KR200238708Y1 - 접속각도 및 길이의 조절이 가능한 하수맨홀 프리캐스트 인버트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 현장여건에 맞게 접속각도의 조절이 가능한 고무 또는 수지계 재료로 이루어진 프리캐스트(Precast) 인버트 본체를 구비한 인버트에 관한 것으로서, 기존의 맨홀에서 시공의 번잡함과 난이함으로 인한 인버트 축조의 기피현상과 인버트 축조시 소요되는 많은 인력과 경비를 획기적으로 줄일 수 있는 인버트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

기존의 맨홀 인버트 구조물은 거푸집에 의하여 시공하게 되므로, 거푸집 제작의 어려움과 설치 및 철거에 따른 부담이 크며, 조도계수의 유지를 위하여 몰탈로 마감을 해야 하는 부담이 있다. 본 고안에서는, 공장에서 구경별, 맨홀 호수별 프리캐스트 인버트 본체를 제작하여 맨홀내부에 장착하므로써 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결한다.

또한 본 고안에서는 중·대구경관 등 접속각도 조절이 난이한 경우에 대비하여 인버트 본체의 외부를 파형구조를 갖게 하며, 횡압력 등에 의해 단면의 변화를 막기 위하여 길이방향에 직각이 되도록 고탄성의 횡철심을 장착시킨다.

프리캐스트 인버트 본체의 장착시 접속각도를 유지하기 위해 길이 방향으로 소성이 강한 종철심을 장착하며, 인버트 본체의 타설시 그 내면이 오염되어 조도계수가 상승하는 것을 방지하기 위해 인버트 내면에 보호 필름을 장착하며, 인버트 무근 콘크리트와 프리캐스트 인버트를 견고히 부착시키기 위해 고정핀을 장착한다.

본 고안의 프리캐스트 인버트는 신설 맨홀은 물론 기존맨홀에서 하수의 흐름을 차단하지 않고 맨홀 인버트를 형성시킬 수 있어, 기존 합류식관거 및 인버트 미설치 맨홀에 쉽게 적용할 수 있으며, 시공자의 숙련도에 관계없이 양호한 품질로 시공이 가능하다.

Description

접속각도 및 길이의 조절이 가능한 하수맨홀 프리캐스트 인버트{Precast invert of sewerage manhole capable of controlling connection angle and length}

본 고안은 하수 맨홀에 설치하는 인버트(Invert)에 관한 것으로서, 구체적으로는 현장에 맞게 각도 조절이 용이하고 하수가 원활하게 흐를 수 있도록 양호한 내면 조도계수를 가진 인버트에 관한 것이다.하수는 상류측 유입관을 통하여 하수도의 맨홀에 유입되어 하류측의 유출관으로 유출되는데, 하수가 유출관으로 유출되기 전에 하수 맨홀 내부의 단면 확대로 인하여 하수의 유속이 저하되며, 그 결과 하수 중의 고형물이 맨홀 내부에 퇴적될 수 있다. 맨홀 내부에 이러한 고형물이 퇴적되면, 유지관리를 위해 작업원이 주기 적으로 퇴적물 제거작업을 하여야 하는데 맨홀의 좁은 공간으로 인하여 제거작업이 상당히 불편하게 되며, 퇴적물로 인하여 하수가 원활하게 흐르지 못하게 됨으로써 퇴적된 고형물이 부패하여 악취를 발생시키게 된다.

이를 방지하기 위해 하수 맨홀에는 유입관과 유출관 사이에 콘크리트로 이루어진 인버트(Invert) 구조물을 설치하게 된다. 도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 종래의 맨홀 구조 및 인버트 구조물의 설치 구조에 대하여 설명한다.도 1은 기존 맨홀의 평면도이고, 도 2a는 기존 맨홀의 단면도로서 도 1의 선 A-A에 따른 단면도이며, 도 2b는 기존 맨홀의 단면도로서 도 1의 선B-B에 따른 단면도이다.

