KR101927909B1 - 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법 - Google Patents

복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법 Download PDF

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윤재철
천형필
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씨에스지오텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동제어 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 주입관에 작용하는 지반 압력이 체크되고 지반 압력에 따라 그라우트 약액 주입이 자동으로 제어될 수 있도록 함으로써, 작업자의 편의성 및 작업 생산성을 높일 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동제어 공법에 관한 것이다.
이를 위해, (a) 다수의 주입관이 지반에 박혀 시공되는 단계;(b) 각각의 주입관을 통해 그라우트 약액이 지중에 주입되는 단계;(c) 압력유량센서를 통해 각 주입관에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터에 측정 및 저장되는 단계;(d) 상기 (c)단계에서 측정된 각 주입관의 압력이 기준치 이하인지 여부를 제어부가 판단하는 단계;(e) 상기 (d) 단계에서 주입관 압력이 설정 기준치 이하인 경우 기준 주입 유량으로 지속되고, 주입관 압력이 설정 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛으로 모터 펌프 회전수를 줄여 그라우트 약액 주입량을 감소시키거나 주입량 완료시점에는 지중에서 주입관을 인발하는 단계:를 포함하며, 상기 (b)단계는 인버터를 이용한 교류 모터 펌프가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프의 펌핑력을 통해 주입관으로부터 지중에 주입되도록 하며, 상기 (e)단계는 인버터의 주파수를 가변하여 모터 펌프 회전수가 감소되도록 하되, 기 설정된 모터 펌프의 최소한 회전수값을 향해 주입관 압력에 비례하여 모터펌프 회전수가 자동 감소되도록 하되, 상기 그라우트 약액은 비알칼리성 실리카졸 초급결성 용액이며, 상기 (e) 단계는, 주입관에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속하여, 주입관을 통한 그라우트 약액은 설정한 최소 주입값으로 소량의 그라우트 약액이 천천천 주입되도록 하여 주입관이 폐색되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 그라우트 약액 회로 변경 장치를 이용하여, 천공 완료 시점에 개폐밸브를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음, 2차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서, 상기 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하는 1차효과 및 보조적으로 지반을 강화시키는 2차 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법을 제공한다.

Description

복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법{An automatic control method a grout liquid chemical injection using plural pipe}
본 발명은 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 주입관을 이용한 그라우팅 공법시 각 주입관에 작용하는 압력을 실시간으로 체크하여 모터 펌프 구동 제어를 통해 그라우트 주입량이 자동으로 제어될 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법에 관한 것이다.
일반적으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하고자 할 때, 연약지반 내에 급결재와 완결재를 반복적으로 주입하여 지반을 강화함으로써 지반의 안정성을 증가시킨다.
이러한 용액형, 반현탁형, 현탁형 주입재에 주입재 배합에 따라 급결재와 완결재를 지반내에 주입하는 시공방법을 그라우팅(Grouting) 공법이라 한다.
상기 그라우팅 공법이라 함은 연약지반 예컨대 지하철 가시설 현장, 건축물 지하층 가시설 현장, 해안, 연안, 항만의 점성토 지반 등의 기초 보강 및 차수를 위해 연약지반 내에 시멘트, 골재, 벤토나이트, 물유리 등과 물의 혼합물인 그라우트(grout) 액(재료) 또는 몰탈을 주입하여 충전함으로써 지반의 고결도를 높이고, 지반의 강도 특성 및 투수성을 개량하는 공법이다.
상기 그라우팅 공법을 시행하기 위해서는 그라우트 약액이 저장된 탱크와, 탱크의 그라우트 약액을 펌핑하여 내보내는 모터 펌프와, 지반에 박혀 그라우트 약액을 지반 내로 가이드하는 주입관과, 탱크와 주입관 사이에 설치되어 탱크의 그라우트 약액을 주입관으로 가이드하는 가이드호스로 구성된다.
이러한 장비로 구성된 그라우팅 시스템은 그라우팅 적용 면적 크기에 따라 복수로 마련될 수 있다.
즉, 그라우팅 시공의 효율성을 높이기 위해, 지반에 다수의 주입관을 설치하여 그라우트 약액을 동시에 주입함으로써, 그라우팅 시공의 작업시간 단축을 통해 그라우팅 시공의 효율성을 높일 수 있었던 것이다.
이하, 도 1을 참조하여 복수의 주입관을 이용한 종래의 그라우팅 공법에 대하여 설명하도록 한다.
지반 천공을 통해 복수의 주입관(10)을 지중에 설치한다.
이때, 주입관(10)에는 그라우트 약액 주입을 위한 가이드호스(20)가 설치된다.
이때, 가이드호스(20)는 서로 다른 약액이 혼합되지 않도록 복수로 마련이 된다.
즉, 서로 성분이 다른 약액이 미리 혼합되어 지중에 주입이 될 경우, 그라우트 약액 주입과정에서 미리 겔(gel)화가 진행되어 유동성이 떨어지므로 지반 깊숙히 그라우트 약액 도달이 원활하게 이루어지기 어려운 바, 각 약액이 각각 이송될 수 있도록 복수의 가이드 호스가 주입관에 설치되어 제공되는 것이다.
한편, 상기와 같이 복수의 주입관(10)이 지반에 설치되면, 모터 펌프(미도시)를 작동하여 그라우트 약액을 주입관(10)으로 이송시킨다.
