KR101719456B1 - 약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비한 그라우팅 장치 - Google Patents

Abstract

상류측에는 그라우팅용 약액이 흐르는 약액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 주입라인이 연통 접속되는 약액라인 접속관과, 상류측에는 희석액이 흐르는 희석액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 유턴라인이 연통 접속되는 희석액라인 접속 관과, 상기 희석액라인 접속관에서 약액라인 접속관으로 희석액을 공급할 수 있도록 연통 설치되고, 개별적으로 개도조절되는 밸브를 구비한 1 이상의 배합관으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비한 그라우팅 장치{GROUTING APPARATUS HAVING FLOWAGE ADJUSTING DISTRIBUTOR FOR CONTROLLING CONCENTRATION OF CHEMICAL FLUID}

본 발명은, 약액농도 조절용 유량조정분배기를를 구비한 그라우팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 댐, 제방, 터널, 건축 등의 토목현장에서 차수 및 지반보강을 위해 약액을 지반에 투입하는 그라우팅 공법이 적용된다.

그라우팅 공법은, 도 1 (a)와 같이 천공기로 지반에 천공을 하여 천공홀(h)을 형성한다. 그리고, 도 1 (b)와 같이 천공이 완료되면, 입구쪽 주입관(21)과 천공홀(h) 사이를 코킹(미도시)한다.

그 후, 도 2 (c)와 같이 주입관(21) 내에 약액을 가압 공급함으로써, 주입구(23)를 통해 약액이 주입관(21) 외부로 공급되어, 지반으로 침투되도록 한다. 한 스텝 위로 주입관(21)을 상승시킨 후, 약액의 공급을 행한다. 이처럼 도 2 (d)와 같이, 이러한 주입관(21) 상승, 약액 공급의 과정을, 지표에 도달할 때까지 반복 처리함으로써 그라우팅을 완성한다.

다만 상기 예에서는 지반에 하방으로 천공하고 그라우팅하는 예만 설명하였으나, 천공 및 그라우팅의 방향은 이에 한하지 않고, 터널의 천정지반과 같이 비스듬히 상방이나 터널의 측벽지반과 같이 측방으로 그라우팅하는 경우를 배제하는 것은 아니다. 또한, 선단에 비트(bt)가 구비된 주입관(21)에 의해 천공을 행하는 소위 직천공 공법이 예시되었으나, 이에 한하지 않고, 천공기에 의한 천공 후 주입관을 삽입하는 공법도 배제하는 것이 아니다. 그리고 패커를 사용하지 않는 로드공법을 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 패커를 이용하는 패커공법도 배제하는 것이 아니다.

약액의 제조에 있어서는, 종래에는, 도 3과 같이, 야적된 시멘트 포대를 작업자가 운반 및 개봉하여 시멘트를 탱크(ta)에 넣고, 물을 투입하여, 교반기(ma)로 혼합하였다. 이로써 생산된 시멘트 밀크는, 시멘트와 물의 배합비에 의해 정해지는 소정 농도를 나타내는 약액(A액)이고, 이는 펌프(pa)에 의해 유량조절기(fa)를 거쳐서 A액라인을 통해 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되어 지반에 주입된다. 그리고 펌프(pa)의 토출압력과 유량은 각각 압력센서(s1)와 유량센서(s2)에 의해 측정되고, 지반에 대한 주입압력은 압력센서(s3)에 의해 측정된다.

한편, 예컨대 약액의 지속적 주입에도 불구하고 대형 공극이나 지하수 등의 영향으로 주입압력이 현저히 저하되는 경우에는, 도 4와 같이, 예컨대 실리카졸과 같은 급결재를 투여하는 경우가 있다. 여기서 급결재를 탱크(tb)에 넣고, 물과 함께 교반기(ma)로 혼합함으로써 생산된 급결액은, 급결재와 물의 배합비에 의해 정해지는 소정 농도를 나타내는 급결액(B액)이고, 이는 펌프(pb)에 의해 유량조절기(fb)를 거쳐서 B액라인을 통해 Y자관의 제1 입력단을 통해 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되어 지반에 주입된다. Y자관의 제2 입력단에는 상기 약액(A액)이 A액라인을 통해 공급된다. 그리고 펌프(pa)의 토출압력과 유량은 도 5와 같이 A액라인에 설치된 유량압력계(c)에 의해 측정 및 표시되고, 지반에 대한 주입압력은 압력센서(s3)에 의해 측정된다. 두 펌프(pa, pb)가 동압동량으로 제어되면, A액라인과 B액라인의 토출유량과 압력은 동일하다.

