KR100322314B1 - 지반경화층조성공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반 경화층 조성공법에 관한 것으로 선단부 측벽에 이격된 별도 유로(流路)를 구비한 중합분사노즐을 설치한 주입로드를 중합분사노즐의 핵노즐로부터 청수를 고압으로 분사하면서 회동전진시켜서 대상지반의 소정 심도까지 삽입하고, 소정 심도에서 중합분사노즐의 핵노즐로부터 순결성 경화재의 A액, 주위노즐에서 B액을 분사하면서 주입로드를 회동시키면서 후퇴시킴으로써 대상지반속으로 순결성 경화재를 주입한다.

Description

지반 경화층 조성공법{METHOD FOR CREATING GROUND HARDENED LAYER}

본 발명은 터널 등 지중갱도 복공지보(覆工支保)나 구축 기초지반의 강화지보(强化支保), 또는 지수를 목적으로하여 굴삭지반 주위등에 순결성(瞬結性)의 지반 경화재를 주입하여 지반경화층을 조성하는 지반 경화층 조성공법에 관한 것이다.

종래, 지반의 복공지보나 강화지보 또는 지수를 목적으로 하는 경화재층의 조성을 위한 지반경화재 주입은 경화재 분류(噴流)의 도달 거리를 조금이라도 연장하여 대직경의 경화재층을 조성하는 것을 이상으로 하며, 에어층 분류 등, 여러 가지 방법을 궁리하고 있었으나 어느 것이나 경화재 분사의 분사압 자체를 고압화하여 부대구성에 의해 분사압 저하를 방지하는데 중심을 두어 왔다.

그러나, 경화재 분사의 분사압 자체를 고압화하는 데는 한계가 있고, 또, 고압작동에 의한 위험을 수반하는 문제가 있었다.

특히 순결성 경화재에 대해서는 A액과 B액의 혼합에 의해 경화반응이 개시되므로 그 합류시기를 조정하면서 경화재 분류의 도달거리를 조금이라도 연장하기 위한 연구가 거듭되어 왔다.

본 발명은 상기 과제에 대응하여 이것을 해결하기 위하여 주입로드를 회동전진시켜서 대상지반의 소정 심도까지 삽입할 때에 고압의 청수분류를 분사하여 주변토양을 사전에 천공 교반함으로써 경화재 분류의 파쇄도달력을 조장함과 동시에 A액과 B액의 혼합을 중합분사노즐의 핵노즐과 주위노즐에 의해 분사와 동시에 행하게 한 것이다.

또, 대상지반의 상황에 따라서는 사전에 주변토양을 천공교반하는 청수분류를 핵노즐에서 고압에 의한 청수분류, 주위노즐에서 핵노즐로부터의 청수분류보다 저압의 청수분류를 분사하게하여 중합하는 핵분류와 주위분류와의 분사압에 차이를 설정함으로써 발생하는 캐비테이션 현상을 청수분류의 지반파쇄력과 분류추진력 증진에 이용하도록 구성한 것이다.

즉, 중합분사노즐의 핵노즐로부터 고압에 의한 청수분류, 주위노즐에서 핵노즐로 부터의 청수분류보다 저압의 청수분류를 분사함으로써 고압분류와 저압분류의 경계의 상대속도차에 의해 경계부근에 와류가 발생하고, 와류중심에는 저압 영역이 생겨 여기에 캐비티(空洞)가 다수 발생한다.

캐비티는 대상지반과 분류의 접촉면까지 계속 발생하여 대상지반과 분류의 접촉면 부근에서 소멸하는데, 소멸할때에 발생하는 쇼크웨이브와 제트류에 의해 대상지반에 대한 분류 작용면적이 확장되어 지반파쇄력과 분류추진력이 발생하게 된다.

캐비테이션 분류는 이 지반파쇄력과 분류추진력을 발생시키는 면적이 통상의 제트에 비해 수배에서 수십배나 넓기 때문에 지반파쇄력과 분류추진력도 극히 강력한 것이 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시공상황을 나타내는 전체 측면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주입로드 선단부의 주요부 구조를 나타내는 확대정면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주입로드 선단부의 주요부를 절결하여 내부 구조를 나타내는 종단확대측면도.

"도면의 주요부분에 대한 부호의 설명"

1: 주입로드11: 제 1유로

12: 제 2유로21: 고압분류 분사핵 노즐

22: 고압분류 분사주위노즐3:스이블

31, 32, 33, 34: 압송호스4: 기대

5: 주입로드 작동기구6:주입로드 전향기구

G: 대상지반X:경화재 주입층

Y: 청수에 의한 교반층

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 1은 주입로드로 제 1유로(11), 제 2유로(12)를 구비하고, 각 유로는 각각 핵노즐(21), 주위노즐(22)에 연통하여 개구하고, 노즐(21, 22)은 중합하여 중합분사노즐을 구성한다.

주입로드의 제 1유로(11)와 제 2유로(12)에 각각 청수 또는 경화재를 압송(壓送)하는 압송펌프는 압송력에 소정의 차이가 설정되고, 핵노즐(21)로의 압송펌프는 고압, 주위노즐(22)로의 압송펌프는 저압으로 되어있고, 분사시에 중합하여 캐비테이션 분류를 구성하게 되어 있다.

