KR20170013430A - 하수관 보수용 패치 및 이를 이용한 하수관 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목, 건축 분야의 시설물 또는 구조물을 보수보강하거나, 신설하기 위한 패치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 보수용 패치는, 물이 통과되지 못하도록 방수처리된 제1시트, 물이 통과할 수 있으며 제1시트로부터 상하방향을 따라 이격되게 배치되는 제2시트, 제1시트와 제2시트 사이에 충진되는 수경성 충진재, 제1시트와 제2시트를 상호 연결하는 연결체 및 충진재 내에 매립되게 배치되어 충진재가 경화시 충진재의 인장력을 강화하는 인장강화시트를 포함하여 이루어진다.

Description

하수관 보수용 패치 및 이를 이용한 하수관 보수방법{Patch for repairing the sewer and Method for repairing the sewer using the same}

본 발명은 토목 또는 건축 구조물의 보수보강재에 관한 것으로서, 특히 하수관, 콘크리트 탱크 등 시설물을 보수보강하거나, 수로의 상부에 방수 포장을 위한 패치 및 이를 이용한 보수방법에 관한 것이다.

도 1의 사진에는 도로를 신설하기 위해 지반을 깎아서 형성된 절토사면이 나타나 있다. 이 절토사면의 중앙부에는 물을 배출하기 위한 수로가 형성되어 있다.

도 2 및 도 3은 경사진 사면에 형성된 도로용 터널이 시공된 상태를 나타낸 것으로서, 도 2는 개략적 사시도이며, 도 3은 도 2의 a-a선 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 터널(t)의 입구는 사면(s)에 형성되어 있고, 터널 입구 둘레로 사면(s)에 수로(p)가 형성되어 있다. 참조번호 (r)은 도로이며, 참조번호 (o)는 도로 하부의 기반을 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 경사진 사면에서는 수로를 설치하는 것이 필수적이다. 강우 등에 의해 사면을 이루는 토양에 일정량 이상의 물이 침투하게 되면 토양이 포화되어 사면의 안정성이 급격히 저하되기 때문이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 사면에 수로(p)를 설치할 때에는 일반적으로 지반(g)을 오목하게 굴착하여 트렌치(1)를 형성한 후, 트렌치(1)의 표면을 따라 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설 및 양생하여 라이닝(2)을 형성한다.

그러나 상기한 종래의 방식으로 수로를 시공하는 경우 거푸집을 형성하고, 콘크리트를 타설 및 양생하는데 시공 기간이 길어지는 문제가 있다. 더욱이 신설 시공의 경우에는 공기가 일정 정도 여유가 있지만, 수로의 일부가 훼손되어 긴급하게 보수공사를 하는 경우에는 더욱 문제가 될 수 있다. 공기의 문제는 경제성의 저하로 이어지기도 한다. 시공의 경제성과 관련하여 더욱 문제가 되는 것은 종래의 방식을 사용하면 많은 수의 작업자가 필요하다는 점이다. 특히 거푸집을 설치하는 과정은 작업자에게만 의존하기 때문에 경제성 저하의 주원인이 된다. 이에 수로의 신설 및 보수를 보다 경제적이고 공기를 단축시킬 수 있는 토목/건축 재료의 개발이 요청된다.

