KR100835597B1 - filling method by blasting and groutting - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하공동 충전공법에 관한 것으로, 특히 석회동굴 또는 폐광산 갱도지역의 지하공동내에 용수(湧水)가 흐르고 있는 경우 지중에서 발파에 의하여 발파블록을 확보하고 이를 충전재로 활용하는 발파 및 단계별 그라우팅에 의한 공동 충전공법에 관한 것이다.The present invention relates to the underground cavity filling method, in particular, when water flows in the underground cavity of the limestone cave or the abandoned mine tunnel area, the blasting block is secured by blasting in the ground and used as a filler. It relates to a joint filling method.

본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법은, 지하공동 충전공법에 있어서, (a) 지하공동의 하부를 이루는 암반까지 굴착공을 형성하면서 케이싱을 인입하는 단계; (b) 상기 암반을 소정의 심도로 천공하는 단계; (c) 상기 천공심도내에 폭약을 장전 및 발파함으로서 발파블록이 지하공동 내부에 쌓이도록 하는 단계; (d) 상기 케이싱을 인발하면서 조골재를 충전하는 제1차 충전단계; (e) 주입관을 관입하여 시멘트밀크를 충전하는 제2차 충전단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the cavity filling method by blasting and grouting, in the underground cavity filling method, includes: (a) introducing a casing while forming an excavation hole to a rock which forms a lower portion of the underground cavity; (b) drilling the rock to a predetermined depth; (c) loading and blasting the explosives within the depth of drilling to allow the blast blocks to accumulate inside the underground cavity; (d) a first filling step of filling the aggregate while drawing the casing; (e) injecting an injection tube, characterized in that it comprises a second filling step of filling the cement milk.

발파, 그라우팅, 공동, 충전, 공법, 발파블록, 용수, 석회동굴, 시멘트밀크. Blasting, Grouting, Cavity, Filling, Method, Blasting Block, Water, Lime Cave, Cement Milk.

Description

발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법 {filling method by blasting and groutting}Joint filling method by blasting and grouting {filling method by blasting and groutting}

도 1은 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법의 시공과정을 개략적으로 보인 블록도,1 is a block diagram schematically showing the construction process of the joint filling method by blasting and grouting according to the present invention,

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법의 시공과정을 보인 도면.2a to 2e is a view showing the construction process of the joint filling method by blasting and grouting in accordance with the present invention.

본 발명은 지하공동 충전공법에 관한 것으로, 특히 석회동굴 또는 폐광산 갱도지역의 지하공동내에 용수(湧水)가 흐르고 있는 경우 지중에서 발파에 의하여 발파블록을 확보하고 이를 충전재로 활용하는 발파 및 단계별 그라우팅에 의한 공동 충전공법에 관한 것이다.The present invention relates to the underground cavity filling method, in particular, when water flows in the underground cavity of the limestone cave or the abandoned mine tunnel area, the blasting block is secured by blasting in the ground and used as a filler. It relates to a joint filling method.

최근들어 도로의 양호한 선형 확보를 위하여 불가피하게 석회암 지대에 건설되는 교량, 터널과 대형 구조물이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 석회암 지대는 일련의 용해 및 풍화작용에 따라 석회암 공동부가 형성이 되는데, 이러한 석회암 공동부로 인하여 구조물 시공과정중에 자연붕락에 의한 지반침하 또는 함몰 등이 발생하며 구조물의 설계 변경 및 건설 중단이나 붕괴 또는 파괴로 인한 인명 및 재산피해 등 다양한 형태의 지질 재해와 피해 사례가 국내외에서 보고되고 있다. 이렇게 석회암 지대의 공동 및 불균질한 연약층에 대하여 구조물의 지지력과 침하에 대한 안정성 검토와 보강 대책의 필요성이 부각되고 있다.Recently, in order to secure a good linearity of roads, bridges, tunnels and large structures that are inevitably built in limestone are increasing. These limestone zones form limestone cavities due to a series of dissolution and weathering processes. These limestone cavities cause ground subsidence or sinking due to natural collapse during the construction of the structure. Various forms of geological disasters and damages have been reported at home and abroad, including human life and property damage caused by destruction. Thus, the necessity of reviewing the stability of the bearing capacity and settlement of the structure and the reinforcement measures against the hollow and heterogeneous soft layers of limestone area is highlighted.

