KR101809945B1 - 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법에 관한 것으로, 모르타르 패드(100)를 구비하되 관로를 조사하여 보수 보강 부분의 상태를 확인하고 보수기용 가압튜브(10)의 가이드홈(11)를 원주방향이나 길이방향을 선택하는 모르타르 패드(100)의 충진포켓(130)의 방향을 선택하는 보수 보강 타입결정단계와; 상기 보수 보강 타입이 결정되면 모르타르 패드(100)를 물속에 침전시켜 충분하게 물을 흡착하도록 하는 모르타르 패드 침전단계; 상기 모르타르 패드 침전단계에서 흡착하여 물과 반응하는 모르타르 패트(100)를 보수기용 가압튜브(10)에 감싸 가압튜브(10)의 가이드홈(11)에 충진포켓(130)이 각각 안착하도록 하는 모르타르 패드 장착단계; 상기 모르타르 패드 장착단계가 완료되면 관로(1)를 통하여 보수 보강 위치에 보수기를 이동시킨 다음 가압튜브(10)를 팽창시켜 관로(1)의 훼손부분에 물과 반응 중인 모르타르 패드(100)를 가압하여 부착하는 모르타르 패드 부착단계; 및 상기 모르타르 패드 부착단계가 완료되면 가압상태의 가압튜브(10)를 해제한 다음 보수기를 원위치시키고 모르타르 패드(100)가 물과 계속 반응하여 완전경화ㅎ하도록 하는 보수 보강 완료단계를 포함하여 구성하여; 관로의 내주연에 균일한 보강 강도를 유지할 수 있도록 하고 유수에 따른 모르타르의 손실을 방지할 뿐만 아니라 관로의 파손 형상이나 모양에 따라 선택적으로 대응하여 효율적으로 관로를 보수 보강할 수 있도록 하는 것이다.

Description

비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법{mortar pad for repairing and reinforcing pipe without digging and construction method using the same}

본 발명은 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법에 관한 것으로, 하수관 등의 관로에서 파손부위를 효율적으로 보수 보강할 수 있도록 하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법에 관한 것이다.

일반적으로 비굴착 보수공법은 지하에 매설되어 있는 관로가 부분적으로 파손되거나 이음부가 벌어지거나 단차가 생기는 등 누수를 야기할 수 있는 다양한 문제 발생시 이상부위를 보수하기 위한 공법을 일컫는다.

이와 같은 보수공법으로는 이상부위 구간에 전체적으로 합성수지 관을 끼워 넣어서 보수하는 전체보수공법, 접착수지액과 유리섬유를 이용하여 이상부위만을 대상으로 유리섬유에 접착수지액을 도포하여 함침시킨 후 경화시켜 부분적으로 보수하는 라이닝 공법, 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 스틸의 비굴착 보수부재를 관로 내에 밀착하여 설치하는 보강링공법 등이 있다.

상기 공법들 가운데서 라이닝 공법은 다른 공법들에 비해 누수를 야기하던 관로의 파손 및 균열 부위를 비교적 깨끗하게 메울 수 있고, 시공후 관로 내부가 매끄러워 하수의 흐름에 지장을 최소화 하는 장점이 있어 그동안 널리 사용되어 왔다.

그러나 이러한 라이닝 공법의 경우에는 관로 내벽에 피복되는 라이닝재가 액상 또는 연질이고 경화되기 전까지는 떨어져나가지 않도록 스스로가 강성을 확보해야 하기 때문에 구조적으로 매우 취약하여 이로 인한 다양한 문제점들이 야기되었다.

첫째, 라이닝재를 관로 내벽에 피복하는 과정이 상당히 까다롭고 복잡하였으며, 이로 인해 고가의 장비들이 사용되고 시공시간은 많이 소요되었다.

둘째, 피복 강도 확보를 위해 라이닝재를 두껍게 피복해야 하는 관계로 사용되는 라이닝재의 양이 많아 시공비가 증가하고 관경이 축소되었다. 또한 라이닝재의 경화시간이 상당히 소요되었다.

셋째, 라이닝재를 두껍게 피복하더라도 여전히 구조적 강성이 취약하여 피복된 라이닝재가 경화되는 과정에서 균열이 발생하곤 하였다.

