KR102368274B1 - 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널을 굴착하는 과정에서 터널의 천장 부분을 비스듬히 천공한 후 그 천공한 천공홀에 그라우트재를 주입함으로써 굴착된 상태의 터널 천장 부분을 보강하기 위한 기술로서, 천공홀의 입구 부분을 막는 후단패커 부재가 외력(예: 천공홀 입구의 불규칙한 낙석이나 붕괴)으로부터 손상되지 않도록 하여 그 후단패커 부재가 원활하게 팽창할 수 있는 환경을 제공하는 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 천장의 천공홀에 그라우팅 장치가 삽입된 후 경화된 상태에서 터널의 굴착을 전방으로 진행하는 과정에서 그 그라우팅 장치의 후단부를 용이하게 제거할 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 제 1,2 에폭시 주입공 부재와 제 1,2 에폭시 주입홈 부재를 구비함에 따라 주입관 부재 내에서 제 1,2 에폭시 주입홈 부재를 기준으로 그라우트재의 역류를 차단함은 물론 주입관 부재와 가압영역 구획부재 간의 결합을 쉽게 수행할 수 있다는 장점이 있다.

Description

패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치 {grouting device with packer cover device}
본 발명은 터널 굴착 공사에서 터널의 천장 부분을 비스듬히 천공한 후 그 천공한 천공홀에 그라우트재를 주입함으로써 굴착된 상태의 터널 천장 부분을 보강하기 위한 기술이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 천공홀의 입구 부분을 막는 후단패커 부재가 외력(예: 천공홀 입구의 불규칙한 낙석이나 붕괴)으로부터 손상됨을 방지하여 그 후단패커 부재가 원활하게 팽창할 수 있는 환경을 제공하는 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 천장의 천공홀에 그라우팅 장치가 삽입된 후 경화된 상태에서 터널의 굴착을 전방으로 진행하는 과정에서 그 그라우팅 장치의 후단부를 용이하게 제거하는 기술에 관한 것이다.
[도 1]은 그라우팅 장치가 설치되기 전 터널 굴착 공사장의 단면 예시도이고, [도 2]는 [도 1]에서 천공홀이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
터널 굴착 공사에서는 천장 부분의 붕괴 방지를 위해 [도 1]에서와 같이 대략 6미터씩 전진하면서 각 구간마다 [도 2]에서와 같이 굴착 방향을 향해 상방향으로 경사지게 복수 개의 천공홀(10)을 형성한 후 그 천공홀(10)에 그라우팅 장치를 삽입하여 그라우트재를 주입 경화시킨다.
이때, [도 2] 상의 '천장 예정선'의 위쪽에 대응하는 지반(20)을 보강하여야만 터널 굴착을 연속적으로 진행해 나가는 과정에서 천장 부분이 붕괴됨을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 터널 내부의 구조적인 특성상 천공홀(10)을 '천장 예정선'의 위쪽 지반(20)에 형성하기 위해서는 [도 2]에서와 같이 비스듬히 형성할 수 밖에 없으므로 [도 2]에서와 같이 천공홀(10)의 후단부 소정 길이는 '천장 예정선'의 아래 쪽에 위치할 수 밖에 없다.
그 결과, 천공홀(10)에 삽입되는 그라우팅 장치와 그라우트재 중 '천장 예정선'의 아래 쪽에 대응하는 지반은 터널의 계속적인 굴착 과정에서 제거될 수 밖에 없다.
[도 2]는 단면을 나타낸 것으로서, 하나의 천공홀(10)만이 표시된 것이지만 [도 2] 상의 전방으로부터 후방까지 여러 개의 천공홀(10)을 형성한 후 각 천공홀(10)에 그라우팅 장치를 삽입하여 그라우트재를 주입하게 된다.
이어서, 그 주입된 그라우트재가 경화되면 [도 2] 상의 '천장 예정선' 아래 쪽에 대응하는 부분을 굴착하는 과정에서 그라우팅 장치의 후단부도 제거하여야 하는데, 그라우팅 장치의 구성인 강관을 잘라내는 과정에서 시간(예: 구간마다 대략 6시간) 소요가 너무 많다는 문제가 있다.
한편, 그라우팅 장치의 후단부에 위치하는 패커 부재는 천공홀(10)의 입구 부분으로부터 인접 배치된다.
이때, 그라우팅 장치가 천공홀(10)에 진입하는 과정에서 그 패커 부재가 찢어지거나 그라우트재를 주입하기도 전에 천공홀(10)의 입구 부분이 붕괴되는 등 여러 가지 상황이 발생할 수 있다.
이 경우 그 패커 부재가 제대로 팽창하여야 할 때 팽창하지 못하여 이후 해당 천공홀(10)에 대해 그라우트재를 주입하는 과정이 원활하게 이루어지지 못한다는 문제도 있다.
그에 따라, 그라우팅 장치의 후단부에 위치하는 후단패커 부재가 망가지지 않는 상태를 유지하면서 제대로 팽창 기능을 수행할 수 있도록 구성함과 아울러 천공홀의 천장예정선 아래 쪽을 제거하는 과정에서 그라우팅 장치의 후단부가 쉽게 잘려 나가도록 구성함으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술 구현이 요구된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 천공홀에 그라우팅 장치가 진입하는 과정에서 후단패커 부재가 손상되지 않는 상태로 안정적인 팽창이 가능하게 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 천공홀의 천자예정선 아래 쪽을 제거하는 과정에서 그라우팅 장치의 후단부가 쉽게 제거될 수 있도록 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치는 상방향으로 비스듬히 천공되는 천공홀에 대해 그 천공홀에 삽입되는 그라우팅 장치의 후단부에 위치하는 소정 길이의 속이 빈 파이프 부재(110); 파이프 부재의 외표면에 끼워져 배치되고 자신의 내측에 대한 그라우트재의 충진에 따라 팽창하는 후단패커 부재(120); 후단패커 부재에 인접하는 파이프 부재에 하나이상 끼워져 배치되고 파이프 부재의 단면 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태로 후단패커 부재의 외표면을 외부와 차단시키며 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 외향하여 펼쳐지는 확장지지 부재(130); 후단패커 부재에 연통 연결됨에 따라 후단패커 부재에 대한 그라우트재의 주입을 인터페이스하는 호스 형태의 후단패커 주입부재(140); 천공홀에 삽입되도록 길게 형성되며 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 자신 몸체의 내외부를 관통하는 복수 개의 가압공(151, 151')이 형성되며 자신의 후단부가 파이프 부재의 선단부에 연통 연결되는 주입관 부재(150); 주입관 부재에 인접하는 파이프 부재의 선단부에 끼움 결합으로 고정되는 선단지지 부재(160); 선단지지 부재에 대향하는 파이프 부재의 후단부에 끼움 결합으로 고정되는 후단지지 부재(170); 선단지지 부재와 인접하는 파이프 부재의 선단부와 주입관 부재를 니플 형태로 연통 연결시키는 니플 연결 부재(180); 주입관 부재의 내측에 삽입되어 주입관 부재의 내벽에 맞물리는 제 1 영역부재(211)와, 주입관 부재의 길이 방향을 따라 제 1 영역부재와 이격되어 연결된 상태로 주입관 부재의 내벽에 맞물리는 제 2 영역부재(212)와, 제 1,2 영역부재를 상호 연결하되 가압공과 연통하는 공간(이하, '구획 공간'이라 함)을 주입관 부재와의 사이에 형성하는 제 3 영역부재(213)로 이루어지는 가압영역 구획부재(210); 파이프 부재에 연통 연결된 상태로 가압영역 구획부재를 관통하여 주입관 부재에 삽입되며 주입관 부재의 내부와 구획 공간에 그라우트재를 주입하는 주입관 주입 부재(220);를 포함하여 구성된다.