이러한 지하의 공동이나 연약지반을 보강하기 위한 공법으로 고압분사공법이 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 공법은 국제적 기술용어로 Jet-Grouting 공법이라 하는데, 대표적인 예로는 R.J.P. 공법(Rodin Jet Pile Method), S.I.G. 공법(Super Injection Grout Method), S.R.C. 공법(Slime Reused Column Jet Grout Method), Clean-Jet 공법 등이 있다.As a method for reinforcing such a hollow cavity or soft ground, a high pressure spraying method has been widely applied. This technique is called Jet-Grouting in international technical terms. A typical example is R.J.P. Rodin Jet Pile Method, S.I.G. Super Injection Grout Method, S.R.C. Slime Reused Column Jet Grout Method and Clean-Jet Method.

상기의 지반개량을 위한 고압분사공법은 공통적으로 물, 공기, 그라우트를 3중관 등을 이용하여 초고압으로 분사하는 것으로서, 보다 구체적으로는 지반의 절삭을 외부는 압축공기, 중심부는 물분사로 행하고, 공동에 그라우트재를 주입하여 원주형의 고결채를 형성함으로서 지반을 개량하는 것이다. 다만, 각각의 공법은 치환공법을 적용하여 지반융기현상을 방지하거나, 슬라임(Slime)을 재활용하여 친환경적이며, 분사노즐의 위치를 조정하여 효율을 높인 점 등에서 차이가 있을 뿐이다. 즉, 기존의 지반 개량을 위한 고압분사공법(Jet-Grouting)은 공통적으로 시멘 트 밀크(cement milk) 또는 모르타르(mortar)를 분사하여 원형의 고결체를 형성하는 것이다.The high-pressure spraying method for the above ground improvement is commonly spraying water, air, grout at a high pressure by using a triple pipe, etc. More specifically, the ground cutting is performed by compressed air on the outside and water spray on the center. The ground is improved by injecting grout material into the cavity to form columnar solid grains. However, each method has a difference in that it is environmentally friendly by applying a displacement method to prevent ground ridge phenomenon, or by recycling a slime, and improving efficiency by adjusting the position of the injection nozzle. That is, the conventional high-pressure injection method (Jet-Grouting) for improving the ground is to spray a cement milk (morment milk) or mortar (mortar) to form a circular solidified body.

상기와 같은 기존의 지반개량을 위한 고압분사공법(Jet-Grouting)은 대규모 공동의 경우에는 그라우트의 주입량이 과다하게 발생하여 경제적이지 못하고, 경암층에 대하여는 절삭이 불가능하다는 문제가 있으며(충전되지 않는 공동 발생), 원주형 고결채의 강도 구현이 제한될 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 특히, 석회동굴 등의 공동내에 용수가 흐르는 경우 상기와 같은 고압분사공법(Jet-Grouting)은 실질적으로 적용이 불가능하다는 문제점이 있다. 즉, 용수의 흐름에 의하여 분사되는 그라우트의 상당량이 유실되는 문제점이 있다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 급결제 등을 사용할 수도 있으나, 용수의 흐름 속도나 공동의 크기에 따라서는 지반개량이 불가능한 경우도 발생하게 되며 이러한 경우에는 도로·교량·터널 등의 설계 노선을 변경할 수 밖에 없는 문제점이 있다.The conventional high-pressure jetting method (Jet-Grouting) for the above-mentioned ground improvement is a problem that the injection of grout occurs in the case of large-scale cavities is not economical, it is impossible to cut the hard rock layer (not filled) Co-occurrence), there was a problem that the implementation of the strength of the columnar solid bonds must be limited. In particular, when water flows in a cavity such as a lime cave, there is a problem that the high-pressure jetting method (Jet-Grouting) as described above is practically impossible to apply. That is, there is a problem that a significant amount of grout sprayed by the flow of water is lost. In order to solve such a problem, a quick payment agent may be used, but depending on the flow rate of the water and the size of the cavity, ground improvement may not be possible. In this case, the design route of roads, bridges, tunnels, etc. may be changed. There is no problem.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 공법들의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 석회동굴 또는 폐광산 갱도지역의 지하공동내에 용수(湧水)가 흐르고 있거나, 지하공동 주변에 경암이 분포하는 경우, 제어발파에 의해서 발파블록을 발생시켜 이를 최초 충전재로 활용한 후, 다시 충전재를 1, 2차에 걸쳐 충전할 수 있도록 함으로써 밀실충전이 가능하게 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to solve all the problems of the above-described methods, the purpose of the water flow in the underground cavity of the lime cave or abandoned mine tunnel area, or when the hard rock is distributed around the underground cavity In order to provide a common filling method by blasting and grouting, a blasting block is generated by controlling blasting and used as an initial filling material, and then the filling material can be charged again and again through closed blasting and grouting. .

