KR100661961B1

KR100661961B1 - 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한약액주입공법

Info

Publication number: KR100661961B1
Application number: KR1020030069419A
Authority: KR
Inventors: 김영용
Original assignee: 김영용
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2006-12-28
Also published as: KR20050033886A

Abstract

본 발명은 급결재(A+B1) 토출구와 완결재(A+B2) 토출구를 상하 분리하여 급결재를 상부에 위치하게 하고, 완결재를 하부에 위치하게 하여 동시에 주입함으로서 급결재의 역할과 완결재로서의 역할로 주입목적의 범위일탈을 방지하여 복합주입의 효과를 충분히 달성할 수 있도록 한 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 일단부의 내주면에 암나사가 각각 형성된 외측관과, 상기 외측관의 내측에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖고, 상기 외측관의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체와, 상기 주입관조립체 하부가 내장되며 상기 외측관에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 스위벨과; 상기 스위벨의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사가 형성된 그라우팅로드와, 상기 그라우팅로드의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입관조립체와, 상기 그라우팅로드의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 연결관과; 상기 연결관의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입재혼합부와, 상기 상부커플링에 나사 결합되는 하부커플링과, 상기 주입재혼합부의 하면과 밀착되게 하부커플링의 내측에 장착된 혼합관과, 상기 하부커플링의 하부에 나사 결합되는 그라우팅로드로 구성되는 선단관으로 구성됨을 특징으로 한다.

그라우팅, 약액주입장치, 약액주입공법, 급결재, 완결재, 분리, 동시, 복합

Description

그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법{Chemical injection method using the multi pipe chemical injection equipment for grouting, and this}

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 스위벨을 도시한

분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 연결관을 도시한

분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 연결관을 도시한

평면도,

도 5는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관을 도시한

분해 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 주입재혼합부를

도시한 분해 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예

를 도시한 분해 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예

의 주입재혼합부를 도시한 분해 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예

를 도시한 단면도,

도 10은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시

예를 도시한 분해 사시도,

도 11은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시

예의 주입재혼합부를 도시한 분해 사시도,

도 12는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시

예를 도시한 단면도,

도 13a 내지 13c는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단

관 실시예들을 도시한 평면도,

도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용

하여 지반에 약액을 주입하는 과정을 도시한 공정도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 급결재이송관 20 : 완결재이송관

30 : 순결재이송관 100 : 스위벨

110 : 외측관 112 : 암나사

120 : 주입관조립체 130 : 관 연결커플링

200 : 연결관 210 : 상부커플링

220 : 그라우팅로드 222 : 암나사

230 : 주입관조립체 240 : 관 연결커플링

300 : 선단관 310 : 상부커플링

320 : 주입재혼합부 321 : 관통공

322 : 통체 323 : 이송관

324 : 주입공 325 : 주입부

326 : 관통공 327 : 상부지지체

328 : 관통공 329 : 하부지지체

329a : 스프링 330 : 하부커플링

332 : 급결재토출구 340 : 혼합관

342 : 상부혼합관 343 : 토출구

344 : 하부혼합관 345 : 토출구

350 : 그라우팅로드 360 : 역류방지관

362 : 수나사 364 : 관통공

366 : 통체 367 : 스프링

368 : 절개홈 369 : 원통

370 : 굴착부 372 : 굴착팁

380 : 관 연결플랜지 390 : 주입관

392 : 완결재 토출구 400 : 캡

본 발명은 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법에 관한 것으로, 특히 약액주입장치에 다수개의 혼합약액을 동시에 주입할 수 있을 뿐만 아니라 급결재와 완결재 및 순결재를 상하 동시, 분리, 복합 주입이 가능하도록 한 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법에 관한 것이다.