여기서, 확장지지 부재(130)는, 납작한 플레이트 형태로 이루어지고 파이프 부재에 의해 관통되어 파이프 부재에 대해 세워져 배치되는 베이스 지지부재(131); 베이스 지지부재의 일면 가장자리에 자신의 일단부가 베이스 지지부재에 대해 폴딩 및 확장이 가능하게 연결되되 베이스 지지부재의 테두리를 따라 복수 개가 연접하여 배치되며 베이스 지지부재를 기준으로 폴딩된 경우 후단패커 부재의 외부 노출이 차단되도록 후단패커 부재의 외부를 감싸는 형태로 배치되는 확장형 날개부재(132);를 구비할 수 있다.
그리고, 확장지지 부재(130)는, 후단지지 부재와 후단패커 부재 사이, 후단패커 부재와 선단지지 부재 사이에 각각 상호 마주하여 배치되고 후단패커 부재의 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태를 유지하다가 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 각각 그 폴딩된 상태를 확장하도록 구성될 수 있다.
또한, 제 3 영역부재(213)는 구획 공간에 대응하여 그 단면의 외곽테두리가 제 1 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리와 제 2 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
한편, 제 1 영역부재(211)는, 주입관 부재의 내벽과 인접하는 자신의 외표면 중 자신의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성되는 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a);를 구비할 수 있다.
이때, 제 2 영역부재(212)는, 주입관 부재의 내벽과 인접하는 자신의 외표면 중 자신의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성되는 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a);를 구비할 수 있다.
그리고, 주입관 부재(150)는, 제 1 에폭시 주입홈 부재에 대응하는 위치에서 제 1 에폭시 주입홈 부재에 연통하는 제 1 에폭시 주입공 부재(152); 제 2 에폭시 주입홈 부재에 대응하는 위치에서 제 2 에폭시 주입홈 부재에 연통하는 제 2 에폭시 주입공 부재(153);를 구비할 수 있다.
또한, 여기서 본 발명은 제 1 에폭시 주입홈 부재, 제 1 에폭시 주입공 부재, 제 1 에폭시 주입홈 부재와 제 1 에폭시 주입공 부재 사이의 공간을 잇는 형태로 경화된 제 1 역류차단 에폭시 부재(281); 제 2 에폭시 주입홈 부재, 제 2 에폭시 주입공 부재, 제 2 에폭시 주입홈 부재와 제 2 에폭시 주입공 부재 사이의 공간을 잇는 형태로 경화된 제 2 역류차단 에폭시 부재(282);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
다른 한편, 본 발명에 따른 그라우팅 장치를 위한 패커보호 장치는 상방향으로 비스듬히 천공되는 천공홀에 대해 그 천공홀에 삽입되는 그라우팅 장치의 후단부에 위치하는 소정 길이의 속이 빈 파이프 부재(110); 파이프 부재의 외표면에 끼워져 배치되고 자신의 내측에 대한 그라우트재의 충진에 따라 팽창하는 후단패커 부재(120); 후단패커 부재에 인접하는 파이프 부재에 하나이상 끼워져 배치되고 파이프 부재의 단면 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태로 후단패커 부재의 외표면을 외부와 차단시키며 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 외향하여 펼쳐지는 확장지지 부재(130); 후단패커 부재에 연통 연결됨에 따라 후단패커 부재에 대한 그라우트재의 주입을 인터페이스하는 호스 형태의 후단패커 주입부재(140); 그라우팅 장치에 인접하는 파이프 부재의 선단부에 끼움 결합으로 고정되는 선단지지 부재(160); 선단지지 부재에 대향하는 파이프 부재의 후단부에 끼움 결합으로 고정되는 후단지지 부재(170); 선단지지 부재와 인접하는 파이프 부재의 선단부와 그라우팅 장치를 니플 형태로 연통 연결시키는 니플 연결 부재(180);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 확장지지 부재(130)는, 납작한 플레이트 형태로 이루어지고 파이프 부재에 의해 관통되어 파이프 부재에 대해 세워져 배치되는 베이스 지지부재(131); 베이스 지지부재의 일면 가장자리에 자신의 일단부가 베이스 지지부재에 대해 폴딩 및 확장이 가능하게 연결되되 베이스 지지부재의 테두리를 따라 복수 개가 연접하여 배치되며 베이스 지지부재를 기준으로 폴딩된 경우 후단패커 부재의 외부 노출이 차단되도록 후단패커 부재의 외부를 감싸는 형태로 배치되는 확장형 날개부재(132);를 구비할 수 있다.
