KR101133563B1 - 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이중 배수관 형태의 PDD관 구조를 새롭게 개선하여, 지하수의 영구적 집배수 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 한 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 최종 굴착된 기초 시공면에 토목섬유와, 토목섬유 상에 소정의 배열로 배치되면서 소켓에 의하여 연속 조립되는 동시에 드레인보드와 연통 가능하게 연결되는 이중 배수관 형태의 PDD관을 포함하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 있어서, 상기 PDD관의 주배수 역할을 하는 내부배수관의 직경을 30~40mm로 규격화하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 외부배수관의 직경을 58~60mm로 규격화하고, 상기 내부 및 외부배수관을 일체로 연결하여 내부 및 외부배수관 간의 거리를 규정하는 연결판의 폭을 비롯하여, 반경방향을 따라 서로 일직선을 이루는 내부배수관의 통수구멍 직경 및 외부배수관의 집수구 폭을 동일하게 10mm로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치를 제공한다.

Description

지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치{Device for drain underground water}

본 발명은 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이중 배수관 형태의 PDD관 구조를 새롭게 개선하여, 지하수의 영구적 집배수 성능을 보다 향상시킬 수 있도록 한 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 각종 토목 및 건축 지하 구조물의 시공을 위하여 소정의 깊이로 굴착하는 작업이 선행되고, 굴착된 지면(바닥면) 즉, 기초 시공기준면을 기준으로 토목 또는 건축 구조물이 시공된다.

상기 기초 시공기준면에 지하수가 침투 유입되는 경우, 지하수는 지하구조물(건축물)에 양압력으로 작용되는데, 이 양압력은 지하구조물의 바닥부와 그 주변 지하수위에 의한 수두차이에 의하여 발생되어 지하구조물을 들어올리는 힘으로 작용하여, 지하구조물에 악영향을 미치게 된다.

이때, 지하수에 의해 발생되는 양압력이 지하구조물의 정하중(사하중+활하중)보다 크면 지하구조물이 부상되거나, 한쪽으로 기울어질 수 있고, 또한 양압력이 집중적으로 발생되는 메트(Mat)기초 또는 기초바닥슬래브 구역에 크랙이 발생되어, 결국 지하구조물이 파괴될 수 있다.

따라서, 지하층이 있는 토목 및 건축구조물을 시공하는 현장에서 지하수에 의한 양압력에 대한 대책으로 지하구조물의 기초 두께를 증가시키거나, 락 앵커 등을 설치하여 양압력에 저항시키거나, 또는 기초 시공기준면에 배수관을 설치하여 지하수를 집수 및 배수시켜 양압력을 감소시키는 장치를 설치하고 있다.

이에, 본원 출원인은 굴착면 지반을 통해 침투 유입하는 지하수를 드레인보드를 통해 집수하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 PDD관을 통해 집수정으로 신속하게 배수시킬 수 있도록 함으로써, 시공성이 우수하고 공기를 단축시킬 수 있고, 지하수를 영구적으로 집수 및 배수시켜 양압력이 작용되지 않도록 한 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수장치 및 그 시공 방법을 특허출원하여 이미 등록(등록번호 10-0616123(2006,08,18)받은 바 있다.

기 등록된 지하수 집배수장치의 PDD관은 다수개의 배수구멍(이하, 통수구멍으로 별칭함)이 형성된 내부관(이하, 내부배수관으로 칭함)과, "ㅡ"자 형태로 절개된 집수로(이하, 집수구로 별칭함)가 사방에 형성된 외부관(이하, 외부배수관으로 칭함)과, 내부배수관의 외경면과 외부배수관의 내경면을 일체로 연결하는 연결판으로 구성되어 있는데, 시공 후 다음과 같은 단점이 있었다.

첫째, 내부배수관의 통수구멍을 통과하여 내부통로로 유입되는 외부 유입수가 이미 내부배수관의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수의 흐름을 방해하는 단점이 있다.

즉, PDD관의 내부배수관에 형성되는 통수구멍(약 1cm 직경)이 그 길이방향을 따라 촘촘한 간격(10cm)을 이루며 너무 많이 형성됨에 따라, 내부배수관의 각 통수구멍을 통과하여 내부통로로 유입되는 외부 유입수가 이미 내부배수관의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수와 충돌하여, 결과적으로 내부배수관의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수의 흐름을 외부 유입수가 방해하는 단점이 있다.

