KR101702012B1 - 노후관 갱생방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노후관 갱생방법에 관한 것으로서, 노후관의 내부를 작업자가 정밀스캐너를 휴대하고 이동하며 노후관의 노후데이터를 획득하는 단계와; 상기 정밀스캐너에 의해 획득한 노후데이터를 기초로 역설계하여 상기 노후관 내부 형상에 대응되는 갱생관을 맞춤 제작하는 단계와; 상기 갱생관을 지상에서 상기 노후관 내부로 안착시키는 단계와; 상기 갱생관을 운반대차 상에 결합한 후 상기 노후관의 바닥면으로부터 들어올리는 단계와;상기 운반대차에 자주차를 결합시키고, 자주차를 운전하여 상기 갱생관이 적재된 운반대차를 상기 노후관 내부로 이동시키는 단계와; 상기 노후관 내부에 먼저 삽입된 갱생관에 이웃하게 후속하여 삽입된 갱생관을 밀착배치하는 단계와; 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 계단형 간극재를 삽입하여 간극을 일정하게 유지시키는 단계와; 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 몰탈을 주입하여 상기 노후관과 상기 갱생관을 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노후관 갱생방법{SUPERANNUATED PIPE REHABILITATION METHOD}

본 발명은 노후관 갱생방법에 관한 것으로서, 보다 자세히는 3차원스캐너를 이용한 관내 노후도 정밀진단방법 및 3차원스캐너 역설계 방법을 이용한 노후관내 삽입용 갱생관의 설계방법 및 갱생공법과 대형 상수관로 내에 갱생관 삽입을 위한 전용 이송장비와 몰탈주입시 부상방지를 위한 계단형 간극재를 이용한 관삽입공법에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관, 하수도관, 송유관, 가스관 등 유체를 이송하는 관들은 주로 주철관, 강관, 합성수지관, 콘크리트관들이 이용된다.

이 중에서도 대형관은 주로 주철관이나 강관을 이용하게 되는데, 주철관이나 강관 등을 장시간 사용하게 되면, 내부를 통과하는 유체나 기타 이물질 등에 의해 노후화되면서 부식되거나 손상되는 문제가 발생된다. 특히, 주철관 또는 강관으로 이루어진 상수도관의 경우에는 보다 안전한 식수 공급을 위해 그 내부를 코팅하여 산화하는 것을 방지하고 있다.

하지만, 장시간 사용하게 되면 관로 내부의 코팅부가 부식되거나 벗겨지는 등의 문제가 발생된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 관로 전체를 교체하는 방법도 있지만 관로를 그대로 둔 상태에서 개량하는 비굴착 보수방법들이 적용되고 있다. 이에 따라 관로 갱생 공사를 보다 원활하면서 효율적으로 수행하기 위한 다양한 연구개발이 진행되고 있는 실정이다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허 제863263호에 "노후관로 갱생장치 및 방법"이 개시된 바 있다.

종래 비굴착 보수방법을 위해 노후관로 내부에 갱생관을 삽입한 후 고정하여 사용하는 방법이 사용된다. 그런데, 노후된 대형상수관로의 경우 상부 토압이나 관 자체의 자중에 의해 진원의 원형관을 유지가 어렵다. 이에 노후된 대형상수관로에 전체 길이가 일정한 직경을 갖도록 제작된 갱생관을 삽입할 경우, 노후관의 내경과 갱생관의 외경이 부딪치지 않게 하기 위해 갱생관의 관경을 크게 축소해야 하므로 노후관을 갱생하고자 하는 본래의 목적달성이 어려운 한계가 있었다.

또한, 종래 노후관 갱생을 위해 노후관 내부로 갱생관을 이송할 때, 이송용 바퀴를 갱생관에 부착하는 경우, 갱생관 자체의 자중에 의해 캐스터가 부착되지 않은 부위가 처지게 되어 갱생관의 원활한 이송이 불가능한 경우가 있었다.

한편, 노후관 내부에 갱생관을 삽입한 후, 노후관과 갱생관의 고정을 위해 노후관과 갱생관 사이에 몰탈을 주입하게 된다. 이 때, 갱생관과 노후관 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해 간극재를 삽입하게 된다.

