KR101555625B1 - 부단수 관로갱생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부단수 관로 갱생방법에 관한 것으로, 특히 갱생하고자 하는 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)의 지면을 굴착하여, 전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)을 굴착하는 단계; 상기 전후방 작업공(1,2)에서 노출된 노후관(Pa)의 전후방 양단부(Pa1, Pa2)에 인접한 기설관(P1,P2)에 분기관(Pb)을 연결하고, 분기관(Pb)이 연결된 기설관(P1,P2)에 플러그(106A,106B)를 삽입하여 노후관(Pa)쪽으로 물이 흐르지 않도록 차단하는 동시에 기설관(P1)의 물을 분기관(Pb)을 통하여 우회시켜 다른 쪽 기설관(P2)으로 흐르게 하는 단계; 노후관(Pa)의 전후방 양단(Pa1,Pa2) 일부를 제거하여 노후관(Pa)의 전후방 양단(Pa1,Pa2)을 개방한 후, 개방된 노후관의 한쪽 선단을 통하여 자주식 관로 세척장치를 투입하여 노후관 내부를 이동시키면서 노후관 내부를 세척하고, 세척된 노후관 내벽에 보수재를 분사도포하여 노후관을 갱생하는 단계; 갱생작업을 종료하고나서 갱생관(Pn)과 기설관(P1,P2)을 서로 연결관(110A,110B)으로 연결하는 단계;를 포함한다.

Description

부단수 관로갱생방법{METHOD OF RECOVERING OLD WATER PIPELINE WITH NON-WATER FLOW CUTOFF}

본 발명은 지중에 매설된 상수관 등의 관로를 단수하지 않고 노후 상수관을 갱생하는 방법에 관한 것으로, 특히 노후관로를 갱생할 때 노후관 내부로 자주식 관로 세척장치 및 보수재 도포장치를 일정한 속도로 균일하게 이송함으로써 노후관의 내벽에 보수재를 균일하게 도포하여 균일한 품질의 상수관으로 갱생하는 방법에 관한 것이다.

지중에 매설된 상수도관은 시간이 오래 경과하여 노후되면 관로 내벽에 균열이 발생하여 누수가 발생하거나, 내벽에 이물질이 퇴적되어 관로 내벽에 고착됨으로써 유수의 흐름을 방해하는 문제를 일으킨다. 따라서, 노후화된 상수관은 주기적으로 교체하거나 보수하고 있다. 노후화된 상수관을 보수하는 방법으로서는 아래 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 비굴착식 관로보수방법이 널리 알려져 사용되고 있다. 이러한 비굴착식 관로보수방법은 시간과 비용이 많이 소요될 뿐아니라, 관로교체시 단수를 하게 됨으로써 상수도 이용자들에게 큰 불편을 끼치는 단점이 있다.

KR 10-1359448 B1 뿐만아니라, 상기 특허문헌 1에 개시된 관로보수방법의 경우, 세척로봇을 주로 이용하는 데, 이 세척로봇이 관로 세척작업을 수행하면서 관로를 따라 이동할 때, 유체 이송관에 유체(세척수를 지칭함)를 공급하는 호스도 세척로봇의 이동에 맞추어 지속적으로 공급되어야 한다. 이 경우에는 호스 공급장치를 지상에서 구비하여 하므로 설비 전체가 복잡해질 뿐아니라 이 호스 공급장치를 작동시키기 위한 동력장치가 구비되어야 하는 번거로움이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래 관로보수방법이 가진 단점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 관로의 내부의 상수 흐름을 차단하지 않고서도 관로 내벽을 갱생할 수 있는 부단수 관로 갱생방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 복잡하고 무겁고 고가인 로봇청소기구를 사용함이 없이, 간단하고 경량의 세척기구와 보수재 도포기구를 관로 내부를 이동시키는 동시에 이들 세척기구와 도포기구 이동에 맞추어 세척수나 도포액을 공급하는 공급호스를 공급 또는 회수하여 노후관 내벽의 세척을 일정한 품질로 할 수 있고, 내벽에 보수재를 균일하게 도포할 수 있는 유체 공급호스 공급제어장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은

지중의 기설관(P) 중 노후관(Pa) 영역을 단수하지 않고 노후관 내벽에 보수재를 도포하여 갱생하는 부단수 관로 갱생방법에 있어서,

상기 부단수 관로 갱생방법은,

갱생작업 대상 구간의 노후관의 전방 단부와 후방 단부가 노출되도록, 전방 작업공과 후방 작업공을 굴착하는 작업공 굴착단계;

전방 작업공과 후방 작업공에 노출된 노후관의 전방 단부와 후방 단부에 인접한 기설관의 각 단부 외주면에, 플랜지관를 매개로 지수 차단밸브를 설치하는 단계;

상기 각각의 지수 차단밸브에 천공기를 연결하고, 지수 차단밸브를 개방한 상태에서 천공기의 천공 커터를 지수 차단밸브를 관통시켜 기설관에 분기공을 천공하고, 그 기설관에 천공된 분기공을 지수 차단밸브로 차단한 상태에서 각 기설관의 지수 차단밸브에서 천공기를 분리하고, 그 자리에 분기관을 설치하여 양측 기설관을 서로 연통시키는 단계;

