KR100460127B1 - 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치 - Google Patents
그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 인케이싱파이프의 내부에 설치되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브(31); 상기 팽창튜브의 상부에 구비되는 수중모터 및 이 수중모터의 구동에 의해 회전하는 수평의 베벨기어(22); 상기 수평의 베벨기어와 직각방향으로 상호 맞물려 회전하는 수직의 베벨기어(23); 상기 수직의 베벨기어에 구동축이 연결되고, 이 구동축의 일단에는 인케이싱파이프에 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공하는 드릴(25); 상기 베벨기어를 보호하기 위해 박스 형태로 이루어지는 기어박스(21); 상기 기어박스의 일측에 구비되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브(27); 상기 기어박스에 상부에 구비되며, 길이 방향으로 길게 형성되어 회전하는 회전로드(20); 상기 인케이싱파이프의 내부에 구비되어 구멍을 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅주입구(50); 상기 그라우팅주입구의 하단에 구비되며, 액화냉매를 주입하여 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 동결차폐막을 형성하는 팩카(60):로 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 인케이싱파이프에 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공한 후 팩카를 이용하여 동결차폐막을 형성한 상태에서 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 그라우팅주입구를 이용하여 그라우팅액을 주입하여 차수벽시멘트를 형성하도록 한 것이다.
Description
본 발명은 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인케이싱파이프에 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공한 후 팩카를 이용하여 동결차폐막을 형성한 상태에서 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 그라우팅주입구를 이용하여 그라우팅액을 주입하여 차수벽시멘트를 형성하도록 한 것이다.
주지하다시피 지하수(地下水, subsurface water)라 함은 지하의 지층이나 암석사이의 빈틈을 채우고 있거나 흐르는 물을 말하는 것으로, 최근에는 각종 오염물질이 지하수와 혼합되어 지하수의 수질이 악화되고 있는 것이 현실이다.
일반적으로 종래의 지하수 채수장치는 도면에는 도시하지 않았으나, 지표의 암반을 소정 굵기의 착정기를 이용하여 풍화암층이 끝나는 암반층까지 굴착한 다음 풍화암층의 붕괴를 막기 위하여 설치되는 대구경의 아웃케이싱과, 상기 아웃케이싱을 박은 다음 다시 암반층을 굴착하여 지하수의 수맥을 관통하기까지 굴착한 후 지표수의 유입을 방지하기 위하여 설치되는 인케이싱과 , 상기 인케이싱 하부에 지하수가 이동되는 위치에 지하수의 토사나 이물질의 유입이 방지되도록 설치되는 스트레이너용 파이프와, 상기 인케이싱과 지하수 심정 내벽과의 공간에 지표수 등의 이물질의 유입이 방지되도록 콘크리트를 주입하여 양생된 콘크리트와, 상기 인케이싱 내부에 설치되는 심정펌프와, 상기 심정펌프와 연결되도록 설치되고 상기 심정펌프에 의해 퍼올려지는 지하수가 이동되는 양수용 배관으로 구성된다.
또한 지하수 심정이 오염된 지하수로 인해 수질이 악화되었을 때 이를 보수 개선하기 위해서는 기존의 심정 내부에 삽입 설치된 인케이싱을 모두 외부로 인발하여 제거한 다음 심정 내부를 나공 상태로 유지한 상태에서 특허등록출원 제1998-33646호로 기 특허출원된바 있는 지하수 심정용 그라우팅 파이프장치 및 그라우팅 방법을 통해 그 공사를 수행하여 왔다.
그러나 이러한 기술은 이미 심정 내부에 삽입 설치된 인케이싱을 외부로 모두 인발하여야 하였고 이 과정에서 심정 내부가 함몰되는 사고가 간혹 발생하여 폐공화하는 사례가 있어 인케이싱을 심정 내부에 그대로 유지하여둔 상태에서 인케이싱과 심정 공벽 사이를 그라우팅처리하는 기술의 필요성이 대두되었다.
