KR102183570B1 - 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축구조물 설계 시공에 앞서 해당 지층의 물리 화학적 성상과 층서 구조 등의 다양한 정보를 얻기 위한 지질조사 과정에서, 굴진된 시추공의 공벽과 개방부위를 원형 그대로 보존하여 시차를 두고 시행되는 각종 시험장비들의 데이터 값이 정확히 측정 분석될 수 있도록 한 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외곽 둘레의 상측으로 면취부가 형성되고, 외곽 둘레 하측으로 복수 개의 빗물 차단부가 간격을 두고 차등 길이로 하향 돌출 형성되며, 중앙의 수직방향으로 다단의 단턱부와 체결공이 형성되고, 저면으로 대향하는 복수 개의 레일형 걸림홈부가 분기 형성되며, 체결공의 외측으로 볼트체결공이 복수 개로 천공되어진 덮개부와; 외주면으로부터 내부 중앙을 따라 상면으로 이어지는 관통공이 형성되고, 외주면 상측으로 나사산이 형성되며, 저면 중앙으로 볼트체결홈이 형성된 에어벤트형 체결부재와; 상면으로 대향하는 복수 개의 가이드돌부가 형성되고, 중앙으로 볼트체결공이 형성되어 에어벤트형 체결부재 하측에 볼트 체결되는 베이스플레이트와; 원주 형태의 몸체 상단으로 덮개부의 레일형 걸림홈부에 인입되어 슬라이딩되는 가이드부와, 몸체 내주면 중앙 위치에 경사상으로 돌출 형성되며 베이스플레이트의 가이드돌부를 따라 슬라이딩되는 이동유도편이 형성된 접지부재와; 양단이 에어벤트형 체결부재와 접지부재 몸체에 체결되어진 스프링과; 덮개부의 볼트체결공에 나사체결되고 일단이 접지부재의 이동유도편 상면에 접촉하며 나사풀림 내지 잠금방향으로 회전시켜 이동유도편의 슬라이딩 이동을 제어토록 한 가동볼트;로 이루어진 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

Description

지반 시추공 보호용 세이프티 유닛{The safety unit for the ground borehole protection }

본 발명은 건축구조물 설계 시공에 앞서 해당 지층의 물리 화학적 성상과 층서 구조 등의 다양한 정보를 얻기 위한 지질조사 과정에서, 굴진된 시추공의 공벽과 개방부위를 원형 그대로 보존하여 시차를 두고 시행되는 각종 시험장비들의 데이터 값이 정확히 측정 분석될 수 있도록 한 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛에 관한 것이다.

건축구조물이나 도로, 제방, 교량, 항만, 철도 등의 토목공사 설계 시공에 앞서 지층의 성상과 층서 구조에 관한 현장조사와 시험을 실시하여 해당지역의 지형학적 특성 및 지반공학적 특성을 파악하여야 하고, 이러한 지질조사는 토목공사 설계에 필요한 파라미터를 결정하기 위하여 필연적으로 수행되어야 하는 것이다.

지질조사의 첫 단계는 오거(auger)와 같은 시추장비를 사용하여 지반에 일정한 직경의 시추공을 굴착하면서 불교란 또는 교란된 시료를 채취하는 것으로부터 시작되며, 시료를 통해 해당 지역의 토질(점성토층, 사질토층, 압밀되지 않은 매립토층, 세립토층, 유기질토층,조립토층)을 분석함과 더불어 지반(연약지반,경질지반,충적지반,홍적지반)상태 및 지하수위 등을 확인할 수 있어 지반보강 설계의 중요한 근거로 활용하게 된다.

이어서, 시추공이 확보되면 시추공 내 영상촬영이나 지층의 물리 화학적 특성을 확인하기 위한 각종 분석 시험이 진행되며(원위치시험), 대표적으로 표준관입시험, 베인시험, 간극수압계를 이용한 지하수위관측시험, 현장투수시험 내지 지반의 강도와 변형 특성을 살피기 위한 공내재하시험 등이 수행되는 것이다.

이와 같은 지질조사 과정에서 각종 시험장비를 이용한 원위치 분석 시험은 시차를 두고 순차 진행되는 것으로, 측정시험 및 검출시험의 정확도와 계측 신뢰성 확보를 위한 시추공 내의 환경을 원형 그대로 보존하는 것은 매우 중요한 부분이라 할 것인데, 시추공 내의 각종 검사를 위해서는 시간과 장비의 이동 등 많은 준비과정이 소요되어 수일에서 길게는 몇 개월의 시간이 걸릴 수 있고, 이러한 기간 내에 시추공 내부의 환경이 오염되거나 붕괴되어 원형을 보존하지 못할 경우 다양한 계측의 정확도와 신뢰도가 저하될 수 밖에 없는 것이다.

