KR102547924B1

KR102547924B1 - 그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 grp 파이프의 제조방법

Info

Publication number: KR102547924B1
Application number: KR1020220164976A
Authority: KR
Inventors: 서상훈; 김형한; 김재선
Original assignee: (주)대한지오이엔씨
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-06-28

Abstract

본 발명은 그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 굴착면에 형성된 천공홀에 삽입되어 굴착면을 보강하는 그라우팅 보강체에 있어서, 외주면에 다수의 그라우팅 분사공이 형성되고, 길이방향을 따라 복수의 돌기부가 형성되도록 강화유리섬유를 포함하여 제작되는 GRP 파이프; 상기 GRP 파이프의 내부공간에 삽입되어 그라우팅재를 주입하는 그라우팅 호스; 및 상기 GRP 파이프의 내부공간을 길이방향을 따라 구획 분할하도록 상기 그라우팅 호스의 외주면에 끼움결합되는 복수의 내부 패커;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 굴착면에 형성된 천공홀에 그라우팅재를 신속 용이하게 주입할 수 있으면서 주변 지반에 그라우팅재가 균등하게 분사될 수 있음에 따라, 굴착면 주변의 지반을 효과적으로 강화할 수 있을 뿐만 아니라 지반 보강작업의 시간을 단축시켜 시공성을 향상시킬 수 있다.

Description

그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법{Grouting Reinforcement and GRP Pipe Manufacturing Method applied thereto}

본 발명은 그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착면의 지반에 천공된 천공홀에 그라우팅재를 균일하고 신속하게 주입함으로써 효율적인 지반 보강작업이 가능하며, 그라우팅재 주입시 그라우팅재와의 접촉 표면적이 증가되어 마찰저항 및 강성이 향상된 그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 강도가 낮고 자립도가 낮은 지반에서 횡방향으로 갱을 굴착하는 경우나, 주변지반의 침하가 예상되거나 연약지반으로 인해 굴착시 지반의 이완영역이 넓은 경우에는 지하구조물 및 인접구조물의 안전성을 확보하기 위하여 굴착공법과 병행하여 적절한 보조 공법을 사용하게 된다. 이러한 보조공법 중에 전 주로 많이 사용되고 있는 공법으로 그라우팅 주입 공법을 들 수 있다.

종래의 그라우팅 주입 공법을 이용한 지반 보강기술과 관련하여 대한민국 등록실용신안 제20-0482898호(2017. 03. 08. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)가 제안된 바 있다.

상기 선행기술문헌 1의 이중관 우레탄 약액 그라우팅 주입장치는 도 1a에 도시된 바와 같이, 표면에 복수 개의 주입 분사 밸브(1a)가 형성된 외관(1), 상기 외관(1)의 내측에 구비되는 내관(2), 상기 외관(1)과 내관(2) 사이 공간을 유지한 상태로 상호 연결하는 선두관 고정판(2a), 상기 외관(1) 내부를 밀폐하고, 약액파이프(3a)가 연결되는 주입구판(3), 상기 외관(1)과 내관(2) 사이 간격을 유지하는 복수 개의 간격유지수단(4)을 포함하도록 구성되었다.

상기 선행기술문헌 1의 그라우팅 주입장치는 약액 그라우팅 작업시 내관(2)이 압력에 밀리지 않도록 용접을 실시하는 바, 제작시간이 지연되어 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다. 특히, 외관(1)의 내부에 내관(2) 삽입 후 협소한 작업현장에 의하여 제대로 밀봉되지 않을 경우 약액의 주입시 약액이 외부로 노출되어 원하는 압력으로 주입하기가 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 외관(1) 내부에 약액이 제대로 충진되지 못하여 그라우팅 효과가 저하되는 문제점이 발생하였다.

