상기 컷터(74)가 이탈되지 않도록 막대 형태의 고정바(75)로 맞대어 볼트 체결하게 되며, 이렇게 체결된 막대형 컷터부(72) 자체를 굴착헤드(71) 몸체에 볼트 체결하도록 되어 있다.

이러한 구성의 굴착헤드(71)는 기어박스(62)의 중앙에 설치된 중공회전축(154) 선단에 나사결합되는데, 이렇게 굴착헤드(71)가 나사결합된 중공회전축(154)과 이 내부에 설치되는 고정파이프(155) 사이에는 외부에서 공급되는 고압수(경우에 따라 고압의 에어도 가능)가 통과될 수 있는 고압수 통로(65)가 형성되고, 굴착헤드(71)의 전면 중앙부에는 굴착시 굴착헤드(71)의 전방측으로 고압수를 분사할 수 있도록 상기 고압수 통로(65)와 연통된 다수의 노즐(79)이 설치되어 있다. 아울러, 전방몸체(51)의 후방측에는 상기 고압수 통로(65)로 고압수를 주입하 기 위한 주수구(50)가 설치되어 있다. 이에 따라, 굴착헤드(71)에 의한 매설관 내부의 굴착시 고압수 통로(65)를 따라 공급되는 고압수를 선단부의 노즐(79)을 통해 퇴적물 전면에 살수하여 퇴적물을 용이하게 분쇄시킬 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 상기 고압수 통로(65)를 통해 세정수를 주입하여 매설관 내부(1)에 부착된 기름띠 등을 세척할 수 있고, 상기 세정수에 의한 세척과정과 동시에 굴착헤드(71)의 회전시 상기 굴착헤드(71)의 외주면에 설치된 브러쉬가 고속으로 회전되어 이물질을 용이하게 제거할 수 있게 된다.

이와 함께, 중공회전축(154) 내부의 고정파이프(155) 선단에 지상에서 모니터를 통해 매설관(1) 내부의 상황을 용이하게 파악할 수 있도록 조사용 카메라(89)가 설치된다.

상기 굴착헤드(71)에 있어서 상기 카메라(89)가 설치된 전방측에는 투명커버가 결합되어 굴착과정에서 생성되는 파편 등의 이물질이나 분사되는 고압수로부터 카메라(89)를 보호하게 되고, 상기 카메라(89)가 설치되는 굴착헤드(71)의 선단부 중앙에는 외면에 굴착을 위한 복수의 컷터(74)가 구비된 캡(66)이 착탈가능하게 결합된다.

또한, 상기 굴착헤드(71)의 최외곽 외주면에는 상기 굴착헤드(71)의 회전에 따른 굴착시 매설관 내주면을 따라 지지 및 안내 역할을 하는 안내롤러(162)가 설치된다. 상기 안내롤러(162)는 무동력으로 구름작용을 하게 되며, 상기 굴착헤드(71) 및 전방몸체(51)의 무게중심을 유지하도록 함과 동시에 매설관 내부의 손상을 방지하는 기능도 함께 담당하게 된다.

상술한 구성으로 이루어진 굴착장치(10)는 후방몸체(31)와 전방몸체(51)가 수직연결부재(168)를 통해 연결되어 좌우방향으로 회전이 가능해짐과 동시에 상하방향으로의 이동이 가능해지게 되어, 직선 및 곡선형 매설관, 또는 매설관 연결부위가 어긋난 단차 부분에 관계없이 굴착기가 매설관의 종횡방향 굴절부분을 따라 굴착기의 전방몸체(51)와 후방몸체(31)가 유연하게 굴절 이동되면서 굴착작업을 수행하게 된다.

그리고, 상기한 굴착장치(10)는 매설관 내부의 굴착작업시 매설관 내부의 퇴적물 종류와 그 퇴적량에 따라 굴착헤드(71)의 회전속도와 굴착장치의 전진속도를 적절히 조절하면서 굴착작업을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 굴착과정에서 고압수를 분사하여 관 내부를 세정하는 동시에 분쇄된 분쇄물을 맨홀 하부까지 이동시켜 흡입 준설하게 된다.

이하, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 굴착장치(10)와 보수장치(100)를 이용한 지하 매설관 내부의 전단면 보수공법을 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 보수장치(100) 투입에 앞서서, 매설관(1) 내부의 각종 지장물 제거작업을 수행할 수 있는 굴착장치(10)의 투입이 선행되어야 한다.