이에, 시추공 내부에 케이싱을 관입하여 공벽 붕괴 및 변형을 예방하고, 상측 개구부를 덮개로 덮어 오염물질 유입을 차단하는 방안이 마련되는 것이나, 케이싱이 고가이므로 경제적인 부담이 가중되고 관입 공정 추가로 인한 작업지연과 더불어 시추공 관입 과정에서 케이싱 선단이 시추공 상측 개구부와 정위치의 수직 방향으로 정확하게 관입되지 못할 경우 오히려 시추공 공벽의 부분 붕괴내지 형상 변형을 초래할 수 있는 것이며, 집중호우나 국지성 폭우와 같은 우천시 오염물질이 포함된 빗물이 개구부 주변의 토양과 함께 쓸려 내려가 시추공의 개구부 훼손을 피하기 어렵고, 오염된 빗물은 그대로 덮개 내측의 틈새로 흘러들어 시추공 내부에 유입됨으로써 개구부와 심도 바닥면 사이의 원형을 보존하기 어려운 것이다.

아울러, 시추공 보호를 위한 또 다른 방안으로 특허등록 제10-1507142호 내지 특허등록 제10-1515229호가 제안된바 있으며, 선행문헌 1(10-1507142)의 시추공 보호를 위한 스프링형 탄성 스트레이너 키트장치는 시추공 내에서 이동 가능하게 배치되는 하우징과, 시추공 공벽에 밀착 지지되는 탄성부재와, 하우징으로부터 탄성부재를 인출시켜 주기 위한 누름판으로 조합 구성되며, 하우징 안에 배치된 탄성부재를 누름판을 통해 가압 배출시켜 확장상태의 탄성부재가 시추공 공벽에 접촉 지지되도록 함으로써 공벽 붕괴가 예방되도로 한 기술이고, 선행문헌 2(10-1515229)의 시추공 보호용 스트레이너 키트장치는 봉형의 지지로드와, 반구의 링 형태로서 지지로드 일단에 체결 후 회전작용하는 제1, 제2 탄성고리와, 공기 주입장치와 승강을 위한 권취기가 연결되며 제1, 제2 탄성고리 내측에 위치하는 가압부재로 구성하여, 공기 가압 충진에 따른 가압부재의 팽창작용에 따라 제1, 제2 탄성고리가 시추공 공벽에 접촉 확장되어 공벽 붕괴를 예방토록 한 것이다.

그러나, 위 예시의 선행문헌 1 내지 2는 시추공 상측 개구부가 폐쇄된 상태에서는 설치 및 작동이 불가능한 것이어서 필연적으로 개방된 개구부를 통해 각종 오염물질이 함유된 빗물이나 이물질의 유입을 차단하기 어려워 시추공 내의 환경을 원형 그대로 보존할 수 없어 측정시험 및 검출시험의 정확도와 계측 신뢰성이 확보되지 않으며, 강한 폭우 내지 집중호우시 개구부 상단의 훼손 또한 피할 수 없는 것이므로 시추공 내 영상촬영이나 각종 원위치 분석시험이 원활하게 이루어지기 힘들고, 훼손 정도에 따라서는 계측장비 설치 및 분석시험 자체가 어려울 수 있다는 구조적 문제점이 노출됨과 더불어 시추공 공벽의 일부 파쇄대를 제외한 전체 구간의 붕괴를 근본적으로 예방하기에는 적합하지 못하고, 비교적 직경이 큰 시추공의 경우 개방상태의 개구부를 통한 추락사고를 유발할 수 있는 것이다.

대한민국등록특허 10-1507142 (2015.03.24. 등록) 대한민국등록특허 10-1515229 (2015.04.20. 등록)

따라서 본 발명은 전기한 바와 같은 종래의 문제점을 효율적으로 개선하기 위하여 개발된 것으로서, 시추공 상측 개구부에 모듈러 타입의 세이프티 유닛을 끼움 설치하되, 빗물유입 차단기능을 구비한 덮개부와 공벽 내주면에 접면 지지되는 접지부재를 구비하여 오염물질이 포함된 빗물이나 이물질이 개구부를 통해 시추공 내부로 유입되는 것을 예방함과 더불어 취약부분인 개구부 선단과 인접 위치의 공벽이 붕괴되지 않도록 방지하여 시추공 내의 환경을 각종 분석시험 완료시점까지 원형 그대로 보존되도록 함으로써 다양한 측정시험 및 검출시험의 정확도와 계측 신뢰성이 가일층 향상되도록 함에 그 목적이 있는 것이다.

