KR20130000001U

KR20130000001U - 무공과 유공 교차 형성 합성수지 원통관을 사용한 지하수위 저하공법

Info

Publication number: KR20130000001U
Application number: KR2020110005650U
Authority: KR
Inventors: 이재주; 한상재; 이상호
Original assignee: 삼흥토건주식회사; 주식회사 성호폴리텍
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-01-02

Abstract

본 발명은 터파기 공사 등 각종 기초 공사시 지반에서 유출 되는 물에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 지하수위를 저하 시키는 배수장치에 관한 것이다.
종래에 사용되는 웰 포인트 공법은 굴착지점에 취수관(steel pipe)을 다수 수직 매설하여 놓고 지상으로 노출된 취수관의 상단은 지면으로 부설되는 헤더 파이프에 접촉하여 진공 펌프로 양수되어 강제 배수되게 하는 공법이었다 상기 취수관 하단은 작은 구멍이 타공되고 동심원상으로 스텐망이 싸여 스크린이 되게 하고 취수관 끝단은 웰 포인트가 나사 결합 방법으로 부착되어 지하수 배수 처리 장치 되어 있었으나 본 발명은 취수관(steel pipe)을 무공과 유공이 교차 형성된 합성수지관 동심원상에 부직포를 씌워 스크린 되게 하고 취수관 끝단에 앙카플레이트가 결합되어 지중에 고정되는 방법으로 지하수를 배수처리 하는 공법으로 시공이 간단하여 안전 문제가 없으며 시공기간이 단축되며 공사 비용이 절감되는 효과가 있는 우수한 발명이다.

Description

무공과 유공 교차 형성 합성수지 원통관을 사용한 지하수위 저하공법{Porosity and Nonporosity Cross-cylindrical tube with resin to form an underground water degradation process}

본 고안은 터파기 공사등 각종 기초공사시 지반에서 유출되는 물에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 굴삭 공사에 수반되는 지하수위 저하용 배수장치에 관한 것으로서 더욱 자세히는 굴착 공사시 종래 기술인 웰 포인트 공법은 취수관(steel pipe) 다수개를 수직으로 매설할시 타설 공법이 취수관 상부 끝단에 압축 공기와 물이 공급되는 호수라인이 결합된 취수관을 취수관 하부 끝단에 장착된 웰 포인트에 압축공기와 물이 노즐을 통하여 분사 되게하며 지반에 홀을 만들고 인력으로 취수관을 잡고 밀어 넣는 방법으로 시공하고 있어 안전문제, 과다인력소요 등의 문제가 있고, 취수관 끝단에 장착된 웰 포인트 구조가 내부에 볼이 상하로 유동되게 하여 압축공기와 물 공급시에는 볼이 열려 노즐을 통하여 분사 하게 되고 주위 물을 흡입시 에는 볼이 닫히고 취수관 하단의 다수의 작은 구멍을 통하여 물이 유입되어 외부로 방출되는 시스템 이므로 고장이 많은 문제점이 있으며 웰 포인트가 고가인 단점이 있었다.

그리고 본 공사가 끝난 후 웰 포인트를 철거할시 매설의 역순으로 철거해야 하므로 과다한 비용이 소요된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선한 것으로 무공과 유공이 교차된 합성수지 관 동심원상에 부직포를 씌워 스크린 되게하고 취수관 하단 끝단에 앙카플레이트가 결합되어 고정되는 방법으로 지중에 매설함에 있어 취수관 매설용 장비를 사용하여 무공과 유공이 교차한 합성수지관(취수관)을 지중에 매설함으로 하여 시공속도가 빠르고 안전에 문제가 없으며 시공이 간편하고 철거시 비용이 없다 또한 시공후 고장이 없으며 고가인 웰 포인트가 필요 없으므로 공사 비용이 절감되는 효과가 있다.

