KR102351566B1 - 보링 그라우팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보링 그라우팅 장치에 관한 것으로, 로드부, 천공수 또는 그라우트를 펌핑하여 이송관을 통해 상기 로드부의 내부로 전달하는 펌프부, 상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되는 분사부, 및 상기 분사부의 선단에 착탈 가능하게 장착되어 회전 시 천공을 수행하는 바이트부를 포함하고, 상기 분사부는, 상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되되 측면을 관통하도록 층상으로 배열된 복수의 측면홀이 형성된 케이싱부, 상기 케이싱부의 내부에 위치되되 단차진 형태의 단차홀이 형성된 스토퍼부, 상기 스토퍼부의 상부에 위치되도록 상기 케이싱부에 기밀하게 삽입되되 내부에 상기 천공수 또는 그라우트가 통과되는 통로영역이 내부를 관통하게 형성된 이동부, 상기 이동부로부터 연장되되 상기 이동부가 상기 스토퍼부에 접촉되면 상기 바이트부의 하부면보다 더 하부로 돌출되는 푸쉬부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 동일한 장비를 사용하여 보링 작업과 고압의 교반 혼합 공법의 그라우팅 공법을 수행할 수 있도록 함으로써 작업 효율성을 향상시키고 지반에 공급되는 그라우트의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 함으로써 견고하고 균일한 시공이 가능한 보링 그라우팅 장치를 제공한다.

Description

보링 그라우팅 장치{Device for boring and grouting}

본 발명은 보링 그라우팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 보링 그라우팅 공법은 물의 유입을 방지하기 위한 차수, 연약지반의 보강 또는 지반침하로 인하여 건축물이나 구축물 등의 안전에 커다란 위험이 초래될 경우, 지반의 보강을 위하여 시행되는 공법이다. 그라우팅 공법은 크게 두 가지로 구분되는데, 하나는 저압(10kg/cm² 이내)의 약액 주입 방법으로 지반의 흙 입자를 교란하지 않고 흙 입자 사이로 그라우트가 스며들게 하여 차수벽체를 형성하거나 지반 보강을 꾀하는 방법이며, 다른 하나는 고압(100~200kg/cm²) 분사를 통한 교반 혼합 방법으로 고압의 그라우트로 흙 입자를 분쇄하여 분쇄된 흙 입자가 분사된 그라우트와 교반되게 함으로써 차수벽체를 형성하거나 지반 보강을 꾀하는 방법이다.

교반 혼합 공법은 약액 주입 공법을 수행할 때보다 큰 장비를 필요로 하고, 그 결과 큰 작업 공간을 필요로 한다. 반면, 약액 주입 공법은 비교적 소형 장비로 수행 가능하지만, 교반 혼합 공법을 사용하는 경우보다 강도면에서의 지반 개량의 효과가 떨어진다. 이처럼, 약액 주입을 통한 그라우팅 공법과 교반 혼합을 통한 그라우팅 공법은 각각의 장점 및 단점을 가진 완전히 분리된 방법이며, 종래에는 각 공법을 수행하기 위한 장비 조합이 서로 달라 각 공법 수행 시 장비가 혼용되지 않고 별도의 장비를 사용하여 왔다.

한편, 종래의 교반 혼합 공법을 수행 시에는 천공 후 보링 로드를 완전히 인발 후 그라우트 분사를 가능하게 하는 별도의 분사 장치를 다시 삽입하여 그라우트를 분사하여 왔다. 그 결과, 종래에는 교반 혼합 시공 시 작업 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 지반을 천공하고 천공 로드를 인발한 후 주입액 측면 분사 장치로 교체 시 지질의 복합성 및 천공홀 내부의 지하수 유출로 인해 천공홀의 자립도가 저하되어 천공홀이 함몰되는 경우가 빈번히 일어나고, 이 경우 재천공 작업으로 인한 시간적, 경제적 낭비가 초래된다는 문제점이 있었다.