또한, 이러한 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법의 다른 목적은 대규모 공동에도 적용할 수 있으며, 발파블록과 1차 충전재의 입도를 조정함으로써 고결채의 강도를 높히는 방법을 제공하는데 있다. 또한, 고압분사공법에 의한 지반개량에 있어 그라우트의 양을 감소시켜 공사비를 절감하는 방법을 제공하는데 있다.In addition, the other purpose of the cavity filling method by the blasting and grouting can be applied to large-scale cavity, to provide a method of increasing the strength of the grains by adjusting the particle size of the blasting block and the primary filler. In addition, the present invention provides a method for reducing the construction cost by reducing the amount of grout in the ground improvement by the high-pressure spraying method.

결과적으로, 도로·교량·터널 등의 선로상의 지중에 연약지반(석회암 지대나 폐광산 갱도지역)이 있는 경우, 특히 용수가 흐르는 석회암 지대 등이 있는 경우에 선로를 변경하지 아니하고 지반을 개량할 수 있는 공법을 제공함으로써 경제적인 도로공사 등이 가능하도록 하는 것이 본 발명의 목적이다.As a result, if there is a soft ground (limestone zone or abandoned mine tunnel area) in the track, bridge, tunnel, etc., it is possible to improve the ground without changing the track, especially if there is a limestone zone in which water flows. It is an object of the present invention to provide economic road construction by providing a construction method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법은, 지하공동 충전공법에 있어서, (a) 지하공동의 하부를 이루는 암반까지 굴착공을 형성하면서 케이싱을 인입하는 단계; (b) 상기 암반을 소정의 심도로 천공하는 단계; (c) 상기 천공심도내에 폭약을 장전 및 발파함으로서 발파블록이 지하공동 내부에 쌓이도록 하는 단계; (d) 상기 케이싱을 인발하면서 조골재를 충전하는 제1차 충전단계; (e) 주입관을 관입하여 시멘트밀크를 충전하는 제2차 충전단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Joint filling method according to the blasting and grouting in accordance with the present invention for achieving the above object, in the underground cavity filling method, (a) introducing a casing while forming an excavation hole to the rock forming the lower portion of the underground cavity; (b) drilling the rock to a predetermined depth; (c) loading and blasting the explosives within the depth of drilling to allow the blast blocks to accumulate inside the underground cavity; (d) a first filling step of filling the aggregate while drawing the casing; (e) injecting an injection tube, characterized in that it comprises a second filling step of filling the cement milk.

지하공동 내부에 용수의 흐름이 있는 경우에는, 상기 발파블록에 의하여 용수의 흐름을 방해하는 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.When there is a flow of water in the underground cavity, it may be characterized in that the blast block blocks the flow of water.

상기 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법에 있어서, 제1차 충전단계 또는 제2차 충전단계 이전에 고압의 물 또는 공기 등을 고압으로 분사하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the cavity filling method by blasting and grouting, it is preferable to further include the step of injecting high pressure water or air at a high pressure before the first charging step or the second charging step.

상기 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법에 있어서, (a)단계에서 케이싱을 인입하면서 공동의 규모 및 형태, 발파로 인한 영향 반경을 고려한 발파블록의 규모를 산정하여 제어발파하기 위한 지반조사를 병행하고 상기 골재는 자갈, 모래, 레미탈, 용융슬러지, 쇄석 또는 산업부산물 중 적어도 하나 이상이며 상기 제2차 충전단계 이후에 확인공을 천공하여 충전효과를 확인하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the cavity filling method by blasting and grouting, while the casing is introduced in step (a), the ground investigation for controlling blasting is performed by calculating the size of the blasting block considering the size and shape of the cavity and the radius of influence due to the blasting. The aggregate is preferably at least one or more of gravel, sand, remittal, molten sludge, crushed stone or industrial by-products, and further comprising the step of perforating the confirmation hole after the second filling step to confirm the filling effect.

상기 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법에 있어서, 상기 (a)단계에서의 케이싱의 직경이 15cm ~ 40cm 이고, 상기 (b)단계에서 소정의 심도는 지하공동 높이의 2 ~ 3배로 하는 것이 바람직하다.In the cavity filling method by blasting and grouting, it is preferable that the diameter of the casing in step (a) is 15 cm to 40 cm, and the predetermined depth in step (b) is 2 to 3 times the height of the underground cavity. .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예인 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a joint filling method by blasting and grouting which is a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only this embodiment to make the disclosure of the present invention complete and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention It is provided to inform you.