일반적으로 그라우트란 토목에서 누수방지공사나 토질안정공사 등을 위하여 토사층의 공극 또는 암반의 갈라진 틈이나 공동 등에 그라우팅 시스템을 이용하여 충전재를 주입시켜 지반의 고결에 따른 누수를 방지하거나 연약한 지반을 강화시키는 공법이다.

상기 그라우팅 시스템은 3조식 교반장치, 그라우트펌프, 유량계, 압력계, 보링머신, 약액주입장치, 스위벨 및 천공수펌프로 구성된다.

여기서, 상기 3조식 교반장치는 3개의 약액조를 2개의 그라우트용 약액으로 교반하여 공급한다.

즉, 상기 3종류의 약액 A, B1, B2를 각각 A+B1(이하, "급결재"라 칭함)의 약액과 A+B2(이하, "완결재"라 칭함)의 약액으로 교반하여 2종류의 그라우트용 약액을 생성한다.

상기한 바와 같이 혼합한 약액을 각각의 복수개의 그라우프펌프에 각각 연결하고, 상기 그라우트펌프는 약액주입장치의 상단부에 장착된 스위벨의 주입구에 각 각 연결하며, 상기 약액주입장치는 보링머신에 의해 수직 또는 수평으로 지지됨과 동시에 천공 작동되도록 하고, 상기 보링머신의 하단부에는 상기 약액주입장치가 착탈 가능하게 연결된다.

여기서, 상기 약액주입장치는 대경의 외측관내에 소정의 천공수파이프가 길이방향을 따라 내장된 구조로서, 지반의 천공작업시 상기 천공수펌프에 의해 펌핑되는 천공수는 상기 천공수파이프를 따라 이송되어 약액주입장치의 선단부를 통해 분사되어 지반을 천공하고, 약액주입시에는 천공수의 공급이 중단되고, 그라우트펌프에 의해 펌핑되는 그라우트용 혼합약액은 상기 천공수파이프와 외측관 사이의 공간을 따라 이송되어 선단부를 통하여 지중으로 주입되는 2중관 구조이다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 종래의 약액주입장치는 2중관으로 형성되는데 내측관은 천공수펌프와 연결되어 하단부로 천공수를 분사하며 굴착하고, 외측관은 상기 그라우트펌프와 연결되어 내측관의 외주면과 내측관의 내측면 사이의 공간을 통하여 지중에 급결재와 완결재를 번갈아 가면서 주입시켜 그라우트를 충전하도록 된 구조이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 약액주입장치는 급결재를 주입한 후 연결라인을 교체하여 완결재를 주입하고, 다시 연결라인을 교체하여 급결재 및 완결재를 주입하는 방식으로 작업성이 현저히 저하되어 공사기간이 장기화되고, 공사비용도 과다할 뿐만 아니라 동일한 통로를 통하여 급결재와 완결재가 번갈아 주입되므로 상대적으로 약액주입장치가 위치한 지점에서 급결재가 큰 공극을 메워 패킹효과를 발휘하고, 완결재가 급결재를 뚫고 균일하게 수평으로 충전되어야 하 나, 급결재를 주입한 후 완결재를 주입하면 급결재를 통과한 완결재가 상부로 이탈되어 정착함으로써, 완결재가 위치한 곳에 급결재가 재주입되는 현상으로 인하여 주입재가 주입목적 범위를 크게 벗어나 주입됨으로 균일하게 주입되지 못하여 내구성이 현저하게 저하될 뿐만 아니라 누수방지 및 지반강화가 불량하게 되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 급결재 토출구(A+B1)와 완결재(A+B2) 토출구를 상하 분리하여 급결재를 상부에 위치하게 하고, 완결재를 하부에 위치하게 하여 동시에 주입함으로서 급결재의 역할과 완결재로서의 역할로 주입 목적 범위이탈을 방지하여 복합주입의 효과를 충분히 달성할 수 있도록 한 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치는 일단부의 내주면에 암나사가 각각 형성된 외측관과, 상기 외측관의 내측에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖고, 상기 외측관의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체와, 상기 주입관조립체 하부가 내장되며 상기 외측관에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 스위벨과;

