KR20160061462A - 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

도로에 설치되는 빗물받이와, 빗물받이 하부에 선형으로 설치되는, 차수 수단으로 이루어지는 공간인 우수 라인과, 우수 라인의 공간을 지지하되 그 공간 내의 우수 유통을 가능하게 하는 유통블럭과, 우수 라인의 공간과 연결관을 통해 연결되는 하수관 혹은 우수관의 네트워크를 구비하는 우수용 배수관로 시스템이 개시된다. 이때, 연결관은 하수관 네트워크의 하수관 맨홀과 우수 라인 공간에 연결된 우수 라인 맨홀을 연결하는 형태가 될 수 있고, 연결관에는 역류방지 밸브 혹은 차단 밸브가 구비될 수 있다.
이런 시스템을 기존 도로에서 구현하기 위한 방법은 터파기 단계, 기존 도로의 빗물받이의 제거 및 기존 하수관로에 있는 빗물받이 연결관 천공부위 뒷막음 단계, 차수시트 설치단계, 유통블럭 설치 단계, 차수 및 구조보강용 판넬 설치 단계, 유통블록에 연결되는 빗물받이 설치 단계, 차수시트 마감 단계, 되메우기 및 도로포장 단계를 구비하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족을 부분적으로 보충하고, 우수용 배수관로 시스템의 정비를 용이하게 할 수 있어서 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수의 위험을 줄일 수 있다.

Description

우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법{drainage system for storm water and method of constructing the same}

본 발명은 빗물을 집수하고 이송하여 하천 등으로 방출하는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통수로와 저수조의 역할이 함께 구비되는 부분을 가지는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.

빗물은 지표에 도달하면 일부는 표면으로 흐르고, 일부는 토양의 공극을 채우고, 지하로 스며들어 지하수를 이룬다. 지하수는 지하 지형에 따라 찬정을 형성하기도 하고, 불투수층 위를 경사에 따라 흐르다가 지표를 만나 용출하면 다시 지표수를 이룬다. 지표수는 하천 시스템에 유입되며, 주변의 호수나 바다로 유입된다.

대부분의 지표는 토양으로 덮이지만 도시에서는 도로가 아스팔트나 시멘트와 블럭 같은 불투수성 표면으로 덮이고, 건물의 밀도도 높아 토양이 노출된 지표 영역이 줄어들게 된다. 따라서, 상당부분의 빗물이 토양으로 스며들지 못하고 지표의 경사를 따라 흐르게 된다.

지표의 경사를 따라 흐르는 지표수는 사람이나 차량의 교통을 방해할 수 있고, 집중호우가 있는 경우, 부분적으로 많은 빗물이 흘러서 지표 도로를 침식하거나, 일부 저지대에 모여들어 침수를 일으키는 등 악영향을 미칠 수 있다.

따라서, 현대 도시에서는 이런 지표수를 집수하여 우수관로나 하수관로를 통해 주변 하천으로 방출하거나 유수지로 보내게 되는 우수용 배수관로 시스템을 가지는 것이 일반적이다.

도1은 기존의 도시 도로의 통상적인 배수관로 시스템 일부를 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도로에 내린 빗물은 도로 경사를 따라 도로 가장자리에 일정 간격으로 형성된 집수구 혹은 빗물받이(10)로 흘러들어 간다. 빗물받이(10)에 들어간 빗물은 빗물받이 저면에서 일정 높이에 형성된 빗물받이 연결관(20)을 따라 도로 중앙에 깊이 매설된 우수관 혹은 하수관(30)으로 유입되고, 하수관 네트워크를 따라 유수지나 빗물펌프장을 거치거나 혹은 직접 하천으로 방출된다. 하수관 중간중간에는 하수관의 점검 보수를 위한 맨홀이 설치된다.

따라서, 하수관이나 우수관은 도시 건설 계획에 따라 도로 등을 만들 때 기본적인 계획에 따라 건설되며, 그 관경이나 처리 용량, 유수지의 설치 등은 그 지역의 기후와 강수량, 강우 강도와 빈도 등을 고려하여 건설된다.

그러나, 최근 지구 온난화 등의 영향으로 기후의 변동으로 보이는 많은 현상들이 나타나고 있으며, 종래에 도시 건설 당시에 예측한 강수량, 강우 강도가 현실적으로 맞지 않게 되는 경우가 많이 있다.

따라서, 강우 강도가 커지고 호우 빈도가 늘어나면 기존의 도로에 설치된 하수나 우수용 배수관로 시스템에서는 이를 감당하지 못하여 지역적인 침수현상이 자주 발생하게 된다.

도시에서의 이런 지역적인 침수현상은 비록 짧은 시간이라 할지라도 그 지역의 도로와 전기 등의 시스템에 큰 타격을 줄 수 있고, 도로와 전기 시스템의 문제는 그 지역뿐 아니라 주변지역과 넓게는 도시 전체에도 큰 혼란을 초래할 수도 있다.

