KR101566664B1

KR101566664B1 - 관 보수구조 및 보수공법

Info

Publication number: KR101566664B1
Application number: KR1020150080377A
Authority: KR
Inventors: 정용태
Original assignee: 정용태
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2015-11-05

Abstract

본 발명은 관 보수구조 및 공법에 관한 것으로서, 특히 하수관, 상수관 등의 관의 내부에 삽입되며, 상기 관과 같은 형상이고, 길이방향으로 절개된 절개부를 가지는 삽입관; 상기 삽입관의 절개부를 서로 고정하는 고정부; 및 상기 관과 상기 삽입관의 사이에 주입되어 상기 관과 상기 삽입관을 결합하는 결합재;로 구성되어 관 내부에 절개부가 형성된 삽입관이 삽입될 수 있게 하여 관 보수 및 보강을 용이하게 하고, 단면적의 손실은 최소화하면서 관로의 통수 유량은 극대화시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

관 보수구조 및 보수공법{Repairing structure of pipe and method of construction}

본 발명은 관 보수구조 및 보수공법에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설되어 있는 상수도관, 하수도관 등이 시간의 경과에 따라 노후화되어 음용수의 오염, 물의 유실, 지하수의 오염, 토양의 유실로 인한 지하 공동화 등의 다양한 문제가 발생한다.

이와 같이 노후화된 지중의 상, 하수도관을 개보수함에 있어서는, 지면을 굴착한 후 신관으로 교체하거나 보수하는 전통적인 방식과, 지면굴착에 따른 여러 가지 문제 즉, 지면굴착 공사 후 토양의 침식이나, 폐기물 처리의 곤란성, 혼잡지역의 교통체증 유발 등의 문제점을 해소하기 위한 방식으로 도로를 해체하지 않고 관로를 보수하는 비굴착공법이 병용되고 있다.

현재까지 개발된 비굴착 보수공법은 크게 신관삽입공법(Slip lining), 보강튜브경화공법(Cured-in-place lining; CIPL), 변형관삽입공법(Close-fit lining), 열가소성 수지를 이용한 제관공법(Spirally wound pipes lining) 등이 있는데, 대표적으로는 슬립라이닝공법이 있다.

상기 슬립라이닝공법은 중, 대구경관을 보수하는 방법으로서, 삽입관의 재료는 주로 PE관이 사용되어 왔는데, 최근에는 가용성 PVC관도 사용되고 있고, 또한 이외에도 강관, 닥타일주철관, GRP/FRP관도 사용될 수 있다. 관을 삽입하는 방법은 견인하거나 삽입하는 방식이 사용되며, 관을 삽입한 후에는 기존 관과 삽입관 사이에 그라우팅을 하여 강도를 보강하게 된다.

이러한 슬립라이닝공법은 주변의 시설이나 구조물들에 지장을 주지 않고 상대적으로 낮은 비용으로 쉽게 설치할 수 있는 공법이라 할 수 있다.

그러나 상기 슬립라이닝공법은 신관의 삽입과 그라우트재의 충진으로 인해 기존 관에 비해 내경의 크기가 줄어들어 유량 손실이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0512024호는 "비굴착 보수부재"를 개시하고 있다. 상기 기술은 원통 형태로 감겨 수축된 상태로 관로 내부에 삽입된 후 팽창되어 파손 및 균열된 관로 내부 벽면에 밀착 설치되는 관로의 비굴착 보수부재에 있어서, 원통 형태로 감겨질 때 원상태로 풀어지려는 소정의 탄성력을 갖는 슬리브와, 상기 슬리브의 외측면 일단부에 원주방향으로 설치되어 상기 슬리브의 타단부가 슬리브의 외측면 일단부를 따라 슬라이딩되도록 안내하는 가이드벨트로 이루어진다.

상기 비굴착 보수부재는 고무링과 같은 보조물의 도움 없이도 가이드벨트에 의해 슬리브가 감긴 상태에서 겹쳐지는 일단부 및 타단부가 분리되는 것을 방지하고, 가이드벨트의 안내에 의해 고무링과 같은 보조물의 도움 없이도 슬리브의 수축 및 팽창동작이 안정되고 정밀하게 이루어지며, 슬리브 타단에 부분 굴곡진 굴곡부가 형성되는 경우 걸림돌기 및 걸림편이 보다 확실하게 걸리면서 구속력을 향상시킬 수 있게 한다.

그러나 상기 기술 역시 기존 관에 비해 내경의 크기가 줄어들어 유량 손실이 발생하는 문제점이 있다.

