KR20150007143A - 나선형 스트립재를 이용한 관로 보수방법 - Google Patents

나선형 스트립재를 이용한 관로 보수방법 Download PDF

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Abstract

보수할 노후관 내에 나선형 이음관을 진입시겨 배치하는 단계와, 나선형 이음관 내부를 통과하도록 튜브를 배치하는 단계와, 튜브 내로 물을 진입시켜 설정압력상태로 나선형 이음관 내벽을 밀착가압하도록 하는 튜브 팽창단계 및, 튜브 팽창단계 상태에서 나선형 이음관과 노후관 내벽 사이로 충전재를 공급하여 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법이 게시된다.

Description

관로 보수방법{A pipe lining method}
본 발명은 관로 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트립재를 나선형으로 결합한 나선형 이음관을 노후관 내부에 삽입한 후 나선형 이음관의 변형을 방지하면서 노후관과 나선형 이음관 사이의 틈을 충전재로 충전하여 보수하는 관로 보수방법에 관한 것이다.
종래의 기술(대한민국 등록특허 제182821호) 등에 의하면, 수지흡착재에 액상의 불포화폴리에스테르수지를 함침시킨 라이닝재를 이용하여 노후화된 관로의 내부에 라이닝재를 삽입하고, 공기압, 수압 등을 라이닝재에 작용시켜서 라이닝재를 관로 벽면에 가압시킨 상태에서 온수와 스팀 등으로 라이닝재 내부를 가열하여 액상의 불포화폴리에스테르수지를 경화시켜서 내벽에 경화물을 내장하여, 관로를 보수하였다.
그런데 상기와 같은 종래의 기술에 의하면, 보수할 관로의 길이와 크기(내경)에 따라서 라이닝재의 사이즈를 개별적으로 제작하여야 하는 번거로움이 있다.
또한, 라이닝재를 공사 현장으로 이동시키고 라이닝재를 관로 내부로 반전삽입하기 위한 장비와, 라이닝재를 팽창하기 위한 장비, 라이닝재의 내부를 온수 또는 스팀으로 가열하기 위한 가열장비 등이 모두 공사 현장으로 투입되어야 하므로, 많은 장비가 필요하여 비용이 증가하고, 작업능률이 떨어짐은 물론, 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
이러한 점을 감안하여 종래에는 폭방향의 단부에 결합부를 갖는 스트립재를 맨홀 내에서 나선형 파이프형태로 라이닝함과 동시에, 단부를 결합시켜 노후관 내에 노후관보다 작은 직경의 나선형 이음관을 삽입하고, 노후관과 나선형 이음관 사이에 시멘트 모르타르 등의 충전재를 충전하였다.
그런데 노후관 벽면과 나선형 이음관 사이에 충전제를 충전하게 되면, 충전재가 액상이기 때문에 소량이더라도 충전함으로써 나선형 이음관에 부력이 작용하여 플로팅하는 문제가 발생하였다.
또한, 충전재의 충전압력에 의해 나선형 이음관이 변형되는 문제가 발생하였다.
대한민국 등록특허 제0182821호 대한민국 등록특허 제0668141호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 노후관과 나선형 이음관 사이에 충전재를 충전하는 작업시 나선형 이음관의 변형을 방지하고 플로팅을 방지할 수 있도록 개선된 관로 보수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로 보수방법은, 보수할 노후관 내에 나선형 이음관을 진입시겨 배치하는 단계와; 상기 나선형 이음관 내부를 통과하도록 튜브를 배치하는 단계와; 상기 튜브 내로 물을 진입시켜 설정압력상태로 상기 나선형 이음관 내벽을 밀착가압하도록 하는 튜브 팽창단계; 및 상기 튜브 팽창단계 상태에서 상기 나선형 이음관과 상기 노후관 내벽 사이로 충전재를 공급하여 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 튜브를 배치하는 단계에서는, 상기 튜브의 일단을 상기 노후관의 상류측 상류관 내부에 밀착시켜 고정시키고, 하단은 상기 노후관의 하류측 하류관 내로 진입시켜 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브의 일단측 내주에 밴드를 고정하고, 상기 밴드를 이용하여 상기 상류측 상류관의 내벽에 상기 튜브의 일단측을 밀착시킨 상태로 고정하는 것이 좋다.
또한, 상기 튜브 팽창단계는, 상기 튜브의 일단측으로 물을 공급하여 상기 튜브의 내부에 물을 담는 단계와; 상기 튜브의 타단측의 단면적으로 조절하여 상기 튜브에 담기는 물의 양과 압력을 조절하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 압력을 조절하는 단계는, 상기 나선형 이음관이 배치된 노후관의 하류측 하류관 내에 공기압에 의해 팽창 가능한 지수(止水) 플러그를 배치하는 단계; 상기 배치된 지수플러그로 공기압을 공급하여 팽창시켜 상기 튜브의 하류측 단면적을 감소시키는 단계; 상기 튜브에 연결된 압력게이지를 통해 측정되는 상기 튜브 내의 압력이 상기 적정압력을 유지하도록 상기 지수(止水) 플러그로의 공기압 공급량을 조절하는 단계;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 충전하는 단계에서는, 상기 나선형 이음관이 배치된 노후관의 상류측 맨홀로 충전재를 복수 회에 걸쳐 단계적으로 흘러 넣어 경화시키는 것이 좋다.