그라우팅 주입 공법을 이용한 또 다른 지반 보강기술과 관련하여 대한민국 등록실용신안 제20- 0410783호(2006. 03. 02. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'이라 한다)가 제안된 바 있다. 상기 선행기술문헌 2의 압력 다단 그라우팅 지반보강 구조는 도 1b에 도시된 바와 같이, 결속된 이형철근(5)과 주입관(6)의 외주연에 일정간격 마련된 탄성편(7)의 탄성해제에 의해 패킹부재(8)가 삽입홀을 구획, 패킹하여 삽입홀을 단계적으로 그라우팅하였다.

그러나, 선행기술문헌 2의 지반 보강구조는 주입관(6)의 입구로부터 그라우팅재를 주입하더라도 단부에 가까워질수록 낮은 주입압을 가짐에 따라, 패킹부재(8)에 의해 분할된 각각의 구획 공간은 서로 다른 속도로 그라우팅액이 분사되어 시공속도가 저하되는 문제점이 발생하였다.

특히, 터널 굴착면과 같이 삽입홀이 하부에서 상방을 향해 소정의 경사를 가지도록 천공될 경우 각 구획 공간을 구분짓는 패킹부재(8)가 자중에 의해 흘러내리는 그라우팅재에 의하여 가압됨과 동시에 자중에 의하여 변형됨으로써 각 구획 공간을 밀실하게 구획하지 못하는 현상이 발생하였으며, 더 나아가 그라우팅액의 분사를 위한 공급압이 각각의 구획 공간별로 균일하게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록실용신안 제20-0482898호(2017. 03. 08. 등록) 대한민국 등록실용신안 제20- 0410783호(2006. 03. 02. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 GRP 파이프 외부의 천공홀과 내부의 구획된 내부공간에 균일한 양의 그라우팅재가 동시에 분사되도록 함으로써, 신속한 지반 보강작업이 가능할 뿐만 아니라, 시공성을 향상시킬 수 있는 그라우팅 보강체 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 GRP 파이프 내부에서 그라우팅재의 역류를 방지함으로써 외부의 천공홀과 구획된 내부공간에 그라우팅재가 밀실하게 충진될 수 있으며, 주입압에 의하여 주변 지반으로의 그라우팅재 침투 주입이 균등하게 이루어질 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 GRP 파이프와 그라우팅재 사이의 접촉 표면적을 증가시킴으로써, GRP 파이프에 충분한 마찰저항을 형성하여 이탈을 방지하고, 충분한 휨 보강 및 전단 보강을 확보하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체 및 그 제조방법은, 굴착면에 형성된 천공홀(H)에 삽입되어 굴착면을 보강하는 그라우팅 보강체에 있어서, 강화유리섬유를 포함하여 제작되는 GRP 파이프(100)는 외주면에 다수의 그라우팅 분사공(110)이 형성되고, 길이방향을 따라 복수의 돌기부(120)가 형성되며, 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)에는 그라우팅재(G)를 주입하도록 주입공(210)이 다수개 형성된 그라우팅 호스(200)가 삽입되며, 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에는 일정 간격마다 내부 패커(300)가 결합되어 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)을 길이방향을 따라 구획 분할하되, 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에는 내부 패커(300)에 의하여 분할된 내부공간(S) 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 주입공(210)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성되며, 상기 내부 패커(300)의 원통형 몸체부(310)에는 그라우팅 호스(200)가 관통되도록 끼움공(311)이 형성되고, 상기 몸체부(310)는 외측 단부를 향하여 점진적으로 직경이 확장되도록 테이퍼부(320)가 형성되어 GRP 파이프(100) 내주면에 맞닿으며, 상기 몸체부(310)의 외측 단부면에는 평평한 외측 가압면(330)이 마련되어 그라우팅재가 주입되면 상기 외측 가압면(330)이 가압되어 테이퍼부(320)와 GRP 파이프(100) 내주면 사이로 역류됨이 방지되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 원통형 몸체부(310)의 외측 가압면(330)에는 끼움공(311)과 이격되도록 변형 유도홈(331)이 환상형으로 형성되어 상기 외측 가압면(330)을 가압하는 그라우팅재(G)에 의하여 내측으로 변형되며, 상기 외측 가압면(330)의 외주면을 따라 GRP 파이프(100)에 밀착되도록 소정의 곡률을 지니는 패킹부(322)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 천공홀(H)과 GRP 파이프(100)의 이격공간을 길이방향을 따라 구획 분할하도록 GRP 파이프(100)의 외주면에 상기 내부 패커(300)와 대응되도록 끼움결합되는 복수의 외부 패커(400)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 GRP 파이프(100)의 외주면에는 외부 패커(400)에 의하여 분할된 외부공간 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 그라우팅 분사공(110)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 외부 패커(400)는 상기 GRP 파이프(100)가 관통하도록 끼움공(411)이 형성되고, 주입되는 충진재에 의하여 팽창 변형되는 패킹부(410) 및 상기 패킹부(410)에 충진재를 공급시키는 공급라인(420)을 포함할 수 있다.

