KR20040073946A - 관로 비굴착 내면 보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로를 굴착하지 않고 관로 내부에서 보수하는 공법으로서, 관로의 파손부분이나 이음부의 단차부분을 내면에서 보수하는 경우 선행기술인 특허 제0336372호 및 특허출원 제 10-2003-0008366호를 개량하여 강도 보강을 위해서 선택적으로 관로 보수대상 형상대로 변형이 용이하면서도 복합재료로서의 기능을 제대로 발휘할 수 있는 보강근을 사용하고, 지수성을 향상시키기 위해서 원통형 팽창성 지수재를 사용하며, 환경공해 요인을 제거함과 동시에 강도를 보강하고 보강재 양쪽 끝단부의 마감면을 깨끗하게 처리하기 위하여 보강섬유를 투수성 밀폐커버로 밀폐하여 펼친 상태의 보강재를 사용하는 점 외에 신규로 관로 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우에는 보강재 상에 함침시킨 접착수지가 유실되지 않도록 지수성 박판과 보강재를 조합하여 더 포함시켜 선택적으로 사용하도록 구성하였으며, 보강재를 보수기구에 둘러 감아 시공하는 과정에서 접착수지가 묻어 수팽창 기능이 저하되는 점을 방지하기 위하여 최종적인 외면에 위치하는 보강재와 원통형 팽창성 지수재 사이에 받침용 패드를 끼우도록 구성하여 시공성 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다.

Description

관로 비굴착 내면 보수공법{omitted}

본 발명은 관로 비굴착 내면 보수공법에 관한 것으로서, 지하에 매설되어 있는 각종 하수도관이나 상수도관 및 가스관 등의 관로가 부분적으로 파손되거나, 관로의 이음부에 벌어짐이나 단차가 생겨 외부의 지하수가 유입되거나, 외부로부터 되메움 토사가 유실되어 유입되거나, 또는 하수가 유출되어 토양오염을 시키거나, 보수보강재 상의 수지가 경화과정에서 수축되어 들뜸 현상이 발생되는 등의 경우에 관로를 굴착하지 않고 지하에 매설된 상태에서 그 이상부분만을 용이하게 보수토록 하는 시공방법에 관한 것이다.

종래에는 지하에 매설되어 있는 관로가 부분적으로 파손되거나, 관로의 이음부에 벌어짐이나 단차가 생기거나, 보수재 상의 수지가 경화과정에서 수축되어 들뜸 현상이 발생하는 등 이상부위를 대상으로 보수를 해야 할 경우 지하에 매설된 상태에서 보수하는 시공방법으로는 첫째로, 이러한 이상부위 구간에 전체적으로 합성수지 관을 끼워 넣어서 보수하는 전체보수공법이 있고, 둘째로, 접착수지액과 유리섬유를 이용하여 이상부위만을 대상으로 유리섬유에 접착수지액을 도포하여 함침시킨 후 경화시켜 부분적으로 보수하는 라이닝 부분보수공법이 있으며, 셋째로, 접착수지액과 유리섬유 외에 이 보수재료의 내측에 원통형으로 감기도록 구성된 스텐레스 강판을 보강지지관으로 추가적으로 이용하여 이상부위를 대상으로 경화시켜 일체적으로 보수하는 개량형 라이닝 부분보수공법이 있고, 넷째로, 원통형으로 감기도록 구성된 스텐레스 강판의 외주면에 원통형 고무판을 추가한 후 일체적으로 하여 지수를 주된 목적으로 부분적으로 보수하는 보강링공법이 있다.

