KR102522455B1 - 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 추진패널 압입장치를 이용한 공법을 적용하는 추진패널과, 압입장치와, 각파이프 적어도 한 곳에 그라우팅노즐홀에 설치된 노즐연결관을 설치한 각파이프 복공판을 구비하는 준비단계; 원하는 수직 공간의 테두리에 맞는 추진기지 설치 단계; 상기 추진기지에서 추진패널을 차례로 지중으로 진입하여 내부 토양을 굴착하는 진입단계; 굴착된 영역에 제 1지지부재를 설치하는 제 1설치단계; 이어 추가로 추진패널을 차례로 지중으로 진입하고 내부 토양을 굴착하는 제 2진입단계; 상기 굴착된 영역에 제 2지지부재를 설치하는 제 2설치단계; 상기 추진패널의 진입 방향에 직각으로 각파이프 복공판을 지지 지보재에 끼워넣는 복공판설치단계; 이를 반복하여 지지 지보재에 끼워넣는 반복단계; 상부위치의 복공판 노즐연결관에 그라우팅액을 공급하는 제 1그라우팅단계; 상부위치의 각파이프 복공판 노즐연결관에 공급된 그라우팅액이 인접 하부의 각파이프 복공판 노즐연결관으로 이동하여 배출되는 것이 확인되면 막고 배출위치 또는 부근의 노즐연결관으로 그라우팅액을 공급하는 제 2그라우팅단계; 및 상기 제 1 및 제 2 그라우팅단계를 하단의 각파이프 복공판까지 수행하는 반복 그라우팅단계를 포함하여 수행하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법이다.

Description

추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법{Grouting messer shield method using messer shield pannel and square tube plate}

본 발명은 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법에 관한 것이다.

케이슨 기초 공법은 수상이나 육상에서 제작한 속이 빈 콘크리트 구조물을 자중이나 적재하중에 의하여 지지층까지 침하시킨 후, 콘크리트, 자갈, 모래 등을 채우거나 그대로 둔 채 마무리하는 기초 공법이다.

이러한 케이슨 기초 공법에서 오픈 케이슨은, 상부와 하부가 개방된 콘크리트 통으로서, 우물통 기초라고도 하며, 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.

여기서, 우물통 본체는 일반적으로 2개 내지 3개씩 분할 제작된다. 따라서, 우물통 기초 작업은 우물통 본체들을 서로 연결하면서 진행되거나, 연속 콘크리트 타설을 통해 정 위치에 강재로 일괄 제작된 우물통 본체를 안착시키는 방법으로 진행된다.

이때 굴착 작업은, 소형 우물통인 경우 지하수에 도달할 때까지 인력굴착을 하여 버킷(bucket)으로 실어 올리는 방법으로 수행되고, 대형 우물통인 경우 크람셀(clamshell) 등의 굴착기계나 발파공법을 이용한 방법으로 수행될 수 있다. 그리고 오픈 케이슨 외에도 공기 케이슨, 박스 케이슨, RCD/벨형 케이슨, 벽강관 케이슨 등 다양한 방법들이 우물통 시공에 이용될 수 있다.

그러나, 종래의 우물통 시공 작업은 다수의 평바지선, 크레인, 고압펌프, 발전기 및 양수기 등을 설치하여 작업해야 하므로 작업 과정이 복잡하고, 그에 따라 작업 기간이 장시간(수개월 이상) 소요되었다. 또한, 중장비 및 기타 복잡한 시설물로 인해 비용 단가가 높아지는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 종래의 우물통 시공 작업을 개선하여 보다 효율적으로 간편하게 시공 작업이 수행될 필요성이 제기된다.

한편, 이와 관련하여 대한민국등록특허 제10-999880호(발명의 명칭: 강관 압입장치 및 이를 이용한 우물통 기초 시공 공법)에서는, 종 방향으로 다수의 홈이 형성된 강관과, 강관을 지지하는 지지부재 및 강관을 유압을 이용하여 지중에 압입시키는 유압기를 포함하되, 유압기는, 강관의 홈에 삽입되는 본체부를 포함하고, 유압을 이용하여 본체부에 장착된 실린더를 직진시켜 지지부재에 힘을 작용시키면, 강관의 홈에 삽입된 본체부가 힘의 반력으로 강관을 지중으로 밀어 압입시키는 구성을 개시하고 있다.