또한, 차량이나 지하철역사, 가옥 등의 침수는 매우 많은 물적 손실을 가져오며, 통행인이 하수 맨홀에 빠지거나 전기 감전으로 사망하는 인명피해마저 초래할 수 있어서 침수는 큰 문제가 될 수 있다.

이런 경우, 새로 증설되는 도로나 시가에서는 그에 맞는 하수나 우수용 배수관로 시스템을 만들 수 있지만 기존의 도심 도로에서 하수나 우수용 배수관로 시스템의 처리 용량을 변경하는 것은 매우 어려운 실정이다. 가령, 최근 서울의 하수관거의 설계빈도 이상의 국지성 호우가 빈발하여 기존 하수관거 설계빈도를 10년(강우강도는 약 75mm/hr)에서 30년(강우강도는 약 90mm/hr)으로 상향하는 등 하수관거 관경확대의 필요성을 인식하고 있으나, 기설 관거를 굴착하여 관경이 큰 것으로 교체하는 것은 교통체증 유발 등의 막대한 사회적 비용이 소요되므로 어려운 점이 있다. 이런 하수관거의 교체 외에 국지성 호우에 따른 수방대책으로서 기존 빗물펌프장 용량확대, 빗물펌프장 신설 및 우수저류조 설치 등을 통하여 방재효과를 거두고 있으나 이런 시설은 과밀 도심지역 내 유효한 설치공간 확보가 어려운 점이 있으며, 앞서 언급한 하수관거의 관경확대 등과 함께 이루어져야 하므로 이들만으로는 도심지 침수방지를 위한 완전한 대책이 될 수는 없다.

한편, 지역적인 도심 침수는 기존 우수용 배수관로 시스템의 설계적인 문제뿐 아니라 시설관리상의 문제로 인하여 발생할 수 있다. 가령, 하수관 내부에 퇴적토나 쓰레기가 쌓이거나, 가로수의 뿌리가 침투하면 관로내 통수공간을 좁히고 우수 처리 용량을 줄이는 결과를 가져올 수 있다. 빗물받이 저부 이토실의 공간에 존재하는 습윤한 토사퇴적 환경은 가로수의 나무뿌리가 습기를 찾아서 침입하기 좋은 환경으로서 느티나무, 느릅나무 등은 나무뿌리 침입 특성이 강하며, 빗물받이 청소시 나무뿌리는 준설차로 제거되지 않기 때문에 강우시 배수불량의 원인이 되고 있다.

또한, 빗물받이 연결관(20)이나 맨홀과 맨홀 사이의 노후 하수관은 도2와 같은 관정렬교란(Out of pipeline alignment) 현상으로서 이음부 단차, 관침하(역경사) 등이 발생되면 설계치를 하회하는 통수능력만 얻을 수 있다. 이를 좀 더 설명하면, 연결관(20)은 지상으로부터 대개 0.5~1.5m 이내의 깊이에 있어 지상의 교통하중에 영향을 받으며, 폴리에칠렌관 등의 소구경 연성관 재질이 상당히 많아서 연성관의 관변형이 상당히 발생되고 있으며, 콘크리트계통관에서도 무근콘크리트 연결관의 파손, 콘크리트관 이음부의 관정렬교란 등으로 연결관의 통수능력이 심각하게 저하되어 연결관(20)의 기능이 유명무실해진 경우가 많다. 이것은 강우시 배수기능에 심각한 악영향을 미쳐서 도심지 내수침수를 야기할 뿐만 아니라, 장기적으로는 도로함몰을 야기시켜 교통사고 등의 인명피해를 일으킬 수 있는 위험이 존재한다.

등록특허 제10-1176937호 : 지하 매립형 조립식 저류조 및 시공방법 등록특허 제10-0553085호 : 보강대가 구비된 블록을 사용한 조립식 빗물저장시설 및 그 시공방법 등록특허 제10-0658971호 : 경사면을 형성하는 블록을 사용한 조립식 빗물저장시설 및 그 시공방법 등록특허 제10-1180458호 : 인도의 우수침투형 블럭구조 일본국특허공개 제2014-95274호 : 우수저장침투시스템

본 발명은 상술한 종래 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족 문제나 시설 노후화와 관리 상의 문제로 도심 집중호우시에 배수처리 용량이 충분하지 못하게 되고, 지역적인 침수를 일으키는 등의 문제점을 줄이거나 해결하기 위한 것으로,

기존 우수용 배수관로 시스템을 보완하여 우수 처리용량을 늘릴 수 있고, 도심 집중호우에 의한 침수 피해 등을 예방할 수 있도록 하는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 도심 도로의 기설 하수나 우수 관거를 굴착, 교체의 필요성을 줄이고 그에 따른 교통체증 유발 등의 사회적 비용 소요를 막을 수 있는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기존의 빗물받이의 유지 관리 상의 문제점과 빗물받이 연결관 등연결 관로의 문제점을 해결할 수 있는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 우수용 배수관로 시스템은

도로에 설치되는 빗물받이와,

빗물받이 하부에 선형으로 설치되는, 차수 수단으로 이루어지는 공간인 우수 라인과

상기 우수 라인의 공간을 지지하되 그 공간 내의 우수 유통을 가능하게 하는 유통블럭과

상기 우수 라인의 공간과 연결관을 통해 연결되는 하수관 혹은 우수관의 네트워크(이하 단순히 하수관 혹은 하수관 네트워크로 통칭한다)를 구비하여 이루어질 수 있다.

