KR101314335B1 - 이중관 보강형 그라우팅 주입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중관 보강형 그라우팅 주입장치에 관한 것으로서, 구획벽에 의한 내부 분할구조를 이룸으로서 지반의 이방성을 고려하여 지반 상태에 따라 다양한 주입재를 동시에 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명의 그라우팅 주입장치는, 일정 길이를 이루는 그라우팅 파이프(10)의 일측에 그라우트재(S)가 주입되어지는 주입구(20)가 구성되고; 상기 그라우팅 파이프(10)에는 그라우트재(S)를 외부로 분사하기 위한 다수의 분사노즐(11)이 일정 간격으로 형성되어져 있으며; 상기 그라우팅 파이프(10) 내부에는 일정 직경을 이루는 내관(30)이 구성되되, 상기 내관(30)의 직경(d)은 그라우팅 파이프(10)의 직경(D)보다 작게 구비되고; 상기 그라우팅 파이프(10)에는 내부를 다수의 공간으로 구획하기 위한 적어도 1개 이상의 구획벽(12,13)이 구성되고, 상기 그라우팅 파이프(10) 일측에는 각 구획공간으로 그라우트재(S)를 개별 공급하기 위한 보조주입관(21,22)이 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

이중관 보강형 그라우팅 주입장치{A DOUBLE PIPE TYPE GROUTING DEVICE}

본 발명은 그라우팅 주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 길이를 이루는 주입장치의 내부를 다수로 분할하여 보다 효과적인 그라우팅 주입작업이 이루어질 수 있도록 하기 위한 이중관 구조를 이루는 그라우팅 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로, 그라우팅 주입장치란 연약한 지반을 보강하거나 연약한 지반에 세워진 구조물의 침하를 예방하기 위해, 유동성 주입재인 시멘트 슬러리나 약액을 침하된 지반에 구멍을 뚫어 주입재를 충전시키고, 일정시간 동안 응고시킴으로써, 지반의 지지력을 보강하는 장치이다.

즉, 이러한 그라우팅 장치는 터널 굴착면이나 연약지, 절개지의 지반을 개량 및 보강하기 위해 지반 또는 암반에 천공하고 천공된 공간으로 그라우트를 주입하는 그라우팅 주입장치가 사용된다.

특히, 터널 원주면을 따라 일정 간격으로 천공하여 강관을 삽입하고 그라우트를 주입하여 지반을 차수 또는 보강하기도 하고, 터널 굴착시 암반에 생기는 크랙 및 공동을 탐지하여 일정 직경의 천공홀을 형성하고 이 천공홀에 그라우트를 주입하기도 한다.

그러나, 종래 주입장치는 파이프를 따라 다수의 토출구가 형성되어져 있어 약액이 모든 토출구를 통하여 균일하게 분사되는데, 지반 층의 연약 정도에 따라 지반층마다 주입재의 양을 조절하거나 특정부분의 연약지반 층에만 주입재를 주입할 수 없는 문제점이 있었다. 예를 들어 지반의 처음 1m정도는 지반의 강도가 강하고, 그 다음 1m 정도는 지반의 강도가 약할 경우 기존 주입장치는 분사 약액이 지반이 보다 약한 쪽으로 대다수 흘러 들어가 지반 전체의 균등 주입이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 지반 상황 및 주변 여건에 따라 주입재의 사용을 다양화해야 하나 종래에는 단일 종류의 주입재만을 사용해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 그라우팅 파이프를 다수로 분할하는 분할 형태의 이중관형 구조를 제공함으로써 지반의 연약정도에 따라 약액을 균등하게 주입할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

