KR102604498B1 - Epat 강관 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

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KR102604498B1
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Abstract

본 발명은 역류방지모듈을 적용하여 그라우팅제가 역류됨을 방지하고, 그라우팅주입관을 엑셀호스와 PE호스로 제작하여 절단 또는 마감작업이 용이하도록 하며, 그라우팅주입관의 수량을 2~4개로 제작 적용이 가능하도록 하고, 격벽을 2포인트 이상으로 적용이 가능하도록 하는 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 것이다.

Description

EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법{Extension Part Application Type steel pipe and construction method using the same}
본 발명은 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 역류방지모듈을 적용하여 그라우팅제가 역류됨을 방지하고, 그라우팅주입관을 엑셀호스와 PE호스로 제작하여 절단 또는 마감작업이 용이하도록 하며, 그라우팅주입관의 수량을 2~4개로 제작 적용이 가능하도록 하고, 격벽을 2포인트 이상으로 적용이 가능하도록 하는 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 것이다.
일반적으로 그라우트(Grout) 또는 그라우팅(Grouting)이라 함은 토목공사에서 터널 등을 시공할 때 굴착지반의 지지력을 강화시켜주거나 누수방지공사 및 토질안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈, 공동 등에 충전재를 주입하는 것을 말하며, 그 충전재('그라우팅재'라고도 함)는 중력이나 펌프를 이용하여 충전한다.
이러한 그라우팅 공법은 강관을 지반에 설치하고 그 강관의 내측으로 팩커를 설치하여 그라우팅재를 주입하여 고결시킴으로써 강관과 지반을 일체로 만들고 토질, 암반의 전단강도를 증대시키는 역할을 하며 주입을 강관 속에서 수행하므로 시공성, 경제성 측면에서 매우 유리한 공법이다.
통상, 강관 그라우팅 공법은 연약 지반을 천공하는 단계, 천공홀에 스트레이너가 설치된 강관을 삽입하는 단계, 강관과 천공홀 사이에 실링재를 투입하는 단계 및 팩커를 설치하면서 시멘트를 주입하는 단계로 이루어진다.
그러나, 이러한 방법은 천공 후 강관을 삽입하기 때문에 천공홀이 유지되기 힘든 연약한 토사지반에서는 천공홀의 무너짐, 이물질의 혼입 등으로 강관의 삽입을 어렵게 하여 실용성이 떨어진다.
대한민국등록특허 제10-0478321호
본 발명은 역류방지모듈을 이용하여 주입관 내부의 그라우팅제가 역류됨을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 그라우팅 주입관을 엑셀호스 또는 PE호스로 제작하여 현장에서 절단 또는 마감작업이 용이하도록 하며, 강관의 이동시 파손을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 강관 내부의 격벽을 적용하여 2포인트 이상으로 제작이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 EPAT 강관은, 원형의 파이프로 터널 내에 형성되는 천공홀에 삽입되도록 형성되는 그라우팅강관과, 상기 그라우팅강관 내부로 주입되는 그라우팅액을 상기 그라우팅강관의 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 그라우팅강관 둘레면에서 길이방향으로 일정 간격을 두고 복수개 관통 형성되는 그라우팅분출홀과, 상기 그라우팅강관의 외측을 따라 적어도 하나 이상으로 설치되어 천공홀에서 그라우팅강관을 지지하도록 형성되는 스페이스와, 상기 그라우팅강관 끝단을 마감처리하기 위해 그라우팅강관 일측 끝단에 형성되는 캡과, 상기 그라우팅강관 내부 공간에서 그라우팅주입관을 지지하도록 적어도 하나 이상으로 설치되는 격벽과, 상기 그라우팅강관의 내부로 그라우팅액을 공급할 수 있도록 각각 다른 길이로 제작되어 다수개 설치되도록 형성되는 그라우팅주입관과, 그라우팅주입관을 통해 주입되는 그라우팅액의 주입후 역류됨을 방지하기 위해 그라우팅주입관 일측이 절단되어 절단된 그라우팅주입관 양측이 연결될 수 있도록 형성되는 역류방지모듈과, 양측으로 절단된 그라우팅강관이 역류방지모듈 양측으로 삽입될 수 있도록 역류방지모듈 양측으로 형성되는 주입관고정구와, 그라우팅주입관을 통해 일측에서 주입시 유닛스프링을 밀어 그라우팅액이 타측으로 주입되며, 그라우팅액 주입의 완료시 유닛스프링에 의해 초기 위치로 복귀되어 일측의 주입관고정구에 밀착되어 타측으로 주입된 그라우팅액이 일측방향으로 역류되지 않도록 역류방지모듈 내부로 형성되는 체크유닛과, 