넷째, 라이닝재가 경화된 이후에도 피복된 라이닝재가 관로 내벽으로부터 쉽게 떨어져나갈 수 있는 위험에 항상 노출되어 있었다.

따라서 라이닝 공법에 따른 문제점들을 해소하기 위해 최근에는 접착수지액과 유리섬유 외에 이 보수재료의 내측에 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 강판을 보강지지관으로 이용하여 이상부위를 대상으로 경화시켜 보수하는 개량형 라이닝 부분보수공법이 사용되고 있다.

개량형 라이닝 부분보수공법의 경우 기존의 라이닝 공법과 비교하여 라이닝재를 얇게 피복할 수 있고, 작업공정이 비교적 간단하며, 구조적 강성을 확보할 수 있는 등의 장점을 갖게 되어 라이닝 공법이 야기하던 문제들을 상당 부분 해소할 수 있었다.

그러나 상기 개량형 라이닝 부분보수공법에 사용되는 스테인리스 강판은 자체 지지력이 없는 라이닝재의 도움을 전혀 받지 못하고 모든 하중을 자체적으로 지지해야 하였기 때문에 높은 강도의 것으로 구비되어야만 하였다.

종래기술로 특허등록 제10-0798220호(명칭: 관로 비굴착 몰탈 라이닝 압착 보수·보강방법)는 이는 각종 이음부 채움 보강재를 보수기구의 외면상에 둘러 감은 다음 보수 대상 관로의 이음부 또는 파손 부분으로 이동시킨 후 소정의 공기압을 주입한 상태로 경화시켜 보수하도록 하는 것이나, 보강강도를 균일하게 얻을 수 없을 뿐만 아니라 관로내의 유수로 인한 모르타르의 손실을 발생시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 주목적은 관로의 내주연에 균일한 보강 강도를 유지할 수 있도록 하고 유수에 따른 모르타르의 손실을 방지하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 관로의 파손 형상이나 모양에 따라 선택적으로 대응하여 효율적으로 관로를 보수 보강할 수 있도록 하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법은 관로를 조사하여 보수 보강 부분의 상태를 확인하고 보수기용 가압튜브의 가이드홈를 원주방향이나 길이방향을 선택하는 모르타르 패드의 충진포켓의 방향을 선택하는 보수 보강 타입결정단계와; 상기 보수 보강 타입이 결정되면 모르타르 패드를 물속에 침전시켜 충분하게 물을 흡착하도록 하는 모르타르 패드 침전단계; 상기 모르타르 패드 침전단계에서 흡착하여 물과 반응하는 모르타르 패트를 보수기용 가압튜브에 감싸 가압튜브의 가이드홈에 충진포켓이 각각 안착하도록 하는 모르타르 패드 장착단계; 상기 모르타르 패드 장착단계가 완료되면 관로를 통하여 보수 보강 위치에 보수기를 이동시킨 다음 가압튜브를 팽창시켜 관로의 훼손부분에 물과 반응 중인 모르타르 패드를 가압하여 부착하는 모르타르 패드 부착단계; 및 상기 모르타르 패드 부착단계가 완료되면 가압상태의 가압튜브를 해제한 다음 보수기를 원위치시키고 모르타르 패드가 물과 계속 반응하여 완전경화하도록 하는 보수 보강 완료단계를 포함하여 구성하여; 관로의 내주연에 균일한 보강 강도를 유지할 수 있도록 하고 유수에 따른 모르타르의 손실을 방지할 뿐만 아니라 관로의 파손 형상이나 모양에 따라 선택적으로 대응하여 효율적으로 관로를 보수 보강할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 구성상 기본 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드 및 이를 이용한 공법은 충진포켓을 형성하는 상하측의 외부시트 사이에 인장시트를 삽입하여 형성하므로, 보강 보수 작업이 완료된 후 외력이 발생하면 부수 보강부위에 인장력을 인가하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 관로를 훼손 상태에 따라 모르타르 패드의 충진포켓의 방향을 관로의 원주방향이나 길이방향으로 선택하여 보다 효율적으로 관로의 훼손부분을 보수 보강할 수 있도록 하는 것으로, 모르타르 패드를 물속에 침전시켜 충진포켓의 내부 충진물질이 물과 반응하여 경화할 수 있도록 하므로 보수 보강 작업을 간편하고 신속하며 원활하게 수행할 수 있도록 함과 동시에 모르타르 패드의 노출표면이 순차적으로 굴곡을 형성하여 지지력을 지력을 더욱 증대시켜 효율적으로 관로를 지지하여 보호할 수 있도록 하는 것으로서, 특히 관로의 내주연에 균일한 보강 강도를 유지할 수 있도록 하고 유수에 따른 모르타르의 손실을 방지할 뿐만 아니라 관로의 파손 형상이나 모양에 따라 선택적으로 대응하여 효율적으로 관로를 보수 보강할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 단면하여 나타낸 확대도.
도 3 은 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 길이방향 보수 보강 중 상태를 확대하여 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 원주방향 보수 보강 중 상태를 확대하여 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 길이방향 보수 보강 후 상태를 나타낸 사시도.
도 6 은 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 원주방향 보수 보강 후 상태를 나타낸 사시도.
도 7 은 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 길이방향 가압튜브를 나타낸 사시도.
도 8 은 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법을 설명하기 위해 원주방향 가압튜브를 나타낸 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드(100)는 내부에 모르타르(140)를 충진시키는 다수개의 충진포켓(130)을 길이방향으로 연접하여 형성하고 충진포켓(130)을 형성한 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 삽입하여 충진포켓(130)을 분할하되 분할시킨 충진포켓(130)에 내부로 모르타르(140)를 각각 충진하여 구성한다.

