KR101935402B1 - 관로 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 100mm 내지 1500mm의 좁은 관경을 가지는 관로의 결함 정도에 따라 보강 및 충진공법을 함께 또는 선택적으로 실시할 수 있는 관로 보수 장치를 이용한 비굴착식 관로 보수 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계; 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계; 상기 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계; 및 상기 관로 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 조절하는 단계;를 포함하되, 제1 공법인 보강 공법을 시공하는 경우, 상기 관로 보수 장치의 외면에 랩핑되어 상기 보수구간의 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계를 더 포함하고, 제2 공법인 충진 공법을 시공하는 경우, 상기 관로 보수 장치의 충진재 배출구가 상기 보수구간의 보수 부위에 밀착된 상태에서 주입된 충진재를 경화시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 공법 및/또는 상기 제2 공법이 실시될 수 있고, 상기 관로 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너 및/또는 상기 충진재로부터 상기 관로 보수 장치를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

관로 보수 방법{PIPELINE REPAIRING METHOD}

본 발명은 관로 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 100mm 내지 1500mm의 좁은 관경을 가지는 관로의 결함 정도에 따라 보강 및 충진공법을 함께 또는 선택적으로 실시할 수 있는 관로 보수 장치를 이용한 비굴착식 관로 보수 방법에 관한 것이다.

도시화와 함께 지하에는 상하수도관 및 가스관과 같은 각종 배관이 매설되었으며, 이와 같은 배관은 시간이 지남에 따라 점차 노후화되어 부식이나 균열이 발생할 수 있다. 배관의 부식으로 인해 상하수가 누출되거나, 식수의 오염이 발생하며, 가스가 누출되어 노후된 배관의 보수 문제가 중요한 이슈가 되고 있다.

지하에 매설된 상하수도관 또는 가스관 등을 보수하기 위하여 굴착 공사를 하는 경우, 이에 따른 막대한 공사비와 교통체증의 가중, 안전사고의 발생, 환경문제 등 사회적 손실 비용이 증가하게 된다. 이에 따라 특히 100mm 내지 1500mm의 좁은 관경을 가지는 배관이나 매설 심도가 깊어 작업 환경이 열악한 경우에 적용될 수 있는 다양한 비굴착식 배관 보수 공법이 제안되어 왔다.

그 중 보강 튜브 경화 공법은, 균열 또는 손상된 상하수도관에 라이너를 삽입한 후 튜브를 팽창시켜 배관 내부에 압착된 라이너를 경화시킴으로써 상하수도관을 보강하는 공법이다.

그러나, 배관에 발생된 균열 또는 틈을 통해 주위의 지하수 및 토사가 유실되면서 캐비티 또는 싱크 홀 등이 발생하는 경우, 라이너를 이용한 배관 보강만으로는 후에 발생할 수 있는 지반 침하 등의 안전사고를 완전히 방지할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 관로의 결함 정도에 따라 보강 및 충진공법을 함께 또는 선택적으로 실시할 수 있는 비굴착식 관로 보수 장치 및 이를 이용한 관로 보수 방법의 창안이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 10-2014-0017030호(2014.02.11.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 100mm 내지 1500mm의 좁은 관경을 가지는 관로의 결함 정도에 따라 보강 및 충진공법을 함께 또는 선택적으로 실시할 수 있는 비굴착식 관로 보수장치를 이용한 관로 보수 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계; 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계; 상기 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계; 및 상기 관로 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 조절하는 단계;를 포함하되, 제1 공법인 보강 공법을 시공하는 경우, 상기 관로 보수 장치의 외면에 랩핑되어 상기 보수구간의 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계를 더 포함하고, 제2 공법인 충진 공법을 시공하는 경우, 상기 관로 보수 장치의 충진재 배출구가 상기 보수구간의 보수 부위에 밀착된 상태에서 주입된 충진재를 경화시키는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 공법 및/또는 상기 제2 공법이 실시될 수 있고, 상기 관로 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너 및/또는 상기 충진재로부터 상기 관로 보수 장치를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 공법과 상기 제2 공법이 함께 실시될 경우, 상기 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에 상기 라이너 중 상기 충진재 배출구에 대응되는 위치에 오프닝을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 라이너를 경화시키는 단계는, 열경화성 수지가 함침된 부직포 및 상기 부직포를 감싸는 커버를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에 상기 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 관로 보수 장치는 원통형 프레임을 둘러싸는 탄성 튜브를 포함하고, 상기 라이너는 상기 탄성 튜브의 외면에 랩핑되며, 상기 탄성 튜브는 외부와 상기 탄성 튜브 사이 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄성 튜브는 상기 보수 부위로 충진재를 배출시키기 위한 적어도 하나의 충진재 배출구를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 충진재 배출구의 적어도 일부는 주름부를 포함하고, 상기 탄성 튜브가 팽창 또는 수축됨에 따라 상기 주름부의 길이가 가변되는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄성 튜브는 그 외면에 복수의 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부에 의해 상기 탄성 튜브가 팽창됨에 따라 상기 보수 부위를 가지는 배관과 더 밀착되는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 돌출부는 상기 충진재 배출구 주변으로 형성되어 상기 탄성 튜브가 팽창되면서 상기 돌출부와 상기 보수 부위를 가지는 배관 사이 상기 충진재가 주입될 수 있는 밀폐 경로가 형성될 수 있다.