그라우팅액 주입시 주입압력에 의해 역류방지모듈 타측으로 이동된 체크유닛을 주입 완료시 체크유닛을 초기 위치로 밀어주도록 역류방지모듈 내부 일측으로 체크유닛과 밀착 형성되는 유닛스프링과, 시공에 따라 그라우팅강관의 길이를 연장시키는 경우 일측의 그라우팅강관과 타측의 그라우팅강관을 상호 나사결합으로 연결하기 위해 형성되는 연결소켓과, 다수의 그라우팅주입관의 일측을 지지하며, 그라우팅강관 내부에서 그라우팅액이 유출되지 않도록 일측을 막아주도록 그라우팅강관 일측에 결합 형성되는 마감커버와, 천공홀에 그라우팅강관 삽입 시 지보재의 설치를 위해 천공홀에 그라우팅강관을 깊게 삽입하며, 그라우팅강관 삽입후 분리시켜 재사용하거나, 절단홈을 절단하여 분리하도록 그라우팅강관 일측 끝단에 연장형성되는 강관연장관과, 천공홀 외부로 돌출되는 강관연장관을 절단하여 분리시키기 위해 강관연장관 일측 둘레로 형성되는 절단홈을 포함하며, 상기 EPAT 강관을 이용한 시공방법은, EPAT 강관의 삽입을 위한 천공홀 형성을 위해 터널의 단부에 천공홀을 13m로 천공하기 위한 천공작업단계와, 천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관을 삽입하기 위한 그라우팅강관삽입단계와, 천공홀의 입구의 그라우팅강관과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계와, 지보재설치시 지보재에 간섭이 발생되지 않도록 강관연장관을 그라우팅강관에서 분리시키기 위한 강관연장관분리단계와, 그라우팅강관 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액 주입단계와, 그라우팅액 주입단계 이후 터널내면에 지보재를 설치하는 지보재설치단계로 이루어지면, 상기 EPAT 강관을 이용한 시공방법은, EPAT 강관의 삽입을 위한 천공홀 형성을 위해 터널의 단부에 천공홀을 13m로 천공하기 위한 천공작업단계와, 천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관을 삽입하기 위한 그라우팅강관삽입단계와, 천공홀의 입구의 그라우팅강관과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계와, 그라우팅강관 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액 주입단계와, 지보재 설치위치 굴착시 지보재와 간섭되지 않도록 강관연장관을 절단하기 위한 강관연장관절단단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또다른 일 실시예에서, 상기 EPAT 강관은, 그라우팅강관에 주입되는 그라우팅액이 천공홀 측으로 유출시 천공홀과 그라우팅강관 사이에서 고르게 충진될 수 있도록 하기 위한 그라우팅액분산부를 더 포함하며, 상기 그라우팅액분산부는, 원형의 판재로 형성되어 천공홀 입구측에 삽입되도록 형성되는 고정판과, 천공홀에 삽입되어 고정판이 고정될 수 있도록 고정판 일측으로 형성되는 고정단과, 고정판이 천공홀 입구에 위치 고정될 수 있도록 천공홀 입구단면에 밀착되도록 고정판 외측 둘레로 형성되는 고정플레이트와, 고정플레이트를 천공홀 입구 단면에 밀착시키기 위해 관통하여 천공홀 단면에 고정시키도록 형성되는 고정볼트와, 그라우팅강관이 이동될 수 있도록 고정판 중앙으로 관통형성되는 강관삽입홀과, 강관삽입홀로 삽입되는 그라우팅강관의 강관연장관과 밀착되어 천공홀 내부의 그라우팅액이 외부로 유출되지 않도록 하기 위해 강관연장관과 강관삽입홀 사이에 형성되는 밀폐가스켓과, 외부로부터 주입되는 공기를 에어분사관 측으로 이동시키기 위한 주입호스가 결합될 수 있도록 고정관 일측으로 형성되는 에어커넥터와, 천공홀 내부에서 그라우팅강관 상측과 하측으로 각각 에어가 주입될 수 있도록 고정관 타측으로 형성되는 에어분사관과, 에어분사관 측으로 주입이동되는 공기가 천공홀 측으로 분사될 수 있도록 에어분사관 둘레로 복수개 형성되는 에어분사홀과, 에어분사관을 따라 이동되는 공기에 의해 에어블레이드가 원활하게 회전될 수 있도록 에어분사관 일측 끝단에 형성되는 블레이드베어링과, 에어분사관을 따라 이동되는 공기에 의해 회전되도록 블레이드베어링에 결합 형성되는 에어블레이드와, 완충스프링을 고정하기 위해 완충스프링 일측으로 형성되는 스프링고정링과, 완충롤러 측으로 가해지는 진동 및 충격을 감쇄시키기 위해 일측이 스프링고정링에 고정되고, 타측이 에어분사관 둘레 일측으로 고정 형성되는 완충스프링과, 완충롤러를 지지하기 위해 스프링고정링 일측으로 형성되는 롤러지지관과, 에어분사관이 천공홀과 그라우팅강관에 밀착되어 회전됨으로 이동될 수 있도록 롤러지지관 일측으로 회전되도록 형성되는 완충롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 역류방지모듈을 이용하여 주입관 내부의 그라우팅제가 역류됨을 방지하여 그라우팅 주입관을 꺽거나 막지 않아도 됨으로 시공 시간을 단축하는 효과와, 그라우팅제가 빨리 굳을 수 있도록 급결제를 적용할 필요가 없어 비용을 절감하는 효과를 제공한다.