더욱이 그라우트를 분사할 때 공급되는 그라우트의 양을 조절하기 어려웠으며, 이에 지반 상태가 단단한 경우 그라우트가 과다 주입되고 반대로 지반 상태가 무른 경우 그라우트가 과소 주입되어, 견고하고 균일한 시공이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 동일한 장비를 사용하여 보링 작업과 고압의 교반 혼합 공법의 그라우팅 공법을 수행할 수 있도록 함으로써 작업 효율성을 향상시키는 보링 그라우팅 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 지반에 공급되는 그라우트의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 함으로써 견고하고 균일한 시공이 가능한 보링 그라우팅 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 보링 그라우팅 장치는, 로드부, 천공수 또는 그라우트를 펌핑하여 이송관을 통해 상기 로드부의 내부로 전달하는 펌프부, 상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되는 분사부, 및 상기 분사부의 선단에 착탈 가능하게 장착되어 회전 시 천공을 수행하는 바이트부를 포함하고, 상기 분사부는, 상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되되 측면을 관통하도록 층상으로 배열된 복수의 측면홀이 형성된 케이싱부, 상기 케이싱부의 내부에 위치되되 단차진 형태의 단차홀이 형성된 스토퍼부, 상기 스토퍼부의 상부에 위치되도록 상기 케이싱부에 기밀하게 삽입되되 내부에 상기 천공수 또는 그라우트가 통과되는 통로영역이 내부를 관통하게 형성된 이동부, 상기 이동부로부터 연장되되 상기 이동부가 상기 스토퍼부에 접촉되면 상기 바이트부의 하부면보다 더 하부로 돌출되는 푸쉬부를 포함하며, 천공 시 상기 푸쉬부가 지반에 닿아 밀리면 상기 푸쉬부 및 상기 이동부가 상부로 이동되어 상기 이동부가 상기 스토퍼부로부터 이격되며, 상기 스토퍼부와 상기 이동부 사이의 공간을 통해 상기 천공수가 상기 바이트부의 방향으로 전달되고, 그라우팅 시 상기 푸쉬부 및 상기 이동부가 자중에 의해 하부로 이동되어 상기 스토퍼부와 상기 이동부 사이의 공간이 밀폐되며, 상기 그라우트가 상기 케이싱부의 상기 복수의 측면홀 중 적어도 일부를 통해 외부로 전달되고, 상기 복수의 측면홀은 제1 측면홀, 상기 제1 측면홀의 하부에 위치된 제2 측면홀, 및 상기 제2 측면홀의 하부에 위치되는 제3 측면홀을 포함하며, 상기 단차홀은 제1 단차홀, 상기 제1 단차홀과 연통되도록 상기 제1 단차홀의 상부에 형성되고 상기 제1 단차홀의 폭보다 넓은 제2 단차홀, 및 상기 제2 단차홀과 연통되도록 상기 제2 단차홀의 상부에 형성되고 상기 제2 단차홀의 폭보다 넓은 제3 단차홀을 포함하며, 상기 이동부는 상기 통로영역이 형성된 본체부, 상기 본체부의 하부에 위치되되 상기 이동부가 하부로 이동되면 상기 스토퍼부와 접촉되며 폭이 변동 가능한 밀폐부, 및 의도하는 상기 그라우트의 분사량에 따라 상기 밀폐부의 폭이 변동되도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 밀폐부가 상기 제1 단차홀의 폭보다 넓고 상기 제2 단차홀의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀, 상기 제2 측면홀 및 상기 제3 측면홀을 통해 지반으로 전달되며, 상기 밀폐부가 상기 제2 단차홀의 폭보다 넓고 상기 제3 단차홀의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀 및 상기 제2 측면홀을 통해 지반으로 전달되며, 상기 밀폐부가 상기 제3 단차홀의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀을 통해 지반으로 전달될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 밀폐부는, 외면을 구성하는 탄성체, 및 상기 탄성체의 내부에 위치되며 상기 제어부의 제어에 따라 상기 탄성체에 미는 방향으로 힘을 가하여 상기 밀폐부의 폭을 넓히거나 상기 탄성체를 당기는 방향으로 힘을 가하여 상기 밀폐부의 폭을 좁히는 복수의 실린더를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 밀폐부는 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태의 테이퍼진 형상을 갖고, 상기 제1 단차홀은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태의 테이퍼진 형상을 가지며, 상기 제3 측면홀은 좌우 폭보다 상하방향 폭이 긴 장공 형상을 갖고, 상기 제어부의 제어에 따라 제어되는 상기 밀폐부의 폭에 따라 상기 이동부와 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 오픈되는 상기 제3 측면홀의 넓이가 달라질 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 케이싱부에는 상기 측면홀이 형성된 영역 외면에 내부로 함몰된 설치홈이 형성되며, 상기 분사부는, 상기 케이싱부의 설치홈에 설치되며 단독으로 회전 가능한 회전부를 더 포함하고, 상기 회전부의 내부에는 상기 케이싱부의 상기 측면홀과 연통되는 환 형상의 연통영역, 및 상기 연통영역과 상기 회전부의 외부를 연결하도록 상기 회전부의 측면을 관통하여 형성되는 회전관통홀이 형성되고, 상기 측면홀을 통해 배출되는 그라우트는 상기 연통영역을 거쳐 상기 회전관통홀을 통해 외부로 배출될 수 있으며, 상기 회전부가 회전되면 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전관통홀을 통해 배출되는 그라우트가 원형으로 분사되어 토사와 교반되면서 지중에 침투함으로써 기둥 모양을 형성할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 보링 그라우팅 장치는, 동일한 장비를 사용하여 보링 작업과 고압의 교반 혼합 공법의 그라우팅 공법을 수행할 수 있도록 함으로써 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 지반에 공급되는 그라우트의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 함으로써 견고하고 균일한 시공이 가능할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 스토퍼부와 케이싱부의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 이동부 및 푸쉬부 일부를 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 이동부의 밀폐부를 상면에서 바라본 개략적인 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 이동부의 밀폐부 폭 변화에 따른 스토퍼부의 접촉 영역 변화를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부를 나타낸 사시도이다.
도 13 및 도 14는 도 12에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 이동부의 밀폐부 폭 변화에 따른 스토퍼부의 접촉 영역 변화를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부 일부를 정면에서 나타낸 단면도이다.
도 16은 도 15에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부를 구성하는 케이싱부를 상면에서 나타낸 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. "연결", "결합" 또는 "접속"의 경우, 물리적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것뿐만 아니라 필요에 따라 전기적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에 기재된 "~부(유닛)", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주 기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)에 대해 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)는 펌프부(20), 로드부(30), 분사부(40) 및 바이트부(50)를 포함할 수 있다.

펌프부(20)는 천공수 또는 그라우트를 펌핑하여 이송관(21)을 통해 로드부(30)로 전달하는 부재이다. 여기서, 천공수는 바이트부(50)가 지반을 뚫을 때 공급되는 물이며, 그라우트는 예를 들어 물과 시멘트를 섞어 만들어진 물질로 차수벽체를 형성하거나 지반 보강을 할 수 있다.

로드부(30)는 펌프부(20)로부터 이송관(21)을 통해 천공수와 그라우트를 전달받을 수 있으며, 내부에 천공수와 그라우트가 흐를 수 있도록 중공 형상을 가질 수 있다. 또한, 로드부(30)는 상하 방향으로 길게 연장될 수 있으며, 천공 작업 시 축을 중심으로 회전되도록 동력을 전달받아 회전됨으로써 분사부(40)의 선단에 연결된 바이트부(50)가 천공을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 천공 작업 완료 후에는 회전되지 않고 고정되며, 이에 분사부(40)가 원하는 위치로 그라우트를 분사하도록 할 수 있다.