상기 스위벨의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사가 형성된 그라우팅로드와, 상기 그라우팅로드의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입관조립체와, 상기 그라우팅로드의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 연결관과;

상기 연결관의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입재혼합부와, 상기 상부커플링에 나사 결합되는 하부커플링과, 상기 주입재혼합부의 하면과 밀착되게 하부커플링의 내측에 장착된 혼합관과, 상기 하부커플링의 하부에 나사 결합되는 그라우팅로드로 구성되는 선단관으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그라우팅용 약액주입공법은 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용하여 급결재 및 완결재를 지중에 분사 주입함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 스위벨을 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 연결관을 도시한 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 연결관을 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관을 도시한 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 주입재혼합부를 도시한 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예를 도시한 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예의 주입재혼합부를 도시한 분해 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제1실시예를 도시한 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시예를 도시한 분해 사시도이며, 도 11은 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시예의 주입재혼합부를 도시한 분해 사시도이며, 도 12는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관 제2실시예를 도시한 단면도이며, 도 13a 내지 13c는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치의 선단관의 실시예들을 도시한 평면도이며, 도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용하여 지반에 약액을 주입하는 과정을 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치는 일단부의 내주면에 암나사(112)가 각각 형성된 외측관(110)과, 상기 외측관(110)의 내측에 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖고, 상기 외측관(110)의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체(120)와, 상기 주입관조립체(120) 하부가 내장되며 상기 외측관(110)에 나사 결합되는 관 연결커플링(130)으로 구성되는 스위벨(100)과;

상기 스위벨(100)의 관 연결커플링(130)에 나사 결합되는 상부커플링(210)과, 상기 상부커플링(210)의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사(222) 가 형성된 그라우팅로드(220)와, 상기 그라우팅로드(220)의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖는 주입관조립체(230)와, 상기 그라우팅로드(220)의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링(240)으로 구성되는 연결관(200)과;

상기 연결관(200)의 관 연결커플링(240)에 나사 결합되는 상부커플링(310)과, 상기 상부커플링(310)의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖는 주입재혼합부(320)와, 상기 상부커플링(310)에 나사 결합되는 하부커플링(330)과, 상기 주입재혼합부(320)의 하면과 밀착되게 하부커플링(330)의 내측에 장착된 혼합관(340)과, 상기 하부커플링(330)의 하부에 나사 결합되는 그라우팅로드(350)로 구성되는 선단관(300)으로 구성된다.

여기서, 상기 주입재혼합부(320)는 상부에 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)이 끼워지도록 내측에 길이방향을 따라 관통공(321)이 형성된 통체(322)와, 상기 통체(322)의 하부의 관통공(321)에 끼워지는 이송관(323)과 상기 이송관(323)의 인접부 관통공(321)에 끼워지면서 주입공(324)이 형성된 주입부(325)와 상기 이송관(323)과 주입부(325)의 하부에 위치되면서 상면에 관통공(326)이 형성된 상부지지체(327)와 상기 상부지지체(327)의 하부 내측면에 삽입되면서 관통공(328)이 형성된 하부지지체(329)와 상기 하부지지체(329)의 외주면을 따라 길이방향으로 다수회 감긴 스프링(329a)으로 구성된다.

또한, 상기 선단관(300)의 하부커플링(330)에는 그 외측면 소정의 위치에 내외가 관통되게 급결재 토출구(332)가 형성된다.

그리고, 상기 선단관(300)의 혼합관(340)은 전체적으로 2등분으로 이루어지면서 상하부가 나사결합으로 이루어지되, 상부 혼합관(342)에는 측면의 길이방향을 따라 엇갈리게 상하에 주입재 토출구(343)가 형성되고, 하부 혼합관(344)에는 측면의 길이방향을 따라 상하에 주입재 토출구(345)가 형성된다.