상기 지수 차단밸브에서 천공기를 분리하여 제거하고, 그 자리에 기설관 차수용 관절식 플러그를 조립하고, 지수 차단밸브를 개방한 상태에서 관절식 플러그를 기설관 내부로 밀어넣어 기설관을 차단하고, 분기관을 개방하여 노후관의 양단측 기설관을, 노후관을 우회하는 상기 분기관으로 연통시키는 단계;

전방 기설관의 선단 외주면과, 후방 기설관의 선단 외주면에, 각각 플랜지관을 각각 설치하고, 각각의 플랜지관에 차수 밸브를 설치하고나서 차수밸브에 천공기를 연결하고, 천공기로써 전후방 기설관의 선단 외주면에 플러그 삽입구멍을 천공한 후, 차수밸브를 차단한 상태에서 천공기를 분리한 후, 천공기가 설치된 자리에 플러그를 설치하는 플러그 설치단계;

플러그를 하강시켜 플러그가 피봇 회전하면서 기설관의 단부 내부에 밀착하여 기설관의 물이 노후관쪽으로 흐르지 않도록 차단하는 기설관의 단부 플러깅 단계;

지수 차단밸브를 개방하여, 전방 기설관과 후방 기설관을 분기관으로 연통시키는 단계;

물 흐름이 차단된 노후관의 전후방 양단을 절단하여 제거함으로써 노후관의 양단을 개방하는 단계;

개방된 노후관 안으로 자주식 관로 세척장치를 투입하여 자주식 관로 세척장치를 관로를 따라 이동시키면서 노후관 내벽에 고압의 세척수를 분사하여 노후관 내벽을 세척하는 노후관 세척단계;

세척한 노후관 내부를 건조시킨 후, 노후관 내부로 보수재 도포장치를 투입하여 보수재 도포장치를 관로를 따라 이동시키면서 노후관 내벽에 보수재를 도포하는 보수재 도포단계;

보수재 도포장치를 노후관에서 후퇴시켜 제거한 후, 노후관 내벽에 도포된 보수재를 경화시켜 노후관을 갱생관으로 갱생하는 단계;

갱생관의 양단을 각각 인접하는 기설관의 선단과 연결관으로 연결하는 단계;

전후방 기설관을 차단하고 있던 플러그를 기설관에서 후퇴시켜 기설관을 개방하고, 양측의 기설관을 갱생관으로 서로 연통시키는 동시에 분기관을 연결한 차수밸브를 닫고, 분기관을 차수밸브에서 분리하고나서 차수밸브를 플랜지관에서 분리하고, 플랜지관의 상단 출구를 차단판으로 밀봉하는 단계;

플러그를 지수 차단밸브에서 분리하여 제거하고, 이어서 지수 차단밸브를 플랜지관에서 분리한 후, 플랜지관의 지수 차단밸브가 연결된 부분을 차단판으로 밀봉하는 단계; 및

전방 작업공과 후방 작업공을 복토하는 단계;를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 부단수 관로 갱생방법에 사용되는 자주식 관로 세척장치는,

지면에 대하여 구름이동하게 바퀴로 지지되며, 구동 모터의 회전에 의해 세척수 공급호스를 중심축을 중심으로 회전시키는 세척수 공급호스 회전 기구와,

상기 세척수 공급호스 회전기구에 의해 중심축을 중심으로 회전하는 세척수 공급호스의 반경 방향에 대하여 일정한 각도만큼 경사진 복수개의 이송롤러들을, 중심축을 중심으로 회전하는 상기 세척수 공급호스의 외주면에 구름 마찰접촉시킴으로써, 상기 세척수 공급호스를 전진 방향 또는 후진방향으로 이송시키는 세척수 공급호스 이송기구와,

외주면의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 복수개의 노즐구멍을 구비하고, 지중의 관로 내부로 연장되어 상기 세척수 공급호스 회전 기구에 의해 회전하면서 상기 세척수 공급호스 이송기구에 의해 관로를 따라 이동하는 세척수 공급호스의 선단에 연결되어, 관로를 따라 회전하면서 이동하는 동시에 노즐 구멍을 통하여 관로의 내벽을 향하여 고압의 세척수를 분사하는 회전 세척수 분사 노즐헤드를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 세척수 공급호스 회전기구가,

지면에 대하여 이동가능한 캐리어와,

캐리어에 회전가능하게 양단이 베어링으로 지지되고, 동력전달기구를 통하여 구동모터에 연결되어 구동모터에 의해 회전하며, 중심축방향으로는 상기 세척수 공급호스를 관통시켜 한쪽 선단에서 지지패드로 고정함으로써 세척수 공급호스를 회전시키는 회전파이프와,

상기 구동모터의 회전방향을 전환시키는 모터회전 전환레버를 구비한 것에 있다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 세척수 공급호스 이송기구가,

상기 세척수 공급호스 회전기구에 의해 회전하는 세척수 공급호스를 중심축방향으로 관통시켜 안내하는 전방 안내관 및 후방 안내관과, 상기 전방 안내관과 후방 안내관 사이 공간에 배치되어, 상기 세척수 공급호스를 전진방향으로 이송시키는 전진 이송기구와,

