KR101929395B1

KR101929395B1 - 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법

Info

Publication number: KR101929395B1
Application number: KR1020180028504A
Authority: KR
Inventors: 박헌
Original assignee: 박헌
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2018-12-14

Abstract

본 발명은 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법에 관한 것으로, 터널 등의 굴착 시 지반 주변을 강화시키고 차수성을 향상시키기 위한 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 특정 구조의 강관을 적용하여 보다 효율적인 그라우팅 작업이 수행될 수 있도록 한 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 그라우팅 장치는, 지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되; 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체의 일정 지점에는 내부로 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공된 그라우팅관과; 상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와; 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되어, 상기 스페이서로 분할된 각각의 공간부 내에 그라우팅재를 주입하는 다수 개의 주입관과; 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 그라우팅재의 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 한 개의 패커 및; 일정 길이를 갖는 관으로서, 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 지점에 그 단부가 위치되어, 패커용 분출홀을 통해 패커 측으로 그라우팅재를 분출시키는 패커용 주입관;을 포함하여 구성된다.

Description

그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법{GROUTING APPARATUS THE GROUTING METHOD THEREOF}

본 발명은 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 구조의 스페이서를 매개로 그 내부공간이 분할된 그라우팅관을 매개로 터널공사 등에서의 그라우팅 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 한 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 철도나 자동차 도로 등의 건설을 위한 터널의 굴착 시에는 지반의 상황이나 용수에 의해 시공이 곤란해지거나 지보효과가 저하되는 경우 안전하고 효율적인 터널시공을 위한 보강 공법이 요구된다.

현재, 터널의 시공에 있어서는 지반의 일정 지점을 천공한 후 강관을 삽입하고 그라우팅을 시행하는 강관 그라우팅 공법이 널리 사용되고 있으며, 이와 같은 터널 굴착 보조 공법을 통해 연약 지반에 터널을 굴착하는 경우 굴착 예정 지반 주변을 선행하여 강화시키고 차수성을 향상시킬 수가 있게 된다.

즉, 상기 강관 그라우팅 공법은 굴착 터널의 천정부 주변에 다수 개의 천공홀을 형성한 후 각 천공홀 내부에 강관을 설치하고, 각 강관의 내부를 통하여 그라우팅재를 분사하여, 강관과 천공홀 벽면 사이 및 지반 내부로 그라우팅재가 침투되도록 함에 따라, 주입재에 의한 지반의 고결로 강관과 주변 지반을 일체로 만들어 굴착 예정 지반 주위의 인장 강도를 증가시켜 전단 저항을 강화시킴과 아울러, 지반 차수성을 증대시킬 수가 있게 된다.

이를 위해, 상술한 바와 같은 그라우팅 공법을 시행하기 위한 다양한 구조의 그라우팅 장치가 적용되어 다양한 현장에서 그라우팅 공법이 시행되고 있다.

그러나, 종래의 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 공법의 시행 시에는 강관 외부에 일정 간격으로 다수 개의 패커가 설치되어 적용됨에 따라, 천공홀 내에 다수 개의 패커를 팽창시키기 위한 충분한 공간을 확보해야만 하므로, 천공홀의 굴착 및 그라우팅재의 주입 시 시간적 및 경제적으로 불합리한 문제점이 발생하게 되었다.

