KR102042743B1 - 파이프 버스팅 공법 - Google Patents

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KR102042743B1
KR102042743B1 KR1020180150423A KR20180150423A KR102042743B1 KR 102042743 B1 KR102042743 B1 KR 102042743B1 KR 1020180150423 A KR1020180150423 A KR 1020180150423A KR 20180150423 A KR20180150423 A KR 20180150423A KR 102042743 B1 KR102042743 B1 KR 102042743B1
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Abstract

파이프 버스팅 공법이 개시된다. 본 발명의 파이프 버스팅 공법은 노후관을 교체할 시작지점과 종료지점에 추진구와 도달구를 형성하고, 상기 추진구에 상기 장비를 안착시킨 다음, 상기 노후관을 통하여 상기 장비의 로드 스트링을 투입시켜 상기 도달구까지 다다르게 하는 로드 투입 단계와 교체할 새파이프와 툴링을 상기 로드 스트링의 일단에 연결하고, 상기 장비를 역추진하면서 상기 노후관을 파쇄하고, 상기 파쇄된 공간에 교체용 관을 매설하는 단계로 이루어지게 함으로써, 노후관을 따라 지표면을 개착하지 않기 때문에 인접 시설에 피해를 미칠 가능성이 적고, 민원 최소화를 통한 사회적/경제적 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

파이프 버스팅 공법{PIPE BURSTING METHOD}
본 발명은 노후관 교체 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 땅을 굴착하지 않고 땅속에 매설된 노후관을 파쇄함과 동시에 파쇄된 공간에 교체용 관을 매설할 수 있는 비개착 공법을 이용한 노후관 교체 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 주택이나 도로 등의 생활기반시설에는 식수 공급 및 오수 처리용 상·하수관 혹은 전력 및 통신케이블의 지하선로 역할을 위한 파이프(Pipe)를 지중매설(地中埋設 : 땅속에 파묻음)하는 배관공사(管道工程,Piping work)가 수행된다.
이렇게 설치된 관은 일정 기간이 경과되면 관로를 따라 흐르는 유체 또는 토양의 환경에 따라 관의 내부 및 외부에서 부식이 발생되거나 파손되게 된다.
특히, 상수도관의 경우, 관이 부식되거나 파손되면 이는 곧바로 식수를 오염시키게 되는 아주 중대한 문제를 발생시키며, 하수도관의 경우, 관이 부식되거나 파손되면 오,폐수에 의해 주변 토양이 오염되는 문제가 발생된다.
또한, 부식된 수도관으로 인한 녹물의 발생으로 수질에 악영향을 미침과 동시에 소비자에게 불신감을 주게 되며, 하수관의 경우 누수된 하수가 토양과 지하수를 오염시키는 결과를 낳게 된다.
게다가, 가스관의 경우, 관이 부식되거나 파손되면 가스를 누설시켜 폭발사고 등의 문제점을 발생시키게 된다.
따라서, 지중에 매설된 관은 일정 기간이 경과되면 새로운 관으로 교체하여야 한다.
그러나 지중에 매설된 노후관을 교체하기 위해서는 지표를 일정 깊이로 다시 개착하여 노후관을 들어낸 다음 새로운 관을 매설하게 되는데, 이러한 지표 개착은 지상 차량 및 사람의 흐름을 방해하여 통행에 불편함이 있어 왔다.
또한, 노후관을 새로운 관으로 교체하고자 하는 곳에 하천 또는 지상 건물이 위치하게 되면 하천물의 흐름을 차단하는 물막이 공사를 선행해야 하거나, 관로를 우회시켜 매설해야 하므로 노후관 교체에 따른 시공비용 증가 및 시공 기간이 증가하게 된다.
그리고 삶의 질이 향상됨에 따라 기존의 개착공사에 의한 소음, 먼지, 교통문제가 민원의 요소가 되었으며, 도시화로 인해 가스관, 통신관 등 수많은 지장물들이 난립하여 지표면을 개착하여 노후관을 교체하는 공사방식에 한계가 나타나게 됐다.
따라서, 지중에 매설된 노후관을 비개착 공법으로 손쉽게 교체할 수 있는 방법이 필요한 것이다.
