KR102062487B1 - 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법 - Google Patents

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최원용
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Abstract

본 발명에 따른 라이닝 보수 공법은 열매체유를 이용하므로 주제 탱크, 경화제 탱크, 펌프 등의 부식을 방지할 수 있고 겨울철 동결을 방지할 수 있으며 작은 에너지로도 빨리 높은 온도로 가열할 수 있다는 장점을 갖는다.
그리고, 열매체유가 장치 내에서 변질되지 않으므로 교체할 필요가 없고, 열매체유를 이용하여 분사 호스를 미리 일정 온도로 가열하므로 라이닝 품질을 높일 수 있다. 아울러, 열매체유를 이용하여 관절형 붐대의 높이를 조절할 수 있으므로 별도의 유압 시스템을 갖출 필요가 없다.

Description

노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법{Rehabilitation methods for old water pipe using spray lining}
본 발명은 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 열매체유를 이용하므로 주제 탱크, 경화제 탱크, 펌프 등의 부식을 방지할 수 있고 겨울철 동결을 방지할 수 있으며 작은 에너지로도 빨리 높은 온도로 가열할 수 있고, 열매체유가 장치 내에서 변질되지 않으므로 교체할 필요가 없으며, 열매체유를 이용하여 분사 호스를 미리 일정 온도로 가열하므로 라이닝 품질을 높일 수 있고, 열매체유를 이용하여 관절형 붐대의 높이를 조절할 수 있으므로 별도의 유압 시스템을 갖출 필요가 없는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법에 대한 것이다.
일반적으로, 지하에 매설되는 상수도용 송수관, 배수관 및, 도수관으로는 주철관 또는 강관이 사용되고 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 이러한 배관(1)은 시간이 경과되면 부식되거나 전식(電蝕)되어 녹물이 생기거나 누수공이 생기기도 한다. 따라서, 배관(1)을 일정 기간마다 새로운 것으로 교체하거나 갱생시켜야 한다.
그런데, 배관(1)을 새로운 것으로 교체하기 위해서는 지반을 굴착해야 하기 때문에 많은 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라, 도심지 등에서는 교통 혼잡 등을 유발한다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 지반을 굴착하지 않고 배관(1)의 내부면을 스프레이 라이닝하여 보수하는 방법으로는 에폭시수지 라이닝, 세라믹 모르타르 라이닝, 폴리우레아 및 폴리우레탄 라이닝 공법 등이 있다.
상기 스프레이 라이닝은 사용 자재의 특성에 따른 온도 범위의 차이만 있을 뿐이고 자재를 가열하여 점도를 낮추어 스프레이 라이닝하는 것에는 큰 차이가 없다.
상기 라이닝 공법 중에서 에폭시수지 라이닝은 배관(1) 내부에 스프레이어(분사장치)를 투입한 후, 스프레이어를 견인하여 이동시키면서 라이닝액(에폭시수지 등)을 고속으로 분사(뿜칠)하여 라이닝한다. 그리고, 도 2는 에폭시수지 라이닝에 의해 갱생된 배관(1)을 보여준다.
에폭시수지 라이닝 공법은 노후 상수도관내에 수도용 타르에폭시 수지도료(KWWA M 121)를 고속원심 뿜칠 1회로 필요두께(1.0mm)의 도막을 형성하는 공법으로서, 기술적인 면이나 시공 면에서 유리한 공법이지만 다음과 같은 기술적 단점 즉, 노후관내에 누수공의 크기가 큰 경우에는 완전 도막이 불확실하고, 뿜칠 공정에서 핀홀이 생기는 것을 피할 수 없으므로 누수개소 차단 혹은 핀홀의 2차 부식 가능성을 배제할 수 없으며, 완전 건조되지 않은 상태에서 도장할 경우 경화제에 함유된 비스페놀 A가 용출되어 수돗물에 함유되어 인체에 해를 끼칠 수 있어 철저한 품질관리로 완전 경화한 후에 통수하여야 하는 문제점이 있다. 이와 같은 종래 에폭시 수지 스프레이 공법은, 에폭시 수지의 특성상 점도가 묽기 때문에 두꺼운 도막을 형성시키기 어렵고, 경화되는 시간이 길어서 공사시간이 길어지고 이로 인한 도로교통 차단 시간이 길어지는 등의 문제점이 있다.
상기 라이닝 공법 중에서 세락믹 모르타르를 이용하는 공법은 시멘트 모르타르에 세라믹 성분을 혼합하여 라이닝하는 공법으로서, 도 3에 나타난 바와 같이 라이닝 두께가 4mm를 초과하기 때문에 통수 능력이 감소하고 물맛이 변하게 되며 수돗물의 pH가 증가한다는 문제점이 있다.
