KR102500465B1 - 스마트 그라우팅 공법 - Google Patents

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KR102500465B1
KR102500465B1 KR1020220137195A KR20220137195A KR102500465B1 KR 102500465 B1 KR102500465 B1 KR 102500465B1 KR 1020220137195 A KR1020220137195 A KR 1020220137195A KR 20220137195 A KR20220137195 A KR 20220137195A KR 102500465 B1 KR102500465 B1 KR 102500465B1
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pressure
time
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KR1020220137195A
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임국묵
최성준
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(주)한세지반엔지니어링
주식회사 송암
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Abstract

본 발명은 그라우팅 공법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 공법은 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비와 같은 공사 개요가 단말기(500)를 통해 입력되는 단계; 및 제어장치(200)가 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

스마트 그라우팅 공법{Smart grouting method}
본 발명은 그라우팅 공법에 관한 것이다.
그라우팅 공법은 지반 개량이나 용수(湧水)의 방지를 위해 땅 속의 공극에 그라우트를 주입하는 공법이다.
그리우팅 공법에는 PPG공법 (Pneumatic Permeation Grouting Method), SGR(Space Grouting Rocket)공법, LW(Laviless Wasser glass)공법, JSP(Jumbo Special Pattern)와 SIG(Super Injection Pile)공법 등이 존재한다.
기존 그라우팅 공법들은 대부분 지상에서 주입압을 수동으로 조절함으로 실제 지하 주입선단부의 압력을 반영하지 못하고 있다. 따라서, 기존 그라우팅 공법은 그라우트 주입압 조절 실패로 지반의 공극이나 절리 등을 충분히 채워주지 못하거나 그라우트 유출에 따른 손실이 발생되는 문제를 야기할 수 있다.
1. 한국공개특허 제1020050102069호 (공개일 : 2005.10.25) 2. 한국등록특허 제10-1580281호 (공고일 : 2015.12.24)
본 발명은 주입압 조절 실패에 의한 할렬을 방지할 수 있는 스마트 그라우팅 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 보다 정밀하게 그라우트를 주입할 수 있는 스마트 그라우팅 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 그라우팅 공사가 진행될 때 마다, 해당 그라우팅 공사에 대한 정보가 담긴 주입 일보를 자동으로 생성할 수 있는 스마트 그라우팅 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 위에 기재된 사항에 한정되지 않으며 후술하는 사항에 의해 추가적인 목적을 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 공법은 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비와 같은 공사 개요가 단말기(500)를 통해 입력되는 단계; 및 제어장치(200)가 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
여기서, 스마트 그라우팅 공법은 제어장치(200)가 상한 리미트 초과 횟수를 초과하였는지 또는 하한 리미트 미만 횟수를 초과하였는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 스마트 그라우팅 공법은 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있거나, 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 밖에 있더라도 상한 리미트 초과 횟수 및 하한 리미트 미만 횟수를 모두 초과하지 않은 경우에, 제어장치(200)는 주입관(10)을 통해 보강 대상 구역(2)에 그라우트를 공급하는 것을 계속하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 스마트 그라우팅 공법은 제어장치(200)가 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생하였는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 스마트 그라우팅 공법은 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생한 것으로 판단되면, 제어장치(200)는 그라우트 주입을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 적산 리미트 초과 이벤트는 누적량이 적산 리미트를 초과한 것을 의미하며, 설정 주입 시간 초과 이벤트는 그라우팅 진행 시간이 설정 주입 시간을 초과한 경우를 의미할 수 있다.
그리고, 스마트 그라우팅 공법은 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트 중 적어도 어느 하나가 발생하지 않은 것으로 판단되면, 제어장치(200)는 주입관(10)을 통해 보강 대상 구역(2)에 그라우트를 공급하는 것을 계속하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 주입압 조절 실패에 의한 할렬을 방지할 수 있다.
본 발명은 보다 정밀하게 그라우트를 주입할 수 있다.
본 발명은 그라우팅 공사가 진행될 때 마다, 해당 그라우팅 공사에 대한 정보가 담긴 주입 일보를 자동으로 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 제어장치의 측면 개략도이다.