상기 도면에서 예시한 바와 같이, 통상의 맨홀은 본체(1)와, 하수관으로부터 하수가 유입되는 상류측 유입관(2)과, 유입된 하수가 배출되는 하류측 유출관(3)으로 이루어지며, 상류측 유입관(2)과 하류측 유출관(3) 사이에 하수의 유속을 동일하게 유지시켜 고형물의 침전에 의한 고형물 부패 및 악취의 발생을 방지하기 위한 인버트 구조물(4)이 설치된다. 인버트 구조물(4)은 하류관거의 관경 및 경사와 동일하게하며, 인버트 구조물의 발디딤부(15)는 10~20%의 횡단경사를 둔다. 일반적으로 인버트 구조물(4)의 폭은 하류측 폭을 상류까지 같은 넓이로 연장하며, 상류측 유입관(2)과 인버트 구조물 저부의 단차는 3~10cm 정도를 확보하는 것으로 되어 있다.

통상의 인버트 구조물 설치방법은 관의 반단면 형상으로 거푸집을 만들어 무근 콘크리트(5)를 타설하여 인버트(4)를 형성한 후, 거푸집을 제거하고 인버트 내부면에 몰탈을 피복하여 몰탈 마감(16)을 형성하는 과정으로 이루어진다. 그러나 이러한 종래의 기술에서는 원형거푸집 형성에 비용 및 시간이 과다하게 투입되며, 몰탈 마감(16)이 인버트 구조물(4)을 형성하는 무근 콘크리트(5)와 일체가 아니기 때문에, 몰탈 마감(16)이 쉽게 박리되며, 결과적으로 인버트 구조물(4)의 표면 조도계수를 높이는 원인이 된다. 인버트 구조물(4)의 표면 조도계수가 높아지면 하수의 유속을 저하시켜 인버트 구조물의 본래 기능에 손상을 준다.

또한 실제 시공에 있어서, 인버트 구조물을 형성하기 위한 반원형의 거푸집 제작은 매우 어려우며 콘크리트 타설시에도 목재거푸집이 부력에 약하고 몰탈 마감에 많은 인력과 시간을 필요로 하므로 현장에서 품질관리가 어려울 뿐만 아니라 공기지연 및 맨홀공사비 상승의 원인이 되어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 반원형 거푸집을 이용하여 제조되는 인버트 구조물 및 그 시공과정에 있어서, 시공과정의 복잡함, 많은 공사비 및 공기의 소요, 품질관리의 어려움 등의 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 반관형태의 인버트 본체를 규격별로 공장에서 프리캐스트 방식으로 사전 제작하여, 맨홀에 장착할 수 있도록 하는 프리캐스트 인버트를 제공하는 것이다.

본 고안에 따른 프리캐스트 인버트는, 맨홀 본체, 유출관 및 유입관을 형성한 후, 상기 유출관 및 유입관 사이에 인버트 본체를 장착하고, 그 하부의 나머지 부분을 무근 콘크리트로 제작하여 이루어진다.