분사부(40)는 로드부(30)의 선단에 착탈 가능하게, 예를 들어 나사 결합 방식으로 결합될 수 있으며, 로드부(30)의 내부를 흐르는 천공수와 그라우트를 외부로 분사할 수 있다. 분사부(40)는 지반 천공 시 천공수가 분사부(40)의 하부를 향해 분사되도록 하고 천공 완료 후 그라우팅 작업 시 그라우트가 측방으로 분사되어 차수벽체를 형성하거나 지반을 보강할 수 있다. 이때, 분사부(40)는 고압의 그라우트를 측방으로 분사하여 그라우트를 토사와 교반 및 혼합할 수 있다. 분사부(40)가 하부 방향이 아닌 측방을 향해 고압으로 그라우트를 분사함으로써 천공홀을 둘러싼 지반의 토사를 효과적으로 분쇄할 수 있으며, 그 결과 분사되는 그라우트와 분쇄된 토사를 교반 및 혼합하는 그라우팅 공법을 수행할 수 있다. 이와 같이 천공수의 분사 방향과 그라우트의 분사 방향이 서로 상이하도록 분사부(40)를 구성함으로써, 천공 완료 후 교체 작업 없이 하나의 장치 내에서 그라우트가 가능하도록 할 수 있다.

로드부(30)의 양단 중 일단은 분사부(40)와 결합되며, 타단은 바이트부(50)와 결합될 수 있다. 바이트부(50)는 천공을 수행하는 부분이며, 천공 작업 수행 시 로드부(30)의 회전에 따라 함께 회전되면서 천공을 수행할 수 있다. 천공 작업 수행 시 분사부(40)는 천공수가 바이트부(50)의 방향으로 흐를 수 있도록 분사함으로써 원활한 천공 작업을 수행할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)는 동일한 장비를 사용하여 보링 작업과 고압의 교반 혼합 공법의 그라우팅 공법을 수행할 수 있도록 함으로써 작업 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 나타낸 사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)에 대해 살펴보기로 한다.

분사부(40)는 케이싱부(100), 스토퍼부(200), 이동부(300) 및 푸쉬부(400)를 포함할 수 있다.

여기서, 케이싱부(100)는 분사부(40)의 외관을 형성하는 부분으로 케이싱부(100)의 측면에는 케이싱부(100)를 관통하는 복수의 측면홀(110)이 형성될 수 있다. 이때, 측면홀(110)은 3층의 층상으로 배열될 수 있는데, 구체적으로 상부에 가장 인접한 제1 측면홀(111), 제1 측면홀(111)의 하부에 위치한 제2 측면홀(112) 및 제2 측면홀(112)의 하부에 위치한 제3 측면홀(113)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113) 각각은 어느 일 방향을 향해서만 형성될 수 있으며, 이러한 경우 그라우트가 일 방향으로만 분사되어 효율적인 차수가 가능하도록 지중에 일 방향으로 연속된 벽체를 형성할 수 있다. 또한, 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113)은 어느 일 방향이 아닌 여러 방향을 향하도록 각각 복수로 구성될 수 있으며, 이러한 경우 그라우트가 여러 방향으로 분사되어 주변의 토사와 교반하면서 지중에 침투하여 기둥 모양을 형성할 수 있다. 이러한 측면홀(110)의 개수 및 배열은 케이싱부(100)의 내부통로를 지나는 천공수 또는 그라우트가 외부로 분사되는 분사량 및 분사 방향에 알맞게 결정될 수 있다.

케이싱부(100)는 일정 두께를 갖는 원통형 파이프의 형상을 가지며 내부통로(120)로 물 또는 그라우트가 통과되도록 할 수 있다. 또한, 케이싱부(100)의 상부와 하부에는 나사산 또는 나사홈을 형성하여 다른 부재와 착탈 가능하게 연결할 수 있으며, 예를 들어 케이싱부(100)의 상부는 로드부(30)에 나사 결합되고 케이싱부(100)의 하부는 바이트부(50)에 나사 결합될 수 있다.

스토퍼부(200)는 케이싱부(100)의 내부통로(120)에 설치될 수 있으며, 케이싱부(100)의 길이 방향 한 부분에서 케이싱부(100) 내부통로(120)의 단면적을 좁혀 내부통로에 삽입되어 상하로 이동하는 이동부(300)의 하부 방향 이동을 제한할 수 있다. 스토퍼부(200)는 케이싱부(100)의 내부 길이 방향 중 한 부분에서 돌출되게 형성될 수 있으며, 스토퍼부(200)와 이동부(300)가 접하게 되면 천공수 또는 그라우트의 하부 방향 이동 또한 차단되고, 이동부(300)가 스토퍼부(200)로부터 이격되면 천공수 또는 그라우트의 하부 방향 이동이 허용될 수 있다. 이때, 이동부(300)가 스토퍼부(200)로부터 이격되면 천공수 등이 하부로 이동될 수 있도록 스토퍼부(200)에는 스토퍼부(200)를 관통하는 단차진 형태의 단차홀(210; 도 3 참조)이 형성될 수 있다.

한편, 케이싱부(100)에 형성된 측면홀(110)은 스토퍼부(200)의 상부에 형성되어 케이싱부(100)의 내부통로(120)에 삽입되는 이동부(300)가 상부로 이동하는 경우 적어도 일부가 닫히도록 동작할 수 있다. 이러한 측면홀(110)은 케이싱부(100)의 내부통로와 외부를 연결하며, 이동부(300)가 접하지 않아 측면홀(110) 중 적어도 일부가 열린 경우 케이싱부(100)의 내부통로를 통과하는 천공수 또는 그라우트가 측면홀(110)을 통해 외부로 분사될 수 있다.

이동부(300)는 케이싱부(100) 내에 기밀하게 삽입되어 케이싱부(100)의 내부통로를 따라 상하방향으로 이동할 수 있다. 이때, 도면에서는 이동부(300)와 케이싱부(100)를 구분하기 위해 이동부(300)의 외부면과 케이싱부(100)의 내부면 사이에 간격이 형성된 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 이동부(300)의 외부면과 케이싱부(100)의 내부면 사이로 천공수 또는 그라우트가 통과될 수 없도록 이동부(300)는 케이싱부(100) 내에 기밀하게 삽입될 수 있다.

