KR102546745B1

KR102546745B1 - 가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법

Info

Publication number: KR102546745B1
Application number: KR1020220183736A
Authority: KR
Inventors: 김정민
Original assignee: 주식회사 힘센기술
Priority date: 2022-12-23
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-06-22

Abstract

본 발명은 가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법에 관한 것으로, 맨홀 안에서 조립하는 작업이 필요없고 지상에서부터 맨홀을 경유한 후 지중 관로 안에 삽입 설치 및 반대로의 회수가 가능한 크기를 통해 다양한 관경과 다양한 크기의 부분 보수에 공용하여 사용할 수 있는 가변형을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기는, 프레임과; 상기 프레임의 둘레부에 설치되며 유연성과 신축성이 있는 팽창 튜브(50)와; 상기 팽창 튜브의 둘레부에 설치되며 상기 프레임에 주입되는 압축공기를 통해 상기 팽창 튜브와 함께 팽창되어 지중 관로의 내벽에 밀착된 후 경화수지의 경화를 통해 경화되어 라이닝되는 보수 시트로서 유리섬유 프리프레그(51)와; 상기 프레임에 설치되며 상기 유리섬유 프리프레그의 광경화 수지를 경화시키는 제1,2 UV 램프(30,40)를 포함하며, 상기 프레임은 제1,2단위 프레임(10,20) 및 상기 제1,2단위 프레임(10,20)들 사이에 개재되며 상기 제1,2단위 프레임들을 직선 또는 일정 각도로 배열되도록 하는 틸팅수단(60)을 포함하는 관절형 프레임이며, 상기 제1,2단위 프레임들은 지중 관로를 따라 직선으로 배열되고 맨홀과 지중 관로 사이의 이동 경로의 각도에 맞춰 틸팅된다.

Description

가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법{A variable optical repair machine and Method for partial repair of underground pipe using this same}

본 발명은 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관 등 지중 관로에 국부 손상이 발생한 경우 개착없이 손상부만을 라이닝하여 보수 보강하고, 다양한 관경과 다양한 크기의 부분 보수에 공용할 수 있는 가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

일반적으로, 관로는 식수(상수도관), 하수(하수도관), 우수(빗물), 오수 등을 이동시키기 위한 관으로서, 지하에 매설되어 장착하는 구조물이다.

이러한 관로는 장시간 매설되어 노후되거나 지반 침하나 지반 거동 등에 의해 균열 등이 발생되며, 균열부를 통해 유체의 누출과 지하수의 침투 등이 발생하기 때문에 관로의 보수와 교체가 필요하며, 관로의 교체는 많은 비용과 시간이 소모되기 때문에 굴착에 의해 관로의 교체를 대신하여 관로를 보수하는 방법이 주로 개발되어 사용되고 있다.

종래의 관로 보수 방법으로 비굴착 관로 보수 방법이 있다.

이러한 비굴착 관로 보수 방법은 보수하고자 하는 관로 내부에 보수 튜브(경화 수지)를 삽입한 후, 보수 튜브를 관로의 내벽에 붙도록 팽창시키고 보수 튜브 안에 상기 경화 수지를 경화시키기 위한 매체(UV 또는 열)를 불어 넣어 보수 튜브를 관로 내벽에 경화시키는 것이다.

이와 같은 비굴착 관로 보수 방법은 관로의 손상 정도에 따라 부분 보수와 전체 보수로 구분되며, 부분 보수는 관로의 일부분을 보수 튜브로 라이닝 하는 것이고 전체 보수는 관로의 전체를 보수 튜브로 라이닝 하는 것이다.

본 발명은 부분 보수에 관한 것으로, 본 발명의 배경기술을 확인할 수 있는 특허문헌은 다음과 같다.