그런데, 대형상수관의 경우, 관의 내경변화가 많고 곡관 등의 굴곡부 등 갱생관 결합위치에 따라 다양한 간극이 발생하게 되어 다양한 사이즈의 간극재가 요구된다. 또한, 삽입되는 갱생관의 중량에 간극재로 적용되는 고무재질은 제 역할을 하지 못하고 찌그러져서 간극재의 고정역할을 못하여 노후관과 갱생관의 전식과 관 부상에 의한 몰탈 미주입 등의 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 노후관을 정밀측정하고, 노후관의 형상에 대응되는 갱생관을 제작하여 관로의 단면축소를 최소화할 수 있는 노후관 갱생방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 갱생관의 쳐짐없이 안정적으로 갱생관을 노후관 내부로 이송할 수 있는 노후관 갱생방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 노후관과 갱생관의 다양한 간극에 탄력적으로 대응하면서 갱생관의 중량을 버틸 수 있는 계단형 간극재를 이용한 노후관 갱생방법을 제공하는 노후관 갱생방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 노후관 갱생방법에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 노후관 갱생방법은, 노후관의 내부를 작업자가 정밀스캐너를 휴대하고 이동하며 노후관의 노후데이터를 획득하는 단계와; 상기 정밀스캐너에 의해 획득한 노후데이터를 기초로 역설계하여 상기 노후관 내부 형상에 대응되는 갱생관을 맞춤 제작하는 단계와; 상기 갱생관을 지상에서 상기 노후관 내부로 안착시키는 단계와; 상기 갱생관을 운반대차 상에 결합한 후 상기 노후관의 바닥면으로부터 들어올리는 단계와;상기 운반대차에 자주차를 결합시키고, 자주차를 운전하여 상기 갱생관이 적재된 운반대차를 상기 노후관 내부로 이동시키는 단계와; 상기 노후관 내부에 먼저 삽입된 갱생관에 이웃하게 후속하여 삽입된 갱생관을 밀착배치하는 단계와; 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 계단형 간극재를 삽입하여 간극을 일정하게 유지시키는 단계와; 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 몰탈을 주입하여 상기 노후관과 상기 갱생관을 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 정밀스캐너는 핸드헬드스캐너로 구비되고, 작업자는 상기 핸드헬드스캐너를 휴대하고 자주차를 운전하며 상기 노후관을 이동하며 상기 노후관의 노후데이터를 획득할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 노후관의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 그물망 형태로 형성된 원통형 리플렉터지그를 더 포함하며, 상기 리플렉터지그의 표면에는 상기 핸드헬드스캐너의 측정을 돕는 복수개의 리플렉터가 일정간격으로 결합되며,상기 자주차의 선단에는 상기 리플렉터지그가 착탈가능하게 결합되는 지그결합부가 구비될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운반대차는 이동바퀴가 결합되며, 일정 길이를 갖는 대차본체와; 상기 대차본체의 상부에 높이조절 가능하게 구비되어, 상기 갱생관을 바닥면으로부터 일정 높이 들어올리는 갱생관승강부와; 상기 대차본체의 선단에 결합되어 상기 대차본체의 선단의 높이를 조절하는 선단높이조절부를 포함하되, 상기 선단높이조절부는, 상기 대차본체의 선단에 분리가능하게 결합된 본체결합바와;상기 본체결합바에 수직하게 결합되며, 지면에 접촉지지되며 상하로 높이가 조절되는 대차높이조절실린더와; 상기 본체결합바의 하부에 결합되는 지지바퀴를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 계단형 간극재는 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 다양한 간극에 대응될 수 있도록 서로 다른 높이를 갖는 계단식으로 형성되며, 상기 계단형 간극재는 MC(Monomer Cast nylon) 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 핸드헬드스캐너를 이용해 작업자가 노후관의 내부를 이동하며 노후관의 노후데이터를 정확하게 획득할 수 있다.

