KR20010088505A - 관로 가변구간 보수장비 및 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 가변구간 보수장비 및 공법에 관한 것으로서, 관로 부분 보수장비와 전체 보수장비의 2가지로 이원화되어 있어 하수관 결함부의 특정 구간만을 대상으로 보수할 수 없었던 점을 개선하기 위하여 관로 임의 보수 대상 구간인 가변 구간 보수장비를 개발하고, 라이닝재의 경화시 나선식 열순환 공급 노즐을 사용하여 열확산을 가속화하며, 응축수 배출을 신속하게 하여 보수 대상 관로 상하부의 열분포를 균일하게 하도록 구성하고, 나선형 라이닝재는 치수를 규격화하고 나선형으로 연속적으로 감긴 원통형관으로 제조하며, 온도 감지재를 부착하여 열공급을 최적화하고, 원단상에 소정의 표식을 하여 공정 감시와 제어의 기준을 제공하도록 구성함으로써 원가 절감, 시공성 향상 및 품질 향상의 효과가 기대된다.

Description

관로 가변구간 보수장비 및 공법{omitted}

본 발명은 하수관의 비굴착 부분보수와 전체보수의 구분 없이 보수가 필요한임의 구간을 대상으로 보수할 수 있도록 구성된 관로 가변구간 보수장비와 나선형 라이닝재 및 이를 이용한 공법에 관한 것이다.

일반적으로 하수관은 이음부의 수량이 많으며, 도시 형성 초기 단계부터 지중에 매설되어 있어 취약함에도 불구하고 이음부의 상태나 하수관의 재질 자체가 영구적인 구조물로서의 기능을 충분히 발휘해야 되는 반면, 하수관이 매설된 도로상에 중차량이 통과하고 시간이 경과함에 따라 이음부의 단차 및 벌어짐, 균열 발생이 지속적으로 증가하게 되며, 이러한 이음부의 틈 사이로 배면의 뒷채움 토사가 하수와 흐름으로 인하여 유실되거나, 홍수시 세굴되어 하수관상에는 편심하중이 작용하게 되고 그 결과 하수관의 양측 상단부로부터 균열 발생이 점차 확대되어 군데군데 하수관이 파손되거나, 하수관 자체가 노후화되어 파손되는 등의 문제점에 대처하기 위하여 하수관의 유지관리 차원에서 차량 통행에 지장을 주지 않고 하수관 내면을 보수하는 하수관 비굴착 보수공법의 적용이 보편화되어 있는 추세이다. 그러나 종래의 하수관 비굴착 보수공법 장비는 당초 도입한 상태로 사용하거나, 다소 소화 개량한 상태로 사용하는 등 부분보수 공법과 전체보수 공법의 2가지로 이원화되어 있어 보수 개소당 수 십 센티미터 길이 정도를 보수하는 부분보수 공법과 맨홀과 맨홀사이 수 십 미터 정도의 전 구간을 보수하는 전체보수 공법 중에서 1가지를 선택해서 보수할 수밖에 없는 실정이었다.

이러한 종래의 관로 비굴착 부분보수 공법과 전체보수 공법을 장비 구성 측면과 보수재의 제조 측면으로 구분하여 문제점을 분석해 보면 다음과 같다.

우선 장비의 구성 측면에서 분석해 보면, 맨홀과 맨홀 사이의 하수관의 경우결함이 있는 특정구간 수 미터 정도만을 보수하고자 할 경우에도 종래의 보수공법 장비로는 전체보수 공법 장비를 선택하여 맨홀과 맨홀사이의 수 십 미터 전체구간을 보수하게 됨으로 보수 대상 구간이 아닌 부분도 부득이 보수하게 되어 공사비의 증가로 인한 원가 상승 및 공사 기간이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 보수재의 제조 측면에서 분석해 보면, 라이닝재를 공장에서 직접 원통형관으로 직조하는 경우는 별도로 하고, 종래의 라이닝재 제조 방법에 있어서는 보수대상 하수관의 관경과 길이에 따라 최적의 원단폭과 길이를 선정한 후 제조하게 되므로 필요한 치수를 초과하거나 부족한 경우가 흔히 발생하게 되고, 이에 따라 여러가지 종류 및 크기의 원단 재고가 발생하게 되며, 이 재고원단을 활용할 경우에는 관경과 길이에 따라 재고원단의 재단 및 접합작업을 반복해서 실시해야 하므로 제조 공정이 복잡하여 생산성이 감소하고, 재료비가 증가하며, 산업 폐기물 발생량이 증가하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 시정하고자 착상된 것으로서, 하수관 비굴착 부분보수와 전체보수의 구분 없이 임의보수 대상 구간을 보수할 수 있도록 구성된 관로 가변구간 보수장비와 나선형 라이닝재 및 이를 이용한 공법에 관한 것이다.

