KR100888585B1

KR100888585B1 - 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식그라우팅공법

Info

Publication number: KR100888585B1
Application number: KR1020080053248A
Authority: KR
Inventors: 이송; 이평우
Original assignee: (주)경동기술공사; 영도건설산업주식회사; 이송; 이평우
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2009-03-13

Abstract

현장여건 및 장비여건에 구애됨이 없이 범용적으로 적용가능한 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법을 제공한다. 상기 다단 가압식 그라우팅장치는 한 쪽 끝은 폐쇄되고 다른 쪽 끝은 개방된 중공형태의 관으로, 그라우팅 호스가 관통하는 호스 관통공을 상기 폐쇄된 폐쇄단측 선단면에 가진 내부 케이싱; 상기 내부 케이싱의 호스 관통공을 통해 내부 케이싱을 거쳐 천공홀의 폐쇄단까지 연장되는 그라우팅 호스; 상기 내부 케이싱의 개방단측 선단 외면에 서로 이격 배치된 한 쌍의 고정구 사이의 내부 케이싱 상에 설치되고, 축방향 외압에 대해 상기 천공홀 내벽과 밀착될 수 있을 정도의 반경방향 팽창변위를 가지는 패킹부재; 및 내부 케이싱이 관통가능한 관경을 가지며, 한 쪽 끝이 상기 패킹부재 한 쪽 끝과 접하도록 상기 패킹부재 전방의 내부 케이싱 상에 설치되어, 외부로부터의 축방향 외압을 상기 패킹부재에 전달하는 외부 케이싱;을 포함하여 구성됨을 요지로 한다.

사면보강, 그라우팅, 패킹부재

Description

다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법{Mult-step pressure type grouting apparatus and grouting method of using the same}

본 발명은 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법에 관한 것으로, 상세하게는, 그라우팅 대상 천공홀 내벽의 미세한 틈새까지도 그라우팅제가 침투주입될 수 있도록, 천공홀을 일정면적에 걸쳐 밀폐하고 그라우팅제를 일정압으로 주입시키면서 그라우팅 호스를 천공홀 입구까지 단계적으로 인발시키는 과정을 포함하는 다단 가압식 그라우팅공법에 적용가능한 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법에에 관한 것이다.

일반적으로 도로나 주택을 건설하기 위한 공사 및 이를 포함한 각종 토목 공사시 평지보다는 산이 많은 지형적 특성상 많은 경사면이 형성되게 된다. 이처럼 토목 공사시에 발생하는 토사사면이나 암반사면은 그 경계면이 매우 취약할 뿐만 아니라 사면지반의 공극과 절리면을 따라 흐르는 지하수는 사면을 쉽게 붕괴시키거나 침하의 원인이 된다.

따라서 토목공사시 발생하는 절취사면 또는 성토사면의 영구적인 안정성 확보를 위하여 일반적으로 사면을 보강을 위한 보강공사가 수행된다. 사면보강을 위해 가장 널리 이용되고 있는 공법으로는, 그라우팅 쏘일네일링(Grouting soil nailing)이라는 지반보강공법으로서, 사면보강 및 굴착면에 대한 유연한 지보(支保) 등의 목적으로 유럽 및 미국지역에서 널리 채택되고 있다.

쏘일네일링공법은 토사에 보강재를 넣고 전면을 숏크리트 처리하여 보강한 토체를 일체화함으로써 사면을 보강하는 일종의 탑다운(top_down) 방식으로, 전면판과 보강재를 조립한 후 뒷채움을 하여 흙을 다지는 바텀업(bottom_up) 방식의 보강토 공법과는 구별되며, 철도 및 고속도로 인접사면의 보강, 지하구조물 및 터널 등과 같은 토목관련 및 시설물 축조에 필요한 굴착지 보강에 있어 폭넓게 이용되는 공법이다.

