KR101717221B1 - 락볼트 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전단 트임부(111)을 통해 압력유체가 주입되는 중공을 갖도록 형성되고, 후단이 폐쇄되며, "S"자형 단면구조를 갖도록 둘레방향을 따라 두 부분이 요입되어 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 중공형 바디(110); 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 전단 외측에 결합하는 전단용 캡(120); 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 후단 외측에 결합하는 후단용 캡(130);을 포함하고, 상기 중공형 바디(110)는 상기 전단 트임부(111)를 통해 상기 중공에 공급되는 압력유체에 의해 팽창되는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)을 제시함으로써, 천공 홀의 직경을 줄일 수 있고, 팽창 후 지반에 대한 부착력이 크며, 팽창 시 우수한 직진성을 얻도록 한다.

Description

락볼트 및 그 시공방법{ROCKBOLT AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 지보를 위해 암반 등에 설치하는 락볼트 및 그 시공방법에 관한 것이다.
락볼트는 암반 등의 지반에 사용하는 지보(支保)로 갱도(坑道)를 지지하는 재료로서, 암반 등의 지반에 뚫은 천공에 꽂아넣어 사용한다.
도 1 내지 3은 종래의 팽창형 락볼트를 도시한 것이다.
이는 "C"자형 구조로 요입되어 요입부(11)가 형성된 중공형 바디(10)와, 그 양단에 결합한 전단용 캡(20) 및 후단용 캡(30)에 의해 구성된다.
이러한 종래의 팽창형 락볼트는 지반의 천공 홀에 근입된 후, 전단 트임부를 통해 압력유체를 주입하여 팽창됨으로써, 천공 홀의 내면과 압착되는 방식으로 시공된다.
그런데 이러한 종래의 락볼트는 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 1차로 요입된(접힌) 구조로 천공 홀에 삽입되므로, 요입된 상태와 팽창된 상태의 체적의 차이가 크지 않다(요입된 상태의 체적이 크다). 따라서, 천공 홀의 직경을 크게 해야 하고, 팽창 후 지반에 대한 부착력이 약하다.
둘째, 중공형 바디의 일측만 요입된 상태로 천공 홀에 삽입되므로, 압력유체의 주입시에도 중공형 바디의 일측만 팽창하게 되는바, 일측으로 휘게 되어 직진성이 좋지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 천공 홀의 직경을 줄일 수 있고, 팽창 후 지반에 대한 부착력이 크며, 팽창 시 직진성이 우수한 락볼트 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 전단 트임부(111)을 통해 압력유체가 주입되는 중공을 갖도록 형성되고, 후단이 폐쇄되며, "S"자형 단면구조를 갖도록 둘레방향을 따라 두 부분이 요입되어 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 중공형 바디(110); 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 전단 외측에 결합하는 전단용 캡(120); 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 후단 외측에 결합하는 후단용 캡(130);을 포함하고, 상기 중공형 바디(110)는 상기 전단 트임부(111)를 통해 상기 중공에 공급되는 압력유체에 의해 팽창되는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 제시한다.
상기 중공형 바디(110)의 전단 트임부(111)는, "S"자형 단면구조의 일측 단부 및 타측 단부에 각각 형성됨과 아울러, 타 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전단용 캡(120)은 통형 구조이고, 상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 상기 전단용 캡(120)의 내면에 접촉하여 결합한 것이 바람직하다.
상기 후단용 캡(130)은 통형 구조이고, 상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 상기 후단용 캡(130)의 내면에 접촉하여 결합한 것이 바람직하다.
상기 중공형 바디(110)의 팽창 후, 상기 압력유체에 의한 압력에 의해 파열되도록, 상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116), 하측 만곡부(117), 좌측 만곡부(118) 및 우측 만곡부(119) 중 하나의 구역 또는 복수의 구역에는 파열부(140)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 파열부(140)는 상기 중공형 바디(110)의 후단에 인접한 일부 영역에 형성된 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 락볼트의 시공방법으로서, 상기 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체를 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 상기 락볼트의 시공방법으로서, 상기 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체인 그라우트(G)를 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계; 상기 파열부(140)의 파열에 의해 흘러나온 상기 그라우트(G)에 의해 상기 락볼트(100)와 상기 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 상기 락볼트의 시공방법으로서, 상기 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체인 물을 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계; 상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 그라우트(G)를 주입하여, 파열된 상기 파열부(140)를 통해 흘러나온 상기 그라우트(G)에 의해 상기 락볼트(100)와 상기 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 상기 락볼트의 제조방법으로서, 상기 중공형 바디(110)를 형성하기 위하여, 강관의 상하측을 압착하여 "ㅡ"자형 구조를 형성하되, 양측에 상기 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)가 형성되도록 하는 단계; 상기 "ㅡ"자형 구조의 강관의 두 부분을 요입하여 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)를 형성함으로써, 상기 "S"자형 단면구조의 중공형 바디(110)를 형성하는 단계; 상기 중공형 바디(110)의 전단 외측에 상기 전단용 캡(120)을 결합하는 단계; 상기 중공형 바디(110)의 전단 후측에 상기 후단용 캡(130)을 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 제조방법을 제시한다.