도 1은 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법의 시공과정을 개략적으로 보인 블록도이고, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법의 시공과정을 보인 도면이며, 예시적으로 석회동굴의 단면층을 도시한 것이다.1 is a block diagram schematically showing the construction process of the joint filling method by blasting and grouting according to the present invention, Figures 2a to 2e is a view showing the construction process of the joint filling method by blasting and grouting according to the present invention By way of example, it illustrates the cross-sectional layer of the lime cave.

도 1의 블록도에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법을 개략적으로 살펴보면, 대구경 천공 및 케이싱 인입 → 천공심도내 발파 → 제1차 충전(조립질 골재 충전) → 제2차 충전(시멘트밀크 충전) 단계로 이루어지며, 이후 충전효과를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.As shown in the block diagram of Fig. 1, the co-filling method by blasting and grouting according to the present invention, schematically, large diameter drilling and casing inlet → blasting in the depth of drilling → primary filling (assembly granule filling) → first Secondary filling (cement milk filling) is made, and may further comprise the step of checking the filling effect.

상기한 단계들을 하나 하나 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The above steps will be described in detail one by one.

먼저, 지반 천공 단계는, 지반을 천공기로 소정의 깊이까지 굴착하는데, 지하공동의 하부를 이루는 암반까지 굴착공을 형성하면서 케이싱을 인입하고, 상기 암반의 소정깊이(이하, '천공심도'라고 함.)까지 천공한다.First, in the ground drilling step, the ground is excavated to a predetermined depth with a perforator, the casing is introduced while forming an excavation hole to the rock which forms the lower part of the underground cavity, and the predetermined depth of the rock (hereinafter referred to as 'depth of drilling') Punch up to.)

여기서, 도 2a의 도면부호 (d)는 천공심도를 나타낸 것이고, 도면부호 (D)는 지하공동 높이(예를 들어 유속이 흐르는 석회동굴의 높이)를 나타낸 것으로, 상기 천공심도(d)는 지하공동 높이(D)의 2 ~ 3배 정도로 천공하는 것이 바람직하다. 이는 지하공동의 높이에 따른 지하공동 내부공간을 다량의 발파블록에 의해서 막을 수 있도록 함으로써 용수의 흐름을 확실하게 방해 또는 차단시킬 수 있도록 하기 위함이다.Here, reference numeral d of FIG. 2A denotes a depth of drilling, reference numeral D denotes an underground cavity height (for example, a height of a limestone cave through which a flow velocity flows), and the drilling depth d denotes a basement. It is preferable to puncture about 2 to 3 times the cavity height D. This is to ensure that the internal cavity of the underground cavity according to the height of the underground cavity can be blocked by a large amount of blasting blocks so that water flow can be obstructed or blocked.

그리고 케이싱을 인입하면서 공동의 규모 및 형태, 발파로 인한 영향 반경을 고려한 발파블록의 규모를 산정하여 제어발파를 할 수 있도록 지반조사를 병행하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to carry out the ground survey in order to control the blasting by calculating the size of the blasting block considering the size and shape of the cavity and the radius of influence due to the blasting while introducing the casing.

다음 단계는 천공심도내 발파 단계로서, 굴착공 내에 인입된 케이싱을 통하여 암반의 천공심도내에 폭약을 장전한 후, 발파함으로써 발생된 발파블록이 지하공동 내부에 쌓이도록 하기 위한 단계이다.The next step is the blasting step in the depth of drilling, the step for loading the explosives in the drilling depth of the rock through the casing introduced into the excavation hole, so that the blast block generated by the blasting is accumulated in the underground cavity.

도 2b에 나타난 바와 같이, 상기한 천공심도내 발파 단계는 지하공동 내부에서 용수의 흐름이 있는 경우(예를 들어 용수의 흐림이 있고, 그 유속이 빠른 석회동굴) 또는 폐광산 갱도지역의 지하공동인 경우에, 지하공동의 내부면이 자유면이 되어 발파 후 발생되는 발파블록들이 지하공동의 내부에 쌓여지게 되고, 이러한 발파블록은 지하공동 내부의 일부분 또는 전체를 막게 되면서 지하공동 내의 용수 흐름을 방해하여 차단하고 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 용수의 흐름 또는 방해는 압력수두를 증가시켜 케이싱 내부로 지하수위의 증가를 가져오나 그 만큼 유속이 감소하게 되어 충전재의 유실을 방지할 수 있게 되는 것이다.As shown in Figure 2b, the above blasting depth in the perforation depth is a case where there is a flow of water in the underground cavity (for example, there is a cloud of water and the flow rate of limestone cave) or underground cavity of the abandoned mine tunnel area In this case, the inner surface of the underground cavity becomes a free surface, and the blast blocks generated after the blasting are piled up inside the underground cavity, which blocks the water flow in the underground cavity while blocking part or all of the interior of the underground cavity. It is intended to block. This flow or blockage of the water increases the pressure head, which leads to an increase in the groundwater level inside the casing, but the flow rate is reduced by that, thereby preventing the loss of the filler.