한편, 특허문헌에 개시된 바와 같이, 약액으로서의 극세립자 시멘트 밀크를 제조하는 장치가 개시된 바 있다.

특허공개 10-2004-0091250 공보

그런데, 지반에 주입되는 약액은, 시방서에 의해 정해진 유량과 압력으로 주입되어야 한다. 이는 시방서에 정해진 주입효과를 달성하기 위한 것이고, 주입효과를 확인하기 위해 확인공을 통해 투수시험이 행해진다.

실제 시공에 있어서는, 시방서의 유량과 압력대로 약액이 주입되도록 하기 위해서는, 펌프 압력게이지와 선단부 압력게이지의 압력변화에 따라 작업자가 약액농도를 조절해야 한다. 약액농도는 원칙으로 빈(賓)배합에서 부(富)배합으로 변화되어야 한다. 특별한 경우가 아니면, 부배합에서 빈배합으로 변화되어서는 안 된다. 다만, 암반주입 등 주입압력이 소정 이상이 되면, 부배합에서 빈배합으로 조절될 수 있다.

예컨대 약액의 주재료가 시멘트이고 이 주재료가 물로 희석되어 농도조절되는 경우에, 약액농도에 대한 예시는 다음과 같다.

약액농도 (C/W: 배합비)	배합종류	적용대상
1:10 1:8	빈배합	극히 좁은 공극
1:6 1:3 1:2	중간배합	중간 정도 공극
1:1.5 1:1.0	부배합	중간 이상 공극

예컨대, 균열의 틈새나 공극이 클 때는, 빈배합에서 부배합 쪽으로 약액농도를 조절해야 한다. 다만, 위 약액농도의 수치는 단순한 예시로서, 예컨대 1:6, 1:5, 1:4, 1:3, 1:2, 1:1, 1:0.8, 1:0.6, 1:0.5로 정해서 시행하여도 좋다.

이처럼, 그라우팅에 있어서는, 주입압력에 따라서 약액농도를 수시로 변화시킬 필요가 있다. 그라우팅 재주입시에도 약액농도의 조절이 필요하다.

도 3이나 도 4의 종래구성에 있어서 주입압력에 따라 약액(C+W)농도를 조절할 필요가 있으면, 시멘트를 추가하거나 물을 추가해야 한다. 부배합에서 빈배합으로 농도조절할 때는 물만 투입하면 되므로 비교적 간단하지만, 빈배합에서 부배합으로 농도조절할 때는 시멘트를 투입해야 하고, 이는 작업자의 시멘트 운반, 개포, 투입 등의 노동력과 이들 작업의 작업시간, 교반시간(대체로 수 분 이상)을 요한다. 따라서 인건비 상승과 느린 대응의 문제가 발생된다. 또한 시멘트 취급에 따른 비산먼지(분진)로 인한 작업환경 오염의 문제가 생긴다. 이러한 비산먼지는 사일로의 사용에 의해 해결될 여지가 있지만, 사일로를 사용하면 수시 농도변경이 곤란하다. 게다가 수작업으로 배합비가 변경되므로, 그래프에 변경된 농도 반영이 곤란하다. 그러므로 약액(시멘트) 투입량이 그래프에 반영되지 않는다. 따라서 시멘트 포대의 수를 카운트하여 시멘트의 투입량을 추산하는 실정이다. 다만 포대 단위가 아닌 벌크시멘트의 경우에는 그러한 추산도 불가능하다. 그리고 급결재의 투입량도 그래프에 반영되지 않는다.