한편, 굴착면을 보강하기 위한 그라우팅 보강체에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법은, 3가닥 이상의 강화유리섬유로 보강매트를 직조하는 보강매트 직조 단계　(S10); 예비 성형 가이드를 통과하여 파이프 형상으로 성형하는 파이프 예비 성형 단계(S20); 성형된 파이프는 열경화성수지와 필러 경화제를 포함하도록 혼합된 수지 컴파운드가 채워진 수지 함침조를 통과하는 수지 합침 단계(S30); 길이방향을 따라 복수의 돌기부가 형성되도록 예비 성형 가이드를 통과하는 돌기부 성형단계(S40); 및 복수의 돌기부가 형성된 파이프를 가열된 금형에 투입하여 경도를 확보하는 가열 단계(S50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파이프 예비 성형 단계(S20) 이후에, 파이프 형상 성형시 2가닥 이상의 보강섬유를 사선 추가 보강 성형함으로써 강성을 보강하는 보강 성형단계(S22);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 파이프 예비 성형 단계(S20) 이후에, 복수의 예비 성형 가이드를 통과함으로서 두께가 일정한 파이프로 성형하는　파이프 두께 균일화 단계 (S24);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체에 의하면, GRP 파이프의 내부공간에 그라우팅재를 주입하는 그라우팅 호스는 길이방향 단부를 향하여 내부 패커로 구획된 각 영역이 주입공의 개수가 증가되도록 형성되어 동시에 각 영역 마다 그라우팅재가 균일하게 분사될 수 있다.

이로써, 상기 GRP 파이프 외부의 천공홀과 내부공간에 그라우팅재를 균일하고 신속하게 주입할 수 있음에 따라, 작업시간을 단축시켜 시공성을 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 내부 패커의 몸체부는 테이퍼부가 형성되어 상기 GRP 파이프의 내주면에 맞닿도록 삽입될 수 있으므로 GRP 파이프 내부로 공급된 그라우팅재의 역류를 효과적으로 방지할 수 있다.

나아가, 상기 원통형 몸체부의 외측 가압면에는 변형 유도홈이 형성되어 그라우팅재에 의하여 외측 가압면이 가압되어 더욱 밀실한 구획이 가능한 이점이 있다.

뿐만 아니라, 천공홀에 삽입되는 GRP 파이프의 외주면에 복수의 돌기부가 형성되어, 그라우팅 분사공을 통한 그라우팅재 주입 시 GRP 파이프와 그라우팅재 사이의 표면적이 향상되어 마찰저항이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, GRP 파이프의 강성을 향상시킬 수 있다.

