KR100764128B1 - 지하수 심정의 오염을 방지하기 위한 장치 및 그 시공 방법 - Google Patents

지하수 심정의 오염을 방지하기 위한 장치 및 그 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하수 심정의 굴착 후에 오염된 지표수의 심정으로의 유입 차단을 위해 행하는 그라우팅을 보다 용이하고 확실하며 경제적으로 시공할 수 있도록 한 새로운 방식의 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치 및 그 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 장치에 있어서, 상기 굴착공 내벽에 설치되는 관형상의 아웃케이싱과; 상기 아웃케이싱 내벽과 일정 간극을 두고 지하수 심정에 삽입되는 관형상의 인케이싱과; 상기 인케이싱과 아웃케이싱 사이로 주입되는 그라우팅 액이 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 인케이싱과 아웃케이싱 사이를 차폐하도록 설치되는 그라우팅용 차폐수단을 포함하는 지하수 심정용 그라우팅 장치 및 그 시공방법이 제공된다.
지하수, 심정, 오염, 방지, 그라우팅, 장치, 시공, 방법

Description

지하수 심정의 오염을 방지하기 위한 장치 및 그 시공 방법{apparatus for preventing pollution of deep well of ground water and method of constructing the same}
도 1은 기존 지하수 채수 장치의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명에 의한 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도
도 3a는 도 2의 그라우팅용 차폐수단을 나타낸 사시도
도 3b는 도 3a의 저면 사시도
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 그라우팅 차폐수단의 설치 및 그라우팅 시공 과정을 나타낸 참고 단면도로서,
도 4a는 그라우팅을 위한 차폐가 이루어지기 전의 상태를 나타낸 단면도
도 4b는 그라우팅을 위한 차폐가 이루어진 후의 상태를 나타낸 단면도
도 4c는 그라우팅 완료 후의 상태를 나타낸 단면도
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 각각 대응하는 그라우팅용 차폐수단의 상태를 보여주는 참고 사시도로서,
도 5a는 도 4a에 대응하는 그라우팅용 차폐수단의 사시도
도 5b는 도 4b에 대응하는 그라우팅용 차폐수단의 사시도
도 6은 도 5b의 "A"부 확대 사시도로서, 본 발명의 토글링크의 회동제한을 위한 구조를 예시한 참고도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 아웃케이싱 101: 인케이싱
200: 차폐수단 201: 정착부
202: 슬리이브부 203: 연결부
204: 인너실러 205: 아웃터실러
206: 토글링크 207: 제1링크
208: 제2링크 207a, 207b: 멈춤턱
210: 강판 211: 미들 플레이트
212: 오-링 213: 바텀 플레이트
본 발명은 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하수 개발을 위해 굴착된 심정에 오염된 지표수 등이 유입되지 않도록 하기 위해 심정 내벽에 콘크리트를 양생시키는 지하수 심정용 그라우팅 장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1은 기존 지하수 채수 장치의 개략적 구성을 나타낸 단면도로서, 일반적인 지하수를 개발과정은 다음과 같다.
먼저, 지하수 수맥이 위치하는 장소에 일차로 직경이 큰 굴착비트를 착정기에 설치하여 굴진해 내려가다가 불투수층의 암반층에 이르러 계획된 깊이에 도달하게 되면, 직경이 큰 굴착비트를 제거하고 아웃케이싱(1)을 박아 심정 내부로 토사가 붕괴하는 것을 막는다.
그 다음, 굴착비트를 직경이 작은 것으로 교체하여 재차 암반층을 굴진해 내려가며 지하수 수맥이 잡힐 때까지 굴착함으로써 소정 깊이의 심정을 형성한다.
이후, 심정에 오염된 지표수(12)가 유입되지 않도록 하기 위해 인케이싱(2)을 삽입, 설치한다.