한편, 특허문헌의 장치는, 미리 정해진 소정 농도의 시멘트 밀크를 제조할 수 있을 뿐이고, 시멘트 밀크의 농도를 조절하는 것은 아니다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 그라우팅 약액의 농도를 조절하기 위해 사용되는 다기관 형태의 유량조정분배기를 가지는 그라우팅 장치를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 상기 약액농도 조절용 유량조정분배기를 이용하여, 부배합으로 미리 제공되는 약액을 희석액으로 희석시킴으로써, 주입압에 대응되도록 약액농도를 조정할 수 있는 그라우팅 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 약액농도 조절용 유량조정분배기는, 상류측에는 그라우팅용 약액이 흐르는 약액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 주입라인이 연통 접속되는 약액라인 접속관과, 상류측에는 희석액이 흐르는 희석액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 유턴라인이 연통 접속되는 희석액라인 접속관과, 상기 희석액라인 접속관에서 약액라인 접속관으로 희석액을 공급할 수 있도록 연통 설치되고, 개별적으로 개도조절되는 밸브를 구비한 1 이상의 배합관으로 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 각 상기 배합관에는 약액라인 접속관에서 희석액라인 접속관으로의 흐름을 방지하는 역류방지수단이 구비됨이 바람직하다.

또는, 상기 희석액라인 접속관에서 각 상기 배합관이 분기되는 각도와, 각 상기 배합관이 상기 약액라인 접속관에 접속되는 각도는, 희석액의 흐름방향을 기준으로 둔각이 되도록 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 그라우팅 장치는, 약액탱크의 그라우팅용 약액을 약액라인에 공급하는 약액펌프와, 희석액탱크의 희석액을 희석액라인에 공급하는 희석액펌프와, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 약액탱크에서 공급되는 약액은, 미리 정해진 농도의 부배합의 약액이고, 상기 주입라인에 공급되는 약액의 약액농도는, 상기 유량조정분배기의 각 상기 배합관의 개도조정에 따라, 미리 정해진 농도 범위 내에서 조절됨을 특징으로 한다.

또는, 상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 유량압력계와, 상기 유턴라인의 유량을 검출하는 유량센서가 더 구비되고, 상기 약액펌프와 상기 희석액펌프는, 동압동량을 토출하도록 제어됨이 바람직하다.

그리고, 급결액을 저류하는 급결액탱크가 더 구비되고, 상기 급결액탱크는 약액전환밸브를 통해 희석액라인의 희석액펌프에 연통 접속됨이 바람직하다.

여기서, 상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 유량압력계와, 상기 유턴라인의 유량을 검출하는 유량센서가 더 구비되고, 상기 약액펌프와 상기 희석액펌프는, 동압동량을 토출하도록 제어되며, 상기 약액전환밸브의 작동에 의한 급결액의 공급 개시표시와 공급 종료표시를, 상기 유량압력계와 유량센서의 출력의 표시부에 나타내도록 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 그라우팅 약액의 농도를 조절하기 위해 사용되는 다기관 형태의 유량조정분배기를 가지는 그라우팅 장치가 제공된다.

그리고 상기 약액농도 조절용 유량조정분배기를 이용하여, 부배합으로 미리 제공되는 약액을 희석액으로 희석시킴으로써, 주입압에 대응되도록 약액농도를 조정할 수 있는 그라우팅 장치가 제공된다.

도 1은, 일반적인 그라우팅 공법을 설명하기 위한 (a), (b)단계 도면이다.
도 2는, 일반적인 그라우팅 공법을 설명하기 위한 (c), (d)단계 도면이다.
도 3은, 미리 정해진 농도의 약액을 주입하는 간단한 형태의 그라우팅 장치의 개략도이다.
도 4는, 미리 정해진 농도의 약액과 급결액의 주입기능을 가지는 그라우팅 장치의 개략도이다.
도 5는, 도 4의 유량압력계에 의해 검출된 유량과 압력 그래프의 예시도이다.
도 6은, 본 발명의 약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비한 그라우팅 장치의 바람직한 실시예의 개략도이다.
도 7은, 도 6의 유량조정분배기의 확대도이다.
도 8은, 도 6의 유량압력계 및 유턴유량센서에 의해 검출된 유량과 압력 그래프의 예시도이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비한 그라우팅 장치에 대해 상세히 설명한다. 다만, 동일구성에 의해 동일기능을 나타내는 부분은, 도면이 달라지더라도 동일부호를 유지함으로써, 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다.