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특허 1 : 대한민국 등록특허 10-0512024

본 발명은 기존 관의 내부에 절개부가 형성된 삽입관을 삽입하고 기존 관과 삽입관 사이에 그라우트를 주입함으로써, 기존 관의 보수 및 보강을 매우 용이하고 신속하게 할 수 있고, 또한 단면적의 손실을 최소화하여 관로의 통수 유량를 극대화시키는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 기존 관의 내부에 절개부가 형성된 삽입관을 삽입하고 기존 관과 삽입관 사이에 그라우트를 주입함으로써, 기존 관의 강도를 증가시키는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 삽입관의 절개부에 고정부를 구비함으로써, 삽입관의 절개부의 고정을 용이하게 할 수 있는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 삽입관 외측에 보강살을 구비함으로써, 삽입관의 강도를 강화하고, 보강살이 앵커 기능을 하여 그라우팅에 의해 기존 관과 삽입관 사이의 결합력을 향상시키며, 결합재가 주입되는 공간을 확보할 수 있는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 보강살에 끼워지는 간격유지부재들을 구비함으로써, 기존 관과 삽입관 사이의 간격을 추가 확보할 수 있는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 간격유지부재에 높이조절나사를 구비함으로써, 기존 관과 삽입관 사이의 간격을 쉽게 조절할 수 있는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 삽입관의 절개부에 로드바인더(Load binder)를 구비하여 삽입관의 직경을 쉽게 조절함으로써, 삽입관의 직경 축소, 삽입, 직경 확장, 및 고정 등의 작업을 안정되고도 편리하게 할 수 있는 관 보수구조 및 보수공법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 하수관, 상수관 등의 관의 내부에 삽입되며, 상기 관과 같은 형상이고, 길이방향으로 절개된 절개부를 가지는 삽입관; 상기 삽입관의 절개부를 서로 고정하는 고정부; 및 상기 관과 상기 삽입관의 사이에 주입되어 상기 관과 상기 삽입관을 결합하는 결합재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부와 상기 날개판에 각각 구비되는 볼트공과, 상기 타측 절개부와 상기 날개판의 볼트공에 결합되는 볼트로 구성될 수 있다.

또한, 상기 날개판의 볼트공은 별개의 너트가 결합되어 형성되는 것일 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 요철판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 요철판을 포함하고, 상기 양 요철판은 요철이 서로 끼움 결합되는 것일 수 있다.

또한, 상기 삽입관의 외측에는 띠형상, 나선형상, 또는 길이방향의 보강살이 구비될 수 있다.

또한, 상기 보강살에는 다수의 관통구가 구비되어 상기 결합재가 통과할 수 있다.

또한, 상기 보강살은 단면형상이 직사각형, 정사각형, 또는 내협외광형의 사다리꼴 형상이고, 상기 보강살에 끼움 결합되는 ㄷ자 형상의 간격유지부재들을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 간격유지부재는 웨브에 나사구멍이 형성되고, 상기 나사구멍에 높이조절볼트가 결합될 수 있다.

또한, 상기 삽입관의 양 절개부에 결합되어 상기 삽입관의 직경을 수축 또는 확장시키는 로드바인더를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 삽입관은 원형, 사각형, 타원형, 또는 마제형 형상일 수 있다.

또한, 상기 절개부는 둘 이상일 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 ㄷ자형홈으로 구성되고, 상기 날개판은 상기 ㄷ자형홈에 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판과, 상기 양 날개판의 U형홈에 결합되는 ㄷ자형의 고정구로 구성될 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 돌출부와, 상기 삽입관의 일측 절개부의 내측 모서리에 구비되는 용접홈을 포함하고, 상기 날개판은 상기 돌출부의 내측으로 삽입되면서 경사로 접하고, 상기 삽입관의 타측 절개부는 상기 삽입관의 일측 절개부의 외측으로 삽입되면서 경사로 접하는 구조일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 관 보수구조를 이용한 관 보수공법으로서, 상기 삽입관의 직경을 축소시키는 직경축소단계; 상기 직경이 축소된 삽입관을 상기 관의 내부로 이송하는 삽입관이송단계; 상기 삽입관의 직경을 확장하는 직경확장단계; 상기 고정부를 결합하는 고정부결합단계; 및 상기 관과 상기 삽입관의 사이에 상기 결합재를 주입하는 결합재주입단계;를 포함할 수 있다.