상기와 같은 종래의 기술을 이용하여 본 출원인이 선 출원한 특허등록출원 제1999-7203호(발명의 명칭: 액화탄산가스를 이용한 지하수 심정팩카장치와 수맥청소장치 및 수맥청소방법)가 있으나, 상기 종래의 기술은 인케이싱파이프에 다수의 구멍을 천공할 수 없어 동결차폐막을 인케이싱파이프 내부에 설치하여야 하는 문제점이 발생됨은 물론 이로 인해 지하수의 유입을 원활히 차폐시킬 수 없다는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한것으로, 인케이싱파이프에 드릴을 이용하여 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공하도록 함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 팩카를 이용하여 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 동결차폐막을 형성하도록 한 것이며, 제3목적은 상기 동결차폐막을 형성한 후 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 그라우팅주입구를 이용하여 그라우팅액을 주입하여 차수벽시멘트를 형성하도록 한 것이고, 제4목적은 상기와 같은 작용에 의해 작업성과 작업능률의 향상을 꾀할 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치를 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 인케이싱파이프의 내부에 설치되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브; 상기 팽창튜브의 상부에 구비되는 모터 및 이 모터의 구동에 의해 회전하는 수평의 베벨기어; 상기 수평의 베벨기어와 직각방향으로 상호 맞물려 회전하는 수직의 베벨기어; 상기 수직의 베벨기어에 구동축이 연결되고, 이 구동축의 일단에는 인케이싱파이프에 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공하는 드릴; 상기 베벨기어를 보호하기 위해 박스 형태로 이루어지는 기어박스; 상기 기어박스의 일측에 구비되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브; 상기 기어박스에 상부에 구비되며, 길이 방향으로 길게 형성되어 회전하는 회전로드; 상기 인케이싱파이프의 내부에 구비되어 구멍을 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅주입구; 상기 그라우팅주입구의 하단에 구비되며, 액화냉매를 주입하여 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 동결차폐막을 형성하는 팩카:로 구비됨을 특징으로 하는 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결차폐막 형성장치를 제공한다.
이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 의 (a)는 본 발명에 적용된 구멍 천공장치가 인케이싱파이프의 내부에
삽입되어 작동되기 전의 상태를 도시한 제1실시예의 구성도이고,
(b)는 본 발명에 적용된 구멍 천공장치가 인케이싱파이프의 내부에
삽입되어 작동되는 상태를 도시한 제1실시예의 구성도이다.
도 2 의 (a)는 본 발명에 적용된 구멍 천공장치가 인케이싱파이프의 내부에
삽입되어 작동되기 전의 상태를 도시한 제2실시예의 구성도이고,
(b)는 본 발명에 적용된 구멍 천공장치가 인케이싱파이프의 내부에
삽입되어 작동되는 상태를 도시한 제2실시예의 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 인케이싱파이프에 천공을 형성한 상태의 평단면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 차폐막과 그라우팅을 심정공벽에 형성하는 상태를
도시한 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 심정공벽 10: 인케이싱파이프
30: 수중모터 31: 팽창튜브
22,23: 베벨기어 25: 드릴
27: 팽창튜브 40: 유압모터
50: 그라우팅주입구 60: 팩카
본 발명에 적용된 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명의 제1실시예는 도 1 및 도 3, 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 여기서 부호 1 은 심정공벽이고, 부호 10은 상기 심정공벽(1)의 내부에 설치되는 인케이싱파이프이다.
또한 부호 31은 상기 인케이싱파이프(10)의 내부에 설치되는 팽창튜브로, 이 팽창튜브(31)는 상부의 공기호스(29)를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지도록 구성된다.
또한 상기 팽창튜브(31)의 상부에는 수중모터(30) 및 이 수중모터(30)의 구동에 의해 회전하는 수평의 베벨기어(22)가 구비된다. 이때 상기 수평의베벨기어(22)와 직각방향으로 상호 맞물려 회전하는 수직의 베벨기어(23)가 일측에 구비됨은 물론 상기 수직의 베벨기어(23)는 구동축(24)이 연결되고, 이 구동축(24)의 일단에는 인케이싱파이프(10)에 일정 간격으로 다수의 구멍(11)을 천공하는 드릴(25)이 구비된다.
그리고 상기 구동축(24)의 일측에는 드릴(25)의 외주연에 감싸이도록 스프링(26)이 구비되어 구성된다.
또한 상기 베벨기어(22,23)를 보호하기 위해 외부에는 박스 형태로 이루어진 기어박스(21)가 구비됨은 물론 이 기어박스(21)의 일측에는 공기호스(28)를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브(27)가 구비되어 구성된다.
또한 상기 기어박스(21)의 상부에는 길이 방향으로 길게 형성되어 회전하는 회전로드(20)가 구비된다.
본 발명은 또한 상기 인케이싱파이프(10)의 내부에 구비되어 구멍(11)을 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅주입구(50)이 구비되는 것으로, 상기 그라우팅주입구(50)의 양단에는 그라우팅주입호스(54)를 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅토출구(53)가 구비되는 동시에 이 그라우팅토출구(53)를 중심으로 상하단에 각각 상하부팽창튜브(51,52)가 구비되어 구성된다.