우리나라의 국토는 전역에 걸쳐 상당한 심도까지 투수 계수가 낮은 화강 풍화대 층이 분포되어 있거나 투수성이 높은 모래층과 점토질 층이 지중에 혼재되어 있는 등의 사유로 대부분 지역의 지층 투수 계수가 1×10^-4㎝/sec 이하의 특성이 있어서 지하수위 이하로 지반을 굴착하면 어김없이 지하수가 굴착 지점에 고여서 공사 진행을 방해하는 문제점이 있어 일반적으로 토목, 건축의 기초 공사 등에 있어서 작업의 안전성, 경제성은 지하수 대책을 잘 세웠는데 아닌 지에 크게 좌우되는데, 굴삭 공정은 기초공사 중에서도 사고가 가장 많이 발생하는 공정으로서 지하 수위면이나 바닥에서의 피압수가 심할 경우에는 배수작업 없이는 굴삭 작업이 불가능 하며 종래의 단순 표면배수 방법으로서는 QUICK Sand현상, Piping 현상 등을 방지할 수 없어 토사의 유출 사면의 붕괴 등으로 공정의 지연과 사고 위험성이 상존하게 되는 문제점이 있다.

공사시 종래의 지하수 대책은 지하수가 유입되는 것을 차수벽으로 막는 지수 공사, 혹은 지하수를 지상으로 배수하여 지하수위를 낮추는 지하수위 저하 방법이 알려져 있는데, 상기 지하수위 저하공법(dewatering method)은 터파기 등의 공사를 시공할 때 유출되는 물에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 미리 지반 속에 배수시설을 설치하여 지하수위를 일시적으로 저하시키는 공법으로서, 대상지반의 범위, 지반의 투수성, 굴착 심도에 따라 웰 포인트(well point)공법, 깊은 우물 공법(deep well point)등이 있다.

상기 웰 포인트(well point)공법에 의한 지하수위 저하장치는 진공펌프에 의한 강제 배수 공법이긴 하나 인력에 의한 시공, 웰 포인트의 잦은 고장 등으로 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로 종래의 웰 포인트 공법은 지하수위 저하를 위해 지반내에 취수관을 수직으로 매설함에 있어 매설 방법이 인력으로 취수관을 잡고 밀어 넣는 방법이고 더구나 취수관 상단끝단에 압력호스가 연결되어 압축공기와 물을 분사하면서 매설 작업이 진행되므로 취수관, 압력호스 무게와 진동에 의한 영향 등으로 안전문제가 있으며 작업 속도가 상당하게 느리게 진행 되어 취수관 매설 비용이 많이 소요된 단점이 있었고 취수관 하부 끝단에 결합되는 웰 포인트의 잦은 고장과 가격이 고가 이므로 하여 공사비용이 많이 소요된 것을 개선하기 위하여 취수관 매설을 노즐헤드를 겸비한 매설 전용 장비를 사용하여 매설하고 취수관은 합성수지관을 사용하며 취수관 하부끝단에 앙카플레이트를 부착하고 합성수지 동심원상에 부직포를 씌워 스크린되고 취수관이 진공되게하여 지중에 물을 역외로 배출하므로 지하수위를 저하시킨다.

이하 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도1은 종래에 사용한 웰 포인트 공법을 설명하기위한 모식도이다.

웰 포인트 공법은 취수관을 다수는 수직으로 매설하여 놓고 지상으로 노출된 취수관 상단은 지면에 부설되는 배수관에 접속하여 진공펌프로 양수되는 지하수가 상기 배수관을 통해 강제 배수되게 하는 방법으로 지하수위를 저하하는 것이다.

종래의 웰 포인트 공법은 현장에 따라 대략 1m~2m 간격으로 취수관(4)이 수직으로 매설할 때, 취수관하단에 결합용 나사 소켓(21)으로 결합되는 웰 포인트 내부로 압축공기와 물이 미 도시된 콤프레샤에 의하여 공급되면 웰 포인트 내부에 있는 볼(23)이 밀려나가고 노즐(24)를 통하여 압축 공기와 물이 분사하는 힘으로 지표에서 계획 심도까지 천공하여 취수관 일체가 매설된다

취수관(4) 둘레는 모래층(3)을 형성하고 취수관(4) 하부 외주에 스텐메시스크린(2)이 부착되어 이물질을 막아주는 역할을 한다.

한편 취수관(4) 상단은 지면에 부설된 배수관(5)에 연결되고 배수관(5)은 진공펌프(6)에 결합되어 진공펌프(6)힘으로 강제 배수하는 공법이다.

상술한 바와같이 웰 포인트 공법은 취수관 매설 방법이 인력으로 매설함으로 시공속도가 느리고 안전에 취약하며 웰 포인트의 잦은고장, 철거비용, 관리비용이 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 합성수지가 주원료인 합성수지관을 취수관(100)으로 사용하며 취수관(100) 하부 1m~2m를 구멍을 뚫어 유공부(103)가 되게하고 취수관(100) 상부 3~4m를 무공부(102)로 형성하되, 취수관(100) 동심원상 둘레에 부직포(104)를 씌워 스크린 되게 하며, 취수관(100)하부 끝단에 앙카플레이트(105)를 결합하여 취수관(100)이 지중에 안전하게 고정되게 한다.