또한, 그라우팅 주입관을 엑셀호스 또는 PE호스로 제작하여 현장에서 절단 또는 마감작업이 용이하도록 하는 효과와, 터널 내에서 강관 이동시 호스의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 강관 내부에 격벽을 적용하여 현장에 맞게 제작이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 EPAT 강관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 EPAT 강관의 또다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 그라우팅 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 대한 또다른 그라우팅액분산부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 대한 상세도이다.
도 6은 본 발명에 대한 또다른 실시예인 강관고정부를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 대한 상세도이다.
도 8은 본 발명에 대한 또다른 실시예인 에어주입고정부를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 대한 상세도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 EPAT 강관을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 EPAT 강관의 또다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명 EPAT 강관 및 이를 이용한 시공방법에 대한 그라우팅 방법을 나타낸 도면이다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 상기 EPAT 강관(100)은 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 EPAT 강관(100)은 그라우팅강관(110), 그라우팅분출홀(111), 스페이스(112), 캡(113), 격벽(114), 그라우팅주입관(120), 역류방지모듈(140), 주입관고정구(141), 체크유닛(142), 유닛스프링(143), 연결소켓(150), 마감커버(160), 강관연장관(170), 절단홈(171)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 그라우팅강관(110)은 원형의 파이프로 터널 내에 형성되는 천공홀에 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 그라우팅분출홀(111)은 상기 그라우팅강관(110) 내부로 주입되는 그라우팅액을 상기 그라우팅강관(110)의 외부로 배출시킬 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 그라우팅분출홀(111)은 상기 그라우팅강관(110) 둘레면에서 길이방향으로 일정 간격을 두고 복수개 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스페이스(112)는 상기 그라우팅강관(110)의 외측을 따라 적어도 하나 이상으로 설치되어 천공홀에서 그라우팅강관(110)을 지지하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 캡(113)은 상기 그라우팅강관(110) 끝단을 마감처리하기 위해 형성되는 것으로, 상기 캡(113)은 그라우팅강관(110) 일측 끝단에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 격벽(114)은 상기 그라우팅강관(110) 내부 공간에서 그라우팅주입관(120)을 지지하도록 적어도 하나 이상으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 그라우팅주입관(120)은 상기 그라우팅강관(110)의 내부로 그라우팅액을 공급할 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 그라우팅주입관(120)은 각각 다른 길이로 제작되어 다수개 설치되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 역류방지모듈(140)은 그라우팅주입관(120)을 통해 주입되는 그라우팅액의 주입후 역류됨을 방지하기 위해 형성되는 것으로, 상기 역류방지모듈(140)은 그라우팅주입관(120) 일측이 절단되어 절단된 그라우팅주입관(120) 양측이 연결될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 주입관고정구(141)는 양측으로 절단된 그라우팅강관(110)이 역류방지모듈(140) 양측으로 삽입될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 주입관고정구(141)는 역류방지모듈(140) 양측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 체크유닛(142)은 그라우팅주입관(120)을 통해 일측에서 주입시 유닛스프링(143)을 밀어 그라우팅액이 타측으로 주입되며, 그라우팅액 주입의 완료시 유닛스프링(143)에 의해 초기 위치로 복귀되어 일측의 주입관고정구(141)에 밀착되어 타측으로 주입된 그라우팅액이 일측방향으로 역류되지 않도록 형성되는 것으로, 상기 체크유닛(142)은 역류방지모듈(140) 내부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유닛스프링(143)은 그라우팅액 주입시 주입압력에 의해 역류방지모듈(140) 타측으로 이동된 체크유닛(142)을 주입 완료시 체크유닛(142)을 초기 위치로 밀어주도록 형성되는 것으로, 상기 유닛스프링(143)은 역류방지모듈(140) 내부 일측으로 체크유닛(142)과 밀착 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 연결소켓(150)은 시공에 따라 그라우팅강관(110)의 길이를 연장시키는 경우 일측의 그라우팅강관(110)과 타측의 그라우팅강관(110)을 상호 나사결합으로 연결하기 위해 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마감커버(160)는 다수의 그라우팅주입관(120)의 일측을 지지하며, 그라우팅강관(110) 내부에서 그라우팅액이 유출되지 않도록 일측을 막아주도록 형성되는 것으로, 상기 마감커버(160)는 그라우팅강관(110) 일측에 결합 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관연장관(170)은 천공홀에 그라우팅강관(110) 삽입 시 지보재의 설치를 위해 형성되는 것으로, 상기 강관연장관(170)은 천공홀에 그라우팅강관(110)을 깊게 삽입하며, 그라우팅강관(110) 삽입후 분리시켜 재사용하거나, 절단홈(171)을 절단하여 분리하도록 그라우팅강관(110) 일측 끝단에 연장형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 절단홈(171)은 천공홀 외부로 돌출되는 강관연장관(170)을 절단하여 분리시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 절단홈(171)은 강관연장관(170) 일측 둘레로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 EPAT 강관(100)을 이용한 시공방법은,
1) EPAT 강관(100)의 삽입을 위한 천공홀은 터널의 단부에 13m로 천공하기 위한 천공작업단계가 이루어진다.