한편, 상기 인케이싱 하부의 지하수(13)가 이동되는 위치에는 지하수의 토사나 이물질이 유입되는 것을 방지함과 아울러 적정 유속을 유지하도록 하는 스트레이너용 유공관(3)을 설치한다.
그리고, 상기 인케이싱과 심정 내벽 사이에 지표수 등의 이물질이 심정으로 유입되지 않도록 하기 위해 그라우팅제를 주입하여 콘크리트(4)를 양생시키고, 인케이싱 내부에 심정펌프(5)를 설치하여 지하수를 펌핑한다.
여기서, 그라우팅제로는 통상 시멘트 밀크가 많이 사용되는데, 상기한 기존의 그라우팅 시공 방법은 주입되는 그라우팅제가 인케이싱 하부를 통해 심정으로 누설되어 수질 오염을 일으킬 수 있으므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 한국 등록특허 10-0334451호는 오염 지표수 차단을 위한 "지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법"을 개시하고 있다.
즉, 상기 등록특허 10-0334451호에는 팽창튜브를 사용하여 심정의 그라우팅 깊이 부분을 차폐하고, 이 팽창튜브에 의해 차폐된 심정의 그라우팅 구간에 그라우팅제를 주입하여 지하수 심정을 그라우팅하는 장치 및 방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기한 등록특허 10-0334451호에 게시된 팽창튜브를 이용하는 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
먼저, 그라우팅 구간은 지하 30M 정도에 위치하는 경우가 많고, 또 현장 여건상 그 이상의 깊이에서 그라우팅이 이루어지는 경우가 많이 있는데, 이때 공사 과정에서 팽창튜브의 손상 및 팽창 여부와 이에 따른 그라우팅제의 누설 여부를 확인할 수가 없는 문제점이 있다.
때문에, 그라우팅 시공 과정에서 팽창튜브의 손상 등으로 인해 그라우팅 구간이 차폐되지 않은 상태임에도 그라우팅제의 주입이 이루어질 경우, 그라우팅제가 지하수 심정 내부로 유입되는 사고가 발생하게 되며, 이 경우 사후 조치가 따라야 하므로 시간적, 경제적 손실이 수반되는 문제점이 있다.
또한, 인케이싱의 외주면에 팽창튜브가 설치되는 구조로, 지하수 심정 내벽과 인케이싱과의 사이 간극이 좁은 경우에는 그라우팅 시공이 매우 어려워 실제적으로 시공이 이루어지지 못하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지하수 심정의 굴착 후에 지표수의 차단을 위해 행하는 그라우팅을 보다 용이하고 확실하며 경제적으로 시공할 수 있도록 하는 새로운 방식의 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치 및 그 시공 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 장치에 있어서, 상기 굴착공 내벽에 설치되는 관형상의 아웃케이싱과; 상기 아웃케이싱 내벽과 일정 간극을 두고 지하수 심정에 삽입되는 관형상의 인케이싱과; 상기 인케이싱과 아웃케이싱 사이로 주입되는 그라우팅 액이 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 인케이싱과 아웃케이싱 사이를 차폐하도록 설치되는 그라우팅용 차폐수단을 포함하여서 됨을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 방법에 있어서, 풍화암층과 암반층의 일정 깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱을 설치하는 단계와; 암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 상기 아웃케이싱 보다 직경이 작은 인케이싱을 설치하는 단계와; 상기 인케이싱의 하단부 외측 둘레에 그라우팅용 차폐수단을 설치 하는 단계와; 상기 그라우팅용 차폐수단을 구성하는 토글링크를 작동시켜 인너실러 및 아웃터실러가 인케이싱 외주면 및 아웃케이싱 내주면에 각각 밀착되어 밀착면을 차폐하도록 하는 단계와; 상기 아웃케이싱과 인케이싱 사이의 공간으로 그라우팅제를 주입하여 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 3a는 도 2의 그라우팅용 차폐수단을 나타낸 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 저면 사시도이다.