한편, 폴리올(주제)과 이소시아네이트(경화제)가 혼합되어 이루어진 라이닝액은 비스페놀A와 아민이 포함하지 않으므로 인체에 무해하다는 장점을 갖고 있다. 그런데, 폴리올과 이소시아네이트는 온도에 따라 점성 등과 같은 물성이 달라지므로 미리 일정한 온도로 가열하여 스프레이어에 공급한다.
즉, 온수를 이용하여 주제 탱크(폴리올 저장 탱크)와 경화제 탱크(이소시아네이트 저장 탱크)를 일정한 온도로 가열하고, 이 가열된 상태의 폴리올과 이소시아네이트를 주제 호스와 경화제 호스를 통해 스프레이어에 각각 공급한다.
그러나, 라이닝 작업 초기에 폴리올이 주제 호스를 통과하는 동안에 그 온도가 낮아지고 이소시아네이트가 경화제 호스를 통과하는 동안에 그 온도가 낮아지는 문제점이 있다. 그리고, 폴리올과 이소시아네이트의 온도가 낮아지면 점도가 높아지므로 작업 품질에 문제가 생길 수 있다.
아울러, 온수를 이용하여 주제 탱크와 경화제 탱크를 가열하는 방식은 온수로 인해 탱크와 펌프 등이 부식하는 문제점이 있고, 주기적으로 물을 교체해야 하며, 동절기에 동결하는 문제점이 있다.
아울러, 상기 온수 가열방식은 전기 히터 등으로 온수를 가열하고 가열된 온수가 탱크를 가열하는 간접 가열방식인데, 물의 비열이 크므로 에너지가 많이 소모되고 가열 시간이 오래 걸린다는 문제점도 있다.
한편, 주제와 경화제는 분사 호스를 통해 이동한 후 관로 내부의 스프레이어(분사 장치)에서 분사되는데, 분사 호스가 꺾이거나 꼬이면 라이닝 작업이 원활하게 이루어질 수 없으므로, 작업구에서 분사 호스를 관로쪽으로 가이드하기 위해 가이드 롤러를 설치한다.
그런데, 가이드 롤러는 작업구 벽면에 지지되도록 설치되므로, 가이드 롤러를 설치하는데 시간과 노동력이 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비스페놀A가 함유되지 않는 속경화성 무용제형 이액형 폴리우레탄을 이용하여 스프레이 방식으로 라이닝하되 1회 라이닝으로 3mm이상의 후도막을 형성하는 노후 상수도 송ㅇ배수관 누수방지 갱생공법을 제공하되, 라이닝 작업 초기에 라이닝액의 온도를 일정하게 유지한 상태에서 라이닝액을 분사할 수 있고 이에 따라 작업 품질을 향상시킬 수 있는, 라이닝 보수 공법을 제공하고자 하는 목적을 갖고 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 온수를 대신하여 열매체유를 사용하므로 주제 탱크, 경화제 탱크, 펌프 등의 부식을 방지할 수 있고 겨울철 동결을 방지할 수 있으며 작은 에너지로도 빨리 높은 온도로 가열할 수 있고 열매체유가 장치 내에서 변질되지 않으므로 교체할 필요가 없는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업구에서 관절형 붐대를 이용하여 관로 인입구와 라이닝액 분사호스 및 스프레이어를 일직선으로 배치함으로써 라이닝의 품질을 향상시킬 수 있는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 열매체유를 이용하여 관절형 붐대의 높이를 조절할 수 있으므로 별도의 유압 시스템을 갖출 필요가 없는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분사 호스를 가이드하는 가이드 롤러를 간편하고 신속하게 설치할 수 있는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법을 제공하는 데 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 라이닝 보수 공법은, (a) 열매체유가 열매체유 공급호스(13) 및 열매체유 회수호스(14)를 순환하면서 주변의 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)를 가열하는 단계; (b) 주제 탱크에 수용된 주제가 제1 정량펌프와 주제 호스(11)를 순환하고 경화제 탱크에 수용된 경화제가 제2 정량펌프와 경화제 호스(12)를 순환하도록 하면서 배합비를 조절하는 단계; 및, (c) 상기 (a), (b) 단계 이후에, 주제 호스(11)를 통해서 주제를 공급하고 경화제 호스(12)를 통해서 경화제를 공급하여 라이닝액을 스프레이어(관로 내부에 투입된 분사장치)로 분사하는 단계;를 포함할 수 있다.
