KR100687632B1

KR100687632B1 - 이중 케이싱을 통한 피압대수층 현장시험방법

Info

Publication number: KR100687632B1
Application number: KR1020060068768A
Authority: KR
Inventors: 정경문
Original assignee: 주식회사 도화종합기술공사
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2007-02-27
Also published as: KR20060090945A

Abstract

본 발명은 피압대수층을 대상으로 이루어지는 현장 지반시험에 관한 것으로, 시추공을 구성하는 외부케이싱과 별도로 하부에 패커가 설치된 내부케이싱을 구성하고, 시추 및 외부케이싱의 관입이 완료된 후 내부케이싱의 패커를 팽창시킴과 동시에 외부케이싱을 소정거리 인발함으로써, 피압대수층 상부 불투수층과 내부케이싱간 밀폐가 이루어지도록 한 것이다.

본 발명을 통하여, 차수재의 주입 없이도 피압대수층 지반시험용 시추공의 완벽한 밀폐상태를 유지할 수 있게 되었으며, 이로써 지반시험 결과의 신뢰성을 제고할 뿐 아니라, 차수재의 사용으로 인한 지하수오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

피압대수층(被壓帶水層), 케이싱(casing), 패커(packer), 인발(引發)

Description

이중 케이싱을 통한 피압대수층 현장시험방법{Confined aquifer test method using double casing}

도 1은 종래의 피압대수층 현장시험 과정도

도 2는 차수재가 사용된 종래의 피압대수층 현장시험 상황도

도 3은 본 발명의 단계별 시험방법 설명도

도 4는 본 발명에 사용되는 내부 케이싱 상세도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

11 : 자유수면대수층(自由水面帶水層)

12 : 불투수층

13 : 투수층

20 : 케이싱(casing)

21 : 외부케이싱

22 : 내부케이싱

23 : 지지대

29 : 차수재(遮水材)

31 : 공기펌프

32 : 공기호스

41 : 패커(packer)

50 : 펌프

52 : 투입관

S11 : 외부케이싱관입단계

S21 : 내부케이싱투입단계

S22 : 내부케이싱고정단계

S31 : 외부케이싱인발단계

S32 : 외부케이싱고정단계

S41 : 장비투입단계

S42 : 본시험실시단계

본 발명은 피압대수층을 대상으로 이루어지는 현장 지반시험에 관한 것으로, 시추공을 구성하는 외부케이싱과 별도로 하부에 패커가 설치된 내부케이싱을 구성하고, 시추 및 외부케이싱의 관입이 완료된 후 내부케이싱의 패커를 팽창시킴과 동시에 외부케이싱을 소정거리 인발함으로써, 피압대수층 상부 불투수층과 내부케이 싱간 밀폐가 이루어지도록 한 것이다.

피압대수층이란 자유수면대수층과 대별되는 지하수의 부존형태로서, 지하의 불투수층과 또 다른 불투수층사이에 형성된 투수층에 마치 관수로와 같은 피압상태의 지하수가 함양된 것을 말한다.

피압대수층의 지반특성을 파악하기 위한 현장시험은 통상 도 1과 같이 투수층(13) 상부의 불투수층(12)을 관통하는 시추공을 천공하여 수행되며, 동 도면은 투수층(13)의 투수성을 판단하기 위한 양수시험을 도시하고 있다.

이러한 피압대수층의 시추공을 통한 현장시험에 있어서는 투수층(13) 외의 다른 지층, 즉 불투수층(12) 상부의 자유수면대수층(11) 등의 영향으로부터 차단된 시추공을 구성하는 것이 매우 중요한데, 일반적으로 공벽을 유지하는 케이싱(20)과 불투수층(12)간의 미세한 간극을 통하여 물이나 미세 토립자 등이 시추공 내로 유입되어 시험결과의 정확도를 저해하게 된다.

따라서, 도 2에서와 같이, 케이싱(20)의 외주면과 지반 사이의 간극에 벤토나이트액(bentonite液) 등의 차수재(29)를 주입하여 시추공을 외부와 격리하게 되는데, 그 효과가 미비할 뿐 아니라, 주입된 차수재(29)가 투수층(13)의 청정 지하수로 유입 및 확산되며 심각한 지하수오염을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 시추공을 구성하는 외부케이싱과 별도로 하부에 패커가 설치된 내부케이싱을 구성하고, 시추 및 외부케 이싱의 관입이 완료된 후 내부케이싱을 지지대로 고정한 상태에서 패커를 팽창시킴과 동시에 외부케이싱을 소정거리 인발함으로써, 피압대수층 상부 불투수층과 내부케이싱의 패커가 밀착되도록 한 것이다.

본 발명의 상세한 구성 및 수행절차를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 3은 본 발명의 전반적인 과정을 단계별로 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 외부케이싱관입단계(S11) 내지 본시험실시단계(S42)의 단계로 구성된다.