맨홀의 하수관거 유출관 및 유입관은 항시 일직선이 아니고, 현장에 따라 다양한 각도를 가지도록 배치되는데, 종래의 기술에서와 같이, 소성 또는 탄성이 없는 콘크리트, 금속 등과 같은 강성재료를 사용하여 인버트를 제작할 경우 무수히 많은 각도에 대하여 기성품을 제공하여야 하는 어려움이 있으므로, 본 고안에서는 인버트 본체의 재료로 고무 또는 수지계통의 재료를 사용하므로써 현장에서 단면적의 모양에 변화를 주지 않는 범위에서 유출입과 유출관 사이의 각도에 맞추어 자유롭게 인버트의 각도를 변화시킬 수 있도록 하여 다양한 현장에 우수한 적응성을 갖도록 한 인버트를 제공한다.또한, 본 고안에서는 중ㆍ대구경관 등 접속각도 조절이 난이한 경우를 대비하여 인버트의 외부를 파형구조 형태로 제작하여 각도조절을 용이하게 하고 횡압력등에 의한 인버트 단면의 변화를 막을 수 있도록 하며, 인버트 고정핀에 의해 인버트를 무근 콘크리트에 단단히 고정시킬 수 있도록 구성한 프리캐스트 인버트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 고안에서는, 인버트의 운반시와 콘크리트 타설시 등 횡압력에 의해 단면의 변화를 막을 필요가 있는 경우를 대비하여 길이 방향에 직각이 되도록 고탄성의 횡철심을 장착한 인버트를 제공하며, 인버트 본체의 장착시 인버트의 조절된 각도를 유지시키기 위해 길이 방향으로 강한 소성을 가진 종철심을 장착시킨 프리캐스트 인버트가 제공된다.또한, 본 고안에서는 프리캐스트 인버트 외곽에 무근 콘크리트를 타설하는 과정에서 인버트 내면이 시멘트 등으로 오염되어 조도계수가 상승하는 것을 방지하기 위해 인버트의 내면에 보호 필름을 장착한 프리캐스트 인버트가 제공된다.

도 1은 기존 맨홀의 평면도이고,

도 2a는 기존 맨홀의 단면도로서, 도 1의 선A-A에 따른 단면도이고,도 2b는 기존 맨홀의 단면도로서, 도 1의 선B-B에 따른 단면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트가 설치된 맨홀의 단면도이고,

도 4는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 개략적인 사시도이고,

도 5는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 접속각도 조절이 가능함을 설명하기 위한 개략 사시도이고,

도 6은 외부 표면이 파형단면 구조로 이루어진 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 실시예를 개략적으로 도시한 사시도와 그 부분 확대도이고,

도 7은 본 고안에 프리캐스트 인버트로서 횡압력에 의한 단면변형을 막기 위한 탄성 횡철심이 설치되는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 실시예를 개략적으로 도시한 사시도와 그 부분 확대도이고,

도 8은 자유로운 접속각도 조절을 위한 소성 종철심이 설치된 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 실시예를 개략적으로 도시한 사시도와 그 부분 확대도이고,

도 9는 인버트 내면의 조도계수를 양호하게 유지시킬 수 있는 보호필름이 장착되는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 실시예를 개략적으로 도시한 사시도와 그 부분 확대도이고,

도 10a 및 도 10b는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트를 맨홀에 설치하는 과정을 도시한 개략 단면도이고,

도 11a 내지 도 11d는 하수가 흐르는 맨홀에 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트를 설치하는 과정을 도시한 개략 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 맨홀 본체

2 : 유입관

3 : 유출관

4 : 몰탈 마감

5 : 인버트 무근 콘크리트

6 : 프리캐스트 인버트 본체

7 : 프리캐스트 인버트의 외부 파형부

8 : 고탄성 횡철심

9 : 인버트 내면의 보호필름

10 : 종철심

11 : 인버트 높이 조절용 받침부재

12 : 기존 맨홀내에 고인 하수 및 오니

13 : 인버트 고정핀

다음에서는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트의 일실시예의 구성에 대하여 설명한다.

도 3에는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트의 일실시예가 설치된 맨홀의 단면도가 하수의 흐름 방향으로 도시되어 있다. 도 4에는 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체의 형상이 사시도로 도시되어 있다. 프리캐스트 인버트(100)는, 하수가 흐를 수 있도록 반원형의 단면을 가진 인버트 본체(6)와, 그 하부에 형성된 인버트 무근 콘크리트(5)로 구성된다. 상기 인버트 본체(6)는 하수의 원활한 흐름을 위하여 반원형 단면의 내면 즉, 외부에 노출되아 하수가 흐르게 되는 면이 우수한 조도계수를 갖도록 사전에 공장에서 제작된다.