한편, 지금까지는 수로의 신설 및 보수에 대해서만 언급하였지만, 하수관의 경우에도 보수 보강의 측면에서 새로운 토목/건축 재료의 개발이 요청된다. 즉, 하수관은 빈번한 굴착공사나 보수공사의 과정에서 원치 않는 외력에 의해서 일부가 훼손될 수 있으며, 또는 장기간 사용에 의한 노후화가 진행되면서 특정 부위가 먼저 파손될 수도 있다. 이렇게 하수관 일부가 파손된 경우 현재에는 마땅한 보수보강재가 없어 하수관을 교체하는 방식으로 보수가 이루어졌다. 이에 하수관과 같은 시설물의 일부가 파손된 경우에 대비하여 전체를 교체하지 않고도 간단하게 보수할 수 있는 토목/건축 재료의 개발이 요청된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사면 수로를 신속하게 보강하거나 신설할 수 있으며, 하수관과 같은 시멘트 제품의 신속하고 안전한 보수가 이루어질 수 있는 시설물 보수용 패치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명에서는 보수용 배치를 이용하여 손상된 하수관이나 수로의 보수방법 및 수로의 신설 시공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보수보강용 패치는, 물이 통과되지 못하도록 방수처리된 제1시트; 물이 통과할 수 있으며 상기 제1시트로부터 상하방향을 따라 이격되게 배치되는 제2시트; 상기 제1시트와 제2시트 사이에 충진되는 수경성 충진재; 상기 제1시트와 제2시트를 상호 연결하는 연결체; 및 상기 충진재 내에 매립되게 배치되어 상기 충진재가 경화시 상기 충진재의 인장력을 강화하는 인장강화시트;를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1시트는 직물 소재로서 그 표면 또는 이면 중 적어도 어느 하나에 방수 코팅이 되어 있으며, 상기 제2시트는 부직포로서 물을 통과시킬 수 있다. 또한 상기 수경성 충진재는 시멘트 또는 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 인장강화시트는 그물망 형태의 시트를 사용할 수 있다. 예컨대, 와이어 메쉬로서 휘어질 수 있는 연성 소재인 것이 바람직하다. 그리고 상기 인장강화시트는 상기 제1시트와 제2시트 중 인장력이 상대적으로 크게 작용하는 쪽에 인접하게 배치될 수 있다. 두 개의 시트에 인장력이 고르게 인가되는 경우, 상기 인장강화시트는 상하방향으로 지그재그 형태로 배치되거나, 또는 상기 제1시트와 제2시트에 각각 인접하게 복수 개 배치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1시트와 제2시트 양단부에 점착되어 상기 충진물이 배출되는 것을 방지하는 점착테이프를 더 구비할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 보수용 패치를 이용하여 수로를 신설 또는 보수할 수 있으며, 손상되거나 노후화된 하수도관을 감싸서 보수시공을 할 수 있다.

본 발명에 따른 보수용 패치는 두 개의 시트 사이에 수경성 충진재를 개재시킨 패치 형태로 제작되어 종래에 거푸집을 형성하고 콘크리트를 타설한 토목시공방법에 비하여 매우 간단하게 시공이 가능하다는 이점이 있다.

또한 보수용 패치는 유연한 소재로 이루어져 보수 대상의 굴곡에 맞게 형상이 자유롭게 가변될 수 있는 바 시공성이 우수하다.

또한, 본 발명에서는 수경성 충진재의 약점으로 지목되는 인장강도를 보강하기 위하여 인장강화시트를 개재하여 내구성이 증진된다는 이점이 있다.

본 발명에서는 보수용 패치를 이용하여 하수관로의 보수보강, 배수로의 신설 및 보수를 짧은 시간 내에 매우 간단하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자를 최소화할 수 있어 경제적으로 시공이 가능하다는 이점이 있다.

도 1은 도로를 신설하기 위해 지반을 깎아서 형성된 절토사면의 사진이다.
도 2는 경사진 사면에 형성된 도로용 터널의 개략적 사시도이다.
도 3은 도 2의 a-a선 단면도이다.
도 4는 도 2의 b-b선 개략적 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보수보강용 패치의 다양한 예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보수보강용 패치를 이용한 사면 수로 시공예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 c-c선 개략적 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 보수보강용 패치를 이용하여 파손된 하수관을 보강한 예를 설명하기 위한 개략적 도면이다.

