KR101067068B1

KR101067068B1 - 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치

Info

Publication number: KR101067068B1
Application number: KR1020110014870A
Authority: KR
Inventors: 손종영
Original assignee: 손종영
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-09-22

Abstract

본 발명은 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치에 관한 것으로, 바디(110)의 관통관(111) 외주연에 기어샤프트(123)를 회전 가능하게 결합하고 모터(121)를 구비하여 기어샤프트(123)를 회전시키도록 하는 회전부(120)와; 상기 회전부(120)의 기어샤프트(123) 상측에 상호 평행하는 슬라이드바(134)를 형성하고 기어샤프트(123)와 슬라이드바(134)의 좌우에 슬라이딩링(132,135)을 각각 결합하며 상하좌우의 슬라이드링(132,135)을 링크바(133)로 연결하고 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132) 사이에 실린더(131)를 설치하되 실린더(131)의 로드를 슬라이드링(132)에 각각 결합한 가압부(130)와; 상기 가압부(130)의 슬라이드바(134)에 상향으로 좌우 한 쌍의 지지대(142)를 결합하고 지지대(142)의 상부에 수직으로 가이드장홈(143)을 형성하여 가압롤러(141)의 회전축을 끼워 결합하며 가압롤러(141)의 좌우회전축에 가압지지대(144) 양단을 결합하여 연동되게 하되 가압지지대(144)를 슬라이드바(134)와 대향되게 하여 가압지지대(144)와 슬라이드바(134) 사이에 스프링(145)을 결합한 탄성가압부(140)로 구성하므로; 라이닝패드를 가압튜브로 1차로 가압함과 동시에 탄력설치된 가압롤러로 2차로 가압하므로 관로의 내주연에 라이닝재를 최대한 얇게 피복할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 관로의 내경 축소를 최소화하고 훼손부분에 라이닝재의 침투가 원활하여 크랙, 부분파손, 이음부 및 연결부 등 손상된 부위를 완전하게 보수 보강할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

Description

비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치{Construction method for repairing and reinforcing pipe without digging and device thereof}

본 발명은 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 관로의 크랙, 부분파손, 이음부 등의 다양한 손상 부위를 신속하고 완전하게 보수 보강할 수 있도록 하는 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비굴착 보수공법은 지하에 매설되어 있는 관로가 부분적으로 파손되거나 이음부가 벌어지거나 단차가 생기는 등 누수를 야기할 수 있는 다양한 문제 발생시 이상부위를 보수하기 위한 공법을 일컫는다.

이와 같은 보수공법으로는 이상부위 구간에 전체적으로 합성수지 관을 끼워 넣어서 보수하는 전체보수공법, 접착수지액과 유리섬유를 이용하여 이상부위만을 대상으로 유리섬유에 접착수지액을 도포하여 함침시킨 후 경화시켜 부분적으로 보수하는 라이닝 공법, 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 스틸의 비굴착 보수부재를 관로 내에 밀착하여 설치하는 보강링공법 등이 있다.

상기 공법들 가운데서 라이닝 공법은 다른 공법들에 비해 누수를 야기하던 관로의 파손 및 균열 부위를 비교적 깨끗하게 메울 수 있고, 시공후 관로 내부가 매끄러워 하수의 흐름에 지장을 최소화 하는 장점이 있어 그동안 널리 사용되어 왔다.

그러나 이러한 라이닝 공법의 경우에는 관로 내벽에 피복되는 라이닝재가 액상 또는 연질이고 경화되기 전까지는 떨어져 나가지 않도록 스스로 강성을 확보해야 하기 때문에 구조적으로 매우 취약하여 이로 인한 다양한 문제점들이 야기되었다.

첫째, 라이닝재를 관로 내벽에 피복하는 과정이 상당히 까다롭고 복잡하였으며, 이로 인해 고가의 장비들이 사용되고 시공시간은 많이 소요되었다.

*둘째, 피복 강도 확보를 위해 라이닝재를 두껍게 피복해야 하는 관계로 사용되는 라이닝재의 양이 많아 시공비가 증가하고 관경이 축소되었다.

또한, 라이닝재의 경화시간이 상당히 소요되었다.

셋째, 라이닝재를 두껍게 피복하더라도 여전히 구조적 강성이 취약하여 피복된 라이닝재가 경화되는 과정에서 균열이 발생하곤 하였다.