즉, 도 19 내지 도 21에 기술되어 있는 본 발명의 굴착장치(10)를 지하 매설관(1) 내부에 투입하여 매설관 내부의 굳은 퇴적물, 모르타르, 돌출 가지관, 나무뿌리 및 매설관 연결부의 어긋난 단차 부분 등의 각종 지장물을 분쇄 제거하고, 세정하게 된다.

상기 굴착장치(10)는 후방몸체(31)와 전방몸체(51)가 탈착 가능하게 결합되 는 동시에 종횡방향으로 굴절 가능하게 이루어져 있기 때문에, 곡선형 매설관(1)이나 매설관 연결부위가 어긋난 단차 부분에 관계없이 매설관(1)의 종횡방향 굴절부분을 따라 굴착장치의 전방몸체(51)와 후방몸체(31)가 유연하게 굴절 이동되면서 굴착작업을 수행하게 된다. 이때, 상기 굴착과정에서 고압수를 분사하여 관 내부를 세정하는 동시에 분쇄된 분쇄물을 맨홀 하부까지 이동시켜 흡입 준설하게 된다.(도 22 참조)

한편, 경우에 따라서는 매설관(1) 내부에 균열이나 누수 등으로 인해, 또는 굴착과정에서 분사되는 고압수(세정수)로 인해 매설관(1) 내측 하부에 일정 수준의 물이 고일 수 있는데, 이렇게 매설관(1) 내에 물이 고이게 되는 경우에는 흡착포 등을 이용하여 물 제거작업을 부가적으로 수행하게 된다.

이때, 상기 흡착포에 의한 물 제거잡업은 본 발명의 보수장치(100)를 이용하여 수행할 수 있는데, 보수장치(100)의 차체부(110)나 모르타르 공급용 호스(4) 등에 다수의 흡착포를 구비하여 보수장치(100)가 후방으로 이동되는 과정에서 상기 다수의 흡착포를 통해 매설관(1) 내부에 고인 물을 흡착 제거하도록 할 수 있다.

또한, 상기 매설관(1) 내부에 크랙(crack) 등의 균열부위가 존재할 경우에는, 상기 매설관(1) 내의 균열부위에 방수제를 도포하여 균열부위를 방수하도록 할 수 있다.

이때, 상기 방수제 도포작업은 본 발명의 보수장치(100)를 이용하여 수행할 수 있는데, 회전되는 분사수단(130)에 모르타르 대신에 방수제를 투입하여 매설관(1) 내의 균열부위에 분사 도포할 수 있다.

이와 같이, 매설관(1) 내부의 굴착작업과 아울러 물 제거작업 및 방수작업이 완료되면, 본 발명의 보수장치(100)를 매설관(1) 내부에 투입하여 매설관(1) 내벽을 보수하게 된다.

상기 보수장치(100)는 전술된 굴착장치(10)와는 반대로 매설관(1)의 전방에서 후방측으로 이동하면서 매설관(1) 내주면에 모르타르 도포(쇼크리트) 및 미장 일련의 보수작업을 수행하게 된다.

여기서, 2중관 구조로 된 본 발명의 분사수단(130)에 의한 모르타르의 분사과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 즉, 모르타르 공급용 호스(4)를 통해 분사수단(130)의 내부관(131)으로 압송된 모르타르는 내부관(131) 전단의 분사구(136)(137)를 거쳐 노즐캡(160)의 노즐부(161)를 통해 분사되고, 이와 동시에, 공기공급호스(3)를 통해 외부관(135)으로 압송된 고압의 공기는 외부관(135) 전단의 분사구(136)(137)와 노즐캡(160)의 공기통로(162)를 거친 후 상기 노즐부(161)에서 모르타르와 혼합된 상태로 분사된다.

이와 같이, 고압의 분사 공기를 이용하여 모르타르를 매설관(1) 내주면에 높은 분사압력으로 접착시킬 수 있기 때문에 모르타르의 접착성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 회동수단(140)에 의해 노즐부(161)가 일정속도로 회전됨과 동시에 보수장치(100)가 일정속도로 후방으로 이송되면서 모르타르 분사작업을 수행하기 때문에 분사된 모르타르(M)가 매설관(1)의 내주면에 고르게 도포된다.