또한, 상기 선단관(300)의 그라우팅로드(350)에는 그 하부에 역류방지관(360)이 설치되되, 상기 역류방지관(360)은 일측면이 막히고 외주면 전체에 걸쳐 수나사(362)가 형성됨과 동시에 내외가 관통되게 측면에 관통공(364)이 형성된 통체(366)와 상기 통체(366)의 외측의 양단에 걸쳐 소정의 길이로 절개 형성된 절개홈(368)과 상기 통체(366) 내측에 삽입 장착되는 스프링(367)과 상기 통체(366)내 스프링(367) 상에 설치되는 원통(369)으로 구성된다.

그리고, 상기 선단관(300)의 그라우팅로드(350)의 하부에는 지반의 굴착을 위해 하부에 톱니형상으로 굴착팁(372)이 형성된 굴착부(370)가 나사 결합된다.

또한, 상기 하부커플링(330)과, 상기 하부커플링(330)의 하부에 나사 결합되는 그라우팅로드(350)와의 사이에는 관 연결플랜지(380)가 설치되되, 상기 관 연결플랜지(380)는 하단부가 원추형상으로 형성됨과 동시에 하부커플링(330)의 하부 내주면에 나사 결합된다.

그리고, 상기 그라우팅로드(350)에는 그 하부 내주면에 주입관(390)이 나사 결합되되, 상기 주입관(390)은 측면의 소정의 위치에 내외가 관통되도록 완결재 토출구(392)가 형성된다.

또한, 상기 주입관(390)에는 그 내주면에 나사 결합됨과 동시에 하단부에 원 추형상으로 이루어진 캡(400)이 설치된 구조이다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법은 일단부의 내주면에 암나사(112)가 각각 형성된 외측관(110)과, 상기 외측관(110)의 내측에 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖고, 상기 외측관(110)의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체(120)와, 상기 주입관조립체(120) 하부가 내장되며 상기 외측관(110)에 나사 결합되는 관 연결커플링(130)으로 구성되는 스위벨(100)과;

상기 스위벨(100)의 관 연결커플링(130)에 나사 결합되는 상부커플링(210)과, 상기 상부커플링(210)의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사(222)가 형성된 그라우팅로드(220)와, 상기 그라우팅로드(220)의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖는 주입관조립체(230)와, 상기 그라우팅로드(220)의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링(240)으로 구성되는 연결관(200)과;

상기 연결관(200)의 관 연결커플링(240)에 나사 결합되는 상부커플링(310)과, 상기 상부커플링(310)의 내측에 삽입 장착되며, 급결재이송관(10)과 완결재이송관(20)을 갖는 주입재혼합부(320)와, 상기 상부커플링(310)에 나사 결합되는 하부커플링(330)과, 상기 주입재혼합부(320)의 하면과 밀착되게 하부커플링(330)의 내측에 장착된 혼합관(340)과, 상기 하부커플링(330)의 하부에 나사 결합되는 그라 우팅로드(350)로 구성되는 선단관(300)으로 구성되는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용하여 급결재 및 완결재를 지중에 분사 주입하는 것이다.

여기서, 상기 급결재의 분사는 스위벨(100) 및 연결관(200)에 의해 급결재이송관(10)을 통하여 이송되는 A약액과 B1약액은 상기 선단관(300)의 급결재이송관(10)을 통하여 이송되어 상기 주입재혼합부(320)에 도달하여 상호 혼합되어 급결재를 형성한 후, 상기 주입재혼합부(320)의 주입부(325)로 이송된다.

이때, 상기 급결재의 주입압력이 주입재혼합부(320)에 상승하면서 주입부(325)가 그 아래에 위치된 상부지지체(327)를 압착함과 동시에 주입부(325)가 하강되면서 주입부(325)의 주입공(324)이 노출됨과 동시에 상기 주입공(324)으로부터 급결재가 유출되며, 상기 주입부(325)의 주입공(324)을 통하여 유출된 급결재는 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)를 통해 유출되어 최종적으로 지중에 주입된다.

