KR101586437B1 - 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법에 관한 것으로, 일측에 저수된 물을 가두기 위해 기초지반(30) 위에 자갈과 모래, 흙 등으로 성토되어 축조된 제방 본체(10)와; 상기 제방 본체(10)의 내부 중심에 점성이 있는 진흙 재질로 윗변이 좁고 아래변이 넓은 사다리꼴 단면 형태로 설치되는 코아 차수벽(20)과; 상기 코아 차수벽(20)으로부터 일정거리 이격되어 천공된 주입구멍(41)에 설치되는 다수의 그라우팅 주입부(40)와; 상기 다수의 그라우팅 주입부(40) 사이에 천공된 충진구멍(51)에 주입되어 상기 제방 본체(10)의 손실부분에 충진되는 그라우팅 충진부(50)를 포함하여 구성되어 제방의 붕괴를 가져올 수 있는 제방에 대한 누수 차단 및 보수보강을 실시하여 제방에서 누출되는 유수를 차단하면서 이로 인하여 제방이 연약하게 되는 것을 방지하여 결과적으로 제방이 붕괴되는 것을 방지한다.

Description

그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법{grouting method sedment control dam including grouting filling hole}

본 발명은 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법에 관한 것으로, 특히 댐, 저수지 또는 하천의 제방이 연약하게 되어 유수의 누수 및 제방의 붕괴를 방지하기 위하여 제방의 핵심부인 차수벽 주변을 천공하여 시멘트 밀크와 급결재 및 충전사를 주입함으로써 제방의 유실 또는 붕괴된 부분에 시멘트 밀크와 방수결합제 및 충전사를 침투시켜 제방몸체를 재생하고 보강하는 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법에 관한 것이다.

사력댐은 암석을 주재료로 하여 만든 댐으로서, 우리 나라의 저수지 또는 다목적 댐에 일반적으로 사용되고 있는 공법이며 가까이에 산이 있어서 산으로부터 축조재료인 암석과 흙 자원을 구할 수 있고 조달하기 쉬우며 공사비 또한 저렴하고 시공기간이 짧으므로 전국에 산재하는 약 이만 사천여개 저수지가 이러한 공법으로 건설되었다.

건설 초기에는 제방체와 코어 차수벽을 적절한 재료를 선정하여 수실(Water-tight)이 되도록 시공하므로 제방체를 통한 누수가 허용 범위 내에 들지만 사용 기간이 경과함에 따라 물이 제방체 및 코어 차수벽에 침투하게 되어 침윤선이 발생되고 간극수압이 높아져 누수량이 커지면 누수와 함께 토립자가 유출되어 저수지 또는 석괴 댐이 파손된다.

따라서 사력댐 제방이 축조된지 상당기간이 경과하여 제방이 차수 및 수압에 저항하는 능력이 저하되어 제방을 통하여 유수가 누출되면서 이로 인하여 제방의 붕괴를 가져올 수 있다.

사력댐의 안정에 관여하는 주요인자로는 제방몸체의 침하변형과 간극수압등이 있다. 시공 중에는 상재하중의 증가로 전응력 및 간극수압이 증가하여 제방체에 침하가 발생하기 시작하고 종단면의 상하류 방향 및 제방체의 축방향으로 변형이 일어난다.

이러한 사력댐은 그 특성에 있어 누수량이 많은 구조이고 누수에 의해 제체 내에 발생하는 침투류는 흙 구조물의 안정성에 있어 여러 가지의 형태로 문제를 야기시킬 수 있는데 특히, 사력댐에서는 제방체 내부 또는 기초 지반을 통한 침투류가 발생하게 된다.

침투수의 작용에 따라 간극수압이나 침투력이 발생하게 되고 설계나 시공이 부적당한 경우 침투파괴 및 전단저항의 감소 등 댐의 안정에 나쁜 영향을 미치는 요인이 된다. 따라서 누수량을 최소화하기 위해서 기초처리, 차수벽의 시공 등에 유의하여야 한다.

우리나라에 건설된 저수지들은 현재 사용연수가 경과함에 따라 노후화되어 균열, 부수, 침투 침식, 활동 등 내부적요인과 지진, 폭우, 기후변화에 의한 월류, 피복성의침식, 식물 또는 서식 동물 등에 의한 외부적 요인에 의해 저수지가 손상되고 있으며, 호우, 지진 간극수압, 노후화 등에 의해 누수와 제방체 침식이 댐의 손상원인의 대부분을 차지하고 있다.

