KR100943939B1 - 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 절개지 및 사면에 천공되는 천공홀 내부에 보강 파이프를 삽입하여 천공홀을 보강시킨 다음, 내부에 삽입되는 보강재(철근)를, 내부에 충진재를 충진하여 고정시키는 밀착패커 타입과, 보강재에 고리를 회동 가능하게 구비하는 고리타입 및 이중관 타입으로 보강 파이프 및 천공홀 내부에서 안정되게 고정시키고, 밀폐부재와 유압장치로써 내부를 밀폐시켜 시멘트 그라우팅을 충진함에 따라 내부압력이 5~10kgf/㎠를 5분 이상유지가 가능하여 절개지 또는 사면 안정에 필요한 시멘트 그라우트 압력을 위한 천공홀 입구를 밀폐하게 되는 효과가 제공된다.

보강 파이프, 보강재, 밀폐, 압력

Description

외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치{soil nailing apparatus using pipe}

본 발명은 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치에 관한 것으로, 상세하게는 절개지나 사면 등에 천공되는 천공홀 내부에 보강 파이프를 삽입하여 천공홀을 보강하고, 내주연에 삽입되는 보강재(철근)를 공압 또는 유압 및 기계적인 장치로써 파이프 내경과 천공홀 내부에 고정하고, 지반의 표면으로 돌출된 보강 파이프를 이용하여 지압판과 고무패드로써 천공홀 입구를 완벽하게 밀폐할 수 있도록 구성한 것이다.

일반적으로 토목공사 등으로 형성되는 절개지나 사면은 지반으로 침투된 물의 수압 등에 의하여 붕괴할 우려가 있으므로, 보강공사나 흙 막이 가 시설공사 등이 수행되어야 하는데, 이러한 지반 보강공법의 일례로 네일링 공법이 널리 사용되고 있는 것이다.

상기한 네일링 공법은 절개지나 사면 등의 대상 지반에 천공 홀을 형성하고, 이 천공 홀에 보강재를 삽입한 후, 천공 홀에 무압 또는 소정의 압력으로 시멘트 밀크와 같은 충전물질을 주입하여 그라우팅을 함으로써 보강된 영역의 토괴가 일체 화된 옹벽과 같이 되도록 하여 보강된 대상 지반의 안정을 유지하는 것을 기본적인 설계개념으로 하고 있다.

이러한 네일링 공법에 의하면, 보강봉의 삽입과 그라우팅을 실시한 보강지반이 아칭현상(Soil arching : 주변지반은 변화가 없는데 일부 국소지반이 변형을 하게 된다면 그 변형하는 지반에 인접된 부분도 변형하려는 특성, 즉 파괴부분의 토압이 인접부의 안정된 지반의 토압으로 변화하는 효과)을 유발시켜, 발생토압을 현저히 감소시킨다는 거동적 특성이 나타난다.

한편, 네일링 공법의 예로 가압식 네일링 및 중력식 네일링 공법이 제안되었는데, 이러한 중력식 네일링 공법에 의하면, 중력식으로 그라우팅을 하기 때문에, 지반보강 효과가 명확하지 않아 지반보강체에 구조적으로 결함이 유발될 우려가 있다.

또한, 충전물질의 지반침투 및 수축현상을 보완하기 위하여, 적어도 3회 이상 수회 반복하여 그라우팅 공정을 실시하여야 하므로, 지반 보강공사가 번거롭고 공정이 길어져서 시공성이 저하된다.

한편, 충전물질을 가압하여 주입하는 가압 그라우팅 공법을 수행하는 가압식 네일링장치의 일례가 한국 등록특허 제0366156호에 개시되어 있다.

이와 같은 선행기술은 중공으로 이루어지고, 외주면에 다수의 분사공이 형성된 파이프 보강재를 천공 홀에 삽입하되, 이 천공 홀의 입구를 영구적으로 밀폐하도록, 파이프 보강재의 선단부 둘레로, 우레탄과 같은 패킹물질을 주입하여 천공홀 내주면에 지지되는 패커를 지지시킨 다음, 상기 파이프 보강재의 중공부를 통해 충 전물질을 가압 주입하는 방식으로 그라우팅을 하도록 되어 있다.