또한, 강관보강형 다단그라우팅공법(CMS;Cast Messer Shield)이 국내특허등록 10-2013783호로 알려졌다. 또한, 추진패널, 추진패널 압입장치 및 이를 이용한 PMS 공법이 국내특허등록 제10-1880172호로 개발되었으나, 굴착 주변의 토양의 변화에 신속하게 보강하여 굴착하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 추진패널 압입장치를 이용한 공법에서, 추진패널 압입과, 그라우팅노즐부를 가지는 각파이프 복공판에 그라우팅액을 차례로 공급하여 지반을 보강토록 하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 추진패널 압입장치를 이용한 공법에서, 추진패널 압입과, 그라우팅노즐부를 가지는 각파이프 복공판에 굴착 주변의 토양 변화시 그라우팅액을 공급하여 그라우팅액 공급완료를 눈으로 확인하면서 굴착지반 환경변화에 맞추어 그라우팅공정을 완벽하게 수행가능토록 하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법을 제공하려는 것이다.

이를 위한 본원발명은 추진패널 압입장치를 이용한 공법에 있어서,

추진패널과, 압입장치와, 각파이프 복공판이 이어지고 중앙의 각파이프 적어도 한 곳에 그라우팅노즐홀에 설치된 노즐연결관을 설치한 각파이프 복공판을 구비하는 준비단계;

원하는 수직 공간의 테두리에 맞는 추진기지 설치 단계;

상기 추진기지에서 원하는 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널을 차례로 지중으로 진입 및 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 진입단계;

상기 굴착된 영역에 제 1지지부재를 설치하는 제 1설치단계;

제 1설치단계에 이어 추가로 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널을 차례로 지중으로 진입 및 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 제2진입단계;

상기 굴착된 영역에 제 2지지부재를 설치하는 제 2설치단계;

상기 제 2지지부재를 추진패널의 지지부가 제 2지지부재를 통과할 때 추진패널의 진입 방향에 직각으로 그라우팅노즐부를 가진 각파이프 복공판을 포함하여 지지 지보재 사이에 각파이프 복공판을 끼워넣는 복공판설치단계;

상기 단계를 반복하여 각파이프 복공판을 지지 지보재에 끼워넣는 반복단계;

각파이프 복공판을 채운 굴착토양이 무르거나 지하수가 흐르는 경우 지지 지보재 사이에 끼워넣은 상부위치의 각파이프 복공판 중 그라우팅노즐부를 이루는 각파이프 복공판의 노즐연결관에 그라우팅액을 공급하는 제1그라우팅단계;

상부위치의 각파이프 복공판의 노즐연결관에 공급된 그라우팅액이 인접 하부의 각파이프 복공판의 노즐연결관으로 이동하여 배출되는 것이 확인되면 제 1그라우팅단계의 노즐연결관을 노즐캡으로 막고, 배출되는 위치 또는 부근의 노즐연결관에서 그라우팅액을 공급하는 제 2그라우팅단계; 및

상기 제 1 및 제 2그라우팅단계를 마지막 하단의 각파이프 복공판까지 수행하는 반복 그라우팅 단계를 포함하여 수행하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법을 제공하려는 것이다.

이상과 같이 본원발명은 추진패널 압입장치를 이용한 공법에서, 추진패널 압입과, 그라우팅노즐부를 가지는 각파이프 복공판에 그라우팅액을 차례로 공급하여 지반을 보강토록 한다.

