KR101658738B1

KR101658738B1 - 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법

Info

Publication number: KR101658738B1
Application number: KR1020150147045A
Authority: KR
Inventors: 이영열
Original assignee: 이영열
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-09-30

Abstract

본 발명은 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법에 관한 것으로, 세척준비단계가 완료되면 지하구조물의 길이방향으로 다수개의 천공홀(11)을 천공하여 앵커(114)를 압입하여 고정시키는 앵커고정단계와, 상기 앵커고정단계가 완료되면 지지프레임의 연결압입봉(115)을 앵커(114)에 압입하여 길이방향으로 설치하되 지하구조물(1)과 지지프레임(110) 사이에 일정간격을 유지하도록 하는 지지프레임설치단계와, 상기 지지프레임설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향을 설치한 다수개의 지지프레임(110) 사이마다 마감플레이트(120)를 길이방향으로 슬라이딩시키면 각각의 마감플레이트(120)를 결합하도록 하는 마감플레이트설치단계, 및 상기 마감플레이트설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향으로 설치한 보강장치(100)의 양단을 차단하고 내부에 충진물질을 주입하여 경화시키는 완료단계를 포함하여 구성하되, 지지프레임(110)의 결합홈(112)과 마감플레이트(120)의 결합편(121)에는 상호 대응하는 결합돌기(113,122)를 길이방향으로 각각 형성하여 오차를 수용하면서 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 하는 것으로, 관로 등 지하구조물의 노후화, 크랙발생, 파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등 손상된 부분을 신속하게 보수보강할 수 있을 뿐만 아니라 비굴착으로 노후화된 관로 등을 견고하고 안전하며 효율적으로 보수 및 보강할 수 있도록 하는 것이다.

Description

지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법{reinforcing method for lining repair of underground structures}

본 발명은 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법에 관한 것으로, 상세하게는 관로 등 지하구조물의 크랙, 부분파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등 손상된 다양한 부위를 신속하게 보수 보강할 수 있을 뿐만 아니라 비굴착으로 노후화된 관로 등을 견고하고 안전하며 효율적으로 보수 및 보강할 수 있도록 하는 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법에 관한 것이다.

일반적으로 비굴착 보수공법은 지하에 매설되어 있는 관로 등의 지하구조물이 노후화되거나 부분적으로 파손되거나 이음부가 벌어지거나 단차가 생기는 등으로 누수를 야기할 수 있는 다양한 문제 발생시 이상부위를 보수하기 위한 공법을 일컫는다.

이와 같은 보수공법으로는 이상부위 구간에 전체적으로 합성수지 관을 끼워 넣어서 보수하는 전체보수공법, 접착수지액과 유리섬유를 이용하여 이상부위만을 대상으로 유리섬유에 접착수지액을 도포하여 함침시킨 후 경화시켜 보수하는 라이닝 공법, 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 스틸의 비굴착 보수부재를 관로내에 밀착하여 설치하는 보강링공법 등이 있다.

상기 공법들 가운데서 라이닝 공법은 다른 공법들에 비해 누수를 야기하던 관로의 파손 및 균열 부위를 비교적 깨끗하게 메울 수 있고, 시공후 관로 내부가 매끄러워 하수의 흐름에 지장을 최소화하는 장점이 있어 그동안 널리 사용되어 왔다.

그러나 이러한 라이닝 공법의 경우에는 관로 내벽에 피복되는 라이닝재가 액상 또는 연질이고 경화되기 전까지는 떨어져나가지 않도록 스스로가 강성을 확보해야 하기 때문에 구조적으로 매우 취약하여 이로 인한 다양한 문제점들이 야기되어 왔고, 이는 라이닝재를 관로 내벽에 피복하는 과정이 상당히 까다롭고 복잡하였으며, 이로 인해 고가의 장비들이 사용되고 시공시간은 많이 소요되고, 라이닝재를 피복하더라도 여전히 구조적 강성이 취약하여 라이닝재에 종종 균열이 발생하곤 할 뿐만 아니라 라이닝재가 경화된 이후에도 피복된 라이닝재가 관로 내벽으로부터 쉽게 떨어져나갈 수 있는 위험에 항상 노출되어 있었다.