종래 절토지 또는 성토지 사면에 적용되는 일반적인 쏘일네일공법은, 사면보강이 요구되는 절토지 또는 성토지 지반에 비교적 촘촘한 간격으로 홀을 천공하고, 상기 홀 속에 보강재를 삽입하고 그라우팅을 수행하여 보강재를 홀 속에 고정시킨 다음, 그라우팅 완료 후 상기 홀 안에서 홀 바깥으로 노출되는 보강재 상에는 사면에 밀착되는 지압판 및 지압판이 사면측으로 밀착가능하도록 지압판에 탄성을 부여하는 인장수단을 구비한 쏘일네일링 장치를 장착하는 과정을 포함한다.

위와 같은 쏘일네일링공법에서의 보강재 삽입을 위한 그라우팅 과정에는, 무압식(중력식) 그라우팅공법과 가압식 그라우팅공법이 이용되고 있다. 무압식 그라우팅공법은 천공홀과 네일을 고정시켜주는 그라우팅제(Grouting Body, 일반적인 시 멘트 밀크)를 보강재 삽입 후 천공홀에 수회(2~5)에 걸쳐 흘려 넣어야 한다. 때문에 시공성이 떨어지며 공사기간이 긴 단점이 있다. 따라서 최근에는 무압식 그라우팅공법의 단점을 보완가능한 상기 가압식 그라우팅공법이 널리 채택되고 있다.

상기 가압식 그라우팅공법은 천공홀의 입구에 대한 밀폐와 밀폐된 천공홀 공간에 소정의 압력으로 그라우팅제를 주입하는 과정을 포함한다. 이러한 가압식 그라우팅공법은 한계 주입압을 넘을 경우에는 도리어 지반을 교란 시킬 우려가 있어, 토질 특성 및 지반 여건에 따라서 그라우팅제 주입압의 설정에 유의해야 한다. 때문에 가압식 그라우팅공법을 적용함에 있어 천공홀 내에서 패커 및 그라우팅 호스를 이동시켜가며 균등한 압력으로 단계적 그라우팅을 수행하는 다단 가압식 그라우팅공법이 널리 채택되고 있다.

대한민국 특허 제576789호에는 "케이싱과 고무튜브형 패커를 이용한 다단 그라우팅장치 및 그 시공방법"이라는 제목으로 천공홀에 대한 밀폐를 수행하는 고무튜브형 패커를 갖는 가압식 그라우팅장치를 개시하고 있다. 상기 한국특허 제576789호는 천공홀 내에서의 상기 패커의 위치를 변경시켜 가면서 천공홀 입구까지 단계적으로 가압 그라우팅을 수행할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다. 이때 상기 고무튜브형 패커는 천공홀 바깥으로부터 연장된 가압호스로부터 공기를 제공받아 팽창가능한 구조이다.