등록특허 제10-2350524호는 UV를 통해 수지를 경화시키는 UV 램프와; 상기 UV 램프의 길이방향 양쪽에 연결되어 상기 UV 램프를 지지하는 제1,2램프 홀더와; 지중 관로의 내벽을 따라 이동하며 상기 제1,2램프 홀더가 볼트 등을 통해 고정되는 제1,2헤더와; 지중 관로의 내주면과 대향되는 둘레부를 향해 압축공기와 UV가 통과할 수 있도록 개방부를 갖는 구조이며 길이방향의 양쪽에 형성된 허브에 상기 제1,2 램프 홀더가 각각 고정되는 프레임과; 상기 프레임의 둘레부를 감싸면서 길이방향의 양쪽이 상기 제1,2헤더의 둘레부에 밴드를 통해 고정되어 상기 UV 램프의 둘레부를 외부와 밀폐된 방수 분위기로 조성하며 팽창과 수축이 가능한 방수 튜브와; UV 경화 수지가 함침되어 있으며 상기 방수 튜브의 둘레부에 감기고 상기 방수튜브의 팽창을 통해 지중 관로의 내면에 관형으로 라이닝되어 지중 관로의 부분 보수구역을 부분 보수하는 프리프레그 시트와; 상기 제1헤더에 조립되며 상기 UV 램프에 전원을 인가하는 전원 커넥터 및 상기 방수 튜브 안에 압축공기를 공급하기 위한 에어 커넥터로 이루어지는 복합 커넥터를 포함하고, 상기 제1,2램프 홀더는 상기 램프가 결합되는 램프 고정부, 상기 제1,2헤더에 각각 고정되는 헤더 고정부를 포함하며, 상기 제1,2헤더는 상기 방수 튜브의 양쪽 개방부가 각각 결합되도록 대략 원통으로 형성되며 상기 제1,2램프 홀더의 헤더 고정부가 각각 고정되는 헤더 몸체, 상기 헤더 몸체에 각각 방사형으로 형성되어 지중 관로의 내벽에 지지되는 다리를 포함하는 광경화 패커로서, 상기 프레임과 제1,2헤더가 관절운동이 가능하도록 구성되어 있으나, 이 관절운동은 프레임이 유연성을 가지면서 지중 관로를 따라 이동하기 위한 관절운동일 뿐이며, 다양한 관경의 지중 관로의 부분 보수에 공용하여 사용하는 가변형의 기술을 포함하지 않는다.

가변형의 필요성을 정리하면 다음과 같다.

지중 관로는 다양한 관경으로 이루어지고 부분 보수 부분도 다양한 크기로 이루어지며, 부분 보수 부분의 크기가 동일하더라도 관경이 커지게 되면 프리프레그를 팽창시키는 방수 튜브의 길이방향 양쪽 끝을 고정하기 위하여 길이가 길어져야 하고, 다양한 길이의 방수 튜브를 사용하기 위해서는 다양한 길이의 보수기를 제작하여 운용하여야 하며, 이와 같이 다양한 크기의 보수기를 대체할 수 있는 것이 가변형 보수기이다. 즉, 관경이 커지더라도 단일 종류의 보수기에 관경을 맞추기 위한 길이의 방수 튜브를 사용할 수 있는 가변형 보수기가 필요한 실정이다.

그리고, 관경에 맞는 대형의 보수기를 사용하는 경우, 지상에서부터 맨홀을 거쳐 지중 관로의 경로를 따라 설치하는 것이 불가능하여 맨홀 안에서 보수기를 조립하는 불편함이 있다.

또한, 부분 보수 부분의 크기가 매우 커 1대의 보수기를 이용하는 경우 보수 보강 작업 시간이 매우 길어진다.

등록특허 제10-2350524호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 맨홀 안에서 조립하는 작업이 필요없고 지상에서부터 맨홀을 경유한 후 지중 관로 안에 삽입 설치 및 반대로의 회수가 가능한 크기를 통해 다양한 관경과 다양한 크기의 부분 보수에 공용하여 사용할 수 있는 가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기는, 프레임과; 상기 프레임의 둘레부에 설치되며 유연성과 신축성이 있는 팽창 튜브와; 상기 팽창 튜브의 둘레부에 설치되며 상기 프레임에 주입되는 압축공기를 통해 상기 팽창 튜브와 함께 팽창되어 지중 관로의 내벽에 밀착된 후 경화수지의 경화를 통해 경화되어 라이닝되는 보수 시트를 포함하며, 상기 프레임은 2개 이상의 단위 프레임 및 상기 단위 프레임들 사이에 개재되며 상기 단위 프레임들을 직선 또는 일정 각도로 배열되도록 하는 틸팅수단을 포함하는 관절형 프레임이며, 상기 단위 프레임들은 지중 관로를 따라 직선으로 배열되고 맨홀과 지중 관로 사이의 이동 경로의 각도에 맞춰 틸팅되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기 및 이를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법에 의하면, 지중 관로에 국부적인 손상이 있는 경우 지중 관로 전체를 대상으로 하지 않고 손상부만 보수하여 전체 보수에 비해 적은 비용으로 보수가 가능하며, 중형관이나 대형관에 맞춰 팽창 튜브의 길이를 길게 하더라도 보수와 보강이 가능하고, 즉, 관경에 맞는 다양한 크기의 보수기를 사용하는 것이 아니라 지중 관로의 관경과 부분 보수의 크기에 맞춰 2개 이상의 단위 프레임들을 자유롭게 연결하여 공용하므로 보수 보강 작업이 매우 용이하고 보수기의 구입과 관리 비용을 절감하는 효과가 있다.

