KR101842467B1 - 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법 - Google Patents

광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 상·하수관을 비굴착 상태로 현장 경화하는 보수·보강용 튜브에 관한 것으로서, 광물 섬유층과 펠트층을 적층하여 형성되는 두께조절용 튜브와 두께조절용 튜브의 내측에 펠트층을 감싸고, 필름이 형성되는 코팅 튜브가 포함되는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브에 관한 것이며, 또한 상·하수관을 비굴착 상태로 보수·보강하는 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브를 이용하여 시공하는 방법에 있어서, 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계, 두께조절용 튜브를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계, 코팅 튜브를 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하는 단계, 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법에 관한 것이다.
따라서 기존 상·하수관을 비굴착 상태로 수지 함침된 두께조절용 튜브(펠트층+광물섬유층+펠트층)를 적층하고, 코팅 튜브를 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하여 경화함으로서 내·외압에 대한 내구성이 강한 상·하수관의 보수 및 보강용 튜브를 제공한다.

Description

광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법{Internal and external pressure pipes using mineral fiber Unscratching site Hardening repair and reinforcement tube and its construction method}
본 발명은 광물섬유(유리섬유, 현무암섬유)를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광물섬유와 펠트를 적층하여 함침한 튜브를 내·외압이 작용하는 기존의 상·하수관에 삽입하여 현장경화 하는 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 상·하수관은 지하에 매설되어 장착되는 구조물이다. 이러한 상·하수관은 장시간 매설되어 있고, 내압과 외압을 동시에 받아 연결되는 이음부에 균열이 발생하거나, 침하로 인하여 오물이 퇴적되는 등 문제가 발생한다. 이러한 경우에는 굴착작업을 통하여 부분 또는 전체를 새로운 관으로 교체하여야 하는데 시간과 비용이 많이 들어 교체 대신에 보수·보강하는 방법이 주로 개발되어 사용되고 있다.
상·하수관 보수 방법으로는 CIPP(Cured-in place pipe) 공법이 사용되었다. 이러한 CIPP 공법은 보수하고자 하는 상·하수관 내부에 열경화성 수지가 함침된 튜브를 배치한 후, 튜브 내부로 뜨거운 열풍을 불어넣어 튜브를 상·하수관 내벽에 밀착시킴과 동시에 튜브를 경화시키는 것이다. 이때, 보수 튜브를 상·하수관의 내부에 시공하는 방법으로 견인식과 반전식이 있다. 견인식은 상·하수관의 일 측에서 타 측으로 견인하는 것이며, 반전식은 보수 튜브의 내부가 외부를 향하도록 뒤집은 상태에서 반전시켜 시공하는 것이다.
일반 섬유를 이용하여 만드는 종래의 보수 튜브는 강도 면에서 약하므로 부분파손이나 변형이 일어난 관을 보강하기 위하여는 보수 튜브가 두껍게 제작되어 기존의 관에 비해 유량 차이가 발생하는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위하여 두께는 최소한으로 하면서 강도를 향상시킬 수 있는 광물섬유를 이용하여 튜브를 만드는 연구가 계속되어 왔다. 상술한 바와 같이 일반적으로 보수 튜브 삽입은 견인 또는 반전 작업으로 실시되나, 광물섬유는 취성이 강한 특성이 있어 반전할 시 섬유 층이 무너지는 단점이 있어 본 발명자는 상술한 문제점을 개선하는 연구를 거듭하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1424649호(2014.08.04.) 대한민국 등록특허공보 제10-0986111호(2010.10.07.)