이때, 그라우트 약액은 주입관(10)을 통해 지중으로 주입이 되며, 그라우트 약액은 주입 압력에 의해 연약 지반을 찾아 스며들면서 지반을 강화시키게 된다.
이 과정에서, 주입관(10)이 박힌 지반 각 구역의 지중 압력은 차이가 발생하기 때문에, 작업자는 지중 압력을 수시로 체크하여 지중 압력을 해소시켜가며 그라우팅 공법을 시행해야 한다.
즉, 지중 환경은 암반 및 여러 지질 특성에 의해 지중 압력이 동일하지 않기 때문에, 작업자가 일일이 각각의 주입관(10)에 작용하는 압력을 체크하면서 그라우트 약액을 주입해야 하는 것이다.
이를 위해, 지중에 박혀 있는 복수의 주입관(10) 중, 압력에 과부하가 발생하는 주입관(10)은 지상으로 일정 길이만큼 상승시켜가면서 지중 공극을 찾아 주입 압력을 해소시키게 된다.
이때, 주입관(10)은 지중에 대략 20~30m 정도 박혀 있으며, 압력 해소를 위해서는 유압잭 등의 장비를 이용해 30~50cm 씩 주입관을 상승시키게 된다.
이때, 지상으로 주입관(10)이 과도하게 상승된 경우에는, 원활한 그라우트 약액 주입을 위하여 주입관 유닛을 분리시키게 된다.
즉, 지중에 깊숙히 박혀 시공되는 주입관(10)은 일체로 형성되지 않고, 일정 길이의 주입관 유닛이 연결되어 이루어진 바, 지상에 과도하게 상승된 주입관 유닛은 절단하여 새로 연결시키는 것이다.
이때, 분리된 주입관 유닛은 절단 전, 물 세척을 통해 보관이 되는데, 이 과정에서 발생한 세척수는 지중으로 유입될 수 있어 그라우팅 공법의 품질을 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
이에 따라, 실제 시공현장에서는 그라우트 약액이 동시에 주입되는 다수의 주입관 중 일부 주입관에 과압이 발생하더라도 작업 편의를 위해 주입관 유닛을 분리하지 않고, 그라우트 약액을 주입함에 따라, 모터 펌프 압력에 과부하가 발생하여 모터 펌프를 비롯한 주입관(10) 및 가이드 호스(20) 등이 파손되고, 주입재 누설로 인한 인명피해 등의 안전사고가 발생하는 문제가 있었다.
또한, 상기한 일련의 과정을 통해 시공되는 종래의 그라우팅 공법은 작업자가 일일이 각 주입관(10) 압력을 수시로 체크해야 하므로 상당히 불편함을 초래하여 작업 생산성을 떨어뜨리는 문제가 있었다.
또한, 지중에 그라우트 약액 주입시 교란된 지반은 지층 변화에 의해 구조물 주변에 지반 변위가 급작스럽게 발새하는 빈도가 높아, 다수의 주입관으로 그라우트 약액 주입시에는 구조물 주위 지반의 변위가 급작하게 발생하더라도, 이를 신속하게 대처할 방법이 마땅치 않아, 단수의 주입관으로 그라우트 약액을 서서히 주입해야하므로 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.
대한민국 공개번호 제10-2016-0012437호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 주입관을 이용한 그라우팅 공법에 있어서, 다수의 각 주입관에 작용하는 지중 압력을 자동으로 체크하면서 모터 펌프의 스피드가 자동으로 제어될 수 있도록 함으로써, 작업자의 시공 편의성을 높여 작업 생산성을 높이고, 과압에 의한 장비 파손이 발생하지 않도록 하고, 주입관 주입 연결호스의 파손으로 인해 그라우트 약액 누설에 인한 인명의 피해를 방지하고, 작업중에 지층에 따라 적합한 그라우트 약액을 회로 변경하여 작업성과 경제성을 높인 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어 공법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, (a) 다수의 주입관이 지반에 박혀 시공되는 단계;(b) 각각의 주입관을 통해 그라우트 약액이 지중에 주입되는 단계;(c) 압력유량센서를 통해 각 주입관에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터에 측정 및 저장되는 단계;(d) 상기 (c)단계에서 측정된 각 주입관의 압력이 기준치 이하인지 여부를 제어부가 판단하는 단계;(e) 상기 (d) 단계에서 주입관 압력이 설정 기준치 이하인 경우 기준 주입 유량으로 지속되고, 주입관 압력이 설정 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛으로 모터 펌프 회전수를 줄여 그라우트 약액 주입량을 감소시키거나 주입량 완료시점에는 지중에서 주입관을 인발하는 단계:를 포함하며, 상기 (b)단계는 인버터를 이용한 교류 모터 펌프가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프의 펌핑력을 통해 주입관으로부터 지중에 주입되도록 하며, 상기 (e)단계는 인버터의 주파수를 가변하여 모터 펌프 회전수가 감소되도록 하되, 기 설정된 모터 펌프의 최소한 회전수값을 향해 주입관 압력에 비례하여 모터펌프 회전수가 자동 감소되도록 하되, 상기 그라우트 약액은 비알칼리성 실리카졸 초급결성 용액이며, 상기 (e) 단계는, 주입관에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속하여, 주입관을 통한 그라우트 약액은 설정한 최소 주입값으로 소량의 그라우트 약액이 천천천 주입되도록 하여 주입관이 폐색되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 그라우트 약액 회로 변경 장치를 이용하여, 천공 완료 시점에 개폐밸브를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음, 2차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서, 상기 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하는 1차효과 및 보조적으로 지반을 강화시키는 2차 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법을 제공한다.