상기 전방 안내관과 후방 안내관 사이 공간에 배치되어, 상기 세척수 공급호스를 후진방향으로 이송시키는 후진 이송기구를 포함하고,

상기 전진 이송기구는,

상기 세척수 공급호스의 상,하측에서 각각 세척수 공급호스의 반경방향에 대하여 시계방향으로 일정한 제1헬리컬 각도로 경사지게 세척수 공급호스의 외주면과 구름 마찰접촉함으로써 상기 회전하는 세척수 공급호스를 전진방향으로 이송시키는 상부 전진 이송롤러 및 하부 전진 이송롤러를 구비하고,

상기 후진 이송기구는

상기 세척수 공급호스의 상,하측에서 각각 세척수 공급호스의 반경방향에 대하여 반시계방향으로 일정한 제2헬리컬 각도로 경사지게 세척수 공급호스의 외주면과 구름 마찰접촉함으로써 상기 회전하는 세척수 공급호스를 후진방향으로 이송시키는 상부 후진 이송롤러 및 한쌍의 하부 후진 이송롤러를 구비한 것에 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 상부 전진 이송롤러가 선회가능하게 한쪽 선단이 측편 지지프레임에 힌지결합된 제1작동바아에 결합되고, 상기 제1작동 바아가 다른 쪽 측편 지지프레임에 얹혀져 고정될 때, 아래쪽의 세척수 공급호스의 외주면과 구름접촉하게 맞닿게 되고, 상기 제1작동 바아가 다른 쪽 측편 지지프레임에서 분리될 때, 세척수 공급호스의 외주면과 접촉해제되며,

상기 제1작동바아를 측편 지지프레임에 얹혀진 상태로 고정해주는 제1고정 클램프를 더 구비한 것에 있다.

그리고, 본 발명은, 상기 상부 후진 이송롤러는 선회가능하게 한쪽 선단이 측편 지지프레임에 힌지결합된 제2작동바아에 결합되고, 상기 제2작동 바아가 다른 쪽 측편 지지프레임에 얹혀져 고정될 때, 아래쪽의 세척수 공급호스의 외주면과 구름접촉하게 맞닿게 되고, 상기 제2작동 바아가 다른 쪽 측편 지지프레임에서 분리될 때, 세척수 공급호스의 외주면과 접촉해제되며,

상기 제2작동바아를 측편 지지프레임에 얹혀진 상태로 고정해주는 제2고정 클램프를 더 구비한 것을 또 다른 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 의하면, 기설된 상수도관의 물을 단수하지 않고서도 지중에 매설된 노후관을 갱생할 수 있으므로, 단수의 불편함을 제거할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 지중의 관로 내부에 연장된 고압 세척수 공급호스의 선단에 연결되어 고압의 세척수를 분사하는 노즐 헤드가 관로 내부에서 별도의 큰 중량의 동력 운반체 없이도 지상에서 세척수 공급호스의 회전기구에 의해 회전하고 동시에 세척수 공급호스의 이송기구에 의해 관로 내부를 전후방향으로 이동하므로, 작은 설비 규모로 높은 세척효율을 얻을 수 있고, 동력 운반체가 진입할 수 없는 소경의 관로의 세척도 가능하다.

특히, 세척수 분사 노즐헤드가 관로 내부에서 분사 반력에 의해 부상하여 이동하므로, 종래 동력 주행체가 관로 내부에 퇴적되거나 고착된 이물질에 의해 주행장애를 일으키는 단점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 부단수 관로 갱생방법에 따라 지중에 매설된 노후관 전후 단부에 작업공을 굴착한 상태를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 부단수 관로 갱생방법에 따라 작업공에 노출된 노후관의 전후방 선단 외주면에 지수공을 천공하여 지수공을 개폐하기 위한 지수 차단밸브를 설치한 상태를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 지수 차단밸브에 노후관을 우회하는 분기관을 연결한 상태의 개략도이다.
도 4는 노후관의 전후방 선단 부근에 노후관 전후방의 관로를 차단하기 위한 플러그(plugging device)를 설치한 상태의 개략도이다.
도 5는 도 4의 전후방 플러그로 노후관 쪽으로 물흐름을 차단하는 동시에 전후방 지수 차단밸브를 개방하여 물 흐름을 분기관으로 우회시키는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 노후관의 전후방 양단을 절단하여 개방한 상태의 도면이다.
도 7은 도 6에서 개방된 노후관안으로 자주식 관로 세척장치를 투입하여 노후관 내벽을 세척하는 노후관 세척작업 과정을 보여주는 개략도이다.
도 8은 노후관의 세척작업과 보수재 도포작업을 마친 갱생관의 선단과 기설관의 선단을 연결관으로 연결한 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 기설관과 갱생관을 서로 연통한 상태에서 플러그와 차수밸브를 기설관의 단부에서 분리하고, 플랜지관의 상단에 차수판을 설치하여 차수하고, 아울러 분기관과 차수 밸브이 설치된 플랜지관의 상단에 차수판을 설치하여 차단한 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 전방 작업공과 후방 작업공을 복토하여 부단수 관로 갱생작업을 완료한 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 7의 노후관 세척작업에 사용되는 자주식 관로 세척장치의 세척수 공급호스를 회전시키는 회전기구의 정면도이다.
도 12는 도 11의 평면도이다.
도 13은 자주식 관로 세척장치의 세척수 공급호스의 이송기구의 정면도이다.
도 14는 도 13의 평면도이다.
도 15는 도 11의 세척수 공급호스의 회전기구의 측면도이다.
도 16은 도 7의 노후관 세척작업을 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 부단수 관로갱생방법의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

이하에서 방향을 나타내는 '전'과 '후'은 각각 상수도관의 물 흐름방향을 기준으로 상류측과 하류측을 지칭한다. 그리고, '노후관(Pa)'이라 함은 지중 매설된 기설관(P)중에서 갱생작업을 할 구간(W)의 관로 부분으로서, 전방 작업공(1)과 후방 작업공(2) 사이의 관로를 지칭하고, 갱생작업 후에는 '갱생관(Pn)으로 지칭한다.

