KR101644098B1 - 암반 보강용 벌브 케이블 볼트 - Google Patents

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Abstract

암반 보강용 벌브 케이블 볼트에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 암반에 천공된 삽입공에 설치되는 지압판과; 지압판에 설치되는 인젝션 헤드와; 인젝션 헤드를 관통하여 삽입공에 삽입되는 벌브 케이블과; 인젝션 헤드를 관통하여 삽입공에 삽입되고, 인젝션 헤드의 일측으로부터 주입된 그라우팅재가 인젝션 헤드를 통과하여 삽입공으로 주입되는 통로를 형성하는 주입부; 및 인젝션 헤드를 관통하여 삽입공에 삽입되고, 삽입공 내부의 공기가 인젝션 헤드를 통과하여 삽입공 외부로 배출되는 통로를 형성하는 공기배출부를 포함한다.

Description

암반 보강용 벌브 케이블 볼트{BULBED CABLE BOLT}
본 발명은 암반 보강용 벌브 케이블 볼트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널, 광산, 댐, 수로, 사면, 지반보강공사 등과 같은 토목건축공사에서의 구조물 보강에 필요한 암반 보강용 벌브 케이블 볼트에 관한 것이다.
일반적으로 토목건축공사, 특히 터널, 광산, 댐, 수로, 사면, 지반보강공사 등에 있어서는 산의 암반을 포함하는 지중에 구멍을 형성하게 된다. 이 구멍은 소정의 폭발물, 예를들면 다이너마이트와 같은 폭발물을 다수개 터뜨려서 암반을 깨면서 터널 기초구멍을 넓혀 나아가게 된다. 일정한 높이와 넓이로 기초터널을 뚫고 난 후, 이 기초터널의 붕괴를 방지하기 위해서는 기초터널의 안쪽에 면하여 무수히 많은 기초 볼트(락 볼트)를 박고 메쉬 형상의 망사체를 설치하며 최종적으로 콘크리트를 타설하는 보강막 공사를 하게 된다.
이러한 보강막 공사의 과정을 간략히 설명하면, 먼저 착암기나 파쇄기를 이용하여 암반에 기초 볼트가 삽입될 구멍을 뚫는다. 그런 다음 구멍에 시멘트 몰탈, 레진 등과 같은 그라우팅재(Grouting materials)를 타설하고 기초 볼트를 삽입한다.
이처럼 삽입된 기초 볼트 주위의 그라우팅재가 굳으면 기초 볼트는 암반 속에 고정된다. 이와 같이 고정되는 기초 볼트를 소정 간격으로 다수개 설치함으로써 망사체에 분사되는 콘크리트 하중에 충분히 견디도록 한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2002-0007482(2002년 01월 29일 공개, 발명의 명칭 : 고정구를 이용한 락볼트 시공방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 그라우팅재의 주입성이 향상되고, 고정력 및 인장력이 향상된 암반 보강용 벌브 케이블 볼트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트는: 암반에 천공된 삽입공에 설치되는 지압판과; 상기 지압판에 설치되는 인젝션 헤드와; 상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되는 벌브 케이블과; 상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 인젝션 헤드의 일측으로부터 주입된 그라우팅재가 상기 인젝션 헤드를 통과하여 상기 삽입공으로 주입되는 통로를 형성하는 주입부; 및 상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 삽입공 내부의 공기가 상기 인젝션 헤드를 통과하여 상기 삽입공 외부로 배출되는 통로를 형성하는 공기배출부를 포함하고, 상기 인젝션 헤드는, 일측이 상기 지압판의 일측으로 노출되고 타측이 상기 지압판의 타측에서 상기 삽입공에 삽입되도록 상기 지압판에 설치되는 헤드본체부와; 상기 헤드본체부의 내부에 상기 헤드본체부의 일측과 타측이 연통되도록 관통되게 형성되고, 상기 벌브 케이블이 삽입되는 관통공과; 상기 헤드본체부에 상기 벌브 케이블이 상기 삽입공에 삽입되는 방향으로 관통되게 형성되어 상기 주입부가 삽입되는 주입공; 및 상기 주입공과 이격 배치되도록 상기 헤드본체부에 상기 벌브 케이블이 상기 삽입공에 삽입되는 방향으로 관통되게 형성되어 상기 공기배출부가 삽입되는 배출공을 포함한다.
