KR20030041297A - 관로 보오링 장치 및 그 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로 보오링 장치 및 그 공법에 관한 것으로서, 구동부재에 의해 회전 가능하게 설치되며, 관로 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩하여 관로에 형성된 부식 단면과 단차를 제거하고 부수적으로 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 돌출 연결관을 제거할 수 있도록 다수의 절삭바이트가 마련된 절삭부재; 상기 절삭부재를 일정 시간 간격을 두고 관로의 길이 방향으로 이송시키기 위한 이송수단; 및 소정 압력으로 분출되는 물에 의해 상기 절삭부재와 관로의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에 작업시 발생되는 칩을 관로 외부로 배출시키기 위해, 살수라인을 통해 공급된 물이 상기 관로의 내측벽에 사선방향으로 급분사되도록 상기 절삭부재의 회전 중심측에 설치된 물분사부재를 구비한다.

Description

관로 보오링 장치 및 그 공법 {Apparatus for boring pipe and method of construction}

본 발명은 관로 보오링 장치 및 그 공법에 관한 것으로서, 상세하게는 관로 전체에 라이닝 보강 공사를 하기 전에 관로의 내측벽을 연속적으로 보오링함으로써 관로의 부식 단면을 제거하고, 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 부수적으로 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관로 내측으로 돌출된 연결관을 제거할 수 있는 관로 보오링 장치 및 그 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 흄관, 합성수지로 된 염화비닐관, 도관과 같이, 지하에 매설된 관로들은 관 자체의 노후화, 지하지반의 침하 또는 지상으로부터의 토압의 변동에 의해 균열, 파손 또는 접속부의 분리와 같은 흠결이 발생하게 된다. 그러면, 이러한 흠결부분을 통해 관로 내부의 오폐수가 외부로 유출되어 수질과 토양을 오염시키거나 관로 외부로부터의 불명수 유입에 의해 하수처리의 과부하가 발생된다.

이와 같이 지중에 매설된 관로를 보수하기 위한 공법으로는 크게 땅을 굴착하여 보수하는 굴착식 공사방법과, 땅을 굴착하지 않고 기존의 맨홀을 통하여 보수를 하는 비굴착식 공사방법이 있다.

이 중에서 비굴착식 공사방법은 관로의 손상부위의 특성 및 주위 여건에 따라 부분 보수 공법과, 전체 보수 공법으로 분류된다.

특히, 전체 보수 공법은 맨홀과 맨홀 사이의 관로 전체가 노후화되어 손상 정도가 심해 보강 기능이 필요한 경우, 보강 튜브 삽입 공법 또는 변형관 삽입 공법 또는 제관 공법 또는 신관 삽입 공법 등의 방법을 이용하여 관로 전체의 내측벽에 라이닝 하여 넓은 범위에 걸쳐 있는 손상 부위를 일시에 보강하는 공법이다.

한편, 이와 같은 관로는 원하는 목적지까지의 길이를 갖도록 조인트 방식 또는 소켓 방식에 의해 다수의 관이 연속적으로 결합되는 바, 각각의 관을 연결하는 이음부의 시공 불량, 지반 변동에 의한 침하 또는 지진 등에 의해 시간이 지남에 따라 관로 자체의 부식화가 가속화되면서 관과 관 사이에 단차가 발생되며, 관로 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질이 부착된다. 더욱이 연결관 접속시 관로 내측으로 연결관이 돌출된 경우가 종종 발생된다.

그런데, 관로 전체를 라이닝 보강 공사하는 경우, 관로에 단차가 발견됨에도 불구하고 단순히 보수재를 투입시켜 관로의 손상부위를 보강하고 있는 실정이다. 이로 인해 라이닝 보강 공사시, 관로의 내측벽 전체에 라이닝을 한다 해도 단차 부분의 손상 부위를 보수할 수 없게 되며, 관로 내측벽의 부식층을 그대로 방치한 상태에서 덧씌우기 함으로써 기존 관의 보강 기능이 약화될 뿐만 아니라, 라이닝 두께 만큼 관로 관경의 축소를 유발하게 된다. 따라서, 관로 내측벽의 부식층과 단차를 그대로 방치한 상태로 관로 전체를 라이닝할 경우, 기존 관의 기능이 급속도로 약화되고, 관로의 관경 축소를 유발하며, 유하 능력이 저하되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로, 관로 전체에 라이닝 보강 공사를 하기 전에 관로의 내측벽을 연속적으로 보오링함으로써, 관로의 부식 단면을 제거하고, 부수적으로 관로 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관로 내측으로 돌출된 연결관을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거할 수 있는 관로 보오링 장치 및 그 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면 구성도.