그리고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 그라우팅 시공 과정을 나타낸 참고 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 대응하는 그라우팅용 차폐수단의 참고 사시도이며, 도 6은 도 5b의 "A"부 확대 사시도로서, 본 발명의 토글링크의 회동제한을 위한 구조를 예시한 참고도이다.
이들 도면을 참조하면, 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 본 발명의 지하수 심정용 그라우팅 장치는, 상기 굴착공 내벽에 설치되는 관형상의 아웃케이싱(100)과, 상기 아웃케이싱(100) 내벽과 일정 간극을 두고 지하수 심정에 삽입되는 관형상의 인케이싱(101)과, 상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이로 주입되는 그라우팅 액이 누설되는 것을 방지하기 위해 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이의 간극을 차폐시키 도록 설치되는 그라우팅용 차폐수단(200)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 차폐수단(200)은, 상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이 간극의 하부면에 위치하게 되는 플라스틱 재질인 환형의 정착부(201)와; 상기 정착부(201)에 대해 대략 수직한 방향으로 연장형성되는 동일 재질의 슬리이브부(202)와; 상기 정착부(201)와 슬리이브부(202)의 연결이 플렉시블하게 이루어질 수 있도록 하는 연결부와; 상기 인케이싱(101) 외주면에 대향하는 슬리이브부(202) 내측면에 설치되는 인너실러(204)와; 상기 아웃케이싱(100) 내주면에 대향하는 정착부(201) 외주면에 설치되는 아웃터실러(205)와; 상기 정착부(201)에 일단이 연결되고 슬리이브부(202)에 타단이 연결되며 토글(toggle) 작용에 의해 아웃터실러(205)를 아웃케이싱(100) 내주면에 밀착시킴과 동시에 인너실러(204)를 인케이싱(101) 외주면에 밀착시키게 되는 토글링크(206)를 포함하여 구성되되, 상기 슬리이브부(202)와 그 내면에 설치되는 인너실러(204)는 원주방향을 따라 2개의 조각으로 분할된 구조를 이루게 된다.
상기 토글링크(206)는 정착부(201) 및 슬리이브부(202)에 대해 각각 회동가능하게 설치되는 제1링크(207) 및 제2링크(208)로 구성되되, 제1링크(207)와 제2링크(208)가 연결되는 조인트 부분의 움직임(즉, 제1링크(207)와 제2링크(208)의 사이각의 변화 범위)이 제한을 받는 구조로 설치된다.
즉, 토글링크(206)는 제1링크(207)와 제2링크(208)의 내측 사이각(β)이 최소인 초기 위치에서 별도로 구비되는 누름수단(미도시)에 의해 가해지는 누름력에 그 사이각이 증가하도록 펼쳐지게 되며, 제1링크(207) 및 제2링크(208)가 일직선을 이루는 시점(내측 사이각(β)이 180도가 되는 시점)에서 가장 큰 압력을 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)로 전달하게 된다.
다만, 토글링크(206)를 구성하는 제1링크(207) 및 제2링크(208)는 반드시 일직선을 유지하여야 하는 것은 아니며, 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 내측 사이각(β)이 180도 넘어가더라도 초기 위치에 비해 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)에 그라우팅을 위한 차폐에 충분한 압착력만 제공하게 되면 충분하다.
이 경우, 상기 토글링크(206)를 구성하는 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 조인트 부분에 토글링크(206)의 회동 각도 범위를 제한하는 구조가 제공된다. 즉, 상기 두 링크의 조인트 부분에 토글링크(206)의 사이각(β)이 소정 각도 범위에서만 자유롭게 변화하고, 그 범위를 벗어나면 상호 간섭하여 회동이 방지되도록 하는 멈춤턱(207a)(207b)(도 6 참조) 등의 구조물이 제공된다.