2) 천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관(110)을 삽입하기 위한 그라우팅강관(110)삽입단계가 이루어진다.
3) 천공홀 입구의 그라우팅강관(110)과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계가 이루어진다.
4)지보재설치시 지보재에 간섭이 발생되지 않도록 강관연장관(170)을 그라우팅강관(110)에서 분리시키기 위한 강관연장관(170)분리단계가 이루어진다.
5) 그라우팅강관(110) 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액주입단계가 이루어진다.
6) 그라우팅액 주입단계 이후 터널내면에 지보재를 설치하는 지보재설치단계로 이루어진다.
상기 EPAT 강관(100)을 이용한 시공방법은,
1) EPAT 강관(100)의 삽입을 위한 천공홀은 터널의 단부에 13m로 천공하기 위한 천공작업단계가 이루어진다.
2) 천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관(110)을 삽입하기 위한 그라우팅강관(110)삽입단계가 이루어진다.
3) 천공홀 입구의 그라우팅강관(110)과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계가 이루어진다.
4) 그라우팅강관(110) 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액주입단계가 이루어진다.
5)그라우팅액주입 후 강관연장관을 그라우팅강관에서 분리시키기 위한 강관연장관절단단계가 이루어진다.
6)강관연장관 절단 후 지보재를 설치하기 위한 지보재설치단계가 이루어진다.
상기 강관연장관(170)은 천공홀에 삽입후 그라우팅강관(110)에서 분리하여 재사용될 수 있도록 하거나, 절단홈(171)을 적용하여 절단할 수 있도록 하는 것으로, 2가지 방법 중 시공현장 또는 시공방법에 따라 선택 사용한다.
본 발명에서의 도면과 그 설명은 본 발명을 설명하기 위한 시공상태를 나타내기 위한 것으로, 현장의 작업환경 또는 작업조건 등에 따라 본 발명의 범주 내에서 구성조건 및 구성형태가 변경될 수 있다.
도 4는 본 발명에 대한 또다른 그라우팅액분산부(200)를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4에 대한 상세도이다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 상기 그라우팅액분산부(200)는 본 발명 EPAT강관에 더 포함하는 구성으로, 상기 그라우팅액분산부(200)는 그라우팅강관에 주입되는 그라우팅액이 천공홀 측으로 유출시 천공홀과 그라우팅강관 사이에서 고르게 충진될 수 있도록 하기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 그라우팅액분산부(200)는 고정판(210), 고정단(211), 고정플레이트(212), 고정볼트(213), 강관삽입홀(214), 밀폐가스켓(215), 에어커넥터(216), 에어분사관(217), 에어분사홀(218), 블레이드베어링(219), 에어블레이드(220), 스프링고정링(221), 완충스프링(222), 롤러지지관(223), 완충롤러(224)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정판(210)은 원형의 판재로 형성되어 천공홀 입구측에 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정단(211)은 천공홀에 삽입되어 고정판(210)이 고정될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 고정단(211)은 고정판(210) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정플레이트(212)는 고정판(210)이 천공홀 입구에 위치 고정될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 고정플레이트(212)는 천공홀 입구단면에 밀착되도록 고정판(210) 외측 둘레로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정볼트(213)는 고정플레이트(212)를 천공홀 입구 단면에 밀착시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 고정볼트(213)는 관통하여 천공홀 단면에 고정시키도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관삽입홀(214)은 그라우팅강관이 이동될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 강관삽입홀(214)은 고정판(210) 중앙으로 관통형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 밀폐가스켓(215)은 강관삽입홀(214)로 삽입되는 그라우팅강관과 밀착되어 천공홀 내부의 그라우팅액이 외부로 유출되지 않도록 하기 위해 형성되는 것으로, 상기 밀폐가스켓(215)은 그라우팅강관과 강관삽입홀(214) 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어커넥터(216)는 외부로부터 주입되는 공기를 에어분사관(217) 측으로 이동시키기 위한 주입호스가 결합될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 에어커넥터(216)는 고정관 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어분사관(217)은 천공홀 내부에서 그라우팅강관 상측과 하측으로 각각 에어가 주입될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 에어분사관(217)은 고정관 