본 발명은 추진패널 압입장치를 이용한 공법에서, 추진패널 압입과, 그라우팅노즐부를 가지는 각파이프 복공판에 굴착 주변의 토양 변화시 그라우팅액을 공급하여 그라우팅액 공급완료를 눈으로 확인하면서 굴착 지반 환경 변화에 맞추어 그라우팅공정을 완벽하게 수행가능토록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널이 복수가 연결된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 유압기의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치의 블록도 이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치를 이용한 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 복공판이 설치되는 예를 보인 수직 단면도이다.
도 13은 도 12의 굴착 내부공간에서 본 요부 정면도이다.
도 14는 본 발명의 복공판의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 그라우팅노즐부 확대 단면도이다.
도 16은 본 발명의 그라우팅 공정 설명도 이다.
도 17은 본 발명 공법의 공정 단계별 순서도 이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원은 추진패널, 추진패널 압입장치, 및 이를 이용한 공법에 관한 것이다. 상술한 공법이란 선단부가 뾰족한 파이프 형태의 패널을 배열시켜, 추진패널 압입장치를 이용하여 지중으로 압입시키면서 굴착을 하는 공법을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널이 복수가 연결된 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 유압기의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치의 블록도 이고, 도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치를 이용한 공법을 설명하기 위한 도면이고, 도 12 및 도 13은 본 발명의 그라우팅 공정 설명도 이고, 도 14는 본 발명에 사용된 복공판의 사시도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치를 이용한 공법의 공정 단계별 순서도이다.

우선, 본원의 일 실시예에 따른 추진패널(100)에 대해 설명한다.

추진패널(100)은 도 1과 같이 선단부(110), 몸체부(120), 및 지지부(130)를 포함할 수 있다.

선단부(110)는 하부로 갈수록 경사지도록 형성되고, 단부가 판형으로 형성된다.

상세하게는, 선단부(110)는 상부의 단면이 사각형상으로 형성되고, 전면부가 하부로 갈수록 후방으로 경사지도록 형성될 수 있다. 또한, 선단부(110)의 하단부(진입부)는 후면부가 하부방향으로 연장형성되어 판형으로 형성될 수 있다.

몸체부(120)는 선단부(110)의 상부에 위치하고, 단면이 사각형상으로 형성된다. 또한, 몸체부(120)는 전면에 상하방향을 따라 복수의 걸림홈(121)이 형성된다.

몸체부(120)는 도 1 및 도 2와 같이 단면 테두리가‘ㄷ’자형상으로 형성되고, 전면에 복수의 걸림홈(121)이 형성된 제1 몸체(122), 및 제1 몸체(122)의 후방에 결합되고, 단면테두리가 ‘ㄷ’자 형상으로 형성된 제2 몸체(123)를 포함할 수 있다. 물론 강도 보강을 위하여 제1 몸체(122) 및 제2 몸체(123)의 중간부에는 보강용 지지판재를 적어도 2개 부가하는 것이 좋다

예시적으로, 제1 몸체(122)는 평판형으로 형성되되, 폭 방향 좌우 측 양단부 테두리가 후방으로 절곡형성되어 ‘ㄷ’자 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 몸체(123)는 평판형으로 형성되되, 좌우측 양단부 테두리가 전방으로 절곡 형성되어 ‘ㄷ’자 형상으로 형성될 수 있고, 제1 몸체(122) 및 제2 몸체(123)의 중간부에는 보강용 지지판재가 도 1 및 도 2와 같이 2개 부가된 것을 예시할 수 있다.

몸체부(120)는 몸체부(120)의 전면으로부터 좌측방향으로 연장되고, 전방으로 절곡되어 형성된 제1 걸림부(127) 및 몸체부(120)의 후면으로부터 우측 방향으로 연장되고, 후방으로 절곡되어 형성된 제2 걸림부(128)를 포함할 수 있다.

또한, 복수의 추진패널(100)이 결합될 경우, 도 2 와 같이 추진패널(100)의 제1 걸림부(127)에 인접한 추진패널(100)의 제2 걸림부(128)가 삽입되어 서로 결합될 수 있다.

지지부(130)는 몸체부(120)의 후면으로부터 상부방향으로 연장형성되고, 판형으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 지지부(130)는 몸체부(120)의 상부면에 도 9에 표기한 후행 패널(101)이 위치할 경우, 안정적으로 후행 패널(101)과 몸체부(120)의 상부면이 접촉되도록 후행 패널(101)을 위치를 가이드하는 역할을 할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치(200)에 대해서 설명한다.

추진패널 압입장치(200)는 유압을 이용하여 추진패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있다.

