KR102229640B1 - Construction method of steel pipe reinforcing system by simultaneous grouting without sealing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 격벽디스크에 의하여 구획되는 복수 개의 공간부에 각각 주입호스를 연결하여 강관 내부에 그라우트재를 동시 일괄 주입 가능하므로, 실링재 주입 없이 바로 그라우트재 주입이 가능하고, 주입 사각지대를 해소할 수 있는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에 대한 것이다.In the present invention, the grout material can be simultaneously injected into the steel pipe by connecting injection hoses to a plurality of spaces partitioned by the partition disk, so that the grout material can be injected immediately without injection of the sealing material, and the injection blind spot can be eliminated. It is about the construction method of a sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system.
터널 시공시, 터널 굴착면의 낙반 및 여굴 등을 방지하기 위해 터널 굴착에 선행하여 터널 굴착면을 보강하는 강관 그라우팅 공법이 사용된다(도 1).When constructing a tunnel, a steel pipe grouting method is used to reinforce the tunnel excavation surface prior to the tunnel excavation in order to prevent falling off and overbreak of the tunnel excavation surface (FIG. 1).
강관 그라우팅 공법은 터널 굴착 전에 터널 굴착선을 따라 복수의 천공홀(11)을 형성하여 강관(30)을 삽입 설치하고, 강관(30) 내부의 주입호스(50)를 통해 강관(30) 내외부에 그라우트재(G)를 고압 주입하여 강관(30)과 지반을 일체화한다. 이에 터널에 가해지는 상재하중, 토압 등을 분산 및 경감시킴으로써 막장의 안전성을 확보한다. 이때, 강관은 상향 경사지게 시공된다.In the steel pipe grouting method, a plurality of perforated
그러나 강관 내부에 그라우트재가 고압으로 주입되더라도 강관과 공벽 사이 공간이 클 경우, 주입 압력이 저하되면서 지반 내 그라우팅 효과가 떨어진다. However, even if the grout material is injected into the steel pipe at high pressure, if the space between the steel pipe and the hollow wall is large, the injection pressure decreases and the grouting effect in the ground decreases.
따라서 강관 삽입 후 천공홀 공벽과 강관 사이 공간을 막고 천공홀 공벽 붕괴를 방지하기 위해, 강관과 공벽 사이에 벤토나이트 등의 실링재(SL)를 주입호스로 주입한다. 이에 그라우트재의 주입 압력을 유지하고 역류를 방지한다.Therefore, after the steel pipe is inserted, a sealing material (SL) such as bentonite is injected into the injection hose between the steel pipe and the hollow wall in order to close the space between the hole wall and the steel pipe and prevent collapse of the hole wall. This maintains the injection pressure of the grout material and prevents backflow.
상기 그라우트재는 고압 주입되어 강관 외부 실링재의 작은 틈을 통해 암반 절리 내부로 침투되어 충전된다.The grout material is injected under high pressure to penetrate into and fill the rock joint through a small gap in the sealing material outside the steel pipe.
그러나 실링재는 경화에 24시간 정도 시간이 소요되어 공기 지연이 발생할 수 있다. 따라서 실제 현장에서는 실링재를 누락하고 바로 그라우트재를 주입하는 경우가 많아 그라우트재가 밀실하게 충전되지 않는 경우가 많다.However, the sealing material may take about 24 hours to harden, resulting in air delay. Therefore, there are many cases where the sealing material is omitted and the grout material is injected immediately, so that the grout material is not tightly filled in many cases.
또한, 실링재의 고결 강도가 너무 높으면 그라우트재가 널리 퍼져 나가지 못하므로, 실링재가 완전 고결하기 전에 그라우트재를 주입하여야 한다. 그런데 이 경우 그라우트재가 본래의 강도를 발현할 수 없다. 상기 그라우트재는 강관 선단에서부터 충전되기 시작하는데, 실링재가 후속 충전되어야 할 절리 입구를 폐색하여 절리 내 주입이 제대로 이루어지지 않아 그라우팅 효과가 떨어진다.In addition, if the solidification strength of the sealing material is too high, the grout material cannot spread widely, and thus the grout material must be injected before the sealing material is completely solidified. However, in this case, the grout material cannot express its original strength. The grout material begins to be filled from the tip of the steel pipe, and the sealing material closes the joint inlet to be filled afterwards, so that the injection into the joint is not properly performed, so that the grouting effect is inferior.
뿐만 아니라 실링재는 부피가 팽창하여 강관과 공벽 사이 공간을 밀실하게 채워야 한다. 그런데 실제 배합에 따라 실링재의 팽창이 제대로 이루어지지 않거나 재료 분리로 인해 강관 선단까지 제대로 실링되지 않는 문제가 발생할 수 있다.In addition, the sealing material has to expand in volume and tightly fill the space between the steel pipe and the empty wall. However, depending on the actual formulation, there may be a problem in that the sealing material is not properly expanded or the steel pipe is not properly sealed due to material separation.
이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 실링재의 선주입 없이 그라우트재를 바로 주입할 수 있는 다단 주입 공법이 개발되었다. 상기 다단 주입 공법은 강관(30) 내부에 토목 섬유 등으로 제작된 패커(40)를 구비하고, 강관(30) 내부 일부 공간을 패커(40)로 폐쇄하여 한정된 공간에서 그라우트재를 주입함으로써 그라우트재의 주입 압력을 일정하게 유지한다.Accordingly, as shown in FIG. 2, a multi-stage injection method has been developed in which the grout material can be directly injected without pre-injecting the sealing material. The multi-stage injection method includes a
상기 기술에서는 일부 공간에 그라우트재를 주입한 후 패커체를 이동시키면서 순차적으로 다음 공간으로 그라우트재를 주입한다.In the above technology, after injecting a grout material into a part of the space, while moving the packer body, the grout material is sequentially injected into the next space.
