KR102105009B1 - 라인센서를 구비한 튜브형 록볼트 - Google Patents

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KR102105009B1
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김원태
문철호
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드림텍이앤씨 주식회사
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Abstract

본 발명은 라인센서를 구비한 튜브형 록볼트에 관한 것으로, 튜브형 록볼트의 튜브가 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 천공홀 외부에서 간단히 확인할 수 있도록 함으로써 부실시공의 우려를 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

라인센서를 구비한 튜브형 록볼트{TUBULAR ROCK BOLTS WITH LINE TYPE SENSOR}
본 발명은 터널 보강공법에 관한 것으로, 특히 튜브형 록볼트의 튜브가 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 천공홀 외부에서 간단히 확인할 수 있도록 함으로써 부실시공의 우려를 최소화할 수 있도록 한 튜브형 록볼트에 관한 것이다.
일반적으로 터널 공사 시에 암반을 굴착한 후에는 암반의 균열, 절리 등의 변형이 발생되므로 록볼트를 설치하여 역학적인 불연속면을 갖는 암반의 집중응력을 분산시킴으로써 암반의 붕괴를 막고 안정성을 강화시킨다. 록볼트는 터널 공사 외에도 다양한 형태의 공사 시 굴착면을 보강하여 안정화시키기 위한 목적으로 사용되며, 절리가 있는 암반 등의 사면을 보강하기 위한 용도 등 폭넓게 사용되고 있다.
종래기술에 의한 록볼트는, 등록특허 제10-0450636호, 제 10-0896963호, 제 10-0479955호, 제10-0524316호에 개시되어 있다. 종래기술의 록볼트를 정착시킨 후 시멘트 모르타르를 주입하는 방법이 대부분이고 이러한 록볼트는 모르타르가 구멍 밖으로 흘러내리는 등 시공 절차가 복잡하고 지하수가 존재하는 현장에서는 또 다른 조치를 취해야하기 때문에 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있고, 동일한 크기로 천공작업을 수행할 수 없기 때문에 충진제의 사용량이 일정치 않아 시공성이 저하되어 현재는 사용을 기피하고 있는 실정이었다.
이에 따라 근래에는 시공절차가 간단하고 모르타르 주입이 필요 없는 튜브형 록볼트 혹은 스웰렉스 록볼트(swellex rock bolt)를 많이 이용한다. 튜브형 록볼트는 길이방향을 따라 내측으로 오메가 단면 형상으로 접혀져 있다가 수압에 의해 팽창하면서 천공홀 내주면에 견고하게 압착되기 때문에 코킹작업이나 모르타르 주입이 필요 없이 간단하게 시공이 완료되는 장점이 있다.
하지만, 종래기술에 의한 튜브형 록볼트의 경우 천공홀 내부에서 튜브가 실제로 팽창하였는지 여부를 확인하기 어려운 문제점이 있었다. 이로 인해 튜브에 수압을 걸어주기만 하면 튜브가 팽창한 것으로 간주하여 작업을 마치다보니 의도한 바와는 달리 일부 시공부위에서 터널 굴착면이 강화되지 못한 상태로 방치되면서 터널 붕괴의 위험성이 내재되는 문제점이 야기되었다.
뿐만 아니라 전술된 것처럼 튜브형 록볼트를 천공홀에 삽입한 상태에서 수압을 걸어 튜브를 팽창시켜야 하나 공사기간에 쫓기는 일부 시공업체들의 경우 천공홀에 튜브형 록볼트를 삽입하기만 하고 튜브를 팽창시키지 않은 미완결 상태로 마감하는 경우도 있는 관계로 치명적인 부실시공의 원인이 되기도 하였다.