도 1 내지 도 10은 본 발명의 부단수 관로 갱생방법에 따라 지중의 노후관을 갱생하는 과정을 주요 단계별로 나타낸 도면들이다. 아래에서는 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 부단수 관로 갱생방법을 설명한다.

본 발명의 부단수 관로 갱생방법은, 갱생하고자 하는 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)의 지면을 굴착하여, 전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)을 굴착하는 단계; 상기 전후방 작업공(1,2)에서 노출된 노후관(Pa)의 전후방 양단부(Pa1, Pa2)에 인접한 기설관(P1,P2)에 분기관(Pb)을 연결하고, 분기관(Pb)이 연결된 기설관(P1,P2)에 플러그(106A,106B)를 삽입하여 노후관(Pa)쪽으로 물이 흐르지 않도록 차단하는 동시에 기설관(P1)의 물을 분기관(Pb)을 통하여 우회시켜 다른 쪽 기설관(P2)으로 흐르게 하는 단계; 노후관(Pa)의 전후방 양단(Pa1,Pa2) 일부를 제거하여 노후관(Pa)의 전후방 양단(Pa1,Pa2)을 개방한 후, 개방된 노후관의 한쪽 선단을 통하여 자주식 관로 세척장치를 투입하여 노후관 내부를 이동시키면서 노후관 내부를 세척하고, 세척된 노후관 내벽에 보수재를 분사도포하여 노후관을 갱생하는 단계; 갱생작업을 종료하고나서 갱생관(Pn)과 기설관(P1,P2)을 서로 연결관(110A,110B)으로 연결하는 단계;를 포함한다.

가. 작업공 굴착단계(도 1)

지중에 매설된 기설관(P)중 노후된 노후관(Pa)의 갱생작업을 위하여, 노후관(Pa)갱생작업 계획 구간(W)의 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2) 주위의 지면을 굴착하여 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)를 각각의 작업공(1,2)에서 노출시킨다.

나: 지수 차단밸브 설치 단계(도 2)

전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)에 각각 노출된 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1) 및 후방 단부(Pa2)에 각각 인접한 기설관의 단부(P1, P2)의 외주면에, 플랜지관(101A, 101B)을 결합하고, 그 각각의 플랜지관(101A, 101B)에 지수 차단밸브(102A, 102B)를 설치한다.

상기 지수 차단밸브(102A,102B)는 다양한 밸브가 사용될 수 있지만, 여기서는 소위 '샌드위치 밸브'(2개의 커버판 사이에 슬라이드 이동하면서 유로를 개폐하는 슬라이드 밸브판으로 이루어진 것을 지칭한다)를 사용하는 것에 관하여만 설명한다. 도면에서는 슬라이드 밸브판을 슬라이드 이동시키기 위한 핸들과 밸브스템은 도시를 생략하였다.

다: 지수공 천공단계(도 2)

상기 지수 차단밸브(102A,102B)의 출구측에 각각 천공기를 연결한다. 그리고 나서 지수 차단밸브(102A,102B)를 개방하고, 그 상태에서 각 천공기(도시생략함)로 기설관(P) 측벽에 지수공을 천공한다. 기설관(P) 측벽에 지수공(도시생략함)을 천공한 후, 지수공(도시생략)을 지수 차단밸브(102A,102B)로 차단한다.

라: 노후관 양단의 기설관을 분기관으로 연결하는 단계(도 3)

지수공을 폐쇄한 각 지수 차단밸브(102A,102B)에서 천공기를 분리해내고, 천공기를 분리한 자리에 노후관(Pa)을 우회하는 분기관(Pb)의 선단을 연결한다. 그리고나서 각 지수 차단밸브(102A,102B)를 개방하면, 전방 기설관(P1)의 물 흐름은 분기관(Pb)을 따라 후방 기설관(P2)쪽으로 분류된다.

마: 기설관의 양단을 플러그로 폐쇄하여 차단하는 플러깅 단계(도 4 내지 도 5)

전방 기설관(P1)의 선단 외주면과, 후방 기설관(P2)의 선단 외주면에, 플랜지관(103A,103B)을 각각 설치하고, 각각의 플랜지관(103A,103B)에 차수 밸브(104A,104B)를 설치한다. 그리고나서 차수밸브(104A,104B)에 천공기(도시생략)를 연결하고, 천공기로써 전후방 기설관(P1,P2)의 선단 외주면에 플러그 삽입구멍(105A,10B)을 천공한다. 차수밸브(104A,104B)를 차단한 상태에서 천공기를 분리한 후, 천공기가 설치된 자리에 플러그(106A,106B)를 연결한다. (도 4 참조)

그리고나서 플러그(106A, 106B)를 하강하여 플러그(106A, 106B)가 피봇 회전하면서 기설관(P1, P2)의 단부 내부에 밀착하여 노후관(Pa)쪽으로 물이 흐르지 않도록 차단한다. (도 5 참조)

이 상태에서, 지수 차단밸브(102A,102B)를 개방 위치로 절환하여 지수공을 개방하면, 전방 기설관(P1)을 통과한 물은 플러그(106A,106B)에 의해 노후관(Pa)쪽으로 흘러가지 못하고 분기관(Pb)을 통하여 후방 기설관(P2)으로 유동하게 된다.