첫번째 방법의 경우에는 필요한 특정 부분만을 보수하기 위해서도 맨홀과 맨홀사이의 전체 매설관 내부에 별도의 합성수지관을 삽입해야 하기 때문에 복잡한 보수장비가 필요하여 시공성이 좋지 않아 시공기간이 길어지고 재료의 낭비로 인하여 시공비가 과다하게 증가되는 문제점이 있고, 두번째 방법의 경우에는 지하에 매설된 관로상의 지상부는 통상적으로 도시의 차량통행이 빈번한 도로에 해당되므로 중차량의 통행으로 인한 하중과 진동이 복합된 충격하중이 관로에 작용하게 되거나 지반침하 등으로 인하여 관로의 파손부나 이음부 등의 이상부위를 대상으로 유리섬유와 수지로 구성되어 라이닝 보수된 부분에 변위가 발생되게 되어 관로와 보수보강재 사이에 틈이 생길 수 있거나, 수지의 경화과정에서 수축으로 인한 들뜸 현상이 발생되어 지수성이 감소되거나, 보수보강재 자체의 강도를 증가시킬 필요성이 있거나, 유리섬유의 취급 과정에서 분진이 비산하여 환경공해의 요인이 되는 등의 문제점이 있으며, 세번째 방법의 경우에는 보수보강재의 강도 보강이나 보수보강재의 양생시간 단축을 목적으로 내측면에 추가된 스텐레스 강판은 관로 이음부 단차부분의 경우 스텐레스 강판이 관로의 단차 모양대로 설치되는 것이 불가능하므로 부득이 원통형 스텐레스 강판을 두 부분으로 잘라서 분리시켜 단차지게 설치하고 있는 실정인데, 이러한 경우에는 실제적으로 이음부의 단차부가 외부 충격하중 등에 대해 가장 취약하여 견고하게 보수되어야 할 부분인데 반해 스텐레스 강판이 생략된 채 보수된 상태이므로 스텐레스 강판의 보강효과가 전혀 없게 되는 문제점이 있고, 네번째 방법의 경우에는 보수 목적이나 재료 자체가 본 발명과는 다른 분야의 공법으로서 직접적인 비교 대상이 될 수는 없으나 상기 공법들의 경우 공통적으로 통수단면 확보를 위하여 소정의 얇은 두께 범위 내에서 보수보강재의 강도를 보강하고 지수성을 향상시켜야 되는 문제점 외에 라이닝 부분보수시에는 유리섬유층에 접착수지액을 함침시키는 시공과정에서 분진이 비산되어 작업자에게 유해한 환경공해요인이 되기도 하고, 특히 관로 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우에는 보강재 상에 함침시킨 접착수지가 수압이 작용하는 유수에 유실되어 품질이 불량하게 시공되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 라이닝 부분보수공법의 문제점을 시정하고자 선행기술인 특허 제 0336372호 및 특허출원 제 10-2003-0008366호를 개량한 것으로서, 보수공법 자체의 강도 보강을 위해서 선택적으로 보수대상 관로 내면의 형상대로 변형이 용이하면서도 복합재료로서의 기능을 제대로 발휘할 수 있는 가는 스텐레스 와이어메쉬를 포함한 보강근을 사용하고, 보수공법의 지수성을 향상시키기 위해서 원통형 수팽창고무띠를 포함한 원통형 팽창성 지수재를 사용하며, 시공과정에서 환경공해 요인을 제거하기 위하여 유리섬유층을 포함한 보강섬유를 부직포를 포함한 투수성 밀폐커버로 밀폐하여 펼친 상태의 보강재를 사용하는 방법의 경우에는 관로의 이음부 등 외부로부터 유입수가 없는 통상적인 관로 보수시 적용되며, 본 발명의 신규부문에 해당되는 관로의 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 관로 보수의 경우에는 유입수가 없는 통상적인 관로 보수시에 적용되는 구성방법 외에 보강재 상에 함침시킨 접착수지가 유실되지 않도록 연질의 금속성 얇은판을 포함한 지수성 박판과 보강재를 조합한 부착성 복합 지수재를 선택적으로 더 포함시켜 사용하도록 하였으며, 수압이 작용하는 유입수에 대하여 지수성 박판, 최종적인 외면 보강재 및 양쪽 가장자리 부분에 설치된 원통형 팽창성 지수재가 일체적으로 불투수블록을 형성하도록 구성하였다.

또한, 시공과정에서 접착수지가 묻어 수팽창 기능이 억제되는 것을 방지함으로써 시공성 및 품질을 향상시키기 위하여 최종적인 외면 보강재 상의 양쪽 가장자리 부분에 받침용 패드를 끼운 후 이 받침용 패드 상의 중심부분에 원통형 팽창성 지수재를 끼워 고정하도록 구성하였다.

다시 말하면, 보강섬유를 투수성 밀폐커버로 각각 개별적으로 감싸서 밀폐시킨 보강재 상에 접착수지를 함침시켜 펼친 상태의 보강재를 소정의 겹으로 적층시켜 보수기구의 외주면에 둘러 감은 다음 보수대상 관로의 파손부분이나 이음부 등의 내면벽으로 이동시킨 후 공기압을 작용시켜 보수함으로써 시공과정에서 유리섬유 등의 보강섬유 분진이 비산되는 환경공해 요인을 제거함은 물론 강도도 보강되고, 보강재의 끝단부가 매끄럽게 마감되도록 구성하였다.