이동부(300)가 케이싱부(100) 내부에 위치된 스토퍼부(200)를 향해 이동하는 경우 이동부(300)의 적어도 일부가 스토퍼부(200)에 걸쳐지거나 내삽되며, 이와 같이 이동부(300)와 스토퍼부(200)가 접함으로써 상하 중 어느 한 방향에서의 이동부(300) 이동 범위가 제한됨과 동시에 이동부(300)를 통과한 천공수 또는 그라우트가 더 이상 케이싱부(100)의 내부통로(120)를 따라 하부로 통과될 수 없도록 이동을 차단할 수 있다.

푸쉬부(400)는 이동부(300)의 하부로부터 돌출 형성되어 선단에서 힘을 받아 이동부(300)를 상부로 미는 기능을 하며, 이동부(300)가 스토퍼부(200)에 접촉되면 바이트부(50)의 하부면보다도 하부로 더 돌출될 수 있는 길이를 가질 수 있다. 이에 푸쉬부(400)는 돌출된 부분을 통해 위로 미는 힘을 받을 수 있는데, 이러한 미는 힘에 의해 푸쉬부(400)와 연결된 이동부(300)가 케이싱부(100)의 내부에서 스토퍼부(200)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있으며, 이때 푸쉬부(400)가 넓은 면적을 통해 미는 힘을 전달받을 수 있도록 푸쉬부(400) 단부의 적어도 일부는 단면 너비가 넓을 수 있다. 한편, 푸쉬부(400)의 단부를 제외한 부분은 스토퍼부(200)가 형성하는 단차홀(210)의 최소폭보다 작은 폭을 가질 수 있다. 즉, 이동부(300)와 스토퍼부(200)가 접촉하지 않는 경우 푸쉬부(400)가 스토퍼부(200)의 단차홀(210)에 삽입되어 있는 상태가 되는데, 이때 스토퍼부(200)와 푸쉬부(400) 사이에 틈새가 형성되며 이를 통해 천공수 또는 그라우트가 바이트부(50)의 방향으로 전달될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 스토퍼부(200)와 케이싱부(100)의 일부를 나타낸 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 스토퍼부(200)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 스토퍼부(200)는 단차진 형상을 가질 수 있으며, 이에 단차홀(210)은 서로 폭이 상이한 제1 단차홀(211), 제2 단차홀(212) 및 제3 단차홀(213)을 포함할 수 있다. 제1 단차홀(211)은 단차홀(210) 중 가장 하부에 위치되며 폭이 가장 좁을 수 있다. 또한, 제2 단차홀(212)은 제1 단차홀(211)의 상부에 제1 단차홀(211)과 연통되도록 위치되며, 제1 단차홀(211)보다 폭이 넓을 수 있다. 이에 제1 단차홀(211)과 제2 단차홀(212) 사이에는 제1 단차(214)가 형성될 수 있다. 또한, 제3 단차홀(213)은 제2 단차홀(212)의 상부에 제2 단차홀(212)과 연통되도록 위치되며, 제2 단차홀(212)보다 폭이 넓을 수 있다. 이에 제2 단차홀(212)과 제3 단차홀(213) 사이에는 제2 단차(215)가 형성될 수 있다. 또한, 제3 단차홀(213)의 상부에는 스토퍼부(200)의 외면 일부을 구성하는 제3 단차(216)가 형성될 수 있다.

이러한 스토퍼부(200)의 단차진 형상은 이동부(300)가 밀폐부(320)의 가변되는 폭에 따라 접촉되는 영역을 다르게 하기 위한 것으로 이하에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 이동부(300) 및 푸쉬부(400) 일부를 나타낸 사시도이고, 도 5 및 도 6은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 이동부(300)의 밀폐부(320)를 상면에서 바라본 개략적인 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 이동부(300)에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 이동부(300)는 본체부(310), 밀폐부(320) 및 제어부(330; 도 5에 도시)를 포함할 수 있다.

본체부(310)는 이동부(300)의 본체가 되는 부분으로 푸쉬부(400)의 미는 힘에 의해 상부 방향으로 이동 가능하다. 여기서, 본체부(310)의 내부에는 천공수 또는 그라우트가 통과되는 통로영역(311)이 형성될 수 있다. 이러한 통로영역(311)은 본체부(310)의 상부에서 하부를 향해 관통된 제1 관통홀(312) 및 제1 관통홀(312)과 연통되며 본체부(310)의 측면 방향으로 관통된 제2 관통홀(313)을 포함할 수 있으며, 분사부(40)의 상부에서 공급된 천공수 또는 그라우트는 본체부(310)의 제1 관통홀(312)을 통과하여 제2 관통홀(313)로 전달될 수 있다. 이와 같이 케이싱부(100)의 상부에 위치된 내부통로(120)로 공급된 천공수 또는 그라우트는, 본체부(310)의 통로영역(311)을 통과하여 케이싱부(100)의 하부에 위치된 내부통로(120)로 다시 배출될 수 있다. 이때, 이동부(300)는 케이싱부(100)의 내부에 기밀하게 삽입되므로, 천공수 또는 그라우트는 통로영역(311)에 의해서만 이동 가능하며, 이동부(300)와 케이싱부(100) 사이로는 이동이 제한될 수 있다.