도 1a는 선행기술문헌 1에 따른 이중관 우레탄 약액 그라우팅 주입장치를 도시한 단면도이다.
도 1b는 선행기술문헌 2에 따른 지반 보강구조를 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 그라우팅 보강체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 설치 상태를 도시한 횡 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 내부 패커가 절단되도록 도시한 횡 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 설치 상태를 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 내부 패커의 형상을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 내부 패커의 설치 상태를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 GRP 파이프와 그라우팅 호스 및 내부 패커의 결합 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 패커가 구비된 그라우팅 보강체를 도시한 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 설치 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 도 2b에 도시된 그라우팅 보강체를 도시한 단면 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체의 제조과정을 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시에에 따른 그라우팅 보강체의 제조과정을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 그라우팅 보강체는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 굴착면에 형성된 천공홀(H)에 삽입되어 그라우팅재를 충진함으로써 굴착면의 지반을 보강하는 것으로서, GRP 파이프(100)와, 그라우팅 호스(200) 및 복수의 내부 패커(300)로 이루어져 신속 간단하게 설치가 가능한 효과가 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체는, 천공홀(H)에 그라우팅재를 충진하기 위하여 상기 GRP 파이프(100)의 외주면에 다수의 그라우팅 분사공(110)이 형성된다. 이때, 상기 GRP 파이프(100)는 상기 천공홀(H) 내부에 충분한 양의 그라우팅재(G)를 충진하여 고정력을 확보하기 위하여, 상기 천공홀(H)의 내경보다 작은 외경을 갖도록 형성된다.

한편, 본 발명의 그라우팅 보강체는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 GRP 파이프(100)의 외주면에 길이방향을 따라 복수의 돌기부(120)가 형성되어 GRP 파이프의 휨 강도와 전단 강도가 향상되어 강성이 향상되는 효과가 있으며, 그라우팅재(G)와 GRP 파이프(100)의 접촉 표면적을 충분히 확보하여 GRP 파이프(100)의 이탈이 방지되도록 마찰저항이 증가되는 이점이 있다.

상기 GRP 파이프(100)에는 내부식성을 확보하기 위하여 유리강화섬유가 포함되도록 제작되며, 일측에는 그라우팅 호스(200)가 삽입되는 개구부가 형성되고, 타측은 밀폐되도록 제작되며, 길이방향으로 형성되는 돌기부(120)들 사이에 그라우팅 분사공(110)이 엇갈리게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)에는 그라우팅 호스(200)가 삽입되며, 상기 그라우팅 호스(200)는 일측에 그라우팅재(G)가 공급되도록 개구부가 형성되고, 타측은 밀폐되도록 제작된다. 상기 그라우팅 호스(200)는 도 2a에 도시된 바와 같이 하나의 부재로 구성되어 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에는 길이방향을 따라 그라우팅재(G)를 주입하기 위한 다수의 주입공(210)이 형성될 수 있다.

뿐만 아니라, 도 2b에 도시된 바와 같이 후술할 내부 패커(300)에 의하여 구획 분할된 내부공간(S)마다 각 그라우팅 호스(200)의 단부에 형성되는 주입공(220)이 위치를 달리하여 구비되도록 복수로 구성될 수 있다.

본 발명의 그라우팅 보강체는 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)이 복수의 내부 패커(300)에 의해 길이방향을 따라 구획 분할됨에 있어서, 상기 그라우팅 호스(200)의 주입공(210)으로부터 각 내부공간(S)마다 균등한 양의 그라우팅재가 동시에 분사되도록 하여 그라우팅 보강체의 그라우팅 작업의 시공성이 향상되도록 함에 주요한 차별성이 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체는 도 5에 도시된 바와 같이 그라우팅 호스(200)에는 내부 패커(300)에 의하여 분할된 내부공간(S) 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 주입공(210)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성될 수 있다.

이때, 그라우팅 보강체에는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 그라우팅재가 주변 지반으로 침투하기 위한 충분한 주입압을 형성하기 위하여, 상기 GRP 파이프(100)에 형성되는 그라우팅 분사공(110)과, 그라우팅 호스(200)에 형성되는 주입공(210)이 서로 엇갈려 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 6a, 도 6b 및 도 7을 참조하여 본 발명의 내부 패커(300)에 대하여 보다 상세히 설명한다. 상기 내부 패커(300)는 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에 끼움 결합되어 고정 설치되는 것으로, 이를 위하여 상기 내부 패커(300)는 그라우팅재의 역류가 방지되도록 원통형 몸체부(310)가 형성되고, 상기 원통형 몸체부(310)로부터 테이퍼부(320)가 연장 형성되며, 상기 원통형 몸체부(310)의 외측 단부면에는 주입된 그라우팅재에 의하여 가압되도록 외측 가압면(330)이 마련된다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 상기 원통형 몸체부(310)는 그라우팅 호스(200)가 관통되도록 끼움공(311)이 형성되는 것으로, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 그라우팅 호스(200)의 개수에 대응되도록 하나 또는 복수로 형성될 수 있다.