또한, 상기 튜브의 직경은 상기 나선형 이음관의 내경의 크기 이하인 것이 좋다.
또한, 상기 튜브를 복수 마련하여 상기 나선형 이음관 내부에 배치할 수 있다.
본 발명의 관로 보수방법에 따르면, 나선형 이음관 내에 배치된 튜브 내에 물을 저장하여 나선형 이음관의 내벽을 지지함으로써, 나선형 이음관과 노후관 내벽 사이에 충전재를 충전시에 발생하는 나선형 이음관의 변형이나 플로팅을 방지할 수 있게 된다.
또한, 튜브가 나선형 이음관 내에 가압된 상태로 즉, 나선형 이음관 내벽에 밀착되어 배치되므로, 나선형 이음관 내부로 충전재가 흘러들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 나선형 이음관을 제작하기 위한 스트립재의 결합과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 관로 보수방법을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 노후관(20)을 보수하기 위하여 스트립재(10)를 이용하여 나선형 이음관(30)을 제작하면서 노후관(20) 내부로 진입하여 설치한다(S10).
여기서 스트립재(10)는 폭 방향으로 단부에 설치되는 결합부(11,12)가 상호 결합되도록 하여 나선형 이음관(30)을 제작하면서 맨홀(40)을 통해 노후관(20) 내부로 진입시켜서 설치한다. 이때, 스트립재(10)를 나선형태로 결합하기 위한 결합기(미도시)를 맨홀(40)에 설치하고, 스트립재(10)는 지상의 이동차량에 설치되는 스트립재 공급장치(공급휠)로부터 인출하여 나선형 이음관(30)을 제작할 수 있다. 상기 스트립재(10)를 이용하여 나선형 이음관(30)을 제작하여 노후관(20) 내부로 진입시켜 설치하는 공정은 공지의 기술로부터 쉽게 이해될 수 있는 것이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 나선형 이음관(10)의 내부를 통과하도록 튜브(50)를 설치한다.
상기 튜브(50)는 나선형 이음관(30) 전체 길이에 걸쳐서 삽입되어 설치되며, 바람직하게는 나선형 이음관(30)을 통과하여 양측으로 연장되도록 설치된다. 그리고 튜브(50)의 일단에는 밴드(51)가 장착되며, 그 밴드(51)를 노후관(20)의 상류측의 상류관(22) 입구에 조여서 고착시키고, 상류관(22) 벽면에 기밀적으로 장착한다. 즉, 밴드(51)는 튜브(50)의 일단의 내측에 고착되어 설치되며, 이러한 밴드(51)를 이용하여 튜브(50)의 일단이 상류측 상류관(22) 입구의 내벽에 밀착되도록 한다. 이 상태에서 접착제나 실리콘 등을 이용하여 튜브(50)의 일단을 상류측 상류관(22) 입구의 내벽에 기밀적으로 즉, 물이 새지 않도록 밀착시켜 장착한다. 그리고 튜브(50)의 하단은 나선형 이음관(30)을 통과하여 하류측 하류관(24) 내로 삽입되도록 위치시킨다.
이러한 튜브(50)는 나선형 이음관(30)의 내경과 동일한 직경을 갖거나 작은 직경을 갖도록 제작될 수 있다. 그리고 튜브(50)는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 염화비닐 등의 플라스틱 필름을 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌 등의 직포 또는 부직포로 보강한 시트의 폭방향을 봉합 실링 또는 융착 실링 등에 의해 파이프형태로 가공하여 제작될 수 있다.
이러한 튜브(50)는 로프에 의해 견인하여 나선형 이음관(30) 내부에 설치할 수 있다.
상기와 같이 나선형 이음관(30) 내부에 튜브(50)를 설치한 다음, 튜브(50)의 타단측에 밀착되도록 하류측 하류관(24) 내에 지수(止水) 플러그(60)를 설치한다. 상기 지수(止水) 플러그(60)는 고정로프(61)를 이용하여 맨홀(40)에 고정 설치하여, 하류관(24)의 입구측에 위치고정되도록 한다. 그리고 지수(止水) 플러그(60)에 공기압을 가압하기 위한 공기압 공급부(63)을 연결하여 공기압을 공급할 수 있다. 공기압 공급부(63)로는 콤프레서(64)와, 콤프레서(64)와 지수(止水) 플러그(60)를 연결하는 공기압 공급관(65)과, 공기압 공급관(65)에 연결되어 설치되는 압력게이지(66) 및 압력조절밸브(67)를 구비한다. 이러한 구성에 의하면, 콤프레서(64)에서 지수(止水) 플러그(60)로 공기압을 공급하여 지수(止水) 플러그(60)를 팽창시킬 때, 지수(止水) 플러그(60) 내의 압력을 공기압 공급측 압력게이지(66)를 확인하면서 조절할 수 있다. 이러한 지수(止水) 플러그(60)는 공기압에 의해 팽창가능한 플랙시블한 공기주머니이며, 고무재질 등으로 형성될 수 있다. 지수(止水) 플러그(60)의 팽창시 튜브(50)의 타단측을 가압하여 단면적으로 감소시킴으로써, 튜브(50)의 일단측을 통해 유입되는 공용수가 튜브(50) 내부에 담길 수 있도록 하여 튜브(50)가 팽창되도록 할 수 있다.(S30)