제2 관통홀(313)은 본체부(310)의 측면에 형성되되, 이동부(300)가 케이싱부(100)의 스토퍼부(200)와 접하는 경우 제2 관통홀(313)을 통과하여 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 배출된 천공수 또는 그라우트의 이동을 차단할 수 있다면, 그 위치 및 방향은 제한되지 않는다. 일 예로, 제2 관통홀(313)이 본체부(310)의 스토퍼부(200) 단차홀(210) 일단의 둘레를 따라 환형으로 배열되면서, 이동부(300)가 스토퍼부(200)와 접하는 경우 스토퍼부(200)에 의해 제2 관통홀(313)이 모두 막히도록 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 본체부(310)의 스토퍼부(200) 측 적어도 일부에서 단면 너비가 감소될 수 있으며, 제2 관통홀(313)은 본체부(310)의 단면 너비가 감소되는 부분의 측면에 형성될 수 있다. 이동부(300)가 스토퍼부(200)에 접하는 경우, 스토퍼부(200) 측 일단의 일부에서 밀폐부(320) 일단이 스토퍼부(200)에 내삽되는 형태로 접할 수 있고, 단면 너비가 감소된 부분의 측면에 제2 관통홀(313)을 형성함으로써 이동부(300) 일단과 스토퍼부(200)가 접하는 면 상부에서 천공수 또는 그라우트가 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 배출되도록 할 수 있어, 이동부(300) 일단이 스토퍼부(200)에 삽입되는 경우 제2 관통홀(313)이 분사 대상 물질의 이동을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 본체부(310)는 복수의 제2 관통홀(313)을 포함하고, 이러한 제2 관통홀(313)은 본체부(310)의 단면 너비가 감소되는 부분의 측면에서 본체부(310)의 둘레를 따라 환형으로 배열될 수 있다. 복수의 제2 관통홀(313)을 포함함에 따라, 이동부(300)가 스토퍼부(200)와 접하지 않을 경우 시간당 본체부(310)를 통과하여 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 다시 배출되는 천공수 또는 그라우트의 양을 증가시킬 수 있으며, 제2 관통홀(313)의 개수는 시간당 케이싱부(100) 내부통로(120)로 다시 배출되어야 할 천공수 또는 그라우트의 양에 따라 조절될 수 있다.

밀폐부(320)는 본체부(310)의 하부에 위치되며 이동부(300)가 하부로 이동되면 스토퍼부(200)와 접촉될 수 있다. 여기서, 밀폐부(320)는 폭이 가변되는 구조로 구성될 수 있다. 예시적으로, 밀폐부(320)는 탄성을 구비한 탄성체(321)와 밀폐부(320)의 중심부와 탄성체(321) 사이에 위치되어 제어부(330)의 제어에 따라 길이가 늘어나거나 줄어들어 탄성체(321)의 내면을 밀거나 잡아당기는 복수의 실린더(322)를 포함할 수 있다. 제어부(330)가 밀폐부(320)의 폭을 넓히도록 제어하면 도 5에 도시한 바와 같이 실린더(322)는 신장되어 탄성체(321)를 외곽 방향으로 밀며 이에 밀폐부(320)의 폭이 넓어질 수 있고, 제어부(330)가 밀폐부(320)의 폭을 좁히도록 제어하면 도 6에 도시한 바와 같이 실린더(322)는 축소되어 탄성체(321)를 내측 방향으로 잡아당기며 이에 밀폐부(320)의 폭이 좁아질 수 있다.

여기서, 도 5 및 도 6에서는 제어부(330)의 위치를 밀폐부(320) 중앙부로 표시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제어부(330)는 밀폐부(320)의 내측 또는 외측 어디든 설치될 수 있으며, 실린더(322)를 유선 또는 무선으로 제어할 수 있으면 족하다 할 것이다.

도 7 내지 도 9는 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40)를 구성하는 이동부(300)의 밀폐부(320) 폭 변화에 따른 스토퍼부(200)의 접촉 영역 변화를 설명하기 위한 단면도이다. 이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 밀폐부(320)의 폭 변화에 따른 스토퍼부(200)의 접촉 영역 변화에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 도 7에 도시한 바와 같이, 제어부(330)의 제어에 따라 밀폐부(320)의 폭이 제1 단차홀(211)의 폭보다 넓고 제2 단차홀(212)의 폭보다 좁거나 같도록 설정되는 경우, 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 밀폐부(320)는 제1 단차(214)에 접촉될 수 있다. 이러한 경우 이동부(300)가 스토퍼부(200)의 깊숙한 곳에 접촉되기 때문에 이동부(300)와 스토퍼부(200)의 접촉 시, 이동부(300)의 상부 높이가 상대적으로 낮을 수 있으며, 이에 케이싱부(100)의 서로 다른 층으로 구성된 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113)이 모두 오픈될 수 있다. 이에 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113)을 통해 공급되는 천공수 또는 그라우트의 양이 상대적으로 많을 수 있다.

다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 제어부(330)의 제어에 따라 밀폐부(320)의 폭이 제2 단차홀(212)의 폭보다 넓고 제3 단차홀(213)의 폭보다 좁거나 같도록 설정되는 경우, 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 밀폐부(320)는 제2 단차(215)에 접촉될 수 있다. 이러한 경우 이동부(300)가 스토퍼부(200)의 중간 깊이에 접촉되기 때문에 이동부(300)와 스토퍼부(200)의 접촉 시, 이동부(300)의 상부 높이가 상대적으로 중간 수준일 수 있으며, 이에 케이싱부(100)의 서로 다른 층으로 구성된 제1 측면홀(111) 및 제2 측면홀(112)이 오픈되고 제3 측면홀(113)은 이동부(300)의 측면에 의해 막힐 수 있다. 이에 제1 측면홀(111) 및 제2 측면홀(112)을 통해 공급되는 천공수 또는 그라우트의 양이 도 7의 경우 대비 상대적으로 적을 수 있다.

다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 제어부(330)의 제어에 따라 밀폐부(320)의 폭이 제3 단차홀(213)의 폭보다 넓도록 설정되는 경우, 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 밀폐부(320)는 제3 단차(216)에 접촉될 수 있다. 이러한 경우 이동부(300)가 스토퍼부(200)의 얕은 곳에 접촉되기 때문에 이동부(300)와 스토퍼부(200)의 접촉 시, 이동부(300)의 상부 높이가 상대적으로 높을 수 있으며, 이에 케이싱부(100)의 서로 다른 층으로 구성된 제1 측면홀(111)만 오픈되고 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113)은 이동부(300)의 측면에 의해 막힐 수 있다. 이에 제1 측면홀(111)을 통해서만 천공수 또는 그라우트가 공급되므로, 그 양이 가장 적을 수 있다.