그러나 패커의 이동 주입을 위해서는 패커에 주입재를 충전하고 팽창시켜 강관 내에 고정하며, 패커를 다시 수축시켜 이동하는 과정을 반복해야 하여 번거롭다. 또한, 그라우트재가 구간별로 순차 다단 주입되므로 주입 시간이 많이 소요된다. 뿐만 아니라 그라우트재가 선주입된 부분의 후단 측은 분사공의 폐색으로 그라우트재의 원활한 분사가 어려워 주입 사각 지대가 발생할 우려가 있다.However, in order to move the packer, it is cumbersome to repeat the process of filling the packer with an injection material, expanding and fixing it in the steel pipe, and re-contracting and moving the packer. In addition, since the grout material is sequentially injected in multiple stages for each section, it takes a lot of injection time. In addition, the rear end of the portion where the grout material is pre-injected is clogged with the injection hole, which makes it difficult to smoothly spray the grout material, so there is a concern that a blind spot for injection may occur.
아울러 등록특허 제10-0918681호에서와 같이, 강관 내부에 서로 이격 설치되는 복수의 패커체를 관통하도록 위치되는 U형 주입관을 이용하여 패커체에 의해 구획된 각 공간에 동시에 그라우트재를 주입하는 다단 동시 주입 공법이 있다.In addition, as in Registration Patent No. 10-0918681, a grout material is simultaneously injected into each space partitioned by the packer body using a U-shaped injection pipe positioned to penetrate a plurality of packer bodies spaced apart from each other inside the steel pipe. There is a multi-stage simultaneous injection method.
그러나 상기 등록기술 역시 주입재의 주입에 의해 팽창되는 튜브형의 패커체에 의해 공간이 구획된다. 그러므로 패커 위치에서는 패커체와의 간섭으로 인해 강관 외부에 그라우트재 주입이 원활하게 이루어지지 않아 균등한 주입에 한계가 있고, 주입재의 역류, 패커체의 손상 등으로 인해 분사공이 폐공되는 경우가 많다. 또한, 그라우트재가 단일 강관에 의해 일괄 주입되므로, 주입펌프에서 멀어질수록 주입 압력이 저하되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 패커가 고가이고, 소구경 강관에 적용하기 곤란하며, 강관 내부 고정력 확보에 한계가 있다.However, in the above registration technology, the space is also partitioned by a tubular packer body that is expanded by injection of an injection material. Therefore, at the position of the packer, the grout material is not smoothly injected outside the steel pipe due to interference with the packer body, so there is a limit to even injection, and the injection hole is often closed due to reverse flow of the injection material, damage to the packer body, etc. In addition, since the grout material is collectively injected by a single steel pipe, there is a problem that the injection pressure decreases as the distance from the injection pump increases. In addition, the packer is expensive, it is difficult to apply to small-diameter steel pipes, and there is a limit to securing the internal fixing force of the steel pipe.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 강관 내부에 구획된 복수 개의 공간부에 동시 일괄 주입이 가능하여 실링재의 주입 없이 바로 그라우트재를 주입할 수 있는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of constructing a sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system capable of simultaneously injecting grout material into a plurality of spaces partitioned inside a steel pipe, and thus directly injecting grout material without injection of a sealing material. I want to provide.
본 발명은 그라우트재의 주입 사각지대를 해소할 수 있는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method of constructing a non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system capable of eliminating the blind spot of grout material injection.
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바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반에 형성된 천공홀 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 분사공이 형성된 강관, 상기 강관 내에 상호 이격되게 구비되어 강관 내부를 복수의 공간부로 구획하는 것으로 관통공이 관통 형성되고, 외주면에는 홈부가 형성된 디스크 본체 및 상기 디스크 본체의 외주면에 형성된 홈부의 내부에 내측 일부가 삽입되고 외측 일부가 디스크 본체 외부로 돌출되어 외주면을 링 형상 또는 나선형으로 감싸도록 구비되는 수팽창 지수재로 구성되는 복수의 격벽디스크 및 상기 강관 내부에 상기 격벽디스크의 관통공을 관통하여 구비되는 것으로 전단이 각 공간부의 내부에 구비되어 공간부별로 그라우트재를 주입하는 복수의 주입호스로 구성되는 보강유니트; 상기 각 주입호스에 그라우트재를 압송하는 주입펌프; 및 상기 주입펌프에 그라우트재를 공급하는 주입플랜트; 로 구성되는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템을 시공하기 위한 것으로, (a) 강관 내부에 격벽디스크와 주입호스를 삽입한 보강유니트를 수침하여 격벽디스크의 수팽창 지수재를 팽창시킴으로써 격벽디스크가 강관의 내부에 고정되도록 보강유니트를 사전 제작하는 단계; (b) 상기 보강유니트를 지반에 형성된 천공홀에 삽입하는 단계; (c) 상기 각 주입호스에 주입펌프를 연결하는 단계; 및 (d) 상기 주입펌프를 가동하여 격벽디스크에 의해 구획된 강관 내부의 각 공간부에 그라우트재를 동시 주입하고, 강관의 분사공을 통해 강관 외부로 그라우트재가 토출되도록 하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법을 제공한다.The present invention according to a preferred embodiment is a steel pipe in which a plurality of injection holes are formed on an outer circumferential surface by being inserted into a perforation hole formed in the ground, and a through hole is formed by dividing the inside of the steel pipe into a plurality of spaces by being provided to be spaced apart from each other in the steel pipe, The outer circumferential surface is composed of a disk body having a groove portion and a water expansion index material provided so that an inner portion is inserted into the groove portion formed on the outer circumferential surface of the disk body, and the outer portion protrudes to the outside of the disk body to surround the outer circumferential surface in a ring shape or spiral shape. A reinforcing unit comprising a plurality of partition disks and a plurality of injection hoses provided in the steel pipe through the through-holes of the partition disks and having a front end provided inside each space portion to inject