이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법

이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법{Well Using Dual Filter and Its Construction Method}

본 발명은, 이중 필터층을 갖는 취수정 및 취수정을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 외부 및 내부 케이싱을 단계적으로 인발하여 케이싱 인발에 의한 지반 및 필터재의 교란이 최소화되도록 하여 투수율의 감소를 최대한 억제하며, 유량 및 수질, 유지관리가 용이한 이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법에 관한 것이다.

한정된 가용 수자원으로 늘어나는 국내 용수 수요를 충족시키기 위해서는 새로운 수자원의 지속적인 확보가 필요하다. 국내에서는 이러한 수자원의 개발과 확보를 위해 댐 건설을 추진해 왔으나 건설 지역 농경지 잠식에 의한 경제적 손실, 막대한 용지 보상비로 인한 국민 경제의 부담 등 직접적인 경제적 손실 및 환경파괴에 의한 간접적인 경제적 손실로 지속적인 댐 건설은 한계에 도달하고 있다 .

따라서, 현실적으로 물 수요량을 충족할 수 있는 환경 친화적인 새로운 대안으로 취수정의 개발이 절실히 요청되고 있는 실정이다.

단일 필터를 이용한 기존의 취수정 시공 방법은, 에어 해머의 회전 및 타격에 의하여 토사 및 자갈층을 굴착하면서 케이싱을 설치한다. 케이싱 설치 후 스크린과 취수관을 삽입한 후 중력식 충진 방법으로 필터재를 충진하고, 필터재 충진 후 케이싱을 360°회전시키면서 인발한다. 따라서, 케이싱이 360°회전하면서 인발 되므로 케이싱 외부의 주변 토사와 필터층이 교란되고, 필터층의 두께가 불균질해져 필터로서의 기능을 제대로 수행하기 어려우므로 안정적인 취수량 확보가 어려운 폐단이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 취수정의 단점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 외부 케이싱 인발시 대구경 천공기를 사용하여 좌우로 요동시켜 인발하고, 내부 케이싱은 유압잭을 사용하여 수직 인발하므로 필터층의 교란 현상이 크지 않으며, 또 이중 필터를 사용하므로 필터가 갖추어야 할 조건 즉 필터재료의 입도가 커서 지하수 유입이 쉬울 조건과, 필터재료의 입도가 작아서 원지반에서 유입되는 미립자에 의해 필터가 막히지 않을 조건을 동시에 만족시켜, 안정적인 취수량을 확보할 수 있으며, 유지관리가 용이한 경제적인 이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 취수정 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 단계적으로 설명하기 위한 설명도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 외부 케이싱 2 : 내부케이싱

3 : 스크린 4 : 취수관

5 : 1차 필터재 6 : 2차 필터재

7 : 스페이서 8 : 맨홀

9 : 타설부 10 : 취수정

상기 목적은, 본 발명에 따라, 취수정 및 그 시공법에 있어서, 대구경 천공기를 사용하여 외부 케이싱을 요동 및 압입 시키면서 상기 외부 케이싱 내의 토사를 해머 그래브로 들어내면서 설계심도 까지 굴진하여 취수정을 굴착하는 단계와; 굴착 완료 후 상기 취수정 중앙에 내부 케이싱을 삽입하고 수직도를 유지하기 위하여 밴드 형태의 스페이서를 설치한 스크린과 취수 관을 삽입하는 단계와; 중력식 충진 방법으로 상기 외부 케이싱과 내부 케이싱 사이에 1차 필터재를 충진하며, 상기 내부 케이싱과 취수관 사이에 2차 필터재를 충진시키면서 상기 내부 케이싱과 외부 케이싱을 단계적으로 인발수단에 의해 인발하는 인발단계와; 상기 취수관 공내 슬러지와 상기 스크린 외부의 이물질을 제거하기 위해 고압 콤프레셔를 이용하여 에어 써징을 실시하는 단계와; 상기 취수정 상단 부분에 시멘트 몰탈을 타설 및 맨홀을 설치하는 시공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법에 의해 달성된다.