본 발명은 수경성 재료를 이용한 보수용 패치에 관한 것으로서, 주로 하수관의 보수보강, 도로나 사면의 배수로 신설 및 보수 등에 사용하기 위한 것이다. 다만, 본 발명에 따른 보수용 패치의 용도는 위의 대상들에 한정되는 것은 아니며, 토목, 건축 분야 등 다양한 분야의 구조물의 보수보강 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 보수용 패치에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 패치의 개략적 종단면도이다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보수용 패치(100)는 제1시트(20)와 제2시트(10) 및 수경성 충진재(30)를 구비한다.

제1시트(20)는 직물 소재의 유연한 재질로 이루어지며, 물과 충진재(30)를 모두 통과시키지 않는다. 물을 통과시키지 않도록 하기 위하여, 제1시트(20)의 외측 표면 또는 내측 표면 중 적어도 어느 하나의 표면은 방수 코팅되어 있다. 본 실시예에서는 제1시트(20)의 외측 표면에 폴리에틸렌층이 코팅되어 있다.

제2시트(10)는 제1시트(20)로부터 상방으로 이격되게 상호 대면하게 배치된다. 제1시트(20)와 제2시트(10) 사이의 간격은 수 mm 수준으로, 본 실시예에서는 대략 5mm 간격으로 이격되어 있다. 제2시트(10)는 충진재(30)는 통과하지 못하되 물은 통과할 수 있는 직물 소재로 이루어질 수 있으며, 휘어질 수 있도록 유연성을 가진다. 본 실시예에서 제2시트(10)는 부직포로 제조된다.

수경성 충진재(30)는 제1시트(20)와 제2시트(10) 사이에 개재된다. 수경성 충진재란 물과 반응하여 경화되는 반응, 즉 수화반응을 일으키는 물질을 의미하며 대표적으로는 시멘트가 있다. 본 실시예의 경우 시멘트 단독으로 충진재로 사용할 수 있다. 그러나 시멘트만 사용하는 경우 강도가 약하므로, 모래와 같은 잔골재를 함께 사용하여 몰탈을 형성하여 사용하는 것이 바람직하다. 이외에도 슬래그나 플라이애시 같은 물질들을 더 포함할 수도 있다.

충진재(30)가 제1시트(20)와 제2시트(10) 사이에 개재된 상태에서 제1시트(20)와 제2시트(10)가 연결체(50)에 의하여 상호 연결된다. 연결체(50)는 다양한 재료가 사용될 수 있는데, 제조의 편의를 위하여 본 실시예에서는 실을 사용한다. 즉, 롤에 권취되어 있는 제1시트(20)가 콘베이어 벨트를 따라 풀려 나오면, 피더에서 충진재(30)를 제1시트(20) 위로 공급한다. 그리고 상부에 배치된 롤에 권취되어 있는 제2시트(10)가 충진재(30)를 덮으면서 풀려 나온다. 이렇게 제1시트(20), 충진재(30) 및 제2시트(10)가 차례로 적층된 상태에서 박음질 등의 재봉장치를 이용하여 제2시트(10)로부터 충진재를 통과하여 제1시트(20)까지 실을 박음질하여 제1시트와 제2시트를 상호 연결한다.

한편, 본 발명에서는 충진재(30)의 인장강도를 향상시키기 위하여 인장강화시트(40)를 더 구비한다. 인장강화시트(40)는 제1시트(20)와 제2시트(10) 사이에 개재되며 충진재(30) 내에 매설된다. 인장강화시트(40)도 휘어질 수 있는 유연한 소재로 이루어지며, 본 실시예에서는 와이어 메쉬가 사용된다. 그러나, 나일론이나 폴리에틸렌 섬유 또는 유리강화섬유로 형성된 시트나, 위의 재료들을 메쉬 형태로 형성한 시트를 사용할 수도 있다.