또한 본 발명은, 접지부재에 교체가능토록 체결되어진 확장성형부재를 이용하여 시추공 개구부의 선단을 확장시켜 각종 원위치시험 완료 후 시추공을 메움하는 과정에서 메움재(흙이나 자갈, 벤토나이트 등등) 투입이 원활하게 이루어지도록 하고, 확장성형부재와 접지부재의 무게가 더해진 덮개부 자체의 중량과 접지부재 공벽 가압 지지력의 유기적 연계작용에 따라 개구부 선단 및 인접 공벽에 대한 흙다짐이 자동적으로 이루어지도록 함으로써 집중호우와 같은 폭우시 개구부 주변의 토양이 빗물과 함께 쓸려 내려가는 등의 개구부 훼손을 최대한 억제할 수 있도록 함에 다른 목적이 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 접지부재를 적어도 2개 이상 복수 개로 분할 구성 후 측면방향으로 슬라이딩 위치 가변되도록하여 다양한 직경을 갖는 시추공에 호환적으로 설치 사용될 수 있도록 하며, 덮개부 중앙의 에어벤트형 체결부재를 이용하여 가스게이지, 온도계, 라돈측정기 또는 지진계 등의 부속 계측물이 탈부착 체결되도록 함으로써 밀폐된 상태에서의 시추공 내부에 대한 정밀조사가 실시간으로 모니터링되어 계측되도록 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외곽 둘레의 상측으로 면취부가 형성되고, 외곽 둘레 하측으로 복수 개의 빗물 차단부가 간격을 두고 차등 길이로 하향 돌출 형성되며, 중앙의 수직방향으로 다단의 단턱부와 체결공이 형성되고, 저면으로 대향하는 복수 개의 레일형 걸림홈부가 분기 형성되며, 체결공의 외측으로 볼트체결공이 복수 개로 천공되어진 덮개부와; 외주면으로부터 내부 중앙을 따라 상면으로 이어지는 관통공이 형성되고, 외주면 상측으로 나사산이 형성되며, 저면 중앙으로 볼트체결홈이 형성된 에어벤트형 체결부재와; 상면으로 대향하는 한 쌍의 가이드돌부()가 복수로 형성되고, 중앙으로 볼트체결공이 형성되어 에어벤트형 체결부재 하측에 볼트 체결되는 베이스플레이트와; 원주 형태의 몸체 상단으로 덮개부의 레일형 걸림홈부에 인입되어 슬라이딩되는 가이드부와, 몸체 내주면 중앙 위치에 경사상으로 돌출 형성되며 베이스플레이트의 가이드돌부를 따라 슬라이딩되는 이동유도편이 형성된 접지부재와; 양단이 에어벤트형 체결부재와 접지부재 몸체에 체결되어진 스프링과; 덮개부의 볼트체결공에 나사체결되고 일단이 접지부재의 이동유도편 상면에 접촉하며 나사풀림 내지 잠금방향으로 회전시켜 이동유도편의 슬라이딩 이동을 제어토록 한 가동볼트;로 이루어진 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 접지부재의 이동유도편을 계단 형태의 다단으로 단턱지게 형성하여 가동볼트 회전에 따른 슬라이딩 동작이 단계적으로 이루어지도록 하고, 에어벤트형 체결부재의 관통공으로 나사산을 형성하여 견인볼트 내지 부속 계측기가 탈부착 체결되도록 한 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 접지부재 일측으로 시추공 개구부 선단을 확장시켜주기 위한 확장성형부재를 탈부착 가능토록 체결하되, 접지부재의 몸체 외주면으로 끼움홈부를 형성하고, 상기 확장성형부재의 일면으로는 끼움홈부에 슬라이딩 체결되기 위한 끼움돌부를 형성함과 더불어 타측면으로는 만곡형의 곡선 형태나 사선 형태나 절곡 단턱형태 중 택일된 어느 하나의 형태로 이루어진 성형부가 형성되도록 한 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 보링된 시추공 내부로 오염물질이나 빗물 유입을 원천 봉쇄하여 굴진 당시의 시추공 환경을 원형 그대로 보존함으로서 원위치 지질조사 과정에서의 측정시험 및 검출시험 정확도와 계측 신뢰성이 향상되고, 취약 부분인 시추공 개구부의 선단과 인접 공벽이 세이프티 유닛 끼움 설치와 동시에 자동적으로 흙다짐되어 빗물로부터 훼손이나 붕괴 또는 변형되는 것을 예방할 수 있으며, 다양한 직경을 갖는 시추공에 호환적으로 장착 사용되어 설치성과 작업 편의성이 가일층 향상됨은 물론 추락과 같은 안전사고를 예방할 수 있고, 시추공을 폐쇄한 상태에서 시추공 내의 정밀조사를 실시간으로 모니터링하여 분석할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 세이프트 유닛 분해 조립 예시도
도 3은 본 발명의 세이프티 유닛 결합 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시추공 내부에 세이프티 유닛 설치 준비 상태를 보여주는 단면 예시도, 도 5는 시추공 내부에 세이프티 유닛이 삽입 설치된 상태를 보여주는 예시도, 도 6은 시추공 공벽에 세이프티 유닛의 접지부재가 가압 접지된 상태의 단면 예시도
도 7은 시추공으로부터 세이프티 유닛을 분리한 상태의 예시도
도 8은 본 발명에 따른 확장성형부재의 종류별 단면 예시도
도 9는 접지부재 몸체의 다른 실시 예를 설명하기 위한 예시도
도 10은 본 발명의 세이프티 유닛 에어벤트형 체결부재에 장착된 각종 부속 계측기 설치예를 보여주기 위한 요부 확대 예시도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 하고, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것으로 보아서는 아니 되며, 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관한 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분해 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 세이프트 유닛 분해 조립 예시도 이며, 도 3은 본 발명의 세이프티 유닛 결합 단면도를 각각 도시한 것이다.