grout material for each space portion; An injection pump for pumping grout material to each of the injection hoses; And an injection plant supplying grout material to the injection pump. This is to construct a non-sealing, simultaneous injection steel pipe reinforcement system consisting of (a) the bulkhead disk is expanded by expanding the water expansion index material of the bulkhead disk by immersing the reinforcing unit in which the bulkhead disk and the injection hose are inserted inside the steel pipe. Pre-fabricating a reinforcing unit to be fixed therein; (b) inserting the reinforcing unit into a hole formed in the ground; (c) connecting an injection pump to each of the injection hoses; And (d) operating the injection pump to simultaneously inject grout material into each space inside the steel pipe partitioned by the partition disk, and to discharge the grout material to the outside of the steel pipe through the injection hole of the steel pipe. It provides a construction method of a sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system, characterized in that consisting of.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 강관의 전단 외부에는 선단패커가 구비되고, 강관의 전단 외주면에는 상기 선단패커의 내부와 연통되는 선단주입공이 형성되어, 상기 (c) 단계에서, 상기 최전단 공간부에 주입되는 그라우트재가 선단주입공을 통해 선단패커의 내부로 유입되어 선단패커가 팽창되는 것을 특징으로 하는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법을 제공한다.In the present invention according to another preferred embodiment, a tip packer is provided outside the front end of the steel pipe, and a tip injection hole communicating with the inside of the tip packer is formed on the outer circumference of the front end of the steel pipe. Provides a method of constructing a non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system, characterized in that the grout material injected into the space is introduced into the inside of the tip packer through the tip injection hole, and the tip packer is expanded.
상기와 같은 본 발명에 따르면 강관 내에 상호 이격되게 구비되는 복수 개의 격벽디스크에 의하여 강관 내부를 소정 부피를 갖는 복수 개의 공간부로 구획하고, 복수 개의 주입호스를 이용하여 각 공간부별로 그라우트재를 동시 주입할 수 있다. According to the present invention as described above, the inside of the steel pipe is divided into a plurality of spaces having a predetermined volume by a plurality of partition disks provided to be spaced apart from each other in the steel pipe, and the grout material is simultaneously injected for each space using a plurality of injection hoses. can do.
이에 따라 복수 개로 구획된 강관 내부에 그라우트재를 동시 일괄 주입할 수 있으며, 주입 사각 지대를 해소할 수 있다. Accordingly, it is possible to simultaneously inject the grout material into the plurality of divided steel pipes, and to eliminate the injection blind spot.
또한, 각 공간부는 독립된 공간으로 다른 공간부의 영향이 없으므로, 균일한 주입압으로 그라우트재를 주입할 수 있다. In addition, since each space is an independent space and has no influence on other spaces, the grout material can be injected with a uniform injection pressure.
아울러 그라우트재가 다단으로 동시에 일괄 주입되므로, 별도의 실링재 충전 공정이 생략되어 공기 단축 및 공사비 절감이 가능하다.In addition, since the grout material is simultaneously injected in multiple stages, a separate sealing material filling process is omitted, thereby shortening the construction period and reducing the construction cost.
나아가 튜브형 패커와 달리 두께가 얇은 격벽디스크를 이용하므로, 패커 팽창을 위한 패커호스가 필요 없고 패커의 팽창 과정을 생략할 수 있어 신속한 시공이 가능하다.Furthermore, unlike the tube-type packer, since a thin-walled disc is used, there is no need for a packer hose to expand the packer, and the expansion process of the packer can be omitted, enabling rapid construction.
도 1은 종래 터널 굴착면의 강관 보강 공법을 도시하는 도면.
도 2는 종래 다단 주입 공법을 도시하는 도면.
도 3은 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 격벽디스크의 실시예를 도시하는 사시도.
도 5는 격벽디스크의 다른 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 격벽디스크의 실시예를 도시하는 단면도.
도 7은 선단패커가 구비된 실시예를 도시하는 도면.
도 8 내지 도 11은 일실시예에 의한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 12 및 도 13은 다른 실시예에 의한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에 대한 공정을 도시하는 도면.
도 14는 수조에 수침된 보강유니트를 도시하는 도면.1 is a view showing a conventional steel pipe reinforcement method of a tunnel excavation surface.
2 is a diagram showing a conventional multi-stage injection method.
3 is a diagram showing a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system.
Fig. 4 is a perspective view showing an embodiment of a partition wall disk.
5 is a perspective view showing another embodiment of the partition wall disk.
6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a partition wall disk.
7 is a view showing an embodiment provided with a tip packer.
8 to 11 are views showing a step-by-step process for a construction method of a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system according to an embodiment.
12 and 13 are views showing a process for a construction method of a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system according to another embodiment.
14 is a view showing a reinforcing unit immersed in a water tank.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings and preferred embodiments.
도 3은 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템을 도시하는 도면이다.3 is a diagram showing a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system.