상기 외부시트(110)는 섬유류로 형성하여 내부의 모르타르(140)가 물과 혼합시 외부로 충분하게 물을 흡착함과 동시에 원활하게 스며 나올 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 인장시트(120)는 지오그리드 등으로 형성하여 충분한 강도와 탄력성을 갖도록 하되 모르타르(140)가 분말상태에서 원활하게 통과할 수 있는 충분한 간격으로 직조하여 형성함이 바람직하다.

나아가, 인장시트(120)은 충진포켓(130) 중앙에 위치하도록 하되 약간의 탄성을 상태를 유지하도록 하므로 충진포켓(130)의 단면이 계란형으로 자연스럽게 형성할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 충진포켓(130)은 상하측의 외부시트(110) 사이에 인장시트(110)를 넣고 길이방향으로 일정하게 재봉하고 내부에 모르타르(140)를 충진하여 전후를 재봉하므로 분말 상태의 모르타르(140)를 밀봉할 수 있도록 한다.

더욱이, 충진포켓(130)은 인장시트(120)가 충진포켓(130)의 중앙에 위치하도록 하되 인장시트(120)에 약간의 당겨 탄성 상태로 재봉하므로 원활하게 충진포켓(130)의 단면이 계란형으로 형성할 수 있도록 함이 바람직하다.
즉, 충진포켓(130)과 좌우폭 보다 인장시트(120)의 좌우폭을 좁게 형성하여 충진포켓(130)의 좌우를 당겨주는 것으로, 충진포켓(130)에 모르타르(140)를 충진시키면 인장시트(120)가 늘어나면서 충진포켓(130)의 좌우를 당겨 충진포켓(130)의 단면이 계란형으로 균일하게 형성할 수 있도록 함이 바람직하다.

따라서 충진포켓(130)은 단면을 계란형으로 형성하여 지지력을 크게 향상시킬 수 있도록 하므로, 훼손된 관로(1)의 내주연을 효율적으로 보수 보강할 수 있을 뿐만 아니라 시공 후 외력이 크게 발생하더라도 훼손부위를 견고하게 지지할 수 있도록 하는 것인 바, 이러한 작용은 모르타르 패드(100)를 관로(1)의 내주연에 원주방향으로 설치할 때 더욱 효과적이다.

상기 모르타르(140)는 물을 흡입하면 화학적 반응 등의 특성으로 물의 흡착으로 견고하게 경화 반응을 일으키는 물질을 사용하는 것이 바람직하나 이를 한정하거나 제한하는 것은 아니며 물과 충분하게 반응하여 교반없이도 신속하게 경화하는 물질이면 만족한다.

