KR101164925B1 - 관로 보수장치 및 보수방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관로 보수장치 및 보수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보수용 파이프의 원거리 피딩이 용이하여 그 작업시간의 단축 및 작업공정의 간편화를 구현할 수 있는 관로 보수장치 및 보수방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 관로 보수장치는 지중 관로 내에 길이방향으로 설치되는 보수용 파이프; 및 상기 보수용 파이프를 일정구간 별로 시작 갱 또는 도착 갱에서 연결하는 커넥팅유닛;을 포함하고, 상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부코팅층을 가지며, 상기 외부코팅층은 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 관로 보수장치는 지중 관로 내에 길이방향으로 설치되는 보수용 파이프; 및 상기 보수용 파이프를 일정구간 별로 시작 갱 또는 도착 갱에서 연결하는 커넥팅유닛;을 포함하고, 상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부코팅층을 가지며, 상기 외부코팅층은 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 관로 보수장치 및 보수방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보수용 파이프의 원거리 피딩이 용이하여 그 작업시간의 단축 및 작업공정의 간편화를 구현할 수 있는 관로 보수장치 및 보수방법에 관한 것이다.
일반적으로, 상수관, 하수관, 가스관, 통신관, 오일관 등과 같은 지중 관로는 구조적인 노후화 및 지하 지반의 침하, 지상에서의 토압 변동, 외부하중에 의한 균열 및 파손 등의 흠결에 의해 빛물이 침수되거나 관 내부의 물이 균열 및 파손된 부분을 통해 지하에 스며들어 토양을 오염시키거나 지반의 침식 등을 일으키므로, 지중 관로의 보수가 빈번하게 요구된다.
이러한 지중 관로의 보수공법으로 최근에는 지중 관로 주변을 굴착하지 않는 비굴착 보수공법이 널리 시공되고 있다.
이와 같이 비굴착 보수 공법에는 연성라이닝공법(견인공법, 반전공법, 견인반전공법), 제관공법 등이 있다.
견인공업은 보수용 튜브를 관로 내로 견인한 후에 보수용 튜브의 내경면에 공압 또는 수압을 인가하여 팽창시킨후 증기열 또는 온수열로 장시간 경화시킴으로써 보수용 튜브를 관로의 내벽면에 밀착시키는 공법이고, 반전공법은 보수용 튜브를 관로 내에 견인한 후에 보수용 튜브의 내부에서 반전튜브를 공압 또는 수압 등에 의해 반전시킨후 증기열 또는 온수열로 장시간 경화시킴으로써 보수용 튜브를 관로의 내벽면에 밀착시키는 공법이다. 견인반전공법은 견인 및 반전공법의 장점을 취한 공법이다.
한편, 이러한 비굴착보수공법에 이용되는 보수용 튜브는 그 내부에 수지가 함침되며, 이 함침 수지에 의해 보강층은 관로의 내벽면에 경화되면서 밀착 또는 접착되도록 구성된다.
이와 같이, 종래의 보수용 튜브는 지중 관로의 내벽면에 밀착되어 접착되는 방식으로 이루어짐에 따라 보수용 튜브의 시공이 용이하지 못하고, 그 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있었다. 또한, 종래의 보수용 튜브는 그 자체 강성이 취약하여 원거리 피딩이 용이하지 못하여 지중 관로의 구간별로 보수용 튜브의 시공을 진행하여야 하고, 이로 인해 그 작업공정이 복잡하고, 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.
그리고, 종래의 보수용 튜브를 이용한 보수공법의 경우 보수용 튜브를 노후된 관로의 내벽면에 부착하기 전에 지중 관로의 내벽면을 정밀하게 세정 및 건조시키는 전처리 공정이 요구됨에 따라 그 작업공정의 복잡화로 인해 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 제관공법은 플라스틱을 나선형으로 관로 내로 삽입한 후에 기존관과 나선형으로 삽입된 제관사이에 충진재를 충진하고 충진재가 경화되도록 한다. 하지만, 종래의 제관공법은 연성라이닝공법에 비해 작업시간이 오래 걸리는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 보수용 파이프의 원거리 피딩이 용이하여 그 작업시간의 단축 및 작업공정의 간편화를 구현할 수 있는 관로 보수장치 및 보수방법를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 지중 관로의 일정 구간에 대응하여 시작갱과 도착갱이 굴착된 지중 관로 상에 보수용 파이프를 시공하여 지중 관로를 보수하는 관로 보수장치로서,
지중 관로 내에 길이방향으로 설치되는 보수용 파이프; 및
상기 보수용 파이프를 일정구간 별로 시작 갱 또는 도착 갱에서 연결하는 커넥팅유닛;을 포함하고,
상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부코팅층을 가지며, 상기 외부코팅층은 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
상기 보수용 파이프를 상기 지중 관로 내로 피딩하는 피딩유닛을 더 포함하고, 상기 보수용 파이프가 상기 지중 관로의 내경 보다 작은 단면을 가지도록 상기 피딩유닛은 상기 보수용 파이프를 폴딩하는 것을 특징으로 한다.