한국공개특허공보 제2018-0069491호(2018.06.25.)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 튜브형 록볼트의 튜브가 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 천공홀 외부에서 간단히 확인할 수 있도록 함으로써 부실시공의 우려를 최소화할 수 있도록 한 튜브형 록볼트를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 튜브형 록볼트는, 지반 보강을 위하여 지반에 형성된 천공홀에 삽입한 후 팽창시켜 설치하는 튜브형 록볼트로서, 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 접혀진 폴딩홈을 형성하는 폴딩부를 구비하여 팽창용 유체가 고압으로 내부에 주입되면 폴딩부가 펼쳐지면서 팽창하도록 한 튜브; 상기 튜브의 전단부에 설치되어 전단부를 밀폐하는 전단캡; 상기 튜브의 후단부에 설치되고 상기 튜브 내부로 팽창용 유체를 주입할 수 있도록 한 주입구를 구비한 후단캡; 및 기다란 줄로 이루어진 몸체의 일부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하며 몸체의 다른 부위는 상기 튜브의 종방향을 따라 상기 튜브의 팽창부위에 이르도록 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 몸체의 일부가 당겨져 변위되도록 한 라인센서;를 더 포함하며, 상기 라인센서 중 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하는 부위의 변위에 의해 지반의 천공홀 내부에서 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 라인센서는 일단부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 상태에서 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워지고 타단부는 상기 튜브의 전단부에 고정되며, 상기 튜브의 후단부에는 상기 라인센서의 일단부만 상기 후단캡의 내부에서 외부로 돌출된 형태로 노출되어, 상기 라인센서 일단부의 변위에 의해 천공홀 내부에서 상기 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 일지점에 고정된 지지링을 더 구비하며, 상기 라인센서는 일단부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 상태에서 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 연장되다가 상기 지지링을 관통하여 상기 튜브의 둘레방향으로 방향전환한 후 상기 튜브의 외주면을 휘감은 다음 타단부가 상기 지지링 또는 상기 튜브에 고정되며, 상기 튜브의 후단부에서는 상기 라인센서의 일단부만 상기 후단캡의 내부에서 외부로 돌출된 형태로 노출되어, 상기 라인센서 일단부의 변위에 의해 천공홀 내부에서 상기 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 일지점에 고정된 지지링을 더 구비하며, 상기 라인센서는 변형 가능한 링 형상으로 형성되어 튜브를 둘레방향으로 감싼 상태로 상기 지지링을 관통하여 상기 튜브의 후방을 향해 방향전환한 후 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 상기 튜브의 후단부까지 위치하며, 상기 튜브의 후단부에서는 상기 라인센서의 일부만 상기 후단캡의 내부에서 외부로 돌출된 형태로 노출되어, 상기 라인센서의 일부의 변위에 의해 천공홀 내부에서 상기 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 후단부에서 노출된 라인센서에는 눈금이 인쇄되거나 색상띠가 인쇄되어 상기 튜브의 팽창에 따른 변위 시 식별성을 높인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 후단캡에 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 변위되는 상기 라인센서를 트리거로 삼아 변화되면서 시각적으로 표시하는 표시부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 표시부재는, 상기 후단캡의 내부에 설치되며 격벽을 사이에 두고 형성된 제1챔버 및 제2챔버를 구비한 포켓; 상기 제1챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 제1색상을 갖는 제1액체; 상기 제2챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 제2색상을 갖는 제2액체; 상기 제1챔버에 설치되되 상기 후단캡의 절개부에 대응하는 위치에 설치되어 상기 제1챔버의 내부를 외부에서 볼 수 있도록 투영하는 표시창;으로 이루어지며, 상기 라인센서의 일단부가 상기 포켓의 격벽을 관통한 상태로 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 라인센서의 일단부가 당겨지면서 상기 포켓의 격벽이 천공되며, 이로 인해 제1액체가 제1챔버에 유입되는 제2액체와 혼합되면서 변색되며 상기 표시창을 통해 표시되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 표시부재는, 상기 후단캡의 내부에 설치되며 챔버를 구비한 포켓; 상기 포켓의 챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 