좀 더 상세하게는, 지하수의 흐름이 임의 단면에서 밀도, 유속, 압력 등이 변하지 않는 경우 정상류(Steady flow)로 간주되지만, 기초지반으로부터 지하수가 PDD관의 내부배수관의 통수구멍을 통해 내부로 유입되면, 이미 내부배수관의 내부통로를 따라 흐르는 지하수의 배수흐름을 방해하여 지하수 흐름이 부정류(Unsteady flow)가 되고, 동시에 지하수의 배수 흐름 유속을 떨어뜨려 단위 시간당 지하수유출량을 감소시켜, 결국 통수능력이 저하되는 문제점이 있다.

둘째, PDD관의 외부배수관 형상이 원형관 형태로 제작됨에 따라, 기초시공면 위에 PDD관을 원하는 방향으로 배열하는데 어려움이 있고, 정확한 배치 위치에 흔들리지 않게 견고한 상태로 안착되지 못하는 단점이 있다.

즉, 기초 시공기준면에 깔린 토목섬유 위에 PDD관을 설계된 방향을 따라 배열할 때, 외부배수관의 단면이 원형이므로 토목섬유와의 접촉면적이 부족할 수 밖에 없고, 그에 따라 PDD관의 배치 작업시 PDD관 자체가 좌우로 흔들리며 제위치를 벗어나는 등의 현상이 발생하여, 결국 PDD관의 정확한 배열 위치를 잡아주는 작업에 어려움이 있고, 시공 시간도 오래 걸리는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, PDD관의 내부배수관 및 외부배수관의 규격을 최적화시키는 동시에 내부배수관의 통수구멍도 지반의 종류에 따라 최소화 갯수로 형성시키거나 배제시켜서 내부배수관의 배수 흐름 성능을 향상시킬 수 있고, 외부배수관의 형상을 기초 시공면과의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 8각형 구조로 형성하여 PDD관의 배치 작업이 매우 수월하게 진행될 수 있도록 한 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 최종 굴착된 기초 시공면에 토목섬유와, 토목섬유 상에 소정의 배열로 배치되면서 소켓에 의하여 연속 조립되는 동시에 드레인보드와 연통 가능하게 연결되는 이중 배수관 형태의 PDD관을 포함하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 있어서, 상기 PDD관의 주배수 역할을 하는 내부배수관의 직경을 30~40mm로 규격화하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 외부배수관의 직경을 58~60mm로 규격화하고, 상기 내부 및 외부배수관을 일체로 연결하여 내부 및 외부배수관 간의 거리를 규정하는 연결판의 폭을 비롯하여, 반경방향을 따라 서로 일직선을 이루는 내부배수관의 통수구멍 직경 및 외부배수관의 집수구 폭을 동일하게 10mm로 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 PDD관의 내부배수관 및 외부배수관, 연결판은 모두 2mm 두께로 성형 제작된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 PDD관이 지하수량이 적은 점토층이나 암반층에 시공되는 경우, PDD관의 내부배수관에 관통 형성되는 통수구멍이 길이방향을 따라 2.0m 이상의 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PDD관이 지하수량이 많은 토사지반층에 시공되는 경우, PDD관의 내부배수관에 관통 형성되는 통수구멍이 길이방향을 따라 1~2m 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 PDD관의 외부배수관의 사방 위치에 관통 형성되는 집수구는 외부배수관의 전체 길이방향을 따라 "ㅡ"형으로 형성되거나, 30mm 길이 및 10mm 폭을 갖는 홀이 교번 배열로 관통 형성된 것임을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PDD관의 내부배수관은 원형 단면으로 제작되고, 외부배수관은 기초 시공면과의 접촉면적으로 증대시킬 수 있는 8각 단면 구조로 제작된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, PDD관의 내부배수관 및 외부배수관의 직경을 규격화시키는 동시에 내부배수관의 통수구멍도 지반의 종류에 따라 넓은 간격으로 최소화시킴으로써, 내부배수관의 각 통수구멍을 통과하여 내부통로로 유입되는 외부 유입수가 이미 내부배수관의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수와 충돌하는 현상을 최소화할 수 있고, 결과적으로 내부배수관의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수 흐름성을 향상시킬 수 있다.

