KR102014460B1 - 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법에 관한 것으로 특히, 가로방향 중심선상에 배치되는 파이프형 프레임과; 와셔 형상을 갖고 중앙 구멍에 상기 파이프형 프레임의 양단부가 각각 끼워지도록 결합된 상태에서 일체로 고정되는 한 쌍의 측면판과; 상기 측면판들의 외측에 경사지게 탄력적으로 설치되는 복수의 지지대 단부에 각각 설치되어 관로의 내면을 따라 구름 운동하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치가 관로에서 이동되게 하는 복수의 바퀴와; 상기 측면판들의 외면에 일단부가 착탈 가능하게 설치된 상태에서 지상에 설치되는 윈치 또는 권취기의 작동방향에 대응하여 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 내에서 어느 일방향으로 이동되게 하는 견인선과; 상기 파이프형 프레임과 측면판들을 감싸는 상태에서 양측 개구부가 측면판들의 외면에 고정되는 원통형 밀폐 튜브와; 일단부가 상기 측면판 중 일측 측면판에 형성된 공기 주입구에 결합된 상태를 갖고 지상에 설치되는 공기압 발생기로부터 발생된 압축 공기를 상기 원통형 밀폐 튜브 내부로 주입시켜 주는 공기 공급 호스와; 배출공기 검출 게이지와 진공 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 공기 흡입구에 결합된 형태를 갖고 함몰부 및 느슨 지반부 내 공기를 외부로 배출시켜 주는 공기 배출 호스와; 라이트를 구비하고 상기 두 측면판 중 일측 측면판에 설치되는 카메라와; 채움재 압력 게이지와 채움재 주입 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 채움재 주입구에 결합된 형태를 갖고 외부에서 공급되는 채움재를 함몰부 및 느슨 지반부 내로 공급시켜 주는 채움재 공급 호스;를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 관로의 진단 및 보수보강에 따른 안전성을 향상시킬 수 있고, 관로 주변 지반의 불필요한 융기 현상을 방지할 수 있으며, 관로 배면의 함몰부 진단 및 채움재 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단 및 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법{Diagnosis of the depression amount of the back of the pipeline and filler injection device and diagnosis of the backside depression of the pipeline using the same and filling method}

본 발명은 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 하수관로나 상수관로 및 수로 등을 포함한 관로의 이음부나 파손부 및 천공부의 지반 배면에서 발생된 함몰부나 느슨 지반부 등을 대상으로 관로 내부에서 하나의 장치를 이용하여 상기 함몰부나 느슨 지반부의 내부에 존재하는 불규칙한 형태의 기존 공기를 진공으로 변환시켜 내부 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 측정할 수 있음은 물론 이렇게 측정한 함몰량에 해당되는 채움재를 진공 상태에서 채울 수 있도록 하여, 관로 배면의 함몰부에 대한 진단 및 채움재 채움 속도를 증가시킬 수 있고, 또한 관로 보수에 따른 시공성 향상과 진단 및 채움에 따른 정확도를 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 관로 보수보강에 대한 품질 향상 및 진단 및 보수보강 과정에서 안전성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법에 관한 것이다.

일반적으로 관로 중에서 근래 유지관리 대상에 해당되는 1997년 이전에 매설된 수로를 포함한 하수관로의 이음부는 현장에서 양쪽 측면을 맞대기로 설치한 외면에 콘크리트 칼라관이 끼워져서 전반적으로 이음부가 벌어지거나 단차가 발생되고, 틈새가 수밀 구조가 아니라서 홍수시 하수관로 내에 하수가 꽉찬 상태로 흐르거나 하류의 하수가 잘 안 빠지고 상류로 역류되는 지역에는 특히, 상류와 하류 간의 고저차에 따른 수두 차이로 인하여 하수관로 이음부의 양쪽 측면을 맞대기로 설치한 외면과 콘크리트 칼라관의 틈새를 통해 수압이 작용하는 경우가 많아서 하수와 홍수의 합류수가 하수관로 이음부의 외면 되메움 지반을 세굴시키기도 하고 느슨한 상태로 유실되어 궁극적으로는 관로의 상부 지반이 함몰되는 결과를 초래하는 문제점이 있는 실정이다.

또한, 상수도관의 경우에도 시간이 경과함에 따라 녹슬고 노후화되어 천공이 발생된 상황하에서 수돗물에 가해지는 수압이 작용할 경우 수압이 가해진 수돗물이 천공부의 외면 되메움 지반을 세굴시키기도 하고, 느슨한 상태로 유실되어 궁극적으로는 상수도관의 상부 지반이 함몰되는 결과를 초래하는 문제점이 있는 실정이다.

한편, 종래 대한민국 등록특허공보 10-0568608호(2006년 03월 31일)에서는 밀폐된 수밀시험 구간에서 공기압 변화량을 측정한 후, 공기압 변화량과 누수량의 상관관계를 이용하여 누수량을 간편하게 구할 수 있는 "공기압을 이용한 하수관로의 수밀시험 장치 및 그 공법"이 제시되어 있다.

이때, 공기압을 이용한 하수관로의 수밀시험 장치는, 소정의 연결부재에 의하여 서로 연결되고, 원통 형상을 가진 한 쌍의 프레임; 각 프레임의 외부면에 원주 방향을 따라 설치되고, 압축공기의 유입에 의하여 하수관로의 내부면에 밀착되도록 팽창되는 패커; 각 프레임에 설치된 패커에 의하여 밀폐된 수밀시험 구간에 선택적으로 압축공기를 주입하는 공기 주입부; 수밀시험 구간의 공기압 변화량을 측정하는 압력 측정부재; 및 미리 입력된 공기압 변화량과 수밀시험 구간의 누수량의 상관 관계를 이용하여 누수량을 연산하는 연산부;로 구성되어 있다.

또, 공기압을 이용한 하수관로의 수밀시험 공법은, (a) 연결 부재에 의하여 서로 연결된 한 쌍의 프레임과, 상기 각 프레임의 외부면에 설치되고 압축공기의 유입에 의하여 하수관로의 내부면에 밀착되도록 팽창되는 패커를 구비하는 수밀시험 장치를 하수관로의 수밀시험 구간으로 이동시키는 단계; (b) 상기 패커에 압축공기를 주입하여 상기 패커가 하수관로 내부면에 밀착되도록 팽창시키는 단계; (c) 상기 패커의 팽창에 의하여 밀폐된 수밀시험 구간에 압축공기를 주입하는 단계; (d) 소정시간 동안에 상기 수밀시험 구간의 공기압 변화량을 측정하는 단계; (e) 상기 공기압 변화량을 이용하여 상기 수밀시험 구간의 누수량을 연산하는 단계;로 이루어져 있다.