타측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어분사홀(218)은 에어분사관(217) 측으로 주입이동되는 공기가 천공홀 측으로 분사될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 에어분사홀(218)은 에어분사관(217) 둘레로 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 블레이드베어링(219)은 에어분사관(217)을 따라 이동되는 공기에 의해 에어블레이드(220)가 원활하게 회전될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 블레이드베어링(219)은 에어분사관(217) 일측 끝단에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어블레이드(220)는 에어분사관(217)을 따라 이동되는 공기에 의해 회전되도록 형성되는 것으로, 상기 에어블레이드(220)는 블레이드베어링(219)에 결합 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링고정링(221)은 완충스프링(222)을 고정하기 위해 형성되는 것으로, 상기 스프링고정링(221)은 완충스프링(222) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 완충스프링(222)은 완충롤러(224) 측으로 가해지는 진동 및 충격을 감쇄시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 완충스프링(222)은 일측이 스프링고정링(221)에 고정되고, 타측이 에어분사관(217) 둘레 일측으로 고정 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 롤러지지관(223)은 완충롤러(224)를 지지하기 위해 형성되는 것으로, 상기 롤러지지관(223)은 스프링고정링(221) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 완충롤러(224)는 에어분사관(217)이 천공홀과 그라우팅강관에 밀착되어 회전됨으로 이동될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 완충롤러(224)는 롤러지지관(223) 일측으로 회전되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명에 대한 또다른 실시예인 강관고정부(300)를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6에 대한 상세도이다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 상기 강관고정부(300)는 본 발명 EPAT강관에 더 포함하는 구성으로, 상기 강관고정부(300)는 그라우팅강관을 천공홀 상에서 고정시키기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 강관고정부(300)는 구동하우징(310), 가변축베어링(311), 회전가변축(312), 축회전부재(313), 가변부재(314), 벽면측밀착판(315), 벽면측부재힌지(316), 벽면측가변바(317), 벽면측고정힌지(318), 벽면측바힌지(319), 벽면측밀착패드(320), 벽면측압력센서(321), 벽면측램프(322), 강관측밀착판(323), 강관측부재힌지(324), 강관측가변바(325), 강관측고정힌지(326), 강관측바힌지(327), 강관측밀착패드(328), 강관측압력센서(329), 강관측램프(330)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동하우징(310)은 벽면측밀착판(315)과 강관측밀착판(323)을 지지하기 위해 형성되는 것으로, 상기 구동하우징(310)은 사각의 케이스함체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변축베어링(311)은 회전가변축(312)이 원활하게 회전될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 가변축베어링(311)은 구동하우징(310) 내부 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전가변축(312)은 축회전부재(313)를 회전시킴에 따라 회전될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 회전가변축(312)은 일측이 가변축베어링(311)에 고정되고, 타측이 축회전부재(313)에 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 축회전부재(313)는 회전수단을 결합시켜 회전가변축(312)을 회전시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 축회전부재(313)는 구동하우징(310) 외부 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가변부재(314)는 회전되는 회전가변축(312)을 따라 상호 마주보는 방향 또는 상호 다른 방향으로 동시 이동되도록 형성되는 것으로, 상기 가변부재(314)는 회전가변축(312) 중앙을 기준으로 양측으로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측밀착판(315)은 벽면측가변바(317)의 구동으로 천공홀 내면에 밀착되도록 형성되는 것으로, 상기 벽면측밀착판(315)은 구동하우징(310) 상측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측부재힌지(316)는 구동되는 벽면측가변바(317)의 하부가 연결 회전되도록 형성되는 것으로, 상기 벽면측부재힌지(316)는 가변부재(314) 상측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측가변바(317)는 