< 약액농도 조절용 유량조정분배기>

본 발명의 약액농도 조절용 유량조정분배기(d)는, 도 7과 같이, 약액라인 접 속관(ca)과, 희석액라인 접속관(cc)과, 1 이상의 배합관으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 약액라인 접속관(ca)은, 상류측에는 그라우팅용 약액(A액)이 흐르는 약액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)이 연통 접속되는 파이프 형상의 부분이다. 상기 약액라인 접속관(ca)의 내경은, 희석액에 의한 유량증가를 고려하여, 상기 약액라인의 내경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 희석액라인 접속관(cc)은, 상류측에는 희석액(C액)이 흐르는 희석액라인이 연통 접속되고, 하류측에는 희석액의 유턴라인이 연통 접속되는 파이프 형상의 부분이다. 상기 희석액라인 접속관(cc)의 내경은, 와류나 캐비테이션의 발생방지를 위하여, 상기 희석액라인의 내경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 희석액라인 접속관(cc)의 각 배합관의 분기부 근방에는, 각 배합관의 개폐와 개도조절에 따른 유량의 정확한 흐름을 확보하고 불필요한 유량의 넘침을 방지하기 위한 유량방지턱(w)이 구비되어 있음이 바람직하다. 상기 유턴라인의 내경은, 기본적으로 상기 상기 희석액라인의 내경과 동일하다.

상기 배합관은, 상기 희석액라인 접속관(cc)에서 약액라인 접속관(ca)으로 희석액을 공급할 수 있도록 연통 설치되고, 개별적으로 개도조절되는 밸브(v1~v5)를 구비한 1 이상의 파이프 형상의 부분이다. 이로써 다기관(多岐管)의 형상을 가진다. 각 상기 배합관의 내경은, 상기 희석액라인 접속관(cc)의 내경이나 약액라인 접속관(ca)의 내경보다 작아도 좋다.

그리고 각 상기 배합관에는 약액라인 접속관(ca)에서 희석액라인 접속관(cc)으로의 흐름을 방지하는 역류방지수단( rb )이 구비됨이 바람직하다. 이로써 희석액은 약액라인 접속관(ca) 쪽으로만 공급된다. 따라서 유턴라인에는 희석액만 흐르게 된다.

또한, 상기 희석액라인 접속관(cc)에서 각 상기 배합관이 분기되는 각도와, 각 상기 배합관이 상기 약액라인 접속관(ca)에 접속되는 각도는, 희석액의 흐름방향을 기준으로 둔각이 되도록 이루어짐이 바람직하다. 이로써 희석액이 저항을 덜 받으면서 희석액라인 접속관(cc)에서 배합관을 거쳐서 약액라인 접속관(ca)으로 공급될 수 있다.

그리고, 상기 유턴라인의 상류측에는, 유턴라인용 밸브(vu)가 설치되어 있음이 바람직하다. 이 밸브(vu)가 닫히면, 희석액라인 접속관(cc)에 공급되는 액은 전부, 배합관을 통해 약액라인 접속관(ca)에 전달된다. 한편, 후술하는 급결액의 공급수단이 더 구비되는 경우에는, 밸브(vu)를 닫아서 유턴을 방지한 상태에서 급결액을 약액라인 접속관(ca)에 공급할 수 있다.

그리고, 상기 희석액라인 접속관(cc)의 희석액 도입부와 희석액 도출부 중 적어도 어느 한 쪽에는, 상기 희석액라인 접속관(cc) 내부의 차압을 조절할 수 있는 차압조절기(d1, d2)가 구비됨이 바람직하다. 이 차압조절기(d1, d2)에 의해, 희석액라인이나 급결액라인과 희석액라인 접속관 사이, 또는 희석액라인 접속관과 유턴라인 사이의 차압이 조절 가능하다.

<그라우팅 장치>

한편, 본 발명의 그라우팅 장치는, 약액펌프(pa)와, 희석액펌프(pb)와, 유량조정분배기(d)를 구비한다.

상기 약액펌프(pa)는, 약액탱크(ta)의 그라우팅용 약액을 약액라인에 공급하는 장치이다.

상기 희석액펌프(pb)는, 희석액탱크(tc)의 희석액을 희석액라인에 공급하는 장치이다.

상기 유량조정분배기(d)는, 희석액을 1 이상의 배합관에 의해 유로를 나눠서 약액과 혼합시킬 수 있도록 구성된, 상기 설명된 다기관이다.

여기서, 상기 약액탱크(ta)에서 공급되는 약액은, 미리 정해진 농도(고정배합)의 부배합의 약액이고, 상기 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액의 약액농도는, 상기 유량조정분배기(d)의 각 상기 배합관의 개도조정에 따라, 희석액(물)에 의해 미리 정해진 농도 범위 내에서 조절됨이 바람직하다.