본 발명을 통해, 기존 관의 내부에 절개부가 형성된 삽입관을 삽입하고 기존 관과 삽입관 사이에 그라우트를 주입함으로써, 기존 관의 보수 및 보강을 매우 용이하고 신속하게 할 수 있고, 또한 단면적의 손실을 최소화하여 관로의 통수 유량를 극대화시키는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 기존 관의 내부에 절개부가 형성된 삽입관을 삽입하고 기존 관과 삽입관 사이에 그라우트를 주입함으로써, 기존 관의 강도를 증가시키는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 삽입관의 절개부에 고정부를 구비함으로써, 삽입관의 절개부의 고정을 용이하게 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 삽입관 외측에 보강살을 구비함으로써, 삽입관의 강도를 강화하고, 보강살이 앵커 기능을 하여 그라우팅에 의해 기존 관과 삽입관 사이의 결합력을 향상시키며, 결합재가 주입되는 공간을 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 보강살에 끼워지는 간격유지부재들을 구비함으로써, 기존 관과 삽입관 사이의 간격을 추가 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 간격유지부재에 높이조절나사를 구비함으로써, 기존 관과 삽입관 사이의 간격을 쉽게 조절할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 삽입관의 절개부에 로드바인더를 구비하여 삽입관의 직경을 쉽게 조절함으로써, 삽입관의 직경 축소, 삽입, 직경 확장, 및 고정 등의 작업을 안정되고도 편리하게 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 관 보수구조에서 관 내부에 삽입관을 삽입시키기 이전 상태를 도시하는 도면,
도 2의 (a)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살이 구비된 원형 삽입관을 도시하는 도면,
도 2의 (b)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살이 구비된 원형 삽입관을 도시하는 단면도,
도 2의 (c)는 본 발명의 관 보수구조에서 원형 삽입관의 보강살에 형성된 관통구가 도시된 도면,
도 3은 본 발명의 관 보수구조에서 간격유지부재를 포함한 보강살이 구비된 원형 삽입관을 도시하는 도면,
도 4의 (a)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살이 구비된 사각형 삽입관을 도시하는 도면,
도 4의 (b)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살이 구비된 사각형 삽입관을 도시하는 단면도,
도 4의 (c)는 본 발명의 관 보수구조에서 사각형 삽입관의 보강살에 형성된 관통구가 도시된 도면,
도 5는 본 발명의 관 보수구조에서 간격유지부재를 포함한 보강살이 구비된 사각형 삽입관을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제1실시예를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제2실시예를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 관 보수구조에서 절개부의 결합 상태를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제3실시예를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제4실시예를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제5실시예를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 관 보수구조에서 고정부의 제6실시예를 도시하는 도면,
도 13의 (a)는 본 발명의 관 보수구조에서 로드바인더에 의해 직경이 축소된 삽입관을 도시하는 도면,
도 13의 (b)는 본 발명의 관 보수구조에서 로드바인더에 의해 직경이 확장된 삽입관을 도시하는 도면,
도 14의 (a)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살과 간격유지부재를 도시하는 도면,
도 14의 (b)는 본 발명의 관 보수구조에서 보강살과 간격유지부재가 결합된 상태를 도시하는 도면,
도 15는 본 발명의 관 보수공법을 도시하는 흐름도.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합", "접속" 또는 "구비"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합, 접속 또는 구비될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합", "접속" 또는 "구비"될 수도 있다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 관 보수구조는 도 1 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 관(10) 내부에 삽입되며 절개부(110a, 110b)가 형성된 삽입관(100)과, 절개부(110a, 110b)를 고정하는 고정부(120)와, 관(10)과 삽입관(100) 사이에 주입되는 결합재를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 삽입관(100)은 하수관, 상수관 등의 보수 또는 보강이 필요한 기존 관(10)의 내부에 삽입되는 것으로, 기존의 관(10)과 같은 형상이다.

이때, 삽입관(100)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 절개된 절개부(110a, 110b)가 형성되어 관(10) 내부에 삽입되는 것이 가능하다. 즉, 보수하고자 하는 하수관, 상수관과 같은 관(10)의 내부에 삽입관(100)을 삽입시 상기 절개부(110a, 110b)는 삽입관(100)의 크기를 최대한 관(10)의 내경과 일치하게 할 수 있어 보수 후 관(10)의 내경의 축소가 최소한으로 되게 한다.

