KR20050078936A - 다단주입이중관을 이용한 그라우트 시스템 및 이를 이용한지반그라우트방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공된 지반에 주입관을 삽입하고, 상기 주입관을 통해 그라우트재를 지반에 분출시키는 그라우트 시스템에서, 외관 및 그라우트재의 주입경로를 구분시킬 수 있도록 내관과 연결되는 중공슬리브를 포함하는 이중관 형태의 주입관을 이용하되, 그라우트재의 주입경로가 중공슬리브와 연통되는 내관을 통해 주입되어 중공슬리브 전방의 외관에 주입되는 1차 그라우트재와 중공슬리브 후방의 외관 내부에 형성된 이격공간에 주입되는 2차 그라우트재로 구분되게 하여 그라우트재가 효율적으로 외관의 전체길이에 걸쳐 주위지반으로 다단 분출됨으로써 경제적이고 지반개량 범위를 확대시킬 수 있는 다단주입이중관을 이용한 그라우트시스템 및 이를 이용한 지반그라우트방법에 관한 것이다.

Description

다단주입이중관을 이용한 그라우트 시스템 및 이를 이용한 지반그라우트방법{Multi stage grout system using a multi stage injection pipe and the method}

본 발명은 그라우트재를 지반에 주입시킴으로서 지반에 주입된 그라우트재의 경화에 의하여 굴착면의 배면에 차수막을 형성시키거나 상기 배면을 보강시키는 지반 그라우트방법에 관한 것이다.

지반 그라우트재로써 폴리우레탄(Poly Urethane)을 이용하는 그라우트방법은 시공비가 다소 고가이나, 용액형으로서 지반내로의 침투력이 크기 때문에 차수 및 지반 개량 효과가 타 유사 공법에 비해 월등히 높을 뿐만 아니라, 그라우트재 경화시의 부피팽창 압력에 의해 지반이 압밀됨으로써 보강대상 토사의 마찰력 및 전단강도 증진과 수밀성 확보의 부수적 효과가 높다는 장점 때문에 터널굴착면 보강 및 차수수단으로써 이용된다.

즉, 도 1a와 같이 지반에 천공장치(레그해머, 레그드릴 등)를 이용하여 그라우트재를 주입할 수 있는 주입관(압입볼트,20)이 삽입되는 구멍(10)을 천공시키고, 상기 주입관(20)의 선단부에 형성된 그라우트 유출구(토출구,21)를 통해 그라우트재(30)가 지반에 분출될 수 있도록 하여, 지반에 그라우트재가 강제 주입되어 지반의 차수 또는 보강이 가능하도록 하고, 상기 그라우트재는 천공된 구멍 주변 현장에 설치된 믹서 및 펌프를 이용하여 주입관에 압입되도록 하고 있다.

도 1b는 특히 터널(T) 굴착면 배면에 소정의 경사(10~15도)를 가지고 천공된 구멍에 상기 주입관(20a,20b,20c)이 삽입되도록 한 상태에서, 그라우트재(30)가 주입관의 선단부에 형성된 그라우트 유출구(21)로부터 분출되어 터널 굴착면의 배면에 소정의 구근(A1,A2,A3)이 형성된 상태를 도시한 것으로써, 터널의 막장이 순차적으로(1막장, 제2막장 및 제 3막장)형성됨에 따라 구멍을 천공하고, 상기 구멍에 주입관(20a,20b,20c)을 설치하여 그라우트재(30)가 지반에 분출되도록 하여 다수의 구근들(A1,A2,A3)이 굴착면의 배면에 형성되도록 한 것이다.