그런데 이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 공기압을 이용한 하수관로의 수밀시험 장치 및 그 공법은, 누수량을 측정하기 위하여 공기압을 사용하도록 구성되어 있어서 하수관로 이음부의 함몰량을 측정하기 위한 것이 아님은 물론, 기존 하수관로 이음부의 함몰부 내에도 공기가 차 있는 상태이므로 기본적으로 공기압이 차 있는 상태(약 1kg/㎠에 해당되어 10m 정도의 수두차의 압력에 해당됨)에서 추가적으로 동일한 종류의 공기압을 압력만을 더 추가하여 작용시켜도 공기압의 작용 효율이 저하되어 시공성이 저하될 뿐만 아니라, 공기압 변화량의 진단 정확도가 낮아지는 문제점이 있다.

또한, 종래 대한민국 등록특허공보 10-1735617호(2017년 05월 08일)에서 제시하고 있는 하수관 보수용 지수보수제 및 그에 의한 하수관의 보수 방법에서는, 카메라 로봇을 이용하여 지중 매설관 등의 손상 부분을 정확하게 검사한 후에 이 손상된 부분에 팩커를 이동시킨 후에 팩커를 팽창시켜 일시적으로 지수시키고, 팩커의 노즐을 통해 액상 또는 겔상의 차수제를 그 손상부분에 주입시키는 방법을 통해 하수관의 손상 부분을 보수하고 있다.

즉, 상기 하수관 보수용 지수보수제 및 그에 의한 하수관의 보수 방법에서 제시하고 있는 보수시스템은 팩커의 압축노즐을 매설관의 손상 부분으로 정확하지 이동시키지 못하고, 이로 인해 지중 매설관의 손상 부분에 대한 보수작업이 견고하고 정밀하게 이루어지지 못하는 단점을 개선시키기 위하여 팩커를 매설관 내의 손상 부분에 정확하게 이동시킨 후에 팩커를 이용하여 그 보수작업을 수행함으로써 매설관의 손상 부분을 보다 견고하고 정밀하게 보수할 수 있도록 구성되어 있다.

그런데 상기에서 제시하고 있는 대부분의 보수 공법들은, 공히 기존 하수관로 이음부의 함몰부 내에도 공기가 차 있는 상태이므로 기본적으로 공기압이 차 있는 상태(약 1kg/㎠에 해당되어 10m 정도의 수두차의 압력에 해당됨)에서 추가적으로 동일한 종류의 공기압을 압력만을 더 추가하여 작용시켜도 공기압의 작용 효율이 저하되어 시공성이 저하될 뿐만 아니라 공기압 변화량의 진단 정확도가 낮아지는 문제점이 있다.

다시 말해 종래에는 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 측정하는 과정에서 절대압력의 관점에서 보면 기존 공기로 인하여 함몰부 내에는 약 1kg/㎠의 압력(고저차 10m에 상당하는 수두차의 압력에 해당됨)이 작용되고 있어서, 약 1kg/㎠의 압력 외에 공기압을 이용한 함몰량 진단을 위하여 그 이상의 압력을 추가적으로 작용시켜야 되므로 관로 주변 지반의 불필요한 융기 현상을 초래할 수도 있고, 관로의 주변 지반 내에 매설된 가스관이나 통신관 또는 전력관이나 상수도관 등에 안전성을 저하시킬 수 있는 등의 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-0568608호(2006년 03월 31일) 대한민국 등록특허공보 10-1735617호(2017년 05월 08일)

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 관로의 이음부나 파손부 및 천공부의 지반 배면에서 발생된 함몰부나 느슨 지반부를 대상으로 관로 내부에서 상기 함몰부나 느슨 지반부의 내부에 존재하는 불규칙한 형태의 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시켜 주는 방식을 통해, 약 1kg/㎠의 압력이 작용되는 기존 공기를 0kg/㎠으로 전혀 압력이 작용되지 않도록 함으로써 상대적으로 안전성을 향상시킬 수 있고, 상기 함몰량에 상당하는 채움재를 채우는 과정에서 약 1kg/㎠의 압력을 적게 작용시켜도 되므로 관로 주변 지반의 불필요한 융기 현상을 방지할 수도 있으며, 또한 관로의 주변 지반 내에 매설된 가스관이나 통신관 또는 전력관이나 상수도관 등에 안전성을 향상시킴으로써 각각 진단 및 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단 및 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있고, 진단 및 보수보강 과정에서 안전성을 향상시킬 수 있는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 관로 이음부의 함몰부가 인접 관로의 이음부나 외부와 연통되어 있는 경우에는 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시키면서 기존 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 진단하는 과정에서 진공으로 변환이 불가능할 경우에는 색소 혼입 공기를 주입한 다음, 함몰부나 느슨 지반부의 내부에 잔존하는 색소 혼입 공기를 배출시켜 색소 혼입 공기의 체적을 진단하면서 진공으로 변환시킴으로써 진단속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단의 정확도 향상을 통한 측정 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 관로 이음부의 함몰부가 인접 관로의 이음부나 외부와 연통되어 있는 경우에는 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시키면서 기존 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 진단하는 과정에서 진공으로 변환이 불가능할 경우에는 색소 혼입 공기를 주입한 다음 함몰부나 느슨지반부의 내부에 잔존하는 색소 혼입 공기를 배출시켜 이에 해당되는 함몰량을 진단하면서 진공으로 변환시킨 후 상기 함몰량에 해당되는 채움재를 채움으로써 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치는, 가로방향 중심선상에 배치되는 파이프형 프레임과; 보수대상 관로의 내경보다 작은 지름을 갖는 와셔 형상을 갖고 중앙 구멍에 상기 파이프형 프레임의 양단부가 각각 끼워지도록 결합된 상태에서 일체로 고정되는 한 쌍의 측면판과; 상기 측면판들의 외측에 정해진 각도로 경사지게 탄력적으로 설치되는 복수의 지지대 단부에 각각 설치되어 관로의 내면을 따라 구름 운동하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치가 관로에서 이동되게 하는 복수의 바퀴와; 상기 측면판들의 외면에 일단부가 착탈 가능하게 설치된 상태에서 지상에 설치되는 윈치 또는 권취기의 작동방향에 대응하여 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 내에서 어느 일방향으로 이동되게 하는 견인선과; 상기 파이프형 프레임과 측면판들을 감싸는 상태에서 양측 개구부가 측면판들의 외면에 고정되는 원통형 밀폐 튜브와; 일단부가 상기 측면판 중 일측 측면판에 형성된 공기 주입구에 결합된 상태를 갖고 지상에 설치되는 공기압 발생기로부터 발생된 압축 공기를 상기 원통형 밀폐 튜브 내부로 주입시켜 주는 공기 공급 호스와; 배출공기 검출 게이지와 진공 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 공기 흡입구에 결합된 형태를 갖고 함몰부 및 느슨 지반부 내 공기를 외부로 배출시켜 주는 공기 배출 호스와; 라이트를 구비하고 상기 두 측면판 중 일측 측면판에 설치되는 카메라와; 채움재 압력 게이지와 채움재 주입 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 채움재 주입구에 결합된 형태를 갖고 외부에서 공급되는 채움재를 함몰부 및 느슨 지반부 내로 공급시켜 주는 채움재 공급 호스;를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 더 형성한 색소 혼입 공기 주입 및 배출구에는 상기 두 측면판 중 일측 측면판을 관통하여 원통형 밀폐 튜브 내부로 유입시킨 색소 혼입 공기 호스를 연결하고, 측면판의 외측으로 노출된 상기 색소 혼입 공기 호스에는 관로 배면의 함몰부 및 느슨 지반부 내로 색소 혼입 공기를 주입 또는 그 내부로부터 배출시켜 주는 색소 혼입 공기 펌프를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 색소 혼입 공기 호스 상에 라이트가 부착된 카메라에서 색소 혼입 공기 호스를 통해 공급 및 배출되고 있는 색소 주입 공기의 색소 변화상태를 촬영하여 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 투명 확인부를 더 설치한 것을 특징으로 한다