또한, 핸드헬드스캐너를 사용하기 위해 필요한 리플렉터를 리플렉터지그를 이용해 자주차에 결합하고, 자주차를 노후관을 따라 운행하며 노후데이터를 연속적으로 얻을 수 있으므로 빠른 시간에 정확한 노후데이터를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 이렇게 얻어진 노후데이터를 기초로 노후관의 내부형상에 최대한 근접하게 맞춤제작된 갱생관을 제작한다. 이에 따라 갱생관이 노후관에 위치됨에 따라 발생되는 단면축소를 최소화하여 노후관의 갱생효율을 높일 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 노후관 갱생방법을 위해 사용되는 운반대차는 전방의 높이조절이 가능하여 노후관의 단부부분, 노후관 내부에서 높이차가 발생하는 영역에서 운반대차에 실려진 갱생관이 바닥면 또는 장애물과 부딪쳐 손상되는 것을 최소화하여 갱생관을 해당 위치로 안전하게 이송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 MC 소재의 계단형간극재를 노후관과 갱생관 사이에 삽입하므로 몰탈 삽입시 몰탈 주입압력과 갱생관의 부력에 의해 갱생관의 위치가 상향이동하는 부상현상을 줄일 수 있다. 그리고, 계단형간극재의 형상에 의해 노후관과 갱생관 사이에 발생되는 다양한 간극에 탄력적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노후관 갱생방법의 갱생관 안착과정을 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 노후관을 정밀측정하는 과정을 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 사용되는 자주차의 구성을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 사용되는 이동대차의 구성을 도시한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 사용되는 이동대차가 지면과 노후관 사이의 단턱을 이동할 때의 과정을 도시한 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 노후관과 갱생관 사이에 계단형 간극재를 삽입한 상태를 도시한 사시도와 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 핸드헬드스캐너를 이용해 획득한 노후데이터의 일례를 도시한 예시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 노후관 갱생방법에서 사용되는 리플렉터지그의 변형예를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명의 노후관 갱생방법은 크랙이 형성되거나 파손된 노후관(10) 내측에 갱생관(20)을 삽입하여 갱생관(20) 내측으로 유체가 흐를 수 있도록 하는 방법이다. 여기서, 본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 노후관(10)의 내벽면을 정밀측정한 후, 노후관의 내경변화나 곡률변화 등을 반영한 갱생관(20)을 길이별로 맞춤 제작한다. 이렇게 갱생관(20)이 노후관(10)에 최대한 밀착되게 맞춤 제작됨에 따라 관경의 축소를 최소화할 수 있어 노후관(10)의 갱생 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 노후관 갱생방법을 위해서는 노후관 갱생장비(1)가 요구된다. 본 발명의 노후관 갱생방법을 위해 사용되는 노후관 갱생장비(1)는 노후관을 정밀진단할 수 있게 하는 핸드헬드스캐너(100)와, 핸드헬드스캐너(100)를 이용해 연속하여 노후관(10)의 노후데이타를 획득할 수 있게 하는 리플렉터지그(200)와, 작업자가 노후관 내부를 이동할 수 있게 하는 자주차(300)와, 갱생관(20)을 바닥면으로부터 일정높이 들어올리는 운반대차(400)와, 노후관(10)과 갱생관(20) 사이의 간극을 일정하게 조절하는 계단형 간극재(500)를 포함한다.

본 발명의 노후관 갱생방법을 위해서는 먼저 도 1에 도시된 바와 같이 지반을 굴착하고, 노후관(10)의 일부영역의 상측을 개방한 굴착부(30)를 형성한다. 개방된 굴착부(30)를 통해 작업자와 자주차(300)가 노후관(10)으로 진입한다.

작업자는 정밀형 3차원 스캐너를 이용해 관내 노후도를 정밀진단하고, 정밀진단한 노후데이타에 기초하여 노후관(10)의 형상에 대응되는 갱생관(20)을 제작할 수 있게 된다. 여기서, 정밀형 3차원 스캐너는 도 2에 도시된 바와 같이 정밀형 핸드헬드스캐너(100)가 사용될 수 있다.

종래 노후관의 노후도를 측정하기 위해 광대역형 3차원 레이저 스캐너가 적용되었다. 종래 광대역형 3차원 레이저 스캐너는 장비자체에서도 50m당 최소 6mm에서 최대 10cm 이상의 오차가 발생하며 무엇보다도 관내 장비투입과 시공충격, 관내 인력이동 등의 진동발생시 관내 제원 측정의 오차가 측정범위를 알 수 없는 문제가 있었다.

본 발명에 사용되는 정밀형 핸드헬드스캐너(100)는 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 간편한 휴대와 정밀한 측정이 가능하며, 관내 진동과 오차에 대응할 수 있는 장점이 있다.

정밀형 핸드헬드스캐너(100)를 사용하기 위해서는 측정대상면에 리플렉터(210)를 부착해야한다. 본 발명의 노후관 갱생방법에서는 리플렉터(210)의 부착과 회수에 소요되는 시간을 줄이기 위해 리플렉터지그(200)를 사용한다.

리플렉터지그(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 그물망으로 형성된 원통관 형태로 제조된다. 그물망의 교차지점에는 일정 간격으로 리플렉터(210)가 결합된다. 리플렉터지그(200)는 노후관(10)의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 형성되어 최대한 노후관(10)의 내벽면에 리플렉터(210)가 근접할 수 있게 제조된다.

여기서, 노후관(10)의 길이방향을 따른 노후도 데이타를 연속적으로 취득하기 위해 본 발명의 노후관 갱생방법은 자주차(300)의 전방에 리플렉터지그(200)를 결합시키고, 작업자가 자주차(300)를 운전하며 노후관(10)을 따라 이동하는 방법을 사용한다.

작업자는 한 손으로 핸드헬드스캐너(100)를 들고 이동하나, 자주차(300)에 핸드헬드스캐너(100)를 고정하고, 다른 손으로 핸들(313)을 조작하며 자주차(300)가 노후관(10)을 따라 이동하도록 한다. 이 때, 리플렉터지그(200)가 자주차(300)의 전방에 고정되므로 자주차(300)가 위치한 영역의 노후관(10)의 노후 데이타를 연속하여 얻을 수 있다.