일정 색상을 갖는 안료 첨가액; 챔버에 설치되되 상기 후단캡의 절개부에 대응하는 위치에 설치되어 상기 챔버의 내부를 외부에서 볼 수 있도록 투영하는 표시창;으로 이루어지며, 상기 라인센서의 일단부가 상기 포켓의 외벽을 관통한 상태로 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 라인센서의 일단부가 당겨지면서 상기 포켓의 외벽을 파괴하며, 이로 인해 상기 챔버에 수용되었던 안료 첨가액이 빠져나가면서 탈색되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 지반 보강공법은, 지반에 천공홀을 천공한 후 상기 천공홀에 튜브형 록블트를 삽입하며, 상기 록볼트의 튜브에 팽창용 유체를 주입하여 튜브를 팽창시키며, 상기 록볼트의 튜브가 실제로 팽창되었는지 여부를 확인하되, 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 튜브형 록볼트를 이용하여 확인하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에 의한 튜브형 록볼트는 튜브의 팽창부위를 경유하는 라인센서에 의해 록볼트의 튜브가 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 천공홀 외부에서 간단히 확인할 수 있도록 함으로써 부실시공의 우려를 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도
도 2는 도 1의 I-I에 따른 단면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창하였을 때 라인센서의 작용 및 동작을 설명하기 위한 참조사시도
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창한 상태를 보인 참조사시도
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도
도 7은 본 발명의 제3실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창한 상태를 보인 참조사시도
도 8은 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도
도 9는 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 표시부재의 구성을 설명하기 위한 부분단면도
도 10은 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 튜브 팽창 시 표시부재의 작용을 설명하기 위한 참조도
도 11은 본 발명의 제5실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 표시부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 부분단면도
도 12는 본 발명의 제5실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 튜브 팽창 시 표시부재의 작용을 설명하기 위한 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 튜브형 록볼트에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
<제1실시예>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도이며, 도 2는 도 1의 I-I에 따른 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창하였을 때 라인센서의 작용 및 동작을 설명하기 위한 참조사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트는 터널시공을 포함하는 다양한 공사에서 굴착면의 지반이나 암반을 보강하여 안정화시키거나 사면을 보강하는 등의 목적을 위하여 지반에 천공홀을 천공한 후 삽입 및 팽창시키는 방식으로 설치하는 것으로, 팽창용 액체의 주입으로 부피 팽창하는 튜브(110), 상기 튜브(110)에 부속된 전단캡(120), 후단캡(130) 및 차단 플레이트(140)와 함께 상기 튜브(110)가 지반의 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 확인할 수 있도록 한 라인센서(150)를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 이처럼 라인센서(150)를 구비한 구성에 의하여 튜브(110)가 천공홀 내부에서 실제로 팽창하였는지 여부를 외부에서 간단히 확인할 수 있도록 함으로써 부실시공의 우려를 최소화할 수 있도록 한 것이다.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 제1실시예에 의한 튜브형 록볼트에 대해 상세히 설명한다.
상기 튜브(110)는 강관을 소재로 이루어지며 길이방향을 따라 내측으로 오목하게 접혀진 폴딩홈(111a)을 형성하는 폴딩부(111)를 구비한다. 이같은 튜브(110)는 팽창용 유체가 고압으로 내부에 주입되면 도 3과 같이 폴딩부(111)가 펼쳐지면서 외측으로 팽창하게 된다. 상기 팽창용 유체는 일반적으로 물을 사용하고 있으나 물 이외에 유체들에 대해서도 제한하지 않는다.
상기 전단캡(120)은 튜브(110)의 전단부에 설치되어 전단부를 밀폐하는 역할을 한다.
상기 후단캡(130)은 튜브(110)의 후단부에 설치되어 후단부를 밀폐하는 역할을 하며, 편의상 도시되지는 않았으나 상기 튜브(110) 내부로 팽창용 유체를 주입할 수 있도록 한 주입구를 구비하고 있다.