국내 공개특허공보 제10-2004-0075487호 국내 등록실용신안공보 제20-0410782호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 터널 등의 굴착 시 지반 주변을 강화시키고 차수성을 향상시키기 위한 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 특정 구조의 강관을 적용하여 보다 효율적인 그라우팅 작업이 수행될 수 있도록 한 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그라우팅관 내부에 고온의 열을 공급하기 위한 열 공급수단을 내장하여 그라우팅재의 양생시간을 대폭 저감시킬 수 있도록 한 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그라우팅 장치는, 지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되; 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체의 일정 지점에는 내부로 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공된 그라우팅관과; 상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와; 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되어, 상기 스페이서로 분할된 각각의 공간부 내에 그라우팅재를 주입하는 다수 개의 주입관과; 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 그라우팅재의 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 한 개의 패커 및; 일정 길이를 갖는 관으로서, 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 지점에 그 단부가 위치되어, 패커용 분출홀을 통해 패커 측으로 그라우팅재를 분출시키는 패커용 주입관을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 그라우팅관의 내부 공간을 분할하도록 각 지점에 설치되는 상기 스페이서는 한 쌍씩의 부재가 5 내지 30센티미터의 간격을 갖도록 설치되고, 그 사이에는 상기 그라우팅관의 우레탄 주입홀을 통해 주입되는 발포우레탄이 채워져 해당 공간을 완전히 밀폐시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 스페이서는 원형상의 단면 중앙에 관통홀이 형성되어 상기 그라우팅관의 폐쇄지점에 그 단부가 위치하도록 배출관이 설치되고, 상기 스페이서의 외주면에 걸쳐서는 상이한 길이를 갖는 네 개의 주입관이 각각 관통 결합되도록 네 개의 끼움홈이 형성되며, 상기 끼움홈 사이사이에는 각각 보조홀이 천공되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수 개의 보조홀 중, 한 쌍의 보조홀을 통해서는 동일선상에 위치된 다수 개의 스페이서 보조홀을 순차적으로 관통한 상태로 일정 길이의 호스나 열선으로 이루어진 열공급부재가 그라우팅관 내에 길이방향을 따라 설치되어, 그라우팅재의 주입 후 고온의 열공급을 통해 신속한 양생이 이루어질 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

또, 상기 다수 개의 보조홀 중, 한 개 또는 한 쌍의 보조홀을 통해서는 한 쌍의 스페이서 상호 간을 결합시키기 위한 볼트가 관통 결합되며, 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서의 한 개의 보조홀에는 상기 패커에 그라우팅재를 주입하기 위한 패커용 주입관이 설치되어 구성됨이 바람직하다.

바람직하게, 상기 그라우팅관의 폐쇄된 단부 측에는 스페이서를 매개로 분할된 격실이 형성되고, 상기 격실과 대응되는 그라우팅관의 외주면에는 지하수 및 공기가 유입되는 유입홀이 천공되며, 상기 격실 내에는 상기 스페이서 중앙을 관통하는 배출관의 단부가 위치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 공법은, 지반의 보강을 위한 특정 위치에 일정 깊이 및 직경, 기울기를 갖도록 천공홀을 형성하는 단계와; 다수 개의 스페이서를 매개로 내부 공간이 분할되고, 개방구 측 외주면에는 패커가 설치된 강관으로 이루어진 그라우팅 장치를 상기 천공홀 내에 삽입 설치하는 단계와; 상기 그라우팅 장치가 설치된 상태에서, 패커용 주입관에 그라우팅재를 주입하여, 패커가 팽창되면서 상기 그라우팅관의 외주면 및 천공홀의 입구 측이 폐쇄되도록 하는 단계와; 다수 개의 주입관에 그라우팅재를 동시에 주입함에 따라, 일정 기울기로 설치된 그라우팅관 및 천공홀 내부에 그라우팅재가 채워짐과 동시에 그라우팅관 및 천공홀 내부의 공기 및 지하수가 격실 측으로 유도된 후 배출관을 통해 외부로 배출되는 단계 및; 상기 배출관을 통해 그라우팅관 및 천공홀 내부의 공기 및 지하수가 완전히 배출되면, 상기 배출관을 폐쇄시킨 후 다수 개의 주입관을 통해 그라우팅재의 정압 및 정량 주입을 실시하는 단계의 과정으로 이루어진 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 배출관을 통한 그라우팅관 및 천공홀 내부의 공기 및 지하수가 배출된 후 그라우팅재의 정압 및 정량 주입이 실시된 후에는 상기 그라우팅관에 내장된 열공급부재를 통해 고온의 열을 공급하여 그라우팅재를 양생하는 단계가 추가 진행되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 터널 등의 굴착 시 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치를 특정 구조로 구성함에 따라, 그라우팅재의 주입 시 천공홀 내부 및 그 주변에 균일하고 안정적으로 그라우팅재가 채워지면서 보다 효율적인 그라우팅 작업이 수행될 수 있는 효과가 있게 된다.

