KR20000061797A - An apparatus for multi-step grouting using FRP reinforcing member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널을 굴착하는 경우 지하수의 유입을 차단하고 터널굴착에 의한 지반의 이완영역을 감소시키고 상부의 하중에 대한 지반의 지지력을 증가시킬 수 있는 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage grouting apparatus using an FRP reinforcement that can block the inflow of groundwater when digging a tunnel, reduce the loosening area of the ground by tunnel excavation, and increase the bearing capacity of the upper load.
본 발명의 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치는 원통형 파이프의 측면에 일정 간격으로 다수 개의 주입구(4)가 형성된 주입관(2), 상기 주입관(2)에 일정 간격으로 설치되는 격리재(30,40), 상기 격리재(30,40)에 끼워져 지지되는 보강재(50,60) 및 상기 주입구(4)를 통해 토사가 유입하거나 그라우트재가 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지수단(10,20)으로 구성된다. 주입관(2)의 측면에는 주입구(4)가 형성되고, 상기 주입구를 개폐할 수 있는 역류방지수단이 설치된다. 역류방지수단은 스트레이너 타입(10)과 고무밴드 타입(20)의 2가지 종류가 있다. 주입관의 내부로는 팩커(90)와 주입호스가 삽입되며 팩커를 팽창시켜 주입관의 내부를 밀폐함으로써 다단식 주입이 가능하다. 주입관(2)에는 일정 간격으로 격리재(30,40)가 끼워지고, 상기 격리재에 보강재가 설치된다. 보강재(50,60)는 유리섬유보강플라스틱(FRP)을 이용하는 것이 바람직하며, FRP는 알미늄보다 가볍고 철보다 내식성, 내열성 및 내부식성이 우수하여 부식과 변질이 되지 않아 시공 중 굴착보조공법으로써 뿐만 아니라 영구적인 보강재로 사용할 수도 있다.In the multi-stage grouting apparatus using the FRP reinforcing material of the present invention, the injection pipe 2 is formed with a plurality of injection ports 4 at regular intervals on the side of the cylindrical pipe, the insulating material 30 is installed at regular intervals in the injection pipe (2) 40), through the reinforcement (50, 60) and the inlet (4) to be supported by the isolation material (30, 40) to the backflow prevention means (10, 20) to prevent the soil from entering or backflow of the grout material It is composed. An injection hole 4 is formed at a side surface of the injection pipe 2, and a backflow prevention means for opening and closing the injection hole is installed. There are two kinds of backflow prevention means: a strainer type 10 and a rubber band type 20. The packer 90 and the injection hose are inserted into the injection tube and the packer is expanded to seal the inside of the injection tube, thereby enabling multi-stage injection. The insulators 30 and 40 are fitted in the injection pipe 2 at regular intervals, and a reinforcement is installed in the insulator. The reinforcing material (50, 60) is preferably using glass fiber reinforced plastic (FRP), FRP is lighter than aluminum and excellent corrosion resistance, heat resistance and corrosion resistance than iron, so as not to corrode and deterioration, as well as the auxiliary auxiliary construction during construction It can also be used as a permanent reinforcement.
Description
본 발명은 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 연약한 충적토나 토사를 포함한 풍화암 및 파쇄대층의 지반에 터널을 굴착하는 경우 지하수의 유입을 차단하고 터널굴착에 의한 지반의 이완영역을 감소시키고 상부의 하중에 대한 지반의 지지력을 증가시킬 수 있는 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-stage grouting apparatus using FRP reinforcement. More specifically, when excavating a tunnel in the ground of weathered rock and crushed rock including soft alluvial soil or soil, it will block the inflow of groundwater, reduce the loosening area of the ground by tunnel excavation, and increase the bearing capacity of the upper load. The present invention relates to a multi-stage grouting apparatus using FRP reinforcement.
최근 도시 지하 구조물의 시공현장에서는 지하구조물의 안전성 증대와 인접구조물의 손상방지를 위하여 지하굴착보조공법을 사용하고 있으며, 경우에 따라서는 차수와 보강효과를 동시에 얻기 위해서 차수 그라우팅과 보강 그라우팅 두 공법을 조합하여 사용하기도 한다. 일반적으로, 지하굴착시 사용하는 굴착보조공법은 강관 보강형 다단 그라우팅 공법을 대표적으로 들 수 있다.Recently, in the construction sites of urban underground structures, underground excavation assistance is used to increase the safety of underground structures and to prevent damage to adjacent structures.In some cases, two methods, order grouting and reinforcement grouting, are used to obtain both order and reinforcement effects. Sometimes used in combination. In general, the excavation assistance method used for underground excavation may be a steel pipe reinforced multi-stage grouting method.
종래의 강관 보강형 다단 그라우팅 공법은 통상 천공, 강관삽입, 코킹(caulking) 및 실링(sealing), 그라우팅(grouting)의 순서로 진행하여 주로 연약 풍화암층의 차수 및 보강용으로 사용되고 있다. 터널 굴착에 선행하여 터널 원주면을 따라 직경 125m/m 정도의 구멍을 일정 간격으로 천공한다. 천공후 분사공과 역류방지용 고무밴드가 설치된 일반 구조용 소구경 강관을 소정의 길이로 커플링으로 연결하여 천공된 곳에 삽입한다. 강관 삽입후 강관과 천공홀 사이에 그라우트재의 역류방지와 천공홀을 통하여 토출되는 그라우트재를 막기위하여 코킹재를 실링호스를 통하여 주입한다. 그리고 다단식 그라우팅을 실시하기 위하여 강관 내에 패커를 집어넣고 내측으로부터 외측으로 패커를 이동시키며 분사공을 이용 다단식 그라우팅을 실시한다.Conventional steel pipe reinforcement multi-stage grouting method is generally used for the order and reinforcement of the soft weathered rock layer by proceeding in the order of drilling, steel pipe insertion, caulking and sealing, grouting. Prior to tunnel excavation, holes of about 125 m / m in diameter are drilled at regular intervals along the circumference of the tunnel. After drilling, connect the small diameter steel pipe for general structure with the injection hole and the rubber band for preventing the back flow by coupling to the predetermined length and insert it in the perforated place. After inserting the steel pipe, caulking material is injected through the sealing hose to prevent backflow of the grout material between the steel pipe and the hole and to prevent the grout material discharged through the hole. In order to perform the multi-stage grouting, the packer is put into the steel pipe, the packer is moved from the inside to the outside, and the multi-stage grouting is performed using the injection hole.
상기와 같은 순서로 진행되는 종래의 강관보강형 다단 그라우팅 공법은 여러 가지 문제점을 안고 있다. 첫째. 사용하는 주재료가 강관이므로 지반내에서 부식의 우려가 있어, 목적상 시공중 보조 보강재이지만 영구적인 지보재로서 결함이 나타날 수 있다. 둘째, 그라우팅 시공후 다음 막장을 굴착할 시에 표면으로 돌출된 강관을 컷팅하는 작업이 오래 걸리는 단점이 있다. 셋째, 지반의 상태와 터널의 단면크기에 따라 보강해야되는 깊이가 길어질 경우 강관의 무게로 인해 강관을 천공 홀로 삽입하는 과정에서 어려움이 많다. 넷째, 강관 삽입후에도 강관의 자중으로 인해 천공홀 내면에 강관이 접촉되어 강관 표면의 그라우트재 분사구를 막아 지반내 그라우팅 효과가 떨어지게 된다. 다섯째, 주입시 분사공 전체가 개방되지 않아 주입분포가 일정하지 않은 단점이 있다.Conventional steel pipe reinforcement multi-stage grouting process proceeds in the same order as described above has a number of problems. first. Since the main material used is steel pipe, there is a risk of corrosion in the ground, and for the purpose, it may be a secondary reinforcing material during construction, but defects may appear as a permanent support material. Second, there is a disadvantage in that the work of cutting the steel pipe protruding to the surface takes a long time when the next membrane is excavated after grouting construction. Third, when the depth to be reinforced is increased according to the condition of the ground and the cross-sectional size of the tunnel, it is difficult to insert the steel pipe into the hole due to the weight of the steel pipe. Fourth, even after the steel pipe is inserted, the steel pipe is in contact with the inner surface of the drilled hole due to the self-weight of the steel pipe to block the grout material injection port on the surface of the steel pipe to reduce the grouting effect in the ground. Fifth, there is a disadvantage that the injection distribution is not constant because the entire injection hole is not opened during injection.
본 발명의 목적은 FRP 보강재와 플라스틱 주입관을 사용함으로써 부식이 발생하지 않고, 터널굴착시 강관을 절단할 필요가 없어 터널 굴진속도를 증가시킬 수 있는 다단식 그라우팅 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a multi-stage grouting apparatus that can increase the tunnel excavation rate by using the FRP reinforcement and the plastic injection tube does not occur corrosion, and there is no need to cut the steel pipe during tunnel excavation.
본 발명의 다른 목적은 지하수 침투방향과 수직한 방향의 그라우트 주입량을 증가시킬 수 있도록 하여 보다 확실한 차수효과를 발휘할 수 있는 다단식 그라우팅 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-stage grouting apparatus that can increase the grout injection amount in the direction perpendicular to the groundwater infiltration direction and can exhibit a more reliable ordering effect.
본 발명의 또 다른 목적은 중량이 가벼워 취급이 용이하고, 주입관의 자중에 의해 주입공이 막히는 현상이 없어 주입 효율이 양호하고 주입 분포가 균일한 다단식 그라우팅 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a multi-stage grouting device having a light weight, easy handling, no injection hole clogging due to the weight of the injection pipe, and a good injection efficiency and a uniform injection distribution.
도1은 주입관에 일반형 격리재를 조립한 상태의 정면도 및 측면도이다.1 is a front view and a side view of a state in which a general isolation material is assembled to an injection tube.
도2는 주입관에 특수형 격리재를 조립한 상태의 정면도 및 측면도이다.2 is a front view and a side view of a state in which a special isolation material is assembled to an injection pipe.
도3은 주입관의 정면도 및 측면도이다.3 is a front view and a side view of the injection tube.
도4는 주입관과 주입관을 연결하기 위한 커플링의 정면도 및 단면도이다.4 is a front view and a sectional view of a coupling for connecting an injection tube and an injection tube.
도5는 일반형 격리재 및 상기 일반형 격리재에 실링관을 설치한 상태의 정면도이다.5 is a front view of a state in which a sealing tube is installed on the general type insulating material and the general type insulating material.
도6은 특수형 격리재 및 상기 특수형 격리재에 실링관을 설치한 상태의 정면도이다.6 is a front view of a state in which a sealing tube is installed on the special type insulating material and the special type insulating material.
도5는 주입구에 역류방지수단이 설치된 상태의 측면도이다.Figure 5 is a side view of the state in which the backflow prevention means is installed in the inlet.
도6은 일반형 격리재의 정면도이다.6 is a front view of a general type insulator.
도7은 특수형 격리재의 정면도이다.7 is a front view of a special type isolation material.
도8은 일반형 보강재의 정면도 및 측면도이다.8 is a front view and a side view of a general type reinforcement.
도9는 특수형 보강재의 정면도 및 측면도이다.9 is a front view and a side view of a special type reinforcement.
도10은 일반형 격리재에 일반형 보강재와 실링관 및 결속밴드가 설치된 상태의 정면도이다.10 is a front view of a state in which a general type reinforcement, a sealing tube, and a binding band are installed on the general type isolation material.
도11은 특수형 격리재에 특수형 보강재와 실링관 및 결속밴드가 설치된 상태의 정면도이다.11 is a front view of a state where a special type of reinforcement material, a sealing pipe, and a binding band are installed on the special type isolation material.
도12는 결속밴드의 정면도 및 측면도이다.12 is a front view and a side view of the binding band.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
주입관: 2주입구: 4Injection tube: 2 Injection port: 4
수나사: 6커플러: 8Male thread: 6 Coupler: 8
역류방지수단: 10, 20지지링: 12Backflow prevention measures: 10, 20 Support ring: 12
스프링: 14볼: 16Spring: 14 Balls: 16
홈: 18, 24고무밴드: 22Groove: 18, 24 Rubber band: 22
격리재: 30, 40보강재 홈: 32, 42Insulation: 30, 40 Reinforcement grooves: 32, 42
실링관 홈: 34, 44돌기: 36, 46Sealing pipe groove: 34, 44 Turning: 36, 46
보강재: 50, 60실링관: 70Stiffener: 50, 60 Sealing pipe: 70
결속밴드: 80팩커: 90Band: 80 Packer: 90
도면에 따라 본 발명을 설명한다.The present invention will be described with reference to the drawings.
도1 및 도2는 본 발명의 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치의 정면도 및 측면도로써, 본 발명의 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치는 원통형 파이프의 측면에 일정 간격으로 다수 개의 주입구(4)가 형성된 주입관(2), 상기 주입관(2)에 일정 간격으로 설치되는 격리재(30,40), 상기 격리재(30,40)에 끼워져 지지되는 보강재(50,60) 및 상기 주입구(4)를 통해 토사가 유입하거나 그라우트재가 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지수단(10,20)으로 구성된다. 도1은 일반형 격리재(30)를 사용한 경우이며, 도2는 특수형 격리재(40)를 사용한 경우이다.1 and 2 are a front view and a side view of the multi-stage grouting apparatus using the FRP reinforcement of the present invention, the multi-stage grouting apparatus using the FRP reinforcement of the present invention is formed with a plurality of inlets 4 at regular intervals on the side of the cylindrical pipe Injection pipe (2), isolator (30, 40) is installed in the injection pipe (2) at regular intervals, reinforcement (50, 60) is inserted into and supported by the isolation material (30, 40) and the injection hole (4) Soil is introduced through the backflow prevention means (10, 20) for preventing the grout material from flowing back. FIG. 1 shows a case of using a general type insulating material 30 and FIG. 2 shows a case of using a special type insulating material 40.
도3은 주입관(2)의 정면도 및 측면도로써, 주입관(2)은 중공이 형성된 플라스틱 파이프로써, 그라우트재 주입시 최대 주입압력에 충분히 견딜 수 있는 제품을 이용하며, 소정의 길이를 단위로 암나사형 커플링(8)을 이용하여 연결할 수 있도록 양단 외주면에는 각각 수나사(6)가 형성되어 있다. 주입관(2)의 측면에는 일정한 간격으로 주입구(4)가 형성되며, 주입관(2)을 통해 주입된 그라우트재는 주입구(4)를 통해 방출된다. 주입구(4)는 주입관(2)의 측면에 수직으로 형성된 구멍으로, 상기 주입구(4)의 외부면으로는 주입관(2)의 원주 방향으로 홈(18,24)이 형성된다.FIG. 3 is a front view and a side view of the injection pipe 2, and the injection pipe 2 is a plastic pipe in which a hollow is formed. The injection pipe 2 uses a product that can sufficiently withstand the maximum injection pressure when the grout material is injected, and has a predetermined length unit. Male threads 6 are formed on the outer circumferential surfaces of both ends so as to be connected by using a female threaded coupling 8. Injection holes 4 are formed at regular intervals on the side of the injection pipe 2, and the grout material injected through the injection pipe 2 is discharged through the injection hole 4. The injection hole 4 is a hole formed perpendicularly to the side of the injection pipe 2, and grooves 18 and 24 are formed in the circumferential direction of the injection pipe 2 on the outer surface of the injection hole 4.
도4는 주입관(2)과 주입관(2)을 연결하기 위한 커플링(8)의 정면도 및 단면도이다. 커플링(8)은 암나사가 형성된 원통으로, 주입관(2)의 양단부에 형성된 수나사(6)와 맞물려 주입관(2)과 주입관(2)을 연결한다.4 is a front view and a cross-sectional view of the coupling tube 8 for connecting the injection tube 2 and the injection tube 2. The coupling 8 is a cylinder in which female threads are formed, and engages with male threads 6 formed at both ends of the injection tube 2 to connect the injection tube 2 and the injection tube 2.
도5는 역류방지수단(10,20)에 관한 도면으로써, 주입구(4)에는 주입관(2)을 천공구멍에 삽입하는 경우 주입구(4)로 토사나 이물질이 유입하는 것과 그라우트재 주입시 그라우트재가 역류하는 것을 방지하기 위하여 역류방지수단(10,20)을 설치한다. 역류방지수단에는 스트레이너 타입의 역류방지수단(10)과 고무밴드 타입의 역류방지수단(20)의 2가지 종류가 있다.5 is a view of the non-return means (10, 20), when the injection pipe (2) when the injection pipe 2 is inserted into the drill hole and the soil or foreign matter flows into the injection hole (4) and grout when the grout material injection In order to prevent the backflow of the ash is installed backflow prevention means (10, 20). There are two types of backflow preventing means: a strainer type backflow preventing means 10 and a rubber band type backflow preventing means 20.
도5(A)는 스트레이너 타입의 역류방지수단(10)으로써, 주입구(4)를 밀폐하는 볼(16)과 상기 볼(16)을 지지하기 위한 스프링(14)과 상기 스프링(14)이 지지되는 지지링(12)으로 구성된다. 지지링(12)은 주입관(2)의 외부면에 형성된 홈(18)에 삽입되며, 상기 지지링(12)에 스프링(14)이 지지되고 상기 스프링(14)은 볼(16)을 압착하여 주입구(4)에 밀착시킴으로써 주입구(4)를 폐쇄한다. 따라서, 상기 볼(16)은 평상시에는 주입구(4)를 폐쇄하고 있다가 주입관(2)의 내부로 그라우트재를 주입할 경우에는 주입압력에 의해 주입구(4)를 개방함으로써 주입재가 주입구(4)를 통해 지반으로 유출된다.5 (A) is a strainer type backflow prevention means 10, which includes a ball 16 for sealing the injection port 4, a spring 14 for supporting the ball 16, and a spring 14 supported thereon. It consists of a support ring 12. The support ring 12 is inserted into the groove 18 formed in the outer surface of the injection tube 2, the spring 14 is supported on the support ring 12, the spring 14 compresses the ball 16 The injection hole 4 is closed by bringing it into close contact with the injection hole 4. Therefore, the ball 16 normally closes the injection port 4, and when the grout material is injected into the injection tube 2, the injection material is opened by opening the injection port 4 by the injection pressure. Through the ground.
도5(B)는 고무밴드 타입의 역류방지수단(20)으로써, 주입구(4)가 설치되어 있는 주입관(2)의 외주면에 홈(24)을 형성하고 상기 홈(24)에 고무밴드(22)를 끼워 상기 고무밴드(22)가 주입구(4)를 폐쇄하며, 그라우트 주입압력이 상승하면 고무밴드(22)와 주입구(4) 사이의 틈새가 벌어지면서 그 틈새로 그라우트재가 지반 내로 유출된다. 상기 고무밴드(22)에 미세한 바늘구멍을 더 형성할 수 있다. 바늘구멍을 뚫게 되면 고무밴드(22)에 바늘구멍이 뚫어졌다 하더라도 평상시에는 상기 구멍이 막힌 상태로 있으나, 주입관(2) 내부의 주입압력이 높아지면 고무밴드(22)가 팽창하면서 바늘구멍이 커지게 되고 상기 바늘구멍으로 그라우트재가 배출됨으로써 지반으로의 그라우트재의 주입효율을 향상시킬 수 있다. 고무밴드 타입의 역류방지수단(20)은 제작 및 설치가 용이하고 경제적인 것이 장점이다.5B is a rubber band type backflow preventing means 20, in which a groove 24 is formed on the outer circumferential surface of the injection pipe 2 in which the injection hole 4 is installed, and a rubber band ( 22, the rubber band 22 closes the inlet 4, and when the grout injection pressure rises, the gap between the rubber band 22 and the inlet 4 opens and the grout material flows into the ground. . A fine needle hole may be further formed in the rubber band 22. When the needle hole is drilled, even though the needle hole is drilled in the rubber band 22, the hole is normally blocked. However, when the injection pressure inside the injection tube 2 increases, the rubber band 22 expands and the needle hole expands. It becomes large and discharges the grout material to the needle hole, thereby improving the injection efficiency of the grout material into the ground. Rubber band type backflow prevention means 20 is an advantage that it is easy to manufacture and economical and economical.
도6은 일반형 격리재(30)의 정면도이고, 도7은 특수형 격리재(40)의 정면도이다. 격리재(30,40)는 주입관(2)에 일정 간격으로 끼워져서 보강재(50,60)를 주입관(2)으로부터 격리시켜 설치하기 위한 것으로, 일반형 격리재(30)는 일반형 보강재(50)를 설치하기 위한 것이고, 특수형 격리재(40)는 특수형 보강재(60)를 설치하기 위한 것이다.FIG. 6 is a front view of the general isolation 30, and FIG. 7 is a front view of the special isolation 40. The isolation materials 30 and 40 are inserted in the injection pipe 2 at regular intervals so as to isolate and install the reinforcement materials 50 and 60 from the injection pipe 2. The general isolation material 30 is a general reinforcement material 50. ) Is to install, and the special type isolation material 40 is for installing the special type reinforcement (60).
일반형 격리재(30)는 중앙에 원형 구멍이 뚫린 삼각의 형상으로 각 변에는 보강재(50)를 끼우기 위한 보강재 홈(32)이 형성되고, 세 꼭지점에는 실링관(70)을 끼우기 위한 실링관 홈(34)이 형성된다. 중앙의 구멍에는 안쪽으로 다수개의 돌기(36)가 돌출되어 있어 주입관(2)에 격리재(30)를 끼운 상태에서 유동하지 않고 견고하게 고정될 수 있다.The general type insulating material 30 has a triangular shape with a circular hole in the center thereof, and a reinforcement groove 32 for fitting the reinforcement material 50 is formed at each side, and the three vertices are a sealing pipe groove for fitting the sealing pipe 70. 34 is formed. A plurality of protrusions 36 protrude inwardly in the central hole, so that the separator 30 can be firmly fixed without flowing in the state in which the separator 30 is inserted into the injection tube 2.
특수형 격리재(40)는 원형 링의 형상으로 좌우측면과 상부면에는 실링관(70)을 끼우기 위한 실링관 홈(44)이 형성되고, 상기 실링관 홈(44) 사이사이로 보강재(60)를 끼우기 위한 보강재 홈(42)이 형성된다. 상기 보강재 홈(42)은 상부쪽 두 개는 길이가 짧고 하부쪽 홈은 길이가 길게 형성된다. 중앙의 구멍에는 돌기(46)가 형성되어 주입관(2)에 격리재(40)를 견고하게 고정할 수 있도록 되어 있다.The special insulating material 40 has a circular ring shape, and a sealing pipe groove 44 for fitting the sealing pipe 70 is formed on the left and right sides and the upper surface thereof, and the reinforcing material 60 is interposed between the sealing pipe grooves 44. Stiffener grooves 42 for fitting are formed. The reinforcement groove 42 is formed in the upper two of the shorter length and the lower side of the groove is long. A projection 46 is formed in the central hole so that the separator 40 can be firmly fixed to the injection pipe 2.
도8 및 도9는 보강재(50,60)의 정면도 및 측면도이다. 보강재(50,60)는 유리섬유보강플라스틱(FRP)을 이용하는 것이 바람직하며, FRP는 유리섬유(Fiberglass)를 주보강재로 하여 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated-polyester Resin)를 함친 가공한 복합 구조재로서 알미늄보다 가볍고 철보다 내식성, 내열성 및 내부식성이 우수하며 반영구적인 소재로 매우 큰 강도를 지니고 있다. 보강재(50,60)의 주요기능은 터널굴착으로 인한 상재하중과 토압에 대해 지반의 지지력을 증가시키고 지반 이완영역을 감소시키는데 있으며, 차수효과와 지반보강을 동시에 얻을 수 있는 일반형 보강재(50)와 차수효과를 극대화하기 위한 특수형 보강재(60)로 구분된다.8 and 9 are front and side views of the reinforcement 50 and 60. The reinforcing materials 50 and 60 are preferably made of glass fiber reinforced plastic (FRP), and the FRP is a composite structural material in which an unsaturated-polyester resin is contained with fiberglass as the main reinforcing material. It is lighter, has better corrosion resistance, heat resistance and corrosion resistance than iron, and has a great strength as a semi-permanent material. The main functions of the stiffeners (50, 60) are to increase the bearing capacity of the ground and to reduce the ground relaxation area against the earth load and earth pressure due to tunnel excavation, and the general type stiffener (50) to obtain both the order effect and the ground reinforcement It is divided into a special type reinforcement 60 to maximize the order effect.
도8은 일반형 보강재(50)로써 단면이 직사각형 형상이고, 도9는 특수형 보강재(60)로써 단면이 주입관의 곡률과 같은 원호형이다. 일반형 보강재(50)는 치수가 동일한 세 개의 보강재를 삼각 형상으로 설치하며, 특수형 보강재(60)는 두 개는 길이가 짧고 하나는 길이가 길게 되어 있다.8 is a rectangular cross section with a general reinforcement 50, and FIG. 9 is a circular reinforcement with a curvature of an injection tube with a special reinforcement 60 in cross section. General reinforcement 50 is installed three reinforcement having the same dimensions in a triangular shape, the special reinforcement 60 is two short in length and one is long in length.
도10 및 도11은 격리재(30,40)에 보강재(50,60)와 실링관(70)을 설치하고 결속밴드(80)로 고정한 상태의 정면도이다. 실링관(70)은 두 개만 있어도 족하며, 따라서 격리재(30,40)에 실링관(70)을 설치하기 위한 실링관 홈(34,44)은 두 개만 형성할 수도 있다. 실링관(70)은 하나는 천공구멍의 끝부분까지 연장되고, 다른 하나는 천공구멍의 입구 근처까지만 연장된다.10 and 11 are front views of the reinforcing material (50, 60) and the sealing pipe (70) installed in the isolation material (30, 40) and fixed with a binding band (80). There may be only two sealing pipes 70, and therefore, only two sealing pipe grooves 34 and 44 for installing the sealing pipe 70 in the isolation material 30 and 40 may be formed. The sealing tube 70 extends to one end of the drilled hole and the other extends only near the inlet of the drilled hole.
도12는 결속밴드(80)의 정면도 및 측면도로써, 결속밴드(80)는 격리재(30,40)에 실링관(70)과 보강재(50,60)를 설치한 다음 실링관(70)과 보강재(50,60)의 이탈을 방지하기 위한 것이다. 결속밴드(80)는 탄성이 있는 얇은 철판을 링(82)형으로 가공한 것으로, 중간을 절단하고 양 단부에 U자형 고리(84)를 형성함으로써 격리재(30,40)에 실링관(70)과 보강재(50,60)를 설치한 다음 결속밴드(80)를 끼우고 U자형 고리(84)를 압착하면 실링관(70)과 보강재(50,60)가 이탈되지 않는다.12 is a front view and a side view of the binding band 80, the binding band 80 is installed after the sealing pipe 70 and the reinforcing material (50, 60) in the insulating material (30, 40) sealing pipe 70 And to prevent the separation of the reinforcement (50, 60). The binding band 80 is formed by processing a thin sheet of elastic steel into a ring 82 type, and cutting the middle and forming a U-shaped ring 84 at both ends to seal the pipe 70 to the separator 30 and 40. ) And then install the reinforcing material (50, 60) and then insert the binding band (80) and press the U-shaped ring 84, the sealing pipe 70 and the reinforcing material (50, 60) is not separated.
본 발명의 FRP 보강재를 이용한 다단 그라우팅 장치의 시공 순서를 설명한다. 먼저 굴착면의 상방향으로 천공을 한다. 천공 작업과는 별도로 천공구멍에 주입하기 위하여 주입관(2)에 격리재((30,40))를 설치하고 격리재(30,40)에 보강재(50, 60) 및 실링관(70)을 설치하고 결속밴드(80)를 조인다. 주입관(2)에 형성된 주입구(4)에는 스트레이너 타입이나 고무밴드 타입의 역류방지장치(10,20)를 설치한다. 천공이 완료되면 주입관(2)을 천공 구멍에 삽입한다. 실링관(70)은 두 개를 설치하며 하나는 천공구멍의 끝부분까지 연장하고, 다른 하나는 천공 구멍의 초입까지만 설치한다. 주입관(2)의 삽입이 완료되면 먼저 천공구멍의 끝부분까지 연장된 실링관을 통해 실링재를 주입한다. 상기 실링재는 천공구멍과 주입관 사이의 공극을 메워주기 위한 것으로 주입이 완료되어 천공구멍의 초입까지 설치된 실링관을 통해 실링재가 오버 플로우하면 실링재의 주입을 중단한다. 실링재가 어느정도 경화하면 주입관(2)을 통해서 그라우트재를 주입한다. 주입관(2)에는 팩커(90)를 설치하여 주입관(2)의 말단에서부터 주입이 이루어지도록 하며 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 팩커(90)는 압축공기에 의해 팽창하여 주입관(2)의 내벽을 밀폐함으로써 상기 팩커를 관통해 연장된 주입호스를 통해 주입되는 그라우트재가 팩커에 의해 차단되고 팩커가 설치된 이후의 주입구를 통해서만 그라우트재가 주입된다. 어느 정도 주입이 완료되면 다시 팩커를 수축시킨 다음 팩커를 바깥쪽으로 이동시키고 다시 팽창시켜 주입관을 폐쇄한 다음 그라우트재를 주입하여 천공구멍의 끝에서부터 다단식 주입이 이루어지도록 한다. 팩커(90)는 도1에 도시된 바와 같이 2단으로 사용할 수도 있고, 1단으로만 사용할 수도 있다.The construction procedure of the multistage grouting apparatus using the FRP reinforcement of the present invention will be described. First, drill in the upward direction of the excavation surface. In order to inject into the drilling hole separately from the drilling operation, an isolator (30, 40) is installed in the injection pipe (2), and the reinforcement (50, 60) and the sealing pipe (70) are installed in the isolation material (30, 40). Install and tighten the tie band 80. The injection port 4 formed in the injection pipe 2 is provided with a backflow preventing device 10, 20 of the strainer type or rubber band type. When the drilling is completed, insert the injection tube 2 into the drilling hole. Sealing pipe 70 is installed two and one extends to the end of the drilling hole, the other is installed only to the beginning of the drilling hole. When the insertion of the injection tube 2 is completed, the sealing material is first injected through the sealing tube extending to the end of the drilling hole. The sealing material is to fill the gap between the drilling hole and the injection tube, and when the injection is completed and the sealing material overflows through the sealing tube installed until the entry of the drilling hole, the injection of the sealing material is stopped. When the sealing material is cured to some extent, the grout material is injected through the injection pipe (2). The injection tube 2 is provided with a packer 90 so that the injection is made from the end of the injection tube 2, which is obvious to those skilled in the art. The packer 90 expands by compressed air to seal the inner wall of the injection pipe 2 so that grout material injected through the injection hose extending through the packer is blocked by the packer and grouted only through the injection hole after the packer is installed. Ash is injected. When the injection is completed to some extent, the packer is shrunk again, the packer is moved outwards and expanded again to close the injection tube, and then grout material is injected so that the multi-stage injection is made from the end of the perforation hole. The packer 90 may be used in two stages as shown in FIG. 1 or may be used in only one stage.
FRP는 유리섬유와 수지로 구성된 프라스틱 제품으로 절단 및 가공이 용이하여 그라우팅 후 터널 굴착시 강관에 비해 절단이 용이하므로 시공속도가 빠르며, 중량이 가벼워 취급이 용이하고, 격리재에 의해 FRP 보강재와 주입관이 격리되어 천공구멍에 주입구가 직접 접촉하지 않으므로 그라우트 주입이 방해받지 않아 그라우팅이 용이하며, 천공구멍의 중심에 근접하여 주입관을 위치시킬 수 있으므로 그라우팅의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, FRP는 내화학성 및 내부식성이 좋으므로 부식과 변질이 되지 않아 시공 중 굴착보조공법으로써 뿐만 아니라 영구적인 보강재로서 사용할 수도 있다.FRP is a plastic product composed of glass fiber and resin, which is easy to cut and process, so it is easy to cut compared to steel pipe when tunneling after grouting, so the construction speed is fast, and the weight is light, so it is easy to handle. Since the pipe is isolated and the injection hole does not directly contact the drilling hole, grout injection is not interrupted and grouting is easy, and the injection pipe can be positioned near the center of the drilling hole, thereby improving the quality of grouting. In addition, since FRP has good chemical resistance and corrosion resistance, it does not corrode and deteriorate, and therefore, FRP can be used not only as an excavation auxiliary method during construction but also as a permanent reinforcing material.
또한, 특수형 보강재는 단면 형태가 주입관의 곡률과 일치하고 전체적으로 원형의 형태를 유지하므로 응력의 집중을 피할 수 있으며, 그라우트재의 인장하중 작용선상에 고강도의 FRP를 위치시킴으로써 전체적으로 단면의 구조가 안정적이고, 그라우트재와 FRP의 접촉면적이 강관에 비해 매우 넓고 표면 상태가 거칠어 부착강도가 큰 장점이 있다.In addition, the special type of reinforcement can avoid the concentration of stress because the cross-sectional shape is consistent with the curvature of the injection pipe and maintains the circular shape as a whole.The structure of the cross-section is stable as a whole by placing high strength FRP on the tensile load working line of the grout material. The contact area between the grout material and the FRP is much wider than the steel pipe and the surface condition is rough, which has the advantage of great adhesion strength.
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