이러한 밀폐부(320)의 폭 변화는 제어부(330)의 실린더에 대한 제어로 이루어질 수 있으며, 제어부(330)는 의도하는 천공수 또는 그라우트의 분사량에 따라 밀폐부(320)의 폭이 변화되도록 할 수 있다. 즉, 사용자가 의도하는 천공수 또는 그라우트의 분사량이 많은 것으로 입력되면 제어부(330)는 밀폐부(320)의 폭이 가장 좁도록 제어하며, 이에 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113)이 모두 오픈되도록 할 수 있다. 또한, 반대로 사용자가 의도하는 천공수 또는 그라우트의 분사량이 적은 것으로 입력되면 제어부(330)는 밀폐부(320)의 폭이 가장 넓도록 제어하며, 이에 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 제1 측면홀(111)만 오픈되도록 할 수 있다. 또한, 사용자가 의도하는 천공수 또는 그라우트의 분사량이 중간 수준으로 입력되면 제어부(330)는 밀폐부(320)의 폭을 중간 수준으로 제어하며, 이에 이동부(300)와 스토퍼부(200) 접촉 시 제1 측면홀(111)과 제2 측면홀(112)이 오픈될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)는 지반에 공급되는 그라우트의 양을 용이하게 조절할 수 있도록 함으로써 견고하고 균일한 시공이 가능할 수 있다.

도 10 및 도 11은 도 2에 도시한 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40) 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 이하, 이를 참고하여 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치(10)의 분사부(40) 동작에 대해 살펴보기로 한다.

본 실시예에서는 케이싱부(100)의 측면홀(110)이 스토퍼부(200)의 상부에 형성되어 이동부(300)가 상부로 이동하는 경우 이동부(300)가 측면홀(110) 중 적어도 일부를 막게 되나 측면홀(110)의 위치 및 이동부(300)의 이동 방향은 이에 한정되지 않는다.

도 10 및 도 11에는 본 실시예의 분사부(40)의 하단에 바이트부(50)가 결합되어 분사부(40)가 하방으로 이동하면서 지반을 천공하는 모습이 도시되어 있다. 분사부(40)가 지반을 천공하기 위해 하부로 이동하는 경우 푸쉬부(400)가 도 10과 같이 지반에 닿음으로써 지반이 미는 힘이 푸쉬부(400)에 전달되고, 이러한 미는 힘을 전달받은 푸쉬부(400)는 이동부(300)를 밀어 상방으로 이동하게 할 수 있다. 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 들어온 천공수는 제1 관통홀(312)을 통해 이동부(300)의 본체부(310) 내부로 들어오고, 제1 관통홀(312)과 연결된 제2 관통홀(313)을 통해 다시 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 배출될 수 있다. 이때, 지반에 의해서 이동부(300)가 상부로 밀려 스토퍼부(200)로부터 떨어져 있기 때문에, 스토퍼부(200)와 푸쉬부(400) 사이에 이동부(300)를 통과한 천공수가 통과할 수 있는 통로가 형성되어 있다. 이러한 천공수는 스토퍼부(200)와 푸쉬부(400) 사이의 통로를 통과하여 케이싱부(100)의 하단으로 분사되며, 이러한 동작에 의해 수세식 천공이 가능할 수 있다.

한편, 도 11에는 지반의 천공 작업이 완료된 후 분사부(40)가 인발될 때의 모습을 도시한다. 분사부(40)가 인발됨에 따라 상부로 이동하는 경우, 푸쉬부(400)를 밀고 있던 하부의 지반으로부터 푸쉬부(400)가 떨어질 수 있다. 그 결과, 푸쉬부(400) 및 이동부(300)를 미는 힘이 사라지고, 푸쉬부(400) 및 이동부(300)가 자체 무게에 의해 하방으로 이동할 수 있다. 이동부(300)는 하방으로 이동하다가 스토퍼부(200)에 접하면서 이동이 제한되고, 전술된 바와 같이 이동부(300)와 스토퍼부(200)가 접하는 접면에 의하여 이동부(300)의 통로영역(311)을 통과한 천공수 또는 그라우트의 이동도 차단될 수 있다. 그 결과, 제2 관통홀(313)을 통과하여 케이싱부(100)의 내부통로(120)로 배출된 천공수 또는 그라우트는 스토퍼부(200)를 넘어서 이동할 수 없게 되며, 이동부(300)가 하방으로 이동하면서 측면홀(110)의 적어도 일부와 접하기 않게 되는바 케이싱부(100)의 내부통로(120)를 통과하던 천공수 또는 그라우트가 측면홀(110)을 통해 케이싱부(100)의 측면으로 분사될 수 있다. 이때, 분사 대상이 그라우트인 경우 천공홀의 측면을 향해 직접 고압으로 분사 됨으로써 토사와 교반 및 혼합하면서 지중에 주입될 수 있다.

여기서, 제어부(330)는 의도하는 그라우트의 분사량에 따라 이동부(300)의 밀폐부(320) 폭을 조절할 수 있으며, 밀폐부(320)의 폭이 좁은 경우 제2 측면홀(112), 더 많게는 제3 측면홀(113)까지 오픈되어 그라우트의 분사량이 많아지고, 밀폐부(320)의 폭이 넓은 경우 제1 측면홀(111)만 오픈되어 그라우트의 분사량이 적어질 수 있다. 이에 하나의 장치로 장비 교체 없이 그라우트의 분사량 및 분사위치를 조절할 수 있어 작업 효율성이 향상될 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부(40b)를 나타낸 사시도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부(40b)에 대해 살펴보기로 한다.

본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부(40b)는 케이싱부(100), 스토퍼부(200b), 이동부(300b) 및 푸쉬부(400)를 포함하되, 분사부(40b)의 형상이 이전 실시예와 일부 상이할 수 있다.