이때 상기 구근들은 서로 분리되어 형성되는 것이 아니라 연속성을 가질 수 있도록 구근의 겹침구간(오버랩구간)이 적어도 주입관의 길이의 절반이상이 되도록 할 필요가 있는데, 왜냐하면 만약 도 1b와 같이 구근들이 서로 겹쳐져 형성되지 않는 경우에는 구근과 구근의 접촉과 밀실이 불량하여 지반 차수 또는 보강효과가 발현되기 어렵기 때문이다. 이에 도 1b와 같이 종래의 주입관 같이 유출구가 주입관의 선단부에 설치된 경우에 있어서는 구근의 겹침구간이 충분히 확보될 수 없다는 문제점을 해결하기 위하여 구근의 형성위치를 좁게 하여 구근들의 겹침구간을 일정길이 이상 확보할 수 있도록 할 수 있지만 이는 비경제적이라는 문제점이 지적되었다.

또한 겹침구간을 어느 정도 확보할 수 있다 할지라도 주입관의 그라우트 유출구(21)는 주입관의 선단부에 집중적으로 형성되어 굴착면 가까운 지반에는 그라우트재가 주입되지 않아 천공 구멍 입구부에는 도 1c와 같이 미개량부위(40)가 발생한다는 문제점이 지적되었으며 그 해결방법으로써 그라우트재의 주입범위를 확대시키기 위하여 주입량을 증가시키려 해도 주입된 그라우트재의 경화반응에 의해 한계 주입압에 도달되어 그라우트재의 주입이 어렵다는 문제점이 여전히 남게 되었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위한 수단중의 하나로써, 종래의 강관 보강형 다단 그라우트 공법이 소개되어 있는데 이는 천공, 강관삽입, 코르킹(corking) 및 실링(sealing), 그라우트(grouting)수순으로 주로 연약 풍화암층의 차수 및 보강용그라우트 시스템으로 소개되어 있다. 상기 다단 그라우트 공법을 제2a도 내지 제2d도를 참조하여 간략히 설명하면,

도 2a와 같이, 터널 굴착에 선행하여 터널 원주면을 따라 소정의 직경을 가지는 구멍(10)을 일정 간격으로 천공한 후, 도 2b 및 도 2d와 같이, 상기 천공 수행 후 중공형상을 가지되, 소정간격마다 고무밴드(52)가 끼워진 주입공(51)이 형성된 강관(50)을 소정길이 만큼 커플링(53)을 매개로 연결하여 구멍(10)에 삽입시킨다.

그리고 도 2c 및 도 2d와 같이 상기 강관에 패커(Packer,60)를 설치하되 강관(50)과 천공면 사이에 그라우트재 역류방지를 위한 급결시멘트 또는 발포제등의 코르킹(corking)재(70)를 주입하고, 상기 패커 내측에 다단으로 그라우트재를 주입하여 강관의 주입공으로 분출시켜 지반을 차수 또는 보강하도록 한다. 즉, 패킹수단을 이용하여 그라우트재를 강관의 선단부로부터 위로 다단 분출시키는 방식이 소개되어 있다.

하지만 상기 공법의 경우에는 그라우트재 역류방지를 위해 구멍이 뚫린 강관 부위를 고무밴드로 단순히 막도록 설계되어 있는데, 상기 종래의 고무밴드는 내구성이 떨어지고 조잡해 시공 시 파손될 우려가 크고 주입효과도 저하될 우려가 있으며, 천공 후 강관을 삽입하고, 강관과 천공구멍사이의 틈 속에는 별도의 관을 삽입하여 실링(sealing)작업을 수행함으로써 작업시간이 많이 소요된다는 문제점이 지적되었고, 작업공정이 복잡하여 숙련된 기능공이 필요하다는 문제점이 존재하였다.