분사 호스(10)의 내부에는 열매체유 공급호스(13)와 열매체유 회수호스(14)와 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)가 함께 설치된다. 그리고, 상기 (a) 단계에서, 열매체유가 열매체유 공급호스(13)와 열매체유 회수호스(14)를 통해 이동하는 동안에 주변의 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)를 가열하여 라이닝 분사 이전에 미리 일정한 온도가 되도록 가열한다.
제1 자켓(20)은 주제 탱크를 감싸도록 설치되고 그 내부에는 열매체유가 수용되어 내부의 주제를 가열한다. 그리고, 제2 자켓(21)은 경화제 탱크를 감싸도록 설치되고 그 내부에는 열매체유가 수용되어 내부의 경화제를 가열한다. 열매체유는 열매체유 펌프(P), 제1 자켓(20), 열매체유 공급호스(13), 열매체유 회수호스(14) 및, 제2 자켓(21)을 경유하면서 이동한다.
바람직하게, 열매체유를 이용하여 관절형 붐대(200)의 유압 실린더(260)를 작동시킬 수 있다. 즉, 유압 실린더(260)는 열매체유의 유압을 이용하여 관절형 붐대(200)의 높이를 조절할 수 있다.
바람직하게, 열매체유는 대기압 상태에서 물 보다 비열이 작고 열전도율은 높다.
상기 주제는 폴리올이고, 상기 경화제는 이소시아네이트인 것이 바람직하다. 그리고, 제1,2 정량 펌프는 폴리올과 이소시아네이트의 부피비가 1(폴리올) : 1(이소시아네이트) 내지 3(폴리올) : 1(이소시아네이트)이 되도록 할 수 있다.
상기 관절형 붐대(200)는, 관 형상의 수평붐대(210); 및, 수평붐대(210)에 회동 가능하되, 회동 후 각도가 고정되도록 설치된, 관 형상의 수직붐대(220);를 포함할 수 있다.
수평붐대(210)와 수직붐대(220)의 연결부분에는 분사호스를 가이드하는 롤러(202)가 설치된다. 그리고, 수직 붐대(220)는 적어도 두 개의 수직 단위붐대(221)(225)가 결합되어 이루어질 수 있다.
하부의 수직 단위붐대(225)는 상부의 수직 단위붐대(221)에 수직 붐대(220)의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
수직붐대(220)의 하단에는 분사호스(10)를 가이드하는 가이드 롤러(202)가 설치된다.
수평 붐대(210)와 수직 붐대(220) 중 적어도 어느 하나에는 다수 개의 핀홀이 관통 형성될 수 있다. 상기 다수 개의 핀홀 중에서 분사호스(10)를 가이드할 수 있는위치의 핀홀에는 가이드 핀(241)이 설치된다. 가이드 핀(241)은 분사호스(10)를 가이드함으로써 분사호스(10)가 롤러(202)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 라이닝 보수 공법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 비스페놀A가 함유되지 않는 속경화성 무용제형 이액형 폴리우레탄을 이용하여 스프레이 방식으로 라이닝하되, 1회 라이닝으로 3mm이상의 후도막을 형성한다.
둘째, 라이닝 작업 초기에 라이닝액의 온도를 일정하게 유지한 상태에서 라이닝액을 분사할 수 있으며, 이에 따라 라이닝 품질을 향상시킬 수 있다.
셋째, 온수 대신 열매체유를 사용하므로 주제 탱크, 경화제 탱크, 펌프 등의 부식을 방지할 수 있고 겨울철 동결을 방지할 수 있으며 작은 에너지로도 빨리 높은 온도로 가열할 수 있고 열매체유가 장치 내에서 변질되지 않으므로 교체할 필요가 없다.
넷째, 작업구에서 관절형 붐대를 이용하여 관로 인입구와 라이닝액 분사호스 및 스프레이어를 일직선으로 배치함으로써 라이닝의 품질을 향상시킬 수 있다.
다섯째, 열매체유를 이용하여 관절형 붐대의 높이를 조절할 수 있으므로 별도의 유압 시스템을 갖출 필요가 없다.
여섯째, 분사 호스를 가이드하는 가이드 롤러를 간편하고 신속하게 설치할 수 있다.
도 1은 일반적인 상수도 배관이 부식된 것을 보여주는 단면도.
도 2는 부식된 배관을 에폭시수지 라이닝으로 보수한 것을 보여주는 도면.
도 3은 부식된 배관을 세라믹모르타르 라이닝으로 보수한 것을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이닝 보수 공법에 사용되는 장비의 주요 구성을 보여주는 도면.
도 5는 분사 호스의 단면을 보여주는 도면.
도 6은 도 4의 라이닝 보수 공법에 사용되는 관절형 붐대의 주요 구성을 보여주는 사시도.
