KR19980087592A

KR19980087592A - 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법

Info

Publication number: KR19980087592A
Application number: KR1019980033646A
Authority: KR
Inventors: 조희남
Original assignee: 조희남
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 1998-12-05
Also published as: KR100334451B1

Abstract

본 발명은 지하수를 채수하기 위하여 지하에 굴착된 심정에 오염된 지표수 등이 유입되지 않도록 심정 내벽에 콘크리트를 양생시키기는 지하수 심정용 그라우팅(grouting) 파이프 장치 및 그라우팅 방법에 관한 것으로서, 특히 지하수(81)를 채수하기 위한 굴착공에 잘 삽입되어 설치될 수 있도록 일정길이 마다 주름관(52a, 91a)이 형성되고 일정길이 마다 볼 베어링(53)이 설치된 인케이싱(52, 91)과, 그라우팅을 위하여 인케이싱(52, 91)과 굴착공의 내벽 사이를 차폐시키는 팽창 튜브(56, 94)를 설치하여,

인케이싱(52, 91)이 굴착공이 만곡된 경우에도 굴착공의 내부에 걸리지 않고 필요한 깊이까지 삽입될 수 있으므로 그라우팅의 신뢰성을 향상시키고, 팽창 튜브(56, 94)에 의해 완벽한 차폐가 이루어지므로 지하수(81)를 오염시키거나 지하수(81)의 수맥을 차단시키지 않고 완벽한 그라우팅을 시행할 수 있는 효과를 제공하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법(Grouting method and the same pipe for undeground well)에 관한 것이다.

Description

지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법

본 발명은 지하수를 채수하기 위하여 지하에 굴착된 심정에 오염된 지표수 등이 유입되지 않도록 심정 내벽에 콘크리트를 양생시키기는 지하수 심정용 그라우팅(grouting) 파이프 장치 및 그라우팅 방법에 관한 것으로서, 특히 인케이싱이 심정에 그라우팅시 필요한 깊이까지 확실히 삽입되어 설치되고 콘크리트가 필요한 깊이까지 공급되어 양생될 수 있으므로 지하수의 심정에 오염된 지표수 등이 유입되는 것을 방지할 수 있는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법에 관한 것이다.

현대에 이르러 산업화가 진척됨에 따라 환경오염이 심화되고, 청결한 음용수에 대한 관심이 고조되고 있다. 따라서, 근래에는 상수도나 지표수를 정화하는 장치와 오염되지 않은 지하수를 개발하는 장치에 대한 연구가 심화되고 있는 실정이다.

일반적으로 바람직한 지하수 채수 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 지표의 암반을 소정 굵기의 착정기를 이용하여 풍화암층(10)을 암반층(11)까지 굴착한 다음 풍화암층(10)의 붕괴를 막기 위하여 설치되는 대구경의 아웃케이싱(1)과, 상기 아웃케이싱(1)을 박은 다음 다시 암반층(11)을 굴착하여 지하수(13)의 수맥을 관통하기까지 굴착한 후 지표수(12)의 유입을 방지하기 위하여 설치되는 인케이싱(2)과, 상기 인케이싱(2) 하부에 지하수(13)가 이동되는 위치에 지하수(13)의 토사나 이물질의 유입이 방지되도록 설치되는 스트레이너(strainer)용 파이프(3)와, 상기 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽과의 공간에 지표수(12) 등의 이물질의 유입이 방지되도록 주입되어 양생된 콘크리트(4)와, 상기 인케이싱(2) 내부에 설치되는 심정펌프(5)와, 상기 심정펌프(5)와 연결되도록 설치되고 상기 심정펌프(5)에 의해 퍼 올려지는 지하수(13)가 이동되는 양수용 배관(4)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 심정펌프(5)는 상기 양수용 배관(4)에 설치되어 있는 상위 레벨센서(7)와 하위 레벨센서(8)에 의해서 발정된다.

또한, 상기 인케이싱(2) 내부에는 일정깊이까지 지하수의 수위를 감시할 수 있는 수위 감시봉이 설치되어 있다.