그리고, 확장지지 부재(130)는, 후단지지 부재와 후단패커 부재 사이, 후단패커 부재와 선단지지 부재 사이에 각각 상호 마주하여 배치되고 후단패커 부재의 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태를 유지하다가 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 각각 그 폴딩된 상태를 확장하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 후단패커 부재, 확장지지 부재, 선단지지 부재, 후단지지 부재를 구비함에 따라 천공홀에 그라우팅 장치가 진입하는 과정에서 후단패커 부재가 손상되지 않는 상태로 안정적인 팽창이 가능케 하는 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명은 파이프 부재와 주입관 부재를 연결하는 부분에 니플 연결 부재를 구비함에 따라 천공홀의 천장예정선 아래 쪽을 제거하는 과정에서 그라우팅 장치의 후단부가 용이하게 제거될 수 있도록 하는 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명은 후단패커 부재, 확장지지 부재, 선단지지 부재, 후단지지 부재를 구비함에 따라 천공홀 내에서 그라우팅 장치의 안정적인 센터링이 가능하다는 장점도 나타낸다.
또한, 본 발명은 제 1,2 에폭시 주입공 부재와 제 1,2 에폭시 주입홈 부재를 구비함에 따라 주입관 부재 내에서 제 1,2 에폭시 주입홈 부재를 기준으로 그라우트재의 역류를 차단함은 물론 주입관 부재와 가압영역 구획부재 간의 결합을 쉽게 수행할 수 있다는 장점도 나타낸다.
[도 1]은 그라우팅 장치가 설치되기 전 터널 굴착 공사장의 단면 예시도,
[도 2]는 [도 1]에서 천공홀이 형성된 상태를 나타낸 도면,
[도 3]은 본 발명에 따른 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치 및 이를 위한 패커보호 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 예시도,
[도 4]는 [도 3]에서 각 패커 부재가 팽창된 상태를 도시한 도면,
[도 5]는 [도 3]에서 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 6]은 [도 4]에서 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 7]은 [도 5]에서의 확장지지 부재를 발췌한 후 외측 날개부재를 제거한 상태를 확대 도시한 도면,
[도 8]은 [도 6]에서의 확장지지 부재를 발췌한 후 외측 날개부재를 제거한 상태를 확대 도시한 도면,
[도 9]는 [도 6]에서의 확장지지 부재를 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 10]은 [도 3]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 11]은 [도 4]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[도 3]은 본 발명에 따른 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치 및 이를 위한 패커보호 장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 예시도이고, [도 4]는 [도 3]에서 각 패커 부재가 팽창된 상태를 도시한 도면이고, [도 5]는 [도 3]에서 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 6]은 [도 4]에서 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 7]은 [도 5]에서의 확장지지 부재를 발췌한 후 외측 날개부재를 제거한 상태를 확대 도시한 도면이고, [도 8]은 [도 6]에서의 확장지지 부재를 발췌한 후 외측 날개부재를 제거한 상태를 확대 도시한 도면이고, [도 9]는 [도 6]에서의 확장지지 부재를 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 10]은 [도 3]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 11]은 [도 4]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이다.
[도 3] 내지 [도 11]을 참조하면, 본 발명에 따른 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치는 파이프 부재(110), 후단패커 부재(120), 확장지지 부재(130), 후단패커 주입부재(140), 주입관 부재(150), 선단지지 부재(160), 후단지지 부재(170), 니플 연결 부재(180), 가압영역 구획부재(210), 주입관 주입 부재(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
파이프 부재(110)는 속이 빈 형태로 이루어질 수 있고 [도 2]에서와 같이 상방향으로 비스듬히 천공되는 천공홀(10)에 삽입되는 그라우팅 장치의 후단부에 연결될 수 있다.
그 파이프 부재(110)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 속이 빈 형태로 이루어질 수 있고 바람직하게는 니플 연결 부재(180)를 통해 주입관 주입 부재(220)와 연통 연결될 수 있다.
그 결과, 외부로부터 파이프 부재(110)에 주입되는 그라우트재는 니플 연결 부재(180)를 경유하여 주입관 주입 부재(220)로 전달될 수 있다.
후단패커 부재(120)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 파이프 부재(110)의 외표면에 끼워져 배치될 수 있고 자신의 내측에 대한 그라우트재의 충진에 따라 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 팽창될 수 있다.
이처럼, [도 4]와 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)가 팽창함에 따라 그 외표면이 천공홀(10)의 내벽에 맞닿게 되고 그 후단패커 부재(120) 내의 그라우트재가 경화되면 그대로 후단패커 부재(120)는 천공홀(10)의 내벽에 맞물린 상태가 될 수 있다.
이때, 확장지지 부재(130)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)에 인접하는 파이프 부재(110)에 하나 이상 끼워진 상태로 배치될 수 있다.
그리고, 확장지지 부재(130)는 파이프 부재(110)의 단면 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태로 후단패커 부재(120)의 외표면을 외부와 차단시키며 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)의 팽창에 연동하여 외향하여 펼쳐질 수 있다.
이처럼, 후단패커 부재(120)의 팽창에 의해 펼쳐진 확장지지 부재(130)는 후단패커 부재(120)의 팽창하는 힘에 의해 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 펼쳐된 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.
또한, [도 7] 내지 [도 9]를 참조하면, 확장지지 부재(130)는 베이스 지지부재(131)와 확장형 날개부재(132)를 구비할 수 있다.
베이스 지지부재(131)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 바람직하게는 원반형의 납작한 플레이트 형태로 이루어질 수 있다.
그리고, 베이스 지지부재(131)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 중앙부에 파이프 부재(110)가 통과하는 관통홀(131a)을 구비할 수 있다.
그 결과, 베이스 지지부재(131)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 파이프 부재(110)에 의해 관통되어 [도 3] 내지 [도 9]에서와 같이 파이프 부재(110)에 대해 세워져 배치될 수 있다.
확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)의 일면 가장자리에 자신의 일단부가 베이스 지지부재(131)에 대해 폴딩 및 확장이 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)의 테두리를 따라 복수 개가 상호 연접하여 배치될 수도 있다.
그 결과, 확장형 날개부재(132)가 베이스 지지부재(131)를 기준으로 [도 7]에서와 같이 폴딩된 상태에서는 그 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 이루는 외경 부분이 베이스 지지부재(131)의 외곽테두리보다 안쪽에 위치할 수 있다.
그리고, 확장형 날개부재(132)가 [도 8]과 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장된 상태에서는 그 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 이루는 외경 부분이 베이스 지지부재(131)의 외곽테두리보다 바깥쪽에 위치할 수 있게 된다.
