KR200460536Y1 - Vacuum deep well drainage system for underground water level lowering method - Google Patents
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Abstract
본 고안은 터파기 공사 등 각종 공사시 지반에서 유출되는 물에 의한 굴착 면의 붕괴를 방지하기 위하여 지하수를 진공펌프와 수중 펌프를 연계시켜 강제로 배수 처리하는 지하수 배수 장치에 관한 것으로서, The present invention relates to a groundwater drainage system for forcibly draining groundwater by connecting a vacuum pump and an underwater pump in order to prevent the collapse of the excavation surface by the water flowing out of the ground during various constructions, such as trench construction,
굴착공사 적용범위가 제한적인 종래 기술의 일반 깊은 우물 공법(딥 웰, deep well)에 의한 배수처리 장치와 진공펌프에 의한 강제 배수 공법이긴 하나 한번 설치로 지하수를 처리할 수 있는 깊이가 4.0~4.5m로 제한되는 문제점이 있는 웰 포인트(well point)공법의 지하수 배수 처리 장치에 비하여 It is a drainage treatment device using a conventional deep well (deep well) and a forced drainage method using a vacuum pump with limited excavation scope. Compared to the groundwater drainage treatment device of the well point method, which is limited to m.
지하수 처리기간이 매우 짧으며 적용토질이 광범위하여 투수성이 낮은 실트(silt)및 일반 점토 지반에도 적용할 수 있어 굴착 공사에서 굴착 심도에 관계없이 광범위하게 사용할 수가 있으므로, As the groundwater treatment period is very short and the applied soil is extensive, it can be applied to silt and general clay ground with low permeability, so it can be widely used regardless of the depth of excavation in excavation work.
양수 효율이 높고 시공기간이 대폭 단축됨으로써 연약 실트 및 점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 건조시공(DRY WORK)이 가능하며 작업능률이 증진됨으로써 공사의 안정성과 품질 시공성 등을 향상시키는 효과가 있다. The pumping efficiency is high and the construction period is drastically shortened, so it is possible to dry work in the excavation zone made of soft silt and viscous soil, and the work efficiency is improved to improve the stability and quality workability.
진공 펌프 배수 장치, 지하 수위 저하, Deep well, 진공 펌프, 수중펌프, 건조시공, 연약지반, 양수효율, 진공흡입관, 배수관 Vacuum pump drainage, underground water level drop, deep well, vacuum pump, submersible pump, drying construction, soft ground, pumping efficiency, vacuum suction pipe, drain pipe
Description
본 고안은 터파기 공사 등 각종 공사시 지반에서 유출되는 물에 의한 굴착 면의 붕괴를 방지하기 위하여 굴삭 공사에 수반되는 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a vacuum pump drainage device for underground water level reduction accompanying excavation work in order to prevent the collapse of the excavation surface by the water flowing out of the ground during various constructions such as trenching,
더욱 자세히는 굴착공사 적용범위가 제한적인 종래 기술의 일반 깊은 우물 공법(딥 웰, deep well)에 의한 배수처리 장치와 진공펌프에 의한 강제 배수 공법이긴 하나 한번 설치로 지하수를 처리할 수 있는 깊이가 4.0~4.5m로 제한되는 문제점이 있는 웰 포인트(well point)공법의 지하수 배수 처리 장치에 비하여 More specifically, it is a drainage device using conventional deep wells and a limited drainage method using a vacuum pump. Compared to the groundwater drainage treatment device of the well point method, which is limited to 4.0 to 4.5m.
지하수 처리기간이 매우 짧으며 적용토질이 광범위하여 투수성이 낮은 실트 및 일반 점토 지반에도 적용할 수 있어 굴착 공사에서 굴착 심도에 관계없이 광범위하게 사용할 수가 있으므로, As the groundwater treatment period is very short and the applied soil is extensive, it can be applied to silt and general clay ground with low permeability, so it can be widely used regardless of the depth of excavation in excavation work.
종래 기술의 공법 장치에 비하여 양수 효율이 높고 시공기간도 대폭 단축됨으로써 연약 실트 및 점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 건조시공(DRY WORK)이 가능하며 작업능률이 증진됨으로써 공사의 안정성과 품질 시공성 등을 향상시키는 효과가 있는 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치에 관한 것이다. Higher pumping efficiency and shorter construction period than the prior art process equipment enables dry construction even in excavation zones made of soft silt and viscous soils. It relates to a vacuum pump drainage device for underground water level lowering effect that improves.