도시와 같이 본 발명의 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛(A)은 굴진된 시추공(1)에 대한 각종 원위치시험 준비 과정중이나 해당의 계측시험 종료 후 연이은 분석시험 준비를 위하여 필연적으로 소요되는 대기 시간동안 시추공의 원형을 보존 유지함과 더불어 추락과 같은 안전사고를 예방하고자 시추공의 개구부(2)를 일시적으로 폐쇄하여 보호하기 위한 장치물이며, 시추공 개구부(2)를 덮어주기 위한 덮개부(10)와 공벽(3) 붕괴를 예방하기 위한 접지부재(40)와 상기 덮개부와 접지부재를 연결 설치하기 위한 에어벤트형 체결부재(20) 및 베이스플레이트(30)와 접지부재 슬라이딩 이동을 위한 가동볼트(60)로 구성되어 이루어지는 것이다.

도시된 실시 예의 덮개부(10)는 시추공(1)의 상측 개구부(2)를 덮어 오염물질이나 빗물 유입을 원천봉쇄함과 더불어 작업자나 동물 등의 추락 사고를 실질적으로 예방하기 위한 구성물이며, 중량체인 금속재질로 가공 성형되어지되 외곽 둘레의 상측과 하측으로 면취부(11)와 복수 개의 빗물 차단부(12)(13)를 형성한다.

여기에서 상기 면취부(11)와 빗물 차단부(12)(13)는 집중호우와 같은 폭우시 오염물질을 포함한 빗물이 덮개부(10) 내측 틈새를 경유하여 시추공의 개구부(2) 내로 유입되는 것을 최대한 억제하기 위한 수단이며, 빗물 차단부(12)(13)를 적어도 2개 이상 복수로 구성한 상태에서 일정한 간격을 두고 하향의 돌출 형태로 배치함과 더불어 외측 빗물 차단부(12)의 길이보다 내측 빗물 차단부(13)의 길이를 길게 형성하여 지표면에 가깝게 흘러들어오는 빗물이나 깊이 있게 스며들어 유입되는 빗물 모두를 효율적으로 차단할 수 있도록 한다.

아울러, 중앙의 수직방향으로 다단의 단턱부(14)와 체결공(15)을 형성하고, 저면 중앙으로는 대향하는 복수 개의 레일형 걸림홈부(16)를 분기 형성하여 후술할 접지부재의 상단이 슬라이딩 체결되도록 하며, 상기 체결공(15)의 외측으로는 후술의 가동볼트 나사 체결을 위한 볼트체결공(17)이 복수 개로 형성된다.

