KR101765313B1 - Mobile type integration grouting apparatus and its grouting injection method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 그라우팅 장비 및 그라우팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 The present invention relates to a grouting apparatus and a grouting method, and more particularly,
일반도로터널 및 해저도로터널 및 하저도로터널 및 지하철터널건설, 고속철도터널건설, 각종 산악터널건설, 하천/저수지 제방 신설 및 보수공사, 사면보강, 연약지반처리 등 현장조건, 시공조건 및 지리적 제한을 받지 않고 자유롭게 이동하여 다양한 현장조건, 시공조건 및 지리적 여건의 시공 현장에서 시공 현장에 맞는 최적의 조건으로 그라우팅하는 모바일식 통합형 그라우팅 장비 및 이를 이용한 그라우팅 방법에 관한 것이다.
Site conditions, construction conditions and geographical limitations such as general road tunnel and subway road tunnel and subway tunnel construction, subway tunnel construction, high speed railway tunnel construction, various mountain tunnel construction, river / reservoir newbuilding and repair work, slope reinforcement, soft ground handling The present invention relates to a mobile type integrated grouting apparatus and a grouting method using the same, wherein the grouting is performed in an optimal condition suitable for a construction site in various site conditions, construction conditions and geographical conditions.
산업화의 발달에 따라 지상 및 지하 도로 및 철도 등의 건설이나 단지 조성 등의 목적으로 일반 및 해저 및 하저터널의 굴착, 연약지반 처리, 급경사지의 조성 및 자연재해에 대한 저수지 및 댐 등의 시설물에 대한 차수보강 등이 불가피한 실정인데, 이를 위해서는 시공의 안정성 및 경제성, 환경보전성 등을 충족시키기 위한 안정화 대책이 요구되고 있다.With the development of industrialization, for the purpose of construction of ground and underground roads and railways, etc., excavation of general and subsea and submarine tunnels, treatment of soft ground, construction of steep slopes, and reservoirs and dams for natural disasters It is inevitable to reinforce the order. For this, stabilization measures are required to meet the stability of the construction, economical efficiency, and environment preservation.
이를 위해, 터널차수보강, 연약지반보강, 저수지 및 댐 차수보강, 사면 보강등을 행하는 그라우팅 공법이 널리 이용되고 있는데, 상기 그라우팅 공법은 목적물의 차수보강 시공위치에 다수개의 천공홀을 천공한 후, 상기 천공홀에 그라우팅재를 주입하여 상기 천공홀의 공간부에서 주입된 그라우팅재가 경화되면서 주변지반을 차수 및 보강하도록 하게 된다.For this purpose, a grouting method for reinforcement of a tunnel order, a soft ground reinforcement, a reservoir and a dam reinforcement, and a slope reinforcement is widely used. In the grouting method, a plurality of perforation holes are drilled at a site- A grouting material is injected into the perforation hole so that the grouting material injected in the space of the perforation hole is hardened and the surrounding ground is formed and reinforced.
이러한, 그라우팅 장비는 그라우트재를 공급하는 호퍼, 그라우트재를 혼합하는 믹서, 그라우트재를 교반하는 교반기, 교반된 그라우트재를 펌핑하는 그라우트 펌프, 그라우트 펌프에 의해 펌핑되는 그라우트재를 지중의 천공홀에 주입하는 그라우트 호스 등을 구성요소로 하며, 각각 별도로 운반 차량에 의해 시공 현장으로 운반되고 고정식으로 설치되어 운용되어 산간지역과 같이 지리적 여건이 좋지 못한 곳에서 운영이 어려운 문제점이 있다.
The grouting equipment includes a hopper for supplying the grout material, a mixer for mixing the grout material, an agitator for agitating the grout material, a grout pump for pumping the agitated grout material, a grout material pumped by the grout pump, And grout hoses to be injected, and they are separately transported to a construction site by a transportation vehicle and fixedly installed and operated, which makes it difficult to operate in a place with poor geographical conditions such as a mountainous area.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일반도로터널 및 해저도로터널 및 하저도로터널 및 지하철터널건설, 고속철도터널건설, 각종 산악터널건설, 하천/저수지 제방 신설 및 보수공사, 사면보강, 연약지반처리 등 현장조건, 시공조건 및 지리적 제한을 받지 않고 자유롭게 이동하여 다양한 지리적 여건의 시공 현장에서 시공 현장에 맞는 최적의 조건으로 그라우팅하는 모바일식 통합형 그라우팅 장비 및 이를 이용한 그라우팅 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of constructing a road tunnel, an underwater road tunnel and a underpass road tunnel, a tunnel for a high speed railway, various mountain tunnels, The present invention provides a mobile type integrated grouting apparatus and a grouting method using the same, wherein the grouting is performed in an optimal condition suitable for a construction site in various geographical conditions by freely moving without being subjected to site conditions, construction conditions and geographical restrictions such as reinforcement, It has its purpose.