그리고 취수관(100) 상단은 집수관(113)과 연결부재인 콘넥타(114)에 의해 결합되고 다수개의 집수관(113)은 기수분리탱크(108)와 결합되며 기수분리탱크(108)는 진공탱크(110)와 연결되며 진공탱크(110)는 진공장치(111)에 가동에 의하여 진공탱크(110)는 진공이 된다 진공탱크(110), 기수분리탱크(108) 집수관(113) 취수관(100) 모두가 진공이 되므로 대기압의 영향에 의하여 지반내 지하수(101)가 취수관(100)에 모여지고 취수관(100)에 모여진 물은 집수관(113)을 통하여 기수분리탱크(108)에 모여지게 되는 바 모여지는 것은 물과 공기가 혼재되어 있는 상태이고 물과 공기를 분리되게 하여 기수분리탱크(108)에 모인 물은 기수분리탱크 내부 바닥면에 설치된 수중펌프(109)가 가동되어 배수호스(112)를 통하여 역외로 배출되게 되는 것이다.

또한 본 발명에 따라 설치되는 진공장치(111)는 공냉식 진공기를 사용하며 공냉식 진공기는 수봉식에 비하여 진공용량, 진공력이 좋은 장점이 있고 주변 장치가 비교적 간단하다.

그리고 기수분리탱크(108)에는 수위감지센서(115)가 설치되어 적정수위가 되면 수중펌프(109)가 자동으로 가동되며 수중펌프(109)는 고출력을 할 수 있어 기수분리탱크(108)내부 진공력이 높아도 가동이 잘 되어 지하수를 지상으로 강제 배수하게 된다.

또한 상기한 취수관(100)을 합성수지 제품이 사용되는바 취수관(100)을 지중에 수직으로 매설함에 있어 취수관(100)매설용 장비(미 도시됨)를 사용하며 매설용 장비는 고압의 공기를 물과 혼합하여 분사 할수있는 장치와 앙카플레이트(105)를 부착하여 지중에 취수관(100)이 설치 되게하는 가이드를 겸비한 노즐(미 도시됨) 가이드를 겸비한 노즐이 상하로 작동하는 굴삭기(포크레인)가 주요 핵심 부품으로 조합된 취수관(100)매설 전용 장비이다.

취수관 매설용 전용 장비를 사용하여 취수관(100)을 수직으로 매설함으로 하여 종래에 인력으로 취수관(100)을 매설하므로 하여 시공속도가 느리고 과다한 무게와 진동에 의한 안전사고 문제 등을 취수관(100) 매설용 전용 장비를 사용 매설하므로 공사기간 단축, 공사비 절감, 안전사고 감소를 달성할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 종래 웰 포인트 공법은 취수관을 인력으로 매설하고 취수관 하부 끝단에 결합되는 웰 포인트의 잦은 고장으로 수시로 교체하는 등 관리가 불편하였고 공사 완료후 철거시 에도 비용이 많이 소요되는 공법을 본 발명에서는 취수관을 전용 장비로 매설하여 시공속도가 빠르고 안전사고 위험도 크게 경감되며 취수관은 합성수지관이 사용되고 취수관 하부 끝단에 앙카플레이트가 결합되는 아주 간단한 구조이므로 사용중 고장이 전혀 발생되지 않으며 관리비도 크게 감소되며 철거시에도 간단하게 철거 할 수 있는 장점이 있어 공사기간 단축, 공사비절감, 안전사고 위험감소 등의 효과를 얻을수 있다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 종래기술(well point공법)의 지하수 배수장치의 구성을 보인 예시도
도 2는 종래기술에 사용하는 웰 포인트 상세도
도 3은 본 발명의 지하수 배수장치의 전체적인 구성을 보인 장치 구성도
도 4는 본 발명의 지하수 배수장치가 지반에 설치된 상태를 보인 예시도

도1은 종래에 사용한 웰 포인트 공법을 설명하기위한 모식도이다

종래의 웰 포인트 공법은 현장에 따라 대략 1m~2m 간격으로 취수관(4)이 수직으로 매설할 때, 취수관하단에 결합용 나사 소켓(21)으로 결합되는 웰 포인트 내부로 압축공기와 물이 미 도시된 콤프레샤에 의하여 공급되면 웰 포인트 내부에 있는 볼(23)이 밀려나가고 노즐(24)를 통하여 압축 공기와 물이 분사하는 힘으로 지표에서 계획 심도까지 천공하여 취수관 일체가 매설된다.