상기 피딩유닛은, 보수용 파이프의 좌우 양측을 회전가압하여 폴딩하는 한 쌍의 폴딩롤러, 및 상기 폴딩롤러에 의해 폴딩된 보수용 파이프를 지중 관로 내로 피딩하는 한 쌍의 피딩롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴딩롤러는 베이스 위에 회전가능하게 설치되고, 한 쌍의 폴딩롤러는 일정폭으로 이격되며, 상기 한 쌍의 폴딩롤러 사이의 이격틈새 사이에 보수용 파이프가 통과함에 따라 한 쌍의 폴딩롤러는 상기 보수용 파이프의 좌우 양측을 회전가압하여 폴딩하고,
상기 한 쌍의 피딩롤러는 상기 폴딩롤러의 전방측에 배치되고, 상기 베이스의 전방측에는 가이드프레임이 설치되고, 상기 각 피딩롤러는 회전지지구를 매개로 가이드프레임측에 회전가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드프레임에는 한 쌍의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 각 회전지지구는 상기 가이드프레임의 각 가이드슬롯을 따라 좌우방향으로 위치조절가능하게 설치되고, 각 회전지지구는 고정유닛에 의해 그 조절된 위치가 고정되며,
상기 고정유닛은 각 회전지지구의 하단에 설치된 조절나사, 조절나사의 나사부측에 끼워져 있는 조절판, 상기 조절나사의 나사부에 체결되는 조절너트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥팅유닛은 시작갱 및 도착갱에서 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터, 및 커넥터들 사이를 연결하는 어댑터를 포함하고,
상기 커넥터는 상기 보수용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브 및 보수용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브를 가지며, 상기 내부 슬리브의 일측 외주면에는 하나 이상의 밀착홈이 환형으로 형성되고, 상기 외부 슬리브의 일측 외주면에 압력니플이 형성되며, 상기 압력니플에는 고압라인이 연결되고, 상기 고압라인에는 고압펌프가 구비되며, 상기 고압펌프의 작동에 의해 용융상태의 밀봉수지가 고압라인 및 압력니플로 펌핑됨으로써 상기 밀봉수지가 보수용 파이프의 일부를 밀착홈 측으로 가압함으로써 보수용 파이프의 일부가 내부 슬리브의 밀착홈에 기밀하게 밀착되는 것을 특징으로 한다.
각 내부 슬리브의 일단에는 플랜지가 형성되고, 어댑터의 양단에는 내부 슬리브의 플랜지에 대응하는 플랜지가 형성되며, 서로 인접한 각 내부 슬리브의 플랜지들이 어댑터의 플랜지 측에 체결구를 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 커넥팅유닛은 시작갱 및 도착갱에서 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터, 및 커넥터들 사이를 연결하는 어댑터를 포함하고,
상기 커넥터는 보호용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브, 보호용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브, 보호용 파이프의 단부 외경면과 외부 슬리브 사이에 개재되는 원통형의 밀봉부재를 구비하고,
상기 내부 슬리브의 외주면에 2 이상의 밀착홈이 형성되며, 상기 밀봉부재의 외주면에 복수의 절개슬롯이 길이방향으로 형성되고, 상기 내부 슬리브의 일측에는 플랜지가 형성되며, 상기 외부 슬리브의 양단부에는 플랜지가 각각 형성되고, 상기 내부 슬리브의 플랜지와 외부 슬리브의 일측 플랜지 사이에는 가스켓이 개재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은 지중 관로의 일정 구간에 대응하여 시작갱과 도착갱이 굴착된 지중 관로 상에 보수용 파이프를 시공하여 지중 관로를 보수하는 관로 보수방법으로,
상기 지중 관로의 일정 구간에 대응하여 시작갱과 도착갱을 굴착한 후에 보수용 파이프를 폴딩하여 상기 지중 관로 내로 피딩하는 피딩단계;
상기 보수용 파이프가 상기 지중 관로 내에 피딩되어 그 삽입이 완료된 후에 상기 보수용 파이프의 양단을 폐쇄한 후에 압력을 인가함으로써 상기 보수용 파이프를 팽창시켜 그 외벽면을 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착시키는 팽창단계; 및
상기 지중 관로 내에 설치된 보수용 파이프들을 상기 시작갱 및 도착갱에서 커넥팅유닛을 통해 연결하는 연결단계;를 포함하고,
상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부 코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부 코팅층을 가지며,
상기 팽창단계에서 상기 보수용 파이프의 외부 코팅층을 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착시키는 것을 특징으로 한다.