즉, 확장형 날개부재(132)가 [도 7]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 폴딩된 상태에서는 그라우팅 장치가 [도 2]의 천공홀(10) 내측으로 슬라이딩 진입할 때 후단패커 부재(120)를 완전히 감싸는 형태를 유지할 수 있다.
이처럼, [도 7]에서와 같은 확장형 날개부재(132)의 폴딩 결과, 외력(예: 천공홀 입구 부분의 붕괴나 천공홀 내벽의 날카로운 물질)으로부터 그 후단패커 부재(120)를 온전히 보호할 수 있게 된다.
실제로 [도 2]에서와 같이 천공홀(10)을 비스듬이 만들어 놓은 상태에서는 불특정 구조의 지반(20) 특성상 천공홀(10) 내벽에 날카로운 돌뿌리나 해당 위치의 국소 부분 붕괴 등이 빈번하게 발생할 수 있다.
이와 같은 상황에서 확장지지 부재(130)는 후단패커 부재(120)가 제대로 동작할 수 있도록 그 후단패커 부재(120)를 보호하는데, 자연적인 상태에서는 [도 7]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 폴딩된 상태를 유지하도록 구성됨이 바람직하다.
그 결과, 그라우팅 장치가 천공홀(10)의 내측으로 진입하는 과정에서는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 그 확장형 날개부재(132)가 후단패커 부재(120)를 감싸게 되므로 결국 후단패커 부재(120)가 천공홀(10)의 입구 부분에서 망가지는 것이 보호될 수 있다.
즉, [도 3]과 [도 5]에서와 같이 확장지지 부재(130)가 상호 마주하는 형태로 복수 개 배치되는 경우, 바람직하게는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 각 확장형 날개부재(132)의 폴딩된 각 선단부가 서로 맞닿도록 배치됨에 따라 [도 3]과 [도 5] 상의 후단패커 부재(120)는 그 외부 노출이 차단될 수 있다.
이를 위해, 각각의 확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6] 및 [도 9]에서와 같이 복수 개의 내측 날개부재(132a)와 복수 개의 외측 날개부재(132b)로 이루어질 수도 있다.
[도 3] 내지 [도 9]를 참조하면, 각 외측 날개부재(132b)는 그 일단부가 각 내측 날개부재(132a)의 선단부에 연결됨에 따라 [도 8]과 [도 9]에서와 같이 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 구현될 수 있다.
그리고, [도 8]과 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 확장된 상태에서는 천공홀(10)에 대한 동시다단 그라우팅 작업시 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 그라우팅 장치의 후단부인 패커보호 장치가 해당 위치의 천공홀(10)에 고정된 상태를 효과적으로 유지할 수 있다.
한편, 확장지지 부재(130)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단지지 부재(170)와 후단패커 부재(120) 사이, 후단패커 부재(120)와 선단지지 부재(160) 사이에 각각 상호 마주하여 배치될 수 있다.
또한, 각각의 확장지지 부재(130)는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 후단패커 부재(120)의 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태를 유지하다가 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 그라우트재가 채워지는 후단패커 부재(120)의 팽창에 연동하여 각각 그 폴딩된 상태를 확장하도록 구성될 수 있다.
후단패커 주입부재(140)는 바람직하게는 호스 형태로 이루어질 수 있고 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)에 연통 연결될 수 있다. 그 결과, 후단패커 주입부재(140)는 예컨대 외부의 주입펌프 부재로부터 주입되는 그라우트재를 후단패커 부재(120)의 내측까지 전달한다.
주입관 부재(150)는 바람직하게는 속이 빈 파이프 형태로 이루어져 [도 3] 내지 [도 4] 및 [도 10] 내지 [도 11]에서와 같이 천공홀(10)에 삽입되도록 길게 형성될 수 있다.
그리고, 주입관 부재(150)는 자신 몸체의 내외부를 관통하는 복수 개의 가압공(151, 151')이 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 형성될 수 있다.
그리고, 주입관 부재(150)는 자신의 후단부가 니플 연결 부재(180)를 통해 파이프 부재(110)의 선단부에 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 연통 연결될 수 있다.
여기서, 가압공(151, 151')은 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 가압영역 구획부재(210)에 의한 구획 공간(G)에 대응하는 위치의 주입관 부재(150)에 형성된 홀(hole)로서 구획 공간(G) 내의 그라우트재를 주입관 부재(150)의 바깥쪽으로 뿜어내는 통로 역할을 한다.
한편, 주입관 부재(150)는 [도 3]과 [도 4]에서와 같이 속이 빈 파이프 형태로 길게 형성될 수 있다.
그리고, 주입관 부재(150)는 외부로부터 자신의 몸체 내부로 주입되는 그라우트재를 자신의 외부인 천공홀(10)의 내부에 토출할 수 있도록 자신의 길이 방향을 따라 다수의 토출공이 형성될 수 있다.
또한, [도 3]과 [도 4]에 도시된 천공홀(10)과 주입관 부재(150)는 하나의 가압영역 구획부재(210)를 기준으로 발췌한 것으로서 실제로는 주입관 부재(150)의 길이방향을 따라 그 양단이 충분히 더 길게 형성될 수 있다.
물론, 주입관 부재(150)가 [도 3]과 [도 4]의 양단으로 더 확장 된다면 그 주입관 부재(150)의 길이방향을 따라 바람직하게는 가압영역 구획부재(210)가 복수 개 배치될 수 있다.
다른 한편, 주입관 부재(150)는 바람직하게는 합성수지재(예: PVC, PP, PE 등)로 구성될 수 있지만 가장 바람직하게는 강관으로서의 금속 재질로 구성될 수 있다.
다른 한편, 주입관 부재(150)는 [도 10]에서와 같이 하나 이상의 제 1 에폭시 주입공 부재(152, 152')와 하나 이상의 제 2 에폭시 주입공 부재(153, 153')를 구비할 수도 있다.
제 1 에폭시 주입공 부재(152, 152')는 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)에 대응하는 주입관 부재(150)의 내외부를 [도 10]에서와 같이 하나이상 관통함에 따라 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)에 연통될 수 있다.
제 2 에폭시 주입공 부재(153, 153')는 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)에 대응하는 주입관 부재(150)의 내외부를 [도 10]에서와 같이 하나이상 관통함에 따라 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)에 연통될 수 있다.