본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비는, 이동 차량의 플랫폼에 분리 가능하게 고정되는 프레임과; 상기 프레임에 탑재되는 그라우팅부와; 상기 그라우팅부를 제어 및 그라우팅 정보를 화면 출력하는 컨트롤부와; 상기 프레임에 설치되며 물을 지중의 그라우팅홀에 주입하여 지반을 시험하는 주수 시험부를 포함하며, 상기 그라우팅부는 그라우재를 투입받아 공급하는 호퍼, 상기 호퍼에서 공급되는 그라우트재를 혼합하는 믹서, 상기 믹서에 의해 혼합된 그라우트재를 교반하는 교반기, 상기 교반기에 의해 교반된 그라우트재를 압송하는 그라우팅 펌프, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재의 압송량을 제어하는 밸브, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재의 유량과 압력을 측정하는 측정기, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재를 지중에 토출하여 그라우팅하는 그라우팅 호스를 포함하고, 상기 주수 시험부는 상기 프레임에 탑재되며 그라우팅 전에 주수시험을 위한 주수 시험부를 포함하고, 상기 주수 시험부는 내부에 주수 시험을 위한 물이 저장되는 수조, 상기 수조에 저장된 물을 지중에 주입하는 주수시험용 펌프를 포함하며, 이에 의하여 이동 차량에 의해 그라우팅 시공 현장으로 이동한 후 상기 주수 시험부를 통해 지반을 시험한 후 상기 그라우팅부를 통해 그라우팅하는 것을 특징으로 한다.
A mobile integrated grouting apparatus according to the present invention comprises: a frame detachably fixed to a platform of a moving vehicle; A grouting portion mounted on the frame; A control unit for controlling the grouting unit to output control and grouting information; A grouting portion installed in the frame and injecting water into a grouting hole in the ground to test the ground, wherein the grouting portion includes a hopper for feeding the grout into the grout, a mixer for mixing the grout supplied from the hopper, A stirrer for stirring the grout material mixed by the grouting pump, a grouting pump for feeding the grout material stirred by the stirrer, a valve for controlling the amount of the grout material to be fed by the grouting pump, And a grouting hose for grouting the grout material pumped by the grouting pump into the ground, wherein the pouring water test portion is mounted on the frame and includes a pouring test portion for pouring water test before grouting , And the main test section A water tank for storing water for testing and a water main test pump for injecting water stored in the water tank into the ground, thereby moving the soil to the grouting construction site by the moving vehicle, testing the ground through the water main test section, And grouting through the grouting portion.
본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비 및 이를 이용한 그라우팅 방법에 의하면, 그라우팅부와 주수시험부 및 컨트롤부를 프레임으로 일체화하여 프레임을 이동 차량에 탑재하고 운전원이 이동 차량을 직접 운전하여 그라우팅 시공 현장으로 이동하므로 일반도로터널 및 해저도로터널 및 하저도로터널 및 지하철터널건설, 고속철도터널건설, 각종 산악터널건설, 하천/저수지 제방 신설 및 보수공사, 사면보강, 연약지반처리 등 현장조건, 시공조건 및 지리적 제한을 받지 않고 그라우팅 시공이 용이하고, 또한, 별도의 시험 장치를 사용하지 않고 프레임에 그라우팅부와 함께 탑재된 주수 시험부 등의 시험부와 컨트롤부를 통해 시공 현장에서 시공 현장의 지반 특성을 시험하여 최적의 그라우팅 조건(재료, 주입압력 등)을 결정하여 그라우팅하므로 시공성이 우수하며 지반을 견실하게 보강하는 효과가 있다.