회전가변축(312)의 회전시 이동되는 가변부재(314) 상측에서 구동되도록 형성되는 것으로, 상기 벽면측가변바(317)는 일측이 벽면측고정힌지(318)에 연결되고, 타측이 벽면측부재힌지(316)에 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측고정힌지(318)는 벽면측가변바(317)의 상부가 연결 회전되도록 형성되는 것으로, 상기 벽면측고정힌지(318)는 벽면측밀착판(315) 하부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측바힌지(319)는 접힘으로 구동될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 벽면측바힌지(319)는 벽면측가변바(317) 중앙으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측밀착패드(320)는 천공홀 내면에 밀착시 벽면측밀착판(315)이 천공홀 내면에서 미끄러짐을 방지하고, 발생되는 진동을 감쇄시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 벽면측밀착패드(320)는 벽면측밀착판(315) 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측압력센서(321)는 천공홀 내면에 벽면측밀착판(315)의 밀착시 밀착되는 압력을 감지하며, 감지된 정보를 벽면측램프(322) 측으로 제공하기 위해 형성되는 것으로, 상기 벽면측압력센서(321)는 벽면측밀착판(315) 상면 중앙으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽면측램프(322)는 벽면측압력센서(321)로부터 감지된 정보를 제공받아 밀착상태를 나타내기 위해 형성되는 것으로, 상기 벽면측램프(322)는 벽면측밀착판(315) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측밀착판(323)은 강관측가변바(325)의 구동으로 그라우팅강관의 강관연장관 외면에 밀착되도록 형성되는 것으로, 상기 강관측밀착판(323)은 구동하우징(310) 하측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측부재힌지(324)는 구동되는 강관측가변바(325)의 상부가 연결 회전되도록 형성되는 것으로, 상기 강관측부잰힌지는 가변부재(314) 하측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측가변바(325)는 회전가변축(312)의 회전시 이동되는 가변부재(314) 하측에서 구동되도록 형성되는 것으로, 상기 강관측가변바(325)는 일측이 강관측고정힌지(326)에 연결되고, 타측이 강관측부재힌지(324)에 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측고정힌지(326)는 강관측가변바(325)의 하부가 연결 회전되도록 형성되는 것으로, 상기 강관측고정힌지(326)는 강관측밀착판(323) 상부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측바힌지(327)는 접힘으로 구동될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 강관측바힌지(327)는 강관측가변바(325) 중앙으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측밀착패드(328)는 천공홀 내면에 밀착시 강관측밀착판(323)이 천공홀 내면에서 미끄러짐을 방지하고, 발생되는 진동을 감쇄시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 강관측밀착패드(328)는 강관측밀착판(323) 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측압력센서(329)는 천공홀 내면에 강관측밀착판(323)의 밀착시 밀착되는 압력을 감지하며, 감지된 정보를 강관측램프(330) 측으로 제공하기 위해 형성되는 것으로, 상기 강관측압력센서(329)는 강관측밀착판(323) 상면 중앙으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 강관측램프(330)는 강관측압력센서(329)로부터 감지된 정보를 제공받아 밀착상태를 나타내기 위해 형성되는 것으로, 상기 강관측램프(330)는 강관측밀착판(323) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 8은 본 발명에 대한 또다른 실시예인 에어주입고정부(400)를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8에 대한 상세도이다.
상기 도면에서 보는 바와 같이, 상기 에어주입고정부(400)는 본 발명 EPAT강관에 더 포함하는 구성으로, 상기 에어주입고정부(400)는 공기를 주입하여 변형되는 튜브에 의해 그라우팅강관을 천공홀 상에 고정시키기 위한 것을 특징으로 한다.
상기 에어주입고정부(400)는 호스커넥터(410), 에어홀(411), 마그네틱결합홈(412), 에어체크밸브(413), 튜브주입관(414), 에어튜브(415), 결합마그네틱(416), 에어이송관(417), 압력게이지(418), 압력조절기(419), 에어주입호스(420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 호스커넥터(410)는 일측에 결합마그네틱(416)이 탈부착될 수 있도록 형성되고, 타측에 에어체크밸브(413)가 형성되도록 형성되는 것으로, 상기 호스커넥터(410)는 그라우팅강관 둘레 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어홀(411)은 에어이송관(417)을 통해 주입되는 공기가 에어튜브(415) 측으로 주입될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 