종래에는 다량의 지하수를 채수하여 계약 양수량을 맞추기 위하여 암반층(11)의 일부분까지 박도록 되어 있는 아웃케이싱(1)의 삽입깊이를 풍화암층(11) 중반까지만 박을 경우가 허다하였을 뿐만 아니라 심지어는 아웃케이싱(1)에 천공부를 형성시켜 고의로 지표수(12)를 유도하는 사례도 있었으며, 그라우팅(grouting)을 위한 인케이싱(2)은 절대 다수의 지하수 심정이 시공되지 않았을 뿐만 아니라 일부 합성수지제의 인케이싱(2)이 박혀 있는 심정 역시 지표수(12)의 유입을 방지하기 위한 그라우팅 시공은 시행되지 않은 경우가 많아 지표수(12)가 아무런 장애 없이 지하수 심정으로 유입되어 지하수(13)의 오염을 확산시키는 사례가 많이 발생되었다.

또한, 종래에 가장 많이 시공되었던 방법은 기 굴착된 지하수 심정에 그라우팅 작업을 하지 않고 단순히 인케이싱(2)만을 박아 넣는 것이다. 이것은 인케이싱(2)이 박히는 깊이가 한정되어질 수밖에 없고 근본적으로 지표수(12)의 유입에 따른 오염을 차단할 수 없다.

또한, 종래의 지표수의 유입을 방지하기 위한 그라우팅 시공법으로서 정통적인 방법은, 지하수(13)를 양수하기 위하여 굴착하는 과정에서 암반층(11)의 상면까지 아웃케이싱(1)이 삽입 가능한 대구경의 굴착을 한 다음, 아웃케이싱(1)을 삽입후, 그 내부에 콘크리트(4)를 주입하여 양생시키고, 다시 인케이싱(2)을 박기 위한 소구경의 굴착공을 지하수(13) 수맥에 이를 때까지 굴착한 다음, 인케이싱(2)을 설치하는 방법이다.

그러나, 이 방법은 채수량이 정확히 확인되지 않은 상태에서 그라우팅을 시행하여야만 하므로 초기 굴착비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 계약 채수량을 확보하지 못할 경우에는 그라우팅이 완료되고 인케이싱(2)이 박힌 상태에서 기 굴착공을 폐공처리해야 함으로써 시공업체의 비용 측면에서도 비경제적이며 발주자의 측면에서도 과도한 시공비를 결과적으로 부담하여야 하는 문제점이 있다.

그리고, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 시행되고 있는 방법은, 암반층(11) 초반까지 굴착한 다음 아웃케이싱(1)을 삽입한 후 굴착 비트(bit)를 소구경으로 교환하여 인케이싱(2)을 박을 수 있도록 지하수(13)의 수맥까지 굴착한 상태에서 인케이싱(2)을 박고, 인케이싱(2)과 굴착공의 내벽 사이의 간극에 콘크리트(4)를 주입 양생하여 지표수(12)의 유입을 차단하는 방법이 있다.

그러나, 이 방법 역시 콘크리트(4)를 주입하는 과정에서 콘크리트(4)를 하부에서부터 주입하기가 곤란하고, 하부에서부터 주입한다 할지라도 인케이싱(2)과 굴착공의 내벽 사이의 간극을 완벽하게 차단할 수 없음으로 인하여 콘크리트(4)가 지하수 심정으로 누설되어 지하수(13)가 오염되는 것을 막을 수 없다. 또한 상부에서부터 콘크리트(4)를 주입하는 경우에도, 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽 사이의 50 ~ 60㎜ 정도로 좁은 간극에서는 콘크리트(4)의 특성상 중간정도의 깊이에서 브리지 현상이라는 걸림 현상으로 인하여 콘크리트(4)가 완전히 충전되지 않게 되어 그라우팅의 효과를 제대로 발휘할 수 없으며, 또한 지하수(13)의 수위가 올라와 있는 상태에서 콘크리트(4)를 주입하게 됨으로써 콘크리트(4)가 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽 사이에 존재한 지하수(13)와 혼합 희석됨으로써 콘크리트(4)의 양생이 불가능하거나 적정한 강도를 얻기가 힘들었다. 따라서 수질을 중요시하는 경우에는 이차 삼차로 그라우팅을 재시공함으로써 막대한 추가 공사비가 소요되는 문제점이 있다.