도 7은 도 6의 관절형 붐대를 보여주는 종단면도.
도 8은 라이닝 보수 공법을 이용하여 상수도관을 라이닝하는 것을 보여주는 단면도.
도 9는 도 4의 라이닝 보수 공법을 보여주는 플로우 차트.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 '상수도관'은 상수도용 송수관과 배수관 및 도수관 등을 통칭하는 용어이다. 따라서, 본 발명은 송수관, 배수관 및, 도수관 등에 모두 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이닝 보수 공법에 사용되는 장비의 주요 구성을 보여주는 도면이다. 도 4에서, 검은색 선은 주제의 이동을 나타내고, 붉은색 선은 경화제의 이동을 나타내며, 초록색 선은 열매체유의 이동을 나타낸다.
상기 장비는 주제 탱크와, 주제 탱크를 감싸는 제1 자켓(20)과, 경화제 탱크와, 경화제 탱크를 감싸는 제2 자켓(21)과, 주제와 경화제를 스프레이어에 공급하는 분사 호스(10)와, 주제와 경화제를 각각 정량 공급하는 정량 펌프(30)와, 열매체유를 펌핑하는 펌프(P) 및, 관절형 붐대(200)를 포함한다.
주제 탱크는 주제를 그 내부에 수용한다. 주제로는 폴리올이 사용될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 주제 탱크는 제1 자켓(20)에 의해 감싸져 있고, 제1 자켓(20)의 내부에는 열매체유가 수용되며, 열매체유는 제1 자켓(20)의 내부에 설치된 전기 히터(도면에 미도시)에 의해서 가열된다. 따라서, 전기 히터에 의해 열매체유가 가열되고, 가열된 열매체유가 주제를 가열한다.
상기 전기 히터는 열매체유를 대략 40℃~60℃로 가열하고 바람직하게는 50℃로 가열한다. 그리고, 상기 열매체유에 의해서 주제 탱크 내부의 주제는 약 25℃~40℃로 가열되고 바람직하게는 약 35℃로 가열된다.
한편, 기존에는 물을 이용하여 주제 탱크와 경화제 탱크를 가열하였는데, 물을 이용할 경우 탱크와 펌프가 부식되는 문제점과, 물의 비열이 크므로 가열에 많은 에너지와 시간이 필요하다는 문제점과, 물을 주기적으로 교체해야 한다는 문제점 등이 있었는데, 열매체유를 이용하면 이러한 문제점을 모두 해결할 수 있다.
아울러, 분사 호스(10)를 전기 열선으로 감싸서 가열하는 방식은 습기가 많은 관로 내부에서 단락 또는 감전의 위험이 있음에 비해, 열매체유를 이용하면 이러한 위험이 없으므로 더 안전하다.
경화제 탱크는 경화제를 그 내부에 수용한다. 경화제로는 이소시아네이트가 사용될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 경화제 탱크는 제2 자켓(21)에 의해 감싸져 있고, 제2 자켓(21)의 내부에는 열매체유가 수용되며, 열매체유는 제2 자켓(21)의 내부에 설치된 전기 히터(도면에 미도시)에 의해서 가열된다. 따라서, 전기 히터에 의해 열매체유가 가열되고, 가열된 열매체유가 경화제를 가열한다.
상기 전기 히터는 열매체유를 대략 40℃~60℃로 가열하고 바람직하게는 50℃로 가열한다. 그리고, 상기 열매체유에 의해서 경화제 탱크 내부의 경화제는 약 25℃~40℃로 가열되고 바람직하게는 약 35℃로 가열된다.
정량 펌프(30)는 제1 정량펌프와 제2 정량펌프를 포함한다. 제1 정량펌프는 주제를 정량 공급하고, 제2 정량펌프는 경화제를 정량 공급한다. 주제와 경화제는 부피비로서 대략 1(폴리올) : 1(이소시아네이트) 내지 3(폴리올) : 1(이소시아네이트)인데, 제1 정량펌프와 제2 정량펌프는 이러한 부피비가 되도록 주제와 경화제를 정량 공급하는 것이 바람직하다.
열매체유 펌프(P)는 제1,2 자켓(20)(21) 사이에 설치되고, 제2 자켓(21)으로부터 배출된 열매체유를 펌핑하여 제1 자켓(20)으로 공급한다. 열매체유 펌프(P)는 대략 150bar의 압력으로 열매체유를 펌핑할 수 있다.