저수지 또는 사력댐의 누수나 손상을 보수하기 위하여 종래에는 제방에 문제가 발생되었을 시 그라우팅 방법으로 제방에 대한 그라우팅 보강을 실시하였다. 종래의 기술에서는 주로 시멘트 계통의 그라우트제를 사용하여 그라우팅을 완료한 후에 그라우트 재료의 양생이 불완전한 경우가 있고, 그라우트에 의한 토양의 오염이 우려되며, 치환공법은 제방의 몸체를 완전히 제거하고 재설치해야 하므로 치환하는 기간 동안에 저수지를 사용할 수 없었다.

상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 한국공개특허 제10-2003-0037829호에 저수지 또는 사력댐의 누수차단공법이 개시되어 있는데 상기 종래의 누수차단공법은 시멘트 또는 무기질계의 침투물을 침투시켜 차수 및 보강을 실시한다.

도 1a에 종래의 기술에 의한 저수지 또는 사력댐의 코아 차수벽의 구조를 도시한 측단면도가 도시된다.

저수지 또는 사력댐은 물(4)을 저수하기 위해 건설되므로 사용기간 중에 통상 어느 정도의 수량을 저수하고 있다. 코어(2)는 저수된 물(4)이 제방체(1)를 통해 누수되지 않도록 제방체(1)의 내부에 설치되며 재료는 진흙 등의 투수계수가 낮은 재료를 사용한다. 저수지 또는 사력댐이 노후화 됨에 따라 제방체(1) 또는 코어 차수벽(2)을 통해 누수가 발생하여 제방체(1)의 파손이 우려되는 경우에 종래의 기술을 적용한 차수벽(3)을 제방체(1) 또는 코어 차수벽(2)의 내부에 시공하게 된다.

도 1b는 종래의 기술에 따른 차수벽이 설치된 코어의 단면도이다.

저수지 또는 사력댐의 제체(1)는 계곡 또는 산에 사면(6, 7)에 접하여 설치되며, 차수벽(3)은 제체(1) 또는 코어(2)에 천공(50∼200Ø)을 한 다음 구멍 안의 흙을 외부로 제거시킨 후 종래의 기술에 따른 무기액체세라믹 침투성 방수결합제를 주입함에 따라 형성된다.

여기서 도 1b와 같이 코어(2)의 상면에서 바닥까지 천공을 하되 지그재그식으로 천공을 한 후 구멍 안으로 주입되어 원기둥의 형태와 같이 양생되는 무기액체세라믹 침투성 방수결합제의 경계들이 서로 겹치도록 한다. 다시 말해서, 천공된 구멍 안으로 주입되는 무기액체세라믹 침투성 방수결합제는 40나노미터 이하의 초미립자이므로 주로 진흙으로 이루어진 코어의 진흙입자 사이로 용이하게 침투될 수 있어 구멍의 내측면에서 바깥쪽으로 150mm 이상의 폭으로 함침되어 퍼져 나가면서 양생되기 때문에 천공되는 구멍과 구멍의 직경 대비 거리가 150mm 이하가 되도록 하면 결국 위와 같은 요령에 의하여 양생되는 무기액체세라믹 침투성 방수결합제의 가장자리끼리는 서로 겹치게 되는 것이다.

따라서 제체(1) 또는 코어(2)의 균열부를 통해 차수벽(3)에 도달한 누수는 차수벽을 통과하지 못하게 되는 것이다.