According to the mobile integrated grouting apparatus and the grouting method using the same, the grouting unit, the casting test unit, and the control unit are integrated with the frame to mount the frame on the moving vehicle, and the operator directly drives the moving vehicle to move to the grouting construction site Therefore, it is expected that the site conditions, construction conditions and geographical conditions such as general road tunnel and subway road tunnel and subway tunnel construction, subway tunnel construction, high speed railway tunnel construction, various mountain tunnel construction, river / reservoir newbuilding and repair work, slope reinforcement, The grounding characteristics of the construction site were tested at the construction site through the test section and the control section such as the casting test section mounted together with the grouting section on the frame without using a separate test apparatus, The optimal grouting conditions (material, injection pressure, etc.) are determined and grouted Workability and is excellent in an effect of reliably reinforce the ground.
도 1은 본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 구성을 보인 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비에 적용된 상부 덮개와 하부 선반을 보이기 위한 배면도.
도 4는 본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비에 적용된 그라우팅 펌프의 배관 예시도.1 is a side view showing the construction of a mobile type integrated grouting apparatus according to the present invention.
2 is a plan view showing the construction of a mobile type integrated grouting apparatus according to the present invention.
3 is a rear view of an upper lid and a lower shelf applied to a mobile type integrated grouting machine according to the present invention.
FIG. 4 is an illustration of a piping of a grouting pump applied to a mobile type integrated grouting apparatus according to the present invention. FIG.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 장비는, 이동 차량(1)에 탑재되어 시공 현장으로 이동하고 시공 현장에서 지중을 그라우팅하는 그라우팅부(100), 그라우팅을 위한 사전 시험 예컨대 주수 시험을 위한 주수 시험부(200), 그라우팅을 제어 및 그라우팅 정보를 화면 출력하는 컨트롤부(300) 및 이들(100,200,300)을 이동 차량(1)에 설치하기 위한 프레임(400)으로 구성된다.1 and 2, the mobile type integrated grouting apparatus according to the present invention includes a
프레임(400)은 그라우팅을 위한 구성(100,200,300)을 설치하기 위한 공간을 제공하는 것으로, 바람직하게 빔(H 빔, I 빔)과 앵글 및 철판의 조합에 의해 제작되는 육면체의 컨테이너 형태로서 그라우팅부(100)와 주수 시험부(200) 및 컨트롤부(300)를 보호하기 위하여 5면이 막힌 폐쇄 구조이고, 나머지 1면은 개폐식으로 구성된다. 1면이 개폐식으로 구성되는 것은 운반이나 보관시 그라우팅을 위한 구성(100,200,300)을 보호하는 한편 그라우팅 시공시 그라우팅을 위한 구성(100,200,300)의 조작과 점검 등을 위함이다. 또한, 프레임(400)의 바닥에는 전술한 구성의 완충을 위한 완충수단(스프링, 탄성패드 등)이 갖추어지며, 상기 완충수단은 그라우팅 충격, 지반의 거동 등으로부터 전술한 구성을 보호한다.The
개폐식 구성으로, 예컨대, 도 3에서 보이는 바와 같이, 덮개는 전후보다 상대적으로 넓은 면적의 좌우측 중 일측 이상에 형성되며 단일 덮개도 가능하지만 작업자의 이동이나 작업 공구의 수납 등을 위하여 상하로 분할되어 상부 덮개(410)와 하부 선반(420)으로 구성된다. 즉 하부 선반(420)은 프레임(400)의 개방부 중에서 하부를 개폐하면서 예를 들어 지면과 수평으로 펼쳐져 작업공간을 제공하는 겸용인 것이다. 추가적으로 하부 선반(420)에는 선반이 추가 수납되어 더 넓은 공간을 확보하는 것도 가능하고, 추가되는 선반은 슬라이드식, 회동식 등 다양한 수납 방식이 가능하다.As shown in Fig. 3, for example, the lid is formed on one or more of left and right sides of a relatively larger area than the front and rear, and a single lid is also possible. However, And includes a
상부 덮개(410)와 하부 선반(420)은 각각의 단부가 프레임에 힌지 연결되며 유압 등의 실린더를 구동수단으로 하여 개폐될 수 있다.The
프레임(400)은 이동 차량(1)에 고정되어 운반되며, 그라우팅시 시공 현장에서 이동 차량(1)에 탑재된 상태에서 그라우팅할 수 있도록 이동 차량(1)에 고정식으로 구성되는 것도 가능하고, 이동 차량(1)을 통해 시공 현장으로 운반된 후 시공 현장에서 이동 차량(1)에서 하차되어 그라우팅을 할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다. The
전자의 경우 프레임(400)은 이동 차량(1)에 다양한 고정수단을 매개로 하여 고정된다.In the former case, the
후자의 경우를 위하여 프레임(400)의 저부에는 지면에 지지되는 다리가 구성된다. 물론, 이 다리는 이동 차량(1)의 플랫폼에 올려져 지지된다. 또한, 프레임(400)의 다리에는 시공 현장의 노면과 상관없이 그라우팅부(100) 등을 안정적으로 설치하고 그라우팅 작업이 원활하게 이루어지도록 레벨링수단이 적용될 수 있다.In the latter case, a leg supported by the ground is formed at the bottom of the
상기 레벨링수단은 아웃트리거 등이 적용 가능하다.The leveling means may be an out trigger or the like.