넷째, 라이닝재가 경화된 이후에도 피복된 라이닝재가 관로 내벽으로부터 쉽게 떨어져 나갈 수 있는 위험에 항상 노출되어 있었다.

따라서 라이닝 공법에 따른 문제점들을 해소하기 위해 최근에는 접착수지액과 유리섬유 외에 이 보수재료의 내측에 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 강판을 보강지지관으로 이용하여 이상부위를 대상으로 경화시켜 보수하는 개량형 라이닝 부분보수공법이 사용되고 있다.

개량형 라이닝 부분보수공법의 경우 기존의 라이닝 공법과 비교하여 라이닝재를 얇게 피복할 수 있고, 작업공정이 비교적 간단하며, 구조적 강성을 확보할 수 있는 등의 장점을 갖게 되어 라이닝 공법이 야기하던 문제들을 상당 부분 해소할 수 있었다.

그러나 상기 개량형 라이닝 부분보수공법에 사용되는 스테인리스 강판은 자체 지지력이 없는 라이닝재의 도움을 전혀 받지 못하고 모든 하중을 자체적으로 지지해야 하였기 때문에 높은 강도의 것으로 구비되어야만 문제점이 있었다.

더욱이, 이러한 종래의 관로 보수 공법은 도포된 라이닝재가 단순하게 가압튜브로만 가압하여 부착하므로 피복된 라이닝재가 관로 내벽으로부터 쉽게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 라이닝패드를 가압튜브로 1차로 가압함과 동시에 가압롤러로 2차 가압하여 관로의 내주연에 라이닝패드를 최대한 얇게 피복할 수 있을 뿐만 아니라 지속적으로 가압하여 견고하게 관로를 보수 보강할 수 있도록 하는 비굴착 보수 보강 공법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 관로의 훼손부분에 라이닝재의 침투가 용이하고 관로의 내경 축소를 최소화하도록 할 뿐만 아니라 크랙, 부분파손, 이음부 및 연결부 등 손상된 부위를 완전하고 신속하게 보수 보강할 수 있도록 하는 비굴착 보수 보강 공법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강 장치는 관통관의 양단 외주연에 지지프레임을 각각 형성하고 지지프레임 사이에 가압튜브를 형성하여 관로의 내주연을 가압할 수 있도록 하는 바디와; 상기 바디의 관통관 외주연에 기어샤프트를 회전 가능하게 결합하고 모터를 구비하여 기어샤프트를 회전시키도록 하는 회전부와; 상기 회전부의 기어샤프트 상측에 상호 평행하는 슬라이드바를 형성하고 기어샤프트와 슬라이드바의 좌우에 슬라이딩링을 각각 결합하며 상하좌우의 슬라이드링을 링크바로 연결하고 기어샤프트에 결합된 좌우 슬라이드링 사이에 실린더를 설치하되 실린더의 로드를 슬라이드링에 각각 결합한 가압부와; 상기 가압부의 슬라이드바에 상향으로 좌우 한 쌍의 지지대를 결합하고 지지대의 상부에 수직으로 가이드장홈을 형성하여 가압롤러의 회전축을 끼워 결합하며 가압롤러의 좌우회전축에 가압지지대 양단을 결합하여 연동되게 하되 가압지지대를 슬라이드바와 대향되게 하여 가압지지대와 슬라이드바 사이에 스프링을 결합한 탄성가압부로 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강 공법은 관로의 훼손위치에 이동한 다음 가압튜브에 공기를 압주입하여 팽창되도록 하고 이로 인하여 라이닝 패드가 관로의 훼손된 내주연에 가압되도록 하는 1차 가압단계와; 상기 1차 가압단계가 진행 됨과 동시에 슬라이드링을 내측으로 당겨 탄성가압부의 가압롤러가 가압튜브의 내주연에 가압되도록 한 다음 기어샤프트를 회전시켜 가압상태의 가압롤러가 라이닝 패드를 관로의 훼손된 내주연에 골고루 가압되도록 하는 2차 가압단계를 포함하여 구성함을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명의 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치는 관로의 내주연에 부착하여 보수 보강하는 라이닝패드를 가압튜브로 1차로 가압하여 밀착시킴과 동시에 스프링으로 탄력설치된 가압롤러가 회전 역회전하여 2차로 가압하므로 관로의 내주연에 라이닝재를 최대한 얇게 피복할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 관로의 내경 축소를 최소화하여 하수 등의 흐름을 원활하게 하고 훼손부분에 라이닝재의 침투가 원활하고 용이하여 크랙, 부분파손, 이음부 및 연결부 등 손상된 부위를 완전하고 신속하게 보수 보강할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치를 설명하기 위한 작동 전 상태를 나타낸 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치를 설명하기 위한 가압튜브의 가압상태를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 비굴착 관로 보수 보강 공법 및 그 장치를 설명하기 위한 가압롤러의 가압상태를 나타낸 사시도.

