KR20090109750A

KR20090109750A - 매설관의 보수시스템 및 그 보수방법

Info

Publication number: KR20090109750A
Application number: KR1020080035138A
Authority: KR
Inventors: 이영숙
Original assignee: 웅진고분자 주식회사
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-10-21
Also published as: KR100981706B1

Abstract

본 발명은 매설관 내부의 손상발생 부분을 보다 견고하고 확실하게 보수하기 위한 보수시스템 및 그 보수방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 매설관 보수시스템은, 매설관의 손상 부분을 관찰하고, 일단에 촬영부가 배치되며, 타단에 당김끈이 구비되고, 복수의 바퀴를 통해 이동가능한 카메라로봇; 양단부에 걸림부가 개별적으로 구비되고, 팽창가능한 팽창튜브를 가지며, 에어호스ㆍ차수제 주입호스ㆍ경화제 주입호스가 연결된 팩커; 일단에 작업자가 파지하는 파지부가 형성되고, 타단에 상기 팩커의 걸림부에 분리가능하게 결합되는 걸림고리가 형성된 좌우 한 쌍의 이동끈; 및 상기 카메라로봇에 의해 관찰된 매설관의 내부 상황을 실시간으로 나타내는 모니터, 상기 차수제 공급호스가 연결된 차수제 충전탱크, 상기 경화제 공급호스가 연결된 경화제 충전탱크, 상기 에어호스로 압축공기를 공급하는 공기압축기, 상기 카메라로봇의 촬영부를 제어하는 컨트롤러, 및 각종 데이터를 입력 내지 출력하는 입출력부를 구비한 구동장치;를 포함한다.

매설관, 보수, 손상, 촬영, 이동끈, 팩커

Description

매설관의 보수시스템 및 그 보수방법{SYSTEM FOR REPAIRING THE DAMAGE PART OF AN UNDERGROUND PIPE AND METHOD FOR REPAIRING THE SAME}

일반적으로 콘크리트흄관, 염화비닐관 등과 같은 하수관, 암거 및 기타 관로 등과 같은 지중 매설관은 구조적인 노후화 및 지하 지반의 침하, 지상에서의 토압 변동, 외부하중에 의한 균열 및 파손 등의 흠결에 의해 빛물이 침수되거나 관 내부의 오폐수가 이 균열 및 파손된 부분을 통해 지하에 스며들어 토양을 오염시키거나 지반의 침식을 일으키는 문제점이 있었다.

이러한 매설관의 내부를 보수하기 위한 공법에는 비굴착공법, 굴착공법 등이 있으며, 매설관의 손상 부위 특성 및 주변 여건에 따라 적절히 선택되어 이용될 수 있다. 특히, 직경이 작은 매설관의 경우 그 내부에 작업자가 들어갈 수 없기 때문에 카메라로봇 및 팩커 등을 가진 보수시스템을 이용한 비굴착공법이 주로 이용된다.

종래의 보수시스템은 카메라로봇을 이용하여 지중 매설관 등의 손상 부분을 정확하게 검사한 후에 이 손상된 부분에 팩커를 이동시킨 후에 팩커를 팽창시켜 일시적으로 지수시키고, 팩커의 노즐을 통해 액상 또는 겔상의 차수제를 그 손상부분에 주입시킴으로써 하수관의 손상 부분을 보수한다.

하지만, 이러한 종래의 보수시스템은 팩커의 압축노즐을 매설관의 손상 부분으로 정확하지 이동시키지 못하고, 이로 인해 지중 매설관의 손상 부분에 대한 보수작업이 견고하고 정밀하게 이루어지지 못하는 단점이 있었다.

또한, 종래의 보수시스템은 지중 매설관의 굴절된 부분에서 손상이 발생할 경우 팩커의 굴절이 용이하지 못하여 그 보수작업이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 팩커를 매설관 내의 손상 부분에 정확하게 이동시킨 후에 팩커를 이용하여 그 보수작업을 수행함으로써 매설관의 손상 부분을 보다 견고하고 정밀하게 보수할 수 있는 매설관의 보수시스템 및 그 보수방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 굴절가능한 팩커를 적용함으로써 지중 매설관의 굴절된 부분에서 손상이 발생된 경우 지중 매설관의 굴절된 부분에 대응하여 팩커를 굴절시킨 후에 그 보수작업을 수행함으로써, 다양한 굴절 구조를 가진 지중 매설관의 보수작업을 보다 원활하게 수행할 수 있는 매설관의 보수시스템 및 그 보수방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매설관 보수시스템은,