한편, 상기 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는, 상기 관로 보수 장치가 그 길이 방향 양 측면에 포함하는 한 쌍의 바퀴 프레임을 이용하여 상기 보수구간으로 이동되는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 바퀴 프레임의 외주는 상기 관로 보수 장치의 외주보다 외측으로 돌출될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 관로 보수 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

관로의 결함 정도에 따라 보강 및 충진공법을 함께 또는 선택적으로 실시할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 보수 방법의 순서도이다.
도 2는 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계를 도시한 도면이다.
도 3은 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계를 도시한 도면이다.
도 4는 보수 부위가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 관로 보수 장치가 보수구간에 도달한 후, 관로 보수 장치의 직경을 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 관로 보수 장치를 분리하는 단계를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치의 내부 구조를 나타내는 길이 방향 절단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치의 탄성 튜브가 팽창된 상태에서 충진재 배출구의 단면도를 도시한 것이다.
도 14는 도 13의 단턱부의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치에서 탄성 튜브의 충진재 배출구와 돌출부의 평면도이다.
도 16은 바퀴 프레임을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치의 바퀴 프레임이 연결된 상태를 도시한 평면 구조도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 관로 보수 방법를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 보수 방법의 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 보수 장치(1)를 이용한 관로 보수 방법은, 배관(10) 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계(S110), 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계(S120), 보수구간 내로 관로 보수 장치(1)를 삽입하는 단계(S130), 관로 보수 장치(1)의 직경을 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계(S140), 제1 공법인 보강 공법과 제2 공법인 충진 공법이 함께 또는 선택적으로 실시되는 단계(S150), 및 관로 보수 장치(1)의 직경을 축소시켜 라이너(300) 또는 충진재(F)로부터 관로 보수 장치(1)를 분리하는 단계(S160)를 포함한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은 관로의 결함 정도에 따라 제1 공법인 보강 공법과 제2 공법인 충진 공법이 함께 또는 선택적으로 실시될 수 있다. 다시 말해, 제1 공법만을 실시하거나, 제2 공법만을 실시할 수 있고, 제1 공법과 제2 공법을 모두 실시할 수도 있다.

제1 공법인 보강 공정은 열경화성 수지가 함침된 부직포(310)를 포함하는 라이너(300, liner)를 배관(10)의 내측에 삽입하고, 저온 또는 고온에서 경화시켜, 파손된 배관(10)을 보강하는 공법이고, 제2 공법인 충진 공법은 지반 공극이나 배관(10) 균열 등이 발생한 보수 부위(A)에 충진재(F)를 주입 및 경화시켜 그 틈을 근본적으로 제거하는 공법을 의미한다.

도 2는 배관(10) 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계(S110)를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 먼저 보수 부위(A)가 존재하는 배관(10) 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석한다. 협소한 배관(10) 내의 보수 부위(A)를 파악하기 위해 소형 탐지 장치(20)가 사용될 수 있다.

소형 탐지 장치(20)는 외부로부터 수신된 제어신호를 처리하는 제어유닛, 배관(10) 내부를 탐색하기 위한 바퀴구동체, 바퀴구동체가 동력을 전달하는 모터, 배관(10) 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬영유닛, 촬영유닛에 의해 획득한 영상을 외부로 전달하기 위한 통신유닛, 어두운 배관(10) 내부에 조명을 조사하는 조명유닛을 포함할 수 있다.

바퀴 프레임(150)이 구동되어 배관(10) 내부를 이동하게 되고, 조명유닛에 의해 소정의 조도가 확보된 상황에서 촬영 유닛에 의해 배관(10) 내부의 영상을 얻을 수 있으며, 획득된 영상은 통신유닛 등을 통해 배관(10) 외부의 모니터 장비에 전송될 수 있다.

따라서, 작업자는 배관(10) 외부의 모니터 장비를 통해 배관(10) 내부의 상태를 파악할 수 있으며, 제어유닛으로 방향 및 속도에 대한 제어신호를 전송하여 소형 탐지 장치(20)를 제어할 수 있다.