도 3은 도 1의 제어장치의 상부 개략도이다.
도 4는 도 1의 단말기의 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 공법의 순서도이다.
도 6은 그리우팅 공법 과정에서 수집된 데이터의 처리 프로세스에 대한 순서도이다.
도 7은 CSV 파일 형태로 저장된 그라우팅 공사 관련 개요 정보에 매칭된 그라우팅 공사에서 발생한 시계열적 데이터의 예시이다.
도 8은 단말기에 의해 제공되는 주입일보의 제 1 실시예이다.
도 9는 단말기에 의해 제공되는 주입일보의 제 2 실시예이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 시스템에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 스마트 그라우팅 시스템은 그라우트 주입관(10, 이하, “주입관”이라 칭함), 패커(11), 제어장치(200), 펌프(300), 혼합기(400) 및 단말기(500)를 포함할 수 있다.
먼저, 지중(1)에 보강 대상 구역(2)이 존재할 수 있다. 그리고, 지상에서 보강 대상 구역(2)까지 청공홀(3)이 마련될 수 있다.
주입관(10)은 천공홀(3)에 삽입되어, 그라우트(미도시)를 보강 대상 구역에 주입할 수 있다.
천공홀(3)에 삽입된 주입관(10)의 외주면에 패커(11)가 고정 설치될 수 있다. 패커(11)의 외측면은 천공홀(3)에 밀착되어, 그라우트를 주입할 때 주입관(10)이 진동하는 것을 방지할 수 있다.
패커(11)의 상부면에서 기 설정된 거리 이내에 제 1 압력센서(50)가 위치할 수 있다. 주입관(10)이 보강 대상 구역(2)에 토출하는 그라우트의 지중 토출 압력을 최대한 정확히 계측할 수 있도록, 제 1 압력센서(50)는 그라우트가 토출되는 주입관(10)의 하단에서 최대한 가까운 것이 바람직하다. 다만, 패커(11)의 하부에 제 1 압력센서(50)가 위치하면, 주입완료 시 제 1 압력센서(50)에 그라우트가 고착되어 천공홀(3)에서 주입관(10)을 철거할 때 파손 또는 손상될 우려가 있다. 따라서, 그라우트에 노출되지 않고 진동이 최소로 될 수 있는 패커(11)의 상부 측에 제 1 압력센서(50)가 설치되는 것이 바람직하다.
제 1 압력센서(50)는 주입관(10)과 연통되어, 주입관(10)을 통해 토출되는 그라우트의 토출압력을 측정할 수 있다. 달리 표현하면, 제 1 압력센서(50)는 지중에서, 그라우트의 지중 토출 압력을 측정할 수 있다.
제 1 압력센서(50)는 측정된 지중 토출 압력을 실시간으로 통신선(40)을 통해서, 제어장치(200)로 전송할 수 있다.
제어 장치(200)는 제 1 압력센서(50)를 통해 수집되는 지중 토출 압력을 이용해 그라우트 주입을 제어할 수 있다. 이에 대한 구체적인 사항은 후술한다.
혼합기(400)는 그라우트를 혼합하고, 펌프(300)는 혼합기(400)에서 생성된 그라우트를 제어장치(200)로 이송시킬 수 있다. 제어장치(200)는 유량조절부(230)를 제어하여 주입관(10)으로 이송되는 그라우트의 양을 조절할 수 있다. 제어 장치(200)는 펌프(300) 또는 유량조절부(230, 도 2 참조)를 제어하여 주입관(10)을 통해 토출되는 그라우트의 양을 조절할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제어장치(200)는 제 2 압력센서(210), 유량계(220) 및 유량 조절부(230)를 포함할 수 있다. 제 2 압력센서(210)는 주입관(10)에 설치되어 지상에서의 그라우트 주입 압력(이하, “지상 주입 압력”)을 측정할 수 있다.
유량계(220)는 주입관(10)에 설치되어 주입관(10)을 통해 공급되는 그라우트의 유량을 측정할 수 있다.