적정 지하수(13)의 채수량이 확인된 후, 그라우팅을 시공하는 다른 한 방법은, 기 굴착된 지하수 심정의 암반층(11)에 지하수(13)의 수맥이 확인된 깊이에서 일정높이까지 하부에서부터 모래를 채우고, 물 속에서도 차폐성이 유지되도록 진흙 덩어리 또는 목재판 등으로 차폐한 다음, 그 상부로부터 콘크리트(4)를 주입하고 양생시킨 후, 상술한 진흙 덩어리나 목재판 등의 위치까지 굴착하고, 그 하부의 모래는 압축공기를 불어넣는 서징(surging) 청소과정을 통해 외부로 배출시키고 인케이싱(2)을 박아 넣는 방법을 사용한다.

그러나, 이 방법 또한 기 굴착된 굴착공과의 축심을 맞추질 못할 경우 사용이 불가능하여 개발 손실이 발생되고, 차폐를 위하여 설치되는 물질이 그 역할을 제대로 수행하지 못한 경우에는 지하수(13) 수맥까지 콘크리트(4)가 주입되어 수맥이 차단되므로 채수량이 급감되는 문제점이 있다.

그리고, 상술한 문제점을 극복한 방법이 존재한다 할지라도 종래 기술에 의한 방법은, 착정기를 이용하여 굴착공을 굴착하는 경우, 상기 암반층(11)에 이르러서는 상기 암반층(11)의 구성요소의 차이에 의해 굴착공이 어느 정도씩은 만곡되어 이루어지기 때문에 일직선의 축심을 유지하지 못하게 되고, 그에 따라 직선형의 인케이싱(2)은 필요한 깊이까지 박히지 못하게 되어 그라우팅이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

아울러, 종래 기술에 의한 그라우팅 방법은 그라우팅시 콘크리트(4)를 차폐하는 차폐수단의 기밀 신뢰성이 확보되지 못하므로 콘크리트가 지하수(4)의 수맥까지 유입되어 지하수(13)가 오염되거나 지하수(13)의 채수량이 감소되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지하수 심정의 굴착 후 지표수의 차단을 위한 그라우팅을 보다 용이하고 확실하며 경제적으로 시행할 수 있는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 지하수 채수 장치의 개략적인 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 그라우팅 파이프 장치의 개략적인 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 제 1실시예의 인케이싱의 일부 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 제 1실시예에서 직선형 파이프가 설치된 개략적인 단면도,

도 5는 본 발명에 의한 제 1실시예의 일부구성요소인 칼날과 가이드가 도시된 사시도,

도 6은 본 발명의 일부구성요소인 인케이싱의 정면도,

도 7은 본 발명에 의한 제 2실시예의 인케이싱의 일부 단면도이다.

도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명

51 : 아웃케이싱 52, 91 : 인케이싱 52a, 91a : 주름관 52b : 축소직경부 53 : 볼 베어링 54 : 스트레이너용 파이프 55 : 심정펌프 55a : 양수용 파이프 56, 94 : 팽창 튜브 57, 95 : 고무밴드 58 : 압축공기 주입용 호스 59 : 연질의 덮개 판 60 : 후렉시블 튜브 60' : 직선형 튜브 61, 61' : 칼날 62, 62' : 가이드 63, 63' : 당김줄 64 : 상위 레벨센서 65 : 하위 레벨센서 66 : 수위 감시봉 92 : 차폐용 파이프 93 : 상부 보호 원판 93' : 하부 보호 원판 95 : 원형 파이프

본 발명은 지하수 심정에 오염된 지표수의 유입이 방지되도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치에 있어서,

상기 그라우팅 파이프 장치는 만곡된 굴착공을 따라 삽입될 수 있도록 일정길이마다 주름관이 형성된 인케이싱과, 상기 인케이싱의 하부에 형성된 축소직경부에 상기 굴착공의 내벽과 상기 인케이싱 사이의 간극이 차폐되도록 설치되는 팽창 튜브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 인케이싱은 그 하단부에 상기 인케이싱의 삽입이 용이하도록 안내하는 볼 베어링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 지하수 심정에 오염된 지표수의 유입이 방지되도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정 그라우팅 방법에 있어서,