그리고, 단위 프레임이 지상에서부터 맨홀을 경유한 후 지중 관로에 삽입될 수 있는 크기로 구성되어 맨홀 안에서 조립하는 불필요한 작업없이 신속하게 시공할 수 있으므로 공기를 단축하는 효과가 있다.

또한, 다수개의 단위 프레임을 연결하여 부분 보수의 크기에 맞는 보수기를 제작할 수 있고, 단위 프레임들의 연결 시 제약이 없기 때문에 다양한 현장 여건에 맞는 맞춤형 보수 보강이 가능한 효과가 있다.

또한, 단위 프레임의 수량에 맞춰 UV 램프에 의한 전체 조사면적을 넓게 할 수 있으므로 경화시간을 단축하여 공사비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기의 구성을 보이기 위한 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기의 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기의 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기에 적용된 틸팅수단의 도면.
도 5는 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기의 제1,2단위 프레임이 틸팅수단을 통해 꺾인 상태의 도면.
도 6은 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기에 팽창 튜브와 프리프레그를 설치하고 압축하기 이전 상태의 도면.
도 7은 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기에 설치된 팽창 튜브와 프리프레그가 팽창된 상태의 도면.
도 8 내지 도 13은 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법의 공정도.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기(100)는, 2개 이상의 단위 프레임(2개를 예로 들어 도시하고 설명하며, 제1,2단위 프레임(10,20)으로 기재함)과 틸팅수단(60)을 포함하여 관절 운동하는 관절형의 프레임, 제1,2단위 프레임(10,20)에 각각 설치되며 전력을 공급받아 UV를 출력하는 제1,2UV 램프(이하 '제1,2램프로 약칭함)(30,40), 제1,2단위 프레임(10,20)의 둘레부에 설치되며 유연성과 신축성이 있는 팽창 튜브(50), 팽창 튜브(50)의 둘레부에 설치되며 지중 관로의 내벽에 밀착되고 경화를 통해 지중 관로의 형태를 유지하면서 설치되어 상기 지중 관로의 보수부분을 부분 보수하는 보수 시트로 예를 들어 유리섬유 프리프레그(이하 '프리프레그"라 약칭함)를 포함한다.

상기 프레임의 제1,2단위 프레임(10,20)은 각각 제1,2프레임 몸체(11,21), 제1,2프레임 몸체(11,21)의 일측(서로 반대쪽)에 형성되는 신축형의 제1,2연결봉(12,22), 제1,2연결봉(12,22)의 둘레부에 방사형으로 형성되며 지중 관로의 내벽에 지지되는 제1,2바퀴(14,24)를 갖는 제1,2다리(13,23)를 포함한다.

제1,2프레임 몸체(11,21)는 제1,2램프(30,40)의 설치를 위한 공간과 지지할 수 있는 구조, 팽창 튜브(50)를 지지하는 구조, 압축공기를 둘레부의 팽창 튜브(50)에 전달하는 구조를 포함하는 것으로, 봉과 판 등 다양한 자재의 조합으로 구성되고, 프리프레그를 지지할 수 있도록 프리프레그의 길이보다 긴 길이로 이루어진다.

제1,2연결봉(12,22)은 팽창 튜브(50)의 양쪽 끝을 고정하고 압축공기를 팽창 튜브(50)로 주입하기 위한 것, 바퀴(14,24)의 설치를 위한 것 등 다양한 목적을 달성하기 위한 것이며, 압축공기를 공급받아 전달하고 제1,2램프(30,40)에 전력을 공급하기 위한 전력선이나 카메라(70)의 신호선 등을 안정적으로 배선하기 위하여 내부가 중공인 관형으로 이루어진다.

도면 기준으로 제2단위 프레임(20)의 제2연결봉(22)에는 압축공기 주입호스가 연결되어 압축공기를 제1,2단위 프레임(10,20)의 내부에 공급하기 위한 복합커넥터(25)가 포함된다.

복합 커넥터(25)는 제1,2램프(30,40)에 전원을 공급하기 위한 전원 커넥터 및 팽창 튜브(50) 안에 압축공기를 공급하기 위한 에어 커넥터가 있고, 예를 들어, 상기 전원 커넥터가 상기 에어 커넥터 안에 있는 2중 구조이다.

제1,2연결봉(12,22)은 다양한 관경과 길이의 제품이 사용되고, 또한 2개 이상의 관이 신축 가능하게 연결되어 길이가 조절되는 신축형도 가능하다.

제1,2단위 프레임(10,20)들 사이에는 전력선이나 신호선이 통과할 수 있고, 이 때, 이들 선은 유연성과 신축성이 있으면서 길이방향의 양쪽이 제1,2단위 프레임(10,20)에 각각 고정되는 주름관에 의해 보호될 수 있다.