여기서, 인발수단은 외부 케이싱은 좌우로 요동시키면서 인발하는 것과, 상기 내부 케이싱은 유압잭을 이용하여 수직 인발하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 취수정에 있어서, 소정깊이로 굴착된 취수정과; 상기 취수정의 중앙부에 수직 설치되며 하부 영역에 스크린이 형성된 취수관과; 상기 취수관의 외측에서 소정 두께로 충진되는 2차 필터재와; 상기 취수관을 제외한 상기 2차 필터재의 외측으로부터 상기 취수정의 공간에 충진되는 1차 필터재와; 상기 취수정 상단 부분에 시멘트 몰탈된 타설부를 가지며 상기 타설부의 상측에 맨홀을 설치한 것을 특징으로 하는 취수정에 의해 달성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 취수정 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 단계적으로 설명하기 위한 설명도이다.

이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시공법은, 선정된 지면에 대구경 천공기(도시치 않음)를 사용하여 소정 구경을 갖고 소정 길이로 형성된 외부 케이싱(1)을 압입시켜 외부 케이싱(1) 내의 설계심도까지 토사를 해머 그래브(Hammer Grab)로 들어내면서 굴착 취수정(10)을 형성하고, 외부 케이싱(1)의 중앙에 외부 케이싱(1)의 구경보다 작은 구경으로 형성된 내부 케이싱(2)을 수직으로 삽입하는 단계를 거친다.

내부 케이싱(2)의 내부에는 이에 삽입될 취수관(4)의 수직도를 유지하기 위하여 밴드(Band) 형태의 스페이서(Spacer)(7)가 소정 간격을 두고 설치되어 있고, 상기 스페이서(7)의 안내에 따라 취수관(4)을 삽입하는 단계를 거치며 취수관(4)의 하부 영역에는 스크린(3)이 형성되어 있다.

중력식 충진 방법으로 외부 케이싱(1)과 내부 케이싱(2) 사이에 1차 필터재(5)를 충진하며, 여기서 1차 필터재(5)는 취수정(10)을 굴착하면서 발생된양질의 토사(균일한 입자를 갖는)를 사용하는 것이 바람직하다.

내부 케이싱(2)과 취수관(4) 사이에는 표준사 등으로 2차 필터재(6)를 충진하면서 내부 케이싱(2)과 외부 케이싱(1)을 교대로 단계적으로 인발하는 인발단계를 거치는데, 이때 외부 케이싱(1)은 좌우로 요동시키면서 인발하고 내부 케이싱(2)은 유압잭(도시치 않음)을 이용하여 수직 인발한다.

상기, 취수관(4) 공내 슬러지와 스크린(3) 외부의 이물질을 제거하기 위해 고압 콤프레셔(두시치 않음)를 이용하여 에어 써징을 실시하는 단계를 거친 후 취수정(10) 상단 부분에 시멘트 몰탈한 타설부(9)를 형성하여 이에 맨홀(8)을 설치하는 시공 단계에 의해 이루어지고 상기와 같은 방법으로 취수정(10)을 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 본 공법 시공시 내부 및 외부 케이싱 인발시 내부 케이싱은 유압잭으로 수직 인발하고, 외부케이싱은 대구경 천공기를 사용하여 좌우 요동시켜 인발하므로 필터재의 교란을 방지할 수 있으며, 타 공법과 달리 고압 에어나 이수를 사용하지 않고 천공하므로 지반 교란이 적고 대수층의 천공경 주변에 점토 피막을 형성하지 않는다. 또한 내부 및 외부 케이싱 인발시 필터재를 충진하면서 순차적으로 케이싱을 인발하므로 케이싱에 부하되는 토압이 작아 케이싱 인발 작업이 용이하다. 단일 필터를 사용한 기존 취수정의 경우 케이싱을 360°회전시키면서 인발하므로 케이싱 외부의 주변 토사와 필터층이 교란되고, 필터층의 두께가 불균질해져 필터로서의 기능을 제대로 수행할 수 없게 되므로안정적인 취수량 확보에 불리하다. 따라서 본 발명의 경우 필터재의 기능이 저하되지 않으므로 필터층의 유지관리가 용이할 뿐 아니라 필터재 유동 방지, 투수율 확보, 미세 토립자 유출의 억제 및 안정적인 취수량을 확보할 수 있는 이중필터를 이용한 취수정 및 그 시공법이 제공된다.