또한 헤드본체부는, 상기 지압판의 타측에서 상기 삽입공에 삽입되도록 상기 지압판에 관통되게 설치되고, 내부에 상기 관통공이 형성되는 삽입부와; 상기 삽입부로부터 상기 지압판의 일측으로 노출되게 연장되어 형성되고, 내부에 상기 관통공이 상기 삽입부의 내부로부터 연장되어 형성되는 보스부; 및 상기 삽입부와 상기 보스부의 사이에 구비되고, 상기 지압판의 일측에서 플랜지 형상으로 돌출되게 형성되는 플랜지부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나는, 일측이 삽입부의 단부에서 개구되고 타측이 플랜지부의 단부에서 개구되도록 상기 삽입부와 상기 플랜지부에 관통되게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 보스부는, 상기 플랜지부의 지름방향으로 상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나보다 내측에 위치되고; 상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나와 인접된 상기 보스부의 외벽에는, 상기 주입공에 삽입되는 주입부 또는 상기 배출공에 삽입되는 공기배출부가 안착되어 지지되는 안착지지부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 안착지지부는, 주입공 또는 상기 배출공이 상기 보스부와 중첩되는 영역의 형상에 대응되는 형상으로 상기 보스부의 외벽에 오목하게 형성되어 상기 인젝션 헤드의 길이방향으로 연장되는 것이 바람직하다.
또한 상기 삽입부의 외주면에는, 결합홈이 오목하게 형성되고; 상기 인젝션 헤드는, 상기 결합홈에 끼움 결합되어 상기 삽입부의 외주면에 돌출되게 설치되는 돌출링을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 벌브 케이블은, 복수개의 케이블이 꼬아져 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 벌브 케이블은, 복수개의 상기 케이블이 꼬아진 내부에 공간부가 형성되도록 복수개의 상기 케이블 간의 간격이 벌어져 형성된 벌브부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 인젝션 헤드의 타측에 결합되어 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 관통공과 연통되는 연장공이 내부에 형성되어 상기 삽입공의 길이방향으로 연장되며, 상기 연장공에 상기 주입부가 삽입되는 연장튜브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 암반 보강용 벌브 케이블 볼트에 따르면, 삽입공 내부에 공기배출부를 설치하여 삽입공 내부에 남아있는 공기가 삽입공 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 주입성이 향상되고, 삽입공 내부로의 그라우팅재의 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 주입부와 공기배출부가 안착지지부에 의해 넓은 면적에 걸쳐 지지되면서 인젝션 헤드에 설치되도록 함으로써, 주입부 및 공기배출부가 인젝션 헤드에 설치되는 과정에서 꺾여 파손되거나 기타 외력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 그라우팅재와의 결합력이 형상되고 길이방향으로 가해지는 힘에 대한 지지력 및 인장력이 향상된 벌브 케이블을 이용하여 삽입공의 내부에서 그라우팅재와 결합됨으로써, 암반에 더욱 단단한 결합력으로 고정될 수 있는 향상된 고정력을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 벌브부에 의해 삽입공 내부에서의 쏠림이 방지되면서 삽입공 내부에서 그라우팅재와 더욱 결속력으로 결합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 암반 보강용 벌브 케이블 볼트의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 "A-A" 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 인젝션 헤드를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 암반 보강용 벌브 케이블 볼트의 설치 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 암반 보강용 벌브 케이블 볼트의 분해 사시도이다. 또한 도 3은 도 1의 "A-A" 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 인젝션 헤드를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)는 지압판(110)과, 인젝션 헤드(120)와, 벌브 케이블(130)과, ?지(140)와, 주입부(150) 및 공기배출부(160)를 포함한다.
지압판(110)은 일정한 두께와 강성을 갖는 판(板) 형태로 형성되어 본 실시예의 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)가 설치될 암반(1)에 설치된다. 이러한 지압판(110)은 암반(1)의 표면에 밀착되어 고정되고, 벌브 케이블(130) 및 이 벌브 케이블(130)과 결합되는 인젝션 헤드(120)에 의해 지지되어 암반(1)의 표면을 지지하게 된다.
인젝션 헤드(120)는 지압판(110)과 결합되어 지압판(110)을 암반(1)의 외부에서 암반(1)의 표면에 밀착되는 방향으로 지지한다. 이러한 인젝션 헤드(120)는 헤드본체부(121)와, 관통공(126)과, 주입공(127) 및 배출공(128)을 포함한다.
헤드본체부(121)는 인젝션 헤드(120)의 본체를 이루며, 일측이 지압판(110)의 일측으로 노출되고 타측이 지압판(110)의 타측에서 삽입공(2)에 삽입되도록 지압판(110)에 설치된다. 이러한 헤드본체부(121)는 삽입부(122)와, 보스부(123) 및 플랜지부(124)를 포함한다.
삽입부(122)는 원통 형상으로 형성되며, 지압판(110)의 타측에서 삽입공(2)에 삽입되도록 지압판(110)에 관통되게 설치된다. 이러한 삽입부(122)의 내부에는 관통공(126)이 형성된다.
아울러 삽입부(122)의 외주면에는 결합홈(122a)이 오목하게 형성된다. 이러한 결합홈(122a)에는 돌출링(129)이 설치된다.
돌출링(129)은 결합홈(122a)에 끼움 결합되어 삽입부(122)의 외주면에 돌출되게 설치된다. 이러한 돌출링(129)은 지압판(110)에 결합된 삽입부(122)가 지압판(110)으로부터 이탈되지 않도록 삽입부(122)를 구속하는 한편, 삽입공(2)으로 주입된 그라우팅재가 삽입공(2)의 입구 측으로 흘러내리는 것을 차단하는 돌출 구조물 역할을 한다.