유량 조절부(230)는 그라우트의 주입량을 조절하는 것으로, 일종의 밸브로 구성될 수 있다. 유량 조절부(230)는 그라우트의 주입량 조절을 통해 지상 주입 압력을 조절하여 실질적으로 지중 토출 압력을 조절할 수 있다.
도 3을 참조하면, 유량조절부(230)는 주입 밸브(231)와 리턴 밸브(232)를 포함할 수 있다.
펌프(300)에서 그라우트 공급관(30, 이하, “공급관”이라 칭함)을 통해 공급되는 그라우트는 주입관(10) 및 리턴관(20)을 통해 분배될 수 있다. 리턴관(20)은 그라우트를 회수하는 영역(예를 들어, 혼합기(400))과 연결될 수 있다. 주입관(10)에는 주입 밸브(231)가 설치되고 리턴관(20)에는 리턴밸브(232)가 설치될 수 있다. 주입 밸브(231)는 주입관(10)을 통해 배출되는 그라우트의 유량을 조절하고, 리턴밸브(232)는 리턴관(20)을 통해 배출되는 그라우트의 유량을 조절할 수 있다.
주입관(10)을 통과하는 그라우트의 유량이 많을수록 지중 토출 압력은 높아지고, 적어지면 지중 토출 압력은 낮아질 수 있다.
지중 토출 압력을 높일 때는 주입 밸브(231)를 더 풀고 리턴밸브(232)를 더 잠그고, 지중 토출 압력을 낮출 때는 주입 밸브(231)를 더 잠그고 리턴밸브(232)를 더 풀 수 있다.
도 4를 참조하면, 단말기(500)는 모니터(510), 정보 수집부(520), 연산부(530), 주입 일보 생성부(540), 통신부(550)를 포함할 수 있다.
모니터(510)는 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량, 그라우팅 진행 시간, 상한 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트, 하한 리미트 미만 횟수, 적산 리미트, 설정 주입 시간, 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도, 배합비, 시간별 지상 주입 압력 및 시간별 지중 토출 압력에 대한 그래프 중 적어도 하나를 디스플레이 할 수 있다.
여기서, 지상 주입 압력은 앞서 본 바와 같다. 그리고, 지상 주입 압력의 최대 측정압은 해당 그라우팅 공사 진행 중 측정된 지상 주입 압력의 최대치일 수 있다. 그리고, 지상 주입 압력의 최소 측정압은 해당 그라우팅 공사 진행 중 측정된 지상 주입 압력의 최소치일 수 있다. 그리고, 주입 밸브 개방 비율은 주입 밸브가 완전히 닫힌 상태를 기준으로 풀린 정도일 수 있다. 지중 토출 압력은 앞서 본 바와 같다. 지중 토출 압력의 최대 측정압은 해당 그라우팅 공사 진행 중 측정된 지중 토출 압력의 최대 측정치일 수 있다. 지상 토출 압력의 최소 측정압은 해당 그라우팅 공사 진행 중 특정된 지중 토출 압력의 최소치일 수 있다. 리턴 밸브 개방 비율은 리턴 밸브가 완전히 닫힌 상태를 기준으로 풀린 정도일 수 있다. 측정 유량은 현재 유량계(220)를 통해 계측되는 단위 시간 당 그라우트 유량(l/min)일 수 있다. 누적량은 해당 그라우팅 공사 진행 중 주입관(10)을 통해 토출된 그라우트의 총유량일 수 있다. 그라우팅 진행 시간은 해당 그라우팅 공사에서 그라우트가 공급된 총시간일 수 있다. 상한 리미트는 지중 토출 압력의 상한값일 수 있다. 상한 리미트 초과 횟수는 기 설정된 시간(예를 들어, 1분) 이내에 상한 리미트를 초과할 수 있는 횟수의 상한값일 수 있다. 하한 리미트는 지중 토출 압력의 하한값일 수 있다. 하한 리미트 미만 횟수는 기 설정된 시간(예를 들어, 1분) 이내에 하한 리미트의 미만일 수 있는 횟수의 상한값일 수 있다. 적산 리미트는 누적량이 상한값일 수 있다. 설정 주입 시간은 해당 그라우팅 공사에서 보강 대상 구역에 그라우트를 주입하기로 한 시간일 수 있다. 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비는 그라우팅 공사 관련 개요 정보일 수 있다. 시간별 지상 주입 압력 및 시간별 지중 토출 압력에 대한 그래프는 해당 그라우팅 공사 진행 동안의 시간별 지상 주입 압력 및 시간별 지중 토출 압력의 추세 정보일 수 있다.