상기 차단 플레이트(140)는 튜브(110)의 후측부에서 상기 튜브(110)의 둘레방향을 따라 직교하게 설치된다. 이같은 차단 플레이트(140)는 지반의 천공홀에 록볼트를 삽입할 때 천공홀 입구 주변에 걸쳐지면서 튜브(110)가 정확한 깊이로 삽입되고 그 상태를 유지할 수 있도록 보조한다.
상기 라인센서(150)는 튜브(110)가 팽창하면 변위되면서 지반의 천공홀 내부에서 튜브(110)가 팽창되었는지 여부를 확인 가능하도록 해준다. 이를 위해 상기 라인센서(150)는 일단부가 튜브(110)의 후단부에 설치된 후단캡(130)의 내부를 경유하여 외부로 돌출된 형태로 노출되도록 하고, 나머지 부위는 도 2에 도시된 것처럼 튜브(110)의 폴딩홈(111a) 내부를 따라 은폐된 상태로 연장되어 타단부가 튜브(110)의 전단부에서 견고하게 고정되도록 한다. 또한, 도 2에 도시된 것처럼 상기 라인센서(150)는 폴딩홈(111a) 내부에서 불필요하게 이탈하거나 움직이지 않도록 글루액과 같은 점착제(150a)를 사용하여 튜브(110)의 팽창으로 인한 외력이 작용할 때는 언제든 변위될 수 있는 수준으로 가고정시켜준다. 이처럼 라인센서(150)의 일단부를 제외한 대부분이 폴딩홈(111a) 내부를 따라 은폐된 상태에 있도록 하면 누군가가 불손한 목적을 갖고 라인센서(150)를 전방으로 당겨서 조작하지 못하도록 차단할 수 있게 된다.
여기서 상기 라인센서(150)는 튜브(110)의 팽창으로 인해 중간에서 끊어지지 않을 정도의 인장강도를 갖는 것으로 구비되어야 한다. 따라서 피아노 줄을 그대로 사용할 수도 있고 충분한 인장강도를 갖는 원형 단면의 와이어, 납작한 형상의 띠 등이 사용될 수 있다.
이처럼 라인센서(150)를 구비하는 구성에 의하면, 상기 튜브(110)에 팽창용 유체가 고압으로 주입되어 튜브(110)가 외측으로 팽창하게 되었을 때, 라인센서(150)의 타단부가 고정된 상태에서 그 반대편에 자유롭게 위치한 라인센서(150)의 일단부가 당겨져 변위된다. 그러면 작업자 혹은 작업 관계자는 라인센서(150)의 일단부가 변위된 것을 확인하는 방법으로 천공홀 내부에서 튜브(110)가 정상적으로 팽창하였는지를 파악할 수 있는 것이다. 만일 상기 튜브(110)에 팽창용 유체를 주입하였는데도 불구하고 라인센서(150)의 일단부가 변위되지 않았거나 규정된 변위량 미만으로 변위되었다면 튜브(110)가 정상적으로 팽창하지 않은 것으로 간주하여 해당 록볼트를 재시공할 수 있다.
상기 라인센서(150) 중 튜브(110)의 후단부에서 노출된 부위나 라인센서(150) 전체에는 눈금이 인쇄되거나 색상띠(151,152)가 인쇄되어 튜브(110)의 팽창에 따른 변위 시 변위량에 대한 식별성을 높이는 것이 바람직하다.
<제2실시예>
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창한 상태를 보인 참조사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 튜브형 록볼트는, 튜브(110)의 전단부와 후단부를 제외한 일지점에 위치한 고정부재(160a)에 의해 회전 가능하게 혹은 완전 고정된 지지링(160)을 구비한다. 상기 라인센서(150)는 일단부가 상기 튜브(110)의 후단부 인근에 위치한 상태에서 상기 튜브(110)의 폴딩홈(111a) 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 연장되다가 상기 지지링(160)을 관통하여 걸쳐지면서 상기 튜브(110)의 둘레방향으로 방향전환한 후 상기 튜브(110)의 외주면을 휘감은 다음 타단부가 상기 지지링(160) 또는 상기 튜브(110)에 고정된다.