시멘트로 대표되는 수경성 물질이 경화되면 압축강도는 매우 강하게 발현되지만 인장강도는 상대적으로 취약하다는 약점이 있다. 본 발명에 따른 보수용 패치는 주로 수로나 하수도관 등 굴곡진 부분에 설치되는 것이 일반적이다. 굴곡진 부분에는 인장력이 걸리게 된다. 이에 보수용 패치에 인장강화시트를 개재함으로써 보수용 패치의 전체 인장강도를 향상시킨다. 인장강화시트(40)의 배치 위치도 인장력이 인가되는 부분에 따라 달라진다. 예컨대, 제1시트(20) 쪽에 인장력이 많이 인가되는 경우라면, 도 5에 도시된 바와 같이, 인장강화시트(40)는 제1시트(20)쪽에 인접하게 배치된다. 반대의 경우라면, 도 6에 도시된 바와 같이, 인장강화시트(41)가 제2시트(11) 쪽에 배치된다.

또한, 인장력이 많이 인가될 뿐만 아니라, 제1시트(20)와 제2시트(10)에 고르게 작용하는 경우라면, 도 7에 도시된 바와 같이, 인장강화시트(42)를 상하방향으로 구부려서 지그재그 형태로 만들어 인장력을 보강할 수도 있다. 다만, 상하방향에 관계없이 인장력이 모두 작용하는 경우라면, 인장강화시트를 복수 개 배치하여 제1시트와 제2시트 쪽에 각각 인접하게 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 보수용 패치(100)는 제조가 완료된 후 롤 형태로 권취되어 보관된다. 이에 따라 보수용 패치(100)의 양측면을 통해 충진재(30)가 세어나올 수 있다. 이에 본 실시예에서는 보수용 패치(100)의 양측면에 부착 및 탈착이 용이한 점착테이프(60)를 부착시켜 임시적으로 충진재(30)의 유실을 방지한다. 매우 간단한 구성이지만, 점착테이프(60)를 사용하면 충진재(30)의 유실도 방지할 수 있으며, 충진재 유실방지를 위한 별도의 공정이 요구되지 않으므로 제조상의 이점도 있다.

상기한 구성으로 이루어진 보수용 패치(100)를 사면의 수로에 적용하는 방법에 대하여 도 8 및 도 9를 참고하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 보수보강용 패치를 이용한 사면 수로 시공예를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 8의 c-c선 개략적 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명에 따른 보수용 패치를 이용한 배수로 설치방법은 시공이 매우 간단하다는 특징이 있으며, 시공의 간단성이 본 발명에 따른 패치를 이용하는 가장 큰 이점이다. 즉, 수로를 위해 사면을 굴착하여 오목하게 형성한 트렌치(T)에 보수용 패치(100)를 차례로 배치한다. 제1시트(20)가 아래쪽으로 가게 하고 제2시트(10)가 위쪽으로 노출되게 한다. 또한 연속적으로 이어진 보수용 패치의 끝단은 일부 겹치게 한다. 그리고 겹쳐진 부분은 못(N) 등의 고정체를 이용하여 겹쳐진 보수용 패치를 상호 고정시킨다. 사면의 경우라면 상류측에 배치된 패치가 하류측에 배치된 패치보다 위쪽으로 가게 겹쳐서 배수가 원활하게 한다. 상기한 바와 같이 보수용 패치들을 트렌치(T)에 고정시킨 후, 물을 살포한다. 물은 제2시트(10)를 통해 충진재(30)로 유입되며 충진재와 수화반응을 일으키면서 보수용 패치가 경화된다. 상기한 바와 같은 시공을 통해 거푸집을 설치하지 않고도 배수로를 매우 간단하게 설치할 수 있다는 이점이 있다. 시공기간도 단축됨으로써 시공경제의 관점에서도 이점이 있다. 특히 보수용 패치를 이루는 제1시트, 제2시트, 인장강화시트는 모두 휘어질 수 있는 유연한 소재로 이루어지므로, 트렌치의 형상이 굴곡진 경우에도 시공성이 용이하다는 장점이 있다. 한편, 상기한 바와 같이 배수로를 신설하는 경우는 물론, 배수로의 일부가 파손된 경우에도 그 부분에 보수용 패치를 설치하고 경화시킴으로써 유지관리가 매우 용이하다.