본 발명의 목적은 그라우트재의 유출범위가 확대되어 지반 보강 및 차수의 범위를 확대시킬 수 있는 그라우트시스템 및 이를 이용한 지반그라우트방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 그라우트재의 개량범위 확대에 의한 공사비 증가요인을 보다 효율적으로 상쇄시킬 수 있어 경제적인 그라우트시스템 및 이를 이용한 지반그라우트방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 그라우트 유출구에 설치되는 밴드의 재질 및 설치형태가 개량된 그라우트시스템 및 이를 이용한 지반그라우트방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여,

천공된 구멍에 삽입되는 주입관을 이중관 형태로서 외관 및 내관으로 구성시키고, 상기 외관에는 그라우트재 유출구를 전체 길이에 걸쳐 형성시킨다. 이로서 유출구가 외관 전체에 걸쳐 형성시킴으로써 그라우트재의 분출범위가 확대되도록 함과 더불어 외관 내부에 설치되는 중공슬리브를 이용하여 그라우트재의 주입경로를 효율적으로 구분시켜 지반에 주입되는 그라우트재의 효율적인 분출이 가능하도록 하였다.

도 3a는 상기 주입관(100)이 천공된 구멍(10)에 삽입되어 구멍 전체에 걸쳐 그라우트재(30)가 분출되는 상태를 도시한 것이다.

상기 주입관(100)은 그라우트 유출구(111;111a,111b,111c,111d,111e,111f)가 형성된 중공관인 외관(110) 및 상기 외관 내부에 삽입된 중공슬리브(200)에 의하여 삽입되는 중공관인 내관(120)으로 구성되어 있으며, 외관 및 내관의 재질은 통상 강관으로 제작되는 것이 일반적인데, 반드시 강관으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 그라우트재(30)는 주입경로가 구분되어 외관(110)의 선단부(F)와 후단(P)부가 서로 다른 경로를 통해 천공된 구멍에 주입되도록 함과 더불어 외관의 선단부는 보다 낮은 압력에 의하여 주입될 수 있도록 하고, 후단부로 갈수록 보다 강한 압력에 의하여 외관에 형성된 그라우트재 유출구를 통해 천공된 구멍에 분출되도록 하고 있다.

상기 주입경로를 살펴보면, 외관에 내부에 설치된 내관(120)을 통해 중공슬리브(200)를 경유하여 외관의 선단부에 형성된 그라우트 유출구(111a,111b,111c)로 주입되는 경로1 및 외관과 내관의 직경 차이에 의하여 형성된 이격공간(E)을 통하여 외관의 후단부에 형성된 그라우트 유출구(111d,111e,111f)로 주입되는 경로2로 구분된다.

즉, 외관의 전체길이에 걸쳐 그라우트 유출구를 다수(도 3a에는 6개소가 도시되어 있으나 이는 외관의 길이 등에 따라 변경가능하다.) 형성시킴으로서 외관의 선단부 뿐만 아니라 후단부도 용이하게 그라우트재가 주입되도록 하여 그라우트재가 주입되는 분출범위를 확대시키면서, 지반에 분출되는 그라우트재로 인한 지반개량효과가 증진되도록 하고, 외관의 선단부에 형성된 그라우트 유출구(111a,111b,111c)와 후단부에 형성된 그라우트 유출구(111d,111e,111f)는 주입되는 그라우트재의 압력에 따라 개폐되는 유출구가 구분되도록 한다.

즉, 외관의 선단부에 형성되는 유출구(111a)의 경우에는 후술되는 탄성밴드밸브(300)가 감겨져 있지 않은 통상의 유출구로 형성하여 그라우트재 주입경로가 길게 형성되므로 주입압력이 떨어질 수 있는 그라우트재가 주입될 수 있도록 하고, 상기 유출구(111a) 후방에 위치한 유출구(111b,111c)들에는 유출구에 탄성밴드밸브가 감겨지도록 하여 주입될 수 있는 그라우트재의 압력을 달리하도록 한다. 결국 본 발명의 탄성밴드밸브(300)는 단순히 유출구를 개폐하는 기능뿐만 아니라 그라우트재의 압력에 따라 개폐되는 밸브의 기능도 가지게 되며 이에 탄성밴드밸브는 감겨지는 위치에 따라 탄성력이 조절될 수 있도록 제작된다. 이는 탄성밴드밸브 제작 시 고무재질의 함량 등을 조절하여 미리 계획된 탄성력을 가지도록 주문 제작함으로써 가능하다.