본 발명은 천공 홀의 직경을 줄일 수 있고, 팽창 후 지반에 대한 부착력이 크며, 팽창 시 직진성이 우수한 락볼트 및 그 시공방법을 제시한다.
도 1 내지 3은 종래 기술에 따른 락볼트를 도시한 것으로서,
도 1,2는 시공방법의 공정도.
도 3은 락볼트의 정면도.
도 4 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 4는 락볼트의 제1 실시예의 사시도.
도 5는 락볼트의 제1 실시예의 정면도.
도 6은 락볼트의 제1 실시예의 배면도.
도 7 내지 9는 락볼트의 제조방법의 일실시예의 공정도.
도 10은 락볼트의 제2 실시예의 측면도.
도 11은 락볼트의 제2 실시예의 단면도.
도 12는 락볼트의 시공방법의 일실시예의 공정도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 락볼트(100)는 기본적으로, 전단 트임부(111)을 통해 압력유체가 주입되는 중공을 갖도록 형성되고, 후단이 폐쇄되며, "S"자형 단면구조를 갖도록 둘레방향을 따라 두 부분이 요입되어 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 중공형 바디(110); 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 전단 외측에 결합하는 전단용 캡(120); 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 후단 외측에 결합하는 후단용 캡(130);을 포함하여 구성된다.
중공형 바디(110)는 전단 트임부를 통해 상기 중공에 공급되는 압력유체에 의해 팽창된다.
이러한 락볼트의 시공방법은, 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 압력유체를 주입하여 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계;를 포함하여 구성된다.
즉, 중공형 바디(110)가 종래와 같이 1차로 요입된 구조를 취하는 것이 아니라, 2차로 요입된 구조(2개의 요입부)를 취하도록 한 것이다.
이는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 2차로 요입된(접힌) 구조로 천공 홀에 삽입되므로, 요입된 상태와 팽창된 상태의 체적의 차이가 크다(요입된 상태의 체적이 작다). 따라서, 천공 홀의 직경을 줄일 수 있고, 팽창 후 지반에 대한 부착력이 크다.
둘째, 중공형 바디의 양측이 요입된 상태로 천공 홀에 삽입되므로, 압력유체의 주입시에도 중공형 바디의 양측이 팽창하게 되는바, 직진성이 우수하다.
중공형 바디(110)의 전단 트임부(111)는 "S"자형 단면구조를 취하는데, 그 일측 단부 및 타측 단부에 각각 형성됨과 아울러, 타 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)를 포함하여 구성된다.
중공형 바디(110)의 후단은 용접 등에 의해 폐쇄된다(도 6).
위 락볼트의 제조방법은 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다(도 7 내지 9).
중공형 바디(110)를 형성하기 위하여, 강관의 상하측을 압착하여(찌그려뜨려서) "ㅡ"자형 구조를 형성하고, 그 "ㅡ"자형 구조의 강관의 두 부분을 요입하여 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)를 형성함으로써, "S"자형 단면구조의 중공형 바디(110)를 형성한다.
이후, 중공형 바디(110)의 전단 외측에 상기 전단용 캡(120)을 결합하고, 중공형 바디(110)의 전단 후측에 후단용 캡(130)을 결합한다.
그런데 중공형 바디(110)를 형성하기 위하여, 강관의 상하측을 압착하여(찌그려뜨려서) "ㅡ"자형 구조를 형성하는 공정에서, 그 양측이 지나치게 접힐 경우 파손의 우려가 있다.
그러나 위와 같이 타 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)가 양측에 형성되는 경우, 위 파손의 우려를 방지할 수 있다.
전단용 캡(120)은 통형 구조이고, 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 전단용 캡(120)의 내면에 접촉하여 용접 등에 의해 결합한 구조를 취하는 경우, 락볼트의 제조 및 시공에 이르기까지 안정적인 구조를 유지할 수 있다(도 5).
후단용 캡(130)은 통형 구조이고, 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 후단용 캡(130)의 내면에 접촉하여 용접 등에 의해 결합한 구조를 취하는 경우, 위와 같은 효과를 얻을 수 있다(도 6).
중공형 바디(110)의 팽창 후, 압력유체에 의한 압력에 의해 파열되도록, 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 좌측 만곡부(118) 또는 우측 만곡부(119)에는 파열부(140)가 형성된 구조를 취하는 경우, 파열부를 통해 흘러나온 그라우트가 락볼트의 외면과 천공 홀의 내면 및 주변 지반을 충전하여 고결체를 형성하도록 할 수 있으므로, 더욱 안정적인 지보 구조를 이룰 수 있다.
여기서, 파열부의 형성 위치는 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116), 하측 만곡부(117), 좌측 만곡부(118) 및 우측 만곡부(119) 중 하나의 구역 또는 복수의 구역으로 하는 것이 바람직하다.