상기 피딩단계는, 상기 보수용 파이프를 납작하게 1차 폴딩한 상태에서, 한 쌍의 폴딩롤러에 의해 1차 폴딩된 보수용 파이프의 좌우 양측을 회전가압하여 2차 폴딩하고, 상기 2차 폴딩된 보수용 파이프를 한 쌍의 피딩롤러에 의해 지중 관로 내로 피딩하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결단계는, 상기 보수용 파이프의 단부에 커넥터를 연결하고, 인접한 커넥터들 사이를 어댑터로 연결하며, 상기 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터는 상기 보수용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브 및 보수용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브를 가지며, 상기 내부 슬리브 및 외부 슬리브의 기밀한 밀착에 의해 상기 보수용 파이프의 단부에는 상기 커넥터가 밀봉적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 고유연성, 초경량, 높은 강도, 높은 내마모성을 가진 보수용 파이프를 통해 지중 관로 내로의 피딩거리를 대략 1000m이상까지 길게 할 수 있고, 이에 보수용 파이프의 시공이 매우 간편하고 신속하게 진행되는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 섬유보강재를 가진 보수용 파이프의 고유연성, 초경량 등과 같은 특성에 의해 폴딩이 용이하여 지중 관로 내로의 피딩이 신속하고 간편하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명의 보수용 파이프는 섬유보강재의 내벽면 및 외벽면에 각각 형성된 내부 코팅층 및 외부 코팅층을 통해 강도 및 내마모성이 강철파이프와 같이 매우 높고, 이를 통해 지중 관로의 보수 개념을 뛰어넘어 지중 관로 내에 새로운 관로를 생성할 정도의 높은 보수성능을 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 내부 슬리브 및 외부 슬리브에 의해 보수용 파이프의 단부에 밀봉적으로 결합되는 커넥터 및 이 커넥터들 사이를 연결하는 어댑터에 의해 복수의 보수용 파이프들을 시작갱 또는 도착갱에서 밀봉적으로 연결함으로써 보다 기밀한 관로 보수구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 관로 보수방법이 적용되는 지반 내에 설치된 지하 관로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 관로 보수방법에서 지하 관로의 보수를 위한 시작갱 및 도착갱을 굴착한 후에 보수용 파이프를 지하 관로의 일정구간에 삽입하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 지하 관로의 구간별로 삽입된 보수용 파이프들을 커넥팅유닛을 통해 연결한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 도 3의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 5의 커넥터를 확대한 도면이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 변형 실시예에 따른 커넥터를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 커넥터가 보수용 파이프의 단부에 결합된 상태를 도시한 결합단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 관로 보수공법에서 보수용 파이프를 피딩유닛에 의해 피딩하는 단계를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 화살표 C방향에서 바라본 평면도이다.
도 11은 도 10의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
도 12는 도 10의 E-E선을 따라 도시한 단면도이다.
도 13은 도 10의 F-F선을 따라 도시한 단면도이다.
도 14는 도 13의 G-G선을 따라 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명에 이용되는 보수용 파이프를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 관로 보수방법에서 지하 관로의 보수를 위한 시작갱 및 도착갱을 굴착한 후에 보수용 파이프를 지하 관로의 일정구간에 삽입하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 지하 관로의 구간별로 삽입된 보수용 파이프들을 커넥팅유닛을 통해 연결한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 도 3의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6은 도 5의 커넥터를 확대한 도면이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 변형 실시예에 따른 커넥터를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 커넥터가 보수용 파이프의 단부에 결합된 상태를 도시한 결합단면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 관로 보수공법에서 보수용 파이프를 피딩유닛에 의해 피딩하는 단계를 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 화살표 C방향에서 바라본 평면도이다.