바람직한 실시예로서의 시방에 따른 배합비와 배합관의 개도에 따른 유턴유량의 예를 표로 나타낸다.

	1000L				비고
	약액 (500L)( 본주입 )		희석액(500L)
	시멘트	물(공급농도)	물(희석액)
1배합	790kg	250L	500L		(유턴없음)
2배합	790kg	250L	350L		150L 유턴
3배합	790kg	250L	150L		350L 유턴
4배합	790kg	250L	50L		450L 유턴
5배합	790kg	250L	0		500L 유턴
6배합	790kg	250L	혼화재 (규산)	물	겔타임 40~90초
			120L	380L

예컨대 약액탱크(ta)의 약액농도는 시멘트 790kg:물 250L, 즉 시멘트:물 1:1의 비율인 부배합으로 고정되어 있도록 설정될 수 있다. 이때, 약액의 주재료인 시멘트는, 시멘트 사일로(sy)에 저장되어 있다가 자동계량수단(a)에 의해 자동으로 약액탱크(ta)로 공급되도록 구성됨이 바람직하다.

그리고, 유턴라인용 밸브(vu)를 열고, 도 7의 유량조정분배기(d)의 모든 배합관의 밸브(v1~v5)를 열면, 유턴되는 희석액은 없고, 희석액라인으로 공급되는 희석액은 모두 배합관을 통해 약액라인에서 공급된 약액과 혼합된다. 따라서 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액은 빈배합이 된다. 이것이 표 2의 1배합이다.

그리고, 1배합관의 밸브(v1)만 닫고, 나머지 밸브(v2~v5)를 모두 열면, 유턴되는 희석액은 150l이고, 희석액라인으로 공급되는 희석액 중 350l는 배합관을 통해 약액라인에서 공급된 약액과 혼합된다. 따라서 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액은 1배합보다 부배합이 된다. 이것이 표 2의 2배합이다.

그리고, 1배합관과 2배합관의 밸브(v1, v2)만 닫고, 나머지 밸브(v3~v5)를 모두 열면, 유턴되는 희석액은 350l이고, 희석액라인으로 공급되는 희석액 중 150l는 배합관을 통해 약액라인에서 공급된 약액과 혼합된다. 따라서 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액은 2배합보다 부배합이 된다. 이것이 표 2의 3배합이다.

그리고, 1배합관, 2배합관과 3배합관의 밸브(v1~v3)를 닫고, 나머지 밸브(v4, v5)를 열면, 유턴되는 희석액은 450l이고, 희석액라인으로 공급되는 희석액 중 50l는 배합관을 통해 약액라인에서 공급된 약액과 혼합된다. 따라서 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액은 3배합보다 부배합이 된다. 이것이 표 2의 4배합이다.

그리고, 1배합관~4배합관의 밸브(v1~v4)를 닫고, 밸브(v5)를 열면, 유턴되는 희석액은 500l이고, 희석액라인으로 공급되는 희석액은 전혀 배합관을 통해 약액라인에서 공급된 약액과 혼합되지 않는다. 따라서 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급되는 약액은 4배합보다 부배합이 되고, 이는 약액탱크(ta)의 약액과 동일농도가 된다. 이것이 표 2의 5배합이다.

다만, 상기 표 2의 예시로 한정되는 것이 아니고, 배합관의 수와 밸브개도의 정도, 약액탱크에서 공급되는 약액농도 등에 따라, 다양하게 희석된 약액농도를 구현하도록 구성될 수 있다.

<시멘트농도 및 투입량의 기록>

여기서, 유량압력계(c)와, 유량센서(s)가 더 구비되는 구성으로 하여도 좋다. 이를 이용하면, 약액농도의 변화가 그래프로 나타난다. 이는 종래에 작업자가 수작업으로 시멘트를 투입하여 탱크에서 농도를 변경하는 경우에, 그 농도의 변화가 유량이나 압력 계측장치에 기록되지 못하던 점을 개선한 것이고, 본 발명의 구성에 의하면, 시멘트의 농도변화는 희석액(물)의 유턴유량의 그래프(도 8 참조)로부터 잘 알 수 있게 된다.

상기 유량압력계(c)는, 상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 기기이다.

