KR20070098221A - 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도 갱생공법에 관한 것으로서, 특히 관로 내벽에 수지를 도포하면서 연이어 수지가 코팅된 연질 보강튜브를 반전, 접착시킴으로써, 수지의 사용량을 줄이고 상수오염을 방지하면서도 시공효율이 향상되고 대형관에 적용가능한 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 관한 것이다.

본 발명은 관로보수용 튜브 반전장치를 이용하여 보수대상 상수도 관로 내부에 보강튜브를 인입, 반전시켜 경화시공하는 상수도 비굴착 갱생공법에 있어서, 상수도 관로 내부에 분사헤드를 투입, 이동시켜 상온 내지 중온에서 경화가 가능한 수지를 관로 내벽에 연속적으로 도포하는 공정과; 상기 분사헤드와 간격을 둔 후방에서 분사헤드를 연이어 추적하면서 표면에 수지가 코팅된 부직포나 직포 재질의 연질 보강튜브를 상기 수지가 도포된 관로 내부에 인입, 공기압으로 반전한 후, 수지를 상온에서 경화하거나 수지에 공기열이나 증기열을 공급, 경화시켜 연질 보강튜브를 관로 내벽에 접착하는 공정; 을 포함한다.

갱생공법, 상수도, 비굴착, 연질 보강튜브, 반전

Description

상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법{TRENCHLESS RENOVATION METHOD FOR WATERWORKS USING RESIN SPREADED TUBE LINING}

도 1은 본 발명에 따른 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 의해 시공하는 모습을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 의해 시공하는 모습을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 작업구 2: 노후관

3: 연질 보강튜브 4: 분사헤드

5: 수지(층) 6: 혼합실

7: 분사스크류 8: 저장고

9: 펌프 10: 윈치휠

11: 견인로프 12: 유도장치

13: 반전장치 14: 열호스

본 발명은 상수도 갱생공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보수대상 상수도 관로 내부에 보강튜브를 반전, 경화할 때 수지를 적게 사용하고 오염을 예방하며 작업성을 향상시킨 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 관한 것이다.

일반적으로 상수도관의 매설년수가 경과하면 파손, 부식 등에 의해 노후화되고, 이에 기인된 문제발생은 상수도관망의 기능유지에 지장을 초래함은 물론 에너지 소비를 증가시키는 결과를 가져온다.

따라서, 부식생성물, 파손 등의 문제해결을 위해 노후관에 대한 개량공사를 실시하게 되는데, 이때 관을 교체하지 않고 기존 매설관의 구조상 기능을 활용하여, 보강공법에 의해 악화된 관로의 기능개선을 도모하는 공법을 갱생(Renovation)공법이라 한다.

이 중에서 수지 라이닝(Resin Lining) 공법은 상수도관 내부의 모든 녹 또는 경질의 부식생성물을 제거하고 내면에 부식방지를 위하여 액상의 수지를 라이닝하는 공법으로, 세관작업 후 주제와 경화제를 혼합하여 액상의 수지 분사헤드를 통하여 관표면으로 분사한다.

상기 공법은 내부에 표면이 매끄러운 라이닝을 형성시키기 때문에 수리학적 통수능이 크게 향상되는 반면에, 시공구간이 짧을 뿐만 아니라 라이닝만에 의해 작업이 마무리되도록 관의 내면에 수지를 미세하게 도포하기 위해 분사헤드가 매우 정밀해야 하므로 그 직경이 75~450mm 이내의 소형 상수도관에만 적용가능한 한계가 있다.

또한, 소프트 삽입(Soft Insertion) 공법은 상수도관 내부의 모든 녹 또는 경질의 부식생성물을 제거하고 내부에 매끄러우면서 내식이 가능하고 누수방지 및 노후관의 내구성을 향상시키기 위한 공법으로, 연성 튜브를 노후관에 삽입한 후 물 또는 압축공기를 튜브내부로 불어넣어 관을 반전시켜서 라이닝을 형성한다.

이때, 노후관 내면과 접촉하는 튜브에는 액상의 수지가 함침되어 있어서 튜브가 설치된 후에는 그 내부에 대기온도 또는 열을 공급하여 노후관 내면과 튜브가 서로 강하게 밀착되도록 양생하는 것으로서, 주로 그 직경이 75~1000mm인 하수도관의 갱생에 사용되고 있다.

한편, 이와 같은 공기압 반전을 위해 본 출원인은 상하수도관 및 산업배관 보수용으로 차량에 탑재된 공기압 분리형 반전장치를 개발하여 2002. 7. 26.자로 실용신안유지결정(등록 제260081호)을 받았으며, 풍부한 시공경험을 바탕으로 관로보수용 반전장치에 대한 지속적인 관심과 연구를 수행하였다.