분사 호스(10)는 테프론 등으로 만들어진 호스로서, 윈치(도 8의 W)에 감긴 상태로 있다가 라이닝 작업시 풀려서 관로 내부로 진입한다. 도 5에 나타난 바와 같이, 분사 호스(10)의 내부에는 주제 호스(11), 경화제 호스(12), 열매체유 공급 호스(13), 열매체유 회수 호스(14), 공기 호스(15), 섬유 유리봉(17), CCTV 케이블(16) 등이 포함된다. 그리고, 상기 호스들 사이는 수지로 충진될 수 있다.
주제 호스(11)는 주제를 스프레이어(도면에 미도시)쪽으로 공급하고, 경화제 호스(12)는 경화제를 스프레이어쪽으로 공급한다. 그리고, 주제와 경화제는 스프레이어의 스테틱 믹서에 의해 혼합된 후 노즐을 통해서 관로 내벽에 분사된다.
열매체유 공급 호스(13)는 열매체유를 스프레이어(도면에 미도시)쪽으로 공급하고, 열매체유 회수 호스(14)는 공급된 열매체유를 제1,2 자켓(20)(21)쪽으로 반환한다.
공기 호스(15)는 압축 공기를 스프레이어(도면에 미도시)쪽으로 공급한다. 공급된 압축 공기는 노즐에서 주제 및 경화제와 함께 관로 내벽으로 분사된다.
섬유 유리봉(17)은 분사 호스(10)의 탄성을 조절하고, CCTV 케이블(16)은 스프레이어에 설치된 CCTV 영상을 관로 밖으로 전송한다.
분사 호스(10)는 스위블 조인트(40)를 통해서 주제 탱크, 경화제 탱크 및 정량펌프(30)와 연결된다. 라이닝이 시작되기 전의 가열 공정에서, 제1 정량펌프에서 배출된 주제는 스위블 조인트(40)를 통해서 주제 호스(11)로 공급되어 주제 호스(11) 내부를 이동한 후 주제 탱크로 배출되고, 제2 정량펌프에서 배출된 경화제는 스위블 조인트(40)를 통해서 경화제 호스(12)로 공급되어 경화제 호스(12) 내부를 이동한 후 경화제 탱크로 배출된다.
그리고, 라이닝이 시작되기 전의 가열 공정에서, 제1 자켓(20)으로부터 배출된 열매체유는 스위블 조인트(40)를 통해서 열매체유 공급 호스(13)와 열매체유 회수 호스(14)를 순차적으로 경유한 후 스위블 조인트(40)를 통해서 제2 자켓(21)으로 공급된다.
이 때, 열매체유는 열매체유 공급 호스(13)와 열매체유 회수 호스(14)를 통해 빠르게 이동하면서 자신이 가진 열과 호스와의 마찰에 의해 발생되는 열을 이용하여 주변 호스, 예를 들어 주제 호스(11), 경화제 호스(12), 공기 호스(15) 등을 일정 온도로 가열한다.
이와 같이, 본 발명은 라이닝이 시작되기 전에 주제 호스(11), 경화제 호스(12), 공기 호스(15) 등을 일정 온도로 가열함으로써 라이닝 작업 초기에 주제, 경화제, 압축 공기가 호스와의 접촉으로 온도가 낮아지는 것을 방지한다. 이에 비해, 기존에는 이러한 가열 공정이 없었기 때문에 라이닝 작업 초기에 주제, 경화제 및 압축 공기가 차가운 호스와의 접촉으로 온도가 낮아지고 이에 따라 점도가 커져서 라이닝 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.
그리고, 열매체유로는 폴리알파올레핀(PAO)이 사용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 열매체유는 대기압 상태에서 물 보다 비열이 작으며 열전도율이 높다. 이에 따라, 작은 에너지로도 높은 온도로 가열할 수 있으므로 에너지를 절약할 수 있고 작업 시간을 단축시킬 수 있다.
관절형 붐대(200)는 분사 호스(10)를 가이드하기 위한 것으로서, 도 6 ~ 8에 나타난 바와 같이, 관 형상의 수평붐대(210)와, 수평붐대(210)의 끝단에 연결된 수직붐대(220)를 포함한다. 관절형 붐대(200)를 작업구(4)에 설치하기만 하면 분사 호스(10)를 가이드하기 위한 롤러를 별도로 설치할 필요가 없으므로 작업이 신속하고 간편해진다.
수평붐대(210)는 라이닝 장비 운반 차량(300)의 후단과 유압 실린더(260)에 의해 지지되도록 설치된다. 수평붐대(210)의 후단은 차량(300)의 후단과 샤클(shackle, 310) 등과 같이 착탈 가능한 연결구로 연결 및 지지되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 유압 실린더(260)는 열매체유의 유압으로 승강될 수 있고 이에 따라, 별도의 유압 시스템을 갖추지 않더라도, 유압 실린더(260)와 열매체유를 이용하여 수평붐대(210)의 높낮이를 조절할 수 있다.