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또한, 상기 각 주입관에 작용하는 지중 압력 및 그라우트 약액 주입량은 하나의 중앙집중모니터를 통해 디스플레이되도록 한 것이 바람직하다.
또한, 서로 다른 성분의 그라우트 약액이 각각 수용된 복수의 저장탱크가 마련되고, 상기 각 저장탱크와 각각의 모터 펌프 사이에는 복수의 가이드호스가 연결되고, 각각의 가이드호스에는 다수의 모터 펌프당 가이드호스의 관로를 개폐하는 개폐밸브가 설치되어, 상기 (b)단계에서는 개폐밸브의 동시 개폐작용에 따라 그라우트 약액이 선택적으로 주입관에 주입될 수 있도록 한 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 예로써, (a) 쉴드터널장비 갱내에 그라우트 약액 주입장비를 레일대차에 설치하고, 레일 대차로 쉴드터널장비 후방시설에 근접하여 운반하는 단계;(b) 다수의 주입관이 쉴드터널장비 선단부에 수평으로 지반에 박혀 시공되는 단계;(c) 각각의 주입관을 통해 실리카졸계 용액형 주입재로 구성된 그라우트 약액이 쉴드터널장비 선단부에 주입되는 단계;(d) 압력유량센서를 통해 각 주입관에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터에 측정 및 저장되는 단계;(e) 상기 (d)단계에서 중앙집중모니터 내의 제어부를 통해 측정된 각 주입관의 디스플레이 여부와, 쉴드터널 장비 토압계를 통해 측정된 토압을 원격제어 프로그래밍을 통해 PC로 모니터링하는 단계;(f) 상기 (e)단계에서, 토압계 압력이 상승되면 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛을 통해 해당 주입 모터 펌프 회전수를 감소시키거나 잠시 정지시켜 그라우트 약액 주입량이 감소됨에 따라 토압계 압력이 감소되는 단계;(g) 상기 (e) 단계에서 디스플레이된 주입압력이 설정 기준치 이하인 경우, 기준 주입 유량으로 지속되고, 주입 압력이 설정 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛으로 모터 펌프 회전수를 줄여 그라우트 약액 주입량이 자동 감소되는 시점에, 지중으로부터 주입관을 인발시키는 단계:를 포함하며, 상기 (c)단계에서의 그라우트 약액 주입은, 인버터를 이용한 교류 모터 펌프가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프의 펌핑력을 통해 주입관으로부터 지중에 주입되도록 하며, 상기 그라우트 약액은 비알칼리성 실리카졸 초급결성 용액이며,상기 (g) 단계는, 주입관에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속하여, 주입관을 통한 그라우트 약액은 설정한 최소 주입값으로 소량의 그라우트 약액이 천천천 주입되도록 하여 주입관이 폐색되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 그라우트 약액 회로 변경 장치를 이용하여, 천공 완료 시점에 개폐밸브를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음, 2차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서, 상기 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하는 1차효과 및 보조적으로 지반을 강화시키는 2차 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법을 제공한다.
본 발명에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 공법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 각 주입관에 작용하는 지중 압력을 압력게이지가 실시간으로 체크하고, 측정된 압력이 기준압력 이상일때 압력유량센서가 이를 감지하여 제어부로 하여금 모터 펌프의 회전수를 감소시켜 그라우트 약액 주입량을 제어할 수 있도록 한다.
이에 따라, 작업자가 일일이 각 주입관의 압력을 측정하는 압력게이지를 일일이 신경쓸 필요가 없으므로 그라우팅 공법의 작업 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 중앙집중모니터를 통해, 각각의 주입관에 작용하는 압력 및, 그 압력을 통한 모터 펌프의 회전 속도 등을 한눈에 알 수 있으므로, 작업 편의성은 극대화될 수 있는 것이다.
둘째, 인버터 제어를 통해 모터 펌프의 스피드를 제어할 수 있으므로, 모터 펌프의 스피드 변환이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
즉, 인버터의 주파수 조정을 통한 모터 펌프의 스피드 변환이 이루어짐으로써, 그라우트 약액 유량 제어가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.
셋째, 중앙집중모니터의 디스플레이 화면이 인터넷 원격 제어를 통해 PC 또는 휴대용 스마트 기기 등을 통해 모니터링 되도록 함으로써, 장소에 관계없이 상기 디스플레이 내용을 담당자가 모니터링하면서 수정할 수 있는 효과가 있다.
