KR200402945Y1 - 내구성이 강화된 방수 맨홀 - Google Patents

Abstract

본 고안은 내구성이 강화된 방수 맨홀에 관한 것으로, 내측에 공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 상부면에 설치되는 다수개의 구조용 강관과, 상기 구조용 강관 위에 형성되는 슬래브로 구성된 맨홀에 있어서, 상기 구조용 강관(4a)의 내측에는 강도를 보강하기 위한 보강재(14a)를 충입하고, 그 보강재(14a)로서 팽창성 콘크리트(144a)를 사용하되, 콘크리트 팽창재로서 화학성분인 산화마그네슘(MgO)을 사용하여 콘크리트를 팽창시켜 균열에 대한 내력과 압축강도를 증가시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 갖는 본 고안에 따르면, 구조용 강관 내에 철근과 팽창성 콘크리트로 된 보강재를 충입하여 강도를 강화함으로써, 차륜하중에 대한 내구성과 안전성을 증대시킴으로써 수명이 연장될 수 있다.

Description

내구성이 강화된 방수 맨홀 {REINFORCED MANHOLE}

본 고안은 도로에 매설하는 방수 맨홀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부구조를 개선하여 외력에 대한 내구성을 증대시킬 수 있도록 한 내구성이 강화된 방수 맨홀에 관한 것이다.

일반적으로 도로에는 많은 종류의 관이 땅속에 복잡하게 매설되어 있으며, 또 지속적으로 매설되고 있어 배관을 관리하고 제어하기 위해 지중 공간이 요소마다 설치되어 있다.

최근에는 산업용 인프라 구축에 필요한 각종 전기 및 전자통신 시설들을 관리하기 위한 보다 복합적인 지하공간의 필요성도 커졌다.

상하수도 관로의 경우 요소마다 제수밸브, 공기밸브, 감압밸브, 안전밸브, 이토관, 소화전 등의 부대설비를 시설함으로써 후에 관로의 점검이나 변경 그리고 유체의 단속 등을 쉽게 할 수 있게 하고 있으며, 이같은 여러 가지 시설물들은 관리나 점검이 쉽도록 한 곳에 모아둘 필요가 있어 그 필요성에 따라 지하에 사람이 들어갈만한 공간을 갖는 맨홀이 설치된다.

맨홀 본체 내부에 설치되는 제수밸브는 관파열, 누수, 공사, 관세정 배수, 급수관의 분기 등의 보조 및 관로 변경 작업이 필요한 경우 단수 목적으로 사용하며 또 배수를 촉진하고 유체 이동을 무리없이 진행시키기 위해 수압도 조절한다.

이러한 필요성에 때문에 밸브를 설치하고 그 밸브를 조작할 수 있도록 맨홀을 지중에 시공하여 이 맨홀을 통해 관로를 통제하고 있다.

지중에 시공하는 맨홀의 시공 형태는 조적식 축조 공법이 오랜 기간 사용되어 왔으며, 도 1 내지 도 3과 같이 관로의 관경에 따라 맨홀의 공간과 모양을 변화시키거나 윤압이나 토압 그리고 관로에 흐르는 유체하중 등을 고려하여 맨홀을 구성했다.

도 1은 비교적 구멍이 작은 관(2)에 설치된 밸브(3)를 중심으로 시공된 맨홀(1)의 지중 단면도이다. 도 2는 밸브(3)의 위치가 한쪽으로 치우쳐 있고 관(2)의 구멍이 비교적 큰 맨홀(1)을 나타낸다. 도 3은 보다 큰 구멍의 관(2)에 설치된 맨홀(1)의 지중 단면도 이다.

조적식 축조 공법에 의한 맨홀은 그 공간과 모양에 관계없이 주요 부분은 다음과 같이 나눌 수 있다.

관(2) 및 관(2)에 설치된 밸브(3), 관(2)과 약간의 간격을 두고 굴착된 바닥면에 깔린 바닥 콘크리트(4), 밸브(3)를 중심으로 아래는 받침대(5)가 설치되고 관(2)의 상하부 공간을 확보하여 맨홀(1)을 형성하는 벽돌(6) 또는 틀(7), 맨홀(1)의 상부면이 되는 위치에 설치되는 보충 콘크리트(8) 또는 장대(9), 맨홀(1)의 입구 구멍에 설치하는 철개(10) 및 맨홀 뚜껑(11)등이다.