본 발명에서 하수관 네트워크 중에는 하수관 맨홀이 통상 존재하며, 연결관은 이 하수관 맨홀을 통해 하수관 네트워크와 연결되는 것일 수 있다.

본 발명에서 우수 라인의 공간과 하수관 맨홀을 연결하는 연결관(맨홀 연결관)은 역류방지 밸브 혹은 차단 밸브를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 우수 라인을 채우는 복수의 유통블럭은 모든 방향으로는 빗물 유통이 자유롭게 이루어지도록 내부와 벽면에 홀을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 연결관이 설치되는 우수 라인 공간에는 우수 라인 맨홀이 설치될 수 있으며, 우수 라인 맨홀은 주변의 우수 라인 공간보다 깊게 형성되고, 저부 이토실과 같은 이물 제거용 공간을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 연결관 반대편에는 하수관 맨홀이 형성되고, 따라서 하수관 맨홀과 우수 라인 맨홀이 연결관(맨홀 연결관)으로 연결되는 형태가 될 수 있다. 또한, 이때 맨홀 연결관은 상부와 하부로 나누어 형성되고, 하부에만 역류방지 밸브를 구비하여 이루어질 수 있다.

본 발명에서 차수 수단은 차수 시트와 그 내측의 차수 및 구조보강용 판넬로 이루어질 수 있다.

본 발명에서 우수 라인에는 청소용 노즐이 설치될 수 있다. 이런 경우, 우수 라인의 저면은 유수 흐름이 원활하여 토사 청소가 용이할 수 있는 매끈한 곡면, 가령 원형관의 바닥면과 같은 곡면, 또는 관 저부에 유수단면적이 좁은 형태로서 유통블록 아래 별개의 바닥 부재를 설치할 수 있고, 바닥 부재 자체나 바닥 부재에 인접한 외부에 청소용 노즐을 설치하고, 이 노즐에는 우수 라인 맨홀의 이토실에 존재하는 우수를 펌프로 공급하는 형태 또는 유지관리용 차량에 탑재된 휴대용 펌프시설과 연결하여 구동하는 형태로 바닥 청소 장치를 설치할 수 있다.

본 발명에서 유통블록은 가령 레고의 볼록 돌기와 오목 홈과 같은 결속수단 또는 접속용 결속기를 통해 인접 유통블럭과 서로 연결되는 것일 수 있다. 차수 및 구조보강용 판넬이나 바닥 부재도 유통블럭과 이런 간이한 수단으로 결속되는 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시공방법은 기존의 도로에 본 발명의 시스템을 적용하기 위한 것으로서, 터파기 단계, 기존 도로의 빗물받이(빗물받이 연결관도 포함될 수 있다)의 제거 및 기존 하수관로에 있는 빗물받이 연결관 천공부위 뒷막음 단계, 차수시트 설치단계, 유통블럭(바닥 부재도 포함될 수 있다) 설치 단계, 차수 및 구조보강용 판넬 설치 단계, 유통블록에 연결되는 빗물받이 설치 단계, 차수시트 마감 단계, 되메우기 및 도로포장 단계를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 시공방법은 새로운 도로 건설에도 적용될 수 있으며, 이런 경우, 터파기 단계, 기존 도로의 빗물받이 연결관의 제거 및 기존 하수관로 연결관 천공부위 뒷막음 단계는 필요하지 않고, 하수관거 및 하수관거용 맨홀의 설치, 우수 라인 맨홀, 맨홀 연결관 설치가 더 필요하게 된다.

본 발명에 따르면, 종래 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족을 우수 라인의 저수 기능을 이용하여 부분적으로 보충할 수 있어서 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수의 위험을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면 우수용 배수관로 시스템의 시설 노후화와 관리 상의 문제로 도심 집중호우시에 배수처리 용량이 충분하지 못하게 되는 것을 구조적으로 더 쉽게 예방하여 지역적인 침수 위험을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면 도심 도로의 기설 하수나 우수 관거를 굴착, 교체의 필요성을 줄이고 그에 따른 교통체증 유발 등의 사회적 비용 소요를 줄이면서 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수의 위험을 줄일 수 있다.

도1은 종래의 우수용 배수관로 시스템을 개념적, 개략적으로 나타내는 평면도
도2는 종래의 빗물받이 연결과의 문제점을 나타내는 개략적 측단면도,
도3은 본 발명의 우수용 배수관로 시스템의 일 실시예를 개념적, 개략적으로 나타내는 평면도,
도4는 본 발명의 우수용 배수관로 시스템의 다른 실시예를 개념적, 부분 투시적으로 나타내는 사시도,
도5 및 도6은 본 발명 시스템에 사용될 수 있는 유통블록의 예를 나타내는 사시도,
도7은 본 발명 시스템의 일 실시예에 따른 우수 라인 청소 장치를 나타내는 사시도,
도8은 본 발명 시스템의 빗물받이와 우수 라인 공간 내의 유통블록의 결합 형태를 나타내는 개념적 사시도
도9는 본 발명 시스템의 우수 라인 구성을 개념적으로 나타내는 부분단면 사시도,
도10은 본 발명 시공방법의 일 실시예의 각 단계들을 나타내는 흐름도이다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 시스템의 개념을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.