도 2는 도 1의 사시도.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 장치의 동작 및 이를 이용한 관로 보오링 공법을 설명하기 위한 단면 구성도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 공법을 설명하기 위한 플로우-챠트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10... 관로 20... 절삭부재

21... 절삭바이트 30... 구동부재

31... 구동모터 32... 회전축

40... 이송수단 50... 전위 이송부재

51.. 제1몸체부 52... 제1이송실린더

53,63... 작동로드 54... 제1밀착부

55,65... 가압실린더 60... 후위 이송부재

61... 제2몸체부 62... 제2이송실린더

64... 제2밀착부 70... 물분사부재

71... 살수라인 72... 분출구

80... 촬영부재 81... 엑츄에이터

90... 제어유니트 P... 연결관

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 관로 전체를 라이닝 보강 공법으로 보수하기 전에 관로 내측벽의 노후화된 부식층, 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질, 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거하기 위한 관로 보오링 장치에 있어서, 구동부재에 의해 회전 가능하게 설치되며, 상기 관로 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩할 수 있도록 다수의 절삭바이트가 마련된 절삭부재; 상기 절삭부재를 일정 시간 간격을 두고 관로의 길이 방향으로 이송시키기 위한 이송수단; 및 소정 압력으로 분출되는 물에 의해 상기 절삭부재와 관로의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에 작업시 발생되는 칩을 관로 외부로 배출시키기 위해, 살수라인을 통해 공급된 물이 상기 관로의 내측벽에 사선방향으로 급분사되도록 상기 절삭부재의 회전 중심측에 설치된 물분사부재를 구비한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 장치는, 상기 관로의 내주면을 촬영하기 위해, 액츄에이터에 의해 왕복 및 회전 운동 가능하도록 상기 이송수단에 마련된 촬영부재를 더 구비한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 장치에 있어서, 상기 절삭부재는 상기 물분사부재에 의해 분사되는 물이 절삭바이트와 관로의 접촉부위로 유도될 수 있도록 사선방향으로 형성된 다수의 유도공을 구비한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 장치에 있어서, 상기 절삭부재는 관로의 다양한 직경에 대응하는 호환성을 갖도록 소정 각도로 경사진 테이퍼 형상을 취한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 장치에 있어서, 상기 이송수단은: 전진 동작에 의해 상기 절삭부재를 관로의 길이 방향으로 이송시킬 수 있도록 제1이송실린더가 설치되며 상기 제1이송실린더의 후진 모드시 제1이송실린더와 연계되어 상기 제1이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 절삭부재측으로 전진 가능한 제1몸체부와, 상기 제1몸체부의 전진이 완료된 상태에서 상기 관로의 내측면을 가압하여 상기 제1몸체부가 관로의 내측면에 밀착 지지될 수 있도록 상기 제1몸체부에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제1밀착부를 가진 전위 이송부재; 및 상기 제1이송실린더의 후진 모드시 전진 동작에 의해 상기 제1몸체부를 상기 절삭부재측으로 소정 거리 만큼 전진시킬 수 있도록 제2이송실린더가 설치되며 상기 제2이송실린더의 후진 모드시 제2이송실린더에 연계되어 제2이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 제1몸체부측으로 전진 가능한 제2몸체부와, 상기 제2몸체부의 전진이 완료된 상태에서 상기 관로의 내측면을 가압하여 상기 제2몸체부가 관로의 내측면에 밀착 지지될 수 있도록 상기 제2몸체부에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제2밀착부를 가진 후위 이송부재를 구비한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 장치에 있어서, 상기 이송수단은: 상기 제1 및 제2밀착부를 이동시키기 위해 제1 및 제2몸체부에 각각 등각 및 방사상으로 설치된 다수의 가압실린더를 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 관로 전체를 라이닝 보강 공법으로 보수하기 전에 관로 내측벽의 노후화된 부식층, 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질, 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거하기 위한 관로 보오링 공법에 있어서, (a) 상기 관로의 입구측에 상기 보오링 장치를 정위치시키는 단계; (b) 상기 보오링 장치의 절삭부재를 회전시킨 다음, 상기 보오링 장치를 가압하여 관로 내부로 투입시키는 단계; (c) 상기 절삭부재에 의해 상기 관로의 전체 길이 중 상기 보오링 장치의 투입 거리에 대응하는 관로의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계; (d) 상기 보오링 장치의 제1 및 제2밀착부를 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시킨 상태에서, 제1이송실린더를 가동시켜 상기 절삭부재를 관로의 길이 방향으로 이송시키는 단계; (e) 상기 절삭부재에 의해 상기 관로의 전체 길이 중 제1이송실린더의 최대 전진 길이에 대응하는 관로의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계; (f) 상기 제1이송실린더의 후진 모드시, 상기 제1밀착부를 원위치시키고, 상기 제1이송실린더의 후진 동작과 제2이송실린더의 전진 동작에 의해 제1몸체부를 상기 제2이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 절삭부재측으로 이송시키는 단계; (g) 상기 제1몸체부의 전진이 완료된 후,상기 제1밀착부를 다시 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시키는 단계; (h) 상기 제2이송실린더의 후진 모드시, 상기 제2밀착부를 원위치시키고, 상기 제2이송실린더의 후진 동작에 의해 제2몸체부를 상기 제2이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 제1몸체부측으로 이송시키는 단계; (i) 상기 제2몸체부의 전진이 완료된 후, 상기 제2밀착부를 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시키는 단계; 및 (j) 상기 (d)∼(i) 단계를 순차적으로 반복하여 상기 관로 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 공법에 있어서, 상기 (a)단계 다음으로, 상기 보오링 장치의 촬영부재를 작동시켜 관로 내측벽의 그라인딩 작업을 점검한다.