이 종래의 기술은 지그재그식으로 천공을 한 후 구멍 안으로 무기액체세라믹 침투성 방수결합제를 주입하여 원기둥의 형태의 무기액체세라믹 침투성 방수결합제의 경계들이 서로 겹치도록 하여 제방체 자체가 불투수성의 차수벽 구조가 되도록 복원시켜 누수방지를 위한 공사의 공기를 단축하고 작업성을 향상할 뿐만 아니라 공사비를 대폭 절감할 수 있지만, 원기둥의 형태의 방수결합제의 경계들이 2단으로 서로 겹치지만 경계와 경계 사이를 통한 누수를 방지하지 못하므로 다시 경계 사이를 통한 누수에 의해 제방의 응력이 약해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제방의 측면에서 그라우팅 주입공을 천공하고 천공된 그라우팅 주입공에 외관과 내관으로 된 이중관과 워터제트 펌프 주입관을 삽입하여 워터제트 펌프를 통해 다수의 결합실을 주입하여 그라우팅으로 복구된 그라우팅 주입부 기둥들의 사이를 긴밀하게 연결하는 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사방댐의 측면에서 일정한 폭과 깊이를 갖는 다수의 그라우팅 주입부를 형성하고 그 사이에 그라우팅 충진부를 다수개 형성하여 그라우팅 주입부 기둥들의 사이를 긴밀하게 연결함과 동시에 제방 본체의 유실로 인한 틈, 공극부분 등에 메워지게 하는 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐은 일측에 저수된 물을 가두기 위해 기초지반 위에 자갈과 모래, 흙으로 성토되어 축조된 제방 본체와; 상기 제방 본체의 내부 중심에 점성이 있는 진흙 재질로 윗변이 좁고 아래변이 넓은 사다리꼴 단면 형태로 설치되는 코아 차수벽과; 상기 코아 차수벽으로부터 일정거리 이격되어 천공된 주입구멍에 설치되는 다수의 그라우팅 주입부와; 상기 다수의 그라우팅 주입부 사이에 천공된 충진구멍에 주입되어 상기 제방 본체의 손실부분에 충진되는 그라우팅 충진부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 그라우팅 주입부의 시공장치는 신축성이 양호하고 인장강도가 우수하여 주입구멍에 삽입되면서 손상받지 않는 팽창포대와; 상기 팽창포대의 상부에 삽입되고 외부에서 제1 바인딩 로프에 묶여지는 제1 펙커판과; 상기 팽창포대의 상부에 삽입된 제1 펙커판을 상기 팽창포대의 밖에서 묶어서 밀봉하는 바인딩 로프와; 상기 팽창포대의 상부에 상기 제1 펙커판보다 아래에 삽입되고 외부에서 제2 바인딩 로프에 묶여지는 제2 펙커판과; 상기 팽창포대의 상부에 삽입된 제2 펙커판을 상기 팽창포대의 밖에서 묶어서 밀봉하는 제2 바인딩 로프와; 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판을 통해 상기 팽창포대의 하단부까지 내부로 연장되어 삽입되는 제1 그라우팅 주입 파이프와; 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판을 통해 상기 팽창포대의 내부에 삽입되어 공기를 외부로 배출하는 공기배출 파이프와; 상기 제1 펙커판을 통해 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판 사이의 공간에 삽입되어 시멘트 밀크를 주입하는 제2 그라우팅주입 파이프로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 그라우팅 충진부는 다수의 주입구멍 사이에 적어도 1개 이상의 충진구멍을 형성하고, 상기 충진구멍에 케이싱 외관과 내관을 삽입하고 상기 내관을 통해 시멘트 밀크 및 충진사 그리고 급결재를 주입하여 제방 본체의 유실로 인한 틈과 공극부분을 메우는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 내관에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하고 내관의 하단부에 펙커로 감싸서 팽창시킴으로써 케이싱 외관의 내부에 밀착시켜 케이싱 외관의 내부를 밀봉상태로 만들고, 상기 내관에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하여 시멘트 밀크를 주입하고, 상기 내관의 측면에는 급결제 파이프와 워터제트 펌프 노즐을 연결하여 급결제 파이프를 통해 급결재를 공급하고 워터제트 펌프 노즐을 통해 시멘트 밀크와 여러가지의 길이를 갖는 다수의 충진사를 혼합하여 상기 충진구멍에 주입하여 제방 본체의 유실로 인하여 만들어진 틈과 공극부분에 주입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 사방댐 그라우팅 공법은 (a) 다수의 충진구멍을 코아 차수벽으로부터 일정한 이격거리 d2 를 두어 드릴로 천공하고, 상기 다수의 충진구멍에 케이싱 외관을 삽입하는 단계와; (b) 상기 케이싱 외관에 워터제트 펌프 노즐과 급결재 파이프를 연결하고 그 하단부에 페커를 부착한 내관을 삽입한 후, 상기 내관이 원하는 깊이에 도달하면 페커를 팽창시켜 케이싱 외관에 페커를 밀착시키는 단계와; (c) 상기 내관을 통해 시멘트 밀크를 주입하면서 상기 워터제트 펌프 노즐를 통해 시멘트 밀크와 충진사가 혼합시켜 주입하고 급결재 파이프를 통해 급결재를 공급하는 단계와; (d) 상기 페커를 수축시켜 상기 외관 및 내관과 워터제트 펌프 노즐 그리고 급결재 파이프를 함께 한구간의 거리 D1 만큼 상승시키고 상기 페커를 다시 팽창시켜 케이싱 외관에 페커를 밀착시키는 단계와; (e) 상기 (c)와 (d)를 반복하여 사방댐 본체의 윗면까지 시멘트 밀크와 충진사를 충진 하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면 제방의 붕괴를 가져올 수 있는 틈과 공극부분에 시멘트 밀크 및 충진사 그리고 급결재를 주입하여 제방 본체의 유실로 인한 틈과 공극부분 등에 메워지게 함으로써 제방에 대한 누수 차단 및 보수보강을 실시하여 제방에서 누출되는 유수를 차단하면서 이로 인하여 제방이 연약하게 되는 것을 방지하여 결과적으로 제방이 붕괴되는 것을 방지한다.

