KR20100064333A - 기설관 갱생 공법 및 그 공법에 사용되는 갱생관용 세그먼트 - Google Patents

Abstract

[과제] 관 라이닝재와 세그먼트를 이용해서 기설관을 갱생함과 아울러 강도를 갖게 해서 자립관으로서도 기능시키는 기설관 갱생 공법을 제공한다.

[해결 수단] 기설관(10) 내에 세그먼트(1)를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결해서 얻어지는 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12)을 구축한다. 그 후, 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12) 내에 액상의 경화성 수지를 함침해서 이루어지는 관 라이닝재(2)를 삽입해서 상기 관 라이닝재를 상기 갱생관의 내주면에 압박한 상태로 경화성 수지를 경화시켜 세그먼트로 이루어지는 갱생관 내주면을 상기 관 라이닝재로 라이닝한다. 이러한 구성에서는 기설관 내에 세그먼트로 이루어지는 갱생관과 관 라이닝재로 이루어지는 갱생관이 구축되어 지진 등 큰 충격이 가해져도 파괴 또는 손상이 적은 강도를 현저히 향상시킨 자립관을 구축하는 것이 가능해진다.

갱생관용 세그먼트, 세그먼트, 오목부

Description

기설관 갱생 공법 및 그 공법에 사용되는 갱생관용 세그먼트{METHOD FOR REHABILITATING EXISTING PIPE AND SEGMENT FOR REHABILITATING PIPE USED IN THE METHOD}

본 발명은 상하수관, 농업용수관, 전력관, 통신관 등의 기설관을 갱생하기 위한 기설관 갱생 공법, 및 그 공법에 사용되는 갱생관용 세그먼트 또는 박스 컬버트 등을 갱생하기 위한 세그먼트에 관한 것이다.

땅속에 매설된 상하수관 등의 관로가 노후화되었을 경우 관로를 땅속으로부터 파내지 않고, 그 내주면에 라이닝을 시행해서 관로를 보수하는 관 라이닝 공법이 알려져 있다. 이 관 라이닝 공법에서는 외주면이 기밀성이 높은 필름으로 피복된 가요성의 관형상 수지 흡수재에 경화성 수지를 함침시켜서 이루어지는 관 라이닝재가 유체압에 의해 관로 내에 반전에 의해 삽입되고, 또는 인입에 의해 삽입된다. 관 라이닝재는 관로 내주면에 가압된 상태로 가온(加溫)되고, 관 라이닝재에 함침된 경화성 수지가 경화되어 관로의 내주면에 라이닝이 시행된다(특허문헌1).

한편, 대구경의 기설관을 갱생하기 위해 세그먼트를 기설관의 둘레 방향 및 관길이 방향으로 순차 연결해서 갱생관으로서 조립해서 이 갱생관의 외주와 기설관 의 내벽면의 간극에 그라우트 재 등의 충전재를 충전하고 경화시켜서 복합관을 구축하는 기설관의 갱생 방법이 하기의 특허문헌2, 3 등에 의해 알려져 있다.

이 갱생관의 단위 부재가 되는 세그먼트는 내면판, 측판, 단부판으로 구분된 플라스틱으로 일체 성형된 블록으로서 형성되어 있고, 적당히 보강판, 리브를 설치해서 세그먼트의 강도를 높이고 있다.

[특허문헌1] 일본 특허 공개 2003-165158호 공보

[특허문헌2] 일본 특허 공개 2003-214098호 공보

[특허문헌3] 일본 특허 공개 2005-299711호 공보

종래의 열경화성 수지를 함침시킨 라이닝재를 이용한 관 갱생, 또는 박스 컬버트의 갱생에서는 갱생관 등에 강도를 갖게 하도록 하면 라이닝재를 두껍게 하지 않으면 안되고, 다량의 수지를 필요로 하므로 라이닝재 반송 도중에 수지가 경화되어 버리는 것을 방지하기 위해서 다량의 얼음이나 냉각수 등의 냉각 매체가 필요하게 된다. 그 결과, 코스트가 상승함과 아울러 시공 공사가 곤란해진다고 하는 문제가 있었다.

또한, 세그먼트를 이용한 갱생관이나, 박스 컬버트 등의 부설물의 갱생에서는 갱생관이나 갱생 구조물으로서 조립했을 때의 각 세그먼트 부재의 기설관 등을 향하는 외주면은 노출로 되어 있다. 기설관과 갱생관 또는 갱생 구조물의 사이에 그라우트 재 등의 충전재가 충전되어 있어도 기설관 등의 파손이 심한 경우에는 충전재에 직접 외부로부터 충격이 가해지는 것이 있거나, 충전재의 강도가 약하기 때문에 갱생관 등의 손상도 심하게 된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 세그먼트를 이용한 갱생관에서는 둘레 방향으로는 내부 골격 구조가 작고, 외력 또는 워터 해머(water hammer) 등의 내부 압력에 대하여 변형을 일으키기 쉬워진다. 더욱이, 배경 기술로 기재된 플라스틱으로 일체 성형된 블록 형상으로 형성되어 있는 세그먼트에서는 세그먼트 강도를 증대시키기 위해서는 판 두께를 변경하지 않으면 안되고, 또한 수지 성형용에 금형을 제작하면 막대한 코스트가 든다고 하는 결점이 있었다.