한편, 보강재 상의 양쪽 끝단 가장자리 부분에 소정의 두께와 폭을 가진 받침용 패드를 둘러 감은 다음 이 받침용 패드 상의 중앙부분에 원통형 팽창성 지수재를 끼워 고정한 후 보수기구에 소정의 공기압을 작용시킨 상태에서 경화시켜 보수하도록 함으로써 보수대상 관로 부분에 도달하여 공기압이 작용되기 전에는 보강재 상의 접착수지가 원통형 팽창성 지수재의 노출된 외면부에 접촉되어 묻지 않도록 하되, 공기압을 작용시켜 원통형 팽창성 지수재가 보수대상 관로의 내면벽에 밀착 내지 부착된 후에는 받침용 패드는 물론 원통형 팽창성 지수재의 밑면과 양쪽 측면의 일부는 접착수지가 묻어 보강재와 원통형 팽창성 지수재의 일부가 일체적으로 부착되도록 함과 동시에 보수기구로부터 작용된 공기압에 의해 보강재의 양쪽 측면부로 밀려나 유실되는 접착수지를 흡수하여 강도보강에도 도움이 되도록 함은 물론 보강재 양쪽 끝단부의 마감면이 깨끗하게 처리되도록 함으로써 시공성 및 품질을 향상시킬 수 있도록 구성하였다.

도 1은 본 발명 실시예로서, 보수기구를 관로의 파손부위에 정지시켜 공기압을 작용시키지 않은 보수 직전의 상태를 나타낸 일부 절개 상태도

도 2는 본 발명 실시예로서, 보수기구를 관로의 파손부위에 정지시킨 후 공기압을 작용시켜 팽창시킨 일부 확대 절개 상태도

도 3은 본 발명의 보강재 실시예로서, 좌측 절개부는 보강섬유에 접착수지가 함침된 상태이며, 우측은 보강섬유가 투수성 밀폐커버로 밀폐된 채 접착수지가 함침된 보강재를 펼친 상태의 평면도

도 4는 보강재 사이에 강도보강용으로 선택적으로 삽입되는 보강근의 평면도

도 5는 보강재 사이에 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우의 지수용으로 삽입되는 지수성 박판의 평면도

도 6은 일부가 겹친 상태로 구성된 보강재 상에 받침용 패드 및 원통형 팽창성 지수재가 둘러 감긴 상태의 사시도

도 7은 도 6의 C에 따른 보강재 겹침부의 상태와 보강재 상에 받침용 패드를 둘러 감은 다음 이 받침용 패드 상의 중앙부분에 원통형 팽창성 지수재를 둘러 끼워 시공된 상태를 표시한 확대 사시도

도 8은 본 발명의 실시예로서, 관로의 파손부분이나 이음부 등 외부로부터유입수가 없는 통상적인 관로의 파손부분이나 이음부 등의 내면벽을 대상으로 선택적으로 보강재 사이에 보강근을 더 포함하는 보강재가 보수기구 상에 팽창된 채 소정의 시간동안 경화된 후 보수기구를 제거하여 관로보수가 완료된 상태를 표시한 도 2의 A-A 단면에 따른 횡단면도

도 9는 본 발명 실시예로서, 관로의 파손부분이나 이음부 등의 외부로부터 수압이 작용되는 유입수가 있는 관로의 파손부분이나 이음부 등의 내면벽을 대상으로 보강재와 선택적으로 사용되는 보강근 외에 이 복합 보강재의 외면 쪽에 지수성 박판과 보강재를 선택적으로 더 포함하는 부착성 복합 지수재가 보수기구 상에 팽창된 채 소정의 시간동안 경화된 후 보수기구를 제거하여 관로보수가 완료된 상태를 표시한 도 2의 A ' - A ' 단면에 따른 횡단면도

도 10은 본 발명 실시예로서, 도 8과 같이 관로의 파손부분이나 이음부 등의 외부로부터 유입수가 없는 통상적인 관로의 내면벽을 대상으로 보강재의 최종적인 외면 양쪽 끝단으로부터 수 센티미터 떨어진 곳에 받침용 패드를 둘러 감은 후 이 받침용 패드 상의 중심부분에 원통형 팽창성 지수재를 둘러 끼워 고정한 상태를 표시한 도 2의 B-B 단면에 따른 횡단면도