도 1a는 종래의 기술에 의한 저수지 또는 사력댐의 코아 차수벽의 구조를 도시한 측단면도,
도 1b는 종래의 기술에 따른 차수벽이 설치된 코어의 단면도,
도 2a는 본 발명에 따른 그라우팅 공법에 의해 그라우팅 주입관이 형성된 사방댐의 단면도,
도 2b는 본 발명에 따른 그라우팅 공법에 의해 그라우팅 주입관이 형성된 사방댐을 수평으로 자르고 위에서 내려다 본 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 주입부 시공장치의 구성을 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 충진부 시공장치를 구성하는 케이싱 외관과 내관의 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 충진사의 일실시예,
도 6a 내지 도 6f는 본 발명에 따라 사방댐에 충진부 시공장치에 의해 충진부를 시공하는 순서도이다.

본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되지만, 다수의 상이한 형태들로 구현될 수 있으며 본 명세서에서 제시된 실시예들로 제한되지 않는다. 이하 본 발명을 도면을 참고로 하여 설명한다.

도 2a 에는 본 발명에 따른 그라우팅 공법에 의해 그라우팅 주입부와 충진부가 형성된 사방댐의 단면도가 도시되고, 도 2b에 본 발명에 따른 그라우팅 공법에 의해 그라우팅 주입관이 형성된 사방댐을 수평으로 자르고 위에서 내려다 본 평단면도가 도시된다.

본 실시예의 사방댐(100)은 일측에 저수된 물을 가두기 위해 기초지반(30) 위에 자갈과 모래, 흙 등으로 성토되어 축조된 제방 본체(10)와; 상기 제방 본체(10)의 내부 중심에 점성이 있는 진흙 재질로 윗변이 좁고 아래변이 넓은 사다리꼴 단면 형태로 설치되는 코아 차수벽(20)과; 상기 코아 차수벽(20)으로부터 일정거리 이격되어 천공된 주입구멍(41)에 설치되는 다수의 그라우팅 주입부(40)와; 상기 다수의 그라우팅 주입부(40) 사이에 천공된 충진구멍(51)에 주입되어 상기 제방 본체(10)의 손실부분에 충진되는 그라우팅 충진부(50)를 포함하여 구성된다.

제방 본체(10)는 인근 산으로부터 흙과 자갈, 모래 등을 파내어 기초지반(30) 위에 경사지게 성토되어 축조됨으로써 상류측에 물을 가두어 저수한다. 가운데 형성되는 코아 차수벽(20)을 중심으로 양쪽에 자갈로 구성된 중간층, 작은 암석으로 구성된 소암석층 및 중간 크기의 암석으로 된 중간 암석층을 몇개의 겹으로 덮어서 지형에 따라 수십m의 높이로 축조된다.

코아 차수벽(20)은 저수된 물을 가두어 누수되지 않도록 점성이 있는 점토질로 구성되며 윗변이 좁고 아래변이 넓은 사다리꼴 단면 형태로 설치된다.

그라우팅 주입부(40)는 코아 차수벽(20)의 하단부에서 일정한 간격을 두고 도 2b에 도시된 바와 같이 다수의 주입구멍(41)을 코아 차수벽(20)으로부터 일정한 이격거리 d 를 두어 드릴로 천공하고 이렇게 천공된 주입구멍(41)에 시멘트 밀크로 된 그라우팅을 주입하여 형성한다.