제1,2단위 프레임(10,20)은 틸팅수단(60)을 통해 연결되며, 제1,2단위 프레임(10,20)가 결합된 프레임 전체의 길이는 제1,2단위 프레임(10,20)이 직선으로 배열된 상태에서 지상에서 맨홀을 경유하여 지중 관로에 설치되기 어려운 길이지만 제1,2단위 프레임(10,20)을 틸팅수단(60)을 통해 일정 각도(180도 이하)로 틸팅시켰을 때 지상에서 지중 관로 안에 삽입시킬 수 있는 길이이다.

따라서, 종래 어느 하나의 단위 프레임만 사용할 수 있었다면, 본 발명은 2개의 단위 프레임을 사용할 수 있는 것이고, 각각의 단위 프레임에 UV 램프를 설치함으로써 종래보다 UV 출력을 높일 수 있으며 조사 면적을 넓힐 수도 있다.

틸팅수단(60)은 제1단위 프레임(10)과 제2단위 프레임(20)을 관절 운동할 수 있도록 연결하는 것이며, 또한, 제1,2단위 프레임(10,20)이 직선 배열 상태를 유지하면서 지중 관로를 따라 이동한 후 부분 보수 위치에서 제1,2램프(30,40)를 통해 프리프레그의 광경화수지를 경화시키기 위하여 직선정렬수단이 함께 적용되고, 그 구체적인 구성은 다음과 같다.

도 4에서 보이는 것처럼, 제1단위 프레임(10)의 일측면에 형성되며 내부에 가이드공간이 구비된 가이드레일(61), 가이드레일(61)의 내부에 전후방향을 따라 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1조인트 블록(62), 제2단위 프레임(20)의 일측면에 고정되는 제2조인트 블록(63), 제1,2조인트 블록(61,62)을 틸팅하도록 체결되는 힌지핀(64), 제1,2조인트 블록(62,63)을 직선 상태로 고정하는 록커(65)를 포함하고, 1개 이상이 적용된다.

가이드레일(61) 및 록커(65)의 구성, 이들 구성과 제1,2조인트 블록(62,63)의 유기적 결합관계는 직선정렬수단이다.

가이드레일(61)은 제1조인트 블록(62)이 전후진할 수 있는 구조로 예컨대 관형이고, 제1조인트 블록(62)이 이탈되지 않도록 스토퍼가 포함된다.

제1,2조인트 블록(62,63)은 원형이나 각형의 몸체, 상기 몸체의 마주하는 면에 돌출 형성되며 힌지핀(64)이 체결도는 보스를 포함하고, 제1조인트 블록(62)은 몸체가 가이드레일(61) 안에 직선 왕복 이동 가능하게 삽입되며 제2조인트 블록(63)은 몸체가 제2단위 프레임(20)에 볼팅 등으로 고정된다.

록커(65)는 바람직하게 볼플런저(볼이 스프링을 통해 제2조인트 블록(63)의 외주면보다 돌출되도록 탄력 지지되는 구성)이고, 가이드레일(61)의 안쪽면에는 상기 볼플런저의 볼이 삽입되어 록킹되는 홈이 포함된다. 상기 볼플런저는 외주면에 나사선이 형성된 몸체를 포함하여 제2조인트 블록(63)에 형성되는 홈에 나사 체결로 설치될 수 있다.

제1,2조인트 블록(62,63)의 틸팅은 도 4의 좌측에서 보이는 것처럼, 제1조인트 블록(62)을 가이드레일(61)의 바깥쪽 끝으로 이동시켜 제1,2조인트 블록(62,63)의 힌지보스들이 움직일 수 있는 위치에서 이루어지며, 어느 하나의 단위 프레임(10,20)을 틸팅하면 힌지핀(64)의 안내를 받아 관절 운동한다.

틸팅수단(60)의 직선 정렬은 도 4의 우측에서 보이는 것처럼, 어느 하나의 단위 프레임(10,20)을 서로 가까워지는 방향으로 이동시켜 가이드레일(61) 안에 제1,2조인트 블록(62,63)의 힌지보스들을 가이드레일(61) 안에 삽입한 후 록커(65)를 통해 삽입 상태를 유지하는 것이다. 이렇게 되면, 제1,2조인트 블록(62,63)이 관절 운동을 하지 못하여 제1,2단위 프레임(10,20)은 직선 배열을 유지한다.

도 5는 제1,2단위 프레임(10,20)이 관절 운동으로 꺾인 상태를 보인 예시도이다.