도 11은 도 10의 D-D선을 따라 도시한 단면도이다.
도 12는 도 10의 E-E선을 따라 도시한 단면도이다.
도 13은 도 10의 F-F선을 따라 도시한 단면도이다.
도 14는 도 13의 G-G선을 따라 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명에 이용되는 보수용 파이프를 도시한 부분 절개 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 보수장치 및 보수방법을 도시한다.
도 1의 지중 관로(1) 상에서 부분적으로 또는 전체적으로 보수가 요구될 경우, 지중 관로(1)가 매설된 지반 상에서 지중 관로(1)의 일정구간 별로 복수의 시작갱(2, start pit) 및 복수의 도착갱(3, destination pit)을 굴착한다.
그리고, 각 시작갱(2) 및 각 도착갱(3)에서 지중 관로(1)의 일부 절단하여 l중 관로(1)가 일정 구간별로 절개되도록 구성된다.
이런 상태에서, 시작갱(2)에서 보수용 파이프(10)를 도착갱(3)으로 피딩한다. 이러한 보수용 파이프(10)의 피딩을 구체적으로 살펴보면, 도 2와 같이 보수용 파이프(10)의 선단부에 견인헤드(15)를 부착하고, 이 견인헤드(15)측에 견인와이어(16)를 연결한 후에 견인와이어(16)를 견인윈치(17)에 의해 바인딩함에 따라 보수용 파이프(10)가 지중 관로(1) 내에 길이방향으로 삽입될 수 있다.
한편, 본 발명의 보수용 파이프(10)는 섬유보강재(11), 섬유보강재(11)의 내벽면에 형성된 내부 코팅층(12), 섬유보강재(11)의 외벽면에 형성된 외부 코팅층(13)을 가진다.
섬유보강재(11)는 무봉직 아라미드섬유(seamless woven aramide fiber) 등과 같은 고강도 섬유직물로 구성되고, 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다.
내부 코팅층(12)은 지중 관로(1)가 수도관일 경우에는 유연한 PE(Polyethylene) 복합재(flexible PE mixture)로 구성되고, 지중 관로(1)가 가스관일 경우에는 극히 낮은 가스 침투성을 가진 개선된 TPU(modified Thermoplastic Polyurethane)로 구성되며, 지중 관로(1)가 오일관일 경우에는 TPU기반의 방유성(Oil-resistant) 재질로 구성된다.
외부 코팅층(13)은 초내마모성을 가진 PE 기반의 코팅재로 구성되고, 외부 코팅층(13)은 지중 관로(1)의 내벽면에 기밀하게 밀착된다.
이에, 본 발명의 보수용 파이프(10)는 내부 코팅층(12) 및 외부 코팅층(13) 사이에 섬유보강재(11)가 개재되어 있으므로 유연성이 매우 높고 초경량인 장점이 있고, 이러한 고유연성 및 초경량의 특성에 의해 후술하는 피딩유닛(50)에 의한 폴딩이 용이하여 지중 관로(1) 내로의 피딩이 신속하고 간편하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명의 보수용 파이프(10)는 섬유보강재(11)의 내벽면 및 외벽면에 각각 형성된 내부 코팅층(12) 및 외부 코팅층(13)을 통해 강도 및 내마모성이 강철파이프와 같이 매우 높고, 이를 통해 지중 관로(1)의 보수 개념을 뛰어넘어 지중 관로(1) 내에 새로운 관로를 생성할 정도의 높은 보수성능을 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 관로 보수장치는 도 9 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 보수용 파이프(10)를 지중 관로(1) 내로 피딩하는 피딩유닛(50)을 가진다.
피딩유닛(50)은 보수용 파이프(10)를 폴딩하는 한 쌍의 폴딩롤러(51, 52), 폴딩롤러(51, 52)에 의해 폴딩된 보수용 파이프(10)를 지중 관로(1) 내로 피딩하는 한 쌍의 피딩롤러(53, 54)를 포함한다.
각 폴딩롤러(51, 52)는 베이스(55) 위에 회전가능하게 설치되고, 한 쌍의 폴딩롤러(51, 52)는 일정폭으로 이격되며, 이러한 한 쌍의 폴딩롤러(51, 52) 사이의 이격틈새 사이에 보수용 파이프(10)가 통과함에 따라 한 쌍의 폴딩롤러(51, 52)는 보수용 파이프(10)의 좌우 양측을 회전가압하여 "U"자형으로 폴딩하도록 구성된다.