작업자의 모니터 장비 상에서 보수 부위(A)가 발견되면, 작업자는 해당 위치를 기록하고, 보수구간의 정보를 분석하게 된다. 보수구간은 보수 부위(A)가 존재하는 배관(10) 내의 가상의 구획 영역일 수 있으며, 보수 부위(A)의 면적에 따라 보수구간이 좁거나 넓게 설정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배관(10) 내부를 조사하는 방법으로는 내시경 또는 카메라가 장착된 로봇을 투입하여 모니터상 보수 부위(A)를 확인할 수도 있다. 내시경 또는 로봇은 맨홀(M)을 통해 투입될 수 있으며, 필요에 따라서는 배관(10)의 일부를 굴착하여 삽입될 수도 있다.

도 3은 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계(S120)를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 보수구간의 확인 및 분석 작업이 완료되면 이어서 보수구간 내의 장애물을 제거하게 된다. 장애물은 부유물이 퇴적되어 형성된 퇴적물이거나, 배관(10) 내에 투입된 나뭇가지 등과 같은 이물질일 수 있다.

소형 탐지 장치(20)를 배관(10)으로부터 회수한 뒤, 장애물을 제거하기 위한 소형 절삭 장치(30)가 배관(10)으로 다시 투입될 수 있다. 또는 소형 탐지 장치(20)와 소형 절삭 장치(30)는 하나로 구성될 수도 있다.

소형 절삭 장치(30)는 절삭날(31)을 포함하여 배관(10) 내부의 장애물을 절삭 또는 파괴할 수 있고, 소형 탐지 장치(20)와 마찬가지로 외부의 작업자로부터 제어 신호를 수신하여 제어되어 보수 부위(A)가 존재하는 보수구간까지 이동될 수 있으며, 보수구간 내의 장애물을 제거할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배관(10)의 장애물 제거 작업이 수행되기 전에 보수 작업을 위해 배관(10) 내부를 세정하는 작업이 수행될 수 있다. 구체적으로, 작업할 배관(10) 내부로 상수 또는 하수 등이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상류관을 차수 장치로 차단할 수 있고, 고압 분사기로 고압의 세정수를 분사하여 배관(10) 내부를 세정한다. 세정수의 분사와 함께 부유되는 내부의 이물질 또는 침전물이 흡입됨으로써 배관(10) 내부가 깨끗하게 세정될 수 있다.

도 4는 보수 부위(A)가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계(S125)를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은 손상부위가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계(S125)를 더 포함할 수 있다. 배관(10)이 내측표면은 물때나 이끼 등이 적층되어 미끄러운 면으로 구성될 수 있으므로, 추후에 보수 작업을 위해 삽입한 라이너(300)가 배관(10)의 내측표면에 밀착 결합되지 않을 수 있다.

따라서, 손상부위가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩할 경우, 그라인딩된 표면(33)은 미세 요철이 형성되어 라이너(300)와의 흡찹력이 증가될 수 있다. 그라인딩 표면(33)은 소형 절삭 장치(30)에 포함된 그라인더(32)에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 인위적인 표면 거칠기를 제공하는 다양한 장비가 사용될 수 있다.

도 5 및 도 6은 보수구간 내로 관로 보수 장치(1)를 삽입하는 단계(S130)를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 그라인딩 표면(33)이 생성된 후, 관로 보수 장치(1)의 본체 프레임(100)에 형성된 브라켓을 견인 차량 등에 와이어로 연결하여 맨홀(M)을 통해 매설된 배관(10) 내부로 삽입될 수 있다.

또한 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 사용되는 관로 보수 장치(1)는 그 길이 방향 양 측면에 한 쌍의 바퀴 프레임(150)을 더 포함할 수 있다. 바퀴 프레임(150)은 배관(10)의 보수 위치까지 관로 보수 장치(1)의 이동성을 향상시키기 위한 복수의 바퀴를 포함할 수 있으며, 원통형의 본체 프레임(100) 형상에 대응하여 관로 보수 장치(1)를 방향과 무관하게 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3개 이상의 바퀴를 포함함이 바람직하다.

바퀴 프레임(150)의 외주는 본체 프레임(100) 및 탄성 튜브(200)의 외주보다 외측으로 돌출되는 구조를 가질 수 있으며, 관로 보수 장치(1)가 배관(10)과 나란한 방향으로 정렬된 상태에서 보수구간으로 이동되는 경우, 이동되는 과정에서 관로 보수 장치(1)의 외면에 랩핑된 라이너(300)가 바닥면에 접촉 및 마찰되면서 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다. 또한, 바퀴 프레임(150)은 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 라이너(300)가 배관(10) 내경에 균형있게 접착될 수 있도록 하는 지지대 역할을 수행할 수도 있다.