케이싱부(100b)는 측면에 층상으로 구성된 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112) 및 제3 측면홀(113b)을 포함하며, 가장 하부에 위치한 제3 측면홀(113b)은 좌우 폭보다 상하방향 폭이 길도록 상하방향으로 길게 연장된 장공 형상을 가질 수 있다.

스토퍼부(200b)에는 단차진 형태의 단차홀(210b; 도 13 참조)이 형성될 수 있으며, 단차홀(210b)은 가장 하부에 위치하면서 폭이 좁은 제1 단차홀(211b), 제1 단차홀(211)의 상부에 위치하면서 제1 단차홀(211b)보다 폭이 넓은 제2 단차홀(212) 및 제2 단차홀(212)의 상부에 위치하면서 제2 단차홀(212)보다 폭이 넓은 제3 단차홀(213)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 단차홀(211b)은 하부로 갈수록, 즉 깊어질수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다.

이동부(300b)는 본체부(310), 밀폐부(320b) 및 제어부(330)를 포함하며, 밀폐부(320b)는 탄성체(321b; 도 13 참조)와 실린더(322)를 포함하여 제어부(330)의 제어에 따라 폭이 변동될 수 있다. 또한, 밀폐부(320b)의 탄성체(321b) 외면은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다.

도 13 및 도 14는 도 12에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부(40b)를 구성하는 이동부(300b)의 밀폐부(320b) 폭 변화에 따른 스토퍼부(200b)의 접촉 영역 변화를 설명하기 위한 단면도이다. 이하, 도 13 및 도 14를 참조하여 본 실시예에 따른 밀폐부(320b)의 폭 변화에 따른 스토퍼부(200b)의 접촉 영역 변화에 대해 설명하기로 한다.

밀폐부(320b)는 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이 제어부(330)의 제어에 따라 실린더(322)를 제어함으로써 탄성체(321b)의 폭을 좁히거나 넓힐 수 있다. 이에 탄성체(321b)의 하부에 위치한 최소 폭이 제1 단차홀(211b)보다 크고 제2 단차홀(212)보다 작거나 같은 경우 밀폐부(320b)는 제1 단차(214)에서 스토퍼부(200b)와 접할 수 있고, 탄성체(321b)의 하부에 위치한 최소 폭이 제2 단차홀(212)보다 크고 제3 단차홀(213)보다 작거나 같은 경우 밀폐부(320b)는 제2 단차(215)에서 스토퍼부(200b)와 접할 수 있다. 또한, 탄성체(321b)의 하부에 위치한 최소 폭이 제3 단차홀(213)보다 큰 경우 밀폐부(320b)는 제3 단차(216)에서 스토퍼부(200b)와 접할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 밀폐부(320b)는 제1 단차홀(211b)보다도 폭이 좁아질 수 있다. 구체적으로, 제1 단차홀(211b)과 밀폐부(320b)의 탄성체(321b) 외면은 모두 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼진 형상을 가질 수 있으며, 이에 밀폐부(320b)의 외면 최대폭이 제1 단차홀(211b)의 최상단 최대폭보다는 좁거나 같되 상대적으로 폭이 넓은 경우 도 13과 같이 제1 단차홀(211b)의 상부에서 밀폐부(320b)와 스토퍼부(200b)가 접촉하여 장공 형상의 제3 측면홀(113b) 중 조금만 오픈될 수 있다.

밀폐부(320b)의 외면 최대폭이 제1 단차홀(211b)의 최상단 최대폭보다 좁으면서 상대적으로 폭이 좁은 경우 도 14와 같이 제1 단차홀(211b)의 하부에서 밀폐부(320b)와 스토퍼부(200b)가 접촉하여 장공 형상의 제3 측면홀(113b) 중 더 많은 영역이 오픈될 수 있다.

이와 같이 밀폐부(320b)의 미세한 폭 변화에 따라 제3 측면홀(113b)의 오픈되는 넓이를 달라지게 미세하게 조정할 수 있으므로, 측면홀(110)을 통해 공급되는 그라우트의 양을 미세하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부 일부를 정면에서 나타낸 단면도이고, 도 16은 도 15에 도시한 보링 그라우팅 장치의 분사부 일부를 상면에서 나타낸 단면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치에 대해 살펴보기로 한다.

도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부는 케이싱부(100c), 스토퍼부(200), 이동부(300) 및 푸쉬부(400)를 포함하되 케이싱부(100c)의 측면홀(110)이 형성된 부분 외면에 설치되는 회전부(500)를 더 포함할 수 있다.

케이싱부(100c)의 측면홀(110)이 형성된 영역 외면에는 회전부(500)가 설치될 수 있도록 내부로 함몰된 설치홈(130)이 형성될 수 있으며 회전부(500)는 설치홈(130)에 설치될 수 있다. 회전부(500)는 분사부의 다른 구성들과는 별개의 구동부를 통해 단독으로 회전될 수 있는 구조로 채용될 수 있으며, 내부에는 케이싱부(100c)의 측면홀(110)과 연통되는 환 형상의 연통영역(510), 및 연통영역(510)과 회전부(500)의 외부를 연결하도록 회전부(500)의 측면을 관통하여 형성되는 회전관통홀(520)이 형성될 수 있다. 이러한 연통영역(510)과 회전관통홀(520)은 서로 다른 층에 위치한 제1 측면홀(111), 제2 측면홀(112), 제3 측면홀(113) 각각에 대응되게, 마찬가지로 3층 구조로 형성될 수 있으며, 제1 측면홀(111)에 대응되는 위치에는 제1 연통영역(511)과 제1 회전관통홀(521)이, 제2 측면홀(112)에 대응되는 위치에는 제2 연통영역(512)과 제2 회전관통홀(522)이, 제3 측면홀(113)에 대응되는 위치에는 제3 연통영역(513)과 제3 회전관통홀(523)이 형성될 수 있다.