한편, 삽입관(100)에 형성되는 절개부는 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)로 이루어지는 하나를 기본으로 하지만, 관(10)과 삽입관(100)의 형상에 따라 둘 이상이 될 수도 있다. 특히, 보수하고자 하는 관(10)이 사각형 형상인 경우 절개부를 하나만 형성하는 경우 삽입이 쉽지 않을 수 있는데, 이때 절개부를 둘 이상으로 하면 쉽게 삽입이 가능하다. 이 외에도 삽입관(100)은 타원형, 마제형 등 기존 관(10)의 형상에 맞게 형성되며, 이에 따라 절개부는 삽입관(100)을 기존 관(10)에 잘 삽입할 수 있도록 고려하여 절개한다.

또한, 삽입관(100)에는 도 6 내지 도 12에 도시된 바와 같이 절개부(110a, 110b)를 서로 고정시키는 고정부(120)가 구비될 수 있다.

또한, 관(10)에 삽입관(100)이 삽입된 다음, 결합재(도면 미도시)를 관(10)과 삽입관(100) 사이에 주입하여 관(10)과 삽입관(100)을 상호 결합시킬 수도 있다.

이때, 결합재는 시멘트와 모래를 배합하여 물로 갠 시멘트모르타르를 사용할 수 있는데, 이를 관(10)과 삽입관(100) 사이에 주입 시 응결 접합에 의해 관(10)과 삽입관(100)을 결합시키고, 동시에 관(10)과 삽입관(100)의 일체화에 의해 강도를 크게 증가시킨다. 또한 결합재는 시멘트모르타르 외에 기존 관(10)과 삽입관(100)의 종류를 고려하여 이들을 결합시킬 수 있는 다른 재료도 사용할 수 있다.

여기서, 관(10)과 삽입관(100) 사이에 결합재를 주입하는 방법은 별도의 주입 파이프를 통해 결합재를 관(10)과 삽입관(100) 사이로 주입시키거나, 삽입관(100)에 주입공(도면 미도시)을 설치하여 결합재를 주입시킬 수 있으며, 이때 필요한 경우 배출공을 추가로 구비할 수도 있다.

한편, 시멘트모르타르와 같은 성분을 주입시키는 것과 관련된 내용은 공지된 기술 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 고정시키는 고정부(120)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 절개부(110a, 110b)의 일측과 타측의 상호 고정력을 향상시키고, 또 고정을 용이하게 할 수 있도록 날개판(121)과, 볼트공(122)과, 볼트(123)로 구성될 수 있다.

날개판(121)은 삽입관(100)의 일측 절개부(110a) 끝단에 연장 형성되어 타측 절개부(110b)와 볼트(123)를 통해 연결될 수 있게 한다. 날개판(121)은 일측 절개부(110a) 끝단에서 외측으로 절곡된 후 다시 타측 절개부(110b)쪽으로 연장된다. 이렇게 함으로써 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)의 결합시 매우 신속하고도 편리하게 결합위치를 확보할 수 있고, 따라서 후속의 고정작업 역시 신속하고, 안정된 상태에서 진행할 수 있다. 즉, 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)의 위치를 맞춘 후 볼트(123)를 볼트공(122)에 체결하여 삽입관(100)의 고정을 신속하고 편리하게 할 수 있다. 또한 상기 날개판(121) 및 이와 결합되는 타측 절개부(110b) 사이에 접착제 등을 사용하여 추가로 접착함으로써 더욱 강하게 결합할 수도 있으며, 이 경우 볼트공(122)과 볼트(123) 없이 접착제만으로 접착하거나, 또는 용접 결합을 할 수도 있다.

특히, 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)의 접촉부는, 도 12에서 보는바와 같이, 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)에 구비되는 날개판(121)과, 타측 절개부(110b)에 구비되는 돌출부(128)와, 일측 절개부(110a)의 내측 모서리에 구비되는 용접홈(129)을 포함하고, 날개판(121)은 돌출부(128)의 내측으로 삽입되면서 경사로 접하고, 타측 절개부(110b)는 일측 절개부(110a)의 외측으로 삽입되면서 경사로 접하는 구조로 할 수 있다. 이 경우 필요에 따라 돌출부(128)나 용접홈(129)을 전체 길이에 형성하거나 또는 일정 간격으로 이격되게 설치할 수 있으며, 또는 돌출부(128)나 용접홈(129) 없이 구성할 수도 있다. 이러한 경사로 접하는 구조는 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)의 결합위치를 신속하고 편리하게 확보하고, 고정 등의 후속작업을 매우 편리하고 안정된 상태에서 할 수 있게 하며, 또한 삽입관(100)의 구조적 결합강도를 증가시킨다. 또한 용접홈(129)은 삽입관(100)의 내측으로 돌출부를 형성함이 없이 결합을 할 수 있게 하며, 상기의 구조는 도 6 내지 도 8 등의 실시예에도 적용될 수 있다.