도 7 및 도 8은 관로 보수 장치(1)가 보수구간에 도달한 후, 관로 보수 장치(1)의 직경을 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계(S140)를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 관로 보수 장치(1)가 원하는 위치에 도달한 후, 관로 보수 장치(1)의 직경을 보수구간의 직경에 맞게 확장될 수 있다. 이를 위해, 관로 보수 장치(1)는 원통형 본체 프레임(100)을 둘러싸는 탄성 튜브(200)를 포함하고, 라이너(300)는 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑될 수 있으며, 탄성 튜브(200)는 외부와 탄성 튜브(200) 사이 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구(210)를 포함할 수 있다.

탄성 튜브(200)는 공급되는 유체의 양에 따라 직경이 가변될 수 있으며, 이로 인해 관로 보수 장치(1)의 부피가 팽창 또는 수축되면서 그 직경이 가변될 수 있다. 여기서, 공급 유체는 도 6에 도시된 바와 같이 압력 탱크에 저장되어 차량 등을 통해 이송될 수 있고, 압력 탱크로부터 연결되는 이송 도관을 통해 외부와 탄성 튜브(200) 사이 유체가 공급 도는 배출될 수 있다. 탄성 튜브(200)가 팽창되면 탄성 튜브(200) 외면에 랩핑되는 라이너(300)도 함께 팽창하게 되고, 라이너(300)는 그라인딩 표면(33)에 압착될 수 있다.

이러한 라이너(300)는 배관(10)의 파손부를 통하여 배관(10) 내의 하수, 상수 및 가스 등과 같은 유체가 유출되는 것을 방지하고 배관(10) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

구체적으로 라이너(300)는 열경화성 수지가 함침된 부직포(310)의 외측을 둘러싸는 비닐을 포함할 수 있다. 두 겹으로 접힌 부직포(310)에 액상의 열경화성 수지가 함침될 수 있고, 여기서 열경화성 수지는 상온에서 별도의 열을 가하지 않더라도 약 1~6시간 내에 경화되는 저온 경화성 수지일 수 있다.

이러한 저온 경화성 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate: MMA)를 사용하기 때문에 0~10℃의 환경조건을 가지는 하수 관거 내에서 종래의 방식인 순환온수나 고온증기의 열에 의한 경화과정을 거치지 않고도 저온에서 경화될 수 있는 것이다. 수지가 함침된 부직포(310)의 외측에 비닐을 덮어 배관(10) 내부에 삽입한 후 경화시키면 배관(10) 형상의 내측관이 형성된다. 또한 수지가 함침되는 소재는 부직포(310)에 한정되지 않고 각종 유리 섬유가 사용될 수도 있다.

비닐은 부직포(310)가 팽창하게 되는 경우 부직포(310)를 둘러싸는 커버(320) 역할을 한다. 부직포(310)를 둘러싸는 커버(320)로는 비닐에 한정되지 않고, 폴리 프로필렌, 폴리스티렌 등 부직포(310)의 피복 재료로 사용될 수 있다면 이에 제한되지 않는다. 특히, 시공 환경에 따라 초저온의 조건에서도 수지의 경화가 가능할 수 있도록 단열재로 형성된 커버(320)가 사용될 수도 있다.

전술한대로, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법은 관로의 결함 정도에 따라 보수 부위(A)가 경미한 경우 라이너(300)를 이용한 보강 공법만을 적용할 수 있고, 라이너(300)를 이용한 보강 공법만으로는 지반 침하 등의 안전사고를 충분히 방지할 수 없다고 판단되는 경우에는 충진 공법에 따라 지반 공극과 배관(10)의 보수 부위(A)를 주변 토사와 함께 경화 및 충진시키는 충진 공법만을 적용할 수도 있으며, 보강 공법과 충진 공법이 동시에 실시될 수도 있다.

제1 공법인 보강 공법을 실시하는 경우 관로 보수 장치(1)의 외면에 랩핑되어 보수구간의 내측표면과 밀착된 라이너(300)를 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

팽창된 상태에서 라이너(300)에 포함된 열경화 수지를 저온 또는 고온에서 경화시킬 경우, 라이너(300)가 그라인딩 표면(33)과 밀착된 상태로 경화되어 보수 부위(A)를 보강할 수 있는 것이다. 이 때 전술한 바와 같이 바퀴 프레임(150)은 관로 보수 장치(1)의 균형을 잡으면서 라이너(300)가 배관(10) 내부에 균등하게 압착될 수 있도록 지지대 역할을 수행할 수도 있다.

배관(10) 내부에 압착된 라이너(300)가 시간이 지남에 따라 경화됨으로써 제1 공정인 보강 공정이 완료될 수 있다.