제1,2램프(30,40)는 제1,2단위 프레임(10,20)에 각각 설치되며 전력선을 통해 지상으로부터 전력을 공급받아 UV를 출력한다.

팽창 튜브(50)는 제1,2단위 프레임(10,20)의 둘레부를 감싸면서 외부와 차단되도록 밀폐 설치되며 압축 공기를 통해 팽창하여 그 둘레부에 결합되는 프리프레그를 확장시키고 제1,2램프(30,40)의 UV가 투과하여 프리프레그의 광경화수지를 광형화시킬 수 있는 재질로 이루어지며, 또한, 지중 관로 안의 물에 의해 제1,2램프(30,40)가 손상되지 않도록 제1,2램프(30,40) 주변을 방수 분위기로 조성하는 재질(예를 들어, 실리콘)이다.

팽창 튜브(50)는 예를 들어 제1,2단위 프레임(10,20)의 일측에서 끼워져 타측으로 가면서 제1,2단위 프레임(10,20)의 둘레부를 감싸는 관형이면서 이 때 길이방향의 양쪽 단부가 제1,2단위 프레임(10,20)의 제1,2연결봉(13,23)의 둘레부를 감싸면서 밴드나 클램프 등을 통해 고정된다.

팽창 튜브(50)는 지중 관로의 다양한 관경에 맞춰 다양한 크기의 제품으로 준비되어 사용된다.

프리프레그는 섬유(탄소섬유, 유리섬유 등)에 UV 경화 수지가 함침된 것이며, 시트형으로 팽창 튜브(50)의 둘레부에 감겨 사용되거나 관형(튜브형)으로 팽창 튜브(50)의 둘레부에 끼워져 사용되며, 지중 관로의 내벽에 라이닝되는 것을 감안하여 전자의 경우에는 여유 있는 길이로 감겨 서로 중첩되는 부분을 확보하여야 하고 후자의 경우에는 프레임의 외경보다 크면서 지중 관로의 내경과 유사한 직경으로 이루어지고 이때 일부분을 접어 여유분을 확보하도록 사용된다.

팽창 튜브(50)와 상기 프리프레그는 제1,2단위 프레임(10,20)이 직선 배열 상태에서 틸팅한 후 직선 배열로 복귀하는 과정 등에서 손상되지 않고 설치 상태를 유지할 수 있는 재질(유연성과 신축성)과 구조를 포함한다. 특히, 팽창 튜브(50)는 압축 공기의 주입으로 팽창하는 한편 압축 공기가 배출되면 원상태로 복원되는 복원력을 포함한다.

도 6은 제1,2단위 프레임(10,20)의 둘레부에 팽창 튜브(50)와 프리프레그(51)가 설치된 상태의 도면이며, 제1,2단위 프레임(10,20)에 팽창 튜브(50)를 설치하고 이 팽창 튜브(50)의 둘레부에 프리프레그(51)를 설치한다.

도 7은 제2단위 프레임(20)쪽에 설치된 복합 커넥터를 통해 팽창 튜브(50) 안에 압축공기를 주입하여 팽창 튜브(50)를 팽창시키고 그로 인하여 프리프레그(51)가 팽창된 상태의 도면이다.

본 발명은 카메라(70)가 제1단위 프레임(10)의 앞쪽에 설치되며 신호선을 통해 지상의 모니터(CCTV)와 연결 또는 무선으로 모니터와 연결되어 지중 관로를 촬영한 후 그 영상을 모니터에 전송한다.

또한, 제1,2단위 프레임(10,20) 중 어느 하나에는 팽창 튜브(50) 안쪽의 압력을 측정하여 압력값을 지상의 모니터를 통해 알려주는 압력계(80)가 포함된다.

본 발명에 의한 가변형 광경화 보수기를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법은 다음과 같다.

1. 가변형 광경화 보수기 준비(도 8 참고).

가변형 광경화 보수기(100)를 보수 현장 주변에 거치하고, 이 때, 가변형 광경화 보수기(100)는 팽창 튜브(50)와 프리프레그(51)까지 설치된 상태이며, 이 때, 프리프레그(50)의 수지가 태양광에 의해 경화되는 것을 막기 위하여 그늘막을 설치하고 보호시트(UV차단필름)를 덧씌울 수 있다.

또한, 카메라 등을 이용하여 지중 관로(1)를 확인하여 부분 보수 위치(2)를 사전에 확인할 수도 있다. 즉, 부분 보수 위치의 확인은 반드시 필요한 것이지만, 사전에 별도의 카메라를 이용하여 부분 보수 위치를 확인하는 것으로 한정되지 않고 본 발명의 가변형 광경화 보수기(100)에 설치된 카메라(70)를 이용하여 가변형 광경화 보수기(100)를 지중 관로(1) 안에서 이동시키면서 부분 보수 위치를 확인하는 것도 가능하다.