KR 등록특허 제10-1284626호(2013. 07. 04)
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 지중에 매설된 노후관을 지상 교통의 흐름을 방해하지 않고, 손쉽게 노후관을 새로운 관으로 교체할 수 있는 비개착 공법을 이용한 파이프 버스팅 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해머 헤드 버스팅 장비를 이용하여 땅속에 매설된 노후관을 파쇄하고 파쇄된 공간에 교체용 관을 매설하는 파이프 버스팅 공법은, (a)상기 노후관을 교체할 시작지점과 종료지점에 추진구와 도달구를 형성하고, 상기 추진구에 상기 장비를 안착시킨 다음, 상기 노후관을 통하여 상기 장비의 로드 스트링을 투입시켜 상기 도달구까지 다다르게 하는 로드 투입 단계와 (b)교체할 새 파이프와 툴링을 상기 로드 스트링의 일단에 연결하고, 상기 장비를 역추진하면서 상기 노후관을 파쇄하고, 상기 파쇄된 공간에 교체용 관을 매설하는 단계로 이루어지게 함으로써 달성될 수 있다.
또한, (a)단계에서 상기 추진구에 상기 장비가 안착되면 유압 호스를 버스팅 스탠드와 연결 시킨 후 파워팩과 연결한 후 시동을 걸고 파워팩 오퍼레이션 패드에서 유압과 RPM을 올려 장비를 구동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b)단계는 (b-1) 상기 도달구에 다다른 로드의 핀조인트에 파열 블레이드 또는 슬리터의 일단부를 연결하는 단계와, (b-2)상기 파열 블레이드 또는 슬리터의 타단부에 확공기의 일단을 결합하고, 확공기의 타단에 교체용 관을 결합하는 단계, 및 (b-3)상기 로드를 도달구에서 추진구로 역추진되도록 장비를 동작시켜 상기 파열 블레이드 또는 슬리터가 상기 노후관을 파쇄하면서 진행하고, 상기 확공기에 의하여 파열된 노후파이프가 토양으로 밀려남과 동시에 교체용 관이 매설되는 노후관 교체 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b-1)단계는 상기 노후관이 파열성 파이프인 경우에는 파열 블레이드를 연결하고, 비파열성 파이프와 연성 강관 그리고 스틸파이프에는 슬리터를 연결하여 사용하게 하고, 상기 슬리터는 진행방향에 대하여 회전하면서 노후관을 파쇄하는 제1 디스크블레이드가 설치되고 그 뒤에 상기 제1 디스크블레이드의 직경보다 큰 직경의 제2 디스크블레이드가 그리고 제2 디스크블레이드의 직경보다 큰 직경의 제3디스크블레이드가 장착되도록 한다.
따라서 본 발명의 파이프 버스팅 공법에 의하면, 노후관을 따라 지표면을 개착하지 않기 때문에 인접 시설에 피해를 미칠 가능성이 적고, 파이프의 내경을 축소시키지 않아 유량을 감소시키지 않고, 시공에 있어 특별하고 고난이도 기술을 요하지 않기 때문에 민원 최소화를 통한 사회적/경제적 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파이프 버스팅 공법에 의하면, 노후관을 새로운 관으로 교체하고자 하는 곳에 하천 또는 지상 건물이 위치하더라도 손쉽게 노후관을 교체할 수 있기 때문에 상대적인 시공비용 감소 및 시공 기간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 파이프 버스팅 공법 장치들의 주요 구성도,
도 2는 파열 블레이드의 예시도면,
도 3은 슬러터의 상세 구성도,
도 4는 본 발명의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고
도 5 내지 도 9는 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 참고도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서 "및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
먼저 본 발명에서 사용하는 용어는 다음과 같이 정의한다.
'비개착 공법'이란 새로운 관을 설치해야 하는 땅위를 전부 파지 않고 땅속으로 구멍을 내거나 기존의 관로를 이용해 새로운 관을 설치하는 경제적이고 환경친화적인 공법을 의미한다.