주입로드(1) 후단은 스이블(3)과 압송펌프를 통하여 재료공급부에 연결하는 호스(31, 32)에 연결함과 동시에 기대(4)상에 장치된 주입로드 작동기구(5)와 로드 전향(轉向)기구(6)로 지지된다.

우선, 로드전향기구(6)에 의해 삽입대상지반에 대한 주입로드(1)의 각도를 수직방향, 수평방향, 경사진 상승방향으로 전향시킴과 동시에 주입로드 작동기구(5)가 주입로드(1)를 대상지반(G)에 삽입시키기 위하여 주입로드(1)에 대하여 전진, 후퇴, 회전 등의 작동을 부여한다.

우선, 제1 실시예는 이와같이 장치된 주입로드(1)의 제 1유로(11)에 고압으로 청수를 압송하면서 로드(1)를 대상지반(G)을 향하여 회전시키면서 삽입방향으로 추진시키면 청수는 고압분류로서 주변지반을 천공절삭하여 토양입자를 파쇄하여 대상지반(G)에 주입로드(1)의 구동궤적에 따라 원통형상으로 청수에 의한 교반층(Y)을 조성한다. 이 경우, 청수의 분사압력은 대상지반의 토양이 점토층인지 사층인지에 따라 압력을 변화시킨다.

소정의 심도에 도달한 곳에서, 제 1유로(11)에 A액을 고압의 경화재 분류로서 압송하고 제 2유로(12)에 B액을 고압의 경화재 분류로서 압송하여 중합분사노즐(21,22)으로부터 분사하면서 주입로드(1)를 회동시키면서 빼내는 방향으로 후퇴시키면, A액과 B액은 청수에 의한 교반층(Y)에 대한 혼합분류로서, 다시 주변 지반을 천공 절삭하여 토양입자를 파쇄하여 대상지반(G)에 주입로드(1)의 구동궤적에 따라 원통형상으로 2액성 경화재의 혼합주입층(X)을 조성한다.

제2 실시예에서는 주입로드(1)의 제 1유로(11)에 고압으로 청수를 제 2유로(12)에 그 보다 저압으로 청수를 압송하여 중합분사노즐(21,22)에서 분사하면서, 로드(1)를 대상지반(G)을 향하여 회전시키면서 삽입방향으로 추진시키면 청수는 제1 실시예보다 더욱 강력한 파쇄력을 가지고 고압분류로서 주변지반을 천공절삭하고 토양입자를 파쇄하여 대상지반(G)에 주입로드(1)의 구동궤적에 따라 원통형상으로 청수에 의한 교반층(Y)을 조성한다.

소정 심도에 도달한 곳에서, 제 1유로(11)에 A액을 고압의 경화재 분류로서 압송하고 제 2유로(12)에 B액을 고압의 경화재 분류로서 압송하여 중합분사노즐(21,22)로부터 분사하면서 주입로드(1)를 회동시키면서 빼내는 방향으로 후퇴시키면, A액과 B액은 청수에 의한 교반층(Y)에 대한 혼합분류로서, 다시 주변 지반을 천공 절삭하여 토양입자를 파쇄하여 대상지반(G)에 주입로드(1)의 구동궤적에 따라 원통형상으로 2액성 경화재의 혼합주입층(X)을 조성한다.

본 발명에 있어서는 이와같이 주입로드(1)의 삽입공정에 있어서 청수에 의한 교반층(Y)이 경화재 주입에 앞서 조성되어 적당한 주입환경을 확보하기 때문에 분사경화재의 도달거리를 신장시킴과 동시에 도달거리의 신장은 주입영역의 혼입용량을 증대시킨다.

이 혼입용량의 증대에 따라, 종래 슬라임 분출에 의한 진흙배출 현상을 발생시키던 것이 진흙배출이 거의 없는 상태로 경화재가 토양속으로 혼입을 계속할 수 있다.

이와같이 조성되는 주입층(X)은 필요에 따라 이와 인접한 부분에 동일한 주입층을 조성하고, 잇따라 인접시켜서 소정형상으로 병렬함으로써 소정의 지반경화층을 조성해 가는 것이다.

Claims (1)

1. 선단부 측벽에 이격된 별도의 유로를 구비한 중합분사노즐을 설치한 주입로드를 중합분사노즐의 핵노즐로부터 청수를 고압으로 분사하면서 회동전진시켜서 대상지반의 소정 심도까지 삽입하고, 소정 심도에서 중합분사노즐의 핵노즐로부터 순결성 경화재의 A액, 주위노즐로부터 B액을 분사하면서 주입로드를 회동시키면서 후퇴시킴으로써 대상지반속으로 순결성 경화재를 주입하고 주입로드를 회동전진시켜서 대상지반의 소정 심도까지 삽입할 때, 중합분사노즐의 핵노즐로부터 고압에 의한 청수분류, 주위노즐에서 핵노즐로부터의 청수분류보다 저압의 청수분류를 분사함으로써 청수분류를 고압분류와 저압분류의 캐비테이션 분류로서 분사하게 하는 것을 특징으로 하는 지반경화층 조성공법.