상기 한국특허 제576789호에 적용된 고무튜브형 패커의 경우, 천공홀 형상 및 패턴에 따라 형상이 자유롭게 변형가능하므로 작업환경에 대처능력이 우수하다는 장점을 가지지만, 컴프레셔와 같은 별도의 액츄에이터가 반드시 요구되며, 날카 로운 돌기들이 불규칙한 패턴으로 배열된 천공홀에 적용함에 있어서는, 상기 돌기들과의 접촉에 의해 찢겨져 기능이 상실될 수 있다. 이 경우, 패커 교환에 따른 공기 지연은 물론, 장치 유지, 보수에 제반비용이 소모되는 문제가 발생한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 컴프레셔와 같은 별도의 액츄에이터 없이도 시공가능하며, 따라서 현장여건 및 장비여건에 구애됨이 없이 범용적으로 적용가능한 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법을 제공하는 데에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 패킹부재에 손상이 발생하여 공기주입식 방법을 채택하지 못하더라도 압착식으로 패킹부재를 수축, 팽창시킬 수 있는 구조를 가져서, 패킹부재 손상에 의한 기능상실의 우려를 현저히 줄일 수 있는 다단 가압식 그라우팅장치 및 이를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법을 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서 본 발명은, 굴착 터널, 절토 또는 성토지 사면 및 지반 보강을 위한 보강공법에서의 그라우팅 과정에 사용되는 장치로서, 한 쪽 끝은 폐쇄되고 다른 쪽 끝은 개방된 중공형태의 관으로, 그라우팅 호스가 관통하는 호스 관통공을 상기 폐쇄된 폐쇄단측 선단면에 가진 내부 케이싱; 상기 내부 케이싱의 호스 관통공을 통해 내부 케이싱을 거쳐 천공홀의 폐쇄단까지 연장되는 그라우팅 호스; 상기 내부 케이싱의 개방단측 선단 외면에 서로 이격 배치된 한 쌍의 고정구 사이의 내부 케이싱 상에 설치되고, 축방향 외압에 대 해 상기 천공홀 내벽과 밀착될 수 있을 정도의 폭방향 팽창변위를 갖는 패킹부재; 및 내부 케이싱이 관통가능한 관경을 가지며, 한 쪽 끝이 상기 패킹부재 한 쪽 끝과 접하도록 상기 패킹부재 전방의 내부 케이싱 상에 설치되어, 외부로부터의 축방향 외압을 상기 패킹부재에 전달하는 외부 케이싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치를 제공한다.

상기 패킹부재는, 상기 한 쌍의 고정구 사이의 내부 케이싱 외면에 나사결합되는 고정마개와; 상기 고정마개와 이격된 내부 케이싱 외면에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 상기 고정마개를 향하거나 고정마개와 이격되는 방향에 대해 움직임을 갖는 가동마개와; 상기 고정마개 및 가동마개에 한 쪽 끝과 다른 쪽 끝이 각각 연결되며, 상기 축방향 외압에 의해 볼록하게 만곡지는 탄성변위 및 상기 가동마개를 고정마개로부터 이격시키는 방향에 대해 복원력을 갖는 방사상으로 배치된 다수의 판상 스프링; 및 상기 판상 스프링을 감쌀 수 있을 정도의 체적을 가지며, 일측과 타측이 상기 고정마개와 가동마개 외연에 클램프를 통해 밀착 고정되고, 상기 판상 스프링의 탄성변위에 연계하여 수축, 팽창이 가능한 탄성변위를 갖는 고무패드;를 포함하는 구성일 수 있다.

공기를 주입하여 상기 고무패드를 팽창시킬 수 있도록, 상기 고무패드 내부의 밀폐된 공간으로부터 가동마개 및 외부 케이싱을 경유하여 천공홀 바깥으로 뻗은 에어호스;를 더 포함할 수 있다.

상기 판상 스프링 외부에는 다수의 판상 스프링 외면을 동시에 감싸면서, 상기 판상 스프링의 탄성변위와 연계하여 원주방향 팽창 및 원상태로 복원 가능한 복 원력을 가진 절개링이 설치될 수 있으며, 이러한 절개링은 판상 스프링 외면에 다수가 일정 간격으로 이격 배치되도록 구성함이 바람직하다.

이때, 상기 판상 스프링 외부의 상기 절개링에 대응하는 위치의 고무패드 내면에는, 상기 절개링의 탄성변위를 가이드하면서 좌, 우 이탈을 방지하기 위한 돌기조를 형성함이 바람직하다.

상기한 본 발명에 의하면, 공기주입은 물론 외압에 의한 압착식 수축, 팽창이 가능한 구조의 패킹부재가 적용됨에 따라, 다단 가압식 그라우팅을 수행함에 있어 종래와 같이 패킹부재를 팽창시키기 위한 컴프레셔와 같은 별도의 액츄에이터 없이도 시공이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 그라우팅장치의 경우, 현장여건 및 장비여건에 구애됨이 없이 범용적으로 적용가능하다는 장점이 있다.