'파이프 버스팅'이란 비개착 공법의 하나로 추진구 및 도달구에 이르는 기존 관로에 블레이드나 슬리터 등의 커터를 달고 있는 로드를 추진구에서 도달구까지 밀어 넣은 다음, 도달구에서 추진구로 로드가 진행하면서 기존 관로는 파쇄하고 신규한 파이프를 설치하는 노후관 교체 작업을 의미한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 파이프 버스팅 공법 장치들의 주요 구성도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 노후관 교체 장치는 유압장치인 유압파워팩(110)과 추진구(320)에 안착되는 버스팅 스탠드(130), 버스팅 스탠드(130)에 의하여 노후관 속으로 삽입되는 로드스트링(140), 로드스트링(140)의 선단부에 결합되어 기존의 노후관(150)을 파쇄하는 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220), 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)의 일단에 연결되어 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)에 의하여 파쇄된 노후관(150)을 주변으로 땅속으로 밀어넣어 공간을 확장하는 확공기(230), 그리고 확공기(230)의 단부에 연결되는 교체용 관(240)을 포함하여 구성한다.
먼저 추진구(320)는 본 발명의 버스팅 스탠드(130)가 설치되고 로드 스트링(140)을 공급하기 위한 노후관을 교체할 시작지점에 파여진 공간이다.
본 발명에서 로드 스트링(140)은 일정한 길이의 로드를 연결하여 사용되는 것으로, 금속 또는 케이블로 구성할 수 있으며, 로드 스트링(140)의 선단부에는 후술하는 핀조인트(160)가 결합되는 결합구가 마련된다.
바람직하게는 노후관을 따라 삽입될 때는 결합구를 캡으로 보호하고 있다가 핀조인트(160)와 결합시 캡을 제거하고 연결하도록 한다.
도달구(310)는 노후관을 교체할 종료지점에 형성되는 파여진 공간으로 로드 스트링(140)의 단부에 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220), 확공기(230)를 결합하고, 교체용 관(240)을 공급하기 위한 공간으로 사용한다.
이러한 도달구는 교체할 노후관의 길이에 따라 하나 이상 형성할 수 있다.
또한, 도달구(310)와 추진구(320)는 대략 길이 2.5m, 폭 1.5m로 구성하는 것이 바람직하나 도달구의 경우 매설하고자 하는 관의 종류와 크기에 따라 달라질 수 있다.
유압파워팩(110)은 스위치의 조작에 의하여 유압을 출력단으로 출력하도록 제어하는 에어콤프레셔로 동작하며, 오퍼레이션 패드를 구비하고 유압과 RPM이 제어되도록 하는 장치이다.
이러한 유압파워팩(110)은 필요한 경우 기존의 굴삭기나 또는 유압장비로 교체하여 사용할 수 있다.
또한, 유압파워팩(110)은 유압호스(112)를 이용하여 생성된 유압이 버스팅 스탠드(130)로 전달되도록 동작한다.
버스팅 스탠드(130)는 추진구(320)에 설치되는 것으로 땅속에 매립되어 있는 기존 파이프 안으로 로드 스트링(140)을 투입하고, 역추진하여 노후관을 파쇄하고 교체용 관을 매설하도록 동작한다.
본 발명에서는 일정한 길이의 로드를 서로 연결하여 로드 스트링을 형성하는 것으로, 버스팅 스탠드(130)를 통하여 해당 로드가 공급될 때 다음 로드를 연결하여 사용하여야 하나 설명의 편의를 위하여 로드 스트링으로 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 버스팅 스탠드(130)는 좌우측 지지부(131,133)에 의하여 지지되는 축(134)상에서 유압호스(112)로 공급되는 유압에 의하여 전후로 동작하는 로드공급기(132)를 포함한다.
또한, 버스팅 스탠드(130)는 로드를 약 1시간 동안 100m까지 삽입할 수 있도록 구성된다.
또한, 로드 스트링(140)이 추진구(320)에서 도달구(310)에 다다르도록 투입되면, 도달구(310)에 노출된 로드 스트링(140)의 선단부에 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)를 연결한다.
도 2는 파열 블레이드의 예시도면으로 도면을 참고하면, 유선형의 몸체(221)와 모체(221)의 단부에 형성되는 2개 이상의 경사진 블레이드(222)로 구성한다.
이러한 파열 블레이드(220)는 진행방향으로 블레이드(222)의 높이가 높아지는 형상(진행 방향에 대하여 전저후고(前低候高) 형상)으로 구성하여 진행할 수록 경사진 블레이드에 의하여 노후관이 파열되도록 하는 것이다.
바람직하게는 블레이드는 4개로 구성하여 노후관이 보다 용이하게 신속하게 파열될 수 있도록 구성한다.