이 때의 작업을 정리하면, 전원,에어 공급 케이블 연결, 가변형 광경화 보수기(100)에 복합커넥터(카메라,센서,전원)를 연결하고 압축공기 공급 호스를 체결, UV 케이블 릴 상태 점검, UV제어장치 모니터 점검, 가변형 광경화 보수기(100) 길이 셋팅, 가변형 광경화 보수기(100)의 틸팅수단 Tilt out(굴곡 가능 상태)로 셋팅, 가변형 광경화 보수기(100)에 팽창 튜브(50) 밀폐 결속, UV 차광 공간에서 프리그레그 개봉, 가변형 광경화 보수기(100)의 팽창 튜브(50) 외측에 프리프레그(51) 감아 설치, 프리프레그(51) 설치 후 외부를 UV차단필름(52)(도 9에 도시됨)으로 차단. 상기 틸팅수단 Tilt out(굴곡 가능 상태)은 맨홀(3) 내부에서 제1단위 프레임(10)을 지중 관로(1)의 내부를 향해 꺾을 수 있도록 틸팅수단(60)의 직선정렬을 해제한 상태이다.

2. 가변형 광경화 보수기(100) 삽입 준비(도 9).

프리프레그가 설치되고 UV차단필름(52)으로 보호된 가변형 광경화 보수기(100)를 차광 공간 밖으로 이동시키고, 가변형 광경화 보수기(100)의 일측(제1단위 프레임(10)쪽)에 견인 로프(200) 연결하고 타측에 UV 케이블 릴(300)을 연결한다.

3. 가변형 광경화 보수기(100) 삽입(도 10).

가변형 광경화 보수기(100)를 크레인 또는 지상 작업자가 들어서 길이 방향으로 맨홀(3) 입구로 삽입한다. 지금까지는 제1,2단위 프레임(10,20)은 직선으로 배열된 상태이다.

가변형 광경화 보수기(100) 외측의 UV차단필름(52)은 맨홀(3) 내부 삽입 시 제거한다.

작업자가 제1단위 프레임(10)을 지중 관로(1)의 내부를 향해 예를 들어 90도의 각도로 꺾으면서 가변형 광경화 보수기(100)를 맨홀(3) 아래로 삽입하면서 제1단위 프레임(10)의 앞쪽을 지중 관로(1)의 내부에 삽입한다,

제1단위 프레임(10)의 후방까지 지중 관로(1) 안에 삽입한 후 제2단위 프레임(20)을 반대의 방향으로 90도 꺾어 제1단위 프레임(10)의 뒤쪽에 제1단위 프레임(10)과 일렬로 배열시킨다.

이로써, 가변형 광경화 보수기(100)가 지중 관로(1) 내부에 수평으로 삽입이 완료되면 가변형 광경화 보수기(100)의 틸팅수단(60)을 Tilt in 으로 전환하여 제1,2단위 프레임(10,20)이 꺾이지 않고 직선으로 고정되도록 한다.

상기 Tilt in은 예를 들어 제1단위 프레임(10)을 고정한 상태에서 제2단위 프레임(20)을 제1단위 프레임(10)쪽으로 밀어 제2단위 프레임(20)에 설치된 록커(75)를 제1단위 프레임(10)의 가이드레일(61)에 형성된 홈에 끼움 결합하는 것이다. 다만, 지중 관로(1)의 굴곡이 심하여 가변형 광경화 보수기(100)가 일직선으로 고정된 상태로 이동과 삽입이 어려운 경우 틸팅수단(60)을 Tilt in 하지 않고 자유롭게 꺾일 수 있는 상태로 이동할 수도 있다.

4. 가변형 광경화 보수기(100) 이동(도 11).

견인 로프(200)를 당기고 UV 케이블 릴(300)을 풀어주면서 가변형 광경화 보수기(100)를 이동시키고, 카메라(70)에 의해 촬영된 영상을 확인하면서 가변형 광경화 보수기(100)를 부분 보수 위치(2)에서 정지시킨다. 이 때, 모니터 화면을 통해 부분 보수 위치(2)를 확인하면 가변형 광경화 보수기(100)의 이동 속도를 낮춰 정확한 위치에서 가변형 광경화 보수기(100)를 정지시킨다. 예를 들어, 모니터 화면에서 부분 보수 위치(2)가 사라지는 시작점부터 가변형 광경화 보수기(100)의 견인 이동 거리가 가변형 광경화 보수기(100) 전체 길이의 절반이면 정확한 부분 보수 위치이다.