즉, 상기와 같이 지수(止水) 플러그(60)를 하류관(24) 내부에 설치하고, 공기압 공급부(63)를 연결한 다음에는, 상기 튜브(50)의 일단부 측을 통해 즉, 상류관(22)을 통해 공용수를 흘려보내서 튜브(50) 내부에 공용수를 담는다. 이때, 튜브(50) 내의 압력이 대략 0.005MPa∼-.05MPa이 되도록 조절함으로써, 튜브(50)가 나선형 이음관(30) 내부에 밀착된 상태가 유지되도록 한다. 튜브(50) 내의 압력조절은, 지수(止水) 플러그(60)의 공기압을 조절하여 제어할 수 있으며, 구체적으로는 튜브(50)에 연결한 튜브측 압력게이지(53)를 확인하면서, 상기 공기압 공급부(63)의 콤프레서(64)의 구동을 제어하고, 공기압 공급관(65)에 설치된 공기압 조절밸브(67)를 조절하여 지수(止水) 플러그(60)의 팽창정도를 조절함으로써, 결국 튜브(50) 내에 담기는 물의 양 및 압력을 조절할 수 있다. 여기서 상기 튜브(50) 내로 공용수를 보내서 담을 수도 있고, 공용수가 부족할 경우에는 상류로부터 펌프나 급수차를 이용하여 강제적으로 물을 공급할 수도 있다. 지하수를 공급하여 담을 수도 있다. 튜브(50) 내에 담긴 물이 일정량 이상 되면 하류로 흘려보내는데, 이때 지수(止水) 플러그(60)의 팽창 정도를 조절하여 튜브(50)의 하단을 통한 물의 방류량을 조절할 수 있게 된다.
상기와 같이, 나선형 이음관(30) 내부에 튜브(50)를 설치하고, 튜브(50) 내에 물 저장이 완료되면, 상류측 맨홀(41) 내에 충전재(70)를 흘려 넣는다(S40). 충전재(70)는 벤토나이트 시멘트, 시멘트 밀크, 에어 모르타르 등의 유동성이 좋고, 경화수축이 작은 시멘트계 충전재를 적용하는 것이 좋다. 충전재의 온도는 10℃∼30℃의 온도로 조절하여 상류측 맨홀(41) 내로 흘러 넣는다. 충전회수는 2회 내지 5회로 나눠서 충전재(70)가 경화하길 기다려 순차적으로 보충하여 실시한다. 그러면, 충전재(70)는 나선형 이음관(30)의 상류에서 하류로 흘러가면서, 나선형 이음관(30)과 노후관(20) 내벽 사이의 틈으로 흘러가 충전된다. 이와 같은 충전재(70)의 충전과정 동안에, 튜브(50) 내부로는 공용수가 흐르도록 함으로써, 나선형 이음관(30)이 충전재(70)에 의해 플로팅되는 것을 방지하고, 충전재(70)의 충전압력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 충전재(70)의 충전이 완료되고, 충전재(70)가 경화되면 지수(止水) 플러그(60)와 튜브(50)를 철거하면 노후관 보수작업이 완료된다.
또한, 팽창된 튜브(50)가 나선형 이음관(30)이 내측에 밀착된 상태이므로, 상류측 맨홀(41)로 투입되는 충전재(70)가 나선형 이음관(30) 내부로 흘러가지 않도록 하고, 나선형 이음관(30)과 노후관(20) 내벽 사이로만 흘러가서 충전되도록 할 수 있다.
한편, 도 1에서 도면 부호 81은 충전재인 시멘트밀크를 담아서 교반하기 위한 저장탱크를 나타내고, 저장탱크(81) 내에는 시멘트밀크를 교반하기 위한 교반기(82)가 설치된다. 저장탱크(81) 내의 시멘트밀크는 공급관(83)에 설치되는 모르타르 펌프(84)를 이용하여 상류측 맨홀(41) 내부로 공급함으로써, 나선형 이음관(30)과 노후관(20) 내벽 사이로 시멘트밀크를 공급하여 충전할 수 있게 된다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 도시하지는 않았으나, 상기 나선형 이음관(30) 내부에 복수의 튜브(50)를 삽입하여 배치할 수도 있다. 이 경우에도 복수의 튜브(50)의 복수의 튜브의 일단을 서로 기밀하여 병렬로 연결한 상태로, 일단을 상류관(22) 내벽에 설치할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 관로 보수방법에 따르면, 나선형 이음관(30) 내부에 배치된 튜브(50) 내에 물을 저장하여 팽창시킴으로써, 충전재의 충전시에 발생하는 나선형 이음관(30)의 플로팅 현상이나 변형을 방지할 수 있게 된다.
또한, 튜브(50)에 의해 나선형 이음관(30) 내부가 실링된 상태이므로, 충전재가 나선형 이음관(30) 내부로 진입되는 것을 차단하기 위한 별도의 실링작업을 할 필요가 없게 된다.
또한, 튜브(50)의 직경을 나선형 이음관(30)의 내경과 거의 동일하게 구성함으로써 대량의 공용수가 흐르더라도 모두 흘려보내면서 보수공사를 할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 속하는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명이 아닌 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10..스트립재 20..노후관
30..나선형 이음관 40,41..맨홀
50..튜브 60..지수(止水) 플러그
63..공기압 공급부 70..충전재