우리나라의 국토는 전역에 걸쳐 상당한 심도까지 투수 계수가 낮은 화강 풍화대 층이 분포되어 있거나 투수성이 높은 모래층과 점토질층이 지중에 혼재되어 있는 등의 사유로 대부분 지역의 지층 투수 계수가 1×10-4cm/sec 이하의 특성이 있어서 지하수위 이하로 지반을 굴착하면 어김없이 지하수가 굴착 지점에 고여서 공사 진행을 방해하는 문제점이 있어 일반적으로 토목, 건축의 기초 공사 등에 있어서 작업의 안전성, 경제성은 지하수 대책을 잘 세웠는데 아닌 지에 크게 좌우되는데, In Korea, the groundwater permeability coefficient of most regions is 1 × 10- due to the distribution of granite weathering zones with low permeability coefficients and the mixing of high permeability sand and clay layers. As it has less than 4cm / sec characteristics, when excavating the ground below the groundwater level, there is a problem that the groundwater constantly accumulates at the excavation point and interferes with the construction process. It depends on whether you have a good response,
굴삭 공정은 기초공사 중에서도 사고가 가장 많이 발생하는 공정으로서 지하 수위면이나 바닥에서의 피압수가 심할 경우에는 배수작업 없이는 굴삭 작업이 불가능 하며 종래의 단순 표면배수 방법으로서는 QUICK Sand현상, Piping 현상 등을 방지할 수 없어 토사의 유출 사면의 붕괴 등으로 공정의 지연과 사고 위험성이 상존하게 되는 문제점이 있다.The excavation process is one of the most common accidents among foundation works. Excessive work is not possible in the case of severe water pressure on the underground water level or the ground. Excavation is not possible without drainage work. There is a problem in that the delay of the process and the risk of accidents exist due to the collapse of the spilled slope of the soil.
공사시 종래의 지하수 대책은 지하수가 유입되는 것을 차수 벽으로 막는 지수 공사, 혹은 지하수를 지상으로 배수하여 지하 수위를 낮추는 지하 수위 저하 방법이 알려져 있는데,Conventional groundwater countermeasures in construction are known as index construction that blocks groundwater from entering the walls, or a method of lowering the groundwater level by draining groundwater to the ground.
상기 지하수위저하공법(地下水位低下工法 dewatering method)은 터파기 등의 공사를 시공할 때 유출되는 물에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하기 위하여 미리 지반 속에 배수시설을 설치하여 지하수위를 일시적으로 저하시키는 공법으로서, In the above groundwater dewatering method, the groundwater level is temporarily lowered by installing a drainage system in the ground in order to prevent the collapse of the excavation surface due to the outflowing water during the construction of the trench. As a method to let
대상지반의 범위, 지반의 투수성, 굴착 심도에 따라 웰 포인트(well point)공법, 깊은 우물 공법(deep well point) 등이 있다.There are well point methods and deep well points depending on the extent of the ground, the permeability of the ground, and the depth of excavation.
상기 웰 포인트(well point)공법에 의한 지하수위 저하장치는 진공펌프에 의한 강제 배수 공법이긴 하나 한번 설치로 지하수를 처리할 수 있는 깊이가 4.0~4.5m로 제한되므로 깊은 굴착공사시에는 여러 단계로 지중에 취수파이프인 웰 포인트(취수관)를 설치하여야 하는 문제점이 있다.The groundwater level lowering device by the well point method is a forced drainage method using a vacuum pump, but the depth to process the groundwater by one installation is limited to 4.0 to 4.5m. There is a problem that a well point (water intake pipe), which is a water intake pipe, must be installed in the ground.