또한, 외부배수관의 형상을 기초 시공면과의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 8각형 구조로 형성함으로써, PDD관의 배치 작업 및 연결 작업이 매우 수월하게 진행될 수 있다.

또한, 내부배수관의 통수구멍 수를 감소시키는 동시에 외부배수관의 형상을 8각 단면 구조로 적용함으로써, 전체 PDD관의 강성 유지 및 하중에 의한 변형 방지를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 적용되는 PDD관의 제1실시예를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 적용되는 PDD관의 제2실시예를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관을 나타내는 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 PDD관을 이용하여 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치를 시공하는 예를 설명하는 사시도 및 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 적용되는 PDD관의 제3실시예를 나타내는 사시도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 적용되는 PDD관의 제4실시예를 나타내는 사시도 및 평면도,
도 8은 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관을 나타내는 단면도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 PDD관을 이용하여 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치를 시공하는 예를 설명하는 사시도 및 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 적용되는 PDD관의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 사시도로서, 제1실시예 및 제2실시예에 따른 PDD관은 통수구멍의 간격에 차이점이 있을 뿐, 서로 동일한 구성을 갖는다.

본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관(10)은 주철관, 강관, 원심력 철근콘크리트관, 경질염화비닐관(PVC관) 등과 같이 제작되는 것으로서, 주배수 역할을 하는 내부배수관(12)과, 집수 및 배수 역할을 동시에 하는 외부배수관(14)과, 내부배수관(12)의 외경과 외부배수관(14)의 내경을 일체로 연결하는 4개의 연결판(15)으로 구성되고, 내부배수관(12) 및 외부배수관(14), 연결판(15)은 모두 2mm 두께로 성형 제작된다.

상기 내부배수관(12)은 중공관으로서, 그 사방위치에 통수구멍(16)이 관통 형성되고, 이 통수구멍(16)은 내부관(12)의 길이방향을 따라 등간격으로 계속 형성된다.

상기 외부배수관(14)은 내부관(12)의 외경면에 이격 배열되는 중공관으로서, 그 사방위치에 통수구멍(16)과 반경방향을 따라 일직선을 이루는 집수구(17)가 관통 형성되는 바, 이 집수수(17)는 외부배수관(14)의 사방 위치에 길이방향을 따라 "ㅡ"자로 절개 형성된다.

상기 연결판(15)은 내부배수관(12)의 외경면과 외부배수관(14)의 내경면 간을 십자형으로 연결하여, 내부 및 외부배수관(12,14) 간을 일체로 지지하는 동시에 내부 및 외부배수관(12,14)간의 거리를 한정하는 역할을 한다.

본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관(10)은 첨부한 도 3에서 보듯이, 주배수 역할을 하는 내부배수관(12)의 직경을 30~40mm로 규격화하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 외부배수관(14)의 직경을 58~60mm로 규격화하고, 내부 및 외부배수관(12,14)을 일체로 연결하여 내부 및 외부배수관(12,14) 간의 거리를 규정하는 연결판(15)을 10mm 폭으로 규격화하여 제작된 것이다.

특히, 상기 내부배수관(12)의 통수구멍(16) 직경 및 외부배수관(14)의 집수구(17) 폭도 서로 동일하게 10mm로 형성된다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 PDD관(10)이 지하수량이 많은 토사지반층에 시공되는 경우, 지하수량을 PDD관(10)의 내부배수관(12)내로 유도하기 위하여 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이 내부배수관(12)에 관통 형성되는 통수구멍(16)을 길이방향을 따라 1~2m 간격으로 형성시키는 것이 바람직하다.

이때, 상기 통수구멍(16)의 간격을 기존의 10cm 간격에서 1~2m 간격으로 개선함으로써, 내부배수관(12)의 각 통수구멍(16)을 통과하여 내부로 유입되는 지하수량을 충분히 유도시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지하수량이 이미 내부배수관(12)의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수와 충돌하는 현상을 최소화시킬 수 있으므로, 결과적으로 내부배수관(12)의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수 흐름성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 PDD관(10)이 지하수량이 적은 점토층이나 암반층에 시공되는 경우, 지하수량이 소량이기 때문에 PDD관(10)의 내부배수관(12)에 관통 형성되는 통수구멍(16)을 길이방향을 따라 2.0m 이상의 간격으로 형성하는 것이 바람직하다.