풍화암층과 암반층의 일정깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱을 설치하는 제 1과정과, 암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 상기 아웃 케이싱보다 직경이 작은 인케이싱을 설치하는 제 2과정과, 상기 인케이싱 하단부의 외측 둘레와 굴착공의 내벽 사이를 차폐수단으로 차폐하고 하부로부터 그라우팅 액을 공급하여 양생시키는 제 3과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제 3과정은 상기 차폐수단에 가해지는 압력을 줄일 수 있도록 일정량의 속경성 시멘트 또는 속경성 이액 혼합형 우레탄 계열의 수지제를 주입하여 경화시킨 후, 나머지 그라우팅 액을 주입하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 참조된 도면, 도 2는 본 발명에 의한 그라우팅 파이프 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 제 1실시예의 인케이싱의 일부 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 제 1실시예에서 직선형 파이프가 설치된 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 제 1실시예의 일부구성요소인 칼날과 가이드가 도시된 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일부구성요소인 인케이싱의 정면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 제 2실시예의 인케이싱의 일부 단면도이다.

본 발명에 의한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치를 채용한 지하수 채수 장치의 제 1실시예는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 지표로부터 풍화암층(70) 및 암반층(80)의 일부분을 관통하여 설치된 아웃케이싱(51)과, 풍화암층(70)과 암반층(80)을 관통하여 이루어진 굴착공의 내부에 그 내벽과 일정한 간극을 두고 오염된 지표수(71)가 유입되지 않도록 지하수(81) 부근까지 설치되고 만곡된 굴착공에도 잘 삽입되도록 일정길이마다 주름관(52a)이 형성된 인케이싱(52)과, 상기 인케이싱(52)의 하단부로부터 일정한 간격을 두고 설치되는 볼 베어링(53)과, 상기 인케이싱(52)의 하부에 지하수(81)의 이물질이 걸러지도록 설치되고 만곡된 굴착공에서도 설치가 가능토록 일정길이 마다 주름관(54a)이 형성된 스트레이너용(strainer) 파이프(54)와, 지하수(81)를 양수하기 위하여 상기 인케이싱(52)의 내부에 설치되는 심정펌프(55)와, 지하수(81)가 지상까지 이동되도록 상기 심정펌프(55)에 연결되는 양수용 파이프(55a)와, 상기 인케이싱(52)에 형성된 축소직경부(52b) 바깥 둘레에 안착된 팽창 튜브(56)와, 상기 팽창 튜브(56)가 팽창되기 전에는 상기 팽창 튜브(56)가 상기 인케이싱(52)의 축소직경부(52b)에 안착된 상태를 유지하도록 하고 상기 팽창 튜브(56)가 팽창하는 경우에는 상기 팽창 튜브(56)가 균일하게 팽창되도록 상기 팽창 튜브(56)의 바깥 둘레에 설치되는 고무밴드(57)와, 상기 팽창 튜브(56)에 압축공기를 공급하기 위하여 지상으로부터 상기 인케이싱(52) 내부를 통과하여 상기 팽창 튜브(56)에 연결되는 압축공기 주입용 호스(58)와, 상기 팽창 튜브(56)의 상부에 상기 팽창 튜브(56)를 콘크리트로부터 보호하기 위하여 설치되는 연질의 덮개 판(59)과, 상기 인케이싱(52)과 굴착공 사이의 간극에 콘크리트가 주입되도록 지상으로부터 상기 인케이싱(52)과 굴착공의 간극 사이에 설치되는 후렉시블 튜브(flexible tube)(60)로 구성된다.