매설관의 손상 부분을 관찰하고, 일단에 촬영부가 배치되며, 타단에 당김끈이 구비되고, 복수의 바퀴를 통해 이동가능한 카메라로봇;

양단부에 걸림부가 개별적으로 구비되고, 팽창가능한 팽창튜브를 가지며, 에어호스ㆍ차수제 주입호스ㆍ경화제 주입호스가 연결된 팩커;

일단에 작업자가 파지하는 파지부가 형성되고, 타단에 상기 팩커의 걸림부에 분리가능하게 결합되는 걸림고리가 형성된 좌우 한 쌍의 이동끈; 및

상기 카메라로봇에 의해 관찰된 매설관의 내부 상황을 실시간으로 나타내는 모니터, 상기 차수제 공급호스가 연결된 차수제 충전탱크, 상기 경화제 공급호스가 연결된 경화제 충전탱크, 상기 에어호스로 압축공기를 공급하는 공기압축기, 상기 카메라로봇의 촬영부를 제어하는 컨트롤러, 및 각종 데이터를 입력 내지 출력하는 입출력부를 구비한 구동장치;를 포함한다.

상기 팩커는,

이격된 한 쌍의 측판;

상기 한 쌍의 측판에 밀봉적으로 결합됨으로써 밀폐적인 에어공간을 형성하고, 상기 에어공간으로 주입되는 에어에 의해 팽창가능하며, 외주면에 차수제 및 경화제를 압출시키는 제1 및 제2 압출노즐이 형성된 팽창튜브; 및

상기 한 쌍의 측판을 연결하고, 굴절가능한 굴절연결체;를 포함한다.

상기 굴절연결체는 그 양단부가 각 측판의 중심부에 결합된다.

상기 굴절연결체는 주름관, 굴절가능한 튜브 중에서 어느 하나로 이루어진다.

상기 팽창튜브는 그 외주면에 복수의 실링돌기부가 원주방향으로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 매설관의 보수방법은, 매설관의 손상 부분을 관찰하는 카메라로봇, 양단에 이동끈을 각각 가진 팩커, 상기 팩커 및 카메라로봇을 구동시키는 구동장치를 가진 보수시스템에 의해 매설관의 손상을 보수하는 방법에 관한 것으로,

상기 카메라로봇을 매설관의 손상 부분 근처로 이동시킨 후에 매설관의 손상 부분을 관찰하는 제1단계;

상기 카메라로봇의 관찰을 통해 상기 팩커를 이동끈을 이용하여 좌우 양측으로 적절히 조절함으로써 상기 팩커를 매설관의 손상부분에 정렬하는 제2단계;

상기 팩커에 에어를 주입함으로써 팩커를 팽창시켜 지수시킨 후에 상기 팩커를 통해 경화제 및 차수제를 상기 매설관의 손상부분에 주입 및 경화시킴으로써 차수층을 형성하는 제3단계; 및

상기 차수층으로 상기 팩커를 원래 상태로 수축시킨 후에 이탈시키는 제4단계를 포함한다.

상기 차수층은 샌드겔 형태의 차수층인 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 팩커를 매설관 내의 손상 부분에 정확하게 이동시킨 후에 팩커를 이용하여 그 보수작업을 수행함으로써 매설관의 손상 부분을 보다 견고하고 정밀하게 보수할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴절가능한 팩커를 적용함으로써 지중 매설관의 굴절된 부분에서 손상이 발생된 경우 지중 매설관의 굴절된 부분에 대응하여 팩커를 굴절시킨 후에 그 보수작업을 수행함으로써, 다양한 굴절 구조를 가진 지중 매설관의 보수작업을 보다 원활하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관의 보수시스템을 도시한 구성도이 다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 매설관 보수시스템은 매설관(100)의 손상 부분(101)을 관찰하는 카메라로봇(110), 카메라로봇(110)에 의해 관찰된 매설관(100)의 손상부분(101)을 보수하는 팩커(120), 상기 팩커(120)를 이동시키는 이동끈(131, 132), 상기 팩커(120) 및 카메라로봇(110)을 구동시키는 구동장치(150)를 포함한다.

카메라로봇(110)은 복수의 바퀴(111)를 가지고, 이 바퀴(111)들을 통해 매설관(110) 내에서 이동가능하며, 카메라로봇(110)의 일측에는 당김와이어(112)가 구비된다. 이러한 당김와이어(112)를 당김으로써 카메라로봇(110)을 매설관(110) 내에서 이동시킨다.