그런데, 상기 선행기술에 있어서는, 반드시 그라우팅을 하기 위해 중공의 파이프를 사용하여야 할 뿐만 아니라 파이프 외부면에 장착되는 패킹소재가 지중에 영구 존치되는 것이기에 일반적으로 천공홀의 개수가 결코 적지않음을 고려할 때 대단히 비경제적이며, 또한 천공홀 입구 주위에 삽입되는 패팅부재는 그 팽창외면이 천공홀 내면에 직접 맞닿는 것이기 때문에 천공홀 내주면의 평활도가 떨어질 경우 팽창패커의 천공홀 밀폐가 기밀하지 않아 결국 그라우팅 소재의 천공홀 내부로의 가압주입압력을 높일 수 없게 된다.

특히 주위에 보강대상 지반의 균열부에 대한 충전불량이 발생할 수 있으며, 천공홀의 지반을 지지하는 효과가 취약하기 때문에, 시공품질에 대하여 명확한 보강효과를 기대할 수 없는 단점이 있고, 부직포에 우레탄 등을 주입하여 이루어진 패커를 회수할 수 없기 때문에, 지반오염을 야기할 수 있는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록실용신안 등록제0422933호를 제공하였으나, 이는 절개지나 사면에 형성되는 천공홀에 외부케이싱을 삽입하여 천공홀이 형성된 지반이 붕괴되지 않도록 지지하였으나, 이는 팽창패커 내부에 물이나 공기 또는 오일을 주입하여 이를 팽창시켜 내부를 밀폐하여 그라우팅을 하게 되는 것으로, 내부압력이 5~10kgf/㎠를 5분 이상유지 하기가 현실적으로 어려운 문제점이 발생되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 천공홀 내부에 평관 또는 주름관 타입의 보강 파이프를 삽입하여 천공홀을 보강하고, 보강 파이프의 내주연에 삽입되는 보강재(철근)를 공압 또는 유압 및 기계적인 장치로써 보강 파이프 내경과 천공홀 내부에 고정하고, 지반의 표면으로 돌출된 보강 파이프를 이용하여 지압판과 고무패드로써 천공홀 입구의 밀폐를 완벽하게 할 수 있도록 구성한 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 절개지 및 사면에 형성된 제1천공 홀과 제2천공홀에 설치되는 가압식 쏘일 네일링장치에 있어서, 상기 제1천공 홀의 외부로 돌출되게 삽입된 보강 파이프; 상기 보강 파이프 내주연과 제2천공 홀 내부에 삽입되고, 스페이서가 구비된 보강재; 상기 보강 파이프와 제2천공 홀 내주연 영역에 밀착되는 보강재 외주연에 고정되어 보강재를 구속 고정하기 위한 밀착패커; 상기 보강 파이프의 외측에 착탈 가능하게 결합되어 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐부재; 및상기 보강재가 삽입 고정되고, 밀폐부재의 상부를 눌러 홀을 안전하게 밀폐시키기 위한 유압장치; 및 상기 밀폐부재 및 상기 밀착패커를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공 홀에 위치되어 시멘트그라우팅이 충진되고, 공기가 배출되는 그라우팅충전관 및 공기배출관를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치에 따르면, 절개지 및 사 면에 천공되는 천공홀 내부에 평관 또는 주름관 타입의 보강 파이프를 삽입하여 천공홀을 보강시킨 다음, 내부에 삽입되는 보강재(철근)를, 내부에 충진재를 충진하여 고정시키는 밀착패커 타입과, 보강재에 고리를 회동 가능하게 구비하는 고리타입 및 이중관 타입으로 보강 파이프 및 천공홀 내부에서 안정되게 고정시키고, 밀폐부재와 유압장치로써 내부를 밀폐시켜 시멘트그라우팅을 충진함에 따라 내부압력이 5~10kgf/㎠를 5분 이상 유지가 가능하여 절개지 또는 사면 안정에 필요한 시멘트 그라우트 압력을 위한 천공홀 입구를 밀폐하게 되는 효과가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1a,1b,1c,1d는 본 발명에 따른 가압식 쏘일 네일링공법의 기본적인 공정도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이 절개지 및 사면(1)에 직경 105mm를 천공하면, 입구부 표면이 붕괴 되면서 깊이 1~2m영역까지 천공홀의 직경이 150mm로 커지게 된다.