가변형 광경화 보수기(100) 전면부에 장착된 카메라(70)는 90˚ 화면각의 카메라를 사용하여 시험 모니터링을 통해 화면에서 벗어나는 거리를 측정하면 이동거리의 오차를 줄일 수 있다.

가변형 광경화 보수기(100)의 이동거리 측정은 견인 로프(200)의 견인거리와 UV케이블 릴(300)의 풀림 길이를 동시에 측정하면 지중 관로 내부에서 복합케 이블(310)이 늘어져 발생할 수 있는 거리 측정의 오류를 줄일 수 있다

5. 팽창 튜브와 프리프레그 팽창 및 경화(도 12).

가변형 광경화 보수기(100)에 압축공기를 공급하여 팽창 튜브(50)와 프리프레그(51)를 팽창시킨다.

압력계를 통해 팽창 튜브(50)의 내부 압력을 실시간으로 측정하며 적정 압력까지 팽창시킨다. 압축공기에 의해 팽창 튜브(50)가 팽창되면 그 둘레부에 있는 프리프레그(51)는 지중 관로(1)의 내주면에 압착되며 밀착된다.

팽창 튜브(50)가 적정 압력으로 팽창되면 제1,2램프(30,40)를 점등한다.

UV 제어장치를 통해 제1,2램프(30,40)의 출력을 확인하고, 모니터를 통해 지중 관로(1) 내부의 밝기 상태를 확인하면 UV 광경화 진행 상황을 시각적으로 확인 할 수 있다.

프리프레그(51)의 광경화가 완료되면 제1,2램프(30,40)를 소등하고 압축공기 공급라인의 배기밸브를 열어 팽창 튜브(50)의 팽창 압력을 해제한다.

이 때, 제1,2램프(30,40)를 소등하고 팽창 튜브(50)의 내부 압력을 유지하면서 팽창 튜브(50) 안에 에어컴프레서를 통해 냉각공기를 주입하여 프리프레그(51)와 제1,2램프(30,40) 등을 냉각할 수 있다. 팽창 튜브(50)의 냉각이 완료되면 에어컴프레서를 오프하고 내부 압력을 해제한다.

6. 가변형 광경화 보수기 탈형 및 회수(도 13).

팽창 튜브(50)는 내부의 압축공기가 배기되면 원상태로 줄어들어 현장 경화관(지중 관로(1)의 내주면에 라이닝되어 부분 보수 위치(2)를 덮은 프리프레그의 경화물)에서 분리되어 탈형된다.

이 때, 진공펌프를 이용하여 팽창 튜브(50) 내부의 압력을 신속하게 해제함으로써 팽창 튜브(50)를 신속하게 수축시켜 회수할 수 있다.

현장 경화관은 지중 관로(1)와 동일한 형상을 유지할 수밖에 없으므로 팽창 튜브(50)를 수축시킨다 하여도 프리프레그(51) 상태로 수축되지 않는다.

한편, 프리프레그(51)의 경화상태를 확인하는 다음과 같은 작업이 포함될 수 있다.

후진으로 이동하는 가변형 광경화 보수기(100)의 카메라(70)를 통해 상기 현장 경화관 상태를 1차로 모니터링한다. 만약, 상기 현장 경화관이 미경화되어 지중 관로(1)의 내주면에서 프리프레그(51)가 이탈되거나 처지는 것을 확인한 경우 가변형 광경화 보수기(100)를 다시 보수 위치로 삽입하여 재경화할 수 있다.

UV 광경화의 장점은 미경화 발생 시 즉시 재시공이 가능하다.

가변형 광경화 보수기(100)의 수거를 완료한 후 CCTV로봇으로 상기 현장 경화관의 경화 상태를 2차로 조사하고 기록할 수 있다. CCTV조사가 마무리되면 현장을 정리하고 공사를 마무리한다.

가변형 광경화 보수기(100)의 수거 시 지중 관로와 맨홀 사이의 직각 방향의 이동 경로를 통과하여야 하며, 가변형 광경화 보수기(100)의 설치 시와 반대로 지중 관로(1)에서 먼저 나오는 부분인 제2단위 프레임(20)을 맨홀(3) 안으로 회수하면서 제2단위 프레임(20)의 지상쪽을 맨홀의 입구쪽으로 꺾으면서 지상으로 회수하고, 최종 제1,2단위 프레임(10,20)을 직선형 배열하면서 맨홀(3)을 통과시킨 후 지상으로 회수한다.