이를 위해, 추진패널 압입장치(200)는 상하 방향으로 복수의 걸림홈(121)이 형성된 복수의 추진패널(100), 추진패널(100)을 지지하는 지지부재(300), 추진패널(100)을 유압을 이용하여 지중에 압입시키는 유압기(210)를 포함할 수 있다.

유압기(210)는 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입될 수 있도록 일측 하단이 돌출 형성된 돌출부(223)를 포함한다.

또한, 지지부재(300)는 ‘H’ 빔으로 수직 및 수평으로 형상으로 설치되어, 추진패널(100) 및 각파이프 복공판(107)을 지지한다. 따라서, 유압을 이용하여 유압기(210)의 실린더(222)를 직진시켜 횡 방향으로 설치된 지지부재에 힘을 작용시키고, 그 힘의 반력으로 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 유압기(210)의 본체부(220)를 밀어 추진패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있도록 기능한다.

유압기(210)는 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 돌출부(223)가 삽입되는 본체부(220), 유압을 발생시키는 유압 발생부(230), 유압을 조절하는 유압 조절부(240), 및 본체로 유압을 전달하는 유압 전달부(250)를 포함할 수 있다.

유압기(210)는 유압을 이용하여 본체부(220)에 장착된 실린더(222)를 직진시켜 지지부재(300)에 힘을 작용시키면, 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 본체부(220)가 힘의 반력으로 추진패널(100)을 지중으로 밀어 압입시킨다.

이때, 본체부(220)는 일측 하단에 돌출 형성되어 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입되는 돌출부(223)를 포함한다.

본체부(220)는 실린더(222), 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입되는 돌출부(223), 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키는 추진잭(224), 추진잭(224)에 제어신호를 전달하여 추진잭(224)이 실린더(222)를 직진 또는 후진시키도록 제어하는 동작제어부(225)를 포함할 수 있다. 또한, 본체부(220)는 유압 전달부(250)에 연결되어, 유압을 제공받는 유압 접속부(221)를 포함할 수 있다.

이하, 도 4를 통해 유압을 발생시켜 유압기(210)에 전달하여 유압기(210)의 실린더(222)를 동작시키는 추진패널 압입장치(200)의 동작 기능을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 추진패널 압입장치(200)는 유압 발생부(230), 유압 조절부(240), 유압 전달부(250), 동작 제어부(225) 및 추진잭(224)을 포함한다.

먼저, 유압 발생부(230)는 유압을 발생시키며, 유압 조절부(240)는 유압을 조절하여 적절하게 공급한다. 여기서, 유압 발생부(230)에서 발생된 유압은 유압 조절부(240)의 조작에 따라 그 크기가 조절될 수 있으며, 유압 조절부(240)는 발생된 유압을 적절하게 조절하여 공급하거나 차단시킬 수 있다.

유압 전달부(250)는 상술된 유압기(210)의 본체부(220)에 유압을 전달한다. 이때, 유압 전달부(250)는 유압 호스로 구현될 수 있다.

동작 제어부(225)는 추진잭(224)에 제어 신호를 전달하여 추진잭(224)이 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키도록 제어한다. 즉, 동작 제어부(225)는 스위치(switch) 장치로 구현될 수 있으며, 스위치 조작에 따라 추진잭(224)은 유압 호스를 통해 제공된 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시키게 된다.

추진잭(224)은 상술된 바와 같이 동작 제어부(225)의 제어 신호에 따라 유압을 이용하여 실린더(222)를 직진 또는 후진시킨다.

이하, 도 5 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치(200)를 이용한 공법에 대해서 설명한다.

본 발명의 공법은 지중에 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 굴착작업을 수행할 수 있다.

도 5를 참조하면, 먼저 추진기지(30)를 설치한다. 구체적으로, ‘H’ 빔 형상으로 조립된 지지부재(300)를 각각 분할 조립하되, 지반에 바닥 기초를 설치하고, 다음으로 기둥을 설치하고, 그리고 상단 지붕을 설치 순으로 조립하여 추진기지(30)를 설치할 수 있다. 여기서, 내부 지보재(31)와 외부 지보재(32)를 설치하여 추진패널(100)이 그 사이에 수직 방향으로 설치될 수 있도록 한다.