조적식 축조 공법에 의한 맨홀(1)은 수밀을 위한 방수 공사와 물 고임에 대한 누수 대책 등의 보완작업이 필요하며 조적식 축조 공법 자체가 많은 시간을 필요로 하므로 공기의 지연 문제가 뒤따르고, 도시 도로의 경우 모든 공사는 교통 소통과 관계되므로 공기 단축이 요구되는 시공 조건에는 부적합한 공법이다.

조적식 축조 공법에 의한 맨홀 시공상의 문제점을 개선하기 위한 맨홀 시공 공법 및 그 구조물이 알려져 있다.

도 4는 조적식 축조 맨홀의 문제점을 대체하기 위한 구조물로서, 이를 이용한 맨홀 시공 공법은, 밸브(3)의 설치 위치를 중심으로 도로 또는 지면을 굴착하여 밸브 조작 공간을 확보하는 지하공간(12) 조성과정, 조성된 지하공간(12)의 바닥면을 다지고 그 상면에 블록(26)을 깔아 지하공간(12)의 바닥 상층부를 블록층으로 만드는 기반 조성과정, 지하공간(12)을 가로지르는 관(2)에 밸브(3)를 설치하고 이 밸브(3)를 중심으로 양방향에서 관(2)을 따라 밸브실(1)의 하부를 형성하는 하부틀(22)을 지하공간(12)의 블록층과 닿도록 투입하여 밸브실(1)의 하부를 시공하는 과정, 밸브실(1)의 하부틀(22)과 대응되는 상부틀(23)을 지하공간(12)으로 투입하여 하부틀(22)에 맞추어 밸브(3)를 중심으로 밸브실(1)의 상부를 시공하는 과정, 예정된 위치에 투입된 상부틀(23)과 하부틀(22)을 관(2)을 따라 맞추고 해당 접촉면 사이에 밀폐부재를 삽입하여 결속하는 상/하부틀(22)(23) 조립과정, 밸브실(1)의 상부측에 철개(10)를 설치하고 그 주변부는 철개 보호 구조물을 설치하는 과정으로 시공하는 것이기 때문에, 벽돌을 축조하여 생기는 다양한 문제점을 없애고 또 어느정도의 공기 단축도 가능했지만, 맨홀 뚜껑(11)을 따라 유입되는 유입수의 유입을 차단하기 어려웠다.

또 다른 맨홀의 형태로서, 맨홀 본체(30)에 관(2)이 통과하도록 하여 보다 간단하게 제작한 것도 알려져 있다. 맨홀 본체(30)는, 수직 벽면 중간 중간에 수평토압에 대한 응력을 증가 시키는 주름부가 있으며, 그 수직 벽면의 보강을 위해 벽면 둘레를 따라 일정 간격으로 보강대를 세워놓은 일체 형상의 통체로된 형태이고 주로 원형,사각 등으로 제작되며, 합성수지중 가볍고 싼 폴리에틸렌 수지로 제작한 구조이다.

그러나, 이와같이 알려진 도 1 내지 도 3의 조적식 축조 맨홀 및 도 4 및 도 5와 같은 맨홀들은 지중 맨홀의 효과적인 시공과 맨홀 구조물 변형 등을 고려한 기술들로서, 다양한 산업용 인프라 구축을 위한 각종 전기 및 전자통신 시설물들을 체계적이고 통합적으로 관리하기 어려운 문제점 있다. 즉, 최근에는 이 맨홀에 관로 관리를 포함한 밸브와 산업용 인프라 구축에 필요한 시설물들을 복합적으로 설치하고 있는 추세이지만, 이를 충족시키지 못한다.

이는 관리자가 관로를 관리하기 위해 밸브를 조작하기 위하여 맨홀을 설치하여 밸브 관로의 관리 목적으로 전용되는 맨홀을 그대로 이용하는데 따른 필연적인 결과이다.