마찬가지로, 상기 통수구멍(16)의 간격을 기존의 10cm 간격에서 2m 이상의 간격으로 개선함으로써, 내부배수관(12)의 각 통수구멍(16)을 통과하여 내부로 유입되는 점토층 또는 암반층의 지하수량을 충분히 유도시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지하수량이 이미 내부배수관(12)의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수와 충돌하는 현상을 최소화시킬 수 있고, 내부배수관(12)의 내부통로를 따라 집수정으로 흐르는 배수 흐름성을 향상시킬 수 있다.

이렇게 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관은 그 규격은 동일하게 제작되고, 단지 지반의 종류에 따라 통수구멍(16)의 간격을 조절한 점에 차이가 있을 뿐, 지하수가 통수구멍을 통하여 내부배수관의 내부통로로 유입되어 지하수의 배수 흐름을 방해하는 것을 최소화시킬 수 있는 동일한 효과를 얻을 수 있고, 또한 지하수의 배수 흐름을 방해하여 부정류(Unsteady flow) 및 배수 흐름 유속을 떨어뜨리는 현상을 방지할 수 있는 동일한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 본 발명의 PDD관을 이용한 지하수 집배수 장치에 대한 시공 구조를 첨부한 도 4 및 도 5를 참조로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 토목 또는 건축구조물의 지하 부분을 시공하기 위하여 굴착작업을 시행하는 바, 굴착작업이 종료된 지표면 즉, 기초 시공기준면을 고르게 정리하는 단계가 선행된다.

다음으로, 상기 기초 시공기준면의 설계 배치 기준에 따라 제1토목섬유(21)를 소정의 배열로 깔아주는 단계가 진행되며, 이 제1토목섬유(21)는 기초 시공기준면으로 침투 유입되는 지하수를 실질적으로 흡수하여 초기집수의 역할을 수행한다.

이어서, 상기 제1토목섬유(21)상에 지하수 침투해석을 시행하여 소정의 설계 배치 기준대로 드레인보드(30)를 배치하는 단계가 진행되는 바, 상기 드레인보드(30)는 제2토목섬유(22)로 감싸여져 시공되며 제2토목섬유(22)로 흡수된 지하수를 집수하기 위한 중간 경로 역할을 한다.

상기 드레인보드(30)는 상부는 평평한 판체로 되어 있고, 이 판체의 저면에 볼록한 다수의 돌기(32)가 등간격으로 형성된 구조로써, 돌기(32)는 상부하중을 굴착면 바닥에 전달시키고, 또한 돌기(32) 사이로 지하수의 흐름이 유도된다.

그리고, 드레인보드(30)의 표면도 모두 제2토목섬유(22)로 감싸여져 이물질이 걸러지면서 지하수만 침투되도록 한다.

다음으로, 상기 제1토목섬유(21)상에 지하수 침투해석을 시행하여 소정의 설계 배치 기준대로 다수개의 PDD관(10)을 배치하는 동시에 각 조인트 부위를 일자형 또는 십자형 등 다양한 형상으로 된 제1소켓(41)으로 연통되게 연결한다.

즉, 지하수의 집수정까지 PDD관(10)을 연결함에 있어서, 직선 배열, 교차 배열, 또는 직각 배열, 또는 다양한 각도의 곡선 배열을 통하여 연결하게 되는데, 각 PDD관(10)의 조인트 부위를 제1소켓(41)으로 연결하게 된다.

이와 동시에, 상기 드레인보드(30)와 PDD관(10)을 제2소켓(42)을 이용하여 서로 연통되게 연결하는 단계도 진행된다.

즉, 상기 PDD관(10)의 외부배수관(14)을 제2소켓(42)의 중공관(44)과 연통되게 삽입 연결하는 동시에 이 중공관(44)의 일면 또는 양면에 일체로 형성된 중공판(46)에 드레인보드(30)의 선단부를 삽입시키면 된다.

이때, 상기 PDD관(10)의 외부배수관(14) 표면을 제2토목섬유(22)로 모두 감싸서 집수구(17)를 통해 토립자가 유입되는 것을 막고 오직 지하수만 유입되도록 한다.

이어서, 상기와 같이 토목섬유(21,22), 드레인보드(30), PDD관(10) 및 소켓(41,42)들이 시공된 기초 시공기준면상에 전체적으로 2겹의 폴리에틸렌 필름(47)을 깔아주어 지하수가 기초 내측으로 유입되지 않도록 한다.