Claims (8)

  1. 보수할 노후관 내에 나선형 이음관을 진입시겨 배치하는 단계와;
    상기 나선형 이음관 내부를 통과하도록 튜브를 배치하는 단계와;
    상기 튜브 내로 물을 진입시켜 설정압력상태로 상기 나선형 이음관 내벽을 밀착가압하도록 하는 튜브 팽창단계; 및
    상기 튜브 팽창단계 상태에서 상기 나선형 이음관과 상기 노후관 내벽 사이로 충전재를 공급하여 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 튜브를 배치하는 단계에서는,
    상기 튜브의 일단을 상기 노후관의 상류측 상류관 내부에 밀착시켜 고정시키고, 하단은 상기 노후관의 하류측 하류관 내로 진입시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 튜브의 일단측 내주에 밴드를 고정하고, 상기 밴드를 이용하여 상기 상류측 상류관의 내벽에 상기 튜브의 일단측을 밀착시킨 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 튜브 팽창단계는,
    상기 튜브의 일단측으로 물을 공급하여 상기 튜브의 내부에 물을 담는 단계와;
    상기 튜브의 타단측의 단면적으로 조절하여 상기 튜브에 담기는 물의 양과 압력을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력을 조절하는 단계는,
    상기 나선형 이음관이 배치된 노후관의 하류측 하류관 내에 공기압에 의해 팽창 가능한 지수(止水) 플러그를 배치하는 단계;
    상기 배치된 지수플러그로 공기압을 공급하여 팽창시켜 상기 튜브의 하류측 단면적을 감소시키는 단계;
    상기 튜브에 연결된 압력게이지를 통해 측정되는 상기 튜브 내의 압력이 상기 적정압력을 유지하도록 상기 지수(止水) 플러그로의 공기압 공급량을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충전하는 단계에서는,
    상기 나선형 이음관이 배치된 노후관의 상류측 맨홀로 충전재를 복수 회에 걸쳐 단계적으로 흘러 넣어 경화시키는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브의 직경은 상기 나선형 이음관의 내경의 크기 이하인 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 튜브를 복수 마련하여 상기 나선형 이음관 내부에 배치하는 것을 특징으로 하는 관로 보수방법.
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