여기서 도면에 따르면 라인센서(150)의 타단부가 지지링(160)에 접합되어 완전히 고정된 형태로 도시되었는데, 라인센서(150)의 타단부를 지지링(160)에 매듭지어 묶는 것도 가능하다. 또한, 상기 라인센서(150)를 도면과 같이 튜브(110)에 1회만 휘감는 것이 아니라 2회 이상 휘감아 주면 튜브(110) 팽창에 따른 라인센서(150) 일단부의 변위량도 증가하게 되므로 선택적으로 활용할 수 있다.
이처럼 라인센서(150)가 튜브(110)를 휘감은 형태로 설치된 제2실시예의 구성에 따르면 라인센서(150) 전체를 튜브(110)의 종방향으로 설치한 제1실시예와 비교하여 튜브(110)의 팽창에 따른 라인센서(150)의 일단부 변위량을 더 크게 증가시키는데 유리하다는 장점이 있다. 하지만 지지링(160) 설치와, 라인센서(150)가 상기 지지링(160)을 경유하는 과정에서 외부로 노출된다는 단점도 존재한다.
설명되지 않은 제2실시예의 다른 구성들에 대해서는 제1실시예와 비교하여 대동소이하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
<제3실시예>
도 6은 본 발명의 제3실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 의한 튜브형 록볼트가 팽창한 상태를 보인 참조사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 의한 튜브형 록볼트는, 튜브(110)의 전단부와 후단부를 제외한 일지점에 위치한 고정부재(160a)에 의해 회전 가능하게 혹은 완전 고정된 지지링(160)을 구비한다. 상기 라인센서(150)는 변형 가능한 링 형상으로 형성되어 상기 튜브(110)를 감싼 상태로 상기 지지링(160)을 관통하여 걸쳐지면서 상기 튜브(110)의 후방을 향해 방향전환한 후 상기 튜브(110)의 폴딩홈(111a) 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 상기 튜브(110)의 후단부까지 위치하도록 설치된다. 그리고 상기 튜브(110)의 후단부에서는 상기 라인센서(150)의 일부만 상기 후단캡(130)의 내부에서 외부로 돌출된 형태로 노출된다.
이로써, 상기 튜브(110)의 팽창 시 후단캡(130)의 외부로 돌출된 라인센서(150) 일부의 변위에 의해 천공홀 내부에서 상기 튜브(110)가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있게 된다.
이같이 라인센서(150)가 변형 가능한 링 형상의 것으로 구비된 제3실시예의 구성에 따르면 제1실시예와 달리 라인센서(150)의 타단부를 접합하여 고정하는 작업이 전혀 필요없다는 장점이 있다. 하지만 지지링(160) 설치와, 라인센서(150)가 상기 지지링(160)을 경유하는 과정에서 외부로 노출된다는 단점도 존재한다.
설명되지 않은 제3실시예의 다른 구성들에 대해서는 제1실시예와 비교하여 대동소이하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
<제4실시예>
도 8은 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트의 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 표시부재의 구성을 설명하기 위한 부분단면도이며, 도 10은 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 튜브 팽창 시 표시부재의 작용을 설명하기 위한 참조도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시예에 의한 튜브형 록볼트는, 표시부재(170)가 후단캡(130)에 설치되어 튜브(110)의 팽창 시 변위되는 라인센서(150)를 트리거로 삼아 상기 표시부재(170)를 시각적으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 표시부재(170)는, 도 9에 도시된 것처럼 후단캡(130)의 내부에 설치되어 튜브(110)의 폴딩홈(111a)에 의한 공간에 위치하며, 격벽(171c)을 사이에 두고 형성된 제1챔버(171a) 및 제2챔버(171b)를 구비한 포켓(171)을 포함한다. 제1챔버(171a)와 제2챔버(171b)에는 각각 제1액체(172a)와 제2액체(172b)가 수용되는데, 상기 제2액체(172b)의 경우 안료가 첨가되어 일정 색상을 갖도록 한다. 제1챔버(171a)에는 투명 혹은 반투명 재질의 플라스틱 또는 유리 표시창(173)이 설치되고 상기 표시창(173)은 후단캡(130)의 절개부(131)에 대응하는 위치에 설치되어 제1챔버(171a)의 내부를 외부에서 볼 수 있도록 투영한다.