특히, 그라우팅재의 주입 시 그라우팅관 및 천공홀 내부의 공기 및 지하수 등이 외부로 원활하게 배출되면서 보다 견고하게 그라우팅재가 채워질 수 있게 되며, 이를 통해 지반의 보강력 및 차수효과가 극대화될 수 있게 된다.

또한, 천공홀의 입구 부분과 대응되는 그라우팅관의 외주면에 한 개의 패커만을 설치하여 코킹 기능을 수행할 수 있는 효과도 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 그라우팅 장치에서 그라우팅관에 내장되는 일체형 구조물의 구성을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 측단면도,
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 A-A'선 내지 E-E'선 단면도,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 그라우팅 장치를 이용한 지반의 보강작업 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 그라우팅 장치 및 그것을 이용한 그라우팅 공법은, 터널 등의 굴착 시 지반 주변을 강화시키고 차수성을 향상시키기 위한 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 특정 구조의 강관을 적용하여 그라우팅 작업 시 천공홀 내의 공기 및 지하수 등이 용이하게 외부로 배출되면서 천공홀 내부 및 그 주변에 보다 견고하게 그라우팅재가 채워질 수 있도록 구현된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 그라우팅 장치는, 지반(100)에 일정 깊이로 천공된 천공홀(110) 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재(200)의 분출을 통해 해당 천공홀(110) 주변의 지반을 보강하도록 제공된다.

상기 그라우팅 장치는, 일정 길이의 강관으로 보강을 위한 지반(100)의 천공홀(110) 내에 설치되는 그라우팅관(10)과, 상기 그라우팅관(10)의 내부공간을 분할하기 위한 다수 개의 스페이서(20)와, 상기 스페이서(20)를 매개로 그라우팅관(10) 내부에 고정 설치되는 다수 개의 주입관(30) 및 한 개씩의 패커용 주입관(32)과 배출관(34), 상기 그라우팅관(10)의 개방구 측 외주면에 끼워져 설치되는 한 개의 패커(40), 상기 그라우팅관 내부에 길이방향을 따라 설치되는 열공급부재(50) 등을 포함하여 구성된다.

상기 그라우팅관(10)은 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체의 일정 지점에는 내부로 주입되는 그라우팅재(200)의 분출을 위한 다수 개의 분출홀(12)이 일정 간격으로 천공되고, 상기 패커(40)의 설치지점에 추가적으로 한 개 이상의 패커용 분출홀(14)이 천공되며, 각 스페이서(20)의 설치지점과 대응되는 위치에는 각각 우레탄 주입홀(16)이 천공되고, 격실(60)과 대응되는 지점에는 적어도 한 개 이상의 유입홀(18)이 천공되어 구성된다.

상기 그라우팅관(10)에 형성되는 분출홀(12)을 비롯한 다양한 홀들의 개수 및 직경, 천공 위치 등은 다양하게 변경 설계할 수가 있음은 물론이다.

상기 스페이서(20)는 그라우팅관(10)의 내주면 직경과 대응되는 치수로 이루어지되, 원활한 삽입 설치를 위해 약간 작은 치수로 이루어짐이 바람직하며, 대략 원통형상 또는 원판형상 등으로 형성된 상태에서, 상기 그라우팅관(10)의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관(10)의 내부 공간부를 분할하는 기능을 제공하도록 구성된다.

이때, 상기 그라우팅관(10)의 내부 공간을 분할하는 스페이서(20)는 그 분할지점마다 한 쌍씩의 부재가 대략 5 내지 30센티미터의 간격을 갖도록 설치되되, 한 쌍의 스페이서(20) 사이에는 상기 그라우팅관의 우레탄 주입홀(16)을 통해 발포우레탄(28)이 주입되어, 상기 발포우레탄(28)의 발포작용을 통해 인접한 공간과 완벽하게 격리된 상태를 유지하도록 이루어진다.

또, 상기 스페이서(20)에는 원형상의 단면 중앙에 한 개의 관통홀(22)이 형성됨과 아울러, 그 외주면과 인접한 지점에는 일정 간격을 유지하도록 네 개의 주입관이 관통 결합되도록 네 개의 끼움홈(24)이 대략 원형상으로 형성되어 제공되며, 상기 네 개의 끼움홈(24) 사이사이에는 보조홀(26)이 천공되어 구성된다.