한편, 상기 분사수단(130)에 의한 매설관(1) 내주면의 쇼크리트 작업과 병행하여 분사수단(130)의 전방측에 배치된 미장헤드(170)를 통해 모르타르의 미장작업 이 이루어지게 되는데, 상기 분사수단(130)과 함께 연동하여 미장헤드(170)가 회전됨에 따라, 제1미장판(175)이 회전되면서 매설관(1) 내면에 도포된 모르타르 표면의 굴곡면을 매끄럽게 미장하여 모르타르가 매설관(1) 내주면에 일정한 두께로 도포된다.

이와 같이, 본 발명은 하나의 보수장치(100)를 이용하여 모르타르의 쇼크리트 작업과 미장작업을 동시에 수행할 수 있도록 되어 있기 때문에, 위의 작업을 개별적으로 수행해야만 했던 종래의 보수공법과 비교하여 작업 속도가 월등히 빨라지고 작업성도 월등히 향상되는 장점을 갖는다.

아울러, 본 발명의 보수장치(100)가 후방 이동되면서 쇼크리트 및 미장 작업을 수행하는 과정에서, 상기 보수장치(100)의 후방에 연결된 전선 및 모르타르 공급용호스(4)가 매설관(1) 단부에 지지된 가이드수단(200)의 롤러(230)를 통해 가이드되며 이송되기 때문에, 전선이나 모르타르 공급용 호스(4)가 이송되는 과정에서 매설관(1)의 단부 모서리 부분에 접촉되어 마모되는 것을 방지할 수 있다.

이와 함께, 상기 가이드수단(200)에 의해 가이드되며 이송되는 전선 및 호스(4)는 맨홀(2) 상부에 설치된 권양수단(300)의 일정 속도로 회전되는 2개의 제1권양롤러(330a)와 제2권양롤러(330b) 사이에 끼워진 상태로 압송되기 때문에, 지원차량(400)에 설치된 윈치에 전선 및 호스(4)가 권취되는 과정에서 윈치의 권취반경이 점점 커져서 권취속도가 달라질지라도 상기 권양수단(300)에 의해 전선 및 호스(4)의 권취속도가 항상 일정하게 유지되기 때문에 보수차량(100)의 후진속도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.

아울러, 상기 전선 및 호스(4)가 이송되는 과정에서 상기 가이드수단(200) 및 권양수단(300)에 의해 전선 및 호스(4)가 꼬이지 않아 작업이 신속하고 순조롭게 이루어질 수 있고 전선 및 호스가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치 사용 상태도.

도 2는 도 1의 보수장치 사시도.

도 3은 도 2의 부분 분리 사시도.

도 4는 도 2의 보수장치 부분 측면도.

도 5는 도 4의 평면도.

도 6은 도 5의 노즐캡 배면도.

도 7은 도 6의 노즐캡 정면도.

도 8은 도 2의 보수장치 사용 상태도.

도 9는 도 2의 미장헤드 정면도.

도 10은 도 2의 보수장치 배면도.

도 11은 도 1의 가이드수단 사시도.

도 12는 도 11의 가이드수단 사용 상태도.

도 13은 도 12의 정면도.

도 14는 도 1의 권양수단 사시도.

도 15는 도 14의 평면도.

도 16은 도 14의 좌측면도.

도 17은 도 14의 우측면도.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 의한 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수 장치 사시도.

도 19는 본 발명에 따른 매설관 내 자주식 전단면 굴착장치의 사시도.

도 20은 도 19의 측단면도.

도 21은 도 19의 평면도.

도 22는 본 발명의 굴착장치를 이용하여 매설관 내부를 굴착하는 모습을 보여주는 사용 상태도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 매설관 2 : 맨홀