바: 노후관의 전후 양단에서 일정한 부분을 절단하여 제거하는 단계(도 6)

물 흐름이 차단된 노후관(Pa)의 내부를 세척할 수 있도록 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)의 일부를 절단하여 제거함으로써 노후관(Pa)의 전후방 단부를 개방한다.

사: 노후관을 갱생하는 단계(도 7)

개방된 노후관(Pa)의 선단을 통하여 자주식 관로 세척장치를 투입하여, 노후관(Pa) 내부를 이동시키면서 노후관(Pa)의 내벽을 세척한다.

자주식 관로 세척장치로써 노후관(Pa) 내벽을 세척하는 작업과정은 도 7 및 도 11 내지 도 16에서 구체적으로 설명하기로 한다.

세척작업이 끝나면 자주식 관로 세척장치를 노후관에서 분리해낸 다음, 노후관 내부로 열풍을 불어넣어 노후관을 건조한다.

건조된 노후관 내부로 보수재 도포장치를 투입하고, 보수재 도포장치를 노후관 내부로 이동시키면서 노후관의 내벽에 보수재를 분사도포한다. 그리고나서 노후관의 내벽에 도포된 보수재를 경화시킨다. 보수재가 도포된 노후관을 '갱생관(Pn)'으로 지칭한다.

보수재 도포작업은 도면에서는 도시하지 않았지만, 통상의 보수재 도포장치를 사용할 수 있다. 그리고 보수재는 내수성, 내식성, 내굴곡성, 내마모성, 내구성, 접착력 등이 우수하고, 폴리우레탄과 폴리우레아의 장점을 모두 갖고 있으며, 음용수 기준에 부합되어 친환경적으로 신속하게 제조할 수 있는 상수도관 내부코팅용 폴리우레탄-폴리우레아 도료를 사용한다.

아: 갱생관과 기설관을 연결하는 단계(도 8)

갱생관쪽으로 물흐름이 차단된 상태에서 갱생관(Pn)의 양단을 각각 인접하는 기설관(P1,P2)의 선단과 연결관(110A,110B)으로 연결한다.

자: 분기관과 플러그를 제거하고, 분기관과 플러그가 설치되었던 플랜지관을 밀봉하는 단계(도 9)

전후방 기설관(P1,P2)을 차단하고 있던 플러그(106A,106B)를 기설관(P1,P2)에서 후퇴시켜 기설관(P1,P2)을 개방하고, 양측의 기설관(P1,P2)을 갱생관(Pn)으로 서로 연통시키는 동시에 분기관(Pb)을 연결한 차수밸브(104A,104B)를 닫고, 분기관(Pb)을 차수밸브(104A,104B)에서 분리하고나서 차수밸브(104A,104B)를 플랜지관(101A,101B)에서 분리하고, 플랜지관(101A,101B)의 상단 출구를 차단판(111A,111B)으로 밀봉한다.

그리고, 플러그(106A,106B)를 지수 차단밸브(102A,102B)에서 분리하여 제거하고, 이어서 지수 차단밸브(102A,102B)를 플랜지관(101A,101B)에서 분리한 후, 플랜지관(101A,101B)의 지수 차단밸브가 연결된 부분을 차단판(112A,112B)으로 밀봉한다.

차. 전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)을 복토하는 단계(도 10);

상기한 노후관의 갱생작업이 종료하고나면 작업을 위한 전후방 작업공(1,2)을 흙으로 덮어서 원래상태로 복원한다.

한편, 상기 노후관 세척작업시 사용하는 상기 자주식 관로 세척장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 세척수 공급호스 회전기구(10)와, 세척수 공급호스(H)를 노후관(Pa)의 내부로 이송시키는 세척수 공급호스 이송기구(20)와, 세척수 분사 노즐 헤드(50)를 포함하는 구성으로 된다.

상기 자주식 관로 세척장치는 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 세척수 주 공급호스(H)의 끝단과 유니버셜 조인트(19)로써 연결한 세척수 공급호스(H)를 회전시키는 세척수 공급호스 회전기구(10)와, 세척수 공급호스 회전기구(10)에 의해 회전하는 세척수 공급호스(H)를 노후관(Pa)의 내부로 진입시키는 방향(이하, '전진방향'(F)이라 한다.) 또는 노후관(Pa)의 내부에서 외부로 후퇴시키는 방향(이하, '후진방향'(R)이라 한다.)으로 이송시키는 세척수 공급호스 이송기구(20)와, 상기 관로 내부로 연장된 세척수 공급호스(H)의 선단에 연결되고 외주면에 복수개의 노즐 구멍(51)을 구비하여, 상기 세척수 공급호스 회전기구(10)에 의해 회전하면서 상기 세척수 공급호스 이송기구(20)에 의해 전후진 이송되는 세척수 공급호스(H)와 함께 회전 및 이송하면서 노후관(Pa)의 내벽에 고압의 세척수를 분사하여 세척하는 세척수 분사 노즐 헤드(50)를 포함하는 구성으로 된다.