그라우팅 충진부(50)는 다수의 주입구멍(41) 사이에 적어도 1개 이상의 충진구멍(51)을 형성하고, 상기 충진구멍(51)에 케이싱 외관(61)과 내관(62)을 삽입하고 상기 내관(62)을 통해 시멘트 밀크 및 충진사(74) 그리고 급결재를 주입하여 제방 본체(10)의 유실로 인한 틈, 공극부분 등에 메워지게 한다.

도 3에 본 발명에 따른 주입부 시공장치의 구성을 나타내는 개략도가 도시된다.

본 발명에 따른 주입부 시공장치(200)는 신축성이 양호하고 인장강도가 우수하여 주입구멍(41)에 삽입되면서 손상받지 않는 팽창포대(42)와; 상기 팽창포대(42)의 상부에 삽입되고 외부에서 제1 바인딩 로프(44)에 묶여지는 제1 펙커판(43)과; 상기 팽창포대(42)의 상부에 삽입된 제1 펙커판(43)을 상기 팽창포대(42)의 밖에서 묶어서 밀봉하는 제1 바인딩 로프(44)와; 상기 팽창포대(42)의 상부에 상기 제1 펙커판(43)보다 아래에 삽입되고 외부에서 제2 바인딩 로프(49)에 묶여지는 제2 펙커판(48)과; 상기 팽창포대(42)의 상부에 삽입된 제2 펙커판(48)을 상기 팽창포대(42)의 밖에서 묶어서 밀봉하는 제2 바인딩 로프(49)와; 상기 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48)을 통해 상기 팽창포대(42)의 하단부까지 내부로 연장되어 삽입되는 제1 그라우팅 주입 파이프(45)와; 상기 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48)을 통해 상기 팽창포대(42)의 내부에 삽입되어 공기를 외부로 배출하는 공기배출 파이프(46)와; 상기 제1 펙커판(43)을 통해 상기 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간에 삽입되어 시멘트 밀크를 주입하는 제2 그라우팅주입 파이프(47)로 구성된다.

본 발명에 따른 그라우팅 주입부(40)는 다수의 주입구멍(41)을 코아 차수벽(20)의 하단부으로부터 일정한 이격거리를 두어 드릴로 기초지반(30)까지 천공하고 천공된 주입구멍(41)에 도 3에 도시된 바와 같이 주입부 시공장치(200)를 삽입하여 시멘트 밀크로 된 그라우팅을 주입하여 형성한다.

본 발명에 의한 팽창포대(30)는, 신축량이 150 ~ 250%로서 신축성이 양호하고, 인장강도가 1167N/5㎠ 이상의 강한 압력에도 그 성능을 유지할 수 있는 강한 파라게 아라미드 섬유 또는 코코아 나무 및 열매, 마 등의 천염섬유로 제작된다.

본 발명에 따른 주입부 시공장치(200)를 제방본체(10)에 뚫어진 그라우팅 주입부(40)의 주입구멍(41)에 삽입하여 장전시킨 상태에서, 팽창포대(42)에 그라우트재로서 시멘트밀크를 공급하여 충진시킨다.

제2 그라우팅주입 파이프(47)는 제2 펙커판(48) 부근까지 길게 삽입되도록 하고, 제2 그라우팅주입 파이프(47)에서 공급되는 그라우트재(시멘트 밀크)가 상기 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간에 충진되고, 그라우트재(시멘트 밀크)가 상기 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간에 충진되면 공기(이물질)가 상방으로 이동하며 팽창포대(42)의 구멍을 통하여 외부로 배출된다.

이때 그라우트재에 포함된 물도 함께 외부로 배출되어 시멘트 밀크에 포함된 물의 비율을 줄여 조기고결되도록 하여 시멘트의 강도를 증가시킨다.

제2 그라우팅주입 파이프(47)를 통하여 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간에에 그라우트재를 공급하게 되면 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간의 내부는 그라우트재가 서서히 충진되고, 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간의 내부에 있던 공기(이물질 포함)는 1차배기호스(28)를 통하여 그라우팅공(2)의 외부로 배출된다.