관로 가변구간 보수장비는 하수관내에서 이동 및 고정이 가능하고, 임의보수대상 지점에서 라이닝재의 반전을 실시할 수 있으므로 부분보수에서부터 전체보수에 이르기까지 보수 가능한 가변구간의 보수를 대상으로 하며, 라이닝재의 경화시나선식 열순환 공급노즐을 사용하여 열확산을 가속화하고, 응축수 배출을 신속하게 하여 보수 대상 하수관 상하부의 열분포를 균일하게 하도록 구성하며, 나선형 라이닝재는 원단의 폭과 길이 등의 치수를 규격화하고 나선형으로 연속적으로 감긴 원통형관으로 제조하여 원단조각이나 재단 부스러기의 발생을 억제하며, 온도 감지재를 부착하여 열공급을 최적화하고, 원단상에 소정의 표식을 하여 공정 감시와 제어의 기준을 제공하도록 구성함으로써 종합적으로는 원가를 절감하고, 시공성을 향상시키며, 품질을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반전이 완료된 시점의 관로 가변구간 보수장비 및 이를 이용한 공법의 설명도

도 2는 도 1의 A에 대한 반전 실시 전 견인 시점의 확대 단면도

도 3은 도 2의 B-B단면에 따른 단면도

도 4는 도 2의 C에 대한 확대 단면도

도 5는 나선형 라이닝재의 제조공정을 표시한 평면도

도 6은 나선형 라이닝재의 제조공정을 표시한 정면도

도 7은 나선형 라이닝관의 사시도

도 8은 도 7의 D-D단면에 따른 확대 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 관로 가변구간 보수장비 3 : 하수관

5 : 가이드관 6 : 가이드 튜브

7 : 가이드 로우프 8 : 중기공급호스

9 : 나선형 라이닝재 10 : 회전밸브

11 : 나선식 열순환 공급노즐 12 : 고정띠

13 : 후렌지 14 : 응축수 배출관

15 : 탈락유도용 팽창부 16 : 버팀용 팽창부

17 : 확장용 팽창부 18 : 공기공급호스

19 : 지지바퀴 21 : 보호캡

23 : 고정테이프 25 : 견인장치

27 : 견인바퀴 29 : 견인용 후크

31 : 견인로우프 33 : 착탈구

35 : 착탈핀 37 : 착탈홈

39 : 내부필름용 권취기 41 : 내부필름

43 : 온도감지재 권취기 45 : 온도 감지재

47 : 보강재 공급 장치 49 : 보강재

50 : 수지 51 : 수지탱크

53 : 접합장치 55 : 외부필름 권취기

57 : 외부필름 59 : 수지 함침장치

61 : 라이닝재 권취기 63 : 나선형 이음부

65 : 라이닝재 길이 표식 67 : 접합위치 선정표식

69 : 보강재 방향 표식

본 발명의 구성에 관하여 첨부된 예시 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

통상적인 이동식 보수차량의 내부에는 발전기, 공기압축기, 보일러 등이 장착되는데, 이것은 기본적인 사항으로 본 설명 및 도면상에서 표기하는 것은 생략하기로 하고, 이와는 별도로 하수관 내부에서 작동되는 중심 장비인 관로 가변구간 보수장비(1)와 나선형 라이닝재(9) 및 이와 관련된 공법을 본 발명의 주요 대상으로 하였다.

첫째로, 관로 가변구간 보수장비(1)의 주요 부품 구성 개요 및 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

관로 가변구간 보수장비(1)는 하수관(3)내의 임의보수 대상 구간 예를 들면, 맨홀과 맨홀 사이의 전체적인 하수관을 보수할 필요성은 없는 상황하에서 일부 수미터 구간의 하수관만 파손되었거나, 균열이 진행되어 보수가 필요하거나 또는 하수관 자체가 노후화 되었을 경우에는 부분보수장비로 보수할 수는 없고, 전체보수장비로 보수는 가능하나 보수가 불필요한 부분까지도 장비의 특성상 부득이 전 구간을 대상으로 보수할 수밖에 없는 실정이므로 보수공사 비용이 증가될 수밖에 없는 점을 개선하기 위하여 어느 부분이든 간에 보수가 필요한 임의 구간을 대상으로 하여 보수할 수 있도록 개량된 장비이다.