선단지지 부재(160)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 주입관 부재(150)에 인접하는 파이프 부재(110)의 선단부에 예컨대 나사 결합으로 끼워져 고정될 수 있다.
그리고, 선단지지 부재(160)는 후단패커 부재(120)가 팽창됨에 따라 그 팽창 압력이 천공홀(10)의 안쪽으로 확장지지 부재(130)를 가압할 때 그 확장지지 부재(130)가 천공홀(10)의 안쪽으로 밀리지 않도록 지지한다.
후단지지 부재(170)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 선단지지 부재(160)에 대향하는 파이프 부재(110)의 후단부에 예컨대 나사 결합으로 끼워져 고정될 수 있다.
니플 연결 부재(180)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 선단지지 부재(160)와 인접하는 파이프 부재(110)의 선단부와 주입관 부재(150)를 니플 형태로 연통 연결시킨다.
여기서, 니플 연결 부재(180)는 파이프 부재(110)의 선단부와 예컨대 나사 결합으로 고정될 수 있으며, 주입관 부재(150)의 후단부와도 나사 결합으로 고정될 수도 있으며 바람직하게는 용접으로 연결될 수도 있다.
이처럼, 니플 연결 부재(180)를 통해 파이프 부재(110)의 선단부와 주입관 부재(150)의 후단부가 상호 연결됨에 따라 이후 [도 2] 상의 '천장 예정선' 아래 쪽을 제거하는 터널 굴착 공사시 그 니플 연결 부재(180)를 중심으로 그라우팅 장치의 아래 부분이 쉽게 떨어져 나갈 수 있다.
가압영역 구획부재(210)는 [도 3] 내지 [도 4] 및 [도 10] 내지 [도 11]에서와 같이 주입관 부재(150)의 길이 방향을 따라 복수 개가 상호 이격된 상태로 주입관 부재(150)의 내측에 배치될 수 있다.
이를 통해, 주입관 부재(150)의 내부를 주입관 부재(150)의 길이 방향을 따라 다단으로 구획하게 된다.
이를 위해, 가압영역 구획부재(210)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 제 1 영역부재(211), 제 2 영역부재(212), 제 3 영역부재(213)로 서로 구획되어 이루어질 수 있다.
이때, 제 1 영역부재(211)와 제 2 영역부재(212)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 상호 대칭적으로 이루어질 수 있다.
제 1 영역부재(211)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 가압영역 구획부재(210) 중에서 주입관 부재(150)의 내측에 삽입된 후 구획패커 부재(190)에 인접하는 주입관 부재(150)의 내벽에 맞물리는 부분을 나타낸다.
제 2 영역부재(212)는 가압영역 구획부재(210) 중에서 [도 10]과 [도 11]에서의 제 1 영역부재(211)와 같이 주입관 부재(150)의 내측에 삽입된 후 그 주입관 부재(150)의 내벽에 맞물리는 부분을 나타낸다.
그리고, 제 1 영역부재(211)와 제 2 영역부재(212)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 주입관 부재(150)의 길이 방향을 따라 이격되게 나란히 배치된 상태로 그 주입관 부재(150)의 내벽에 근접되게 형성될 수 있다.
여기서, 제 1 영역부재(211)는 [도 10]에서와 같이 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)를 구비하고, 제 2 영역부재(212)는 [도 10]에서와 같이 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)를 구비할 수 있다.
제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)는 주입관 부재(150)의 내벽과 인접하는 제 1 영역부재(211)의 외표면 중 [도 10]에서와 같이 제 1 영역부재(211)의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성될 수 있다.
이때, 주입관 부재(150)에 형성된 제 1 에폭시 주입공 부재(152,152')를 통해 외부로부터 주입되는 에폭시 폼이 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)에 채워짐에 따라 [도 11]에서와 같은 구조를 형성할 수 있다.
제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)는 주입관 부재(150)의 내벽과 인접하는 제 2 영역부재(212)의 외표면 중 [도 10]에서와 같이 제 2 영역부재(212)의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성될 수 있다.
여기서도, 주입관 부재(150)에 형성된 제 2 에폭시 주입공 부재(153,153')를 통해 외부로부터 주입되는 에폭시 폼이 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)에 채워짐에 따라 [도 11]에서와 같은 구조를 형성할 수 있다.
제 3 영역부재(213)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 제 1 영역부재(211)와 제 2 영역부재(212)를 상호 연결하되 구획 공간(G)를 형성한다. 여기서, 구획 공간(G)은 주입관 부재(150)의 가압공(151, 151')과 연통하는 공간으로서 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 제 1 영역부재(211)와 제 2 영역부재(212)가 상호 마주하는 빈 공간을 나타낸다.
그 결과, 주입관 주입 부재(150)에 형성된 분사공으로부터 분출되는 그라우트재는 제 3 영역부재(213)의 연통공(213a)을 경유한 후 [도 10]과 [도 11] 상의 구획 공간(G)에 채워진다.
이어서, 그 구획 공간(G)에 채워지는 그라우트재는 그 구획 공간(G) 내의 증가하는 압력에 의해 주입관 부재(150)의 가압공(151)을 통해 천공홀(10)의 내부로 주입될 수 있다.
여기서, 가압영역 구획부재(210)에 [도 10]과 [도 11] 상의 구획 공간(G)이 형성될 수 있도록 제 3 영역부재(213)는 바람직하게는 그 단면의 외곽테두리가 그 구획 공간(G)에 대응하여 제 1 영역부재(211)의 단면이 이루는 외곽테두리와 제 2 영역부재(212)의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 함몰 형성될 수 있다.
그 결과, [도 10]과 [도 11]에서와 같이 가압영역 구획부재(210)의 구획 공간(G)과 주입관 부재(150)의 가압공(151)이 상호 연계하도록 구성됨으로써, 가압영역 구획부재(210)의 구획 공간(G)과 주입관 부재(150)의 가압공(151)을 통해 천공홀(10) 방향으로 토출되는 그라우트재가 반대 방향으로 역류됨이 방지되는 소위 체크밸브의 기능도 담당한다.
주입관 주입 부재(220)는 [도 3] 내지 [도 4] 및 [도 10] 내지 [도 11]에서와 같이 가압영역 구획부재(210)를 관통하는 상태로 주입관 부재(150) 내에 삽입되어 주입관 부재(150) 내에 그라우트재를 주입한다.