그리고, 상기 세척수 공급호스 회전기구(10)는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 저면에 바퀴(13)를 구비하여 지면에 대하여 이동가능한 캐리어(11)를 구비한다. 상기 캐리어(11)에는 회전파이프(16)가 양단이 베어링으로 지지되어 회전가능하게 구비된다. 이 회전파이프(16)를 동력전달기구를 통하여 구동모터(M)에 의해 회전구된다. 상기 동력전달기구는 다양한 형태의 기구가 사용되지만, 본 실시예에서는 상기 회전파이프(16)의 외주에 고정설치된 피동기어(17)와, 상기 구동모터(M)의 모터축에 연결되어 상기 피동기어(17)와 치합하는 구동기어(15)로 구성된다.

도 11 및 도 12에서 도면부호 b1, b2는 회전파이프(16)을 회전가능하게 지지하는 베어링들이 설치된 블록을 나타낸다.

상기 회전 파이프(16)는 중심축방향으로 상기 세척수 공급호스(H)를 관통시켜 한쪽 선단을 클램프(18)로 고정한다. 따라서, 회전파이프(16)는 구동모터(M)의 회전에 의해 회전하면서 내부의 세척수 공급호스(H)를 함께 회전시키게 된다.

한편, 상기 구동모터(M)에는 회전방향을 전환시키는 모터회전 전환레버(L)를 구비한다. 상기 전환레버(L)를 조작하여 구동모터(M)를 정회전시키면, 회전파이프(16)는 시계방향으로 회전하면서 내측의 세척수 공급호스(H)를 시계방향으로 회전시킨다. 반대로 구동모터(M)를 반대방향으로 회전시키면, 회전파이프(16)는 반시계방향으로 회전하면서 내측의 공급호스(H)를 반시계방향으로 회전시킨다.

상기 세척수 공급호스 회전기구(10)에 의해 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되는 세척수 공급호스(H)는 세척수 공급호스 이송기구(20)에 의해 전진방향(F: 실선 화살표방향) 또는 후진방향(R: 도 16의 점선 화살표 방향)으로 이송된다.

상기 세척수 공급호스 이송기구(20)는 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 세척수 공급호스 회전기구(10)에 의해 회전하는 세척수 공급호스(H)를 중심축방향으로 관통시켜 안내하는 전방 안내관(21) 및 후방 안내관(22)과, 상기 전방 안내관(21)과 후방 안내관(22) 사이 공간에 배치되어, 상기 세척수 공급호스(H)를 전진방향으로 이송시키는 전진 이송기구(31)와, 상기 전방 안내관(21)과 후방 안내관(22) 사이 공간에 배치되어, 상기 세척수 공급호스(H)를 후진방향으로 이송시키는 후진 이송기구(41)를 포함하는 구성으로 된다.

상기 전진 이송기구(31)는 상부 전진 이송롤러(32) 및 하부 전진 이송롤러(33)로 구성된다. 하부 전진 이송롤러(33)는 도 13 및 도 16에 도시된 바와 같이, 세척수 공급호스(H)의 아래쪽 좌우 양측에 각각 1개씩 배치되어 세척수 공급호스(H)의 외주면과 구름접촉하도록 구비된다. 각각의 하부 전진 이송롤러(33)는 도 5에 도시된 바와 같이, 세척수 공급호스(H)의 반경방향에 대하여 일정한 각도(a1)만큼 경사지게 배치된 상태로 세척수 공급호스(H)의 외주면과 구름접촉하게 되어 있다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 상부 전진 이송롤러(32)는, 세척수 공급호스(H)의 상측에서 세척수 공급호스(H)쪽으로 접근 또는 이격되는 방향으로 선회가능하게 구비된 제1작동바아(34)에 결합되어, 상기 제1작동바아(34)를 도 6의 실선방향으로 배치하여 고정 클램프(35)로 고정하였을 때, 상기 상부 전진 이송롤러(32)는 아래쪽에 위치한 세척수 공급호스(H)의 상측 외주면과 구름 마찰접촉하면서 세척수 공급호스(H)를 하부 전진 이송롤러(33)에 접촉하도록 가압한다.

그리고, 상기 상부 전진 이송롤러(32)는 하부 전진 이송롤러(33)와 마찬가지로, 세척수 공급호스(H)의 반경방향에 대하여 도 15의 시계방향을 따라 일정한 각도(a1)만큼 경사지게 상기 제1작동바아(34)에 결합된다. 따라서, 제1작동바아(34)를 도 15의 실선으로 도시된 바와 같이 측편 지지프레임(F2)에 얹어서 고정하면, 제1작동바아(34)에 결합된 상부 전진 이송롤러(32)는 세척수 공급호스(H)의 반경방향에 대하여 일정한 각도(a1)만큼 경사진 상태로 세척수 공급호스(H)의 외주면과 구름접촉하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 상부 전진 이송롤러(32)와 하부 전진 이송롤러(33)들은 회전하는 세척수 공급호스(H)와 일정한 각도(a1)(오른나사의 헬리컬 각도에 해당함)로 경사져서 구름 마찰접촉하면서 세척수 공급호스(H)가 오른나사 방향으로 회전하면서 전진방향(F), 즉 세척수 공급호스(H)를 노후관(Pa)의 내부 안쪽으로 밀어넣는 방향으로 이송시킨다.