또한 본 발명은 상기 그라우팅주입구(50)의 하단에 액화냉매를 주입하여 인케이싱파이프(10)와 심정공벽(1)의 사이에 동결차폐막(3)을 형성하는 팩카(60)가 구비되는 것으로, 상기 팩카(60)에는 액화냉매 주입구(55)와 배출구(56)가 연결됨은 물론 이의 상하단에는 각각 단열재(61,62)가 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1 의 (a)에 도시된 바와 같이 인케이싱파이프(10)의 내부에 본 발명의 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공장치를 설치하는 것으로, 이와 같은 상태에서 공기호스(28,29)를 통해 팽창튜브(27,31)의 내부에 공기를 불어 넣으면 상기 팽창튜브(27,31)는 도 1 의 (b)에 도시된 바와 같이 부풀어 오르면서 인케이싱파이프(10)의 내부에 밀착 진행된다.
상기와 같이 팽창튜브(27,31)가 부풀어 오르는 과정에서 수중모터(30)가 구동하여 기어박스(21)의 내부에 설치된 한쌍의 베벨기어(22,23)를 구동시킨다. 그러면 상기 베벨기어(22,23)중 수직선상의 베벨기어(23)는 구동축(24)과 연결되어 구동축(24)을 구동시키게 되며, 이때 상기 구동축(24)의 일단에 구비된 드릴(25)은 팽창튜브(27,31)가 부풀어 오르면서 일측으로 이동하여 인케이싱파이프(10)에 구멍(11)을 천공하게 된다.
이때 상기 드릴(25)이 인케이싱파이프(10)를 뚫고 일측으로 진행하게 되면 스프링(26)은 압축된 상태로 있게 되며, 다시 팽창튜브(27,31)의 공기가 공기호스(28,29)를 통해 빠져 나가면 상기 스프링(26)의 반발력에 의해 상기 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공장치는 최초의 상태인 중앙으로 위치하게 되며, 이후 회전로드(20)가 일정 간격만큼 회전하면 본 발명의 장치 전체가 회전하면서 인케이싱파이프(10)의 일측에 전술한 동작으로 구멍(11)을 다시 천공하고 이러한 상태가 반복되면서 도 3 에 도시된 바와 같이 인케이싱파이프(10)에 일정 간격으로 다수의 구멍(11)을 천공하게 된다.
상기와 같이 인케이싱파이프(10)에 구멍(11)을 천공한 후에는 인케이싱파이프(10)의 내부에 그라우팅주입구(50)와 팩카(60)를 삽입하여 동결차폐막(3)과 차수벽시멘트(2)를 형성하게 된다.
즉, 액화냉매주입구(55)를 통해 액화냉매가 팩카(60) 내부로 공급되면 액화냉매는 상하단열재(61,62)의 사이를 중심으로 인케이싱파이프(10)와 심정공벽(1)의 사이에 동결차폐막(3)을 형성하게 되는 것으로, 이때 액화냉매는 액화브라인으로 변형되어 사용될 수도 있으며, 상기 팩카(60)의 상세한 기술은 본 출원인이 선 특허출원한 내용에 상세히 설명이 되어 있기 때문에 생략하기로 한다.
또한 차폐막 형성장치는 연질의 이액형 우레탄제재 또는 검타입의 수팽창고무제재등을 활용하여 적용시킬 수도 있다.
이후 그라우팅주입호스(54)를 통해 그라우팅액이 그라우팅주입구(50)의 내부로 주입되면 상기 그라우팅액은 그라우팅토출구(53)를 통해 배출되고, 상기 배출되는 그라우팅액은 구멍(11)을 통해 인케이싱파이프(10)와 심정공벽(1)의 사이로 유입된 후 차수벽시멘트(2)를 형성하게 된다.
상기와 같이 인케이싱파이프(10)와 심정공벽(1)의 사이에 간단하고 긴밀하게 차수벽시멘트(2)를 형성하게 됨으로 작업성의 향상과 지하수를 오염시키지 않게 차폐하게 되는 것이다.
본 발명은 또한 도 2 에 도시된 바와 같이 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공장치를 다르게 구성하여 사용할 수 있도록 한 것으로, 전체적인 기술적 구성은 전술한 기술적 구성과 동일하되, 이후에 설명하는 기술적 구성만 다르게 형성되는 것이다.
즉, 회전로드(20a)의 하단에는 유압호스(43,44)를 통해 공급된 유압에 의해 드릴(25a)을 회전시키는 유압모터(40)가 구비되고, 상기 유압모터(40)의 일측 실린더(41)에는 유압호스(45)를 통해 공급된 유압에 의해 좌우로 작동되는 피스톤(42)이 구비되며, 상기 유압모터(40)와 팽창튜브(31a)의 사이에는 고정로드(46)가 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2 의 (a)에 도시된 바와 같이 인케이싱파이프(10)의 내부에 본 발명의 또 다른 실시예인 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공장치를 설치하는 것으로, 이와 같은 상태에서 유압호스(45)와 공기호스(29a)를 통해 각각 유압과 공기가 유압실린더(41)와 팽창튜브(31a)로 유입되면 상기 유압실린더(41)의 일측에 구비된 피스톤(42)은 일측으로 밀려 나가게 되고, 팽창튜브(31a)는 양측으로 부풀어 오르게 된다.