또한, 패킹부재에 손상이 발생하여 공기주입식 방법을 채택하지 못하더라도 압착식으로 패킹부재를 수축, 팽창시킬 수 있는 구조를 가짐에 따라, 패킹부재 손상에 의한 기능상실의 우려를 현저히 줄일 수 있고, 결국, 장치 유지, 보수에 따른 공기 지연의 문제 및 교체로 인한 제반비용 발생과 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있는 이점 또한 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

첨부도면을 간단히 살펴보면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가압식 그라우팅장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 가압식 그라우팅장치 시공상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 패킹부재의 절개 사시도이다. 그리고 도 4, 도 5는 각각, 도 2에 도시된 그라우팅장치를 A-A선과 B-B선 방향에서 바라본 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 가압식 그라우팅장치는 굴착 터널, 절토 또는 성토지 사면 및 지반 보강을 위한 보강공법에서의 그라우팅 과정에 사용되는 장치로서, 내부 케이싱(10), 그라우팅 호스(20), 패킹부재(30) 및 외부 케이싱(40)을 포함한다. 상기 패킹부재(30)는 내부 케이싱(10) 일측 외면에 설치되고, 상기 외부 케이싱(40)은 그 한 쪽 끝이 상기 패킹부재(30) 한 쪽 끝과 접하도록 내부 케이싱(10) 다른 일측 외면에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

내부 케이싱(10)은 한 쪽 끝이 폐쇄되고 다른 쪽 끝은 개방된 중공형태의 관으로, 상기 폐쇄된 폐쇄단측 선단면에는 호스 관통공(100)이 형성된 구조를 가지며, 상기 호스 관통공(100)에는 그라우팅 호스(20)가 끼워져, 천공홀(1) 폐쇄단에서 천공홀 바깥까지 연장될 수 있다.

상기 내부 케이싱(10)은 천공홀(1)에 배근될 보강재(2) 일부를 수용할 수 있을 정도의 관경 및 축방향 길이를 가지면서 지반 전단에 대응할 수 있을 정도의 강성을 가진 소재이면 특정 소재에 구애됨이 없이 적용가능하며, 개방단측 선단 외면 에는 후술하는 한 쌍의 고정구(12)(14) 체결을 위한 나사산(부호생략)이 일정거리를 두고 이격 형성되어 있다.

패킹부재(30)는 가압식 그라우팅을 수행함에 있어, 그라우팅 대상부인 천공홀(1) 안쪽에 대한 완전 밀폐를 구현하기 밀폐수단이다. 이러한 패킹부재(30)는 상기 내부 케이싱(10)의 나사산에 체결되어 서로 이격 배치되는 한 쌍의 고정구(12)(14) 사이의 내부 케이싱(10) 상에 설치되며, 축방향 외압에 대해 상기 천공홀(1) 내벽과 밀착할 수 있을 정도의 반경방향 팽창변위를 가지도록 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 패킹부재(30)는 도 3에서와 같이, 상기 한 쌍의 고정구(12)(14) 사이의 내부 케이싱(10) 외면에 설치되는 고정마개(32) 및 가동마개(34)와, 상기 고정마개(32) 및 가동마개(34)에 한 쪽 끝과 다른 쪽 끝이 연결되는 방사상으로 배치된 다수의 판상 스프링(36) 및 판상 스프링(36)을 감싸면서 일측과 타측이 상기 고정마개(32)와 가동마개(34) 외연에 클램프(미도시)를 통해 밀착 고정되는 고무패드(38)를 포함한다.

상기 고정마개(32)는 상기 한 쌍의 고정구(12)(14) 중 내부 케이싱 개방단측 선단 외면에 체결된 고정구(14)와 접하도록 내부 케이싱(10) 외면에 나사결합되어 고정되며, 가동마개(34)는 상기 고정마개(32)와 이격된 내부 케이싱(10) 외면에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 상기 고정마개(32)를 향하거나 고정마개(32)와 이격되는 방향에 대해 움직임을 갖는다.