도 3 등에 도시된 바와 같이, 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템은 지반(1)에 형성된 천공홀(11) 내에 삽입되는 것으로 외주면에 복수의 분사공(31)이 형성된 강관(3), 상기 강관(3) 내에 상호 이격되게 구비되어 강관(3) 내부를 복수의 공간부(S)로 구획하는 복수의 격벽디스크(4) 및 상기 강관(3) 내부에 상기 격벽디스크(4)를 관통하여 구비되는 것으로 전단이 각 공간부(S)의 내부에 구비되어 공간부(S)별로 그라우트재(G)를 주입하는 복수의 주입호스(5)로 구성되는 보강유니트(2); 상기 각 주입호스(5)에 그라우트재(G)를 압송하는 주입펌프(6); 및 상기 주입펌프(6)에 그라우트재(G)를 공급하는 주입플랜트(7); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 3 and the like, the sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system is inserted into the
본 발명은 강관(3) 내부에 구획된 복수 개의 공간부(S)에 그라우트재(G)의 동시 일괄 주입이 가능하여 실링재 주입 없이 바로 그라우트재(G)를 주입할 수 있고, 그라우트재(G)의 주입 사각지대를 해소할 수 있는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.In the present invention, the grout material (G) can be simultaneously injected into a plurality of spaces (S) partitioned inside the steel pipe (3), so that the grout material (G) can be directly injected without injecting the sealing material, and the grout material (G It is to provide a construction method of a non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system that can eliminate the injection blind spot of ).
상기 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템은 보강유니트(2), 주입펌프(6) 및 주입플랜트(7)를 포함하여 구성된다.The sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system includes a
상기 보강유니트(2)는 강관(3), 격벽디스크(4) 및 주입호스(5)로 구성된다.The reinforcing unit (2) is composed of a steel pipe (3), a partition disk (4) and an injection hose (5).
상기 강관(3)은 지반(1)에 형성된 천공홀(11) 내에 삽입되는 것으로, 외주면에 복수의 분사공(31)이 형성된다. The
터널 시공시 터널 굴착면 보강의 경우, 터널 굴착선을 따라 복수 개의 천공홀(11)이 형성된다.In the case of reinforcing the tunnel excavation surface during tunnel construction, a plurality of
상기 천공홀(11)은 대개 상향 경사지게 형성된다.The
상기 강관(3)은 이러한 천공홀(11) 내부에 삽입되어 굴착면 주변 지반(1)을 보강하는 주요 보강재로, 구조용 탄소 강관을 사용 가능하다. The
상기 강관(3)의 외주면에는 강관(3) 내부에서 주입되는 그라우트재(G)를 강관(3) 외부로 분사하는 복수의 분사공(31)이 형성된다.A plurality of spray holes 31 for spraying the grout material G injected from the inside of the
상기 격벽디스크(4)는 강관(3) 내에 상호 이격되게 복수 개가 구비된다. A plurality of
상기 격벽디스크(4)는 강관(3)을 폐쇄함으로써, 강관(3) 내부를 소정 부피를 갖는 복수 개의 공간부(S)로 구획한다.The
종래 튜브형 패커와 달리, 상기 격벽디스크(4)는 상대적으로 두께가 얇은 원판 형상으로 형성 가능하다.Unlike the conventional tubular packer, the
따라서 패커 팽창을 위한 별도의 패커호스가 필요 없고, 패커의 팽창 과정을 생략할 수 있어 신속한 시공이 가능하다.Therefore, a separate packer hose for expansion of the packer is not required, and the expansion process of the packer can be omitted, enabling rapid construction.
상기 주입호스(5)는 강관(3) 내부에 그라우트재(G)를 주입하기 위해 설치된다.The
상기 주입호스(5)는 상기 격벽디스크(4)를 관통하여 구비되는 것으로, 격벽디스크(4)에 의해 구획되는 공간부(S)의 개수만큼 구비된다.The
상기 주입호스(5)는 전단이 각 공간부(S)의 내부에 구비되어 공간부(S)별로 그라우트재(G)를 주입한다.The
이에 따라 분리된 별개의 주입호스(5)에 의해 강관(3) 내부의 각 공간부(S)에 그라우트재(G)를 주입하므로, 복수의 공간부(S)에 그라우트재(G)를 동시에 일괄 주입할 수 있다. 아울러 그라우트재(G) 주입시 다른 공간부(S)의 영향이 없으므로, 균일한 주입압으로 그라우트재(G)를 주입 가능하다.Accordingly, the grout material (G) is injected into each space (S) inside the steel pipe (3) by a separate injection hose (5), so that the grout material (G) is simultaneously injected into the plurality of spaces (S). It can be injected in batches. In addition, when the grout material G is injected, since there is no influence of the other space portion S, it is possible to inject the grout material G with a uniform injection pressure.
즉, 상기 주입호스(5)는 각각 주입펌프(6)가 연결되어 독립적으로 각 공간부(S)에 그라우트재(G)를 동시 주입할 수 있다. That is, each
상기 주입호스(5)에 의해 강관(3) 내부 공간부(S)에 충전되는 그라우트재(G)는 강관(3) 외주면에 형성된 분사공(31)을 통해 강관(3) 외부로 분사되어 주변 지반(1)의 절리 내로 침투하여 충전된다.The grout material (G) filled in the inner space (S) of the steel pipe (3) by the injection hose (5) is sprayed to the outside of the steel pipe (3) through the injection hole (31) formed on the outer circumferential surface of the steel pipe (3). It is filled by penetrating into the joint of the ground (1).
