KR100383520B1 - 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지층에서 만나게 되는 자갈층 및 전석층과 암반에 효율적인 그라우팅 재료의 주입을 이루어 견고한 그라우팅 스텝을 형성할 수 있도록 함과 동시에 작업의 중단 없이 연속적인 주입을 이루어 그라우팅 스텝의 연결 적층 시공을 신속 용이하게 이룰 수 있도록 한 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치에 관한 것이다.

특히, 지반보강 및 지반차수 등의 시공을 위해 제공되는 그라우팅 공법에 있어서, 케이싱(2)과 천공로드(8)를 지반에 굴삭한 후 케이싱(2)에서 천공로드(8)를 인발하는 단계와; 천공로드(8)의 인발을 완료시킨 상태에서 이중주입호스(10)와 연결 설치되어 있는 연속주입선단장치(1)를 선단에 구비하고 있고, 외압이 작용하지 않을 경우 양측으로 분리되도록 분할 형성되어 있되, 연결구(12)를 통해 연결되어 있는 수개의 주입로드(14)를 케이싱(2) 내에 삽입하는 단계와; 주입로드(14)를 케이싱(2) 내에 삽입 완료시킨 상태에서 상기 이중주입호스(10)에 그라우팅 재료를 공급하여 상기 연속주입선단장치(1)의 선단에 형성되어 있는 주입구(6)를 폐공하고 있던 개폐구(16)를 자동 개공시킨 후 지반에 그라우팅 재료를 일정량 주입시켜 그라우팅 스텝(4)을 시공하는 단계와; 그라우팅 스텝(4)의 시공을 완료시킨 상태에서 주입로드(14)를 일정길이(약 3m) 인발시켜 상호간을 연결하던 연결구(12)를 해체하여 양분되도록 함과 동시에 연속적인 주입을 실시하여 먼저 시공된 그라우팅 스텝(4) 상에 또다른 그라우팅 스텝(4)을 적층 연결시켜 시공하는 작업을 일정 반복하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치{GROUTING CONTINUITY INJECTION METHOD AND CONTINUITY INJECTION VERTICAL DIVICE}

본 발명은 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지층에서 만나게 되는 자갈층 및 전석층과 암반에 효율적인 그라우팅 재료의 주입을 이루어 견고한 그라우팅 스텝을 형성할 수 있도록 함과 동시에 작업의 중단없이 연속적인 주입을 이루어 그라우팅 스텝의 연결 적층시공을 신속 용이하게 이룰 수 있도록 한 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치에 관한 것이다.

일반적으로 연약한 지반을 보강하거나 연약한 지반에 세워진 구조물의 침하를 예방하기 위해 사용되어 온 차수 그라우팅을 이용한 지반 개량 공법들은 유동성 주입재인 시멘트 슬러리나 약액을 침하된 지반 등에 구멍을 뚫어 강제로 충전 응고시켜 강고한 구축물을 시공하기 위하여 시행하는 공법이다.

이와 같은 공법으로는 여러 공법이 있으나 그 중 일 예로 도 3와 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같은 S G R 공법(SPACE GROUTING ROCKET SYSTEM)은 연속주입선단장치(1)를 선단에 구비하고 있는 내,외측주입로드(2a),(2b)를 지반에 굴삭한 후 내,외측주입로드(2a),(2b) 내에 주입펌프(미도시하였음)를 통해 고압의 천공수를 공급하여 내측주입로드(2a) 선단에 연결설치되어 있는 로켓트주입선단장치(1)와 출몰구(5)를 세척함과 동시에 지반 내에 천공홀을 형성한 후 외측주입로드(2)를 상부로 소정 인발시키고 로켓트주입선단장치(1)를 천공홀에 돌출시키는 제 1과정과;

상기 제 1과정이 완료된 상태에서 연속주입선단장치(1)에 그라우팅 재료를 일정량 주입시켜 지반 내에 그라우팅 스텝(4)을 형성시키는 제 2과정과;

상기 제 2과정이 완료된 상태에서 주입 작업을 종료하고 상기 내,외측주입로드(2a),(2b)을 일정길이(약 3m) 인발시킨 후 절단함과 동시에 상기 내,외측주입로드(2a),(2b)에 천공수를 공급하여 로켓트주입선단장치(1)에 수개 형성되어 있는 주입구(6)와 외측주입로드(2b)의 출몰구(5)를 세척하는 제 3과정과;

제 3과정이 완료된 상태에서 상기 로켓트주입선단장치(1)에 제 2과정을 반복하여 그라우팅 스텝(4)을 적층 연결시켜 시공하는 작업을 일정 반복하는 제 4과정으로 이루어진다.