도 3은 일례에 의한 슬러터의 상세 구성도로서, 슬리터(210)는 지름이 서로 다른 회전하는 디스크를 둘 이상 탑재할 수 있도록 양축을 장방형으로 구성한 본체(214)와, 본체(214)의 양축에 진행방향에 대하여 회전하면서 노후관을 파쇄하도록 디스크 형상이며 그 단부가 칼날로 형성되어 있는 제1 디스크블레이드(211)와 제1 디스크블레이드(211)에서 일정 거리 이격된 위치에 제1 디스크블레이드(211)의 직경보다 큰 직경의 제2 디스크블레이드(212)가 그리고 제2 디스크블레이드(212)의 직경보다 큰 직경의 제3디스크블레이드(213)가 장착된다.
이는 본 발명이 진행방향에 대하여 디스크블레이드의 직경을 점차 크게 형성함으로써, 보다 신속하게 노후관을 파쇄할 수 있도록 하기 위함이다.
구체적으로 제1디스크블레이드(211)의 직경은 노후관의 직경보다 같거나 조금 크게 구성하여 제1디스크블레이드(211)가 노후관을 지나면서 1차적으로 노후관에 균열을 일으키게 하고, 제2디스크블레이드(212)가 지나면서 균열이 간 노후관을 파쇄하고, 제3디스크블레이드(213)는 파열된 노후관을 확실하게 분리되도록 파열시키도록 동작시킨다.
또한, 슬리터(210)의 일단부는 핀조인트(160)와 결합되고, 타단부는 힌지에 의하여 소정 각도 회전하는 결합부(215)로 구성한다.
핀조인트(160)는 일측이 로드 스트링(140)의 단부에 힌지결합되고 타측은 슬리터(210)의 일단부와 힌지 결합된다.
이러한 힌지 결합부는 로드 스트링(140)의 강제 당겨지는 힘에 의하여 슬리터(210)가 노후관을 파쇄할 때 노후관의 상태에 따라 상하좌우로 진동할 수가 있으므로 결합부를 힌지형상으로 구성하여 슬리터(210)의 진동이 로드스트링(140)이나 확공기(220)에 영향을 주지 않도록 하기 위함이다.
또한, 본 발명에서는 노후관의 재질에 따라 파열블레이드와 슬리터를 선택하여 사용할 수 있게 구성함으로써 최적의 작업환경을 제공하도록 한다. 즉 노후관이 파열성 파이프인 경우에는 파열 블레이드를 연결하고, 비파열성 파이프와 연성 강관 그리고 스틸파이프에는 슬리터를 연결하여 사용하는 것이다.
슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)가 연결된 다음에는 결합부(215)에 확공기(230)를 결합한다.
확공기(230)는 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)에 의하여 파열된 노후관을 땅속으로 밀어넣어 붕괴되지 않도록 함과 동시에 교체용 관(240)이 손쉽게 매설될수 있도록 하기 위하여 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)를 따라가면서 기존의 노후관의 지름보다 큰 공간이 형성되도록 외벽에 압력을 가하면서 진행되게 한다.
이를 위하여 확공기(230)도 진행 방향에 대하여 전저후고(前低候高)형상으로 테이핑지게 구성하여야 적은 추진력으로 공간을 확장하면서 파열된 노후관을 단단하게 다져지게 할 수 있는 것이다.
이러한 확공기(230)의 구성 즉 크기에 따라 매설시간과 소모전력에 차이가 있음을 알 수 있다.
다음 표 1은 노후관 106m를 교체할 때 파열 블레이드를 사용한 경우에 교체할 관의 지름 대비 확공기의 지름에 따른 매설 시간과 유압파워팩(110)의 연료소모량의 비교표이다.
확공기의 외경(%) 매설 시간(분) 연료소모량(디젤/L) 비고
100% 48분 3.2L -교체관의 크기별 5회 test 평균값
-매설시간은 소수점1자리 사사오입
-연료소모량은 소수점2자리 사사오입
110% 46분 2.9L
115% 45분 2.7L
120% 44분 2.6L
125% 43분 2.7L
130% 42분 2.4L
135% 45분 3.0L
140% 47분 3.6L
표 1을 참고하면, 파열 블레이드를 사용한 경우는 확공기의 지름이 교체용 관의 지름보다 115~135%로 형성한 경우가 매설할 파이프의 지름이 기존의 파이프지름보다 큰 경우에 매설 시간도 빠르고 연료소모량도 적게 사용한 것으로 실험되었음을 알 수 있다.