도시된 실시 예의 에어벤트형 체결부재(20)는 덮개부(10)와 베이스플레이트(30)를 연결 고정하기 위한 구성물이며, 2방향 내지 3방향의 외주면으로부터 내부 중앙을 따라 상면으로 이어지는 관통공(21)을 형성하여 덮개부(10)로부터 폐쇄되어진 시추공(1) 내의 가스가 자연배출되도록 유도함과 더불어, 상측 외주면으로 나사산(22)을 형성하여 덮개부의 체결공(15)에 체결 장착되도록 하고, 저면 중앙으로 볼트체결홈(23)을 형성하여 후술할 베이스플레이트가 볼트 체결되도록 한다.

아울러, 상기 에어벤트형 체결부재(20)의 관통공 내에 나사산(21a)을 형성하여 세이프티 유닛(A) 전체를 이동시키거나 설치시 필요로 하는 견인볼트(25)나 에어벤트(26a)나 가스게이지, 온도계, 라돈측정기 또는 지진계 등의 부속 계측물(26b)이 탈부착 체결되도록 함으로써 밀폐된 상태에서의 시추공(1) 내부에 대한 정밀조사가 실시간으로 모니터링되어 계측될 수 있도록 한다.

도시된 실시 예의 베이스플레이트(30)는 에어벤트형 체결부재(20) 하측에 체결되어 후술의 접지부재가 슬라이딩 작동되도록 지지하여주기 위한 구성물이며, 상면으로 돌출의 레일 형태로서 일정한 간격을 두고 대향하여 이격된 가이드돌부(31)를 접지부재(40)의 이동유도편(43) 개수만큼 복수 개로 분기 형성하고, 중앙으로는 에어벤트 체결부재(20)와 볼트 체결되기 위한 볼트체결공(32)이 형성된다.

도시된 실시 예의 접지부재(40)는 덮개부(10)와 에어벤트형 체결부재(20)와 베이스플레이트(30)와 유기적으로 연계하여 장착됨과 더불어 시추공 개구부(2) 인접위치의 공벽(3)을 가압 지지하기 위한 역할을 담당하되 2 방향 내지 4 방향으로 분할 구성되며, 원형 시추공(1)에 대응하는 원주 형태의 몸체(41)를 형성하되, 몸체 상단 중앙으로 덮개부의 레일형 걸림홈부(16)에 인입되어 슬라이딩되는 T형 가이드부(42)가 돌출 형성되고, 몸체(41) 내주면 중앙 위치에는 하향 경사상의 이동유도편(43)을 돌출 형성하여 상기한 베이스플레이트(30)의 가이드돌부(31)를 따라 슬라이딩 이동되도록 한다. 여기에서 상기한 이동유도편(43)은 계단 형태의 다단으로 단턱(43a)지게 형성할 수도 있어 후술의 가동볼트(60) 회전에 따른 슬라이딩 이동 동작을 단계적으로 수행 가능한 것이다.

또한, 접지부재(40)의 일측으로 시추공 개구부(2) 선단(2a)을 확장시켜주기 위한 확장성형부재(44)를 탈부착 가능토록 체결하되, 상기 접지부재의 몸체(41) 외주면으로 끼움홈부(45)를 형성하고, 상기 확장성형부재(44)의 일면으로는 끼움홈부(45)에 슬라이딩 체결되기 위한 끼움돌부(44a)를 형성한다. 아울러, 상기 확장성형부재(44)는 원주 형태로 가공 성형하여 접지부재의 몸체(41)에 원활하게 끼움 체결되도록 하고, 외주면으로 만곡진 곡선 형태나 사선 형태나 절곡의 단턱형태 중 택일 된 어느 하나의 형태로 이루어진 성형부(44b)를 일체로 형성하여 시추공 개구부(2) 인접 공벽(3)으로 접면 가압지지되는 접지부재(40)를 따라 개구부 선단(2a)의 실질적 확장을 유도하게 된다.

위 예시의 가동볼트(60)는 덮개부(10)에 체결된 후 접지부재의 이동유도편(43)을 슬라이딩 이동시켜주기 위한 구성물이며, 덮개부(10)의 체결공(15) 외측으로 마련된 다수의 볼트체결공(17)에 각각 나사체결되고, 일단이 접지부재의 이동유도편(43) 상면에 접촉하여 나사풀림 내지 잠금방향에 대한 회전을 통해 이동유도편(43)을 슬라이딩 이동시켜주는 역할을 담당하게 된다.