10,20: 제1,2단위 프레임, 11,21 : 제1,2프레임 몸체
12,22 : 제1,2연결봉, 13,23 : 제1,2다리
14,24 : 제1,2바퀴,
30,40 : 제1,2 UV 램프, 50 : 팽창 튜브
51 : 프리프레그,
60 : 틸팅수단, 61 : 가이드레일
62 : 제1조인트 블록, 63 : 제2조인트 블록
64 : 힌지핀, 65 : 록커
70 : 카메라, 80 : 압력계

Claims

프레임과;
상기 프레임의 둘레부에 설치되며 유연성과 신축성이 있는 팽창 튜브와;
상기 팽창 튜브의 둘레부에 설치되며 상기 프레임에 주입되는 압축공기를 통해 상기 팽창 튜브와 함께 팽창되어 지중 관로의 내벽에 밀착된 후 경화수지의 경화를 통해 경화되어 라이닝되는 보수 시트를 포함하며,
상기 프레임은 2개 이상의 단위 프레임 및 상기 단위 프레임들 사이에 개재되며 상기 단위 프레임들을 직선 또는 일정 각도로 배열되도록 하는 틸팅수단을 포함하는 관절형 프레임이며, 상기 단위 프레임은 지상에서 맨홀을 경유한 후 지중 관로 안에 삽입될 수 있는 크기로 이루어져 지중 관로를 따라 직선으로 배열되고 맨홀과 지중 관로 사이의 이동 경로의 각도에 맞춰 틸팅되고,
상기 틸팅수단은 일측의 단위 프레임에 고정되는 제1조인트 블록, 타측의 단위 프레임에 고정되는 제2조인트 블록, 상기 제1,2조인트 블록에 축 결합되어 상기 제1,2조인트 블록의 각도 조절을 유도하는 힌지핀, 상기 제1,2조인트 블록을 직선 배열 상태로 고정하는 직선정렬수단을 포함하고,
상기 직선정렬수단은 일측의 단위 프레임에 형성되며 상기 제1조인트 블록이 전후진 슬라이딩 가능하게 연결되는 가이드레일, 상기 제2조인트 블록에 설치되며 상기 가이드레일 안에 상기 제1조인트 블록이 삽입될 때 상기 가이드레일에 고정되는 록커를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 광경화 보수기.
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청구항 1에 있어서, 상기 단위 프레임은 프레임 몸체 및 상기 프레임 몸체의 일측으로 서로 반대쪽에 형성되는 신축형의 연결봉을 포함하고, 상기 신축형의 연결봉은 2개 이상의 관이 신축 가능하게 연결되어 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 가변형 광경화 보수기.
청구항 1에 있어서, 상기 보수 시트는 광경화수지가 함침되며 상기 팽창 튜브의 둘레부에 원형으로 감기는 유리섬유 프리프레그이며, 상기 단위 프레임에 설치되어 광조사를 통해 상기 유리섬유 프리프레그의 광경화수지를 경화시키는 1개 이상의 UV 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 광경화 보수기.
청구항 1에 있어서, 상기 프레임에 설치되어 상기 프레임의 진행 방향의 앞쪽을 촬영하는 카메라, 상기 팽창 튜브의 내부 압력을 측정하는 압력계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 광경화 보수기.
지중 관로의 보수 현장에서 청구항 1에 의한 가변형 광경화 보수기를 거치하고 상기 가변형 광경화 보수기의 보수 시트를 차광하여 보호하며, 상기 가변형 광경화 보수기의 단위 프레임들을 꺾일 수 있는 상태로 셋팅하는 제1단계와;
상기 가변형 광경화 보수기의 단위 프레임들이 상하 종방향을 따라 배열되도록 하여 맨홀 안에 삽입하고, 앞쪽의 단위 프레임을 지중 관로를 향해 틸팅시킨 상태에서 앞쪽의 단위 프레임을 지중 관로에 삽입하고, 그 후 뒤쪽의 단위 프레임을 틸팅시켜 앞쪽의 단위 프레임과 일렬로 배열시키는 제2단계와;
상기 제2단계를 통해 단위 프레임들이 일렬로 배열된 상기 가변형 광경화 보수기를 상기 지중 관로 안에서 이동시켜 부분 보수 위치에서 정지시키는 제3단계와;
상기 가변형 광경화 보수기에 압축공기를 공급하여 팽창 튜브와 보수 시트를 팽창시키고, 상기 보수 시트를 경화시켜 상기 지중 관로의 내주면에 현장 경화관으로 라이닝하는 제4단계와;
상기 제4단계를 통해 상기 보수 시트를 라이닝한 후 상기 팽창 튜브 안에서 압축공기를 배출하여 상기 팽창 튜브를 상기 현장 경화관에서 분리하고 상기 가변형 광경화 보수기를 상기 지중 관로에서 지상으로 회수하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 광경화 보수기를 이용한 비굴착 관로 부분 보수와 보강 공법.