100% 내지 110%의 경우는 기존의 관과 지름이 비슷한 경우에는 상대적인 매설시간과 연료가 적게 들었으나, 기존 관보다 지름이 커지는 경우에는 매설시간도 오래 걸렸으며, 연료소모량도 상대적으로 커진 것을 알 수 있다.
또한, 확공기의 지름이 140%이상인 경우에는 확공기만으로 뚫려있는 지중관로를 더욱 크게 확공해야 하므로 매설에 많은 시간과 연료가 소모되었다.
또한, 통상 작업의 경우 기존의 관보다 지름이 큰 관을 매설하는 경우가 많으므로 확공기의 지름이 120~130%인 경우가 가장 효율적인 것으로 판단된다.
확공기의 외경(%) 매설 시간(분) 연료소모량(디젤/L) 비고
100% 47분 3.2L -교체관의 크기별 5회 test 평균값
-매설시간은 소수점1자리 사사오입
-연료소모량은 소수점2자리 사사오입
110% 46분 2.9L
115% 44분 2.8L
120% 43분 2.8L
125% 42분 2.6L
130% 44분 2.7L
135% 45분 3.0L
140% 52분 3.3L
표 2를 참고하면, 본 발명은 슬리터를 사용한 경우는 확공기의 지름이 교체용 관의 지름보다 115~130%로 형성한 경우가 매설할 파이프의 지름이 기존의 파이프지름보다 큰 경우에 매설 시간도 빠르고 연료소모량도 적게 사용한 것으로 실험되었음을 알 수 있다.
확공기의 지름이 100% 내지 110%의 경우는 기존의 관과 지름이 비슷한 경우에는 상대적인 매설시간과 연료가 적게 들었으나, 기존 관보다 지름이 커지는 경우에는 매설시간도 오래 걸렸으며, 연료소모량도 상대적으로 커진 것을 알 수 있다.
또한, 확공기의 지름이 140%이상인 경우에는 확공기만으로 뚫려있는 지중관로를 더욱 크게 확공해야 하므로 매설에 많은 시간과 연료가 소모되었다.
또한, 통상 작업의 경우 기존의 관보다 지름이 큰 관을 매설하는 경우가 많으므로 확공기의 지름이 115~135%인 경우가 가장 효율적인 것으로 판단된다.
따라서, 확공기(230)는 교체용 관의 외경보다 15~35% 큰 지름을 갖도록 구성하고, 진행 방향에 대하여 테이핑진 전저후고의 형상으로 구성하여야 추진 저항도 줄일 수 있으며 신속하게 매설 작업을 완료할 수 있다.
더욱 바람직하게는 20~29%의 지름을 갖도록 구성한다.
이후, 버스팅 스탠드(130)는 로드 스트링(140)을 역추진하여 당기게 되면 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)가 노후관을 파쇄하면, 확공기(230)가 파쇄된 파이프를 땅속으로 밀어내면서 다져 공간을 확보하고, 확보된 공간에 교체용 관(240)이 매설되게 하는 것이다.
상술한 구성을 이용하여 본 발명의 파이프 버스팅 공법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 노후관 교체 방법은, 교체할 노후관에 로드 스트링(140)을 삽입하는 로드투입 단계(S110)와, 로드 스트링(140)의 일단에 연결된 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)로 노후관(150)을 파쇄하고, 파쇄된 공간에 교체용 관(240)을 매설하는 단계(S120)로 이루어진다.
단계 S110은 교체할 노후관(150)에 로드 스트링(140)을 투입하는 단계로, 먼저 노후관(150)을 교체할 시작지점과 종료지점에 추진구(320)와 도달구(310)를 형성하고(S111), 추진구(320)에 버스팅 스탠드(130)를 안착시키고 유압 호스를 연결하는 단계(S112)와 버스팅 스탠드(130)의 로드 스트링(140)을 노후관(150)으로 투입시켜 상기 도달구까지 다다르게 하는 로드 삽입 단계(S113)로 이루어진다.