상기 강관(3)의 후단, 즉 천공홀(11)의 입구 측에는 강관(3)을 폐쇄하는 캡(32)을 삽입할 수 있다. 상기 캡(32)은 그라우트재(G)가 강관(3) 외부로 유출되는 것을 방지한다. A
상기 강관(3)의 외부와 천공홀(11) 입구 사이는 코킹재(33)로 폐쇄하여 주입재의 주입 압력이 유지되도록 할 수 있다.Between the outside of the
본 발명에 의하면 그라우트재(G)가 다단으로 동시에 일괄 주입되므로, 별도의 실링재 충전 공정이 생략되어 공기 단축 및 공사비 절감이 가능하다. 또한, 주입 사각 지대를 해소할 수 있다.According to the present invention, since the grout material (G) is simultaneously injected in multiple stages, a separate sealing material filling process is omitted, thereby shortening the construction period and reducing the construction cost. In addition, it is possible to eliminate the injection blind spot.
본 발명은 터널 굴착면 뿐 아니라 사면 보강, 터파기면 보강 등 일반적인 지반 보강에도 적용 가능하다.The present invention is applicable not only to the tunnel excavation surface, but also to general ground reinforcement such as slope reinforcement and excavation surface reinforcement.
도 4는 격벽디스크의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 5는 격벽디스크의 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.Fig. 4 is a perspective view showing an embodiment of the partition wall disk, and Fig. 5 is a perspective view showing another embodiment of the partition wall disk.
도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 격벽디스크(4)는 주입호스(5)가 관통되는 관통공(411)이 관통 형성된 디스크 본체(41) 및 상기 디스크 본체(41)의 외주면을 감싸도록 구비되는 수팽창 지수재(42)로 구성될 수 있다. 4 and 5, the
상기 격벽디스크(4)를 강관(3) 내부에 삽입하여 고정하기 위해서는 격벽디스크(4)의 외경이 삽입시에는 강관(3)의 내경보다 작고, 삽입 후에는 강관(3)의 내경 이상이 되어야 한다.In order to insert and fix the
이를 위해 상기 격벽디스크(4)는 원판 형상의 디스크 본체(41)의 외부에 수팽창 지수재(42)를 결합하여 구성할 수 있다. To this end, the
상기 수팽창 지수재(42)는 디스크 본체(41)의 외주면을 감싸도록 구성된다. The water
상기 수팽창 지수재(42)는 콘크리트 구조물의 누수를 방지하고 반영구적인 지수성을 유지하기 위한 것으로, 고무와 친수성 고분자를 결합한 변성 고무를 주성분으로 제작 가능하다.The water-expansion water-
상기 수팽창 지수재(42)는 물이나 습기와 접촉하면 자체적으로 팽창되어 체적이 증가하는데, 이러한 수팽창 지수재(42)의 성질에 의하여 격벽디스크(4)가 강관(3) 내부에 고정된다.The water
상기 격벽디스크(4)는 다음과 같은 과정을 거쳐 시공할 수 있다. The
먼저, 상기 디스크 본체(41)에 형성된 관통공(411)에 주입호스(5)를 관통 결합한다. 그리고 상기 수팽창 지수재(42)에 물을 충분히 공급하여 수팽창 지수재(42)의 팽창을 유도한 후 주입호스(5)가 결합된 격벽디스크(4)를 강관(3) 내부에 삽입하여 결합한다.First, the
그러면 상기 수팽창 지수재(42)는 강관(3) 내부에서 서서히 팽창하여 강관(3) 내벽면에 밀착됨으로써, 격벽디스크(4)가 강관(3) 내부에 견고하게 고정된다.Then, the water
상기 수팽창 지수재(42)는 팽창시 접착성이 커 우수한 고정력을 발휘할 수 있다.The water-
종래 패커는 팽창을 위해 큰 압력이 필요할 뿐 아니라 팽창압 유지가 어려웠으며, 내부 압력 저하시 고정력이 급격히 저하된다. 이와 달리, 상기 수팽창 지수재(42)는 팽창 속도와 팽창률 조절이 용이할 뿐 아니라 팽창 상태를 일정하게 유지할 수 있으므로 안정적인 고정력 발휘가 가능하다.Conventional packers not only require a large pressure for expansion, but it is difficult to maintain the expansion pressure, and when the internal pressure decreases, the fixing force rapidly decreases. In contrast, the water-
상기 수팽창 지수재(42)는 그라우트재(G) 주입시 그라우트재(G) 자체의 수분으로 인해 팽창 상태가 지속적으로 유지될 수 있다.When the grout material G is injected, the water
상기 수팽창 지수재(42)는 강관(3)의 내경, 그라우트재(G)의 주입 압력, 격벽디스크(4)의 간격 등을 고려하여 형성할 수 있다. The water
상기 수팽창 지수재(42)는 디스크 본체(41)의 외부를 도 4와 같이 링 형상으로 감싸거나, 도 5와 같이 나선형으로 감싸도록 구성 가능하다. The water
도 6은 격벽디스크의 실시예를 도시하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing an embodiment of a partition wall disk.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 디스크 본체(41)의 외주면에는 홈부(412)가 형성되고, 상기 수팽창 지수재(42)는 디스크 본체(41)의 외주면에 형성된 홈부(412)의 내부에 내측 일부가 삽입되고 외측 일부가 디스크 본체(41) 외부로 돌출되어 외주면을 링 형상 또는 나선형으로 감싸도록 구비된다.6, a
상기 수팽창 지수재(42)가 디스크 본체(41)의 외주면에 형성된 홈부(412) 내부에 삽입되면, 디스크 본체(41)와 수팽창 지수재(42)의 결합을 견고하게 유지할 수 있다. 아울러 상기 격벽디스크(4)가 강관(3) 내부에 고정된 상태에서 그라우트재(G)의 주입 압력으로 인해 디스크 본체(41)가 밀리면서 디스크 본체(41)와 수팽창 지수재(42)가 분리되는 것을 방지할 수 있다. When the water-expansion water-
이에 따라 격벽디스크(4) 취급시, 디스크 본체(41)로부터 수팽창 지수재(42)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 그라우트재(G)가 강한 압력으로 주입되더라도 강관(3) 내부에서 디스크 본체(41)의 위치가 안정적으로 고정된다.Accordingly, when the
도 7은 선단패커가 구비된 실시예를 도시하는 도면이다.7 is a view showing an embodiment provided with a tip packer.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 강관(3)의 전단 외부에는 선단패커(34)가 구비될 수 있다. As shown in FIG. 7, a