특히, 차폐에 충분한 압착력만 제공된다면, 상기 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 내측 사이각(β)이 도 4b에 도시된 바와 같이 180도 이상을 넘어간 후에는 다시 초기 위치로 복귀될 가능성이 해소되므로 토글링크(206)에 의한 토글 작용이 안정적으로 유지되는 장점이 있다.
그리고, 상기 연결부는 속이 빈 주름부(203) 구조로서, 연성 플라스틱이나 비닐 또는 기타 수지재질로 이루어지게 된다.
한편, 상기 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)는 고무 등 압력이 가해질 경우 변형되어 인케이싱(101) 및 아웃케이싱(100)에 밀착되어 접촉면을 밀폐할 수 있는 재질로 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 도시는 되지 않았지만, 인케이싱(101) 외측으로 삽입되어 상기 토글링크(206)의 제2링크(208)나 조인트 부분을 가압하는 별도의 누름수단(미도시)이 구비될 수 있음은 물론이다.
한편, 굴착공 내부를 관찰할 수 있도록 하는 비전카메라 모니터 장치(미도시)가 더 구비됨이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 그라우팅 제조장치를 이용한 그라우팅 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 풍화암층과 암반층의 일정 깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱(100)을 설치한다.
그리고, 암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 상기 아웃케이싱(100) 보다 직경이 작은 인케이싱(101)을 설치한다.
이어, 상기 인케이싱(101)의 하단부 외측 둘레를 따라 그라우팅 예정 구간의 하부면을 차폐할 수 있도록 구성된 차폐수단(200)을 삽입, 설치한다.
이때, 상기 차폐수단(200)의 정착부(201)는 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이의 공간부 하부면에 정착하게 되고, 토글링크(206)가 펼쳐지지 않고 접힌 상태여서 슬리이브부(202)는 벌어진 상태를 유지하게 되며, 이에 따라 상기 슬리이브부(202) 내측면에 부착된 인너실러(204)는 인케이싱(101) 외주면에서 약간 이격된 상태를 유지하게 된다(도 4a 및 도 5a 참조).
이와 같이 된 상태에서 별도로 구비된 누름수단이 토글링크(206)의 조인트 부분을 누르게 되면, 토글링크(206)는 제1링크(207)와 제2링크(208)의 내측 사이 각(β)이 최소인 초기 위치에서 별도로 구비되는 누름수단에 의해 가해지는 누름력에 그 사이각이 증가하도록 펼쳐지게 되며, 제1링크(207) 및 제2링크(208)가 일직선을 이루는 시점(내측 사이각(β)이 180도가 되는 시점)에서 가장 큰 압력을 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)로 전달하게 된다.
즉, 토글링크(206)에 누름수단의 누름력이 전달되면, 상기 정착부(201)와 슬리이브부(202)는 플렉시블하게 주름부(203)에 의해 연결되어 있으므로, 제1링크(207)는 정착부(201)를 외측(즉, 아웃케이싱(100) 내주면)으로 밀게 되고, 제2링크(208)는 슬리이브부(202)를 외측(즉, 인케이싱(101) 외주면)으로 밀게 되며, 이에 따라 아웃터실러(205)는 아웃케이싱(100)의 내주면에 압착되고, 인너실러(204)는 인케이싱(101)의 외주면에 압착된다(도 4b 및 도 5b 참조).
이와 같이, 토글링크(206)의 작용에 의해 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)가 인케이싱(101) 외주면 및 아웃케이싱(100) 내주면에 각각 압착되어 밀착면의 차폐가 완료된 후에는, 상기 아웃케이싱(100)과 인케이싱(101) 사이의 공간으로 그라우팅제를 주입, 양생하게 된다(도 4c참조).