마지막으로, 상기 폴리에틸렌 필름(47)의 상면에 걸쳐 버팀콘크리트(48)를 타설하는 등의 후속공정을 진행한다.

따라서, 해당 기초 시공기준면을 통해 유입되는 지하수는 각 토목섬유(21,22)에서 흡수되어, 드레인보드(30)의 중공판(46)를 통해 PDD관(10)의 외부배수관(14)쪽으로 흐르게 된다.

연이어, 상기 PDD관(10)의 외부배수관(14)의 집수구(17)을 통하여 지하수가 유입되는 동시에 외부배수관(14)의 내부에서 집수정(50)으로 흘러가는 배수가 이루어지고, 동시에 드레인보드(30)를 통해 집수된 물이 합쳐지면서 PDD관(10)의 내부배수관(12)의 통수구멍(16)을 통해 내부배수관(12)의 내부로 지하수가 유입되어 배수되면서, 최종적으로 집수정(50)으로 흘러가는 배수가 이루어진다.

이때, 상기와 같이 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관(10)의 내부 및 외부배수관(12,14)을 최적화된 규격으로 제작하고, 통수구멍(16)의 간격을 넓게 조절함으로써, 지하수가 통수구멍(16)을 통하여 내부배수관(12)의 내부통로로 유입되어 내부배수관(12)내의 지하수 배수 흐름을 방해하는 것을 최소화시킬 수 있다.

결국, 기존에 통수구멍이 조밀한 간격으로 형성됨에 따라 내부배수관(12)내로 많은 지하수가 한꺼번에 유입되어, 내부배수관(12)내의 지하수 배수 흐름을 방해하여 부정류(Unsteady flow) 및 배수 흐름 유속을 떨어뜨리는 현상을 용이하게 방지하여, 배수 흐름 성능을 크게 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관에 대한 구조를 첨부한 도 6 내지 도 8을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관(10)은 첨부한 도 8에서 보듯이, 주배수 역할을 하는 내부배수관(12)의 직경을 30~40mm로 규격화하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 외부배수관(14)의 직경을 58~60mm로 규격화하고, 내부 및 외부배수관(12,14)을 일체로 연결하여 내부 및 외부배수관(12,14) 간의 거리를 규정하는 연결판(15)을 10mm 폭으로 규격화하여 제작하되, 외부배수관(14)이 8각 단면 구조로 제작된 점에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관(10)의 내부배수관(12)의 통수구멍(16) 직경 및 외부배수관(14)의 집수구(17) 폭도 서로 동일하게 10mm로 형성된다.

바람직하게는, 본 발명의 제3실시예에 따른 PDD관(10)의 외부배수관(14)의 사방 위치에 관통 형성되는 집수구(17)는 제1 및 제2실시예와 같이 외부배수관(14)의 전체 길이방향을 따라 "ㅡ"형으로 관통 형성된다.

따라서, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관(10)의 외부배수관(14)의 형상을 기초 시공면과의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 8각형 구조로 형성함으로써, 각진 면이 기초 시공면에 면접촉되어 제위치에 정확하게 배치될 수 있으므로, 작업자가 PDD관의 배치 작업 및 연결 작업을 매우 수월하게 진행할 수 있고, 작업 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관(10)의 내부배수관(12)에 형성되는 통수구멍 수 및 간격을 제1 및 제2실시예와 같이 감소시키는 동시에 외부배수관(14)의 형상을 8각 단면 구조로 적용함으로써, 버팀 콘크리트 등을 포함하는 정하중을 받는 PDD관의 강성 유지 및 하중에 의한 변형 방지를 도모할 수 있다.

한편, 본 발명의 제4실시예에 따른 PDD관(10)의 외부배수관(14)의 사방 위치에 관통 형성되는 집수구(17)의 구조를 첨부한 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 30mm 길이 및 10mm 폭을 갖는 홀 구조로 형성하되, 각 홀이 교번 배열로 관통 형성된 것으로 적용함으로써, 외부배수관(14)의 강성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한 외부하중에 의하여 외부배수관(14)이 변형되는 것을 완전하게 방지할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제3 및 제4실시예에 따른 PDD관을 이용한 지하수 집배수 장치의 시공 구조는 첨부한 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 및 제2실시예와 동일하게 시공되므로, 그 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 PDD관의 통수(배수)능력을 당업자에게 자명한 Hazen - Williams 공식과, BAZIN공식 등을 적용하여 PDD관 1본당 최대통수량을 계산하는 시험예를 살펴보면 다음과 같다.