상기한 천공심도내 발파 단계에서는, 지하공동내 용수의 유속 및 유량에 의해서 그 다음 단계인 제1차 충전 단계에서 충전재로 사용하는 골재의 유실을 최소 화하기 위하여 시추조사를 선행하는 것이 좋다. 시추조사시에 추정 데이터로는 유속, 공동의 규모, 형태 및 발파로 인한 영향 반경을 고려할 수 있으며, 발파로 인해서 발생하게 되는 발파블록의 크기 및 규모를 역산하여 제어발파를 실행함이 바람직하다. 이러한 조사를 선행하면, 다음 단계인 제1, 2차 충전단계에서의 충전재를 주입할 때 충전이 용이하도록 극대화시키는 버팀재 역할을 할 수 있고, 이러한 제어발파에 의해 정밀시공이 가능할 뿐만 아니라, 특히 공동의 굴진에 따라 적합한 정밀시공이 보다 확실하게 되는 효과를 얻을 수 있으며, 추후에는 시공 적합성을 판단할 수 있는 검토 자료로도 활용할 수 있는 잇점이 있다.In the above blasting depth in the drilling depth, it is preferable to precede the drilling investigation in order to minimize the loss of the aggregate used as the filler in the first step, the first filling step by the flow rate and flow rate of the water in the underground cavity. In the drilling investigation, the estimated data can consider the velocity, the size of the cavity, the shape and the radius of influence due to blasting, and it is preferable to perform control blasting by inverting the size and size of the blasting block generated by the blasting. Prior to this investigation, it can serve as a brace material to maximize the ease of filling when injecting the filling material in the first and second filling step, the next step, not only precise construction is possible by such control blasting, in particular According to the joint drilling, it is possible to obtain the effect that proper precision construction becomes more certain, and it can be used as a review data to determine construction suitability later.

그 다음으로 1차 충전단계는, 상기 케이싱을 지하공동의 상부로 일정 높이 인발한 후, 지하공동 내부에 쌓여져 있는 발파블록 사이에 골재를 충전하는 것이다. 이를 위하여, 지면 위에 설치되어 있는 주입기구를 이용하는데, 이 주입기구에 연결된 주입관을 케이싱 내부로 투입하고, 이 주입관을 통하여 골재를 충전한다.Next, the primary filling step is to draw the casing to the upper part of the underground cavity to a certain height, and then fill the aggregate between the blast blocks stacked in the underground cavity. To this end, an injection device installed on the ground is used, and an injection pipe connected to the injection device is introduced into the casing, and the aggregate is filled through the injection pipe.

도 2c에 나타난 바와 같이, 상기한 제1차 충전단계에서 충전재로 사용하는 골재로는, 이후 실행하는 제2차 충전시의 유효충전을 고려하여 충전재를 선정할 필요성이 있는 바, 조립질 골재를 사용함이 바람직하며, 조립질 골재로는 자갈, 모래, 레미탈, 용융슬러지, 쇄석 또는 산업부산물 중 적어도 하나 이상을 포함하여 제1차 충전재로 사용할 수 있다. 이러한 조골재로 1차 충전이 되면 압력수두는 발파단계보다 더 증가하며, 그 만큼 유속은 감소하게 되어 2차 충전시 시멘트 밀크의 유실을 방지하게 된다.As shown in Figure 2c, as the aggregate used as the filler in the first filling step, it is necessary to select the filler in consideration of the effective charging during the second charging to be carried out, the aggregate aggregate It is preferable to use, and the coarse aggregate may be used as the primary filler including at least one or more of gravel, sand, remittal, molten sludge, crushed stone or industrial by-products. When the primary filling with such coarse aggregate increases the pressure head more than the blasting step, the flow rate is reduced by that to prevent the loss of cement milk during the secondary filling.

여기서, 상기 주입관을 통하여 골재를 충전하기 이전에, 주입기구에 부설되어 있는 압축펌프와 에어콤프레샤(Air Compressor) 등을 이용하여 주입관을 통해서 공기와 물의 압력을 제어하면서 고압으로 분사하는 것을 선행할 수 있음은 물론이다.Here, prior to filling the aggregate through the injection tube, prior to spraying at high pressure while controlling the pressure of air and water through the injection tube using a compression pump and an air compressor (Air Compressor) attached to the injection mechanism Of course you can.

