KR20100048288A - 지하수 관정의 원상복구 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하수 관정의 원상복구 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치는, 저부에 다수 개의 순환홀이 형성되어 있고, 내부에는 수질개선부재가 내장되도록 저장공간이 형성되어 있으며, 일측면에 주입관설치홀이 타공되어 있고, 상부에 견인고리가 설치되어 있으며, 상부 일측에는 내부 저장공간과 연결된 에어변이 설치되어 있는 케이스와; 금속질의 관 형상으로 형성되어 있고, 일측이 상기 케이스의 타공된 주입관설치홀에 끼워진 채 용접 마무리되어 주입관설치홀을 밀폐시키고, 상단과 하단이 개방되어 있는 액체주입관과; 탄성을 갖는 관 형상을 갖는 합성수지 재질로 형성되어 있어 상기 케이스의 둘레를 감싸되 상기 액체주입관이 내측에 위치하여 액체주입관에 주입되는 액체의 유입 또는 유출에 의해 부풀거나 수축되도록 구성된 밴드;로 구성된다.
본 발명에 의해, 원상복구 장치의 케이스 상부에 에어변이 설치되어 있어 수중에서 케이스가 침하할 때 부력의 저항을 받는 것을 방지할 수 있으며, 내부에 숯과 같은 정화부재를 수납함으로써 오염된 수맥의 수질 정화를 촉진시킬 수 있고, 상부에 불투수성의 그라우트재를 충진시켜 오염된 상층수가 지하수 수맥에 접촉하는 것을 방지할 수 있게 된다.
지하수, 관정, 원상복구, 밴드
Description
본 발명은 지하수 관정을 개발하여 지하수를 사용하다가 수질의 변화나 수량의 감소로 인하여 지하수를 원상복구할 때 사용되는 원상복구 장치 및 원상복구 방법에 관한 것이다.
일반적으로 지하수는 착정기를 이용하여 지표의암반을 착정하여 지하수의 수맥을 관통할 때까지 굴착하여 수중펌프와 연결하여 지하수를 외부로 양수하여 사용하도록 구성되어 있다.
이때, 지하수를 이용하다 지하수의 수질이 저하될 때, 또 수량이 감소하여 사용할 수 없게 될 때, 또는 착정한 상태에서 사용하기에 충분치 못한 수량이 나올 때 관정을 원상복구해야 한다.
이러한 지하수 관정의 원상복구 장치 및 방법에 관한 기술로, 발포우레탄 패커를 이용하여 지하수 관정을 복구시키도록 한 '발포우레탄 패커를 이용한 지하수 폐공 처리장치 및 방법'(한국 등록특허공보 제10-0741883호)이 공개된 바 있다.
상기와 같은 기술은 지하수 관정에 발포우레탄 패커를 설치한 후 두 패커에 우레탄약액을 주입하여 팽창시킨 다음 두 패커 사이 공간에 불투수성재료를 주입하여 폐공시키도록 구성되었다.
그런데, 상기와 같은 기술은 두 개의 우레탄 패커를 설치해야 하는 문제점, 두 패커 사이의 길이가 길어지게 되면서 하부의 발포우레탄과 관정 내부면 사이에 틈이 발생되는 문제점 등이 있다.
특히, 굴착된 관정 내부에는 지하수가 차 있는 상태인데, 이 지하수를 다 뽑아내고 처리해야 하는 문제점 등이 있었다.
또, 기타 관정 복구 방법에서 지하수가 채워진 상태에서는 투수성 재료가 브릿지 현상으로 주입이 쉽지 않은 문제점, 침전하는 데 시간이 많이 걸려 경제적이지 못한 문제점, 지하수의 수맥을 차단하여 지하수 흐름을 막는 문제점 등이 있었다.
본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치 및 방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생되는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 원상복구 장치의 케이스 상부에 에어변이 설치되어 있어 수중에서 케이스가 침하할 때 부력의 저항을 받는 것을 방지할 수 있어 시간당 시공 속도를 단축시킴은 물론 간편하게 시공할 수 있게 하려는 것이다.
또, 케이스 내부에 숯과 같은 정화부재를 수납함으로써 오염된 수맥의 수질 정화를 촉진시킬 수 있게 하려는 것이다.
또한, 상부에 불투수성의 그라우트재를 충진시켜 오염된 상층수가 지하수 수맥에 접촉하는 것을 방지할 수 있게 하려는 것이다.