이러한 본 발명의 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드(100)를 이용한 공법은 모르타르(140)를 충진시키는 다수개의 충진포켓(130)을 길이방향으로 연접하여 형성하고 충진포켓(130)을 형성한 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 삽입한 모르타르 패드 제조단계와; 상기 모르타르 패드 제조단계에 제작된 모르타르 패드(100)를 구비하되 관로를 조사하여 보수 보강 부분의 상태를 확인하고 보수기용 가압튜브(10)를 원주방향 또는 길이방향을 선택하는 모르타르 패드(100)의 충진포켓(130)의 방향을 선택하는 보수 보강 타입결정단계와; 상기 보수 보강 타입이 결정되면 모르타르 패드(100)를 물속에 침전시켜 충분하게 물을 흡착하도록 하는 모르타르 패드 침전단계; 상기 모르타르 패드 침전단계에서 흡착하여 물과 반응하는 모르타르 패트(100)를 보수기용 가압튜브(10)에 감싸 가이드홈(11)에 충진포켓(130)이 각각 위치하도록 하는 모르타르 패드 장착단계; 상기 모르타르 패드 장착단계가 완료되면 관로(1)를 통하여 보수 보강 위치에 보수기를 이동시킨 다음 가압튜브(10)를 팽창시켜 관로(1)의 훼손부분에 물과 반응 중인 모르타르 패드(100)를 가압하여 부착하는 모르타르 패드 부착단계; 및 상기 모르타르 패드 부착단계가 완료되면 보수기를 원위치시키고 모르타르 패드(100)가 물과 계속 반응하여 완전경화시키는 보수 보강 완료단계로 구성한다.

상기 모르타르 패드 제조단계는 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 모르타르(140)를 충진시키는 다수개의 충진포켓(130)을 길이방향으로 다수개 연접하여 일체로 형성하되 충진포켓(130)을 형성하는 상하측의 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 삽입하여 형성하므로, 보강 보수 작업이 완료된 후 외력이 발생하면 부수 보강부위에 인장력을 인가하여 지지력을 향상시킬 수 있도록 한다.

상기 보수 보강 타입결정단계는 관로(1)를 훼손부분 등을 조사하여 보수 보강 부분의 상태를 확인한 다음 균열 홈 등의 경우에는 원주방향의 보수기용 가압튜브(10)를 선택하고, 단차 등의 경우에는 길이방향의 보수기용 가압튜브(10)를 선택하므로, 모르타르 패드(100)의 충진포켓(130)의 방향을 관로(1)의 원주방향이나 길이방향으로 선택하도록 한다.

따라서 관로(1)의 다양한 훼손부분은 가장 효율적인 보수 보강 수단으로 선택하여 효과적으로 관로(1)의 훼손부분을 보수 보강할 수 있도록 유도한다.

상기 모르타르 패드 침전단계는 모르타르 패드(100)를 물속에 침전시켜 충분하게 물을 흡착하도록 하여 충진포켓(130)의 내부 충진물질이 반응을 시작하도록 하여 신속하게 경화할 수 있도록 한다.

여기서 충진포켓(130)의 충진물질은 물과 반응하여 신속하게 경화되는 물질이면 만족하는 것으로 이를 한정하거나 제한하는 것은 아니다.

상기 모르타르 패드 장착단계는 물을 흡착하여 반응 중인 모르타르 패트(100)를 선택한 보수기용 가압튜브(10) 외주연에 감싸 가이드홈(11)에 충진포켓(130)이 각각 정확하게 위치하도록 한다.

이로 인하여 모르타르 패드(100)는 경화 후 관로(1)의 내주연에서 길이방향 또는 원주방향으로 일정한 굴곡상태를 유지하여 지지력을 극대화시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 모르타르 패드 부착단계는 관로(1)를 통하여 보수 보강 위치에 보수기를 이동시킨 다음 가압튜브(10)를 팽창시켜 관로(1)의 훼손부분에 물과 반응 중인 모르타르 패드(100)를 가압하여 부착한다.