단계 S111에서의 추진구(320)와 도달구(310)는 대략 길이 2.5m, 폭 1.5m로 구성하는 것이 바람직하나 도달구의 경우 매설하고자 하는 관의 종류와 크기에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
또한, 단계 S112에서는 추진구(320)에 버스팅 스탠드(130)가 안착되고, 버스팅 스탠드(130)에 로드 스트링(140)이 결합되면 유압 호스(112)를 버스팅 스탠드(130)와 연결 시킨 후 파워팩(110)과 연결한 후 시동을 걸고 파워팩(110)의 오퍼레이션 패드에서 유압과 RPM을 올려 버스팅 스탠드(130)를 구동시키는 단계를 포함한다.
이때 시동을 먼저 걸지 않도록 주의해야 한다. 시동을 먼저 걸게 되면 유압력이 이미 높아지게 돼 연결에 어려움을 겪을 수 있기 때문이다
도 5의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 참고도면을 보면, 추진구(320)에 버스팅 스탠드(130)가 안착되고 유압 호스(112)가 버스팅 스탠드(130)와 연결된 상태에서 버스팅 스탠드(130)가 구동되어 로드 스트링(140)의 선단부가 노후관(150) 속으로 일부 투입되고 있는 과정을 확인할 수 있다.
단계 S113에서 노후관(150)으로 버스팅 스탠드(130)의 로드 스트링(140)이 투입되어 도달구(310)까지 다다르게 되면, 단계 S120에서 로드 스트링(140)의 일단에 연결된 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)로 노후관(150)을 파쇄하고, 파쇄된 공간에 교체용 관(240)을 매설한다.
단계 S120을 보다 구체적으로 설명하면, 도달구(310)에 다다른 로드 스트링(140)의 핀조인트(160)에 슬리터(210) 또는 파열 블레이드(220)의 일단부를 연결한다(S121).
도 6의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 참고도면을 보면, 도달구(310)에 다다른 로드 스트링(140)의 단부에 핀조인트(160)의 일단부가 연결되고 핀조인트(160)의 타단부에 파열블레이드(220)가 결합된다.
도면에서는 파열블레이드(220)가 핀조인트(160)를 통하여 로드스트링(140)의 단부에 결합된 것을 예시하였으나, 상술한 바와 같이 노후관이 비파열성 파이프와 연성 강관 그리고 스틸파이프인 경우에는 슬리터를 연결하여 사용하면 된다.
단계 S121에서 핀조인트(160)를 통하여 파열블레이드(220)의 일단부와 로드스트링(140)이 결합되면, 파열 블레이드(220) 또는 슬리터(210)의 타단부에 확공기(230)의 일단을 결합하고, 확공기(230)의 타단에 교체용 관(240)을 결합한다(S122).
이때도 확공기(230)는 교체용 관의 외경보다 20~29% 큰 지름을 갖도록 구성하고, 진행 방향에 대하여 테이핑진 전저후고의 형상을 사용하여야 함은 물론이다.
도 7의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 참고도면을 보면, 로드 스트링(140)의 단부에 핀조인트(160)로 파열블레이드(220)의 일단부가 결합되고, 파열블레이드(220)의 타단부에 확공기(230)의 일단부가 그리고 확공기(230)의 타단에 교체용 관(240)이 결합되어 있음을 알 수 있다.
단계 S122에서 로드 스트링(140)에 핀조인트(160), 파열블레이드(220), 확공기(230) 그리고 교체용 관(240)이 순차적으로 결합완료되면, 관리자는 버스팅 스탠드(130)를 역추진하여 로드 스트링(140)을 도달구(310)에서 추진구(320)로 역추진되도록 동작시켜 진행하는 파열 블레이드(220) 또는 슬리터(210)가 노후관(150)을 파쇄하면서 진행하고, 확공기(230)에 의하여 파열된 노후관(150)이 토양으로 밀려남과 동시에 교체용 관(240)이 매설되도록 한다(S123).
도 8과 도 9의 파이프 버스팅 공법을 설명하기 위한 참고도면을 보면, 도 8은 파열 블레이드(220)가 노후관(150)을 따라 당겨지면서 노후관(150)을 파쇄하고, 테이핑진 확공기(230)가 파열된 노후관을 주위로 밀어내면서 진행하고, 확공기에 의하여 확보된 공간에 교체용 관(240)이 매설되고 있는 것을 알 수 있다.