자주차(300)에는 휴대용 랩탑이나 노트북(N)등을 비치하여, 핸드헬드스캐너(100)로부터의 노후데이터의 취득과정을 육안으로 확인할 수 있다. 또한, 취득된 데이터를 통해 노후관 내부의 부식이나 크랙 등의 문제점을 파악하고, 관내 변형과 좌굴의 정확한 사이즈를 판단할 수 있다.

핸드헬드스캐너(100)를 통해 노후관(10)의 정밀측정이 완료되면, 취득한 노후관(10)의 노후데이타에 기초하여 갱생관(20)을 맞춤제작한다. 이렇게 제작된 갱생관(20)은 노후관(10)의 변형된 내경형상에 최대한 가깝게 형성되므로 노후관(10) 내부에 갱생관(20)이 설치됨에 의해 발생되는 관로의 단면축소를 최소화할 수 있다.

갱생관(20)의 제작이 완료되면, 갱생관(20)은 굴착부(30)가 형성된 지상으로 이송되고, 이송크레인(40)에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 노후관(10) 내부로 한개씩 이송된다.

이 때, 노후관(10)에는 미리 자주차(300)와 운반대차(400)가 준비된다. 자주차(300)는 노후관(10)의 정밀진단을 위해 작업자가 핸드헬드스캐너(100)를 이동시키는 용도로도 사용되고, 운반대차(400)를 이동시키기 위한 용도로도 사용된다.

도 3은 자주차(300)의 구성을 도시한 사시도이다. 자주차(300)는 이송바퀴(320)가 결합되어 이동되는 자주차본체(310)와, 자주차본체(310)의 선단에 착탈가능하게 결합되는 지그결합부(330, 도 2 참조)를 포함한다.

자주차(300)는 작업자가 앉는 시트(311)와, 자주차(300)의 조향방향을 조절하는 핸들(313), 조명을 밝히는 조명등(360), 주변 작업자에게 경고를 위한 경고등(370) 등이 배치된다. 자주차(300)의 전방에는 돌출된 결합축(315)이 구비된다. 결합축(315)에는 도 1에 도시된 바와 같이 운반대차(400)를 견인하기 위해 운반대차(400)의 축삽입공(450)에 삽입되는 대차가압암(380)이 결합되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 리플렉터지그(200)가 결합될 수 있다. 경우에 따라 결합축(315)이 직접 축삽입공(450)에 삽입된 후 운반대차(400)와 고정될 수도 있다.

자주차(300)는 단면이 원형인 노후관(10) 내부를 원활하게 이동할 수 있도록 이송바퀴(320)가 자주차본체(310)에 사선으로 배치되고, 지장물 등이 있을 경우 방향전환이 용이하도록 이송바퀴(320)가 삼각형 형태로 배치된 트라이크형 구조로 형성된다.

지그결합부(330)는 도 2에 도시된 바와 같이 자주차본체(310)에 결합되어 리플렉터지그(200)를 들어올린다. 지그결합부(330)는 결합축(315)에 결합되는 결합프레임(331)과, 결합프레임(331)에 결합되는 지그승강리프트(333)를 포함한다. 지그승강리프트(333)는 리플렉터지그(200) 내부에 관통된 후 상승되어 리플렉터지그(200)를 지면에 대해 들어올린다.

이 때, 자주차(300) 또는 지그결합부(330)에는 cctv(미도시)가 구비되어 노후관(10) 내벽면의 상황을 촬영할 수 있다. 또한, 자주차(300)의 후단에는 배터리(350)가 구비된다. 배터리(350)는 자주차(300)가 이동할 수 있도록 구동력을 제공하거나, 조명등(360)으로 전원을 공급하거나, 핸드헬드스캐너(100)나 노트북(N) 등의 전원공급을 위해 사용될 수 있다.

운반대차(400)는 굴착부(30)를 통해 노후관(10) 내부로 하강된 갱생관(20)을 노후관(10) 내부의 정해진 위치로 이송한다. 본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 노후관을 정밀진단 후 갱생관을 맞춤제작하므로, 갱생관은 노후관의 해당위치에 정확하게 이송되어야 한다. 이 때, 맞춤제작된 복수개의 갱생관에는 노후관의 해당위치를 나타내는 표시태그 또는 표시마크를 형성하여 정확한 순서로 이송되도록 한다.