여기서, 상기 인케이싱(52)의 축소직경부(52b) 내부에는 상기 압축공기 주입용 호스(58)의 하부에 상기 압축공기 주입용 호스(58)를 절단하기 위한 칼날(61)이 설치되어 있고, 상기 칼날(61)이 상기 압축공기 주입용 호스(58)를 절단하기 위하여 상방향으로 이동시 상기 압축공기 주입용 호스(58)가 잘 절단되도록 안내하는 가이드(62)가 상기 인케이싱(52)의 내벽에 고정되어 있으며, 상기 칼날(61)에 의해 상기 압축공기 주입용 파이프(58)가 잘 절단될 수 있도록 상기 압축공기 주입용 파이프(58)의 상부에 턱(52c)이 상기 인케이싱(52)에 고정되어 있고, 상기 칼날(61)의 상부에는 상기 칼날(61)을 상방향으로 이동시키기 위한 당김줄(63)이 지상까지 연결되어 있다. 또한, 상기 볼 베어링(53)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 볼 베어링(53)의 일부분이 돌출되되 상기 볼 베어링(53)이 빠져 나오지 않도록 되도록 상기 인케이싱(52) 바깥 둘레에 설치되어 있다.

또한, 상기 양수용 배관(55a)의 일정위치에는 지하수(81)가 일정위치까지 찬 후에 채수할 수 있도록 상위 레벨센서(64)와, 하위 레벨센서(65)가 설치되어 있고, 인케이싱의 일측에는 수위 감시봉(66)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 지하수 그랑우팅 파이프 장치를 사용하여 시공하는 방법은, 먼저 대구경의 굴착용 비트를 사용하여 풍화암층(70)과 암반층(80)의 일부분을 굴착하고, 그 굴착공의 내벽에 굴착공의 매몰 및 오염된 지표수(71)의 유입이 방지되도록 상기 아웃케이싱(51)을 설치한다.

상기 아웃케이싱(51)의 설치가 완료되면, 굴착용 비트를 직경이 작은 비트로 교체하고, 지하수(81)를 관통하는 위치까지 굴착한다.

그 후, 상기 스트레이너용 파이프(54)를 삽입하여 지하수(81)가 흐르는 곳에 설치하고, 상기 인케이싱(52)을 상기 스트레이너용 파이프(54)의 상부까지 삽입하여 설치한다.

이때, 상기 인케이싱(52)의 하단에는 상기 볼 베어링(53)이 설치되어 있으므로 상기 인케이싱(52)이 굴착공에 삽입되는 경우, 굴착공이 만곡되는 경우에도 상기 인케이싱(52)이 굴착공의 내벽을 긁거나 걸리지 않고 잘 삽입되고, 상기 인케이싱(52)은 일정길이마다 설치된 볼 베어링(53)에 의해 굴착공의 내벽과의 사이에 일정한 간극을 유지하게 된다.

상기 인케이싱(52)이 잘 설치되면, 상기 인케이싱(52)의 축소직경부(52b)에 설치된 상기 팽창 튜브(56)에 상기 압축공기 주입용 호스(58)를 통하여 압축공기를 주입한다. 이때 상기 팽창 튜브(56)는 상기 고무밴드(57)에 의해 균일하게 팽창되어 차폐판으로서의 역할을 수행하게 된다. 상기 팽창 튜브(56)에 압축공기가 주입되어 상기 인케이싱(52)과 굴착공의 내벽 사이의 간극이 차폐되면, 상기 후렉시블 튜브(60)를 통하여 콘크리트 액을 주입한다.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 후렉시블 튜브(60)는, 상기 인케이싱(52)과 굴착공 사이의 간극이 좁을 경우 일반적인 직선형 튜브(60')로 교체하여 상기 압축공기 주입용 호스(58)와 마찬가지로 상기 인케이싱(52) 내부를 통하여 상기 연질의 덮개 판(59)의 상부에 연결되도록 설치되고, 그 연결부위의 하부에는 당김줄(63')로 연결된 칼날(61')과 상기 칼날(61')의 이동을 안내하는 가이드(62')를 턱(52d)이 형성된 상기 인케이싱(52)의 내벽에 설치하여 콘크리트의 양생이 끝난 후에 절단될 수 될 수 있도록 설치되어 있다.