또, 상기 색소 혼입 공기 호스 상에는 색소 혼입 공기 배출량 게이지를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법은, 지상의 제어반에서 카메라를 이용하여 관로 내부를 확인하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 윈치 또는 권취기를 이용하여 보수 대상 관로 내의 함몰부 중심 위치까지 이동 설치하는 단계와; 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브 외면이 관로 내면에 밀착되도록 공기 공급 호스에 연결되어 있는 공기압 발생기를 작동시켜 원통형 밀폐 튜브 내부로 압축 공기를 주입시키는 단계와; 공기 배출 호스에 연결되어 있는 진공 펌프를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부를 진공상태로 변환시키면서 배출공기 검출 게이지에서 검출되는 배출 공기량을 통해 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계와; 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내를 진공 상태로 유지시키면서 채움재 압력 게이지를 보며 채움재 공급 호스에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프를 작동시켜 함몰부 내로 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재를 주입시켜 주는 단계와; 공기 공급 호스를 통해 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브 내 공기를 배출/제거시키는 단계와; 윈치 또는 권취기를 이용하여 보수 대상 관로 내부로부터 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 외부로 철수시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기에서 진공 펌프를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부를 진공상태로 변환시키면서 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계에서 함몰부가 진공상태로 변환되지 않으면,

진공 펌프의 작동을 정지시키고, 색소 혼입 공기 호스에 연결되어 있는 색소 혼입 공기 펌프를 주입방향으로 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내로 색소 혼입 공기를 가득 주입시키는 단계와; 이어서 색소 혼입 공기 펌프를 배출방향으로 작동시켜 함몰부 내에 잔존하는 색소 혼입 공기를 색소 혼입 공기 호스를 통해 외부로 배출시키며 색소 혼입 공기 배출량 게이지에서 검출되는 색소 혼입 공기 배출량을 통해 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계;를 실시한 후, 채움재 압력 게이지를 보며 채움재 공급 호스에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프를 작동시켜 함몰부 내로 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재를 주입시켜 주는 단계를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 관로 배면의 느슨 지반부 및 함몰부 내의 색소 혼입 공기 배출상태는 색소 혼입 공기 호스 상에 설치되어 있는 투명 확인부를 통과하는 색소 혼입 공기의 색상 변화를 라이트가 부착된 카메라를 통해 촬상하여 확인하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법에 의하면, 첫째 관로의 이음부나 파손부 및 천공부의 지반 배면에서 발생된 함몰부나 느슨 지반부를 대상으로 관로 내부에서 상기 함몰부나 느슨 지반부의 내부에 존재하는 불규칙한 형태의 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시켜 줌으로써 약 1kg/㎠의 압력이 작용되는 기존 공기를 0kg/㎠으로 전혀 압력이 작용되지 않도록 함으로써 상대적으로 안전성을 향상시킬 수 있고, 상기 함몰량에 상당하는 채움재를 채우는 과정에서 약 1kg/㎠의 압력을 적게 작용시켜도 되므로 관로 주변 지반의 불필요한 융기 현상을 방지할 수도 있으며, 또한 관로의 주변 지반 내에 매설된 가스관이나 통신관 또는 전력관이나 상수도관 등에 안전성을 향상시킴으로써 각각 진단 및 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단 및 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있고, 진단 및 보수보강 과정에서 안전성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 관로 이음부의 함몰부가 인접 관로의 이음부나 외부와 연통되어 있는 경우에는 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시키면서 기존 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 진단하는 과정에서 진공으로 변환이 불가능할 경우에는 색소 혼입 공기를 주입한 다음, 함몰부나 느슨 지반부의 내부에 잔존하는 색소 혼입 공기를 배출시켜 색소 혼입 공기의 체적을 진단하면서 진공으로 변환시킴으로써 진단속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단의 정확도 향상을 통한 측정 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

셋째, 관로 이음부의 함몰부가 인접 관로의 이음부나 외부와 연통되어 있는 경우에는 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시키면서 기존 공기의 체적에 해당되는 함몰량을 진단하는 과정에서 진공으로 변환이 불가능할 경우에는 색소 혼입 공기를 주입한 다음 함몰부나 느슨지반부의 내부에 잔존하는 색소 혼입 공기를 배출시켜 이에 해당되는 함몰량을 진단하면서 진공으로 변환시킨 후 상기 함몰량에 해당되는 채움재를 채움으로써 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 일부 사시도.
도 2는 본 발명 장치를 관로 내에 초기 설치한 상태(원통형 밀폐 튜브 내에 공기를 주입하기 전 상태)를 보인 단면도.
도 3은 도 2 중 일부 확대 단면도.
도 4는 본 발명 장치를 관로 내에 설치하고, 원통형 밀폐 튜브 내에 공기를 주입한 다음 관로 배면의 함몰부에 대한 함몰량을 진단하고 채움재를 주입하는 상태를 보인 단면도.
도 5는 도 4 중 일부 확대 단면도.
도 6은 본 발명 방법을 설명하기 위한 공정도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예 및 그에 따른 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이며, 또한 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명 장치의 일부 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치를 관로 내에 초기 설치한 상태(원통형 밀폐 튜브 내에 공기를 주입하기 전 상태)를 보인 단면도를 나타낸 것이며, 도 3은 도 2 중 일부 확대 단면도를 나타낸 것이다.

