KR101730908B1 - 파형강관 설치 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지중에 파형강관을 설치하되, 파형강관들의 연결부 사이가 벌어지는 것을 방지하여 파형강관을 따라 이동하는 유체가 누출되는 것을 효과적으로 방지하고, 파형강관들을 빠르고 쉽게 연결하여 설치함으로써, 시간과 비용을 단축할 수 있는 파형강관 설치 방법에 관한 것으로서, 나선형 파형이 형성된 파형강관을 설치하는 파형강관 설치 방법으로서, 파형강관이 설치될 위치에 소정 깊이의 터를 파는 터 파기 단계; 터의 바닥면에 기초지반을 시공하는 기초지반 시공 단계; 파형강관들을 연결하여 기초지반 위에 설치하는 파형강관 설치 단계; 터를 토사로 메우는 되메우기 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

파형강관 설치 방법{Method for connecting corrugated steel pipes}
본 발명은 파형강관 설치 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지중에 파형강관을 설치하되, 파형강관들의 연결부 사이가 벌어지는 것을 방지하여 파형강관을 따라 이동하는 유체가 누출되는 것을 효과적으로 방지하고, 파형강관들을 빠르고 쉽게 연결하여 설치함으로써, 시간과 비용을 단축할 수 있는 파형강관 설치 방법에 관한 것이다.
일반적으로 강판에 나선형의 굴곡을 형성하고 나선상으로 말아 성형한 파형강관은 높은 외압강도, 내구성 및 시공성이 우수하여 각종 생활오수 등의 배출을 안내하거나 공기를 포함한 각종 유체의 흐름을 안내하기 위해 사용되고 있다.
이러한 파형강관은 시공 길이에 따라 복수 개가 필요하므로 실제 시공시에는 복수 개의 파형강관들을 서로 연결 및 고정하여야 한다.
종래에는 파형강관을 연결하기 위해, 파형강관의 끝 부분인 일자형 파형부를 밴드부재로서 감싸는 단계와, 한 부분이 분할된 상태로 원통형을 이루며 그 분할된 원주방향 양 끝단에 직선형 플랜지가 일체화됨과 함께 둘레면에는 파형강관의 일자형 파형부와 동일한 일자형의 연결밴드 파형부를 갖는 금속재로 된 연결밴드를 구비하여 양측에서 연결밴드의 내측 둘레로 서로 대향되게 파형강관의 일자형 요입부를 끼워 넣는 단계와, 연결밴드의 양 끝단부에 일체화된 직선형 플랜지를 볼트와 너트로서 서로 고정하여 연결밴드가 파형강관의 중심을 향해 조여지게 하는 단계가 순차적으로 수행되어 이루어진다.
여기서, 두 개의 파형강관들을 종래의 방법에 의해 길이방향으로 서로 연결하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 끝 부분에 일자형 파형부를 갖는 파형강관 중 일자형 파형부에 고무재나 연질의 합성수지재로 된 밴드부재를 감거나 씌워 밴드부재가 파형강관의 일자형 파형부를 감싸도록 한다.
이후 원주방향 양 끝단에 길이를 따라 직선형 플랜지가 일체화 되고 파형강관의 일자형 파형부와 동일한 연결부재 파형부를 갖는 금속재로 된 연결밴드를 구비하여 이 연결밴드를 연결하고자 하는 두 파형강관 사이에 위치시킨 다음 서로 마주보는 두 파형강관의 일자형 파형부를 양측에서 연결밴드에 각각 끼워 연결밴드가 두 파형강관의 일자형 파형부를 동시에 감싸도록 한다.
계속해서 연결밴드의 원주방향 양 끝단에 길이를 따라 형성되어 있는 플랜지를 볼트와 너트로 고정하면 연결밴드가 파형강관의 중심부를 향해 조여지게 되므로 연결밴드의 둘레에는 파형강관의 일자형 파형부와 동일한 연결밴드 파형부를 가지고 있음을 감안할 때 결국 두 개의 파형강관이 서로 연결된다.