특히, 구조물 및 쉴트터널장비에 장착된 토압계도 인터넷 원격 제어를 통해 PC 또는 스마트 기기에 연동될 수 있도록 함으로써, 쉴드터널장비 갱내에 그라우트 약액 주입시 발생할 수 있는 지반 변위를 작업자 및 담당 관리자가 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 주입관에 지중 압력이 기준치 이상으로 작용하는 경우, 모터 펌프가 정지되는 것이 아니라 모터 펌프 회전수가 감소하면서 그라우트 약액 주입량을 최소화하면서 그라우트 공법이 이루어짐에 따라 그라우트 약액 겔화에 따른 관로 폐색을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법을 시행하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법을 위해, 저장탱크과 주입관 사이에 연결된 가이드호스의 관로를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법을 나타낸 순서도
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 그라우트 약액 성분에 따라 가이드호스의 관로 달리하여 개통시킨 상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 주입관 각 공당 내용을 중앙집중 모니터에 설계도서 내역에 의해 기입하고 설계도서에 의한 주입량과 압력의 기준 설정할 작업공간을 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 지중에 약액 주입이 종결되고 중앙집중모니터상에서 약액 주입시 디스플레이된 내용이 자동 저장되어 각 공당 최종 확인 결과를 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 모든 주입관의 상황을 통합하여 한 눈에 알아 볼 수 있도록 중앙집중모니터에 디스플레이된 내용을 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 지반에 주입 상태를 어느 장소에서도 디스플레이 내용을 담당자가 모니터링한 내용과 쉴드터널굴착 장비 토압계에 의해 지중의 토압 상태가 모니터링 될 수 있도록 인터넷 원격제어 프로그래밍를 통해 PC컴퓨터(노트북) 또는 스마트폰에 디스플레이된 상태를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 쉴드 터널 장비 내에서 쉴드 터널장비의 선단부 외주면에 단수의 주입관을 이용해 주입을 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 쉴드 터널 장비 내에서 쉴드 터널장비의 선단부 외주면에 다수의 주입관을 이용해 주입을 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입공법에 있어서, 쉴드 터널 장비 구성을 나타낸 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동공법(이하, '그라우트 약액 주입 자동공법'이라 함)에 대하여 설명하도록 한다.
그라우트 약액 주입 자동공법은 복수의 그라우트 약액 주입관을 이용해 지반에 동시 다발적으로 그라우트 약액을 주입하는 시공에 있어서, 지중 압력을 자동으로 체크하여 그라우트 약액 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 그라우트 약액 주입을 위한 모터 펌프 및 주입관에 작용하는 과부하를 방지하여 장비 파손을 방지할 수 있으며, 작업자가 일일이 지중 압력을 체크할 필요가 없으므로 작업 생산성을 높일 수 있게 된다.
그라우트 약액 주입을 위한 장비는 도 2에 도시된 바와 같이, 저장탱크(100)와, 제어부(200)와, 모터펌프(300)와, 압력게이지(400)와, 중앙집중모니터(500)를 포함하여 구성된다.
저장탱크(100)는 그라우트 약액을 수용하며, 복수로 구성된다.
지반에 주입되는 그라우트 약액 성분이 단일 성분이 아니라 복수의 성분으로 제공되기 때문에 각각의 그라우트 약액을 수용할 수 있도록 복수로 제공되는 것이다.
그라우트 약액 성분으로 예컨대 실리카졸, 활성 실리게이트 나트륨, 시멘트계 등이 제공되며, 필요에 따라 첨가제가 제공될 수 있다.
본 발명에 사용할 약액 실리카졸과 그 외 주입재 재료는 그라우트 약액 자동제조장치(본원특허10-1068107)와 주입 방법으로 이용하여 사용되며, 또는 이와 동일한 장치에 의해 현장에서 약액 주입량에 맞추어 자동으로 제조된 비알칼리성 실리카졸 약액을 사용하도록 한다.
이때, 그라우트 약액 자동제조장치내 저장탱크(100)에는 별도의 시멘트액 또는 약액이 첨가되고, 주입관(10)으로의 그라우트 약액 이송을 위한 가이드호스(110)가 설치된다.
다음으로, 제어부(200)는 지중 압력 측정을 통해 모터 펌프(300)의 회전수를 제어하며, 시스템 전체를 컨트롤하는 역할을 한다.
즉, 제어부(200)는 주입관(10)에 작용하는 압력이 일정 이상일 때, 모터 펌프(300)의 모터 회전수를 제어부 별치형 제동유닛(도 6:speedIN1)을 통해 감속하여 그라우트 약액 주입량을 감소시킬 수 있는 것이다.
반대로 주입관(10) 내의 압력이 일정 수치에 이르지 못한 경우에는 모터 펌프(300)를 제어하여 그라우트 약액 주입량을 늘릴수도 있다.
다음으로, 모터펌프(300)는 저장탱크(100)의 그라우트 약액이 주입관(10)을 통해 지중에 유입될 수 있도록 펌핑력을 구동하는 역할을 한다.
상기 모터펌프(300)는 인버터(310)를 포함하며, 인버터 방식으로 제어될 수 있는 AC 교류 모터로 제공된다.
이와 같이 모터 펌프(300)가 인버터 방식에 의한 AC 교류 모터로 제공됨에 따라, 모터 펌프(300)의 제어가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
즉, 인버터(310)의 주파수 가변을 통해 모터 펌프(300)의 모터 회전수를 용이하게 제어할 수 있으므로, 그라우트 약액 토출 유량이 쉽게 제어될 수 있는 것이다.
본 발명의 기술적 특징이 그라우트 약액 주입 자동 제어임을 고려할 때, 인버터 방식의 교류 모터 역시 중요한 기술적 특징이라 할 수 있다.
다음으로, 압력게이지(400)는 복수의 주입관(10) 각각의 내부에 작용하는 압력을 측정하는 역할을 한다.
즉, 지반에 박혀 있는 각 주입관(10)마다 대응되어 있는 지중의 지질 특징 및 그라우트 약액 주입 환경은 모두 상이한바, 각 주입관(10)마다의 내부 압력은 다르게 작용될 수 있기 때문에, 압력게이지(400)를 통한 주입관(10) 내 압력측정을 통해 그라우트 약액 주입량이 조절될 수 있도록 한 것이다.