이와 같이 붕괴 된 절개지 및 사면(1)을 보강하기 위해서는 도 1b,1c,1d에서와 같은 공정으로 진행하게 된다.

먼저, 절개지 및 사면(1)에 직경 150mm와 길이 1m를 유지하여 제1천공 홀(3)을 형성한 다음, 직경 140mm와 길이 1m로 이루어진 보강 파이프(10)를 삽입한 후, 직경 105mm 롯트롤(햄머)(7)을 사용하여 제1천공 홀(3)과 연통되게 직경 105mm와 깊이 8m의 제2천공 홀(4)을 형성하게 된다.

이와 같은 가압식 쏘일 네일링공법의 기본적인 공정도에 설치되는 가압식 쏘일 네일링장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치를 도시한 단면 구성도이고, 도 3a,3b는 도 2의 'A' 및 'B'부분에 대한 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가입식 쏘일 네일링장치는 제1천공 홀(3)의 외부로 돌출되게 삽입된 보강 파이프(10)와; 보강 파이프(10) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 다수의 스페이서(22)가 구비된 보강재(철근)(20)와; 보강 파이프(10)와 제2천공 홀(4) 내주연 영역에 밀착되는 보강재(20) 외주연에 고정되어 보강재(20)를 구속 고정하기 위한 밀착패커(30)와; 보강 파이프(10)의 외측에 착탈 가능하게 결합되어 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐부재(40)와; 보강재(20)가 삽입 고정되고, 밀폐부재(40)의 상부를 눌러 홀을 안전하게 밀폐시키기 위한 유압장치(50)로 이루어진다.

상기 보강 파이프(10)는 직경이 대략 제1천공 홀(3)보다 작은 140mm가 유지되고, 길이가 1m를 유지하여 제1천공 홀(3)을 내부에 삽입되고, 붕괴 된 절개지 및 사면(1) 외측으로 돌출된다. 이때, 보강 파이프(10)는 제1천공 홀의 천공시 발생되는 슬러지에 의해 밀착되게 고정된다.

상기 보강재(20)는 직경이 28mm가 유지되어 보강 파이프(10) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 제2천공 홀(4) 내부에 밀착되는 다수의 스페이서(22)가 구비된다.

상기 밀착패커(30)는 보강재(20) 외주연에 삽입되는 고정구(32)(33)와; 고정구(32)(33) 사이에 밀착 고정되어 감싸게 되는 헝겊(34)과; 고정구(32)에 삽입 고정되어 외부에서 내부로 충진재를 충진하기 위한 충진호스(35)로 이루어진다.

이때, 충진재는 우레탄에 시멘트를 혼합하여 이루어지고, 외부에서 충진호스(35)를 통하여 헝겊(34)으로 충진되어 제2천공 홀(4)과 보강 파이프(10) 내부에 밀착됨에 따라 내부를 밀폐시키게 된다.

상기 밀폐부재(40)는 보강 파이프(10)의 외측에 착탈 가능하게 삽입되는 끼움구(42)와; 끼움구(42) 상부에 구비된 지압판(44)과; 끼움구(42)와 지압판(44) 사이에 삽입되어 보강 파이프(10) 내부를 밀폐시키기 위한 고무패드(46)로 이루어지고, 중앙 영역으로 보강재(20)가 관통되게 돌출되게 삽입된다.

