KR100795202B1

KR100795202B1 - 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커

Info

Publication number: KR100795202B1
Application number: KR1020060048680A
Authority: KR
Inventors: 김상수; 박태윤
Original assignee: 김상수; 네오엔지니어링(주); (주)대유엔지니어링
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2008-01-16
Also published as: KR20070114966A

Abstract

본 발명은 천공홀을 보다 신속히 밀폐시켜서 침출수나 그라우트 약액의 유출을 조기에 차단할 수 있도록 구성하여, 천공홀에서 유출되는 침출수나 그라우트 약액의 처리작업을 배제시켜서 굴착면이나 사면을 능률적으로 보강할 수 있고, 천공홀에서 유출되는 그라우트 약액으로 인한 토양 오염을 방지하여서 굴착면이나 사면을 친환경적으로 보강할 수 있으며, 천공홀에 주입되는 그라우트 약액의 손실을 최대한 억제하여서 굴착면이나 사면을 경제적으로 보강할 수 있는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커는 지중에 굴착된 천공홀(20) 내에 삽입되며 단면내에 상하방향으로 뚫어지는 복수개의 통공(12)들을 갖도록 패커 몸통(11)을 형성하되, 상기 패커 몸통(11)은 수팽창 수지를 소재로 하여 천공홀(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 확경 성형체(A)로 이루어진 것에 있어서,상기 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)의 단면내에 길이방향으로 다수개의 굴곡심선(13)들이 매립되도록 한 것이다.

패커, 가압 그라우팅, 천공홀, 네일링체, 앵카체

Description

지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커{Pressurized grouting packer with waterproof function}

도1은 종래기술의 사시도를 나타낸 것임

도2는 종래기술의 실시상태를 나타낸 것임

도3은 본 발명의 패커를 사시도로 나타낸 것임

도4는 본 발명의 패커를 종 단면도로 나타낸 것임

도5는 본 발명의 패커를 횡 단면도로 나타낸 것임

도6a는 본 발명의 패커를 천공홀 내에 삽입하는 상태를 나타낸 것임

도6b는 본 발명의 패커로 천공홀을 밀폐시킨 상태를 나타낸 것임

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패커를 사시도로 나타낸 것임

도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 패커를 단면도로 나타낸 것임

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 패커 11: 패커 몸통

12: 통공 A: 확경 성형체

13: 굴곡심선 14, 15: 상,하 보강판

16: 장볼트 17: 너트

본 발명은 굴착면 또는 사면 보강시 굴착한 천공홀 내에 네일링체나 앵커체(이하 "심재"라 통칭함)와 함께 삽입되어서 그라우트 약액을 가압 주입할 수 있도록 하기 위한 것으로, 특히 천공홀 내에서 보다 신속하고 확실한 밀폐성능을 발휘할 수 있도록 한 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커에 관한 것이다.

지중을 굴착하여서 노출된 굴착면이나 경사지를 절개하여서 노출된 사면 등을 보강하여 안정화시키기 위한 목적으로 쏘일네일링 공법 또는 앵커 공법이 널리 활용되고 있다.

위의 쏘일네일링 공법은 굴착면이나 사면에 여러 개의 천공홀을 굴착하고, 개개의 천공홀 내에 철근, 강연선, 마이크로파일 등의 심재를 삽입한 후 그라우트 약액을 주입 경화시켜서, 굴착면이나 사면을 보강하여 안정화시킬 수 있도록 시공되어 왔다.

또, 앵커 공법은 굴착면이나 사면에 여러 개의 천공홀을 굴착하고, 개개의 천공홀 내에 강봉, 강연선 등의 심재를 삽입한 후 그라우트 약액을 주입 경화시키며, 굴착면이나 사면에 압축력이 도입되도록 천공홀 외부에서 심재를 긴장 고정시 켜서, 굴착면이나 사면을 보강하여 안정화시킬 수 있도록 시공되어 왔다.

그런데, 이와 같은 쏘일네일링 공법 또는 앵커 공법은 공통적으로 굴착된 천공홀 내에 심재를 삽입한 후 그라우트 약액을 중력 주입하게 되므로, 천공홀 주변의 지층까지 그라우트 약액이 폭넓게 확산되지 못할 뿐만 아니라, 굴착공 주변의 공극과 절리에 그라우트 약액이 확실히 채워지지 못하게 되므로, 굴착면이나 사면을 견고하게 안정화시킬 수 없는 결함이 있었다.