또한 라인센서(150)는 일단부가 도 9에 도시된 것처럼 상기 포켓(171)의 외벽 및 격벽(171c)을 관통한 상태로 설치된다. 이로써, 튜브(110)가 팽창되면 라인센서(150)의 일단부가 당겨지면서 포켓(171)의 격벽(171c)이 천공되며, 이로 인해 제1액체(172a)가 제1챔버(171a)에 유입되는 제2액체(172b)와 혼합되면서 변색되어 표시창(173)을 통해 표시된다. 이로써 작업자 또는 관련자는 상기 표시창(173)을 통해 제1액체(172a)와 제2액체(172b)의 혼합으로 인한 변색된 색상을 보고 지반의 천공홀 내부에서 튜브(110)가 팽창되었음을 간단히 확인할 수 있게 된다.
여기서, 상기 제1액체(172a)와 제2액체(172b)에 서로 다른 제1색상 및 제2색상의 안료가 첨가되는 것이 바람직하다. 그러면 평상시 표시창(173)을 통해 제1색상이 나타났다가 튜브(110)가 팽창하면 제1색상과 제2색상의 혼합색상이 나타나게 된다. 이때 라인센서(150)의 일단부가 예상보다 더 많이 전방으로 변위되면서 상기 포켓(171)으로부터 완전히 이탈하는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 포켓(171) 외벽이 손상되어 제1액체(172a)와 제2액체(172b)가 빠져나가더라도 제1액체(172a)에 의한 제1색상을 잃어버린 상태가 되므로 튜브(110)의 팽창 여부를 구분할 수 있는 것이다.
이같은 제4실시예에 경우 앞선 제1실시예 내지 제3실시예들과는 달리 라인센서(150)의 일부가 후단캡(130) 외부로 노출되지 않으므로 깔끔한 마감이 이루어진다는 장점과 더불어, 표시창(173)의 색상 변화를 통해 보다 확실하게 튜브(110)의 팽창 여부를 식별할 수 있다는 장점이 있다. 단, 제4실시예에서 라인센서(150)의 설치는 제1실시예 내지 제3실시예의 구성 중 어느 한 가지 타입을 그대로 적용한 상태에서 후단캡(130)에 위치하는 라인센서(150)의 일부만을 표시부재(170)와 연계시켜 주면 된다.
이같은 제4실시예의 구성과 관련하여 설명되지 않은 나머지 구성들의 경우 다른 실시예들과 대동소이하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
<제5실시예>
도 11은 본 발명의 제5실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 표시부재의 변형된 구성을 설명하기 위한 부분단면도이며, 도 12는 본 발명의 제5실시예에 의한 튜브형 록볼트에서 튜브 팽창 시 표시부재의 작용을 설명하기 위한 참조도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 제5실시예에 의한 튜브형 록볼트는, 제4실시예와 달리 표시부재(170)의 포켓(171)이 단일 공간의 챔버(171d)를 구비하며, 상기 포켓(171)의 챔버(171d)에 안료가 첨가되어 일정 색상을 갖는 안료 첨가액(172)이 수용된 것을 특징으로 한다. 그리고 라인센서(150)의 일단부는 포켓(171)의 외벽을 관통한 상태로 설치되어 상기 튜브(110)의 팽창 시 도 12에 도시된 것처럼 라인센서(150)의 일단부가 당겨지면서 포켓(171)의 외벽을 파괴하며, 이로 인해 챔버((171d)에 수용되었던 안료 첨가액(172)이 빠져나가면서 초기 색상을 잃어버리고 탈색되도록 한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 라인센서(150)의 일단부 끝단에는 포켓(171)의 외벽을 더 크게 파괴할 수 있도록 원판 형태의 헤머디스크(155)가 더 설치되는 것이 바람직하다.