결국, 종래의 갱생관에서는 기설관의 수복에는 적절하지만, 외부 또는 내부 로부터 큰 충력을 받은 경우에는 손상 또는 파괴되어 버리는 경우가 있거나, 자립관으로서는 그 강도가 불충분했다.

본 발명의 과제는 이러한 문제를 해결하는 것으로, 라이닝재와 세그먼트를 이용해서 기설관을 갱생함과 아울러 강도를 가져서 자립관으로서도 기능시키는 것이 가능한 기설관 갱생 공법 및 이 공법에 사용되는 갱생관용 세그먼트 또는 블록 컬버트를 갱생하기 위한 세그먼트를 제공하는 것에 있다.

본 발명은,

기설관 내에 갱생관을 구축해서 기설관을 갱생하는 기설관 갱생 공법으로서,

기설관 내에 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결해서 얻어지는 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 구축하고,

상기 구축된 세그먼트로 이루어지는 갱생관 내에 액상의 경화성 수지를 함침해서 이루어지는 라이닝재를 삽입해서 상기 라이닝재를 상기 갱생관의 내주면에 압박한 상태로 경화성 수지를 경화시켜 세그먼트로 이루어지는 갱생관의 내주면을 상기 라이닝재로 라이닝하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은,

기설관 내에 갱생관을 구축해서 기설관을 갱생하는 기설관 갱생 공법으로서,

기설관 내에 액상의 경화성 수지를 함침해서 이루어지는 라이닝재를 삽입해서 라이닝재를 기설관의 내주면에 압박한 상태로 경화성 수지를 경화시킴으로써 기설관의 내주면을 상기 라이닝재로 라이닝하고,

상기 라이닝재로 라이닝된 기설관 내에 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방 향으로 연결해서 얻어지는 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 구축하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 기설관 내에 가른 부재에 의한 2층의 갱생관, 즉 세그먼트로 이루어지는 갱생관과 라이닝재로 이루어지는 갱생관이 부설되고, 기설관과 2층의 갱생관을 일체화시킨 복합관을 구축할 수 있으므로 지진 등 큰 충격이 가해져도 파손 또는 손상이 적은 강도를 현저히 향상시킨 자립관을 구축하는 것이 가능해진다.

최초에, 기설관 내에 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 구축하고, 그 세그먼트에 인접하는 세그먼트와의 사이에 간극을 발생시키는 오목부를 형성해 두면 갱생관의 내주면을 라이닝재로 라이닝했을 때 상기 간극에 유입된 라이닝재의 경화성 수지에 의해 인접하는 각 세그먼트가 접착된다. 따라서, 갱생돤의 내주면이 라이닝됨과 아울러 인접하는 세그먼트 끼리가 접착되고, 각 세그먼트가 견고히 결합되어 일체화되므로 더욱 견고한 복합관이 얻어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 또한, 여기에서는 원형관으로서 구성되는 기설관에 있어서의 실시예를 설명하지만, 관길이 방향에 직교하는 단면 형상이 직사각형 등 원형 이외의 형상의 기설관에도 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이며, 더욱이 상기 단면 형상이 관으로서 폐쇄된 형상은 아니고, 예컨대 마제형이나 반원형, 오목자형 등 편측이 개방된 형상인 경우에도 관으로 보아서 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 갱생되는 기설관은 상하수도 등의 땅속에 매설된 유로나, 농업용수관, 맨홀, 전력관, 통신관, 박스 컬버트 등의 구조물, 또는 지상의 터널 등의 여러가지 구조물을 포함하는 것이다.

도 1(a), 도 1(b)에는 기설관을 갱생하는 갱생관의 단위 조립해서 부재가 되는 세그먼트(1)가 도시되어 있다. 세그먼트(1)는 갱생관의 내주면을 구성하는 내면판(101)과, 상기 내면판(101)의 둘레 방향으로 연자아되는 양측의 각각 가장자리부에 수직으로 입설된 측판(102, 103)을 플라스틱재를 이용해서 일체로 성형한 블록 형상의 부재이다. 세그먼트(1)의 측판(102, 103) 및 단부판(104, 105)은 동일 높이이고 내면판(101)의 둘레 가장자리를 사방으로부터 포위하는 외벽판으로 되어 있다. 세그먼트는 원주를 복수 등분하는 소정 각도, 예컨대 5등분하는 72도의 원호상으로 만곡된 형상으로 되어 있지만, 원호형 또는 부채꼴로 한정되지 않고, 기설관의 단면 형상, 또는 그 크기, 또는 기설관의 보수 개소에 따라 직방체 또는 직각으로 동그라미를 부여해서 절곡된 형상 등으로 할 수도 있다.