상기 천공홀(11)의 단부는 지반 천공시 발생하는 슬라임과 지반 교란 등으로 인해 그라우트재(G)를 주입할 때 압력을 유지하기 곤란할 수 있다.It may be difficult to maintain the pressure at the end of the
이에 천공홀(11) 선단의 제1구간 공간부(S)의 주입 압력이 저하될 경우, 나머지 구간들의 공간부(S)도 주입 압력이 같이 저하될 수 있다.Accordingly, when the injection pressure of the first section space portion S at the tip of the
따라서 상기 천공홀(11)의 선단, 즉 제1구간 공간부(S)의 주입 압력을 일정하게 유지할 수 있도록 강관(3)의 전단 외부에 선단패커(34)를 구비할 수 있다.Accordingly, a
상기 선단패커(34)는 그라우트재(G) 등 주입재를 주입함에 따라 팽창되어 천공홀(11) 공벽에 밀착된다. 이로써 제1구간 공간부(S)를 밀폐하여 그라우트재(G)의 주입 압력을 유지한다.The
아울러 주입재가 채워져 팽창된 선단패커(34)는 강관(3)의 전단에서 단면이 확대된 앵커헤드 역할을 하여 인발 저항체 역할을 할 수 있다.In addition, the
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 강관(3)의 전단 외주면에는 상기 선단패커(34)의 내부와 연통되는 선단주입공(35)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 7, a front
이에 따라 제1구간 공간부(S)에 그라우트재(G) 주입시 동시에 선단패커(34)가 팽창될 수 있으므로, 선단패커(34)의 팽창을 위해 별도의 주입호스를 설치할 필요 없다.Accordingly, when the grout material G is injected into the first section space S, the
즉, 상기 주입호스(5)를 통해 제1구간 공간부(S)에 그라우트재(G)를 주입하면, 그라우트재(G)가 선단주입공(35)을 통해 선단패커(34) 내부로 유입되어 선단패커(34)가 팽창된다.That is, when the grout material (G) is injected into the first section space (S) through the injection hose (5), the grout material (G) flows into the tip packer (34) through the tip injection hole (35). As a result, the
상기 선단주입공(35)에는 선단패커(34)의 내부에 충전된 주입재가 강관(3) 내로 역류하지 않도록 체크밸브(미도시)를 설치할 수 있다.A check valve (not shown) may be installed in the
도 8 내지 도 11은 일실시예에 의한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.8 to 11 are diagrams showing a step-by-step process for a construction method of a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system according to an embodiment.
본 발명 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법은 전술한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템을 시공하는 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method of constructing the above-described non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system.
본 발명 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에서는 먼저, (a) 지반(1)에 형성된 천공홀(11)에 강관(3)을 삽입하는 단계가 실시된다(도 8).In the construction method of the present invention sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system, first, (a) the step of inserting the
상기 천공홀(11)은 터널 굴착선 등을 따라 상향 경사지게 복수 개를 형성할 수 있다. A plurality of perforation holes 11 may be formed to be inclined upward along a tunnel excavation line or the like.
상기 천공홀(11) 내부에 강관(3)을 삽입한 후, 천공홀(11) 입구의 강관(3) 외부를 코킹재(33)로 폐쇄할 수 있다. After inserting the
그리고 (b) 상기 강관(3)의 내부에 주입호스(5)가 결합된 격벽디스크(4)를 삽입하여 고정한다(도 9).And (b) the
상기 주입호스(5)는 미리 격벽디스크(4)와 결합하여 둘 수 있으며, 주입호스(5)가 결합된 격벽디스크(4)는 동시에 강관(3) 내부에 삽입할 수 있다. 이후, 강관(3) 입구는 캡(32)으로 폐쇄할 수 있다.The
상기 주입호스(5)는 격벽디스크(4)에 의해 구획되는 공간부(S)의 개수만큼 구비할 수 있다. The
이후, (c) 상기 각 주입호스(5)에 주입펌프(6)를 연결한다(도 10).Thereafter, (c) the
상기 주입펌프(6)는 그라우트재(G)를 공급하는 주입플랜트(7)에 연결된다.The
마지막으로 (d) 상기 주입펌프(6)를 가동하여 격벽디스크(4)에 의해 구획된 강관(3) 내부의 각 공간부(S)에 그라우트재(G)를 동시 주입하고, 강관(3)의 분사공(31)을 통해 강관(3) 외부로 그라우트재(G)가 토출되도록 한다(도 11).Finally (d) the
상기 (d) 단계에서는 각 주입펌프(6)를 가동하여 각각의 주입펌프(6)에 연결된 주입호스(5)에 그라우트재(G)를 고압으로 압송한다.In the step (d), each
그러면 격벽디스크(4)에 의해 구획된 강관(3) 내부의 각 공간부(S)에 동시에 일괄적으로 그라우트재(G)가 주입되며, 강관(3) 내부 공간부(S)에 채워진 그라우트재(G)는 강관(3)의 분사공(31)을 통해 강관(3) 외부로 토출된다.Then, the grout material (G) is simultaneously injected into each space (S) inside the steel pipe (3) partitioned by the partition wall (4), and the grout material (G) is filled in the internal space (S) of the steel pipe (3). (G) is discharged to the outside of the
이와 같이, 각 공간부(S)별로 동시에 강관(3) 외부로 그라우트재(G)가 분사되므로, 주입 압력 저하 없이 암반 절리 내 넓은 범위까지 밀실하게 그라우트재(G)를 주입 가능하다.In this way, since the grout material G is injected to the outside of the
도 12 및 도 13은 다른 실시예에 의한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에 대한 공정을 도시하는 도면이다.12 and 13 are diagrams showing a process for a construction method of a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system according to another embodiment.