이같은 제5실시예의 경우, 앞선 제1실시예 내지 제3실시예들과는 달리 라인센서(150)의 일부가 후단캡(130) 외부로 노출되지 않으므로 깔끔한 마감이 이루어진다는 장점과 더불어, 표시창(173)의 색상 변화를 통해 보다 확실하게 튜브(110)의 팽창 여부를 식별할 수 있다는 장점이 있다.
이같은 제5실시예의 구성과 관련하여 설명되지 않은 나머지 구성들의 경우 다른 실시예들과 대동소이하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전술된 본 발명의 실시예들에 의한 튜브형 록볼트를 사용하여 지반을 보강하기 위해서는, 보강하고자 하는 지반에 천공홀을 천공한 다음에 그 천공홀에 튜브형 록블트를 삽입한다. 이후, 미도시된 압력발생장치를 가동하여 액체탱크 내에 저장된 팽창용 액체를 록볼트의 튜브(110)로 주입하여 튜브(110)를 팽창시켜준다. 그러면, 록볼트의 튜브(110)가 팽창하면서 지반의 천공홀 내주면에 압착된다.
이후, 록볼트의 튜브(110)가 지반의 천공홀 내부에서 실제로 팽창되었는지 여부를 확인하기 위하여 후단캡(130) 외부로 돌출된 라인센서(150)의 일부가 전방으로 변위되었는지를 살펴본다. 후단캡(130) 외부로 돌출된 라인센서(150)가 전방으로 변위되지 않았거나 충분한 변위량으로 변위되지 않았다면 튜브(110)가 천공홀 내부에서 팽창하지 못한 것으로 간주하여 재시공에 착수한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 튜브 120 : 전단캡
130 : 후단캡 140 : 차단 플레이트
150 : 라인센서 160 : 지지링
170 : 표시부재

Claims (9)

  1. 지반 보강을 위하여 지반에 형성된 천공홀에 삽입한 후 팽창시켜 설치하는 튜브형 록볼트로서,
    길이방향을 따라 내측으로 오목하게 접혀진 폴딩홈을 형성하는 폴딩부를 구비하여 팽창용 유체가 고압으로 내부에 주입되면 폴딩부가 펼쳐지면서 팽창하도록 한 튜브; 상기 튜브의 전단부에 설치되어 전단부를 밀폐하는 전단캡; 상기 튜브의 후단부에 설치되고 상기 튜브 내부로 팽창용 유체를 주입할 수 있도록 한 주입구를 구비한 후단캡; 및 기다란 줄로 이루어진 몸체의 일부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하며 몸체의 다른 부위는 상기 튜브의 종방향을 따라 상기 튜브의 팽창부위에 이르도록 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 몸체의 일부가 당겨져 변위되도록 한 라인센서;를 포함하여, 상기 라인센서 중 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하는 부위의 변위에 의해 지반의 천공홀 내부에서 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 하며,
    상기 후단캡에 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 변위되는 상기 라인센서를 트리거로 삼아 변화되면서 시각적으로 표시하는 표시부재를 더 포함하며,
    상기 표시부재는, 상기 후단캡의 내부에 설치되며 격벽을 사이에 두고 형성된 제1챔버 및 제2챔버를 구비한 포켓; 상기 제1챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 제1색상을 갖는 제1액체; 상기 제2챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 제2색상을 갖는 제2액체; 상기 제1챔버에 설치되되 상기 후단캡의 절개부에 대응하는 위치에 설치되어 상기 제1챔버의 내부를 외부에서 볼 수 있도록 투영하는 표시창;으로 이루어져서, 상기 라인센서의 일단부가 상기 포켓의 격벽을 관통한 상태로 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 라인센서의 일단부가 당겨지면서 상기 포켓의 격벽이 천공되며, 이로 인해 제1액체가 제1챔버에 유입되는 제2액체와 혼합되면서 변색되며 상기 표시창을 통해 표시되는 것을 특징으로 하는 튜브형 록볼트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라인센서는 일단부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 상태에서 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워지고 타단부는 상기 튜브의 전단부에 고정된 것을 특징으로 하는 튜브형 록볼트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 일지점에 고정된 지지링을 더 구비하며,
    상기 라인센서는 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 일단부로부터 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 연장되다가 상기 지지링을 관통하여 상기 튜브의 둘레방향으로 방향전환한 후 상기 튜브의 외주면을 휘감은 다음 타단부가 상기 지지링 또는 상기 튜브에 고정된 것을 특징으로 하는 튜브형 록볼트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 일지점에 고정된 지지링을 더 구비하며,
    상기 라인센서는 변형 가능한 링 형상으로 형성되어 튜브를 둘레방향으로 감싼 상태로 상기 지지링을 관통하여 상기 튜브의 후방을 향해 방향전환한 후 상기 튜브의 폴딩홈 내부를 따라 은폐된 상태로 드리워져 상기 튜브의 후단부까지 위치하는 것을 특징으로 하는 튜브형 록볼트.
