KR101577187B1 - 상하수도관로 침하방지구조 - Google Patents

상하수도관로 침하방지구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상하수도관로 침하방지구조에 관한 것으로서, 분리층과 격자구조물을 통해 상하수도관로 등으로 이루어질 수 있는 관로의 침하를 보다 더욱 높은효율로 방지하여 도로의 파손을 방지함과 더불어 빗물 등을 원활히 배수할 수 있는 효과가 있다.

Description

상하수도관로 침하방지구조{Water and sewage pipelines to prevent subsidence structure}
본 발명은 분리층과 격자구조물을 통해 상하수도관로 등으로 이루어질 수 있는 관로의 침하를 보다 더욱 높은효율로 방지하여 도로의 파손을 방지함과 더불어 빗물 등을 원활히 배수할 수 있는 상하수도관로 침하방지구조에 관한 것이다.
일반적으로, 공중위생 향상과 생활환경의 개선 및 소화의 목적을 위하여 계통적으로 물을 공급하는 설비를 상수도라 한다.
상수도의 수원으로는 보통 하천, 저수지, 호소, 지하수, 복류수 등이 이용되는데 이와 같은 원수를 취수하여 정수 배수하는 모든 공작물을 수도시설이라고 한다.
수도시설에는 취소공, 도수공, 도수관거, 여과지, 정수지, 송수관, 배수지, 펌프, 배수관 등이 다 포함된다.
또한, 여러 곳에서 배출된 가정오수, 공장폐수, 빗물, 지하수 등을 모아서 배제 또는 처리하기 위해 설치된 공작물과 시설물을 하수도라 한다.
상수도와 하수도는 도시위생의 중요한 기능을 하며, 양자는 상호 밀접한 관계를 가지고 있어 상수도로 공급된 물이 대부분 하수관으로 배출된다.
하수도는 불결하여 배수가 잘 안될 때에는 전염병의 원인이 되거나 시민생활에 장애요인이 됨으로 신속히 배제하는 것이 좋다.
상하수도관로는 현장 시공 후 사용중 관로 및 이음부의 누수와 침하로 인해 관거로서의 기능이 저하되는 경우가 많이 발생되고 있다.
특히, 상하수도관로는 도심지 도로의 협소한 공간에 시공됨으로서, 기초공사의 불성실, 지지지반의 다짐 불량, 지반의 연약화 등으로 인하여 상하수도관로의 침하가 발생된다.
상하수도관로의 침하에 따른 누수, 누수로 인한 지반의 약화 및 관로의 재시공, 지반약화로 인한 도로 및 인접구조물의 손상 등 2차 피해 역시 공공시설물의 사용에 막대한 지장을 초래하고 있다.
국내등록특허공보 등록특허 제10-0639253호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 분리층과 격자구조물을 통해 상하수도관로 등으로 이루어질 수 있는 관로의 침하를 보다 더욱 높은효율로 방지하여 도로의 파손을 방지함과 더불어 빗물 등을 원활히 배수할 수 있는 상하수도관로 침하방지구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지반을 터파기하여 형성된 터파기 공간의 하부에 구비되는 분리층과; 상기 분리층의 상부에 안착되는 관로와; 상기 관로가 매설되도록 상기 분리층의 상부에 포설되는 토사층과; 상기 토사층의 상부에 포설되는 보조기층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도관로 침하방지구조를 제공한다.
또한, 본 발명은 지반을 터파기하여 형성된 터파기 공간내에 구비되는 분리층과; 상기 분리층의 하부에 구비되는 관로와; 상기 관로가 매설되도록 상기 분리층의 하부에 포설되는 토사층과; 상기 분리층의 상부에 포설되는 보조기층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상하수도관로 침하방지구조를 제공한다.
여기서, 상기 분리층은 부직포 또는 직물로 이루어지고, 상기 분리층의 투수계수는 0.01 ~0.06cm/sec인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 분리층의 하부방향에 위치하도록 상기 터파기 공간의 하부에 투수성을 갖는 일정높이의 격자구조물이 구비되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 관로의 하부방향에 위치하도록 상기 터파기 공간의 하부에 투수성을 갖는 일정높이의 격자구조물이 구비되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 격자구조물은 상하로 개방된 충진공간이 일정간격으로 복수형성되는 합성수지재질의 격자플레이트로 구성되는 것이 바람직하다.