이렇게 골재에 의해 지하공동 내부에 제1차 충전을 한 상태에서 후술하는 제2차 충전 단계를 실행함으로써, 즉 단계별로 충전을 함에 따라 수밀성이 증가함과 동시에, 침식의 발생을 최소화 할 수 있으며, 유속, 용수의 흐름을 방해하는 압력이라 할 수 있는 구속압과, 주입관을 통하여 주입하는 골재의 주입 압력 등을 고려하여 에어콤프레샤의 제어에 의해 압력을 적절하게 사용하는 것이 가능하다. 또한, 골재의 충전에 따른 수위변동 및 압력 관찰을 통한 충전효과를 검증할 수 있다.In this way, by performing the secondary filling step described later in the state where the primary filling is performed inside the underground cavity by the aggregate, that is, as the filling step by step, the watertightness is increased and the occurrence of erosion can be minimized. It is possible to appropriately use the pressure under the control of the air compressor in consideration of the confining pressure, which can be referred to as the flow rate, the pressure which hinders the flow of water, the injection pressure of the aggregate injected through the injection pipe, and the like. In addition, it is possible to verify the filling effect through the observation of water level fluctuations and pressure in accordance with the filling of the aggregate.

그리고 단계별 시공효과를 확인이 가능하고, 이러한 시공효과 확인을 통해 적절한 충전재(골재)를 변경하는 것이 용이하며, 종래의 충전공법에서 슬라임(이토)를 재활용하기 위해 사용하는 장비가 불필요하여 그에 따른 추가적인 수반공정이 불필요하고, 제1차 충전에 사용하는 골재의 종류와는 상관없이 주입관을 통한 주입방법이 아닌 다른 방식으로도 작업여건에 따라서 자유롭게 변경할 수 있다.And it is possible to check the construction effect step by step, it is easy to change the appropriate fillers (aggregates) by checking the construction effect, and the equipment used to recycle the slime (Ito) in the conventional filling method is unnecessary, so additional The accompanying process is unnecessary, and regardless of the type of aggregate used for the primary filling, it can be freely changed depending on the working conditions in a manner other than the injection method through the injection tube.

그 다음은 제2차 충전 단계로서, 상기 케이싱 내부에 주입관을 투입하여 발파블록과 제1차 충전 단계에서 충전한 골재의 틈새에 시멘트밀크를 충전하는 단계이다. 도 2d에 나타난 바와 같이, 상기한 제2차 충전 단계에서 충전재로 사용하는 시멘트밀크는 주입기구를 이용하여 주입하는데, 상세히는 펌프의 압력으로 주입하 여 지하공동 및 지반 내의 공극이나 균열을 충전함으로써 연약 지층을 뭉쳐 굳게 하여 지반의 붕괴를 억제시키게 된다.Next, as a second filling step, a filling tube is introduced into the casing to fill cement milk in the gap between the blasting block and the aggregate filled in the first filling step. As shown in Figure 2d, the cement milk used as the filler in the secondary filling step is injected by using an injection mechanism, in detail by injecting at the pressure of the pump to fill the pores or cracks in the underground cavity and ground The fragile layers unite and harden, preventing the collapse of the ground.

한편, 밀실한 충전 목적을 달성하기 위해서 상기 제1차 충전을 한 후, 제2차 충전을 하기 위한 충전공을 1차 충전시의 충전공 주변에 다수개를 천공할 수 있으며, 새롭게 천공한 충전공에 주입관을 투입하고, 주입관을 통하여 시멘트밀크를 충전함이 바람직하다.On the other hand, in order to achieve the purpose of the compact charging, after the first charging, a plurality of filling holes for the second charging can be perforated around the filling hole at the time of the first charging, newly drilled charging Injecting the tube into the ball, it is preferable to fill the cement milk through the injection tube.

상기한 제2차 충전 단계에서는 보강(충전)영역에 따른 시멘트밀크의 수량증감을 고려해야 하고, 2차 충전시 고화 대상영역을 설정하는 한편, 밀실 충전이 진행된 포켓(Pocket)효과를 극대화 하기 위해서 수자원공사의 주입기준을 적용하며, 새롭게 천공한 충전공의 공간 분포를 통해서는 1차적으로 충전한 영역의 상태, 즉 충전효과를 확인할 수 있고, 제1차 충전으로 인해서 유수에 의한 추가적인 세굴을 방지할 수 있음에 따라 장기적인 안정성을 확보할 수 있다. 그리고, 확고한 강도 발현을 위한 밀실충전 유도가 고려되어야 하며, 기초 지내력 및 내진력 확보하여야 하는 필요성이 있다.In the second charging step, the amount of cement milk should be increased according to the reinforcement (charging) area, the area for solidification during the second charging is to be set, and the water resources are maximized to maximize the pocket effect of the filling of the closed room. The injection standard of the construction is applied, and through the spatial distribution of the newly drilled filling hole, it is possible to check the state of the primary filled area, that is, the filling effect, and to prevent additional scour caused by running water. As a result, long-term stability can be obtained. In addition, it is necessary to consider inducing the filling of the chamber for expressing a firm strength, there is a need to secure the base strength and seismic strength.