상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간은 그라우팅 공사 시작 전에 설정되는 값일 수 있다. 단말기(500)를 통해 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간이 설정되고 제어장치(200)가 그 설정된 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간에 따라 유량 조절부(230)를 제어할 수 있다. 이와 달리, 제어장치(200)를 통해, 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간이 설정되고, 제어장치(200)가 그 설정된 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간에 따라 유량 조절부(230)를 제어할 수도 있다. 그리고, 제어장치(200)가 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트 미만 횟수 및 설정 주입 시간에 대한 정보를 단말기(500)와 공유할 수도 있다.
공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비는 그라우팅 공사 진행시 마다 현장별로 설정되는 정보이며, 이 같은 정보는 단말기(500)를 통해 입력되어 관리될 수 있다.
공사 감독자 또는 현장 대리자는 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량, 그라우팅 진행 시간, 상한 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트, 하한 리미트 미만 횟수, 적산 리미트, 설정 주입 시간, 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도, 배합비, 시간별 지상 주입 압력 및 시간별 지중 토출 압력에 대한 그래프 중 적어도 하나를 모니터(510)를 통해 열람하면서 공사를 관리 감독할 수 있다.
정보 수집부(520)는 통신부(550)를 통해 제어장치(200)로터 그라우팅 공사를 진행하는 동안 실시간으로 지상 주입 압력, 주입 밸브 개방 비율 관련 정보, 지중 토출 압력, 리턴 밸브 개방 비율 관련 정보, 측정유량 및 그라우팅 진행 시간 관련 정보 중 적어도 하나를 수집할 수 있다.
연산부(530)는 정보 수집부(520)가 제어장치(200)로부터 수집한 지상 주입 압력, 주입 밸브 개방 비율 관련 정보, 지중 토출 압력, 리턴 밸브 개방 비율 관련 정보, 측정유량 및 그라우팅 진행 시간 관련 정보를 이용해, 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량, 그라우팅 진행 시간, 상한 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트, 하한 리미트 미만 횟수, 적산 리미트 및 설정 주입 시간 중 적어도 하나를 연산하고, 그 연산 결과를 모니터(510)를 통해 디스플레이할 수 있다.
그리고, 연산부(530)는 정보 수집부(520)가 제어장치(200)로부터 수집한 지상 주입 압력 및 지중 토출 압력을 이용해 시간별 지상 주입 압력 및 시간별 지중 토출 압력 중 적어도 하나에 대한 그래프를 모니터(510)를 통해 디스플레이할 수 있다.
주입 일보 생성부(540)는 설정된 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비 중 적어도 하나를 이용해 주입 일보를 생성할 수 있다.
주입 일보 생성부(540)는 연산부(530)가 연산한 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량, 그라우팅 진행 시간, 상한 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트, 하한 리미트 미만 횟수, 적산 리미트 및 설정 주입 시간 중 적어도 하나를 이용해 주입 일보를 생성할 수 있다.
주입 일보 생성부(540)는 정보 수집부(520)가 제어장치(200)로부터 수집한 지상 주입 압력 및 지중 토출 압력 중 적어도 하나를 이용해 주입 일보를 생성할 수 있다. 이에 대한구체적인 사항은 후술한다.
통신부(550)는 제어장치(200)와 단말기(500) 간의 통신을 제공할 수 있다. 여기서, 제어장치(200)와 단말기(500) 간에 사용되는 통신 규격은 제한이 없을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스마트 그라우팅 공법에 대하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 스마트 그라우팅 공법은 크게 장치 세팅 단계, 기본 정보 입력 단계 및 그라우팅 공사 단계를 순차로 포함할 수 있다.