특히, 그라우팅을 1차와 2차로 나누어 실시하되, 1차 그리우팅 시에는 그라우트재의 하중에 의해 발생되는 압력을 최소화함으로써 압력에 의해 고무밴드가 터지는 현상을 방지하여 관정을 외부로부터 온전하게 차단하여 지하수맥을 보존할 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치는 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 저부에 다수 개의 순환홀이 형성되어 있고, 내부에는 수질개선부재가 내장되도록 저장공간이 형성되어 있으며, 일측면에 주입관설치홀이 타공되어 있고, 상부에 견인고리가 설치되어 있으며, 상부 일측에는 내부 저장공간과 연결된 에어변이 설치되어 있는 케이스와; 금속질의 관 형상으로 형성되어 있고, 일측이 상기 케이스의 타공된 주입관설치홀에 끼워진 채 용접 마무리되어 주입관설치홀을 밀폐시키고, 상단과 하단이 개방되어 있는 액체주입관과; 탄성을 갖는 관 형상을 갖는 합성수지 재질로 형성되어 있어 상기 케이스의 둘레를 감싸되 상기 액체주입관이 내측에 위치하여 액체주입관에 주입되는 액체의 유입 또는 유출에 의해 부풀거나 수축되도록 구성된 밴드;를 포함하여 구성된다.
이때, 저장공간에는 숯이 내장되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법은, 상기 원상복구 장치를 준비한 후 견인고리에 로프를 연결하고, 액체주입관에 호스를 연결한 후 지하수 관정에 투입하는 장치투입단계와; 호스에 액체를 주입하여 밴드를 부풀려 밴드가 관정의 내주면을 차단시키도록 하는 액체주입단계와; 지하수 관정에 불투수성의 그라우트재를 투입하여 1차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 1차그라우팅칭을 형성하는 1차그라우팅단계와; 1차구라우팅 다음에 지하수 관정에 2차로 불투수성의 그라우트재를 투입하여 2차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 2차그라우팅층을 형성하는 2차그라우팅단계;를 포함하여 구성된다.
이때, 2차그라우팅층 상부에 콘크리트 기초를 타설하는 콘크리트기초타설단계;가 더 진행되는 것을 특징으로 한다.
또는, 1차그라우팅단계와 2차그라우팅단계 사이에 1차그라우팅층 상부에 고인 물을 펌프로 배출하는 물배출단계;가 추가로 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 원상복구 장치의 케이스 상부에 에어변이 설치되어 있어 수중에서 케이스가 침하할 때 부력의 저항을 받는 것을 방지할 수 있어 시간당 시공 속도를 단축시킴은 물론 간편하게 시공할 수 있게 된다.
또, 케이스 내부에 숯과 같은 정화부재를 수납함으로써 오염된 수맥의 수질 정화를 촉진시킬 수 있게 된다.
또한, 상부에 불투수성의 그라우트재를 충진시켜 오염된 상층수가 지하수 수맥에 접촉하는 것을 방지할 수 있게 된다.
특히, 그라우팅을 1차와 2차로 나누어 실시하되, 1차 그리우팅 시에는 그라우트재의 하중에 의해 발생되는 압력을 최소화함으로써 압력에 의해 고무밴드가 터지는 현상을 방지하여 관정을 외부로부터 온전하게 차단하여 지하수맥을 보존할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치에 대해 첨부된 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 원상복구 장치를 보다 구체적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도면을 통해 알 수 있듯이 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치는,
케이스, 액체주입관(110), 밴드(400)로 크게 나뉘어 구성된다.
케이스는 저부에 다수 개의 순환홀(310)이 형성되어 있고, 내부에는 수질개선부재가 내장되도록 저장공간이 형성되어 있으며, 일측면에 주입관설치홀(111)이 타공되어 있고, 상부에 견인고리(210)가 설치되어 있으며, 상부 일측에는 내부 저장공간과 연결된 에어변(220)이 설치되어 있다.
케이스 내부의 저장공간에는 수질 정화 효과를 갖는 숯(120)을 넣는 것이 가장 바람직한데, 이 숯(120)을 저장시키기 위하여, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 케이스를 중간의 파이프(100), 상부의 덮개(200), 하부의 바닥부재(300)로 나뉘어 구성하고, 바닥부재(300)에는 다수 개의 순환홀(310)을 타공하여 저장공간에 저장된 숯(120)과 지하수가 접촉할 수 있도록 구성하였다.
또한, 덮개(200)의 상부에는 견인고리(210)가 설치되어 있어, 견인고리(210)에 로프(500)를 연결하여 지하수 관정에 본 발명의 원상복구 장치를 투입할 수 있도록 구성하였다.
아울러, 덮개(200)에는 에어변(220)이 설치되어 있는데, 이 에어변(220)은 공지되어 있는 다양한 에어변(220) 중 선택적으로 적용하여 사용할 수 있다.
이러한 에어변(220)을 설치하게 되면 본 발명의 원상복구 장치를 투입하면서 내부에 있던 공기가 에어변(220)을 통해 배출되어 원상복구 장치가 쉽게 투입될 수 있게 하는 역할 을 한다.