도 11은 본 발명 실시예로서, 도 9와 같이 관로의 파손부분이나 이음부 등의 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 관로의 내면벽을 대상으로 최종적인 외면에 위치한 보강재 상의 양쪽 끝단으로부터 수 센티미터 떨어진 곳에 받침용 패드를 둘러 감은 후 이 받침용 패드 상의 중심부분에 원통형 팽창성 지수재를 둘러 끼워 고정한 상태를 표시한 도 2의 B' - B ' 단면에 따른 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 관로 3 : 파손부분

5 : 보수기구 7 : CCTV카메라

9 : 위치이동밧줄 11 : 이동용 바퀴

13 : 압축공기 주입호스 14 : 받침용 패드

15 : 보강재 16 : 투수성 밀폐커버

17 : 보강섬유 18 : 겹침부

19 : 보강근 20 : 지수성 박판

21 : 원통형 팽창성 지수재 22 : 접착수지

본 발명의 구성에 관하여 첨부된 예시도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다. 관로(1)의 파손부분(3)이나 이음부 등 외부로부터 유입수가 없는 통상적인 관로(1) 보수시에는 원통형 보수기구(5)의 한쪽 앞면에는 공기압을 주입하기 위한압축공기 주입호스(13)가 연결되어 있고, 양쪽 앞뒷면에는 위치이동 밧줄(9)이 연결되어 있으며, 보수기구(5)의 앞면부와 뒷면부에는 관로(1)의 내면벽을 굴러서 이동할 수 있는 이동용 바퀴(11)가 설치되어 있고, 보수작업시 보수기구(5)의 이동이나 작업상태 등을 확인하기 위하여 1 미터 내외로 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 관로조사용 CCTV카메라(7)를 근접시킨 채 관로(1)의 파손부분(3) 내부에서 작업을 실시하게 되는데, 보강재(15) 구성재료 중의 하나인 보강섬유(17)를 각각 개별적으로 감싸서 밀폐시킨 투수성 밀폐커버(16) 상에 접착수지(22)를 함침시켜 펼친 상태의 보강재(15)를 수 겹으로 적층시켜 보수기구(5)의 외주면에 둘러씌운 다음 보수대상 관로(1)의 파손부분(3)이나 이음부로 이동시킨 후 공기압을 작용시키면서 경화시켜 보수함으로써 시공과정에서 유리섬유의 분진이 비산되는 환경공해 요인을 제거함은 물론 강도도 보강되고, 보강재의 끝단부가 매끄럽게 마감되도록 구성하였다.

또한, 관로(1)의 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우에는 유입수가 없는 통상적인 관로(1) 보수시에 적용되는 시공방법과 동일하나, 유입수가 없는 통상적인 관로(1) 보수시에 적용되는 보강재(15) 외에 이 보강재(15)에 함침시킨 접착수지(22)가 유실되거나, 보강재(15) 내부에 함침된 접착수지(22)에 유로가 형성되는 것을 방지하기 위하여 소정의 겹으로 구성된 최종적인 외면의 보강재(15) 상에 연질의 금속성 얇은판을 포함한 지수성 박판(20)을 통상적인 보강재(15)의 폭과 길이보다 각각 수 센티미터 정도에 상당하는 소정의 폭과 길이만큼 작은 규격으로 하되, 폭은 양쪽 원통형 팽창성 지수재(21) 간의 간격 이상이 되도록 설치한 다음 이 지수성 박판(20) 상에 통상적인 규격의 보강재(15)를 소정의 겹만큼 추가적으로 더 포함되게 일체적으로 설치하여 선택적으로 사용하도록 하였고, 수압이 작용하는 경우에는 지수성 박판(20)과 최종적인 외면에 설치된 보강재(15)와 이 최종적인 외면 보강재(15) 상의 양쪽 가장자리 부분에 설치된 원통형 팽창성 지수재(21)가 조합되어 부착성 복합 지수재로서 일체적으로 불투수 블록을 형성하여 지수성을 향상시킬 수 있도록 하였으며, 최종적인 외면에 위치하는 보강재(15)는 관로(1)의 내면벽과 직접 부착되도록 구성하였다.

여기서, 보강재(15)는 평면적인 직사각형 형태의 2매를 재단하여 겹쳐 놓은 상태로 3면의 가장자리 부분 수 밀리미터 안쪽 부분을 직선적으로 재봉한 후 뒤집은 상태의 투수성 밀폐커버(16) 내에 소정의 두께나 겹으로 구성된 보강섬유(17)를 집어넣은 다음 나머지 재봉되지 않은 1면의 가장자리 부분으로부터 수 밀리미터 안쪽 부분을 직선적으로 재봉하여 제작하도록 구성하였다.