또한 또 다른 공법으로서 일반 깊은 우물 공법(deep well point)에 의한 배수처리 장치(1)는,In addition, as another method, the
도 1에 도시한 바와 같이 터파기를 하는 주위 지반에 가장 기본적인 우물의 형태로서 지중에 수직 관정의 깊은 우물(2)을 파고,As shown in Fig. 1, a
깊은 우물(2) 내에 내부 케이싱으로서 미세한 세공이 타공된 스트레이너(3)를 동심원상으로 형성하되,In the deep well (2) to form a strainer (3) in which the fine pores perforated as an inner casing concentrically,
깊은 우물(2)의 우물벽과 스트레이너(3) 사이 공간에는 자갈층(필터)(7)을 형성하여 지하수의 토사나 이물질이 유입되어 스트레이너(strainer)(3)의 막힘을 방지하고 적정 유속을 유지하면서 양수할 수 있도록 구성하고, A gravel layer (filter) 7 is formed in the space between the well wall of the
또한 스트레이너(3) 내에는 끝단에 수중 펌프(5)가 구비된 토출 파이프로서 양수관(4)를 삽입하고 이에 연계되어 지상에 연결된 배수관(6)을 통하여 지하수를 지상으로 강제적으로 펌핑 배수시키는 지하 수위 저하용 수중 펌프 배수 장치(1)로 형성되어 토립자의 이동없이 지하수만을 배수하여 지하수위를 낮추는 장치인바,In addition, the strainer (3) is a discharge pipe with a submersible pump (5) at the end is inserted into the pumping pipe (4) and connected to the ground through a drain pipe (6) connected to the ground for underground pumping drainage to the ground It is formed of a water pump drainage device for water level reduction (1) is a device for lowering the groundwater level by draining only the groundwater without the movement of the earth,
상기와 같이 종래의 일반 깊은 우물 공법(deep well point)에 의한 배수처리 장치는 용수량이 대단히 많아 웰 포인트설치가 곤란한 경우에 채용되어 유익하기는 하나 심정 안으로 자연적으로 흘러들어오는 지하수를 수중 펌프(배수펌프)로 배수처리만 하는 방법의 장치로서 지하수 배수 처리기간이 매우 길고 굴착 심도도 깊어 일반 웰 포인트 공법보다 30% 이상 깊이 파서 심정을 설치하여야만 굴착하고자 하는 곳의 지하수를 처리할 수가 있고, 투수성이 높은 모래층에서만 사용할 수 있는 지하수 배수 장치로서 굴착공사 적용범위가 제한적인 문제점이 있다.As described above, the conventional wastewater treatment system using a deep well point (deep well point) has a very large amount of water and is employed when it is difficult to install the well point. It is a device that only drains the groundwater, and the groundwater drainage treatment period is very long and the depth of excavation is deep. As a groundwater drainage device that can be used only in a high sand layer, there is a problem in that the scope of excavation is limited.
따라서 본 고안자는 문제점이 많은 종래의 지하 수위 저하용 깊은 우물 공법(deep well point)에 의한 배수처리 장치를 대체하여, Therefore, the present inventors replace the conventional wastewater treatment device by deep well point (deep well point) for lowering the water level,
종래의 깊은 우물 공법(deep well point) 등이 가지는 지하수 배수 공법 장치의 장점은 살리면서 굴착공사 적용범위가 제한적이며 지하배수 양수 효율이 좋지 않은 문제점 등을 종합적으로 해결하고자 노력한 결과, As a result of efforts to solve the problems of the conventional ground well drainage method (deep well point), such as the groundwater drainage method, the limited scope of excavation work and the poor ground drainage efficiency is not good,
점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 건조 시공(DRY WORK)이 가능하여 정호(깊은 우물) 한 본당의 지하수위 저하량과 영향범위가 확대되며 연약지반의 배수를 촉진시켜 작업능률이 증진됨으로써 공사의 안정성과 시공성이 향상된 본 발명의 굴삭 공사에 수반되는 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치를 개발하게 된 것이다.DRY WORK is also possible in excavation zones made of cohesive soils, which reduces the groundwater level and affects the area of Jeongho (deep well) parish, and increases work efficiency by promoting drainage of soft ground. It is to develop a vacuum pump drainage device for underground water level reduction accompanying the excavation work of the present invention improved stability and workability.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로,The present invention is designed to solve the above problems,
종래 깊은 우물 공법(deep well point)이 가지는 굴착공사 적용범위가 제한적이며 지하배수 양수 효율이 좋지 않아 유지관리비와 운전경비가 많이 소요되는 문제점을 해결하고 동시에 종래 웰 포인트 공법이 가지는 문제점으로서 심도 4.5m의 수위저하 한계로 배수 간격이 좁아 깊은 굴착공사시에는 여러 단계로 지중에 취수파이프인 웰 포인트(취수관)를 설치하여야 하는 문제점을 종합적으로 해결하고 각 공법의 장점은 살려, The excavation work of the deep well point is limited and the underground drainage efficiency is not good. Therefore, the maintenance cost and operating cost are high, and the conventional well point method has a depth of 4.5m. As the drainage gap is narrow due to the low water level limit of the water level, it solves the problem that the well point (water intake pipe), which is a water intake pipe, must be installed in the underground in several stages, and the advantages of each method are utilized.