도3에서 간선 도로(1)및 지선 도로(2)의 중앙에는 기존과 같이 주된 하수관(30) 및 이에 합류하는 분기 하수관(30')이 설치되어 있고, 간선 도로(1) 가에는 도로를 따라 도로의 단위 블럭에 대응되는 단위블럭형 우수 라인(120a), 도로를 따라 계속 이어지는 도로병렬형 우수 라인(120b), 간선 도로의 단위 블럭과 그 양끝에 연결되는 지선 도로에 걸치는 ㄷ자형 우수 라인(120c)이 설치되어 있다. 각각의 우수 라인(120)은 연결관(140)을 통해 하수관(30)과 연결된다. 하나의 우수 라인은 하나 또는 하나 이상의 연결관(140)에서 하수관(30)과 연결되어 있다.

각 우수 라인(120)은 도로를 따라 같은 간격으로 분포된 빗물받이 및 그 주변의 아래쪽에 일정 폭으로 선형으로 설치된다. 여기서 선형의 선은 0차원의 개념인 점이나 2차원의 개념인 면이 아닌 1차원의 개념을 의미하며, 반드시 직선을 의미하는 것은 아니다.

도1과 같은 기존 구성에는 도로 가에는 빗물받이(10)만 설치되었지만 여기서는 도로 가에 도로를 따라 길게, 그리고 폭과 깊이를 가지고 우수 라인(120)이 설치된다. 그리고 종래에는 빗물받이마다 하수관과 연결되는 빗물받이 연결관(20)을 설치하지만 여기서는 우수 라인의 한정된 개소에서만 연결관(140)이 설치된다. 연결관(140)은 각각의 우수 라인(120)에서 가장 낮은 지점에 설치될 수 있으며, 도3에는 도시되지 않지만 우수 라인에는 우수 라인 맨홀과 같은 맨홀 겸 소형 피트와 펌프시설을 포함하는 공간을 다른 우수 라인 부분과 구분되도록 추가로 설치하고, 연결관은 이 우수 라인 멘홀 부분에 설치할 수 있다.

이런 우수 라인은 도로 양측단 빗물받이 하부의 유효공간을 활용하여 노후된 빗물받이 연결관을 없애고, 우수 유출 조정기능을 가진 소규모 저류이송시스템을 설치한 것이며, 기존 하수관거와 상호연계되어 과부하된 도로 노면을 통한 빗물 유출을 신속히 배제하고 이송기능을 가지면서 소규모 저류기능을 가지게 된다.

우수 라인의 구성형태는 도3에서 표현된 것 외에도 ㄴ자형, ㅁ자형 등으로 설치현장의 상황에 따라서 달라질 수 있는데, 기존 하수관 및 기존 하수관맨홀의 크기와 위치에 따라서 유동적으로 상호 연결할 수 있도록 한다.

도4는 본 발명의 시스템의 일 실시예를 통해 구성 개념을 나타내는 개략적이고 부분 투시적인 사시도이다.

이 실시예에서는 도로에 설치되는 빗물받이(110)와 빗물받이(110) 하부에 선형으로 설치되는 우수 라인(120)과 우수 라인의 공간을 지지하되 그 공간 내의 우수 유통을 가능하게 하는 유통블럭(121)과, 우수 라인의 공간과 맨홀 연결관(140)을 통해 연결되는 하수관(30)이 구비된다.

또한, 하수관(30)에는 하수관 맨홀(31)이 설치되며, 맨홀 연결관(140)은 하수관 맨홀(31)을 통해 하수관 맨홀(31)을 지나는 하수관(30)과 연결된다. 맨홀 연결관(140)은 또한, 우수 라인 맨홀을 통해 우수 라인과 연결된다. 맨홀 연결관은 상부관(140b)과 하부관(140a)으로 나누어 형성되고, 우수 라인 맨홀(150)은 자세히 표현되지 않았으나 청소용 펌프시설 및 저류조 공간, 퇴적토를 수거하는 피트 공간을 포함할 수 있기 때문에 주변의 우수 라인 공간보다 깊게 형성되어 있다.

우수 라인 맨홀(150)은 우수 라인으로부터 우수가 유입되면 이를 임시적으로 저류하는 역할을 할 수 있으므로 가능하면 넓고 깊게 형성할 수 있는 지점에 형성하는 것이 좋고, 우수 라인 관리를 위해 작업자가 출입할 수 있으므로 콘크리트 구조물로 안전하고 견고하게 형성하는 것이 바람직하다. 이런 경우, 우수 라인 맨홀 내에는 구조를 유지하기 위한 유통블록은 설치되지 않는 것이 관리 작업 측면에서 바람직하다.