회전부(500)의 내부에 연통영역(510)과 회전관통홀(520)이 형성되므로, 분사부의 이동부(300)와 스토퍼부(200)가 접할 때 측면홀(110)을 통해 배출되는 그라우트는 연통영역(510)을 거쳐 회전관통홀(520)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 회전부(500)는 회전 가능한 구조이므로, 회전부(500)가 회전되면 회전부(500)의 회전에 따라 그라우트가 원형으로 골고루 분사되므로 토사와 교반하면서 지중에 침투하여 기둥 모양을 형성할 수 있다. 또한, 회전부(500)가 회전되지 않는 경우 일측에 고정 위치된 회전관통홀(520)을 통해서 그라우트가 외부로 배출되므로 연속된 벽체를 형성할 수 있다.

본 실시예에 따른 보링 그라우팅 장치의 분사부는 단독으로 회전 가능한 회전부(500)를 포함함으로써 측면홀(110)의 형성 위치나 개수에 관계없이 회전부(500)의 회전으로 인해 그라우트의 분사방향을 설정할 수 있으므로, 공정 장비 교체 등이 불필요하여 효율적일 수 있다. 또한, 분사부 전체를 회전시키는 것 대비 회전부(500)를 회전시키는 에너지가 적기 때문에 에너지 절감적 측면이 인정될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 보링 그라우팅 장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10 : 보링 그라우팅 장치
20 : 펌프부 30 : 로드부
40, 40b : 분사부 50 : 바이트부
100, 100b, 100c : 케이싱부
110 : 측면홀 200, 200b : 스토퍼부
210, 210b : 단차홀 300, 300b: 이동부
310 : 본체부 311 : 통로영역
320, 320b : 밀폐부 400 : 푸쉬부
500 : 회전부 510 : 연통영역
520 : 회전관통홀

Claims (3)

1. 로드부;
   천공수 또는 그라우트를 펌핑하여 이송관을 통해 상기 로드부의 내부로 전달하는 펌프부;
   상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되는 분사부; 및
   상기 분사부의 선단에 착탈 가능하게 장착되어 회전 시 천공을 수행하는 바이트부;
   를 포함하고,
   상기 분사부는, 상기 로드부 선단에 착탈 가능하게 장착되되 측면을 관통하도록 층상으로 배열된 복수의 측면홀이 형성된 케이싱부, 상기 케이싱부의 내부에 위치되되 단차진 형태의 단차홀이 형성된 스토퍼부, 상기 스토퍼부의 상부에 위치되도록 상기 케이싱부에 기밀하게 삽입되되 내부에 상기 천공수 또는 그라우트가 통과되는 통로영역이 내부를 관통하게 형성된 이동부, 상기 이동부로부터 연장되되 상기 이동부가 상기 스토퍼부에 접촉되면 상기 바이트부의 하부면보다 더 하부로 돌출되는 푸쉬부를 포함하며,
   천공 시 상기 푸쉬부가 지반에 닿아 밀리면 상기 푸쉬부 및 상기 이동부가 상부로 이동되어 상기 이동부가 상기 스토퍼부로부터 이격되며, 상기 스토퍼부와 상기 이동부 사이의 공간을 통해 상기 천공수가 상기 바이트부의 방향으로 전달되고,
   그라우팅 시 상기 푸쉬부 및 상기 이동부가 자중에 의해 하부로 이동되어 상기 스토퍼부와 상기 이동부 사이의 공간이 밀폐되며, 상기 그라우트가 상기 케이싱부의 상기 복수의 측면홀 중 적어도 일부를 통해 외부로 전달되고,
   상기 복수의 측면홀은 제1 측면홀, 상기 제1 측면홀의 하부에 위치된 제2 측면홀, 및 상기 제2 측면홀의 하부에 위치되는 제3 측면홀을 포함하며,
   상기 단차홀은 제1 단차홀, 상기 제1 단차홀과 연통되도록 상기 제1 단차홀의 상부에 형성되고 상기 제1 단차홀의 폭보다 넓은 제2 단차홀, 및 상기 제2 단차홀과 연통되도록 상기 제2 단차홀의 상부에 형성되고 상기 제2 단차홀의 폭보다 넓은 제3 단차홀을 포함하며,
   상기 이동부는 상기 통로영역이 형성된 본체부, 상기 본체부의 하부에 위치되되 상기 이동부가 하부로 이동되면 상기 스토퍼부와 접촉되며 폭이 변동 가능한 밀폐부, 및 의도하는 상기 그라우트의 분사량에 따라 상기 밀폐부의 폭이 변동되도록 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 밀폐부가 상기 제1 단차홀의 폭보다 넓고 상기 제2 단차홀의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀, 상기 제2 측면홀 및 상기 제3 측면홀을 통해 지반으로 전달되며,
   상기 밀폐부가 상기 제2 단차홀의 폭보다 넓고 상기 제3 단차홀의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀 및 상기 제2 측면홀을 통해 지반으로 전달되며,
   상기 밀폐부가 상기 제3 단차홀의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 제어되면, 상기 이동부가 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 상기 그라우트는 상기 제1 측면홀을 통해 지반으로 전달되고,
   상기 밀폐부는, 외면을 구성하는 탄성체, 및 상기 탄성체의 내부에 위치되며 상기 제어부의 제어에 따라 상기 탄성체에 미는 방향으로 힘을 가하여 상기 밀폐부의 폭을 넓히거나 상기 탄성체를 당기는 방향으로 힘을 가하여 상기 밀폐부의 폭을 좁히는 복수의 실린더를 포함하며,
   상기 밀폐부는 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태의 테이퍼진 형상을 갖고,
   상기 제1 단차홀은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 형태의 테이퍼진 형상을 가지며,
   상기 제3 측면홀은 좌우 폭보다 상하방향 폭이 긴 장공 형상을 갖고,
   상기 제어부의 제어에 따라 제어되는 상기 밀폐부의 폭에 따라 상기 이동부와 상기 스토퍼부가 접촉된 경우 오픈되는 상기 제3 측면홀의 넓이가 달라지는 보링 그라우팅 장치.
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