이로서, 본 발명은 그라우트재의 주입량, 그라우트재의 주입위치 및 그라우트재의 구성성분에 따라 탄성밴드밸브(300)를 적의 선택하여 설치함으로써 보다 유연한 그라우트재 주입이 가능하여 지반개량효과를 효율적으로 증진시킬 수 있다.

외관의 후단부(P)에도 선단부와 동일한 방식으로 유출구 및 탄성밴드밸브가 설치된 유출구를 조합하여 설치할 수 있으며, 탄성밴드밸브를 설치한 것인가의 여부는 외관의 길이, 그라우트재의 종류 등을 고려하여 결정하게 된다.

도 3b는 탄성밴드밸브(300) 및 설치상태도를 도시한 것이다.

상기 탄성밴드밸드(300)는 중공관 형상으로 제작될 수 있으며, 상기 탄성밴드밸브를 외관의 유출구에 정확하게 위치시키기 위하여 탄성밴드밸브가 감겨지는 외관(110)에는 블록아웃부(S)를 형성시킨다. 즉 외관의 탄성밴드밸브의 폭(w) 및 두께(d)를 고려하여 외주면을 깍아 내고, 상기 깍여진 외관에 유출구를 형성시킨 후 상기 유출구를 덮도록 탄성밴드밸브를 끼워 넣게 된다. 이로써 종래의 고무밴드와는 달리 블록아웃부에 위치되어 설치가 용이할 뿐만 아니라 설치위치로부터 이탈이 방지되는 등 하자발생요인을 줄일 수 있게 된다.

도 3c는 중공슬리브(200)의 예를 도시한 것이고, 도 3d는 본 발명의 외관(110) 내부에 삽입된 중공슬리브(200) 및 상기 중공슬리브에 연결된 내관(120)의 연결상태도를 도시한 것이다.

상기 중공슬리브(200)는 그라우트재의 주입경로를 분리시키는 역할을 하도록 외관(110)의 내부에 밀착되어 외관에 주입되는 그라우트재가 상기 슬리브에 의하여 막혀 차단될 수 있도록 직경이 조절된 중공관으로 형성된다. 재질은 외관과 동일한 재질로 제작하는 것이 바람직하며, 중공이 내부에 형성되어 있어 도 3a의 그라우트재 주입경로 중 경로1을 통해 주입되는 1차 그라우트재(30a)가 외관(110)의 선단부로 주입될 수 있게 된다.

중공슬리브(200)가 설치되는 위치는 외관(110)의 길이를 고려하여 그라우트재의 주입압력 등을 고려하여 결정하면 되고, 중공슬리브를 보다 용이하게 설치하기 위하여 중공슬리브가 위치하는 외관은 서로 분리되도록 하여 중공슬리브를 설치한 후 외관을 용접으로 연결시킬 수 있다.

이에 외관(110)의 후단부(P) 내부에는 중공슬리브(200)에 연통되도록 중공이 형성되며, 외관의 내부면과 소정의 이격공간(E)이 형성되도록 직경이 결정된 내관(120)이 삽입된다. 이로서 도 2a와 같이 내관을 통해 주입되는 1차 그라우트재(30a)는 중공슬리브(200)를 통해 외관의 선단부(F)로 주입될 수 있게 된다.

상기 이격공간(E)은 외관의 후단부(P)에 형성된 그라우트 유출구(111c,111d,111e)로 주입되는 그라우트재의 주입경로인 경로2가 형성되도록 한다. 이에 도 3d와 같이 외관(110)의 후단부에 삽입되는 내관(120)의 직경은 적어도 외관 내경보다 작게 되도록 해야 한다. 이로서 이격공간(E)이 형성되면서 외관의 내경보다 작은 직경을 가지는 내관의 고정을 위하여 중공슬리브(200)와 접하는 내관(120)의 단부는 중공슬리브의 중공과 내관의 중공이 서로 연통되도록 연결되도록 한다.