특히, 일 실시예에 따르면 보수용 파이프(10)는 도 11과 같이 납작하게 접혀 1차 폴딩된 상태에서, 도 9의 공급드럼(59) 측에 감겨져 있으며, 공급드럼(59)은 피딩유닛(50)의 후방 지반 위에 배치되어 있다. 이에, 공급드럼(59)의 구동에 의해 보수용 파이프(10)가 풀리면 보수용 파이프(10)가 좌우 양측의 폴딩롤러(51, 52)에 의해 2차로 폴딩되어 "U"자형이 된다. 이와 같이, 보수용 파이프(10)가 폴딩됨에 따라 보수용 파이프(10)는 그 피딩 도중에 지중 관로(1)의 내경 보다 작은 단면을 가질 수 있고, 이에 보수용 파이프(10)의 피딩 내지 삽입이 매우 간편하고 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 그 폴딩으로 인해 보수용 파이프(10)의 자체 강성이 증대되어 그 피딩거리를 대략 1000m 이상까지 길게 할 수 있다.
한 쌍의 피딩롤러(53, 54)는 폴딩롤러(51, 52)의 전방측에 배치되고, 각 피딩롤러(53, 54)는 가이드프레임(75) 측에 회전가능하게 설치된다. 특히, 가이드프레임(57)은 베이스(55)의 전방측에 위치하고, 가이드프레임(57)에는 한 쌍의 가이드슬롯(57a)이 형성되어 있다. 각 피딩롤러(53, 54)는 회전지지구(53a, 54a)를 매개로 베이스(55)의 가이드프레임(57) 측에 회전가능하게 설치되고, 각 회전지지구(53a, 54a)는 각 피딩롤러(53, 54)의 상단 및 하단을 회전지지하도록 구성된다. 그리고, 각 회전지지구(53a, 54a)는 가이드프레임(57)의 각 가이드슬롯(57a)을 따라 좌우방향으로 위치조절가능하게 설치된다. 이에 한 쌍의 피딩롤러(53, 54)는 2차 폴딩된 보수용 파이프(10)의 양측면을 회전접촉하면서 지중 관로(1) 내로 밀어 줌으로써 원활한 보수용 파이프(10)의 피딩을 구현할 수 있다.
한편, 각 회전지지구(53a, 54a)는 가이드프레임(57)의 각 가이드슬롯(57a)을 따라 그 좌우 위치가 조절되면, 고정유닛(60)에 의해 그 조절된 위치가 고정된다. 고정유닛(60)은 각 회전지지구(53a, 54a)의 하단에 설치된 조절나사(61), 조절나사(61)의 나사부(61a)측에 끼워져 있는 조절판(62), 조절나사(61)의 나사부(61a)에 체결되는 조절너트(63)를 가진다. 이러한 고정유닛(60)은 각 회전지지구(53a, 54a)의 이격틈새 조절이 완료된 후에 조절나사(61)의 나사부(61a)와 조절너트(63)를 체결함으로써 각 회전지지구(53a, 54a)의 위치를 고정한다.
그리고, 보수용 파이프(10)가 피딩롤러(53, 54)에 의해 피딩되는 도중에 그 폴딩상태가 풀림을 방지하기 위하여 보수용 파이프(10)의 폴딩된 부분에 복수의 접착테이프(58)를 감아줄 수 있다.
본 발명은 폴딩된 상태의 보수용 파이프(10)가 피딩유닛(50)에 의해 지중 관로(1) 내로 피딩되어 보수용 파이프(10)가 지중 관로(1) 내에 완전히 삽입되면, 보수용 파이프(10)의 양단부를 폐쇄한 후에 소정의 압력을 인가하여 보수용 파이프(10)를 팽창시킨다. 이에, 보수용 파이프(10)가 원래 상태로 팽창함에 따라 보수용 파이프(10)의 외부 코팅층(13)이 지중 관로(1)의 내벽면에 밀착됨으로써 지중 관로(1) 내에는 보수용 파이프(10)에 의해 완전히 새로운 관로가 조성된다.
특히, 본 발명은 피딩유닛(50)에 의해 보수용 파이프(10)를 지중 관로(1) 내로 피딩하여 그 삽입시공을 구현하는 방식이므로, 도 2에 도시된 견인와이어(16), 견인윈치(17) 등이 생략될 수도 있다.