따라서 라이닝 공법에 따른 문제점들을 해소하기 위해 최근에는 접착수지액과 유리섬유 외에 이 보수재료의 내측에 원통형으로 감기도록 구성된 스테인리스 강판을 보강지지관으로 이용하여 이상부위를 대상으로 경화시켜 보수하는 개량형 라이닝 보수공법이 사용되고 있다.

개량형 라이닝 부분보수공법의 경우 기존의 라이닝 공법과 비교하여 라이닝재를 얇게 피복할 수 있고, 작업공정이 비교적 간단하며, 구조적 강성을 확보할 수 있는 등의 장점을 갖게 되어 라이닝 공법이 야기하던 문제들을 상당 부분 해소할 수 있었다.

그러나 상기 개량형 라이닝 부분보수공법에 사용되는 스테인리스 강판은 자체 지지력이 없는 라이닝재의 도움을 전혀 받지 못하고 모든 하중을 자체적으로 지지해야 하였기 때문에 높은 강도의 것으로 구비되어야만 하였다.

특히 차집관로와 같이 중, 대형 관로의 보수시에는 더 높은 강도를 갖는 스테인리스 강판을 구비해야만 하였다.

따라서 높은 강도를 갖는 스테인리스 강판으로 인해 관로의 부분 굴곡진 구간이나 단차진 연결구간 및 내벽의 형태가 불규칙한 구간에서는 거의 작업을 할 수 없거나, 양호한 품질의 작업성과를 기대할 수 없는 또 다른 문제점이 야기되었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 국내특허등록 제10-1031904호도 있으나 이는 길이방향으로 연속하여 설치하기 까다롭고 설치시간 오래 걸려 코스트가 상승할 뿐만 아니라 내경의 조절이 불가능하여 훼손에 따른 구조물의 큰 변경에 대응하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 주 목적은 관로 등 지하구조물의 노후화, 크랙발생, 파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등 손상된 부분을 신속하게 보수보강할 수 있을 뿐만 아니라 비굴착으로 노후화된 관로 등을 견고하고 안전하며 효율적으로 보수 및 보강할 수 있도록 하는 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 지하구조물의 길이방향으로 걸림턱이 발생하지 않도록 하여 흐름에 따른 걸림현상을 방지하고 내부를 육안으로 식별할 수 있도록 하므로 콘크리트를 골고루 정확하게 주입하여 경화시킬 수 있도록 하는 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법은 세척준비단계가 완료되면 지하구조물의 길이방향으로 다수개의 천공홀을 천공하여 앵커를 압입하여 고정시키는 앵커고정단계와, 상기 앵커고정단계가 완료되면 지지프레임의 연결압입봉을 앵커에 압입하여 길이방향으로 설치하되 지하구조물과 지지프레임 사이에 일정간격을 유지하도록 하는 지지프레임설치단계와, 상기 지지프레임설치단계가 완료되면 지하구조물의 길이방향을 설치한 다수개의 지지프레임 사이마다 마감플레이트를 길이방향으로 슬라이딩시키면 각각의 마감플레이트를 결합하도록 하는 마감플레이트설치단계, 및 상기 마감플레이트설치단계가 완료되면 지하구조물의 길이방향으로 설치한 보강장치의 양단을 차단하고 내부에 충진물질을 주입하여 경화시키는 완료단계를 포함하여 구성함을 그 기술적 구성상의 기본특징으로 한다.