프리캐스트 인버트 본체(6)는 고무 또는 수지계통의 재료로서 제작된다. 사전에 제작된 프리캐스트 인버트 본체(6)는 도 3에 도시된 바와 같이, 맨홀 본체(1) 내부에서, 하수가 유입되는 상류측 유입관(2)의 바닥과 하수가 유출되는 하류측 유출관(3)의 바닥과 일치되도록 설치되어 유입관(2)으로부터의 하수가 원활하게 유출관(3)으로 유출되도록 한다.

본 고안의 프리캐스트 인버트 본체(6)는, 맨홀에 설치되기 전에 공장에서 사전 제작되므로 유입관(2)과 유출관(3)의 위치에 따라 소정의 접속 각도를 갖도록 도 5에 도시된 바와 같이 절곡된 형태로 제작할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 고안의 또다른 실시예에 따른 프리캐스트 인버트는 인버트 본체(6)가 사전에 제작되어 완성된 상태에서 현장에서 즉석으로 현장 상황에 맞추어 절곡할 수 있는 구성을 가질 수 있는데, 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 인버트 본체(6)를 그 외부면이 파형부(7)로 이루진 고무 또는 수지계통의 재료로 제작할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서는 외부면이 파형부(7)로 이루어져 있으므로 현장에서 즉석으로 인버트 본체를 절곡하여 현장의 유출관과 유입관에 맞출 수 있게 된다. 이러한 실시예는 주로 중대구경관용 인버트에 사용될 수 있다. 필요에 따라서는 상기 인버트 본체(6) 외부면의 파형부(7) 내에 인버트 본체의 길이 방향에 수직하게 고탄성의 횡철심(8)을 삽입, 장착하여 인버트 본체(6)를 보강할 수도 있다. 횡철심(8)을 장착하여 보강하게 되면 인버트 본체(6)의 운반시, 장착시 또는 인버트 무근 콘크리트의 타설과정에서 발생할 수 있는 인버트 본체(6)의 변형을 방지하여 유수가 원활하게 흐를 수 있는 단면적을 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 또다른 일실시예에 따른 프리캐스트 인버트에는 도 7에 도시된 바와 같이, 인버트 본체(6)에 인버트 고정핀(13)이 관통하게 되는 고정핀 삽입구(14)가 소정 위치에 형성되어 있다. 이러한 인버트 본체(6)에서는 인버트 고정핀(13)을 상기 삽입구(14)를 통과하여 인버트의 하부에 타설되어 있는 인버트 무근 콘크리트(5)에 견고하게 고정할 수 있다. 따라서, 인버트 본체(6)가 고무나 수지 계통의 재료와 같이, 인버트 무근 콘크리트(5)와는 이형의 재질로 이루어지더라도 이형 재질로 인한 탈리 현상을 방지할 수 있으며, 프리캐스트 인버트 본체의 자체 무게와 비중 때문에 무근 콘크리트(5)로부터 이탈이 일어날 가능성을 매우 적게 할 수 있다.본 고안의 인버트 본체(6)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 인버트의 길이방향으로 종철심(10)이 삽입 정착될 수 있다. 사전 제작된 인버트 본체(6)를 현장에 설치할 때, 유입관 및 유출관의 접속각도가 인버트 본체(6)의 설치각도와 다소 상이한 경우 맨홀외부에서 접속각도를 조절하게 되는데, 이 때 조절된 각도를 계속 유지시키가가 곤란한 경우가 있다. 도 8에 도시된 실시예에 의한 인버트 본체(6)의 경우에는, 소성이 좋으면서도 인버트 자체의 탄성을 극복할 수 있는 재료로 이루어진 종철심(10)이 인버트 본체의 길이방향으로 장착되어 있어 상기 종철심(10)이 인버트 본체(6)의 종방향 각도를 유지할 수 있으므로, 현장에서 인버트의 접속 각도를 조절한 후에도 조절된 각도를 유지시킬 수 있게 된다.본 고안에 따른 인버트 본체(6)의 내면에는 도 9에 도시된 바와 같이 보호필름(9)이 피복될 수 있다. 후술하는 바와 같이 인버트 본체(6)를 맨홀에 장착시킨 후 그 하부에 콘크리트를 타설할 때, 시멘트 등에 의해 인버트 본체(6)의 내면이 오염되거나 손상되어 하수의 통수시 조도계수를 상승시킬 우려가 있다. 본 고안에 서는 인버트 본체(6)의 내면에 보호필름(9)이 피복되므로, 시공시에 발생할 수 있는 위와 같은 내면 손상을 방지할 수 있다, 상기 보호필름(9)은 내면으로부터 벗겨질 수 있도록 피폭되기 때문에, 인버트 본체의 장착 및 콘크리트 타설이 완료된 후 또는 콘크리트의 양생이 끝난 후 통수 이전에 상기 보호필름(9)을 제거하게 되면 인버트의 내면을 양호한 상태로 유지할 수 있게 된다.다음으로는 도 10a 내지 도 11d를 참조하여 맨홀에 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트 본체(6)를 장착하여 인버트를 시공하는 방법에 대하여 설명한다.도 10a 및 도 10b는 신설 맨홀에 프리캐스트 인버트를 설치하는 시공방법을 단계별로 도시한 것이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 적당량의 무근 콘크리트(5)를 맨홀 내부 바닥에 펼친 후 그 위에 인버트 본체(6)를 놓는다. 이때 인버트 본체(6)를 누르거나 움직이거나 또는 콘크리트를 돋아주어 인버트 본체(6)가 상류측 유입관(2) 및 하류측 유출관(3)에 일치하도록 장착한다. 인버트 본체(6)를 장착한 후, 그 하부의 나머지 공간을 무근 콘크리트(5)로 채운다. 앞서 설명한 바와 같이 인버트 본체(6)에 고정핀 삽입구(14)가 형성되어 있는 경우, 필요에 따라 인버트 고정핀(13)을 상기 고정핀 삽입구(14)에 삽입한 후 인버트 무근 콘크리트(5)에 압입시켜 인버트 본체(6)를 완전히 고정시킨다. 인버트 본체(6)의 내면에 보호필름(9)이 피복되어 있는 경우, 상기 보호필름(9)을 제거하여 인버트의 시공을 마무리를 한다.도 11a 내지 도 11d는 하수가 흐르고 있는 기존 맨홀에 본 고안에 따른 프리캐스트 인버트를 설치하는 시공방법을 각 단계별로 도시한 것이다.