또, 도 4는 본 발명 장치를 관로 내에 설치하고, 원통형 밀폐 튜브 내에 공기를 주입한 다음 관로 배면의 함몰부에 대한 함몰량을 진단하고 채움재를 주입하는 상태를 보인 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4 중 일부 확대 단면도를 나타낸 것이다.

또한, 도 6은 본 발명 방법을 설명하기 위한 공정도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명의 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치는,

가로방향 중심선상에 배치되는 파이프형 프레임(21)과;

보수대상 관로(10)의 내경보다 작은 지름을 갖는 와셔 형상을 갖고 중앙 구멍에 상기 파이프형 프레임(21)의 양단부가 각각 끼워지도록 결합된 상태에서 일체로 고정되는 한 쌍의 측면판(22)과;

상기 측면판(22)들의 외측에 정해진 각도로 경사지게 탄력적으로 설치되는 복수의 지지대(23) 단부에 각각 설치되어 윈치 또는 권취기(25) 등의 작동시 관로(10)의 내면을 따라 구름 운동하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 자체가 관로(10)에서 이동되게 하는 복수의 바퀴(24)와;

상기 측면판(22)들의 외면에 일단부가 착탈 가능하게 설치된 상태에서 지상에 설치되는 윈치 또는 권취기(25)의 작동방향에 대응하여 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로(10) 내에서 어느 일방향으로 이동되게 하는 견인선(26)과;

상기 파이프형 프레임(21)과 측면판(22)들을 감싸는 상태에서 양측 개구부가 측면판(22)들의 외면에 고정되는 원통형 밀폐 튜브(27)와;

일단부가 상기 측면판(22) 중 일측 측면판에 형성된 공기 주입구(221)에 결합된 상태를 갖고 지상에 설치되는 공기압 발생기(28)로부터 발생된 압축 공기를 상기 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 주입시켜 주는 공기 공급 호스(29)와;

배출공기 검출 게이지(30)와 진공 펌프(31)를 구비하고 일부가 일측 측면판(22)을 통과하여 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 공기 흡입구(271)에 결합된 형태를 갖고, 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내 공기를 외부로 배출시켜 주는 공기 배출 호스(32)와;

라이트(33)를 구비하고 상기 두 측면판(22) 중 일측 측면판(22)에 설치되는 카메라(34)와;

채움재 압력 게이지(35)와 채움재 주입 펌프(36)를 구비하고 일부가 일측 측면판(22)을 통과하여 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 채움재 주입구(272)에 결합된 형태를 갖고, 외부에서 공급되는 채움재(60)를 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내로 공급시켜 주는 채움재 공급 호스(37);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 더 형성한 색소 혼입 공기 주입 및 배출구(273)에는 상기 두 측면판(22) 중 일측 측면판을 관통하여 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 유입시킨 색소 혼입 공기 호스(38)를 연결하고, 측면판(22)의 외측으로 노출된 상기 색소 혼입 공기 호스(38)에는 관로 배면의 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내로 색소 혼입 공기를 주입 또는 그 내부로부터 배출시켜 주는 색소 혼입 공기 펌프(39)를 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 색소 혼입 공기 호스(38) 상에 라이트(33)가 부착된 카메라(34)에서 색소 혼입 공기 호스(38)를 통해 공급 및 배출되고 있는 색소 주입 공기의 색소 변화상태를 촬영하여 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 투명 확인부(41)를 더 설치한 것을 특징으로 한다

또, 상기 색소 혼입 공기 호스(38) 상에는 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법은,

지상의 이동 차량 등에 설치되어 있는 제어반(50)에서 함몰량 진단겸 채움재 주입장치에 구비되어 있는 카메라(34)를 이용하여 관로(10) 내부를 확인하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 윈치 또는 권취기(25)를 이용하여 보수 대상 관로 내의 함몰부(11) 중심 위치까지 이동 설치하는 단계와;

함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브(27) 외면이 관로(10) 내면에 밀착되도록 공기 공급 호스(29)에 연결되어 있는 공기압 발생기(28)를 작동시켜 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 압축 공기를 주입시키는 단계와;

공기 배출 호스(32)에 연결되어 있는 진공 펌프(31)를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부를 진공상태로 변환시키면서, 배출공기 검출 게이지(30)에서 검출되는 배출 공기량을 통해 함몰부(11)의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반(50)에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계와;

관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내를 진공 상태로 유지시키면서 채움재 압력 게이지(35)를 보며 채움재 공급 호스(37)에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프(36)를 작동시켜 함몰부(11) 내로 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재(60)를 주입시켜 주는 단계와;

공기 공급 호스(29)를 통해 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브(27) 내 공기를 배출/제거시키는 단계와;

윈치 또는 권취기(25)를 이용하여 보수 대상 관로(10) 내부로부터 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 외부로 빼내어 철수시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 상기에서 진공 펌프(31)를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부(11)를 진공상태로 변환시키면서 함몰부(11)의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반(50)에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계에서 함몰부(11)가 진공상태로 변환되지 않으면,

진공 펌프(31)의 작동을 정지시키고, 색소 혼입 공기 호스(38)에 연결되어 있는 색소 혼입 공기 펌프(39)를 주입방향으로 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내로 색소 혼입 공기를 가득 주입시키는 단계와;

이어서 색소 혼입 공기 펌프(39)를 배출방향으로 작동시켜 함몰부(11) 내에 잔존하는 색소 혼입 공기를 색소 혼입 공기 호스(38)를 통해 외부로 배출시키며 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)에서 검출되는 색소 혼입 공기 배출량을 통해 함몰부(11)의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반(50)에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계;를 실시한 후,

