KR100226593B1 - 지보경화층의 조성공법과 장치 - Google Patents

Abstract

순간결합성경화재의 고압분사주입에 의한 지보(支保;지탱보존)경화층의 조성은, 2액의 혼합문제와 지반정리를 위한 물(淸水)분사의 관계에서 고압분사시에 발생하는 과잉땅속압력의 조정과 잉여슬라임의 처리에 과제를 남기고 있다. 선단부의 2개의 유로(12, 13)에 각각 연통하는 중합분사노즐(22, 23), 그 상부에 압력발출구(24)를 개구시키고, 그 상부에 물분사노즐(21)을 설치한 주입로드(1)를 대상지반속에 삽입하여, 소정의 심도에서 물분사노즐(21)로부터 물을 분사하고, 나아가, 중합분사노즐로부터 경화재A액과 경화재B액을 고압력으로 압송하는 것에 의해 각 분사노즐로부터 고속분류로서 분사함과 동시에 고압분사에 의해 발생하는 땅속압력을 압력발출구(24)에서 흡입하면서, 주입관을 회전하여 발거방향으로 이동해 주입관궤적에 경화층을 조성하도록 했다.

Description

지보경화층 조성공법과 장치

본 발명은 터널과 같은 지중갱도의 지보복공(支保覆工)이나 구축물기초지반의 지보, 또는 지수(止水)를 목적으로 굴삭지반의 주위 등에다 조성하는 지보경화의 조성공법과 장치에 관한 것이다.

종래에는 고압분사주입으로 지보경화층을 조성할때는 충전밀도와 침투성 문제 때문에 주로 완결성 경화재를 쓰고 있으나, 완결성 경화재를 사용한 지보복공은 경화시간이 길어 굴삭속도에 맞추어 공사를 진척시키기가 무척 어려웠다.

또, 충분한 경화가 이루어지지 않은 데에도 굴삭이 행해지면 지보효과를 얻을 수 없어 중대한 사고를 유발할 우려도 있었다.

한편, 종래의 경화재 주입에 의한 지보복공, 특히 덮개부주입에 순결성을 가진경화재가 효과적으로 쓰이지 않았던 것은, 순결성 경화재가 2가지 액상물질로 이루어져 이들 2가지 액의 혼합에 따라 단시간에 경화되기 때문에 분사된 경화재가 충분히 침투충전되기 전에 경화되어 주입층에 소밀현상이 생겨 균질된 경화층을 얻을 수 없었던 것이 그 한 원인이었다.

또, 순결성 경화재의 주입은 충전밀도를 높이기 위해 저압주입으로 흙입자사이의 배열을 무너뜨리지 않고 공극을 매꿔 침투가 이루어지도록 하는 것이 중점으로 되어 있으나, 근래에는 순결성 경화재가 분사되는 노즐의 상부에 물분사노즐을 설치해서, 물분사에 의한 흙입자사이 공극의 정리가 이루어진 토양에다 순결성 경화재를 고압분사하도록 되어 있다.

그러나, 순결성경화재의 고압분사에 의해 축적된 지내압이 과잉압으로 되어 경화재의 도달거리의 신장을 방해하는 한편, 정화재의 침투에 소밀현상을 일으키게 되는 문제가 있게 된다.

또, 상부의 물분사가 지내압과 과잉슬라임의 배출을 저해해서 균질한 경화재층의 조성을 곤란하게 하고, 결국 순결성 경화재의 고압분사에 의한 효과를 반감시키도록 하고 있다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 주입로드선단부의 구조를 나타낸 종단확대측면도,

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 수평방향으로 시공상황을 나타낸 전체측면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주입로드 11 : 제 1 유로

12 : 제 2 유로 13 : 제 3 유로

14 : 지내압 등의 배출로 21 : 고압수분사노즐

22 : 핵분사노즐 23 : 주위분사노즐

24 : 압력배출구 3 : 스위벨

31,32,33 : 압송호스 4 : 대차

5 : 주입로드 작동기구 6 : 주입로드 전향기구

x1,x2,x3 : 경화층지반 y : 물분사궤적

이에 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명된 것으로, 선단부에 2개의 유로와 각각 연통하는 중합분사노즐이 설치되는 한편 이 중합분사노즐의 상부에 압력배출구가 개구시켜지고, 이 압력배출구의 상부에는 고압수분사노즐이 설치된 주입로드를 대상지반 중에 삽입해서, 소정깊이에서 고압수분사노즐로부터 물을 분사하고나서, 중합분사노즐로부터 경화재A액과 경화재B액을 고압력에서 압송함으로써 각 분사노즐로부터 고속분류로서 분사함과 더불어, 고압분사에 의해 발생하는 지내압을 압력배출구에서 흡입하면서 주입관을 회전시켜 뽑아내어지는 방향으로 이동시킴으로써 주입관궤적에 따라 경화층을 조성하도록 된 것이다.

이하 첨부도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

주입로드(1)에는 제 1 유로(11)와 제 2 유로(12) 및 제 3 유로(13)를 갖추고서 이들 각 유로(11,12,13)는 각각 분사노즐(21,22,23)과 연통되어 개구시켜지고, 그중 2개의 분사노즐(22,23)은 중합분사노즐을 구성하는 한편, 나머지 1개의 분사노즐(21)은 고압수분사노즐을 이루도록 되어 있다.

참조부호 24는 압력배출구로서, 이는 중합분사노즐(22,23)과 물분사노즐(21)의 사이에서 개구되어져 고압분사노즐에 의해 발생하게 되는 지내압이나 여잉의 슬라임을 부압으로 흡입하여 배출로(14)를 통해 밖으로 배출한다.