보스부(123)는 삽입부(122)로부터 지압판(110)의 일측으로 노출되게 연장되어 형성된다. 이러한 보스부(123)는 삽입부(122)보다 지름이 작은 원통 형상으로 형성되며, 이러한 보스부(123)의 내부에는 관통공(126)이 삽입부(122)의 내부로부터 연장되어 형성된다.
플랜지부(124)는 삽입부(122)와 보스부(123)의 사이에 구비되고, 지압판(110)의 일측에서 플랜지 형상으로 돌출되게 형성된다. 이러한 플랜지부(124)의 내부에는 관통공(126)이 삽입부(122)의 내부와 보스부(123)의 내부를 연결하여 형성된다.
본 실시예에 따르면, 관통공(126)은 삽입부(122)와 보스부(123) 및 플랜지부(124)의 내부, 즉 헤드본체부(121)의 내부에 헤드본체부(121)의 일측과 타측이 연통되도록 관통되게 형성된다. 이러한 관통공(126)은 벌브 케이블(130)이 삽입되는 통로가 된다.
주입공(127)은 헤드본체부(121)에 벌브 케이블(130)이 삽입공(2)에 삽입되는 방향(d: 이하, "삽입방향"이라 한다)으로 관통되게 형성되며, 이러한 주입공(127)은 헤드본체부(121)의 내부에 주입부(150)가 삽입되는 통로를 형성한다.
배출공(128)은 주입공(127)과 이격 배치되도록 삽입방향(d)으로 관통되게 형성되며, 이러한 배출공(128)은 헤드본체부(121)의 내부에 공기배출부(160)가 삽입되는 통로를 형성한다.
상기와 같은 주입공(127)과 배출공(128) 중 적어도 어느 하나는, 일측이 삽입부(122)의 단부에서 개구되고 타측이 플랜지부(124)의 단부에서 개구되도록 삽입부(122)와 플랜지부(124)에 관통되게 형성된다. 본 실시예에서는, 주입공(127)과 배출공(128) 모두가 삽입부(122)와 플랜지부(124)에 관통되게 형성되는 것으로 예시된다.
한편, 보스부(123)는 플랜지부(124)의 지름방향으로 주입공(127)과 배출공(128) 중 적어도 어느 하나보다 내측에 위치된다. 이하, 보스부(123)가 주입공(127)과 배출공(128)보다 내측에 위치되는 것을 예로 들어 설명한다.
본 실시예에 따르면, 보스부(123)의 외벽에는 안착지지부(125)가 형성된다. 안착지지부(125)는 주입공(127)과 배출공(128)과 인접된 보스부(123)의 외벽에 각각 형성된다.
이때 각각의 안착지지부(125) 중 하나는, 주입공(127)이 보스부(123)와 중첩되는 영역의 형상에 대응되는 형상으로 보스부(123)의 외벽에 오목하게 형성되어 인젝션 헤드(120)의 길이방향으로 연장된다.
그리고 각각의 안착지지부(125) 중 다른 하나는, 배출공(128)이 보스부(123)와 중첩되는 영역의 형상에 대응되는 형상으로 보스부(123)의 외벽에 오목하게 형성되어 인젝션 헤드(120)의 길이방향으로 연장된다.
이와 같이 보스부(123)에 형성되는 각각의 안착지지부(125)에는, 주입공(127)에 삽입되는 주입부(150)와 배출공(128)에 삽입되는 공기배출부(160)가 각각 안착되어 지지된다.
벌브 케이블(130)은 인젝션 헤드(120)를 관통하여 삽입공(2)에 삽입된다. 즉 벌브 케이블(130)은 암반(1) 외부로부터 관통공(126)을 통해 삽입공(2)에 삽입되어 암반(1) 내부에 설치된다.
이러한 벌브 케이블(130)은 암반(1)의 내부에서 삽입공(2)에 충진된 그라우팅재에 의해 암반(1)의 내부에 고정되는 한편, 관통공(126)에 삽입된 부분이 ?지(140)를 매개로 인젝션 헤드(120)와 결합된다.
본 실시예에서, 벌브 케이블(130)은 복수개의 케이블(131)이 꼬아져 형성되는 것으로 예시된다. 이러한 벌브 케이블(130)은, 일정한 강성을 갖도록 형성된 막대 형상의 케이블(131) 복수개가 꼬아진 형태로 형성된다.
본 실시예에 따르면, 벌브 케이블(130)은 막대 형상의 케이블(131) 복수개가 꼬아진 형태로 형성되어 그라우팅재와의 결합 면적이 확장되므로, 삽입공(2) 내부에서 벌브 케이블(130) 주변에 충진되는 그라우팅재와의 결합력이 향상될 수 있다.