채움재 압력 게이지(35)를 보며 채움재 공급 호스(37)에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프(36)를 작동시켜 함몰부(11) 내로 이전에 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 통해 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재를 주입시켜 주는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 관로 배면의 느슨 지반부(12) 및 함몰부(11) 내 색소 혼입 공기 배출상태는,

색소 혼입 공기 호스(38) 상에 설치되어 있는 투명 확인부(41)를 통과하는 색소 혼입 공기의 색상 변화를 라이트(33)가 부착된 카메라(34)를 통해 촬상하여 제어반(50)에 제공하는 영상확인을 통해 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명의 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 및 이를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법에 대한 작용효과를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 크게 파이프형 프레임(21)과 한 쌍의 측면판(22), 복수의 바퀴(24), 윈치 또는 권취기(25)에 연결된 견인선(26), 원통형 밀폐 튜브(27), 공기압 발생기(28)와 연결된 공기 공급 호스(29), 배출공기 검출 게이지(30)와 진공 펌프(31)를 구비한 공기 배출 호스(32), 라이트(33)를 구비한 카메라(34) 및, 채움재 압력 게이지(35)와 채움재 주입 펌프(36)를 구비한 채움재 공급 호스(37)를 구비하고 관로(10) 배면에 형성되는 함몰부(11)의 함물량을 진단할 수 있도록 함은 물론 진단된 함몰부(11)에 채움재(60)를 주입시킬 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 파이프형 프레임(21)은 비교적 휨 강도가 강한 금속 파이프를 정해진 길이로 절단하여 형성한 것으로, 본 발명이 적용된 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 가로방향 중심선상에 배치되어 뼈대 기능을 수행한다.

또, 상기 한 쌍의 측면판(22)은, 철판 등을 이용하여 보수대상 관로(10)의 내경보다 작은 지름을 갖는 와셔 형상을 갖는 것으로, 이와 같은 측면판(22)들은 중앙에 천공시킨 구멍에 상기 파이프형 프레임(21)의 양단부가 각각 끼워진 상태에서 용접 등을 이용하여 상기 파이프형 프레임(21) 상에 일체로 결합된 형태를 갖는다.

또한, 상기 복수의 바퀴(24)는 상기 측면판(22)들의 외측에서 정해진 간격을 두고 정해진 경사각을 갖게 탄력적으로 설치되는 복수의 지지대(23) 단부에 각각 회동 가능하게 결합된 형태를 갖고, 관로(10)의 내면에 탄력적으로 밀착된 상태에서 윈치 또는 권취기(25) 등의 작동시 관로(10)의 내면을 따라 구름 운동하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 자체가 관로(10) 내에서 원활히 이동될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

또, 상기 견인선(26)은 지상에 설치되는 윈치 또는 권취기(25)에 귄취된 형태를 갖고 맨홀 등을 통해 관로(10) 내로 유입된 다음 자유단부가 상기 측면판(22)들의 외면에 착탈 가능하게 설치된 상태를 갖고, 상기 윈치 또는 권취기(25)의 작동방향에 대응하여 감기거나 풀리면서 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로(10) 내에서 어느 일방향으로 이동시켜 주는데 필요한 동력을 함몰량 진단겸 채움재 주입장치에 전달시켜 주는 기능을 수행한다.

또한, 상기 원통형 밀폐 튜브(27)는 신축성이 좋은 고무나 실리콘 등을 이용하여 원통형으로 성형시킨 것으로, 상기 파이프형 프레임(21)과 측면판(22)들을 감싸는 상태에서 양측 개구부가 측면판(22)들의 외면에 고정된 형태를 갖고, 외부에서 공기 공급 호스(29)를 통해 공기가 강한 압력으로 유입될 경우 팽창되며 외면이 관로(10) 내면에 밀착되는 방식을 통해 관로(10) 배면에 형성된 함몰부(11) 등이 밀폐되게 하는 기능을 수행한다.

또, 상기 공기 공급 호스(29)는 플렉시블한 호스로써 일단부가 상기 측면판(22) 중 일측 측면판에 형성된 공기 주입구(221)에 결합된 상태를 갖고, 지상에 설치되는 공기압 발생기(28)로부터 발생된 압축 공기를 상기 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 주입시켜 상기 원통형 밀폐 튜브(27)가 팽창되도록 하거나 또는 상기 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 주입된 공기를 외부로 배출시켜 상기 원통형 밀폐 튜브(27)가 수축되게 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 공기 배출 호스(32)는 배출공기 검출 게이지(30)와 진공 펌프(31)를 구비한 플렉시블한 호스로써, 일부가 일측 측면판(22)을 통과하여 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 공기 흡입구(271)에 결합된 형태를 갖고, 진공 펌프(31)의 작동시 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내에 존재하는 기존의 공기를 외부로 배출시켜 상기한 원통형 밀폐 튜브(27)의 팽창에 의해 입구측이 밀폐된 상태를 갖는 함몰부(11)의 내부 공간이 진공상태를 유지하도록 하는 기능을 수행한다.

또, 상기 카메라(34)는 관로(10) 내부를 밝게 할 수 있는 라이트(33)를 구비하고 상기 두 측면판(22) 중 일측 측면판(22)에 설치된 상태에서 본 발명이 적용된 함몰량 진단겸 채움재 주입장치가 관로(10)에서 이동시 관로의 상태를 촬영하게 지상의 제어반(50)으로 전달하게 됨은 물론 후술하는 색소 혼입 공기의 공급 및 배출시 투명 확인부(41)을 통해 색소 혼입 공기의 컬러 변화상태를 촬영하여 제어반(50)으로 전달하는 등의 기능을 수행한다.

여기서, 외부로부터 공급되는 전원과의 연결선 등은 통상적인 것으로서 별도의 도시는 생략하였다.

또한, 상기 채움재 공급 호스(37)는 채움재 압력 게이지(35)와 채움재 주입 펌프(36)를 구비한 지름이 비교적 큰 플렉시블한 호스로써, 일부는 일측 측면판(22)을 통과하여 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 형성시킨 채움재 주입구(272)에 결합된 형태를 갖고, 외부에서 공급되는 채움재(60)를 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내로 공급시켜 주는 기능을 수행한다.