이때 가압튜브(10)의 가압력으로 모르타르 패드(100)가 관로(1)의 내주연에 가압되면서 관로(1)의 내주연에 밀착되고 이로 인하여 연접한 충진포켓(130) 사이의 공간이 메워지면서 관로(1)의 내주연에 밀착하여 경화하는 것이다.

상기 보수 보강 완료단계는 모르타르 패드(100)를 가압하여 부착이 완료되면 가압튜브(10)의 가압 상태를 해제하여 모르타르 패드(100)와 분리시킨 후 보수기를 원위치시키고 관로(1)의 내주연에 부착시킨 모르타르 패드(100)가 물과 반응하여 완전 경화함에 따라 관로(1)의 내주연에 견고하게 결합하여 훼손부위를 보수 보강함과 동시에 견고하게 지지하는 것이다.

더욱이, 가압튜브(10)에 형성한 가이드홈(11)에 의해 경화된 모르타르 패드(100)의 노출표면이 순차적으로 굴곡을 형성하여 지지력을 크게 향상시킴과 동시에 관로(1)의 훼손부위에 외력이 발생하면 인장시트(120)에 당겨지면서 경화된 모르타르 패드(100)에 인장력을 인가하여 지지력을 더욱 증대시켜 효율적으로 관로(1)를 지지하여 보호할 수 있도록 하는 것이다.

1 : 관로 10 : 가압튜브
11 : 가이드홈 100 : 모르타르 패드
110 : 외부시트 111 : 융기부
112 : 홈부 120 : 인장시트
130 : 충진포켓 140 : 모르타르

Claims (3)

1. 모르타르(140)를 충진시키는 다수개의 충진포켓(130)을 길이방향으로 연접하여 형성하고 충진포켓(130)을 형성한 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 삽입한 모르타르 패드 제조단계와;
   상기 모르타르 패드 제조단계에 제작된 모르타르 패드(100)를 구비하되 관로를 조사하여 보수 보강 부분의 상태를 확인하고 보수기용 가압튜브(10)의 가이드홈(11)를 원주방향이나 길이방향을 선택하는 모르타르 패드(100)의 충진포켓(130)의 방향을 선택하는 보수 보강 타입결정단계와;
   상기 보수 보강 타입이 결정되면 모르타르 패드(100)를 물속에 침전시켜 충분하게 물을 흡착하도록 하는 모르타르 패드 침전단계;
   상기 모르타르 패드 침전단계에서 흡착하여 물과 반응하는 모르타르 패트(100)를 보수기용 가압튜브(10)에 감싸 가압튜브(10)의 가이드홈(11)에 충진포켓(130)이 각각 안착하도록 하는 모르타르 패드 장착단계;
   상기 모르타르 패드 장착단계가 완료되면 관로(1)를 통하여 보수 보강 위치에 보수기를 이동시킨 다음 가압튜브(10)를 팽창시켜 관로(1)의 훼손부분에 물과 반응 중인 모르타르 패드(100)를 가압하여 부착하는 모르타르 패드 부착단계; 및
   상기 모르타르 패드 부착단계가 완료되면 가압상태의 가압튜브(10)를 해제한 다음 보수기를 원위치시키고 모르타르 패드(100)가 물과 계속 반응하여 완전경화하도록 하는 보수 보강 완료단계를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드를 이용한 공법.
   
2. 내부에 모르타르(140)를 충진시키는 다수개의 충진포켓(130)을 길이방향으로 연접하여 형성하고 충진포켓(130)을 형성한 외부시트(110) 사이에 인장시트(120)를 삽입하여 충진포켓(130)을 분할하되 분할시킨 충진포켓(130)에 내부로 모르타르(140)를 각각 충진하여 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 외부시트(110)는 섬유류로 형성하고, 인장시트(120)는 지오그리드로 형성하고 외부시트(110) 사이의 인장시트(120)를 충진포켓(130) 중앙에 위치하도록 재봉하여 결합하며 인장시트(120)를 탄성재질로 형성하되, 충진포켓(130)의 좌우폭 보다 인장시트(120)의 좌우폭을 좁게 형성하여 충진포켓(130)에 모르타르(140)를 충진시키면 충진포켓(130)의 단면이 계란형으로 자연스럽게 형성할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 비굴착 관로 보수 보강을 위한 모르타르 패드.
   

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