한편, 상기 그라우팅 과정 중, 차폐수단(200)의 이격 공간에 정확히 안착했는지 여부를 검출하는 단계가 더 포함됨이 바람직하며, 이러한 차폐수단(200)의 안착 여부 검출은 비전카메라에 의해 촬영된 영상을 모티터 장치를 통해 모니터링 함으로써 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 비전카메라는 차폐수단(200)의 소정부위에 부착된 상태로 설치되어 있다가 차폐가 정확히 진행되었는지의 여부 검출이 끝난 후에 별도의 분리장 치(미도시)에 의해 분리되어 심정 외부로 인출되거나, 상기 차폐수단(200)에 부착되지 않고 별도로 분리된 상태로 굴착공 내부로 투입될 수 있으며, 방수 및 방충격 처리됨이 바람직함은 물론이다.
한편, 상기 차폐수단(200)은 굳이 비전카메라 등의 모니터링을 통하지 않아도 쉽게 설치 가능할 것으로 예상되는바, 이는 차폐수단(200)의 안착 위치가 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100)의 이격 공간을 벗어나지 못하기 때문이다.
즉, 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이의 간격을 감안하여 차폐수단(200)의 형상 및 치수가 설계되므로 차폐수단(200)은 쉽게 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이의 이격 공간 하부에 정위치하게 된다.
따라서, 상기한 모니터링은 시공의 안정성 측면이 보다 중요한 경우에 이루어지는 것이 유리하며, 비용 측면이나 설치과정의 단순화 측면이 강조되는 경우에는 굳이 시행되지 않고 생략될 수도 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도로서, 이 경우에 있어서 기본적인 구성은 전술한 실시예와 동일하며, 다만 분할된 슬리이브부(202)의 내주면 뿐만 아니라, 상기 슬리이브부(202)의 서로 마주보는 대향면에도 인너실러(204)가 구비된 점이 다르다.
이와 같이 구성할 경우, 토글링크에 대해 누름수단에 의해 가해지는 누름력이 작용할 때, 상기 슬리이브부(202)의 서로 마주보는 대향면에 각각 부착된 인너실러(204) 상호 간에도 압착이 이루어지므로, 그라우팅시 분할된 슬리이브부(202) 의 대향면 사이에 있어서의 차폐 신뢰성을 한층 더 높일 수 있게 된다.
한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타낸 단면도로서, 기본적으로는 전술한 실시예의 차폐수단(200)의 구성과 유사하며 다음과 같은 점에 있어 구성상에 차이가 있다.
먼저, 본 실시예의 경우에는 차폐수단(200)의 정착부(201) 내부에 충분한 자체 하중에 의해 정착부(201)의 안정적 정착을 돕는 한편, 강도 보강을 위한 강판(210)이 내장된다.
그리고, 상기 차폐수단(200)의 정착부(201) 하부에는, 그 상면에 오-링 설치홈(211a)이 형성된 강성(剛性) 재질로서 충분한 자체 하중을 가짐으로써 그 하부측에 설치되는 바텀 플레이트(213)를 가압하게 되는 미들 플레이트(211)가 설치된다.
또한, 상기 미들 플레이트(211) 하부에 그라우팅이 요구되는 구간의 하부면에 밀착되는 고무나 연성 플라스틱 같은 연성 재질의 바텀 플레이트(213)가 설치된다.
한편, 본 실시예의 경우에는 정착부(201)와 슬리이브부(202)의 연결부를 속이 빈 주름부 구조로 하는 대신 고탄성 고무(220)로 형성하여 차폐수단(200)의 제작이 용이하도록 한 점에도 특징이 있다
즉, 본 실시예에서는 단단한 플라스틱 재질로 이루어진 정착부(201)와 슬리이브부(202) 사이의 연결을 고탄성 고무(220)를 열융착(熱融着)하여 서로 연결되도록 구성된다.
그리고, 상기 오-링 설치홈(211a)에는 아웃케이싱(100) 내주면을 타고 흘러 정착부(201)와 미들 플레이트(211) 사이로 유입된 지표수 등의 오염수가 더 이상 내측으로 흐르지 못하도록 차단하는 오-링(212)이 설치된다.