그리고 상기 판상 스프링(36)은 외압에 의해 그 중앙부가 볼록하게 만곡지는 형태로 변위가 발생하고 외압이 제거되면 상기 가동마개(34)를 고정마개(32)로부터 이격시키는 방향에 대해 복원력을 가지며, 고무패드(38)는 상기 판상 스프링(36)의 탄성변위에 연계하여 수축, 팽창이 가능한 탄성변위를 가진다.

이에 따라, 상기 가동마개(34)에 고정마개(32)를 향하는 방향으로 축방향 외압이 가해지면, 상기 판상 스프링(36)은 그 중앙부가 볼록하게 만곡지는 형태로 탄성변위하여 고무패드(38)를 팽창시키고, 팽창된 고무패드(38)는 그라우팅 대상 천공홀(1)의 내부공간을 밀폐하며, 외압이 제거되면 판상 스프링(36) 및 고무패드(38)의 자체 탄성복원력에 의해 본 실시예에 따른 패킹부재(30)는 원상태로 복귀한다.

바람직하게는, 상기 판상 스프링(36) 외부에는 다수의 판상 스프링 외면을 동시에 감싸면서, 상기 판상 스프링의 탄성변위와 연계하여 원주방향 팽창 및 원상태로 복원 가능한 복원력을 가진 절개링(39)이 설치된다. 상기 절개링(39)은 상기 판상 스프링(36)이 외압을 받아 굽힘변위가 발생하는 과정에서의 비틀림 발생을 방지하는 역할을 주요하게 수행한다.

상기 절개링(39)은 판상 스프링(36) 외면에 다수가 일정 간격으로 이격 배치되도록 구성함이 바람직하며, 상기 판상 스프링(36) 외부의 상기 절개링(39)에 대응하는 위치의 고무패드(38) 내면에는, 상기 절개링(39)의 탄성변위를 가이드하면서 좌, 우 이탈을 방지하는 역할을 수행하는 돌기조(380)를 형성함이 좋을 것이다(도 3의 부분 확대도 참조).

본 실시예에서는 상기 패킹부재(30)가 전술한 바와 같이 가동마개(34)에 전달되는 외압에 의해서 압착식 팽창가능한 구성을 설명하고 있지만, 필요에 따라 공 기주입을 통해서도 팽창이 가능한 구조를 가진다. 고무패드(38)에 대한 공기주입은 상기 고무패드(38) 내부의 밀폐된 공간으로부터 가동마개(34) 및 외부 케이싱(40)을 경유하여 천공홀(1) 바깥으로 뻗은 에어호스(50)를 통해 수행될 수 있다.

한편, 외부 케이싱(40)은 상기 내부 케이싱(10)을 수용할 수 있을 정도의 관경을 가지며, 그 한 쪽 끝은 상기 패킹부재(30) 한 쪽 끝과 접하도록 상기 패킹부재(30) 전방의 내부 케이싱(10) 상에 설치되어, 외부로부터의 축방향 외압을 상기 패킹부재(30)에 전달하는 역할을 주요하게 수행한다.

도면상 미설명 부호 60은 내부 케이싱 상에 상기 외부 케이싱을 고정시키기 위한 고정수단이며, 600는 고정수단에 형성되는 에어호스 관통구멍을 가르킨다.