시험예1

내부배수관(12)의 직경을 30mm로 선택하는 동시에 외부배수관(14)의 직경을 58mm로 선택하고, 또한 내부 및 외부배수관(12,14) 간의 거리를 규정하는 연결판(15)을 10mm 폭으로 한정하고, 내부배수관(12)의 통수구멍(16) 직경 및 외부배수관(14)의 집수구(17) 폭도 서로 동일하게 10mm로 한정시킨 PDD관에 대한 통수능력을 계산하였는 바, 그 결과는 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다.

시험예2

내부배수관(12)의 직경을 40mm로 선택하는 동시에 외부배수관(14)의 직경을 58mm로 선택하고, 또한 내부 및 외부배수관(12,14) 간의 거리를 규정하는 연결판(15)을 10mm 폭으로 한정하고, 내부배수관(12)의 통수구멍(16) 직경 및 외부배수관(14)의 집수구(17) 폭도 서로 동일하게 10mm로 한정시킨 PDD관에 대한 통수능력(㎥/day)을 계산하였는 바, 그 결과는 아래의 표 1에 나타낸 바와 같다.

위의 표 1에서 보는 바와 같이, 직경이 30mm인 내부배수관(Inside pipe)의 통수능력은 246.0(㎥/day), 직경 40mm인 내부배수관의 통수능력인 218.3(㎥/day)보다 약 13%이상 큰 것으로 나타남에 따라, 본 발명의 PDD관을 제작할 때, 직경이 30mm인 내부배수관을 사용하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었고, 내부배수관의 통수구멍 직경 및 외부배수관의 집수구 폭은 동일하게 10mm로 한정하는 동시에 외부배수관의 집수구와 집수구 간의 원호거리(지지거리)는 35mm로 한정하는 것이 가장 이상적인 것을 알 수 있었다.

본 발명의 PDD관(10)의 둘레에는 이에 접촉되는 지하수를 살균처리하도록 코팅층이 도포된다.

이 코팅층은, 티트리 오일 60～70 중량%, 타임 오일 5～15 중량%, 오렌지 오일 20～30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 코팅된다.

상술한 바와 같이 PDD관(10)에 도포된 티트리 오일, 타임 오일, 오렌지 오일은 기능성 오일로써 특정한 조건을 갖도록 혼합한 후 사용하면 살균, 악취제거 효과가 있다.

티트리 오일(Tea tree oil; melaleuca alternifolia)은, terpineol, cineol, pinene, terpinenes를 비롯한 기타 여러 가지 알코올 성분을 함유하고 있다. 이러한 티트리 오일은 박테리아, 곰팡이균, 바이러스에 강한 저항력을 갖는다. 이와 같이 티트리는 강한 살균력과 항바이러스, 항균작용을 가지므로 오일버너에 혼합하여 사용하거나 증기 흡입법 등으로 흡입하면 조류독감, 유행성 감기, 기타 전염병 등을 예방할 수도 있다. 이러한 티트리는 피부 부작용을 일으키지 않는 안전한 오일이다.

이러한 티트리 오일은 기능성 오일에 60～70 중량% 정도 혼합되는데, 티트리 오일의 혼합비율이 60 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 티트리 오일의 혼합비율이 70 중량%를 초과하면 살균 효과가 크게 증대되지 않는 반면에 고가의 오일이 불필요하게 낭비된다.

타임 오일(Thyme oil; thymus vulgaris)은, 주 화학성분으로 thymol과 carvacrol이 전체의 60% 정도를 차지하고 있으며, 이 외에도 terpinene, cymene, borneol, linalol을 비롯한 여러가지 화학성분을 함유하고 있는데, 세균이 번식을 억제하여 부패를 방지하고 감염 등을 방지하는 효과가 탁월하다.

이러한 타임 오일은, 기능성 오일에 5～15 중량% 정도 혼합되는데, 타임 오일의 혼합비율이 5 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 타임 오일의 혼합비율이 15 중량%를 초과하면 부패 방지 효과는 증대되나, 다른 오일의 성분 함유율이 감소되므로 중요한 살균 효과 등이 감소된다.