그라우트재(35)가 충진되는 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 공간은 충분히 팽창하여 부피가 확장되어 주입공(41)의 내주(면)보다 커지게 되고, 주입공(41)의 내주(면)보다 부피가 커진(팽창한) 제1 펙커판(43)과 제2 펙커판(48) 사이의 그라우트재에 의해 형성되는 1차가압장은 수분 후에 완전히 고형화되어 주입공(41)의 입구를 폐쇄시킨 상태가 유지되도록 한다.

제1 그라우팅 주입 파이프(45)를 통하여 팽창포대(42)에 그라우트재를 공급하게 되면 팽창포대(30)의 내부는 그라우트재가 서서히 충진되고, 팽창포대(30)의 내부로 그라우트재가 서서히 충진되면 팽창포대(42)의 내부에 있던 공기(이물질 포함)는 공기배출 파이프(46)를 통하여 그라우팅 주입부(40)의 주입구멍(41)의 외부로 배출된다.

그라우트재가 충진되는 팽창포대(42)는 물이 통과할 수 있는 구멍을 포함하므로 팽창포대(42)의 구멍을 통해 시멘트 밀크에 포함된 물이 배출되어 시멘트 밀크에 포함된 물의 비율을 줄여 조기에 고결되도록 하여 시멘트의 강도를 증가시킬 수 있고, 충분히 팽창하여 부피가 확장되어 주입구멍(41)의 내주(면)보다 커지게 되고, 주입구멍(41)의 내주(면)보다 부피가 커진(팽창한) 팽창포대(30)의 내부에 주입된 그라우트재는 수분 후에 완전히 고형화되어 주입구멍(41)을 완전히 메운(폐쇄시킨) 상태를 유지하게 된다.

도 4에 본 발명에 따른 충진부 시공장치를 구성하는 케이싱 외관과 내관의 단면도가 도시된다.

본 발명을 실시하기 위하여 천공된 충진구멍(51)의 안으로 케이싱 외관(61)을 지반(30)에 닿을 때까지 삽입시킨 후, 케이싱 외관(61)의 내부로는 워터제트 펌프 노즐(70)과 급결재 파이프(75)을 용접 등에 의해 용접하여 연결한 내관(62)을 삽입한다.

내관(62)에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하고 내관(62)의 하단부에 펙커(80)로 감싸서 팽창시킴으로써 케이싱 외관(61)의 내부에 밀착시켜 케이싱 외관(61)의 내부를 밀봉상태로 만들어서 내관(62)을 통해 주입되는 시멘트 밀크 등이 케이싱 외관(61)을 통해 위로 역류하지 않도록 한다.

내관(62)에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하여 시멘트 밀크를 주입하면서 급결제 파이프(75)를 통해 급결재를 공급하고 워터제트 펌프 노즐(70)을 통해 시멘트 밀크와 여러가지의 길이를 갖는 다수의 충진사(75)를 혼합하여 제방 본체(10)의 유실로 인하여 만들어진 틈, 공극 등에 주입한다.

충진사(74)는 도 5에 도시된 바와 같이 면, 마, 등의 천연섬유와 나일론 등의 화학섬유 재질로 만들어지고 길이가 짧고 직경이 중간 정도인 짧은 충진사(74a), 길이가 40∼50 ㎝ 범위이고 직경은 2∼3 ㎜ 인 긴 충진사(74b), 길이가 20∼30 ㎝ 범위로서 직경은 2∼3 ㎜ 중간 충진사(74c) 그리고 길이가 40∼50 ㎝ 범위이고 직경은 4∼5 ㎜ 인 대형 충진사(74d)가 사용되며, 필요에 따라 더 길고 더얇은 또는 더 짧고 더 굵은 충진사(74)를 사용할 수 있다.

본 실시예에서는 길이가 10∼50 ㎝ 범위이고, 굵기는 1∼5 ㎜를 사용하여 워터제트 펌프 노즐(70)을 통해 시멘트 밀크와 함께 주입되어 제방 본체(10)의 유실로 인한 틈, 공극 등에 충진되어 시멘트 밀크와 함께 굳어짐으로써 시멘트가 갖지못한 장력에 견디는 힘을 보충한다.

여기서 충진부 시공장치의 내관(62)에 워터제트 펌프 노즐(70)을을 연결하지 않고 내관(62)을 통해 시멘트 밀크와 여러가지의 길이를 갖는 다수의 충진사(75)를 혼합하여 충진구멍(51)에 주입함으로써 제방 본체(10)의 유실로 인하여 만들어진 틈, 공극 등에 주입할 수 있다.