지하수 배수를 위한 양수시 공사 현장 양수관의 삽입 심도를 웰 포인트 공법지하수 배수 장치보다 깊게 할 수 있어 양수 효율이 좋으며 투수 계수가 낮은 실트 및 연약 점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 건조시공(DRY WORK)이 가능하여 굴착 심도에 관계없이 광범위하게 사용할 수가 있게 하여 공기 단축 효과와 공사 비용의 절감 효과를 동시에 구현함으로써 공사의 안정성과 시공 품질 등을 향상시킨 지하 수위 저하용 배수 장치를 개발하여야 하는 기술적 과제가 있다.In case of pumping groundwater drainage, the depth of insertion of the construction pipe can be deeper than the well point method of groundwater drainage system, so the pumping efficiency is good. It is possible to use a wide range regardless of the depth of excavation, and to realize the effect of shortening the air and reducing the construction cost at the same time. There is.
본 고안은 전술한 바와 같이 종래 공법의 굴삭 공사에 수반되는 지하 수위 저하용 펌프 배수 장치가 제반 문제점을 종합적으로 해결하기 위하여 안출한 것으로서,The present invention is a pump drainage device for underground water level reduction accompanying the excavation construction of the conventional construction method as described above to solve the problems in general,
종래 웰 포인트(well point)공법에 의한 수위저하의 한계인 굴착 심도 4.5m를 초과하는 深井(깊은 우물, 진공 딥 웰, Vacuum Deep well)을 파고 진공 펌프를 이용 진공 효과로 깊은 우물 내의 기압이 강하된 감압상태에서 수중 펌프를 이용 지하수를 모아서 강제적으로 양수할 수 있어 진공펌프와 수중 펌프의 연계에 의한 복합 상승효과로 공사에 지장을 초래하는 지하수의 양수 효율이 대폭 향상되며,Digging deep well (deep well, vacuum deep well) exceeding 4.5m of excavation depth which is the limit of water level drop by conventional well point method and using the vacuum pump, the air pressure in the deep well drops Underwater pressure can be used to collect groundwater forcibly by using a submersible pump, and the pumping efficiency of groundwater, which causes obstacles in construction, is greatly improved by the combined synergy effect of the connection between the vacuum pump and the submersible pump.
투수 계수가 낮은 실트 및 연약 점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 건조시공(DRY WORK)이 가능하여 굴착 심도에 관계없이 광범위하게 사용할 수가 있어서, 양수량이 종래 웰 포인트나 깊은 우물 공법에 비하여 크고, 광범위한 공사 구간을 빠르게 지하수를 배수시켜 지하 수위를 저하시킬 수 있는 비교적 심층 취수방식의 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치를 제공하는데 목적이 있다.Dry work is possible even in excavation zones made of silt and soft viscous soils with low permeability coefficients, and can be used widely regardless of the depth of excavation. It is an object of the present invention to provide a vacuum pump drainage device for lowering the groundwater level of a relatively deep intake method that can quickly drain groundwater to reduce the groundwater level.
이와 같이 된 본 고안은,The present devised in this way,
종래 웰 포인트(well point)공법에 의한 수위저하의 한계인 굴착 심도 5m를 초과할 수 있게 굴착 심도를 깊게 설정할 수 있어 투수 계수가 낮은 토질조건의 실트나 점토층 등의 지층 구조 지반에도 深井(깊은 우물, 심정, 딥 웰 포인트 Deep well point)을 파고 진공 펌프를 이용한 흡입작용으로 감압상태에서 수중 펌프를 이용 지하수를 양수할 수 있어 진공 효과에 의하여 우물 효과가 향상되므로 공사에 지장을 초래하는 지하수의 양수 효율이 대폭 향상되어 대 심도에서의 진공 효과에 의한 강제 배수로 양수량이 종래 웰포인트 공법에 비하여 크고, 광범위하면서도 빠 르게 지하수를 배수시켜 지하 수위를 저하시킬 수 있어, Excavation depth can be set deep enough to exceed the excavation depth 5m, which is the limit of the water level drop by the conventional well point method, and it is suitable for the ground of the strata structure such as silt or clay layer with low permeability coefficient. Deep well point (Deep well point) and suction by using vacuum pump can pump groundwater using submersible pump under reduced pressure, and the well effect is improved by vacuum effect. The efficiency is greatly improved, and the amount of pumped water in the forced drainage due to the vacuum effect at a large depth is larger than that of the conventional wellpoint method, and the groundwater level can be lowered by draining the groundwater rapidly and extensively.