이때, 압력게이지(400)에는 압력유량센서(410)가 설치되며, 압력유량센서(410)는 압력게이지(400)를 통해 일정 이상의 압력이 발생한 주입관(10)을 감지하여 제어부(200)로 보내는 역할을 한다.
즉, 압력유량센서(410)는 각각의 주입관(10) 내부 압력이 압력게이지(400)를 통해 측정되는 중에, 압력게이지(400)를 통해 일정 이상의 압력이 측정된 주입관(10)을 감지하여 제어부(200)로 하여금 모터 펌프(300)의 회전수를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.
다음으로, 중앙집중모니터(500)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 그라우트 약액 주입 상황을 디스플레이하는 역할과 지반의 상황에 따라 각 공(空)당 주입 기준압력과 기준유량 및 공 내역을 설계도서에 의해 기준 설정 작업을 실시한다.
또한, 중앙집중모니터(500)는 도 8에 도시된 바와 같이 모든 주입관(10)의 상황을 통합하여 한 눈에 알아 볼 수 있도록 디스플레이 해주므로 작업자의 편의성을 높일 수 있는 것이다.
상기 중앙집중모니터(500)는 한 개로 제공되며, 한 개의 중앙집중모니터(500)를 통해 복수의 주입관(10) 상태가 모두 디스플레이되고(도 8참조), 각각의 주입관 유량,압력을 기준 설정하게 된다.(도 6 참조)
이와 같이, 중앙집중모니터(500)에 디스플레이(도 8참조)된 내용은 자동 저장되며, 지중 주입 종결시 각 공당 주입결과(도 7참조)를 확인할 수 있게 된다.
또한, 중앙집중모니터(500)는 도 9에 도시된 바와 같이, 인터넷 원격제어 프로그래밍 팀뷰어(TeamViewer)를 통해 PC컴퓨터 또는 스마트폰으로 원격 모니터링(도 9참조) 되도록 하여 지반에 주입 상태를 어느 장소에서도 디스플레이 내용을 관리자가 모니터링 하게 하였다.
한편, 저장탱크(100)와 주입관(10) 사이에 연결된 가이드호스(110)의 관로에는 도 3에 도시된 바와 같이 각 관로마다 개폐밸브(111)가 설치된다.
이는, 각 저장탱크(100)마다 성분이 다른 그라우트 약액의 주입관(10) 이송을 제어하도록 하기 위함이다.
즉, 각 저장탱크(100)에는 전술한 바와 같이 서로 다른 성분의 그라우트 약액이 수용되어 있고, 각각의 그라우트 약액은 겔(gel)화 되는 시간이 모두 상이한바, 지반 특성 및 그라우트 주입 환경에 따라 저장탱크(100)를 특정하여 개방함으로써 그라우트 약액 혼합이 조절될 수 있는 것이다.
이는 겔(gel)타임의 조절을 의미하기도 한다.
이때, 각각의 가이드호스(110)는 주입관(10)에 연결되어 있으며, 이웃하는 가이드호스(110) 간에도 연결호스(120)가 설치된다.
이때, 연결호스(120)에도 개폐밸브(111)가 설치된다.
이와 같은 가이드호스(110)의 구성에 의해, 각기 다른 성분의 그라우트 약액이 주입관(10)으로 용이하게 혼합되어 주입될 수 있게 된다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 장비들을 통해 그라우트 약액 주입이 자동으로 제어되는 과정에 대하여 첨부된 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
그라우팅 공법이 시행될 지반에 복수의 주입관(10)을 입설시킨다.(S100)
이를 위해, 지반에 천공 작업을 실시하고, 천공된 구멍에 주입관(10)을 삽입하여 고정시킨다.
다음으로, 전원을 인가하여 시스템을 구동시킨다.
이때, 모터 펌프(300)는 구동하여 펌핑력을 발생시키며, 이로 인해, 각 저장탱크(100)의 그라우트 약액은 가이드 호스(110)를 통해 주입관(10)으로 유입이 된다.(S200)
이후, 그라우트 약액은 주입관(10)을 통해 지중으로 토출되어 지반의 공극을 찾아 스며들면서 지반을 차수 또는 강화시키게 된다.
이때, 그라우트 약액 주입 완료 여부를 판단하여 그라우트 약액 주입이 완료된 상태이면, 제어부(200)는 시스템을 종료한다.(S210)
한편, 그라우트 약액 주입이 완료되지 않고 진행중으로 제어부가 판단하면, 모터 펌프(300)의 작동을 통해, 그라우트 약액 주입은 지속적으로 이루어지고 이 과정에서 압력게이지(400)는 주입관(10) 내의 압력을 수시로 체크하게 된다.(S300)
즉, 지중의 압력변화는 각각의 주입관(10) 내부로 전달되므로, 압력게이지(400)를 통한 주입관(10) 내부의 압력 측정은 곧, 지중의 압력 변화를 나타내는 것이다.
이와 같은 주입관(10) 내의 압력 변화는 중앙집중모니터(500)를 통해 실시간으로 디스플레이(도 8참조)되므로, 작업자는 중앙집중모니터(500)를 통해 복수의 주입관(10)을 한 눈에 통합관리할 수 있게 된다.