따라서 본 발명의 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법은 천공홀에 앵커를 압입한 다음 지지프레임을 길이방향으로 설치하되 연결압압봉을 앵커의 삽입홈에 압입하여 지지프레임의 배면과 지하구조물의 표면과 일정한 간격을 유지하도록 하고, 지지프레임과 지지프레임의 사이에 마감플레이트를 설치하여 지하구조물의 표면을 차단하도록 하되 마감플레이트의 결합편을 지지프레임의 결합홈에 삽입하여 결합하되 마감플레이트의 결합편과 지지프레임의 결합홈에 길이방향으로 각각 형성시킨 결합돌기에 의해 견고하게 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 결합돌기의 이용하여 지지프레임과 지지프레임 사이의 간격에 오차가 발생하더라도 이를 수용하면서 견고하게 결합할 수 있도록 것으로, 지하구조물의 노후화, 크랙발생, 파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등 손상된 부분을 신속하게 보수보강할 수 있을 뿐만 아니라 비굴착으로 노후화된 관로 등을 견고하고 안전하며 효율적으로 보수 및 보강할 수 있도록 하고 걸림턱을 제거하여 걸림현상을 방지하며 내부를 육안으로 식별하여 콘크리트나 시멘트몰탈 또는 라이닝재를 정확하게 주입하여 경화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 보강장치의 결합 상태를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 보강장치의 분해 상태를 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 보강장치의 설치 상태를 나타낸 단면도.
도 4 는 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 보강장치의 분해 상태를 상세하게 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 보강장치의 지지프레임 결합을 설명하기 위해 나타낸 단면도.
도 6 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 지하구조물 천공상태를 나타낸 단면도.
도 7 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 앵커 압입 전 상태를 나타낸 단면도.
도 8 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 지지프레임 결합 전 상태를 나타낸 단면도.
도 9 는 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 지지프레임 결합 후 상태를 나타낸 단면도.
도 10 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 지지프레임에 마감플레이트 결합한 상태를 나타낸 단면도.
도 11 은 본 발명에 따른 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강방법을 설명하기 위해 나타낸 충진물질 주입 후 상태를 나타낸 단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 11 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 지하구조물(1)의 라이닝 보수를 위한 보강공법은 지하구조물(1)의 훼손부분을 정리하면서 표면을 이물을 청소하는 세척준비단계와, 상기 세척준비단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향으로 다수개의 천공홀(11)을 일정하게 천공하고 천공한 천공홀(11)에 앵커(114)를 압입하여 고정시키는 앵커고정단계와, 상기 앵커고정단계가 완료되면 천공홀(11)을 따라 길이 방향으로 다수개의 지지프레임(110)을 순차적으로 설치하되 지지프레임(110)의 연결압입봉(115)을 앵커(114)에 압입하여 지하구조물(1)과 지지프레임(110) 사이에 일정간격을 유지하도록 결합하는 지지프레임설치단계와, 상기 지지프레임설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향을 설치한 다수개의 지지프레임(110) 사이에 마감플레이트(120)를 결합하되 지지프레임(110)의 결합홈(112)에 마감플레이트(120)를 결합편(121)을 일치시켜 후방으로 슬라이딩하면서 각각의 마감플레이트(120)를 결합하도록 하는 마감플레이트설치단계, 및 상기 마감플레이트설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향으로 설치한 보강장치(100)의 양단을 차단하고 내부에 충진물질을 주입하되 육안으로 주입상태를 확인하여 완전하게 충진시킨 다음 충진물질을 경화시키는 완성단계로 구성한다.

상기 세척준비단계는 지하구조물(1)의 크랙, 부분파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등이 인지되면 훼손 부분들의 돌출물 등을 깨끗하게 제거하여 정리한 다음 내주연을 세척하여 이물질을 제거하도록 함이 바람직하다.

상기 앵커고정단계는 지하구조물(1)의 길이방향으로 다수개의 천공홀(11)을 일정간격으로 천공하되 천공한 각각 천공홀(11)에 앵커(114)를 압입하여 고정시키되 앵커(114)의 외주연에 형성한 걸림돌기(114a)가 천공홀(11)의 내주연에 압입되어 고정되는 것이다.

상기 지지프레임설치단계는 지지프레임(110)의 연결압입봉(115)을 앵커(114)의 삽입홈(114b)에 압입하여 지지프레임(110)을 결합하되, 지하구조물(1)과 지지프레임(110) 사이에 일정간격을 유지하도록 한다.