이러한 과정을 거쳐 도 9와 같이 교체용 관(240)의 매설이 완료되면, 로드 스트링(140)과 확공기(230)를 파열블레이드(220)와 분리하고, 파열블레이드(220)와 핀조인트(160)를 분리한 다음, 버스팅 스탠드(130)에서 로드 스트링(140)을 분리하고, 버스팅 스탠드(130)를 추진구(320)에서 분리하면 작업이 완료되는 것이다.
파열 블레이드(220)가 노후관(150)을 파쇄하는 것은 로드 스트링(140)에 의하여 당겨지는 파열 블레이드(220)의 블레이드(222)가 경사져 있어 노후관을 따라 가면서 점점 높아지는 경사면의 블레이드에 노후관이 점차 파열되게 되는 것이다.
슬리터(210)가 노후관(150)을 파쇄하는 것은 당겨지는 방향에 대하여 디스크블레이드의 직경을 점차 크게 형성함으로써, 노후관이 파쇄되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 파이프 버스팅 공법에 의하면, 땅속에 묻혀있는 노후관을 따라 지표면을 전부 개착하지 않고 추진구와 도달구만 개착하여 간단한 장비로 교체용 관을 매설할 수 있기 때문에 인접 시설에 피해를 미칠 가능성이 적고, 시공에 있어 특별하고 고난이도 기술을 요하지 않기 때문에 민원 최소화를 통한 사회적/경제적 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
110 : 유압파워팩 130 : 버스팅 스탠드
140 : 로드스트링 150 : 노후관
160 : 핀조인트
210 : 슬리터 220 : 파열 블레이드
230 : 확공기 240 ; 교체용 관
300 ; 지표면 310 : 도달구
320 : 추진구

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 버스팅 스탠드 장비를 이용하여 땅속에 매설된 노후관을 파쇄하고 파쇄된 공간에 교체용 관을 매설하는 파이프 버스팅 공법에 있어서,
    (a)상기 노후관을 교체할 시작지점과 종료지점에 추진구와 도달구를 형성하고, 상기 추진구에 상기 버스팅 스탠드가 안착되면 유압 호스를 버스팅 스탠드와 연결시킨 후 파워팩과 연결한 후 시동을 걸고 파워팩 오퍼레이션 패드에서 유압과 RPM을 올려 장비를 구동시켜 상기 노후관을 통하여 상기 버스팅 스탠드에 결합된 로드 스트링을 투입시켜 상기 도달구까지 다다르게 하는 로드 투입 단계;및
    (b) 상기 도달구에 다다른 로드의 단부에 힌지결합된 핀조인트의 타단부에 슬리터의 일단부와 힌지결합하는 단계;
    (c)상기 슬리터의 타단부에 힌지에 의하여 소정 각도 회전하는 결합부로 구성하고, 상기 결합부의 타측에 확공기의 일단을 결합하고, 확공기의 타단에 교체용 관을 결합하는 단계; 및
    (d)상기 로드를 도달구에서 추진구로 역추진되도록 장비를 동작시켜 상기 슬리터가 상기 노후관을 파쇄하면서 진행하고, 상기 확공기에 의하여 파열된 노후파이프가 토양으로 밀려남과 동시에 교체용 관이 매설되는 노후관 교체 단계;
    를 포함하고,
    상기 슬리터는
    진행방향에 대하여 회전하면서 노후관을 파쇄하는 지름이 서로 다른 회전하는 디스크를 둘 이상 탑재할 수 있도록 양축을 장방형으로 구성한 본체와, 상기 본체의 양축에 진행방향에 대하여 일측에 구비되어 회전하면서 노후관을 파쇄하도록 디스크 형상이며 그 단부가 칼날로 형성되어 있는 제1 디스크블레이드와 상기 제1 디스크블레이드에서 일정 거리 이격된 위치에 상기 제1 디스크블레이드의 직경보다 큰 직경의 제2 디스크블레이드가 그리고 상기 제2 디스크블레이드의 직경보다 큰 직경의 제3디스크블레이드가 장착되고,
    상기 확공기는
    교체용 관의 외경보다 20~29% 큰 지름의 확공기를 부착하는 것을 특징으로 하는 파이프 버스팅 공법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 (b)단계는
    상기 노후관이 비파열성 파이프와 연성 강관 그리고 스틸파이프에는 슬리터를 연결하는 파이프 버스팅 공법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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