상기 유압장치(50)는 밀폐부재(40) 상부에 구비되어 중앙 영역에 삽입되는 웨지콘(52)으로써 보강재(20)가 고정되고, 밀폐부재(40) 상부를 일정한 압력으로 누르게 되어 천공홀을 안전하게 밀폐시키게 된다. 이러한 유압장치는 유압실린더 및 피스톤으로 이루어진다.

이와 같이 밀착패커(30), 밀폐부재(40)와 유압장치(50)로써 2중으로 밀폐된 천공홀 내부로 시멘트그라우팅을 적정 압력으로 채우기 위해서는 밀폐부재(40) 및 밀착패커(30)를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공 홀(4)에 위치된 그라우팅충전관(60)과 공기배출관(62)을 통하여 외부에서 시멘트그라우팅이 충진되고, 공기가 배출된다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제1실시예를 도시한 단면 구성도이고, 도 5는 도 4의 요부 확대 단면도이며, 도 6은 도 4의 동작상태도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외부관을 이용한 가입식 쏘일 네일링장치는 제1천공 홀(3)의 외부로 돌출되게 삽입된 보강 파이프(70)와; 보강 파이프(70) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 다수의 스페이서(82)가 구비된 보강재(철근)(80)와; 상기 보강재(80) 내측 단부 영역에 고정핀(92)으로써 회동 가능하게 구비되어 제2천공 홀(4) 내부에 보강재(80)를 고정시키기 위한 보강재고정용 고리(90)와; 상기 보강 파이프(70)의 외측에 착탈 가능하게 결합되어 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐부재(100)와; 상기 보강재(80)가 삽입 고정되고, 밀폐부재(100)의 상부를 눌러 홀을 안전하게 밀폐시키기 위한 유압장치(110)로 이루어진다.

상기 보강 파이프(70)는 직경이 대략 제1천공 홀(3)보다 작은 140mm가 유지되고, 길이가 1m를 유지하여 제1천공 홀(3)을 내부에 삽입되며, 붕괴 된 절개지 및 사면(1) 외측으로 돌출된다. 이때, 보강 파이프(70)는 제1천공 홀의 천공시 발생되는 슬러지에 의해 밀착되게 고정된다.

상기 보강재(80)는 직경이 28mm가 유지되어 보강 파이프(70) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 제2천공 홀(4) 내부에 밀착되는 다수의 스페이서(82)가 구비된다.

상기 보강재고정용 고리(90)는 보강재(80) 내측 단부 영역에 고정핀(92)으로써 회동 가능하게 구비되고, 일측에는 제2천공 홀(4) 내부에 밀착력을 높이기 위하여 걸림톱니(93)가 형성된다. 이러한 고리는 그 길이가 제2천공 홀(4) 내경보다 크 게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 밀폐부재(100)는 보강 파이프(70)의 외측에 착탈 가능하게 삽입되는 끼움구(102)와; 끼움구(102) 상부에 구비된 지압판(104)과; 끼움구(102)와 지압판(104) 사이에 삽입되어 보강 파이프(70) 내부를 밀폐시키 위한 고무패드(106)로 이루어지고, 중앙 영역으로 보강재(80)가 관통되게 돌출되게 삽입된다.

상기 유압장치(110)는 밀폐부재(100) 상부에 구비되어 중앙 영역에 삽입되는 웨지콘(112)으로써 보강재(80)가 고정되고, 밀폐부재(100) 상부를 일정한 압력으로 누르게 되어 홀을 안전하게 밀폐시키게 된다. 이러한 유압장치는 유압실린더 및 피스톤으로 이루어진다.

한편, 밀폐부재(100)를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공 홀(4)에 위치된 그라우팅충전관(120)과 공기배출관(121)을 통하여 외부에서 시멘트그라우팅이 충진되고, 공기가 배출된다.