제2 공법인 충진 공법을 실시하는 경우, 관로 보수 장치(1)의 충진재 배출구(220)가 보수구간의 보수 부위(A)에 압착된 상태에서 주입된 충진재(F)를 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

주입 노즐(420)은 노즐 커넥터(410)의 내주면에 스크류 결합 방식에 의해 탈착될 수 있으며, 주입 노즐(420)이 탄성 튜브(200)의 외주면으로부터 돌출되게 결합됨으로써 충진재(F)가 보수 부위(A)에 보다 효과적으로 주입 및 경화될 수 있다.

보수 부위(A)에는 차수제, 경화제 등 충진재(F)가 주입 및 경화될 수 있고, 모르타르, 시멘트, 우레탄, 아크릴, 실리콘 또는 이들의 혼합 소재가 사용될 수 있으며, 그 외 토사를 경화시키거나 배관(10)의 균열 틈을 충진할 수 있는 재료라면 이에 제한되지 않는다.

여기서, 충진재(F)는 충진재 저장 탱크에 저장되어 차량 등을 통해 이송될 수 있고, 충진재 저장 탱크로부터 연결되는 이송 도관을 통해 외부로부터 충진재 투입구(120)와 연결되어 최종적으로 주입 노즐(420)을 통해 보수 부위(A)로 주입될 수 있다.

관로 보수 장치(1)의 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 충진재 배출구(220)의 주름부(221)가 신장되고 배관(10)의 보수 위치에 충진재 배출구(220)가 접근하며 압착될 수 있다. 여기서, 제 1공법과 제2 공법이 함께 실시될 경우, 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑되는 라이너(300)가 충진재 배출구(220)를 차단하게 되므로, 맨홀(M)로 관로 보수 장치(1)를 삽입하기 이전에 라이너(300) 중 충진재 배출구(220)에 대응되는 위치에 오프닝(330)을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 9 및 도 10은 관로 보수 장치(1)를 분리하는 단계를 도시한 도면이다.

상기 보강 공정 및/또는 충진 공정이 완료된 이후에 탄성 튜브(200)로부터 공급되었던 유체를 배출시키면 탄성 튜브(200)의 부피가 수축되고, 부피가 수축된 관로 보수 장치(1)는 다시 연결된 견인 차량에 의해 맨홀(M)을 통해 회수될 수 있다.

탄성 튜브(200)로 공급되었던 유체를 배출시키면 관로 보수 장치(1)의 직경을 축소시켜 경화된 라이너(300) 및/또는 충진재(F)로부터 관로 분리 장치를 분리할 수 있고, 따라서, 경화된 라이너(300) 및/또는 충진재(F)가 배관(10)에 고착된 상태로 유지되어 보수 부위(A)가 경화된 라이너(300) 및/또는 충진재(F)에 의해 보수될 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 사용되는 관로 보수 장치(1)의 상세한 구조에 대해 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치(1)의 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 장치(1)는 원통형의 본체 프레임(100)과, 본체 프레임(100)의 외면을 둘러싸는 탄성 튜브(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 탄성 튜브(200)의 외면에 라이너(300)가 랩핑된 구조가 도시된다. 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 장치(1)는 전술한 바와 같이 보수 부위(A)를 포함하는 배관(10)에 삽입되고, 관로 보수 장치(1) 외면에 형성된 라이너(300)가 경화되어 손상된 배관(10)의 보수 부위(A)를 보강하게 된다.

본체 프레임(100) 및 탄성 튜브(200)는 배관(10)의 일반적인 형상에 대응하여 원통 형상으로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며 삽입되는 배관(10)의 단면 형상에 따라 다른 형태로 형성될 수도 있다.

탄성 튜브(200)는 신축성을 가진 소재로서 고무, 실리콘 계통의 합성수지로 이루어질 수 있고, 외부와 탄성 튜브(200) 사이 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구(210)를 포함할 수 있다.

유체 출입구(210)는 탄성 튜브(200)의 길이방향 측면에 형성될 수도 있고, 탄성 튜브(200)가 본체 프레임(100)을 둘러싸는 내주면에 형성되어 유체 공급관이 본체 프레임(100) 내부로 연결될 수도 있다. 또한, 본체 프레임(100)의 길이 방향 측면에는 유체 공급관이 연결되기 위한 적어도 하나의 관통공(110)이 형성될 수 있다.

유체 출입구(210)를 통해 외부로부터 탄성 튜브(200)로 압력 공기가 공급될 수 있고 탄성 튜브(200)의 부피가 팽창 될 수 있다. 이 경우 원통형의 본체 프레임(100)은 상기 팽창된 탄성 튜브(200)가 보수 대상인 배관(10) 방향으로 팽창될 수 있도록 반대 방향에서 지지하는 역할을 수행한다. 반면, 공급되었던 공기가 탄성 튜브(200)로부터 외부로 배출되면서 탄성 튜브(200)의 부피는 다시 수축될 수 있다.