또는, 상기 격자구조물은 인접한 장방형의 시트가 등간격으로 부착형성되어 펼칠경우 상하로 개방된 충진공간이 복수형성되는 격자시트로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 격자구조물에 일정간격으로 복수형성되는 상하로 개방된 충진공간내에 모래가 충진되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 격자구조물의 충진공간의 가로, 세로 및 높이는 각각 5 ~ 20mm인 것이 바람직하다.
더불어, 상기 분리층의 일측과 상기 분리층의 타측 및 상기 격자구조물의 일측과 상기 격자구조물의 타측은 각각 상기 터파기 공간의 일측 및 상기 터파기 공간의 타측방향으로 각각 좌우연장형성되어 상기 터파기 공간의 일측 및 상기 터파기 공간의 타측과 접하고, 상기 분리층의 일측 상부와 상기 분리층의 타측 상부 및 상기 격자구조물의 일측 상부와 상기 격자구조물의 타측 상부가 상기 보조기층의 상부 일측방향과 상기 보조기층의 상부 타측방향에 각각 위치하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 보조기층의 상부와 상기 분리층의 일측 상부, 상기 분리층의 타측 상부, 상기 격자구조물의 일측 상부 및 상기 격자구조물의 타측 상부에 표층이 포설되는 것이 바람직하다.
본 발명은 지반을 터파기하여 형성된 터파기 공간의 하부에 구비되는 분리층을 통해 지반으로 스며든 빗물 등이 상기 분리층의 하부방향으로 원활히 배수될 수 있음은 물론 상기 분리층의 상부에 포설된 토사층의 토사가 상기 분리층의 하부방향으로 유출될 우려를 보다 용이하게 방지할 수 있어 상기 토사층에 매설된 상하수도관로 등으로 이루어질 수 있는 관로의 침하를 보다 용이하게 방지할 수 있고, 특히, 상기 분리층의 하부방향에 위치하는 투수성을 갖는 일정높이의 격자구조물을 통해 상기 관로의 침하를 보다 더욱 높은 효율로 방지함과 더불어 빗물 등을 더욱 원활히 배수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 관로와 보조기층 사이에 위치하도록 상기 터파기 공간내에 구비되는 분리층을 통해 상기 보조기층과 상기 토사층이 혼입되지 않도록 상기 보조기층과 상기 토사층을 분리할 수 있을 뿐만 아니라 상기 보조기층의 상부방향에서 상기 보조기층방향으로 전달되는 진동이나 충격을 상기 분리층을 통해 분산시켜 상기 보조기층을 지나 상기 관로로 전달되는 진동이나 충격을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 지반을 터파기하여 형성된 터파기 공간을 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 2 내지 도 4는 격자구조물과 분리층의 설치과정의 일예를 순차적으로 나타내는 단면도이고,
도 5는 격자플레이트로 구성된 격자구조물을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 6은 격자시트로 이루어진 격자구조물을 측방향으로 펼친상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 7 및 도 8은 격자구조물과 분리층의 설치과정의 다른예를 순차적으로 나타내는 단면도이고,
도 9는 분리층의 상부에 관로가 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 10은 분리층의 상부에 토사층이 포설되어 토사층에 관로가 매설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 11은 토사층의 상부에 보조기층이 포설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 12는 보조기층의 상부방향에 표층이 포설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 13은 터파기 공간의 하부에 지반보강부가 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 14는 분리층의 또 다른설치예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
본 발명인 상하수도관로 침하방지구조는 크게, 분리층, 관로, 토사층 및 보조기층을 포함하여 이루어진다.
도 1은 지반을 터파기하여 형성된 터파기 공간을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1에서 보는 바와 같이 연약지반 등으로 이루어질 수 있는 지반(3)을 터파기하여 상기 지반(3)에 일정깊이의 터파기공간(31)을 형성할 수 있다.
상기 터파기공간(31)은 하부터파기공간(311)과; 상기 하부터파기공간(311)과 연통되도록 상기 하부터파기공간(311)의 상부방향에 형성되는 상부터파기공간(312);으로 구성될 수 있다.
상기 상부터파기공간(312)의 좌우폭은 상기 하부터파기공간(311)의 좌우폭보다 넓게 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 격자구조물과 분리층의 설치과정의 일예를 순차적으로 나타내는 단면도이다.
도 2에서 보는 바와 같이 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부 바닥면에는 후술할 격자구조물(10)이 안착될 수 있다.