한편, 상기 배출공기 검출 게이지(30)와 진공 펌프(31)를 구비한 상기 공기 배출 호스(32)를 통해 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내에 존재하는 기존의 공기를 외부로 배출시켰음에도 불구하고 관로(10) 이음부의 함몰부(11)가 인접 관로(10)의 이음부와 연통되거나 또는 외부의 두더지 굴이나 쥐 굴 등과 연통된 상태에 있어 진공 상태가 되지 않을 경우가 있다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 상태 발생을 감안하여, 본 발명이 적용된 함몰량 진단겸 채움재 주입장치에 색소 혼입 공기 펌프(39) 및 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 구비한 색소 혼입 공기 호스(38)를 더 설치하여, 만약 상기와 같이 함몰부(11) 내의 공기를 외부로 배출시킴에도 불구하고 진공 상태가 형성되지 않을 경우에는 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내에 색소 혼입 공기를 주입시킨 다음 색소 혼입 공기를 다시 외부로 배출시키는 과정에서 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 통해 검출되는 색소 혼입 공기의 배출량을 통해 함몰부(11)의 체적을 정확히 진단 및 측정하고, 추후 채움재(60)의 주입량을 정확히 결정할 수 있도록 하였다.

즉, 상기 원통형 밀폐 튜브(27)의 중앙부에서 외측을 향해 색소 혼입 공기 주입 및 배출구(273)를 더 형성시키고, 상기 색소 혼입 공기 주입 및 배출구(273) 상에는 상기 두 측면판(22) 중 일측 측면판(22)을 관통하여 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 유입시킨 색소 혼입 공기 호스(38)를 연결함은 물론 측면판(22)의 외측으로 노출된 상기 색소 혼입 공기 호스(38)에는 관로 배면의 함몰부(11) 및 느슨 지반부(12) 내로 색소 혼입 공기를 주입 또는 그 내부로부터 배출시켜 주는 색소 혼입 공기 펌프(39)를 더 설치하였다.

또한, 상기 색소 혼입 공기 호스(38) 상에는 투명 확인부(41)를 더 설치하여, 색소 혼입 공기 호스(38)를 통해 공급 및 배출되고 있는 색소 주입 공기의 색소 변화상태를 라이트(33)가 부착된 카메라(34)를 통해 촬영하여 제어반(50)에 있는 작업자가 시각적으로 함몰부(11)에 주입시킨 색소 혼입 공기가 다 빠져나왔는지를 확인할 수 있도록 함은 물론, 상기 색소 혼입 공기 호스(38) 상에는 색소 혼입 공기를 외부로 배출할 때 그 량을 검출하여 함몰부(11)의 체적을 진단 및 측정할 수 있는 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 더 설치하여 줌으로써 함몰부(11)의 체적을 정확히 진단 및 측정하고, 채움재(60)의 주입량을 정확히 결정할 수 있다.

이때, 일측 측면판(22)을 관통하도록 설치되는 상기 공기 배출 호스(32) 및 채움재 공급 호스(37)를 포함하여 상기 색소 혼입 공기 호스(38)의 외면과 측면판(22)의 호스 통과공(도면 부호 기입 생략함) 사이의 틈새에는 기밀용 패킹을 설치하거나 접착제 또는 실리콘 등을 투입시켜 호스들과 호스 통과공 사이의 틈새에서 기밀이 유지되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기 배출 호스(32) 상에 설치 또는 연결되는 배출공기 검출 게이지(30)와 진공 펌프(31)는 물론 상기 채움재 공급 호스(37) 상에 설치 또는 연결되는 채움재 압력 게이지(35)와 채움재 주입 펌프(36)를 포함하여, 상기 색소 혼입 공기 호스(38) 상에 설치 또는 연결되는 색소 혼입 공기 펌프(39) 및 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)는 관로 내측에 유입된 각각의 호스에 설치할 수도 있고, 지상으로 노출된 각각의 호스 상에 연결시켜 설치할 수도 있다.

한편, 본 발명의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법은 도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 기초 작업으로 맨홀 등을 통해 상기한 구성을 갖는 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 보수 대상 관로 내에 투입시키고, 상기 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 두 측면판(22)에 지상의 윈치 또는 권취기(25)에 권취되어 있는 견인선(26)의 자유단부를 연결시킴은 물론 카메라(34)를 작동시킨다.

이후, 작업자가 지상의 이동 차량 등에 설치되어 있는 제어반(50)에서 함몰량 진단겸 채움재 주입장치에 구비되어 있는 카메라(34)에서 촬영되는 영상 확인을 통해 관로(10) 내부의 상태를 확인하며, 윈치 또는 권취기(25)를 작동시켜 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 중심부(즉, 상기 공기 배출 호스(32) 및 채움재 공급 호스(37)를 포함하여 색소 혼입 공기 호스(38)가 설치된 부위)가 도 2 및 도 3과 같이 보수 대상 관로 내의 함몰부(11) 중심에 위치될 때까지 이동시켜 준다.

이어서, 공기 공급 호스(29)에 연결되어 있는 공기압 발생기(28)를 작동시켜 원통형 밀폐 튜브(27) 내부로 압축 공기를 주입시킨 방식을 통해, 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브(27) 외면이 도 4 및 도 5와 같이 관로(10) 내면에 밀착되며 함몰부(11)의 입구를 원통형 밀폐 튜브(27)가 밀폐시켜 주도록 한다.

이후, 공기 배출 호스(32)에 연결되어 있는 진공 펌프(31)를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내에 존재하는 기존 공기를 흡입시켜 외부로 배출시키는 방식을 통해, 함몰부(11) 내 공간부를 진공상태로 변환시키면서 배출공기 검출 게이지(30)를 통해 배출 공기량을 검출하고, 이를 이용하여 함몰부(11) 내의 함몰량(즉, 함몰부 내의 체적)을 진단 및 측정한다.

이때, 관로 배면의 함몰부(11) 내에 잔존하는 기존 공기를 빼내어 진공으로 변환시켜 주게 되면, 약 1kg/㎠의 압력이 작용되는 기존 공기를 0kg/㎠으로 전혀 압력이 작용하지 않으므로 상대적으로 안전성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 진단속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단의 정확도 향상을 통한 측정 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

이어서, 상기와 같이 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내를 진공 상태로 유지시키면서, 채움재 공급 호스(37)에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프(36)를 작동시켜 함몰부(11) 내로 상기 채움재 공급 호스(37)를 통해 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 시멘트 모르타르 등과 같은 유기 및 무기계의 채움재(60)를 도 5와 같이 주입시켜 주게 된다.