한편 취수관(4) 상단은 지면에 부설된 배수관(5)에 연결되고 배수관(5)은 진공펌프(6)에 결합되어 진공펌프(6)힘으로 강제 배수하는 공법이다

그리고 취수관(100) 상단은 집수관(113)과 연결부재인 콘넥타(114)에 의해 결합되고 다수개의 집수관(113)은 기수분리탱크(108)와 결합되며 기수분리탱크(108)는 진공탱크(110)와 연결되며 진공탱크(110)는 진공장치(111)에 가동에 의하여 진공탱크(110)는 진공이 된다 진공탱크(110), 기수분리탱크(108) 집수관(113) 취수관(100) 모두가 진공이 되므로 대기압의 영향에 의하여 지반내 지하수(101)가 취수관(100)에 모여지고 취수관(100)에 모여진 물은 집수관(113)을 통하여 기수분리탱크(108)에 모여지게 되는 바 모여지는 것은 물과 공기가 혼재되어 있는 상태이고 물과 공기를 분리되게 하여 기수분리탱크(108)에 모인 물은 기수분리탱크 내부 바닥면에 설치된 수중펌프(109)가 가동되어 배수호스(112)를 통하여 역외로 배출되게 되는 것이다

(1). 웰 포인트 (21). 결합소켓
(2). sus 메시스크린 (22). 구멍
(3). 자갈층 (23). 볼
(4). 취수관 (24). 노즐
(5). 배수관 (25). 흡입공간
(6). 진공펌프 (26). 나사결합
(7). 체크밸브 (100). 취수관
(106). 자갈층 (101). 지반내 지하수
(107). 체크밸브 (102). 무공부
(108). 기수분리탱크 (103). 유공부
(109). 수중펌프 (104). 부직포
(110). 진공탱크 (105). 앙카플레이트
(111). 진공장치 (113). 집수관
(112). 배수호스 (114). 콘넥타
(115). 고압호스

Claims

터파기 공사등 각종 공사시 지반에서 유출되는 물에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 공사 현장의 지하로부터 침투수나 지하수를 양수하여 제거하는 지하수위 저하공법에 있어서공사현장 굴착지점 지표에서 계획 심도까지 천공하여 취수관을 1~2m를 구멍을 뚫어 유공부(103)를 형성시키고 상부 3~4m를 무공부(102)를 형성하며 취수관(100)동심원상 둘레에 부직포(104)를 씌워 스크린되게 하며 취수관(100) 하부끝단에 앙카플레이트(105)가 결합되며 취수관(100)상단은 집수관(113)이 연결부재인 콘넥타(114)에 의해 결합된 다수개의 집수관(113)은 기수분리탱크(108)와 결합되면 기수분리탱크(108)는 진공탱크(110)와 연결되며 진공탱크(110)은 진공장치(111)와 고압호스(115)에 연결되며 진공장치의 가동에 의하여 진공탱크(110) 기수분리탱크(108) 집수관(113) 취수관(100)은 진공되고 대기압의 영향으로 지반내 지하수(101)가 취수관(100)에 모여져서 집수관(113)을 통하여 기수분리탱크(108)에 지하수가 모여 기수분리탱크(108) 내부 바닥면에 설치된 수중펌프(109)가 가동되어 배수호스(112)를 통하여 역외로 배출되고 한편 기수분리탱크(108)내의 공기는 진공장치(111)의 흡입력에 의하여 기수분리탱크(108)내가 일정한 진공이 유지 되도록하여 지하수를 배출하는 유공과 무공이 교차 형성된 합성수지 원통관을 사용한 지하수위 저하공법
청구항 1에 있어서 기수분리탱크(108)가 지반내에 지하수를 진공에 의하여 흡입할시 수분과 공기가 혼재되어 있는 것을 섬세한 스텐망을 사용 수분과 공기를 분리시켜 수분은 수중펌프(109)로 배출시키고 공기는 진공장치(111)에 의해 흡입되어 진공이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 유공과 무공이 교차 형성된 합성수지 원통관을 사용한 지하수위 저하공법