이때, 각 주입관(10)마다 기 설정된 일정의 압력값이 제어부(200)에 입력되어 있고, 그라우트 약액이 주입되는 과정에서 압력게이지(400)를 통해 측정되는 압력은 상기 제어부(200)에 입력된 기준압력과 비교가 된다.(S400)
이때, 압력유량센서(410))를 통해 측정된 압력이 기준압력 이하이면 모터 펌프(300)를 통해 그라우트 약액 주입량이 임의 설정한 한도(도 6 OUT HIGH)까지 자동 증가되도록 한다.(S200)
하지만, 그라우트 공법 시행중, 어느 주입관(10)의 측정 압력이 기준압력보다 클 경우, 압력유량센서(410)는 이를 감지하여 제어부(200)로 신호를 보내게 된다.
이때, 제어부(200)는 인버터(310)의 주파수를 가변시킨다.(S500)
이에 따라, 모터 펌프(300)의 회전수 즉, 회전 스피드는 감소되며(S600), 이로 인해 상기 주입관(10)을 통한 그라우트 약액 주입 유량은 설정한 최소 주입값(도 6, OUT LOW)감소 된다.(S700)
이때, 제어부(200)는 모터 펌프(300)를 완전히 정지시키지는 않으며, 소량의 그라우트 약액이 천천히 주입되도록 한다.
만약, 모터 펌프(300)의 가동을 정지시킬 경우, 그라우트 약액 주입 역시 완전히 멈추게 되는데, 이와 같은 경우 그라우트 약액의 겔화 현상이 발생될 수 있어 주입관(10)이 폐색되는 문제가 야기될 수 있게 된다.
따라서, 주입관(10)에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프(300)를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속을 시키게 된다.
이로써, 일련의 과정을 통한 그라우트 공법이 완료된다.
한편, 전술한 바와 같이 각 저장탱크(100)에는 주입관(10)에 연결된 가이드호스(110)가 설치되어 있는데, 가이드호스(110)에 설치된 개폐밸브(111) 제어를 통해 주입관(10)으로 유입되는 그라우트 약액 성분을 용이하게 혼합시킬 수 있게 된다.
즉, 도 5a 및 도 5b를 통해 알 수 있듯이, 개폐밸브(111) 제어를 통해 주입관(10)을 향하는 관로 개통을 제어하여 그라우트 약액 성분 혼합을 달리할 수 있는 것이다.
이때, 개폐밸브(111)의 개폐제어는 자동으로 이루어지도록 할 수 있으며, 제어부(200)를 통해 자동으로 개폐될 수 있도록 구성할 수도 있다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 복수의 주입관을 이용한 그라우트 주입 자동제어 공법은 지중의 압력을 자동으로 체크하여 제어부로 하여금 모터 펌프의 회전수를 감소시켜 그라우트 주입량이 자동으로 조절될 수 있도록 한 기술적 특징과, 원격 모니터링 되도록 하여 지반에 주입 상태를 어느 장소에서도 디스플레이 내용을 관리자가 모니터링하고, 쉴드터널장비에 장착된 토압계도 PC컴퓨터(노트북)에 디스플레이(도 9)되도록 하여 지중에 약액 그라우트 주입시 발생할 수 있는 지반의 변위를 작업자가 신속하게 대처할 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 자동 제어를 통해 작업자의 편의성을 높여 작업생산성을 늘릴 수 있으며, 주입관 내 압력이 자동으로 체크되고 제어됨에 따라 장비 파손 등의 문제가 발생하지 않게 된다.
또한, 복수의 주입관으로 직천공 또는 천공 전용 관으로 선 천공후 복수의 주입관(10)을 천공 홀에 삽입하면 복수의 주입관(10) 주변은 공극이 발생되고 그라우트 약액을 지반에 주입하게 되면 완결 그라우트 약액은 천공홀 주변을 통해 그라우트 약액이 지면에 상승하게 되고, 이 부분을 제어하기 위해 별도로 마련된 급결 그라우트 약액을 주입하면 침투성 및 품질에 문제가 발생되고 있으나, 종래의 주입 방법으로는 한 개의 펌프에 연결된 가이드 주입관 회로 변경은 가능하나 작업중에 다수의 주입펌프와 연결된 가이드 주입관을 동시에 회로 변경하는 것은 어려운 과제이었다.
이에 따라, 그라우트 약액 회로 변경 장치(도 5a,5b 참조)를 설치하여 작업자가 간단하게 개폐밸브(111)작동하여 회로 변경하도록하여 하였다.
그리고, 그라우트 약액 회로 변경 장치(도5 a,b)를 이용 천공 완료 시점에 개폐밸부(111)를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음 2차로 개폐밸브(111)를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관(10) 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브(111)를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 부족한 부분인 지반강화 목적도 완성하게 되었다.
그리고, 주입 지반 심도에 의한 변화 무쌍한 지층 변화에 따라 그라우트 약액 선정에 필요한 현탁, 용액형 그라우트 약액 선택을 지반 특성에 의해 작업자가 즉시 작업중에도 교체하여 작업을 용이하게 하였다.
한편, 본 발명은 쉴드 터널장비(800)내에서도 적용될 수 있다.
이를 위해, 쉴드터널장비(800) 갱내에 그라우트 약액 주입장비를 레일대차에 설치하고, 레일대차를 쉴드터널장비(800) 갱내로 운반하는 단계를 수행한다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이 다수의 주입관(801)이 쉴드장비 선단부(802) 수평으로 지반에 박혀 시공이 이루어진다.
다음으로, 각각의 주입관(801)을 통해 실리카졸계 용액형 주입재로 구성된 그라우트 약액이 쉴드터널장비 선단부(802)에 주입된다.