이때 지지프레임(110)의 연결압입봉(115)을 앵커(114)의 삽입홈(114b)에 압입하면, 연결압입봉(115)의 외주연에 형성한 걸림돌기(115a)가 삽입홈(114b)에 압입되면서 앵커(114)을 팽창시킴과 동시에 걸림돌기(115a)가 걸림홈(114c)에 걸려 천공홀(11)에 지지프레임(110)을 견고하게 길이방향으로 결합시키도록 한다.

상기 마감플레이트설치단계는 지지프레임(110)의 결합홈(112)에 마감플레이트(120)를 결합편(121)을 일치시켜 후방으로 슬라이딩하면서 각각의 지지프레임(110) 사이마다 마감플레이트(120)를 결합하되 지지프레임(110)의 결합홈(112)과마감플레이트(120)의 결합편(121)에 결합돌기(113,122)가 맞물리도록 하므로 견고하게 결합상태를 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 지지프레임(110)의 간격에 오차가 발생하더라도 이를 수용할 수 있도록 한다.

상기 완성단계는 마감플레이트(120)와 지지프레임(110)을 결합이 완료되면 전후 양단을 통상의 방법으로 차단하고 지지프레임(110)의 관통공(111)을 통해 마감플레이트(120)와 지지프레임(110) 사이에 형성시킨 공간 내부에 충진물질을 주입하도록 한다.

나아가, 마감플레이트(120)와 지지프레임(110)가 투명 또는 반투명으로 형성하므로 육안으로 주입상태를 확인하여 정확하고 완전하게 콘크리트 등의 충진물질을 주입시켜 경화시키는 것이다.

여기서 관통공(111)에는 마개(116)를 구비하여 충진물질의 주입후 관통공(111)을 차단할 수 있도록 하되 충진물질의 주입시 선택적으로 관통공(111)을 열어 마감플레이트(120)와 지지프레임(110) 사이의 공기를 원활하게 배출하도록 하여 충진물질의 주입이 용이하도록 함이 바람직하다.

더불어 충전물질은 마감플레이트(120)의 배면에 돌출시킨 다수개의 보강공(124)을 천공한 보강리브(123)에 의해 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 지지프레임(110)은 "H" 형상으로 성형하여 상하단에 결합홈(112)을 형성시키되 결합홈(112) 사이 중앙에 한 개 이상의 관통공(111)을 천공하여 표면과 이면을 연통시키도록 하고 배면에 다수개의 연결압입봉(115)을 순차적으로 형성하는 것으로, 결합홈(112)에는 길이방향으로 다수개의 결합돌기(113)를 일정하게 형성하도록 하고, 관통공(111)에는 마개(116)를 구비하여 사용 후 관통공(111)을 밀폐시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

나아가, 연결압입봉(115)에는 다수개의 걸림돌기(115a)를 다단으로 형성하여 필요에 따라 절단하여 길이를 조절할 수 있도록 하고, 연결압입봉(115)을 억지끼움으로 결합하는 삽입홈(114b)을 형성한 앵커(114)를 구비하되, 앵커(114)의 외주연에 다수개의 걸림돌기(114a)를 다단으로 형성하고 삽입홈(114b)의 내주연 순차적으로 다수개의 걸림홈(114c)을 형성하며 필요에 따라 지지프레임(110)은 좌우의 결합홈(112)을 기준으로 다양한 각도로 절곡하여 지하구조물(1)의 코너 등에 대응할 수 있도록 한다.

상기 마감플레이트(120)는 길이방향으로 지지프레임(110)의 결합홈(112)에 삽입하는 결합편(121)을 형성하고 결합편(121)에 길이방향으로 다수개의 결합돌기(122)를 일정하게 형성하여 결합홈(112)에 형성한 결합돌기(113)와 상호 맞물리도록 하되 다수개의 보강리브(123)를 절곡시켜 등간격으로 돌출시키되 보강리브(123)에 보강공(124)을 천공하여 콘크리트의 타설이 용이하도록 함이 바람직하다.