이 관로 가변구간 보수장비(1)는 속이 빈 원통형 후렌지(13)의 외주면상에 탈락유도형 팽창부(15), 버팀용 팽창부(16), 확장용 팽창부(17), 지지바퀴(19), 착탈구(33), 응축수 배출관(14) 및 보호캡(21)이 설치되어 있고, 보호캡(21)에 접해 있는 후 방부에는 가이드관(5)이 설치되어 있다.

관로 가변구간 보수장비(1)의 버팀용 팽창부(16)와 확장용 팽창부(17)상에는 적정 보수 길이를 가진 나선형 라이닝재(9)를 관로 가변구간 보수장비(1)의 내부공간을 통해 선단부의 일부를 돌출 시킨 뒤 뒤집은 상태로 고정 테이프(23)를 사용하여 고정시키고, 나선형 라이닝재(9)의 끝단부는 증기공급호스(8), 공기공급호스(18) 및 가이드 로우프(7)와 묶어 고정하고, 증기공급호스(8)의 선단부 부근에는 꼬임 방지를 위한 회전밸브(10)가 설치되며, 적정간격을 두고 소정의 개소에 나선식 열순환공급노즐(11)이 설치되어 회전하면서 고온의 증기를 보수 대상 하수관(3)의 종단 방향으로 내벽을 따라 나선식으로 회류하며 공급되도록 하여 열의 확산을 가속화 시켜서 하수관 상하부의 열분포를 균일하게 함으로써 경화시간을 단축하고 품질을 향상시킬 수 있도록 구성하였다.

또한, 관로 가변구간 보수장비(1)의 후방 끝단부에 설치된 가이드관(5)상에는 가이드 튜브(6)를 고정띠(12)로 묶어 설치하도록 구성하였다,

한편, 착탈구(33)상에는 관로 가변구간 보수장비(1)를 하수관(3)내에서 보수대상 지점까지 견인하기 위한 견인장치(25)가 가설되는데, 이 견인장치(25)는 유선형 구조로 되어 있어 견인시 이음부 단차 등의 이상부위 통과가 용이하도록 하였고, 이 견인장치(25)는 안쪽 방향으로 수축복원력이 작용하는 상태에서 끝단부상에 설치된 착탈홈(37)이 후렌지(13)상에서 돌출된 착탈핀(35)에 헐겁게 끼워진 상태로서 견인장치(25)의 전방부에 설치된 견인용 후크(29)에 매달아 고정한 견인로우프(31)를 전방에서 작동하는 윈치나 이송 로봇 등으로 견인함으로써 견인바퀴(27)와 지지바퀴(19)가 하수관(3)의 내벽을 굴러 보수 대상 지점에 도달된 후 견인로우프(31)에 소정의 인장력이 작용되고 있는 상태에서 탈락 유도용 팽창부(15)에 공기압을 작용시켜 팽창시키면 견인장치(25)의 끝단부에 설치된 착탈홈(37)이 보호캡(21)내에 설치된 착탈핀(35)으로부터 탈락되어 견인장치(25) 셋트만 관로 가변구간 보수장비(1)에서 분리되어 맨홀 밖으로 이송될 수 있는 구조로 하였다.

둘째로, 나선형 라이닝재(9)의 제조 공정 및 구성에 관하여 설명하면 다음과 같다.

나선형 라이닝재(9)의 제조 공정은 내부필름 권취기(39)로부터 보강재(49)의 외경치수에 적합한 크기와 두께의 원형 튜브 상태로 선 가공된 내부필름(41)이 보강재 원주 내부로 유도되어 공급되고, 온도감지재 권취기(43)로부터 공급되는 온도 감지재(45)가 내부필름(41)과 동시에 삽입되어 함께 접합되며, 보강재(49)의 접합동기 속도에 따라 자전하면서 삽입되도록 하였고, 보강재 접합장치의 축방향 중심에 대해 보강재 공급장치(47)의 수평축 위치값을 작업원단의 나선각으로 설정하여 보강재(49) 원경에 적절한 나선형으로 소정 수량의 보강재(49)가 공급되어 접합장치(53)를 사용하여 접합되도록 하고, 수지탱크(51)로부터 공급되는 경화성 수지(50)를 원통형 수지 분사 노즐을 사용하여 보강재(49)에 분사시키며, 외부필름 권취기(55)로부터 외부필름(57)이 공급되어 보강재(49)의 외표면으로 나선형으로 접합되고, 외부필름(57)까지 형성되어 완성된 나선형 라이닝재(9)는 수지 함침 장치(59)의 내부에서 함침되고 로울러 장치를 거쳐서 라이닝재 권취기(61)에 권취되며, 나선형 라이닝재(9)상에는 라이닝재 길이 표식(65), 접합위치 선정표식(67), 보강재 방향 표식(69)이 표시되도록 하였다.