액체주입관(110)은 금속질의 관 형상으로 형성되어 있고, 일측이 상기 케이 스의 타공된 주입관설치홀(111)에 끼워진 채 용접 마무리되어 주입관설치홀(111)을 밀폐시키고, 상단과 하단이 개방되어 있다.
이때, 하단측은 하방을 향해 개방된 것이 아니라 측면을 향해 개방된 형태를 취하도록 구성함으로써 원할한 액체의 흐름을 유도하도록 구성된 것이다.
이러한 액체주입관(110)의 상부에는 호스(600) 등을 연결하여 외부로부터 물을 공급하도록 구성된 것이다.
밴드(400)는 도시된 것처럼 탄성을 갖는 관 형상을 갖는 합성수지 재질로 형성되어 있어 상기 케이스의 둘레를 감싸되 상기 액체주입관(110)이 내측에 위치하여 액체주입관(110)에 주입되는 액체의 유입 또는 유출에 의해 부풀거나 수축되도록 구성되어 있다.
이때, 밴드(400)의 설치에서 주의할 점은 밴드(400)의 상부와 하부 내주면은 완벽하게 케이스의 파이프(100) 외주면에 밀착되도록 구성되어야 하는 점이다.
이를 위해 밴드(400)의 설치 위치 중 상단 일측은 주입관설치홀(111) 상단 측에 위치하여 일측이 절곡된 액제주입관에 의해 틈이 발생되지 않도록 되어야 한다.
또는, 액체주입관(110)과 밴드(400) 사이에 패킹을 설치하여 밴드(400)에 틈이 발생하지 않도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치는 견인고리(210)에 로프(500)가 연결되고, 액체주입관(110)에 호스(600)가 연결된 채 지하 수 관정에 삽입된 다음 액체가 주입됨으로 인해 밴드(400)가 팽창하면서 관정의 내주면에 밀착하여 상부에 불투수성 재질의 그라우트재를 충진시켜 하부의 지하수를 보호함은 물론 저장공간에 저장된 숯(120)이 지하수와 접촉하여 오염된 지하수의 정화를 촉진시킬 수 있게 된 것이다.
이하 본 발며의 지하수 관정의 원상복구 방법에 대해 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 원상복구 방법은 상기 설명한 원상복구 장치를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
1. 장치투입단계
먼저, 도 3과 같이 상술한 지하수 관정의 원상복구 장치의 견인고리(210)에 로프(500)를 연결하고, 액체주입관(110)에 호스(600)를 연결한 다음 로프(500)는 견인장치에 연결하고, 호스(600)는 물공급장치와 연결하고, 준비된 원상복구 장치를 지하수 관정에 삽입한다.
이때, 저장공간 내부에는 숯(120)을 충진시켜 놓는 것이 바람직하다.
지하수 관정에는 도시된 것처럼 내부에 지하수가 어느 정도 채워져 있는 것이 일반적인데, 이때 에어변(220)을 통해 공기가 밖으로 빠져나감에 따라 원상복구 장치는 빠른 속도로 관정 하부로 이동할 수 있게 된다.
2. 액체주입단계
원상복구 장치가 투입된 상태에서 호스(600)에 물 등의 액체를 주입하여 밴드(400)를 부풀려 밴드(400)가 관정의 내주면을 차단시키도록 한다.
3. 1차그라우팅단계
상기 지하수 관정에 불투수성의 그라우트재를 투입하여 1차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 1차그라우팅칭을 형성한다.
이때, 1차그라우팅층의 두께는 압력에 의해 밴드(400)가 터지거나 밴드(400)와 관정 내주면의 밀착이 떨어지지 않을 정도의 두께로만 형성한다.
즉, 약 1000 ~ 3000 mm 정도의 두께로 형성하여 밴드(400)가 터지지 않음은 물론, 후술하는 2차그라우팅층의 하중을 충분히 지지할 수 있을 정도로만 형성한다.
4. 2차그라우팅단계
상기 1차구라우팅 다음에 지하수 관정에 2차로 불투수성의 그라우트재를 투입하여 2차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 2차그라우팅층을 형성한다.
상기와 같이 2차그라우팅층을 형성한 다음에는 도시된 것처럼 2차그라우팅층 상부에 외부케이싱(700)을 인발하는 과정이 추가로 진행할 수도 있다 할 것이다.
한편, 상기와 같은 공정에서,
1차그라우팅단계와 2차그라우팅단계 사이에 1차그라우팅층 상부에 고인 물을 펌프로 배출하는 물배출단계;를 추가로 진행할 수 있다.