상기 날개판(121)은 별도로 제작되어 삽입관(100)의 일측 절개부(110a) 끝단에 접착 또는 용접되거나, 삽입관(100)과 일체로 제작될 수 있다. 또한 날개판(121)은 도 9에서 보는 바와 같이, 삽입관(100)의 외측으로 돌출됨이 없이 형성될 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 날개판(121)의 내측면과 날개판(121)의 내측면에 대응하는 타측 절개부(110b)의 외측면은 평면형상으로 구비되나, 필요한 경우 도 7에 도시된 바와 같이 톱니형상으로도 구성하여 날개판(121)과 타측 절개부(110b)와의 결합력을 향상시킬 수도 있다.

볼트공(122)은 삽입관(100)의 타측 절개부(110b)와 날개판(121)에 각각 구비되도록 하며, 상기 삽입관(100)의 타측 절개부(110b)와 날개판(121)에 형성된 볼트공(122)에 별도로 구비되는 볼트(123)를 체결하여 삽입관(100)의 일측과 타측의 절개부(110a, 110b)를 상호 고정시킬 수 있다. 이때 타측 절개부(110b)의 볼트공(122) 주변에 요홈(도면 미도시)을 형성하여 볼트(123) 머리가 삽입관(100)의 내측으로 돌출되지 않게 함으로써, 삽입관(100) 내부의 물 흐름에 장애가 없도록 할 수도 있다.

또한, 날개판(121)에 형성된 볼트공(122)에는 별개의 너트(도면 미도시)가 결합되도록 하여 날개판(121)과 볼트(123)의 결합력을 향상시키는 동시에 볼트(123) 체결에 의한 날개판(121)의 파손을 방지할 수도 있다. 예컨대 삽입관(100)의 재질이 PE, PVC, FRP 등인 경우에는 날개판(121)에 너트를 매립하여 사용하고, 삽입관(100)의 재질이 강관, 주철관 등인 경우에는 날개판(121)에 구멍을 형성하여 너트를 삽입한 후 용접 등으로 결합하여 사용할 수 있다.

한편, 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 고정시키는 고정부(120)의 다른 실시예로 도 9에 도시된 바와 같이, 고정부(120)가 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)에 구비되는 요철판(125)과, 삽입관(100)의 타측 절개부(110b)에 구비되는 요철판(125)으로 이루어져 각각의 요철판(125)에 형성된 요철이 기계적으로 서로 끼움 결합되어 삽입관(100)의 일측과 타측의 절개부(110a, 110b)를 고정함으로써, 매우 신속하고도 편리하게 고정할 수도 있다. 이 경우 결합을 강화하기 위해 삽입관(100)의 재질에 따라 요철부에 접착제를 사용하거나, 결합 후 용접을 추가할 수도 있다.

또한, 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 고정시키는 고정부(120)의 다른 실시예로 도 10에 도시된 바와 같이, 고정부(120)가 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)에 구비되는 날개판(121)과, 삽입관(100)의 타측 절개부(110b)에 구비되는 ㄷ자형홈으로 구성되어 날개판(121)이 ㄷ자형홈에 삽입됨으로써 매우 신속하고도 편리하게 고정될 수도 있다. 이 경우 날개판(121)은 일측 절개부(110a)에 접착 또는 용접으로 결합되거나, 또는 삽입관(100)과 일체로 제작될 수 있다. 또한 날개판(121)과 ㄷ자형홈의 결합은 단순히 삽입하여 기계적으로 결합할 수도 있고, 추가로 접착하거나 용접하여 결합을 더욱 강화할 수도 있다.

또한, 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 고정시키는 고정부(120)의 다른 실시예로 도 11에 도시된 바와 같이, 고정부(120)가 일측 절개부(110a)에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판(121)과, 타측 절개부(110b)에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판(121)과, 상기 양 날개판(121)의 U형홈에 결합되는 ㄷ자형의 고정구(127)로 구성될 수도 있다. 이들 날개판(121) 역시 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)에 접착 또는 용접 등으로 결합되거나 삽입관(100)과 일체로 제작될 수 있다. 본 실시예는 양측 절개부(110a, 110b)를 접촉시킨 후 고정구(127)를 삽입함으로써 간단히 고정할 수 있다. 이 경우 양 날개판(121) 상호 간 또는 날개판(121)과 고정구(127) 사이를 접착제로 접착하거나 용접함으로써, 기계적 결합 외에 추가로 더 결합할 수도 있다.