운반대차(400)는 노후관(10) 내부에서 대기하다 갱생관(20)이 노후관(10)의 바닥면에 안착되면 노후관 내부로 이동한 후, 갱생관(20)을 들어올려 고정한다. 운반대차(400)는 자주차(300)로부터 견인되어 노후관(10) 내부로 이동하여 갱생관(20)을 정해진 위치로 이송한다.

도 4는 운반대차(400)의 구성을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이 운반대차(400)는 일정 길이를 가지며, 대차바퀴(420)가 아이들 회전가능하게 구비되는 대차본체(410)와, 대차본체(410)의 상면에 구비되어 갱생관(20)을 들어올리는 갱생관승강부(430)와, 대차본체(410)의 선단에 구비되어 선단의 높이를 조절하는 선단높이조절부(440)와, 자주차(300)의 결합축(315) 또는 대차가압암(380)이 삽입되어 견인력을 제공받는 축삽입공(450)을 포함한다.

대차본체(410)는 갱생관(20)의 길이에 따라 소형과 대형으로 구분되어 제작될 수 있다. 도 4는 소형 운반대차의 형상이고, 도 5의 (a)와 (b)는 대형 운반대차의 형상이다. 소형과 대형은 길이와 갱생관승강부의 방식만 상이할 뿐, 전체 구조는 동일하다. 대차바퀴(420)는 노후관(10) 내부에서의 원활한 이송을 위해 경사지게 결합된다.

대차본체(410)는 자체적인 구동력 없이 지게차 또는 자주차(300)의 견인력에 의해 이동된다. 갱생관승강부(430)는 대차본체(410)의 상부에 구비되어 갱생관(20)을 들어올린다. 갱생관승강부(430)는 도 4에 도시된 바와 같이 수평하게 배치된 상태에서 수직하게 회동된다. 이 과정에서 갱생관(20)을 들어올려 노후관(10) 바닥면으로부터 이격시킨다. 갱생관(20)을 대차본체(410)에 들어올린 상태로 이동시키게 되므로, 갱생관(20)이 바닥에 끌리면서 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

갱생관승강부(430)는 도 4에 도시된 바와 같이 회동되는 방식의 유압실린더로 구비될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 수직하게 승강되는 유압실린더로 구비될 수도 있다.

선단높이조절부(440)는 노후관 단부나 노후관의 갱생시점(작업구)에서 작업구 바닥면과 노후관(10)의 단차영역, 노후관 내부에서 높이가 변화되는 지점에서 대차본체(410) 선단의 높이를 조절한다.

도 5의 (a)와 (b)는 선단높이조절부(440)에 의해 대차본체(410)의 선단의 높이가 조절되는 과정을 도시한 예시도이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 갱생관승강부(430)에 의해 갱생관(20)을 들어올린 상태로 대차본체(410)가 이동될 때, 노후관(10)의 단부와 지면 사이에는 단차가 존재하게 된다.

이 단차를 무시하고 대차본체(410)가 노후관(10) 내부로 진입하면, 대차본체(410)에 들려있는 갱생관(20)이 노후관(10)에 걸려 대차본체(410)가 이동할 수 없게 된다.

이 경우, 선단높이조절부(440)가 대차본체(410)의 선단의 높이를 높여 갱생관(20)이 노후관(10)에 걸리지 않도록 한다.

선단높이조절부(440)는 대차본체(410)의 선단에 회동가능하게 결합되는 본체결합바(441)와, 본체결합바(441)에 수직하게 결합되며 상하로 높이가 조절되는 대차높이조절실린더(443)와, 본체결합바(441)의 하부에 회전가능하게 결합된 지지바퀴(445)를 포함한다.

본체결합바(441)는 대차본체(410)의 선단에 분리가능하게 결합된다. 본체결합바(441)와 대차본체(410)의 선단은 대차높이조절실린더(443)에 함께 결합된다. 대차높이조절실린더(443)의 하부에는 보조바퀴(443a)가 구비되고, 대차높이조절실린더(443)는 작업자의 조작에 의해 상하로 승강된다. 대차본체(410)의 선단은 대차높이조절실린더(443)에 고정되고, 대차높이조절실린더(443)의 길이가 길어지면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 대차본체(410) 선단이 상방향으로 일정 높이 들리게 된다.

대차본체(410)의 선단이 들리면 대차본체(410)에 고정된 갱생관(20)도 함께 보다 높은 높이로 들리게 된다. 이 상태에서 자주차(300)가 견인력을 인가하면, 갱생관(20)이 노후관(10)에 걸리지 않고 노후관(10) 내부로 진입할 수 있다.

대차본체(410)가 노후관(10) 내부로 진입되면, 다시 대차높이조절실린더(443)의 길이를 짧게 조절한다.