상기 테이퍼부(320)는 몸체부(310)로부터 외측 단부를 향하여 점진적으로 직경이 확장되도록 형성된 것으로서, 상기 내부 패커(300)는 상기 테이퍼부(320)가 내주면에 맞닿도록 상기 GRP 파이프(100) 내부에 삽입되어짐에 따라 그라우팅재의 주입시에는 상기 외측 가압면(330)에 의하여 역류가 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 내부 패커(300)의 설치시에는 도 8에 도시된 바와 같이 그라우팅 호스(200)에 상기 내부 패커(300)가 끼워진 상태로 상기 GRP 파이프(100)의 내부에 삽입될 수 있으므로 그라우팅 보강체의 용이한 제작이 가능한 이점이 있다.

한편, 그라우팅재(G)의 역류를 더욱 효과적으로 방지하기 위해, 상기 원통형 몸체부(310)의 외측 가압면(330)에는 끼움공(311)과 이격되도록 환상형의 변형 유도홈(331)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 외측 가압면(330)에는 외주면을 따라 GRP 파이프(100)에 밀착되도록 소정의 곡률을 지니는 패킹부(322)가 형성됨에 따라, 외측 가압면(330)을 가압하는 외력이 발생하였을 때 상기 변형 유도홈(331)에 의해 상기 패킹부(322)가 변형되어 GRP 파이프(100)의 내주면에 강하게 밀착되어 그라우팅재의 역류를 완전하게 방지할 수 있다.

특히, GRP 파이프(100)가 굴착면에 형성된 천공홀(H)에 설치될 경우 자중에 의해 흘러내리는 그라우팅재(G)가 상기 외측 가압면(330)을 가압하게 됨에 따라, 외측 가압면(330)이 내측을 향해 변형되며, 상기 변형 유도홈(331)을 따라 상기 패킹부(322)가 변형되어 GRP 파이프(100)의 내주면에 밀착될 수 있다.

이로써, 패킹부(322)와 접촉면적이 증가됨으로써 그라우팅재(G)가 상기 GRP 파이프(100) 내에 공급되었을 때, 자중에 의해 발생하는 외력에 저항하는 마찰력이 형성될 수 있으며, 분할된 내부공간(S)을 완전하게 밀폐하여 분할된 각 구간의 그라우팅재 주입압을 일정하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면 도 9에 도시된 바와 같이 천공홀(H) 내부에 그라우팅재가 밀실하게 충진되도록 하기 위하여, 상기 천공홀(H) 내부의 공간을 구획하는 외부 패커(400)가 더 구비될 수 있다.

상기 외부 패커(400)는 패킹부(410)와, 공급라인(420)으로 구성되는 것으로서, 상기 공급라인(420)으로부터 공급, 주입되는 충진재에 의하여 GRP 파이프가 끼워진 패킹부(410)가 GRP 파이프의 둘레방향을 따라 팽창 변형되어 천공홀(H)과 GRP 파이프(100)의 이격공간을 길이방향을 따라 구획 분할한다.

이를 위하여, 상기 패킹부(410)는 GRP 파이프(100)가 관통하도록 끼움공(411)이 형성된다. 또한, 바람직하게는 상기 외부 패커(400)는 GRP 파이프(100)의 외주면에서 상기 내부 패커(300)와 대응되는 위치에 끼움 결합될 수 있다. 이로써, 상기 내부공간(S)에 주입된 그라우팅재(G)가 상기 그라우팅 분사공(110)를 통해 분사되어 구획분할된 천공홀(H)의 내부영역에 균일한 비율로 충진될 수 있으며, 구획된 영역별로 일정한 주입압이 형성되어 주변 지반에 침투되는 그라우팅재(G)의 양이 균일하게 형성됨으로써 효과적인 보강작업이 가능해진다.