즉, 각각의 주입관을 통해 쉴드장비 선단부(802) 그라우트 약액이 주입중 지중에 쉴드기계 헤드면(803)내 및 빗트의 고착을 방지하기 위해, 실리카졸계 용액형 주입재가 주입이 되는 것이다.
이때, 인버터(310)를 이용한 교류 모터 펌프(300)가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프(300)의 펌핑력을 통해 주입관(801)으로부터 지중에 주입이 된다.
다음으로, 압력유량센서(410)를 통해 각 주입관(801)에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터(500)에 측정 및 저장된다.
다음으로, 중앙집중모니터(500) 내의 제어부(200)를 통해 측정된 각 주입관(801)의 디스플레이 여부와, 쉴드터널 장비 헤드면(803) 토압계를 통해 측정된 토압을 원격제어 프로그래밍을 통해 PC로 모니터링(도 9참조) 된다.
이때, 측정된 각 주입관(801)의 압력이 기준치 이하인지 여부를 제어부(200)가 판단하게 된다.
다음으로, 토압계 압력이 상승되면 중앙집중모니터(500) 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛(도 6참조)을 통해 해당 주입 모터 펌프 회전수를 감소 또는 잠시 정지 시켜 그라우트 약액 주입량이 감소 또는 잠시 정지됨에 따라 토압계 압력의 저장 감소가 이루어지게 된다.
즉, 주입관 압력이 설정 기준치(도 6,pressure set) 이하인 경우 기준 주입 유량(도 6,flowrate set)으로 지속되며, 해당 주입관 중 주입 압력이 형성되지 않고, 쉴드 장비 헤드면(803) 토압계 압력이 상승하게 되면 그라우트 약액이 주입관과 지반 사이가 공극이 커 그라우트 약액이 지중에 침투를 하지 않고 그라우트 약액이 쉴드터널장비(800)의 챔버(804) 내로 침투 되므로 쉴드장비내 헤드면(803) 토압이 상승되는데, 이때, 중앙집중모니터(500) 내의 제어부 별치형 인버터제동유닛으로(도 6,speed IN1)모터 펌프 회전수를 반복 정지 또는 줄여 그라우트 약액 주입량을 잠시 정지 또는 최소로 하여 주입관과 지반사이에 그라우트 약액을 겔화시켜 그 사이 압력을 감소시키는 것이다.
한편, 쉴드장비 헤드면 토압계 압력(도 9)이 기준치 이하로 떨어지면, 중앙집중모니터(500) 내의 제어부 별치형 인버터제동유닛으로(도 6,speed IN1)모터 펌프(300) 회전수를 그라우트 약액 주입을 기준치로 올려 지속시키고 , 반대로 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터(500) 내의 제어부 별치형 인버터제동유닛으로(도 6,speed IN1) 그라우트 약액 주입량을 인버터(310)의 주파수를 가변함으로써, 기 설정된 모터 펌프의 최소한 회전수값(도 6,out low)은 설정된 기준 주입압력(도6,pressure set)에 비례하여 자동으로 회전수가 감소된다.
이후, 주입관을 인발하는 작업을 실시한다.
한편, 상기 각 주입관에 작용하는 지중 압력 및 그라우트 약액 주입량은 하나의 중앙집중모니터(500)를 통해 디스플레이(도 8참조) 되도록 한 것이 바람직하다.
이때, 상기 디스플레이 내용은 인터넷 원격제어 프로그래밍을 통해 PC컴퓨터(노트북) 또는 스마트폰으로 원격 모니터링(도 9참조) 되도록 하여 지반에 주입 상태를 어느 장소에서도 디스플레이 내용을 담당자가 모니터링한 후, 수정할 수 있도록 하고, 쉴드터널장비(800)에 장착된 토압계도 PC컴퓨터(노트북)에 디스플레이(도 9참조)되도록 하여, 지중에 그라우트 약액 주입시 쉴드 장비 선단부 토압이 발생할 수 있는 지반 변위를 담당자가 신속이 대처가 되도록 한 것이 바람직하다.