한편, 상기 완결재의 분사는 상기 스위벨(100) 및 연결관(200)의 완결재이송관(20)을 통하여 이송되는 A약액과 B2 약액은 각각 선단관(300)의 완결재이송관(20)을 통하여 상기 주입재혼합부(320)에 도달하며, 상기 완결재이송관(20)을 통과한 후 하부커플링(330)내에서 상호 혼합되어 완결재를 형성한 후, 상기 혼합된 완결재는 하부커플링(330)내 주입재혼합부(320) 아래에 위치된 혼합관(340)을 완결재의 주입압력으로 압착시켜, 상기 혼합관(340)이 압착됨과 동시에 혼합관(340)의 토출구(343, 345)를 통해 완결재가 유출된다.

상기 유출된 완결재는 상기 하부커플링(330)과 나사 결합된 그라우팅로드(350)의 하단내측에 집적되며, 상기 그라우팅로드(350)의 하부에 나사 결합된 역류방지관(360)의 상단부 원통(369)을 누름과 동시에 그라우팅로드(350)의 내측과 원통(369)의 틈새로 완결재가 유출됨과 동시에 이 완결재는 원통(369)의 아래에 위치된 통체(366)의 절개홈(368)을 따라 아래로 내려가게 되고, 상기 통체(366)의 절개홈(368)을 따라 내려간 완결재는 상기 그라우팅로드(350)의 하단부에 나사 결합된 굴착부(370) 내측을 돌아서 외부로 유출되면서, 최종적으로 지중에 주입된다.

한편, 상기 역류방지관(360)은 통체(336)의 내측에 스프링(367)과 원통(369)이 상하로 움직임이면서 그라우팅로드(350)를 여닫는 역할을 수행함과 동시에 완결재의 역류를 방지하는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 급결재와 완결재는 선단관(300)의 상부에 급결재 토출구(332)와 선단관(300)의 하부에 완결재 토출구(392)의 거리를 지층상태와 주입목적에 따라 25cm∼125cm 사이에 설정할 수 있으며, 급결재와 완결재의 주입량 비율을 5:5, 4:6, 3:7 또는 6:4, 7:3등 자유로이 설정하여 주입할 수 있다.

즉, 급결재와 완결재를 동시에 분사 주입할 때는 지중에 급결재와 완결재를 동시에 분사하더라도 급결재는 6~15초만에 급속도로 급결되어 급결재로 인하여 커튼막이 형성된다.

이와 같이 급결재에 의하여 커튼막이 형성된 상태에서 완결재가 대략 30~120초만에 완결되므로 급결재가 완결재를 차단시켜 더 이상 완결재의 외부 누출을 방지하는 기능을 수행한다.

한편, 상기한 바와 같이 급결재와 완결재를 동시에 지중에 주입시켜 충분한 주입이 이루어지면, 그라우팅로드(350)를 상향으로 일정한 간격으로 인발하여 고결된 급결재로부터 이동시킨 후 다시 급결재와 완결재를 주입토록 한다.

이는 급결재와 완결재를 복합적으로 분사 주입하는 것으로, 급결재와 완결재를 분사 주입후 그라우팅로드(350)를 상향으로 인발시킨 후, 그 위치에서 급결재와 완결재를 주입시키면, 이전에 분사주입된 급결재에 의하여 커튼막이 형성된 상태에서 새로운 급결재와 완결재를 분사 주입시키면, 급결재는 상술한 바와 같이 6~15초 범위에서 겔이 형성되고, 완결재는 대략 30~120초만에 완결되므로, 먼저 새로운 급결재가 급결되어 커튼막을 형성한 상태에서 새로운 완결재가 침투되어, 새로운 완결재의 하부는 이전의 급결재에 의하여 커튼막이 형성된 상태인 즉 급결재에 의하여 상하가 막힌 샌드위치 상태에서 완결재가 분사되는 것이다.