또한, 최종적인 외면에 위치한 보강재(15) 상의 양쪽 가장자리 부분에 접착수지(22)의 침투성을 감안한 두께와 폭을 가진 받침용 패드(14)를 둘러 감은 다음 받침용 패드(14) 상의 중앙부분에 원통형 팽창성 지수재(21)를 둘러 끼워 고정한 후 보수기구(5)에 공기압을 작용시킨 상태에서 경화시켜 보수하도록 함으로써 보수대상 관로(1)의 파손부분(3)으로 이동시켜 공기압이 작용되기 전에는 보강재(15) 상의 접착수지(22)가 원통형 팽창성 지수재(21)에 접촉되어 묻지 않도록 하되, 공기압을 작용시켜 원통형 팽창성 지수재(21)가 보수대상 관로(1) 파손부분(3)의 내면벽에 밀착 내지 부착된 후에는 받침용 패드(14)는 물론 원통형 팽창성 지수재(21)의 밑면과 양쪽 측면의 일부는 접착수지(22)가 묻어 보강재(15)와 원통형 팽창성 지수재(21)의 일부가 일체적으로 부착되도록 함으로써 시공성 및 품질을 향상시킬 수 있도록 구성하였다.

이렇게 보강재(15)를 소정의 시간동안 공기압을 작용시키면서 경화시킨 후 압축공기 주입호스(13)를 통해 공기압을 배출시킴으로써 보수기구(5)는 축소되어 경화된 보강재(15)와 분리되게 되고, 맨홀 밖으로 보수기구(5)를 이동시키게 되며, 자주식 CCTV카메라(7)로 보수상태를 확인한 후 보수시공을 종료하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 보강섬유를 투수성 밀폐커버로 밀폐시켜 펼친 상태의 보강재를 사용함으로써 환경공해 요인을 제거함은 물론 강도도 보강되며, 보강재의 끝단부가 매끄럽게 마감되도록 구성하였고, 최종적인 외면의 보강재와 원통형 팽창성 지수재 사이에 받침용 패드를 끼워 사용함으로써 보수대상 관로의 파손부분으로 이동시켜 공기압이 작용되기 전에는 보강재 상의 접착수지가 원통형 팽창성 지수재에 접촉되어 묻지 않도록 하되, 공기압을 작용시켜 원통형 팽창성 지수재가 보수대상 관로 파손부분의 내면벽에 부착된 후에는 받침용 패드는 물론 원통형 팽창성 지수재의 밑면과 양쪽 측면의 일부는 접착수지가 묻어 보강재와 원통형 팽창성 지수재의 일부가 일체적으로 부착되도록 함으로써 지수 및 강도보강을 통한 품질향상과 현장작업의 간편화를 통한 시공성을 향상시킬 수 있는 효과가 기대된다. 또한, 관로 외부로부터 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우에는 유입수가 없는 통상적인 관로 보수시에 적용되는 보강재 구성방법 외에 보강재에 함침시킨 접착수지가 유실되지 않도록 최종적인 보강재의 외면상에 지수성 박판과 보강재를 선택적으로 더 포함하여 부착성 복합 지수재 역할을 하도록 사용함으로써 지수성 향상을 통한 품질 향상의 효과가 기대된다.

Claims (1)

1. 관로의 이상부 특히 이음부의 단차부분이나 파손부분 보수시,

   보강섬유를 투수성 밀폐커버로 감싸서 밀폐시켜 펼친 상태의 보강재와,

   수 겹의 상기 보강재 사이에 강도보강용으로 선택적으로 삽입되는 보강근과,

   상기 최종적인 외면에 위치한 보강재 상에 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우의 지수용으로 선택적으로 더 포함하여 설치되는 지수성 박판과 이 지수성 박판 상에 일체적으로 설치되는 보강재와,

   접착수지가 함침된 최종적인 외면 보강재 상의 양쪽 가장자리 부분에 둘러 감긴 받침용 패드와,

   받침용 패드 상의 중앙부분에 둘러 끼워 고정되는 원통형 팽창성 지수재로 구성되는 지수 겸 강도보강용 보강재를 보수기구의 외주면에 둘러 감은 상태로 공기압을 주입하여 관로의 파손부분이나 이음부의 내면벽에 부착시킨 채 경화시켜 보수하도록 구성하며, 수압이 작용하는 유입수가 있는 경우 지수성 박판, 최종적인 외면 보강재 및 양쪽 가장자리 부분에 설치된 원통형 팽창성 지수재를 조합시켜 일체적으로 불투수 블록을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 관로 비굴착 내면보수공법.