- 장치 세팅 단계 -
주입관(10)이 제어 장치(200)에 연결되고, 리턴관(20)이 그라우트를 회수하는 영역에 연결되고, 단말기가 제어 장치와 연결되고, 패커가 주입관에 연결되고, 전원이 제어 장치(200), 펌프(300) 및 혼합기(400)에 연결될 수 있다(S51).
- 기본 정보 입력 단계 -
공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비와 같은 공사 개요가 단말기(500)를 통해 입력될 수 있다. 그리고, 상한 리미트, 하한 리미트, 적산 리미트, 상한 리미트 초과 횟수 및 하한 리미트 미만 횟수가 단말기(500) 또는 제어장치(500)를 통해 입력될 수 있다(S52).
- 그라우팅 공사 단계 -
제어장치(200)는 주입 밸브(231)를 100% 개방시키고, 리턴밸브(232)를 0% 개방한 상태에서 그라우트의 주입을 시작할 수 있다(S53).
제어장치(200)는 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 제어장치(200)는 상한 리미트 초과 횟수를 초과하였는지 또는 하한 리미트 미만 횟수를 초과하였는지 여부를 판단할 수 있다(S54).
S54에서, 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있거나, 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 밖에 있더라도 상한 리미트 초과 횟수 및 하한 리미트 미만 횟수를 모두 초과하지 않은 경우에, 제어장치(200)는 S57 단계에 진입할 수 있다.
이와 달리, S54에서, 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 밖에 있고, 지중 토출 압력이 상한 리미트 초과 횟수 또는 하한 리미트 미만 횟수를 초과한 경우에 제어장치(200)는 S55 단계에 진입할 수 있다.
S55 단계에서, 리턴밸브(232)의 개방 비율을 순차로 증가시키고, 리턴밸브(232)의 개방 비율의 증가 만큼 주입밸브(231)의 개방 비율을 순차로 감소시키면서(S55) 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있는지를 판단할 수 있다(S56).
S56에서, 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있다고 판단되면, 제어 장치(200)는 S57로 진입할 수 있다.
이와 달리, S56에서, 지중 토출 압력이 기설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 밖에 있다고 판단되면, 제어 장치(200)는 S55로 진입할 수 있다.
S57에서, 제어장치(200)는 주입관(10)을 통해 보강 대상 구역(2)에 그라우트를 공급하는 것을 계속할 수 있다.
그리고, 제어장치(200)는 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생하였는지 판단할 수 있다(S58).
S58에서, 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생한 것으로 판단되면, 제어장치(200)는 그라우트 주입을 중단할 수 있다(S59). 이때, 주입밸브(231)는 클로즈(100% 닫힘), 리턴밸브(232)는 100% 개방될 수 있다. 적산 리미트를 초과하였다고 하더라도, 지중 토출 압력이 정상 범위 이내라면 공사 전 계측된 그라우트 총 주입량의 오차가 있을 여지가 있다. 그리고, 설정 주입 시간을 초과하였다고 하더라도, 지중 토출 압력이 정상 범위 이내라면 공사 전 산출된 설정 주입 시간의 오차가 있을 여지가 있다. 그리고, 설정 주입 시간은 현장의 상황에 따라 충분히 가변적일 수 있다. 이 같은 오차 상황을 상호 보완하는 차원에서, 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생한 것을 조건으로 보강 대상 구역에 그라우트를 주입하는 공정이 완료된 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 여기서, 적산 리미트 초과 이벤트는 누적량이 적산 리미트를 초과한 것을 의미하며, 설정 주입 시간 초과 이벤트는 그라우팅 진행 시간이 설정 주입 시간을 초과한 경우를 의미한다. 이에 의해, 보다 정밀하게 그라우팅의 주입이 가능할 수 있다.
이와 달리, S58에서, 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트 중 적어도 어느 하나가 발생하지 않은 것으로 판단되면, 제어장치(200)는 S57로 복귀할 수 있다.