또한 본체 프레임(100)은 길이 방향 양단에는 탄성 튜브(200)가 이탈되지 않도록 차단하는 걸림부(140)가 형성될 수 있다. 걸림부(140)가 탄성 튜브(200)의 위치를 단속하고 지지하면서 보다 정밀한 시공이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

탄성 튜브(200)에는 보수 부위(A)로 충진재(F)를 배출시키기 위한 적어도 하나의 충진재 배출구(220)가 형성될 수 있다. 충진재(F)는 본체 프레임(100)의 길이 방향 측면에 형성되는 적어도 하나의 충진재(F) 투입구(120)로부터 충진재 공급관(400)을 통해 충진재 배출구(220)로 배출될 수 있다.

충진재(F) 투입구(120) 및 이에 대응되는 충진재 배출구(220)는 복수개가 형성될 수 있다. 예를 들어, 충진재(F) 투입구(120)는 본체 프레임(100)의 외주를 따라 균등한 배치각을 가지고 복수개가 형성될 수 있고, 이에 대응되는 충진재 배출구(220)는 탄성 튜브(200)의 외주를 따라 균등한 배치각을 가지고 복수개가 형성될 수 있다.

도 3은 90도의 배치각을 가지고 외주를 따라 각각 4개의 충진재(F) 투입구(120) 및 충진재 배출구(220)가 형성되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 충진재(F) 투입구(120) 및 충진재 배출구(220)의 위치나 개수는 조정될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치(1)의 내부 구조를 나타내는 길이 방향 절단면도이다.

도 12를 참조하면, 본체 프레임(100)은 충진재 배출구(220)에 대응되는 위치에 개방부(130)를 포함하고, 충진재 공급관(400)은 충진재(F) 투입구(120)로부터 개방부(130)를 통해 충진재 배출구(220)와 연결될 수 있다. 개방부(130)는 적어도 충진재 배출구(220)보다 크게 형성되고, 본체 프레임(100)이 탄성 튜브(200)의 팽창력을 지지할 수 있는 구성이라면 그 크기는 제한되지 않는다.

또한, 탄성 튜브(200)의 유체 출입구(210)가 탄성 튜브(200)의 내주면에 형성되는 경우, 본체 프레임(100)은 유체 출입구(210)에 대응되는 위치에 개방부(130)를 포함할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치(1)의 탄성 튜브(200)가 팽창된 상태에서 충진재 배출구(220)의 단면도를 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충진재 배출구(220)의 적어도 일부는 주름부(221)를 포함할 수 있다. 전술한대로, 외부와 탄성 튜브(200) 사이 유체가 공급 및 배출될 수 있고, 이에 대응하여 충진재 배출구(220)가 포함하는 주름부(221)의 길이가 가변되면서 탄성 튜브(200)의 부피가 팽창 및 수축될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 충진재 배출구(220)는 탄성 튜브(200)의 외측 방향으로 개방되고 충진재 공급관(400)의 노즐 커넥터(410)를 고정하는 단턱부(222)를 더 포함할 수 있다. 단턱부(222)는 노즐 커넥터(410)가 고정되기 위한 걸림턱 역할을 하고, 노즐 커넥터(410)에 충진재 공급관(400)이 연결되며, 충진재(F)가 노즐 커넥터(410)로부터 보수 부위(A) 방향으로 연결된 주입 노즐(420)을 통해 보수 부위(A)로 주입될 수 있다.

도 13을 참조하면, 주입 노즐(420)은 노즐 커넥터(410)의 내주면에 스크류 결합 방식에 의해 탈착될 수 있으며, 라이너(300)를 이용한 제1 공법인 보강 공법만 실시할 경우에는 노즐 커넥터(410)로부터 주입 노즐(420)을 분리시키고, 충진재(F)를 주입 및 경화시키는 제2 공법인 충진 공법을 실시할 필요가 있는 경우에는 노즐 커넥터(410)에 주입 노즐(420)을 결합시킬 수 있는 것이다. 주입 노즐(420)이 탄성 튜브(200)의 외주면으로부터 돌출되게 결합됨으로써 충진재(F)가 보수 부위(A)에 보다 효과적으로 주입 및 경화될 수 있다.