또한, 기존에는 쉴드기계내 헤드면(800) 토압이 발생하여, 단수의 주입관(도 10참조)으로 서서히 주입하여 작업을 마치는 시간이 너무 오래걸렸으나, 상기의 자동 압력 제동 및 저장장치를 이용하고 작업자가 쉽게 작업 사항을 디스플레이함으로써 다수의 주입관(도 11참조)을 지중에 수평으로 천공하여 박아놓고 상기와 같이 다수의 공을 시공 주입하므로 작업시간이 단축되는 효과가 있게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 저장탱크 110 : 가이드호스
111 : 개폐밸브 120 : 연결호스
200 : 제어부 300 : 모터펌프
310 : 인버터 400 : 압력게이지
410 : 압력유량센서 500 : 중앙집중모니터
800 : 쉴드터널장비 801 : 주입관
802 : 쉴드터널장비 선단부 803 : 쉴드터널장비 헤드면
804 : 챔버

Claims (5)

  1. (a) 다수의 주입관이 지반에 박혀 시공되는 단계;
    (b) 각각의 주입관을 통해 그라우트 약액이 지중에 주입되는 단계;
    (c) 압력유량센서를 통해 각 주입관에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터에 측정 및 저장되는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 측정된 각 주입관의 압력이 기준치 이하인지 여부를 제어부가 판단하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계에서 주입관 압력이 설정 기준치 이하인 경우 기준 주입 유량으로 지속되고, 주입관 압력이 설정 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛으로 모터 펌프 회전수를 줄여 그라우트 약액 주입량을 감소시키거나 주입량 완료시점에는 지중에서 주입관을 인발하는 단계:를 포함하며,
    상기 (b)단계는 인버터를 이용한 교류 모터 펌프가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프의 펌핑력을 통해 주입관으로부터 지중에 주입되도록 하며,
    상기 (e)단계는 인버터의 주파수를 가변하여 모터 펌프 회전수가 감소되도록 하되, 기 설정된 모터 펌프의 최소한 회전수값을 향해 주입관 압력에 비례하여 모터펌프 회전수가 자동 감소되도록 하되,
    상기 그라우트 약액은 비알칼리성 실리카졸 초급결성 용액이며,
    상기 (e) 단계는,
    주입관에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속하여, 주입관을 통한 그라우트 약액은 설정한 최소 주입값으로 소량의 그라우트 약액이 천천천 주입되도록 하여 주입관이 폐색되는 것을 방지할 수 있도록 하며,
    그라우트 약액 회로 변경 장치를 이용하여, 천공 완료 시점에 개폐밸브를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음, 2차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서, 상기 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하는 1차효과 및 보조적으로 지반을 강화시키는 2차 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    (f) 상기 각 주입관에 작용하는 지중 압력 및 그라우트 약액 주입량은 하나의 중앙집중모니터를 통해 디스플레이되도록 한 것을 특징으로 하는 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    서로 다른 성분의 그라우트 약액이 각각 수용된 복수의 저장탱크가 마련되고,
    상기 각 저장탱크와 각각의 모터 펌프 사이에는 복수의 가이드호스가 연결되고,
    각각의 가이드호스에는 다수의 모터 펌프당 가이드호스의 관로를 개폐하는 개폐밸브가 설치되어,
    상기 (b)단계에서는 개폐밸브의 동시 개폐작용에 따라 그라우트 약액이 선택적으로 주입관에 주입될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동제어 공법.
  5. (a) 쉴드터널장비 갱내에 그라우트 약액 주입장비를 레일대차에 설치하고, 레일 대차로 쉴드터널장비 후방시설에 근접하여 운반하는 단계;
    (b) 다수의 주입관이 쉴드터널장비 선단부에 수평으로 지반에 박혀 시공되는 단계;
    (c) 각각의 주입관을 통해 실리카졸계 용액형 주입재로 구성된 그라우트 약액이 쉴드터널장비 선단부에 주입되는 단계;
    (d) 압력유량센서를 통해 각 주입관에 작용하는 지중의 유량, 압력이 중앙집중모니터에 측정 및 저장되는 단계;
    (e) 상기 (d)단계에서 중앙집중모니터 내의 제어부를 통해 측정된 각 주입관의 디스플레이 여부와, 쉴드터널 장비 토압계를 통해 측정된 토압을 원격제어 프로그래밍을 통해 PC로 모니터링하는 단계;
    (f) 상기 (e)단계에서, 토압계 압력이 상승되면 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛을 통해 해당 주입 모터 펌프 회전수를 감소시키거나 잠시 정지시켜 그라우트 약액 주입량이 감소됨에 따라 토압계 압력이 감소되는 단계;
    (g) 상기 (e) 단계에서 디스플레이된 주입압력이 설정 기준치 이하인 경우, 기준 주입 유량으로 지속되고, 주입 압력이 설정 기준치 초과인 경우, 해당 주입관의 중앙집중모니터 내의 제어부 별치형 인버터 제동유닛으로 모터 펌프 회전수를 줄여 그라우트 약액 주입량이 자동 감소되는 시점에, 지중으로부터 주입관을 인발시키는 단계:를 포함하며,
    상기 (c)단계에서의 그라우트 약액 주입은, 인버터를 이용한 교류 모터 펌프가 제공되며, 그라우트 약액은 교류 모터 펌프의 펌핑력을 통해 주입관으로부터 지중에 주입되도록 하며,
    상기 그라우트 약액은 비알칼리성 실리카졸 초급결성 용액이며,
    상기 (g) 단계는,
    주입관에 작용하는 압력이 기준압력보다 크더라도 모터 펌프를 정지시키지 않고 모터 회전수만 감속하여, 주입관을 통한 그라우트 약액은 설정한 최소 주입값으로 소량의 그라우트 약액이 천천천 주입되도록 하여 주입관이 폐색되는 것을 방지할 수 있도록 하며,
    그라우트 약액 회로 변경 장치를 이용하여, 천공 완료 시점에 개폐밸브를 작동하여 1차로 현탁 또는 반현탁형으로 큰 공극 틈새를 흘러 보낸 다음, 2차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 실리카졸 초 급결성 용액형 그라우트 약액을 복수의 주입관 주변에 공극을 막아, 그라우트 약액이 지면 밖으로 유출되는 것을 막고, 3차로 개폐밸브를 수,자동으로 회로 변경하여 완결형 현탁형으로 주입하여 주입관을 지면으로 인발 하면서, 상기 2차,3차 주입방법을 반복 작업하여 지반을 침투 강화하여 용액형 주입 만으로 지하수 유입 및 상재하중으로 인해 연약한 지반이 무너져 내리는 것을 방지하는 1차효과 및 보조적으로 지반을 강화시키는 2차 효과를 동시에 얻을 수 있도록 한 복수의 주입관을 이용한 그라우트 약액 주입 자동 제어공법.






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