즉, 내부에 고인 물은 1차 그라우팅을 실시하면서 그라우트재의 투입에 의해 유출되도록 하는 것이 가장 쉬운 방법이나 이에 한정되는 것은 아니고, 1차 그라우팅 후 고인 물을 완전히 배출한 다음 2차 그라우팅을 실시할 수도 있는 것이다.
또, 1차 그라우팅을 실시하기 이전에 본 발명의 원상복구 장치 상부에 고인 물을 인위적으로 펌프로 배출한 다음 1차 그라우팅을 실시할 수도 있다 할 것이다.
또한, 모든 공정이 끝난 후에는 상부측 하단 약 1200mm 깊이와 사방 1000 mm × 1000mm 둘래와 200mm두께의 시멘트모르타르를 타설하여 콘크리트기초(800)를 형성한 후 그상단에 주변토양으로 주변지형을 유지하고 토지이용에 용이하도록 되메우기층(900)을 형성하여 작업을 마무리하게 되는 것이다.
아울러, 도 7에서 로프(500)와 호스(600)이 절단된 상태로 도시되었으나 이는 시공상 편의에 따라 절단할 수도 있고, 설치된 상태로 타설 및 되메우기 작업을 진행할 수도 있다 할 것이다.
본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치 및 방법은 지하수 뿐만 아니라 각종 관정을 원상복구 시킬 때에도 적용할 수 있다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 장치를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법에서 장치투입단계를 나타낸 시공도.
도 4는 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법에서 액체주입단계를 나타낸 시공도.
도 5는 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법에서 1차그라우팅단계를 나타낸 시공도.
도 6은 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법에서 2차그라우팅단계를 나타낸 시공도.
도 7은 본 발명의 지하수 관정의 원상복구 방법에서 콘크리트기초타설단계를 나타낸 시공도.
<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>
100 : 파이프 110 : 액체주입관
111 : 주입관설치홀 120 : 숯
200 : 덮개 210 : 견인고리
220 : 에어변 300 : 바닥부재
310 : 순환홀 400 : 밴드
500 : 로프 600 : 호스
700 : 외부케이싱 800 : 콘크리트기초
900 : 되메우기층
Claims (5)
- 지하수 관정의 원상복구 장치에 있어서,저부에 다수 개의 순환홀(310)이 형성되어 있고, 내부에는 수질개선부재가 내장되도록 저장공간이 형성되어 있으며, 일측면에 주입관설치홀(111)이 타공되어 있고, 상부에 견인고리(210)가 설치되어 있으며, 상부 일측에는 내부 저장공간과 연결된 에어변(220)이 설치되어 있는 케이스와;금속질의 관 형상으로 형성되어 있고, 일측이 상기 케이스의 타공된 주입관설치홀(111)에 끼워진 채 용접 마무리되어 주입관설치홀(111)을 밀폐시키고, 상단과 하단이 개방되어 있는 액체주입관(110)과;탄성을 갖는 관 형상을 갖는 합성수지 재질로 형성되어 있어 상기 케이스의 둘레를 감싸되 상기 액체주입관(110)이 내측에 위치하여 액체주입관(110)에 주입되는 액체의 유입 또는 유출에 의해 부풀거나 수축되도록 구성된 밴드(400);를 포함하여 구성된,지하수 관정의 원상복구 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 저장공간에는 숯(120)이 내장되는 것을 특징으로 하는,지하수 관정의 원상복구 장치.
- 지하수 관정의 원상복구 방법에 있어서,제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항의 원상복구 장치를 준비한 후 견인고리(210)에 로프(500)를 연결하고, 액체주입관(110)에 호스(600)를 연결한 후 지하수 관정에 투입하는 장치투입단계와;상기 호스(600)에 액체를 주입하여 밴드(400)를 부풀려 밴드(400)가 관정의 내주면을 차단시키도록 하는 액체주입단계와;상기 지하수 관정에 불투수성의 그라우트재를 투입하여 1차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 1차그라우팅칭을 형성하는 1차그라우팅단계와;상기 1차구라우팅 다음에 지하수 관정에 2차로 불투수성의 그라우트재를 투입하여 2차 그라우팅시킨 다음 양생 및 건조시켜 2차그라우팅층을 형성하는 2차그라우팅단계;를 포함하여 구성된,지하수 관정의 원상복구 방법.
- 제 3항에 있어서,상기 2차그라우팅층 상부에 콘크리트기초(800)를 타설하는 시멘트모르타르타설단계;가 더 진행되는 것을 특징으로 하는,지하수 관정의 원상복구 방법.
- 제 3항에 있어서,상기 1차그라우팅단계와 2차그라우팅단계 사이에 1차그라우팅층 상부에 고인 물을 펌프로 배출하는 물배출단계;가 추가로 진행되는 것을 특징으로 하는,지하수 관정의 원상복구 방법.
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