에어홀(411)은 호스커넥터(410) 내부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 마그네틱결합홈(412)은 결합마그네틱(416)이 자성에 의해 탈부착 될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 마그네틱결합홈(412)은 호스커넥터(410) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어체크밸브(413)는 에어튜브(415) 측으로 주입되는 공기가 에어홀(411) 측으로 역류되지 않도록 형성되는 것으로, 상기 에어체크밸브(413)는 호스커넥터(410) 일측으로 결합 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 튜브주입관(414)은 에어홀(411)을 따라 이동되는 공기가 에어튜브(415) 측으로 주입될 수 있도록 형성되는 것으로, 상기 튜브주입관(414)은 일측이 에어체크밸브(413)에 연결되고, 타측이 에어튜브(415)에 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어튜브(415)는 천공홀과 그라우팅강관 사이에서 주입되는 공기에 의해 팽창되어 천공홀과 그라우팅강관 외면에 밀착되도록 형성되는 것으로, 상기 에어튜브(415)는 튜브주입관(414) 일측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 결합마그네틱(416)은 마그네틱결합홈(412)에서 탈부착되도록 형성되는 것으로, 상기 결합마그네틱(416)은 에어이송관(417) 일측 끝단에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어이송관(417)은 압력조절기(419)에 의해 조절되는 공기가 결합마그네틱(416)과 에어홀(411)을 거쳐 에어튜브(415) 측으로 공기가 이동되도록 형성되는 것으로, 상기 에어이송관(417)은 일측이 압력게이지(418)에 연결되고, 타측이 결합마그네틱(416)에 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 압력게이지(418)는 압력조절기(419)에 의해 조절 이동되는 공기의 압력을 표시하기 위해 형성되는 것으로, 상기 압력게이지(418)는 에어이송관(417) 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 압력조절기(419)는 에어주입호스(420)를 통해 외부로부터 주입되는 공기의 압력을 조절하기 위해 형성되는 것으로, 상기 압력조절기(419)는 에어주입호스(420) 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 에어주입호스(420)는 외부로부터 주입되는 공기를 압력조절기(419) 측으로 이동시키기 위해 형성되는 것으로, 상기 에어주입호스(420)는 압력조절기(419) 일측으로 연결 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 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.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : EPAT강관
110 : 그라우팅강관 111 : 그라우팅분출홀
112 : 스페이스 113 : 캡
114 : 격벽 120 : 그라우팅주입관
140 : 역류방지모듈 141 : 주입관고정구
142 : 체크유닛 143 : 유닛스프링
150 : 연결소켓 160 : 마감커버
170 : 강관연장관 171 : 절단홈
200 : 그라우팅액분산부 210 : 고정판
211 : 고정단 212 : 고정플레이트
213 : 고정볼트 214 : 강관삽입홀
215 : 밀폐가스켓 216 : 에어커넥터
217 : 에어분사관 218 : 에어분사홀
219 : 블레이드베어링 220 : 에어블레이드
221 : 스프링고정링 222 : 완충스프링
223 : 롤러지지관 224 : 완충롤러
300 : 강관고정부 310 : 구동하우징
311 : 가변축베어링 312 : 회전가변축
313 : 축회전부재 314 : 가변부재
315 : 벽면측밀착판 316 : 벽면측부재힌지
317 : 벽면측가변바 318 : 벽면측고정힌지
319 : 벽면측바힌지 320 : 벽면측밀착패드
321 : 벽면측압력센서 322 : 벽면측램프
323 : 강관측밀착판 324 : 강관측부재힌지
325 :강관측가변바 326 : 강관측고정힌지
327 : 강관측바힌지 328 : 강관측밀착패드
329 : 강관측압력센서 330 : 강관측램프
400 : 에어주입고정부 410 : 호스커넥터
411 : 에어홀 412 : 마그네틱결합홈
413 : 에어체크밸브 414 : 튜브주입관
415 : 에어튜브 416 : 결합마그네틱
417 : 에어이송관 418 : 압력게이지
419 : 압력조절기 420 : 에어주입호스

Claims (3)

  1. 지반의 내부로 관입되어 그라우팅이 이루어지도록 함으로써 지반을 보강할 수 있도록 하는 EPAT 강관에 있어서,
    상기 EPAT 강관은,
    원형의 파이프로 터널 내에 형성되는 천공홀에 삽입되도록 형성되는 그라우팅강관과,
    상기 그라우팅강관 내부로 주입되는 그라우팅액을 상기 그라우팅강관의 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 그라우팅강관 둘레면에서 길이방향으로 일정 간격을 두고 복수개 관통 형성되는 그라우팅분출홀과,
    상기 그라우팅강관의 외측을 따라 적어도 하나 이상으로 설치되어 천공홀에서 그라우팅강관을 지지하도록 형성되는 스페이스와,
    상기 그라우팅강관 끝단을 마감처리하기 위해 그라우팅강관 일측 끝단에 형성되는 캡과,
    상기 그라우팅강관 내부 공간에서 그라우팅주입관을 지지하도록 적어도 하나 이상으로 설치되는 격벽과,