종래의 지하수 배수 공법의 장치에 비하여 공사에 지장을 초래하는 지하수의 강제 배수 효율이 대폭 향상됨으로써 지반 구조에 관계없이 연약 점성토 지반의 토질로 된 굴착지대에서도 연속성 있는 건조시공(DRY WORK)이 가능하며 유사로 인한 Boiling 현상이나 Piping현상을 막아 주어 작업능률이 증진됨으로써 안전한 건조시공(Dry Work)으로 공사를 쉽고, 빠르게, 안전하게 시행할 수 있어 정호 한본당의 지하수위 저하량과 영향범위의 확대로 공사비용과 공사기간, 공사 횟수가 줄어들게 되어 양수 효율이 높고 시공기간이 대폭 단축됨으로써 공사의 안정성과 품질 시공성 등을 복합적으로 향상시키는 효과가 있다. Compared to the conventional groundwater drainage method, the forced drainage efficiency of groundwater, which causes problems in construction, is greatly improved, so that continuous dry construction is possible even in excavation zones of soft clay soil regardless of the ground structure. As the work efficiency is improved by preventing the boiling phenomenon and the piping phenomenon caused by the similarity, the construction can be carried out easily, quickly and safely with safe dry work. As the cost, construction period, and number of constructions are reduced, the pumping efficiency is high and the construction period is greatly shortened, thereby improving the stability of construction and quality construction.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 첨부 도면에 의하여 상술하면 다음과 같으며 본 고안의 요지를 불명료하게 흐릴 수 있는 공지의 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 동일한 구성요소에 대한 도면 참조부호는 동일하게 부여한다.Detailed description of the components of the present invention for achieving the above object by the accompanying drawings as follows, and the detailed description of well-known components that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted, the drawings for the same components The same reference numerals are used.
본 고안은 터파기 공사 등 각종 공사시 지반에서 유출되는 물에 의한 굴착 면의 붕괴를 방지하기 위하여 끝단에 수중 펌프(31)를 장착한 양수관(30)을 구비한 내부 케이싱으로서 스트레이너(20)가 동심원상으로 설치되고 깊은 우물(10)의 우물벽과 스트레이너(20) 사이 공간에는 자갈층(필터)(11)을 형성하여 형성된 수직 관정으로서 깊은 우물(10)을 파서 수중 펌프(31) 작동으로 양수관(30)과 배관 연결된 배수관(32)을 통하여 지하수를 지상으로 양수하는 지하 수위 저하용 펌프 배수 장치에 있어서,The present invention is an inner casing having a pumping pipe (30) equipped with a water pump (31) at the end in order to prevent the collapse of the excavation surface by the water flowing out of the ground during various constructions such as trench work, strainer (20) Is installed in a concentric manner and formed by forming a gravel layer (filter) 11 in the space between the well wall of the
지표면에 위치하는 상기 스트레이너(20)와 양수관(30) 사이 상단 일측으로는 제어기(50)로 제어되며 다수 개 볼밸브(BV)의 유로 개폐작용으로 어느 하나가 선택적으로 연결되어 교차적으로 동작하는 복수 개의 진공펌프(40a)(40b)에 관로 접속되는 진공흡입관(42)이 연결되어, One side of the upper side between the