카메라로봇(110)의 일단에는 촬영부(115)가 구비되고, 촬영부(115)는 구동장치(150)의 컨트롤러(155)에 접속된다. 이에 촬영부(115)는 구동장치(150)의 컨트롤러(155)를 통해 그 작동이 제어된다. 촬영부(115)를 통해 관찰되는 매설관(100) 내의 상태는 구동장치(150)의 모니터(151)측에 실시간으로 나타난다.

팩커(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 그 양단부에 걸림부(120a, 120b)를 가지고, 이 걸림부(120a, 120b)는 도 6에 예시된 바와 같이 체인 등으로 형성될 수 있다. 팩커(120)의 각 걸림부(120a, 120b)에는 좌우 한 쌍의 이동끈(131, 132)이 개별적으로 분리가능하게 결합된다. 이동끈(131, 132)은 그 일단에 작업자가 파지할 수 있는 파지부(131a, 132a)를 가지고, 그 타단에 팩커(120)의 각 걸림부(120a, 120b)에 결합되는 걸림고리(131b, 132b)를 가진다.

이러한 구성에 의해, 각 이동끈(131, 132)의 걸림고리(131b, 132b)를 팩커(120)의 양단부에 걸림결합시킨 상태에서, 각 이동끈(131, 132)을 좌우 방향으로 적절히 당김으로써 팩커(120)를 이동시킬 수 있고, 특히 팩커(120)의 압출노즐(152b, 153b)을 매설관(100)의 손상부분(101)에 위치시키도록 조절할 수 있다.

본 발명의 팩커(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 측판(121, 122), 상기 한 쌍의 측판(121, 122)에 밀봉적으로 결합된 팽창튜브(125), 상기 한 쌍의 측판(121, 122)을 굴절가능하게 연결하는 굴절연결체(123)를 포함한다.

한 쌍의 측판(121, 122)은 일정간격으로 이격되고, 어느 일측의 측판(121)에는 하나 이상의 에어호스(154a), 차수제 주입호스(152a), 경화제 주입호스(153a)가 관통되며, 각 측판(121, 122)은 하나 이상의 바퀴(121a, 122a)를 가진다. 에어호스(154a)의 단부에는 에어노즐(154b)이 구비되고, 차수제 주입호스(152a)의 단부에는 제1압출노즐(152b)이 구비되며, 경화제 주입호스(153a)의 단부에는 제2압출노즐(153b)가 구비된다.

각 측판(121, 122)의 외주면에는 팽창튜브(125)의 양단부가 브라켓(125a) 및 체결구(125b) 등에 의해 결합되며, 팽창튜브(125)의 각 단부와 각 측판(121, 122) 사이에는 오링 등과 같은 실링부재(125c)가 개재됨으로써 팽창튜브(125) 및 측판(121, 122)은 그 사이 공간에 밀폐적인 에어공간(124)을 형성하고, 이 에어공간(124)에는 에어호스(154a)의 에어노즐(154b)이 소통한다.

팽창튜브(125)는 굴절이 용이(bendable)하고 길이방향으로의 신축 내지 외경방향으로의 팽창이 용이한 플렉시블한 고무 재질 등으로 이루어질 수 있고, 이 팽 창튜브(125)는 장구형 또는 원통형으로 형성될 수 있으며, 팽창튜브(125)의 외주면에는 하나 이상의 실링돌기부(126)가 원주방향으로 형성될 수 있다.

팽창튜브(125)는 그 외주면 일측에는 제1 및 제2 압출노즐(152b, 153b)가 위치하고, 제1압출노즐(152b)에는 차수제 주입호스(152a)가 소통하며, 제2압출노즐(153b)에는 경화제 주입호스(153a)가 소통한다. 이에 의해, 제1압출노즐(152b)으27)은 차수제 주입호스(152a)를 통해 공급되는 차수제를 압출시키고, 제2압출노즐(153b)는 경화제 주입호스(153a)를 통해 공급되는 경화제를 압출시킨다.

굴절연결체(123)는 팽창튜브(125)의 중심부에 배치되고, 굴절연결체(123)의 양단부는 각 측판(121, 122)의 중심부에 클램프(123a) 등에 의해 결합됨으로써 한 쌍의 측판(121, 122)을 굴절가능하게 연결한다.

이러한 굴절연결체(123)는 도 1에 예시된 바와 같이 주름관 구조로 이루어질 수도 있고, 또한 고무 등과 같이 굴절이 용이한 유연한 재질로 이루어진 고무 튜브등으로 이루어질 수도 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명의 팩커(120)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 굴절연결체(123) 및 플렉시블한 팽창튜브(125)를 통해 매설관(100)의 굴절된 부분에 따라 용이하게 굴절될 수 있다.