상기 단턱부(222)가 충진재 공급관(400)의 노즐 커넥터(410) 위치를 고정함에 따라, 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 노즐 커넥터(410), 주입 노즐(420) 및 충진재 공급관(400)도 보수 부위(A)에 밀착되도록 이동될 수 있다. 또한, 탄성 튜브(200)가 수축되는 경우 노즐 커넥터(410), 주입 노즐(420) 및 충진재 공급관(400)도 보수 위치의 경화된 충진재(F)로부터 멀어지며, 보수 작업 완료 후 최종적으로 관로 보수 장치(1)가 회수될 수 있다.

또한 단턱부(222)는 노즐 커넥터(410)의 위치를 고정하는 동시에, 주입 노즐(420)로부터 배출되는 충진재(F)가 충진재 배출구(220)로 유입되지 않도록 노즐 커넥터(410)와 충진재 배출구(220) 사이를 밀폐하는 기능도 수행한다.

도 14는 도 13의 단턱부(222)의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 14를 참조하면, 단턱부(222) 형상은 충진재 배출구(220)로부터 돌출되는 형상을 가질수도 있고, 탄성 튜브(200)와 노즐 커넥터(410) 사이 홈과 돌기 형태로 결합되며 고정될 수 있다. 이 경우, 노즐 커넥터(410)은 돌출된 단턱부(222) 형상에 대응되는 홈부(415)를 포함할 수 있고, 노즐 커넥터(410)와 충진재 배출구(220) 사이 밀폐성이 향상되는 구조를 가진다.

또한, 상기 돌출된 단턱부(222)는 탄성 튜브(200)로부터 연장되는 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 노즐 커넥터(410)의 홈부(415) 사이 조립성과 오염에 따른 교체가 용이하여 유지 보수성이 우수한 장점이 있다. 상기 닥턱부(222)와 노즐 커넥터(410)의 홈부(415)는 복수개로 형성될 수도 있고 T형 단면을 형성할 수도 있으며, 그 형상과 개수는 다양하게 적용될 수 있다.

한편, 도 13을 다시 참조하면 탄성 튜브(200)는 탄성 튜브(200) 외면에 복수의 돌출부(230)를 더 포함할 수 있다. 돌출부(230)에서는 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 보다 높은 압력이 형성되고 탄성 튜브(200)가 라이너(300)를 배관(10) 내부로 보다 밀착시킬 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

또한 충진재 배출구(220) 주변으로 형성된 복수의 돌출부(230)와 배관(10) 내부 사이에 형성된 밀폐 경로를 통해 충진재(F)가 주입될 수 있다. 한편 탄성 튜브(200) 외면에 라이너(300)가 랩핑된 경우, 도 13에 도시된 바와 같이 충진재 배출구(220)의 위치에 대응되는 위치에 오프닝(330)이 형성될 수 있고, 이 경우 탄성 튜브(200)가 팽창될 때 라이너(300)가 돌출부(230)에 의해 배관(10) 방향으로 가압되면서 충진재(F)가 주입될 수 있는 밀폐 경로가 보다 안정적으로 형성될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치(1)에서 탄성 튜브(200)의 충진재 배출구(220)와 돌출부(230)의 평면도이다.

도 15를 참조하면, 복수의 돌출부(230)는 충진재 배출구(220) 주변으로 원을 그리며 배치될 수 있으며, 제1 원주(C1) 상에 복수의 원형 돌출부(230)가 배치될 수도 있고, 이와 함께 제1 원주(C1)보다 큰 제2 원주(C2) 상에 띠 형상의 돌출부(230)가 이중으로 배치될 수도 있다. 돌출부(230)의 형상과 위치는 이에 제한되지 않고 보수 부위(A)의 크기와 형상에 따라 적절히 적용될 수 있도록 다양하게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 장치(1)는 이동성을 향상시키기 위한 바퀴 프레임(150)을 더 포함할 수 있다. 도 16은 바퀴 프레임(150)을 포함하는 관로 보수 장치(1)를 도시한 것이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수 방법에 이용되는 관로 보수 장치(1)의 바퀴 프레임(150)이 연결된 상태를 도시한 평면 구조도이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 본체 프레임(100)은 그 길이 방향 양 측면에 한 쌍의 바퀴 프레임(150)을 더 포함할 수 있다. 바퀴 프레임(150)은 배관(10)의 보수 위치까지 관로 보수 장치(1)의 이동성을 향상시키기 위한 복수의 바퀴를 포함할 수 있으며, 원통형의 본체 프레임(100) 형상에 대응하여 관로 보수 장치(1)를 방향과 무관하게 안정적으로 지지할 수 있도록 적어도 3개 이상의 바퀴를 포함함이 바람직하다.