상기 분리층(20)은 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 격자구조물(10)의 상부에 안착된 상태로 상기 지반(3)의 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부에 구비될 수 있다.
상기 분리층(20)은 폴리에스테르계, 폴리비닐알콜계, 폴리아마이드계, 폴리염화비닐계, 폴리올레핀계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 중 어느 하나로 이루어지거나 2종이상 혼합되어 이루어진 직물 또는 부직포 등으로 이루어지는 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
부직포 또는 직물 등으로 이루어질 수 있는 상기 분리층(20)의 빗물 등의 배수효율을 보다 더욱 향상시킴과 더불어 상기 분리층(20)의 상부에 포설되는 후술할 상기 토사층의 토사가 상기 분리층(20)의 하부방향으로 유출되는 것을 보다 더욱 용이하게 방지하기 위해, 부직포 또는 직물 등으로 이루어질 수 있는 상기 분리층(20)의 투수계수는 0.01cm/sec ~ 0.06cm/sec인 것이 좋다.
상기 분리층(20)의 투수계수가 0.01cm/sec미만 인경우, 상기 분리층(20)의 투수성이 저하되어 상기 분리층(20)의 빗물 등의 배수효율이 저하되는 문제점이 있게 된다.
상기 분리층(20)의 투수계수가 0.06cm/sec 초과인 경우, 상기 분리층(20)의 투수성은 크게 향상될 수 있겠으나, 상기 토사층의 많은 양의 토사가 상기 분리층(20)의 하부방향으로 유출됨과 더불어 상기 분리층(20)의 강도 및 장력이 약해져 상기 분리층(20)의 시공이 어려운 문제점이 있게 된다.
다음으로, 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)의 하부방향에 위치하도록 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부 바닥면에 수평안착된 투수성을 갖는 일정높이의 격자구조물(10)은 일예로, 플라스틱 등의 합성수지재질의 격자플레이트로 구성될 수 있다.
도 5는 격자플레이트로 구성된 격자구조물을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5에서 보는 바와 같이 상기 격자플레이트로 구성된 격자구조물(10)에는 상하로 개방된 충진공간(100)이 일정간격으로 복수형성될 수 있다.
상기 격자구조물(10)의 투수성을 향상시키고, 상기 격자구조물(10)과 상기 분리층(20) 사이에 토사 등의 세립자층이 형성되는 것을 방지함과 더불어 상기 격자구조물(10)의 평탄화유지 및 토사 등의 세립자층이 상기 격자구조물(10)의 하부방향으로 유출되는 것을 방지하기 위해, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 충진공간(100)에는 모래(101) 등으로 이루어질 수 있는 충진물이 충진될 수 있다.
도 6은 격자시트로 이루어진 격자구조물을 측방향으로 펼친상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다른예로, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 격자구조물(10)은 인접한 장방형의 시트(10a, 10b)가 봉제, 바인더, 열융측등의 방법에 의해 등간격으로 부착형성되어 펼칠 경우 상하로 개방된 상기 충진공간(100)이 복수형성되는 격자시트로 이루어질 수 있다.
상기 격자시트는 투수성이 우수한 부직포 또는 직물로 이루어질 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플라스틱 등의 합성수지재질로도 이루어질 수 있는 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 격자플레이트 또는 상기 격자시트로 구성될 수 있는 상기 격자구조물(10)을 통해 상기 토사층과 지반(3)이 혼입되지 않도록 상기 지반(3)과 상기 토사층을 분리할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 격자구조물(10)의 시공성 향상과 더불어 상기 격자구조물(10)의 충진공간(100)내에 모래(101) 등의 충진물을 보다 용이하게 충진시키기 위해, 상기 격자구조물(10)의 충진공간(100)의 가로(좌우폭), 세로(전후폭) 및 높이(상하폭)은 각각 5mm ~ 20mm인 것이 좋다.
상기 충진공간(100)의 가로, 세로 및 높이가 5mm 미만인 경우, 상기 충진공간(100)의 크기가 너무 작아 상기 충진공간(100)내에 적은 양의 모래(101) 등의 충진물이 충진되어 상기 격자구조물(10)의 투수성이 저하됨과 더불어 상기 격자구조물(10)의 시공성이 저하되는 문제점이 있게 된다.