세그먼트(1)의 기계적 강도를 보강하기 위해 측판(102, 103)의 내측에서 내면판(101)의 상면에 수직으로, 측판과 마찬가지의 복수의 내부판(보강판)(106, 107)이 측판(102, 103)과 평행하게 설치되어 있다. 또한, 측판(102, 103)의 내측면과 내부판(106, 107)의 양측면에는 각각의 변형을 방지하기 위해 측방으로 장출된 볼록판(103b, 106b, 107b)이 복수 개소에 형성되고, 리브 구조로 되어 세그먼트(1)의 강도를 높이고 있다.

측판(102, 103)에는 세그먼트를 관길이 방향으로 연결하는 볼트나 나사 등의 연결 부재를 삽입 통과하기 위한 삽입 통과 구멍(102a, 103a)이 둘레 방향으로 복수형성되어 있다. 또한, 내부판(106)에도 상기 연결 부재를 삽입 통과하기 위한 복 수의 삽입 통과 구멍(106a)이 형성되어 있다. 삽입 통과 구멍(106a)의 직경은 삽입 통과 구멍(102a, 103a)의 직경보다 작아져 있다. 더욱이, 내부판(107)에는 복수의 노치부(107a)가 형성되어 있다. 또한, 단부판(104, 105)에는 세그먼트(1) 끼리를 둘레 방향으로 연결하기 위해 볼트를 통과하는 구멍(104a, 105a)이 복수 형성된다.

내면판(101), 측판(102, 103), 단부판(104, 105), 게다가 내부판(106, 107), 및 각 볼록판은 모두 투명, 반투명 또는 불투명한 동일 플라스틱으로 되어 있고, 공지의 성형 기술을 이용해서 일체로 형성된다.

각 세그먼트(1)는 그 단부판(104와 105)의 외측면을 밀착시켜 볼트(6)(도 3)를 삽입 통과 구멍(104a, 105a)에 삽입 통과시켜서 너트(미도시)를 나사 결합해서 양단판(104, 105)를 체결함으로써 둘레 방향으로 연결된다.

세그먼트(1)의 둘레 방향의 연결은 각 내면판(101)의 내주면이 균일한 면이 되도록, 또한 각 측판(102, 103)의 외측면이 각각 동일면이 되도록 행해지므로 세그먼트(1)를 순차 둘레 방향으로 연결시키면, 도 2에 나타낸 바와 같은 링 형상의 폐쇄된 소정의 짧은 길이의 관체(100)(이하, 관 유닛이 함)를 조립할 수 있다. 관 유닛(100)은 원형관을 관길이 방향(X)으로 수직으로 소정 폭(D)으로 윤절(輪切)로 절단했을 때에 얻어지는 형상으로 되어 있고, 그 외경이 갱생되어야 할 관의 내경보다 작은 값으로 되어 있다. 세그먼트(1)는 이 관 유닛(100)을 직경 방향(R)에 따른 절단면에서 둘레 방향으로 복수개 분할(바람직하게는 등분)했을 때에 얻어지는 부재에 상당한다.

또한, 도 2에서는 세그먼트(1)의 주요 구조 부재인 내면판(101), 측판(102, 103), 단부판(104, 105)이 도시되어 있고 내부판(106, 107), 볼록판 등의 보강 구조는 번잡함을 회피하기 위해 도시가 생략되어 있다. 또한, 이 명세서에 있어서 관길이 방향은 도 2에서 관 유닛(100)의 관의 길이 방향으로 연장되는 화살표X로 나타낸 방향을, 직경 방향은 관 유닛(100)의 중심축을 향하는 방사상의 화살표R로 나타낸 방향을, 둘레 방향은 관 유닛(100)의 원의 둘레 방향을 말한다/

도 3에는 1세그먼트 당 복수의 너트와 긴 볼트를 이용해서 세그먼트(1) 또는 관 유닛(100)을 관길이 방향으로 연결하는 상태가 도시되어 있다.

너트(42)는 측판(102, 103)의 구멍(102a, 103a)을 통과할 수 있고, 내부판(106)의 구멍(106a)은 통과될 수 없는 크기이다. 긴 볼트(41)는 볼드 머리(41a)가 측판(102, 103)의 구멍(102a, 103a)을 통과할 수 있고, 내부판(106)의 구멍(106a)은 통과될 수 없고, 볼트 중심(41b)은 측판(102, 103)의 구멍(102a, 103a), 내부판(106)의 구멍(106a), 내부판(107)의 노치부(107a)를 통과할 수 있도록 되어 있다.