그리고, 도 7은 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제2실시예를 도시한 단면도 구성도이고, 도 8은 도 7의 요부 확대 단면도이며, 도 9a,9b는 도 7의 동작상태 단면도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 외부관을 이용한 가입식 쏘일 네일링장치는 제1천공 홀(3)의 외부로 돌출되게 삽입된 보강 파이프(200)와; 보강 파이프(200) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 다수의 스페이서(212)가 구비된 보강재(철근)(210)와; 상기 보강 파이프(200)의 외측에 착탈 가능하게 결합되어 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐부재(220)와; 상기 보강재(210)가 삽입 고정되고, 밀폐부재(200)의 상부를 눌러 홀을 안전하게 밀폐시키기 위한 유압장치(230)와; 상기 보강재(210)와 유압장치(230) 영역에 구비되어 보강재(210)의 외주연과 보강 파이프(200) 내주연을 고정시키기 위한 보강재고정수단(240)으로 이루어진다.

상기 보강 파이프(200)는 직경이 대략 제1천공 홀(3)보다 작은 140mm가 유지되고, 길이가 1m를 유지하여 제1천공 홀(3)을 내부에 삽입되고, 붕괴 된 절개지 및 사면(1) 외측으로 돌출된다. 이때, 보강 파이프(200)는 제1천공 홀의 천공시 발생되는 슬러지에 의해 밀착되게 고정된다.

상기 보강재(210)는 직경이 28mm가 유지되어 보강 파이프(200) 내주연과 제2천공 홀(4) 내부에 삽입되고, 제2천공 홀(4) 내부에 밀착되는 다수의 스페이서(212)가 구비된다.

상기 밀폐부재(220)는 보강 파이프(200)의 외측에 착탈 가능하게 삽입되는 끼움구(222)와; 끼움구(222) 상부에 구비된 지압판(224)과; 끼움구(222)와 지압판(224) 사이에 삽입되어 보강 파이프(200) 내부를 밀폐시키기 위한 고무패드(226)로 이루어지고, 중앙 영역으로 보강재(210)가 관통되게 돌출되게 삽입된다.

상기 유압장치(230)는 밀폐부재(220) 상부에 구비되어 중앙 영역에 삽입되는 고정구(232)로써 보강재(210)가 고정되고, 밀폐부재(220) 상부를 일정한 압력으로 누르게 되어 홀을 안전하게 밀폐시키게 된다. 이러한 유압장치는 유압실린더 및 피스톤으로 이루어진다.

상기 보강재고정수단(240)은 유압장치(230)에 일단이 고정되고, 타단이 제2천공 홀(4)에 위치된 내부파이프(241)와; 내부파이프(241)의 외주연에 삽입되고, 일단이 밀폐부재(220)에 고정되며, 타단이 내부파이프(241)와 동일한 위치에 구비된 외부파이프(242)와; 내부파이프(241)와 외부파이프(242) 일단 영역에 구비되어 보강재(210)의 외주연과 보강 파이프(200) 내주연을 고정시키기 위한 고정부재(250)로 이루어진다.
상기 고정부재(250)는 내부파이프(241) 일단 영역에 형성된 다수의 내부유입공(251)과; 외부파이프(242) 일단 영역에 형성되고, 내부유입공(251)과 대응되고, 길게 형성된 외부유입공(252)과; 내부파이프(241)에 내측단이 제1회동핀(253)으로써 회동 가능하게 고정됨과 동시에 외부파이프(242)의 외부유입공(252)을 통과하여 삽입된 다수의 회동링크(254)와; 회동링크(254)의 외측단에 제2회동핀(255)으로써 회동 가능하게 고정되어 보강재(210)의 외주연과 보강 파이프(200)의 내주연에 밀착되는 다수의 회동밀착대(256)로 이루어진다.

삭제

이때, 회동밀착대(256)는 외측면에는 보강 파이프(200) 내주연에 밀착되는 제1걸림톱니(257)가 형성되고, 외측면에는 보강재(210) 외주연에 밀착되는 제2걸림톱니(258)가 각각 형성되어 밀착력을 높이게 된다.

한편, 상기한 고정부재(250)는 내부파이프(241)와 외부파이프(242) 사이에 등간격을 유지하여 다수개가 구비되는데, 바람직하게 4개가 적당한 것이다.