이하, 스마트 그라우팅 공법에서 데이터 처리 과정에 대하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 데이터 처리 과정은 크게 실시간 데이터 모니터링, 실시간 데이터 저장 및 데이터 문서화 과정을 포함할 수 있다.
- 실시간 데이터 모니터링 (S61) -
그라우팅 공사가 시작되면, 제어장치(200)는 제 1 압력센서(50)으로부터 지중 토출 압력값, 제 2 압력센서(210)로부터 지상 주입 압력값, 유량계(220)로부터 주입관(10)을 통해 공급되는 기 설정된 시간 단위의 그라우트의 유량값을 수집할 수 있다. 그리고, 제어장치(200)는 그라우팅 공사를 진행하면서 발생되는 제어 정보를 저장할 수 있다(S61). 여기서 발생되는 제어 정보는 주입 밸브 개방 비율 및 리턴 밸브 개방 비율 등일 수 있다.
- 실시간 데이터 저장 (S62) -
그리고, 제어장치(200) 및 단말기(500) 중 적어도 하나에서, 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량, 그라우팅 진행 시간, 상한 리미트, 상한 리미트 초과 횟수, 하한 리미트, 하한 리미트 미만 횟수, 적산 리미트 및 설정 주입 시간에 중 적어도 하나에 대한 데이터가 수집 또는 생성될 수 있다.
그리고, 그 수집 또는 생성된 데이터는 제어장치(200) 및 단말기(500) 중 적어도 하나에서 저장될 수 있다. 여기서, 그라우팅 공사를 진행하면서 실시간 변경될 수 있는 정보는 기 설정된 저장 시간 간격(예를 들어, 초)으로 시계열적으로 저장될 수 있다. 여기서, 실시간 변경될 수 있는 정보는 지상 주입 압력, 지상 주입 압력의 최대 측정압, 지상 주입 압력의 최소 측정압, 주입 밸브 개방 비율, 지중 토출 압력, 지중 토출 압력의 최대 측정압, 지상 토출 압력의 최소 측정압, 리턴 밸브 개방 비율, 측정 유량, 누적량 및 그라우팅 진행 시간 중 적어도 하나일 수 있다. 이 같이 저장되는 정보는 공사명, 공사감독자(도 7의 공사감독명과 동일한 의미), 현장대리자(도 7의 현장대리명과 동일한 의미), 공사번호(도 7의 공번과 동일한 의미), 주입 심도(도 7의 측정심도와 동일한 의미) 및 배합비 중 적어도 하나의 정보와 매칭되어 저장될 수 있다. 여기서, 저장되는 정보는 예를 들어, CSV 파일 형태로 저장될 수 있다. 위와 같이, 그라우팅 공사 별로 그라우팅 공사 관련 개요 정보에 매칭되어 그라우팅 공사의 진행 상태를 파악할 수 있는 정보가 시계열적으로 저장될 수 있다. 도 7은 CSV 파일 형태로 저장된 그라우팅 공사 관련 개요 정보에 매칭된 그라우팅 공사에서 발생한 시계열적 데이터의 예시를 나타낸다.
- 데이터 문서화 (S63) -
단말기(500)는 S62에서 저장된 데이터를 이용하여 주입일보를 생성할 수 있다. 단말기(500)는 S62에서 저장된 데이터를 이용해 주입일보를 생성하기 위한 삽입 정보를 생성할 수 있다. 도 8을 참조하면, 그 삽입 정보는 공사명, 공사 날짜, 공사감독자, 현장 대리자, 공사 번호, 주입 심도, 배합비 중 적어도 하나의 공사 개요에 매칭된 정보일 수 있다. 그리고, 그 매칭된 정보는 그라우트 총 주입시간(도 8의 주입시간), 그라우트 주입 시작시간(도 8의 주입 시작), 그라우트 주입 종료시간(도 8의 주입종료), 그라우트 공사 동안의 지상 주입 압력(도 8의 상부 주입압력)의 평균값(도 8의 평균압력) 및 최대값(도 8의 최대압력), 그라우트 공사 동안의 지중 토출 압력(도 8의 하부 주입압력)의 평균값(도 8의 평균압력) 및 최대값(도 8의 최대압력), 그라우트 공사 동안의 그라우트 주입량(도 8의 주입량)의 평균값(도 8의 평균량) 및 그라우트 공사 동안의 그라우드 주입량의 총량(도 8의 총 주입량), 시간별 지상 주입 압력(도 8의 Presure1)/시간별 지중 토출 압력(도 8의 Presure2)/시간별 유량(Flow Rate)에 대한 그래프일 수 있다.