오렌지 오일(Orange oil)은, 주 화학성분으로 limonene이 가장 많은 비중을 차지하고 있고 그 외에도 bergaptene, citral, citronellal, myrcene 등을 함유하고 있다. 이러한 오렌지 오일은 공기 정화와 악취제거 효과가 탁월하다. 따라서 오렌지 오일을 현관 입구나 거실에 뿌리면 악취를 제거할 뿐 아니라 상큼한 오렌지향이 발산시킨다.

이러한 오렌지 오일은, 기능성 오일에 20～30 중량% 정도 혼합되는데, 오렌지 오일의 혼합비율이 20 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 오렌지 오일의 혼합비율이 30 중량%를 초과하면 상술한 효과가 크게 개선되지 않는 반면에, 다른 오일의 성분 함유율이 감소되므로 중요한 살균 효과 등이 감소된다.

그러므로 PDD관(10)에 상술한 티트리 오일, 타임 오일, 오렌지 오일로 이루어진 코팅층이 도포되므로 지하수가 살균 처리되며, 이에 따라 지하수가 장기간 저장되어도 부패되지 않으므로 비교적 깨끗하게 저장된 지하수를 활용할 수 있다.

10 : PDD관
12 : 내부배수관
14 : 외부배수관
15 : 연결판
16 : 통수구멍
17 : 집수구
21 : 제1토목섬유
22 : 제2토목섬유
30 : 드레인보드
32 : 돌기
41 : 제1소켓
42 : 제2소켓
44 : 중공관
46 : 중공판
47 : 폴리에틸렌 필름
48 : 버팀콘크리트
50 : 집수정

Claims (6)

1. 최종 굴착된 기초 시공면에 토목섬유와, 토목섬유 상에 소정의 배열로 배치되면서 소켓에 의하여 연속 조립되는 동시에 드레인보드와 연통 가능하게 연결되는 이중 배수관 형태의 PDD관(10)을 포함하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치에 있어서,
   상기 PDD관(10)의 주배수 역할을 하는 내부배수관(12)의 직경을 30~40mm로 규격화하는 동시에 집수 및 배수 역할을 하는 외부배수관(14)의 직경을 58~60mm로 규격화하고, 상기 내부 및 외부배수관(12,14)을 일체로 연결하여 내부 및 외부배수관(12,14) 간의 거리를 규정하는 연결판(15)의 폭을 비롯하여, 반경방향을 따라 서로 일직선을 이루는 내부배수관(12)의 통수구멍(16) 직경 및 외부배수관(14)의 집수구(17) 폭을 동일하게 10mm로 형성되고;
   상기 PDD관(10)의 내부배수관(12) 및 외부배수관(14), 연결판(15)은 모두 2mm 두께로 성형 제작되며;
   상기 PDD관(10)이 지하수량이 많은 토사지반층에 시공되는 경우, PDD관(10)의 내부배수관(12)에 관통 형성되는 통수구멍(16)이 내부배수관(12)의 길이방향을 따라 1~2m 간격으로 형성되고;
   상기 PDD관(10)이 지하수량이 적은 점토층이나 암반층에 시공되는 경우, PDD관(10)의 내부배수관(12)에 관통 형성되는 통수구멍(16)이 내부배수관(12)의 길이방향을 따라 2.0m 이상의 간격으로 형성되며;
   상기 PDD관(10)의 외부배수관(14)의 사방 위치에 관통 형성되는 집수구(17)는 외부배수관(14)의 전체 길이방향을 따라 "ㅡ"형으로 형성된 것, 또는 30mm 길이 및 10mm 폭을 갖는 홀이 교번 배열로 관통 형성되고;
   상기 PDD관(10)의 내부배수관(12)은 원형 단면으로 제작되고, 외부배수관(14)은 기초 시공면과의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 8각 단면 구조로 제작되며;
   PDD관(10)의 둘레에는 이에 접촉되는 지하수를 살균처리하도록 코팅층이 도포되되, 이 코팅층은, 티트리 오일 60～70 중량%, 타임 오일 5～15 중량%, 오렌지 오일 20～30 중량%를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하구조물 하부지반의 지하수 집배수 장치.
   
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