이는 상하의 급결재가 고결되어 형성된 커튼막에 의해서 완결재가 상부로 누출이 차단되므로 인하여 완결재는 상부로 유출되지 않고 급결재 커튼막내를 균일하게 분사시켜 충전 고결할 수 있는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같이 급결재와 완결재를 동시에 지중에 분사시키거나 복합적으로 분사시키는 일련의 공정을 요구되는 지중의 그라우트시공이 완료될 때까지 반복적으로 수행한다.

이하, 상기한 바와 같은 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입에 대해 다양한 케이스를 들어 좀 더 상세히 설명한다.

케이스 1은 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)를 통해서 급결재(A+B1)가 분사되고, 완결재 토출구(392)를 통해서는 완결재(A+B2)가 분사되는 경우이다.

케이스 2는 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)와 완결재 토출구(392)를 통해서 동시에 급결재(A+B1)가 분사되거나 완결재(A+B2)가 분사되는 경우이다.

케이스 3은 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)에는 급결재(A+B1)가 분사되고, 완결재 토출구(392)에서는 시멘트 현탁액이 분사되는 경우이다.

케이스 4는 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)에는 용액형 급결재(A+B1)가 분사되고, 완결재 토출구(392)를 통해서 현탁액 완결재(A+B2)가 분사된다.

게이스 5는 하부커플링(330)의 급결재 토출구(332)에는 현탁액 급결재(A+B1)가 분사되고, 완결재 토출구(392)에는 용액형 완결재(A+B2)가 분사되며, 지반에 그라우팅을 실시한다.

상기의 모든 케이스 1 내지 5에서 급결재 토출구(332) 또는 완결재 토출구(392)에 현탁액이나 강도를 요구하는 주입재 등을 주입할 수 있으므로 작업조건이나 목적에 따라 어떤 형태의 주입재도 사용이 가능함을 밝혀둔다.

한편, 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치에서 급결재와 완결재를 이송시키는 급결재이송관(10) 및 완결재이송관(20)은 통상 3-4개 정도로 할 수 있으며, 필요에 따라 도 10a 내지 10c에 도시된 바와 같이, 5-7개로 관을 형성할 수도 있을 뿐만 아니라 5중관 이상일 경우에는 급결재 및 완결재과 더불어 필요에 따라 순결재(A+B3)를 이송시키는 순결재이송관(30)을 형성할 수도 있음을 밝혀둔다.

한편, 다중관이 3중관일 때는 급결재 주입재인 A액과 B1액은 각각의 이동통 로를 통하여 상부혼합관(342)까지 이송되어 혼합된 후 급결재 토출구(332)를 통하여 주입되고, 완결재 주입재(A+B2)(또는 순결재, 시멘트 현탁액 등)는 스위벨(100)에서 혼합되어 하나의 통로로 이송되어 완결재 토출구(392)로 주입된다.

그리고, 다중관이 4중관일 경우에는 급결재 주입재(A액+B1액), 완결재 주입재(A액+B2액)가 각각 4개의 통로를 통하여 상부혼합관(342)까지 이송되어 혼합된 급결재(A액+B1)는 선단관(300)의 상부에 위치한 급결재 토출구(332)를 통하여 주입되고, 선단관(300)까지 각각 이송되어 혼합된 완결재(A+B2)는 선단관(300)의 하부에 위치한 완결재 토출구(392)를 통하여 주입된다.