다음으로, 반력벽 설치를 수행할 수도 있다. 여기서, 반력벽은 수직 굴착하는 면적 외부에 콘크리트를 타설함으로써, 추진패널(100) 압입시 반력벽 역할을 하게 된다. 구체적으로 상술된 추진기지(30)를 설치한 후, 바닥 기초 반경에 콘크리트를 타설하여 기초를 사장하는 방식으로 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한하지 않고, 바닥에 그라우팅재를 투입하기 위한 강관을 삽입하여, 그라우팅을 수행하여 반력벽을 설치할 수 도 있다.

도 5를 참조하면, 지중에 압입되는 추진패널(100)을 추진기지(30)의 측면에 설치한다. 이때, 추진패널(100)은 내부 지보재(31)와 외부 지보재(32)에 사이에 설치되어 내부와 외부 구조체가 추진패널(100)을 보호할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 6을 참조하면, 추진패널(100)이 설치된 하부 지반을 일정 형태로 굴착하고, 굴착된 내용물을 반출하여, 추진패널(100)을 굴착된 영역에 안착시킨다. 이때, 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 굴착이 이루어질 수 있다.

여기서, 추진패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 유압기(210)로 압입시킨 후, 추진패널이 설치된 지반을 굴착할 수 있다. 이때, 추진패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 유압기(210)로 압입시킬 때, 유압기(210)의 실린더(222)가 추진기지(30)의 횡 방향의 지보재에 힘을 가하고, 그 힘의 반력으로 추진패널(100)을 지중에 압입 시킬 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하면, 굴착 작업이 수행된 영역에 제1 지지부재(310)를 설치한다.

이때, 종 방향으로 설치되어 굴착된 영역에 안착된 추진패널(100)을 지지할 수 있도록 제 1지지부재(310)를 설치할 수 있다. 이러한, 제 1지지부재(310)는 추진패널 압입장치(200)를 이용하여 추진패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있도록 횡 방향으로 설치되는 지지부재(300)와 이를 지지하는 종 방향의 지지부재(300)를 포함할 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 유압을 이용하여 유압기(210)의 실린더(222)를 직진시켜 추진기지(30)의 횡 방향의 지보재 또는 횡 방향으로 설치된 지지부재(300) 등의 주변 구조물에 힘을 작용시키고, 그 힘의 반력으로 추진패널(100)의 걸림홈(121)에 삽입된 유압기(210)의 본체부(220)를 지중 방향으로 밀어 추진패널(100)을 굴착시키고자 하는 깊이까지 지중에 압입시킨다.

삭제

또한, 추진패널(100)의 압입이 어느 정도 이루어진 후, 적절한 때에 추진패널(100)의 후단부에 후행패널(101)을 설치할 수 도 있다.

따라서, 추진패널(100)의 후단부에 설치된 후행패널(101)이 추진패널(100)에 가하는 압력을 이용하여 보다 간편하게 추진패널(100)이 지중에 압입될 수 있다.

다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 추진패널(100)이 압입된 깊이에 따라 굴착 작업을 수행하고, 마찬가지로 제 2지지부재(320)를 추가로 설치하게 된다.

이때, 제 2지지부재(320)는 추진패널 압입장치(200)를 이용하여 추진패널(100)을 지중에 압입시킬 수 있도록 횡 방향으로 설치되는 지지부재(300)와 이를 지지하는 종 방향의 지지부재(300)를 포함할 수 있다.

그리고 이후, 상술된 바와 마찬가지로 굴착 작업 및 지지부재(300)를 설치하는 작업이 수행되게 된다. 여기서, 최초 설치된 추진패널(100)을 주위의 지지부재(300)를 이용하여 지속적으로 지중에 압입시키거나, 작업의 편의성에 따라 지중에 압입된 후행패널(101)들과 주위의 지지부재(300)를 이용하여 적절하게 압입 작업을 수행할 수도 있음은 물론이다.