다른 한편, [도 3] 내지 [도 11]을 참조하면, 본 발명에 따른 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치는 복수 개의 오링 부재(261,262), 제 1 역류차단 에폭시 부재(281), 제 2 역류차단 에폭시 부재(282)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
[도 10]과 [도 11]에서와 같이 주입관 주입 부재(220)의 외표면과 가압영역 구획부재(210) 중 제 1 영역부재(211)과 마주하는 제 1 영역부재(211)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(261)는 주입관 주입 부재(220)의 외표면과 제 1 영역부재(211)의 내벽 사이를 차단한다.
[도 10]과 [도 11]에서와 같이 주입관 주입 부재(220)의 외표면과 가압영역 구획부재(210) 중 제 2 영역부재(212)과 마주하는 제 2 영역부재(212)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(262)는 주입관 주입 부재(220)의 외표면과 제 2 영역부재(212)의 내벽 사이를 차단한다.
이처럼, 주입관 주입 부재(220)의 외표면과 가압영역 구획부재(210)가 맞닿는 부분에 각각의 오링 부재(261, 262)를 구비함에 따라 주입관 주입 부재(220)로부터 구획 공간(G)의 내측에 주입되는 그라우트재의 압력이 주입관 부재(150)의 길이방향을 따라 형성된 주입관 부재(150)의 다수 개 가압공(151, 151')을 통해 균일하게 가해질 수 있다.
제 1 역류차단 에폭시 부재(281)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 제 1 영역부재(211)에서 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a), 제 1 에폭시 주입공 부재(152), 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)와 제 1 에폭시 주입공 부재(152) 사이의 공간을 잇는 형태로 경화될 수 있다.
즉, 주입관 부재(150)의 외부에서 제 1 에폭시 주입공 부재(152)를 통해 에폭시 폼이 주입되면 그 주입 압력에 의해 그 에폭시 폼은 [도 11]에서와 같이 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a), 제 1 에폭시 주입공 부재(152), 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a)와 제 1 에폭시 주입공 부재(152) 사이의 공간을 잇는 형태로 채워질 수 있다.
이렇게 [도 11]에서와 같이 채워진 에폭시 폼은 시간이 지남에 따라 경화되어 주입관 부재(150) 내측의 그라우트재가 제 1 영역부재(211)의 기준으로 역류됨 없이 구획될 수 있다.
제 2 역류차단 에폭시 부재(282)는 [도 10]과 [도 11]에서와 같이 제 2 영역부재(212)에서 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a), 제 2 에폭시 주입공 부재(153), 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)와 제 2 에폭시 주입공 부재(153) 사이의 공간을 잇는 형태로 경화될 수 있다.
즉, 주입관 부재(150)의 외부에서 제 2 에폭시 주입공 부재(153)를 통해 에폭시 폼이 주입되면 그 주입 압력에 의해 그 에폭시 폼은 [도 11]에서와 같이 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a), 제 2 에폭시 주입공 부재(153), 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a)와 제 2 에폭시 주입공 부재(153) 사이의 공간을 잇는 형태로 채워질 수 있다.
이렇게 [도 11]에서와 같이 채워진 에폭시 폼은 시간이 지남에 따라 경화되어 주입관 부재(150) 내측의 그라우트재가 제 2 영역부재(212)의 기준으로 역류됨 없이 구획될 수 있다.
다른 한편, [도 3] 내지 [도 6]을 참조하면, 본 발명에 따른 그라우팅 장치를 위한 패커보호 장치는 파이프 부재(110), 후단패커 부재(120), 확장지지 부재(130), 후단패커 주입부재(140), 선단지지 부재(160), 후단지지 부재(170), 니플 연결 부재(180)를 포함하여 구성될 수 있다.
파이프 부재(110)는 속이 빈 형태로 이루어질 수 있고 [도 2]에서와 같이 상방향으로 비스듬히 천공되는 천공홀(10)에 대해 그 천공홀(10)에 삽입되는 그라우팅 장치의 후단부에 연결될 수 있다.
그 파이프 부재(110)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 속이 빈 형태로 이루어질 수 있고 바람직하게는 니플 연결 부재(180)를 통해 주입관 주입 부재(220)와 연결될 수 있다.
그 결과, 외부로부터 파이프 부재(110)에 주입되는 그라우트재는 니플 연결 부재(18)를 경유하여 주입관 주입 부재(220)로 전달될 수 있다.
후단패커 부재(120)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 파이프 부재(110)의 외표면에 끼워져 배치될 수 있고 자신의 내측에 대한 그라우트재의 충진에 따라 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 팽창될 수 있다.
이처럼, [도 4]와 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)가 팽창함에 따라 그 외표면이 천공홀(10)의 내벽에 맞닿게 되고 그 후단패커 부재(120) 내의 그라우트재가 경화되면 그대로 후단패커 부재(120)는 천공홀(10)의 내벽에 맞물린 상태가 될 수 있다.
이때, 확장지지 부재(130)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)에 인접하는 파이프 부재에 하나 이상 끼워진 상태로 배치될 수 있다.
그리고, 확장지지 부재(130)는 파이프 부재(110)의 단면 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태로 후단패커 부재(120)의 외표면을 외부와 차단시키며 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)의 팽창에 연동하여 외향하여 펼쳐질 수 있다.
이처럼, 후단패커 부재(120)의 팽창에 의해 펼쳐진 확장지지 부재(130)는 후단패커 부재(120)의 팽창하는 힘에 의해 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 펼쳐된 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.
또한, [도 7] 내지 [도 9]를 참조하면, 확장지지 부재(130)는 베이스 지지부재(131)와 확장형 날개부재(132)를 구비할 수 있다.
베이스 지지부재(131)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 바람직하게는 원반형의 납작한 플레이트 형태로 이루어질 수 있다.
그리고, 베이스 지지부재(131)는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 중앙부에 파이프 부재(110)가 통과하는 관통홀(131a)을 구비할 수 있다.
그 결과, 베이스 지지부재(131)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 파이프 부재(110)에 의해 관통되어 [도 3] 내지 [도 9]에서와 같이 파이프 부재(110)에 대해 세워져 배치될 수 있다.
확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)의 일면 가장자리에 자신의 일단부가 베이스 지지부재(131)에 대해 폴딩 및 확장이 가능하게 연결될 수 있다.