도 1 내지 도 3 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강 장치는 관통관(111)의 양단 외주연에 지지프레임(112)을 각각 형성하고 지지프레임(112) 사이에 가압튜브(113)를 형성하여 관로(10)의 내주연을 가압할 수 있도록 하는 바디(110)와; 상기 바디(110)의 관통관(111) 외주연에 기어샤프트(123)를 회전 가능하게 결합하고 모터(121)를 구비하여 기어샤프트(123)를 회전시키도록 하는 회전부(120)와; 상기 회전부(120)의 기어샤프트(123) 상측에 상호 평행하는 슬라이드바(134)를 형성하고 기어샤프트(123)와 슬라이드바(134)의 좌우에 슬라이딩링(132,135)을 각각 결합하며 상하좌우의 슬라이드링(132,135)을 링크바(133)로 연결하고 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132) 사이에 실린더(131)를 설치하되 실린더(131)의 로드를 슬라이드링(132)에 각각 결합한 가압부(130)와; 상기 가압부(130)의 슬라이드바(134)에 상향으로 좌우 한 쌍의 지지대(142)를 결합하고 지지대(142)의 상부에 수직으로 가이드장홈(143)을 형성하여 가압롤러(141)의 회전축을 끼워 결합하며 가압롤러(141)의 좌우회전축에 가압지지대(144) 양단을 결합하여 연동되게 하되 가압지지대(144)를 슬라이드바(134)와 대향되게 하여 가압지지대(144)와 슬라이드바(134) 사이에 스프링(145)을 결합한 탄성가압부(140)로 구성한다.

상기 바디(110)는 전후좌우에 이동롤러(116)를 지지대(115)로 결합하고 가압튜브(113)의 외주연에 안치홈부(114)를 형성하여 라이닝패드(150)를 편리하게 자제시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 회전부(120)는 모터(121)를 지지프레임(112)의 내부에 설치하고 모터(121)의 회전축에 결합된 피니언(122)을 기어샤프트(123)의 일측에 결합하여 가압부(130)의 기어샤프트(123)에 결합된 슬라이드링(132) 동작에 따른 간섭이 발생하는 것을 방지하면서 기어샤프트(123)가 회전 또는 역회전시킬 수 있도록 한다.

상기 가압부(130)는 실린더(131)의 좌우에 각각 로드를 형성하여 회전부(120)의 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132)을 동시에 전 후진시키도록 함이 바람직하다.

나아가 기어샤프트(123)와 슬라이드바(134)의 좌우에 슬라이딩링(132,135)을 각각 결합하되 슬라이드링(132)과 슬리이드링(135)을 2개의 바를 교차시킨 링크바(133)로 연결하여 슬라이드링(132,135)의 좌우 거리에 따라 슬라이드바(134)의 위치를 조절할 수 있도록 한다.

상기 탄성가압부(140)는 가압부(130)의 슬라이드바(134)에 상향으로 좌우 한 쌍의 지지대(142)를 결합하되 슬라이드바(134)의 중앙부분이나 좌우 단부에 결합하여 슬라이드바(134)에 결합된 슬라이드링(135)의 이동에 간섭이 발생하지 않도록 함이 바람직하다.

더불어 가압롤러(141)의 회전축에 결합된 가압지지대(144)를 스프링(145)으로 탄력 설치하므로 가압롤러(141)도 탄력설치되도록 함과 동시에 가압롤러(141)의 회전축이 지지대(142)의 가이드장홈(143)에 삽입시켜 가압롤러(141)가 상하로 원활하게 탄력 작용할 수 있도록 한다.

여기서 가압롤러(141)의 외주연에는 요철이나 돌기를 형성하여 더욱 효율적으로 가압할 수 있다.