또한, 다중관이 5중관일 경우에는 선단관(300)의 토출구가 상, 중, 하 3곳에 위치해 있으며, 상부에 위치한 토출구는 급결재 토출구으로써 각각 이송되어 선단관(300)에서 혼합된 급결재(A+B1)가 주입되고, 중부에 위치한 토출구는 완결재 토출구(392)로써, 각각 이송되어 선단관(300)에서 혼합된 완결재(A+B2)가 주입되며, 하부의 토출구는 스위벨(100)에서 혼합된 순결재 주입재{A+B3(또는 시멘트 현탁액)}이 추가된다.

그리고, 다중관이 6중관일 경우에는 선단관(300)의 토출구가 상, 중, 하 3곳에 위치해 있으며 선단관(300)까지 각각의 이동통로를 통하여 이송되어 혼합된 급결재(A+B1)는 상부 토출구를 통하여 주입되고, 선단관(300)까지 각각의 이동통로를 통하여 이송되어 혼합된 완결재(A+B2)는 중부 토출구를 통하여 주입되며, 선단관(300)까지 각각의 이동통로를 통하여 이송되어 혼합된 순결재(A+B3)는 하부 토출구를 통하여 주입된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법은 다수개의 혼합약액을 동시에 주입할 수 있을 뿐만 아니라 급결재와 완결재를 상하 동시/분리 주입이 가능하도록 하여 작업생산성을 현저히 향상시키고, 지중의 그라우팅을 견고하고 균일하게 시공할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에 따른 그라우팅용 다중관 약액주입장치 및 이를 이용한 약액주입공법은 급결재와 완결재를 약액주입장치의 상하단에서 동시에 분리주입 및 복합주입함으로써, 약액주입장치가 위치된 자리나 이동하는 자리가 구별됨이 없이 균일하게 주입재가 주입됨으로 그라우트 시공이 향상되고, 누수방지 및 지반강화를 향상시키는 이점이 있다.

Claims

일단부의 내주면에 암나사가 각각 형성된 외측관과, 상기 외측관의 내측에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖고, 상기 외측관의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체와, 상기 주입관조립체의 하부가 내장됨과 동시에 상기 외측관에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 스위벨과;

상기 스위벨의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사가 형성된 그라우팅로드와, 상기 그라우팅로드의 내측에 삽입 장착됨과 동시에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입관조립체와, 상기 그라우팅로드의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 연결관과;

상기 연결관의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 내측에 삽입 장착됨과 동시에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입재혼합부와, 상기 상부커플링에 나사 결합되는 하부커플링과, 상기 주입재혼합부의 하면과 밀착되게 하부커플링의 내측에 장착된 혼합관과, 상기 하부커플링의 하부에 나사 결합되는 그라우팅로드로 구성되는 선단관으로 구성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치.
제 1항에 있어서,

상기 주입재혼합부는 상부에 급결재이송관과 완결재이송관이 끼워지도록 내 측에 길이방향을 따라 관통공이 형성된 통체와, 상기 통체의 관통공에 끼워지는 이송관과 상기 이송관의 인접부 관통공에 끼워지면서 주입공이 형성된 주입부와 상기 이송관과 주입부의 하부에 위치되면서 상면에 관통공이 형성된 상부지지체와 상기 상부지지체의 하부 내측면에 삽입되면서 관통공이 형성된 하부지지체와 상기 하부지지체의 외주면을 따라 길이방향으로 다수회 감겨긴 스프링으로 구성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치.
제 1항에 있어서,

상기 선단관의 혼합관은 전체적으로 2등분으로 이루어지면서 상하부가 나사결합으로 이루어지되, 상부 혼합관에는 측면의 길이방향을 따라 엇갈리게 상하에 주입재 토출구이 형성되고, 하부 혼합관에는 측면의 길이방향을 따라 상하에 주입재 토출구이 형성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치.
제 1항에 있어서,