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 두께조절용 튜브와 코팅 튜브를 포함하여 구성되는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 두께조절용 튜브는, 광물 섬유층과 펠트층을 적층하여 필름으로 감싸서 형성되며, 광물 섬유층을 기준으로 내·외측에 펠트층을 형성하여, ‘펠트+광물섬유+펠트’를 하나의 세트(set)로 하여 필요에 따라 다수 개 세트를 중첩하여 두께를 조절하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 코팅 튜브는, 펠트의 한쪽 면에 유체의 표면과 접촉하도록 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 중 하나의 성분으로 필름층을 형성한 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가스 차단막과 원통형 직물층을 더 포함하여 구성하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가스 차단막은, 기존 상·하수관의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 원통형 직물층은, 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 원통형상으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계, (b) 두께조절용 튜브를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계, (c) 코팅 튜브를 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하는 단계, (d) 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계를 포함하여 구성하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브의 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계에는, 두께조절용 튜브와, 코팅 튜브를 준비 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 시공하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 두께조절용 튜브는, 광물 섬유층과 펠트층을 적층세트(펠트층+광물섬유층+펠트층)하여 적층세트를 액상수지(에폭시, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르) 등으로 함침 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 시공하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 코팅 튜브는, 펠트의 한쪽 면에 유체의 표면과 접촉하도록 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 중 하나의 성분으로 필름층을 형성한 코팅 튜브에, 각각 액상수지를 함침 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브를 시공하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계는, 시공현장 상황에 따라 가스 차단막과 원통형 직물층을 더 포함하여 준비하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 가스 차단막은, 기존 상·하수관의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하기 위하여 수지 필름으로 준비하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 원통형 직물층은, 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 이음새가 없는 원통형 모양의 직물이며, 액상수지로 함침 하여 준비하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, (b) 두께조절용 튜브를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계는, 일정한 거리의 기존 상·하수관 내측에 액상수지가 함침된 두께조절용 튜브를 견인, 삽입하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, (c) 코팅 튜브를 반전 삽입하는 단계는, 액상수지가 함침된 코팅 튜브를 기존 상·하수관 내측에서 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입시키는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, (d) 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계는, 코팅 튜브에 바람직하게는 0.2 ~ 1.0 kg/cm2의 공기압을 주입하며, 110℃에서 4 ~ 5 시간 경화하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브의 특징은, 두께조절용 튜브와 코팅 튜브를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 두께조절용 튜브는, 광물 섬유층과 펠트층을 적층하여 필름으로 감싸서 형성되며, 광물 섬유층을 기준으로 내·외측에 펠트층을 형성하여, ‘펠트+광물섬유+펠트’를 하나의 세트(set)로 하여 필요에 따라 다수 개 세트를 중첩하여 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 코팅 튜브는, 펠트의 한쪽 면에 유체의 표면과 접촉하도록 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 중 하나의 성분으로 필름층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브의 다른 특징은, 가스 차단막과 원통형 직물층을 더 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 가스 차단막은, 기존 상·하수관의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 원통형 직물층은, 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 원통형상으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 상·하수관을 비굴착 상태로 보수·보강하는 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브를 이용하여 시공하는 방법의 특징은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계, (b) 두께조절용 튜브를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계, (c) 코팅 튜브를 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하는 단계, (d) 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 상·하수관을 비굴착 상태로 보수·보강하는 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브를 이용하여 시공하는 방법의 다른 특징은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계에는, 두께조절용 튜브와, 코팅 튜브를 준비 한다.
이러한 본 발명의 두께조절용 튜브는, 광물 섬유층과 펠트층을 적층세트(펠트층+광물섬유층+펠트층)하여 필름으로 감싸서 형성하고, 적층세트를 액상수지(에폭시, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르) 등으로 함침 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 코팅 튜브는, 펠트의 한쪽 면에 유체의 표면과 접촉하도록 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 중 하나의 성분으로 필름층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법의 또 다른 특징은, (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계는, 시공현장 상황에 따라 가스 차단막과 원통형 직물층을 더 포함하여 준비된다.
이러한 본 발명의 가스 차단막은, 기존 상·하수관의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하기 위하여 수지 필름으로 준비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 원통형 직물층은, 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 이음새가 없는 원통형 모양의 직물이며, 액상수지로 함침 하여 준비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법의 또 다른 특징은, (b) 두께조절용 튜브를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계는, 일정한 거리의 기존 상·하수관 내측에 액상수지가 함침된 두께조절용 튜브를 견인, 삽입한다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법의 또 다른 특징은, (c) 코팅 튜브를 반전 삽입하는 단계는, 액상수지가 함침된 코팅 튜브를 기존 상·하수관 내측에서 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입시킨다.
본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법의 또 다른 특징은, (d) 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계는, 코팅 튜브에 바람직하게는 0.2 ~ 1.0 kg/cm2, 가장 바람직하게는 0.3 kg/cm2의 공기압을 주입하며, 110℃에서 4 ~ 5 시간 경화한다.
이상에서와 같은 본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브는 먼저, 인장강도가 높은 고강도 광물섬유(유리섬유 또는 바잘트섬유)를 펠트 사이에 적용하여 보수·보강용 튜브를 제작함으로서, 내·외압이 작용하는 상·하수관의 강도를 증진할 수 있다.
또한, 종래의 보수튜브(일반직물 적용)에 비해 얇은 두께로 노후관을 보수·보강함으로서, 기존의 상·하수관의 유량을 그대로 유지할 수 있다.
또한, 종래의 보수튜브에 비해 물리적 특성이 뛰어나므로 장기적으로 상·하수관의 내구성을 유지할 수 있다.