상기한 문제점을 해결하고자 최근에 안출된 것으로, 국내 등록실용신안공보 등록번호 제20-0290351호(2002. 09. 27일 공고)에는 도1에 도시되는 바와 같이, 네일(1)과; 상기 네일(1)의 길이방향으로 중심부위에 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)과; 상기 제1패킹(2)과 제2패킹(3)의 외주면을 감싸면서 설치되어 제1패킹(2) 및 제2패킹(3) 사이의 공간을 밀폐하는 부직포(4)와; 상기 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)을 관통하되 그 일단부가 상기 네일(1)의 일단부에 근접한 위치에 설치되고, 상기 그라우팅 영역에 그라우트 약액을 주입하기 위한 제1그라우팅관(5)과; 상기 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)을 관통하되 그 일단부가 상기 제2패킹(3)에 근접하게 설치되고, 상기 그라우팅에 따른 그라우팅 영역의 공기 및 이물질을 제거하기 위한 공기 및 이물질 제거관(6)과; 상기 제1패킹(2)을 관통하되 그 일단부가 상기 제1패킹(2)과 제2패킹(3) 사이의 공간에 위치하도록 설치되고, 상기 부직포(4)에 의해 밀폐된 공간에 겔화에 따라 부피가 팽창되는 발포우레탄을 주입하기 위한 발포우레탄 주입관(7)을 구비한 압력식 쏘일네일링용 패커기가 선출 원 등록공고되어 있다.

이러한 압력식 쏘일네일링용 패커기는 도2에서와 같이, 네일(1)에 장착된 상태로 천공홀(8)에 삽입하고, 제1패킹(2)과 제2패킹(3) 사이의 공간을 부직포(4) 내에 발포우레탄 주입관(7)으로 발포우레탄 약액을 주입 팽창시켜서 천공홀(8)을 긴밀히 밀폐하게 되므로, 제1그라우팅관(5)을 통하여 천공홀(8) 내에 그라우트 약액을 가압 주입할 수 있게 하여서, 네일(1)이 천공홀(8) 내에서 지층과의 결합력이 증대되도록 하는 동시에, 천공홀(8) 내의 지층에 형성된 공극 또는 절리까지도 그라우팅 약액이 채워져서, 굴착면이나 사면을 견고히 보강하여 안정화시킬 수 있도록 하였다.

하지만, 이와 같은 종래의 압력식 쏘일네일링용 패커기는 제1패킹(2)과 제2패킹(3)으로 사이의 공간에 밀폐된 부직포(4) 내에 발포우레탄 주입관(7)으로 발포우레탄 약액을 주입하여 팽창시키도록 구성되어서, 천공홀(8)을 완전히 밀폐시킬 때까지 상당한 시간이 소요되기 때문에, 천공홀(8) 내에서 자연적으로 용출되는 침출수나 천공홀(8) 내에 가압 주입되는 그라우트 약액을 조기에 차단하지 못하여, 천공홀에서 침출수나 그라우트 약액이 외부로 유출되는 현상을 일으키게 되었다.

이와 같이 종래의 압력식 쏘일네일링용 패커기는 천공홀 내에서 침출수나 그라우트 약액을 조기에 차단하지 못하고 외부로 유출시키게 됨으로써, 첫째 작업자가 천공홀에서 외부로 유출된 침출수와 그라우트 약액을 처리하면서 후속작업을 수행하게 되므로 작업능률이 크게 저하되는 문제점이 있으며, 둘째 작업장 주변의 토양이 천공홀에서 유출된 그라우트 약액으로 인하여 오염되는 문제점이 있으며, 셋째 고가의 그라우트 약액을 불필요하게 낭비하게 되어서 시공비를 상승시키는 문제점 등을 수반하게 되었다.

삭제

본 발명은 천공홀을 보다 신속히 밀폐시켜서 침출수나 그라우트 약액의 유출을 조기에 차단할 수 있도록 구성하여, 첫째 천공홀에서 유출되는 침출수나 그라우트 약액의 처리작업을 배제시켜서 굴착면이나 사면을 능률적으로 보강할 수 있게 하여 주는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커를 제공하는데 목적이 있으며,

둘째 천공홀에서 유출되는 그라우트 약액으로 인한 토양 오염을 방지하여서 굴착면이나 사면을 친환경적으로 보강할 수 있게 하여 주는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커를 제공하는데 목적이 있으며,

셋째 천공홀에 주입되는 그라우트 약액의 손실을 최대한 억제하여서 굴착면이나 사면을 경제적으로 보강할 수 있게 하여 주는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명도 도3 내지 도5에 도시되는 바와 같이, 지중에 굴착된 천공홀(20) 내에 삽입되며 단면내에 상하방향으로 뚫어지는 복수개의 통공(12)들을 갖도록 패커 몸통(11)을 형성하되, 상기 패커 몸통(11)은 수팽창 수지를 소재로 하여 천공홀(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 확경 성형체(A)로 이루어진 점에 있어서는 종래의 것과 기술개념을 같이 한다.