마지막으로, 상기한 제2차 충전 단계 이후에, 충전 상태를 확인하기 위한 검사공을 천공하여 상부 구조물에 대한 구조적 안전성을 검증하는 충전효과를 확인하는 단계를 더 포함하여 실행함이 바람직하다.Finally, after the secondary charging step, it is preferable to carry out further comprising the step of confirming the filling effect of verifying the structural safety of the upper structure by drilling a hole for checking the state of charge.

도 2e에 나타난 바와 같이, 검사공을 충천공의 주변에 천공하여 그 시료를 회수하여 지층의 착색, 투수, 수압시험 등을 실시하여 충전효과를 검증할 수 있으며, 충전보강영역을 확인한 후 검사공을 천공하면서 검사공 내부에 인입했던 대구 경 충전 파이프를 기초로 활용할 수도 있다. 여기서, 현장시험을 할 수 있는데, 상세히는 코아상태, 블록 기질 비율, 투수, 수압, Teleview, 착색반응, 탐사, Well logging 등을 통하여 시공상태를 확인 할 수 있고, 실내시험을 통해서는 충전부의 강도, 내구성, 주입재의 비율로 상부 구조물에 대한 구조적 안전성을 검증할 수 있다.As shown in FIG. 2E, the inspection hole is drilled around the perforation hole, and the sample is collected to verify the filling effect by performing coloring, permeation, and water pressure tests of the strata, and confirming the filling reinforcement area. It can also be used as a basis for large diameter filling pipes that were drilled into the inspector while drilling. Here, the field test can be performed, and in detail, the construction state can be confirmed through core state, block substrate ratio, permeability, water pressure, teleview, coloring reaction, exploration, well logging, and the like. The structural safety of the superstructure can be verified by the ratio of strength, durability and filler material.

한편, 1,2차 충전을 실시한 충진공에 강관기를 이용하여 시험을 함으로써 시공상태를 확인해 볼 수도 있음은 물론이다. 이렇게 충전효과를 확인하는 시험을 실시함으로써, 이후 연속하여 직접기초를 설치하는 공정과의 연계성을 확보할 수 있으며, 유사한 지반조건에서의 정략적인 설계와 정보를 획득할 수 있다.On the other hand, it is also possible to check the construction state by performing a test using a steel pipe to the filling hole subjected to the first and second charges. By conducting this test to confirm the filling effect, it is possible to secure the linkage with the process of installing the direct foundations continuously, and obtain the strategic design and information under similar ground conditions.

이와 같은 단계들로 이루어져 시공이 완료되는 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법은, 특히 지하공동 주변의 암반이 경암인 경우에도 적용이 가능하고, 1,2차 충전재로 자갈, 쇄석, 모래, 팽창차수재, 시멘트 등을 사용함이 바람직하고, 개량체의 강도는 200 ~ 300 kgf/cm2가 되도록 하는 것이 바람직하지만 지반의 여건에 따라서는 강도를 조절할 수도 있음은 물론이다.The joint filling method according to the blasting and grouting according to the present invention, which is composed of these steps, is applicable even when the rock around the underground cavity is hard rock, and the gravel, crushed stone, It is preferable to use sand, expansion order material, cement and the like, and the strength of the improved body is preferably 200 to 300 kgf / cm 2, but the strength may be adjusted depending on the condition of the ground.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법은 바람직한 실시예에 해당되며, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실 시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the joint filling method by blasting and grouting according to the present invention corresponds to a preferred embodiment, and the present invention is not limited to the above-mentioned specific preferred embodiment, and the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the invention, and such modifications are within the scope of the claims.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 다음과 같은 많은 효과가 있다.According to the present invention having the above configuration, there are many effects as follows.

첫째, 용수가 흐르는 석회동굴 또는 폐광산 갱도지역에서 지반개량이 가능하므로 설계된 도로·교량·터널 등의 선로변경 없이 시공이 가능하며, 대규모 공동이 있는 경우에도 경제적으로 지반개량이 가능하다.First, it is possible to improve the ground in limestone caves or abandoned mine tunnels where water flows, so it is possible to construct without changing tracks such as roads, bridges, and tunnels, and it is possible to economically improve ground even if there are large cavities.