상기한 구성을 가진 본 발명에 의한 그라우팅장치를 통해 수행되는 절토지 또는 성토지 사면 보강을 위한 그라우팅 과정을 본 발명의 동작과 연계하여 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 그라우팅장치를 통한 그라우팅 시공과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기한 그라우팅장치를 이용하여 사면 보강용 그라우팅을 수행함에 있어서는, 먼저, 사면 보강을 위해 천공된 홀 속에 그라우팅 호스(20) 및 보강재(2)를 홀(1) 중심에 위치시키기 위해 간격재(미도시)를 장착한 보강재(2)를 삽입하는 한편(도 6 (a)), 삽입된 상기 그라우팅 호스(20)에 가압식 그라우팅장치의 다른 나머지 구성요소들을 결합하여 그라우팅장치(3)를 조립함으로써 천공홀(1) 내부에 상기 다단 가압식 그라우팅 장치를 설치한다(도 6의(b)). 여기에서 다단 가압식 그라우팅장치(3)는 천공될 홀 속에 삽입되었던 그라우팅 호스(20)를 구성요소로 포함하며 내부 케이싱, 패킹 부재 및 외부 케이싱 등을 구비한 것으로, 전술한 본 발명의 실시예와 같다.

다음, 천공홀 바깥으로 노출된 외부 케이싱(40)을 유압잭과 같은 도구를 이용해 가압하고 고무패드(38)를 팽창시켜, 천공된 지반의 내벽에 고무패드(38)가 밀착되도록 한다(도 6의(c)). 고무패드(38)를 팽창시킴에 있어 본 발명에 따른 그라우팅장치의 경우, 외부 케이싱(40)을 가압하여 고무패드(38)를 팽창시키는 구조 외에도, 공기 주입식 팽창가능한 구조를 가지므로, 현장여건 또는 장비여건에 따라 선택적으로 적용함이 좋다.

고무패드(38) 팽창에 의한 고무패드 안쪽의 밀폐된 공간으로는 그라우팅 호스(20)를 통해 그라우팅제를 주입하는 가압식 그라우팅을 수행하여 보강재(2)가 홀(1) 속에 고정되도록 한다(도 6의 (d)). 이 과정에서는 상기 그라우팅 호스(20)를 천공홀(1) 출구측으로 단계적으로 인발시켜 그라우팅 호스(20) 배출구의 위치를 이동시켜가면서 단계적으로 그라우팅을 실시하며, 그라우팅 완료 후 마지막으로 천공홀(1)로부터 본 발명에 따른 그라우팅장치를 철거함으로써 그라우팅을 마무리한다.

상기와 같은 그라우팅 시공에 적용되는 본 발명에 따르면, 공기주입은 물론 외압에 의한 압착식 수축, 팽창이 가능한 구조의 패킹부재가 적용됨에 따라, 다단 가압식 그라우팅을 수행함에 있어 종래와 같이 패킹부재를 팽창시키기 위한 컴프레셔와 같은 별도의 액츄에이터 없이도 시공이 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 그라우팅장치의 경우, 현장여건 및 장비여건에 구애됨이 없이 범용적으로 적용가능하다는 장점이 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다단 가압식 그라우팅장치의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 가압식 그라우팅장치 시공상태를 나타낸 사시도.

도 3은 도 1 내지 도 2에 도시된 패킹부재의 절개 사시도.

도 4, 도 5는 각각, 도 2에 도시된 그라우팅장치를 A-A선과 B-B선 방향에서 바라본 단면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 그라우팅장치를 통한 그라우팅 과정을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1...천공홀 2...보강재

10...내부 케이싱 20...그라우팅 호스

30...패킹부재 32...고정마개

34...가동마개 36...판상 스프링

38...고무패드 39...절개링

40...외부 케이싱 50...에어호스

380...돌기조

Claims

굴착 터널, 절토 또는 성토지 사면 및 지반 보강을 위한 보강공법에서의 그라우팅 과정에 사용되는 장치로서,

한 쪽 끝은 폐쇄되고 다른 쪽 끝은 개방된 중공형태의 관으로, 그라우팅 호스가 관통하는 호스 관통공을 상기 폐쇄된 폐쇄단측 선단면에 가진 내부 케이싱;

상기 내부 케이싱의 호스 관통공을 통해 내부 케이싱을 거쳐 천공홀의 폐쇄단까지 연장되는 그라우팅 호스;