이때, 상기 채움재 공급 호스(37)를 통해 함몰부(11) 내에 주입시키는 채움재(60)의 주입량은, 상기 채움재 공급 호스(37)에 구비되어 있는 채움재 압력 게이지(35)를 통해 확인하면 되며, 이와 같이 채움재(60)의 주입량을 채움재 압력 게이지(35)를 통해 확인할 수 있으므로 함몰부(11)의 체적에 대응하여 정확한 량의 채움재를 함몰부(11) 내로 주입 및 충진시킬 수 있다.

여기서, 상기 함몰부(11)의 함몰량에 상당하는 채움재(60)를 채우는 과정에서, 약 1kg/㎠의 압력을 적게 작용시켜도 되며, 이와 같이 압력을 적게 작용시켜 주면 관로 주변 지반의 불필요한 융기 현상을 방지할 수 있다.

또한, 관로(10)의 주변 지반 내에 매설된 가스관이나 통신관 또는 전력관이나 상수도관 등에 안전성을 향상시킬 수 있으므로 각각 진단 및 채움속도 증가를 통한 시공성 향상과 진단 및 채움의 정확도 향상을 통한 진단 및 보수보강 품질을 대폭 향상시킬 수 있고, 진단 및 보수보강 과정에서 안전성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 관로 배면에 형성되어 있는 함몰부(11) 내에 채움재(60)를 원하는 량만큼 정확히 주입시킨 후에는, 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브(27) 내에 충진시켜 놓은 공기를 공기 공급 호스(29)를 통해 배출하여 제거시켜 원통형 밀폐 튜브(27)를 수축시킨다.

이후, 윈치 또는 권취기(25)를 이용하여 보수 대상 관로(10) 내부로부터 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로(10)의 외부로 빼내어 철수하면 해당 관로에 대한 보수가 완료된다.

물론, 해당 관로(10) 내에 함몰부(11)가 많이 발생된 경우에는, 어느 한 함몰부(11)에 대한 함몰량 진단 및 측정과, 측정된 함몰량에 따른 채움재의 주입 및 원통형 밀폐 튜브(27) 내에 공기를 외부로 배출시킨 다음, 함몰량 진단겸 채움재 주입장치 자체를 다시 또 다른 함몰부(11) 발생부위로 이동시켜 상기한 단계를 반복 수행하면 된다.

한편, 상기 단계들 중 진공 펌프(31)를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부(11)를 진공상태로 변환시키면서 함몰부(11)의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반(50)에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계에서 아무리 공기를 빼내더라도 함몰부(11)가 진공상태로 변환되지 않아 함몰부(11)의 함몰량을 진단 및 측정할 수 없는 생태이면, 관로(10) 이음부의 함몰부(11)가 인접 관로(10)의 이음부와 연통되었거나, 또는 외부의 두더지 굴이나 쥐 굴 등과 연통된 상태에 있어 함몰부(11)에서 진공이 이루어지지 않는 경우로 판단하고 진공 펌프(31)의 작동을 정지시킨다.

이어서, 색소 혼입 공기 호스(38)에 연결되어 있는 색소 혼입 공기 펌프(39)를 주입방향으로 작동시켜, 현재 진공상태가 이루어지지 않고 있는 관로(10 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내로 색소가 혼입된 상태를 갖는 공기를 가득 주입시켜 준다.

이와 같은 과정을 통해 관로 배면의 느슨 지반부(12)를 포함한 함몰부(11) 내에 색소 혼입 공기가 가득 채워지면, 이후 색소 혼입 공기 펌프(39)를 이전의 반대방향인 배출방향으로 작동시켜, 현재 함몰부(11) 내에 잔존하는 색소 혼입 공기(즉, 관로(10) 이음부의 함몰부(11)가 인접 관로(10)의 이음부와 연통되었거나, 또는 외부의 두더지 굴이나 쥐 굴 등과 연통된 상태이어서 이로 일부 색소 혼입 공기가 빠지고 남은 현재 함몰부(11) 내에 잔존 색소 혼입 공기)를 색소 혼입 공기 호스(38)를 통해 외부로 배출시키며, 색소 혼입 공기 배출량 게이지(40)를 통해 색소 혼입 공기 배출량을 검출하고, 이를 이용하여 함몰부(11)의 함몰량(즉, 함몰부 내의 체적)을 진단 및 측정한다.

이때, 상기 색소 혼입 공기 펌프(39)를 배출방향으로 작동시켜 색소 혼입 공기 호스(38)를 통해 관로 배면의 느슨 지반부(12) 및 함몰부(11) 내 색소 혼입 공기를 배출시키는 상태 정보는, 색소 혼입 공기 호스(38) 상에 설치되어 있는 투명 확인부(41)를 통과하는 색소 혼입 공기의 색상 변화를 라이트(33)가 부착된 카메라(34)를 통해 촬상하여 제어반(50)에 영상으로 제공하여 줌으로써 제어반(50)의 작업자가 시각을 통해 정확히 확인(색소가 나타나지 않은 공기가 촬상될 경우 함몰부(11)에 주입시킨 색소 혼입 공기가 다 빠져나온 것으로 판단하면 됨)할 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 함몰부(11)의 함몰량이 진단 및 측정되면, 이어서 채움재 공급 호스(37)에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프(36)를 작동시켜 함몰부(11) 내로 상기 채움재 공급 호스(37)를 통해 이전에 측정(즉, 색소 혼입 공기 배출량)된 함몰량에 대응하는 량만큼 시멘트 모르타르 등과 같은 유기 및 무기계의 채움재(60)를 주입시켜 주게 된다.

이때, 상기 채움재 공급 호스(37)를 통해 함몰부(11) 내에 주입시키는 채움재(60)의 주입량은, 상기 채움재 공급 호스(37)에 구비되어 있는 채움재 압력 게이지(35)를 통해 확인하면 되며, 이와 같이 채움재(60)의 주입량을 채움재 압력 게이지(35)를 통해 확인할 수 있으므로 함몰부(11)의 체적에 대응하여 정확한 량의 채움재를 함몰부(11) 내로 주입 및 충진시킬 수 있다.