상기 선단관의 그라우팅로드에는 그 하부에 역류방지관이 설치되되, 상기 역류방지관은 일측면이 막히고 외주면 전체에 걸쳐 숫나사가 형성됨과 동시에 내외가 관통되게 측면에 관통공이 형성된 통체와 상기 통체의 외측의 양단에 걸쳐 소정의 길이로 절개 형성된 절개홈과 상기 통체내측에 삽입 장착되는 스프링과 상기 통체내스프링상에 설치되는 원통으로 구성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치.
일단부의 내주면에 암나사가 각각 형성된 외측관과, 상기 외측관의 내측에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖고, 상기 외측관의 내주면에 회전되게 베어링 결합되는 주입관조립체와, 상기 주입관조립체의 하부가 내장됨과 동시에 상기 외측관에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 스위벨과;

상기 스위벨의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 하부에 나사 결합되도록 내측면 양단부에 암나사가 형성된 그라우팅로드와, 상기 그라우팅로드의 내측에 삽입 장착됨과 동시에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입관조립체와, 상기 그라우팅로드의 하부에 나사 결합되는 관 연결커플링으로 구성되는 연결관과;

상기 연결관의 관 연결커플링에 나사 결합되는 상부커플링과, 상기 상부커플링의 내측에 삽입 장착됨과 동시에 급결재이송관과 완결재이송관을 갖는 주입재혼합부와, 상기 상부커플링에 나사 결합되는 하부커플링과, 상기 주입재혼합부의 하면과 밀착되게 하부커플링의 내측에 장착된 혼합관과, 상기 하부커플링의 하부에 나사 결합되어 선단관으로 구성되는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용하여 급결재 및 완결재를 지중에 분사 주입함을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 급결재의 분사는 스위벨 및 연결관에 의해 급결재이송관을 통하여 이송되며, 상기 급결재이송관을 통하여 이송되어 상기 주입재혼합부에 도달하여 상호 혼합되어 급결재를 형성한 후, 상기 주입재혼합부의 주입부로 이송되며, 상기 급결재의 주입압력이 주입재혼합부에 상승하면서 주입부가 그 아래에 위치된 상부지지체를 압착함과 동시에 주입부가 하강되면서 주입부의 주입공이 노출됨과 동시에 상기 주입공으로부터 급결재가 유출되며, 상기 주입부의 주입공을 통하여 유출된 급결재는 하부커플링의 토출구를 통해 유출 주입됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 완결재의 분사는 상기 스위벨 및 연결관의 완결재이송관을 통하여 이송되며, 각각 선단관의 완결재이송관을 통하여 상기 주입재혼합부에 도달하며, 상기 완결재이송관을 통과한 후 하부커플링내에서 상호 혼합되어 완결재를 형성한 후, 상기 혼합된 완결재는 하부커플링내 주입재혼합부 아래에 위치된 혼합관을 완결재의 주입압력으로 압착시켜, 상기 혼합관이 압착됨과 동시에 혼합관의 토출구를 통해 완결재가 유출되며, 상기 유출된 완결재는 상기 하부커플링과 나사결합된 그라우팅로드의 하단내측에 집적되며, 상기 그라우팅로드의 하부에 나사결합된 역류방지관의 상단부 통체를 누름과 동시에 그라우팅로드의 내측과 통체의 틈새로 완결재가 유출됨과 동시에 이 완결재는 통체의 절개홈을 따라 아래로 내려가게 되고, 절개홈을 따라 내려간 완결재는 상기 그라우팅로드의 하단부에 나사결합된 굴착부 내측을 돌아서 외부로 유출되면서 주입됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 하부커플링의 토출구를 통해서 급결재가 분사되고, 굴착부를 통해서는 완결재가 분사됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 하부커플링의 토출구와 굴착부를 통해서 급결재가 분사됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 하부커플링의 토출구와 굴착부를 통해서 완결재가 분사됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.
제 5항에 있어서,

상기 하부커플링의 토출구에는 급결재가 분사되고, 굴착부에서는 시멘트 현탁액이 분사됨을 특징으로 하는 그라우팅용 다중관 약액주입장치를 이용한 약액주입공법.