노후관(10) 내부에 갱생관(20) 진입되면, 운반대차(400)는 갱생관(20)을 노후관(10) 내부에 이미 이송된 갱생관(20a)와 이웃하게 이송한다. 그리고, 노후관(10)과 갱생관(20)을 고정하기 위해 노후관(10)과 갱생관(20) 사이의 이격공간에 몰탈(50)을 투입하게 된다. 이 때, 노후관(10)과 갱생관(20)의 간격이 전 원주방향에 따라 동일하도록 노후관(10)과 갱생관(20) 사이에 계단형 간극재(500)가 삽입된다.

도 6의 (a)는 계단형 간극재(500)를 노후관(10)과 갱생관(20) 사이의 이격간격에 삽입하는 과정을 도시한 사시도이고, 도 6의 (b)는 계단형 간극재(500)가 삽입된 노후관(10)과 갱생관(20)의 단면구성을 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 계단형 간극재(500)는 몰탈의 주입압력과 갱생관의 부력에 의해 강관의 위치가 상향이동되는 부상현상을 방지하기 위해 MC(Monomer Cast nylon) 소재로 제작된다. MC는 나일론 모노머를 대기압하에서 중합성형한 것으로 기계적 강도와 내열성, 화학적 성질이 우수하여, 최근 금속대용으로 각광받는 신소재이다.

계단형 간극재(500)는 노후관(10)과 갱생관(20) 사이에서 발생되는 다양한 이격간격에 탄력적으로 대응하기 위해 다양한 높이를 갖는 계단형으로 형성된다. 계단형 간극재(500)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 높이가 낮은 형상부터 점차 높이가 높아지게 계단형태로 형성된다.

이에 따라 작업자는 높이가 낮은 선단부터 쐐기 형태로 계단형 간극재(500)를 노후관(10)과 갱생관(20) 사이의 이격간격으로 삽입한다. 여기서, 도면에는 설명의 편의를 위해 비교적 높이차이가 큰 4개의 계단형태로 계단형 간극재(500)를 도시하였으나, 이는 일례일 뿐이며 높이차가 크지 않게 촘촘한 계단형으로 계단형 간극재(500)를 형성하여 다양한 이격간격에 대응할 수 있다.

이 때, 계단형 간극재(500)는 높이가 상이하므로, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 앞서 삽입된 계단부위가 이격간격에 대응하게 되면, 이웃하는 높이의 계단이 갱생관(20)의 끝단에 접촉지지하게 되어 위치 고정이 용이한 장점이 있다. 또한, 계단형 간극재(500)가 쐐기형 구조를 갖게 되므로 내부로 삽입은 용이하나 외부로 분리는 어려운 구조를 갖게 된다.

여기서, 계단형 간극재(500)의 표면은 작업자의 현장작업이 용이하도록 표면에 인위적인 스크래치를 형성하여 표면거칠기를 높일 수 있다.

이러한 본 발명의 노후관 갱생장비(1)를 이용한 노후관 갱생과정을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

노후관(10)을 개선해야할 때, 도 1에 도시된 바와 같이 노후관(10)이 매설된 지상의 일부분을 굴착하고, 노후관(10)의 일부를 절개하여 외부로 개방한다. 개방된 굴착부(30)를 통해 작업자와, 작업자가 이동할 자주차(300)를 노후관(10) 내부로 이동시킨다.

작업자는 도 2에 도시된 바와 같이 자주차(300)에 탑승하고, 한 손에 핸드헬드스캐너(100)를 휴대한 상태로 천천히 자주차(300)를 운전하여 노후관(10)의 내부를 따라 이동한다. 이 때, 자주차(300)의 선단에는 리플렉터지그(200)가 설치된다. 리플렉터지그(200)는 자주차(300)의 지그결합부(330)에 결합된다.

리플렉터지그(200)는 갱생할 노후관(10)의 내경에 대응되는 외경을 갖는 그물망 형태로 형성되며, 일정 간격으로 복수개의 리플렉터(210)가 구비된다.

작업자가 휴대하는 핸드헬드스캐너(100)는 리플렉터(210)와 작용하여 노후관(10) 내벽면의 노후도를 정밀하게 스캔한다. 핸드헬드스캐너(100)에서 획득된 노후데이터는 자주차(300)에 구비된 랩탑 또는 노트북(N)으로 전송되고, 작업자는 노후데이터를 확인할 수 있다. 이 때, 자주차(300)에는 CCTV도 설치되어 노후관(10) 내벽면의 상황을 보다 면밀히 관찰할 수 있다.