그라우팅부(100)는 그라우재를 투입받아 공급하는 하나 이상(도면에는 2개로 도시됨)의 호퍼(110), 호퍼(110)에서 공급되는 그라우트재를 혼합하는 믹서(120), 믹서(120)에 의해 혼합된 그라우트 혼합재를 교반하는 교반기(130), 교반기(130)에 의해 교반된 그라우트 혼합재를 압송하는 그라우팅 펌프(140), 그라우팅 펌프(140)에 의해 압송되는 그라우트 혼합재의 압송량을 제어하는 밸브(150), 그라우팅 펌프(140)에 의해 압송되는 그라우트 혼합재의 유량과 압력을 측정하는 측정기(160), 그라우팅 펌프(150)에 의해 압송되는 그라우트 혼합재를 지중에 토출하여 그라우팅하는 그라우팅 호스(170)를 포함하며, 이들 구성(110,120,130,,,)은 프레임(400)에 설치되는데, 고장으로 인한 교체를 위하여 프레임(400)에 분리 가능하게 고정되고, 다양한 고정 방식이 가능하므로 구체적으로 한정하지는 않는다.The
호퍼(110)는 상단의 투입구와 하단의 배출구를 갖는 구조로서 프레임(400)에 설치되고, 상기 투입구는 운반과 보관 중 오염방지를 위하여 덮개가 개폐 가능하게 구성되며, 상기 배출구 역시 덮개가 구성 가능하다.The
호퍼(110)는 시공 현장으로 운반되기 전에 그라우트재를 투입받아 저장하고 시공 현장에서 피딩수단(111)을 통해 믹서(120)에 공급(시공 현장에서 그라우트재를 투입받는 것도 가능함)하고, 예를 들어 터널보강그라우팅의 경우 10공(약 4,000kg의 시멘트량)을 동시에 시공가능 하도록 부피는 1.17~1.56m3 (용량 1,700~2,250kg)이며 철판재질은 SS44적용한다.The
피딩수단(111)은 예를 들어 경사지게 배치되면서 일측이 호퍼(110)의 배출단과 연결되고 타측이 믹서(120)의 상단 투입구와 연결되는 피딩관 및 이 피딩관의 내부에 모터(유압모터)에 의해 회전 가능하게 설치되어 호퍼(110)로부터 공급된 그라우트재를 피딩하는 피딩스크류로 구성된다. 유압모터의 회전속도는 100RPM이며, 토출량은 약 80~150kg/min일 수 있다.The feeding means 111 may include a feeding pipe having one side connected to the discharge end of the
2개 이상의 호퍼(110)가 적용되는 경우 동시 작동은 물론 미리 정해진 순서에 입각하여 하나씩 작동할 수 있다. When two or
호퍼(110)는 모바일의 특성 상 운반시 높이 제한을 받지 않으면서 사용시 현장 여건에 맞는 높이로 사용되도록 높이 조절이 가능하게 구성될 수 있다.The
믹서(120)는 피딩수단(111)을 통해 그라우트재를 공급받아 믹싱하며, 바람직하게 Colloidal Mixer 타입이며 이는 고분말 시멘트의 균질한 혼합 확보 및 임펠러에 의한 입자혼합을 수월하게 한다. The
믹서 탱크 및 이 믹서 탱크 안에 설치되며 믹서 탱크 안의 그라우트재를 믹싱하는 임펠러로 구성될 수 있고, 믹서의 회전속도는 1,300~1,400RPM을 적용한다.A mixer tank and an impeller which is installed in the mixer tank and mixes the grout material in the mixer tank, and the rotation speed of the mixer is 1,300 to 1,400 RPM.