이때, 상기 콘크리트 액은 상기 후렉시블 튜브(60) 또는 상기 직선형 튜브(60')에 의하여 상기 연질의 덮개 판(59)의 상부로부터 차례로 주입되므로 상기 인케이싱(52)과 굴착공 사이의 간극에 존재하는 오염된 지표수(71)를 위로 밀어 올리면서 주입되게 되고, 오염된 지표수(71)와 섞이지 않으며, 콘크리트 액이 덜 채워지는 브리지 현상이 발생되지 않으므로 양생이 제대로 이루어진다. 또한, 상기 팽창 튜브(56)의 상부에는 상기 연질의 덮개 판(57)이 설치되어 있으므로 상기 팽창 튜브(56)가 콘크리트 액의 주입에 의해 손상 받는 것이 미연에 방지될 수 있다.

상기 인케이싱(52)과 굴착공 내벽 사이의 간극에 콘크리트 액이 주입되어 양생이 끝나면, 상기 당김줄(63)을 당겨 상기 압축공기 주입용 호스(58)를 절단하게 된다. 또한 상기 직선형 튜브(60')를 상기 인케이싱(52)의 내부에 설치한 경우에는 상기 당김줄(63')을 당겨 상기 직선형 튜브(60')를 절단하게 된다. 그리고 절단된 상기 압축공기 주입용 호스(58) 및 상기 직선형 튜브(60')를 상기 인케이싱(52) 내부로부터 수거한다.

상술한 바와 같이 시공이 끝나면, 상기 인케이싱(52)의 내부에 양수용 파이프(55a)와 심정펌프(55)를 설치하여 작업을 완료하고, 지하수(81)를 양수하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 제 2실시예는 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 오염된 지표수(71)가 굴착공의 내벽으로 스며들지 않는 암반층(80)의 일정깊이까지 풍화암층(70)의 굴착과 마찬가지로 대구경의 비트를 사용하여 굴착한 다음, 소구경의 비트를 사용하여 지하수(81)의 수맥까지 굴착한 후, 주름관(91a)이 형성된 인케이싱(91)을 설치하게 된다.

여기서, 상기 인케이싱(91)의 하단부에는 상기 인케이싱(91)보다 직경이 큰 일정길이의 차폐용 파이프(92)가 설치되어 있고, 그 상하부에는 상기 차폐용 파이프(92)보다 직경이 큰 상부 보호 원판(93)과 하부 보호 원판(93')이 설치되어 있으며, 상기 차폐용 파이프(92)의 바깥 둘레에는 팽창 튜브(94)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 팽창 튜브(94)는 상기 인케이싱 파이프(91)가 굴착공에 삽입되는 경우 손상되지 않도록 상기 차폐용 파이프(92)의 상하부에 설치된 상기 상부 보호 원판(93) 및 하부 보호 원판(93')에 의해 보호된다. 그리고, 상기 하부 보호 원판(93')의 바깥 둘레에는 볼 베어링(53)이 설치되어 상기 인케이싱(91)이 삽입될 때 가이드 역할을 하게 된다.

또한, 상기 상부 보호 원판(93)과 상기 팽창 튜브(94) 사이에는 제 1실시예와 마찬가지로 연질의 덮개 판(59)이 설치되어 있고, 상기 팽창 튜브(94)의 외측에는 상기 팽창 튜브(94)를 보호하고 그 팽창이 균일하게 일어나도록 고무밴드(95)가 설치되어 있다.

물론, 제 1실시예의 경우와 마찬가지로, 상기 팽창 튜브(94)에 압축공기를 주입시키는 상기 압축공기 주입용 호스(58)는 상기 인케이싱(91)의 내부를 통하여 상기 팽창 튜브(94)에 연결되어 있고, 상기 후렉시블 튜브(60)는 상기 인케이싱(91)과 대구경으로 굴착된 굴착공의 내벽 사이의 간격이 넓기 때문에 상기 인케이싱(91)과 굴착공의 내벽 사이에 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 상기 후렉시블 튜브(60)의 끝단에는 상기 인케이싱(91)의 둘레 싸고 상기 후렉시블 튜브(60)와 연결되어 그라우팅 액을 공급시킬 수 있도록 복수개의 구멍(95a)이 형성된 원형 파이프(95)가 설치되어 있다.

또한, 상기 압축공기 주입용 호스(58)와 후렉시블 튜브(60)를 다수개 설치하여 작업을 원활하고 빠르게 진행시킬 수 있다.