그러나, 이와 같은 과정을 통해 이루어지는 종래의 S G R공법을 이용하여 그라우팅을 시공할 경우에는 여러 가지의 문제점이 있었다.

이를 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 상술한 바와 같이 내,외측주입로드(2a),(2b)를 지반에 굴삭한 후 내,외측주입로드(2a),(2b) 내에 주입펌프(미도시하였음)를 통해 고압의 천공수를 공급하여 내측주입로드(2a) 선단에 연결설치되어 있는 로켓트주입선단장치(1)와 출몰구(5)를 세척함과 동시에 지반 내에 천공홀을 형성한 후 외측주입로드(2)를 상부로 소정 인발시키고 로켓트주입선단장치(1)를 천공홀에 돌출시키는 제 1과정에서 로켓트주입선단장치(1)는 주입펌프에 의해 공급되는 천공수의 압력에 의해 돌출되어야만 그라우팅 스텝(4)을 형성시킬 수 있도록 하는 다음 작업이 가능하나 로켓트주입선단장치(1)가 돌출되지 않는 오동작이 자주 발생하여 그라우팅 스텝(4) 형성을 위한 주입작업을 불가능하게 하는 문제현상을 빈번히 발생시켰고,

둘째, 그라우팅 재료를 주입하기 위해서는 천공수를 통해 천공작업을 선행하여야만 하고, 지반에 일개의 그라우팅 스텝(4)을 완성하고 케이싱(2)을 일정 인발한 이후에는 재주입을 위해 주입구(6)의 세척을 위해 천공수를 공급해주어야만 하는 과정을 필히 거쳐야만 함으로 작업공정이 매우 불편한 문제가 있었으며,

셋째, 상술한 바와 같이 지반에 천공수와 세척수를 주입한 후 크라우팅 재료를 주입하게 되므로 과다한 주입재료의 손실이 발생되는 문제가 있었고,

넷째, 지반에 일개의 그라우팅 스텝(4)을 완성하고 또다른 그라우팅 스텝을 형성하기 위해 케이싱(2)을 일정 인발하여 케이싱(2)을 절단할 경우에는 주입작업을 중단하여야만 하므로 연속적인 그라우팅 스텝(4) 시공이 사실상 불가능한 문제가 있었으며,

다섯째, 자갈모래층과 같은 지반에는 천공 및 그라우팅 재료의 주입이 불가능한 문제점이 있었다.

즉, 종래의 S G R공법은 지반에 천공홀을 형성한 후 이 천공홀에 로켓트주입선단장치(1)를 돌출시켜 크라우팅 스텝(4)을 형성하여야 하나 자갈모래층은 그 형태와 재질적 특성상 투수성이 우수하여 천공홀을 형성시 함몰이 동시에 일어나게 됨은 물론이고, 심지어는 주입구(6) 내로 주입재료가 역류되어 주입구(6)를 폐공하기 때문이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 지층에서 만나게 되는 자갈층 및 전석층과 암반에 효율적인 그라우팅 재료의 주입을 이루어 견고한 그라우팅 스텝을 형성할 수 있도록 함과 동시에 작업의 중단 없이 연속적인 주입을 이루어 그라우팅 스텝의 연결 적층 시공을 신속 용이하게 이룰 수 있도록 한 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적은 지반보강 및 지반차수 등의 시공을 위해 제공되는 그라우팅 공법에 있어서, 케이싱과 천공로드를 지반에 굴삭한 후 케이싱에서 천공로드를 인발하는 단계와; 천공로드의 인발을 완료시킨 상태에서 이중주입호스와 연결 설치되어 있는 연속주입선단장치를 선단에 구비하고 있고, 외압이 작용하지 않을 경우 양측으로 분리되도록 분할 형성되어 있되, 연결구를 통해 연결되어 있는 수개의 주입로드를 케이싱 내에 삽입하는 단계와; 주입로드를 케이싱 내에 삽입 완료시킨 상태에서 상기 이중주입호스에 그라우팅 재료를 공급하여 연속주입선단장치의 선단에 형성되어 있는 주입구를 폐공시키고 있던 개폐구를 자동 개공시킨 후 지반에 그라우팅 재료를 일정량 주입시켜 그라우팅 스텝을 시공하는 단계와; 그라우팅 스텝의 시공을 완료시킨 상태에서 주입로드를 일정길이(약 3m) 인발시켜 상호간을 연결하던 연결구를 해체하여 양분되도록 함과 동시에 연속적인 주입을 실시하여 먼저 시공된 그라우팅 스텝 상에 또다른 그라우팅 스텝을 적층 연결시켜 시공하는 작업을 일정 반복하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 그라우팅 재료를 지반에 주입하는 주입선단장치에 있어서, 외압이 가해지지 않을 경우 양측으로 분할되도록 형성되어 있되, 상호간에 연결구를 통해 연결을 이룰 수 있도록 형성되어 있는 주입로드와의 선단에 연결 설치되어 있고, 후단에는 이중유입구가 형성되어 있으며, 선단에는 외주연에 수개의 주입구가 형성되어 있고, 상기 주입구 내에는 주입물의 압력에 의해 자동 개폐를 이룰 수 있도록 하는 개폐구가 형성되어 있는 연속주입선단장치와; 상기 주입로드의 선단에 연결설치되어 있어 연속주입선단장치에 그라우팅 재료를 공급할 수 있도록 이중유입구에 연결 설치되어 있는 이중주입호스를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅 연속주입공법을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 그라우팅 연속주입공법을 이룰 수 있도록 하는 연속주입선단장치의 구성상태를 발췌 도시한 요부정면도,