이러한 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강 방법은 다수 겹의 부직포에 라이닝재를 충진하고 내부에 와이어메시를 삽입하는 라이닝패드(150) 제작단계와; 상기 제작단계에서 제작된 라이닝 패드(150)를 바디(110)의 가압튜브(113) 외주연에 감아 자제시키는 라이닝패드 결합단계와; 상기 결합단계가 완료되면 관로(10)의 훼손 위치로 이동하여 정확하게 바디(110)를 세팅하는 이동완료단계와; 상기 이동완료단계가 완료되면 가압튜브(113)에 공기를 압주입하여 팽창되도록 하고 이로 인하여 라이닝 패드(150)가 관로(10)의 훼손된 내주연에 가압되도록 하는 1차 가압단계와; 상기 1차 가압단계가 진행됨과 동시에 슬라이드링(132,135)을 내측으로 당겨 탄성가압부(140)의 가압롤러(141)가 가압튜브(113)의 내주연에 가압되도록 한 다음 기어샤프트(123)를 회전시켜 가압상태의 가압롤러(141)가 라이닝 패드(150)를 관로(10)의 훼손된 내주연에 골고루 가압되도록 하는 2차 가압단계; 및 상기 2차 가압단계가 완료되면 슬라이드링(132,135)을 외측으로 밀어 가압상태의 가압롤러(141)를 원위치시키고 가압튜브(113)의 공기압을 제거하여 1, 2차 가압단계를 해제하는 완료단계로 구성한다.

상기 제작단계는 라이닝재와 와이어메시를 부직포 내에 충진 삽입하므로 인장강도와 점착력에 의한 우수한 접착력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 관로의 훼손부분을 우수하게 보수 보강할 수 있도록 한다.

상기 결합단계는 라이닝패드(150)를 바디(110)의 가압튜브(113) 외주연에 감아 밴드 등으로 가체결하여 자제시키되 팽창할 때 가체결 상태가 해제될 수 있도록 한다.

상기 이동완료단계는 라이닝패드(150)가 가체결된 보수보강장치(100)를 다양한 통상의 방법으로 관로(10)의 보수 보강 위치로 이동시키다.

상기 1차 가압단계는 가압튜브(114)에 공기를 압주입하여 팽창되도록 하고 이로 인하여 외주연에 자제된 라이닝 패드(150)가 관로(10)의 훼손된 내주연에 가압되어 밀착도록 한다.

상기 2차 가압단계는 실린더(131)의 구동하여 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132)을 당기면 링크바(133)에 의해 슬라이드바(134)의 좌우에 결합된 슬라이딩링(135)도 함께 당겨지게 되고 이로 인하여 슬라이드링(132)과 슬라이드링(135)의 간격이 좁아지면서 슬라이드바(134)가 외향으로 전진하게 된다.

따라서 슬라이드바(134)의 외향측에 결합된 지지대(142)도 외향으로 전진하여 지지대(134)에 결합된 가압롤러(141)가 가압튜브(113)의 내주연을 가압하게 되고 이로 인하여 가압튜브(113)의 외주연에서 1차 가압상태의 라이닝패드(150)가 관로(10)의 내주연에 더욱 가압되어 밀착되는 것이다.

더욱이 가압롤러(141)의 회전축이 지지대(142)의 가이드장홈(143)에 삽입되어 상하로 이동이 가능하고 가압롤러(141)의 회전축에 결합된 가압지지대(144)가 스프링(145)으로 탄력설치되므로 가압롤러(141)가 탄성에 의해 가압튜브(113)의 내주연을 효과적으로 가압할 수 있다.

여기서 모터(121)를 구동하여 회전축의 피니언(122)을 회전과 역회전 반복하면 가압롤러(141)가 라이닝패드(150)에 2차로 골고루 압력을 전가하는 것으로 이로 인하여 라이닝패드(150)의 두께를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 라이닝패드(150)에 흡착된 라이닝재가 훼손부위에 더욱 침투하도록 하여 훼손부위를 견고하게 보수 보강하고 라이닝패드(150)의 결합에 따른 관로(10)의 내경 축소를 최소화할 수 있는 것이다.