실시형태에 따라서는 상기 GRP 파이프(100)의 외주면에도 외부 패커(400)에 의하여 분할된 외부공간 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 그라우팅 분사공(110)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성될 수 있다.

이로써, 상기 GRP 파이프(100)의 내부에 구획된 내부공간(S)으로부터 분사되는 그라우팅재(G)는 상기 외부패커(400)에 의하여 구획된 외부공간(S)마다 균등한 양의 그라우팅재가 동시에 분사되도록 유도할 수도 있다.

이상에서 기술한 바에 따르면 본 발명의 그라우팅 보강체는 도 10에 도시된 바와 같이 소정 깊이로 굴착된 굴착면에 천공홀(H)을 형성하고, 각각의 천공홀(H)에 본 발명의 GRP 파이프(100)를 설치하고, 각각의 GRP 파이프(100)를 이용해 그라우팅재를 분사함으로써 천공홀(H) 내부에 그라우팅재를 밀실하게 충전할 수 있으며 신속하게 지반을 보강할 수 있다.

즉, 본 발명의 그라우팅 보강체는 터널의 굴착을 수행하면서 본 발명의 그라우팅 보강체를 이용하여 선굴착부의 지반을 먼저 보강한 뒤, 연속적인 굴착을 수행할 때, GRP 파이프(100)를 이용한 일련의 지반 보강과정을 반복 수행하게 된다. 이때, 본 발명의 GPR 파이프(100)로부터 일정한 주입압으로 분사된 그라우팅재가 주변 지반으로 고르게 침투되어 터널 지반 붕괴를 방지하고, 안정적인 굴착 시공이 가능한 효과가 있다.

이하에서는 도 12 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강체에 적용하기 위한 GRP 파이프(100)의 제조방법에 대하여 설명한다.

상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 GRP 파이프(100)는, 보강매트 직조단계(S10), 파이프 예비 성형단계(S20), 수지 함침단계(S30), 돌기부 성형단계(S40) 및 가열단계(S50)를 순차적으로 거침으로써 제작된다.

상기 보강매트 직조단계(S10)는, 3가닥 이상의 보강섬유로 보강매트를 직조하는 단계로서, 이때 사용되는 강화유리섬유(Glass Reinforced Fiber)를 사용할 수 있다. 보다 상세하게는 continuous filament fiber, complex(mat + w/r), combo mat(veilt c/mat) 등이 사용될 수 있다.

이어서 수행되는 파이프 예비 성형단계(S20)는, 1개 이상의 예비 성형 가이드를 통과하며 파이프 형상으로 성형하는 단계이다. 이때, 파이프의 강도를 증대시키기 위하여, 상기 파이프 예비 성형단계(S20)는 파이프 형상 성형시 2가닥 이상의 보강섬유를 사선 추가 보강 성형함으로서 휨 성능 및 전단 성능이 향상되도록 강성을 보강하는 추가 보강 성형단계(S22)를 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명은 파이프의 두께를 균일하게 성형하기 위하여, 상기 파이프 예비 성형단계(S20) 이후에 2개 이상의 예비 성형 가이드를 추가적으로 통과하는 파이프 두께 균일화 단계(S25)를 더 포함할 수 있다.

다음으로 수행되는 수지 합침단계(S30)는 성형된 파이프에 열경화성 수지와 필러 경화제를 포함하도록 혼합된 수지 컴파운드가 채워진 수지 함침조를 통과시키는 단계이다. 이때, 상기 열경화성 수지는 upz resin, Al₂OH₃, pigment, 이형재, 경화재 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 돌기부 성형단계(S40)는 길이방향을 따라 복수의 돌기부가 형성되도록 예비 성형 가이드를 통과하는 단계로서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 외주면에 복수의 돌기부(120)가 길이방향을 따라 형성되게 된다.