도 3은 종래의 S G R(SPACE GROUTING ROCKET) 공법을 도시한 개략도,

도 4a, 도 4b는 종래의 S G R 공법을 이룰 수 있도록 하는 주입선단장치의 작동상태를 발췌 도시한 정면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 :연속주입선단장치 2 :케이싱

4 :그라우팅 스텝 6 :주입구

8 :천공로드 10 :이중주입호스

12 :연결구 14 :주입로드

16 :개폐구 18 :이중유입구

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅 연속주입공법을 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 케이싱(2)과 천공로드(8)를 지반에 굴삭한 후 케이싱(2)에서 천공로드(8)를 인발하게 된다.

상술한 과정이 완료되면 이중주입호스(10)와 연결 설치되어 있는 연속주입선단장치(1)를 선단에 구비하고 있고, 외압이 작용하지 않을 경우 양측으로 분리되도록 분할 형성되어 있되, 상호간에 연결구(12)를 통해 연결 설치되어 있는 수개의 주입로드(14)를 케이싱(2) 내에 삽입하게 된다.

상기 주입로드(14)의 삽입 설치가 완료되면 상기 이중주입호스(10)를 통해 그라우팅 재료를 공급하여 상기 연속주입선단장치(1)의 선단에 형성되어 있는 주입구(6)를 폐공시키고 있던 개폐구(16)를 자동 개공시킴과 동시에 지반에 그라우팅 재료를 일정량 주입시켜 그라우팅 스텝(4)을 시공하게 된다.

그리고 상술한 바와 같이 그라우팅 스텝(4) 형성이 완료되면 주입로드(14)를 일정길이(약 3m) 인발시킨 후 상호간을 연결하던 연결구(12)를 해체하여 양분되도록 함과 동시에 연속적인 주입을 실시하여 지반 내에 또다른 그라우팅 스텝(4)을 적층 연결시켜 시공하는 작업을 일정 반복하여 그라우팅 공법을 행할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 그라우팅 연속주입공법을 이룰 수 있도록 하는 연속주입선단장치는 도 2에 도시된 바와 같이 외압이 가해지지 않을 경우 양분되도록 형성되어 있되, 상호간에 연결구(12)를 통해 연결을 이룰 수 있도록 형성되어 있는 주입로드(14)의 선단에 연결 설치되어 있고, 후단에는 이중유입구(18)가 형성되어 있으며, 선단에는 외주연에 수개의 주입구(6)가 형성되어 있고, 상기 주입구(6) 내에는 주입물의 압력에 의해 자동 개폐를 이룰 수 있도록 하는 개폐구(16)가 형성되어 있는 연속주입선단장치(1)와, 상기 주입로드(14)의 선단에 연결 설치되어 있어 연속주입선단장치(1)에 그라우팅 재료를 공급할 수 있도록 이중유입구(18)에 연결설치되어 있는 이중주입호스(10)를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

이는 상술한 바와 같이 천공로드(8)를 통해 지반 내에 동시 굴착된 케이싱(2) 내에 삽입되는 수개의 주입로드(14) 선단에 주입물의 압력에 의해 자동으로 개폐를 이룰 수 있는 개폐구(16)가 일체로 구비되어 있는 주입구(6)를 수개 형성하고 있되, 이중주입호스(10)와 연결 설치되어 있는 연속주입선단장치(1)를 설치하여 이에 의해 그라우팅 재료를 지반에 주입할 수 있도록 함에 따라 그라우팅 스텝(4) 형성을 위해 취하는 주입을 오동작 없이 이룰 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