각종 산업용 인프라 구축을 위해서는 유무선 통신용 장비나 중계기 그리고 다양한 정밀 전기전자 부품들이 소요되는데 이러한 정밀 전기전자 장비 및 부품들은 특히 누수와 습도 및 방진, 가스 등에 취약하다.

맨홀을 설치하여 밸브의 제어 및 통제가 가능했던 종래의 맨홀들은 이러한 산업용 인프라 구축에 요구되는 수밀 및 적정습도 조절 그리고 진동 및 가스 노출 등에 대하여 체계적으로 관리할 수 있는 시스템이 없었다.

따라서, 맨홀의 내부 공간을 다양한 시설물 설치 조건에 맞도록 맨홀 공간의 내부를 종합적이고 체계적으로 관리할 수 있도록 제안된 것이 감시형 방수맨홀이다.

상기한 감시형 방수 맨홀의 일예를 첨부된 도 6 및 도 7에 나타내었다.

도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 종래 감시형 방수 맨홀(A')은,

맨홀 구멍의 상부쪽에 안착면을 형성하고 그 안착면을 따라 맨홀뚜껑을 결합시켜 외부 유입수의 유입을 차단하는 본체(2')와; 상기 본체(2')의 상부면에 설치되는 다수개의 구조용 강관(4')과; 상기 구조용 강관(4') 위에 일정 두께로 형성되는 FRP슬래브(6');으로 구성되며, 이외에 상기 본체(2')에 형성되는 맨홀 구멍의 내벽을 따라 단턱을 형성하여 상기 외부측 맨홀 뚜껑의 안착면과는 별도로 소정의 안착면을 형성하는 안착부와, 상기 안착부의 안착면을 따라 장착되는 결합면이 가장자리에 형성되어 맨홀 구멍의 안쪽을 덮는 보조뚜껑과, 상기 맨홀 본체 내부의 벽면 또는 공간을 따라 맨홀 본체의 내부 컨디션을 체크하기 위해 설치된 감시장치와, 상기 감시장치를 통해 검출된 정보의 획득과 저장 그리고 정보 데이터를 송수신하는 처리장치를 포함하여 구성된다.

따라서, 본체(2')의 상부에 설치된 슬래브(6') 및 구조용 강관(4')에 의해 내구성이 증대될 수 있도록 하여, 주행하는 차량에 의해 발생된 차륜하중을 지탱할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기와 같이 다수개의 구조용 강관(4')을 본체(2')의 상부에 설치하여도, 차륜하중을 견디지 못하고 상부의 FRP슬래브(6')가 파손됨은 물론 그에 따라 구조용 강관(4')까지 처지게 되거나 파손되어 외부로부터 이물질이 유입되어 맨홀의 기능을 상실하는 문제점이 발생되었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본체의 상부구조를 개선하여 강도를 보강함으로써 차륜하중에 대한 내구성과 안전성을 증대시킬 수 있어 수명이 연장될 수 있도록 한 내구성이 강화된 방수 맨홀을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안은,

내측에 공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 상부면에 설치되는 다수개의 구조용 강관과, 상기 구조용 강관 위에 형성되는 슬래브로 구성된 맨홀에 있어서,

상기 구조용 강관의 내측에는 강도를 보강하기 위한 보강재를 충입하고, 그 보강재로서 팽창성 콘크리트를 사용하되, 콘크리트 팽창재로서 화학성분인 산화마그네슘(MgO)을 사용하여 콘크리트를 팽창시켜 균열에 대한 내력과 압축강도를 증가시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강재는 철근으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서 도 8은 본 발명에 따른 맨홀에 대한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 맨홀에 대한 단면도이다.

이를 참조하면, 본 고안에 따른 내구성이 강화된 맨홀(A)은, 사각 또는 원형으로 제작된 본체(2a)와, 상기 본체(2a)의 상부측에 설치되는 다수개의 구조용 강관(4a)과, 상기 구조용 강관(4a) 위에 형성되는 슬래브(6a)로 구성된다.

상기 본체(2a)는, 도 8과 같이, 바닥이 막혀있고, 윗면은 열리고 닫히는 맨홀뚜껑(12a)이 결합되는 개구부(10a)이 있으며, 내부는 공간으로 비워져 있어 임의의 기기 또는 밸브 조작 공간을 지하에 형성한다.