본 발명에 따른 관로 보오링 공법에 있어서, 상기 (c)∼(j) 단계에서, 상기 절삭부재와 관로의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에 상기 절삭부재에 의해 발생되는 칩을 관로 외부로 배출하기 위해 물을 상기 관로의 내측벽에 사선방향으로 급분사한다.

따라서, 본 발명은 관로 전체를 보오링함으로써, 관로 내측벽의 노후화된 부식층과, 단차가 제거됨에 따라 관로 전체를 완벽하게 라이닝 보강할 수 있으므로, 작업의 신뢰성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 보수비용이 저감되고, 공기가 단축되는 장점이 있다. 또한, 유압 또는 공압에 의해 작동되는 실린더에 의해 절삭부재를 관로를 따라 점진적으로 이송시키기 위한 이송수단이 마련되므로, 간단한 구조 및 동작에 의해 절삭부재를 원활히 이송시킬 수 있으며, 장치의 제조 비용이 저감되는 장점이 있다. 또한, 관로의 보오링 작업과 동시에 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관로 내부에 퇴적되어 응고된 응고물질을 제거할 수 있으므로, 별도의 연결관 및 응고물질 제거장치를 가동시킬 필요가 없는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 장치 및 그 공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보오링 장치(100)는 관로(10)의 손상 정도가 심해 보강 보수가 필요한 경우, 예컨대 관로(10)의 손상 부위가 넓게 분포되어 있거나, 관로(10)의 내경 전체를 둘러가면서 손상 부위가 형성된 경우, 통상의 라이닝 보강 공법으로 관로 전체를 보수하기 전에 적용되는 것으로서, 관로(10) 전체를 보오링함으로써 노후화, 이음부의 시공 불량, 지반 변동에 의한 침하 또는 지진 등에 의해 관로(10) 내측벽의 노후화된 부식층, 관로(10) 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거하기 위한 장치이다.

상기 관로 보오링 장치(100)는 구동부재(30)에 의해 회전 가능하게 설치되며 관로(10) 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하여 관로(10) 내측벽의 노후화된 부식층과, 관로(10)의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관과 관사이의 단차를 제거할 수 있도록 다수의 절삭바이트(21)가 마련된 절삭부재(20)와, 절삭부재(20)를 일정 시간 간격을 두고 관로(10)의 길이 방향으로 이송시키기 위한 이송수단(40)과, 소정 압력으로 분출되는 물에 의해 절삭부재(20)와 관로(10) 내측벽의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에 작업시 발생되는 칩을 관로의 외부로 배출시키기 위해 살수라인(71)을 통해 공급된 물이 관로(10)의 내측벽에 사선방향으로 급분사되도록 절삭부재(20)의 회전 중심측에 설치된 물분사부재(70)와, 관로(10)의 내주면을 촬영하기 위해 액츄에이터(81)에 의해 왕복 및 회전 운동 가능하도록 이송수단(40)에 마련된 촬영부재(80) 및 절삭부재(20), 이송수단(40), 물분사부재(70) 및 촬영부재(80)를 제어하기 위한 제어유니트(90)를 구비한다.