또한 상기와 같은 형상으로 형성되는 벌브 케이블(130)은, 그라우팅재와 접촉되는 울퉁불퉁한 결합면을 형성함으로써, 삽입공(2) 내부에서 벌브 케이블(130) 주변에 충진되는 그라우팅재와의 결합력이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성된 벌브 케이블(130)은, 복수개의 케이블(131)이 꼬아진 내부에 공간부가 형성되도록 복수개의 케이블(131) 간의 간격이 벌여져 형성된 벌브부(135)를 포함한다.
이와 같은 벌브부(135)는, 직선 형상으로 연장되게 형성된 벌브 케이블(130)의 일부분에 구근형 나선 형태를 갖도록 볼록하게 돌출된 형상부가 형성되도록 함으로써, 벌브 케이블(130)의 길이방향으로 가해지는 힘을 지지할 수 있는 그라우팅재와의 결합력을 증강시킬 수 있다.
또한 벌브부(135)는 벌브 케이블(130)의 내부에 그라우팅재가 충진될 수 있는 공간부가 형성되도록 함으로써, 그라우팅재가 벌브 케이블(130)의 외부와 내부에서 벌브 케이블(130)에 결합되어 벌브 케이블(130)과 그라우팅재 간의 결합력이 더욱 증강되도록 할 수 있다.
?지(140)는 벌브 케이블(130)을 감싸며 관통공(126)에 삽입되어 인젝션 헤드(120)에 결합된다.
?지(140)는 벌브 케이블(130)을 감싼 상태로 벌브 케이블(130)이 삽입공(2)에 삽입되는 방향(d; 이하 "삽입방향"이라 한다)으로 관통공(126)에 삽입되어 인젝션 헤드(120)에 억지 끼움되고, 인젝션 헤드(120)에 억지 끼움되면서 감싸고 있던 벌브 케이블(130)을 조이도록 상태가 변화된다.
이러한 ?지(140)는, 외측면이 인젝션 헤드(120)에 억지 끼움되어 인젝션 헤드(120)와 결합됨에 따라 내측면이 벌브 케이블(130)을 조여 벌브 케이블(130)과 결합됨으로써, 벌브 케이블(130)을 인젝션 헤드(120)에 결합시킨다.
본 실시예에서, ?지(140)는 복수개의 ?지부재(141) 및 복수개의 ?지부재(141)를 결합시키는 구속부재(145)를 포함하는 형태인 것으로 예시된다.
이에 따르면, ?지(140)는, 복수개의 ?지부재(141)가 서로 측방향으로 결합됨에 따라 형성된다. 각각의 ?지부재(141)는 서로 동일한 형상으로 형성되고, 복수개의 ?지부재(141)가 서로 측방향으로 결합되어 원통 형상의 ?지(140)를 형성한다.
이와 같이 복수개의 ?지부재(141)가 결합되어 형성된 ?지(140)의 외주면은 테이퍼면으로 형성되고, ?지(140)의 내부에는 벌브 케이블(130)이 삽입되는 결합공(142)이 형성된다.
한편, 각각의 ?지부재(141)에는 오목홈(부호생략)이 형성되고, 각각의 ?지부재(141)에 형성된 오목홈은, 복수개의 ?지부재(141)가 결합된 ?지(140)의 외주면에 하나의 링 형상을 이루도록 연결된다.
이와 같이 형성된 오목홈에는 구속부재(145)가 끼움 결합된다. 복수개의 ?지부재(141)를 서로 결합되는 방향으로 가압하여 복수개의 ?지부재(141)를 결합시킨다.
본 실시예에서, 구속부재(145)는 탄성을 갖는 링 형태로 구비되는 것으로 예시된다. 이러한 구속부재(145)는 서로 결합된 복수개의 ?지부재(141) 간의 간격이 조절되도록 복수개의 ?지부재(141)를 탄성 지지한다.
상기와 같은 구속부재(145)에 의해 결합된 ?지부재(141) 간의 간격은, 그 내부에 삽입된 벌브 케이블(130)의 지름길이에 따라 변화되는 결합공(142)의 지름길이에 따라 변화된다.
즉 ?지(140)의 내부에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개의 ?지부재(141)가 서로 맞닿도록 결합되었을 때 형성되는 결합공(142)보다 더 긴 지름길이를 갖도록 형성된 벌브 케이블(130)이 삽입되고, 이에 따라 복수개의 ?지부재(141)는 서로 간의 간격이 벌어진 상태로 벌브 케이블(130)을 감싸게 된다.
이때 복수개의 ?지부재(141)는, 구속부재(145)에 의해 탄성 지지되어 벌브 케이블(130)의 외주면에 밀착되면서, 서로 벌어진 상태로 벌브 케이블(130)에 결합된다.
주입부(150)는 인젝션 헤드(120)를 관통하여 삽입공(2)에 삽입된다. 이러한 주입부(150)는 인젝션 헤드(120)의 일측으로부터 주입된 그라우팅재가 인젝션 헤드를 통과하여 삽입공(2)으로 주입되는 통로를 형성한다.