나머지 구성 요소인, 정착부(201) 및 슬리이브부(202), 상기 슬리이브부(202) 내면에 부착된 인너실러(204), 상기 정착부(201)와 슬리이브부(202) 사이에 설치되는 토글링크(206) 등은 전술한 실시예와 동일한 구성을 띤다.
한편, 본 실시예의 고탄성 고무(220)를 전술한 실시예의 주름부(203) 구조 대신에 적용할 수 있으며, 본 실시예에 있어서도 상기 정착부(201)와 슬리이브부(202)를 연결하는 연결부를 고탄성 고무로 하는 대신 앞서의 주름부(203) 구조로 할 수 있다. 즉, 주름부(203)에 의한 연결구조나 고탄성 고무(220)에 의한 연결구조는 그 작용 원리는 다르나, 본 발명의 각 실시예에 모두 적용가능하다. 그리고, 본 실시예에서는 정착부(201) 외측에 아웃터실러를 두지 않았지만, 필요에 따라 전술한 실시예의 아웃터실러를 추가적으로 더 둘 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 시공 과정은 다음과 같다.
본 실시예의 시공 과정은 전술한 실시예와 동일 내지 유사한 과정을 따르게 되나, 다만 몇 가지 면에서 차이가 있다. 따라서, 이를 위주로 설명한다.
먼저, 풍화암층과 암반층의 일정 깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱(100)을 설치하고, 암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 인케이싱(101)을 설치하며, 이 점은 전술한 실시예에서와 동일하다.
다음으로, 그라우팅이 요구되는 구간의 하부면에 밀착되는 고무나 연성 플라 스틱 같은 연성 재질의 바텀 플레이트(213)를 설치하고, 이어 상기 바텀 플레이트(213) 상부로 미들 플레이트(211)를 설치한다. 이 과정이 전술한 실시예와는 다른 과정이다.
이때, 상기 미들 플레이트(211)의 상면에 형성된 오-링 설치홈(211a)에는 오-링(212)이 설치되며, 상기 오-링(212)은 외측에서 유입되어 정착부(201)와 미들 플레이트(211) 사이를 타고 내측으로 유동하는 오염수를 확실하게 차단해 주게 된다.
한편, 상기 미들 플레이트(211) 설치 후에는 상기 미들 플레이트(211) 상부로 차폐수단(200)을 삽입하여 안착시키고, 차폐수단(200)의 안착이 완료된 다음에는 상기 차폐수단(200)을 구성하는 토글링크(206)를 별도의 누름수단으로 누르는 과정을 수행한다.
이에 따라, 상기 토글링크(206)가 펼쳐지면서 정착부(201)와 슬리이브부(202)를 가압하게 되는데, 상기 제2링크(208)는 슬리이브부(202)를 내측(즉, 인케이싱(101) 외주면)으로 밀게 되고, 제1링크(207)는 정착부(201)를 외측 하방으로 밀게 되며, 이에 따라 인너실러(204)는 인케이싱(101)의 외주면에 압착되며, 연성 재질의 바텀 플레이트(213)도 눌러지면서 아웃케이싱(100) 내주면에 압착된다.
특히, 연성 재질의 바텀 플레이트(213)는 제 위치에 자리 잡은 상태에서 그 위로 무거운 미들 플레이트(211)가 설치됨에 따라, 상기 미들 플레이트(211)의 무게에 의해서도 눌러져 변형되면서 가장자리 부분이 아웃케이싱(100)의 내주면에 어느 정도 밀착된 상태를 이루게 된다.
한편, 본 실시예에서는 정착부(201) 외측에 아웃터실러를 두지 않더라도, 전술한 바와 같이 미들 플레이트(213)의 하중에 의한 누름력 및 토글링크(206)의 펼침 작용시의 누름력 등에 의해 바텀 플레이트(213)와 아웃케이싱(100) 내주면 사이의 차폐가 충분히 이루어지므로 지므로 전술한 실시예의 아웃터실러는 생략하였지만, 차폐 신뢰성 정도를 감안하여 필요에 따라 전술한 실시예의 아웃터실러를 본 실시예의 정착부(201) 외측에 추가적으로 더 둘 수도 있음은 물론이다.