이와 같은 과정을 통하여 제조된 나선형 라이닝재(9)는 보수 대상 하수관에 맞게 보강재 및 내외부 필름에 표시된 표식에 따라 나선형으로 접합되므로 원단의 길이에 제한 없이 한 번의 공정으로 제조가 가능하도록 하였고, 나선형 라이닝재(9)의 외주 하단부에 하수관 길이 방향으로 온도 감지재(45)를 설치하여 수지 경화시 나선형 라이닝재(9) 이면의 온도를 검출하고, 경화 프로그램과 연동시켜 제어하도록 함으로써 열공급을 최적화 하였으며, 원단상에는 라이닝재 길이 표식(65), 접합위치선정 표식(67), 보강재 방향 표식(69)을 두어 수작업시 목측을 가능하게 할 뿐더러 자동화 과정에서 광학적 스캔 방법 등으로 인식하여 나선형 라이닝재(9)의 제조 공정상 제어 기준으로 활용되도록 함으로써 원가 절감 및 품질 향상을 도모할 수 있도록 구성하였다.

셋째로, 관로 가변구간 보수장비(1)를 사용한 보수방법을 설명하면 다음과 같다.

우선 전처리 과정으로 보수 대상 하수관 내면의 세정작업 및 관로 내면조사를 실시하고, 지장물이 있을 경우에는 제거, 절단, 연마 및 수밀 플러그 설치 작업을 실시한다.

그 다음에는 본 발명에 의한 비굴착 보수의 본 공정 작업으로서, 관로 가변구간 보수장비(1)의 버팀용 팽창부(16)와 확장용 팽창부(17)상에 나선형 라이닝재(9)의 선단부 소정의 길이를 뒤집어 씌운 다음 고정테이프(23)를 사용하여 고정시키고, 가이드관(5)상에 가이드튜브(6)의 선단부 일부를 끼워 고정띠(12)로 묶어 고정시키며, 증기공급호스(8), 공기공급호스(18) 및 가이드 로우프(7)를 일체화하여 나선형 라이닝재(9)의 끝단부에 묶어 고정시킨다.

보수 대상 지점이 하수관(3)내의 임의 지점인 경우에는 견인장치(25)를 관로 가변구간 보수장비(1)에 가설하여 일체화한 후 보수 대상 지점까지 견인하며, 견인이 완료된 후에는 탈락 유도형 팽창부(15)에 공기압을 작용시켜 팽창시킴으로써 견인장치(25)를 관로 가변구간 보수장비(1)로부터 분리시키고, 관로 가변구간 보수장비(1)의 버팀용 팽창부(16)에 적정 공기압을 작용시켜 관로 가변구간 보수장비(1)를 하수관(3)의 내벽에 고정시키며, 확장용 팽창부(17)에 적정 공기압을 작용시켜 확장용 팽창부(17)상의 나선형 라이닝재(9) 선단부를 팽창시킴으로써 나선형 라이닝재(9)의 선단부가 하수관(3)의 내벽에 충분히 밀착되도록 하였다.

이렇게 판로 가변구간 보수장비(1)를 하수관(3)의 내벽에 고정시킨 후에는공기공급호스(18)를 통해 공급되는 소정의 공기압을 작용시켜 나선형 라이닝재(9)의 반전을 실시하고, 반전이 완료되면 증기공급호스(8)와 나선식 열순환 공급노즐(11)을 통해 공급되는 회류 증기를 발생시켜 나선형 라이닝재(9)가 균일하게 경화되도록 하였으며, 이 과정에서 나선형 라이닝재(9)의 내부 바닥에 고이는 응축수는 관로 가변구간 보수장비(1)의 후렌지(13)상에 자유릅게 휘어지는 상태로 설치된 응축수 배출관(14)을 통해 외부로 신속하게 배출되도륵 하였다.

이와 같이 비굴착 보수의 본 공정 작업이 완료된 후에는 후처리 과정으로 나선형 라이닝재(9)의 양 끝단부 및 지관부의 천공, 절단, 연마 등의 마무리 작업을 실시한 후 최종적인 검사 과정을 거쳐 보수작업을 종료하도록 하였다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 관로 가변구간 보수장비는 하수관의 임의보수 대상 구간을 보수할 수 있도록 구성된 가변구간의 보수를 대상으로 하며, 라이닝재의 경화시 열확산을 가속화하고, 응축수 배출을 신속하게 함으로써 원가절감 및 품질향상의 효과가 있으며, 나선형 라이닝재는 원단의 폭과 길이 등의 치수를 규격화하고, 나선형으로 연속적으로 감긴 원통형관으로 제조하여 원단조각이나 재단부스러기의 발생을 억제하고, 온도감지재를 부착하여 열공급을 최적화하며, 원단상에 소정의 표식을 하여 공정감시와 제어기준을 가공하도록 구성함으로써 원가절감, 시공성 향상 및 품질향상 효과가 기대된다.