이러한 연결은 중관관의 단부와 내관의 단부를 서로 접하도록 위치시킨 상태에서 용접시키는 방식이 될 수 도 있고, 중공슬리브의 중공에 내관이 삽입되도록 하는 방식이 될 수도 있다.

도 3e는 외관(100)의 후단부로 주입되는 그라우트재의 주입경로인 이격공간(E)으로 그라우트재를 주입시키는 2차 그라우트재 주입관(400) 및 1차 그라우트재 주입관(500)인 내관이 헤드부에 외관에 설치된 경우를 도시한 것이다. 외관(110) 내부에 내관(120)이 위치하고, 외관의 단부는 내관에 끼워져 용접된 헤드부(500)에 용접에 의하여 부착되게 할 수 있다.

도 3f는 외관의 길이가 길 경우, 내관이 외관 내부에서 위치변동이 없도록 일종의 간격유지재인 간격재(600)가 형성되는 경우를 도시한 것이다. 일종의 내관의 위치구속기구라 할 수 있는데, 외관의 이격공간에 형성되어 내관의 외부면을 따라 소정의 간격으로 부착된 간격재가 외관내부에서 내관의 위치가 쉽게 변동되지 않도록 한다. 상기 이격공간에는 그라우트재가 주입되므로 간격재가 내관의 외부면을 따라 형성되며, 소정의 간격을 가지고 형성되도록 한다.

도 4는 본 발명의 주입관(100)을 이용하여 터널 단면에 천공된 구멍을 통하여 구근(A1,A2,A3)이 형성된 상태를 도시한 것으로써, 상기 구근을 형성하기 위한 공정을 살펴보면,

먼저 지반에 소정의 직경을 가진 구멍을 천공하게 된다.

터널 지반의 상태에 따라 조정된 구멍의 깊이를 소정의 각도를 가지고 천공장비를 이용하여 터널굴착면의 배면에 형성되도록 한다. 굴착된 막장(제1막장, 제2막장, 제3막장)에 따라 순차적으로 구멍을 천공하게 된다.

다음에는 전체 천공구멍에 걸쳐 삽입되는 중공관으로서 그라우트 유출구(111)가 전체 길이에 걸쳐 다수 형성된 외관(110); 상기 외관 내부에 삽입된 중공슬리브(200); 및 중공슬리브로부터 외관의 후단부에 걸쳐 외관 내부에 이격공간(E)이 형성되도록 외관의 직경보다 작은 직경을 가지면서 중공슬리브의 중공과 연통된 중공관인 내관(120);을 포함하는 주입관(100)을 설치한다.

상기 그라우트 장치는 미리 조합된 상태에서 천공구멍에 설치될 수도 있지만 현장상태에 따라 막장에서 조립하여 설치할 수 있다.

마지막으로 상기 중공슬리브와 연통되는 내관을 통해 주입되어 중공슬리브 전방의 외관에 주입되는 1차 그라우트재(30a)와 더불어 중공슬리브 후방의 외관 내부에 형성된 이격공간에 주입되는 2차 그라우트재(30b)를 외관의 전체길이에 걸쳐 주위지반으로 다단 분출시킨다.

상기 1차 그라우트재 및 2차 그라우트재는 주입경로가 다르다는 것을 명확하게 하기 위하여 구분한 것으로써, 동일한 그라우트재 주입수단(믹서 및 펌프)을 이용할 수 있으며 필요에 따라서는 다른 경화속도를 가지는 그라우트재를 이용하는 경우에는 서로 다른 그라우트재를 주입경로를 달리해서 주입시킬 수 있다.