도 7은 핸드헬드스캐너(100)에 의해 획득된 노후관(10)의 노후데이터의 일례를 도시한 예시도이다. 노후데이터를 기초로 노후관(10)의 좌굴, 변형, 크랙 등을 면밀히 검토하여 노후관(10)에 가장 근접한 형상의 갱생관(20)을 맞춤제작한다. 이렇게 제작된 갱생관(20)는 진원이 아닌 다양한 단면형상을 갖도록 형성될 수 있다.

갱생관(20)은 노후관(10)의 전체 길이에 대해 일정 길이별로 연결되게 복수개가 제작된다. 제작된 갱생관(20)은 차량을 통해 도 1에 도시된 바와 같이 굴착부(30) 상부로 이동되고, 이송크레인(40)을 이용해 순차적으로 노후관(10) 내부로 안착된다.

이 때, 노후관(10) 내부에는 자주차(300) 외에 갱생관(20)의 이송을 위한 운반대차(400)가 미리 이동되어 대기한다. 갱생관(20)이 노후관(10) 내부에 안착되면, 자주차(300)가 운반대차(400)를 가압하여 운반대차(400)를 갱생관(20) 내부로 이동시킨다.

그리고, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 갱생관승강부(430)를 상승시켜 노후관(10)의 바닥면에 안착된 갱생관(20)을 일정높이 들어올린다. 갱생관(20)이 운반대차(400)에 의해 들어올려지면, 작업자는 자주차(300)를 운전하여 갱생관(20)이 결합되어야할 위치로 이동한다.

이 때, 노후관(10) 내부에 높이차가 있거나 지면과 노후관(10) 단부 사이에 단턱이 있으면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 선단높이조절부(440)가 상승하여 대차본체(410)의 선단의 높이를 상승시켜 갱생관(20)이 노후관(10) 또는 장애물과 접촉되는 것을 방지한다.

노후관(10) 내부의 정해진 위치까지 갱생관(20)의 이송이 완료되면, 운반대차(400)의 갱생관승강부(430)의 높이를 낮춰 갱생관(20)을 노후관(10) 바닥면에 내려놓는다. 그리고, 갱생관(20)과 노후관(10) 사이의 간격을 일정하게 조절하기 위해 계단형 간극재(500)를 삽입한다.

도 6에 도시된 바와 같이 계단형 간극재(500)를 갱생관(20)과 노후관(10)의 원주방향을 따라 일정 간격으로 삽입한다. 이 때, 계단형 간극재(500)는 다양한 높이를 갖고 있으므로 노후관(10)의 변형에 의해 발생되는 갱생관(20)과의 다양한 간극차를 탄력적으로 대응할 수 있다.

계단형 간극재(500)의 삽입이 완료되면, 갱생관(20)과 노후관(10) 사이의 이격간격에 계단형 간극재(500)를 배치하고, 시멘트타설부재(60, 도 1 참조)을 설치한 후, 몰탈(50)을 주입하여 갱생관(20)과 노후관(10)의 고정한다. 이 때, 계단형 간극재(500)는 MC소재로 형성되어 큰 기계적강도를 갖고 있으므로 갱생관(20)의 무게를 충분히 지지할 있다. 이에 몰탈 주입이 안정적으로 이루어지게 되므로, 종래 관 부상에 의해 몰탈 미주입 구간이 발생되던 문제를 방지할 수 있다.

한편, 도 8은 리플렉터지그(200a)의 변형예를 도시한 예시도이다. 앞서 도 2에 도시된 리플렉터지그(200)는 노후관(10)의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 제작되어 노후관(10) 내부로 유입된 후, 자주차(300)에 적재된 상태로 이동된다.

이렇게 리플렉터지그(200)가 조립된 상태로 이동되는 경우, 큰 부피에 의해 보관과 이동이 어려운 단점이 있다.

변형예에 따른 리플렉터지그(200a)는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 일정 길이를 갖는 메쉬망 형태로 형성된다. 이 때, 리플렉터지그(200a)의 길이(d)는 노후관()의 원주길이에 대응되게 형성된다.

이렇게 메쉬망 형태로 제작된 리플렉터지그(200a)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 접혀져서 부피가 최소화되어 보관 및 이동된다. 그리고, 노후관(10) 내부로 이동된 후 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 원형관 형태로 조립되어 사용될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 핸드헬드스캐너를 이용해 작업자가 노후관의 내부를 이동하며 노후관의 노후데이터를 정확하게 획득할 수 있다.