우수 라인 맨홀(150)에서 하부관(140a)은 우수 라인 맨홀(150)의 저면보다 높게 형성되고, 그 높이만큼 기존 빗물받이의 저부 이토실과 같은 이물 제거용 공간으로 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이 맨홀 연결관(140)에는 특히 하부관(140a)에는 역류방지 밸브(141) 혹은 차단밸브가 설치될 수 있다.

우수 라인 맨홀(150)과 연결되는 우수 라인에는 하단저류부(123) 및 유통블록(121)이 설치되어 있다.

유통블록(121)은 정육면체 혹은 직육면체의 기본 형태에 모든 방향으로 빗물 유통이 자유롭게 이루어지도록 내부와 벽면에 홀 혹은 빈 공간을 가진다. 가령 도5와 같은 유통블록(121a)을 보면, 직육면체의 모서리와 꼭지점 부분은 벽체로, 가운데(체심) 부분과 면은 커다란 구형 또는 원형의 빈 공간으로 되고, 벽체 부분에도 많은 작은 통로 공간이 형성되어 3차원의 모든 방향으로 우수가 유통될 수 있도록 이루어진다. 벽체 부분은 표면이 매끈하고 구멍 없이 만들어질 수도 있지만 구멍이 있으면 우수 유통, 저수용량 확대, 유통블록의 질량 및 재료비 감소 등 유리한 점이 많다. 단, 우수 라인 공간의 제일 아래쪽에 놓이는 유통블록은 벽체 구멍에 토사나 이물질이 끼거나 쌓이지 않도록 매끈하고 일방향으로 홈을 형성하도록 별도로 제작하는 것도 가능하다.

도6과 같은 유통블록(121b)은 도5의 유통블록(121a)이 면과 면을 마주하여 결합한 형태로 이루어져 직육면체의 긴 직사각형 면에는 커다란 홀이 두 개씩 형성되고 두 개의 홀 사이에는 다공의 벽체가 위치한다. 작은 통로 공간 혹은 다공은 어느 한 방향에서 바라볼 때 그믈망(mesh)처럼 보여질 수 있다.

이런 유통블록(121)에서 벽체 부분은 큰 공간이 아닌 작은 통로 공간을 형성하여 우수가 흐르는 통로의 일부를 만들지만, 일반적인 파이프의 벽체와 달리 유통블록 내의 공간을 지나는 우수의 흐름에 대해 어느 정도 저항으로 작용하여 우수가 흐르는 속도를 늦추는 역할을 할 수 있다.

유통블럭(121)은 인접한 다른 유통블럭과 별다른 추가 연결부재 혹은 연결관 없이 인접하게 놓이는 것만으로 우수 유통을 이룰 수 있지만 안정적으로 설치되고 유지되기 위해 레고 블럭과 같은 방법으로 유통블록 내에 설치된 돌기와 그 수용부인 홈이나 홀을 통해 또는 일종의 쐐기 구조를 가지는 접속용 결속기를 통해 서로 어느 방향으로나 결합될 수 있도록 유통블럭을 구성하는 것이 바람직하다.

가령, 유통블록의 어느 쪽이던 일 방향으로 서로 평행한 두 면에서 면에 형성된 홀 주변에 한 쪽 면에는 돌기를 다른 쪽 면에는 돌기와 억지끼움으로 체결되는 홈을 형성하고 이들을 서로 체결하여 유통블록을 위아래, 좌우, 전후 방향으로 쌓아나갈 수 있다.

유통블록(121)은 재료 측면에서는 조립식 프리캐스트 플라스틱 구조체를 활용하되 기존 연결용 콘크리트관의 강도와 동등 이상의 강도를 가지는 구조체로 구현할 수 있으며, 우수 라인(120)에 이들 유통블록(121)을 설치하는 것은 쉽게 조립식으로 이루어질 수 있으므로 시공을 간단하게 하고 따라서 교통체증의 유발을 최대한 방지할 수 있다.

여기서 우수 라인의 하단저류부(123)는 유통블록(121)과 대응되는 단위 크기를 가지고, 플레이트 상면에 어느 일방으로 완만한 곡선의 홈(124)을 형성하도록 이루어질 수 있다. 따라서, 유통블록(121)을 위에 결합하기 전에 도로 방향으로 하단 저류부(123)를 길게 배열하면 도로 방향으로 우수 라인 바닥에 홈을 형성한 것과 같은 형태를 이룰 수 있다. 하단저류부(123)는 유통블록과 같이 단위체를 배열하여 만들 수도 있지만 좀 더 긴 단위로 혹은 일체로 형성될 수도 있다. 단위체를 배열하는 경우, 유통블록과 유사한 수단으로 결합하는 것도 가능하다.