고 양정 수중 펌프(31)의 펌핑 토출압에 부가하여 진공펌프(40a)(40b)의 진공 흡인압이 상호 보완적으로 복합되는 우물효과에 의하여 고 심도의 양수관(30) 하측 주변에 고인 지하수를 배수하는 양수효과로 지하수위 저하량과 배수장치 영향범위가 확대되어 광범위하면서도 빠르게 지하수를 배수시켜 지하 수위를 저하시킬 수 있게 하는 굴삭 공사에 수반되는 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치(100)이다.In addition to the pumping discharge pressure of the high-pumping
또한 상기 양수관(30)과 스트레이너(20) 사이 내주 벽 일측 공간으로는 가느다란 수위 감지봉 형상의 수위 감지기(60)와 진공압을 측정하는 진공 게이지(41)가 각각 장착되고 콘트롤 패널(PLC) 형태의 제어기(50)에 각각 연결되어 자동으로 동작하게 구성되어 있으며, 양수관(30) 상부에 관로 접속되는 배수관(32)에는 체크 밸브(CV)가 다수 장착되어 역류를 방지하게 되며 진공 흡입관(42) 관로상에는 조밀한 메시 스크린 형태의 크리너(70)가 구비되어 이물질을 여과 처리하게 되는 것이 다.In addition, the inner surface of the inner wall between the
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안은 전술한 바와 같이 실트층이나 진흙층 등 투수 계수가 낮은 토질조건의 지층 구조 지반에도 광범위하게 적용하여 지표면에서 일정 심도로 천공하여 깊은 우물(심정, 딥 웰, Deep well)(10)을 파고, 끝단부에 수중 펌프(31)가 장착된 양수관(30)을 구비하는 우물 내장 케이싱으로서 스트레이너(20)가 스트레이너보다 대구경의 깊은 우물 내에 동심원상으로 설치되며, 우물(10)의 벽과 세공이 구비된 스트레이너(casing strainer)(20) 사이 공간에는 스트레이너의 막힘을 방지하는 필터 기능의 자갈층(11)이 형성되는 이중관 형태의 수직 우물관(집수정)을 구성하게 되는데, 복수 개의 진공펌프(40a)(40b) 흡인압으로 흡입되는 지하수를 모아서 수중 펌프(31)의 작동으로 양수관(30)과 배관 연결된 배수관(32)을 통하여 지하수를 지상으로 양수하는 지하 수위 저하용 진공 펌프 배수 장치(100)로서 종래의 깊은 우물 공법(deep well)의 지하수 배수 장치에 진공 펌프(Vacuum pump)가 유기적으로 결합된 강제배수공법의 지하수 배수 장치로서 종래 기술에 비하여 배수량이 많고 따라서 수위 저하 효율이 종래 기술에 비하여 양호한 특성이 있다.As described above, the present invention is widely applied to geotechnical soils with low permeability coefficients such as silt layers and mud layers, and drills deep wells (deep wells, deep wells, deep wells) 10 by drilling at a predetermined depth on the surface of the earth. A well built-in casing having a
또한 본 고안에 따른 깊은 우물(심정)(10)은 미도시한 착정기에 의해 지하로 소정 깊이(종래 기술로서 웰 포인트 공법에 의한 한계 굴착 심도 4.5m를 초과하는 깊이의 심도)로 굴착되어 확장된 집수구간을 가지게 되며, 깊은 우물(10) 내에 삽입되는 인 케이싱 파이프로서 상기 스트레이너(20)는 스테인레스 재질로 제작되어 수명이 반 영구적인 원통형 파이프 형상으로 지하수가 유입되는 세공을 구비하는 타공관(유공관) 형상으로 필터링 기능을 하는 자갈층(11)과 더불어 오염된 지하수의 유입을 방지하는 양수관 보호 기능을 수행하게 되는데 여과 효율을 높이기 위하여 강판의 최대 한계치에 근접하는 최대 스크린 개공율로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the deep well (core) 10 according to the present invention is excavated and expanded to a predetermined depth underground (depth of depth exceeding the limit excavation depth 4.5m by the well point method as a conventional technology) by a pit machine (not shown) As the in-casing pipe is inserted into the
그리고 상기 중공의 스트레이너(20) 내측으로 구비되는 양수관(30) 끝단부로는 고 양정의 수중 펌프(31)가 장착됨으로써 깊은 우물(심정)(10) 하단 일부를 커버하여 고심도 주변의 지하수를 집중적으로 흡인하고 모아서 지하수를 지상으로 강제 배수하게 된다.And the end of the
그리고 끝단의 수중 펌프(31)로 지하수를 지상으로 강제 배수하는 양수관(30)에는 배관 시설물로서 유로 차단 기능의 복수 개 체크 밸브(역지밸브)(CV)가 구비되어 지하수의 역류를 방지하게 된다.In addition, the