둘째, 제어발파 및 1,2차 충전을 통한 정략적인 설계가 가능하고, 1,2차 충전 단계별로 충전효과를 검증하여 정밀시공을 유도할 수 있다.Second, it is possible to dictate the design through control blasting and primary and secondary charging, and to induce precision construction by verifying the charging effect in each stage of the primary and secondary charging.

셋째, 1,2차 충전에 의하여 지중공동을 밀실하게 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 1차 골재를 충전한 상태에서 2차로 시멘트밀크를 충전함에 따라 시멘트밀크의 주입량이 과다하게 발생되지 않으므로 공사비를 절감할 수 있고, 충전재의 변경(입경, 고상, 액상)이 자유로운 잇점이 있다.Third, not only can filling underground cavity tightly by the 1st and 2nd filling, but also because the filling amount of cement milk is not generated excessively by filling cement milk in the state filled with primary aggregate, the construction cost is reduced. It is possible to change the filler (particle size, solid phase, liquid phase) and freely.

넷째, 1차, 2차 충전재의 입경조절에 의해 그 강도가 증가하므로 직접기초로 변환이 가능하다.Fourth, since the strength is increased by the particle size control of the primary and secondary fillers, it is possible to convert to a direct basis.

다섯째, 지하공동 주변의 암석이 경암인 경우에도 적용할 수 있다.Fifth, it can be applied even when the rock around the underground cavity is hard rock.

여섯째, 시공성을 명확하게 확인해 볼 수 있고, 장기적으로 세굴의 안정성을 확보할 수 있다.Sixth, the workability can be clearly confirmed, and the stability of scour in the long run can be secured.

Claims (5)

지하공동 충전공법에 있어서,In the underground cavity filling method, (a) 지하공동의 하부를 이루는 암반까지 굴착공을 형성하면서 케이싱을 인입하는 단계;(a) introducing a casing while forming an excavation hole to a rock forming a lower portion of the underground cavity; (b) 상기 암반을 소정의 심도로 천공하는 단계;(b) drilling the rock to a predetermined depth; (c) 상기 천공심도내에 폭약을 장전 및 발파함으로서 발파블록이 지하공동 내부에 쌓이도록 하는 단계;(c) loading and blasting the explosives within the depth of drilling to allow the blast blocks to accumulate inside the underground cavity; (d) 상기 케이싱을 인발하면서 조골재를 충전하는 제1차 충전단계;(d) a first filling step of filling the aggregate while drawing the casing; (e) 주입관을 관입하여 시멘트밀크를 충전하는 제2차 충전단계;(e) a second filling step of filling cement milk by injecting an injection tube; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법.Joint filling method by blasting and grouting comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지하공동 내부에 용수의 흐름이 있어, 상기 발파블록에 의하여 용수의 흐름을 방해하는 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법.There is a flow of water in the underground cavity, the joint filling method by the blasting and grouting, characterized in that the state of the water by the blasting block to hinder the flow of water. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1차 충전단계 또는 제2차 충전단계 이전에 주입관을 이용하여 공기 및 물을 고압으로 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법.And a step of injecting air and water at a high pressure using an injection tube before the first charging step or the second charging step. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a)단계에서 케이싱을 인입하면서 공동의 규모 및 형태, 발파로 인한 영향 반경을 고려한 발파블록의 규모를 산정하여 제어발파하기 위한 지반조사를 병행하고;Conducting ground survey to control and control the blasting block by calculating the size of the blasting block considering the size and shape of the cavity and the radius of influence due to the blasting while introducing the casing in step (a); 상기 골재는 자갈, 모래, 레미탈, 용융슬러지, 쇄석 또는 산업부산물 중 적어도 하나 이상이며;The aggregate is at least one of gravel, sand, remittal, molten sludge, crushed stone or industrial by-products; 상기 제2차 충전단계 이후에 확인공을 천공하여 충전효과를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법.Punching the confirmation hole after the second filling step to determine the filling effect of the joint filling method characterized in that it further comprises a blasting and grouting. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 (a)단계에서의 케이싱의 직경이 15cm ~ 40cm 이고,The diameter of the casing in the step (a) is 15cm ~ 40cm, 상기 (b)단계에서 소정의 심도는 지하공동 높이의 2 ~ 3배인 것을 특징으로 하는 발파 및 그라우팅에 의한 공동 충전공법.The predetermined depth in step (b) is a joint filling method by blasting and grouting, characterized in that 2 to 3 times the height of the underground cavity.
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