하단 저류부(123)에는 도7의 정단면도 및 평면도에서 볼 수 있듯이 하단저류부(123)의 일정 구간마다 홈(124)에 노즐(161)을 배치하여 홈(124)에 쌓일 수 있는 토사나 이물을 우수 라인 맨홀(150)로 흘려보낼 수 있다. 따라서, 노즐은 같은 방향으로 압력수를 방출하도록 설치된다. 이런 청소 기능을 위해 각 노즐(161)에는 하단저류부(123) 자체 내부를 통해 혹은 별도로 파이프 라인(미도시)이 연결되고, 이 파이프 라인에는 청소 펌프(165)의 작용으로 청소용수를 일정 이상의 압력을 가지고 흐르게 할 수 있다. 청소용수는 우수 라인 맨홀의 저부 저류조 공간에 채워지는 우수를 사용할 수 있고, 이를 위해 저부 저류조 공간에 도4와 같이 청소 펌프 혹은 청소펌프의 청소용수 인입구가 설치될 수 있다. 또한, 세정할 때 우수 라인 맨홀로 모이는 퇴적토는 맨홀 저부의 별도의 이토실 공간에 쌓이도록 하여 정기적 유지관리시 용이하게 활용할 수 있도록 구성할 수 있다.

도8은 본 발명 시스템의 빗물받이(110)와 우수 라인에 설치된 유통블록(121b)의 결합 형태의 예를 나타낸다.

빗물받이(110)는 대략 직육면체 함체로 형성되고, 하면에는 아래로 돌출되지만 폐쇄된 하부 연결부(115)를 가진다. 상면을 개방된 상태에서 덩어리가 큰 이물질의 유입을 막는 그레이팅(111)이 설치되어 있다. 하면에서 15cm 정도 이격되어 측벽에는 유출구(113)가 형성되고, 변형자재의 주름관이나 엘보와 같은 피팅이 연결부재(117)로서 유출구(113)와 유통블록(121b)의 상면에 있는 한 원형 구멍을 연결하고 있다. 빗물받이의 하부 연결부(115)는 유통블록의 상면에 있는 다른 원형 구멍에 끼워져 빗물받이(110)의 고정, 설치를 돕고 있다. 따라서, 설계자는 해당 지역의 강우 최대 강도를 고려하여 빗물받이의 각 부분의 크기와 설치 간격을 정하여 우수 라인에 빗물받이(110)를 설치할 수 있다.

도9의 구성도 및 도10의 흐름도를 참조하면서 도4와 같은 본 발명의 시스템, 특히 기존 도로에서 본 발명 시스템의 우수 라인을 형성하는 시공방법을 살펴보면,

먼저, 기존 도로에서 빗물받이와 빗물받이 연결관을 제거하는 과정이 선행된다. 빗물받이 연결관은 하수구 같은 하수관거와 연결되는 것으로, 하수관거 쪽에서 연결구를 단순히 막는 것으로 굳이 철거할 필요는 없지만 여기서는 향후 연결관 변형 파손에 따른 도로 침하 등의 문제를 예방하기 위해 제거하는 경우를 예시하였다.

시공 공간은 빗물받이로부터 기존 하수관에 연결하는 빗물받이 연결관 공간하부에 위치한다. 시공순서는 기존 빗물받이와 빗물받이 연결관을 기존 도로에서 드러내고 우수 라인을 형성할 공간을 확보하기 위한 도로(1) 및 도로 아래의 토양층에 대한 터파기 단계(S10), 빗물받이 및 그 연결관을 제거하는 제거단계(S20)가 이루어진다. 이때, 연결관 제거에 따라 기존 하수관로의 연결관과의 이음을 위한 천공부위 뒷막음 단계(S30)도 함께 이루어진다.

다음으로 본 발명 시스템의 우수 라인 공간의 저부에 차수 수단으로 차수 시트(125)를 설치하는 차수 시트 설치 단계(S40)가 이루어진다. 우수 라인에서 우수가 주변 지중으로 유입되면서 토사의 유출 및 싱크홀 등의 문제를 발생시킬 수 있으므로 차수 시트(125)는 유수가 흐르고 저류하는 구분된 공간을 지중에 형성하는 역할을 할 수 있다. 또한, 구분된 우수 공간 형성을 위해 차수 시트(125)는 향후 우수 공간의 측면과 상면에도 설치될 수 있다.

차수 시트(125) 위로 우수가 흐르는 바닥면을 이루는 하단저류부(바닥 부재:미도시)가 설치되고, 그 위로 다시 유통블록(121)이 조립, 적층되는 유통블록 설치 단계(S50)가 이루어진다. 이런 하단저류부와 유통블록(121)은 우수 공간의 폭과 깊이와 길이에 따라 투입되고 채워지는 갯수가 결정된다. 우수 공간은 우수가 이동하는 이송 경로의 일부를 이루며 집중호우시 일시적으로 우수를 저류시키는 저수 공간의 역할도 하는 것이므로, 이를 감안하면 폭과 깊이는 반드시 일정할 필요는 없고, 유수지로서 이용하기 좋은 공간이 있을 때에는 그 부분에 확정 적용되는 것도 가능하다. 또한 앞서 언급되듯이 우수 라인의 형태도 단순한 직선형을 이룰 필요는 없어서 타관매설, 장애물 등 여건에 따라서 유동적으로 조립 변형 사용이 가능하다.