이때, 두 개의 파형강관이 서로 연결된 상태에서는 파형강관의 외측 둘레와 연결밴드의 내측 둘레 사이에 밴드부재가 배치되어 밀봉 기능을 수행하므로 서로 연결된 두 파형강관의 사이 틈새가 밀봉되게 유지된다.
이와 같은 종래 파형강관의 연결방법에 의해 길이방향으로 여러 개의 파형강관을 연결하기 위해서는 파형강관의 연결부위인 끝 부분이 나선형 파형이 아닌 일자형 파형을 가져야 하는 전제 조건이 있으므로 파형강관을 성형하는 파형강관 성형기에는 반드시 연결부위인 끝 부분 파형을 나선형이 아닌 일자형으로 성형하기 위한 일자형 파형부 성형장치를 갖추어야 함에 따라 고가의 파형강관 성형기를 필요로 하고, 이는 결국 파형강관의 가격상승을 초래하여 경제적 부담이 가중되는 문제점이 있다.
또한, 금속재로된 연결밴드를 반드시 필요로 함은 물론 연결밴드의 둘레에는 파형강관의 끝 부분에 형성된 일자형 파형부를 감싸도록 연결밴드 파형부를 반드시 형성시켜야 하므로 금속재의 연결밴드만을 성형하는데 따른 추가장비 투입 및 인력 투입으로 인해 파형강관의 연결에 따른 경제적 부담도 가중되는 문제점이 있다.
그리고, 금속재의 연결밴드를 볼트와 너트를 이용해 고정하여 조임에 따라 파형강관이 밴드부재에 의해 연결부 틈새가 밀폐된 상태로 연결된 이후에는 파형강관의 재질이 금속재이고 파형강관과 연결밴드 사이에 위치되는 밴드부재의 재질은 합성수지재이거나 고무재이므로 파형강관에 대해 밴드부재가 친화력이 떨어지는 상태임을 감안할 때, 결국 두 개의 파형강관 연결부위가 완벽하게 밀폐되지 못함에 따라 수밀성이 떨어져 시공 후 파형강관을 따라 이동하는 유체의 일부가 연결부위의 틈새를 통해 외부로 쉽게 누출되는 문제점이 있다.
또한, 지중에 매설된 상태에서 부등침하 발생하거나, 고압의 유체가 통과하는 경우, 자중 및 유체에 작용하는 압력에 의해 파형강관들의 단부가 서로 이격되거나 벌어지는 등 연결부위의 수밀성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 파형강관들의 연결부 사이가 벌어지는 것을 방지하여 파형강관을 따라 이동하는 유체가 누출되는 것을 효과적으로 방지하고, 단순한 연결 구조체를 통해 연결파형강관들을 빠르고 쉽게 연결함으로써, 시간과 비용을 단축할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법은, 나선형 파형이 형성된 파형강관을 설치하는 파형강관 설치 방법으로서, 파형강관이 설치될 위치에 소정 깊이의 터를 파는 터 파기 단계; 터의 바닥면에 기초지반을 시공하는 기초지반 시공 단계; 파형강관들을 연결하여 기초지반 위에 설치하는 파형강관 설치 단계; 터를 토사로 메우는 되메우기 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
터 파기 단계에서 터의 폭은 파형강관의 외경의 1.7 내지 2.3배인 것이 바람직하다.
기초지반 시공 단계는, 터의 바닥면에 모래층 또는 사질토층을 형성하는 것이 바람직하다.
파형강관 설치 단계는, 파형강관의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 외부연결부재에 파형강관을 삽입하고, 관형 외부연결부재를 파형강관의 앞쪽으로부터 파형강관의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 뒤쪽으로 이동시키는 단계; 파형강관의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 내부연결부재를 파형강관의 앞쪽에 삽입하고, 관형 내부연결부재를 파형강관의 앞쪽으로부터 파형강관의 내주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 뒤쪽으로 이동시키는 단계; 파형강관의 뒤쪽으로 이동시켰던 관형 외부연결부재를 파형강관의 뒤쪽으로부터 외주면의 파형강관의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 앞쪽으로 이동시키는 단계; 및 관형 내부연결부재와 다른 파형강관에 삽입된 관형 내부연결부재를 맞붙여 고정시켜 파형강관들을 연결하는 단계를 포함하되, 관형 내부연결부재의 외경은 파형강관의 뒤쪽에 위치되는 부분에서 파형강관의 앞쪽으로 갈수록 증가하는 형상을 가지며, 관형 외부연결부재는 관형 내부연결부재의 증가되는 외경으로 인해 회전이 안될 때까지 파형강관의 뒤쪽으로부터 파형강관의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 앞쪽으로 이동시키는 것이 바람직하다.