상기 절삭부재(20)는 이송수단(40)에 의해 관로(10) 내에 투입 가능함과 동시에 그 관로(10)의 길이 방향을 따라 점진적으로 이송 가능하게 설치되며, 관로(10)를 따라 이송되면서 그 관로(10)의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하여 노후화된 부식층과, 관로(10)의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관과 관 사이의 단차를 제거할 수 있도록 구동부재(30)에 의해 회전 가능하게 설치된다.

상기 절삭부재(20)는 관로(10)의 투입측으로 소정 각도 경사진 테이퍼 형상을 취한다. 이는 관로(10)의 다양한 직경에 대응하여 호환성을 가지게 하기 위함이다. 또한, 상기 절삭부재(20)의 표면에는 관로(10)의 내측벽을 그라인딩 하기 위해 초경합금으로 이루어진 절삭바이트(21)가 연속 또는 불연속적으로 다수개 배치된다.

상기 절삭부재(20)는 절삭바이트(21)를 장시간 사용하여 마모되는 경우, 그 절삭바이트(21)를 교체할 수 있도록 조립 가능하게 설치되며, 대안적으로, 절삭바이트(21) 만을 교체하지 않고 절삭부재(20) 자체를 교체할 수도 있다.

또한, 상기 절삭부재(20)는 상기 물분사부재(70)에 의해 분사되는 물이 절삭바이트(21)와 관로(10)의 접촉부위로 유도될 수 있도록 사선방향으로 형성된 다수의 유도공(22)를 구비한다.

상기 구동부재(30)는 소정 회전력을 제공하는 통상의 구동모터(31)와, 구동모터(31)의 회전력을 절삭부재(20)에 제공할 수 있도록 절삭부재(20)가 결합되는 회전축(32)을 구비한다.

상기 이송수단(40)은 유압 또는 공압을 이용한 실린더의 전,후진 운동에 의해 절삭부재(20)를 관로(10)의 길이 방향을 따라 점진적으로 이송시키기 위한 것으로서, 1차적으로 절삭부재(20)를 이송시킴과 동시에 후위 이송부재(60)에 의해 절삭부재(20)가 이송된 거리 만큼 전진 가능하도록 절삭부재(20)와 연계된 전위 이송부재(50)와, 2차적으로 전위 이송부재(50)를 이송시킴과 동시에 전위 이송부재(50)에 의해 전진 가능하도록 전위 이송부재(50)와 연계된 후위 이송부재(60)를 구비한다.

상기 전위 이송부재(50)는 절삭부재(20)를 관로(10)의 길이 방향으로 이송시키고 관로(10)를 따라 전진 가능한 제1몸체부(51)와, 제1몸체부(51)를 관로(10)의 내측벽에 밀착 지지시킬 수 있도록 제1몸체부(51)에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제1밀착부(54)를 구비한다.

상기 제1몸체부(51)는 관로(10)의 단면 형상에 대응되는 원형상의 몸체를 가지는 것이 바람직하며, 유압 또는 공압에 의해 전진 및 후진 모드로 작동되는 제1이송실린더(52)가 설치되어 제1이송실린더(52)의 전진 동작에 의해 절삭부재(20)를 제1이송실린더(52)의 최대 전진거리 만큼 관로(10)의 길이 방향으로 이송시킨다.

또한, 상기 제1몸체부(51)는 제1이송실린더(52)의 전진 동작이 완료된 후, 후진 모드로 전환되는 순간, 제1이송실린더(52)의 후진 동작과 후위 이송부재(60)에 의해 제1이송실린더(52)의 전진거리 만큼 절삭부재(20)측으로 전진된다.

상기 제1이송실린더(52)는 왕복(전,후진)운동이 가능한 작동로드(53)를 구비한다. 상기 작동로드(53)는 절삭부재(20)를 이송시킬 수 있도록 구동부재(30)와 연결되는 것이 바람직하다.

상기 제1밀착부(54)는 제1몸체부(51)의 전진이 완료된 상태에서 후위 이송부재(60)를 제1몸체부(51)측으로 이송시키기 위해, 제1몸체부(51)에 대해 등각 및 방사상으로 이동되는 가압실린더(55)에 의해 관로(10)의 내측면을 가압하여 제1몸체부(51)를 관로(10)의 내측면에 밀착 지지시키기 위한 것으로서, 제1몸체부(51)와 같거나 긴 길이를 가지며, 관로(10)의 내측면에 대응되게 라운딩된 형상으로 마련된다. 상기 제1밀착부(54)는 제1몸체부(51)의 외주면에 90도 간격으로 4개가 마련되는 것이 바람직하며, 관로(10)의 내측벽에 보다 긴밀히 밀착될 수 있도록 우레탄 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 후위 이송부재(60)는 전위 이송부재(50)의 제1몸체부(51)를 절삭부재 (20)측으로 소정 거리 만큼 전진시킴과 동시에 전위 이송부재(50)에 의해 관로(10)의 길이 방향을 따라 전진 가능한 제2몸체부(61)와, 제2몸체부(61)에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제2밀착부(64)를 구비한다.