첫번째 단계인 외부케이싱관입단계(S11)는 시추공을 구성하는 단계로서, 시추공의 굴착과, 공벽유지를 위한 외부케이싱(21)의 관입이 동시 또는 순차적으로 이루어지게 되며, 외부케이싱(21)의 선단부가 투수층(13)에 도달함으로써 완성되게 된다.

이후, 외부케이싱(21) 안으로 하단부에 패커(41)가 설치된 내부케이싱(22)을 투입하여 패커(41)를 외부케이싱(21) 하단부에 위치시키는 내부케이싱투입단계(S21)와, 내부케이싱(22)의 상부를 지지대(23)를 통하여 지반에 고정하는 내부케이싱고정단계(S22)를 거치게 된다.

내부케이싱(22)은 도 4에서와 같이 공기호스(32)가 연결된 패커(packer)(41)가 하단부에 설치된 구조를 가지며, 공기호스(32)와 연결된 지상의 공기펌프(31)가 작동함에 따라 압축공기가 인가되어 팽창하게 된다.

내부케이싱(22)을 고정하는 지지대(23)는 철골구조물 형태로 제작될 수 있으며 지상으로 노출된 내부케이싱(22)의 두부(頭部)를 고정하게 된다.

내부케이싱(22)의 고정이 완료되면, 외부케이싱(21)을 소정거리 인발(引發)함과 동시에 공기펌프(31)와 공기호스(32)를 통하여 패커(41)에 공기를 주입함으로써 패커(41)를 팽창시키는 외부케이싱인발단계(S31)를 실시한다.

공기가 주입됨에 따라 팽창된 패커(41)는 외부케이싱(21)이 인발되면서 투수층(13) 상측 불투수층(12)에 형성된 공벽(孔壁)에 밀착되며, 투수층(13)을 제외한 외부로부터의 일체의 유입물을 차단하게 된다.

이후, 인발된 외부케이싱(21)의 두부가 지지대(23)에 고정되거나 인발에 사용된 크레인에 체결된 상태를 유지하는 외부케이싱고정단계(S32)와, 내부케이싱(22) 안으로 시험장비가 투입되는 장비투입단계(S41)를 거쳐, 소기의 본 시험이 실시되는 본시험실시단계(S42)를 통하여 본 발명이 실시되게 된다.

도 3을 통하여 도시된 시험은 양수시험으로서, 내부케이싱(22) 안으로 지상의 펌프(50)와 연결된 투입관(52)이 투입되어, 양수에 따른 내부케이싱(22) 내 수위의 변화를 관측함으로써 투수층(13)의 투수성을 판단하게 된다.

본 시험이 진행되는 중에는 패커(41)에 압축공기의 인가상태를 유지함으로써 도 3의 하단 원내 확대부에서와 같이, 투수층(13) 상측 불투수층(12)과 패커(41)간의 밀착상태를 유지한다.

결국 본 발명의 기술요지는 피압대수층의 투수층(13)에 도달하는 시추공을 통하여 실시되는 현장시험방법에 있어서, 시추공 굴착 및 외부케이싱(21)을 투수층(13)에 도달시키는 외부케이싱관입단계(S11)와, 외부케이싱(21) 안으로 하단부에 패커(41)가 설치된 내부케이싱(22)을 투입하는 내부케이싱투입단계(S21)와, 내부케이싱(22)을 지지대(23)로 고정하는 내부케이싱고정단계(S22)와, 외부케이싱(21)을 소정거리 인발함과 동시에 패커(41)를 팽창시키는 외부케이싱인발단계(S31)와, 인발된 외부케이싱(21)을 고정하는 외부케이싱고정단계(S32)와, 내부케이싱(22) 안으로 시험장비를 투입하는 장비투입단계(S41)와, 소기의 본 시험을 실시하는 본시험실시단계(S42)로 이루어짐을 특징으로 하는 이중 케이싱을 통한 피압대수층 현장시험방법이다.

Claims

피압대수층의 투수층(13)에 도달하는 시추공을 통하여 실시되는 현장시험방법에 있어서,

시추공 굴착 및 외부케이싱(21)을 투수층(13)에 도달시키는 외부케이싱관입단계(S11)와;

외부케이싱(21) 안으로 하단부에 패커(41)가 설치된 내부케이싱(22)을 투입하는 내부케이싱투입단계(S21)와;

내부케이싱(22)을 지지대(23)로 고정하는 내부케이싱고정단계(S22)와;

외부케이싱(21)을 소정거리 인발함과 동시에 패커(41)를 팽창시키는 외부케이싱인발단계(S31)와;

인발된 외부케이싱(21)을 고정하는 외부케이싱고정단계(S32)와;

내부케이싱(22) 안으로 시험장비를 투입하는 장비투입단계(S41)와;

소기의 본 시험을 실시하는 본시험실시단계(S42)로 이루어짐을 특징으로 하는 이중 케이싱을 통한 피압대수층 현장시험방법.