파형강관들을 연결하는 단계는, 관형 외부연결부재에는 복수개의 제 1 구멍들이 형성된 외부연결부재 플랜지부가 형성되며, 관형 내부연결부재에는 복수개의 제 2 구멍들이 형성된 내부연결부재 플랜지부가 형성되어, 관형 내부연결부재들의 제 2 구멍들을 통과하는 고정 볼트를 고정 너트로 고정하여, 관형 내부연결부재를 맞붙여 고정시켜 파형강관들을 연결하는 것이 바람직하다.
고정 볼트는 제 1 구멍과 제 2 구멍을 모두 통과하도록 하여 고정 너트와 고정시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 효과는 파형강관들의 연결부 사이가 벌어지는 것을 방지하여 파형강관을 따라 이동하는 유체가 누출되는 것을 효과적으로 방지하고, 단순한 연결 구조체를 통해 연결파형강관들을 빠르고 쉽게 연결함으로써, 시간과 비용을 단축할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법의 순서도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에 따라 파형강관이 설치된 상태를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에서 파형강관 연결 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에서 파형강관을 연결하는 방법을 단면도를 통해 순서대로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에 사용되는 관형 외부연결부재와 관형 내부연결부재의 표면에 돌기가 형성된 것을 도시한다.
이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법의 순서도를 도시한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에 따라 파형강관이 설치된 상태를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법은 다음과 같다.
파형강관이 설치될 위치에 소정 깊이의 터를 파는 터 파기 단계(S110)가 수행된다. 보통의 지반 또는 잘 다져진 땅을 터파기하여 파형강관을 매설할 경우 터파기 폭을 적게하여 벽면이 연직되게 하는 것이 이상적인 터파기 방법이다. 터의 폭은 파형강관의 외경의 1.7 내지 2.3배인 것이 바람직하다.
이어서, 터의 바닥면에 기초지반을 시공하는 기초지반 시공 단계(S120)가 수행된다. 파형강관은 가요성(Flexible)관이므로 하중을 균일하게 분포시킬 수 있는 기초가 필요하다. 따라서, 기초는 콘크리트로 시공해서는 안되며 가급적 양질의 기초재료(모래 또는 사질토)를 사용하여 지반 조건에 따라 균일하게 다지는 것이 바람직하다.
다음으로, 파형강관들을 연결하여 기초지반 위에 설치하는 파형강관 설치 단계(S130)가 수행된다. 파형강관은 시공 길이에 따라 복수 개가 필요하므로 복수 개의 파형강관들을 서로 연결 및 고정하여야 하며, 구체적인 연결 구조체에 의한 연결 및 고정 방법은 후술한다.
다음으로, 터를 토사로 메우는 되메우기 단계(S140)가 수행된다. 가급적 양질의 토사로 되메우기를 하여야 하며, 되메우기 작업은 좌우 동일한 높이를 유지하면서 한층의 마무리 두께는 15cm로 하고 건조밀도 95%이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
마지막으로 되메운 토사를 다지는 다지기 단계(S150)가 수행된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에서 파형강관 연결 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에서 파형강관을 연결하는 방법을 단면도를 통해 순서대로 도시한다.
파형강관 설치 단계는, 하기 단계들을 포함하는 것이 바람직하다.
먼저, 파형강관(100)의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 외부연결부재(110)에 파형강관(100)을 삽입하고, 관형 외부연결부재(110)를 파형강관(100)의 앞쪽으로부터 파형강관(100)의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관(100)의 뒤쪽으로 이동시킨다.