한편, 부분적으로 절개된 일정구간의 지중 관로(1) 내에 보수용 파이프(10)의 피딩을 통한 삽입이 완료된 후에는 커넥팅유닛(30)에 의해 인접한 보수용 파이프(10)들이 시작갱(2) 및/또는 도착갱(3) 내에서 연결된다.
커넥팅유닛(30)은 보수용 파이프(10)의 단부 특히, 지중 관로(1)의 단부에서 노출된 노출단부 측에 결합되는 커넥터(31), 인접한 보수용 파이프(10)의 단부들에 각각 설치된 커넥터(31)들 사이를 연결하는 어댑터(39)를 포함한다.
커넥터(31)는 보수용 파이프(10)의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브(32), 보수용 파이프(10)의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브(33)를 가진다. 내부 슬리브(32)의 일측 외주면에는 하나 이상의 밀착홈(32a)이 환형으로 형성되고, 이 밀착홈(32a)에는 오링 등과 같은 밀봉부재(미도시)가 설치될 수도 있다. 외부 슬리브(33)는 일측 외주면에 압력니플(33a, pressure nipple)이 형성되고, 이 압력니플(33a)측에 고압라인(33b)이 연결되며, 고압라인(33b)에는 고압펌프(미도시)가 구비되어 있다. 고압펌프의 작동에 의해 용융상태의 밀봉수지(34)가 고압라인(33b) 및 압력니플(33a)로 펌핑되고, 이에 밀봉수지(34)가 보수용 파이프(10)의 일부를 밀착홈(32a) 측으로 가압함으로써 보수용 파이프(10)의 일부는 내부 슬리브(32)의 밀착홈(32a)에 기밀하게 밀착되고, 밀봉수지(34)의 경화가 완료되면 커넥터(31)의 밀봉적인 결합이 완료된다.
이에, 보수용 파이프(10)의 단부는 커넥터(31)의 내부 슬리브(32) 및 외부 슬리브(33)에 개재된 상태에서, 보수용 파이프(10)의 일부가 내부 슬리브(32)의 밀착홈(32a)에 대응하는 형상으로 밀착됨으로써 보수용 파이프(10)의 단부 측에 커넥터(31)가 밀봉적으로 결합된다.
그리고, 내부 슬리브(32)의 일측에는 외부 슬리브(33)의 단부를 가압하는 가압면(32b)이 형성되고, 이 가압면(32b)에 의해 외부 슬리브(33)는 지중 관로(1)의 단부측에 밀착된다.
이와 같이, 시작갱(2) 및/또는 도착갱(3) 내에서 보수용 파이프(10)의 노출된 단부 측에 커넥터(31)의 결합이 완료되면, 서로 인접한 커넥터(31)들 사이에 어댑터(39)가 설치된다.
일 실시예에 따르면, 도 5 및 도 6과 같이, 각 내부 슬리브(32)의 일단에는 플랜지(32c)가 형성되고, 어댑터(39)의 양단에는 내부 슬리브(32)의 플랜지(32c)에 대응하는 플랜지(39c)가 형성되며, 서로 인접한 각 내부 슬리브(32)의 플랜지(32c)들이 어댑터(39)의 플랜지(39c)측에 체결구를 통해 결합된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내부 슬리브(32)와 어댑터(39)는 플랜지(32c, 39c)를 통한 결합이외에도 용접을 통해 결합될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 내부 슬리브(32) 및 외부 슬리브(33)에 의해 보수용 파이프(10)의 단부에 밀봉적으로 결합되는 커넥터(31) 및 이 커넥터(31)들 사이를 연결하는 어댑터(39)에 의해 복수의 보수용 파이프(10)들을 시작갱 또는 도착갱에서 밀봉적으로 연결함으로써 보다 기밀한 관로 보수구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 최종적으로 보수용 파이프(10)들의 연결작업이 완료된 후에는 시작갱(2) 및 도착갱(3)을 다시 매설한다.
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터(331)를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커넥터(331)는 보호용 파이프(10)의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브(332), 보호용 파이프(10)의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브(333), 보호용 파이프(10)의 단부 외경면과 외부 슬리브(333) 사이에 개재되는 원통형의 밀봉부재(337)를 포함한다.