도 4에서의 구근(A1,A2,A3)은 도 1a 및 도 1b와 비교하여 동일한 간격을 가지고 천공된 구멍을 통하여 형성되었음에도 오버랩되는 구간(L)이 설계기준(외관의 길이에 개략 절반에 해당하는 길이의 오버랩구간)을 충족시킬 수 있으며, 지반에 있어서도 미개량부분 발생을 피할 수 있다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

<실시예 1:외관의 길이가 3M정도 인 경우>

상기 실시예 1은 외관(110)의 길이가 개략 3M정도로 형성되는 경우 본 고안에 이용되는 주입관(100)을 개략 단면도 형태로 도시한 것으로써 도 5a를 기준으로 살펴본다.

외관의 선단부(F) 및 후단부(P)를 외관 내부에 삽입된 중공슬리브(200)를 기준으로, 최 선단부에 2개소의 그라우트 유출구(111a)가 탄성밴드밸브 없이 형성되도록 하고, 중공슬리브(200) 전방 부분에 다시 2개소의 탄성밴드밸브(300a,300b)가 각각 형성된 그라우트 유출구(111b,111c)가 형성되도록 한다. 2개소의 탄성밴드밸브 중 전방의 탄성밴드밸브의 탄성력은 1 내지 3kg/cm2 그라우트재 압력에 의하여 개폐되도록 조정될 수 있으며, 후방의 탄성밴드밸브의 탄성력은 4 내지 6kg/cm2의 그라우트재 압력에 의하여 개폐되도록 탄성력이 조정된 것을 이용할 수 있다.

상기 그라우트 유출구(111b,111c)에 설치되는 탄성력이 조절된 탄성밴드밸브(300)에 의하여 그라우트재 주입 단계별로 주입 압력이 일정압력에 도달할 경우 순차적으로 개방되면서 그라우트재가 유출되도록 함과 더불어 일단 외부로 유출된 후에는 관내로 역류되지 못하도록 하는 역지변 밸브의 역할을 하게 된다.

중공슬리브(200)의 후방에는 다시 탄성밴드밸브가 없이 형성된 그라우트 유출구(111a)를 2개소 형성시키고, 내관(120) 중간부위에는 간격재(600)가 설치되도록 하여 내관이 외관 내부에서 위치 변동되지 않도록 할 수 있으며, 외관과 내관 사이의 이격공간(E)에 주입되는 2차 그라우트재 주입관(400)이 외관에 형성되도록 하고, 1차 그라우트제 주입관인 내관의 최단부에는 헤드부가 형성되어 외관의 단부가 내관과 연결되고, 내관의 개방된 단부중공을 통해 외관의 선단부를 주입되는 1차 그라우트재(30a)가 주입되도록 하고, 외관의 2차 그라우트재 주입관을 통해 외관의 후단부의 이격공간으로 주입되는 2차 그라우트재(30b)가 주입되도록 한다.

상기 그라우트 유출구의 형성개수, 탄성밴드밸브의 설치되거나 설치되지 않은 그라우트 유출구의 조합은 형성되는 구근의 크기, 그라우트재의 종류 등에 따라 설계에 따라 조정된다.

<실시예 2:외관의 길이가 6M정도 인 경우>

상기 실시예 2는 외관의 길이가 6M인 경우를 도시한 것인데, 중공슬리브(200) 전방에 형성되는 외관(110)은 실시예 1과 동일하고, 중공슬리브 후방에 설치되는 내관(120)이 형성된 외관은 2개소의 탄성밴드밸브 없이 형성된 그라우트 유출구(111a)가 먼저 설치되고 이어 2개소의 탄성밴드밸브가 설치된 그라우트 유출구(111b,111c)가 형성된 경우으로써, 도 5b를 기준으로 살펴본다.

각 탄성밴드밸브 즉, 탄성밴드밸브1(300a,1-3kg/cm2), 탄성밴드밸브2(300b,4-6kg/cm2),탄성밴드밸브3(300c,7-9kg/cm2),탄성밴드밸브4(300d,10-12kg/cm2)는 그라우트재 주입압력에 의하여 개폐되도록 조정될 수 있다.