또한, 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 고정시키는 고정부(120)의 다른 실시예로 도 12에 도시된 바와 같이, 고정부(120)가 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)에 구비되는 날개판(121)과, 타측 절개부(110b)에 구비되는 돌출부(128)와, 일측 절개부(110a)의 내측 모서리에 구비되는 용접홈(129)을 포함하고, 날개판(121)은 돌출부(128)의 내측으로 삽입되면서 경사로 접하고, 타측 절개부(110b)는 일측 절개부(110a)의 외측으로 삽입되면서 경사로 접하는 구조이다.

상기 용접홈(129)은 일측 절개부(110a)의 내측 모서리에 구비되는 것으로, 절개부(110a)의 전체 길이에 형성되거나 일정 간격으로 이격 형성되어 삽입관(100)의 내측으로 돌출없이 용접을 할 수 있게 한다. 그리고 용접홈(129) 하측은 내측으로 경사져서 타측 절개부(110b)의 단부가 삽입되면서 경사로 접하여 양 절개부(110a, 110b)가 안정되게 고정될 수 있다. 또한 타측 절개부(110b)의 외측에 구비된 돌출부(128)는 내측으로 경사져 일측 절개부(110a)에 구비되는 날개판(121)이 삽입되면서 경사로 접하여 결합되는 것으로, 이 돌출부(128)는 삽입관(100)의 전체 길이에 형성되거나 또는 일정 간격으로 이격 형성될 수 있다. 이러한 삽입 구조는 삽입관(100)을 용접하거나 결합재를 충진하기 이전에 매우 안정된 결합구조를 이룸으로써 후속 작업을 매우 편리하고 신속하게 할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입관(100)의 외측에 띠형상 또는 나선형상의 보강살(130)이 구비될 수 있고, 이 외에도 보강살(130)은 삽입관(100)의 축방향 즉, 길이방향으로 형성될 수 있다. 이 보강살(130)은 삽입관(100)의 두께를 종래의 슬립라이닝공법보다 작게 함으로써 발생하는 강도저하를 방지하는 역할을 하며, 또한 기존 관(10)과 삽입관(100) 사이의 앵커 역할을 함으로써 주입 그라우트에 의한 결합력을 강화하여 보수된 관 구조의 강도를 증가시키고, 또한 결합재가 주입되는 공간을 확보할 수 있게 한다.

이때, 도 2 (c) 및 도 4 (c)에 도시된 바와 같이, 보강살(130)에 다수의 관통구(131)를 형성하여 결합재가 보강살(130)을 용이하게 통과하도록 할 수 있고, 또한 결합재와 삽입관(100)의 부착력을 향상시킬 수도 있다. 상기 관통구(131)의 크기, 형상 또는 숫자는 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

즉, 본 발명은 삽입관(100)에 보강살(130)을 구비한 상태에서 관(10)과 삽입관(100)의 사이에 결합재를 주입시킴으로써, 보강살(130)이 결합재 사이에서 결합력을 향상시켜 관(10)과 삽입관(100)이 구조적으로 일체화되어 강도가 강화된 관로를 형성할 수 있다.

여기서, 보강살(130)은 단면 형상이 직사각형, 정사각형, 반원형, 타원형, 삼각형 등 어떠한 형상으로도 가능하며, 도 14에 도시된 바와 같이 내측으로 갈수록 좁아지는 내협외광형의 사다리꼴 형상으로 할 수도 있다. 또한 상기 보강살(130)에는 예컨대 ㄷ자 형상으로 이루어진 간격유지부재(140)를 복수 개 구비할 수도 있다. 즉, 보강살(130)이 직사각형, 또는 정사각형인 경우에는 간격유지부재(140)의 양 플랜지의 두께가 동일하고, 보강살(130)이 내협외광형의 사다리꼴 형상인 경우에는 간격유지부재(140)의 양 플랜지의 단부가 내측으로 돌출된 ㄷ자 형상으로 형성함으로써, 간격유지부재(140)가 보강살(130)에 삽입된 후 견고히 고정되는 구조를 형성할 수 있다.

이때, 보강살(130)은 관(10)과 삽입관(100) 사이의 간격을 조절하고, 내협외광형상으로 이루어져 결합재와 잘 결합되며, 또한 간격유지부재(140)도 내측이 보강살(130)의 내협외광형상에 대응되는 형상으로 이루어져 보강살(130)과 잘 결합된다.