유통블록이나 하단저류부는 적층된 상태로 위에 덮이는 도로 일부 및 그 위를 지나는 교통수단의 하중을 지탱하는 역할을 하게 된다. 따라서, 그 재질이나 형태, 구조는 예상되는 하중을 견딜 수 있도록 만들어진다. 동시에 유통블록 및 하단 저류부 이들의 조립 상태에서도 우수 라인 공간 내에서 우수의 이동, 분산이 어디로나 쉽게 이루어질 수 있도록 개개의 형태 및 결합 형태, 구조가 이루어져야 한다.

다음으로 차수 및 구조보강용 판넬(127)이 연결 설치된다(S60). 이들 부분도 본 발명 시스템에서 우수 라인 공간을 확보하는 역할과, 우수 라인 공간을 주변과 구분하고 우수가 쉽게 주변으로 유출되지 못하도록 하는 역할, 상부에서 가해지는 하중을 유통 블록(121) 등과 함께 소화하는 역할을 하게 된다. 이때 유통 블록과 빗물받이의 연결을 위한 부분은 개방된 상태로 확보되어야 한다. 이 판넬(127)과 유통블록(121), 하단저류부는 돌기와 수용부(홈이나 홀)과 같은 조립 결속수단으로 상호간에 고정될 수도 있다.

다음으로 유통블록과 이중배제시스템용 빗물받이가 연결되도록 빗물받이를 설치하는 단계(S70)가 이루어진다.

다음으로, 앞서도 언급하였듯이, 우수 라인을 측방 및 상방의 주변과 구분하기 위한 차수 시트(125) 덮기 혹은 마감 단계(S80)가 이루어진다. 이 차수 시트는 우수 라인 저면의 차수 시트와 일체로 연결되는 것일 수 있으며, 연결부는 마감이 잘 이루어져 차수가 되도록 한다. 물론, 차수 시트는 빗물받이 및 그 연결부는 개방된 상태가 되도록 시공된다. 이로써 본 발명 시스템의 우수 라인의 구성이 이루어진다.

다음으로 당연히 도로의 사용을 위한 우수 라인 주변 공간을 토석(3) 등으로 되메우는 되메우기 및 아스팔트나 시멘트 등 포장재로 도로(1)를 포장하는 도로포장 단계(S90)가 이루어진다.

이상에서 우수 라인과 주변을 연결하는, 가령 하수관이나 하수관 맨홀을 연결하는 연결관의 시공, 우수 라인의 일부를 이루는 우수 라인 맨홀의 시공 및 다른 우수 라인 부분과의 연결은 상세히 언급되지 않으나, 차수 시트, 차수 및 구조보강용 판넬과 같은 차수 수단은 그 연결부를 감안하여 그 연결부에서 우수 라인과 주변부 사이에 차수가 유지될 수 있게 이루어지게 된다.

이상 시공방법은 새로운 도로 건설에도 대부분 적용될 수 있으며, 이런 경우, 터파기 단계, 기존 도로의 빗물받이 연결관의 제거 및 기존 하수관로 연결관 천공부위 뒷막음 단계는 필요하지 않고, 하수관거 및 하수관거용 맨홀의 설치, 우수 라인 맨홀, 맨홀 연결관 설치 등이 더 필요하게 된다.

이렇게 시공되고 완성된 본 발명의 도4와 같은 우수용 배수관로 시스템에서 집중호우로 우수가 유입되면서 우수가 처리되는 시스템의 우수 유출량 조정 과정의 일 예를 살펴보면,

먼저, (1) 이상 호우시 주변 영역에서 강우 강도가 급증하여 하수관으로의 유출량이 커짐에 따라, 기존 하수관 혹은 하수관 맨홀의 임계수위가 높아지면 압력차에 의해 자연히 본 발명 시스템의 맨홀 연결관 가운데 하부 연결관(140a)에 위치한 첵크밸브 타입의 역류방지 밸브(141)가 닫혀 하수관 내의 하수가 우수 라인 맨홀, 우수 라인, 빗물받이의 경로로 역류하는 것을 방지한다.

(2) (1)과 같은 역류방지밸브가 닫힌 상태에서 해당 영역에도 집중 강우가 이루어지면 본 발명 시스템 내 해당 영역의 강우 유출량은 빗물받이, 우수 라인을 통해 우수 라인 맨홀로 유입되며, 맨홀 내의 공간 및 우수 라인 공간의 상당 부분을 채우게 된다. 그 수위가 하수관 맨홀의 수위보다 높아지면 역류방지밸브는 열려서 맨홀 연결관을 통해 우수는 하수관쪽으로 흘러들어가게 된다.

우수 라인 맨홀로 유입되는 우수가 많아져 맨홀 연결관의 상부 연결관 설치 위치 이상으로 되면 상부 연결관을 통하여 하수관으로 월류한다.

물론, 이때 하수관 네트워크에서는 빗물저장소나 주변 하천으로 빗물을 유출시켜 상부 연결관 이하 수위를 유지하고 있다고 본다.