또한, 지반 상태에 맞춰 동시에 다양한 주입재의 사용이 가능하도록 하여 작업 신뢰성을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 이중관형 그라우팅 장치는, 일정 길이를 이루는 그라우팅 파이프의 일측에 그라우트재가 주입되어지는 주입구가 구성되고; 상기 그라우팅 파이프에는 그라우트재를 외부로 분사하기 위한 다수의 분사노즐이 일정 간격으로 형성되어져 있으며; 상기 그라우팅 파이프 내부에는 일정 직경을 이루는 내관이 구성되되, 상기 내관의 직경은 그라우팅 파이프의 직경보다 작게 구비되고; 상기 그라우팅 파이프에는 내부를 다수의 공간으로 구획하기 위한 적어도 1개 이상의 구획벽이 구성되고, 상기 그라우팅 파이프(10) 일측에는 각 구획공간으로 그라우트재(S)를 개별 공급하기 위한 보조주입관(21,22)이 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 그라우팅 장치는, 구획벽에 의한 내부 분할형 구조를 이룸으로써 지반의 이방성을 고려하여 지반 상태에 따라 다양한 주입재를 균등하게 주입할 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2분할형 그라우팅 장치의 단면 구조도.
도 2는 도 1의 A부 확대도.
도 3은 도 2의 B-B부 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3분할 그라우팅 장치의 단면 구조도.
도 5는 도 4의 C부 확대도.
도 6은 도 4의 D부 확대도.
도 7은 본 발명의 응용 예에 따라 파이프 분사노즐에 밸브가 설치된 요부 확대도.
도 8은 본 발명에서의 밸브 부품 분해 사시도.
도 9는 본 발명에서의 밸브 단면도.
도 10은 본 발명에서의 밸브 작동상태 단면도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 2분할형 그라우팅 장치의 구조를 도 1내지 도 3을 통해 살펴보면, 일정 길이를 이루는 그라우팅 파이프(10)의 일측에 그라우트재(S)가 주입되어지는 주입구(20)가 구성되고, 그라우팅 파이프(10)에는 그라우트재(S)를 외부로 분사하기 위한 다수의 분사노즐(11)이 일정 간격으로 형성되어져 있으며, 그라우팅 파이프(10) 내부에는 일정 직경을 이루는 내관(30)이 구성되되, 상기 내관(30)의 직경(d)은 그라우팅 파이프(10)의 직경(D)보다 작게 구비된 것을 확인할 수 있다.

특히, 그라우팅 파이프(10) 중단에 내부공간을 복수개로 구획하기 위한 구획벽(12)이 구성되고, 그라우팅 파이프(10) 일측에는 주입관(20)과 별도로 상기 구획공간으로 그라우트재(S)를 개별 공급하기 위한 보조주입관(21)이 구성된 것이다.

특히, 보조주입관(21)은 내관(30)을 관통하도록 설치함으로써 내관(30)에 의해 보호되어질 수 있도록 하여 균열 발생 등에 따른 악영향 발생을 방지토록 함이 바람직하다.

또한, 내관(30)은 주입구(20)가 구비된 일측에서 타측으로 갈수록 직경(d)이 점차 증가되도록 구성하게 되면, 주입구(20)에서 거리가 멀어지는 분사노즐(11)의 분사압력이 보다 개선되는 효과를 나타낼 수 있게 되는 것이다.

이러한 내관(30)은 PVC나 FRP 등 다양한 재료로 제작되어질 수 있게 된다. 도면 중 미설명 부호 31은 보조주입관(21)을 통해 이송된 그라우트재(S)가 그라우팅 파이프(10)과 내관(30) 사이에 형성된 공간으로 유동되어질 수 있도록 형성된 연통공을 나타낸다.

이와 같은 구조를 이루게 되면 주입관(20)과 보조주입관(21)으로 각기 상이한 주입재(급결형 주입제 또는 시멘트 등)를 동시에 주입할 수 있는 효과를 나타내게 된다.

즉, 작업이 이루어질 대상 지반의 여건에 따라 단층별로 각기 상이한 주입재를 주입해야하는 상황이 발생하게 되는데, 이때에는 본 발명의 그라우팅 파이프를 사용하게 되면 주입관(20)을 통해 주입되는 주입재와 보조주입관(21)을 통해 주입되는 주입재를 달리하여 동시에 2종류의 주입재 그라우팅작업이 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

그리고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 3분할형 그라우팅 장치를 나타낸 것이다.

즉, 도시된 바와 같이 그라우팅 파이프(10) 내부에 2개의 구획벽(12,13)을 일정 간격으로 설치함으로써 내부공간을 3개로 분할시킨 것으로서, 일측에는 주입구(20) 외에 별도로 2개의 보조 주입관(21,22)을 구성시켜 3개로 나뉘어진 각 구획공간에 3종류의 주입재 공급이 가능하도록 한 것이다.