그 결과, 별도의 유도튜브를 사용하지 않아도 되고 경화시 증기열 손실을 감소시킴은 물론, 보수구간이 길어도 연속적인 반전을 통해 작업을 한꺼번에 완료할 수 있는 관로보수용 튜브 공기압 연속반전장치를 개발하여 2006. 2. 20.자로 특허등록(제553240호)을 받은 바 있다.

그런데, 반전되는 튜브를 노후관에 완벽하게 밀착시키고 충분한 접착 및 내구력을 얻기 위해서는 수지를 튜브의 내외부에 완전히 함침시켜야 하므로, 수지량이 과도하게 소요되고 이로 인해 반전시 튜브에 고압의 증기열을 가해야 함은 물론이며, 수지가 관 내부로 유출되어 상수를 오염시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정밀한 수지도포가 필요하지 않아서 대형 상수도관에 적용이 가능하고 소요되는 수지가 소량이어서 시공효율이 향상될 뿐만 아니라 상수오염이 방지되는 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법은,

관로보수용 튜브 반전장치를 이용하여 보수대상 상수도 관로 내부에 보강튜브를 인입, 반전시켜 경화시공하는 상수도 비굴착 갱생공법에 있어서,

상수도 관로 내부에 분사헤드를 투입, 이동시켜 상온 내지 중온에서 경화가 가능한 수지를 관로 내벽에 연속적으로 도포하는 공정과;

상기 분사헤드와 간격을 둔 후방에서 분사헤드를 연이어 추적하면서 표면에 수지가 코팅된 부직포나 직포 재질의 연질 보강튜브를 상기 수지가 도포된 관로 내부에 인입, 공기압으로 반전한 후, 수지를 상온에서 경화하거나 수지에 공기열이나 증기열을 공급, 경화시켜 연질 보강튜브를 관로 내벽에 접착하는 공정;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상수도 관로 내벽에 도포되는 수지층의 두께는 1~5mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상수도 관로 내벽에 도포되는 수지는 액상의 에폭시나 폴리에스 테르 인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 연질 보강튜브의 표면에 코팅되는 수지는 폴리에틸렌이나 폴리우레탄인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 의해 시공하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법에 의해 시공하는 모습을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법은 관로보수용 튜브 반전장치를 이용하여 비굴착식으로 상수도를 갱생하기 위한 기본적인 시공과정을 따르는데, 구체적으로 첫째, 단수 및 준비 작업으로서 적절한 위치에 작업구(1)를 구축하고 노후관(2)의 일부를 절단하며 시공구간에 단수를 실시한다.

둘째, 제트 클리닝(Jet Cleaning) 작업으로서, 노후관(2) 내부의 녹 또는 부식물을 제거하기 위해 특수노즐로 250kg/㎠의 고압수를 분사하여 그 에너지로 노후관(2) 내벽의 스케일을 제거한다.

셋째, 씨씨티브이(CCTV) 탐사 작업으로서, 상하 좌우 회전이 용이한 최신의 첨단 카메라를 사용하여 노후관(2)의 내부를 정밀하게 조사, 녹화한다.

넷째, 보강튜브(3) 삽입, 반전 작업으로서, 조사 후 노후관(2)의 상태를 확 인하고 윈치 와이어로프를 이용하여 노후관 내부에 수지가 포함된 연질 보강튜브(3)를 삽입, 반전한다.

다섯째, 증기가열 작업으로서, 보강튜브(3)에 부착된 열호스(14) 내로 증기를 공급하여 보강튜브(3)를 경화시켜 노후관(2) 내벽에 접착한 다음 관을 연결하고 상수를 공급하면 작업이 완료된다.

본 발명은 상기와 같은 기본공정에 더하여 도포공정과 접착공정을 포함한다.

도포공정은 상기 씨씨티브이(CCTV) 탐사 작업이 완료된 후에 보수대상인 상수도 노후관(2) 내부에 분사헤드(4)를 투입, 이동시켜 수지(5)를 관로 내벽에 연속적으로 도포한다.

여기서, 수지(5)는 상온(대기온도) 내지 중온(40~50°)에서 경화가 가능한 액상의 에폭시나 폴리에스테르를 사용하고, 도포되는 수지(층)(5)의 두께는 1~5mm가 바람직하며, 분사헤드(4)는 수지(5)를 균일하게 도포하기 위한 공지된 형태의 분사헤드가 사용될 수 있다.

예를 들어 내부에 혼합실(6)을 갖추고 이 혼합실(6)로부터 돌출된 분사스크류(7)에 의해 수지(5)가 분사되며, 이러한 분사헤드(4)를 관로 상에서 이동시키기 위해서 작업구(1)와 인접한 지상에는 저장고(8), 펌프(9), 윈치휠(11) 및 견인로프(11) 등이 구비되는 분사헤드 유도장치(12)가 배치된다.