또한, 가스 차단막을 적용할 시, 유해한 화학물질의 유출을 막을 수 있고, 설계질량의 감소를 억제하여 제품이 화학물질로부터 안전할 뿐만 아니라 비용절감을 이룰 수 있다.
또한, 인장강도가 우수한 현무암 섬유를 '4축 직조방식’을 적용하여 보수·보강용 튜브를 제작함으로서 구조하중에 대한 어떠한 방향의 외압에도 저항력이 커서 내진용 보강재로도 손색이 없다.
도 1은 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브가 시공된 모습을 나타내는 개략적인 사시 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브가 시공된 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 "A" 부분의 단면을 나타내는 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브의 개략적인 시공순서를 나타내는 공정도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의 할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브가 시공된 모습을 나타내는 개략적인 사시 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브가 시공된 모습을 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 3은 상기 도 2의 "A" 부분의 단면을 나타내는 개략적인 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브의 개략적인 시공순서를 나타내는 공정도이다.
일반적으로 상수관은 내압(부압포함)과 외압을 지속적으로 받고, 하수관은 외압을 받음으로서, 균열 및 파손 사고에 이른다. 본 발명은 균열 및 파손을 미리 예방하고, 이미 발생한 사고를 수리를 위하여 보강 및 보수공사를 하기 위하여, 기존 상·하수관을 비굴착 상태로 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법에 관한 것이다.
아래 <실시예 1> 및 <실시예 2>에서 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법을 설명한다.
<실시예 1>
도 1 내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브(100)는, 두께조절용 튜브(130)와 코팅 튜브(140)를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 두께조절용 튜브(130)는, 광물 섬유층(132)과 펠트층(131)을 적층하여 필름으로 감싸서 형성되며, 상기 광물 섬유층(132)을 기준으로 내·외측에 펠트층(131)을 형성하여, ‘펠트+광물섬유+펠트’를 하나의 세트(set)로 하여 필요에 따라 다수 개 세트를 중첩하여 두께를 조절하도록 구성된다.
이때, 상기 광물섬유는 일반적으로 천연의 광물에서 얻어지는 석면, 인공적으로는 광재면, 암면, 유리면, 유리 섬유 등이 있다. 본 발명에 따른 상기 광물 섬유층(132)의 광물섬유는, 유리섬유(Glass fiber) 또는 현무암 섬유(Basalt fiber)가 적용된다. 섬유는 직조방식에 따라 일반적으로 ‘평직, 능직, 수자직, 훗토만직’등이 있으나, 특히 현무암 섬유는 '4축 직조방식’으로 직조하여 기존의 보강섬유에 비해 외압에 대한 저항성이 크다.
현무암섬유와 기존의 보강섬유의 특성비교
기 능 현무암 섬유 E-Glass
fiber		 S-Glass
fiber		 탄소 섬유 아라미드
섬유
인장강도
(mPa)		 3,000~4,840 3,100~3,800 4,020~4,650 3,500~6,000 2,900~3,400
탄력계수
(gPa)		 79.3~93.1 72.5~75.5 83~86 230~600 70~140
신장률(%) 3.1 4.7 5.3 1.5~2.0 2.8~3.6
필라멘트직경
(㎛)		 6~21 6~21 6~21 5~15 -
중량(g/km) 60~4,200 40~4,200 400~4,200 - -
응용온도(℃) -260~500 -50~380 -50~300 -50~700 -50~290
주) 자료제공 : 특수건설기술연구소
상기 표 1은 현무암섬유와 기존의 보강섬유의 특성비교를 나타낸 것으로서, 인장강도가 우수한 현무암 섬유를 4축으로 직조하여 수직의 날실과 수평의 씨실뿐만 아니라 좌우 45도 대각선 방향의 우경사 좌경사로도 직조하여 어떠한 방향으로든지 구조물에 작용하는 구조하중에 대한 저항성을 높아 내진용 보강재로 쓰인다.
본 발명에서는 상기와 같은 물리적 특성을 살려 두께조절용 튜브(130)의 강도를 증진하기 위하여 광물섬유(현무암 섬유)를 적용한다.
이러한 본 발명의 상기 코팅 튜브(140)는, 상기 두께조절용 튜브(130)의 내측에 펠트층(141)을 감싸고, 유체의 표면과 접촉하도록 필름(142)이 형성되는데, 이때, 적용되는 상기 필름(142)은, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 중 어느 하나로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브(100)는, 가스 차단막(110)과 원통형 직물층(120)을 더 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 가스 차단막(110)은, 기존 상·하수관(10)의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하도록 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 원통형 직물층(120)은, 상기 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 원통형상으로 구성된다.