이와 같이, 토글링크(206)의 작용에 의해 인너실러(204) 및 바텀 플레이트(213)가 인케이싱(101) 외주면 및 아웃케이싱(100) 내주면에 각각 밀착되어 밀착면의 차폐가 완료된 후에는, 상기 아웃케이싱(100)과 인케이싱(101) 사이의 공간으로 그라우팅제를 주입, 양생하게 된다.
이와 같은 본 발명의 각 실시예에 따르면, 지하수 심정의 굴착 후에 오염된 지표수의 지하수 심정으로의 유입 차단을 위해 행하는 그라우팅을 보다 용이하고 확실하게 경제적으로 시공할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시 예들로 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한, 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.
예컨대, 상기한 실시예에서는 슬리이브부(202)와 그 내면에 설치되는 인너실 러(204)가 원주방향을 따라 2개의 조각으로 분할된 구조를 예시하고 있으나, 그 이상으로 분할될 수 있다. 이 경우, 토글링크(206)와 같이 슬리이브부(202)를 압착시킬 수단이 분할된 개수에 맞게 구비되어야 함은 물론이다.
한편, 상기 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 조인트 부분에 회동각도 제한하는 구조가 구비되는 전술한 실시예와는 달리, 상기 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 정착부(201) 및 슬리이브부(202)에 대한 연결 부위에 토글링크(206)의 회동각도 범위를 제한하는 구조가 제공될 수도 있다.
즉, 상기 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 정착부(201) 및 슬리이브부(202)에 대한 연결 부위에 토글링크(206)의 사이각(β)이 소정 각도 범위에서만 자유롭게 변화하고, 그 범위를 벗어나지 못하도록 하는 멈춤턱 등의 구조물이 제공될 경우에도 토글링크(206)의 회동범위를 제한하는 동일한 작용이 수행될 수 있다.
본 발명은 지하수 심정의 굴착 후에 오염된 지표수의 지하수 심정으로의 유입 차단을 위해 행하는 그라우팅을 보다 용이하고 확실하며 경제적으로 시공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 새로운 구성의 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치 및 그 시공 방법을 제공함으로써, 기존의 팽창튜브에 의한 그라우팅시 발생하는 팽창튜브 손상 등에 기인한 차폐 불량으로 인한 문제점을 효과적으로 해소할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 지하수 개발에 있어서의 신뢰성이 높고 경제적인 그라우팅 장치 및 방법을 제공하여, 지표수의 유입에 의한 심정의 오염을 효과적으로 방지하는 한편, 시공 과정의 불량으로 인한 폐공 및 재시공을 방지함으로써, 한정된 수자원을 효과적으로 활용할 수 있도록 하는 등 경제적 환경적 측면에서 높은 효과를 제공하게 된다.