외관과 내관 사이의 이격공간(E)에 주입되는 2차 그라우트재 주입관(400)이 외관(100)의 후단부에 형성되도록 하고, 1차 그라우트재 주입관인 내관의 최단부에는 헤드부가 형성되어 외관의 단부가 내관과 연결되고, 내관의 개방된 단부중공을 통해 외관의 선단부에 주입되는 1차 그라우트재(30a) 및 외관의 2차 그라우트재 주입관을 통해 2차 그라우트재(30b)가 주입되도록 하는 것과 상기 그라우트 유출구의 형성개수, 탄성밴드밸브의 설치되거나 설치되지 않은 그라우트 유출구의 조합은 형성되는 구근의 크기, 그라우트재의 종류 등에 따라 설계에 따라 조정되는 것은 실시예 1과 동일하다.

본 발명의 그라우트 시스템에 의하여 주입관의 후단부에서 선단부까지 그라우트 유출 개소를 종래의 1개소로 국한된 것을 예컨대 3개소(L=3.0m) ~ 6개소(L=6.0)로 등분포(50~70cm 간격)로 배치할 수 있도록 하여 그라우트재의 유출 및 침투범위를 확대시킴으로써 그라우트 효율을 크게 증진시킬 수 있게 되었고, 선단부 단관 주입관을 통하여 1차 주입하고, 중단부 이하는 이중관을 통하여 2차 주입을 할 수 있는 체계를 갖추어 근본적으로 다단계 주입이 가능토록 하였다. 또한 그라우트재의 유출부위가 종래 공법보다 확대됨에 따라 지반내의 그라우트재 침투 범위 자체도 늘어남에 따라 지반 보강 차수의 설계 의도를 충족시킬 수 있었고, 따라서 미 개량부분은 거의 없어지므로 설계상의 개량범위를 완벽하게 시공할 수 있게 되었다. 또한 기존 공법에서는 미 개량 범위를 축소키 위해 오버랩 폭을 1.5m에서는 3.0m(주입관의 길이 L=3m)와 2m에서 3m(주입관의 길이 L=6m)로 확대하는 경우 공사비가 약 50% 증가됨으로써 비경제적임에 반하여, 본 발명의 경우에는 동일 조건으로도 미 개량 범위 발생 소지를 없앨 수 있으므로 상대적으로 경제성이 매우 높게 된다.

도 1a는 종래의 그라우트용 주입관이 지반에 삽입되어 그라우트재가 분출된 상태를 도시한 것이고, 도 1b 및 도 1c는 상기 도 1a의 주입관을 이용하여 터널 굴착면 배면에 소정의 구근이 형성된 상태를 도시한 것이다.

도 2a,도 2b,도 2c 및 도 2d는 종래의 다단 그라우트 공법의 공정순서를 순차적으로 도시한 것이다.

도 3a는 본 발명의 주입관이 천공된 구멍에 삽입되어 구멍 전체에 걸쳐 그라우트재가 경로를 달리하여 분출된 상태를 도시한 것이며, 도 3b는 본 발명의 탄성밴드밸브 및 상기 탄성밴드밸브가 외관에 설치된 상태를 도시한 것이며, 도 3c는 본 발명의 중공슬리브를 도시한 것이고, 도 3d는 본 발명의 외관 내부에 삽입된 중공슬리브 및 상기 중공슬리브에 연결된 내관의 연결상태도를 도시한 것이며, 도 3e는 본 발명의 2차 그라우트재 주입관 및 1차 그라우트재 주입관인 내관의 단부를 도시한 것이고 도 3f는 내, 외관 사이에 장착된 일종의 간격유지재인 본 발명의 간격재를 도시한 것이다.

도 4는 터널 단면에 천공된 구멍에 본 발명의 주입관을 이용하여 지반에 그라우트재가 분출되어 구근이 형성된 상태를 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 길이가 3m 및 6m인 주입관의 실시예들을 도시한 것이다.