그리고, 확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 7] 내지 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)의 테두리를 따라 복수 개가 상호 연접하여 배치될 수도 있다.
그 결과, 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 [도 7]에서와 같이 폴딩된 상태에서는 그 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 이루는 외경 부분이 베이스 지지부재(131)의 외곽테두리보다 안쪽에 위치할 수 있다.
그리고, 확장형 날개부재(132)가 [도 8]과 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장된 상태에서는 그 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 이루는 외경 부분이 베이스 지지부재(131)의 외곽테두리보다 바깥쪽에 위치할 수 있게 된다.
즉, [도 7]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 폴딩된 상태에서는 그라우팅 장치가 [도 2]의 천공홀(10) 내측으로 슬라이딩 진입할 때 후단패커 부재(120)를 완전히 감싸는 형태를 유지할 수 있다.
이처럼, [도 7]에서와 같은 확장형 날개부재(132)의 폴딩 결과, 외력(예: 천공홀 입구 부분의 붕괴나 천공홀 내벽의 날카로운 물질)으로부터 그 후단패커 부재(120)를 온전히 보호할 수 있게 된다.
실제로 [도 2]에서와 같이 천공홀(10)을 비스듬이 만들어 놓은 상태에서는 불특정한 구조의 지반(20) 특성상 천공홀(10) 내벽에 날카로운 돌뿌리나 해당 위치의 국소 부분 붕괴 등이 빈번하게 발생할 수 있다.
이와 같은 상황에서 확장지지 부재(130)는 후단패커 부재(120)가 제대로 동작할 수 있도록 그 후단패커 부재(120)를 보호하는데, 자연적인 상태에서는 [도 7]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 폴딩된 상태를 유지하도록 구성됨이 바람직하다.
그 결과, 그라우팅 장치가 천공홀(10)의 내측으로 진입하는 과정에서는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 그 확장형 날개부재(132)가 후단패커 부재(120)를 감싸게 되므로 결국 후단패커 부재(120)가 천공홀(10)의 입구 부분에서 망가지는 것이 보호될 수 있다.
즉, [도 3]과 [도 5]에서와 같이 확장지지 부재(130)가 상호 마주하는 형태로 복수 개 배치되는 경우, 바람직하게는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 각 확장형 날개부재(132)의 폴딩된 각 선단부가 서로 맞닿도록 배치됨에 따라 [도 3]과 [도 5] 상의 후단패커 부재(120)가 외부 노출이 차단될 수 있다.
이를 위해, 각각의 확장형 날개부재(132)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6] 및 [도 9]에서와 같이 복수 개의 내측 날개부재(132a)와 복수 개의 외측 날개부재(132b)로 이루어질 수도 있다.
[도 3] 내지 [도 9]를 참조하면, 각 외측 날개부재(132b)는 그 일단부가 각 내측 날개부재(132a)의 선단부에 연결됨에 따라 [도 8]과 [도 9]에서와 같이 복수 개의 확장형 날개부재(132)가 구현될 수 있다.
그리고, [도 8]과 [도 9]에서와 같이 베이스 지지부재(131)를 기준으로 확장형 날개부재(132)가 확장된 상태에서는 천공홀(10)에 대한 동시다단 그라우팅 작업시 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 그라우팅 장치의 후단부인 패커보호 장치가 해당 위치의 천공홀(10)에 고정된 상태를 효과적으로 유지할 수 있다.
한편, 확장지지 부재(130)는 바람직하게는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단지지 부재(170)와 후단패커 부재(120) 사이, 후단패커 부재(120)와 선단지지 부재(160) 사이에 각각 상호 마주하여 배치될 수 있다.
또한, 각각의 확장지지 부재(130)는 [도 3]과 [도 5]에서와 같이 후단패커 부재(120)의 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태를 유지하다가 [도 4]와 [도 6]에서와 같이 그라우트재가 채워지는 후단패커 부재(120)의 팽창에 연동하여 각각 그 폴딩된 상태를 확장하도록 구성될 수 있다.
후단패커 주입부재(140)는 바람직하게는 호스 형태로 이루어질 수 있고 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 후단패커 부재(120)에 연통 연결될 수 있다. 그 결과, 후단패커 주입부재(140)는 예컨대 외부의 주입펌프 부재로부터 주입되는 그라우트재를 후단패커 부재(120)의 내측까지 전달한다.
선단지지 부재(160)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 주입관 부재(150)에 인접하는 파이프 부재(110)의 선단부에 예컨대 나사 결합으로 끼워져 고정될 수 있다.
그리고, 선단지지 부재(160)는 후단패커 부재(120)가 팽창됨에 따라 그 팽창 압력이 천공홀(10)의 안쪽으로 확장지지 부재(130)를 가압할 때 그 확장지지 부재(130)가 천공홀(10)의 안쪽으로 밀리지 않도록 지지한다.
후단지지 부재(170)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 선단지지 부재(160)에 대향하는 파이프 부재(110)의 후단부에 예컨대 나사 결합으로 끼워져 고정될 수 있다.
니플 연결 부재(180)는 [도 3] 내지 [도 6]에서와 같이 선단지지 부재(160)와 인접하는 파이프 부재(110)의 선단부와 주입관 부재(150)를 니플 형태로 연통 연결시킨다.
여기서, 니플 연결 부재(180)는 파이프 부재(110)의 선단부와 예컨대 나사 결합으로 고정될 수 있다.
니플 연결 부재(180)는 주입관 부재(150)의 후단부와도 나사 결합으로 고정될 수도 있으며 바람직하게는 용접으로 연결될 수도 있다.
이처럼, 니플 연결 부재(180)를 통해 파이프 부재(110)의 선단부와 주입관 부재(150)의 후단부가 상호 연결될 수 있다.
그 결과, [도 2] 상의 '천장 예정선' 아래 쪽을 제거하는 터널 굴착 공사시 그 니플 연결 부재(180)에 대한 외부 충격(예: 작업자에 의한 도구 타격)이 있는 경우 그 니플 연결 부재(180)를 중심으로 그라우팅 장치의 아래 부분이 쉽게 떨어져 나갈 수 있다.