본 실시예에 따르면, 주입부(150)는 내부에 중공이 형성된 튜브 형태로 형성되고, 인젝션 헤드(120)의 주입공(127)에 삽입되어 인젝션 헤드(120)를 관통하도록 설치된다.
이러한 주입부(150)의 일측은 인젝션 헤드(120)의 일측으로 노출되고, 인젝션 헤드(120)를 관통하여 인젝션 헤드(120)의 타측으로 연장된 주입부(150)의 타측은 삽입공(2) 내부에 삽입되어 그라우팅재를 삽입공(2)의 내부에 주입하게 된다.
또한 상기와 같이 인젝션 헤드(120)를 관통하도록 설치되는 주입부(150)는, 주입공(127)에 삽입되는 부분의 주변 부위가 안착지지부(125)에 의해 지지된다.
즉 안착지지부(125)는, 주입부(150)의 주입공(127) 삽입 경로를 가이드하는 한편, 주입공(127)에 삽입되는 주입부(150)를 넓은 면적에 걸쳐 지지함으로써, 주입부(150)가 주입공(127)에 삽입되는 과정에서 꺾여 파손되거나 기타 외력에 의해 파손되는 것으로부터 주입부(150)를 보호할 수 있다.
공기배출부(160)는 주입부(150)와 마찬가지로 인젝션 헤드(120)를 관통하여 삽입공(120)에 삽입된다. 이러한 공기배출부(160)는 삽입공(2) 내부의 공기가 인젝션 헤드(120)를 통과하여 삽입공(2) 외부로 배출되는 통로를 형성한다.
본 실시예에 따르면, 공기배출부(160)는 내부에 중공이 형성된 튜브 형태로 형성되고, 인젝션 헤드(120)의 배출공(128)에 삽입되어 인젝션 헤드(120)를 관통하도록 설치된다.
이러한 공기배출부(160)의 일측은 인젝션 헤드(120)의 일측으로 노출되고, 그 단부에는 공기배출부(160) 내부의 공기가 배출되도록 개구되는 공기배출구(163; 도 5 참조)가 형성된다. 그리고 인젝션 헤드(120)를 관통하여 인젝션 헤드(120)의 타측으로 연장된 공기배출부(160)의 타측은 삽입공(2) 내부에 삽입되고, 그 단부에는 삽입공(2) 내부의 공기가 공기배출부(160)의 내부로 유입되도록 개구되는 공기유입구(161; 도 5 참조)가 형성된다.
상기와 같이 형성되는 공기배출부(160)는, 그 타측 단부에 형성된 공기유입구(161)가 삽입공(2) 내부에서 주입부(150)보다 더욱 깊은 위치에 위치되도록 설치됨이 바람직하다. 이는 주입부(150)에서 배출된 그라우팅재에 의해 공기유입구(161)가 막히는 것을 방지하기 위함이다.
또한 상기와 같이 인젝션 헤드(120)를 관통하도록 설치되는 공기배출부(160)는, 주입공(127)에 삽입되는 부분의 주변 부위가 안착지지부(125)에 의해 지지된다.
즉 안착지지부(125)는, 공기배출부(160)의 배출공(128) 삽입 경로를 가이드하는 한편, 배출공(128)에 삽입되는 공기배출부(160)를 넓은 면적에 걸쳐 지지함으로써, 공기배출부(160)가 배출공(128)에 삽입되는 과정에서 꺾여 파손되거나 기타 외력에 의해 파손되는 것으로부터 공기배출부(160)를 보호할 수 있다.
한편, 본 실시예의 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)는 연장튜브(170)를 더 포함할 수 있다.
연장튜브(170)는 인젝션 헤드(120)의 타측에 결합되어 삽입공(2)에 삽입된다. 연장튜브(170)는 인젝션 헤드(120)의 타측으로부터 삽입공(2)의 길이방향으로 연장되게 구비되고, 연장튜브(170)의 내부에는 관통공(126)과 연통되는 연장공(171)이 형성되며, 이 연장공(171)은 삽입공(2) 측으로 개방된다.
상기와 같이 연장튜브(170)의 내부에 형성된 연장공(171)에는 벌브 케이블(130)과 주입부(150) 및 공기배출부(160)가 삽입된다. 이 중 벌브 케이블(130)과 공기배출부(160)는 연장공(171)을 통해 연장튜브(170)를 통과한 상태로 삽입공(2)에 삽입되고, 주입부(150)는 연장튜브(170)의 내부에 수용된다.
상기와 같은 연장튜브(170)는 삽입공(2)에 대응되는 형상 및 지름길이를 갖는 파이프(Pipe) 형상으로 형성되어 삽입공(2)의 입구 측에 삽입공(2)의 내벽에 밀착되도록 삽입됨으로써, 삽입공(2)에 삽입되는 벌브 케이블(130)의 수평방향 위치를 가이드하는 역할을 한다.