<실시예 2>
도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법은, (a) 보수·보강용 튜브(100)를 준비하는 단계(S100), (b) 두께조절용 튜브(130)를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계(S200), (c) 코팅 튜브(140)를 상기 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하는 단계(S300), (d) 상기 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계(S400)를 포함하여 구성된다.
본 발명은 상기 단계별 공정이외에도 여러 공정이 존재한다. 상기 (a) 보수·보강용 튜브(100)를 준비하는 단계(S100) 이전에는 기존의 상·하수관을 일정한 거리로 나누어 준설, 세정하는 공정, 상·하수관을 조사하고 지장물을 제거하는 공정이 있으며, 상기 경화 및 양생하는 단계(S400) 이후에는 검사공정이 있다. 본 발명은 상기 단계(S100~S400) 이외의 공정은 시공순서에서 설명하기로 한다.
본 발명의 상기 (a) 보수·보강용 튜브(100)를 준비하는 단계(S100)에는, 두께조절용 튜브(130)와, 코팅 튜브(140)를 준비한다.
이러한 본 발명의 상기 두께조절용 튜브(130)는, 광물 섬유층(132)과 펠트층(131)을 적층세트(펠트층+광물섬유층+펠트층)하여 필름으로 감싸서 형성하고, 상기 적층세트를 액상수지(에폭시, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르) 등으로 함침하여 구성된다. 이때, 적층세트의 두께는 0.8mm이며, [+펠트+광물섬유+펠트+]n 의 방식(1set, 2set, 3set ......)으로 더하여 두께를 결정한다.
이러한 본 발명의 상기 코팅 튜브(140)는, 상기 두께조절용 튜브(130)의 내측에 펠트층(141)을 감싸고 유체의 표면과 접촉하도록 필름(PE, PP, PU)이 형성되는 코팅 튜브(140)에, 각각 액상수지를 함침 하여 구성된다.
또한, 본 발명의 상기 (a) 보수·보강용 튜브(100)를 준비하는 단계(S100)는, 시공현장 상황에 따라 가스 차단막(110)과 원통형 직물층(120)을 더 포함하여 준비된다.
이러한 본 발명의 상기 가스 차단막(110)은, 기존 상·하수관(10)의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하기 위하여 수지 필름으로 준비된다.
이러한 본 발명의 상기 원통형 직물층(120)은, 상기 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 이음새가 없는 원통형 모양의 직물이며, 액상수지로 함침 하여 준비한다.
본 발명의 상기 (b) 두께조절용 튜브(130)를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계(S200)는, 일정한 거리의 기존 상·하수관(10) 내측에 액상수지가 함침된 상기 두께조절용 튜브(130)를 견인, 삽입한다.
본 발명의 상기 (c) 코팅 튜브(140)를 반전 삽입하는 단계(S300)는, 액상수지가 함침된 상기 코팅 튜브(140)를 기존 상·하수관(10) 내측에서 상기 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입시킨다.
본 발명의 상기 (d) 상기 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계(S400)는, 코팅 튜브에 바람직하게는 0.2 ~ 1.0 kg/cm2의 공기압을 주입하며, 110℃에서 4 ~ 5 시간 경화한다. 이때, 상기 경화 열원은 스팀, UV램프, 물 등이 쓰인다.
이러한 구성의 본 발명의 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브는 다음과 같은 공정을 거쳐서 시공 및 완공된다.
1. 시공현장 점검
가. 기존의 상·하수관을 일정한 거리로 나누어 준설 및 세정한다.
나. 상·하수관 상태를 조사하고 지장물을 제거한다.
2. 보수·보강용 튜브 제작
가. 두께조절용 튜브
- 광물 섬유층과 펠트층을 적층세트(펠트층+광물섬유층+펠트층)하여 필름으로 감싼다.
- 필요시 가스 차단막과 원통형 직물이 두께조절용 튜브에 포함된다.
- 적층세트 내에 액상수지(에폭시, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스테르) 등으로 함침 한다.
나. 코팅 튜브
- 펠트층을 감싸고 유체의 표면과 접촉하도록 필름(PE, PP, PU)을 씌운다.
- 펠트층에 액상수지를 함침 한다.
다. 가스 차단막(시공 상황에 따라 선택)
- 가스의 누출을 차단하도록 수지 필름으로 형성
- 기존 상·하수관의 내면에 밀착되는 크기로 제작한다.
라. 원통형 직물층(시공 상황에 따라 선택)
- 상기 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 이음새가 없는 원통형 모양의 직물로 제작한다.
- 직물을 액상수지로 함침 한다.