수직붐대(220)는 적어도 두 개의 수직 단위붐대(221)(225)를 포함한다. 수직 단위붐대(221)(225) 중 최상단의 수직 단위붐대(221)는 수평붐대(210)에 회동 가능하고, 회동된 후에는 볼트(도면에 미도시) 등으로 그 각도(수평붐대와 수직 단위붐대 사이의 각도)를 고정할 수 있다. 이러한 회동 및 각도 고정 구조는 당업계에 공지된 것이므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 상기 고정 구조는 롤러(202)를 통해 전달되는 분사 호스(10)의 하중 등을 지지할 수 있다.
하부 수직 단위붐대(225)는 상부 수직 단위붐대(221)에 대해 상하 슬라이딩이 가능하고 수직 붐대(220)의 길이방향 중심축을 중심으로 회전이 가능하다. 구체적으로, 상부 수직 단위붐대(221)의 하단과 하부 수직 단위붐대(225)의 상단에는 다수 개의 볼트공(222)이 형성되고, 상부 수직 단위붐대(221)를 하부 수직 단위붐대(225)에 삽입하여 그 길이를 조절하되, 원하는 길이와 방향이 되도록 하부 수직 단위붐대(225) 상단의 볼트공(222)과 상부 수직 단위붐대(221) 하단의 볼트공(222)을 서로 대응되도록 위치시킨 후 볼트(도면에 미도시)를 삽입하여 길이와 방향을 고정한다. 이를 통해, 분사 호스(10)와 관로 인입구(6) 및 관로 내부의 스프레이어(도면에 미도시)가 일직선상에 위치하도록 할 수 있다.
수평붐대(210)와 수직붐대(220)의 연결 부분 예를 들어, 수평붐대(210)의 선단 또는 수직붐대(220)의 상단에는 가이드 롤러(202)가 설치될 수 있다. 가이드 롤러(202)는 분사 호스(10)를 가이드한다.
그리고, 수직붐대(220)의 하단에도 가이드 롤러(202)가 설치될 수 있다. 가이드 롤러(202)는 분사 호스(10)를 가이드한다.
한편, 수평 붐대(210)와 수직 붐대(220) 중 적어도 어느 하나에는 다수 개의 핀홀이 관통 형성될 수 있다. 핀홀에는 가이드 핀(241)이 설치되되, 가이드 핀(241)은 핀홀에 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 수평 붐대(210)와 수직 붐대(220) 중 적어도 어느 하나에는 다수 개의 핀홀이 관통 형성되고, 이 다수 개의 핀홀 중에서 분사 호스(10)를 가이드할 수 있는 핀홀에 가이드 핀(241)을 삽입하여 분사 호스(10)가 롤러(202)에서 이탈하는 것을 방지한다.
그러면, 도 8 ~ 9를 이용하여 라이닝 작업 공정을 설명하기로 한다.
먼저, 갱생 대상구간의 양끝단에서 지반을 굴착하여 작업구(4)를 형성하고, 관로(1)의 일부분을 절개하여 인입구(6)를 형성한다(S10). 작업구(4)는 관절형 붐대(200)와 스프레이어(도면에 미도시)를 투입하기 위한 공간이다.
이와 함께, 주제와 경화제를 미리 설정된 온도로 간접 가열한다(S110). 구체적으로, 제1,2 자켓(20)(21)의 내부에는 전기 히터가 내장되어 있는데, 전기 히터가 제1,2 자켓(20)(21) 내부의 열매체유를 약 50℃로 가열하고, 이에 따라 주제 탱크 내부의 주제와 경화제 탱크 내부의 경화제가 약 35℃로 간접 가열된다. 이 가열로 인해 주제와 경화제의 점도가 낮아진다.
그리고, 도 4의 녹색 선으로 도시된 바와 같이, 열매체유가 제1 자켓(21), 스위블 조인트(40), 분사 호스(10) 내부의 열매체유 공급 호스(13)와 열매체유 회수 호스(14), 제3 복귀호스(42), 스위블 조인트(40), 제2 자켓(21) 및 펌프(P)를 빠르게 순환됨으로써 열매체유가 갖고 있는 열과 마찰열로 인해 주제, 경화제, 주제 호스(11), 경화제 호스(12), 열매체유 공급 호스(13), 열매체유 회수 호스(14) 및 공기 호스(15)가 가열된다.