한편, 간격유지부재(140)는 웨브에 나사구멍을 형성하고, 상기 나사구멍에 높이조절볼트(141)를 체결하여 높이조절볼트(141)를 통해 관(10)과 삽입관(100) 사이의 간격을 추가적으로 미세 조정할 수도 있다.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명은 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)의 내측에 로드바인더(150)가 구비되도록 하여 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)를 연결시키는 동시에 삽입관(100)의 직경을 수축 또는 확장시킬 수 있게 함으로써, 삽입관(100)이 관(10) 내부에 용이하게 삽입될 수 있게 하고, 또한 직경을 확장시켜 안정된 상태에서 삽입관(100)을 고정할 수 있게 한다. 물론 로드바인더(150)와 로드바인더(150)를 고정하기 위해 삽입관(100)에 설치된 고리는 시공 후 제거해야 한다.

한편, 관(10)에 삽입되는 삽입관(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원형이거나, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 관(10)의 형상에 맞게 사각형 형상이거나, 또는 마제형, 타원형 등 다양한 형상일 수 있다.

또한, 본 발명의 관 보수공법은 도 15에 도시된 바와 같이, 삽입관(100)의 직경을 축소하는 직경축소단계(S10)와, 삽입관(100)을 관(10) 내부로 이송하는 삽입관이송단계(S20)와, 삽입관(100)의 직경을 확장시키는 직경확장단계(S30)와, 고정부(120)를 결합하는 고정부결합단계(S40)와, 관(10)과 삽입관(100) 사이에 결합재를 주입하는 결합재주입단계(S50)를 포함한다. 이때, 관 보수구조에 관련된 내용은 도 1 내지 도 14를 참조한다.

직경축소단계(S10)는 삽입관(100)의 직경을 축소시키는 단계로, 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)를 조절하여 삽입관(100)의 직경을 축소시킴으로써 삽입관(100)을 관(10)에 삽입시키는 것이 용이하게 한다.

삽입관이송단계(S20)는 삽입관(100)을 관(10) 내부로 이송하는 단계로, 직경축소단계(S10)를 통해 직경이 축소된 삽입관(100)을 크레인과 같은 별도의 외부 장치를 통해 관(10) 내부로 이송시킨다.

직경확장단계(S30)를 삽입관(100)의 직경을 다시 확장시키는 단계로, 삽입관이송단계(S20)를 통해 관(10) 내부로 이송 및 삽입이 완료된 삽입관(100)의 일측 절개부(110a)와 타측 절개부(110b)를 조절하여 삽입관(100)의 직경을 확장시킨다.

한편, 삽입관(100)은 로드바인더(150)를 이용함으로써 편리하게 직경을 축소하여 삽입할 수 있으며, 또한 정밀하게 확장하여 안정된 상태에서 고정부(120)를 고정할 수 있다.

고정부결합단계(S40)는 삽입관(100)에 형성된 고정부(120)를 결합시키는 단계로, 관(10) 내부에 삽입된 삽입관(100)의 직경을 확장시킨 상태에서 직경의 변화가 발생되지 않도록 삽입관(100)의 직경을 고정시킨다. 이 고정에는 볼트, 접착제, 용접, 기계적 결합 등 다양한 방법이 사용된다.

결합재주입단계(S50)는 관(10)과 삽입관(100)의 사이에 결합재를 주입하는 단계로, 관(10)과 삽입관(100) 사이에 시멘트모르타르나 다른 결합재를 주입시켜 관(10)과 삽입관(100)을 상호 결합시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명인 관 보수구조 및 보수공법은 하수관, 상수관 등의 관(10)의 내부에 삽입되며, 관(10)과 같은 형상이고, 길이방향으로 절개된 절개부(110a, 110b)를 가지는 삽입관(100)과, 삽입관(100)의 절개부(110a, 110b)를 서로 고정하는 고정부(120)와, 관(10)과 삽입관(100)의 사이에 주입되어 관(10)과 삽입관(100)을 결합시키는 결합재를 포함하고, 삽입관(100)의 직경을 축소시키는 직경축소단계(S10)와, 직경이 축소된 삽입관(100)을 관(10)의 내부로 이송하는 삽입관이송단계(S20)와, 삽입관(100)의 직경을 확장하는 직경확장단계(S30)와, 고정부(120)를 결합하는 고정부결합단계(S40)와, 관(10)과 삽입관(100)의 사이에 결합재를 주입하는 결합재주입단계(S50)로 이루어져, 삽입관(100)의 직경을 확장시키는 동시에 변형된 상태를 고정부(120)를 통해 유지시킬 수 있어 관(10)의 보수 및 보강을 용이하게 할 수 있고, 단면적의 손실은 최소화하면서 관로의 통수 유량은 극대화시킬 수 있다.