각각 한 쌍씩으로 제공되는 상기 스페이서(20)는 한 쌍의 스페이서에 대응되게 천공된 한 개 또는 한 쌍의 보조홀(26)에 체결되는 복수 개의 볼트(29a) 및 너트(29b)를 매개로 상호 일정 간격 이격된 상태에서 견고한 결합상태를 유지할 수 있도록 구성된다.

상기 다수 개의 주입관(30)은 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서(20)로 분할된 각각의 공간부 측에 그 단부가 위치된 상태로 그라우팅관(10) 내부에 고정 설치되어, 상기 다수 개의 주입관(30)에 그라우팅재(200)를 동시에 주입하여 외부로부터 주입되는 그라우팅재(200)가 상기 스페이서(20)를 매개로 분할된 각각의 공간부 내부를 채운 후 그라우팅관(10)에 천공된 다수 개의 분출홀(12)을 통해 외부로 분출될 수 있도록 제공된다.

상기 패커용 주입관(32)은 상기 그라우팅관(10)의 개방구 측에 위치한 스페이서(20)의 한 개의 보조홀(26)에 결합되되, 그 단부가 그라우팅관(10)의 패커용 분출홀(14)과 연통되거나, 또는 상기 그라우팅관(10)의 패커용 분출홀(14)과 연통되게 패커용 분출홀(14)이 천공되어, 상기 패커용 주입관(32)을 매개로 외부로부터 주입되는 그라우팅재(200)를 패커용 분출홀(14)을 통해 분출시켜 패커(40)를 해당 천공홀(110)의 내벽에 밀착시키는 작용을 행하도록 제공된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그라우팅관(10)의 폐쇄된 단부 측에는 상기 스페이서(20)를 매개로 분할된 격실(60)이 형성되며, 상기 배출관(34)은 상기 다수 개 스페이서(20) 중앙의 관통홀(22)을 관통한 상태로 그 단부가 상기 격실(60) 내에 위치되도록 구성된다.

이에, 상기 다수 개의 주입관(30)을 통해 동시에 주입되는 그라우팅재(200)가 그라우팅관(10) 외부로 분출되어 천공홀(110) 내에 적층되면서 그 내부 공간이 축소됨에 따라, 해당 천공홀(110) 내에 존재하는 공기 및 지하수 등은 해당 공간 상측에 위치하는 그라우팅관(10)의 유입홀(18)을 통해 관 내부의 격실(60)로 유도되게 되며, 상기 격실(60) 내부로 유입된 공기 및 지하수 등은 상기 배출관(34)을 통해 외부로 배출될 수가 있게 된다.

한편, 상기 스페이서(20)에 천공된 한 쌍의 보조홀(21)을 통해서는 동일선상에 위치된 다수 개의 보조홀(28)을 순차적으로 관통한 상태로 일정 길이의 호스나 열선 등으로 이루어진 열공급부재(50)가 그라우팅관(10) 내에 길이방향을 따라 인입된 후 인출되도록 설치되어 구성되며, 이에 그라우팅재(200)의 주입 완료 후 호스를 통한 스팀이나 온수주입, 전기공급을 통한 열선의 동작 등을 매개로 한 고온의 열공급을 통해 주입된 그라우팅재의 신속한 양생이 이루어질 수 있게 된다.

상기 패커(40)는 상기 그라우팅관(10)의 개방구와 인접한 지점의 외주면에 설치되는 것으로서, 폴리에스테르 등의 특수재질로 이루어진 상태에서, 상기 그라우팅관(10)의 외주면과 소정 공간부를 형성하면서 밀폐된 구조를 갖도록 설치되어 제공되며, 이에 패커용 주입관(32)을 통해 주입된 그라우팅재(200)가 패커용 분출홀(14)을 통해 분출됨에 따라, 상기 그라우팅관(10)의 외주면과 패커(40) 내면 사이의 공간부가 채워지면서 상기 패커(40)의 외면은 팽창된 상태로 해당 천공홀(110)의 내벽에 밀착되며, 코킹 기능을 수행할 수가 있게 된다.