우선 도 11a에 도시된 바와 같이, 하수가 흐르고 있는 기존 맨홀에는 내부에 오니와 하수(12)가 고여있다. 이 상태에서 인버트 본체(6)를 시공하는 경우, 우선 도 11b에 도시된 바와 같이, 벽돌 및 목편 등의 받침수단(11)으로 인버트 본체(6) 하부를 지지하여 인버트 본체(6)가 상류측 유입관(2)의 바닥 및 하류측 유출관(3)의 바닥에 일치하도록 장착하여 유수 단면을 일치시킨다. 그 후 도 11c에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 인버트 본체(6)의 외측에 있는 오니 및 하수(12)를 프리캐스트 인버트 본체(6)와 하류측 유출관(3)을 통하여 배출시킨 후, 도 11d에 도시된 바와 같이, 프리캐스트 인버트 본체(6) 하부 외측에 인버트 무근 콘크리트(5)를 채운다. 인버트 무근 콘크리트(5)를 채운 후에는 앞서 설명한 바와 같이, 인버트 고정핀(13)을 이용하여 인버트 본체(6)를 완전히 고정시키거나 또는 보호필름(9)을 제거하여 인버트의 시공을 마무리 한다.

상기의 본 고안에 따른 프리케스트 인버트 및 이를 이용한 하수맨홀 인버트 시공방법은 종래의 기술에 비하여 다음과 같은 효과를 지니고 있다.

첫째, 본 고안의 프리케스트 인버트를 이용하여 하수맨홀 인버트를 시공하게되면, 숙련된 목공 기술자를 필요로 하는 원형 거푸집 제작 및 설치와 철거과정을 필요로 하지 않아 인력과 경비의 절감 효과가 크다.