즉, 종래의 라이닝공법은 단순하게 기존 관(10) 내부에 신관을 넣는 공법이라 단면 손실이 상당하여 유량 손실이 발생할 수밖에 없었으나, 본 발명은 관(10)과 삽입관(100) 사이의 공간을 최소화하여 단면 손실을 최소화하고 기존 관(10)에 비해 삽입관(100)의 조도계수를 줄임으로써, 결과적으로 유량 손실을 최소화하거나 오히려 유량을 증가시킬 수도 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 구성되거나 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 관 100 : 삽입관
110a, 110b : 절개부 120 : 고정부
121 : 날개판 122 : 볼트공
123 : 볼트 125 : 요철판
127 : 고정구 128 : 돌출부
129 : 용접홈 130 : 보강살
131 : 관통구 140 : 간격유지부재
141 : 높이조절볼트 150 : 로드바인더
S10 : 직경축소단계 S20 : 삽입관이송단계
S30 : 직경확장단계 S40 : 고정부결합단계
S50 : 결합재주입단계

Claims

하수관, 상수관 등의 관의 내부에 삽입되며, 상기 관과 같은 형상이고, 길이방향으로 절개된 절개부를 가지는 삽입관;
상기 삽입관의 절개부를 서로 고정하는 고정부; 및
상기 관과 상기 삽입관의 사이에 주입되어 상기 관과 상기 삽입관을 결합하는 결합재;를 포함하며,
상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 U형홈이 형성된 날개판과, 상기 양 날개판의 U형홈에 결합되는 ㄷ자형의 고정구로 구성되는 관 보수구조.
하수관, 상수관 등의 관의 내부에 삽입되며, 상기 관과 같은 형상이고, 길이방향으로 절개된 절개부를 가지는 삽입관;
상기 삽입관의 절개부를 서로 고정하는 고정부; 및
상기 관과 상기 삽입관의 사이에 주입되어 상기 관과 상기 삽입관을 결합하는 결합재;를 포함하며,
상기 고정부는 상기 삽입관의 일측 절개부에 구비되는 날개판과, 상기 삽입관의 타측 절개부에 구비되는 돌출부와, 상기 삽입관의 일측 절개부의 내측 모서리에 구비되는 용접홈을 포함하고,
상기 날개판은 상기 돌출부의 내측으로 삽입되면서 경사로 접하고,
상기 삽입관의 타측 절개부는 상기 삽입관의 일측 절개부의 외측으로 삽입되면서 경사로 접하는 구조인 관 보수구조.
삭제
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청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 삽입관의 외측에는 띠형상, 나선형상, 또는 길이방향의 보강살이 구비되는 관 보수구조.
청구항 5에 있어서,
상기 보강살에는 다수의 관통구가 구비되어 상기 결합재가 통과할 수 있는 관 보수구조.
청구항 5에 있어서,
상기 보강살은 단면형상이 직사각형, 정사각형, 또는 내협외광형의 사다리꼴 형상이고,
상기 보강살에 끼움 결합되는 ㄷ자 형상의 간격유지부재들을 더 포함하는 관 보수구조.
청구항 7에 있어서,
상기 간격유지부재는 웨브에 나사구멍이 형성되고, 상기 나사구멍에 높이조절볼트가 결합되는 관 보수구조.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 삽입관의 양 절개부에 결합되어 상기 삽입관의 직경을 수축 또는 확장시키는 로드바인더를 더 포함하는 관 보수구조.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 삽입관은 원형, 사각형, 타원형, 또는 마제형 형상인 관 보수구조.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 절개부는 둘 이상인 관 보수구조.
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청구항 1 또는 2 중 어느 한 항의 관 보수구조를 이용한 관 보수공법에 있어서,
상기 삽입관의 직경을 축소시키는 직경축소단계;
상기 직경이 축소된 삽입관을 상기 관의 내부로 이송하는 삽입관이송단계;
상기 삽입관의 직경을 확장하는 직경확장단계;
상기 고정부를 결합하는 고정부결합단계; 및
상기 관과 상기 삽입관의 사이에 상기 결합재를 주입하는 결합재주입단계;를 포함하는 관 보수공법.