또한, 본 발명에 따른 보수용 패치는 하수관의 보수보강방법에도 사용할 수 있다. 도 10은 본 발명에 따른 보수보강용 패치를 이용하여 파손된 하수관을 보강한 예를 설명하기 위한 개략적 도면이다.

도 10을 참고하면, 하수관(D)의 일부(X)가 파손되어 누수가 발생한 경우 종래에는 파손된 부분에 접착성 재료를 덧붙여 때우는 방식으로 보수를 수행하였지만, 보수 효과가 오래가지 않고 금방 다시 누수가 발생하곤 하였다. 이에 종래에는 누수가 심한 경우 하수관 자체를 교체하는 방식으로 하수관로를 보수하였는 바 많은 문제점을 노출하였다.

본 발명에서는 보수용 패치를 이용함으로써 이러한 문제가 매우 쉽게 해결된다. 즉, 파손된 부분(X) 위로 보수용 패치를 덧대고 하수관 전체를 감싼다. 그리고 충진재가 경화되기 전에 보수용 패치가 하수관으로부터 분리되지 않도록 임시적으로 철선(w) 등을 이용하여 보수용 패치를 고정시킨다. 보수용 패치의 고정이 완료되면 물을 뿌려서 충진재를 경화시킨다. 상기한 방법을 통해 하수관의 보수가 매우 짧은 시간내에 간단하게 이루어질 수 있는 바, 차량 통제 등의 민원을 최소화할 수 있다.

100, 110, 120 ... 보수용 패치
10,11,12 ... 제2시트 20,21,22 ... 제1시트
30,31,32 ... 충진재 40,41,42 ... 인장강화시트
50,51,52 ... 연결체 60,61,62 ... 점착테이프
D ... 하수관, P ... 배수로, T ... 트렌치

Claims (12)

1. 물이 통과되지 못하도록 방수처리된 제1시트;
   물이 통과할 수 있으며 상기 제1시트로부터 상하방향을 따라 이격되게 배치되는 제2시트;
   상기 제1시트와 제2시트 사이에 충진되는 수경성 충진재;
   상기 제1시트와 제2시트를 상호 연결하는 연결체; 및
   상기 충진재 내에 매립되게 배치되어 상기 충진재가 경화시 상기 충진재의 인장력을 강화하는 인장강화시트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1시트는 직물 소재이며,
   상기 직물 소재의 표면 또는 이면 중 적어도 어느 하나에 방수 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2시트는 부직포인 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수경성 충진재는 시멘트 또는 시멘트와 모래가 혼합된 몰탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 인장강화시트는 그물망 형태의 시트인 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 인장강화시트는 와이어 메쉬로서 휘어질 수 있는 연성 소재인 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 인장강화시트는 상기 제1시트와 제2시트 중 인장력이 상대적으로 크게 작용하는 쪽에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 인장강화시트는 상하방향으로 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 인장강화시트는 상기 제1시트와 제2시트에 각각 인접하게 배치되어 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1시트와 제2시트 양단부에 점착되어 상기 충진물이 배출되는 것을 방지하는 점착테이프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보수용 패치.
11. 수로를 만들기 위하여 오목하게 형성된 트렌치에 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나에 기재된 상기 보수용 패치를 일부 겹쳐서 연속적으로 설치하되, 상기 보수용 패치들이 일부 겹쳐진 부분을 상호 결합시키며,
    상기 보수용 패치에 물을 살포하여 상기 충진재가 수화반응을 통해 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 배수로 설치방법.
12. 일부분이 파손된 하수도관을 보수하기 위한 방법으로서,
    청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나에 기재된 상기 보수용 배치로 상기 하수도관을 감싸서 고정함으로써 상기 하수도관의 파손된 부분을 차단하고,
    상기 보수용 패치에 물을 살포하여 상기 충진재가 수화반응을 통해 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 하수관 보수방법.
    
    

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