이와 함께 연장튜브(170)는, 주입부(150)로부터 삽입공(2)의 내부로 연장되는 통로를 형성함으로써, 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)를 통한 그라우팅재의 배출이 삽입공(2)의 내부에서 삽입공(2)의 지정된 깊이에서 이루어지도록 그라우팅재의 흐름을 삽입방향(d)으로 안내한다.
즉 연장튜브(170)는, 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)를 통한 그라우팅재의 배출이 삽입공(2)의 입구 주변이 아닌 삽입공(2)의 입구에서 지정된 깊이만큼 이격된 위치에서 이루어지도록 함으로써, 삽입공(2)으로 주입된 그라우팅재가 삽입공(2) 밖으로 흘러내리지 않고 삽입공(2)의 내부로 원활하게 주입될 수 있도록 그라우팅재의 주입 흐름을 안내하는 역할을 한다.
또한 본 실시예에 따르면, 연장튜브(170)의 외측에는 패킹튜브(180)가 더 구비될 수 있다. 패킹튜브(180)는 스펀지 등과 같이 거친 표면을 가진 다공성의 재질로 형성되며, 연장튜브(170)의 외주면을 감싸도록 구비된다.
이러한 패킹튜브(180)는 연장튜브(170)를 외부의 충격으로부터 보호하는 한편, 삽입공(2)의 내부에서 연장튜브(170)의 외측으로 배출된 그라우팅재가 삽입공(2)의 입구 측으로 흘러내리는 흐름을 저지하는 역할을 한다.
도 5는 도 1에 도시된 암반 보강용 벌브 케이블 볼트의 설치 상태를 보여주는 도면이다.
이하, 본 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)의 작용, 효과에 대하여 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)는 암반(1)에 천공된 삽입공(2)을 통해 암반(1)에 설치된다. 본 실시예에 따른 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)의 설치는 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
먼저 암반(1)에 천공된 삽입공(2)에 벌브 케이블(130)을 삽입공(2)의 길이방향을 따라 삽입한다. 이때 벌브 케이블(130)은 연장튜브(170)에 삽입된 상태로 삽입공(2)에 삽입되고, 연장튜브(170)는 삽입공(2) 내부의 입구 측에 설치된다.
이와 함께 주입부(150)와 공기배출부(160)를 삽입공(2)에 삽입한다. 이 중 공기배출부(160)는 벌브 케이블(130)에 체결된 상태로 벌브 케이블(130)과 함께 삽입된다.
그리고 주입부(150)는 벌브 케이블(130)에 체결된 상태로 벌브 케이블(130)과 함께 삽입될 수도 있고, 인젝션 헤드(120)가 지압판(110)에 설치된 후에 삽입되는 형태로 설치될 수도 있다.
이때 공기배출부(160)는, 주입부(150)에서 배출된 그라우팅재에 의해 공기유입구(161)가 막히는 상황이 발생되지 않도록, 그 타측 단부에 형성된 공기유입구(161)가 삽입공(2) 내부에서 주입부(150)보다 더욱 깊은 위치에 위치되도록 설치됨이 바람직하다.
벌브 케이블(130) 및 공기배출부(160)가 삽입공(2)에 충분한 깊이로 삽입되면, 벌브 케이블(130)과 주입부(150) 및 공기배출부(160)의 일부분이 지압판(110)의 외측으로 노출되도록 지압판(110)을 암반(1)에 설치한다.
이와 같이 설치된 지압판(110)은 암반(1)의 표면에 밀착되어 고정되고, 벌브 케이블(130) 및 이 벌브 케이블(130)과 결합되는 인젝션 헤드(120)에 의해 지지되어 암반(1)의 표면을 지지하게 된다.
상기와 같이 지압판(110)이 설치되면, 벌브 케이블(130)이 인젝션 헤드(120)의 외측으로 노출되도록 지압판(110)에 인젝션 헤드(120)를 결합시킨다.
이와 함께 주입부(150)와 공기배출부(160)를 주입공(127)과 배출공(128)에 각각 삽입하여 인젝션 헤드(120) 상에 설치한다. 이때 주입부(150)와 공기배출부(160)는 주입공(127) 또는 배출공(128)에 삽입되는 주변 부위가 안착지지부(125)에 의해 지지된다.
안착지지부(125)는 주입부(150) 및 공기배출부(160)의 삽입 경로를 각각 가이드하는 한편, 주입부(150) 및 공기배출부(160)를 넓은 면적에 걸쳐 지지하는 역할을 하며, 이러한 안착지지부(125)에 의해 각각 지지되는 주입부(150) 및 공기배출부(160)는 삽입되는 과정에서 꺾여 파손되거나 기타 외력에 의해 파손되는 것으로부터 보호될 수 있다.
그런 다음 벌브 케이블(130)을 감싸도록 벌브 케이블(130)에 끼워진 ?지(140)를 인젝션 헤드(120)에 삽입시킨 후, ?지(140; 도 2 참조)를 삽입방향(d)으로 가압한다.