세그먼트의 관길이 방향의 연결에는 우선 너트(42)를 세그먼트(1)에 고정한다. 이 고정은 너트(42)를 측판(102)의 구멍(102a)을 통해서 내부판(106)에 접촉시켜 반대측으로부터 볼트(43)를 너트(42)에 나사 삽입하여 너트(42)를 세그먼트(1)의 내부판(106)에 고정함으로써 행해진다. 이 때, 너트(42)는 측판(102)으로부터 돌출되고, 그 돌출량이, 도 3에서 부호(t)로 나타낸 바와 같이, 연결되는 다른 세그먼트의 측판(103)의 판 두께보다 크게 되어 있다. 너트(42)의 세그먼트(1)로의 고정은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(1)를 둘레 방향으로 연결한 후에 행해 져도 좋고, 또는 최초에 세그먼트(1)에 너트(42)를 고정하자 마자 세그먼트를 둘레 방향으로 연결해서 관 유닛(100)을 구성하도록 해도 좋다.

이어서, 너트(42)가 고정된 세그먼트(1)와, 그 세그먼트에 연결되도록 하는 다른 세그먼트(1)를 각 내면판(101)의 내주면이 균일한 면이 되도록, 또한 측판(102)의 구멍(102a)으로부터 돌출되어 있는 너트(42)를 다른 세그먼트의 측판(103)의 구멍(103a)에 통과시키고, 양 세그먼트(1)의 측판(102, 103)을 밀착시킨다. 이 상태로, 도 3에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 긴 볼트(41)를 다른 세그먼트(1)의 측판(102)의 구멍(102a), 내부판(106)의 구멍(106a), 내부판(107)의 노치부(107a)에 통과시켜 너트(42)에 나사 삽입하여 양 세그머트(1, 1)를 체결 관길이 방향으로 연결한다.

또한, 관 유닛 또는 세그먼트의 관길이 방향의 연결은 도 3에 나타낸 방법 이외의 여러가지 방법이고, 예컨대 특허문헌3에 나타낸 연결 부재를 통해서 행할 수도 있다.

도 4에는 기설관(10) 내에 부설된 세그먼트(1)로 이루어지는 갱생관(12)이 도시되어 있다. 세그먼트(1)는 맨홀(11)에 반입되어 둘레 방향으로 순차 연결되어 관 유닛(100)이 조립되고, 기설관(10) 내에 운반된다. 관 유닛(100)의 세그먼트(1)는 도 3에 나타낸 방법, 또는 다른 공지의 방법으로 다른 관 유닛(100)의 세그먼트(1)와 관길이 방향으로 연결된다. 또한, 도 3 도, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 관 유닛(100)은 각 관 유닛을 구성하는 세그먼트(1)의 둘레 방향의 인접부(1a)가 서로 벗어나도록 연결된다. 이러한 연결에 의해 세그먼트로 이루어지는 갱생관의 강도를 높일 수 있다.

이상과 같이 해서, 관 유닛(100)을 관길이 방향으로 순차 연결함으로써 내주면이 균일한 갱생관(12)을 시설관(10) 내에 부설할 수 있다. 부설된 갱생관(12)이 도 5에도 사시도로서 도시되어 있다. 갱생관(12)과 기설관(10) 사이의 간극과, 갱생관(12)의 각 세그먼트의 측판과 단부판에 둘러싸인 공간에는 그라우트 재로 이루어지는 충전재(13)가 주입되므로 갱생관(12)은 충분한 강도를 가져서 기설관(10)과 일체화된다.

본 발명에서는, 기설관(10)을 더욱 강도를 갖게 해서 갱생하기 위해 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12)의 내주면을 관 라이닝재를 이용해서 라이닝한다. 이 방법이 도 6에 도시되어 있다.

관라이닝재(2)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 가요성의 관상 수지 흡수재(201)의 외주면(반전후는 내주면이 됨)을 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 또는 염화 비닐 등의 기밀성이 높은 플라스틱 필름으로 이루어지는 유연한 튜브(202)로 피복한 유연한 관상 라이닝재이다. 관상 수지 흡수재(201)는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 플라스틱 섬유를 이용한 부직포, 직포, 또는 매트; 또는 글래스 섬유를 이용한 직포, 또는 매트로 이루어지거나, 관상 수지 흡수재(201)에는 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 또는 에폭시 수지 등의 액상의 미경화의 열경화성 수지가 함침된다. 열경화성 수지 대신에 또는 열경화성 수지와 함께 광경화성 수지를 관상 수지 흡수재(201)에 함침할 수도 있다.

관라이닝재(2)의 선단부(2a)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 폐쇄되고, 후단 부(2b)는 개방되어 있고, 맨홀(11) 내에 설치된 압력 용기(20)의 하단부에 형성된 개구부에 대하여 기밀성을 가져서 결합된다.

압력 용기(20)에는 에어콤프레서(21)가 파이프(22)를 통해서 접속되어 있다. 또한, 압력 용기(20)의 하방부에는 배수 파이프(23)가 설치되어 있고, 이 배수 파이프(23)에는 지상에 설치된 온수 펌프(25)에 접속된 온수 호스(24)가 접속되어 있다. 온수 펌프(25)는 파이프(26)를 통해서 증기조(27)의 하부에 접속되고, 후술하는 바와 같이, 경화중의 관 라이닝재(2)의 하부에 체류하는 온수(28)를 증기조(27)에 공급한다. 증기조(27)는 미도시의 히터에 의해 가열되고, 내부의 온수(28)가 비등되어 증기(29)가 발생한다. 증기조(27)의 상부에는 파이프(30)를 통해서 증기 펌프(31)가 접속되어 있고, 이 증기 펌프(31)에는 증기 호스(32)가 접속되어 있다.