구동장치(150)는 매설관(100)의 외부 즉, 지상에 배치되고, 주로 차량에 탑재되어 있다.

구동장치(150)는 카메라로봇(110)에 의해 관찰된 매설관(100)의 내부 상황을 실시간으로 나타내는 모니터(151), 차수제가 충전된 차수제 충전탱크(152), 경화제 가 충전된 경화제 충전탱크(153), 압축공기를 공급하는 공기압축기(154), 카메라로봇(110)의 촬영부(115)를 제어하는 컨트롤러(155), 각종 데이터를 입력 내지 출력하는 입출력부(156)를 포함한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 보수시스템에 따른 그 작동 내지 보수방법을 다음과 같이 상세히 설명한다.

먼저, 맨홀을 통해 매설관(100)의 손상 발생 예상 지점으로 카메라로봇(110)을 집어 넣은 후에, 카메라로봇(110)을 이동시키면서 매설관(100)의 손상부분(101)을 관찰한다.

그런 다음 도 1과 같이, 카메라로봇(110)을 통해 매설관(100)의 손상부분(101)이 관찰되면, 맨홀을 통해 팩커(120)를 집어 넣고, 팩커(120)의 좌우 양측 이동끈(131, 132)을 좌우 방향으로 적절히 잡아당김으로써 팩커(120)의 압출노즐(152b, 153b)이 매설관(100)의 손상부분(101)에 정확하게 위치시키도록 정렬한다.

이러한 팩커(120)의 정렬은 카메라로봇(110)의 촬영부(115)에 의해 실시간적으로 촬영되면서 모니터(151) 상에 나타나고, 이와 같이 모니터(151)의 모니터링을 통해 작업자는 이동끈(131a, 132)을 좌우 방향에서 적절히 잡아당겨 팩커(120)의 압출노즐(152b, 153b)을 매설관(100)의 손상부분(101)에 정밀하게 정렬한다.

이와 같이, 팩커(120)의 압출노즐(152b, 153b)이 매설관(100)의 손상부분(101)에 정렬되면, 도 2와 같이 공기압축기(154)를 구동시켜 팩커(120)의 팽창튜브(125)를 팽창시켜 지수시킨다. 그런 다음에 차수제 저장탱크(152) 및 경화제 저 장탱크(153)에서 차수제 및 경화제를 각 압출노즐(152b, 153b)을 통해 매설관(100)의 손상부분(101)에 주입 및 경화시킴으로써 매설관(100)의 손상부분(101)에 차수층(170)을 형성한다.

또한, 매설관(100)의 손상부분(101)으로 지하수가 유입됨에 따라 그 주변의 토사가 유실되고, 이러한 토사의 유실로 인해 손상부분(101)의 주변에는 공극이 발생되며, 이 발생된 공극에는 압출노즐(152b, 153b)을 통해 차수제 및 경화제가 주입 내지 경화됨으로써 견고한 차수층(170)이 형성되고, 이러한 차수층(170)에 의해 지반 침하를 방지할 수도 있다.

한편, 차수제로는 MS-6형의 주입제가 이용될 수 있고, 이 차수제에 의해 형성된 샌드겔(SEND GEL) 형태의 차수층은 자가치유로 누수를 근원적으로 차단하고, 인접토사로의 침투성이 매우 좋아 일체화된 차수층 형성할 수 있으며, 수분을 흡수하여 팽창함으로써 그 차수성능이 매우 높으며, 친환경적인 특징으로 가진다.

이러한 차수층(170)이 형성된 후에는 상기 팩커(120)의 팽창튜브(125)를 원래 상태로 수축시킨 후에, 이동끈(131, 132)을 이용하여 팩커(120)를 차수층(170)으로부터 이탈시킨다.

한편, 본 발명은 굴절이 용이한 팩커(120)를 이용함에 따라 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 매설관(100)의 굴절된 부분으로 그 접근이 용이하다. 도 4와 같이 매설관(100)의 굴절된 부분에 손상(101)이 발생한 경우 팩커(120)를 좌우 양측의 이동끈(131, 132)을 이용하여 팩커(120)의 압출노즐(152b, 153b)이 매설관(100)의 손상부분(101)에 정렬한 후에, 도 5와 같이 팩커(120)의 팽창튜브(125)를 팽창 시켜 지수시킨 후에 차수제 및 경화제를 손상부분(101)에 주입 및 경화시킴으로써 차수층을 형성한다.