한편, 밀폐부재(220)를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공 홀(4)에 위치된 그라우팅충전관(260)과 공기배출관(261)을 통하여 외부에서 시멘트그라우팅이 충진되고, 공기가 배출된다.

그리고, 도 10은 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제3실시예를 도시한 단면 구성도로서, 이는 도 2 내지 도 9에서 도시된 보강 파이프(10)(70)(200)를 다른 타입으로 구성된 것이다.

즉, 보강 파이프(10)(70)(200)를 주름관 타입으로 구성하여 파이프의 자체강도를 보강시킬 수 있도록 구성한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작상태를 설명하면, 도 1a에서와 같이 절개지 및 사면(1)에 직경 105mm를 천공하면, 입구부 표면이 붕괴되면서 깊이 1~2m 영역까지, 천공홀(3)의 직경이 150mm로 커지게 된다.

이와 같이 붕괴 된 절개지 및 사면(1)을 보강하기 위해서는 도 1b,1c,1d에서와 같이 먼저, 절개지 및 사면(1)에 직경 150mm와 길이 1m를 유지하여 제1천공 홀(3)을 형성한 다음, 직경 140mm와 길이 1m로 이루어진 보강 파이프(10)를 삽입한 후, 직경 105mm 롯트롤(햄머)(7)을 사용하여 제1천공 홀(3)과 연통되게 직경 105mm와 깊이 8m의 제2천공 홀(4)을 형성하게 된다.

이와 같은 가압식 쏘일 네일링공법의 기본적인 공정도에 설치되는 가압식 쏘일 네일링장치의 동작상태를 개략적으로 설명하면, 도 2에서와 같이 제1천공 홀(3) 내부에 삽입된 보강 파이프(10)와 제2천공 홀(4) 내부에 스페이서(22)와 밀착패커(30)가 구비된 보강재(철근)(20)를 삽입시키게 된다.

이러한 상태에서 밀착패커(30)의 충진호스(35)를 통하여 외부에서 우레탄에 시멘트를 혼합한 충진재를 주입시키기게 된다. 그러면, 충진재가 충진호스(35)를 통하여 헝겊(34)으로 충진되어 제2천공 홀(4)과 보강 파이프(10) 내부에 밀착됨에 따라 내부를 밀폐시키게 되어 보강재(철근)가 구속 고정된다.

그 다음으로 보강 파이프(10)의 외측에 착탈 가능하게 삽입된 밀폐부재(40)로써 보강 파이프(10) 내부를 밀폐시키고, 밀폐부재(40) 상부의 유압장치(50), 즉 유압실린더의 동작으로써 밀폐부재(40)를 구성하는 지압판(44)을 눌러 고무패드(46)를 누르게 됨에 따라 내부가 밀폐된다.

이러한 상태, 즉 밀착패커(30), 밀폐부재(40)와 유압장치(50)로써 2중으로 밀폐된 천공홀 내부로 그라우팅을 충전하게 된다. 즉, 밀폐부재(40) 및 밀착패커(30)를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공홀(4) 내부에 위치된 그라우팅주입관(60)을 통하여 시멘트그라우팅을 충전하게 되고, 공기배출관(62)을 통하여 공기가 배출된다.

이와 같이 시멘트그라우팅이 완료되면, 유압장치(50)를 분리한 다음, 보강 파이프(10)로부터 밀폐부재(40)를 분리하게 된다.

한편, 도 4 및 도 5에서와 같이 외부관을 이용한 가입식 쏘일 네일링장치의 제1실시예에 대한 동작상태를 설명하면, 먼저 제1천공 홀(3) 내부에 삽입된 보강 파이프(70)와 제2천공 홀(4) 내부에 스페이서(82)와 단부에 보강재고정용 고리(90)가 회동 가능하게 구비된 보강재(철근)(80)를 삽입시키게 된다.

그 다음으로 보강 파이프(80)의 외측에 착탈 가능하게 삽입된 밀폐부재(100)로써 보강 파이프(70) 내부를 밀폐시키고, 밀폐부재(100) 상부의 유압장치(110), 즉 유압실린더의 동작으로써 밀폐부재(100)를 구성하는 지압판(104)을 눌러 고무패드(106)를 누르게 됨에 따라 내부가 밀폐된다.