그리고, 내측에 소정의 공간을 갖도록 FRP로 성형된 통체형상이며, 그 상부면에는 소정의 개구부(10a)가 형성되고, 상기 개구부(10a)에는 맨홀뚜껑(12a)이 탈착가능하게 결합되며, 측면에는 관로(8a)가 연결되도록 다수개의 결합구(22a)가 형성되어 구성된다.

상기 본체(2a)의 상부면에는 다수개의 구조용 강관(4a)끼리 그 측면이 서로 맞대어져 설치되되, 설치를 용이하게 하기 위해 상기 구조용 강관(4a)은 단면이 사각형인 것을 사용하며, 이들 구조용 강관(4a)을 연접되게 설치한다.

그리고, 상기 구조용 강관(4a)의 상부에는 부식이나 차륜하중에 의한 직접적인 파손을 막기 위해 FRP로 된 슬래브(6a)를 일정 두께로 더 형성하게 된다.

한편, 상기 구조용 강관(4a) 내에는 강도를 보강하기 위해 보강재(14a)가 충입되는데, 이러한 보강재(14a)로는 철근(142a)과 팽창성 콘크리트(144a)가 적당하다.

상기 팽창성 콘크리트(144a)는 화학성분인 산화마그네슘(MgO)의 팽창재를 사용함으로써 콘크리트를 팽창시키고, 균열에 대한 내력 증대와 압축강도를 높일 수 있는 장점이 있다.

따라서, 일정 길이의 철근(142a)을 구조용 강관(4a) 내에 삽입하고, 이 구조용 강관(4a)의 내측에 팽창성 콘크리트(144a)를 타설하여 고결시킴으로써 구조용 강관(4a)의 강도가 더욱 증대될 수 있게 된다.

그러므로, 도로를 주행하는 차량(미도시)으로부터 차륜하중이 가해지더라도 이를 분산시킬 수 있어 구조용 강관(4a)의 파손률이 현저히 절감될 수 있으며, 상기한 철근(142a)에 의해 휨에 대한 강도가 보강될 수 있어 처짐현상이 방지될 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 방수 맨홀(A)의 설치 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 설치할 수 있는 공간을 확보하기 위한 지하공간을 조성하고, 조성된 지하공간의 바닥면을 다져 전술한 구성으로 사전 제작된 맨홀(A)을 지하공간으로 내리고, 지하에 투입된 맨홀(A)을 지중에 시공한 후, 맨홀(A)의 상부측에 개구부(10a)를 설치하고 그 개구부(10a)에 맨홀 뚜껑(12a)을 설치하게 된다.

구체적으로는, 맨홀(A)을 제작하고, 임의의 배관 또는 선로가 통과하는 관로를 중심으로 지하공간을 굴착하여 그 바닥에 기초대를 설치하고 사전 제작된 본체(2a)를 상기 관로와 결합될 수 있도록 굴착된 지하공간을 따라 설치한 후, 상기 본체(2a)의 벽면에 형성된 결합구(22a)에 임의의 관로(8a)를 방수 처리하여 결합한 다음, 상기 지하공간에 설치된 본체(2a) 내부의 벽면 또는 공간을 따라 본체(2a)의 내부 컨디션을 체크하는 감시장치(미도시)를 설치하고, 그 감시장치들을 통해 검출된 정보의 획득과 저장 그리고 정보 데이터를 송수신하는 처리장치(미도시)를 시설하고, 상기 본체(2a)의 상부에 형성된 개구부(10a)에 맨홀뚜껑(12a)을 결합시켜 시공을 완료하게 된다.

본 고안에 따른 방수 맨홀(A)은, 그 상부가 도로에 노출되거나 도로의 직하부에 매설되었을때, 차륜하중이 슬래브와 구조용 강관에 전달되더라도 하중의 분산이 이루어질 수 있고, 강도가 보강될 수 있으므로 파손이나 변형등의 문제점을 현저히 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 유입수의 유입과 누수가 집중되는 맨홀 뚜껑 부분에 대한 방수처리를 가능하게 하고, 또한 맨홀 본체의 내부에 각종 감시장치를 설치하여 맨홀 내부의 컨디션을 파악하고 이를 통제관리할 수 있게 된다.