교반기(130)는 저점도 유지와 침전을 막는 역할을 하게 된다. 또한, 믹서(120)에서 교반된 재료를 일정시간 동안 재료분리가 일어나지 않도록 유지시키며 거품을 제거시켜준다. 회전속도는 60~65RPM을 적용한다.The
그라우팅 펌프(140)는 교반기(130)에 의해 교반되는 그라우트재를 그라우팅을 위하여 펌핑하며, 충분한 침투범위확보를 위하여 적절히 높은 압력을 적용해야하며 피스톤의 타입은 Double action piston 방식을 채택하며 최대주입압력은 60kg/cm2이며, 예를 들어 주 사용압력은 20kg/cm2이다. 최대 주입속도는 100l/min 및 최소주입속도는 10l/min 이다.The
도 4는 그라우팅 펌프(140)의 배관과 밸브(150) 및 측정기(160)의 적용 예를 도시한 것이며, 그라우팅 펌프(140)의 토출측에는 압송관(141)이 설치되고 이 압송관(141)에는 그라우트재의 공급량을 조절하는 제1,2전환밸브(151,152), 유량계와 압력계의 측정기(160)가 설치되고 그라우팅 호스(170)가 연결된다. 제1전환밸브(151)는 그라우팅 펌프(140)와 주수 시험부(200)의 주수시험 펌프(210)를 연결하고, 제2전환밸브(152)는 압송관(141)과 리턴관(142)을 연결한다. 제1전환밸브(151)는 그라우팅 펌프(140) 또는 주수시험용 펌프(210)를 압송관(141)과 연결하고, 제2전환밸브(152)는 리턴관(142)과 압송관(141)을 연결한다. 또한, 압송관(141)의 개도를 조절하여 유량을 조절하는 밸브가 구성될 수 있다.4 shows an application example of the piping of the
그라우팅 호스(170)에는 가압식 그라우팅을 위한 팩커가 설치된다.The
주수 시험부(200)는 프레임(400)에 탑재되며 그라우팅 전에 주수시험을 할 수 있도록 한 구성으로 내부에 주수 시험을 위한 물이 저장되는 수조(220), 수조(220)에 저장된 물을 지중의 그라우팅홀에 주입하는 주수시험용 펌프(210)로 구성되며, 도 4에서 보이는 것처럼, 주수시험용 펌프(210)는 제1밸브(151)에 연결되어 압송관(141)을 공유한다.The
컨트롤부(300)는 그라우팅을 위한 각종 정보를 센싱하는 센서, 상기 센서의 센싱값을 처리(연산 등)하는 마이컴(프로그램) 및 그라우팅 정보를 화면 출력하는 모니터로 구성되며, 지하수 유입량계산, 절리간격계산, 그라우팅 압력계산, 주입예상 시간계산, 알고리즘 그라우팅, 팩커의 제거강도 계산 등을 포함하고, 재료선정 및 그라우팅 주입효과 등의 기술은 단순계산 및 현장시험 후 그 결과내용을 현장에 적용 할 수 있다.The
본 발명에 의한 모바일식 통합형 그라우팅 방법은 모바일식 통합형 그라우팅 장비를 그라우팅 시공 현장으로 이동하는 제1단계와; 상기 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 그라우팅 호스를 지중에 형성된 그라우팅홀에 삽입하고 주수 시험부를 통해 물을 상기 그라우팅홀에 주입하여 주수시험함과 아울러 지반 특성을 시험하여 그라우트재를 선정하고 주입압력을 산출하는 제2단계와; 상기 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 그라우팅부를 가동하여 상기 제2단계를 통해 선정된 그라우트재를 산출된 주입압력으로 상기 그라우팅홀에 주입하여 그라우팅하는 제3단계와; 상기 제3단계의 그라우팅이 완료된 후 그라우팅을 종료하거나 그라우팅의 주입을 제어하는 제4단계를 포함하며, 상기 제2단계에서 수행하는 지반 특성 시험은 지하수 유입량계산, 절리간격계산, 재료선정, 그라우팅 압력계산, 주입예상 시간계산, 알고리즘 그라우팅, 팩커의 제거강도 계산 및 그라우팅 주입효과 판정 등으로 이루어진다.A mobile type integrated grouting method according to the present invention includes a first step of moving a mobile type integrated grouting equipment to a grouting construction site; The grouting hose of the mobile type integrated grouting equipment is inserted into a grouting hole formed in the ground, water is injected into the grouting hole through a main test portion, and the grout material is tested by selecting the grout material and the injection pressure is calculated A second step; A third step of activating the grouting part of the mobile type integrated grouting equipment and injecting the selected grout material through the second step into the grouting hole at the calculated injection pressure and grouting; And a fourth step of finishing the grouting or controlling the injection of the grouting after the completion of the grouting in the third step, wherein the grounding property test performed in the second step is a calculation of a groundwater inflow calculation, a calculation of a joint interval, Calculation of the injection expected time, algorithm grouting, calculation of the removal strength of the packer, and determination of the grouting injection effect.