이어서, 도 4의 검은색 선으로 도시된 바와 같이, 주제 탱크의 주제가 제1 정량펌프와, 스위블 조인트(40)와, 분사 호스(10) 내부의 주제 호스(11) 및, 제1 복귀호스(44)를 순차적으로 순환되도록 한다. 그리고, 도 4의 붉은색 선으로 도시된 바와 같이, 경화제 탱크의 경화제가 제2 정량펌프와, 스위블 조인트(40)와, 분사 호스(10) 내부의 경화제 호스(12) 및, 제2 복귀호스(46)를 순환되도록 하여 주제와 경화제의 배합비를 조절한다(S120). 구체적으로, 주제와 경화제는 부피비로서 대략 1(폴리올) : 1(이소시아네이트) 내지 3(폴리올) : 1(이소시아네이트)이고, 제1 정량펌프와 제2 정량펌프는 이러한 부피비가 되도록 주제와 경화제를 정량 공급 및 순환되도록 한다.
다음으로, 관로(1) 내부를 세정, 세관한다(S20). 구체적으로, 관로 내부에 스크래퍼를 투입하고 윈치 등을 이용하여 견인함으로써 관로 내부의 녹과 이물질 등을 제거한다. 스크래퍼를 대신하여, 폴리 피그(Polly-Pig), air-sand 공법, 공기 충격파 공법 등이 사용될 수 있는데, 상기 방법은 당업계에 이미 공지된 방법이다.
세정, 세관이 완료되면 관로(1) 내부를 건조시키고 관로(1) 내부를 CCTV 카메라 로봇(도면에 미도시)을 이용하여 촬영한다(S30). 상기 촬영 결과, 녹이나 이물질 등이 남아 있는 경우에는 위 공정(S20)을 다시 반복할 수 있고, 고압 세척수만을 다시 공급하여 녹이나 이물질 등을 제거할 수도 있다. 또한, 관로(1)에 구멍이 있거나 일정 크기 이상의 크랙이 있는 경우에는 해당 부위를 메울 수도 있다.
이어서, 라이닝 분사장비 차량(300)을 작업구 주변에 배치한다(S130). 그리고, 관절형 붐대(200)를 작업구에 설치한다(S40). 구체적으로, 수평붐대(210)를 라이닝 분사장비 차량(300) 후단의 샤클(310)과 유압 실린더(260)에 의해 지지되도록 설치하고, 수직 붐대(220)의 각도와 방향 및 길이를 조절하여 설치한다.
유압 실린더(260)는 열매체유에 의해 작동되므로, 유압 실린더(260)를 구동하기 위해 별도의 유압 시스템을 구비할 필요가 없다.
수직붐대(220)의 상단과 수평붐대(210)의 결합 각도를 조절한 후 볼트(도면에 미도시) 등으로 그 각도를 고정하고, 하부 수직 단위붐대(225)가 상부 수직 단위붐대(221)에 삽입되는 길이를 조절하여 수직 붐대(220)의 길이를 조절하며, 하부 수직 단위붐대(225)가 상부 수직 단위붐대(221)에 결합되는 방향을 조절함으로써 분사 호스(10)가 관로 인입구(6)를 향하도록 조절한다.
이와 같이, 관절형 붐대(200)를 작업구(4)에 설치하기만 하면 분사 호스(10)를 가이드하기 위한 롤러를 별도로 설치할 필요가 없으므로 작업이 신속하고 간편해진다.
한편, 작업구 주변에 주차 불가능 지역이 있어서 라이닝 분사장비 차량(300)과 관로(1)의 방향이 평행하지 못한 경우에는 하부 수직 단위붐대(225)가 상부 수직 단위붐대(221)에 결합되는 방향을 조절함으로써 분사호스(10)와 관로 인입구(6) 및 스프레이어가 일직선상에 위치하도록 만들 수 있다.
관절형 붐대(200)의 설치가 완료되면 핀홀에 가이드 핀(241)을 삽입하여 분사 호스(10)가 롤러(202)를 이탈하지 않도록 한다. 가이드 핀(241)으로 분사 호스(10)를 가이드하는 것은 롤러(도면에 미도시)를 이용하는 것 보다 용이하다. 즉, 분사 호스(10)를 롤러에 위치하도록 만드는 것은 어렵지만 가이드 핀(241)을 이용하면 가이드 핀(241)을 핀홀에 삽입하면 되므로 용이하다.
다음으로, 분사 호스(10)를 인출하여 스프레이어에 연결한다(S140)(S50). 상술한 바와 같이, 분사 호스(10) 내부의 주제 호스(11), 경화제 호스(12), 공기 호스(15) 등은 열매체유에 의해 미리 가열된 상태이고, 이에 따라 라이닝 작업 초기에 라이닝액의 온도 저하가 방지된다.