도 8 내지 도 11에 도시된 실시예와 달리, 본 발명 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에서는 (a) 강관(3) 내부에 격벽디스크(4)와 주입호스(5)를 삽입하여 보강유니트(2)를 사전 제작하는 단계가 먼저 실시될 수 있다(도 12).Unlike the embodiments shown in Figs. 8 to 11, in the construction method of the present invention sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system, (a) reinforcement by inserting the
이와 같이, 강관(3), 격벽디스크(4) 및 주입호스(5)를 미리 조립하여 보강유니트(2)를 사전 제작하는 경우, 현장 작업을 최소화할 수 있다.In this way, when the reinforcing
상기 강관(3)의 단부에는 미리 캡(32)을 고정 가능하다.The
다음으로, (b) 상기 보강유니트(2)를 지반(1)에 형성된 천공홀(11)에 삽입한다(도 13).Next, (b) the reinforcing
선 제작된 보강유니트(2)를 미리 천공된 천공홀(11)에 삽입 설치하므로, 현장 작업 최소화로 공기 단축이 가능하다.Since the pre-manufactured reinforcing
상기 보강유니트(2)를 삽입 설치한 후에는 천공홀(11) 입구를 코킹재(33)로 폐쇄 가능하다.After the reinforcing
그리고 (c) 상기 각 주입호스(5)에 주입펌프(6)를 연결한다.And (c) connect the
상기 주입펌프(6)들은 그라우트재(G)를 공급하기 위한 주입플랜트(7)에 연결된다.The injection pumps 6 are connected to an
마지막으로 (d) 상기 주입펌프(6)를 가동하여 격벽디스크(4)에 의해 구획된 강관(3) 내부의 각 공간부(S)에 그라우트재(G)를 동시 주입하고, 강관(3)의 분사공(31)을 통해 강관(3) 외부로 그라우트재(G)가 토출되도록 한다. Finally (d) the
상기 (c) 단계 및 (d) 단계는 앞서 도 8 내지 도 11을 참고하여 전술한 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법에서 살펴본 바와 같다. Steps (c) and (d) are as described in the construction method of the above-described non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system with reference to FIGS. 8 to 11.
이때, 상기 격벽디스크(4)는 주입호스(5)가 관통되는 관통공(411)이 관통 형성된 디스크 본체(41) 및 상기 디스크 본체(41)의 외주면을 감싸도록 구비되는 수팽창 지수재(42)로 구성될 수 있다. In this case, the
도 14는 수조에 수침된 보강유니트를 도시하는 도면이다.14 is a view showing a reinforcing unit immersed in a water tank.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 (a) 단계에서, 상기 보강유니트(2)를 수침하여 격벽디스크(4)의 수팽창 지수재(42)를 팽창시킴으로써 격벽디스크(4)가 강관(3)의 내부에 고정되도록 할 수 있다. As shown in FIG. 14, in the step (a), the reinforcing
상기 보강유니트(2)의 조립 후 보강유니트(2) 전체를 물(W)에 담가 충분한 시간 동안 수침함으로써, 격벽디스크(4)를 미리 강관(3) 내부에 고정할 수 있다. After assembling the reinforcing
즉, 상기 보강유니트(2)를 수침하면, 강관(3)의 입구 및 강관(3)의 분사공(31)을 통해 강관(3) 내부로 물(W)이 유입되면서 격벽디스크(4)의 수팽창 지수재(42)가 물(W)을 흡수하여 팽창된다.That is, when the reinforcing
이에 따라 상기 격벽디스크(4)의 고정 과정이 매우 단순하고 용이하다.Accordingly, the process of fixing the
아울러 현장에서는 완전 조립 완료되어 격벽디스크(4)가 미리 강관(3) 내에 고정된 보강유니트(2)를 천공홀(11) 내에 삽입만 하면 되므로 보강유니트(2)의 취급이 용이하고, 현장 시공 시간을 크게 단축할 수 있다.In addition, since the reinforcement unit (2), which is completely assembled at the site and the bulkhead disk (4) is fixed in the steel pipe (3) in advance, only needs to be inserted into the perforated hole (11), handling of the reinforcing unit (2) is easy, and on-site construction Time can be greatly shortened.