도 6a 내지 도 6f에 본 발명에 따라 사방댐에 충진부 시공장치에 의해 충진부를 시공하는 순서도가 도시된다.

단계 S1에서 도 6a에 도시된 바와 같이 다수의 충진구멍(51)을 코아 차수벽(20)으로부터 일정한 이격거리 d2(도 2b참조) 를 두어 드릴로 천공하고, 단계 S2에서 상기 다수의 충진구멍(51)에 케이싱 외관(61)을 삽입한다.

단계 S3에서, 충진구멍(51)에 케이싱 외관(61)을 삽입하고 하단부에 페커(85)를 부착하고 측면에 워터제트 펌프 노즐(70)과 급결재 파이프(75)를 용접 등에 의해 연결한 내관(62)을 도 6b에 도시된 바와 같이 삽입한 후, 상기 내관(62)이 원하는 깊이에 도달하면 도 6c에 도시된 바와 같이 페커(85)를 팽창시켜 케이싱 외관(61)에 페커(85)를 밀착시켜 상기 내관(62)을 통해 주입되는 시멘트 밀크가 페커(85)를 넘어 역류하지 않게 한다.

단계 S4에서, 상기 내관(62)을 통해 시멘트 밀크를 주입하면서 상기 워터제트 펌프 노즐(70)를 통해 시멘트 밀크와 충진사(74)가 혼합시켜 주입하고 급결재 파이프(75)를 통해 급결재를 공급하여 도 6d에 도시된 바와 같이 충진구멍(51)에 시멘트 밀크와 충진사(74)가 채워질 뿐만아니라 제방 본체(10)의 유실로 인하여 만들어진 틈, 공극 등에 충진되도록 한다.

단계 S5에서, 도 6e에 도시된 바와 같이 상기 외관(61) 및 내관(62)과 워터제트 펌프 노즐(70) 그리고 급결재 파이프(75)를 함께 한구간의 거리 D1 만큼 상승시키고 도 6f에 도시된 바와 같이 페커(85)를 팽창시켜 케이싱 외관(61)에 페커(85)를 밀착시켜 상기 내관(62)을 통해 주입되는 시멘트 밀크가 페커(85)를 넘어 역류하지 않게 한다.

단계 S6에서, 상기 내관(62)을 통해 시멘트 밀크를 주입하면서 상기 워터제트 펌프 노즐(70)를 통해 시멘트 밀크와 충진사(74)가 혼합시켜 주입하고 급결재 파이프(75)를 통해 급결재를 공급하여 단계 S4를 반복하여 도 6f에 도시된 바와 같이 새로운 구간의 충진구멍(51)에 시멘트 밀크와 충진사(74)를 주입하여 충진구멍(51)에 시멘트 밀크와 충진사(74)를 충진하고 제방 본체(10)의 유실로 인하여 만들어진 틈, 공극 등에 충진되도록 한다.

이와 같이 외관(61) 및 내관(62)과 워터제트 펌프 노즐(70) 그리고 급결재 파이프(75)를 함께 한구간의 거리 D1 만큼씩 상승시키고 시멘트 밀크와 충진사(74)가 혼합시켜 주입하여 충진구멍(51)에 반복적으로 충진하여 사방댐 본체(10)의 윗면까지 시멘트 밀크와 충진사(74)를 충진한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 를 형성하는 기술사상에 대한 것인 한 청구 범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10: 제방 본체 20: 코아 차수벽
30: 기초지반 40: 그라우팅 주입부
41: 주입구멍 42: 팽창포대
43: 제1 펙커판 44: 제1 바인딩 로프
45: 제1 그라우팅 주입 파이프 46: 공기배출 파이프
47: 제2 그라우팅주입 파이프 48: 제2 펙커판
49: 제2 바인딩 로프
50: 그라우팅 충진부 51: 충진구멍
61: 케이싱 외관 62: 내관
70: 워터제트 펌프 노즐 74: 충진사
75: 급결제 파이프 100: 사방댐

Claims (5)