또한, 핸드헬드스캐너를 사용하기 위해 필요한 리플렉터를 리플렉터지그를 이용해 자주차에 결합하고, 자주차를 노후관을 따라 운행하며 노후데이터를 연속적으로 얻을 수 있으므로 빠른 시간에 정확한 노후데이터를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 이렇게 얻어진 노후데이터를 기초로 노후관의 내부형상에 최대한 근접하게 맞춤제작된 갱생관을 제작한다. 이에 따라 갱생관이 노후관에 위치됨에 따라 발생되는 단면축소를 최소화하여 노후관의 갱생효율을 높일 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 노후관 갱생방법을 위해 사용되는 운반대차는 전방의 높이조절이 가능하여 노후관의 단부부분, 노후관 내부에서 높이차가 발생하는 영역에서 운반대차에 실려진 갱생관이 바닥면 또는 장애물과 부딪쳐 손상되는 것을 최소화하여 갱생관을 해당 위치로 안전하게 이송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 노후관 갱생방법은 MC 소재의 계단형간극재를 노후관과 갱생관 사이에 삽입하므로 몰탈 삽입시 몰탈 주입압력과 갱생관의 부력에 의해 갱생관의 위치가 상향이동하는 부상현상을 줄일 수 있다. 그리고, 계단형간극재의 형상에 의해 노후관과 갱생관 사이에 발생되는 다양한 간극에 탄력적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 노후관 갱생방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 노후관 갱생장비 10 : 노후관
20 : 갱생관 30 : 굴착부
40 : 이송크레인 50 : 몰탈
100 : 핸드헬드 스캐너 200 : 리플렉터지그
210 : 리플렉터 300 : 자주차
310 : 자주차본체 311 : 시트
313 : 핸들 315 : 결합축
320 : 이송바퀴 330 : 지그결합부
331 : 결합프레임 333 : 지그승강리프트
350 : 배터리 360 : 조명등
370 : 경고등 380 : 대차가압암
400 : 운반대차 410 : 대차본체
420 : 대차바퀴 430 : 갱생관승강부
440 : 선단높이조절부 441 : 본체결합바
443 : 대차높이조절실린더 443a : 보조바퀴
445 : 지지바퀴 450 : 축삽입공
500 : 계단형간극재

Claims (5)

1. 노후관의 내부를 작업자가 정밀스캐너를 휴대하고 이동하며 노후관의 노후데이터를 획득하는 단계와;
   상기 정밀스캐너에 의해 획득한 노후데이터를 기초로 역설계하여 상기 노후관 내부 형상에 대응되는 갱생관을 맞춤 제작하는 단계와;
   상기 갱생관을 지상에서 상기 노후관 내부로 안착시키는 단계와;
   상기 갱생관을 운반대차 상에 결합한 후 상기 노후관의 바닥면으로부터 들어올리는 단계와;
   상기 운반대차에 자주차를 결합시키고, 자주차를 운전하여 상기 갱생관이 적재된 운반대차를 상기 노후관 내부로 이동시키는 단계와;
   상기 노후관 내부에 먼저 삽입된 갱생관에 이웃하게 후속하여 삽입된 갱생관을 밀착배치하는 단계와;
   상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 계단형 간극재를 삽입하여 간극을 일정하게 유지시키는 단계와;
   상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 이격공간에 몰탈을 주입하여 상기 노후관과 상기 갱생관을 고정시키는 단계를 포함하고,
   상기 정밀스캐너는 핸드헬드스캐너로 구비되고,
   작업자는 상기 핸드헬드스캐너를 휴대하고 자주차를 운전하며 상기 노후관을 이동하며 상기 노후관의 노후데이터를 획득하고,
   상기 노후관의 내경에 대응되는 외경을 갖도록 그물망 형태로 형성된 원통형 리플렉터지그를 더 포함하며,
   상기 리플렉터지그의 표면에는 상기 핸드헬드스캐너의 측정을 돕는 복수개의 리플렉터가 일정간격으로 결합되며,
   상기 자주차의 선단에는 상기 리플렉터지그를 들어올리기 위한 지그결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 노후관 갱생방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 운반대차는 대차바퀴가 결합되며, 일정 길이를 갖는 대차본체와;
   상기 대차본체의 상부에 높이조절 가능하게 구비되어, 상기 갱생관을 바닥면으로부터 일정 높이 들어올리는 갱생관승강부와;
   상기 대차본체의 선단에 결합되어 상기 대차본체의 선단의 높이를 조절하는 선단높이조절부를 포함하되,
   상기 선단높이조절부는,
   상기 대차본체의 선단에 분리가능하게 결합된 본체결합바와;
   상기 본체결합바에 수직하게 결합되며, 지면에 접촉지지되며 상하로 높이가 조절되는 대차높이조절실린더와;
   상기 본체결합바의 하부에 결합되는 지지바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 노후관 갱생방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 계단형 간극재는 상기 노후관과 상기 갱생관 사이의 다양한 간극에 대응될 수 있도록 서로 다른 높이를 갖는 계단식으로 형성되며,
   상기 계단형 간극재는 MC(Monomer Cast nylon) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 노후관 갱생방법.

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