상기 충진공간(100)의 가로, 세로 및 높이가 20mm 초과인 경우, 상기 격자구조물(10)의 시공성은 크게 향상될 수 있겠으나, 상기 충진공간(100)에 너무 많은 양으로 충진된 모래(101) 등의 충진물이 폭우 등에 의해 유실될 우려가 높은 문제점이 있게 된다.
특히, 상기 격자구조물(10)의 시공성을 더욱 향상시킬과 더불어 상기 격자구조물(10)의 충진공간(100)내에 모래(101) 등의 충진물을 보다 더욱 용이하게 충진시키기 위해, 상기 격자구조물(10)의 충진공간(100)의 가로(좌우폭), 세로(전후폭) 및 높이(상하폭)은 10mm인 것이 더욱 좋다.
도 7 및 도 8은 격자구조물과 분리층의 설치과정의 다른예를 순차적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 상기 격자구조물(10)과 상기 분리층(20)은 각각 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부 바닥면에 순차적으로 수평적층될 수 있겠으나, 이 경우 상기 분리층(20)의 상부에 포설되는 상기 토사층의 토사가 폭우 등에 의해 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 일측 및 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311) 타측방향으로 유출되어 상기 토사층에 매설되는 후술할 상기 관로가 침하될 우려가 다분한 문제점이 있게 된다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 바람직하게는 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)의 일측과 상기 분리층(20)의 타측 및 상기 격자구조물(10)의 일측과 상기 격자구조물(10)의 타측은 각각 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 일측 및 상기 하부터파기공간(311)의 타측방향으로 각각 좌우연장형성되어 상기 하부터파기공간(311)의 일측 및 상기 하부터파기공간(311)의 타측과 접하는 것이 좋다.
도 9는 분리층의 상부에 관로가 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 10은 분리층의 상부에 토사층이 포설되어 토사층에 관로가 매설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 관로(30)는 도 9에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)의 상부에 안착된다.
상기 관로(30)는 오수관로, 우수관로, 유공관로, 상하수도관로 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
다음으로, 흙과 모래로 이루어진 상기 토사층(40)은 도 10에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)의 상부방향에 위치하도록 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부에 일정높이로 포설될 수 있다.
상기 토사층(40)에 상기 관로(30)가 매설될 수 있다.
도 11은 토사층의 상부에 보조기층이 포설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
다음으로, 상기 보조기층(50)은 도 11에서 보는 바와 같이 상기 토사층(40)의 상부방향에 위치하도록 상기 하부터파기공간(311)의 상부에 일정높이로 포설된다.
상기 보조기층(50)은 자갈, 쇄석, 모래, 우드칩 등에서 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있는 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
상기 분리층(20)의 일측 상부와 상기 분리층(20)의 타측 상부 및 상기 격자구조물(10)의 일측 상부와 상기 격자구조물(10)의 타측 상부는 상기 보조기층(50)의 상부 일측방향과 상기 보조기층(50)의 상부 타측방향에 각각 위치한 상태로 상기 상부터파기공간(312)의 하부 일측과 상기 상부터파기공간(312)의 하부 타측에 각각 안착될 수 있다.
도 12는 보조기층의 상부방향에 표층이 포설된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 도 12에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)과 상기 격자구조물(10)을 안정적으로 위치고정시키기 위한 표층(60)이 상기 보조기층(50)의 상부에 위치하도록 상기 터파기공간(31)의 상부터파기공간(312)에 일정높이로 포설되되, 특히, 상기 보조기층(50)의 상부와 상기 분리층(20)의 일측 상부, 상기 분리층(20)의 타측 상부, 상기 격자구조물(10)의 일측 상부 및 상기 격자구조물(10)의 타측 상부에 상기 표층(60)이 포설될 수 있다.
상기 표층(60)은 아스팔트, 콘크리트 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
도 13은 터파기 공간의 하부에 지반보강부가 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 도 13에서 보는 바와 같이 상기 터파기공간(31)의 하부터파기공간(311)의 하부 바닥면에는 상기 지반(3)을 보강하기 위한 지반보강부(5)가 수평안착될 수도 있다.
그리고, 상기 지반보강부(5)의 상부에 상기 격자구조물(10)이 안착될 수 있다.