상기 제2몸체부(61)는 관로(10)의 단면 형상에 대응되는 원형상의 몸체를 가지며, 유압 또는 공압에 의해 전진 및 후진 모드로 작동되는 제2이송실린더(62)가설치된다. 즉, 제2몸체부(61)는 제1이송실린더(52)의 후진 모드시, 제1이송실린더 (52)의 후진 동작과 함께 제2이송실린더(62)의 전진 동작에 의해 전위 이송부재(50)의 제1몸체부(51)를 관로(10) 방향으로 이송시킨다.

또한, 상기 제2몸체부(61)는 상기 제2이송실린더(62)의 후진 모드시 제1몸체부(51)가 제1밀착부(54)에 의해 관로(10)의 내측면에 밀착 지지된 상태에서 제2이송실린더(62)의 후진 동작에 의해 제2이송실린더(62)의 최대 전진거리 만큼 전위 이송부재(50)측으로 전진된다.

상기 제2이송실린더(62)는 왕복(전,후진)운동 가능한 작동로드(63)를 구비한다. 상기 작동로드(63)는 제1이송실린더(52)의 후진 모드시 전진 동작에 의해 제1몸체부(51)를 관로(10) 방향으로 이송시킬 수 있도록 제1몸체부(51)에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 제2밀착부(64)는 앞서 설명한 제1밀착부(54)의 구성과 동일하며, 상기 제2몸체부(61)에 대해 등각 및 방사상으로 이동되는 가압실린더(65)에 의해 제2몸체부(61)의 전진이 완료된 상태에서 관로(10)의 내측면을 가압하여 제2몸체부(61)를 관로(10)의 내측면에 밀착 지지시킨다.

상기 물분사부재(70)는 절삭부재(20)의 회전 중심측에 설치된 것으로서, 관로(10) 외부에 마련된 물 공급펌프(미도시)에 의해 물이 소정 살수 압력으로 공급되는 살수라인(71)과, 살수라인(71)과 연통되어 물을 관로(10)의 내측벽에 사선방향으로 급분사시킬 수 있도록 물분사부재(70)의 길이 방향에 따른 중앙점에 대해 양측으로 소정 각도 경사진 다수의 제1 및 제2분출구(72,73)가 마련된다. 참조부호23은 물분사부재(70)가 절삭부재(20)의 회전에 대해 아무런 영향을 받지 않도록 절삭부재(20)를 360°자유자재로 회전시킬 수 있는 스위블 조인트(swivel joint)를 나타낸다.

상기 제1분출구(72)는 절삭부재(20)의 회전에 의해 절삭바이트(21)와 관로 (10) 내측벽의 접촉부위에 발생되는 열을 냉각시키기 위해, 살수라인(71)에 의해 공급된 물이 절삭부재(20)의 유도공(22)을 경유하여 상기 접촉부위측으로 분출될 수 있도록 상기 접촉부위를 향해 경사지게 형성되며, 반대로 상기 제2분출구(73)는 작업시 발생되는 칩을 외부로 배출시키기 위해 절삭부재(10)의 진행 방향을 향해 경사지게 형성된다.

부가적으로, 상기 절삭부재(20)에 의해 분산된 칩은 절삭부재(20)가 전진함과 동시에, 물이 상기 물분사부재(70)에 의해 급분출됨으로써 소정 흡입관을 통해 외부로 배출되는 것이 바람직하다.

상기 촬영부재(80)는 관로(10)의 내측벽을 촬영하여 그 정보를 컨트롤러로 전송하기 위한 것으로서, 피스톤 방식에 의해 운동하는 통상의 액츄에이터(81)에 의해 왕복 및 회전 운동이 가능하도록 제1몸체부(51)에 한 쌍이 마련된다.

상기 촬영부재(80)는 통상적으로 CCTV카메라가 이용되는 것이 바람직하며, 제어케이블에 의해 컨트롤러와 연결된다. 또한, 상기 촬영부재(80)는 관로(10)의 규격에 따라 액츄에이터(81)의 동작에 의해 그 위치의 조절이 가능하다.