증기 호스(32)는 압력 용기(20)에 기밀성을 가져서 접속되고, 관 라이닝재(2) 내에 삽입되어 그 선단부(32a)가 로프(33)에 의해 관 라이닝재(2)의 선단부(2a)와 결합된다. 증기 호스(32)는 관 라이닝재(2)가 삽입됨에 따라 갱생관(12) 내에 삽입된다. 증기 호스(32)에는 다수의 분출구(32b)가 형성되어 있고, 그 분출구(32b)를 통해서 증기가 미스트(34)로서 관 라이닝재(2)를 향해서 분출된다.

이러한 구성에 있어서, 관 라이닝재(2)는 압력 용기(20) 내에 흡수되어[또는 외부로부터 기밀하게 압력 용기(20) 내에 공급됨] 그 개방단(2b)이 압력 용기(20)의 하단부에 형성된 개구부에 기밀하게 부착되어 있다. 압력 용기(20) 내에 에러 콤프레서(21)로부터 압축 공기를 공급하면 관 라이닝재(2)는 반전되면서 갱생관(12) 내에 삽입되어 간다.

관 라이닝재(2)가 소정 길이 삽입되면 증기조(27)의 증기(29)가 증가 펌프(31)에 의해 증기 호스(32)에 공급된다. 관 라이닝재(2)는 압축 증기에 의해 원형으로 팽창되어 갱생관(12)의 내주면에 프레싱된 상태로 되어 있고, 이 상태로 증기 호스(32)의 분출구(32b)로부터 증기가 미스트(34)로서 관 라이닝재(2)에 불어치므로 관 라이닝재(2)에 함침된 열경화성 수지가 경화되고, 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12)의 내주면에 라이닝이 시행된다.

관 라이닝재(2)에 분사된 증기는 하방으로 온수(28)로서 저류되고, 이 온수가 배수 파이프(23) 등을 통해서 증기조(27)에 되돌려져서 가열되고, 증기로서 증기 포스(32)에 공급된다. 따라서, 온수의 순환 시스템이 형성되므로 에너지 줄임을 가능하게 하는 라이닝이 시행된다. 또한, 증기는 미스트로서 분출되므로 균일하게 수지를 경화시킬 수 있다.

갱생관(12) 내에서 경화된 관 라이닝재(2)는 그 단부(2a, 2b)가 절단되고, 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12)과 일체화된 관 라이닝재(2)로 이루어지는 갱생관이 형성된다.

또한, 상술한 예에서는 관 라이닝재를 반전에 의해 기설관 내에 삽입하고 있지만, 인입에 의해 삽입할 수도 있다. 또한, 증기에 의해 열경화성 수지를 경화시키고 있지만, 온수 그 자체 또는 온수를 미스트로 해서 또는 샤워링시켜서 분사시켜 경화시킬 수도 있다. 온수 미스트 또는 온수 샤워링에 의해 관 라이닝재(2)를 경화시킬 경우에는 증기조(27) 대신에 온수조를 이용하고, 증가 호스(32) 대신에 다수의 분사구가 있는 온수 호스를 이용하도록 한다. 수지를 경화시키는 열매체에 열풍을 이용할 경우에는 열풍을 공급해서 관 라이닝재를 경화시킨다. 또한, 수지 흡수재(201) 내에 광경화성 수지를 함침시킬 경우에는 열매체 대신에 자외선 등의 광을 관 라이닝재에 조사하고, 관 라이닝재를 경화시킨다.

이와 같이, 본 발명에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 기설관(10) 내에 다른 부재에 의한 2층의 갱생관, 즉 관 라이닝재(2)로 이루어지는 갱생관과, 세그먼트(1)로 이루어지는 갱생관(12)이 부설된다. 갱생관(12)과 기설관(10)은 충전재(13)를 통해서 일체화되어 있고, 또한 관 라이닝재(2)에 함침된 수지는 갱생관(12)의 세그먼트와 접착되므로 기설관(10)과, 세그먼트로 이루어지는 갱생관(12)과, 관 라이닝재(2)로 이루어지는 갱생관이 일체로 된 복합관이 구축되고, 지진 등 큰 충격이 가해져도 파괴 또는 손상이 적은 대강도의 자립관이 얻어진다. 자립관으로서 요구되는 강도에 의해서는, 즉 그 만큼 강도가 요구되지 않는 경우에는 관 라이닝재를 얇게 할 수도 있으므로 관 라이닝재에 의한 갱생 고사를 원활하게 또한 조속히 행할 것이 가능해진다. 또한, 관 라이닝재를 두껍게 할 경우에는 세그먼트의 내부 골격 구조를 작게 할 수 있으므로 염가의 세트먼트를 이용한 갱생관을 구축할 수 있다.