상기 지반보강부(5)는 콘크리트 또는 잡석 등 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 지반(3)을 터파기하여 형성된 상기 터파기 공간(31)의 하부에 구비되는 상기 분리층(20)을 통해 지반(3)으로 스며든 빗물 등이 상기 분리층(20)의 하부방향으로 원활히 배수될 수 있음은 물론 상기 분리층(20)의 상부에 포설된 상기 토사층(40)의 토사가 상기 분리층(20)의 하부방향으로 유출될 우려를 보다 용이하게 방지할 수 있어 상기 토사층(40)에 매설된 상하수도관로 등으로 이루어질 수 있는 관로(30)의 침하를 보다 용이하게 방지할 수 있고, 특히, 상기 분리층(20)의 하부방향에 위치하는 투수성을 갖는 일정높이의 상기 격자구조물(10)을 통해 상기 관로(30)의 침하를 보다 더욱 높은 효율로 방지함과 더불어 빗물 등을 더욱 원활히 배수할 수 있게 된다.
도 14는 분리층의 또 다른설치예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
한편, 앞서 상술한 바와 달리 도 14에서 보는 바와 같이 상기 분리층(20)의 하부에 상기 관로(30)가 구비된다.
그리고, 상기 분리층(20)의 하부에 상기 토사층(40)이 포설된다.
그리고, 상기 분리층(20)의 상부에는 상기 보조기층(50)이 포설된다.
이와 같이 상기 관로(30)와 보조기층(50) 사이에 위치하도록 상기 터파기 공간(31)내에 구비되는 상기 분리층(20)을 통해 상기 보조기층(50)과 상기 토사층(40)이 혼입되지 않도록 상기 보조기층(50)과 상기 토사층(40)을 분리할 수 있을 뿐만 아니라 상기 보조기층(50)의 상부방향에서 상기 보조기층(50)방향으로 전달되는 진동이나 충격을 상기 분리층(20)을 통해 분산시켜 상기 보조기층(50)을 지나 상기 관로(30)로 전달되는 진동이나 충격을 경감시킬 수 있게 된다.
20; 분리층, 30; 관로,
40; 토사층, 50; 보조기층.

Claims (11)

  1. 지반을 터파기하여 지반에 일정깊이로 형성되는 하부터파기공간과, 상기 하부터파기공간의 상부방향에 형성되고 좌우폭이 상기 하부터파기공간의 좌우폭보다 넓게 형성되는 상부터파기공간으로 구성되는 터파기공간의 하부터파기공간에 구비되고, 일측 상부와 타측 상부가 상기 상부터파기공간의 하부 일측과 상기 상부터파기공간의 하부 타측에 각각 안착되는 부직포 또는 직물로 이루어지고, 투수계수가 0.01 ~0.06cm/sec인 분리층과;
    상기 분리층의 하부에 구비되는 상하수도관로로 이루어지는 관로와;
    상기 관로의 하부방향에 위치하도록 상기 터파기공간의 하부터파기공간의 하부에 구비되고, 인접한 장방형의 시트가 등간격으로 부착형성되어 펼칠 경우 상하로 개방된 충진공간이 복수형성되는 격자시트로 이루어지며, 상기 충진공간의 가로, 세로 및 높이는 각각 5 ~ 20mm이고, 상기 충진공간내에 모래가 충진되는 투수성을 갖는 일정높이의 격자구조물과;
    상기 관로가 매설되도록 상기 분리층의 하부에 포설되는 토사층과;
    상기 분리층의 상부에 포설되는 보조기층과;
    상기 보조기층의 상부와 상기 분리층의 일측 상부 및 상기 분리층의 타측 상부에 포설되는 표층;을 포함하여 이루어지고,
    상기 분리층의 일측과 상기 분리층의 타측 및 상기 격자구조물의 일측과 상기 격자구조물의 타측은 각각 상기 터파기공간의 하부터파기공간의 일측 및 상기 하부터파기공간의 타측방향으로 각각 좌우연장형성되어 상기 하부터파기공간의 일측 및 상기 하부터파기공간의 타측과 접하고,
    상기 분리층의 일측 상부와 상기 분리층의 타측 상부 및 상기 격자구조물의 일측 상부와 상기 격자구조물의 타측 상부가 상기 보조기층의 상부 일측방향과 상기 보조기층의 상부 타측방향에 각각 위치한 상태로 상기 보조기층의 상부와 상기 분리층의 일측 상부, 상기 분리층의 타측 상부, 상기 격자구조물의 일측 상부 및 상기 격자구조물의 타측 상부에 상기 표층이 포설되는 것을 특징으로 하는 상하수도관로 침하방지구조.
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