10 : 천공홀
20 : 지반
110 : 파이프 부재
120 : 후단패커 부재
130 : 확장지지 부재
131 : 베이스 지지부재
131a : 관통홀
132 : 확장형 날개부재
132a : 내측 날개부재
132b : 외측 날개부재
140 : 후단패커 주입부재
150 : 주입관 부재
151, 151' : 가압공
152 : 제 1 에폭시 주입공 부재
153 : 제 2 에폭시 주입공 부재
160 : 선단지지 부재
170 : 후단지지 부재
180 : 니플 연결 부재
210 : 가압영역 구획부재
211 : 제 1 영역부재
211a : 제 1 에폭시 주입홈 부재
212 : 제 2 영역부재
212a : 제 2 에폭시 주입홈 부재
213 : 제 3 영역부재
213a : 연통공
220 : 주입관 주입 부재
261, 262 : 오링 부재
271, 272 : 수밀유지 부재
281 : 제 1 역류차단 에폭시 부재
282 : 제 2 역류차단 에폭시 부재
G : 구획 공간

Claims (8)

  1. 상방향으로 비스듬히 천공되는 천공홀에 대해 그 천공홀에 삽입되는 그라우팅 장치의 후단부에 위치하는 소정 길이의 속이 빈 파이프 부재(110);
    상기 파이프 부재의 외표면에 끼워져 배치되고 자신의 내측에 대한 그라우트재의 충진에 따라 팽창하는 후단패커 부재(120);
    상기 후단패커 부재에 인접하는 상기 파이프 부재에 하나이상 끼워져 배치되고 상기 파이프 부재의 단면 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태로 상기 후단패커 부재의 외표면을 외부와 차단시키며 상기 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 외향하여 펼쳐지는 확장지지 부재(130);
    상기 후단패커 부재에 연통 연결됨에 따라 상기 후단패커 부재에 대한 그라우트재의 주입을 인터페이스하는 호스 형태의 후단패커 주입부재(140);
    상기 천공홀에 삽입되도록 길게 형성되며 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 자신 몸체의 내외부를 관통하는 복수 개의 가압공(151, 151')이 형성되며 자신의 후단부가 상기 파이프 부재의 선단부에 연통 연결되는 주입관 부재(150);
    상기 주입관 부재에 인접하는 상기 파이프 부재의 선단부에 끼움 결합으로 고정되는 선단지지 부재(160);
    상기 선단지지 부재에 대향하는 상기 파이프 부재의 후단부에 끼움 결합으로 고정되는 후단지지 부재(170);
    상기 선단지지 부재와 인접하는 상기 파이프 부재의 선단부와 상기 주입관 부재를 니플 형태로 연통 연결시키는 니플 연결 부재(180);
    상기 주입관 부재의 내측에 삽입되어 상기 주입관 부재의 내벽에 맞물리는 제 1 영역부재(211)와, 상기 주입관 부재의 길이 방향을 따라 상기 제 1 영역부재와 이격되어 연결된 상태로 상기 주입관 부재의 내벽에 맞물리는 제 2 영역부재(212)와, 상기 제 1,2 영역부재를 상호 연결하되 상기 가압공과 연통하는 공간(이하, '구획 공간'이라 함)을 상기 주입관 부재와의 사이에 형성하는 제 3 영역부재(213)로 이루어지는 가압영역 구획부재(210);
    상기 파이프 부재에 연통 연결된 상태로 상기 가압영역 구획부재를 관통하여 상기 주입관 부재에 삽입되며 상기 주입관 부재의 내부와 상기 구획 공간에 그라우트재를 주입하는 주입관 주입 부재(220);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 제 1 영역부재(211)는,
    상기 주입관 부재의 내벽과 인접하는 자신의 외표면 중 자신의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성되는 제 1 에폭시 주입홈 부재(211a);
    를 구비하고,
    상기 제 2 영역부재(212)는,
    상기 주입관 부재의 내벽과 인접하는 자신의 외표면 중 자신의 둘레 방향을 따라 소정 영역이 절개 형성되는 제 2 에폭시 주입홈 부재(212a);
    를 구비하고,
    상기 주입관 부재(150)는,
    상기 제 1 에폭시 주입홈 부재에 대응하는 위치에서 상기 제 1 에폭시 주입홈 부재에 연통하는 제 1 에폭시 주입공 부재(152);
    상기 제 2 에폭시 주입홈 부재에 대응하는 위치에서 상기 제 2 에폭시 주입홈 부재에 연통하는 제 2 에폭시 주입공 부재(153);
    를 구비하고,
    상기 제 1 에폭시 주입홈 부재, 상기 제 1 에폭시 주입공 부재, 상기 제 1 에폭시 주입홈 부재와 상기 제 1 에폭시 주입공 부재 사이의 공간을 잇는 형태로 경화된 제 1 역류차단 에폭시 부재(281);
    상기 제 2 에폭시 주입홈 부재, 상기 제 2 에폭시 주입공 부재, 상기 제 2 에폭시 주입홈 부재와 상기 제 2 에폭시 주입공 부재 사이의 공간을 잇는 형태로 경화된 제 2 역류차단 에폭시 부재(282);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 확장지지 부재(130)는,
    납작한 플레이트 형태로 이루어지고 상기 파이프 부재에 의해 관통되어 상기 파이프 부재에 대해 세워져 배치되는 베이스 지지부재(131);
    상기 베이스 지지부재의 일면 가장자리에 자신의 일단부가 상기 베이스 지지부재에 대해 폴딩 및 확장이 가능하게 연결되되 상기 베이스 지지부재의 테두리를 따라 복수 개가 연접하여 배치되며 상기 베이스 지지부재를 기준으로 폴딩된 경우 상기 후단패커 부재의 외부 노출이 차단되도록 상기 후단패커 부재의 외부를 감싸는 형태로 배치되는 확장형 날개부재(132);
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 확장지지 부재(130)는,
    상기 후단지지 부재와 상기 후단패커 부재 사이, 상기 후단패커 부재와 상기 선단지지 부재 사이에 각각 상호 마주하여 배치되고 상기 후단패커 부재의 중심부를 향해 비스듬히 폴딩된 상태를 유지하다가 상기 후단패커 부재의 팽창에 연동하여 각각 그 폴딩된 상태를 확장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 3 영역부재(213)는 상기 구획 공간에 대응하여 그 단면의 외곽테두리가 상기 제 1 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리와 상기 제 2 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 패커보호 장치를 구비한 그라우팅 장치.
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