이는 중공형 바디(110)의 많이 접힌 부위에 파열부가 형성되는 경우 중공형 바디가 완전히 펴지기 전에 파열될 우려가 있는데, 위와 같이 많이 접히지 않은 부위(상측 만곡부(116), 하측 만곡부(117), 좌측 만곡부(118), 우측 만곡부(119))에 파열부가 형성되는 경우, 이러한 우려가 줄어들기 때문이다.
구체적으로 본 실시예의 구조에 의한 락볼트 공법은 다음과 같은 실시예에 의해 구현될 수 있다.
첫째, 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체인 그라우트(G)를 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계; 파열부(140)의 파열에 의해 흘러나온 그라우트(G)에 의해 락볼트(100)와 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를 포함하는 공법에 의해 구현될 수 있다.
둘째, 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계; 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 압력유체인 물을 주입하여 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계; 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 그라우트(G)를 주입하여, 파열된 파열부(140)를 통해 흘러나온 그라우트(G)에 의해 락볼트(100)와 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를 포함하는 공법에 의해 구현될 수 있다.
파열부(140)는 중공형 바디(110)의 후단에 인접한 일부 영역에 형성되는 것이 그라우트의 안정적인 충전을 위하여 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 락볼트 110 : 중공형 바디
111 : 전단 트임부 114 : 제1 요입부
115 : 제2 요입부 116 : 상측 만곡부
117 : 하측 만곡부 118 : 좌측 만곡부
119 : 우측 만곡부 120 : 전단용 캡
130 : 후단용 캡 140; 파열부

Claims (10)

  1. 전단 트임부(111)을 통해 압력유체가 주입되는 중공을 갖도록 형성되고, 후단이 폐쇄되며, "S"자형 단면구조를 갖도록 둘레방향을 따라 두 부분이 요입되어 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 중공형 바디(110);
    상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 전단 외측에 결합하는 전단용 캡(120);
    상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)가 형성된 상태의 중공형 바디(110)의 후단 외측에 결합하는 후단용 캡(130);을 포함하고,
    상기 중공형 바디(110)는 상기 전단 트임부(111)를 통해 상기 중공에 공급되는 압력유체에 의해 팽창되고,
    상기 중공형 바디(110)의 전단 트임부(111)는, "S"자형 단면구조의 일측 단부 및 타측 단부에 각각 형성됨과 아울러, 타 부위에 비해 폭이 넓게 형성된 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)를 포함하고,
    상기 전단용 캡(120)은 통형 구조이고,
    상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 상기 전단용 캡(120)의 내면에 접촉하여 결합하고,
    상기 후단용 캡(130)은 통형 구조이고,
    상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116) 및 하측 만곡부(117)는 각각 상기 후단용 캡(130)의 내면에 접촉하여 결합하고,
    상기 중공형 바디(110)의 팽창 후, 상기 압력유체에 의한 압력에 의해 파열되도록, 상기 중공형 바디(110)의 "S"자형 단면구조의 상측 만곡부(116), 하측 만곡부(117), 좌측 만곡부(118) 및 우측 만곡부(119) 중 하나의 구역 또는 복수의 구역에는 파열부(140)가 형성되고,
    상기 파열부(140)는 상기 중공형 바디(110)의 후단에 인접한 일부 영역에 형성되고,
    상기 중공형 바디(110)를 형성하기 위하여, 강관의 상하측을 압착하여 "ㅡ"자형 구조를 형성하되, 상기 "ㅡ"자형 구조의 강관의 양측이 지나치게 접힘에 따른 파손을 방지하도록, 상기 "ㅡ"자형 구조의 강관의 양측에 형성되는 상기 일측 트임부(111a) 및 타측 트임부(111b)의 폭이 타 부위에 비해 넓게 형성되도록 하는 단계;
    상기 "ㅡ"자형 구조의 강관의 두 부분을 요입하여 상기 제1 요입부(114) 및 제2 요입부(115)를 형성함으로써, 상기 "S"자형 단면구조의 중공형 바디(110)를 형성하는 단계;
    상기 중공형 바디(110)의 전단 외측에 상기 전단용 캡(120)을 결합하는 단계;
    상기 중공형 바디(110)의 전단 후측에 상기 후단용 캡(130)을 결합하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항의 락볼트의 시공방법으로서,
    상기 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계;
    상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체인 그라우트(G)를 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계;
    상기 파열부(140)의 파열에 의해 흘러나온 상기 그라우트(G)에 의해 상기 락볼트(100)와 상기 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 시공방법.
  9. 제1항의 락볼트의 시공방법으로서,
    상기 락볼트(100)를 천공 홀에 근입하는 단계;
    상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 상기 압력유체인 물을 주입하여 상기 중공형 바디(110)를 팽창시키는 단계;
    상기 락볼트(100)의 전단 트임부(111)를 통해 그라우트(G)를 주입하여, 파열된 상기 파열부(140)를 통해 흘러나온 상기 그라우트(G)에 의해 상기 락볼트(100)와 상기 천공 홀 사이의 공간을 충전하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 시공방법.
  10. 삭제
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