1. 지하수 유입량 계산.1. Calculation of groundwater inflow.
지하수 유입량은 아래 수식을 이용하여 계산 할 수 있다. 식(1)은 그라우팅 주입 전 암반에서 사용되고 식(2)는 그라우팅 후 암반에서 사용된다. 주입 전후의 지하수 유입량은 그라우팅 전후의 효과를 판정 할 수 있다. The amount of groundwater inflow can be calculated using the following formula. Equation (1) is used in rock mass before grouting and Equation (2) is used in rock mass after grouting. The amount of groundwater inflow before and after the injection can determine the effect before and after grouting.
식(1)
Equation (1)
식(2)
Equation (2)
= 터널에 유입량 () = Inflow to the tunnel ( )
= 그라우트된 영역 밖에서 암반의 수리전도도(m/s) = Hydraulic conductivity of the rock outside the grouted area (m / s)
= 그라우트된 영역에서의 수리전도도(m/s) = Hydraulic conductivity in grouted area (m / s)
= 터널 중심에서 물의 수두로서 물의 압력으로 표현됨(m) = Expressed as the pressure of water as the head of water at the center of the tunnel (m)
= 터널의 반경 (m) = Radius of tunnel (m)
= 활동하는 물의 반경(m), 일반적으로 로 예측함 = Radius of active water (m), generally Predicted by
= 그라우트존의 범위 (m) = Range of grout zone (m)
= 접촉 상수 (the skin factor) (-) = The skin factor (-)
2. 절리간격 계산 수식 및 프로그램 구현2. Joint interval calculation formulas and program implementation
절리간격 계산은 아래 식(3)을 이용하여 계산할 수 있다. 절리의 간격 계산결과는 재료의 선정방법에 사용된다.
The joint spacing can be calculated using the following equation (3). The result of the joint interval calculation is used in the material selection method.
식(3) Equation (3)
여기서, here,
= 침투계수 () = Penetration coefficient ( )
= 절리의 수리적 간격 (m) = The numerical spacing of joints (m)
= 중력 가속도 () = Gravitational acceleration ( )
= 물의 동 점성 (Pas) = The viscosity of water (Pas)
= 물의 밀도 ()
= Density of water ( )
3. 재료의 선정.3. Selection of materials.
시멘트재료의 평균입경분포크기()는 상기 식(3)을 이용하여 계산한 절리간격 계산값(b)보다 3배정도 적게 한다.Average size distribution size of cement material ( ) Is made to be three times smaller than the joint interval calculation value (b) calculated using the above formula (3).
식(4) Equation (4)
식(4)의 나눗수는 다양한 영향인자의 수에 따라 변 할 수 있으며 그 값은 2~16까지 폭넓게 변경될 수 있다.
The number of divisors in Equation (4) can vary depending on the number of various influencing factors, and the value can be widely varied from 2 to 16.
4. 그라우팅 압력계산.4. Calculation of grouting pressure.
그라우팅 압력()은 아래 식(5)에 의해 계산한다.
Grouting pressure ( ) Is calculated by the following equation (5).