10 : 관로 100 : 보수보강장치
110 : 바디 111 : 관통관
112 : 지지프레임 113 : 가압튜브
114 : 안치홈부 115 : 지지대
116 : 이동롤러 120 : 회전부
121 : 모터 122 : 피니언
123 : 기어샤프트 130 : 가압부
131 : 실린더 132 : 슬라이드링
133 : 링크바 134 : 슬라이드바
135 : 슬라이드링 140 : 가압탄성부
141 : 가압롤러 142 : 지지대
143 : 가이드장홈 144 : 가압지지대
145 : 스프링 150 : 라이닝패드

Claims

관통관(111)의 양단 외주연에 지지프레임(112)을 각각 형성하고 지지프레임(112) 사이에 가압튜브(113)를 형성하여 관로(10)의 내주연을 가압할 수 있도록 하는 바디(110)와;
상기 바디(110)의 관통관(111) 외주연에 기어샤프트(123)를 회전 가능하게 결합하고 모터(121)를 구비하여 기어샤프트(123)를 회전시키도록 하는 회전부(120)와;
상기 회전부(120)의 기어샤프트(123) 상측에 상호 평행하는 슬라이드바(134)를 형성하고 기어샤프트(123)와 슬라이드바(134)의 좌우에 슬라이딩링(132,135)을 각각 결합하며 상하좌우의 슬라이드링(132,135)을 링크바(133)로 연결하고 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132) 사이에 실린더(131)를 설치하되 실린더(131)의 로드를 슬라이드링(132)에 각각 결합한 가압부(130)와;
상기 가압부(130)의 슬라이드바(134)에 상향으로 좌우 한 쌍의 지지대(142)를 결합하고 지지대(142)의 상부에 수직으로 가이드장홈(143)을 형성하여 가압롤러(141)의 회전축을 끼워 결합하며 가압롤러(141)의 좌우회전축에 가압지지대(144) 양단을 결합하여 연동되게 하되 가압지지대(144)를 슬라이드바(134)와 대향되게 하여 가압지지대(144)와 슬라이드바(134) 사이에 스프링(145)을 결합한 탄성가압부(140)로 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회전부(120)는 모터(121)를 지지프레임(112)의 내부에 설치하고 모터(121)의 회전축에 결합된 피니언(122)을 기어샤프트(123)의 일측에 결합하여 가압부(130)의 기어샤프트(123)에 결합된 슬라이드링(132) 동작에 따른 간섭이 발생하는 것을 방지하면서 기어샤프트(123)가 회전 또는 역회전시킬 수 있도록 하며, 상기 가압부(130)는 실린더(131)의 좌우에 각각 로드를 형성하여 회전부(120)의 기어샤프트(123)에 결합된 좌우 슬라이드링(132)을 동시에 전 후진시키도록 하고, 상기 탄성가압부(140)는 가압부(130)의 슬라이드바(134)의 중앙부분이나 좌우 단부에 결합하여 슬라이드바(134)에 결합된 슬라이드링(135)의 이동에 간섭이 발생하지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강 장치.
다수 겹의 부직포에 라이닝재를 충진하고 내부에 와이어메시를 삽입하는 라이닝패드(150) 제작단계와;
상기 제작단계에서 제작된 라이닝 패드(150)를 바디(110)의 가압튜브(113) 외주연에 감아 자제시키는 라이닝패드 결합단계와;
상기 결합단계가 완료되면 관로(10)의 훼손 위치로 이동하여 정확하게 바디(110)를 세팅하는 이동완료단계와;
상기 이동완료단계가 완료되면 가압튜브(113)에 공기를 압주입하여 팽창되도록 하고 이로 인하여 라이닝 패드(150)가 관로(10)의 훼손된 내주연에 가압되도록 하는 1차 가압단계와;
상기 1차 가압단계가 진행됨과 동시에 슬라이드링(132,135)을 내측으로 당겨 탄성가압부(140)의 가압롤러(141)가 가압튜브(113)의 내주연에 가압되도록 한 다음 기어샤프트(123)를 회전시켜 가압상태의 가압롤러(141)가 라이닝 패드(150)를 관로(10)의 훼손된 내주연에 골고루 가압되도록 하는 2차 가압단계; 및
상기 2차 가압단계가 완료되면 슬라이드링(132,135)을 외측으로 밀어 가압상태의 가압롤러(141)를 원위치시키고 가압튜브(113)의 공기압을 제거하여 1, 2차 가압단계를 순차적으로 해제하는 완료단계로 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 2차 가압단계는 모터(121)를 구동하여 회전축의 피니언(122)을 회전과 역회전 반복하면 가압롤러(141)가 라이닝패드(150)에 2차로 골고루 압력을 전가하도록 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강 방법.