내부 슬리브(332)는 그 외주면에 2 이상의 밀착홈(334, 336)이 형성되고, 내부 슬리브(332)의 일측에는 플랜지(332c)가 형성된다. 외부 슬리브(333)는 그 양단부에 플랜지(333c, 333d)가 각각 형성된다. 밀봉부재(337)는 원통형으로 형성되고, 밀봉부재(337)의 외주면에 복수의 절개슬롯(337a)이 길이방향으로 형성되어 있다.
그리고, 내부 슬리브(332)의 플랜지(332c)와 외부 슬리브(333)의 일측 플랜지(333c)는 체결구를 통해 상호 결합되고, 내부 슬리브(332)의 플랜지(332c)와 외부 슬리브(333)의 일측 플랜지(333c) 사이에는 가스켓(335)이 개재된다.
이에, 보수용 파이프(10)의 단부에 커넥터(331)의 내부 슬리브(332) 및 외부 슬리브(333)를 각각 끼워넣으면, 원통형의 밀봉부재(337)는 그 절개슬롯(337a)에 의해 변형되어 보수용 파이프(10)의 일부를 내부 슬리브(332)의 밀착홈(334, 336)측으로 가압한다. 이에, 보수용 파이프(10)의 단부 일부분 및 밀봉부재(337)가 함께 변형됨에 따라 보수용 파이프(10)의 일부가 내부 슬리브(332)의 밀착홈(334, 336)측에 기밀하게 밀착되고, 이를 통해 보수용 파이프(10)의 단부 측에 커넥터(331)가 밀봉적으로 결합된다. 특히, 도 8 및 도 9의 실시예는 내부 슬리브(332), 외부 슬리브(333), 밀봉부재(337)의 끼움에 의해 커넥터(331)의 밀봉결합이 구현됨에 따라 고압펌프와 같은 고압장비가 필요하지 않아 그 설치가 매우 간편한 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명은 고유연성, 초경량, 높은 강도, 높은 내마모성을 가진 보수용 파이프(10)를 통해 지중 관로(1) 내로의 피딩거리를 대략 1000m정도까지 길게 할 수 있고, 이에 보수용 파이프(10)의 시공이 매우 간편하고 신속하게 진행되는 장점이 있다.
1: 지중 관로 10: 보수용 파이프
11: 섬유보강재 12: 내부 코팅층
13: 외부 코팅층 30: 커넥팅유닛
31: 커넥터 32: 내부 슬리브
33: 외부 슬리브 39: 어댑터
50: 피딩유닛 51, 52: 폴딩롤러
53, 54: 피딩롤러
11: 섬유보강재 12: 내부 코팅층
13: 외부 코팅층 30: 커넥팅유닛
31: 커넥터 32: 내부 슬리브
33: 외부 슬리브 39: 어댑터
50: 피딩유닛 51, 52: 폴딩롤러
53, 54: 피딩롤러
Claims (10)
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- 지중 관로의 일정 구간에 대응하여 시작갱과 도착갱이 굴착된 지중 관로 상에 보수용 파이프를 시공하여 지중 관로를 보수하는 관로 보수장치로서,
지중 관로 내에 길이방향으로 설치되는 보수용 파이프;
상기 보수용 파이프를 일정구간 별로 시작 갱 또는 도착 갱에서 연결하는 커넥팅유닛; 및
상기 보수용 파이프를 상기 지중 관로 내로 피딩하는 피딩유닛을 포함하고,
상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부코팅층을 가지며, 상기 외부코팅층은 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착되고,
상기 피딩유닛은 보수용 파이프의 좌우 양측을 회전가압하여 폴딩하는 한 쌍의 폴딩롤러 및 상기 폴딩롤러에 의해 폴딩된 보수용 파이프를 지중 관로 내로 피딩하는 한 쌍의 피딩롤러를 가지며,
상기 폴딩롤러는 베이스 위에 회전가능하게 설치되고, 한 쌍의 폴딩롤러는 일정폭으로 이격되며, 상기 한 쌍의 폴딩롤러 사이의 이격틈새 사이에 보수용 파이프가 통과함에 따라 한 쌍의 폴딩롤러는 상기 보수용 파이프의 좌우 양측을 회전가압하여 폴딩하고,
상기 한 쌍의 피딩롤러는 상기 폴딩롤러의 전방측에 배치되고, 상기 베이스의 전방측에는 가이드프레임이 설치되고, 상기 각 피딩롤러는 회전지지구를 매개로 가이드프레임측에 회전가능하게 설치되며,
상기 가이드프레임에는 한 쌍의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 각 회전지지구는 상기 가이드프레임의 각 가이드슬롯을 따라 좌우방향으로 위치조절가능하게 설치되고, 각 회전지지구는 고정유닛에 의해 그 조절된 위치가 고정되며,