상기 내부 케이싱의 개방단측 선단 외면에 서로 이격 배치된 한 쌍의 고정구 사이의 내부 케이싱 상에 설치되고, 축방향 외압에 대해 상기 천공홀 내벽과 밀착될 수 있을 정도의 반경방향 팽창변위를 가지는 패킹부재; 및

내부 케이싱이 관통가능한 관경을 가지며, 한 쪽 끝이 상기 패킹부재 한 쪽 끝과 접하도록 상기 패킹부재 전방의 내부 케이싱 상에 설치되어, 외부로부터의 축방향 외압을 상기 패킹부재에 전달하는 외부 케이싱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
제 1 항에 있어서,

상기 패킹부재는,

상기 한 쌍의 고정구 사이의 내부 케이싱 외면에 나사결합되는 고정마개와;

상기 고정마개와 이격된 내부 케이싱 외면에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 상기 고정마개를 향하거나 고정마개와 이격되는 방향에 대해 움직임을 갖는 가동마개와;

상기 고정마개 및 가동마개에 한 쪽 끝과 다른 쪽 끝이 각각 연결되며, 상기 축방향 외압에 의해 볼록하게 만곡지는 탄성변위 및 상기 가동마개를 고정마개로부터 이격시키는 방향에 대해 복원력을 갖는 방사상으로 배치된 다수의 판상 스프링; 및

상기 판상 스프링을 감쌀 수 있을 정도의 체적을 가지며, 일측과 타측이 상기 고정마개와 가동마개 외연에 클램프를 통해 밀착 고정되고, 상기 판상 스프링의 탄성변위에 연계하여 수축, 팽창이 가능한 탄성변위를 갖는 고무패드;로 구성됨을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
제 2 항에 있어서,

공기를 주입하여 상기 고무패드를 팽창시킬 수 있도록,

상기 고무패드 내부의 밀폐된 공간으로부터 가동마개 및 외부 케이싱을 경유하여 천공홀 바깥으로 뻗은 에어호스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
제 2 항에 있어서,

상기 판상 스프링 외부에는,

다수의 판상 스프링 외면을 동시에 감싸면서, 상기 판상 스프링의 탄성변위와 연계하여 원주방향 팽창 및 원상태로 복원 가능한 복원력을 가진 절개링이 더 설치됨을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
제 4 항에 있어서,

상기 절개링은,

판상 스프링 외면에 다수가 일정 간격으로 이격 배치됨을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
제 5 항에 있어서,

판상 스프링 외부의 상기 절개링에 대응하는 위치의 고무패드 내면에는, 상기 절개링의 탄성변위를 가이드하면서 좌, 우 이탈을 방지하기 위한 돌기조가 돌출 형성됨을 특징으로 하는 다단 가압식 그라우팅장치.
사면 보강을 위해 천공된 홀 속에 그라우팅 호스 및 보강재를 삽입하는 단계;

상기 그라우팅 호스를 포함하는 상기 제 1 항 내지 제 6 항의 다단 가압식 그라우팅장치를 조립함으로써 천공된 홀 속에 상기 다단 가압식 그라우팅장치를 설치하는 단계;

상기 다단 가압식 그라우팅장치의 고무패드를 팽창시키고, 천공된 홀 내벽에 상기 고무패드를 밀착시켜, 홀 내부를 밀폐하는 단계;

고무패드 팽창에 의한 고무패드 안쪽의 밀폐된 공간으로 그라우팅 호스를 통해 그라우팅제를 주입하되, 1차 그라우팅 완료 후 상기 그라우팅 호스를 천공홀 출구측으로 단계적으로 인발시켜가면서 반복적으로 그라우팅을 실시하는 그라우팅 단계; 및

그라우팅 완료 후, 홀로부터 상기 다단 가압식 그라우팅장치를 철거하는 단계;를 포함하는 다단 가압식 그라우팅장치를 이용한 다단 가압식 그라우팅공법.