또한, 상술한 바와 같이 자동으로 개폐되는 주입구(6)가 구비된 연속주입선단장치(1)를 이용한 공법을 통해 그라우팅 스텝(4)을 지반 내에 형성함에 따라 종래의 S G R공법 처럼 천공수를 사용하지 않아도 됨에 따라 시공에 필요한 과정을단순화시킬 수 있도록 함과 동시에 작업의 편의성을 향상시켜 줄 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 됨은 물론이고, 견고한 그라우팅 스텝(4)을 최소의 그라우팅 재료를 사용하여 형성할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

그리고, 지반 내에 그라우팅 스텝(4)을 연속적으로 연결 적층하여 시공할 수 있게 되므로 공기를 대폭적으로 줄일 수 있게 됨은 물론이고, 자갈모래층과 같은 지반에도 그라우팅 재료를 효과적으로 주입하여 그라우팅 스텝(4)을 시공할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

즉, 상기 연속주입선단장치(1)는 그라우팅 재료를 분사시에만 주입구(6)에 위치한 개폐구(16)가 자동으로 개공을 취할 수 있게 되므로, 분사압력에 의해 자갈모래층이 주입구(6) 내로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 함과 동시에 지반에 그라우팅 재료의 주입을 이룰 수 있게되어 그라우팅 스텝(4)의 시공을 연속적으로 이룰 수 있게 된다.

참고적으로, 본 발명을 설명하기 위해 도시하고 설명한 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치는 단지 예로 들기 위한 기본 형태를 나타낸 것이므로, 본 발명과 유사한 형태와 목적을 가지고 있는 다른 형태의 그라우팅 연속주입공법 및 연속주입선단장치를 근본적으로 포함한다 할 수 있다.

이는 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있기 때문이다 .

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 지층에서 만나게 되는 자갈층 및 전석층과 암반에 효율적인 그라우팅 재료의 주입을 이루어 견고한 그라우팅 스텝을 형성할 수 있도록 함과 동시에 작업의 중단 없이 연속적인 주입을 이루어 그라우팅 스텝의 연결 적층 시공을 신속 용이하게 이룰 수 있도록 하여 시공상의 편의성과 경제성 등을 대폭적으로 향상시켜 줄 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 지반보강 및 지반차수 등의 시공을 위해 제공되는 그라우팅 공법에 있어서,

   케이싱(2)과 천공로드(8)를 지반에 굴삭한 후 케이싱(2)에서 천공로드(8)를 인발하는 단계와;

   천공로드(8)의 인발을 완료시킨 상태에서 이중주입호스(10)와 연결 설치되어 있는 연속주입선단장치(1)를 선단에 구비하고 있고, 외압이 작용하지 않을 경우 양측으로 분리되도록 분할 형성되어 있되, 연결구(12)를 통해 연결되어 있는 수개의 주입로드(14)를 케이싱(2) 내에 삽입하는 단계와;

   주입로드(14)를 케이싱(2) 내에 삽입 완료시킨 상태에서 상기 이중주입호스(10)에 그라우팅 재료를 공급하여 상기 연속주입선단장치(1)의 선단에 형성되어 있는 주입구(6)를 폐공하고 있던 개폐구(16)를 자동 개공시킨 후 지반에 그라우팅 재료를 일정량 주입시켜 그라우팅 스텝(4)을 시공하는 단계와;

   그라우팅 스텝(4)의 시공을 완료시킨 상태에서 주입로드(14)를 일정길이(약 3m) 인발시켜 상호간을 연결하던 연결구(12)를 해체하여 양분되도록 함과 동시에 연속적인 주입을 실시하여 먼저 시공된 그라우팅 스텝(4)에 또다른 그라우팅 스텝(4)을 적층 연결시켜 시공하는 작업을 일정 반복하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 그라우팅 연속주입공법.
2. 그라우팅 재료를 지반에 주입하는 연속주입선단장치(1)에 있어서,

   외압이 가해지지 않을 경우 양측으로 분할되도록 형성되어 있되, 상호간에 연결구(12)를 통해 연결을 이룰 수 있도록 형성되어 있는 주입로드(14)와;

   상기 주입로드(14)의 선단에 연결 설치되어 있되, 후단에는 이중유입구(18)가 형성되어 있고, 선단에는 외주연에 수개의 주입구(6)가 형성되어 있으며, 상기 주입구(6) 내에는 주입물의 압력에 의해 자동 개폐를 이룰 수 있도록 하는 개폐구(16)가 형성되어 있는 연속주입선단장치(1)와;

   상기 주입로드(14)의 선단에 연결 설치되어 있어 연속주입선단장치(1)에 그라우팅 재료를 공급할 수 있도록 이중유입구(18)에 연결 설치되어 있는 이중주입호스(10)를 포함하여 구성됨을 특징으로 그라우팅 연속주입선단장치.