도면부호 50은 인장 스프링을 도시한 것으로, 접지부재 몸체(41) 내주면과 에어벤트형 체결부재(20) 외주면에 양단이 고정되거나 또는 접지부재 몸체(41) 내주면과 베이스플레이트(30) 외주면에 양단이 고정되며, 가동볼트(60) 작동에 따라 외측으로 슬라이딩 이동된 접지부재 몸체(41)를 원위치로 자동 복귀시켜주기 위한 역할을 담당하며, 적어도 2개 이상 대향하도록 설치하여 접지부재(40)가 원활하게 원위치 복귀되도록 한다.

도면부호 24는 에어벤트형 체결부재(20) 상단에 형성된 플랜지부를 도시한 것이고, 도면부호 18은 기밀용 패킹을 각각 도시한 것이다.

다음의 설명은 위와 같은 특징적 요소를 구비한 세이프티 유닛(A)의 구성물 간 결합과정과 작용효과를 상세히 살펴보기 위한 것이다.

도 2 내지 도 3과 같이 접지부재(40) 일측으로 확장성형부재(44)를 우선 체결하는 것으로 접지부재의 몸체(41) 외주면에 형성된 끼움홈부(45)에 확장성형부재의 끼움돌부(44a)를 슬라이딩 끼움 체결하고, 연이어 접지부재 몸체(41) 상단 가이드부(42)를 덮개부(10) 저면의 레일형 걸림홈부(16)에 슬라이딩 끼움 설치한다. 이후, 덮개부(10) 중앙의 체결공(15) 내부로 에어벤트형 체결부재(20)를 나사체결함과 더불어 베이스플레이트(30) 중앙의 볼트체결공(32)을 에어벤트형 체결부재 하측의 볼트체결홈(23)과 연통하도록 접면시킨 상태에서 볼트(33) 체결을 통해 베이스플레이트(30)가 에어벤트형 체결부재(20) 하측으로 고정되도록 하되, 이때 베이스플레이트(30)의 상면 가이드돌부(31) 내측으로 접지부재의 이동유도편(43)을 삽입 위치시킨 상태에서 최종 볼트 체결 되도록 한다.

위와 같은 조립 과정을 통해 분할의 접지부재(40)가 측면 방향을 향해 방사상으로 슬라이딩 이동될 수 있는 것으로, 접지부재의 가이드부(42)와 이동유도편(43)이 각각 덮개부의 레일형 걸림홈부(16)와 베이스플레이트 가이드돌부(31)를 따라 안내 지지되어 부드럽고 용이하게 슬라이딩 이동되는 것이다.

그런다음, 외측으로 슬라이딩 이동되어진 접지부재(40)를 원위치 복귀시켜주기 위한 인장형 스프링(50)의 양단을 각각 접지부재의 몸체(41) 내주면과 에어벤트형 체결부재(20) 또는 베이스플레이트(30)의 외주면에 고정설치하고, 덮개부 볼트체결공(17)에 접지부재(40)와 동일 개수의 가동볼트(60)를 체결하되 가동볼트 하측 단부가 접지부재 이동유도편(43)의 상면에 접촉되도록 한다.

이와 같이 각 구성물 간의 조립이 완료된 세이프티 유닛(A)은, 도 4 내지 도 5와 같이 에어벤트형 체결부재의 관통공(21)에 견인볼트(25)를 체결후 해당의 시추공(1)으로 이동시킨 다음 개구부(2) 내에 끼움 설치하게 되는 것으로, 분할의 접지부재(40)는 개구부 공벽(3)으로부터 일정한 간격을 두고 비접촉 상태로 위치되며, 덮개부(10)는 개구부(2)를 폐쇄함과 더불어 인접 지표면을 넓게 덮어주는 상태를 유지하게 된다. 이때, 덮개부(10) 외곽 둘레의 하측에 돌출 형성된 빗물 차단부(12)(13)가 지표면에 일정깊이 압입되어 폭우시 오염물질을 포함한 빗물과 토양이 덮개부(10) 내측 틈새를 경유하여 시추공의 개구부(2) 내로 유입되는 것을 차단함으로서 시추공(1) 오염 예방과 더불어 원형 그대로의 보존이 가능함은 물론 빗물과 토양의 쓸림으로 인한 개구부(2) 훼손을 방지하게 되고, 돌출 길이가 상이하며 일정한 간격을 두고 이격된 복수 개의 빗물 차단부(12)(13)로부터 지표면에 가깝게 흘러들어오는 빗물이나 깊이 있게 스며들어 유입되는 빗물 모두를 효율적으로 차단하게 되므로 굴진된 시추공(1)에 대한 각종 원위치시험 준비 과정중이나 해당의 계측시험 종료 후 연이은 분석시험 준비를 위하여 필연적으로 소요되는 대기 시간동안 시추공의 원형 보존과 함께 추락과 같은 안전사고를 예방하게 되는 이점을 제공하게 되는 것이다.