식(5)
Equation (5)
여기서, here,
= 그라우팅 압력(Pa) = Grouting pressure (Pa)
= 지하수위 압력(Pa) = Groundwater pressure (Pa)
= 암반의 밀도() = Density of rock mass )
g = 중력 가속도 ()
g = gravitational acceleration ( )
5. 주입예상시간 계산.5. Calculation of injection time estimate.
그라우팅 주입예상시간계산 수식 중 식(6)은 1차원에서의 주입예상시간 계산식이며 식(7)은 2차원에서의 주입예상시간 계산식이다. Equation (6) is the one-dimensional expected injection time calculation formula, and (7) is the two-dimensional injection expected time calculation formula.
식(6) Equation (6)
식(7) Equation (7)
여기서, here,
= 상대적 침투길이 = Relative penetration length
= 상대적 그라우팅 시간
= Relative grouting time
6. 알고리즘 그라우팅.6. Algorithm grouting.
알고리즘 그라우팅 중 토사층(3D)에서 식(8)을 이용하고 암반층 1차원(1D)에서는 식(9)를 2차원(2D)에서는 식(10)을 사용한다.
Algorithm We use Eq. (8) in soil layer (3D) during grouting and use Eq. (9) in rock mass 1D (1D) and Eq. (10) in 2D (2D).
토사층(3D): 식(8)
Soil Layer (3D): Equation (8)
여기서, here,
식(8)에서 : 시간 동안의 주입량, : 전체주입량, : 초기 천공시 구근의 반지름, : i시간 동안 증가되는 구근의 반지름, : i시간 동안 변하는 지반의 공극률, : i시간에서의 측정간격시간, : 그라우트재의 단위중량, : 지반의 고유투수계수를 의미한다.
In equation (8) : The amount of time, : Total dose, : The radius of the bulb during initial puncture, : the radius of the bulb increased for i hours, : the porosity of the ground which varies over time i, : measurement interval time in i time, : Unit weight of grout material, Means the inherent permeability coefficient of the soil.
암반층(1D): 식(9)
Rock layer 1D: Equation (9)
식(9)에서 : 시간 동안의 주입량, : 전체주입체적의 미분값, : 상대적침투길이의 미분값, : 그라우팅 시간, : 주입압력, : 재료의 초기 항복강도, : 절리의 폭, : 절리의 두께를 의미한다.
In equation (9) : The amount of time, : Derivative value of the entire main body, : Derivative value of relative penetration length, : Grouting time, : Injection pressure, : Initial yield strength of the material, : Width of joint, : It means the thickness of the joint.
암반층(2D): 식(10)
The rock layer (2D): Equation (10)
식(10)에서 : 시간 동안의 주입량, : 전체주입체적의 미분값, : 상대적침투길이의 미분값, : 그라우팅 시간, : 주입압력, : 재료의 초기 항복강도, : 절리의 두께를 의미한다.
In equation (10) : The amount of time, : Derivative value of the entire main body, : Derivative value of relative penetration length, : Grouting time, : Injection pressure, : Initial yield strength of the material, : It means the thickness of the joint.
7. 팩커의 제거강도 계산.7. Calculate the removal strength of the packer.
팩커의 제거시 그라우트의 전단강도는 아래 식(11)에 의해 계산한다.
The shear strength of the grout at the time of removal of the packer is calculated by the following equation (11).