즉, 산업용 인프라 구축에 필요한 각종 전자, 통신, 배관 등 시설물의 외부 설치에 따른 방수 상태와 상황을 실시간으로 취득 분석하여 이를 저장하여 맨홀내 시설물들의 관리를 가능하도록 한다. 이를 위해 반드시 필요로 하는 맨홀의 방수를 포함하여 감시장치 및 관리서버를 구비할 수 있게 된다.

여기서, 감시장치의 정보를 수집하는 컨트롤보드측과 처리장치측 관리서버간 데이터송수신은 발전된 각종 유무선데이터통신망을 포함하여 공중망등을 효과적으로 활용하여 실시간으로 정보를 전송하고 수신하여 체계적이고 종합적으로 맨홀 컨디션을 시스템적으로 관리할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 의한 맨홀에 따르면, 구조용 강관 내에 철근과 팽창성 콘크리트로 된 보강재를 충입하여 강도를 강화함으로써, 차륜하중에 대한 내구성과 안전성을 증대시킴으로써 수명이 연장될 수 있는 효과가 발현될 수 있다.

또한, 산업용 인프라 구축에 필요한 각종 전기전자, 통신 및 배관 등을 맨홀에 배치하고 그 맨홀에 대한 방수 기능을 강화하여 유입수의 유입을 차단하고 방수함으로서 고가의 장비가 누수로 인해 침수되어 훼손되거나 유실되는 문제를 방지하여 맨홀내 시설물의 설치 및 관리 그리고 보호를 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 맨홀 내부 시설재 및 장비들에 악영향을 줄수 있는 누수 및 각종 온도습도, 가스, 진동 그리고 뚜껑의 개폐여부 등의 상황을 실시간으로 파악하여 이를 관리센터에서 모니터링하여 관리 감독하고 문제를 정보로 취득하여 초등 제어를 가능하게 함으로서 안전사고의 예방이나 시설물 피해를 사전에 예방할 수 있어 맨홀내 시설물을 안전하게 관리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 조적식 맨홀 구조 및 그 시공 설명도이다.

도 2는 종래의 다른 조적식 맨홀 구조 및 그 시공 설명도이다.

도 3은 종래의 또 다른 조적식 맨홀 구조 및 그 시공 설명도이다.

도 4는 종래의 박스 조립형 맨홀 구조 및 그 시공 설명도이다.

도 5는 종래의 다른 박스형 맨홀 구조 설명도이다.

도 6은 종래 기술에 대한 사시도이다.

도 7은 상기 도 6에 대한 단면도이다.

도 8은 본 고안에 따른 내구성이 강화된 방수 맨홀에 대한 사시도이다.

도 9는 상기 도 8에 대한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 본체 4 : 구조용 강관

6 : 슬래브 8 : 관로

10 : 개구부 12 : 맨홀뚜껑

14 : 보강재 142 : 철근

144 : 콘크리트

Claims (2)

1. 내측에 공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 상부면에 설치되는 다수개의 구조용 강관과, 상기 구조용 강관 위에 형성되는 슬래브로 구성된 맨홀에 있어서,

   상기 구조용 강관(4a)의 내측에는 강도를 보강하기 위한 보강재(14a)를 충입하고, 그 보강재(14a)는 팽창성 콘크리트(144a)로 구성하되, 콘크리트 팽창재로서 화학성분인 산화마그네슘(MgO)을 사용하여 콘크리트를 팽창시켜 균열에 대한 내력과 압축강도를 증가시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 내구성이 강화된 방수 맨홀.
2. 내측에 공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 상부면에 설치되는 다수개의 구조용 강관과, 상기 구조용 강관 위에 형성되는 슬래브로 구성된 맨홀에 있어서,

   상기 구조용 강관(4a)의 내측에는 강도를 보강하기 위한 보강재(14a)를 충입하고, 그 보강재(14a)는 철근으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 강화된 방수 맨홀.