한편, 회전 비트를 이용한 시추과정에서 시추공 개구부(2) 주변의 토양과 공벽은 다짐되지 못한 교란상태이므로 빗물등의 물리적 접촉시 붕괴 위험과 훼손이 우려되는 것인바, 도 6과 같이 시추공(1) 내부에 삽입되어진 접지부재(40)를 슬라이딩 이동시켜 개구부 선단(2a)과 인접 위치의 공벽(3)을 가압 지지하여 다짐시켜줌으로써 훼손이나 붕괴를 예방하게 되는 것이다.

즉, 덮개부(10)에 체결된 복수 개의 가동볼트(60)를 나사잠금방향으로 순차 회전시켜 주면 하강하는 가동볼트(60)의 선단이 접촉된 접지부재의 이동유도편(43)을 눌러줌과 동시에 경사면을 이루고 있는 이동유도편(43)이 밀려 외측 방향을 향해 슬라이딩 이동되면서 개구부 공벽(3)에 가압 지지되고, 이러한 지지력에 따라 교란상태의 개구부(2) 공벽(3)을 흙다짐하게 되어 물리적 외력 접촉시에도 훼손과 변형을 억제할 수 있게 되는 것이며, 이때, 접지부재 몸체(41) 외측에 끼움 체결되어진 확장성형부재(44)의 일측 성형부(44b)가 개구부 선단(2a)에 가압 지지되면서 도 7 내지 도 8과 같이 만곡형의 곡선 형태나 사선 형태나 절곡의 단턱 형태로 선단을 흙다짐하게 된다. 이와 같이 확장성형부재(44)를 통해 개구부 선단(2a)이 확장 다짐된 상태에서 각종 원위치시험 완료 후 시추공(1)을 메움하게 될 때, 메움재(흙이나 자갈, 벤토나이트 등등) 투입이 원활하게 이루어져 작업 편의성이 가일층 향상될 수 있는 것이다.

또한, 도 9와 같이 상기 접지부재(40)의 이동유도편(43)을 계단 형태의 다단으로 단턱(43a)지게 형성하여 가동볼트(60) 회전에 따른 슬라이딩 이동 동작을 단계적으로 이루어 2방향 내지 4방향으로 분기되어 작동하는 복수 개의 접지부재(40)에 대한 슬라이딩 이동 작용을 보다 효율적이면서도 균일하게 제어할 수 있도록 한다.

또한, 도 10과 같이 시추공(1)에 끼움 설치되어진 세이프티 유닛의 에어벤트형 체결부재 관통공(21)으로 견인볼트(25)는 물론, 가스게이지, 에어벤트, 온도계, 라돈측정기 또는 지진계 등의 부속 계측물(26a)(26b)을 탈부착 가능토록 체결할 수 있어 밀폐된 상태에서의 시추공(1) 내부에 대한 정밀조사를 실시간으로 모니터링하여 계측 가능한 것이며, 시추공 내에서 발생할 수 있는 각종 가스나 지열 및 진동파장이 에어벤트형 체결부재의 관통공(21)으로 유입된 후 각종 계측기(26a)(26b)를 경유 후 외부로 자연 배출되는 과정에서 다양한 검출 데이터를 간편 용이하게 얻을 수 있는 것이다.

한편, 도 7과 같이 시추공(1)으로부터 세이프티 유닛(A)을 분리하여 다른 시추공으로 이동시키고자 할 경우, 가동볼트(60)를 나사풀림방향으로 회전시켜주면 접지부재의 몸체(41) 내주면과 에어벤트형 체결부재(20) 외주면에 양단이 연결 고정된 인장형 스프링(50)의 당김 작용에 따라 에어벤트형 체결부재(20)를 향해 외측으로 슬라이딩 이동되어진 접지부재(40)와 확장성형부재(44)가 원위치로 복귀되어 세이프티 유닛이 분리 이동될 수 있는 것이다.