3 : 공기공급호스 4 : 모르타르 공급용 호스

100 : 보수장치 110 : 차체부

111 : 바퀴 112 : 회전축

113 : 체인 114 : 클러치

115 : 끼움홈 116 : 끼움돌기

117 : 삽입홈 118 : 구동수단

120 : 조작수단 121 : 손잡이

122 : 연결부 123 : 삽입돌기

130 : 분사수단 131 : 내부관

132 : 호스연결관 133 : 연결커넥터

135 : 외부관 136,137 : 분사구

139 : 기어박스 140 : 회동수단

150 : 카메라 160 : 노즐캡

161 : 노즐부 162 : 공기통로

163 : 실링부재 165 : 환형 테두리부

170 : 미장헤드 171 : 유니버셜조인트

172 : 연결축 173 : 연결파이프

174,181 : 고정판 175,180 : 제1,2미장판

200 : 가이드수단 210 : 가이드본체

211 : 측판 212 : 상판

213 : 이격부재 214 : 돌출부

220 : 스크류 221 : 스크류손잡이

222 : 지지판 223 : 걸림부재

230 : 롤러 300 : 권양수단

310 : 권양모터 311 : 자체감속기

312 : 감속기 320 : 지지판

321 : 가이드홈 322 ; 지지프레임

330a : 제1권양롤러 330b : 제2권양롤러

331 : 안착홈 332 : 이동베어링

333 : 고정베어링 334 : 기어

340 : 간격조절스크류 341 : 손잡이

Claims (10)

1. 삭제
2. 좌,우측에 회전가능한 바퀴가 구비된 차체부와;

   상기 차체부 내에 설치되며 상기 바퀴를 구동시키는 구동수단과;

   외부로부터 공급되는 모르타르가 압송되는 통로로서, 상기 차체부에 회전가능하게 설치되는 내부관과;

   상기 차체부에 고정되며 상기 내부관의 후단이 회동가능하게 연결되는 연결커넥터와;

   상기 연결커넥터의 후단에 연결되며 외부의 모르타르 공급용 호스가 끼워지는 호스연결관과;

   상기 내부관의 외부에 배치되며 외부로부터 공급되는 고압의 공기가 압송되는 외부관과;

   상기 외부관의 후단이 회동가능하게 결합되는 기어박스와;

   상기 기어박스를 통해 상기 외부관의 후단과 치합되어 상기 내,외부관을 회동시키는 회동수단과;

   상기 내,외부관의 전단에 형성되어, 상기 내,외부관을 통해 압송된 모르타르 및 고압의 공기를 매설관 내주면에 분사시키는 분사구를 포함하여 이루어지며,

   상기 회동수단을 통해 회동되는 분사구로부터 분사되는 고압의 공기를 이용하여 매설관 내주면에 모르타르를 고압으로 분사시킬 수 있도록 구성하고,

   상기 분사구에는 모르타르의 분사각을 조절하기 위한 노즐캡이 더 설치되되,

   상기 노즐캡은,

   상기 내,외부관의 분사구와 연통되어 고압의 공기 및 모르타르가 분사되는 노즐부와, 상기 노즐부의 외곽에 형성되며 상기 고압의 공기와 함께 분사되는 모르타르의 분사각을 조절하는 환형 테두리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 분사구로부터 일정거리 이격된 전방측에는 상기 분사구와 함께 회동되면서 매설관의 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장할 수 있는 플랙서블한 재질로 이루어진 제1미장판이 설치되되,

   상기 제1미장판은 복수 개가 방사상으로 설치되는 된 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 분사구가 위치한 상기 외부관 전단에는 상기 분사구와 함께 회동되면서 매설관 내주면에 분사된 모르타르의 표면을 매끄럽게 미장할 수 있는 플랙서블한 재질로 이루어진 제2미장판이 설치되되,

   상기 제2미장판은 모르타르의 분사방향과 수직한 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 모르타르 공급용 호스를 가이드하는 가이드수단이 더 설치되되,

   상기 가이드수단은,

   상기 매설관의 하부에 지지되는 가이드본체와;

   상기 가이드본체에 승강 가능하게 결합되어 상기 매설관의 상부에 지지되는 스크류와;

   상기 가이드본체의 일측에 회동가능하게 설치되며 상기 모르타르 공급용 호스를 가이드하는 롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
6. 제 2항에 있어서,

   맨홀의 상부에 배치되어 상기 모르타르 공급용 호스를 일정한 속도로 권양하는 권양수단이 더 설치되되,

   상기 권양수단은 감속기를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 권양수단은,

   지지판과;

   상기 지지판에 회동가능하게 설치되는 제1권양롤러와;

   상기 제1권양롤러를 회동시키는 권양모터와;

   상기 지지판에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2권양롤러와;

   상기 지지판에 나사결합되어 상기 제2권양롤러를 이동시키는 간격조절스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설관 내 자주식 전단면 보수장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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