또한 도 17의 평면 구조도를 참조하면, 바퀴 프레임(150)의 외주는 본체 프레임(100) 및 탄성 튜브(200)의 외주보다 외측으로 돌출되는 구조를 가질 수 있으며, 관로 보수 장치(1)가 배관(10)과 나란한 방향으로 정렬된 상태에서 이동되는 경우, 이동되는 과정에서 탄성 튜브(200)의 외면에 랩핑된 라이너(300)가 바닥면에 접촉 및 마찰되면서 손상되지 않도록 보호하는 기능을 한다. 또한, 바퀴 프레임(150)은 탄성 튜브(200)가 팽창되면서 라이너(300)가 배관(10) 내경에 균형있게 접착될 수 있도록 하는 지지대 역할을 수행할 수도 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 관로 보수 장치 10: 배관
100: 본체 프레임 110: 관통공
120: 충진재 투입구 130: 개방부
140: 걸림부 150: 바퀴 프레임
200: 탄성 튜브 210: 유체 출입구
220: 충진재 배출구 221: 주름부
222: 단턱부 230: 돌출부
300: 라이너 310: 부직포
320: 커버 330: 오프닝
400: 충진재 공급관 410: 노즐 커넥터
420: 주입 노즐 415: 홈부
A: 보수 부위 F: 충진재
M: 맨홀

Claims (11)

1. 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계;
   상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계;
   상기 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계; 및
   상기 관로 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 조절하는 단계;를 포함하되,
   제1 공법인 보강 공법을 시공하는 경우,
   상기 관로 보수 장치의 외면에 랩핑되어 상기 보수구간의 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계를 더 포함하고,
   제2 공법인 충진 공법을 시공하는 경우,
   상기 관로 보수 장치의 충진재 배출구가 상기 보수구간의 보수 부위에 밀착된 상태에서 주입된 충진재를 경화시키는 단계를 더 포함하며,
   상기 제1 공법 및/또는 상기 제2 공법이 실시될 수 있고,
   상기 제1 공법과 상기 제2 공법이 함께 실시될 경우, 상기 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에 상기 라이너 중 상기 충진재 배출구에 대응되는 위치에 오프닝을 형성하는 단계; 및
   상기 라이너를 경화시키는 단계 이후, 상기 관로 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너 및/또는 상기 충진재로부터 상기 관로 보수 장치를 분리하는 단계를 더 포함하며,
   상기 관로 보수 장치는,
   원통형 프레임을 둘러싸는 탄성 튜브를 포함하고,
   상기 라이너는 상기 탄성 튜브의 외면에 랩핑되며,
   상기 탄성 튜브는 보수 부위로 충진재를 배출시키기 위한 관통 경로가 형성되는 적어도 하나의 충진재 배출구를 포함하고,
   상기 충진재 배출구로 상기 충진재를 배출하는 충진재 공급관을 더 포함하되,
   상기 충진재 공급관이 상기 충진재 배출구를 관통하는 경로의 적어도 일부는 상기 탄성 튜브가 팽창 또는 수축됨에 따라 길이가 가변되는 주름부를 포함하고,
   상기 충진재 배출구의 관통 경로는 상기 충진재 공급관의 단부에 연결된 노즐 커넥터를 고정하는 단턱부를 더 포함하되,
   상기 노즐 커넥터는 상기 단턱부에 고정되는 T형 단면을 가지는 홈부가 형성되고,
   상기 충진재를 배출하기 위한 주입 노즐은 상기 노즐 커넥터의 내주면에 스크류 결합 방식에 의해 탈착되며,
   상기 탄성 튜브는 상기 오프닝이 형성된 라이너가 상기 오프닝 주변에서 배관과 더 밀착되도록 상기 충진재 배출구 주변으로 제1 원주 상에 원을 그리며 배치되는 복수의 돌출부를 더 포함하는, 관로 보수 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 라이너를 경화시키는 단계는,
   열경화성 수지가 함침된 부직포 및 상기 부직포를 감싸는 커버를 경화시키는 단계를 포함하는, 관로 보수 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 관로 보수 장치를 삽입하는 단계 이전에 상기 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함하고, 관로 보수 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 탄성 튜브는 외부와 상기 탄성 튜브 사이 유체를 공급 및 배출하기 위한 적어도 하나의 유체 출입구를 포함하는, 관로 보수 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 탄성 튜브가 팽창되면서 상기 돌출부와 상기 보수 부위를 가지는 배관 사이 상기 충진재가 주입될 수 있는 밀폐 경로가 형성되는, 관로 보수 방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 보수구간 내로 관로 보수 장치를 삽입하는 단계는,
    상기 관로 보수 장치가 그 길이 방향 양 측면에 포함하는 한 쌍의 바퀴 프레임을 이용하여 상기 보수구간으로 이동되는 단계를 포함하는, 관로 보수 방법.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 바퀴 프레임의 외주는 상기 관로 보수 장치의 외주보다 외측으로 돌출되는, 관로 보수 방법.

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