여기에서, 상기 다수 개의 주입관(30) 및 패커용 주입관(32), 배출관(34) 등은 일정 직경을 갖는 PVC 전선관이나, 그 이외의 다양한 단면형상을 갖는 강관 등으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그라우팅관(10)은 그 직경이 60밀리미터[mm] 또는 120밀리미터[mm] 내외로 이루어진 12미터[m]의 길이의 강관으로 이루어지는 한편, 상기 그라우팅관(10) 내부의 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서(20)는 그라우팅관(10)의 개방구로부터 0.3미터[m] 지점과, 개방구로부터 3미터[m], 6미터[m], 9미터[m]에 이르는 지점 및, 12미터[m]를 이르는 지점에 각각 한 쌍씩 발포우레탄(26)을 매개로 견고하게 고정 설치되어 제공되며, 12미터[m] 지점에 설치된 스페이서(20)와 상기 그라우팅관(10)의 뾰족하게 형성된 폐쇄된 단부 사이에는 상술한 바와 같은 격실(60)이 형성되도록 구성된다.

이어, 상술한 바와 같이 이루어진 본 발명에서의 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 작업과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 특정 구조의 그라우팅 장치를 매개로 지반의 보강작업을 시행하는데 있어서는, 먼저 터널 보강용 그라우팅 장치의 시공을 위한 지반(100)의 굴착면 일정 지점에 일정 깊이 및 직경을 갖도록 천공홀(110)을 상향으로 대략 7 내지 15 정도의 기울기를 갖도록 천공한 후, 각 천공홀(110) 내에는 본 발명에 따른 특정 구조의 그라우팅 장치를 삽입 설치한다(도 6a).

상기 천공홀(110) 내에 그라우팅 장치의 설치가 완료되면, 먼저 패커용 주입관(32)에 그라우팅재(200)를 주입하는 과정이 진행되며, 이에 그라우팅관(10)의 개방구 측 외주면에 설치된 패커(40)가 팽창하면서 천공홀(110)의 입구 측이 폐쇄되는 코킹작업이 이루어지게 된다(도 6b).

그 후, 다수 개의 주입관(30)을 통한 그라우팅재(200)의 동시 주입과정이 진행되게 되는데, 이에 다수 개의 스페이서(20)를 매개로 분할된 그라우팅관(10)의 내부 공간이 동시에 채워지면서 주입된 그라우팅재(200)는 다수 개의 분출홀(12)을 통해 그라우팅관(10) 외부로 분출되면서 해당 천공홀(110) 내부를 채우게 된다.

이때, 해당 천공홀(110)은 상향으로 일정 기울기를 이루도록 천공된 상태이므로, 천공홀(110) 내부로 분출되는 그라우팅재(200)는 패커(40)가 설치된 하부 측부터 순차적으로 적층이 이루어지게 되며, 이에 천공홀(110) 내부에 잔존하는 공기 및 지하수 등은 상측으로 유도되어 상기 그라우팅관(10)의 격실(60) 측으로 유입된 후 격실(60) 측에 개방된 단부가 위치한 배출관(34)을 통해 외부로 배출될 수 있게 된다(도 6c의 (가) 내지 (라)).

이에 따라, 상기 그라우팅관(10)을 통한 그라우팅 작업 시에는 해당 천공홀(110) 내에 잔존하는 공기 및 지하수 등이 그라우팅관(10) 내부의 배출관(34)을 통해 원활하게 외부로 배출됨에 따라, 천공홀(110)의 내부 및 그 주변에 보다 견고하게 그라우팅재(200)가 채워지면서 지반의 보강력 및 차수효과가 극대화될 수 있게 된다.

그 후, 상기 배출관(34)을 통해 그라우팅관(10) 및 천공홀(110) 내부의 공기 및 지하수가 완전히 외부로 배출되면, 상기 배출관(34)을 폐쇄시키고 다수 개의 주입관(30)을 통해 그라우팅재(200)의 정압 및 정량 주입을 실시함에 따라, 본 발명에 따른 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 작업이 완료될 수 있게 된다(도 6d).