즉, 먼저 대구경의 비트를 사용하여 오염된 지표수(71)가 유입되지 않을 정도의 깊이까지 풍화암층(70) 및 암반층(80)을 굴착하고, 그 위치로부터 지하수(81)의 수맥을 관통할 때까지 소구경의 비트를 사용하여 굴착한 다음, 스트레이너용 파이프(54)를 지하수(81)의 수맥 부근에 설치하고, 차폐를 위한 차폐용 파이프(92) 등이 장착된 인케이싱(91)을 상기 하부 보호 원판(93')이 대구경으로 굴착된 굴착공의 하단에 걸리는 깊이까지 삽입한 후, 상기 압축공기 주입용 호스(58)를 통하여 상기 팽창 튜브(94)에 압축공기를 주입하면, 상기 팽창 튜브(94)가 팽창되면서 상하부를 완전히 차폐시키게 된다.

이때, 상기 차폐용 파이프(92)와 대구경의 비트로 굴착된 굴착공의 내벽 사이의 간격은 매우 좁아 상기 팽창 튜브(94)의 팽창되는 비율이 작게 되므로 상기 팽창 튜브(94)가 팽창도중 손상될 염려가 적고, 상기 후렉시블 튜브(60)를 통하여 콘크리트 액을 주입할 때 상기 상부 보호 원판(93)에 의해 콘크리트의 하중이 분산되므로 상기 팽창 튜브(94)에 걸리는 하중이 감소되어 상기 팽창 튜브(94)가 안전하게 보호될 수 있다. 또한 상기 인케이싱(91)과 굴착공의 사이에 양생되는 콘크리트 벽이 두꺼워져 완벽한 차폐효과를 거둘 수 있다.

그 후, 상기 후렉시블 튜브(60)를 통하여 콘크리트 액을 주입시키고, 콘크리트가 완전히 양생되면, 상기 당김줄(63)을 당겨 상기 턱(52c)에 걸린 상기 압축공기 주입용 호스(63)를 상기 칼날(61)에 의해 절단되도록 한다.

여기서, 콘크리트 액을 주입하여 양생시키는 바람직한 방법은, 먼저 일정량의 속경성 시멘트 또는 속경성 이액 혼합형 우레탄 계열의 수지제를 상기 후렉시블 튜브(60)의 바로 아래까지 일차적으로 주입한 후, 주입된 시멘트가 경화되면 나머지 시멘트를 주입하여 경화시키는 것이다.

즉, 상기 팽창 튜브(94) 상단으로부터 일정높이까지 일정량의 시멘트가 주입되어 경화되므로 상기 팽창 튜브(94)에 가해지는 압력이 모든 시멘트를 주입하여 한꺼번에 경화시키는 경우에 비하여 감소된다.

상기한 바와 같이 그라우팅이 완료되면, 양수용 파이프(55a)와 심정펌프(55)를 상기 인케이싱(91) 내부에 삽입하여 지하수(81)의 채수를 시작한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법은 상기 인케이싱(52, 91)이 굴착공이 만곡된 경우에도 굴착공의 내부에 걸리지 않고 필요한 깊이까지 삽입될 수 있으므로 그라우팅의 신뢰성을 향상시키고, 상기 팽창 튜브(56, 94)에 의해 완벽한 차폐가 이루어지므로 지하수(81)를 오염시키거나 지하수(81)의 수맥을 차단시키지 않고 완벽한 그라우팅을 시행할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

지하수 심정에 오염된 지표수의 유입이 방지되도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치에 있어서,

상기 그라우팅 파이프 장치는 만곡된 굴착공을 따라 삽입될 수 있도록 일정길이마다 주름관이 형성된 인케이싱과, 상기 인케이싱의 하부에 형성된 축소직경부에 상기 굴착공의 내벽과 상기 인케이싱 사이의 간극이 차폐되도록 설치되는 팽창 튜브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
제 1항에 있어서,