단, 본 발명의 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커(10)는 상기 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)의 단면내에 길이방향으로 다수개의 굴곡심선(13)들이 매립되도록 함을 기술구성상의 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 도시되는 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 기술내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서는 도4와 도6a 및 도6b에서와 같이, 상기 패커 몸통(11)에 뚫어진 복수개의 통공(12)들은 각각 1개이상의 심재(30)가 관통되게 끼워지고, 필요에 따라 각각 그라우팅관(40), 공기 배출관(50) 등이 관통되게 끼워져서, 본 발명의 패커(10)와 함께 심재(30), 그라우팅관(40), 공기 배출관(50) 등이 해당 천공홀(20) 내에 삽입되어, 천공홀(20) 내의 공기가 공기 배출관(50)을 통하 여 외부로 배출되게 하면서 그라우팅관(40)을 통하여 그라우트 약액을 가압 주입할 수 있도록 한 것으로 예시되어 있다.

그리고, 상기 패커 몸통(11)은 도3 및 도4에서와 같이, 수팽창 수지를 소재로 하여 천공홀(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 확경 성형체(A)로 이루어지도록 함이 중요하다.

그 이유는, 패커 몸통(11)이 울퉁불퉁한 천공홀(20)의 내벽에 걸리지 않고 삽입될 수 있게 하고, 천공홀(20) 내에서 패커 몸통(11)이 그라우트 약액이나 지층수와 접촉하면 스스로 팽창하면서 천공홀(20)의 내벽과 틈새없이 밀착되고, 통공(12)들에 각각 끼워진 심재(30), 그라우팅관(40), 공기 배출관(50) 등과 틈새없이 밀착되어서, 액상의 발포액을 주입할 필요가 없이 신속하고 완벽하게 천공홀(20)을 밀폐시킬 수 있도록 하기 위함이다.

또, 상기 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)의 단면내에 길이방향으로 다수개의 굴곡심선(13)들이 매립되도록 한다. 이 굴곡심선(13)들은 확경 성형체(A)로 이루어진 패커 몸통(11)이 길이방향으로는 팽창되지 못하게 억제하면서 원주방향으로만 팽창되게 하여서, 상기 패커 몸통(11)이 천공홀(20)의 내벽에 보다 신속히 밀착되면서 밀폐될 수 있게 하여 주므로, 천공홀(20)에서 자연적으로 용출되는 지층수 또는 천공홀(20)내에 가압 주입되는 그라우트 약액을 조기에 차단할 수 있게 된다.

또, 상기 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)는 전체적으로 천공홀(20)보다 작은 직경 크기를 가지며 그 상단은 외경이 크고 하단은 외경이 작은 상광하협의 원통체로 형성함이 바람직하다.

이러한 패커 몸통(11)은 상광하협의 원통체로서 천공홀(20) 내에 걸리지 않고 자연스럽게 삽입될 수 있도록 하는데 도움이 된다. 또한, 이 패커 몸통(11)은 천공홀(20) 내에 주입된 그라우트 약액이나 지층수와 접촉하게 되는 순간에 외경이 큰 상단이 팽창되면서 천공홀(20)의 내벽에 먼저 밀착되어 그라우트 약액이나 지층수를 급속히 차단할 수 있게 되고, 외경이 상대적으로 작은 하단이 팽창되면서 천공홀(20)의 내벽에 후속으로 밀착되어서 가압 주입되는 그라우트 약액에 의한 압력을 충실히 감당하게 된다.

여기에서, 상기 패커 몸통(11)의 통공(12)들은 각각 상단은 직경이 작고 하단은 직경이 크게 형성하여서 될 수도 있음을 밝혀 둔다.

이는 패커 몸통(11)에 형성된 개개의 통공(12)들마다 하부에서 상부로 각각 심재(30), 그라우팅관(40), 공기 배출관(50)의 일단을 밀어 넣는 방식으로 끼워서 용이하게 셋팅시킬 수 있게 하여 주는 동시에, 천공홀(20) 내에서 상기 패커 몸통(11)이 그라우트 약액이나 지층수와 접촉하게 되면 개개의 통공(12)들 상부가 팽창되면서 각각 관통되게 끼워진 심재(30), 그라우팅관(40), 공기 배출관(50)의 외면에 먼저 밀착되어서, 개개의 통공(12)들을 통하여 그라우트 약액이나 지층수가 외부로 유출되지 못하도록 급속히 차단하는 데 도움이 된다.