관형 외부연결부재(110)가 파형강관(100)의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지므로, 파형강관(100)의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전하며 뒤쪽으로 이동이 가능하게 된다. 이에 따라, 파형강관(100)의 연결을 위해 파형강관(100)의 연결부위인 앞쪽 부분을 나선형 파형이 아닌 일자형 파형으로 구성할 필요가 없게 된다.
다음으로, 파형강관(100)의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 내부연결부재(210)를 파형강관(100)의 앞쪽에 삽입하고, 관형 내부연결부재(210)를 파형강관(100)의 앞쪽으로부터 파형강관(100)의 내주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관(100)의 뒤쪽으로 이동시킨다.
관형 외부연결부재(110)에서와 마찬가지로, 관형 내부연결부재(210)가 파형강관(100)의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지므로, 파형강관(100)의 내주면의 나선형 파형을 따라 회전하며 뒤쪽으로 이동이 가능하게 된다.
관형 내부연결부재(210)의 외경은 파형강관(100)의 뒤쪽에 위치되는 부분에서 파형강관(100)의 앞쪽으로 갈수록 증가하는 형상을 가진다. 이에 따라, 관형 내부연결부재(210)가 회전하며 파형강관(100)의 뒤쪽으로 이동할수록 파형 강관(100)의 내경은 늘어나며 변형하게 된다. 관형 내부연결부재(210)는 파형 강관(100)의 변형이 멈추고 더 이상 회전이 안될 때까지 파형강관(100)의 뒤쪽으로 이동시킨다.
다음으로, 파형강관(100)의 뒤쪽으로 이동시켰던 관형 외부연결부재(110)를 파형강관(100)의 뒤쪽으로부터 외주면의 파형강관(100)의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관(100)의 앞쪽으로 이동시킨다.
관형 외부연결부재(110)는 관형 내부연결부재(210)의 증가되는 외경으로 인해 확장 변형된 파형강관(100)의 외경에 의해 회전이 안될 때까지 파형강관(100)의 뒤쪽으로부터 파형강관(100)의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관(100)의 앞쪽으로 이동시키게 된다. 이 과정에서 관형 외부연결부재(110)와 파형강관(100) 사이의 간격과 파형강관(100)과 관형 내부연결부재(210) 사이의 간격은 사라지게 된다. 즉, 관형 외부연결부재(110)와 관형 내부연결부재(210) 사이의 간격의 형상에 따라 파형강관(100)의 두께가 변형되며, 관형 외부연결부재(110), 파형강관(100) 및 관형 내부연결부재(210)는 틈없이 밀착되어 하나의 몸체인 것처럼 고정된다. 이에 의해, 유체의 누설이 별도의 수밀 부재 없이도 방지가 되며, 종래에 추가되었던 수밀 부재의 설치 단계가 사라지므로, 시공 시간과 비용이 단축된다.
이어서, 관형 내부연결부재(210)와 다른 파형강관에 삽입된 관형 내부연결부재(210)를 맞붙여 고정시켜 파형강관(100)들을 연결한다. 내부연결부재 플랜지부(215)에는 개스킷(212)이 환형으로 부착되어 있는 것이 바람직하다.
관형 외부연결부재(110)에는 복수개의 제 1 구멍(116)들이 형성된 외부연결부재 플랜지부(115)가 형성되며, 관형 내부연결부재(210)에는 복수개의 제 2 구멍(216)들이 형성된 내부연결부재 플랜지부(215)가 형성된다.
제 1 구멍(116)과 제 2 구멍(216)은 원주 방향으로 연장된 공간이 바람직하다.
관형 내부연결부재(210)들의 제 2 구멍(216)들을 통과하는 고정 볼트(310)를 고정 너트(320)로 고정하여, 관형 내부연결부재(210)를 맞붙여 고정시켜 파형강관(100)들을 연결한다.
바람직하게는 고정 볼트(310)가 제 1 구멍(116)과 제 2 구멍(216)을 모두 통과하도록 하여 고정 너트(320)와 고정시킬 수 있다. 이러한 연결에 의해, 관형 외부연결부재(110), 파형강관(100) 및 관형 내부연결부재(210) 사이의 결합이 역회전에 의해 풀리는 것이 방지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형강관 설치 방법에 사용되는 관형 외부연결부재와 관형 내부연결부재의 표면에 돌기가 형성된 것을 도시한다.