[실시예2]

관 라이닝재(2)의 관상 수지 흡수재(201)에 함침되어 있는 수지는 접착제로서 기능하므로 이 수지를 이용해서 세그먼트끼리를 접착시키면 세그먼트로 이루어지는 갱생관의 강도를 높일 수 있다.

그 때문에, 도 9에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(1)의 내주판(101)의 내주면 의 사방 외주를 낮게 하고, 수지의 통로가 되는 오목부(움푹 들어감)(1O1a)를 형성한다. 오목부(101a)는 내주판(101)의 외주 사방에 형성하는 것이 아니고, 그 한편 2방 또는 3방에만 형성하도록 해도 좋다. 이렇게 세그먼트의 내주면에 오목부를 형성해 두면 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결했을 때, 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 인접하는 세그먼트(1, 1) 사이에 오목부(101a)에 의한 간극(갭)(1b)이 형성된다.

이러한 세그먼트를 이용해서 기설관 내에 갱생관을 조립한 뒤, 도 6에 나타낸 바와 같이, 관 라이닝재(2)를 삽입해서 압축 공기를 공급해서 팽창시켜 관 라이닝재(2)를 세그먼트의 내주면[갱생관(12)의 내주면]에 가압하면 관상 수지 흡수재(201)에 함침되어 있었던 액상의 경화성 수지는 세그먼트(1)의 오목부(101a)에 의해 형성된 간극(1b) 내에 유출되고, 도 12(a), 12(b)에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(1)의 간극(1b) 또는 오목부(101a)에 관상 수지 흡수재(201)의 수지(14)가 저류되게 된다.

이 상태로, 관 라이닝재(2)를 가열 또는 광조사하면 관상 수지 흡수재(201)에 함침되어 있었던 수지가 경화됨으로써 갱생관(12)의 내주면이 라이닝된다. 그것과 동시에, 세그먼트(1)의 간극(1b) 또는 오목부(101a)에 유입된 수지(14)도 경화되므로 인접하는 세그먼트 끼리가 접착되고, 각 세그먼트가 견고히 결합되어 일체화된다. 따라서, 관 라이닝재(2)에 의한 라이닝에 의해 갱생관(12)의 두께가 증가할뿐만 아니라, 갱생관(12)을 구성하는 세그먼트가 일체가 되는 분도 포함시켜서 작용하는 내외압에 대하여 강도가 있는 구조가 얻어진다.

또한, 세그먼트의 접착 강도 차제에서 세그먼트를 관길이 방향으로 연결하는 볼트(41)와 너트(42)(도 3)의 수를 감소시키거나, 또는 볼트와 너트에 의한 연결을 생략할 수 있고, 공사를 단축화해서 공비를 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 세그먼트(1)의 간극(1b) 또는 오목부(101a)에 수지가 유입되므로 이 분량을 고려해서 관상 수지 흡수재(201)의 수지 함침량을 많게 해 둔다.

또한, 세그먼트(1)의 내주면에 형성하는 오목부(101a)는 세그먼트의 사방 외주부뿐만 아니라, 도 13에 나타낸 바와 같이, 측부에 직사각형 형상의 오목부(101b)를 형성하거나, 또는 홈 형상의 오목부(101c)를 형성해서 인접하는 세그먼트의 접착에 사용되는 수지가 유입되는 간극을 많게 할 수도 있다. 또한, 오목부 또는 홈의 형상, 크기는 도시된 것에 한정되는 것이 아니고, 인접하는 세그먼트와의 사이에 수지가 유입되는 간극을 형성할 수 있는 것이면 임의의 형상, 크기로 할 수 있다.

또한, 수지가 유입되는 간극은 세그먼트의 내주면에 형성하는 것이 아니고, 도 14에 나타낸 바와 같이, 세그먼트의 측판, 단부판에 형성될 수 있다.

도 14에 나타낸 세그먼트(5)는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 단면이 직사각형 형상의 기설 박스 컬버트(50)를 갱생하는 것으로 직사각형을 4분할해서 얻어지는 직각으로 굴곡된 형상을 갖고 있다. 세그먼트(5)는, 세그먼트(1)와 같이, 내면판(501), 측판(502, 503), 단부판(504, 505)을 플라스틱으로 일체로 성형했으므로 강도를 갖기 위해, 세그먼트(1)와 같이, 내부판(미도시)이 설치되어 있고, 리브 구조가 되어 있다. 측판(502, 503), 단부판(504, 505)에는 각각 세그먼트(5)를 둘레 방향, 관길이 방향으로 연결하기 위한 볼트를 삽입 통과하기 위한 구멍(502a, 504a, 505a)[측판(503)의 구멍은 불가시)이 형성되어 있다.

세그먼트(5)에서는 측판(502)과 단부판(504)에 수지가 유입되는 오목부(502b, 504b)가 형성된다. 오목부(502b, 504b)가 차지하는 면적은 측판(502), 단부판(504)의 전면적의 반 또는 그 이상으로 되어 있다. 또한, 측판(503)과 단부판(505)은 균일하고 평탄한 면으로 되어 있다.