본 발명의 실시예에 따른 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커(10)는, 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)의 단면내에 길이방향으로 다수개의 굴곡심선(13)들을 매립하여서, 그 패커 몸통(11)이 길이방향으로는 팽창되지 못하게 억제하면서 원주방향으로만 팽창되도록 구성됨으로써, 천공홀(20)을 보다 신속하게 밀폐시켜서 침출수나 그라우트 약액을 조기에 차단할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 천공홀을 통하여 외부로 유출되는 침출수나 그라우트 약액을 조기에 차단할 수 있게 됨으로써, 첫째 작업자가 유출된 침출수나 그라우트 약액을 처리하는 부담없이 후속작업을 능률적으로 수행할 수 있는 장점이 있으며, 둘째 작업장 주변의 토양이 유출된 그라우트 약액으로 인한 오염을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 셋째 고가의 그라우트 약액을 낭비하는 일없이 정량을 사용하게 하여서 시공비를 절감할 수 있는 등의 장점이 있다.

삭제

도7 및 도8은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것으로, 상기 패커 몸통(11)의 상,하단에는 그 패커 몸통의 통공(12)들과 연통되도록 각각 복수개의 통공(14a)(15a)들이 뚫어진 상,하 보강판(14)(15)을 각각 배치하고, 상기 상,하 보강판(14)(15)은 그 상,하 보강판과 상기 패커 몸통(11)을 관통하여 체결되는 복수개의 장볼트(16) 및 너트(17)로 고정되도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 패커(10)를 굴절되게 천공된 천공 홀(20) 내에 삽입한 후 그라우트 약액을 가압 주입하여 경화된 상태에서 심재(30)를 긴장시키는 경우에, 상기 상,하 보강판(14)(15)이 상기 패커 몸통(11)의 통공(12)에 심재(30)를 안내하도록 끼워진 슬리브(S)가 굴절된 방향으로 심하게 꺾이지 않게 붙잡아 주어서, 심재(30)가 끼워진 통공(12)이 찢어져서 패커 몸통(11)이 밀폐기능을 상실하게 됨을 방지하여 주게 된다.

또한, 이 상,하 보강판(14)(15)은 상기 패커 몸통(11)이 길이방향으로는 팽창되지 못하도록 억제하면서 원주방향으로 팽창될 수 있도록 하여서, 상기 패커 몸통(11)이 천공홀(20)의 내벽에 더욱 신속히 밀착되면서 확실하게 밀폐될 수 있게 하여 주므로, 천공홀(20)에서 용출되는 지층수나 가압 주입되는 그라우트 약액을 조기에 완벽히 차단하여 외부로 유출됨을 방지하여 주게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커는 수분과 접촉하면 스스로 팽창 확경되는 확경 성형체로 패커 몸통을 이루되, 그 패커 몸통을 이루는 확경 성형체의 단면내에 굴곡심선들을 매립하여서, 천공홀을 보다 신속히 밀폐시켜 지층수나 그라우트 약액을 조기에 차단할 수 있게 함으로써, 작업자가 유출된 침출수와 그라우트 약액을 처리하여야 하는 부담없이 후속작업을 능률적으로 수행할 수 있고, 작업장 주변의 토양이 유출된 그라우트 약액으로 인한 오염을 방지할 수 있으며, 고가의 그라우트 약액을 낭비하는 일없이 정량으로 사용하게 하여서 시공비를 절감할 수 있는 등의 유용한 효과를 가지는 발명인 것이다.

Claims

삭제
지중에 굴착된 천공홀(20) 내에 삽입되며 단면내에 상하방향으로 뚫어지는 복수개의 통공(12)들을 갖도록 패커 몸통(11)을 형성하되, 상기 패커 몸통(11)은 수팽창 수지를 소재로 하여 천공홀(20)의 내경보다 작은 외경을 갖는 확경 성형체(A)로 이루어진 것에 있어서,

상기 패커 몸통(11)을 이루는 확경 성형체(A)의 단면내에 길이방향으로 다수개의 굴곡심선(13)들이 매립되도록 함을 특징으로 하는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커.
삭제
삭제
제2항에 있어서, 상기 패커 몸통(11)의 상,하단에는 그 패커 몸통의 통공(12)들과 연통되도록 각각 복수개의 통공(14a)(15a)들이 뚫어진 상,하 보강판(14)(15)을 각각 배치하고, 상기 상,하 보강판(14)(15)은 그 상,하 보강판과 상기 패커 몸통(11)을 관통하여 체결되는 복수개의 장볼트(16) 및 너트(17)로 고정되도록 함을 특징으로 하는 지수기능을 겸비한 가압 그라우팅용 패커.