금속 재질로 이루어진 관형 외부연결부재(110)와 관형 내부연결부재(210)의 표면에는 돌기부(111)(211)들이 복수 개 형성될 수 있으며, 이들 표면 사이에 눌려서 끼워진 파형강관(100)은 돌기부(111)(211)들로 인해 늘어난 접촉 면적에 의해 유체 누설 경로가 증가하게 되어 수밀성이 더 증가될 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100: 파형강관
110: 관형 외부연결부재
115: 외부연결부재 플랜지부
116: 제 1 구멍
210: 관형 내부연결부재
215: 내부연결부재 플랜지부
216: 제 2 구멍
310: 고정 볼트
320: 고정 너트

Claims (6)

  1. 나선형 파형이 형성된 파형강관을 설치하는 파형강관 설치 방법에 있어서,
    파형강관이 설치될 위치에 소정 깊이의 터를 파는 터 파기 단계;
    터의 바닥면에 기초지반을 시공하는 기초지반 시공 단계;
    파형강관들을 연결하여 기초지반 위에 설치하는 파형강관 설치 단계;
    터를 토사로 메우는 되메우기 단계를 포함하되,
    파형강관 설치 단계는
    파형강관의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 외부연결부재에 파형강관을 삽입하고, 관형 외부연결부재를 파형강관의 앞쪽으로부터 파형강관의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 뒤쪽으로 이동시키는 단계;
    파형강관의 나선형 파형과 동일한 파형을 가지는 관형 내부연결부재를 파형강관의 앞쪽에 삽입하고, 관형 내부연결부재를 파형강관의 앞쪽으로부터 파형강관의 내주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 뒤쪽으로 이동시키는 단계;
    파형강관의 뒤쪽으로 이동시켰던 관형 외부연결부재를 파형강관의 뒤쪽으로부터 외주면의 파형강관의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 앞쪽으로 이동시키는 단계; 및
    관형 내부연결부재와 다른 파형강관에 삽입된 관형 내부연결부재를 맞붙여 고정시켜 파형강관들을 연결하는 단계를 포함하되,
    관형 내부연결부재의 외경은 파형강관의 뒤쪽에 위치되는 부분에서 파형강관의 앞쪽으로 갈수록 증가하는 형상을 가지며,
    관형 외부연결부재는 관형 내부연결부재의 증가되는 외경으로 인해 회전이 안될 때까지 파형강관의 뒤쪽으로부터 파형강관의 외주면의 나선형 파형을 따라 회전시키며 파형강관의 앞쪽으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 파형강관 설치 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 터 파기 단계에서
    터의 폭은 파형강관의 외경의 1.7 내지 2.3배인 것을 특징으로 하는 파형강관 설치 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 기초지반 시공 단계는,
    터의 바닥면에 모래층 또는 사질토층을 형성하는 것을 특징으로 하는 파형강관 설치 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 파형강관들을 연결하는 단계는
    관형 외부연결부재에는 복수개의 제 1 구멍들이 형성된 외부연결부재 플랜지부가 형성되며, 관형 내부연결부재에는 복수개의 제 2 구멍들이 형성된 내부연결부재 플랜지부가 형성되어,
    관형 내부연결부재들의 제 2 구멍들을 통과하는 고정 볼트를 고정 너트로 고정하여, 관형 내부연결부재를 맞붙여 고정시켜 파형강관들을 연결하는 것을 특징으로 하는 파형강관 설치 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    고정 볼트는 제 1 구멍과 제 2 구멍을 모두 통과하도록 하여 고정 너트와 고정시키는 것을 특징으로 하는 파형강관 설치 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109403377A (zh) * 2018-12-10 2019-03-01 重庆大学 一种基于双层波形钢板-混凝土组合板的装配式综合管廊
CN112144570A (zh) * 2020-08-05 2020-12-29 中石化宁波工程有限公司 一种地下管线防渗漏结构及其施工方法

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