또한 양수관(30)이 구비된 스트레이너(20)를 내장하는 깊은 우물(10) 상부에는 외부의 오염물이 깊은 우물(10)에 유입되지 않게 하고 기밀을 유지하여 진공을 유지하게 함으로써 우물 내에 공기가 들어가 진공효과가 저하되는 것을 방지하는 원통 커버(14)가 구비되며 깊은 우물의 심정 내부를 수직으로 관통하게 설치되어 지하수의 수위를 감지하는 가느다란 탐지봉 형상의 수위감지기(60)와 우물의 진공압을 측정 표시하는 진공 게이지(41)가 각각 장착되어 있어 후술하는 제어기(50)와 각각 전기적으로 연결되어 수위감지기(60) 및 진공 게이지(41)에 연결되어 동작하는 제어기(50)의 마이크로 프로세서의 제어로 수중 펌프(31)와 진공 펌프(40a)(40b)의 동작을 지하수의 수위와 진공압을 감지하여 자동으로 전원을 차단 기동시키거나 압력을 일정하게 조절하여 진공상태를 유지하게 하는 방법으로 지하수 배수 장치(100)를 제어하게 된다.In addition, in the upper part of the
특히 상기 수위감지기(60)는 설정된 저하수위 깊이에 설치되어 지하수의 수위를 측정하고, 측정값을 전기신호로 상기 제어기로 송출함으로써 수위의 이동을 판단하여 장치를 제어할 수 있게 된다.In particular, the
또한 상기 깊은 우물(10)의 상단 지표면 일측으로는 제어기(50)로 제어되며 다수 개 볼 밸브(BV1)(BV2)(BV3)의 유로 개폐작용으로 어느 하나가 선택적으로 연결되어 교차적으로 동작하는 복수 개의 진공펌프(40a)(40b)에 진공라인으로 관로 접속되어 내부 케이싱으로서 스트레이너(20)와 양수관(30) 사이 벽 공간에 형성된 공기유통로로 공기를 들여보내는 진공흡입관(42)이 연결되는데, In addition, one side of the upper surface of the
상기 진공펌프(40a)(40b)는 장치의 고장에도 구동이 가동하도록 복수 개가 구비되어 제어기(50)의 제어 신호로 어느 하나만이 선택적으로 동작하게 되며 진공 흡입시 메시 스크린 형태의 크리너(70)는 이물질을 여과시켜 진공펌프(40a)(40b)로의 이물질 유입을 방지하여 깊은 우물의 지하수 진공 배수 장치 내부에 부압을 발생시켜 연속적으로 진공에 의한 흡인압으로 지하수를 끌어들여 수중 펌프의 양수 작용을 도와줌으로써 고양정의 보다 효율적인 지하수 배수를 구현하게 된다.The
이때 본 고안의 수중 펌프(31)가 구비된 지하수 진공 배수 장치(100)의 우물관 조립체는 원지하수면(h1) 아래의 고심도에 위치하게 됨으로써 양수관(30) 하단의 수중 펌프(31) 외곽을 둘러싸고 있는 집수 부위가 깊어 지게 되고 집수 부위를 중심으로 곡선을 그으며 지하 수위선(h2)이 형성되어 수중펌프(31)로 지하수를 양수하는 동시에 진공펌프(40a)(40b)가 우물관 당해 지중의 주변을 감압하여 대기압이 작용하지 않도록 우물의 진공 상태를 유지하게 함으로써 진공펌프(40a)(40b)와 수중 펌프(31)가 상호 보완적으로 연계되어 동작하는 지하수 강제 양수 작용의 복합 상승효과로 고 양정으로 깊은 우물에 의한 심층 양수가 가능하여 양수량이 최대화되고 또한 지하수 배수 영역 범위도 확장되는 진공흡입에 의한 지하수위 강제 저하 효과(Suction Lift)를 구현하게 되는 것이다. At this time, the well pipe assembly of the groundwater
즉 본 고안은 깊은 우물의 상부가 밀폐되고 우물벽이 실린더 기능, 지하수위가 피스톤의 기능을 수행하는 주사기처럼 동작하는 Suction Lift현상을 이용하되 우물관 내의 기압을 진공 펌프를 이용 지속적으로 강하시켜 우물 내를 진공으로 유지하는 상태에서 수중 펌프로 지하수를 지상으로 양정시켜 지하 수위를 저하시킴으 로써 대기압 하에서의 자연적인 지하수 흐름보다 빠른 속도로 우물 내 유입이 발생하여 양수량이 대폭적으로 증가하게 되는데 이때 필터 기능의 필터층은 지하수와 같이 혼입되는 이물질의 스트레이너 혼입을 방지하게 되는 것이다. In other words, the present invention uses the Suction Lift phenomenon in which the upper part of the deep well is sealed, the well wall functions as a cylinder, and the groundwater level functions as a piston, but the pressure in the well pipe is continuously lowered using a vacuum pump. The water level is increased by pumping the groundwater to the ground with a submersible pump while lowering the groundwater level in the state of maintaining the vacuum in the well. The filter layer is to prevent the incorporation of the strainer of the foreign matter mixed with the ground water.