    상기 그라우팅강관의 내부로 그라우팅액을 공급할 수 있도록 각각 다른 길이로 제작되어 다수개 설치되도록 형성되는 그라우팅주입관과,
    그라우팅주입관을 통해 주입되는 그라우팅액의 주입후 역류됨을 방지하기 위해 그라우팅주입관 일측이 절단되어 절단된 그라우팅주입관 양측이 연결될 수 있도록 형성되는 역류방지모듈과,
    양측으로 절단된 그라우팅강관이 역류방지모듈 양측으로 삽입될 수 있도록 역류방지모듈 양측으로 형성되는 주입관고정구와,
    그라우팅주입관을 통해 일측에서 주입시 유닛스프링을 밀어 그라우팅액이 타측으로 주입되며, 그라우팅액 주입의 완료시 유닛스프링에 의해 초기 위치로 복귀되어 일측의 주입관고정구에 밀착되어 타측으로 주입된 그라우팅액이 일측방향으로 역류되지 않도록 역류방지모듈 내부로 형성되는 체크유닛과,
    그라우팅액 주입시 주입압력에 의해 역류방지모듈 타측으로 이동된 체크유닛을 주입 완료시 체크유닛을 초기 위치로 밀어주도록 역류방지모듈 내부 일측으로 체크유닛과 밀착 형성되는 유닛스프링과,
    시공에 따라 그라우팅강관의 길이를 연장시키는 경우 일측의 그라우팅강관과 타측의 그라우팅강관을 상호 나사결합으로 연결하기 위해 형성되는 연결소켓과,
    다수의 그라우팅주입관의 일측을 지지하며, 그라우팅강관 내부에서 그라우팅액이 유출되지 않도록 일측을 막아주도록 그라우팅강관 일측에 결합 형성되는 마감커버와,
    천공홀에 그라우팅강관 삽입 시 지보재의 설치를 위해 천공홀에 그라우팅강관을 깊게 삽입하며, 그라우팅강관 삽입후 분리시켜 재사용하거나, 절단홈을 절단하여 분리하도록 그라우팅강관 일측 끝단에 연장형성되는 강관연장관과,
    천공홀 외부로 돌출되는 강관연장관을 절단하여 분리시키기 위해 강관연장관 일측 둘레로 형성되는 절단홈을 포함하며,

    상기 EPAT 강관을 이용한 시공방법은,
    EPAT 강관의 삽입을 위한 천공홀 형성을 위해 터널의 단부에 천공홀을 13m로 천공하기 위한 천공작업단계와,
    천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관을 삽입하기 위한 그라우팅강관삽입단계와,
    천공홀의 입구의 그라우팅강관과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계와,
    지보재설치시 지보재에 간섭이 발생되지 않도록 강관연장관을 그라우팅강관에서 분리시키기 위한 강관연장관분리단계와,
    그라우팅강관 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액 주입단계와,
    그라우팅액 주입단계 이후 터널내면에 지보재를 설치하는 지보재설치단계로 이루어지면,

    상기 EPAT 강관을 이용한 시공방법은,
    EPAT 강관의 삽입을 위한 천공홀 형성을 위해 터널의 단부에 천공홀을 13m로 천공하기 위한 천공작업단계와,
    천공작업단계에 의해 형성되는 천공홀에 그라우팅강관을 삽입하기 위한 그라우팅강관삽입단계와,
    천공홀의 입구의 그라우팅강관과 천공홀 사이에 코킹액을 주입하여 천공홀의 입구를 마감처리하기 위한 코킹작업단계와,
    그라우팅강관 내부로 그라우팅액을 주입하는 그라우팅액 주입단계와,
    지보재 설치위치 굴착시 지보재와 간섭되지 않도록 강관연장관을 절단하기 위한 강관연장관절단단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EPAT 강관.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 EPAT 강관은,
    그라우팅강관에 주입되는 그라우팅액이 천공홀 측으로 유출시 천공홀과 그라우팅강관 사이에서 고르게 충진될 수 있도록 하기 위한 그라우팅액분산부를 더 포함하며,
    상기 그라우팅액분산부는,
    원형의 판재로 형성되어 천공홀 입구측에 삽입되도록 형성되는 고정판과,
    천공홀에 삽입되어 고정판이 고정될 수 있도록 고정판 일측으로 형성되는 고정단과,
    고정판이 천공홀 입구에 위치 고정될 수 있도록 천공홀 입구단면에 밀착되도록 고정판 외측 둘레로 형성되는 고정플레이트와,
    고정플레이트를 천공홀 입구 단면에 밀착시키기 위해 관통하여 천공홀 단면에 고정시키도록 형성되는 고정볼트와,
    그라우팅강관이 이동될 수 있도록 고정판 중앙으로 관통형성되는 강관삽입홀과,
    강관삽입홀로 삽입되는 그라우팅강관의 강관연장관과 밀착되어 천공홀 내부의 그라우팅액이 외부로 유출되지 않도록 하기 위해 강관연장관과 강관삽입홀 사이에 형성되는 밀폐가스켓과,
    외부로부터 주입되는 공기를 에어분사관 측으로 이동시키기 위한 주입호스가 결합될 수 있도록 고정관 일측으로 형성되는 에어커넥터와,
    천공홀 내부에서 그라우팅강관 상측과 하측으로 각각 에어가 주입될 수 있도록 고정관 타측으로 형성되는 에어분사관과,
    에어분사관 측으로 주입이동되는 공기가 천공홀 측으로 분사될 수 있도록 에어분사관 둘레로 복수개 형성되는 에어분사홀과,
    에어분사관을 따라 이동되는 공기에 의해 에어블레이드가 원활하게 회전될 수 있도록 에어분사관 일측 끝단에 형성되는 블레이드베어링과,
    에어분사관을 따라 이동되는 공기에 의해 회전되도록 블레이드베어링에 결합 형성되는 에어블레이드와,
    완충스프링을 고정하기 위해 완충스프링 일측으로 형성되는 스프링고정링과,
    완충롤러 측으로 가해지는 진동 및 충격을 감쇄시키기 위해 일측이 스프링고정링에 고정되고, 타측이 에어분사관 둘레 일측으로 고정 형성되는 완충스프링과,
    완충롤러를 지지하기 위해 스프링고정링 일측으로 형성되는 롤러지지관과,
    에어분사관이 천공홀과 그라우팅강관에 밀착되어 회전됨으로 이동될 수 있도록 롤러지지관 일측으로 회전되도록 형성되는 완충롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPAT 강관.
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