이러한 상태에서 유압장치(110)를 동작시켜 유압장치(110)에 웨지콘(112)으로써 고정된 보강재(80)를 상방으로 이동시키게 된다. 그러면, 보강재(80)가 상방으로 이동하게 되면서 보강재고정용 고리(90)가 고정핀(92)을 중심으로 회동하게 되면서 일측의 걸림톱니(93)가 제2천공 홀(4) 내경에 밀착되게 걸리게 되어 보강재(80)가 구속 고정된다.

그 다음으로 밀폐부재(100)로써 밀폐된 천공홀 내부로 그라우팅을 충전하게 된다. 즉, 밀폐부재(100)을 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공홀(4) 내부에 위치된 그라우팅주입관(120)을 통하여 시멘트그라우팅을 충전하게 되고, 공기배출관(121)을 통하여 공기가 배출된다.

이와 같이 시멘트그라우팅이 완료되면, 유압장치(110)를 분리한 다음, 보강 파이프(80)로부터 밀폐부재(100)를 분리하게 된다.

그리고, 도 7 및 도 8에서와 같이 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제2실시예에 대한 동작상태를 설명하면, 먼저 제1천공 홀(3) 내부의 보강 파이프(200)와 제2천공 홀(4) 내부에 스페이서(212)가 구비된 보강재(철근)(210)를 삽입시키게 된다.

이러한 상태에서 보강 파이프(200)의 외측에 착탈 가능하게 삽입된 밀폐부재(220)로써 보강 파이프(200) 내부를 밀폐시키고, 밀폐부재(220) 상부의 유압장치(230), 즉 유압실린더의 동작으로써 밀폐부재(220)를 구성하는 지압판(224)을 눌러 고무패드(226)를 누르게 됨에 따라 내부가 밀폐된다.

이때, 보강재(210)를 고정시키기 위하여 유압장치(230)와 밀폐부재(220)에는 보강재고정수단(240)이 구비되는데, 이에 대한 동작을 도9a,도9b를 참조로 설명하면, 먼저 유압장치(230)를 상방으로 동작시켜 내부파이프(241)를 상방으로 당기게 된다.

이에 따라 내부파이프(241)에 내측단이 제1회동핀(253)으로써 회동 가능하게 고정된 2개의 회동링크(254)가 상방으로 이동함과 동시에 제1회동핀(253)의 중심과 외부파이프(242)의 외부유입공(252)을 따라 반시계 및 시계 방향으로 회동하게 된다.(도 9a참조)

이와 동시에 회동링크(254)에 제2회동핀(255)으로써 회동 가능하게 고정된 다수의 회동밀착대(256)가 제2회동핀(255)을 중심으로 반시계 및 시계 방향으로 경사지게 회동하게 됨으로써 회동밀착대(256)의 제1걸림톱니(257)가 보강 파이프(200) 내주연에 밀착되고, 회동밀착대(256)의 제2걸림톱니(258)가 보강재(210) 외주연에 밀착되어 보강재(210)가 구속 고정된다.(도 9b참조)

그 다음으로 밀폐부재(220)로써 밀폐된 천공홀 내부로 그라우팅을 충전하게 된다. 즉, 밀폐부재(220)를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공홀(4) 내부에 위치된 그라우팅주입관(260)을 통하여 시멘트그라우팅을 충전하게 되고, 공기배출관(261)을 통하여 공기가 배출된다.

이와 같이 시멘트그라우팅이 완료되면, 유압장치(230)를 하방으로 동작시켜 보강재(210)를 고정하고 있는 보강재고정수단(240)을 원위치로 이동시킨 다음, 유압장치(230)를 분리한 다음, 보강 파이프(200)로부터 밀폐부재(220)를 분리하고, 보강재고정수단(240)을 분리하여 다음 공정에 사용하게 된다.
그리고, 도 10에서와 같이 도 2 내지 도 9에서 도시된 보강 파이프(10)(70)(200)를 다른 타입으로 구성하여 강도를 높이게 되는 것이다. 즉, 보강 파이프를 주름관 타입으로 구성하여 파이프의 자체강도를 보강시키게 된다.