상기 유량센서(s)는, 상기 유턴라인의 유량을 검출하는 기기이다.

이때, 상기 약액펌프(pa)와 상기 희석액펌프(pb)는, 동압동량을 토출하도록 제어되도록 하면, 유량압력계(c)에 의해 검출되는 약액라인의 유량과 압력은, 곧바로 희석액라인의 유량과 압력이 된다. 따라서, 약액라인, 희석액라인 및 유턴라인의 유량을 모두 알 수 있게 된다. 그리고 유턴라인의 그래프에 의해, 주입라인을 거쳐 주입호스나 주입관(21)에 공급된 시멘트 약액의 농도를 알 수 있게 된다.

< 급결액탱크를 구비하는 구성예 >

한편, 도 4와 같이 그라우팅 공사에 있어서 급결재의 투여를 요하는 경우가 있다. 이런 경우, 도 6과 같이 급결액을 저류하는 급결액탱크(tb)가 더 구비되고, 상기 급결액탱크(tb)는 약액전환밸브(v)를 통해 희석액라인의 희석액펌프(pb)에 연통 접속됨이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 상기 약액전환밸브(v)에 의해 희석액라인에는 희석액이 공급될 수도 있고 급결액이 공급될 수도 있다. 따라서 공사중단 없이 급결재를 투입할 수 있고, 희석액과 급결액은 공급라인과 펌프를 공용할 수 있으므로, 설비비용이 절감된다.

한편, 급결재의 투여량을 엄격히 관리해야 할 필요성이 있다. 이 경우에는, 도 6과 같이, 상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 유량압력계(c)와, 상기 유턴라인의 유량을 검출하는 유량센서(s)가 더 구비되는 구성으로 하고, 상기 약액펌프(pa)와 상기 희석액펌프(pb)는, 동압동량을 토출하도록 제어함으로써, 급결액의 유량과 압력을 알 수 있게 된다.

한편, 상기 약액전환밸브(v)의 작동에 의한 급결액의 공급 개시표시와 공급 종료표시를, 상기 유량압력계(c)와 유량센서(s)의 출력의 표시부에 나타내도록 구성됨이 바람직하다. 예컨대 그래프에 도 8과 같이 약액의 유량과 압력 및 유턴되는 희석액의 유량이 표시되도록 구성된 경우에, 희석액 대신에 급결액을 희석액라인에 공급하면, 희석액펌프(pb)의 유량은 급결액의 유량이다.

다만, 도 8과 같이, 그래프에서 그 급결액의 공급 개시시점과 공급 종료시점을 육안으로 확인하는 것은 곤란하다. 희석액과 급결액은 모두 유량으로 표시되기 때문이다. 따라서 상기 약액전환밸브(v)를 작동시켰을 때, 상기 그래프에 미리 정해진 표시가 되도록 하면 좋다. 아니면, 상기 공급 개시표시와 공급 종료표시의 예로서, 상기 그래프를 그리는 장치의 전원을 순간적으로 차단시켰다가 다시 복귀시킴으로써, 전원차단에 의한 리셋라인(도 8 참조)을 생기도록 하여 이용하여도 좋다.

예컨대 도 8의 그래프 우측의 A액(약액) 압력측정 그래프에 있어서 뭔가의 원인에 의해 갑자기 압력이 떨어진 저압부가 발생된다. 이때 급결재를 투여할 필요가 있다. 따라서 약액전환밸브(v)를 작동시키고, 그에 따라 그래프 장치를 껐다가 켜지도록 하면, 리셋라인이 생긴다. 그리고 급결액이 투입되는데, 펌프(pa, pb)는 동압동량으로 작동되므로, 약액인 A액 압력과 유량의 측정치는 모두 급결액인 B액의 압력과 유량이 된다. 따라서 도 8의 빨강 그래프와 파랑 그래프는 모두, 약액의 압력과 유랑인 동시에 급결액의 압력과 유량을 나타낸다. 그리고 급결액의 투여의 효과로 인해 점점 압력이 올라가서 기준치 이상이 되면, 다시 약액전환밸브(v)를 작동시킨다. 그로 인해 그래프 장치는 다시 꺼졌다가 켜지면서 리셋라인이 생긴다. 그러므로, 두 리셋라인 사이의 A액 압력과 유량은 곧 급결액의 압력과 유량이 되므로, 급결재의 투입량의 관리가 확실히 이루어질 수 있다.