이후 진행되는 가열단계(S50)는 복수의 돌기부가 형성된 파이프를 가열된 금형에 투입하여 경도를 확보하는 단계이다. 이후, 추가적으로 금형을 통과시켜 최종적인 형태의 GRP 파이프(100)가 완성될 수 있으며, 시공현장이나 제품의 규격에 맞도록 필요에 따라 일정한 규격의 길이로 잘라 사용될 수 있음은 물론이다.

다음으로, GRP 파이프의 외주면에 일측 단부를 향하여 단위 면적당 그라우팅 분사공(110)의 개수가 증가하도록 천공하는 분사공 천공단계(S60)가 진행됨으로써, 본 발명의 그라우팅 보강체에 적용하기 위한 GRP 파이프(100)가 최종적으로 완성된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 그라우팅 보강체 및 그에 적용되는 GRP 파이프의 제조방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

H : 천공홀 S : 내부공간
G : 그라우팅재 100 : GRP 파이프
110 : 분사공 200 : 그라우팅 호스
210 : 주입공 300 : 내부 패커
310 : 몸체부 311 : 끼움공
320 : 테이퍼부 322 : 패킹부
330 : 가압면 331 : 변형 유도홈
400 : 외부 패커 410 : 패킹부
411 : 끼움공 420 : 공급라인

Claims

굴착면에 형성된 천공홀(H)에 삽입되어 굴착면을 보강하는 그라우팅 보강체에 있어서,
강화유리섬유를 포함하여 제작되는 GRP 파이프(100)는 외주면에 다수의 그라우팅 분사공(110)이 형성되고, 길이방향을 따라 복수의 돌기부(120)가 형성되며, 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)에는 그라우팅재(G)를 주입하도록 주입공(210)이 다수개 형성된 그라우팅 호스(200)가 삽입되며, 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에는 일정 간격마다 내부 패커(300)가 결합되어 상기 GRP 파이프(100)의 내부공간(S)을 길이방향을 따라 구획 분할하되, 상기 그라우팅 호스(200)의 외주면에는 내부 패커(300)에 의하여 분할된 내부공간(S) 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 주입공(210)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성되며,
상기 내부 패커(300)의 원통형 몸체부(310)에는 그라우팅 호스(200)가 관통되도록 끼움공(311)이 형성되고, 상기 몸체부(310)는 외측 단부를 향하여 점진적으로 직경이 확장되도록 테이퍼부(320)가 형성되어 GRP 파이프(100) 내주면에 맞닿으며, 상기 몸체부(310)의 외측 단부면에는 평평한 외측 가압면(330)이 마련되어 그라우팅재가 주입되면 상기 외측 가압면(330)이 가압되어 테이퍼부(320)와 GRP 파이프(100) 내주면 사이로 역류됨이 방지되는 것을 특징으로 하는 그라우팅 보강체.
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제 1항에 있어서,
상기 원통형 몸체부(310)의 외측 가압면(330)에는 끼움공(311)과 이격되도록 변형 유도홈(331)이 환상형으로 형성되어 상기 외측 가압면(330)을 가압하는 그라우팅재(G)에 의하여 내측으로 변형되며, 상기 외측 가압면(330)의 외주면을 따라 GRP 파이프(100)에 밀착되도록 소정의 곡률을 지니는 패킹부(322)가 형성되는 것을 특징으로 하는 그라우팅 보강체.
제 1항에 있어서,
상기 천공홀(H)과 GRP 파이프(100)의 이격공간을 길이방향을 따라 구획 분할하도록 GRP 파이프(100)의 외주면에 상기 내부 패커(300)와 대응되도록 끼움결합되는 복수의 외부 패커(400);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 그라우팅 보강체.
제 5항에 있어서,
상기 GRP 파이프(100)의 외주면에는 외부 패커(400)에 의하여 분할된 외부공간 마다 그라우팅재(G)가 균등하게 분사되도록 외측 단부를 향하여 그라우팅 분사공(110)의 개수가 점진적으로 증가되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 그라우팅 보강체.
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