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도 1a,1b,1c,1d는 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링공법의 기본적인 공정도.

도 2는 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치를 도시한 단면 구성도.

도 3a,3b는 도 2의 'A' 및 'B'부분에 대한 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제1실시예를 도시한 단면 구성도.
도 5는 도 4의 요부 확대 단면도.

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도 6은 도 4의 동작상태도.

도 7은 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제2실시예를 도시한 단면 구성도.

도 8은 도 7의 요부 확대 단면도.

도 9a,9b는 도 7의 동작상태 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치의 제3실시예를 도시한 단면 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 절개지 및 사면 3,4 : 제1,2천공 홀

10,70,200 : 보강 파이프 20,80,210 : 보강재

22,82,212 : 스페이서 30 : 밀착패커

32,33 : 고정구 34 : 헝겊

35 : 충전호스 40,100,220 : 밀폐부재

42 : 끼움구 44 : 지압판

46 : 고무패드 50,110,230 : 유압장치

60,120,260 : 그라우팅충전관 62,121,261 : 공기배출관

90 : 보강재고정용 고리 92 : 고정핀

93 : 걸림톱니 240 : 보강재고정수단

241 : 내부파이프 242 : 외부파이프

250 : 고정부재 251,252 : 내,외부유입공

253,255 : 제1,2회동핀 254 : 회동링크

256 : 회동밀착대 257,258 : 제1,2걸림톱니

Claims (9)

1. 삭제
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7. 절개지 및 사면에 형성된 제1천공 홀의 외부로 돌출되게 삽입된 보강 파이프와; 상기 보강 파이프 내주연과 제2천공 홀 내부에 삽입되고, 스페이서가 구비된 보강재와; 상기 보강 파이프의 외측에 착탈 가능하게 결합되어 내부를 밀폐시키기 위한 밀폐부재와; 상기 보강재가 삽입 고정되고, 밀폐부재의 상부를 눌러 내부를 밀폐시키기 위한 유압장치와; 상기 보강재와 유압장치 영역에 구비되어 보강재의 외주연과 보강 파이프의 내주연을 동시에 고정시킬 수 있는 보강재고정수단과; 상기 밀폐부재를 통과하여 고정되고, 단부가 제2천공 홀에 위치되어 시멘트그라우팅이 충진되고, 공기가 배출되는 그라우팅충전관 및 공기배출관으로 구성된 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치에 있어서,

   상기 보강재고정수단은,

   상기 유압장치에 일단이 고정되고, 타단이 제2천공 홀에 위치된 내부파이프와;

   상기 내부파이프의 외주연에 삽입되고, 일단이 밀폐부재에 고정되며, 타단이 내부파이프와 동일 위치에 구비된 외부파이프와;

   상기 내부파이프와 외부파이프 일단 영역에 구비되어 보강재의 외주연과 보강 파이프의 내주연을 고정시키기 위한 고정부재로 구성된 것을 특징으로 하는 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 고정부재는

   상기 내부파이프 일단 영역에 형성된 다수의 내부유입공과;

   상기 외부파이프 일단 영역에 상기 내부유입공보다 길게 형성된 외부유입공과;

   상기 내부파이프에 내측단이 제1회동핀으로써 회동 가능하게 고정됨과 동시에 외부파이프의 외부유입공을 통과하여 삽입된 다수의 회동링크와;

   상기 회동링크의 외측단에 제2회동핀으로써 회동 가능하게 고정되어 보강재의 외주연과 보강 파이프의 내주연에 밀착되고,

   외측면과 내측면에 제1,2걸림톱니가 형성된 회동밀착대로 구성된 것을 특징으로 하는 외부관을 이용한 가압식 쏘일 네일링장치.
9. 삭제

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