라이닝 작업이 완료되면 열매체유 순환시스템을 종료하고(S150), 관로 내부를 소독 및 세척한다.
1 : 상수관로 2 : 에폭시 라이닝
4 : 작업구 6 : 관로의 인입구
10 : 분사 호스 11 : 주제 호스
12 : 경화제 호스 13 : 열매체유 공급호스
14 : 열매체유 회수호스 15 : 공기호스
16 : CCTV 케이블 17 : 섬유 유리봉
20 : 제1 자켓 21 : 제2 자켓
30 : 정량 펌프 40 : 스위블 조인트
42 : 제3 복귀호스 44 : 제1 복귀호스
46 : 제2 복귀호스 200 : 관절형 붐대
202 : 가이드 롤러 210 : 수평붐대
220 : 수직 붐대 221 : 상부 수직 단위붐대
222 : 볼트공 225 : 하부 수직 단위붐대
241 : 가이드 핀 260 : 유압 실린더
300 : 라이닝 분사장비 차량 310 : 샤클(shackle)

Claims (7)

  1. (a) 열매체유가 열매체유 공급호스(13) 및 열매체유 회수호스(14)를 순환하면서 주변의 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)를 가열하는 단계;
    (b) 주제 탱크에 수용된 주제가 제1 정량펌프와 주제 호스(11)를 순환하고 경화제 탱크에 수용된 경화제가 제2 정량펌프와 경화제 호스(12)를 순환하도록 하면서 배합비를 조절하는 단계; 및,
    (c) 상기 (a), (b) 단계 이후에, 주제 호스(11)를 통해서 주제를 공급하고 경화제 호스(12)를 통해서 경화제를 공급하여 라이닝액을 스프레이어로 분사하는 단계;를 포함하고,
    분사 호스(10)의 내부에는 열매체유 공급호스(13)와 열매체유 회수호스(14)와 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)가 함께 설치되고,
    상기 (a) 단계에서, 열매체유가 열매체유 공급호스(13)와 열매체유 회수호스(14)를 통해 이동하는 동안에 주변의 주제 호스(11)와 경화제 호스(12) 및 공기 호스(15)를 가열하고,
    제1 자켓(20)은 주제 탱크를 감싸도록 설치되고 그 내부에는 열매체유가 수용되어 내부의 주제를 가열하며, 제2 자켓(21)은 경화제 탱크를 감싸도록 설치되고 그 내부에는 열매체유가 수용되어 내부의 경화제를 가열하며,
    열매체유는 열매체유 펌프(P), 제1 자켓(20), 열매체유 공급호스(13), 열매체유 회수호스(14) 및, 제2 자켓(21)을 경유하는 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    열매체유는 관절형 붐대(200)의 유압 실린더(260)를 경유하고,
    유압 실린더(260)는 열매체유의 유압을 이용하여 관절형 붐대(200)의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법.
  4. 제3항에 있어서,
    열매체유는 대기압 상태에서 물 보다 비열은 작고 열전도율은 높은 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 주제는 폴리올이고, 상기 경화제는 이소시아네이트이며,
    제1,2 정량 펌프는 폴리올과 이소시아네이트의 부피비가 1(폴리올) : 1(이소시아네이트) 내지 3(폴리올) : 1(이소시아네이트)이 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법
  6. 제3항에 있어서,
    관절형 붐대(200)는,
    관 형상의 수평붐대(210); 및,
    수평붐대(210)에 회동 가능하되, 회동 후 각도가 고정되도록 설치된, 관 형상의 수직붐대(220);를 포함하고,
    수평붐대(210)와 수직붐대(220)의 연결부분 및, 수직붐대(220)의 하단에는 분사호스를 가이드하는 롤러(202)가 설치되며,
    수직 붐대(220)는 적어도 두 개의 수직 단위붐대(221)(225)가 결합되어 이루어지고,
    하부의 수직 단위붐대(225)는 상부의 수직 단위붐대(221)에 수직 붐대(220)의 중심축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법.
  7. 제6항에 있어서,
    수평 붐대(210)와 수직 붐대(220) 중 적어도 어느 하나에는 다수 개의 핀홀이 관통 형성되고,
    상기 다수 개의 핀홀 중에서 분사호스(10)를 가이드할 수 있는 위치의 핀홀에는 가이드 핀(241)이 설치되며, 핀홀에 설치된 가이드 핀(241)은 분사호스(10)를 가이드함으로써 분사호스(10)가 롤러(202)에서 이탈하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 노후 상수도관의 스프레이 라이닝 보수 공법.
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