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  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 지반 보강을 위하여 지반에 형성된 천공홀에 삽입한 후 팽창시켜 설치하는 튜브형 록볼트로서,
    길이방향을 따라 내측으로 오목하게 접혀진 폴딩홈을 형성하는 폴딩부를 구비하여 팽창용 유체가 고압으로 내부에 주입되면 폴딩부가 펼쳐지면서 팽창하도록 한 튜브; 상기 튜브의 전단부에 설치되어 전단부를 밀폐하는 전단캡; 상기 튜브의 후단부에 설치되고 상기 튜브 내부로 팽창용 유체를 주입할 수 있도록 한 주입구를 구비한 후단캡; 및 기다란 줄로 이루어진 몸체의 일부가 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하며 몸체의 다른 부위는 상기 튜브의 종방향을 따라 상기 튜브의 팽창부위에 이르도록 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 튜브의 후단부 인근에 위치한 몸체의 일부가 당겨져 변위되도록 한 라인센서;를 포함하여, 상기 라인센서 중 상기 튜브의 후단부 인근에 위치하는 부위의 변위에 의해 지반의 천공홀 내부에서 튜브가 팽창되었는지 여부를 확인할 수 있도록 하며,
    상기 후단캡에 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 변위되는 상기 라인센서를 트리거로 삼아 변화되면서 시각적으로 표시하는 표시부재를 더 포함하며,
    상기 표시부재는, 상기 후단캡의 내부에 설치되며 챔버를 구비한 포켓; 상기 포켓의 챔버에 수용되며 안료가 첨가되어 일정 색상을 갖는 안료 첨가액; 챔버에 설치되되 상기 후단캡의 절개부에 대응하는 위치에 설치되어 상기 챔버의 내부를 외부에서 볼 수 있도록 투영하는 표시창;으로 이루어져서, 상기 라인센서의 일단부가 상기 포켓의 외벽을 관통한 상태로 설치되어 상기 튜브의 팽창 시 상기 라인센서의 일단부가 당겨지면서 상기 포켓의 외벽을 파괴하며, 이로 인해 상기 챔버에 수용되었던 안료 첨가액이 빠져나가면서 탈색되는 것을 특징으로 하는 튜브형 록볼트.
  9. 지반을 보강하는 지반 보강공법으로서,
    지반에 천공홀을 천공한 후 상기 천공홀에 튜브형 록블트를 삽입하며,
    상기 록볼트의 튜브에 팽창용 유체를 주입하여 튜브를 팽창시키며,
    상기 록볼트의 튜브가 실제로 팽창되었는지 여부를 확인하되, 제1항 내지 제4항 및 제8항 중 어느 한 항의 튜브형 록볼트에 포함된 라인센서의 변위에 의해 확인하는 것을 특징으로 하는 지반 보강공법.
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