KR200294379Y1 - 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지하수를 채수하기 위하여 지하에 굴착된 심정에 오염된 지표수가 유입되지 않도록 심정 내벽에 콘크리트를 양생시키기 위한 지하수 심정용 그라우팅(grouting) 파이프 장치에 관한 것으로서, 특히 지하수(47)를 채수하기 위한 굴착공에 잘 삽입되어 설치될 수 있도록 일정길이 마다 주름판(14)이 형성되고 일정길이마다 볼 베어링(16)과 판스프링(17)이 설치된 인케이싱(15)과, 그라우팅을 위하여 인케이싱(15)과 굴착공의 내벽 사이를 차폐시키는 팽창 튜브(18)를 설치하여, 인케이싱(15)이 굴착공이 만곡된 경우에도 굴착공의 내부에 걸리지 않고 필요한 깊이까지 삽입될 수 있으므로 그라우팅의 신뢰성을 향상시키고, 팽창 튜브(18)에 의해 완벽한 차폐가 이루어지므로 지하수(47)를 오염시키거나 암반지하수(13)의 수맥을 차단시키지 않고 완벽한 그라우팅을 시행할 수 있는 효과를 제공하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치(Grouting pipe for groundwater well)에 관한 것이다.

Description

지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치{Grouting pipe for Groundwater Well}

본 고안은 지하수를 채수하기 위하여 지하에 굴착된 심정에 오염된 지표수 등이 유입되지 않도록 심정 내벽에 콘크리트를 양생시키기는 지하수 심정용 그라우팅(grouting) 파이프 장치에 관한 것으로서, 특히 인케이싱이 심정에 그라우팅시 필요한 깊이까지 확실히 삽입되어 설치되고 그라우팅용 콘크리트가 필요한 깊이까지 공급되어 양생될 수 있으므로 지하수의 심정에 오염된 지표수 등이 유입되는 것을 방지할 수 있는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치에 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 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 유입을 방지하고 적정유속을 유지하도록 설치되는 스트레이너(strainer)용파이프(3)와, 상기 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽과의 공간에 지표수(12) 등의 이물질의 유입이 방지되도록 주입되어 양생된 그라우팅용 콘크리트(19)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(6)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 심정펌프(5)는 상기 양수용 배관(6)에 설치되어 있는 상위 레벨센서(7)와 하위 레벨센서(8)에 의해서 발정된다.

또한, 상기 인케이싱(2) 내부에는 일정 깊이까지 지하수의 수위를 감시할 수 있는 수위 감시봉(9)이 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 청정 암반 지하수(13)와 혼합됨으로써 결과적으로 전반적인 지하수(47)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. 이것은인케이싱(2)이 박히는 깊이가 굴착과정에서 만곡된 심정 특성상 한정되어 질 수 밖에 없고 근본적으로 지표수(12)의 유입에 따른 지하수(47)의 오염을 차단할 수 없었다.

또한, 종래의 지표수(12)의 유입을 방지하기 위한 그라우팅 시공법으로서 정통적인 방법은, 암반지하수(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 그라우팅용 콘크리트(19)를 주입하여 양생시키고, 다시 인케이싱(2)을 박기 위한 소구경의 굴착공을 암반지하수(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 암반지하수(13)의 수맥까지 굴착한 상태에서 인케이싱(2)을 박고, 인케이싱(2)과 굴착공의 내벽 사이의 간극에 그라우팅용 콘크리트(19)를 주입 양생하여 지표수(12)의 유입을 차단하는 방법이 있다.

그러나, 이 방법 역시 그라우팅용 콘크리트(19)를 주입하는 과정에서 그라우팅용 큰크리트(19)를 하부에서부터 주입하기가 곤란하고, 하부에서부터 주입한다 할지라도 인케이싱(2)과 굴착공의 내벽 사이의 간극을 완벽하게 차단할 수 없음으로 인하여 그라우팅용 콘크리트(19)가 지하수 심정으로 누설되어 암반지하수(13)가 오염되는 것을 막을 수 없다. 또한 상부에서부터 그라우팅용 콘크리트(19)를 주입하는 경우에도, 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽 사이의 50 ～ 60mm 정도로 좁은 간극에서는 그라우팅용 콘크리트(19)의 특성상 중간정도의 깊이에서 브리지 현상이라는 걸림 현상으로 인하여 그라우팅용 콘크리트(19)가 완전히 충진되지 않게 되어 그라우팅의 효과를 제대로 발휘할 수 없으며, 또한 지하수(47)의 수위가 올라와 있는 상태에서 그라우팅용 콘크리트(19)를 주입하게 됨으로써 그라우팅용 콘크리트(19)가 인케이싱(2)과 지하수 심정 내벽 사이에 존재한 지하수(47)와 혼합 희석됨으로써 그라우팅용 콘크리트(19)의 양생이 불가능하거나 적정한 강도를 얻기가 힘들었다. 따라서 수질을 중요시하는 경우에는 이차 삼차로 그라우팅을 재 시공함으로써 막대한 추가 공사비가 소요되거나 이차적인 그라우팅시공이 불가능한 문제점이 있다.

적정 지하수(47)의 채수량이 확인된 후, 그라우팅을 시공하는 다른 한 방법은, 기 굴착된 지하수 심정의 암반층(11)에 암반지하수(13)의 수맥이 확인된 깊이에서 일정 높이까지 하부에서부터 모래를 채우고, 물 속에서도 차폐성이 유지되도록 진흙덩어리 또는 목재판 등으로 차폐한 다음, 그 상부로부터 그라우팅용 콘크리트(19)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 암반지하수(13) 수맥까지 그라우팅용 콘크리트(19)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 차이와 착정기의 연장 파이프는 직경이 작아 결과적으로 굴착공이 어느 정도씩은 만곡되어 이루어지기 때문에 일직선의 축심을 유지하지 못하게 되고, 그에 따라 직경이 대체적으로 크게 제작된 직선형의 인케이싱(2)은 만곡된 부위에서 걸리게 됨으로써 필요한 깊이까지 박히지 못하게 되고 그라우팅액을 주입하는 과정에서도 그라우팅액이 하부로 흘러내려 그라우팅이 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었으며, 아울러 종래 기술에 의한 그라우팅 방법은 그라우팅시 그라우팅용 콘크리트(19)를 차폐하는 차폐수단의 기밀 신뢰성이 확보되지 못하므로 그라우팅용 콘크리트(19)가 암반지하수(13)의 수맥까지 유입되어 암반 지하수(13)가 오염되거나 지하수(47)의 채수량이 감소되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지하수 심정의 굴착 후 지표수의 차단을 위한 그라우팅을 보다 경제적이며 용이하고 확실하게 시행할 수 있는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 지하수 채수 장치의 개략적인 단면도,

도 2는 본 고안에 의한 그라우팅 파이프 장치의 개략적인 단면도,

도 3은 본 고안에 의한 제 1실시예의 그라우팅 파이프 장치의 일부 단면도.

도 4는 본 고안에 의한 제 1실시예에서 컷팅부 일부 사시도.

도 5는 본 고안에 의한 제 2실시예의 그라우팅 파이프 장치 일부 단면도.

도 6은 본 고안의 일부 구성요소인 인케이싱의 정면도,

도 7은 본 고안에 의한 인케이싱의 연결 접속부의 일부 사시도.

도 8은 본 고안에 의한 튜브밴드의 전개 사시도.

도 9는 본 고안에 의한 제 2실시예의 인케이싱의 연결 결착 일부 사시도.

＜도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명＞

1 : 아웃케이싱 5 : 심정펌프 6 : 양수파이프

9 : 수위 감시봉 14 : 주름판 15 : 인케이싱 16 : 볼베아링

18 : 팽창튜브 20 : 압축유체 주입용 호스 21 : 당김줄 23 : 주입용 튜브

24 : 연질의 덮개판 25 : 보호팽창튜브 26 : 내측팽창튜브

28 : 축소직경부 31 : 칼날 32 : 가이드 35 : 상부보호원판

36 : 하부보호원판 46 : 후렉시블튜브 54 : 금속벨트 58 : 금속대

본 고안은 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 인케이싱 하단부에 상기 인케이싱의 삽입이 용이하도록 안내하는 볼 베어링과 굴착공의 내벽과 인케이싱간의 일정 간극을 유지시킬 수 있도록 판 스프링이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인케이싱의 하부에 상기 굴착공의 내벽과 상기 인케이싱 사이의 간극이 차폐되도록 설치되는 팽창 튜브를 설치하며, 상기 팽창튜브는 내부가 관통된 원통형의 관체형태로 하여 인케이싱의 하단부의 외주면에 관삽의 형태로 설치하며, 팽창튜브의 내주면측에는 주입되는 유체에 의해 직접 접촉되면서 팽창할 수 있는 연질의 재질로 제작된 내측팽창튜브와 외주면측에는 기포를 함유한 부드러운 소재로 한 것을 특징으로 한다.

인케이싱 외주면에 팽창튜브를 고정하는 것은 튜브밴드로 하되 튜브밴드는 금속벨트의 한쪽 선단에 수개의 천공부를 형설하고 반대쪽 선단에는 금속벨트와 동일한 너비를 가지면서 천공부에 삽입이 가능한 돌설부를 갖는 금속대를 용접부로 접합하고 금속대와 금속벨트의 겁치는 부위를 고정클립으로 고정하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 팽창튜브의 유체 주입구는 인케이싱의 몸체를 수직방향으로 일부 절개하고 절개한 부위에 고압유체 주입용 튜브를 인케이싱과 동일 재질로 제작하여 삽입하고 용접 결합한 후 표면 마감하고 유체주입구 선단에 고압유체 주입용 호스와 연결을 위한 컨넥타를 결합한 것을 특징으로 한다.

또한, 인케이싱 상하단 연결부위의 끝부분 중 상단연결부는 하단 연결부의 외경보다 약간 넓게 확관된 상태에서 V형 홈을 갖는 절개부를 수개 두되 절개 간극은 인케이싱 하단 연결부 외주연에 형설한 수직방향으로 약간 길게 형설한 돌기부가 삽입될 수 있도록 하였으며 상단 연결부에 삽입결합되는 하단 연결부 외주연에 ○링을 관삽하고 암나사를 일정 간격으로 수개 가공한 것을 특징으로 한다.

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

우선, 참조된 도면, 도 2는 본 고안에 의한 그라우팅 파이프 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 제 1실시예의 인케이싱의 일부 단면도이며, 도4는 본 고안에 의한 제 1실시예에서 직선형 파이프가 설치된 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 고안에 의한 제 1실시예의 일부구성요소인 칼날과 가이드가 도시된 캇팅부의 사시도이며, 도 6은 본 고안의 일부구성요소인 인케이싱의 정면도이고, 도 7은 본 고안에 의한 제 2실시예의 인케이싱의 일부 단면도, 도 8은 본 고안의 튜브밴드의 전개 사시도이다.

본 고안에 의한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치를 채용한 지하수 채수장치의 제 1실시예는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 지표로부터 풍화암층(10)및 암반층(11)의 일부분을 관통하여 설치된 아웃케이싱(1)과, 풍화암층(10)과 암반층(11)을 관통하여 이루어진 굴착공의 내부에 그 내벽과 일정한 간극을 두고 오염된 지표수(12)가 유입되지 않도록 암반지하수(13) 부근까지 설치되고 만곡된 굴착공에도 잘 삽입되도록 일정길이마다 주름관(14)이 형성되고 주름관(14)을 보강하고 견지하기 위한 와이어망을 주름관(14)외부에 감싸게 한 인케이싱(15)과, 굴착공과 인케이싱(15)간의 일정간극을 유지토록 설치된 판스프링(17)과, 상기 인케이싱(15)의 하부에 지하수(13)의 이물질이 걸러지도록 설치되고 만곡된 굴착공에서도 설치가 가능토록 일정길이 마다 주름관(14)이 형성된 스트레이너용(strainer) 파이프(50)와, 지하수(47)를 양수하기 위하여 상기 인케이싱(15)의 내부에 설치되는 심정펌프(5)와, 지하수(47)가 지상까지 이동되도록 상기 심정펌프(5)에 연결되는 양수용 파이프(6)와, 상기 인케이싱(15)에 형성된 축소직경부(28) 바깥 둘레에 안착된 팽창 튜브(18)와, 상기 팽창 튜브(18)가 팽창하는 경우에는 상기 팽창 튜브(18)가 균일하게 팽창되도록 하고 심정 내벽면에 형성된 돌출부위에서도 차폐성을 확보하도록 설치된 내측팽창 튜브(26)의 바깥 둘레에 설치되는 보호팽창튜브(25)와, 상기 팽창 튜브(18)에 압축유체를 공급하기 위하여 지상으로부터 상기 인케이싱(15) 내부또는 외부를 통과하여 상기 팽창 튜브(18)에 연결되는 압축유체 주입용 호스(20)와, 상기 팽창 튜브(18)의 상부에 상기 팽창튜브(18)를 그라우팅용 콘크리트로부터 보호하기 위하여 설치되는 연질의 덮개 판(24)과, 상기 인케이싱(15)과 굴착공 사이의 간극에 그라우팅용 콘크리트가 주입되도록 지상으로부터 상기 인케이싱(15)과 굴착공의 간극 사이에 설치되는 주입튜브(23)로 구성된다.

인케이싱 외주면에 팽창튜브를 고정하는 것은 튜브밴드(27)로 하되 튜브밴드(27)는 금속벨트(54)의 한쪽 선단에 수개의 천공부(55)를 형설하고 반대쪽 선단에는 금속벨트(54)와 동일한 너비를 가지면서 천공부(55)에 삽입이 가능한 돌설부(56)를 갖는 금속대(58)를 용접부(57)로 접합한 형태로 제작되고 팽창튜브(18)를 고정 접합하는 방법은 튜브밴드(27)로 팽창튜브(18)의 외주연을 감싸며 금속대(58)의 돌설부(56)를 금속벨트(54)의 천공부(55)에 끼우고 금속대(58)와 금속벨트(54)의 겹치는 부위를 고정클립(59)으로 고정하도록 하였다.

또한, 압축유체 주입용 호스(20)를 인케이싱(15) 내부로 설치하게 될 경우상기인케이싱(15)의 축소직경부(28) 내부에는 상기 압축유체 주입용 호스(20)의 하부에 상기 압축유체 주입용 호스(20)를 절단하기 위한 칼날(31)과 칼날(31)을 유도하는 가이드(32), 그리고 압축유체 주입용 호스(20)를 삽입하여 절단과정에서 지지할 수 있도록 한 홀(30)을 가공한 컷팅부(29)를 인케이싱(15) 내면에 부착하였고 칼날(31)에 연결된 당김줄(21)은 연장하여 지상까지 인출하도록 하였다.

인케이싱(15)과 굴착공 내벽간 간극을 일정히 유지할 수 있도록 판스프링(17)이 인케이싱(15) 외주연에 일정 간격으로 설치하되 판스프링(17)은 바깥쪽으로 크게 둥근 형태로 이루어지게 하고 하단쪽을 고정 부착하고 상단쪽은 자유롭게 이동될 수 있도록 고정하지 않았다.

또한, 지하수 심정의 굴착공 내에 일정 깊이까지 설치하기 위해 최 하단부에 설치된 팽창튜브(18)가 부착된 인케이싱(15)과 수개의 연장용 인케이싱(15)을 상호 연결 연장하기 위해 인케이싱(15) 파이프 상하단 연결부위의 선단에상단연결부(38)는 하단 연결부(37)의 외경보다 약간 넓게 확관된 상태에서 V형 홈(42)을 갖는 절개부(43)를 수개 두되 절개 간극은 인케이싱(15) 파이프 하단 연결부(37) 외주연에 수직방향으로 약간 길게 형설한 돌기부(40)가 삽입될 수 있도록 하였으며 상단 연결부(38)에 삽입되는 하단 연결부(37) 외주연에 암나사(41)를 수개 가공하였고 이렇게 구성된 인케이싱(15) 파이프를 상호 연결 연장하게 될 경우 상위 인케이싱 (15)파이프 하단 연결부(37) 외주연에 수직방향으로 약간 길게 형설한 돌기부(40)를 하위 인케이싱(15) 파이프의 V형 홈(42)의 절개부(43)를 가이드 삼아 삽입될 수 있도록 하여 확관부 내에 상위 인케이싱(15) 파이프 하단을 끼워 조립하고 이때 확관부의 천공부(45)와 상위 인케이싱(15) 파이프의 암나사(41)와 일치하게 되며 이 암나사(41)에 볼트(44)를 조립하여 두 인케이싱(15) 파이프를 서로 견고하게 결합될 수 있도록 하였고 삽입되는 과정에서 ○ 링(39)은 인케이싱(15) 내부로의 그라우팅액의 누설이 발생되지 않도록 하였으며 이러한 과정을 반복함으로써 깊이에 따라 연장 길이를 달리 하도록 하였다.

또한, 상기 양수용 배관(5)의 일정위치에는 지하수(47)가 일정위치까지 찬 후에 채수할 수 있도록 상위 레벨센서(7)와, 하위 레벨센서(8)가 설치되어 있고, 인케이싱(15)의 일측에는 수위 감시봉(9)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 지하수 그랑우팅 파이프 장치를 사용하여 시공하는 방법은, 먼저 대구경의 굴착용 비트를 사용하여 풍화암층(10)과 암반층(11)의 일부분을 굴착하고, 그 굴착공의 내벽에 굴착공의 매몰이 방지되도록 상기 아웃케이싱(1)을 설치한다.

상기 아웃케이싱(1)의 설치가 완료되면, 굴착용 비트를 직경이 작은 비트로 교체하고, 지하수(13)가 유입되는 깊이의 위치까지 굴착한다.

그 후, 상기 스트레이너용 파이프(50)를 삽입하여 지하수(13)가 유입되는 곳에 설치하고, 상기 인케이싱(15)을 상기 스트레이너용 파이프(50)의 상부까지 삽입하여 설치한다.

이때, 상기 인케이싱(15)의 일정 간극마다 주름관(14)과 판스프링(17)이 설치되어 있으므로 상기 인케이싱(15)이 굴착공에 삽입되는 경우, 굴착공이 만곡되는 경우에도 상기 인케이싱(15)이 굴착공의 내벽을 긁거나 걸리지 않고 잘 삽입되고, 굴착공의 내벽과의 사이에 일정한 간극을 유지하게 된다.

상기 인케이싱(15)이 잘 설치되면, 상기 인케이싱(15)의 축소직경부(28)에 설치된 상기 팽창 튜브(18)에 상기 압축유체 주입용 호스(20)를 통하여 압축유체를 주입한다. 이때 상기 팽창 튜브(18) 중 내측팽창 튜브(26)는 상기 보호팽창고무(25)와 함께 균일하게 팽창되어 차폐판으로서의 역할을 수행하게 된다. 상기 팽창 튜브(18)에 압축유체가 주입되어 상기 인케이싱(15)과 굴착공의 내벽 사이의 간극이 차폐되며 이때 압축유체를 속경성 시멘트 또는 우레탄계 수지등을 사용할 경우 빠른 차폐 경화로 이후 주입되는 그라우팅용 콘크리트(19)액의 하중으로부터 일차적으로 차폐성이 손상되는 문제점을 보완해 주는 좋은 효과를 가질 수 있다. 위와 같이 일차 차폐가 완료되면 상기 주입튜브(23)를 통하여 그라우팅용 콘크리트(19) 액을 주입한다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주입튜브(23)는, 상기 인케이싱(15)과 굴착공 사이의 간극이 좁을 경우 상기 압축유체 주입용 호스(20)와 마찬가지로 상기 인케이싱(15) 내부를 통하여 상기 연질의 덮개 판(24)의 상부에 연결되도록 설치되고, 그 연결부위의 하부에는 압력유체 주입용 호스(20) 절단용 컷팅부(29)와 동일하게 당김줄(21)로 연결된 칼날(31)과 상기 칼날(31)의 이동을 안내하는 가이드(32)가 형성된 캇팅부(29)를 상기 인케이싱(15)의 내벽에 설치하여 그라우팅용 콘크리트의 양생이 끝난 후에 절단될 수 있도록 설치되어 있다.

이때, 상기 그라우팅용 콘크리트 액은 상기 주입튜브(23)에 의하여 상기 연질의 덮개 판(24)의 상부로부터 차례로 주입되므로 상기 인케이싱(15)과 굴착공 사이의 간극에 존재하는 오염된 지표수(12)를 위로 밀어 올리면서 주입되게 되고, 오염된 지표수(12)와 섞이지 않으며, 그라우팅용 콘크리트 액이 덜 채워지는 브리지 현상이 발생되지 않으므로 양생이 제대로 이루어진다. 또한, 상기 팽창 튜브(18)의 상부에는 상기 연질의 덮개 판(23)과 내측팽창 튜브(26), 그리고 보호팽창튜브(25)로 구성설치되어 있으므로 상기 팽창 튜브(18)가 그라우팅용 콘크리트 액의 주입에 의해 손상 받는 것이 미연에 방지될 수 있다.

상기 인케이싱(15)과 굴착공 내벽 사이의 간극에 그라우팅용 콘크리트(19) 액이 주입되어 양생이 끝나면, 상기 당김줄(21)을 당겨 상기 압축유체 주입용 호스(20)를 절단하게 된다. 또한 상기 주입튜브(23)를 상기 인케이싱(15)의 내부에 설치한 경우에는 상기 당김줄(21)을 당겨 상기 주입튜브(23)를 절단하게 된다. 그리고 절단된 상기 압축유체 주입용 호스(20) 및 상기 주입튜브(23)를 상기 인케이싱(15) 내부로부터 수거한다.

상술한 바와 같이 시공이 끝나면, 상기 인케이싱(15)의 내부에 양수용 파이프(6)와 심정펌프(5)를 설치하여 작업을 완료하고, 지하수(47)를 양수하게 된다.

한편, 본 고안에 의한 제 2실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 오염된 지표수(12)가 굴착공의 내벽으로 스며들지 않는 암반층(10)의 일정깊이까지 풍화암층(11)의 굴착과 마찬가지로 대구경의 비트를 사용하여 굴착한 다음, 소구경의 비트를 사용하여 지하수(13)의 수맥까지 굴착한 후, 주름관(14)이 형성된 인케이싱(15)을 설치하게 된다.

여기서, 상기 인케이싱(15)의 하단부에는 일정길이의 차폐용 파이프(51)가 설치되어 있고, 그 상하부에는 상기 차폐용 파이프(15)보다 직경이 큰 상부 보호 원판(35)과 하부 보호 원판(36)이 설치되어 있으며, 상기 차폐용 파이프(15)의 바깥 둘레에는 팽창 튜브(18)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 팽창 튜브(18)는 상기 인케이싱(15)파이프가 굴착공에 삽입되는 경우 손상되지 않도록 상기 차폐용 파이프(51)의 상하부에 설치된 상기 상부 보호 원판(35) 및 하부 보호 원판(36)에 의해 보호된다. 그리고, 상기 하부 보호 원판(36)의 바깥 둘레에는 볼 베어링(53)이 설치되어 상기 인케이싱(15)이 삽입될 때 가이드 역할을 하게 되며 인케이싱(15) 외주연에 일정 간격 마다 설치 되는 판스프링(17)은 굴착공과 심정 내벽간의 간극을 일정하게 유지시켜 그라우팅용 콘크리트의 두께를 만곡된 상태하에서도 일정하게 유지할 수 있게 한다.

또한, 상기 상부 보호 원판(35)과 상기 팽창 튜브(18) 사이에는 제 1실시예와 마찬가지로 연질의 덮개 판(24)이 설치되어 있고, 상기 팽창 튜브(18)의 외측에는 내측팽창 튜브(26)를 보호하고 그 팽창이 균일하게 일어나도록 보호팽창튜브(25)가 설치되어 있다.

물론, 제 1실시예의 경우와 마찬가지로, 상기 팽창 튜브(18)에 압축유체를 주입시키는 상기 압축유체 주입용 호스(20)는 상기 인케이싱(15)의 외부를 통하여 상기 팽창 튜브(18)에 연결되되 내측팽창 튜브(26)의 유체 주입구(33)는 인케이싱 (15)몸체를 수직방향으로 일부 절개하고 절개한 부위에 압축유체 주입용 튜브(53)를 인케이싱(15)과 동일 재질로 제작하여 삽입하고 용접 결합한 후 표면 마감하고 유체주입구(33) 선단에 압축유체 주입용 호스(20) 연결을 위한 컨넥타(33)를 결합하고 여기에 연장되어 인출되는 압축유체 주입용 호스(20) 외부에 코일 스프링(52)을 관삽하여 외부의 충격으로부터 압축유체 주입용 호스(20)를 보호토록 하였으며, 그라우팅액용 콘크리트를 주입하기 위한 상기 후렉시블 튜브(46)는 상기 인케이싱(15)은 대구경으로 굴착된 굴착공의 내벽 사이의 간격이 넓기 때문에 상기 인케이싱(15)과 굴착공의 내벽사이에 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 상기 압축유체 주입용 호스(20)와 후렉시블 튜브(46)를 다수개 설치하여 작업을 원활하고 빠르게 진행시킬 수 있다.

즉, 먼저 대구경의 비트를 사용하여 오염된 지표수(12)가 유입되지 않을 정도의 깊이까지 풍화암층(10) 및 암반층(11)을 굴착하고, 그 위치로부터 지하수(13)의 수맥을 관통할 때까지 소구경의 비트를 사용하여 굴착한 다음, 스트레이너용 파이프(6)를 지하수(13)의 수맥 부근에 설치하고, 차폐를 위한 차폐용 파이프(51)등이 장착된 인케이싱(15)을 상기 하부 보호 원판(36)이 대구경으로 굴착된 굴착공의최종 하단 깊이까지 삽입한 후, 상기 압축유체 주입용 호스(20)를 통하여 상기 팽창튜브(18)에 압축유체를 주입하면, 상기 팽창튜브(18)가 팽창되면서 상하부를 완전히 차폐시키게 된다. 이때 팽창튜브(18)에 주입되는 압축유체를속경성 시멘트나 우레탄, 또는 에폭시 수지등을 사용하게 될 경우 빠른 경화를 통해 일차적인 차페 고정 효과를 얻게 되어 이차적으로 주입되는 그라우팅용 콘크리크(19)의 하중으로부터 안정된 차페기능을 확보할 수 있게 된다.

인케이싱(15) 파이프와 인케이싱(15) 파이프와의 연결은 인케이싱(15)의 상단 연결부(63)와 하단연결부(64)에 각각 말단 외주연을 바깥쪽으로 직각으로 확장하여 구부려서 평탄한 접합면을 갖게 한 상부외주연링(60)과 하부외주연링(61)을 형설하여 서로 마주보게 한 상태로 팩킹을 씌운 후 ㄷ 형으로 절곡된 결착기구(62)를 사용하여 상부외주연링(60)과 하부외주연링(61)을 감싸도록 결착하여 고정하도록 하여 깊이에 따라 연장의 길이를 달리 할 수 있게 하였다.

상기한 바와 같이 그라우팅이 완료되면 양수용 파이프(6)와 심정펌프(5)를 상기 인케이싱(15) 내부에 삽입하여 지하수(47)의 채수를 시작한다.

또한, 그라우팅용 콘크리트(19) 액의 주입시 후렉시블 튜브(46)를 그라우팅용 콘크리트(19) 액의 충진 레벨에 따라 상부로 인출해 가면서 주입하는 방법을 사용할 경우 그라우팅용 콘크리크(19) 액의 점도가 강할 경우 효과적이고 용이하게 주입 공정을 이행 할 수 있다.

이와 같이, 본 고안에 의한 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치는 상기 인케이싱(15)이 굴착공이 만곡된 경우에도 굴착공의 내부에 걸리지 않고 필요한 깊이까지 삽입될 수 있으므로 그라우팅의 신뢰성을 향상시키고, 상기 팽창 튜브(18)에 의해 완벽한 차폐가 이루어지므로 지하수(47)를 오염시키거나 암반지하수(13)의 수맥을 차단시키지 않고 완벽한 그라우팅을 시행할 수 있어 개발 중인 지하수 심정은 물론 기 개발되 있는 지하수 심정에도 용이하게 그라우팅을 시공할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (14)

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

   상기 그라우팅 파이프 장치는 만곡된 굴착공을 따라 굴신하며 삽입될 수 있도록 일정 길이마다 주름관(14)이 형성된 인케이싱(15)과 상기 인케이싱(15)은 그 하단부에 상기 인케이싱(15)의 삽입이 용이하도록 안내하는 볼 베어링(16)과 인케이싱(15)의 삽입시 상기 굴착공의 내벽과 상기 인케이싱(15) 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있도록 인케이싱(15) 외주연에 일정간격마다 스프링17)이 설치되는 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   인케이싱(15)과 굴착공 내벽간 간극을 일정히 유지할 수 있도록 스프링(17)을 인케이싱(15) 외주연에 일정 간격으로 설치하되 스프링(17)은 바깥쪽으로 크게 둥근 형태로 이루어지게 하고 하단쪽을 고정 부착하고 상단쪽은 자유롭게 이동될 수 있도록 고정하지 않았으며,

   상기 인케이싱(15)에 설치되는 굴신용 주름관(14) 외부에 견지용 와이어망을 덧 씌운 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   그라우팅 파이프 상하단 연결부위의 선단에 상단연결부(38)는 하단 연결부(37)의 외경보다 약간 넓게 확관된 상태에서 V형 홈(42)을 갖는 절개부(43)를 수개 두되 절개 간극은 인케이싱(15) 파이프 하단 연결부(37) 외주연에 형설한 수직방향으로 약간 길게 형설한 돌기부(40)가 삽입될 수 있도록 하였으며 상단 연결부(38)에 삽입되는 하단 연결부(37) 외주연에 ○링(39)을 관삽하고 암나사(41)를 수개 가공하여 볼트(44) 결합 조립되도록 한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   인케이싱(15)은 그 하부에 암반지하수(13)의 이물질이 걸러질 수 있도록 복수개의 구멍이 형성되고, 만곡된 굴착공에서도 설치가 가능토록 일정길이 마다 주름관(14)이 형성된 스트레이너용 파이프(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   인케이싱(15)의 하단부에는 일정길이의 차폐용 파이프(51)가 설치되어 있고, 그 상하부에는 상기 차폐용 파이프(15)보다 직경이 큰 상부 보호 원판(35)과 하부 보호 원판(36)이 설치되어 있으며, 상기 차폐용 파이프(15)의 바깥 둘레에는 팽창 튜브(18)가 설치되도록 한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
6. 그라우팅 파이프의 인케이싱(15)의 하부에 굴착공의 내벽과 상기 인케이싱(15)사이의 간극이 차폐되도록 설치되는 팽창 튜브(18)를 고정장착하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 팽창튜브(18)는 인케이싱(15)의 외주면에 관삽되어 설치되는 원통형 관체의 형태이며 상 하단 외주면에 튜브밴드(27)로 고정한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
8. 제 6항에 있어서,

   팽창튜브(18)를 인케이싱(15) 외주면에 고정하는 튜브밴드(27)는 금속벨트(54)의 한쪽 선단에 수개의 천공부(55)를 형설하고 반대쪽 선단에는 금속벨트(54)와 동일한 너비를 갖으면서 천공부(55)에 삽입이 가능한 돌설부(56)를 갖는 금속대(58)를 용접 접합하고 고정클립(59)으로 고정함으로써 팽창튜브(18)를 고정 접합할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 팽창튜브(18)는 팽창튜브(18)의 내주면측에 주입되는 유체에 의해 직접 접촉되면서 팽창하는 내측팽창 튜브(26)와 외주면측에는 기포를 함유한 부드러운 소재로 된 팽창력을 갖는 보호팽창튜브(25)를 내측팽창 튜브(26)와 상호 접착하여일체가 되게 한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치.
10. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,

    인케이싱(15)과 굴착공 사이에 그라우팅용 콘크리트(19) 액을 공급시킬 수 있도록 설치되는 후렉시블 튜브(46)와, 팽창 튜브(18)에 압축유체를 공급시킬 수 있도록 상기 팽창 튜브(18)에 연결되는 압축유체 주입용 호스(20)와, 상기 팽창 튜브(18)의 바깥 둘레에 상기 팽창 튜브(18)를 보호하는 동시에 상기 팽창 튜브(18)가 균일하게 팽창되도록 설치되는 보호팽창튜브(25)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하수심정용 그라우팅 파이프 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 그라우팅용 콘크리트(19)액 주입용 후렉시블 튜브(46)는 만곡된 부위에서도 삽입이 가능토록 주름관으로 형성되고 압축유체 주입용 호스(20) 외주에 스프링(52)을 관삽하여서 된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 압축유체 주입용 호스(20) 또는 그라우팅용 콘크리트액 주입튜브(23)는 인케이싱(15) 내부로 설치되며 그 하부에 상기 압축유체 주입용 호스(20) 또는 주입용 튜브(23)를 절단할 수 있도록 칼날(31)이 설치되고, 상기 칼날(31)의 이동을 안내하는 가이드(32)와 통과용 홀(30)로 구성된 컷팅부(29)가 상기 인케이싱(15)의내벽에 형설된 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
13. 팽창튜브의 압축유체 주입용 유체 주입구는 인케이싱 파이프 몸체를 수직방향으로 일부 절개하고 절개한 부위에 유체 주입용 튜브를 인케이싱 파이프와 동일 재질로 제작하여 삽입하고 용접 결합한 후 표면 마감하고 유체주입구 선단에 유체주입 호스 연결용 컨넥타를 결합한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.
14. 제 1항에 있어서,

    인케이싱(15) 파이프와 인케이싱(15) 파이프와의 연결은 인케이싱(15)의 상단 연결부(63)와 하단연결부(64)에 각각 말단 외주연을 바깥쪽으로 직각으로 확장하여 구부려서 평탄한 접합면을 갖게 한 상부외주연링(60)과 하부외주연링(61)을 형설하여 서로 마주보게 한 상태로 팩킹을 씌운 후 ㄷ 형으로 절곡된 결착기구(62)를 사용하여 상부외주연링(60)과 하부외주연링(61)을 감싸도록 결착하여 고정하도록 하여 깊이에 따라 연장의 길이를 달리 할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 지하수 심정용 그라우팅 장치.