상기 인케이싱은 그 하단부에 상기 인케이싱의 삽입이 용이하도록 안내하는 볼 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 인케이싱과 굴착공 사이에 그라우팅 액을 공급시킬 수 있도록 설치되는 그라우팅 액 공급 튜브와, 상기 팽창 튜브에 압축공기를 공급시킬 수 있도록 상기 인케이싱 내부를 통하여 상기 팽창 튜브에 연결되는 압축공기 주입용 호스와, 상기 팽창 튜브의 바깥 둘레에 상기 팽창 튜브를 보호하는 동시에 상기 팽창 튜브가 균일하게 팽창되도록 설치되는 고무 밴드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
제 3항에 있어서,

상기 그라우팅 액 공급 튜브는 만곡된 부위에서 삽입이 가능토록 주름관이 형성된 튜브인 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
제 3항에 있어서,

상기 압축공기 주입용 호스는 그 하부에 상기 압축공기 주입용 호스를 절단할 수 있도록 칼날이 설치되고, 상기 칼날의 이동을 안내하는 가이드가 상기 인케이싱의 내벽에 고정되며, 상기 압축공기 주입용 호스가 상기 칼날에 의해 절단될 수 있도록 상기 압축공기 주입용 호스가 걸리는 턱이 상기 인케이싱에 고정된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
제 3항에 있어서,

상기 그라우팅 액 공급 튜브는 상기 인케이싱과 상기 굴착공의 내벽 사이에 그라우팅 액을 공급할 수 있도록 상기 인케이싱의 내부를 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 인케이싱은 그 하부에 지하수의 이물질이 걸러질 수 있도록 복수개의 구멍이 형성되고, 만곡된 굴착공에서도 설치가 가능토록 일정길이 마다 주름관이 형성된 스트레이너용 파이프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 팽창 튜브는 그 상부에 그라우팅 액이 공급되는 경우 상기 팽창 튜브가 손상되지 않도록 보호하는 연질의 덮개 판이 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
지하수 심정에 오염된 지표수의 유입이 방지되도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치에 있어서,

상기 그라우팅 파이프 장치는 만곡된 굴착공을 따라 삽입될 수 있도록 일정길이마다 주름관이 형성된 인케이싱과, 상기 인케이싱의 하단부에 그라우팅 액이 차단될 수 있도록 설치되고 상기 인케이싱보다 직경이 큰 차폐용 파이프와, 상기 차폐용 파이프의 바깥 둘레에 그라우팅 액이 차폐되도록 설치되는 팽창 튜브와, 상기 차폐용 파이프의 상하부에 직경이 상기 차폐용 파이프보다 크고 상기 팽창 튜브가 손상되지 않도록 설치되는 보호 원판과, 상기 인케이싱과 상기 굴착공 내벽 사이에 그라우팅 액을 공급하기 위하여 설치되는 그라우팅 액 공급 튜브와, 지상으로부터 상기 인케이싱의 내부를 통하여 상기 팽창 튜브에 압축공기가 공급될 수 있도록 설치되는 압축공기 주입용 호스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
제 9항에 있어서,

상기 그라우팅 액 공급 튜브는 그 끝단에 그라우팅 액이 골고루 공급될 수 있도록 상부에 복수개의 구멍이 형성된 원형 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
지하수 심정에 오염된 지표수의 유입이 방지되도록 굴착공에 설치되는 차폐벽을 만들기 위한 지하수 심정 그라우팅 방법에 있어서,

풍화암층과 암반층의 일정깊이까지 대구경의 굴착공을 굴착하여 아웃케이싱을 설치하는 제 1과정과, 암반층의 지하수 수맥까지 소구경의 굴착공을 굴착하여 상기 아웃 케이싱보다 직경이 작은 인케이싱을 설치하는 제 2과정과, 상기 인케이싱 하단부의 외측 둘레와 굴착공의 내벽 사이를 차폐수단으로 차폐하고 하부로부터 그라우팅 액을 공급하여 양생시키는 제 3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하수 심정 그라우팅 방법.
제 11항에 있어서,

상기 제 3과정은 상기 차폐수단에 가해지는 압력을 줄일 수 있도록 일정량의 속경성 시멘트 또는 속경성 이액 혼합형 우레탄 계열의 수지제를 주입하여 경화시킨 후, 나머지 그라우팅 액을 주입하는 것을 특징으로 하는 지하수 심정 그라우팅 방법.