Claims (3)

1. 관로 비굴착 보수장비에 있어서,

   속이 빈 원통형 후렌지 외주면상에 버팀용 팽창부, 확장용 팽창부가 설치된 보수장치;

   유선형 몸체상에 착탈홈, 견인바퀴, 견인용 후크, 견인 로우프가 설치되고, 이와는 별도로 착탈판, 지지바퀴, 탈락유도용 팽창부가 추가로 설치된 견인장치;

   버팀용 팽창부, 확장용 팽창부상에 선단부의 일부를 뒤집은 상태로 고정테이프로 고정시키고 소정의 보수 길이를 가진 나선형 라이닝재;

   증기공급호스 상에 회전밸브, 소정 수량의 나선식 열순환 공급노즐이 설치된 증기공급장치;

   원통형 후렌지의 외주면상에 설치된 응축수 배출관;

   원통형 후렌지 후방 끝단부의 가이드관상에 고정띠로 묶어 설치된 가이드 튜브;

   나선형 라이닝재에 공기압을 작용시켜 반전시키도록 설치된 공기공급호스;

   나선형 라이닝재의 끝단부에 설치된 가이드 로우프; 및

   상기 견인장치로 보수 대상 임의지점까지 견인한 후 보수장치로 임의 보수 대상 구간인 가변구간의 보수를 실시하고, 열순환 공급노즐을 사용하여 열확산을 가속화하며, 응축수 배출을 신속하게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 관로 가변구간 보수장비.
2. 관로 비굴착 보수에 있어서,

   소정규격의 원통형 튜브 상태로 선 가공된 내부 필름;

   내부필름과 동시에 삽입되어 함께 접합되는 온도감지재;

   소정의 나선각을 설정하여 나선형으로 소정의 수량이 공급 접합되는 보강재;

   보강재의 외표면에 나선형으로 접합되는 외부필름;

   분사노즐을 사용하여 분사시키고, 함침장치 내부에서 함침되는 경화성 수지;

   원단상에 표리되는 소정의 표식; 및

   상기 재료 및 표식을 규격화하고 나선형으로 연속적으로 감겨 원통형관 형태로 접합되며, 표식을 하여 제조 및 작업과정에서 감시 및 제어 기준으로 활용될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 나선형 라이닝재.
3. 하수관 비굴착 보수 공사시,

   관로 가변구간 보수장비의 버팀용 팽창부와 확장용 팽창부상에 나선형 라이닝재의 선단부 소정의 길이를 뒤집어 씌운 다음 고정테이프를 사용하여 고정시키고, 가이드관상에 가이드튜브의 선단 일부를 끼워 고정띠로 묶어 고정시키며, 증기공급호스, 공기공급호스 및 가이드 로우프를 일체화하여 나선형 라이닝재의 끝단부에 묶어 고정시키고, 견인장치를 관로 가변구간 보수장비에 가설하여 일체화한 후 보수대상 지점까지 견인하며, 견인이 완료된 후에는 탈락 유도형 팽창부에 공기압을 작용시켜 팽창시킴으로써 견인장치를 관로 가변구간 보수장비로부터 분리시키고, 관로 가변구간 보수장비의 버팀용 팽창부에 적정 공기압을 작용시켜 관로 가변구간 보수장비를 하수관의 내벽에 고정시키며, 확장용 팽창부에 적정 공기압을 작용시켜 확장용 팽창부상의 나선형 라이닝재 선단부를 팽창시킴으로써 나선형 라이닝재의 선단부가 하수관의 내벽에 충분히 밀착되도록 하고, 관로 가변구간 보수장비를 하수관의 내벽에 고정시킨 후에는 공기공급호스를 통해 공급되는 소정의 공기압을 작용시켜 나선형 라이닝재의 반전을 실시하고, 반전이 완료되면 증기공급호스와 나선식 열순환 공급노즐을 통해 공급되는 회류 증기를 발생시켜 나선형 라이닝재가 균일하게 경화되도록 하였으며, 이 과정에서 나선형 라이닝재의 내부 바닥에 고이는 응축수는 관로 가변구간 보수장비의 후렌지상에 자유롭게 휘어지는 상태로 설치된 응축수 배출관을 통해 외부로 신속하게 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 관로 가변구간 보수공법.