이 때, 세척수 공급호스(H)가 관로 내부 안쪽으로 전진이동함에 따라 세척수 공급호스 이송기구(20)의 후단의 세척수 공급호스(H)는 세척수 공급호스 이송기구(20)쪽으로 인장되는데, 세척수 공급호스 회전기구(10)는 세척수 공급호스 이송기구(20)쪽으로 끌려오면서 세척수 공급호스(H)를 전진이송한 량만큼 제공하게 된다.

한편, 상기 세척수 공급호스(H)를 노후관(Pa)에서 퇴진시키기 위하여, 노후관(Pa)의 내부에서 후진이동시킬 때에는, 상기 구동모터(M)를 전환레버(L)로써 역회전시켜 세척수 공급호스 회전기구(10)를 역방향으로 작동시키고, 이에 따라 세척수 공급호스(H)를 역방향(도 1의 점선 화살표방향)으로 회전시킨 상태에서, 상기 후진 이송기구(41)를 작동시켜 세척수 공급호스(H)를 후진방향(R)으로 이송시킨다.

상기 후진 이송기구(41)는, 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상부 후진 이송롤러(42) 및 하부 후진 이송롤러(43)로 구성된다. 하부 후진 이송롤러(43)는 세척수 공급호스(H)의 아래쪽 좌우 양측에 각각 1개씩 배치되어 세척수 공급호스(H)의 외주면과 구름접촉하도록 구비된다. 각각의 하부 후진 이송롤러(43)는 도 14에 도시된 바와 같이, 세척수 공급호스(H)의 반경방향에 대하여 하부 전진 이송롤러(33)과는 반대방향의 일정한 각도(a2)만큼 경사지게 배치된 상태로 세척수 공급호스(H)의 외주면과 구름접촉하게 되어 있다.

도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 상부 후진 이송롤러(42)는, 세척수 공급호스(H)의 상측에서 세척수 공급호스(H)쪽으로 접근 또는 이격되는 방향으로 선회가능하게 구비된 제2작동바아(44)에 결합되어, 상기 제2작동바아(44)를 도 6의 실선방향으로 배치하여 고정 클램프(45)로 고정하였을 때, 상기 상부 후진 이송롤러(42)는 아래쪽에 위치한 세척수 공급호스(H)의 상측 외주면과 구름 마찰접촉하면서 세척수 공급호스(H)를 하부 후진 이송롤러(43)에 접촉하도록 가압한다.

상기한 바와 같이 구성된 상부 후진 이송롤러(42)와 하부 후진 이송롤러(43)들은 반시계방향으로 회전하는 세척수 공급호스(H)와 일정한 각도(a2)(오른나사의 헬리컬 각도에 해당함)로 경사져서 구름 마찰접촉하면서 세척수 공급호스(H)가 오른나사 방향으로 역회전하면서 후진방향(R), 즉 세척수 공급호스(H)를 노후관(Pa)의 내부에서 퇴진하는 방향으로 이송시킨다. 이 때에도 전진이송의 경우와 마찬가지로 세척수 공급호스(H)를 통하여 고압의 세척수를 공급하면 분사 노즐헤드(50)의 노즐구멍(51)을 통하여 고압의 세척수를 관로 내벽으로 분사하면서 세척할 수 있다.

이상에서는 자주식 관로 세척장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기한 자주식 관로 세척장치에 한정하지 않고, 공지의 자주식 구동장치, 즉 구동모터에 의해 구동되는 바퀴 또는 무한궤도형 트랙을 구비하고 전방선단에 회전하는 세척수 분사노즐을 구비한 세척장치를 사용할 수도 있다.

101A, 101B: 플랜지관 102A : 전방 지수 차단밸브
102B: 후방 지수 차단밸브 103A, 103B: 플랜지관
104A, 104B: 차수밸브 105A,105B: 플러그 삽입구멍
106A, 106B: 플러그 110A,110B: 연결관
111A,111B: 차단판 112A,112B: 차단판
Ho: 세척수 주 공급호스 H: 세척수 공급호스
10: 세척수 공급호스 회전기구 11: 캐리어
13: 바퀴 15: 구동기어
16: 회전파이프 17: 피동기어
18: 클램프 20: 세척수 공급호스 이송기구
21, 22: 안내관 31: 전진 이송기구
32: 상부 전진 이송롤러 33: 하부 전진 이송롤러
34: 제1작동바아 35: 고정 클램프
41: 후진 이송기구 42: 상부 후진 이송롤러
43: 하부 후진 이송롤러 44: 제2작동바아
45: 고정 클램프 50: 세척수 분사 노즐 헤드
51: 노즐 구멍 L: 모터 회전 전환레버
F1,F2: 측편 지지프레임 a1,a2: 각도

Claims (6)