참고로, 유턴라인은 희석액이 희석액탱크(tc)로 되돌아가는 유로이므로, 급결액은 유턴되지 않아야 한다. 따라서 급결액의 투입시에는, 유턴라인용 밸브(vu)를 닫아야 한다. 따라서 유턴라인에는 유량이 제로가 된다.

그리고, 급결재의 사용 후에는 희석액라인에 남아 있는 급결재를 제거해야 한다. 이를 위해 검사관(pk)을 통해 급결재의 잔존 여부를 확인하도록 하여도 좋다.

이상 바람직한 실시예를 가지고 본 발명에 대해 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 발명의 사상의 범위 내에서 이루어진 변형, 개량, 변경은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은, 약액농도 조절용 유량조정분배기를 구비한 그라우팅 장치 산업에 이용될 수 있다.

a: 자동계량수단
c: 유량압력계
d: 유량조정분배기
fa, fb: 유량조절기
ma, mb, mc: 교반기
pa, pb: 펌프
pk: 검사관
sy: 시멘트 사일로
s, s1~s3: 센서
ta, tb, tc: 탱크
v, v1~v5, vu: 밸브
21: 주입관

Claims (8)

1. 그라우팅 장치로서,
   약액라인 접속관과, 희석액라인 접속관과, 배합관을 포함하여 이루어지는 약액농도 조절용 유량조정분배기와,
   상기 유량조정분배기의 상기 약액라인 접속관의 상류측에 연통 접속되고, 약액탱크로부터 약액펌프에 의해 미리 정해진 유량 및 농도로 고정된 부(富)배합의 그라우팅용 약액이 흐르는 약액라인과,
   상기 유량조정분배기의 상기 약액라인 접속관의 하류측에 연통 접속되고, 희석액에 의해 상기 농도 이하의 농도로 조절된 부배합 내지 빈(貧)배합의 그라우팅용 약액이 흘러서 지중에 주입되도록 하는 주입라인과,
   상기 유량조정분배기의 상기 희석액라인 접속관의 상류측에 연통 접속되고, 희석액탱크로부터 희석액펌프에 의해 희석액이 흐르는 희석액라인과,
   상기 유량조정분배기의 상기 희석액라인 접속관의 하류측에 연통 접속되고, 희석액을 희석액탱크로 되돌리는데 이용되는 유턴라인
   을 포함하여 이루어지고,
   상기 배합관은, 상기 희석액라인 접속관에서 상기 약액라인 접속관으로 희석액을 공급할 수 있도록, 상기 약액라인 접속관과 상기 희석액라인 접속관 사이에 관 형태로 연통 설치되고, 개별적으로 개도(開度)조절되는 밸브를 구비한 2 이상의 파이프 형상의 부분으로 이루어진 다기관 형상의 관이며,
   상기 약액펌프와 상기 희석액펌프는, 동압동량을 토출하도록 제어되고,
   지중 압력에 따라 상기 주입라인에 주입되는 그라우팅용 약액의 농도를 조절하기 위하여, 상기 유량조정분배기의 상기 배합관에 구비된 개도조절용의 상기 밸브가 조절됨
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   각 상기 배합관에는 상기 약액라인 접속관에서 상기 희석액라인 접속관으로의 흐름을 방지하는 역류방지수단이 구비됨
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 희석액라인 접속관에서 각 상기 배합관이 분기되는 각도와, 각 상기 배합관이 상기 약액라인 접속관에 접속되는 각도는, 희석액의 흐름방향을 기준으로 둔각이 되도록 이루어짐
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 유량압력계와,
   상기 유턴라인의 유량을 검출하는 유량센서
   가 더 구비됨
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   급결액을 저류하는 급결액탱크가 더 구비되고,
   상기 급결액탱크는 약액전환밸브를 통해 희석액라인의 희석액펌프에 연통 접속됨
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 약액라인의 유량과 압력을 검출하는 유량압력계와,
   상기 유턴라인의 유량을 검출하는 유량센서
   가 더 구비되고,
   상기 약액전환밸브의 작동에 의한 급결액의 공급 개시표시와 공급 종료표시를, 상기 유량압력계와 유량센서의 출력의 표시부에 나타내도록 구성됨
   을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
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