즉, 상기 분사헤드 유도장치(12)에 구비된 윈치휠(11)이 회전하면서 이 윈치휠(11)에 권취되고 그 끝단이 분사헤드(4)에 연결된 견인로프(11)를 당김으로써 분사헤드(4)를 관로 상에서 전진시키는 것이다.

이때, 액상의 에폭시나 폴리에스테르 수지(5) 자체로 접착력이 강해서 노후관(2) 내벽에 접착이 용이하며, 기타 접착력을 더욱 향상시키기 위해 수지(5)에 소량의 접착제가 추가될 수 있다.

따라서, 액상의 에폭시나 폴리에스테르를 사용하기 때문에 작업환경에 따라 상온이나 중온을 선택하여 수지를 노후관(2)에 편리하게 경화할 수 있으며, 특히 후술할 접착공정이 수반되므로 수지는 1~5mm 정도의 두께로만 도포하면 되기 때문에 정교한 도포장비가 불필요해서 대형(직경 600mm 이상)관에도 적용될 수 있다.

접착공정은 상기 도포공정에 연이어 수행되기 위해 연질 보강튜브(3)가 관로 내부로 인입되어 분사헤드(4)와 간격을 둔 관로 상의 후방에서 분사헤드(4)를 계속해서 추적하면서 공기압에 의해 반전된다.

이때, 작업구(1)와 인접한 지상에 설치되는 반전장치(13)로부터 연장되는 연질 보강튜브(3)는 부직포나 직포 재질(부직포와 직포의 혼합재질도 가능)로서 상수에 미량 포함되더라도 인체에 무해한 폴리에틸렌이나 폴리우레탄 수지가 그 표면에만 코팅된다.

이 연질 보강튜브(3)는 반전이 완료된 다음 수지를 상온(대기온도하)에서 경화하거나 이 보강튜브(3)에 부착된 열호스(14)에 공기열이나 증기열을 공급, 경화시켜 관로 내벽에 접착한다.

그러므로, 이미 노후관(2)의 내벽에 수지(5)가 도포된 상태에서 경화가 진행되다가 보강튜브(3)에 코팅된 수지와 상호 접착되므로 굳이 보강튜브(3) 전체에 수지를 함침시키지 않더라도 수지량이 충분하고 경화 후의 내구력이 확보된다.

더욱이 표면에만 수지가 코팅되어 보강튜브(3)의 내부까지 스며들지 않아서 상수오염의 우려가 없으며, 그 무게가 가볍기 때문에 적은 공기압으로도 반전이 원활하게 수행되어 1회 시공시 반전, 경화할 수 있는 구간이 대폭 증가되고 시공시간도 단축될 수 있다.

본 발명에서는 연질 보강튜브(3)를 반전, 경화시키기 위한 실시예로서, 도 1에서는 일반적인 반전기 형태(본 출원인의 2002. 7. 26. 실용신안등록 제260081호)가 사용되었고, 도 2에서는 연속 반전기(본 출원인의 2006. 2. 20. 특허등록 제553240호)가 사용되었으나, 그 외 여러 가지 다양한 반전장치가 응용될 수 있을 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법은 수지의 정밀한 도포가 불필요하여 대형관에 적용될 수 있고 수지의 사용량을 줄이면서 시공효율이 향상되고 시공구간이 연장되며 수지의 유출로 인한 상수오염을 차단하는 유용한 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기재되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

1. 관로보수용 튜브 반전장치를 이용하여 보수대상 상수도 관로 내부에 보강튜브를 인입, 반전시켜 경화시공하는 상수도 비굴착 갱생공법에 있어서,

   상수도 관로 내부에 분사헤드를 투입, 이동시켜 상온 내지 중온에서 경화가 가능한 수지를 관로 내벽에 연속적으로 도포하는 공정과;

   상기 분사헤드와 간격을 둔 후방에서 분사헤드를 연이어 추적하면서 표면에 수지가 코팅된 부직포나 직포 재질의 연질 보강튜브를 상기 수지가 도포된 관로 내부에 인입, 공기압으로 반전한 후, 수지를 상온에서 경화하거나 수지에 공기열이나 증기열을 공급, 경화시켜 연질 보강튜브를 관로 내벽에 접착하는 공정;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상수도 관로 내벽에 도포되는 수지층의 두께는 1~5mm인 것을 특징으로 하는 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 상수도 관로 내벽에 도포되는 수지는 액상의 에폭시나 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 연질 보강튜브의 표면에 코팅되는 수지는 폴리에틸렌이나 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 상수도용 수지 도포 튜브 라이닝 비굴착 갱생공법.

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