도 9를 참조하면, 주입일보를 생성하기 위한 삽입 정보는 공사명, 공사 날짜, 공사감독자, 현장 대리자, 공사 번호, 주입 심도, 배합비 중 적어도 하나의 공사 개요에 매칭된 정보일 수 있다. 그리고, 그 매칭된 정보는 그라우트 총 주입시간(도 9의 주입시간), 그라우트 주입 시작시간(도 9의 주입 시작), 그라우트 주입 종료시간(도 9의 주입종료), 기 설정된 시간 단위로 시계열적으로 배열된 지상 주입 압력(도 9의 상부 압력), 지중 토출 압력(도 9의 하부압력), 그라우트 주입량(도 9의 주입량), 그라우트 주입량의 누전량(도 9의 누적량) 중 적어도 하나일 수 있다. 주입일보는 문서 파일 형태로 제공될 수 있다.
1 : 지중
2 : 보강 대상 구역
3 : 천공홀
10 : 주입관
11 : 패커
20 : 리턴관
30 : 그라우트 공급관
40 : 통신선
50 : 제 1 압력센서
200 : 제어장치
210 : 제 2 압력센서
220 : 유량계
230 : 유량 조절부
231 : 주입밸브
232 : 리턴밸브
300 : 펌프
400 : 혼합기
500 : 단말기
510 : 모니터
520 : 정보 수집부
530 : 연산부
540 : 주입 일보 생성부
550 : 통신부

Claims (7)

  1. 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비와 같은 공사 개요가 단말기(500)를 통해 입력되는 단계;
    제어장치(200)가 지중 토출 압력이 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있는지 여부를 판단하는 단계;
    지중 토출 압력이 상기 기 설정된 하한 리미트 및 상한 리미트 범위 안에 있으면, 상기 제어장치(200)는 주입관(10)을 통해 보강 대상 구역(2)에 그라우트를 공급하는 것을 계속하는 단계;
    상기 제어장치(200)가 적산 리미트 초과 이벤트 및 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생하였는지 판단하는 단계;
    상기 적산 리미트 초과 이벤트 및 상기 설정 주입 시간 초과 이벤트가 모두 발생한 것으로 판단되면 상기 제어장치(200)는 그라우트 주입을 중단하고, 상기 적산 리미트 초과 이벤트 및 상기 설정 주입 시간 초과 이벤트 중 적어도 어느 하나가 발생하지 않은 것으로 판단되면 상기 제어장치(200)는 주입관(10)을 통해 보강 대상 구역(2)에 그라우트를 공급하는 것을 계속하는 단계;
    단말기(500)가 공사명, 공사감독자, 현장대리자, 공사번호, 주입 심도 및 배합비 중 적어도 하나에 매칭되는 그라우트 총 주입시간, 그라우트 주입 시작시간, 그라우트 주입 종료시간, 그라우트 공사 동안의 지상 주입 압력의 평균값 및 최대값, 그라우트 공사 동안의 지중 토출 압력의 평균값 및 최대값, 그라우트 공사 동안의 그라우트 주입량의 평균값 및 그라우트 공사 동안의 그라우드 주입량의 총량, 시간별 지상 주입 압력/시간별 지중 토출 압력/시간별 유량에 대한 그래프를 포함하는 주입 일보를 생성하는 단계를 포함하는 스마트 그라우팅 공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    적산 리미트 초과 이벤트는 누적량이 적산 리미트를 초과한 것을 의미하며, 설정 주입 시간 초과 이벤트는 그라우팅 진행 시간이 설정 주입 시간을 초과한 경우를 의미하는 것을 특징으로 하는 스마트 그라우팅 공법.
  7. 삭제
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