도 5 내지 도 9에서 상술된 바와 같이, 추진패널 압입, 굴착 작업, 지지부재(300) 설치, 후행패널(101)로 굴착벽을 막는다. 이와 같은 반복적 작업으로 원형, 정사각형, 직사각형 및 타원형 등 다양한 형태로 수직굴착 시공이 이루어질 수 있다.

이와 같이 추진패널(100) 압입, 굴착 작업, 지지부재(300) 설치, 후행패널(101) 설치와 같은 작업이 반복적으로 수행되면서, 도 10과 같은 형태의 기초 시공이 완료된다.

또한, 추가로 진입하는 경우 도 11내지 도 16을 참조하면, 지반이 약하거나 지하수가 진입할 경우, 토양 보강을 위하여 그라우팅 작업을 수행할 수 있다. 상세하게는, 추진패널(100)의 지지부(130)에 채워넣는 복공판(107)은 예를 들어 도 14 및 도 15와 같이 3개 일조의 사각관(104,105,106)을 일체로 판체형을 이루도록 용접하고, 중앙의 사각관(105)에는 노즐홈(108)을 두어 그라우팅노즐부(103)를 형성한다. 노즐홈(108)은 원형, 타원형, 사각형 다각형 등 필요에 따라 선택하여 형성할 수 있고, 노즐홈(108) 바닥에 형성되는 그라우팅노즐부(103)는 사각관(105) 중앙의 노즐홈(108)과, 노즐홈(108) 바닥에 뚫은 그라우팅노즐홈(103a)과, 그라우팅노즐홈(103a)을 관통하도록 연결한 노즐연결관(103b)과, 노즐연결관(103b) 입구 외경에 나사부를 두어 입구를 막도록 나사결합하는 노즐캡(103c)을 포함하여 형성한다.

이하, 도 16 및 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입 및 복공판 보강과 복공판에서의 그라우팅을 이용한 공법에 대해서 설명한다.

본원발명은 도 1 에 보인 추진패널(100)과 도 2에 보인 추진패널 압입장치(200)와, 일정한 내부 크기와 길이를 가지는 사각관(104, 105, 106)의 각파이프 복공판(107)이 도 14와 같이 이어지고 중앙의 사각관(105) 적어도 한 곳에 위치한 노즐홈(108) 바닥에 형성한 그라우팅노즐홀(103a)에 설치된 노즐연결관(103b)을 설치한 판재 형상의 각파이프 복공판(107)을 다수 구비하는 준비단계(S100);

원하는 수직 공간의 굴착부 테두리에 맞는 추진기지(30)를 도 5와 같이 설치하는 추진기지 설치 단계(S110)를 수행한다. 이 경우 토질의 상태에 따라 테두리 부분을 콘크리트로 구축하거나, 그라우팅액을 사용하여 토질을 보강하는 작업을 하면 좋다.

상기 추진기지(30)에서 원하는 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널을 도 6과 같이 차례로 지중으로 진입하고 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 제 1진입단계(S120);

상기 굴착된 영역에 도 7과같이 제 1 지지부재(310)를 설치하는 제 1설치단계(S130);

제 1설치단계(S130)에 이어 추가로 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널(100)을 차례로 지중으로 도 8과 같이 진입 및 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 제 2진입단계(S140);

상기 굴착된 영역에 도 9와 같이 제 2지지부재(320)를 설치하는 제 2설치단계(S150)를 수행한다.

상기 제 2지지부재(320)를 추진패널(100)의 지지부(130)가 제 2지지부재(320)를 통과할 때 추진패널(100)의 진입 방향에 직각으로 사각관(104,105,106)으로된 복공판(107)을 제 1지지부재(310) 및 제 2지지부재(320) 사이를 이루는 도 12에 보인 지지 지보재(33)에 추진패넬(100) 진입거리마다 차례로 끼워넣어 토양의 침투를 막는 복공판설치단계(S160);