식(11) Equation (11)
여기서, here,
= 지하수 압력(Pa) = Groundwater pressure (Pa)
= 천공홀의 길이(m) = Length of perforation hole (m)
= 천공홀의 반경(m) = Radius of perforated hole (m)
= 그라우트의 전단응력(Pa)
= Shear stress of grout (Pa)
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
1 : 이동 차량,
100 : 그라우팅부, 110 : 호퍼
120 : 믹서, 130 : 교반기
140 : 그라우팅 펌프, 150 : 밸브
160 : 측정기, 170 : 그라우팅 호스
200 : 주수 시험부, 210 : 주수시험 펌프
220 : 수조, 300 : 컨트롤부
400 : 프레임,1: Moving vehicle,
100: grouting portion, 110: hopper
120: mixer, 130: stirrer
140: grouting pump, 150: valve
160: measuring instrument, 170: grouting hose
200: main test section, 210: main test pump
220: water tank, 300: control unit
400: frame,
Claims (5)
상기 프레임에 탑재되는 그라우팅부와;
상기 그라우팅부를 제어 및 그라우팅 정보를 화면 출력하는 컨트롤부와;
상기 프레임에 설치되며 물을 지중의 그라우팅홀에 주입하여 지반을 시험하는 주수 시험부를 포함하며,
상기 그라우팅부는 그라우재를 투입받아 공급하는 호퍼, 상기 호퍼에서 공급되는 그라우트재를 혼합하는 믹서, 상기 믹서에 의해 혼합된 그라우트재를 교반하는 교반기, 상기 교반기에 의해 교반된 그라우트재를 압송하는 그라우팅 펌프, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재의 압송량을 제어하는 밸브, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재의 유량과 압력을 측정하는 측정기, 상기 그라우팅 펌프에 의해 압송되는 그라우트재를 지중에 토출하여 그라우팅하는 그라우팅 호스를 포함하고,
상기 주수 시험부는 상기 프레임에 탑재되며 그라우팅 전에 주수시험을 위한 주수 시험부를 포함하고, 상기 주수 시험부는 내부에 주수 시험을 위한 물이 저장되는 수조, 상기 수조에 저장된 물을 지중에 주입하는 주수시험용 펌프를 포함며,
상기 그라우팅 펌프는 그라우트재를 압송하며 상기 밸브와 측정기가 설치되는 압송관을 포함하고, 상기 주수 시험부의 주수시험 펌프는 상기 압송관에 전환밸브를 통해 연결되며, 이에 의하여 이동 차량에 의해 그라우팅 시공 현장으로 이동한 후 상기 주수 시험부를 통해 지반을 시험한 후 상기 그라우팅부를 통해 그라우팅하는 것을 특징으로 하는 모바일식 통합형 그라우팅 장비.A frame detachably secured to the platform of the moving vehicle;
A grouting portion mounted on the frame;
A control unit for controlling the grouting unit to output control and grouting information;
And a main test section installed in the frame and injecting water into a grouting hole in the ground to test the ground,
The grouting unit includes a hopper for feeding the grazing material, a mixer for mixing the grouting material supplied from the hopper, an agitator for agitating the grout material mixed by the mixer, a grouting pump for agitating the grout material agitated by the agitator, A valve for controlling a pressure feed amount of the grout material pumped by the grouting pump, a meter for measuring a flow rate and a pressure of the grout material pumped by the grouting pump, a grout material pumped by the grouting pump to be grouted Grouting hose,
Wherein the main test section includes a main test section mounted on the frame and before the grouting test for main test, the main test section includes a water tank for storing water for the main test, a main test pump for injecting the water stored in the water tank into the ground, / RTI >
Wherein the grouting pump includes a pressurization pipe for pressurizing the grout material and provided with the valve and the measuring device, and the main test pump of the main water testing unit is connected to the pressure transfer pipe through a switching valve, And the grouting is performed through the grouting portion after the ground is tested through the casting test portion.
상기 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 그라우팅 호스를 지중에 형성된 그라우팅홀에 삽입하고 주수 시험부를 통해 물을 상기 그라우팅홀에 주입하여 주수시험함과 아울러 지반 특성을 시험하여 그라우트재를 선정하고 주입압력을 산출하는 제2단계와;
상기 모바일식 통합형 그라우팅 장비의 그라우팅부를 가동하여 상기 제2단계를 통해 선정된 그라우트재를 산출된 주입압력으로 상기 그라우팅홀에 주입하여 그라우팅하는 제3단계와;
상기 제3단계의 그라우팅이 완료된 후 그라우팅을 종료하거나 그라우팅의 주입을 제어하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일식 통합형 그라우팅 방법.A first step of moving the mobile integrated grouting equipment according to claim 1 to a grouting construction site;
The grouting hose of the mobile type integrated grouting equipment is inserted into a grouting hole formed in the ground, water is injected into the grouting hole through a main test portion, and the grout material is tested by selecting the grout material and the injection pressure is calculated A second step;
A third step of activating the grouting part of the mobile type integrated grouting equipment and injecting the selected grout material through the second step into the grouting hole at the calculated injection pressure and grouting;
And a fourth step of finishing grouting or controlling injection of grouting after completion of grouting in the third step.
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