Claims (13)

  1. 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 장치에 있어서,
    상기 굴착공 내벽에 설치되는 관형상의 아웃케이싱(100)과;
    상기 아웃케이싱(100) 내벽과 일정 간극을 두고 지하수 심정에 삽입되는 관형상의 인케이싱(101)과;
    상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이로 주입되는 그라우팅 액이 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이를 차폐하도록 설치되는 그라우팅용 차폐수단(200)을 포함하여 구성되되,
    상기 그라우팅용 차폐수단(200)은,
    상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이 간극의 하부면에 위치하게 되는 플라스틱 재질인 환형의 정착부(201)와; 상기 정착부(201)에 대해 대략 수직한 방향으로 연장형성되는 동일 재질의 슬리이브부(202)와; 상기 정착부(201)와 슬리이브부(202)의 연결이 플렉시블하게 이루어질 수 있도록 하는 연결부와; 상기 인케이싱(101) 외주면에 대향하는 슬리이브부(202) 내측면에 설치되는 인너실러(204)와; 상기 아웃케이싱(100) 내주면에 대향하는 정착부(201) 외주면에 설치되는 아웃터실러(205)와; 상기 정착부(201)에 일단이 연결되고 슬리이브부(202)에 타단이 연결되며 토글 작용에 의해 아웃터실러(205)를 아웃케이싱(100) 내주면에 밀착시킴과 동시에 인너실러(204)를 인케이싱(101) 외주면에 밀착시키게 되는 토글링크(206)를 포함하여 구성되며,
    상기 슬리이브부(202)와 그 내면에 설치되는 인너실러(204)는 원주방향을 따라 적어도 2개 이상의 조각으로 분할된 구조를 이루게 됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토글링크(206)는,
    상기 정착부(201) 및 슬리이브부(202)에 대해 각각 회동가능하게 설치되는 제1링크(207) 및 제2링크(208)로 구성되되, 상기 제1링크(207) 및 제2링크(208) 조인트 부분이나, 제1링크(207) 및 제2링크(208)의 정착부(201) 및 슬리이브부(202)에 대한 연결 부위에는 토글링크(206)의 내측 및 외측 방향으로의 움직임 범위를 제한하는 구조가 제공됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)는 압착될 경우 변형되어 인케이싱(101) 및 아웃케이싱(100)에 밀착되어 접촉면을 밀폐할 수 있는 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인케이싱(101)과 아웃케이싱(100) 사이 공간으로 삽입되어 상기 토글링크(206)의 제2링크(208)나 조인트 부분을 가압하는 누름수단이 구비됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정착부(201) 내부에 정착부(201)의 안정적 정착을 돕는 한편, 강도 보강을 위한 강판(210)이 내장됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정착부(201) 하부측에,
    상면에 환형의 오-링(212)이 설치되는 오-링 설치홈(211a)이 구비된 강성(剛性) 재질의 미들 플레이트(211)가 설치됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미들 플레이트(211) 하부에 그라우팅이 요구되는 구간의 하부면에 밀착되는 고무나 연성 플라스틱 같은 연성 재질의 바텀 플레이트(213)가 설치됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 속이 빈 주름 구조로 된 것을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는 고탄성 고무(220) 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    굴착공 내부를 관찰할 수 있도록 하는 비전카메라 모니터 장치가 더 구비됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 장치.
  12. 지하수 심정에 오염된 지표수가 유입되지 못하도록 굴착공에 설치되는 차폐 벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 방법에 있어서,
    풍화암층과 암반층의 일정 깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱(100)을 설치하는 단계와;
    암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 상기 아웃케이싱(100) 보다 직경이 작은 인케이싱(101)을 설치하는 단계와;
    상기 인케이싱(101)의 하단부 외측 둘레에 상기 청구항 제2항의 구성을 따르는 그라우팅용 차폐수단(200)을 설치하는 단계와;
    상기 그라우팅용 차폐수단(200)을 구성하는 토글링크(206)를 작동, 상기 토글링크(206)가 인너실러(204) 및 아웃터실러(205)를 인케이싱(101) 외주면 및 아웃케이싱(100) 내주면에 각각 밀착되도록 가압함으로써 밀착면을 차폐하도록 하는 단계와;
    상기 아웃케이싱(100)과 인케이싱(101) 사이의 공간으로 그라우팅제를 주입하여 양생하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 그라우팅용 차폐수단(200)의 설치에 앞서,
    그라우팅이 요구되는 구간의 하부면에 밀착되는 고무나 연성 플라스틱 같은 연성 재질의 바텀 플레이트(213)를 설치하는 단계와,
    상기 바텀 플레이트(213) 상부로 미들 플레이트(211)를 설치하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정 오염방지를 위한 그라우팅 방법.
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