이후, 공정은 전술한 바와 같이 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브(27) 내 공기를 공기 공급 호스(29)를 통해 배출하여 수축시키고, 윈치 또는 권취기(25)를 이용하여 보수 대상 관로(10) 내부로부터 철수하면 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

10 : 관로
11 : 함몰부 12 : 느슨 지반부
21 : 파이프형 프레임
22 : 측면판 221 : 공기 주입구
23 : 지지대 24 : 바퀴
25 : 윈치 또는 권취기 26 : 견인선
27 : 원통형 밀폐 튜브 271 : 공기 흡입구
272 : 채움재 주입구 273 : 혼입 공기 주입 및 배출구
28 : 공기압 발생기 29 : 공기 공급 호스
30 : 배출공기 검출 게이지 31 : 진공 펌프
32 : 공기 배출 호스 33 : 라이트
34 : 카메라 35 : 채움재 압력 게이지
36 : 채움재 주입 펌프 37 : 채움재 공급 호스
38 : 색소 혼입 공기 호스 39 : 색소 혼입 공기 펌프
40 : 색소 혼입 공기 배출량 게이지 41 : 투명 확인부
50 : 제어반
60 : 채움재

Claims (7)

1. 가로방향 중심선상에 배치되는 파이프형 프레임과;
   와셔 형상을 갖고 중앙 구멍에 상기 파이프형 프레임의 양단부가 각각 끼워지도록 결합된 상태에서 일체로 고정되는 한 쌍의 측면판과;
   상기 측면판들의 외측에 경사지게 탄력적으로 설치되는 복수의 지지대 단부에 각각 설치되어 관로의 내면을 따라 구름 운동하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치가 관로에서 이동되게 하는 복수의 바퀴와;
   상기 측면판들의 외면에 일단부가 착탈 가능하게 설치된 상태에서 지상에 설치되는 윈치 또는 권취기의 작동방향에 대응하여 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 내에서 어느 일방향으로 이동되게 하는 견인선과;
   상기 파이프형 프레임과 측면판들을 감싸는 상태에서 양측 개구부가 측면판들의 외면에 고정되는 원통형 밀폐 튜브와;
   일단부가 상기 측면판 중 일측 측면판에 형성된 공기 주입구에 결합된 상태를 갖고 지상에 설치되는 공기압 발생기로부터 발생된 압축 공기를 상기 원통형 밀폐 튜브 내부로 주입시켜 주는 공기 공급 호스와;
   배출공기 검출 게이지와 진공 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 공기 흡입구에 결합된 형태를 갖고 함몰부 및 느슨 지반부 내 공기를 외부로 배출시켜 주는 공기 배출 호스와;
   라이트를 구비하고 상기 두 측면판 중 일측 측면판에 설치되는 카메라와;
   채움재 압력 게이지와 채움재 주입 펌프를 구비하고 일부가 일측 측면판을 통과하여 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 형성된 채움재 주입구에 결합된 형태를 갖고 외부에서 공급되는 채움재를 함몰부 및 느슨 지반부 내로 공급시켜 주는 채움재 공급 호스;를 포함하여 구성하고,
   상기 원통형 밀폐 튜브의 중앙부에서 외측을 향해 더 형성한 색소 혼입 공기 주입 및 배출구에는 상기 두 측면판 중 일측 측면판을 관통하여 원통형 밀폐 튜브 내부로 유입시킨 색소 혼입 공기 호스를 연결하고, 측면판의 외측으로 노출된 상기 색소 혼입 공기 호스에는 관로 배면의 함몰부 및 느슨 지반부 내로 색소 혼입 공기를 주입 또는 그 내부로부터 배출시켜 주는 색소 혼입 공기 펌프가 구비되며,
   상기 색소 혼입 공기 호스 상에 라이트가 부착된 카메라에서 색소 혼입 공기 호스를 통해 공급 및 배출되고 있는 색소 주입 공기의 색소 변화상태를 촬영하여 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 투명 확인부를 더 설치한 것을 특징으로 하는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 색소 혼입 공기 호스 상에는 색소 혼입 공기 배출량 게이지를 더 설치한 것을 특징으로 하는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치.
   
5. 지상의 제어반에서 카메라를 이용하여 관로 내부를 확인하며 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 윈치 또는 권취기를 이용하여 보수 대상 관로 내의 함몰부 중심 위치까지 이동 설치하는 단계와;
   함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브 외면이 관로 내면에 밀착되도록 공기 공급 호스에 연결되어 있는 공기압 발생기를 작동시켜 원통형 밀폐 튜브 내부로 압축 공기를 주입시키는 단계와;
   공기 배출 호스에 연결되어 있는 진공 펌프를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부를 진공상태로 변환시키면서 배출공기 검출 게이지에서 검출되는 배출 공기량을 통해 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계와;
   관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내를 진공 상태로 유지시키면서 채움재 압력 게이지를 보며 채움재 공급 호스에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프를 작동시켜 함몰부 내로 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재를 주입시켜 주는 단계와;
   공기 공급 호스를 통해 함몰량 진단겸 채움재 주입장치의 원통형 밀폐 튜브 내 공기를 배출/제거시키는 단계와;
   윈치 또는 권취기를 이용하여 보수 대상 관로 내부로부터 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 관로 외부로 철수시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   진공 펌프를 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내의 기존 공기를 흡입시켜 함몰부를 진공상태로 변환시키면서 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계에서 함몰부가 진공상태로 변환되지 않으면,
   진공 펌프의 작동을 정지시키고, 색소 혼입 공기 호스에 연결되어 있는 색소 혼입 공기 펌프를 주입방향으로 작동시켜 관로 배면의 느슨 지반부를 포함한 함몰부 내로 색소 혼입 공기를 주입시키는 단계와;
   이어서 색소 혼입 공기 펌프를 배출방향으로 작동시켜 함몰부 내에 잔존하는 색소 혼입 공기를 색소 혼입 공기 호스를 통해 외부로 배출시키며 색소 혼입 공기 배출량 게이지에서 검출되는 색소 혼입 공기 배출량을 통해 함몰부의 함몰량을 진단 및 측정하여 제어반에서 수치로 확인하고 저장할 수 있도록 하는 단계;를 실시한 후,
   채움재 압력 게이지를 보며 채움재 공급 호스에 연결되어 있는 채움재 주입 펌프를 작동시켜 함몰부 내로 이전에 측정된 함몰량에 대응하는 량만큼 채움재를 주입시켜 주는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 관로 배면의 느슨 지반부 및 함몰부 내의 색소 혼입 공기 배출상태는 색소 혼입 공기 호스 상에 설치되어 있는 투명 확인부를 통과하는 색소 혼입 공기의 색상 변화를 라이트가 부착된 카메라를 통해 촬상하여 확인하는 것을 특징으로 하는 관로 배면의 함몰량 진단겸 채움재 주입장치를 이용한 관로 배면 함몰량 진단겸 채움재 주입공법.

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