3. 현장시공
가. 두께조절용 튜브를 삽입한다.
나. 코팅 튜브를 반전하며 삽입한다.
4. 경화 및 양생
가. 공기를 주입한다.
나. 열을 주입한다.
5. 후속처리
가. 소정의 길이만 남기고 양단을 절단한다.
나. 연결관을 천공 및 보수한다.
6. 검사
가. 내부 검사 및 강도검사를 실시한다.
이와 같은 본 발명에 따른 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 및 그 시공방법은 다음과 같은 이점이 있다.
먼저, 인장강도가 높은 고강도 광물섬유(유리섬유 또는 바잘트섬유)를 펠트 사이에 적용하여 보수·보강용 튜브를 제작함으로서, 내·외압이 작용하는 상·하수관의 강도를 증진할 수 있다.
또한, 종래의 보수튜브(일반직물 적용)에 비해 얇은 두께로 노후관을 보수·보강함으로서, 기존의 상·하수관의 유량을 그대로 유지할 수 있다.
또한, 종래의 보수튜브에 비해 물리적 특성이 뛰어나므로 장기적으로 내구성을 유지할 수 있다.
또한, 가스 차단막을 적용할 시, 유해한 화학물질의 유출을 막을 수 있고, 설계질량의 감소를 억제하여 제품이 화학물질로부터 안전할 뿐만 아니라 비용절감을 이룰 수 있다.
또한, 인장강도가 우수한 현무암 섬유를 '4축 직조방식’을 적용하여 보수·보강용 튜브를 제작함으로서 구조하중에 대한 어떠한 방향의 외압에도 저항력이 커서 내진용 보강재로도 손색이 없다.
10 : 상·하수관(기존 관)
11 : 상·하수로
100 : 보수·보강용 튜브
110 : 가스 차단막(Gas Barrier)
120 : 원통형 직물층
121 : 원통형 직물
130 : 두께조절용 튜브
131 : 펠트층
132 : 광물 섬유층
140 : 코팅 튜브
141 : 펠트층
142 : 필름

Claims (7)

  1. 기존 상·하수관을 비굴착 상태로 보수·보강하는 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브에 있어서,
    상기 보수·보강용 튜브(100)는,
    광물 섬유층(132)과 펠트층(131)을 적층하여 필름으로 감싸서 형성되는 두께조절용 튜브(130);
    상기 두께조절용 튜브(130)의 내측에 펠트층(141)을 감싸고, 유체의 표면과 접촉하도록 필름(142)이 형성되는 코팅 튜브(140);
    상기 기존 상·하수관(10)의 내측과 면접촉하도록 형성되어, 경화 시 발생되는 가스의 누출을 차단하여 설계 질량을 보존하는 가스 차단막(110); 및
    상기 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하는 원통형 직물층(120);을 포함하는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 두께조절용 튜브(130)는, 상기 광물 섬유층(132)을 기준으로 내·외측에 펠트층(131)을 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅 튜브(140)의 필름(142)은, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU) 수지 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 두께조절용 튜브(130)는, ‘펠트+광물섬유+펠트’로 형성되는 세트(set)를 다수 개 중첩하여 두께를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브.
  6. 상·하수관을 비굴착 상태로 보수·보강하는 시공현장에서 경화하는 보수·보강용 튜브를 이용하여 시공하는 방법에 있어서,
    (a) 보수·보강용 튜브(100)를 준비하는 단계(S100);
    (b) 두께조절용 튜브(130)를 기존 상·하수관에 삽입하는 단계(S200);
    (c) 코팅 튜브(140)를 상기 두께조절용 튜브 내측으로 반전 삽입하는 단계(S300);
    (d) 상기 코팅 튜브에 공기압을 가하여 기존 상·하수관의 내측 면에 밀착시키고 열을 주입하여 경화 및 양생하는 단계(S400);를 포함하며,
    상기 (a) 보수·보강용 튜브를 준비하는 단계(S100)는, 가스 차단막의 내측에 형성되어 내압을 완충하도록 이음새가 없는 원통형 모양의 원통형 직물층(120)과, 광물 섬유층(132)과 펠트층(131)을 적층하여 필름으로 감싸서 형성되는 두께조절용 튜브(130)와, 상기 두께조절용 튜브(130)의 내측에 펠트층(141)을 감싸고 유체의 표면과 접촉하도록 필름(142)이 형성되는 코팅 튜브(140)에, 각각 액상수지를 함침하여 준비하는 것을 특징으로 하는 광물섬유를 적용한 내·외압관 비굴착 현장경화 보수·보강용 튜브 시공방법.



  7. 삭제
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