세그먼트(1)와 같이, 세그먼트(5)를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 볼트, 너트 등을 이용해서 연결해서 기설 박스 컬버트(50) 내에 갱생 박스 컬버트(51)(도 15)를 부설할 수 있다. 이 때, 도 15에는 도시되어 있지 않지만, 기설 박스 컬버트 (50)와 갱생 박스 컬버트(51)의 간극에는 그라우트 재 등의 충전재가 충전되어 기설 박스 컬버트(50)와 갱생 박스 컬버트(51)가 일체화된다.

세그먼트(5)를 둘레 방향으로 연결하면 세그먼트(5)의 단부판(504)과 다른 세그먼트(5)의 단부판(505)이 접촉되기 때문에 그 사이에 오목부(504b)에 의한 각극이 형성되고, 또한 세그먼트를 관길이 방향으로 연결하면 세그먼트(5)의 측판(502)과 다른 세그먼트(5)의 측판(503)이 접촉되기 때문에 그 사이에 오목부(502b)에 의한 간극이 형성된다.

이 상태로, 도 6에 나타낸 방법으로 관 라이닝재(2)와 같은 구성의 라이닝재(2')를 갱생 박스 컬버트(51) 내에 삽입해서 압축 공기에 의해 팽창시켜 라이닝재(2')를 갱생 박스 컬버트(51)의 내주면에 가압하면 관상 수지 흡수재에 함침되어 있었던 액상의 경화성 수지는 세그먼트(5)의 오목부(502b, 504b)에 의해 형성된 간 극에 유입된다. 여기서, 라이닝재(2')를 가열 또는 광조사하면 관상 수지 흡수재에 함침되어 있었던 수지가 경화됨으로써 갱생 박스 컬버트(51)의 내주면이 라이닝됨과 아울러 오목부(502b, 504b)에 유입된 수지도 경화되므로 인접하는 세그먼트 끼리가 접착되고, 각 세그먼트가 견고히 결합되어 일체화되고, 상술한 것과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 세그먼트는 플라스틱으로 될 수 있고, 고열에는 약하므로 관 라이닝재(2) 또는 라이닝재(2')를 가열할 때 증기 미스트를 냉각할 지, 열풍을 걸지 또는 증기 호스로부터 온수를 공급하고, 온수 미스트를 분출해서 라이닝재(2, 2')의 열경화성 수지를 경화시키도록 해도 좋다. 또한, 세그먼트의 재질, 즉 플라스틱의 특성에 따라 증기나 온수 등의 열매체의 온도를 설정하도록 해도 좋다.

[실시예3]

실시예1, 2에서는 기설관 내에 최초에 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 부설하고, 그 후에 관 라이닝재에 의한 라이닝을 행해서 2층의 갱생관을 구축했지만, 반대로 최초에 관 라이닝재를 이용해서 기설관의 내주면을 라이닝하고, 그 후에 라이닝된 기설관 내에 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 조립해서 2층 구조로 해도 좋다. 이 방법이 도 16에 도시되어 있다.

도 6에 나타낸 것과 마찬가지의 방법으로 관 라이닝재(2)가 기설관(10) 내에 삽입되고 압축 공기에 의해 팽창되어 기설관(10)의 내주면에 가압된다. 그 상태로, 가열 또는 광조사에 의해 관상 수지 흡수재(201)에 함침되어 있었던 수지가 경화되어 기설관(10)의 내주면이 관 라이닝재(2)에 의해 라이닝된다. 이 상태가 도 16에 도시되어 있다.

이어서, 세그먼트를 둘레 방향으로 연결해서 얻어지는 관 유닛(100)을 맨홀(11)로부터 라이닝한 기설관(10) 내에 반입하고, 관 유닛(100)을 관길이 방향으로 연결해서 세그먼트(1)로 이루어지는 갱생관(12)을 구축한다. 이 갱생관(12)의 조립 법은 도 2, 도 3에 나타낸 것과 마찬가지의 방법으로 행하여진다.

갱생관(12)이 조립되면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 기설관(10)의 라이닝면과 갱생관(12) 사이의 간극(13), 및 갱생관(12)의 각 세그먼트의 측판과 단부판에 둘러싸인 공간에 그라우트 재로 이루어지는 충전재가 주입되고, 라이닝된 기설관(10)과 갱생관(12)이 견고히 결합되어 양 관이 일체화된다.

이상과 같이 해서, 기설관(10)의 내부에 관 라이닝재로 이루어지는 갱생관과 세그먼트로 이루어지는 갱생관이 부설되고, 실시예1, 2와 마찬가지로, 기설관, 2층의 갱생관이 일체화된 복수관을 구축할 수 있고, 강도가 있는 자립관을 부설할 수 있다.

도 1(a)는 본 발명에 사용되는 세그먼트의 구조를 나타낸 사시도, 도 1(b)는 배면으로부터 본 세그먼트의 사시도이다.