또, 주입로드(1)의 뒷끝은 스위벨(3)을 매개로 재료공급부로 연결되는 호스(31,32,33)로 연결됨과 더불어, 기대를 이루는 대차(대차 ; 4)위에 장치된 주입로드 작동기구(5)와 로드전향기구(6)에 지지되어져 있다.

따라서, 먼저 로드전향기구(6)에 의해 삽입대상지반에 대한 주입로드(1)의 각도를 수직방향이나 수평방향 또는 위로향한 방향으로 방향이 바꿔지도록 함과 더불어 주입로드 작동기구(5)가 주입로드(1)를 대상지반에다 삽입하기 위해 주입로드(1)에 대해 전진과 후퇴, 회전 등의 동작을 하도록 한다.

또, 상기 호스(31,32,33)에 연결되어 주입재료에 고압력을 부여하는 고압펌프장치는, 피스톤실린더와 밸브실 및 실린더로부터 밸브실로 압력을 전달하는 압력응동체로 이루어지고서, 이 압력응동체가 양밸브실사이에 충전된 경화재액과는 비중이 다른 오일과 같은 액체와 그에 따라 응동하는 탄성막으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 응동체를 구성하는 충전액은 피스톤작동에 의한 용적변화분만큼 실린더와 밸브실 사이를 이동하게 되어, 그에 대응한 경화재액이 밸브실내로 유입되어 피스톤의 반대작동에 따라 압송되게 된다. 따라서, 그 사이에 압송되는 주입재는 충전액의 존재에 의해 다이어프램이나 플런저에 접촉하지 않고 흡인압송되기 때문에 미끄럼마찰에 의한 소모가 방지되어 출력의 상승으로 이어지게 된다.

밸브박스(valve box)가 밸브실로 통하는 입구통로와 출구통로에 각각 설치되고, 변좌부가 대략 반구형상의 오목면형상으로 형상되면서, 오목면에서 축방향으로 복수의 작은 구멍을 형성된 밸브시이트와 상기 오목면형상에 대응하는 구체로 이루어진 밸브본체 및 이 밸브본체를 상기 밸브시이트에다 압압하는 스프링으로 구성되어, 구체밸브의 작동이 압력의 향상을 더 추진하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 주입로드(1)를 대상지반(x1)을 향해 추진삽입해서, 소정의 깊이에 도달한 지점에서 제 1 유로(11)에는 고압수를, 제 2 유로(12)에는 A액을, 제 3 유로(13)에는 B액을 각각 200kg/cm²~ 500kg/cm²의 고압력으로 압송해서 분사노즐(21,22,23)로부터 각각 고압분사시킴과 동시에 주입로드를 회전시키면서 뽑아내어지는 방향으로 후퇴시킴으로써, 상부에 설치된 유로(11)의 분사노즐(21)로부터 분사된 고압수에 의해 정리된 궤적부(y)에 중합분사노즐(22,23)로부터 분사된 경화재가 주입되어 원통상으로 경화재층이 조성되게 된다.

즉, 2가지 분사노즐(22,23)로부터 각각 고압분사되는 A액과 B액이 노즐의 중합구조에 의해 분사와 거의 동시에 혼합되어져 주입로드(1)의 회동작동에 따라 주변의 지반을 절삭교반하면서 상부의 물분사에 의해 정리된 궤적부(y)의 토양으로 혼입되지만, 고압분사에 의해 지내압이 높아져 계속되는 고압수분사에 의해 달아날 곳을 잃은 여잉의 슬라임과 함께 압력배출구(24)로 유입되어 배출구(14)를 통해 외부로 배출되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 압력배출구(24)에 의해 지내압과 여잉슬라임의 배출이 이루어져 지나친 지내압이 낮추지게 됨으로써 적절한 주입환경이 유지될 수가 있어서, 분사경화재의 도달거리가 길어지게 됨과 더불어 경화재가 토양에 균질의 혼입이 계속 될 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 선단부에 2개의 유로(12,13)와 각각 연통되는 중합분사노즐(22,23)이 설치되는 한편 이 중합노즐(22,23)의 상부에 압력배출구(24)가 개구시켜지고, 이 압력배출구(24)의 상부에는 고압수분사노즐(21)이 설치된 주입로드(1)를 대상지반중에 삽입하여, 소정의 깊이에서 상기 고압수분사노즐(21)로부터 물을 분사하고 나서 상기 중합분사노즐(22,23)로부터 경화재A액과 경화재B액을 고압력으로 압송함으로써 각 분사노즐(22,23)로부터 고속분류로 분사되도록 함과 더불어, 고압분사에 의해 발생하는 지내압을 압력배출구(24)로 흡입되도록 하면서 주입로드(1)를 회전시키면서 뽑아내어지는 방향에 이동시킴으로써 주입관궤적을 따라 경화층이 조성되도록 하는 것을 특징으로 하는 지보경화층 조성방법.
2. 선단부에 2개의 유로(12,13)와 각각 연통되는 중합분사노즐(22,23)이 설치되는 한편 이 중합분사노즐(22,23)의 상부에 압력배출구(24)가 개구시켜지고, 이 압력배출구(24)의 상부에는 고압수분사노즐(21)이 설치된 주입로드(1)가, 이 주입로드(1)의 회동기구와 전진후퇴기구를 구비한 기대에 지지되어 이루어진 것을 특징으로 하는 지보경화층 조성장치.

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