이에 따라 ?지(140)가 벨브 케이블(130)을 조이면서 인젝션 헤드(120)에 억지 끼움되어 인젝션 헤드(120)와 벌브 케이블(130) 간의 결합이 완료되고, 지압판(110)은 이처럼 벌브 케이블(130)과 결합되는 인젝션 헤드(120)에 의해 지지되어 암반(1)의 표면을 지지하게 된다.
상기한 바와 같은 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)의 조립 과정이 완료되면, 주입부(150)를 통해 삽입공(2)의 내부로 그라우팅재를 주입한다. 본 실시예에서, 그라우팅재는 몰탈(Mortar), 레진(Resin) 형태로 이루어지는 것으로 예시된다.
주입부(150)를 통해 주입된 그라우팅재는 인젝션 헤드(120)로부터 삽입공(2)의 내부로 연장되는 통로를 형성하는 연장튜브(170)에 의해 그 흐름이 안내된다.
이에 따라 삽입공(2) 내부에서의 그라우팅재의 배출이 삽입공(2)의 입구 주변이 아닌 삽입공(2)의 입구에서 지정된 깊이만큼 이격된 위치에서 이루어지게 되므로, 삽입공(2)으로 주입된 그라우팅재가 삽입공(2) 밖으로 흘러내리지 않고 삽입공(2)의 내부로 원활하게 주입될 수 있다.
또한 연장튜브(170)의 외측에는 패킹튜브(180)가 구비됨으로써, 연장튜브(170)를 외부의 충격으로부터 보호하는 한편, 삽입공(2)의 내부에서 연장튜브(170)의 외측으로 배출된 그라우팅재가 삽입공(2)의 입구 측으로 흘러내리는 흐름을 저지하여 그라우팅재의 주입이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
상기와 같이 그라우팅재의 주입이 이루어지는 과정에서, 공기배출부(160)를 통해서는 삽입공(2) 내부에 존재하는 공기의 배출이 이루어지게 된다.
삽입공(2)의 내부에 존재하는 공기는, 삽입공(2)에 그라우팅재의 주입이 이루어지는 과정에서 그라우팅재의 주입을 방해하거나 삽입공(2)에 주입된 그라우팅재를 삽입공(2)의 외부로 역류시키는 방해요소로서 작용된다.
즉 삽입공(2)에 그라우팅재의 주입이 계속되는 동안 공기가 삽입공(2)의 내부에 남아 삽입공(2) 내부의 공간을 차지하게 되면, 공기가 차지하고 있는 공간으로 그라우팅재의 주입이 어렵게 되고, 심한 경우 삽입공(2)에 이미 주입된 그라우팅재가 삽입공(2)의 외부로 역류하는 현상이 발생된다.
본 실시예에 따르면, 이와 같이 공기가 차지하고 있는 공간에 공기배출부(160)를 설치하여 삽입공(2) 내부에 남아있는 공기가 삽입공(2) 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 삽입공(2) 내부로의 그라우팅재의 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
상기와 같이 삽입공(2)에 주입된 그라우팅재가 삽입공(2) 내부에서 경화되면, 삽입공(2) 내부에 삽입된 벌브 케이블(130)이 경화된 그라우팅재에 의해 삽입공(2) 내부에 고정되고, 이로써 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)의 설치가 완료된다.
이때 삽입공(2)에 삽입되는 벌브 케이블(130)은 막대 형상의 케이블(131) 복수개가 꼬아진 형태로 형성되어 그라우팅재와의 결합 면적이 확장되므로, 삽입공(2) 내부에서 벌브 케이블(130) 주변에 충진되는 그라우팅재와의 결합력이 향상될 수 있다.