도 2는 세그먼트를 둘레 방향으로 연결해서 얻어지는 관 유닛의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 3은 관길이 방향으로 연결한 세그먼트를 나타내는 상면도이다.

도 4는 시설관 내에 세그먼트를 이용해서 갱생관을 부설했을 때의 기설관의 단면도이다.

도 5는 기설관 내에 조립된 세그먼트로 이루어지는 생생관을 나타내는 사시도이다.

도 6은 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 기설관 내에 구축하고 더욱이 상기 갱생관의 내주면을 관 라이닝재로 라이닝하는 방법을 나타낸 설명도이다.

도 7은 관 라이닝재의 구성을 나타내는 사시도이다.

도 8은 도 6에 나타낸 방법으로 갱생된 기설관의 단면도이다.

도 9는 내주면에 수지 유입용의 오목부가 형성된 세그먼트의 사시도이다.

도 10은 도 9에 나타낸 세그먼트를 둘레 방향으로 연결해서 얻어지는 관 유닛의 사시도이다.

도 11은 도 9에 나타낸 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결해서 얻어지는 갱생관의 내주면을 나타내는 설명도이다.

도 12(a)는 도 9에 나타낸 세그먼트를 이용해서 갱생관을 기설관 내에 조립 해서 더욱 갱생관의 내주면을 관 라이닝재로 라이닝했을 때의 기설관의 단면도, 도 12(b)는 (a)의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 13은 세그먼트에 수지 유입용의 오목부를 형성하는 다른 세그먼트의 내주면을 나타내는 설명도이다.

도 14는 세그먼트의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 15는 도 14의 세그먼트를 이용해서 기설 박스 컬버트 내에 갱생 박스 컬버트를 구축했을 때의 복합관을 나타내는 사시도이다.

도 16은 관 라이닝재로 라이닝된 기설관 내에 세그먼트를 조립해서 갱생관을 구축하는 방법을 나타내는 설명도이다.

도 17은 도 16에 나타낸 방법으로 갱생된 기설관의 단면도이다.

[부호의 설명]

1: 세그먼트 2: 관 라이닝재

5: 세그먼트 10:기설관

11: 맨홀 12: 갱생관

13: 충전재 14: 수지

20: 압력 용기 27: 증기조

32: 증기 호스 41: 볼트

42: 너트 43: 볼트

50: 기설 박스 컬버트 51: 갱생 박스 컬버트

100: 관 유닛

Claims (9)

1. 기설관 내에 갱생관을 구축해서 기설관을 갱생하는 기설관 갱생 공법으로서:

   기설관 내에 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결해서 얻어지는 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 구축하고;

   상기 구축된 세그먼트로 이루어지는 갱생관 내에 액상의 경화성 수지를 함침해서 이루어지는 라이닝재를 삽입해서 상기 라이닝재를 상기 갱생관의 내부면에 압박한 상태로 경화성 수지를 경화시켜 세그먼트로 이루어지는 갱생관의 내주면을 상기 라이닝재로 라이닝하는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세그먼트에 인접하는 세그먼트와의 사이에 간극을 발생시키는 오목부가 형성되고, 상기 간극에 유입된 라이닝재의 경화성 수지에 의해 인접하는 각 세그먼트가 접착되는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   기설관과 세크먼트로 이루어지는 갱생관 사이의 간극에 충전재를 주입하고, 기설관과 상기 갱생관을 결합하는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라이닝재를 경화시키는 온도를 세그먼트의 재질에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
5. 기설관 내에 갱생관을 구축해서 기설관을 갱생하는 기설관 갱생 공법으로서:

   기설관 내에 액상의 경화성 수지를 함침해서 이루어지는 라이닝재를 삽입해서 라이닝재를 기설관의 내주면에 압박한 상태로 경화성 수지를 경화시킴으로써 기설관의 내주면을 상기 라이닝재로 라이닝하고;

   상기 라이닝재로 라이닝된 기설관 내에 세그먼트를 둘레 방향 및 관길이 방향으로 연결해서 얻어지는 세크먼트로 이루어지는 갱생관을 구축하는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
6. 제 5 항에 있어서,

   라이닝재로 라이닝된 기설관과 세그먼트로 이루어지는 갱생관 사이의 간극에 충전재를 주입하고, 라이닝재로 라이닝된 기설관과 세그먼트로 이루어지는 갱생관을 결합하는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라이닝재에 함침되는 경화성 수지는 열 및/또는 광에 의해 경화되는 수지인 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라이닝재는 반전 또는 인입에 의해 관 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기설관 갱생 공법.
9. 제 1 항에 기재된 시설관 갱생 공법에 사용되는 세그먼트로서:

   세그먼트에 인접하는 세그먼트와의 사이에 간극을 발생시키는 오목부가 형성되고; 상기 간극에 유입된 라이닝재의 경화성 수지에 의해 인접하는 각 세그먼트가 접착되는 것을 특징으로 하는 갱생관용 세그먼트.

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