1. 지중의 기설관(P) 중 노후관(Pa) 영역을 단수하지 않고 노후관 내벽에 보수재를 도포하여 갱생하는 부단수 관로 갱생방법에 있어서,
   상기 부단수 관로 갱생방법은,
   갱생작업 대상 구간의 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)가 노출되도록, 전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)을 굴착하는 작업공 굴착단계;
   전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)에 노출된 노후관(Pa)의 전방 단부(Pa1)와 후방 단부(Pa2)에 인접한 기설관(P1,P2)의 각 단부 외주면에, 플랜지관(101A,10B)를 매개로 지수 차단밸브(102A,102B)를 설치하는 단계;
   상기 각각의 지수 차단밸브(102A,102B)에 천공기를 연결하고, 지수 차단밸브(102A,102B)를 개방한 상태에서 천공기의 천공 커터를 지수 차단밸브(102A,102B)를 관통시켜 기설관(P1,P2)에 분기공을 천공하고, 그 기설관(P1,P2)에 천공된 분기공을 지수 차단밸브(102A,102B)로 차단한 상태에서 각 기설관(P1,P2)의 지수 차단밸브(102A,102B)에서 천공기를 분리하고나서, 각 지수 차단밸브(102A,102B)에 분기관(Pb)의 양단을 각각 연결함으로써 기설관(P1,P2)에 분기관(Pb)을 설치하는 단계;
   전방 기설관(P1)의 하류측 전방 선단 외주면과, 후방 기설관(P2)의 전방 선단 외주면에, 각각 플랜지관(103A,103B)을 설치하고, 각각의 플랜지관(103A,103B)에 차수 밸브(104A,104B)를 설치하고나서 차수밸브(104A,104B)에 천공기(도시생략)를 연결하여 상기 전,후방 기설관(P1,P2)의 선단 외주면에 각각 플러그 삽입구멍(105A,10B)을 천공한 후, 차수밸브(104A,104B)로써 플러그 삽입구멍(105A,105B)을 차단한 상태에서 천공기를 분리해내고, 천공기가 설치된 자리에 플러그(106A,106B)를 설치하는 플러그 설치단계;
   차수 밸브(104A, 104B)를 개방하여 개방된 차수 밸브를 통하여 플러그(106A, 106B)를 기설관(P1,P2) 내부로 하강시키면서 피봇 회전시켜 플러그를 기설관(P1, P2)의 내벽에 밀착시킴으로써 기설관의 물이 노후관(Pa)쪽으로 흐르지 않도록 차단하는 기설관의 단부 플러깅 단계;
   노후관의 전방 선단과 후방 선단을 각각 플러그(106A, 106B)로써 물 흐름을 차단한 상태에서 지수 차단밸브(102A,102B)를 개방하여, 전방 기설관(P1)과 후방 기설관(P2)을 분기관(Pb)로 연통시키는 단계;
   물 흐름이 차단된 노후관(Pa)의 전후방 양단을 절단하여 제거함으로써 노후관(Pa)의 양단(Pa1, Pa2)을 개방하는 단계;
   상기 개방된 노후관(Pa) 안에, 자주식 관로 세척장치의 회전 세척수 분사 노즐헤드(50)를 세척수 공급호스(H)를 연결하여 투입하고, 이 세척수 공급호스(H)안으로 고압의 세척수를 공급하여 세척수 분사 노즐헤드(50)의 노즐 구멍(51)을 통하여 노후관(Pa)의 내벽을 향하여 분사시킴으로써 그 고압 세척수의 분사 반력에 의해 세척수 분사 노즐헤드(50)를 노후관의 내벽을 따라 회전시켜, 노후관(Pa)의 내벽을 세척함과 동시에, 지상의 세척수 공급호스 이송기구(20)로써 세척수 공급호스(H)를 세척수 분사 노즐 헤드(50)쪽으로 이송시켜 공급함으로써 상기 세척수 분사 노즐헤드(50)를 노후관(Pa)의 관로를 따라 이송시키면서 노후관(Pa)을 전체적으로 세척하는 노후관 세척단계;
   상기 노후관 세척단계에서 세척한 노후관(Pa) 내부를 건조시킨 후, 노후관 내부로 보수재 도포장치를 투입하여 보수재 도포장치를 관로를 따라 이동시키면서 노후관 내벽에 보수재를 도포하는 보수재 도포단계;
   보수재 도포장치를 노후관(Pa)에서 후퇴시켜 제거한 후, 노후관(Pa) 내벽에 도포된 보수재를 경화시켜 노후관(Pa)을 갱생관(Pn)으로 갱생하는 단계;
   갱생관(Pn)의 양단을 각각 인접하는 기설관(P1,P2)의 선단과 연결관(110A,110B)으로 연결하는 단계;
   전후방 기설관(P1,P2)을 차단하고 있던 플러그(106A,106B)를 기설관(P1,P2)에서 후퇴시켜 기설관(P1,P2)을 개방하고, 양측의 기설관(P1,P2)을 갱생관(Pn)으로 서로 연통시키는 동시에 분기관(Pb)을 연결한 차수밸브(104A,104B)를 닫고, 분기관(Pb)을 차수밸브(104A,104B)에서 분리하고나서 차수밸브(104A,104B)를 플랜지관(101A,101B)에서 분리하고, 플랜지관(101A,101B)의 상단 출구를 차단판(111A,111B)으로 밀봉하는 단계;
   플러그(106A,106B)를 지수 차단밸브(102A,102B)에서 분리하여 제거하고, 이어서 지수 차단밸브(102A,102B)를 플랜지관(101A,101B)에서 분리한 후, 플랜지관(101A,101B)의 지수 차단밸브가 연결된 부분을 차단판(112A,112B)으로 밀봉하는 단계; 및
   전방 작업공(1)과 후방 작업공(2)을 복토하는 단계;를 포함한 부단수 관로 갱생방법.
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