(3) 전체적으로 시스템이 설치된 영역에 강우 강도가 줄어들면 기존 하수관 맨홀의 수위는 빗물저장소나 배수펌프 작용으로 과부하 상태에서 평상시 수위로 변하게 되며, 역류방지밸브가 닫힌 상태에서 해당 우수 라인 맨홀, 우수 라인의 물은 외부로 배출되지 못하고 일시 저류된 상태이므로, 하수관(하수관 맨홀)의 수위가 우수 라인 맨홀의 수위보다 낮아지면 압력차에 의해 닫힌 상태를 유지하던 역류방지밸브가 열리면 본 발명 시스템의 우수 라인 공간에 가두어져 있던 강우 유출수가 하수관으로 배출된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한　것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1, 2: 도로 10, 110: 빗물받이
20: 빗물받이 연결관 30, 30': 하수관
31: 하수관 맨홀 111: 그레이팅
113: 유출구 115: 하부 연결부
117: 연결부재 120: 우수 라인
121, 121a, 121b: 유통블록 123: 하단저류부(123)
124: 홈 125: 차수 시트
127: 차수 및 구조보강용 판넬 140: 연결관(맨홀 연결관)
141: 역류방지 밸브 150: 우수 라인 맨홀
161: 노즐 165: 청소 펌프

Claims (9)

1. 도로에 설치되는 빗물받이와
   상기 빗물받이 하부에 선형으로 설치되는, 차수 수단으로 이루어지는 구분 공간인 우수 라인과,
   상기 우수 라인의 공간을 지지하되 상기 공간 내의 우수 유통을 가능하게 하는 복수의 유통블럭과,
   하수관 혹은 우수관 네트워크와
   상기 공간과 상기 네트워크를 연결하고, 역류방지 밸브를 가지는 네트워크 연결관을 구비하여 이루어지는 우수용 배수관로 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 네트워크 연결관은 상기 네트워크의 하수관 맨홀을 통해 상기 네트워크와 연결되는 것임을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 유통블럭은 직육면체 형태로 이루어지고, 모든 방향으로는 빗물 유통이 자유롭게 이루어지도록 상기 직육면체 내부와 벽면에 홀을 가지는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 네트워크 연결관이 설치되는 우수 라인 공간에는 우수 라인 맨홀이 설치되고,
   상기 우수 라인 맨홀은 주변의 우수 라인 공간보다 깊게 형성되며,
   상기 네트워크 연결관은 상기 우수 라인 맨홀의 저면에서 일정 거리 위쪽에 설치되어 상기 네트워크 연결관 설치 위치 아래쪽의 상기 우수 라인 맨홀의 공간은 이물 제거용 공간을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 차수 수단은 차수 시트와 상기 차수 시트 내측의 차수 및 구조보강용 판넬로 이루어지는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 우수 라인 공간의 저부이며 상기 유통블록 아래쪽에는 상면에 홈을 형성하여 일 방향으로 우수가 흐를 수 있도록 설치되는 하단저류부가 놓이고,
   상기 하단 저류부의 홈을 따라 청소용 노즐이 설치되며,
   상기 청소용 노즐에 파이프 라인을 통해 청소용수를 공급하기 위한 펌프의 용수 유입구가 상기 이물 제거용 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
7. 제 3 항에 있어서,
   상기 유통블록은 직육면체의 서로 평행한 두 면의 한 쪽에는 돌기가 다른 한 쪽에는 상기 돌기를 수용하는 홈이나 홀로 이루어진 수용부가 형성되어 인접한 두 유통블록이 상기 돌기와 상기 수용부를 통해 결속되거나, 접속용 결속기를 이용하여 결속됨을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 8 항 가운데 어느 한 항의 우수용 배수관로 시스템을 형성하기 위한 시공방법으로서,
   기존의 도로에 상기 우수용 배수관로 시스템의 상기 우수 라인 공간을 형성하고, 기존 빗물밧이를 제거하기 위한 터파기 단계,
   상기 기존 빗물받이를 제거하고 기존 하수관로에서 빗물받이 연결관과 연결을 위한 천공부위를 막는 제거 단계,
   상기 우수 라인 공간의 저면을 주변과 차단하기 위해 차수시트 설치하는 단계,
   상기 복수 개의 유통블럭을 상기 차수시트 위로 상기 우수 라인 공간을 지지하도록 설치하는 단계,
   상기 우수 라인 공간을 구분하고 지지하도록 상기 유통블럭 측방 및 위쪽에 차수 및 구조보강용 판넬을 설치하는 단계,
   상기 유통블록에 연결되는 새로운 빗물받이 설치 단계,
   상기 우수 라인 공간을 주변과 구분하도록 차수시트로 상기 우수 라인 공간의 측면과 상면을 마감하는 단계,
   상기 우수 라인 공간 주변에 토사를 메우는 되메우고 도로포장을 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템 시공방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 기존 빗물받이를 제거하는 단계에서 상기 기존 빗물받이와 기존 하수관로를 연결하는 기존 빗물받이 연결관을 함께 제거하는 것을 특징으로 하는 우수용 배수관로 시스템 시공방법.

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