KR20050102069A - 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한강관 압입공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한 강관 압입공법에 관한 것으로, 지중에 압입되고, 원주면에 내부와 관통되는 관통공(101)이 형성된 선도 강관(100)과; 상기 선도강관(100)의 내주면에 길이방향으로 밀착 설치되며, 상기 선도 강관(100)의 관통공(101)에 대응되는 위치에 상기 관통공(101)과 연통된 통공(111)이 형성되며 외부의 실링재가 유입되는 유입강관(110)과; 내부에 유로(200)가 형성되고, 상기 유로(200)의 입구가 상기 선도 강관(100)의 관통공(101)에 대응되게 상기 선도강관(100)의 외주면에 설치되며, 외표면에 상기 유로(200)와 연결된 출구(122)가 형성되어 상기 유입강관(110)으로 유입된 실링재가 유입/배출되는 노즐(120);을 포함하여 구성되는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한 강관 압입공법을 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 선도 강관(100)의 주위에 설치된 그라우팅용 노즐을 통하여 실링재 등을 분사시킴에 의해 교란된 지반을 안정시킴과 동시에 선도 강관(100)과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 원활한 추진이 되도록 하는 이점이 있다.
Description
본 발명은 상, 하수도 및 통신, 전력 등의 선로 공사 시 도로, 하천, 철도 등을 비개착식 굴착으로 교통흐름이나 지상물에 영향을 주지않고 관통하여 목적물을 매입시키는 강관 압입장치 및 이를 이용한 강관 압입공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 강관 추진 공정 시, 선도 강관의 주위에 설치된 그라우팅용 노즐을 통하여 실링재 등을 분사시킴에 의해 교란된 지반을 안정시킴과 동시에 선도 강관과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 원할한 추진이 되도록 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한 강관 압입공법에 관한 것이다.
일반적으로, 강관추진 압입공법은, 관을 매설하고자 하는 지점의 시작 부분의 지중에 단위 강관의 길이보다 약간 더 긴 갱도를 판 다음, 이 갱도 내에 강관을 눕혀 강관의 선단을 갱도의 측벽으로 향하게 한 상태에서 유압 잭을 이용하여 강관의 후단을 전방으로 추진하는 방법으로 강관을 지중으로 압입 하고, 강관 내의 토사를 인력으로 밖으로 배출시킨 다음, 다른 하나의 강관을 성행 강관의 후단에 연결하여 압입시키는 반복과정을 통해 시공되는 비개착 굴착공법이다.
그러나 상기의 방법인 경우에는 강관을 압입하는 과정에서 발생 되는 지중 토질의 변화에 의해 추진강관의 진행 시, 지반이 교란되고 느슨해져 지반의 안정성에 문제가 발생 된다.
그리고 지중의 이물질이나 지길, 호박돌, 전석 등을 지중에서 제거하며 추진하기 때문에 이로 인해 지반이 변형되거나 잔류침하를 유발하여 상부구조물에 피해가 발생 된다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 강관 추진 공정 시, 선도 강관의 주위에 설치된 그라우팅용 노즐을 통하여 실링재 등을 분사시킴에 의해 교란된 지반을 안정시킴과 동시에 선도 강관과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 원할한 추진이 되도록 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치 및 이를 이용한 강관 압입공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지중에 압입되고, 원주면에 내부와 관통되는 관통공이 형성된 선도 강관과; 상기 선도강관의 내주면에 길이방향으로 밀착 설치되며, 상기 선도 강관의 관통공에 대응되는 위치에 상기 관통공과 연통된 통공이 형성되며 외부의 실링재가 유입되는 유입강관과; 내부에 유로가 형성되고, 상기 유로의 입구가 상기 선도 강관의 관통공에 대응되게 상기 선도강관의 외주면에 설치되며, 외표면에 상기 유로와 연결된 출구가 형성되어 상기 유입강관으로 유입된 실링재가 유입/배출되는 노즐;을 포함하여 구성되는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 노즐은 전면측으로 테이퍼지게 형성되고, 상기 노즐은 하면에 상기 관통공 내부로 삽입되는 결합부가 형성되고, 상기 실링재는 활재와, 벤토나이트와, 물을 혼합하여 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 본원발명은 상기 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 유입강관 내부로 실링재가 유입되고, 유입된 실링재가 노즐로 유입된 후 노즐 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치를 이용한 강관 압입공법을 또한 기술적 요지로 한다.
이에 따라, 선도 강관의 주위에 설치된 그라우팅용 노즐을 통하여 실링재 등을 분사시킴에 의해 교란된 지반을 안정시킴과 동시에 선도 강관과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 원활한 추진이 되도록 하는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 사시도이고, 도2는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치가 지중에 설치된 형상을 나타낸 개략단면도이고, 도3은 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 요부단면도이고, 도4는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 종단면도이며, 도5는 노즐의 개략도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치는 크게 선도강관(100)과, 유입강관(110)과, 노즐(120)로 구성된다.
먼저 선도강관(100)에 대해 설명한다.
상기 선도강관(100)은 지중 내부로 압입되는 관으로 파이프 형상으로 형성되며, 상기 선도강관(100)의 원주면에는 내부와 관통되는 관통공(101)이 길이 방향 및 원주방향으로 등간격으로 하여 다수개 형성된다. 그리고 상기 관통공(101)에는 후술하는 노즐(120)이 설치된다.