이와 같은 구조를 이루는 본 실시 예에서의 그라우팅 장치는, 주입구(20) 및 2개의 보조 주입관(21,22)을 통해 3종류의 주입재를 동시에 공급하여 그라우팅 작업을 실시할 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 응용 예로서 도 7 내지 도 10에서와 같이, 분사노즐(11)에는 약액이 일정 압력에 도달되었을 때 약액의 토출이 이루어지도록 하는 밸브(40)가 결합 구성되어지게 되는데, 밸브(40)는 약액이 토출되는 약액토출공(43)이 형성된 원통형상의 밸브몸체(41)와, 상기 밸브몸체(41)의 약액토출공(43)을 폐쇄하도록 상기 밸브몸체(41)에 억지끼움 방식으로 고정되는 링 형상의 탄성부재(44)를 포함하는 구성을 이루고, 밸브몸체(41)에는 탄성부재(44)가 안착되어질 수 있도록 안착홈(42)이 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 구조를 이루는 밸브(40)가 분사노즐(11)에 설치되어지게 되면, 동작 전에는 탄성부재(44)가 밸브몸체(41)에 억지끼움되어 밸브몸체(41)에 형성된 약액토출공(43)을 폐쇄하게 된다.

탄성부재(44)는 밸브몸체(41)에 억지끼움되는 것과 함께 탄성부재(44)의 탄성변형력의 작용으로 약액이 그라우팅 파이프(10) 내부에 모두 충진되어 설정된 압력이 될 때까지 밸브몸체(41)의 약액토출공(43)을 폐쇄한 상태를 유지하게 된다.

그러나, 그라우팅 파이프(10) 내부에 약액이 가득 충진되어 약액의 주입이 계속 이루어지면 그라우팅 파이프(10) 내부의 압력이 상승하게 된다. 그라우팅 파이프(10) 내부의 압력이 상승하여 설정된 압력에 도달하게 되면 탄성부재(44)는 밸브몸체(41)로부터 이탈하게 되어 각각의 밸브몸체(41)의 약액토출공(43)에서 동시다발적으로 약액이 토출되는 것이다.

따라서, 보다 높은 압력의 약액, 즉 그라우트재(S)의 지반 주입이 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 그라우팅 장치 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 그라우팅 파이프가 2분할 또는 3분할된 구조에 대해 설명 및 도시되었으나, 경우에 따라서는 파이프를 4분할 이상의 구조로 제작이 이루어질 수도 있게 된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 그라우팅 파이프 11 : 분사노즐
12 : 제1구획벽 13 : 제2구획벽
20 : 주입구 21,22 : 보조 주입관
30 : 내관 31 : 연통공
40 : 밸브 41 : 밸브몸체
42 : 안착홈 43 : 약액토출공
44 : 탄성부재

Claims (5)

1. 일정 길이를 이루는 그라우팅 파이프(10)의 일측에 그라우트재(S)가 주입되어지는 주입구(20)가 구성되고;
   상기 그라우팅 파이프(10)에는 그라우트재(S)를 외부로 분사하기 위한 다수의 분사노즐(11)이 일정 간격으로 형성되어져 있으며;
   상기 그라우팅 파이프(10) 내부에는 일정 직경을 이루는 내관(30)이 구성되되, 상기 내관(30)의 직경(d)은 그라우팅 파이프(10)의 직경(D)보다 작게 구비되고;
   상기 그라우팅 파이프(10)에는 내부를 다수의 공간으로 구획하기 위한 적어도 1개 이상의 구획벽(12,13)이 구성되며;
   상기 그라우팅 파이프(10) 일측에는 각 구획공간으로 그라우트재(S)를 개별 공급하기 위한 보조주입관(21,22)이 내관(30)을 관통하여 구성되고;
   상기 분사노즐(11)에는 약액이 일정 압력에 도달되었을 때 약액의 토출이 이루어지도록 하는 밸브(40)가 결합 구성되어지되, 상기 밸브(40)는 약액이 토출되는 약액토출공(43)이 형성된 밸브몸체(41)와, 상기 밸브몸체(41)의 약액토출공(43)을 폐쇄하도록 상기 밸브몸체(41)에 억지끼움 방식으로 고정되는 링 형상의 탄성부재(44)를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 이중관 보강형 그라우팅 주입장치.
   
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