또한, 상기 그라우팅관(10) 내부에 일정 길이의 호스나 열선 등으로 내장된 열공급부재(50)를 통해 고온의 열을 그라우팅관(10) 내부에 공급함에 따라, 그라우팅관(10) 내부 및 천공홀(110) 주변에 채워진 그라우팅재(200)의 양생시간을 대폭적으로 단축시켜, 그라우팅 작업의 효율성을 높일 수가 있게 된다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 그라우팅관, 12: 분출홀,
14: 패커용 분출홀, 16: 우레탄주입홀,
18: 유입홀, 20: 스페이서,
22: 관통홀, 24: 끼움홈,
26: 보조홀, 28: 발포우레탄,
30: 주입관, 32: 패커용 주입관,
34: 배출관, 40: 패커,
50: 열공급부재, 60: 격실,
100: 지반, 110: 천공홀,
200: 그라우팅재.

Claims

지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되;
일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체의 일정 지점에는 내부로 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공된 그라우팅관과; 상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와; 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되어, 상기 스페이서로 분할된 각각의 공간부 내에 그라우팅재를 주입하는 다수 개의 주입관과; 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 그라우팅재의 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 한 개의 패커 및; 일정 길이를 갖는 관으로서, 상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서와 대응되는 지점에 그 단부가 위치되어, 패커용 분출홀을 통해 패커 측으로 그라우팅재를 분출시키는 패커용 주입관을 포함하여 구성된 것으로서;
상기 그라우팅관의 내부 공간을 분할하도록 각 지점에 설치되는 상기 스페이서는 한 쌍씩의 부재가 5 내지 30센티미터의 간격을 갖도록 설치됨과 아울러, 그 사이에는 상기 그라우팅관의 우레탄 주입홀을 통해 주입되는 발포우레탄이 채워져 발포우레탄의 발포작용을 통해 인접한 공간과 완벽하게 격리된 상태를 유지하면서 해당 공간을 완전히 밀폐시키도록 구성되고;
상기 그라우팅관은 12미터[m]의 길이의 강관으로 이루어진 상태에서, 상기 그라우팅관 내부의 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서는 그라우팅관의 개방구로부터 0.3미터[m] 지점과, 개방구로부터 3미터[m], 6미터[m], 9미터[m]에 이르는 지점 및, 12미터[m]에 이르는 지점에 각각 한 쌍씩 발포우레탄을 매개로 견고하게 고정 설치되어 제공되며, 12미터[m] 지점에 설치된 스페이서와 상기 그라우팅관의 뾰족하게 돌출된 형태로 폐쇄된 단부 사이에는 격실이 형성되어 구성되며;
상기 스페이서는 원형상의 단면 중앙에 관통홀이 형성되어 상기 그라우팅관의 폐쇄지점에 그 단부가 위치하도록 배출관이 설치되고, 상기 스페이서의 외주면에 걸쳐서는 상이한 길이를 갖는 네 개의 주입관이 각각 관통 결합되도록 네 개의 끼움홈이 형성되며, 상기 끼움홈 사이사이에는 각각 보조홀이 천공되어 구성된 상태에서, 상기 다수 개의 보조홀 중, 한 개 또는 한 쌍의 보조홀을 통해서는 한 쌍의 스페이서 상호 간을 결합시키기 위한 볼트가 관통 결합되어 구성된 것;을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
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제 1항에 있어서,
상기 다수 개의 보조홀 중, 한 쌍의 보조홀을 통해서는 동일선상에 위치된 다수 개의 스페이서 보조홀을 순차적으로 관통한 상태로 일정 길이의 호스나 열선으로 이루어진 열공급부재가 그라우팅관 내에 길이방향을 따라 설치되어, 그라우팅재의 주입 후 고온의 열공급을 통해 신속한 양생이 이루어질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 그라우팅관의 개방구 측에 설치된 스페이서의 한 개의 보조홀에는 상기 패커에 그라우팅재를 주입하기 위한 패커용 주입관이 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 그라우팅관의 폐쇄된 단부 측에 형성된 격실과 대응되는 그라우팅관의 외주면에는 지하수 및 공기가 유입되는 유입홀이 천공되며, 상기 격실 내에는 상기 스페이서 중앙을 관통하는 배출관의 단부가 위치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 그라우팅 장치.
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