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5. 일측에 저수된 물을 가두기 위해 기초지반 위에 자갈과 모래, 흙으로 성토되어 축조된 제방 본체와;
   상기 제방 본체의 내부 중심에 점성이 있는 진흙 재질로 윗변이 좁고 아래변이 넓은 사다리꼴 단면 형태로 설치되는 코아 차수벽과;
   상기 코아 차수벽으로부터 일정거리 이격되어 천공된 주입구멍에 설치되는 다수의 그라우팅 주입부와;
   상기 다수의 그라우팅 주입부 사이에 천공된 충진구멍에 주입되어 상기 제방 본체의 손실부분에 충진되는 그라우팅 충진부를 포함하여 구성되며,
   상기 그라우팅 주입부의 시공장치는 신축성이 양호하고 인장강도가 우수하여 주입구멍에 삽입되면서 손상받지 않는 팽창포대와; 상기 팽창포대의 상부에 삽입되고 외부에서 제1 바인딩 로프에 묶여지는 제1 펙커판과; 상기 팽창포대의 상부에 삽입된 제1 펙커판을 상기 팽창포대의 밖에서 묶어서 밀봉하는 바인딩 로프와; 상기 팽창포대의 상부에 상기 제1 펙커판보다 아래에 삽입되고 외부에서 제2 바인딩 로프에 묶여지는 제2 펙커판과; 상기 팽창포대의 상부에 삽입된 제2 펙커판을 상기 팽창포대의 밖에서 묶어서 밀봉하는 제2 바인딩 로프와; 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판을 통해 상기 팽창포대의 하단부까지 내부로 연장되어 삽입되는 제1 그라우팅 주입 파이프와; 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판을 통해 상기 팽창포대의 내부에 삽입되어 공기를 외부로 배출하는 공기배출 파이프와; 상기 제1 펙커판을 통해 상기 제1 펙커판과 제2 펙커판 사이의 공간에 삽입되어 시멘트 밀크를 주입하는 제2 그라우팅주입 파이프로 구성되고,
   상기 그라우팅 충진부는 다수의 주입구멍 사이에 적어도 1개 이상의 충진구멍을 형성하고, 상기 충진구멍에 케이싱 외관과 내관을 삽입하고 상기 내관을 통해 시멘트 밀크 및 충진사 그리고 급결재를 주입하여 제방 본체의 유실로 인한 틈과 공극부분을 메우며,
   상기 내관에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하고 내관의 하단부에 펙커로 감싸서 팽창시킴으로써 케이싱 외관의 내부에 밀착시켜 케이싱 외관의 내부를 밀봉상태로 만들고, 상기 내관에는 시멘트 밀크 펌프를 연결하여 시멘트 밀크를 주입하고, 상기 내관의 측면에는 급결제 파이프와 워터제트 펌프 노즐을 연결하여 급결제 파이프를 통해 급결재를 공급하고 워터제트 펌프 노즐을 통해 시멘트 밀크와 여러가지의 길이를 갖는 다수의 충진사를 혼합하여 상기 충진구멍에 주입하여 제방 본체의 유실로 인하여 만들어진 틈과 공극부분에 주입되도록 하는 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐에 적용되는 그라우팅 공법에 관한 것으로,
   (a) 다수의 충진구멍을 코아 차수벽으로부터 일정한 이격거리 d2 를 두어 드릴로 천공하고, 상기 다수의 충진구멍에 케이싱 외관을 삽입하는 단계와;
   (b) 상기 케이싱 외관에 워터제트 펌프 노즐과 급결재 파이프를 연결하고 그 하단부에 페커를 부착한 내관을 삽입한 후, 상기 내관이 원하는 깊이에 도달하면 페커를 팽창시켜 케이싱 외관에 페커를 밀착시키는 단계와;
   (c) 상기 내관을 통해 시멘트 밀크를 주입하면서 상기 워터제트 펌프 노즐를 통해 시멘트 밀크와 충진사가 혼합시켜 주입하고 급결재 파이프를 통해 급결재를 공급하는 단계와;
   (d) 상기 페커를 수축시켜 상기 외관 및 내관과 워터제트 펌프 노즐 그리고 급결재 파이프를 함께 한구간의 거리 D1 만큼 상승시키고 상기 페커를 다시 팽창시켜 케이싱 외관에 페커를 밀착시키는 단계와;
   (e) 상기 (c)와 (d)를 반복하여 사방댐 본체의 윗면까지 시멘트 밀크와 충진사를 충진 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그라우팅 충진부를 구비하는 사방댐의 그라우팅 공법

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