상기 유입강관(110)은 상기 선도강관(110)의 직경 보다 작은 파이프 형상으로 형성되어 상기 선도강관(100)의 내주면에 길이방향으로 밀착되며, 상기 선도강관(100)측으로 유입된 일측은 막힌 형상으로 구성된다. 그리고 상기 유입강관(110)의 원주면에는 내부와 관통되는 통공(111)이 길이 방향으로 등 간격으로 하여 다수개 형성된다. 여기서 상기 통공(111)은 상기 선도강관(100)의 관통공(101)에 대응되는 위치에 형성되어 상기 통공(111)과 상기 관통공(101)은 상호간에 연통되게 구성되며, 상기 유입강관(110) 내부로 외부에서 실링재가 강제유입되어 상기 통공(111) 및 관통공(101)을 통하여 후술하는 노즐로 유입된다.
상기 노즐(120)은 대략 사면체 형상으로 형성되며 전면측이 뽀쪽한 형상으로 테이퍼지게 구성되며 내부에는 유로(200)가 형성된다. 그리고 상기 유로(200) 입구 측에는 결합부(121)가 형성되며, 상기 결합부(121)가 상기 선도강관(100)의 관통공(100) 및 유입강관(110)의 통공(111) 내부로 유입되어 결합 됨에 의해 상기 노즐(120)이 선도강관(100)의 외주면에 결합 된다. 여기서 상기 노즐(120)은 상기 선도강관(100)의 관통공(101)이 형성된 위치에 설치되는 방식으로 다수개 설치된다. 따라서 상기 유입강관(110)의 내부와 노즐(120)의 유로(200)가 상호 간에 연결되게 구성된다.
또한 상기 노즐(120)의 외표면에는 상기 유로(200)와 연결된 출구(122)가 다수개 형성되어 상기 노즐(120)의 유로(200) 내부로 유입된 실링재가 상기 출구(122)를 통하여 외부로 배출된다
이상에서와 같이 선도강관(100)과, 유입강관(110)과, 노즐(120)이 상호간에 결합되어 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치가 구성되며, 압입장치를 이용한 강관 압입공법은 이하에서 설명한다.
관을 매설하고자 하는 지점의 시작 부분의 지중에 단위 강관의 길이보다 약간 더 긴 갱도를 판 다음, 이 갱도 내에 압입장치를 눕혀 선도강관(100)의 선단을 갱도의 측벽으로 향하게 한 상태에서 유압 잭 등을 이용하여 선도강관(100)의 후단을 전방으로 추진하는 방법으로 선도강관(100)을 지중으로 압입하는 매 공정마다 실링재를 강제로 주입시킨다.
여기서 상기 실링재는 활재 5~7 중량부와, 벤토나이트 3~5중량부와, 물 88~92 중량부를 교반장치에 투입한 후 교반시킴으로서 형성된다. 형성된 실링재는 저압등압식 그라우트 펌프 등을 이용하여 관으로 연결된 유입강관(110) 내부로 강제유입되게 된다. 강제유입된 실링재는 유압강관(110) 내부를 유동한 다음, 상기 통공(111) 및 관통공(101)을 통하여 상기 노즐(120) 내부로 강제유입되며, 출구(122)를 통하여 노즐(120) 외부로 배출된다.
노즐(120) 외부로 배출된 실링재는 실링재의 특성상 선도강관(100)과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 선도강관(100)이 원할 하게 추진되도록 하게 된다.
그리고 상기 실링재에 포함된 벤토나이트는 팽윤됨에 의해 선도강관(100) 주위의 공극을 메움과 동시에 지반을 안정시키게 된다.
여기서 상기 활재는 크로스 링크된 소듐폴리아크릴레이트(Sodium Polyacrylate)이며 소듐과 아크릴레이트의 가교 형태를 갖는다.
상기와 같은 실링재의 유입공정은 선도강관 재삽입 후, 반복 시행함으로써 안정된 시공을 할 수 있다.
상기의 구성에 의한 본 발명은, 선도 강관 추진 공정 시, 선도 강관의 주위에 설치된 그라우팅용 노즐을 통하여 실링재 등을 분사시킴에 의해 교란된 지반을 안정시킴과 동시에 선도 강관과 토사 사이의 마찰력을 감소시켜 원할한 추진이 되도록 하여 안정된 시공을 할 수 있다는 효과가 있다.
도1 - 본 발명에 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 사시도.
도2 - 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치가 지중에 설치된 형상을 나타낸 개략단면도.
도3 - 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 요부단면도.
도4 - 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 종단면도.
도5 - 노즐의 개략도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 선도강관 101 : 관통공
110 : 유입강관 111 : 통공
120 : 노즐 121 : 결합부
122 : 출구 200 : 유로
Claims (5)
- 지중에 압입되고, 원주면에 내부와 관통되는 관통공이 형성된 선도 강관과;상기 선도강관의 내주면에 길이방향으로 밀착 설치되며, 상기 선도 강관의 관통공에 대응되는 위치에 상기 관통공과 연통된 통공이 형성되며 외부의 실링재가 유입되는 유입강관과;내부에 유로가 형성되고, 상기 유로의 입구가 상기 선도 강관의 관통공에 대응되게 상기 선도강관의 외주면에 설치되며, 외표면에 상기 유로와 연결된 출구가 형성되어 상기 유입강관으로 유입된 실링재가 유입/배출되는 노즐;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐은 전면측으로 테이퍼지게 형성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치.
- 제2항에 있어서, 상기 노즐은 하면에 상기 관통공 내부로 삽입되는 결합부가 형성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치.
- 제1항에 있어서, 상기 실링재는 활재와, 벤토나이트와, 물을 혼합하여 형성됨을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치.
- 제1항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치의 유입강관 내부로 실링재가 유입되고, 유입된 실링재가 노즐로 유입된 후 노즐 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 그라우팅용 노즐이 구비된 강관 압입장치를 이용한 강관 압입공법.
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