둘째, 종래의 기술과는 달리 콘크리트 양생 후 몰탈 마감을 필요로 하지 않으므로 인력을 줄일 수 있다. 종래 기술의 경우 몰탈 마감은 인버트 콘크리트 타설 후 양생기간(28일)이 지난 후 할 수 있어 장기간의 공기가 필요하나, 프리캐스트 인버트는 인버트 자체의 장착과 콘크리트 타설로 시공이 완료되고 별도의 마감과정이 필요치 않기 때문에 공기를 획기적으로 줄일 수 있다.

셋째, 거푸집에 의하여 인버트를 시공하는 종래의 기술에 있어서는, 유입관 및 유출관이 직선이 아닌 경우, 거푸집의 제작이 매우 곤란하며, 한번 제작하면 1회사용 후 폐기해야 하는 단점이 있으나, 본 고안의 프리캐스트 인버트는 상기의 단점을 획기적으로 개선할 수 있다.

넷째, 기존의 몰탈에 의한 인버트 내면의 마감은 통수 후 하수의 흐름 등에 의해 박리되거나 하수에서 발생되는 황화수소 및 황산에 의하여 침식될 수 있어 인버트의 조도계수가 올라가 인버트 본연의 목적을 일정 부분 상실할 수 있으나, 본 고안의 프리케스트 인버트는 내부면이 박리될 우려가 없으며, 부식에 강한 고무 또는 수지계통의 재질을 선택하여 제작할 수 있으므로, 인버트의 내면을 영구적으로 양호하게 유지할 수 있다.

다섯째, 거푸집에 의하여 인버트를 시공하는 종래의 기술에서는 기존의 하수 맨홀에 인버트를 형성시키고자 할 경우 하수를 차단하거나 물돌리기를 하여야 하는 어려움이 있으나, 본 고안의 프리캐스트 인버트는 하수의 흐름을 막거나 방해하지 않으므로, 기존 맨홀에 쉽고 간단하게 적용 할 수 있다.

Claims (3)

1. 하수맨홀의 유입관(2)과 유출관(3) 사이에 설치되어 유입관(2)으로부터의 하수를 유출관(3)으로 흐르게 하는 인버트(100)로서,

   하수가 흐를 수 있도록 반원형 단면을 가지고 있으며, 고무 또는 수지계 재료로 사전 제작되어 현장에서 유입관(2) 및 유출관(3)의 접속각도에 맞추어 절곡되어 설치될 수 있도록 구성된 인버트 본체(6)와,

   상기 인버트 본체(6)의 하부에 형성된 인버트 무근 콘크리트(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 인버트.
2. 상기 제1항에 있어서,

   절곡이 용이하도록 상기 인버트 본체(6)의 외부에 파형부(7)가 형성되어 있어 상기 유입구(2) 및 상기 유출구(3) 사이에서의 인버트 접속각도의 현장 조절이 용이하며,

   상기 인버트 본체(6)에는 인버트 고정핀(13)이 관통하게 되는 고정핀 삽입구(14)가 형성되어 있어, 상기 고정핀 삽입구(14)를 관통한 상기 인버트 고정핀(13)이 상기 인버트 무근 콘크리트(5)에 삽입되어 상기 인버트 본체(6)가 상기 인버트 무근 콘크리트(5)에 고정되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 인버트.
3. 상기 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 인버트 본체(6)에는 횡압력에 의해 단면의 변화를 막을 수 있도록 본체의 길이방향에 직각이 되도록 횡철심(8)이 장착되며,

   접속각도의 조절이 완료된 인버트 본체(6)의 각도를 유지하기 위하여 본체의 길이방향으로 종철심(10)이 장착되고,

   상기 인버트 본체(6)의 내면에는 시공시 표면의 오염을 방지하고 시공완료 후에는 제거되는 보호필름(9)이 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 인버트.