상기 제어유니트(90)는 보오링 장치(100)를 자동적으로 제어하기 위한 것으로서, 제1 및 제2이송실린더(52,62)와, 전위 이송부재(50) 및 후위 이송부재(60)에마련된 가압실린더(55,65)를 작동시키는 유압 또는 공압 시스템(미도시)을 제어하고, 구동부재(30)의 회전 속도 또는 촬영부재(80)의 왕복 및 회전 운동 등을 제어하며, 물분사부재(70)의 분사량 또는 물 공급펌프의 동작을 제어하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 관로 보오링 장치를 이용한 보오링 공법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 장치의 동작 및 이를 이용한 관로 보오링 공법을 설명하기 위한 단면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 보오링 공법을 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, CCTV와 같은 촬영부재(80)가 설치된 관로 보오링 장치(100)를 맨홀(미도시)을 통해 관로(10)의 입구측에 정위치시킨다(S11: 도 4).

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제어유니트(90)에 의해 구동부재(30)를 작동시켜 절삭부재(20)를 회전시킨다. 이와 동시에, 상기 보오링 장치(100)를 관로(10) 방향으로 가압하여 관로(10)의 내부로 투입시킨다(S12: 도 4). 이 때, 상기 보오링 장치(100)는 가압수단 예컨대, 통상적인 피스톤에 의해 가압되어 관로(10)의 입구를 통해 투입되는 것이 바람직하다. 또한, 컨트롤러를 작동시켜 촬영부재(80)에 의해 외부의 모니터 상에서 관로(10)의 내측벽을 확인 점검한다(S13: 도 4).

다음, 상기 절삭부재(20)는 절삭바이트(21)에 의해 상기 관로(10)의 전체 길이 중 보오링 장치(100)의 투입 거리에 대응하는 관로(10)의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 한다(S14: 도 4). 따라서, 관로(10) 내측벽의 노후화된 부식층과, 관로(10)의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질 및 관과 관 사이의 단차가 제거된다. 이 때, 관로(10)의 내측으로 돌출된 연결관(P) 역시 상기 절삭부재(20)에 의해 제거된다.

이와 동시에, 물분사부재(70)를 통해 절삭부재(20)와 관로(10) 내측벽의 접촉부위로 물을 급분사시킨다(S15: 도 4). 즉, 상기 물은 물 공급펌프(미도시)에 의해 살수라인(71)으로 공급됨과 동시에 제1분출구(72)를 통해 소정 살수 압력으로 분출되되, 제1분출구(72)가 절삭부재(20)와 관로(10) 내측벽의 접촉부위측으로 경사지게 형성되어 있기 때문에, 제1분출구(72)로 분출된 물은 절삭부재(20)의 유도공(22)에 의해 유도되어 상기 접촉부위에 급분사된다. 따라서, 보오링 작업시 절삭부재(20)와 관로(10) 내측벽의 접촉부위는 물에 의해 냉각된다. 동시에, 제2분출구 (73)를 통해 분출된 물은 제2분출구(73)가 절삭부재(20)의 진행방향으로 경사지게 형성되어 있기 때문에, 절삭부재(20) 전방측 관로(10)의 내측벽을 향해 사선방향으로 급분사된다. 따라서, 상기 절삭부재(20)에 의해 분산된 칩은 소정 흡입관(미도시)을 통해 관로(10)의 출구측으로 배출된다.

다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제어유니트(90)에 의해 제1 및 제2몸체부 (51,61) 각각에 마련된 제1 및 제2밀착부(54,64)를 모두 가동시켜 관로(10)의 내측벽에 밀착시킴과 동시에, 제1이송실린더(52)를 가동시켜 전진시킨다. 이 때, 제1 및 제2밀착부(54,64)는 가압실린더(55,65)의 가동에 의해 제1 및 제2몸체부(51,52)의 등각 및 방사상으로 전진되어 관로(10)의 내측벽에 밀착된다. 그러면, 상기 절삭부재(20)는 제1 및 제2몸체부(51,61)가 제1 및 제2밀착부(54,64)에 의해 관로(10)의 내측벽에 견고히 지지된 상태에서 제1이송실린더(52)의 전진 동작에 의해 상기 제1이송실린더(52)의 최대 전진 길이 만큼 관로(10)의 길이 방향으로 전진된다(S16: 도 4).

이어서, 상기 절삭부재(20)가 회전됨과 동시에 관로(10)를 따라 이송될 때, 상기 절삭부재(20)는 절삭바이트(21)에 의해 관로(10) 전체 길이 중 제1이송실린더 (52)의 최대 전진 길이에 대응하는 관로(10) 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 한다(S17: 도 4).