상기 단계(S120, S130, S140, S150, S160)를 반복하여 사각관 세트의 각파이프 복공판(107)을 지지 지보재(33)에 받침지보재(34)나 걸쇄(36)나 받침대 나 높이조절나사 등을 이용하여 일정 위치를 유지하도록 끼워넣는 반복단계(S170);를 수행한다. 물론 필요시 수평으로 채워넣는 복공판(107)은 일정 길이체이므로 이어지는 길이가 마주하는 위치에는 수평으로 설치되어 상하로 위치하는 각 지지 지보재(33)의 상하를 이어주는 받침대(36)를 도 13과 같이 설치하면 좋다. 걸쇄(35)는 철재로 구현 가능하고, 강재(EX-ANGLE)는 V형, C형, 환봉형으로 이루어진 것 중에서 선택사용 가능하고 지지 지보재(33)에 각파이프 복공판(107)이 지지되도록 높이를 낮춘 다음 걸쇄(35)를 용접하여 배면 지반 이완시 각파이프 복공판(107)이 흘러내리거나 탈락됨을 방지할 수 있도록 한다. 걸쇄(35) 대용으로 L형강, 디귿형강을 용접하여 지지하거나 걸쇄형 스토퍼를 사용하여 각파이프 복공판(107)을 지지하도록 시공할 수도 있다.

상기 단계(S120, S130, S140, S150, S160)를 반복하여 각파이프 복공판(107)을 지지 지보재(33)에 끼워 넣는 반복단계(S170) 후, 각파이프 복공판(107)을 채운 굴착 토양이 무르거나 사질이거나 지하수가 흐르는 경우에는 상부위치의 복공판(107)의 노즐연결관(103b)에 도시하지 않은 그라우팅 공급장치를 통하여 노즐을 상호 연결 후 그라우팅액을 공급하는 제1그라우팅단계(S180);

제 1그라우팅단계(S180)에서 상부위치의 각파이프 복공판(107)의 노즐연결관(103b)에 공급된 그라우팅액이 인접 하부의 복공판 노즐연결관으로 이동하여 배출되는지 확인하면(도 16의 경우 N1에서 N2를 지나(이 경우는 N2의 노즐캡(103c)은 막는다) N3로 배출되는지 확인(그라우팅액이 흐르는 위치를 가상하여 타원형으로 표기하였다)하여, N1에서의 그라우팅 주입을 중단하여 노즐을 분리하여 노즐캡(103c)을 막고, N3와 그라우팅노즐을 연결한다. 이렇게 제 1그라우팅단계(S180)의 노즐연결관(103b)을 노즐캡(103c) 으로 막고 배출되는 위치 또는 부근, 예를 들어 N3의 노즐연결관으로 그라우팅액을 공급하는 제 2그라우팅단계(S190)를 수행한다. 물론 각파이프 복공판(107)의 수직 상하로만 설명하였으나 수직 위치의 인접한 수평 이격위치의 수직 위치에도 동일하게 반복수행함은 알 수 있을 것이다. 이와 같이 그라우팅액이 굴착 내부 공간위치로 배출되는 것을 확인하는 것은 토양의 상태나 공간이 있는 환경에 따라 그라우팅액이 각파이프 복공판(107)을 따라 하강하는 속도가 다르기에 이를 확인하면서 그라우팅액의 공급량과 시간을 맞춤형으로 공급하여 안정적인 토양 보강을 하면서 굴착을 가능토록 수행한다.

이를 위하여 상기 제 1 및 제 2 그라우팅단계를 마지막 하단의 각파이프 복공판까지 수행하는 반복그라우팅단계(S200)를 포함하여 수행한다.

상기 단계(S170)에서, 굴착된 토양에 나란하게 설치되어 복공판(107)을 걸쇄(35)로 받쳐주는 하나의 지지 지보재(33)와, 추가 진입 및 굴착으로 인한 추가 지지 지보재에는 수직으로 적재되고 수평상으로는 일정 길이를 가지는 복공판들의 토압으로 인한 굴착 내부공간으로의 함몰을 방지토록 수평상의 각파이프 복공판(107) 연장 부위에 지지 지보재를 수직으로 이어주는 받침대(36)를 도 13과 같이 부가하는 받침대지지단계를 더 수행하면 좋다.