결국 본 고안은 진공 효과를 이용한 강제배수가 가능하여 깊이가 4.5m 이내로 한정되어 있던 종래의 웰 포인트 지하배수 공법의 장치와 비교하여 양수량이 많아 지게 되고 투수성이 높은 모래층에서만 사용할 수 있는 지하수 배수 장치로서 굴착공사 적용범위가 제한적인 종래 기술의 일반 깊은 우물 공법(deep well)에 의한 배수처리 장치에 비하여 투수성이 나쁜 실트층이나 일반 점토 지반에서도 배수가 가능하여 토질 및 현장조건이나 지역의 특성에 구애됨이 없이 광범위하게 사용할 수가 있으며 우물 효율이 나쁘고 여러 개를 필요로 하는 깊은 우물 공법의 지하수 배수 장치에 비하여 진공 효과에 의하여 우물 효과가 향상되므로 시공 횟수를 감소시킬 수 있게 하는 복합 효과로 굴착지대에서의 건조시공( DRY WORK)이 가능하며 작업능률이 증진되고 연속성 있는 운전으로 공사의 안정성과 시공 품질 향상으로 대형 공사 사고를 예방하게 되는 지반 개량에 탁월한 효과가 있게 되는 것이다As a result, the present invention increases the amount of pumped water compared to the conventional well point underground drainage method, which can be forced drainage using the vacuum effect, and the depth is limited to within 4.5 m. As a result, it is possible to drain in silt layer or general clay ground, which has poor water permeability compared to the conventional deep well drainage device with limited excavation scope. Excavation zones can be widely used without particularity, and the well effect is improved by the vacuum effect, compared to the groundwater drainage system of the deep well method, which has a poor well efficiency and requires several, so that the number of construction can be reduced. DRY WORK is possible at work and work efficiency is improved The soil improvement that will prevent large accidents in construction safety and construction quality of construction in the province will be in operation so that the excellent effect
이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment as various substitutions and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical idea of the present invention. .
도 1은 종래 기술(deep well공법)의 지하수 배수장치의 구성을 보인 예시도1 is an exemplary view showing the configuration of the groundwater drainage device of the prior art (deep well method)
도 2는 본 고안 지하수 배수장치(진공 deep well공법)의 전체적인 구성을 보인 장치 구성도Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration of the groundwater drainage device (vacuum deep well method) of the present invention
도 3은 본 고안의 진공 deep well공법 지하수 배수장치가 지반에 설치된 상태를 보인 예시도 Figure 3 is an exemplary view showing a state in which the vacuum deep well method groundwater drainage device of the present invention is installed on the ground
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1:지하수 배수장치 2:깊은 우물((deep well공법)1: Groundwater drainage 2: Deep well
3:자갈층(필터) 4:양수관3: gravel layer (filter) 4: pumping pipe
5:수중펌프 6:배수관5: Submersible pump 6: Drain pipe
100:지하수 배수장치 100: groundwater drainage
10:깊은 우물 20:자갈층(필터)10: deep well 20: gravel layer (filter)
30:양수관 31:수중펌프30: Pumping pipe 31: Submersible pump
32:배수관32: drain pipe
40:진공펌프 41:진공게이지40: vacuum pump 41: vacuum gauge
42:진공라인42: Vacuum line
60:수위감지기 70:크리너60: water level sensor 70: cleaner
CV:체크 밸브 BV:볼 밸브CV: Check Valve BV: Ball Valve
h1:원 지하수위 h2:배수 지하수위 h1: original groundwater level h2: drainage groundwater level
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