더욱이, 상기 지지프레임(110)과 마감플레이트(120)는 합성수지 등으로 성형 제작하되 투명 또는 반투명으로 형성하여 콘크리트의 타설 상태를 육안으로 확인하면서 정확하게 타설할 수 있도록 함이 바람직하다.

1 : 지하구조물 11 : 천공홀
100 : 보강장치 110 : 지지프레임
111 : 관통공 112 : 결합홈
113 : 결합돌기 114 : 앵커
114a : 걸림돌기 114b : 삽입홈
114c : 걸림홈 115 : 연결압입봉
115a : 걸림돌기 116 : 마개
120 : 마감플레이트 121 : 결합편
122 : 결합돌기 123 : 보강리브
124 : 보강공

Claims

지하구조물(1)의 훼손부분을 정리하면서 표면을 이물을 청소하되, 지하구조물(1)의 크랙, 부분파손, 이음부가 벌어짐 및 연결부 단차 등이 인지되면 훼손 부분들의 돌출물 등을 깨끗하게 제거하여 정리한 다음 내주연을 세척하여 이물질을 제거하도록 하는 세척준비단계와,
상기 세척준비단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향으로 다수개의 천공홀(11)을 일정하게 천공하고 천공한 천공홀(11)에 앵커(114)를 압입하여 고정시키되 앵커(114)의 외주연에 형성한 걸림돌기(114a)가 천공홀(11)의 내주연에 압입하여 고정시키는 앵커고정단계와,
상기 앵커고정단계가 완료되면 천공홀(11)을 따라 길이 방향으로 다수개의 지지프레임(110)을 순차적으로 설치하여 지지프레임(110)의 연결압입봉(115)을 앵커(114)에 압입하여 지하구조물(1)과 지지프레임(110) 사이에 일정간격을 유지하도록 결합하되, 연결압입봉(115)을 앵커(114)의 삽입홈(114b)에 압입하여 지지프레임(110)을 결합하므로 연결압입봉(115)의 외주연에 형성한 걸림돌기(115a)가 앵커(114)의 삽입홈(114b)에 압입되면서 앵커(114)을 팽창시킴과 동시에 걸림돌기(115a)가 걸림홈(114c)에 걸려 천공홀(11)에 지지프레임(110)을 견고하게 길이방향으로 결합시키도록 하는 지지프레임설치단계와,
상기 지지프레임설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향을 설치한 다수개의 지지프레임(110) 사이에 마감플레이트(120)를 결합하고 지지프레임(110)의 결합홈(112)에 마감플레이트(120)를 결합편(121)을 일치시켜 후방으로 슬라이딩하면서 각각의 마감플레이트(120)를 결합하도록 하되, 지지프레임(110)의 결합홈(112)과 마감플레이트(120)의 결합편(121)에 결합돌기(113,122)를 형성하여 결합돌기(113,122)가 상호 맞물리도록 결합하여 견고하게 결합상태를 유지할 수 있도록 함과 동시에 아니라 지지프레임(110)의 간격에 오차가 발생하더라도 이를 수용할 수 있도록 하는 마감플레이트설치단계, 및
상기 마감플레이트설치단계가 완료되면 지하구조물(1)의 길이방향으로 설치한 보강장치(100)의 양단을 차단하고 내부에 충진물질을 주입하여 육안으로 주입상태를 확인하여 완전하게 충진시킨 다음 충진물질을 경화시키되, 관통공(111)에 마개(116)를 구비하여 충진물질의 주입후 관통공(111)을 차단할 수 있도록 하고 충진물질의 주입시 선택적으로 관통공(111)을 열어 마감플레이트(120)와 지지프레임(110) 사이의 공기를 원활하게 배출하도록 하며 마감플레이트(120)의 배면에 다수개의 보강공(124)을 천공한 보강리브(123)를 형성하여 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 지하구조물의 라이닝 보수를 위한 보강공법.
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