이와 같이 본 발명은 팩커(120)를 매설관(100) 내의 손상부분(101)에 정확하게 위치시킨 후에 팩커(120)를 이용하여 그 보수작업을 수행함으로써 매설관(100)의 손상 부분(101)을 보다 견고하고 정밀하게 보수할 수 있다.

또한, 본 발명은 굴절가능한 팩커(120)를 적용함으로써 지중 매설관(100)의 굴절된 부분에서 손상이 발생된 경우 지중 매설관(100)의 굴절된 부분에 대응하여 팩커(120)를 굴절시킨 후에 그 보수작업을 수행함으로써, 다양한 굴절 구조를 가진 지중 매설관의 보수작업을 보다 원활하게 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설관의 보수시스템을 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 보수시스템에 의해 매설관의 손상부분을 보수하는 방법을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 팩커를 도시한 부분 단면도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 보수시스템에 의해 매설관의 굴절된 부분에 발생된 손상을 보수하는 공정을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명에 의한 팩커 및 이 팩커에 분리가능하게 결합되는 이동끈을 도시한 부분 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

100: 매설관 110: 카메라로봇

120: 팩커 150: 구동장치

Claims

매설관의 손상 부분을 관찰하고, 일단에 촬영부가 배치되며, 타단에 당김끈이 구비되고, 복수의 바퀴를 통해 이동가능한 카메라로봇;

양단부에 걸림부가 개별적으로 구비되고, 팽창가능한 팽창튜브를 가지며, 에어호스ㆍ차수제 주입호스ㆍ경화제 주입호스가 연결된 팩커;

일단에 작업자가 파지하는 파지부가 형성되고, 타단에 상기 팩커의 걸림부에 분리가능하게 결합되는 걸림고리가 형성된 좌우 한 쌍의 이동끈; 및

상기 카메라로봇에 의해 관찰된 매설관의 내부 상황을 실시간으로 나타내는 모니터, 상기 차수제 공급호스가 연결된 차수제 충전탱크, 상기 경화제 공급호스가 연결된 경화제 충전탱크, 상기 에어호스로 압축공기를 공급하는 공기압축기, 상기 카메라로봇의 촬영부를 제어하는 컨트롤러, 및 각종 데이터를 입력 내지 출력하는 입출력부를 구비한 구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수시스템.
제1항에 있어서,

상기 팩커는,

이격된 한 쌍의 측판;

상기 한 쌍의 측판에 밀봉적으로 결합됨으로써 밀폐적인 에어공간을 형성하고, 상기 에어공간으로 주입되는 에어에 의해 팽창가능하며, 외주면에 차수제 및 경화제를 압출시키는 제1 및 제2 압출노즐이 형성된 팽창튜브; 및

상기 한 쌍의 측판을 연결하고, 굴절가능한 굴절연결체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수시스템.
제1항에 있어서,

상기 굴절연결체는 그 양단부가 각 측판의 중심부에 결합되는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수시스템.
제1항에 있어서,

상기 굴절연결체는 주름관, 굴절가능한 튜브 중에서 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수시스템.
제1항에 있어서,

상기 팽창튜브는 그 외주면에 복수의 실링돌기부가 원주방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수시스템.
매설관의 손상 부분을 관찰하는 카메라로봇, 양단에 이동끈을 각각 가진 팩커, 상기 팩커 및 카메라로봇을 구동시키는 구동장치를 가진 보수시스템에 의해 매설관의 손상을 보수하는 방법에 관한 것으로,

상기 카메라로봇을 매설관의 손상 부분 근처로 이동시킨 후에 매설관의 손상 부분을 관찰하는 제1단계;

상기 카메라로봇의 관찰을 통해 상기 팩커를 이동끈을 이용하여 좌우 양측으로 적절히 조절함으로써 상기 팩커를 매설관의 손상부분에 정렬하는 제2단계;

상기 팩커에 에어를 주입함으로써 팩커를 팽창시켜 지수시킨 후에 상기 팩커를 통해 경화제 및 차수제를 상기 매설관의 손상부분에 주입 및 경화시킴으로써 차수층을 형성하는 제3단계; 및

상기 차수층으로 상기 팩커를 원래 상태로 수축시킨 후에 이탈시키는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설관의 보수방법.
제6항에 있어서,

상기 차수층은 샌드겔 형태의 차수층인 것을 특징으로 하는 매설관의 보수장법.