본 발명의 일 실시예에 따른 추진패널 압입장치를 이용한 공법은 지표면에 수직 방향뿐만 아니라, 수평 방향으로 시공할 수 있다. 예시적으로, 먼저 수직 방향으로 소정의 깊이까지 굴착을 한 후, 수평 방향으로 굴착 작업을 시행할 수 있으나, 이에 한하지 않고, 터널과 같은 시공에서 수직 방향을 굴착하지 않고, 바로 수평 방향으로 굴착 작업을 시행할 수도 있다.

이러한 수평 방향으로 추진 및 굴착하는 공법은 수직 방향으로 추진 및 굴착하는 공법과 방향만 상이하고, 공법은 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

30;추진기지 31;내부지보재 32;외부지보재 33;지지 지보재 34;받침지보재 35;걸쇄 36;받침대 100;추진패널 101;후행패널 103;그라우팅노즐부 103a;그라우팅노즐홀 103b;노즐연결관 103c;노즐캡 104,105,106;사각관 107;각파이프 복공판 108;노즐홈 130;지지부 200;추진패널 압입장치 210;유압기 300;지지부재 310;제 1지지부재 320;제 2지지부재

Claims (2)

1. 추진패널 압입장치를 이용한 공법에 있어서,
   추진패널과, 압입장치와, 각파이프 복공판이 이어지고 중앙의 각파이프 적어도 한 곳에 그라우팅노즐홀에 설치된 노즐연결관을 설치한 각파이프 복공판을 구비하는 준비단계(S100);
   원하는 수직 공간의 테두리에 맞는 추진기지 설치단계(S110);
   상기 추진기지에서 원하는 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널을 차례로 지중으로 진입 및 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 진입단계(S120);
   상기 굴착된 영역에 제 1지지부재(310)를 설치하는 제 1설치단계(S130);
   제 1설치단계(S130)에 이어 추가로 수직 공간의 테두리를 따라 추진패널(100)을 차례로 지중으로 진입 및 진입구간의 내부 토양을 굴착하는 제 2진입단계(S140);
   상기 굴착된 영역에 제 2지지부재(320)를 설치하는 제 2설치단계(S150);
   상기 제 2지지부재를 추진패널의 지지부가 제 2지지부재(320)를 통과할 때 추진패널(100)의 진입 방향에 직각으로 그라우팅노즐부(103)를 가진 각파이프 복공판을 포함하여 지지 지보재 사이에 각파이프 복공판(107)을 끼워넣는 복공판설치단계(S160);
   상기 단계(S120, S130, S140, S150, S160)를 반복하여 각파이프 복공판을 지지지보재(33)에 끼워넣는 반복단계(S170);
   각파이프 복공판(107)을 채운 굴착토양이 지지 지보재(33) 사이에 끼워넣은 상부위치의 각파이프 복공판(107) 중 그라우팅노즐부(103)를 이루는 노즐연결관에 그라우팅액을 공급하는 제1그라우팅단계(S180);
   상부위치의 각파이프 복공판의 노즐연결관에 공급된 그라우팅액이 인접 하부의 각파이프 복공판의 노즐연결관으로 이동하여 배출되는 것이 확인되면 제 1그라우팅단계의 노즐연결관을 노즐캡으로 막고, 배출되는 위치 또는 부근의 노즐연결관에서 그라우팅액을 공급하는 제 2그라우팅단계(S190); 및
   상기 제 1 및 제 2그라우팅단계를 마지막 하단의 각파이프 복공판까지 수행하는 반복 그라우팅 단계(S200)를 포함하여 수행하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 단계(S170)에서, 굴착된 토양에 나란하게 설치되어 각파이프 복공판(107)을 걸쇄 기능의 강재(EX-ANGLE)로 받쳐주도록 지지하는 하나의 지지 지보재(33)와, 추가 진입 및 굴착으로 인한 추가 지지 지보재에는 수직으로 적재되고 수평상으로는 일정 길이를 가지는 각파이프 복공판들의 토압으로 인한 굴착 내부공간으로의 함몰을 방지토록 수평상의 복공판 연장 부위에 지지 지보재를 수직으로 이어주는 받침대를 부가하는 받침대지지단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 추진패널과 각파이프 복공판을 이용한 그라우팅 공법.
   

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