상기 강관(3)의 전단 외부에는 선단패커(34)가 구비되고, 강관(3)의 전단 외주면에는 상기 선단패커(34)의 내부와 연통되는 선단주입공(35)이 형성되어, 상기 (c) 단계에서, 상기 최전단 공간부(S)에 주입되는 그라우트재(G)가 선단주입공(35)을 통해 선단패커(34)의 내부로 유입되어 선단패커(34)가 팽창될 수 있다.A
상기 주입호스(5)를 통해 제1구간 공간부(S)에 그라우트재(G)를 주입하면, 그라우트재(G)가 선단주입공(35)을 통해 선단패커(34) 내부로 유입되어 선단패커(34)가 팽창된다.When the grout material (G) is injected into the first section space (S) through the injection hose (5), the grout material (G) flows into the tip packer (34) through the tip injection hole (35) and The
이에 따라 상기 선단패커(34)가 천공홀(11) 공벽에 밀착되어 제1구간 공간부(S)를 밀폐하므로, 그라우트재(G)의 주입 압력을 유지할 수 있다.Accordingly, since the
1: 지반 11: 천공홀
2: 보강유니트 3: 강관
31: 분사공 32: 캡
33: 코킹재 34: 선단패커
35: 선단주입공 4: 격벽디스크
41: 디스크 본체 411: 관통공
412: 홈부 42: 수팽창 지수재
5: 주입호스 6: 주입펌프
7: 주입플랜트 8: 수조
G: 그라우트재 S: 공간부
W: 물1: ground 11: perforated hole
2: reinforcement unit 3: steel pipe
31: spray hole 32: cap
33: caulking material 34: tip packer
35: tip injection hole 4: bulkhead disk
41: disk body 411: through hole
412: groove 42: water expansion water-stop material
5: injection hose 6: injection pump
7: injection plant 8: water tank
G: grout material S: space
W: water
Claims (10)
(a) 강관(3) 내부에 격벽디스크(4)와 주입호스(5)를 삽입한 보강유니트(2)를 수침하여 격벽디스크(4)의 수팽창 지수재(42)를 팽창시킴으로써 격벽디스크(4)가 강관(3)의 내부에 고정되도록 보강유니트(2)를 사전 제작하는 단계;
(b) 상기 보강유니트(2)를 지반(1)에 형성된 천공홀(11)에 삽입하는 단계;
(c) 상기 각 주입호스(5)에 주입펌프(6)를 연결하는 단계; 및
(d) 상기 주입펌프(6)를 가동하여 격벽디스크(4)에 의해 구획된 강관(3) 내부의 각 공간부(S)에 그라우트재(G)를 동시 주입하고, 강관(3)의 분사공(31)을 통해 강관(3) 외부로 그라우트재(G)가 토출되도록 하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법.
It is inserted into the perforation hole 11 formed in the ground 1, the steel pipe 3 having a plurality of injection holes 31 formed on the outer circumferential surface, the steel pipe 3 is provided to be spaced apart from each other so that the inside of the steel pipe 3 The through hole 411 is formed through the partition by the space S, and the inside of the disk main body 41 having the groove 412 formed on the outer circumferential surface and the groove 412 formed on the outer circumferential surface of the disk main body 41 A plurality of partition wall disks (4) and the steel pipe (3) composed of a water expansion index member (42) provided to surround the outer circumferential surface in a ring shape or a spiral by inserting an inner part and an outer part protruding to the outside of the disk main body (41). ) It is provided through the through hole 411 of the partition wall disk 4 inside, and the front end is provided inside each space part S to inject a grout material G for each space part S. A reinforcing unit (2) consisting of an injection hose (5); An injection pump 6 for pumping the grout material G to each of the injection hoses 5; And an injection plant 7 for supplying grout material G to the injection pump 6; It is to construct a sealingless simultaneous injection steel pipe reinforcement system consisting of,
(a) The bulkhead disk (4) and the reinforcing unit (2) in which the injection hose (5) is inserted into the steel pipe (3) are immersed in water to expand the water expansion index member (42) of the partition wall disk (4). Pre-fabricating the reinforcing unit 2 so that 4) is fixed to the inside of the steel pipe 3;
(b) inserting the reinforcing unit (2) into the perforated hole (11) formed in the ground (1);
(c) connecting the injection pump 6 to each of the injection hoses 5; And
(d) By operating the injection pump 6, grout material (G) is simultaneously injected into each space (S) inside the steel pipe (3) partitioned by the partition wall disk (4), and the portion of the steel pipe (3) Allowing the grout material (G) to be discharged to the outside of the steel pipe (3) through the hole (31); Construction method of a non-sealing simultaneous injection steel pipe reinforcement system, characterized in that consisting of.
상기 강관(3)의 전단 외부에는 선단패커(34)가 구비되고, 강관(3)의 전단 외주면에는 상기 선단패커(34)의 내부와 연통되는 선단주입공(35)이 형성되어, 상기 (c) 단계에서, 최전단 공간부(S)에 주입되는 그라우트재(G)가 선단주입공(35)을 통해 선단패커(34)의 내부로 유입되어 선단패커(34)가 팽창되는 것을 특징으로 하는 무실링 동시 주입 강관 보강 시스템의 시공 방법.In clause 7,
A tip packer 34 is provided outside the front end of the steel pipe 3, and a tip injection hole 35 communicating with the inside of the tip packer 34 is formed on the outer circumferential surface of the front end of the steel pipe 3, and the (c In step ), the grout material (G) injected into the foremost space (S) is introduced into the inside of the tip packer (34) through the tip injection hole (35), and the tip packer (34) is expanded. Construction method of a sealing-free simultaneous injection steel pipe reinforcement system.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |