KR20030082169A - 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반 보강 및 개량을 위한 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 시멘트계 혼입재료가 투입되는 투입호퍼, 2중 프로펠러를 갖춘 교반 프로펠러, 교반혼합모터, 투입호퍼로의 역류 현상을 방지하기 위해 상부 측면에 설치된 와류방지구, 개폐밸브를 각각 포함하는 교반혼합탱크; 물탱크; 상기 혼입재료 투입시 발생하는 분진을 흡입하여 제거하기 위해 상기 교반혼합탱크 상부에 각각 설치되는 분진흡입구, 분진흡입관, 제진모터, 집진조, 배출관을 포함하는 제진장치; 침전 및 고결이 방지되도록 파도효과에 의한 2차 교반을 하는 고결방지날개, 고결방지모터, 상기 고결방지모터로부터 고결방지날개로 동력을 전달하는 감속장치, 회전축, 연결봉, 지지대를 각각 포함하는 교반저장탱크; 상기 교반저장탱크에서 연속적·효율적으로 액상화된 저장액의 지반주입장비로의 흡입을 제어하여 지반주입효율이 극대화되도록 상기 교반저장탱크의 하부 각각에 연결통로, 원통형의 흡입제어구, 배출밸브를 포함하는 흡입제어장치; 및 동력을 제어 조정하는 제어판을 포함하고, 상기 교반혼합탱크, 교반저장탱크, 고결방지날개가 격판에 의해 분리되어 있음을 특징으로 하여, 투입호퍼의 상부에 제진 장치를 설치하여 고화제 등의 혼입재료를 투입시 발생되는 인체에 유해한 분진이 제거되고, 다양한 지반조건에 따라 최적절 배합비를 골고루 함유하여야 할 지반주입재를 만들기 위한 혼합이 현장에서 즉석으로 선별적으로 이루어질 수 있고, 작업용수와 함께 혼합되어지는 급결용 및/또는 완결용 무기질계 고화제,급결용 및/또는 완결용 무기질계 주재의 원활한 혼합은 물론 상기 혼합재가 응결 및 침전되는 것을 방지하여 저장할 수 있음과 동시에 상기 저장재의 지반에의 주입시 그 흡입제어가 원활히 이루어질 수 있으며, 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치{Four Agitator for mixing inorganic instillation matter}

본 발명은 연약지반 보강 및 개량을 위한 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 투입호퍼의 상부에 제진 장치를 설치하여 고화제 등 혼입재료를 투입시 발생되는 인체에 유해한 분진이 제거되고, 다양한 지반조건에 따라 최적절 배합비를 골고루 함유하여야 할 지반주입재를 만들기 위한 혼합이 현장에서 즉석으로 선별적으로 이루어질 수 있고, 작업용수와 함께 혼합되어지는 급결용 및/또는 완결용 무기질계 고화제, 급결용 및/또는 완결용 무기질계 주재의 원활한 혼합은 물론 상기 혼합재가 응결 및 침전되는 것을 방지하여 저장할 수 있음과 동시에 상기 저장재의 지반에의 주입시 그 흡입제어가 원활히 이루어질 수 있으며, 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에는 건축물의 신축공사나 도로의 건설 등의 경우에 지하구조물에 대한 필요성을 크게 인식하지 않았었다.

그러나, 근래에 들어 지상건축물의 포화, 교통의 집중, 대도시화, 땅값상승 등의 여러 가지 원인으로 인하여 지하공간의 효율적인 사용의 필요성이 증대되었고, 그에 따라 지하 구조물에 대한 효율적인 시공, 건축 등을 위한 기술도 계속 발전되어 오고 있다. 즉, 산이나 바다, 강 등 지형 및 지질의 특성에 관계없이 지하공간을 최대한 활용하기 위한 각종의 토목기술, 신기술, 신공법 등이 개발되고 오고 있다.

그러나, 그러한 기술들은 굴착작업이 주류를 이루고 있고, 연약지반에 대한 처리공법을 포함한 각종 공법도 개발되어 사용되고 있으나 상기 지반보강 및 개량에 대한 공법들도 현장에서 실시될 때 후술하는 바와 같은 많은 문제점을 일으키고 있었다. 즉, 상기 기술들은 대체적으로 절삭작업에 의한 치환공법, 약액인 고화제를 연약토와 혼합하여 교반하는 심층혼합 처리공법 및 토사의 간극을 경화성 물질로 고결시키는 약액 주입공법으로 대별할 수 있는 데, 그 중 저압주입 공법의 대표격인 약액주입 공법은 기존 고화제인 화공약품 등을 경화재로 사용하여 환경 오염, 주입재료의 용탈 및 재료분리현상 등으로 인하여 주입재의 내구성 저하 등의 문제점을 야기하고 있었고, 또한 고압주입공법들의 대표격인 치환공법은 대상지반의 치환작업에 의하여 산업폐기물의 발생으로 환경문제를 발생시키는 문제점이 있었다.

이에 따라, 현재에는 고화제로 사용하는 화공약품의 사용을 줄이고 환경 친화적인 무기질 계열의 고강도와 고내구성의 특성을 이용한 재료의 사용이 주류를 이루고 있다.

하지만, 종래의 단순혼합식 2조나 3조의 교반장치로는 무기질 계열의 시멘트계 재료를 사용하는 현탁형 재료에는 혼합효율이 적합하지 않아 덜 혼합되어 덩어리로 남아있는 분말에 의한 노즐 막힘 현상이나 시멘트 수화에 필요한 충분한 혼합이 이루어지지 않는 등의 문제점이 드러나게 되었다.

또한, 작업 중 발생하는 비산분진으로 인해 작업자의 인체에 미치는 악영향으로 인한 열악한 환경, 비산분진으로 인한 환경오염으로 인한 민원 발생, 민원발생으로 인하여 공사중지 등의 소지가 있어 도시 내에서의 작업이 기피되는 등의 문제를 발생시켰다.

나아가, 지하공간활용의 필요성이 극대화됨에 따라 대상지반의 열악한 조건하에서도 지하공간활용의 최대한의 효율을 높이기 위하여서는 대상지반의 여건에 맞는 주입재료의 세분화가 필요하며 이에 따른 주입장비, 주입공법 및 주입재 개발이 이루어져야 하는 실정이다.

즉, 종래의 단순 혼합의 2조, 3조식 교반장치로는 발생분진의 제거가 이루어지지 않았음은 물론 충분한 혼합이 이루어지지 않아 왔고, 각각의 지반 조건에 따른 고화제 및 주제를 별도로 이동시켜 혼합시켜야 하고 그에 따라 작업에 투입되는 실질적인 시간을 길어지게 만들고, 나아가 모든 주입공정과 주입량이 시간에 따라 자동으로 확인될 수 없어 과학적인 검증이 이루어질 수 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 투입호퍼의 상부에 제진 장치를 설치하여 고화제 등 혼입재료를 투입시 발생되는 인체에 유해한 분진이 제거되고, 혼합재가 응결 및 침전되는 것을 방지하여 저장할 수 있음과 동시에 저장재의 지반에의 주입시 그 흡입제어가 원활히 이루어질 수 있으며, 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 지반조건에 따라 최적절 배합비를 골고루 함유하여야 할 지반주입재를 만들기 위한 혼합이 현장에서 즉석으로 선별적으로 이루어질 수 있고, 작업용수와 함께 혼합되어지는 급결용 및/또는 완결용 무기질계고화제, 급결용 및/또는 완결용 무기질계 주재의 원활한 혼합이 이루어질 수 있는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 첫째, 연약지반의 보강 및 개량을 위해 시멘트계 혼입재료를 작업용수와 혼합하여 액상화함으로서 지반주입재를 만드는 교반장치에 있어서, 상기 시멘트계 혼입재료가 투입되는 투입호퍼(102), 상기 시멘트계 혼입재료와 작업용수의 원활한 혼합을 위해 2중 프로펠러를 갖춘 교반 프로펠러(103), 상기 교반 프로펠러의 동력원인 교반혼합모터(101), 상기 교반 프로펠러의 고속회전에 의한 소용돌이 현상으로 상기 투입호퍼로의 역류 현상을 방지하기 위해 상부 측면에 설치된 와류방지구(104), 개폐밸브(109)를 각각 포함하는 교반혼합탱크(100); 상기 작업용수가 보관되어 작업용수 조절밸브(108)를 통해 상기 교반혼합탱크(100)로 이송되는 물탱크(107); 상기 혼입재료 투입시 발생하는 분진을 흡입하여 제거하기 위해 상기 교반혼합탱크 상부에 각각 설치되는 분진흡입구(301), 분진흡입관(302), 분진흡입의 동력원인 제진모터(303), 집진조(304), 정화된 공기를 외부에 방출하는 배출관(305)을 포함하는 제진장치(300); 상기 교반혼합탱크에서 교반혼합된 혼합액을 상기 개폐밸브(109)를 통해 이송받아 저장하고 비중에 의한 침전 및 고결이 방지되도록 파도효과에 의한 2차 교반을 하는 고결방지날개(405), 상기 고결방지날개의 동력원인 고결방지모터(401), 상기 고결방지모터로부터 고결방지날개로 동력을 전달하는 감속장치(402), 회전축(403), 연결봉(404), 지지대(406)를 각각 포함하는 교반저장탱크(400); 상기 교반저장탱크(100)에서 연속적·효율적으로 액상화된 저장액의 지반주입장비로의 흡입을 제어하여 지반주입효율이 극대화되도록 상기 교반저장탱크의 하부 각각에 연결통로(501), 상기 연결통로와 연결된 원통형의 흡입제어구(502), 저장액을 배출하는 배출밸브(503)를 포함하는 흡입제어장치(500); 및 동력을 제어 조정하는 제어판(200)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고,

둘째, 상기 시멘트계 주입재료는 시멘트계 급결 분말을 현장에서 물과 혼합 및 교반한 급결용 고화제, 완결용 시멘트계 고화제와 급결용 시멘트계 주재, 완결용 시멘트계 주재 4종류이고, 상기 교반혼합탱크(100), 교반저장탱크(400), 고결방지날개(405)는 격판(600)에 의해 분리되어 있음을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고,

도 2는 도 1에 따른 배면 사시도이고,

도 3은 도 1에 따른 종단면도이고,

도 4는 도 1에 따른 측단면도이고,

도 5는 본 발명의 교반혼합탱크에서 혼입재료로부터 발생되는 분진의 제거장치가 설치된 상태를 나타낸 요부도이고,

도 6은 본 발명의 교반저장탱크에서 저장재료의 고결방지 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부도이고,

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 교반저장탱크에서 주입재료의 흡입제어 장치가 설치된 상태를 나타낸 평단면 요부도 및 측단면 요부도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

100 : 교반혼합탱크101 : 교반혼합모터

102 : 투입호퍼103 : 교반 프로펠러

104 : 와류방지구105 : 슬러지제거 열림장치

106 : (작업자의) 발판107 : 물탱크

108 : (작업용수) 조절밸브109 : (교반혼합탱크) 개폐밸브

110 : (작업용수) 유량게이지111 : (물탱크) 배수밸브

200 : 제어판(Control Panel)

301 : 분진흡입구302 : 분진흡입관

303 : 제진모터304 : 집진조

305 : 배출관

400 : 교반저장탱크401 : 고결방지모터

402 : 감속장치403 : 회전축

404 : 연결봉405 : 고결방지날개

406 : 지지대

500 : 흡입제어장치501 : 연결통로

502 : 흡입제어조503 : 배출밸브

600 : 격판

본 발명은 상기한 종래의 약액주입공법에서의 경화 후 내구성 저하나 치환공법에서의 화공약품의 사용에 따른 환경오염의 문제점을 발생시키지 않기 위해 순수 무기질 계열의 주입재만을 제조하여 사용하도록 하고 그에 따라 상기 순수 무기질 계열의 주입재만을 제조하여 사용하기 위한 장치에 관한 발명으로서, 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 배면 사시도이고, 도 3은 도 1에 따른 종단면도이고, 도 4는 도 1에 따른 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 교반혼합탱크에서 혼입재료로부터 발생되는 분진의 제거장치가 설치된 상태를 나타낸 요부도이고, 도 6은 본 발명의 교반저장탱크에서 저장재료의 고결방지 장치가 설치된 상태를 나타낸 요부도이고, 도 7a 및 도7b는 각각 본 발명의 교반저장탱크에서 주입재료의 흡입제어 장치가 설치된 상태를 나타낸 평단면 요부도 및 측단면 요부도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 4조 교반장치는 연약지반의 보강 및 개량을 위해 시멘트계 혼입재료를 작업용수와 혼합하여 액상화함으로서 지반주입재를 만드는 교반장치에 있어서, 상기 시멘트계 혼입재료가 투입되는 투입호퍼(102), 상기 시멘트계 혼입재료와 작업용수의 원활한 혼합을 위해 2중 프로펠러를 갖춘 교반 프로펠러(103), 상기 교반 프로펠러의 동력원인 교반혼합모터(101), 상기 교반 프로펠러의 고속회전에 의한 소용돌이 현상으로 상기 투입호퍼로의 역류 현상을 방지하기 위해 상부 측면에 설치된 와류방지구(104), 개폐밸브(109)를 각각 포함하는 교반혼합탱크(100); 상기 작업용수가 보관되어 작업용수 조절밸브(108)를 통해 상기 교반혼합탱크(100)로 이송되는 물탱크(107); 상기 혼입재료 투입시 발생하는 분진을 흡입하여 제거하기 위해 상기 교반혼합탱크 상부에 각각 설치되는 분진흡입구(301), 분진흡입관(302), 분진흡입의 동력원인 제진모터(303), 집진조(304), 정화된 공기를 외부에 방출하는 배출관(305)을 포함하는 제진장치(300); 상기 교반혼합탱크에서 교반혼합된 혼합액을 상기 개폐밸브(109)를 통해 이송받아 저장하고 비중에 의한 침전 및 고결이 방지되도록 파도효과에 의한 2차 교반을 하는 고결방지날개(405), 상기 고결방지날개의 동력원인 고결방지모터(401), 상기 고결방지모터로부터 고결방지날개로 동력을 전달하는 감속장치(402), 회전축(403), 연결봉(404), 지지대(406)를 각각 포함하는 교반저장탱크(400); 상기 교반저장탱크(100)에서 연속적·효율적으로 액상화된 저장액의 지반주입장비로의흡입을 제어하여 지반주입효율이 극대화되도록 상기 교반저장탱크의 하부 각각에 연결통로(501), 상기 연결통로와 연결된 원통형의 흡입제어구(502), 저장액을 배출하는 배출밸브(503)를 포함하는 흡입제어장치(500); 및 동력을 제어 조정하는 제어판(200)을 포함하여 이루어져 있다.

또한, 본 발명은 상기 시멘트계 주입재료는 시멘트계 급결 분말을 현장에서 물과 혼합 및 교반한 급결용 고화제, 완결용 시멘트계 고화제와 급결용 시멘트계 주재, 완결용 시멘트계 주재 4종류이고, 상기 교반혼합탱크(100), 교반저장탱크(400), 고결방지날개(405)는 격판(600)에 의해 분리되어져 있다.

상기한 바와 같이, 교반혼합탱크(100)는 투입호퍼(102), 교반 프로펠러(103), 교반혼합모터(101), 와류방지구(104), 개폐밸브(109)를 각각 포함한다. 즉, 4조의 교반혼합탱크 각각에 상기한 투입호퍼(102) 등이 설치되어 있으며, 이는 교반저장탱크(400), 흡입제어장치(500)도 마찬가지이다.

한편, 투입호퍼(102)의 하부에는 작업의 능률을 높이기 위해 작업자의 발판(106)이 설치될 수 있고, 나아가 상기 제어판(200)과 연결되어 또는 별도로 작업용수의 유량게이지(110)가 설치되어 교반혼합에 필요한 물이 양이나 교반혼합의 속도 등을 예측하는 데 도움이 되도록 할 수 있다.

또한, 교반혼합탱크(100)에는 교반혼합후 슬러지를 제거할 수 있도록 슬러지 제거 열림장치(105)가 설치되어 있음이 바람직하다.

상기 투입호퍼(102)는 시멘트계 혼입재료가 투입되는 곳으로서 투입의 용이 및 후술하는 분진흡입의 용이를 위해서는 첨부된 도 4와 같이 교반혼합탱크(100)의상부에 두는 것이 바람직하다.

상기 교반 프로펠러(103)는 시멘트계 혼입재료와 작업용수의 원활한 혼합을 위해 2중 프로펠러를 갖추고 있으며, 다만 교반 프로펠러의 고속회전에 의한 소용돌이 현상으로 혼합되고 있는 액이 상기 투입호퍼로 역류되는 현상을 방지하기 위해 교반혼합탱크의 상부 측면에 와류방지구(104)가 설치되어 있다.

상기 교반혼합모터(101)는 교반 프로펠러의 원동력으로서 제어판(200)과 연결되어 있다.

상기 개폐밸브(109)는 후술하는 바와 같이 교반혼합이 완료된 후 교반저장탱크(400)로 이송할 때 개방되어진다.

상기 물탱크(107)는 작업용수가 보관되는 곳으로서 보관되는 작업용수는 작업용수 조절밸브(108)를 통해 상기 교반혼합탱크(100)로 이송된다. 이러한 이송은 제어판(200)과 연결된 작업용수모터(도시안됨)를 원동력으로 하여 이루어진다. 또한, 물탱크(107)의 하부에는 배수밸브(111)가 설치됨으로서 작업용수의 사용 후 작업용수를 현장에서 방출함으로서 본 발명의 4조 교반장치의 이동을 원활히 함에 도움이 되게 할 수 있다.

상기 제진장치(300)는 상기한 바와 같이 분진흡입구(301), 분진흡입관(302), 제진모터(303), 집진조(304), 배출관(305)을 포함한다. 상기 분진흡입구(301)는 4개로서 작업자가 혼입재료 투입시 발생하는 분진을 흡입하여 제거하기 위해 상기 교반혼합탱크 상부에 각각 설치되는 것으로서, 분진흡입의 효율을 높이기 위해서는 각 교반혼합탱크 상부의 중앙에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 분진흡입관(302)은 분진흡입구와 달리 1개이고, 상기 제진모터(303)는 다른 동력모터와 마찬가지로 제어판(200)과 연결되어 있고, 분진흡입의 동력원이 된다.

한편, 상기 집진조(304)에는 필터(도시안됨)가 내장되어 있어 배출관(305)을 통해서는 정화된 깨끗한 공기만이 외부로 배출된다.(첨부된 도 5 참조)

상기 교반저장탱크(400)는 고결방지날개(405), 고결방지모터(401), 감속장치(402), 회전축(403), 연결봉(404), 지지대(406)를 각각 포함한다. 상기 고결방지날개(405)는 교반혼합탱크에서 교반혼합된 혼합액을 상기 개폐밸브(109)를 통해 이송받아 저장하고 비중에 의한 침전 및 고결이 방지되도록 파도효과에 의한 2차 교반을 하는 것으로서, 4개이며 각각 격막(600)에 의해 구분되어 있다(첨부된 도 6 참조). 상기 고결방지모터(401)는 고결방지날개의 동력원으로서, 감속장치(402), 회전축(403), 연결봉(404), 지지대(406)에 의하여 고결방지날개에 의해 파도효과를 이용한 2차적인 교반효과와 저장재의 침전방지효과를 동시에 만족할 수 있도록 하고 있다. 즉, 고결방지모터(401), 감속장치(402), 회전축(403)에 의하여 회전력을 구동축 연결봉(404)과 연결하여 반(半)상하, 반전후, 반회전 운동을 구동날개(405)에 전달하여 파도효과에 의한 2차적인 교반효과와 저장재의 침전방지 효과를 얻는다.

따라서, 상부의 교반혼합탱크에서 작업용수인 물과 혼입재료인 무기질계의 분말을 혼합하여 이루어진 액상화된 저장재 재료들의 비중차에 의하여 침전작용, 재료분리현상, 주입재료들의 화학반응에 의한 조기응결 현상 등을 방지하기 위한 저장재 즉 주입재의 고결방지기구가 된다.

한편, 연속적인 작업을 위하여 상기 교반혼합탱크(100) 하부에 위치한 교반저장탱크(200)는 그 처리용량이 각각의 교반혼합탱크(100) 처리용량의 1.5배 이상이 되도록 설계제작된다.(참고로 통상 교반혼합탱크(100)의 교반용량은 표준배합하에서 200 리터(Liter)를 기준으로 한다.)

상기 흡입제어장치(500)는 상기한 바와 같이 교반저장탱크(100)에서 연속적·효율적으로 액상화된 저장액의 지반주입장비로의 흡입을 제어하여 지반주입효율이 극대화되도록 상기 교반저장탱크의 하부 각각에 연결통로(501), 상기 연결통로와 연결된 원통형의 흡입제어구(502), 저장액을 배출하는 배출밸브(503)를 포함한다.

상기 연결통로(501)와 연결되어 있는 흡입구(502)는 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이 길쭉한 원통의 형상으로서 상당한 높이에까지 저장액이 채워져 있음을 알 수 있다. 이는 상기 배수밸브(503)가 개방되어 상기 주입펌프로 저장액 즉 지반주입액이 흡입이송되어질 때 중력에 의한 일정압력으로 이송되어 주입펌프에 의한 흡입을 원활히 할 뿐만 아니라 작업자가 그 높이를 관측할 수 있어 지반주입속도나 교반혼합속도를 조절할 수 있도록 하기 위함이다. 나아가 흡입량이 너무 많아 상기 흡입구(502)를 통한 주입장비로의 공기의 침투를 예방할 수도 있다. 즉, 상기 연결통로(501), 흡입구(502), 배수밸브(503)는 주입장비로의 저장액의 흡입을 제어하는 흡입 제어 기구 역할을 한다.

상기 제어판(200)은 각각의 동력모터, 즉 작업용수모터(도시안됨), 교반혼합모터(101), 제진모터(303), 고결방지모터(401)와 연결되어 본 발명의 4조 교반장치의 동력을 제어 조정하는 역할을 한다.

본 발명에서 사용되는 시멘트계 주입재료는 상기한 바와 같이 시멘트계 급결 분말을 현장에서 물과 혼합 및 교반한 급결용 고화제, 완결용 시멘트계 고화제와 급결용 시멘트계 주재, 완결용 시멘트계 주재 4종류이고, 상기 교반혼합탱크(100), 교반저장탱크(400), 고결방지날개(405)는 격판(600)에 의해 분리되어져 있다.

따라서, 종래의 2조나 3조의 단순 혼합장치로는 달성할 수 없는 후술하는 본 발명만의 독특한 효과를 이룰 수 있다. 즉, 본 발명은 연약지반의 보강 및 개량을 위해 다양한 지반조건에 따라 주입조건을 총족시키되, 기존의 재료 교반혼합 및 저장을 포함한 전체적인 주입방식에 있어 수동적이고 비효율적인 단계에서 기계화를 이용하여 자동화를 할 수 있는 여건을 마련하였고 기계의 자동화로 인한 품질관리, 전체적인 주입방식의 개선으로 인한 경쟁력의 확보, 환경 친화적인 주입재료 및 주입방법의 개발로 쾌적한 환경에서 작업이 가능하도록 하였으며, 모든 주입공정과 주입량이 시간에 따라 자동으로 확인될 수 있도록 자동기록장치와 유량계를 설치하여 보다 과학적인 검증이 가능하며, 특히 상술한 모든 장치를 한 개의 컨테이너에 모두 설치하여 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업에 투입되는 실질적인 시간을 단축하며 나아가서는 주입장비의 자동화를 이룩할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성의 본 발명의 4조 교반장치에 의한 작업순서 및 흐름을 통하여 그 구성 및 작용을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

(1) 작업용수의 공급

본 발명의 장비 외에 지반에 주입재를 주입할 수 있는 별도의 주입장비의 설치가 이루어진 상태에서 본 발명의 4조 교반장치 배면에 혼합 작업에 필요한 혼입재료를 확보하여 연속적인 작업이 이루어질 수 있는 상태가 되도록 한다.

이후 각 공법 및 지반에 적절한 배합비 또는 표준 배합비에 맞추어 전기제어장치인 제어판(200)을 조작하여 작업용수 유량게이지(110)를 설정하고 작업용수 조절밸브(108)를 이용하여 각각의 교반혼합탱크(100)에 작업용수를 공급한다.

(2) 제진장치의 가동 및 교반혼합

상기 작업용수 유량게이지(110)에 따른 작업용수가 완전히 공급되면 작업용수를 작업용수 조절밸브(108)를 이용하여 차단하고 연속적인 작업을 위하여 제어판(200)을 조작하여 교반혼합탱크(100) 상부에 설치된 제진모터(303)를 포함한 제진장치(300)를 가동한다. 또한, 교반혼합탱크(100) 위의 각각의 교반혼합모터(101)를 제어판(200)을 조작하여 가동함으로서 작업용수가 회전축(103) 및 그 날개에 의하여 회전하도록 한다.

상기한 바와 같이 제진장치 및 교반혼합모터의 가동 후 작업자가 발판(106) 위에 서서 혼입재료를 교반혼합탱크(100)에 투입한다. 상기한 바와 같이 제진모터(303)를 포함한 제진장치(300)가 가동된 후이므로 혼입재료의 투입시 발생하는 유해 분진은 각각의 분진흡입구(301)를 통하여 집진조(304)에 모여지고 일정량이 모이면 교체된다.

한편, 상기한 바와 같이 혼입재료를 작업자가 투입호퍼(102)를 통해 투입하면 각각의 교반혼합탱크(100)에서는 상기 회전축(103)의 이중날개에 의하여 혼입재료가 물과 혼합되기 시작한다.

(3) 고결방지 및 흡입제어

교반혼합탱크(100) 내에 혼입재료와 물과의 혼합작업이 완료되어 혼합액이 만들어지면 각각의 교반저장탱크(400) 하부에 설치된 배수밸브(503)를 차단하고 각각의 교반혼합탱크의 개폐밸브(109)를 개방하여 상기 혼합액을 각각의 교반저장탱크(200)에 저장한다.

또한, 이와 동시에 제어판(200)을 조작하여 교반혼합탱크(100) 우측, 교반저장탱크(400) 상부에 설치된 고결방지모터(401)를 가동하며 고결방지모터(401), 감속장치(402), 회전축(403)에 의하여 회전력을 구동축 연결봉(404)과 연결하여 반(半)상하, 반전후, 반회전 운동을 구동날개(405)에 전달하여 파도효과에 의한 2차적인 교반효과와 저장재의 침전방지 효과를 얻는다.

상기한 2차 교반 및 침전방지에 의한 고결방지효과 하에서 연결통로(501)를 통하여 저장재가 흡입구(502)에 도달하고, 이후 상기 교반저장탱크(400) 하부에 설치된 배수밸브(503)를 개방하면 배수밸브(503)를 통하여 본 발명의 4조 교반장치 외의 별도의 지반주입장비의 주입펌프와 연결된 흡입호스로 흡입이송되고 흡입이송된 저장액 즉 지반주입액은 상기 지반주입장비에 의하여 연속적인 주입작업이 실시되어진다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 투입호퍼의 상부에 제진 장치를 설치하여 고화제 등 혼입재료를 투입시 발생되는 인체에 유해한 분진이 제거되고, 다양한 지반조건에 따라 최적절 배합비를 골고루 함유하여야 할 지반주입재를 만들기 위한 혼합이 현장에서 즉석으로 선별적으로 이루어질 수 있고, 작업용수와 함께 혼합되어지는 급결용 및/또는 완결용 무기질계 고화제, 급결용 및/또는 완결용 무기질계 주재의 원활한 혼합은 물론 상기 혼합재가 응결 및 침전되는 것을 방지하여 저장할 수 있음과 동시에 상기 저장재의 지반에의 주입시 그 흡입제어가 원활히 이루어질 수 있으며, 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.

부언하면, 연약지반의 보강 및 개량을 위해 다양한 지반조건에 따라 주입조건을 총족시키되, 기존의 재료 교반혼합 및 저장을 포함한 전체적인 주입방식에 있어 수동적이고 비효율적인 단계에서 기계화를 이용하여 자동화를 할 수 있는 여건을 마련하였고 기계의 자동화로 인한 품질관리, 전체적인 주입방식의 개선으로 인한 경쟁력의 확보, 환경 친화적인 주입재료 및 주입방법의 개발로 쾌적한 환경에서 작업이 가능하도록 하였으며, 모든 주입공정과 주입량이 시간에 따라 자동으로 확인될 수 있도록 자동기록장치와 유량계를 설치하여 보다 과학적인 검증이 가능하며, 특히 상술한 모든 장치를 한 개의 컨테이너에 모두 설치하여 장비의 설치 및 이동이 간편하여 작업에 투입되는 실질적인 시간을 단축하며 나아가서는 주입장비의 자동화를 이룩할 수 있다.

또한, 종래의 주입장치에서는 사용되지 않던 흡입제어 기구가 본 발명의 4조 교반장치에 설치됨으로서 주입작업시 주입흡입호스의 이탈로 인하여 주입효과저하,흡입주입호스에 주입재의 중단현상으로 인하여 주입호스의 막힘현상, 기존의 인력에 의한 수동적인 작업으로 인한 품질관리저하, 잦은 고장으로 인하여 공기지연 등으로 인한 경제적인 손실 등을 만회할 수 있으며 특히 투입구의 상부에 위치한 발생 분진제거용 공기흡입장치를 설치하여 작업자들이 청결한 환경에서 작업이 가능하게 하였으며, 분진발생으로 인한 환경오염, 민원발생 등 4조 교반장치를 사용함에 따라 부수적으로 품질관리 및 주입장비의 자동화를 앞당길 수 있다.

Claims (4)

1. 연약지반의 보강 및 개량을 위해 시멘트계 혼입재료를 작업용수와 혼합하여 액상화함으로서 지반주입재를 만드는 교반장치에 있어서,

   상기 시멘트계 혼입재료가 투입되는 투입호퍼(102), 상기 시멘트계 혼입재료와 작업용수의 원활한 혼합을 위해 2중 프로펠러를 갖춘 교반 프로펠러(103), 상기 교반 프로펠러의 동력원인 교반혼합모터(101), 상기 교반 프로펠러의 고속회전에 의한 소용돌이 현상으로 상기 투입호퍼로의 역류 현상을 방지하기 위해 상부 측면에 설치된 와류방지구(104), 개폐밸브(109)를 각각 포함하는 교반혼합탱크(100);

   상기 작업용수가 보관되어 작업용수 조절밸브(108)를 통해 상기 교반혼합탱크(100)로 이송되는 물탱크(107);

   상기 혼입재료 투입시 발생하는 분진을 흡입하여 제거하기 위해 상기 교반혼합탱크 상부에 각각 설치되는 분진흡입구(301), 분진흡입관(302), 분진흡입의 동력원인 제진모터(303), 집진조(304), 정화된 공기를 외부에 방출하는 배출관(305)을 포함하는 제진장치(300);

   상기 교반혼합탱크에서 교반혼합된 혼합액을 상기 개폐밸브(109)를 통해 이송받아 저장하고 비중에 의한 침전 및 고결이 방지되도록 파도효과에 의한 2차 교반을 하는 고결방지날개(405), 상기 고결방지날개의 동력원인 고결방지모터(401), 상기 고결방지모터로부터 고결방지날개로 동력을 전달하는 감속장치(402), 회전축(403), 연결봉(404), 지지대(406)를 각각 포함하는 교반저장탱크(400);

   상기 교반저장탱크(100)에서 연속적·효율적으로 액상화된 저장액의 지반주입장비로의 흡입을 제어하여 지반주입효율이 극대화되도록 상기 교반저장탱크의 하부 각각에 연결통로(501), 상기 연결통로와 연결된 원통형의 흡입제어구(502), 저장액을 배출하는 배출밸브(503)를 포함하는 흡입제어장치(500); 및

   동력을 제어 조정하는 제어판(200)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시멘트계 주입재료는 시멘트계 급결 분말을 현장에서 물과 혼합 및 교반한 급결용 고화제, 완결용 시멘트계 고화제와 급결용 시멘트계 주재, 완결용 시멘트계 주재 4종류이고, 상기 교반혼합탱크(100), 교반저장탱크(400), 고결방지날개(405)는 격판(600)에 의해 분리되어 있음을 특징으로 하는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 교반혼합탱크(100)에는 교반혼합후 슬러지를 제거할 수 있도록 슬러지 제거 열림장치(105)가 설치되어 있음을 특징으로 하는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 물탱크(107)의 하부에는 배수밸브(111)가 설치되어 있음을 특징으로 하는 무기질계 지반 주입재를 혼합제조하기 위한 4조 교반장치.