<주요 도면부호의 설명>

100:주입관 110:외관

111:그라우트재 유출구 120:내관

200:중공슬리브 300:탄성밴드밸브

400:2차 그라우트재 주입관

500:1차 그라우트재 주입관(내관)

S:블록아웃부 E:이격공간

Claims (5)

1. 천공된 지반에 주입관을 삽입하고, 상기 주입관을 통해 그라우트재를 지반에 주입시키는 그라우트 시스템에서,

   상기 주입관(100)은 전체 천공구멍에 걸쳐 삽입되는 중공관으로서 그라우트 유출구(111)가 전체 길이에 걸쳐 다수 형성된 외관(110); 상기 외관 내부에 삽입된 중공슬리브(200); 및 중공슬리브로부터 외관의 후단부에 걸쳐 외관 내부에 이격공간(E)이 형성되도록 외관의 직경보다 작은 직경을 가지면서 중공슬리브의 중공과 연통된 중공관인 내관(120);을 포함하며,

   상기 그라우트재(30)는 중공슬리브와 연통되는 내관을 통해 주입되어 중공슬리브 전방의 외관에 주입되는 1차 그라우트재(30a)와 중공슬리브 후방의 외관 내부에 형성된 이격공간에 주입되는 2차 그라우트재(30b)로 구분됨으로써, 그라우트재가 외관의 전체길이에 걸쳐 주위지반으로 다단 주입되는 것을 특징으로 하는 다단주입 이중관을 이용한 그라우트시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외관에 형성된 그라우트 유출구(111)는

   외관의 표면에 형성시킨 블록아웃부(S)에 형성된 유출구로써, 주입되는 그라우트재의 압력에 따라 개폐되도록 탄성력이 조절된 탄성밴드밸브(300)가 상기 블록아웃부에 더 감겨져 설치된 그라우트 유출구 및 상기 탄성밴드밸브가 형성된 블록아웃부 없이 외관 표면에 형성된 그라우트 유출구의 조합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다단주입이중관을 이용한 그라우트시스템.
3. 제 2항에 있어서, 소정의 간격을 가지면서 연속 형성된 다수의 간격재(600)가 상기 내관의 외주표면을 따라 이격공간에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 다단주입이중관을 이용한 그라우트시스템.
4. 지반에 소정의 직경을 가진 구멍을 천공하고,

   전체 천공구멍에 걸쳐 삽입되는 중공관으로서 그라우트 유출구(111)가 전체 길이에 걸쳐 다수 형성된 외관(110); 상기 외관 내부에 삽입된 중공슬리브(200); 및 중공슬리브로부터 외관의 후단부에 걸쳐 외관 내부에 이격공간이 형성되도록 외관의 직경보다 작은 직경을 가지면서 중공슬리브의 중공과 연통된 중공관인 내관(120);을 포함하는 주입관(100)을 설치하고,

   상기 중공슬리브(200)와 연통되는 내관을 통해 주입되어 중공슬리브 전방의 외관에 주입되는 1차 그라우트재(30a)와 더불어 중공슬리브 후방의 외관 내부에 형성된 이격공간에 주입되는 2차 그라우트재(30b)를 외관의 전체길이에 걸쳐 주위지반으로 다단 주입시키는 것을 특징으로 하는 지반그라우트방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 외관의 그라우트 유출구(111)는

   외관의 표면에 블록아웃부(S)를 더 형성시키고 주입되는 그라우트재의 압력에 따라 개폐되도록 탄성력이 조절된 탄성밴드밸브(300)를 상기 블록아웃부에 더 감겨져 설치되도록 한 그라우트 유출구 및 상기 탄성밴드밸브가 형성된 블록아웃부 없이 외관 표면에 형성된 그라우트 유출구의 조합으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 다단주입이중관을 이용한 그라우트방법.