이상에서와 같은 본 발명은, 중량체이며 빗물 차단부(12)(13)가 형성된 덮개부(10)를 통해 시추공 개구부(2)로 유입되는 각종 오염물질과 빗물을 원천봉쇄하여 시추공의 원형을 그대로 보존할 수 있음과 더불어 추락과 같은 안전사고 발생을 예방할 수 있으며, 덮개부(10)와 접지부재(40)와 확장성형부재(44)의 유기적 연계작용에 따라 개구부 선단(2a) 및 인접 공벽(3)에 대한 흙다짐이 자동적으로 이루어지도록 함으로써 집중호우와 같은 폭우시 개구부 주변의 토양이 빗물과 함께 쓸려 내려가는 등의 개구부 훼손이 방지되어 시추공에 대한 다양한 측정시험 및 검출시험의 정확도와 계측 신뢰성이 가일층 향상되는 효과를 제공하게 되는 것이다.

이상의 본 발명은 일 실시 예에 의해서 설명되었으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있는 것이므로 본 발명의 기술적 사상과 청구범위를 크게 벗어 나지 않는 한 폭 넓게 적용되고 보호되어야 하는 것은 자명한 것이다.

A : 세이프티 유닛, 10 : 덮개부, 11 : 면취부,
12,13 : 빗물 차단부, 14 : 단턱부, 15 : 체결공,
16 : 레일형 걸림홈부, 17 : 볼트체결공, 20 : 에어벤트형 체결부재,
21 : 관통공, 21a,22 : 나사산, 30 : 베이스플레이트,
31 : 가이드돌부, 40 : 접지부재, 41 : 몸체,
42 : 가이드부, 43 : 이동유도편, 43a : 단턱,
44 : 확장성형부재, 44a : 끼움돌부, 44b : 성형부,
45 : 끼움홈부, 50 : 스프링, 60 : 가동볼트

Claims (4)

1. 외곽 둘레의 상측으로 면취부(11)가 형성되고, 외곽 둘레의 하측으로 복수 개의 빗물 차단부(12)(13)가 간격을 두고 차등 길이로 하향 돌출 형성되며, 중앙의 수직방향으로 다단의 단턱부(14)와 체결공(15)이 형성되고, 저면으로 대향하는 복수 개의 레일형 걸림홈부(16)가 분기 형성되며, 체결공(15)의 외측으로 볼트체결공(17)이 복수 개로 천공되어진 덮개부(10)와; 외주면으로부터 내부 중앙을 따라 상면으로 이어지는 관통공(21)이 형성되고, 외주면 상측으로 나사산(22)이 형성되며, 저면 중앙으로 볼트체결홈(23)이 형성된 에어벤트형 체결부재(20)와; 상면으로 대향하는 한 쌍의 가이드돌부(31)가 복수로 형성되고, 중앙으로 볼트체결공(32)이 형성되어 에어벤트형 체결부재(20) 하측에 볼트 체결고정되는 베이스플레이트(30)와; 원주 형태의 몸체(41) 상단으로 덮개부의 레일형 걸림홈부(16)에 인입되어 슬라이딩되는 가이드부(42)와, 몸체 내주면 중앙 위치에 경사상으로 돌출 형성되며 베이스플레이트의 가이드돌부(31)를 따라 슬라이딩되는 이동유도편(43)이 형성된 접지부재(40)와; 양단이 에어벤트형 체결부재(20)와 몸체(41)에 체결되어진 스프링(50)과; 덮개부(10)의 볼트체결공(17)에 나사체결되고 일단이 접지부재의 이동유도편(43) 상면에 접촉하며 나사풀림 내지 잠금방향으로 회전시켜 이동유도편(43)의 슬라이딩 이동을 제어토록 한 가동볼트(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지부재(40)의 이동유도편(43)을 계단 형태의 다단으로 단턱(43a)지게 형성하여 가동볼트(60) 회전에 따른 슬라이딩 이동 동작이 단계적으로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어벤트형 체결부재(20)의 관통공(21) 내에 나사산(21a)을 형성하여 견인볼트(25) 내지 부속 계측기(26a)(26b)가 탈부착 체결되도록 한 것을 특징으로 하는 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   접지부재(40) 일측으로 시추공 개구부(2) 선단을 확장시켜주기 위한 확장성형부재(44)를 탈부착 가능토록 체결하되, 상기 접지부재의 몸체(41) 외주면으로 끼움홈부(45)를 형성하고, 상기 확장성형부재(44)의 일면으로는 끼움홈부(45)에 슬라이딩 체결되기 위한 끼움돌부(44a)를 형성함과 더불어 타측면으로는 만곡형의 곡선 형태나 사선 형태나 절곡 단턱형태 중 택일된 어느 하나의 형태로 이루어진 성형부(44b)가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 지반 시추공 보호용 세이프티 유닛.
   
   

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