또한 벌브 케이블(130)은 직선 형상으로 연장되게 형성된 벌브 케이블(130)의 일부분에 볼록하게 돌출된 형상부인 벌브부(135; 도 2 참조)를 포함하는 형태로 이루어지므로, 벌브 케이블(130)의 길이방향으로 가해지는 힘에 대한 지지력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 벌브 케이블(130)의 내부와 외부가 함께 그라우팅재와 결합되어 그라우팅재와의 결합력이 더욱 향상되고, 이에 따라 삽입공(2)의 내부에 더욱 단단한 결합력으로 고정될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 실시예의 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)는, 삽입공(2) 내부에 공기배출부(160)를 설치하여 삽입공(2) 내부에 남아있는 공기가 삽입공(2) 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 주입성이 향상되고, 삽입공(2) 내부로의 그라우팅재의 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한 본 실시예의 암반 보강용 벌브 케이블 볼트(100)는, 주입부(150)와 공기배출부(160)가 안착지지부(125)에 의해 넓은 면적에 걸쳐 지지되면서 인젝션 헤드(120)에 설치되도록 함으로써, 주입부(150) 및 공기배출부(160)가 인젝션 헤드(120)에 설치되는 과정에서 꺾여 파손되거나 기타 외력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
그라우팅재와의 결합력이 형상되고 길이방향으로 가해지는 힘에 대한 지지력이 향상된 벌브 케이블(130)을 이용하여 삽입공(2)의 내부에서 그라우팅재와 결합됨으로써, 암반(1)에 더욱 단단한 결합력으로 고정될 수 있는 향상된 고정력을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 벌브부(135)에 의해 삽입공(2) 내부에서의 쏠림이 방지되면서 삽입공(2) 내부에서 그라우팅재와 더욱 강한 결속력으로 결합될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 암반 보강용 벌브 케이블 볼트
110 : 지압판 120 : 인젝션 헤드
121 :헤드본체부 122 : 삽입부
122a : 결합홈 123 : 보스부
124 : 플랜지부 125 : 안착지지부
126 : 관통공 127 : 주입공
128 : 배출공 129 : 돌출링
130 : 벌브 케이블 131 : 케이블
135 : 벌브부 140 : ?지
141 : ?지부재 142 : 결합공
145 : 구속부재 150 : 주입부
160 : 공기배출부 161 : 공기유입구
163 : 공기배출구 170 : 연장튜브
171 : 연장공 180 : 팩킹튜브

Claims (9)

  1. 암반에 천공된 삽입공에 설치되는 지압판;
    상기 지압판에 설치되는 인젝션 헤드;
    상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되는 벌브 케이블;
    상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 인젝션 헤드의 일측으로부터 주입된 그라우팅재가 상기 인젝션 헤드를 통과하여 상기 삽입공으로 주입되는 통로를 형성하는 주입부; 및
    상기 인젝션 헤드를 관통하여 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 삽입공 내부의 공기가 상기 인젝션 헤드를 통과하여 상기 삽입공 외부로 배출되는 통로를 형성하는 공기배출부를 포함하고, 상기 인젝션 헤드는,
    일측이 상기 지압판의 일측으로 노출되고 타측이 상기 지압판의 타측에서 상기 삽입공에 삽입되도록 상기 지압판에 설치되는 헤드본체부;
    상기 헤드본체부의 내부에 상기 헤드본체부의 일측과 타측이 연통되도록 관통되게 형성되고, 상기 벌브 케이블이 삽입되는 관통공;
    상기 헤드본체부에 상기 벌브 케이블이 상기 삽입공에 삽입되는 방향으로 관통되게 형성되어 상기 주입부가 삽입되는 주입공; 및
    상기 주입공과 이격 배치되도록 상기 헤드본체부에 상기 벌브 케이블이 상기 삽입공에 삽입되는 방향으로 관통되게 형성되어 상기 공기배출부가 삽입되는 배출공을 포함하고,
    상기 헤드본체부는,
    상기 지압판의 타측에서 상기 삽입공에 삽입되도록 상기 지압판에 관통되게 설치되고, 내부에 상기 관통공이 형성되는 삽입부;
    상기 삽입부로부터 상기 지압판의 일측으로 노출되게 연장되어 형성되고, 내부에 상기 관통공이 상기 삽입부의 내부로부터 연장되어 형성되는 보스부; 및
    상기 삽입부와 상기 보스부의 사이에 구비되고, 상기 지압판의 일측에서 플랜지 형상으로 돌출되게 형성되는 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나는, 일측이 삽입부의 단부에서 개구되고 타측이 플랜지부의 단부에서 개구되도록 상기 삽입부와 상기 플랜지부에 관통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보스부는, 상기 플랜지부의 지름방향으로 상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나보다 내측에 위치되고;
    상기 주입공과 상기 배출공 중 적어도 어느 하나와 인접된 상기 보스부의 외벽에는, 상기 주입공에 삽입되는 주입부 또는 상기 배출공에 삽입되는 공기배출부가 안착되어 지지되는 안착지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안착지지부는, 주입공 또는 상기 배출공이 상기 보스부와 중첩되는 영역의 형상에 대응되는 형상으로 상기 보스부의 외벽에 오목하게 형성되어 상기 인젝션 헤드의 길이방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 삽입부의 외주면에는, 결합홈이 오목하게 형성되고;
    상기 인젝션 헤드는, 상기 결합홈에 끼움 결합되어 상기 삽입부의 외주면에 돌출되게 설치되는 돌출링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 벌브 케이블은, 복수개의 케이블이 꼬아져 형성되는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 벌브 케이블은, 복수개의 상기 케이블이 꼬아진 내부에 공간부가 형성되도록 복수개의 상기 케이블 간의 간격이 벌어져 형성된 벌브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인젝션 헤드의 타측에 결합되어 상기 삽입공에 삽입되고, 상기 관통공과 연통되는 연장공이 내부에 형성되어 상기 삽입공의 길이방향으로 연장되며, 상기 연장공에 상기 주입부가 삽입되는 연장튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암반 보강용 벌브 케이블 볼트.
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