상기 고정유닛은 각 회전지지구의 하단에 설치된 조절나사, 조절나사의 나사부측에 끼워져 있는 조절판, 상기 조절나사의 나사부에 체결되는 조절너트로 구성되는 것을 특징으로 하는 관로 보수장치. - 제5항에 있어서,
상기 커넥팅유닛은 시작갱 및 도착갱에서 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터, 및 커넥터들 사이를 연결하는 어댑터를 포함하고,
상기 커넥터는 상기 보수용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브 및 보수용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브를 가지며, 상기 내부 슬리브의 일측 외주면에는 하나 이상의 밀착홈이 환형으로 형성되고, 상기 외부 슬리브의 일측 외주면에 압력니플이 형성되며, 상기 압력니플에는 고압라인이 연결되고, 상기 고압라인에는 고압펌프가 구비되며, 상기 고압펌프의 작동에 의해 용융상태의 밀봉수지가 고압라인 및 압력니플로 펌핑됨으로써 상기 밀봉수지가 보수용 파이프의 일부를 밀착홈 측으로 가압함으로써 보수용 파이프의 일부가 내부 슬리브의 밀착홈에 기밀하게 밀착되는 것을 특징으로 하는 관로 보수장치. - 제6항에 있어서,
각 내부 슬리브의 일단에는 플랜지가 형성되고, 어댑터의 양단에는 내부 슬리브의 플랜지에 대응하는 플랜지가 형성되며, 서로 인접한 각 내부 슬리브의 플랜지들이 어댑터의 플랜지 측에 체결구를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 관로 보수장치. - 제5항에 있어서,
상기 커넥팅유닛은 시작갱 및 도착갱에서 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터, 및 커넥터들 사이를 연결하는 어댑터를 포함하고,
상기 커넥터는 보호용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브, 보호용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브, 보호용 파이프의 단부 외경면과 외부 슬리브 사이에 개재되는 원통형의 밀봉부재를 구비하고,
상기 내부 슬리브의 외주면에 2 이상의 밀착홈이 형성되며, 상기 밀봉부재의 외주면에 복수의 절개슬롯이 길이방향으로 형성되고, 상기 내부 슬리브의 일측에는 플랜지가 형성되며, 상기 외부 슬리브의 양단부에는 플랜지가 각각 형성되고, 상기 내부 슬리브의 플랜지와 외부 슬리브의 일측 플랜지 사이에는 가스켓이 개재되는 것을 특징으로 하는 관로 보수장치. - 삭제
- 제5항 내지 제8항 중에서 어느 한항의 관로 보수장치를 이용한 관로 보수방법으로,
지중 관로의 일정 구간에 대응하여 시작갱과 도착갱을 굴착한 후에 보수용 파이프를 폴딩하여 상기 지중 관로 내로 피딩하는 피딩단계;
상기 보수용 파이프가 상기 지중 관로 내에 피딩되어 그 삽입이 완료된 후에 상기 보수용 파이프의 양단을 폐쇄한 후에 압력을 인가함으로써 상기 보수용 파이프를 팽창시켜 그 외벽면을 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착시키는 팽창단계;
상기 지중 관로 내에 설치된 보수용 파이프들을 상기 시작갱 및 도착갱에서 커넥팅유닛을 통해 연결하는 연결단계;를 포함하고,
상기 보수용 파이프는 섬유강화재, 상기 섬유강화재의 내경면에 형성된 내부 코팅층, 및 상기 섬유강화재의 외경면에 형성된 외부 코팅층을 가지며,
상기 팽창단계에서 상기 보수용 파이프의 외부 코팅층을 상기 지중 관로의 내벽면에 밀착시키고,
상기 연결단계는 상기 보수용 파이프의 단부에 커넥터를 연결하고, 인접한 커넥터들 사이를 어댑터로 연결하며,
상기 보수용 파이프의 단부에 결합되는 커넥터는 상기 보수용 파이프의 단부 내경면에 끼워지는 내부 슬리브 및 보수용 파이프의 단부 외경면에 끼워지는 외부 슬리브를 가지며, 상기 내부 슬리브 및 외부 슬리브의 기밀한 밀착에 의해 상기 보수용 파이프의 단부에는 상기 커넥터가 밀봉적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
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