다음, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제1이송실린더(52)가 최대한 전진되어 후진 모드로 변환되는 순간, 제1몸체부(51)는 제1이송실린더(52)의 후진 동작과 제2이송실린더(62)의 전진 동작에 의해 제2이송실린더(62)의 최대 전진 길이 만큼 절삭부재(20)측으로 전진된다(S18: 도 4). 이 때, 관로(10)의 내측벽에 밀착된 상기 제1밀착부(54)는 제1이송실린더(52)가 후진 모드로 변환될 때, 가압실린더(55)를 가동시켜 원래의 위치로 복귀시키는 것이 바람직하다.

이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제1몸체부(51)의 전진이 완료된 후, 제1밀착부(54)를 다시 가동시켜 관로(10)의 내측벽에 밀착시킨다.

다음, 상기 제2이송실린더(62)가 최대한 전진되어 후진 모드로 변환되는 순간, 제2몸체부(61)는 제1몸체부(51)가 제1밀착부(54)에 의해 관로(10)의 내측벽에 지지된 상태를 유지하고 있기 때문에, 제2이송실린더(62)의 후진 동작에 의해 제2이송실린더(62)의 최대 전진 길이 만큼 제1몸체부(51)측으로 전진된다(S19: 도 4). 이 때, 관로(10)의 내측벽에 밀착된 상기 제2밀착부(64)는 가압실린더(65)를 가동시켜 원래의 위치로 복귀시키는 것이 바람직하다.

이어서, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 제2몸체부(61)의 전진이 완료된 후, 상기 제2밀착부(64)를 다시 가동시켜 관로(10)의 내측면에 밀착시킨다.

마지막으로, 이와 같은 일련의 공정을 순차적으로 반복하여 상기 관로(10) 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 함으로써, 보오링 작업이 완료된다(S20: 도 4).

따라서, 관로(10) 내측벽의 노후화된 부식층, 관로(10)의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질, 관로(10)의 내부로 돌출된 연결관(P) 및 관로(10)의 이음부 부분에 형성된 단차는 이와 같은 반복 공정에 의해 완벽하게 제거된다.

한편, 관로(10)의 보오링 작업이 완료되면, 후공정으로서, 보수장치를 관로 내의 손상부위에 위치시킨 다음, 별도의 보수재를 관로 전체의 내측벽에 라이닝 하여 넓은 범위에 걸쳐 있는 손상 부위를 일시에 보강하기 위한 통상의 라이닝 공법을 실시한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 관로 보오링 장치 및 그 공법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 관로 전체를 보오링함으로써 관로 내측벽의 부식층과 단차를 제거할 수 있으므로, 관로 전체를 완벽하게 라이닝 보강할 수 있으며, 관로 비굴착식 전체보수 공사시 작업 신뢰성을 확보할 뿐만 아니라, 보수비용이 저감되고, 공기가 단축된다.

둘째, 유압 또는 공압에 의해 작동되는 실린더에 의해 절삭부재를 관로를 따라 점진적으로 이송시키기 위한 이송수단이 마련되므로, 간단한 구조 및 동작에 의해 절삭부재를 원활히 이송시킬 수 있으며, 장치의 제조 비용이 저감된다.

셋째, 관로의 보오링 작업과 동시에 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관로 내부에 퇴적되어 응고된 응고물질을 제거할 수 있으므로, 별도의 연결관 및 응고물질 제거장치를 가동시킬 필요가 없다.

Claims (9)

1. 소정 관로 전체를 라이닝 보강 공법으로 보수하기 전에 관로 내측벽의 노후화된 부식층, 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질, 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거하기 위한 관로 보오링 장치에 있어서,

   구동부재에 의해 회전 가능하게 설치되며, 상기 관로 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩할 수 있도록 다수의 절삭바이트가 마련된 절삭부재;

   상기 절삭부재를 일정 시간 간격을 두고 관로의 길이 방향으로 이송시키기 위한 이송수단; 및

   소정 압력으로 분출되는 물에 의해 상기 절삭부재와 관로의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에 작업시 발생되는 칩을 관로 외부로 배출시키기 위해, 살수라인을 통해 공급된 물이 상기 관로의 내측벽에 사선방향으로 급분사되도록 상기 절삭부재의 회전 중심측에 설치된 물분사부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 관로의 내주면을 촬영하기 위해, 액츄에이터에 의해 왕복 및 회전 운동 가능하도록 상기 이송수단에 마련된 촬영부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절삭부재는 상기 물분사부재에 의해 분사되는 물이 절삭바이트와 관로의 접촉부위로 유도될 수 있도록 사선방향으로 형성된 다수의 유도공을 구비하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 절삭부재는 관로의 다양한 직경에 대응하는 호환성을 갖도록 소정 각도로 경사진 테이퍼 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 이송수단은:

   전진 동작에 의해 상기 절삭부재를 관로의 길이 방향으로 이송시킬 수 있도록 제1이송실린더가 설치되며 상기 제1이송실린더의 후진 모드시 제1이송실린더와 연계되어 상기 제1이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 절삭부재측으로 전진 가능한 제1몸체부와, 상기 제1몸체부의 전진이 완료된 상태에서 상기 관로의 내측면을 가압하여 상기 제1몸체부가 관로의 내측면에 밀착 지지될 수 있도록 상기 제1몸체부에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제1밀착부를 가진 전위 이송부재; 및

   상기 제1이송실린더의 후진 모드시 전진 동작에 의해 상기 제1몸체부를 상기 절삭부재측으로 소정 거리 만큼 전진시킬 수 있도록 제2이송실린더가 설치되며 상기 제2이송실린더의 후진 모드시 제2이송실린더에 연계되어 제2이송실린더의 최대전진거리 만큼 상기 제1몸체부측으로 전진 가능한 제2몸체부와, 상기 제2몸체부의 전진이 완료된 상태에서 상기 관로의 내측면을 가압하여 상기 제2몸체부가 관로의 내측면에 밀착 지지될 수 있도록 상기 제2몸체부에 대해 등각 및 방사상으로 이동 가능하게 설치된 제2밀착부를 가진 후위 이송부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 이송수단은:

   상기 제1 및 제2밀착부를 이동시키기 위해 제1 및 제2몸체부에 각각 등각 및 방사상으로 설치된 다수의 가압실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 장치.
7. 소정 관로 전체를 라이닝 보강 공법으로 보수하기 전에 관로 내측벽의 노후화된 부식층, 관로의 내벽에 퇴적되어 응고된 응고물질, 관로 내측으로 돌출된 연결관 및 관과 관 사이에 형성된 단차를 제거하기 위한 관로 보오링 공법에 있어서,

   (a) 상기 관로의 입구측에 상기 보오링 장치를 정위치시키는 단계;

   (b) 상기 보오링 장치의 절삭부재를 회전시킨 다음, 상기 보오링 장치를 가압하여 관로 내부로 투입시키는 단계;

   (c) 상기 절삭부재에 의해 상기 관로의 전체 길이 중 상기 보오링 장치의 투입 거리에 대응하는 관로의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계;

   (d) 상기 보오링 장치의 제1 및 제2밀착부를 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시킨 상태에서, 제1이송실린더를 가동시켜 상기 절삭부재를 관로의 길이 방향으로 이송시키는 단계;

   (e) 상기 절삭부재에 의해 상기 관로의 전체 길이 중 제1이송실린더의 최대 전진 길이에 대응하는 관로의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계;

   (f) 상기 제1이송실린더의 후진 모드시, 상기 제1밀착부를 원위치시키고, 상기 제1이송실린더의 후진 동작과 제2이송실린더의 전진 동작에 의해 제1몸체부를 상기 제2이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 절삭부재측으로 이송시키는 단계;

   (g) 상기 제1몸체부의 전진이 완료된 후, 상기 제1밀착부를 다시 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시키는 단계;

   (h) 상기 제2이송실린더의 후진 모드시, 상기 제2밀착부를 원위치시키고, 상기 제2이송실린더의 후진 동작에 의해 제2몸체부를 상기 제2이송실린더의 최대 전진거리 만큼 상기 제1몸체부측으로 이송시키는 단계;

   (i) 상기 제2몸체부의 전진이 완료된 후, 상기 제2밀착부를 가동시켜 관로의 내측벽에 밀착시키는 단계; 및

   (j) 상기 (d)∼(i) 단계를 순차적으로 반복하여 상기 관로 전체의 내측벽을 소정 두께 만큼 그라인딩 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 공법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 (a)단계 다음으로,

   상기 보오링 장치의 촬영부재를 작동시켜 관로 내측벽의 그라인딩 작업을 점검하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 공법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 (c)∼(j) 단계에서,

   상기 절삭부재와 관로의 접촉부위를 냉각시킴과 동시에, 상기 절삭부재에 의해 발생되는 칩을 관로 외부로 배출하기 위해 물을 상기 관로의 내측벽에 사선방향으로 급분사하는 것을 특징으로 하는 관로 보오링 공법.