상기와 같이 피스톤(42)과 팽창튜브(31a)가 부풀어 오르는 과정에서 또 다른 유압호스(43,44)를 통해 유압이 유압모터(40)로 공급되면 상기 유압모터(40)의 구동에 의해 일측의 드릴(25a)이 회전하게 되는 것으로, 이때 상기 드릴(25a)은 피스톤(42)이 밀려나가는 반대방향으로 진행하면서 인케이싱파이프(10)에 구멍(11)을 천공하게 되는 동시에 스프링(26a)은 압축되게 된다.
상기 드릴(25a)이 인케이싱파이프(10)에 구멍(11)을 천공한 후에는 다시 피스톤(42)과 팽창튜브(31a) 그리고 스프링(26a)이 최초상태로 복귀하게 되는데, 상기 드릴(25a)은 이때 스프링(26a)의 반발력에 의해 원상복귀하게 된다.
이후에는 회전로드(20a)가 일정 간격 회전하여 전술한 방법과 동일하게 인케이싱파이프(10)에 일정 간격으로 다수의 구멍(11)을 천공하게 된다.
상기와 같이 인케이싱파이프(10)에 다수의 구멍(11)을 천공한 후에는 전술한 바와 같은 그라우팅주입구(50)와 팩카(60)가 인케이싱파이프(10)에 설치되어 동결차폐막(3)과 차수벽시멘트(2)를 형성하게 되는 것으로, 이와 같은 설명은 전술한 바와 같기 때문에 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 인케이싱파이프에 드릴을 이용하여 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공할 수 있도록 한 것이고, 팩카를 이용하여 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 동결차폐막을 형성하도록 한 것이다. 그리고 상기 동결차폐막을 형성한 후 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 그라우팅주입구를 이용하여 그라우팅액을 주입하여 차수벽시멘트를 형성하도록 한 것이고, 상기와같은 작용에 의해 작업성과 작업능률의 향상을 꾀할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (4)
- 인케이싱파이프의 내부에 설치되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브(31);상기 팽창튜브의 상부에 구비되는 수중모터 및 이 수중모터의 구동에 의해 회전하는 수평의 베벨기어(22);상기 수평의 베벨기어와 직각방향으로 상호 맞물려 회전하는 수직의 베벨기어(23);상기 수직의 베벨기어에 구동축이 연결되고, 이 구동축의 일단에는 인케이싱파이프에 일정 간격으로 다수의 구멍을 천공하는 드릴(25);상기 베벨기어를 보호하기 위해 박스 형태로 이루어지는 기어박스(21);상기 기어박스의 일측에 구비되며, 공기호스를 통해 주입된 공기에 의해 부풀려지는 팽창튜브(27);상기 기어박스에 상부에 구비되며, 길이 방향으로 길게 형성되어 회전하는 회전로드(20);상기 인케이싱파이프의 내부에 구비되어 구멍을 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅주입구(50);상기 그라우팅주입구의 하단에 구비되며, 액화냉매를 주입하여 인케이싱파이프와 심정공벽의 사이에 동결차폐막을 형성하는 팩카(60):로 구비됨을 특징으로 하는 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 회전로드의 하단에 구비되며, 유압호스를 통해 공급된 유압에 의해 드릴을 회전시키는 유압모터(40);상기 유압모터의 일측 실린더에 끼워지며, 유압호스를 통해 공급된 유압에 의해 좌우로 작동되는 피스톤(42);상기 유압모터와 팽창튜브의 사이에는 고정로드(46);가 구비됨을 특징으로 하는 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치.
- 청구항 1 또는 2 에 있어서,상기 구동축의 일측에는 드릴의 외주연에 감싸이도록 스프링(26,26a)이 구비됨을 특징으로 하는 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치.
- 청구항 1 에 있어서,상기 그라우팅주입구의 양단에는 그라우팅주입호스를 통해 그라우팅액을 주입하는 그라우팅토출구(53)가 구비되는 동시에 이 그라우팅토출구를 중심으로 상하단에 각각 구비되는 상하부팽창튜브(51,52);상기 팽창튜브에는 액화냉매 주입구와 배출구가 연결됨은 물론 이의 상하단에는 각각 단열재(61,62);가 구비됨을 특징으로 하는 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치.
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| KR10-2002-0022558A KR100460127B1 (ko) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 그라우팅 주입을 위한 구멍 천공과 동결 차폐막 형성장치 |
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Cited By (2)
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| KR101337610B1 (ko) | 2013-01-18 | 2013-12-06 | 주식회사 지앤지테크놀러지 | 지하수 굴착공 내부케이싱 구간 차폐 장치 및 방법 |
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