KR20070050275A

KR20070050275A - 지반보강 및 차수를 위한 지반주입재 교반장치

Info

Publication number: KR20070050275A
Application number: KR1020050107657A
Authority: KR
Inventors: 김기원
Original assignee: 김기원
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-15
Also published as: KR100720821B1

Abstract

지반보강 및 차수를 위한 통합그라우팅공법에 사용되며 그라우트 및 혼합용수를 혼합하여 액상화시킨 지반주입재를 제조하는 교반장치에서, 독립된 2개의 혼합탱크; 상기 혼합탱크의 하부에 설치되는 독립된 4개의 교반저장탱크; 상기 혼합탱크 및 상기 교반저장탱크에 급결재를 공급하는 급결재배송부; 및, 상기 혼합탱크에 혼합용수를 공급하는 혼합용수공급부;를 포함하여 구성되되, 상기 혼합탱크는 각각, 상부에 구비되는 투입호퍼; 회전모터에 의하여 회전하고 하나의 회전축에 회전날개가 3단계로 배열된 3단회전날개; 및, 하부에 설치되며 배출관개폐밸브;가 구비된 2개의 배출관;을 포함하여 상기 배출관 각각은 4개의 상기 교반저장탱크 각각에 연결되는 것을 특징으로 한다.

혼합탱크, 교반저장탱크, 급결재배송부, 혼합용수공급부

Description

지반보강 및 차수를 위한 지반주입재 교반장치{Instillation matter Agitator for supplementing the ground and stagnant water}

도1은 본 발명의 구성요소를 개략적으로 도시하는 구성도이다.

도2는 본 발명의 구체적 실시예의 사시도이다.

도3은 교반모터에 의하여 회동하는 교반날개부를 도시하는 요부도이다.

도4는 혼합탱크 및 교반저장탱크의 단면을 도시하는 단면도이다.

도5는 혼합탱크 각각의 상부에 설치되는 분진관, 배출모터 및 집진조를 도시하는 요부도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:혼합탱크

110:투입호퍼

120:3단회전날개 125:회전모터

130:배출관

140:배출관개폐밸브

150:분진관 155:배출모터

160:집진조

200:교반저장탱크

210:교반날개부 215:교반모터

220:드레인밸브

230:연결봉

240:회동편

250:경사진 바닥면

300:급결재배송부

310:급결재배송관 315:배송모터

320:배송관개폐밸브

400:혼합용수공급부

410:혼합급수관 415:급수모터

420:급수관개폐밸브

500:작업용수탱크

510:격벽

기술분야

본 발명의 지반보강 및 차수를 위한 지반주입재 교반장치는 기존의 4조 교반 장치를 개량하여 지반보강 및 차수를 위한 통합 그라우팅공법에서 사용될 수 있는 지반주입재를 제조하는 교반장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 독립된 2개의 혼합탱크; 상기 혼합탱크의 하부에 설치되는 독립된 4개의 교반저장탱크; 상기 혼합탱크 및 상기 교반저장탱크에 급결재를 공급하는 급결재배송부; 및, 상기 혼합탱크에 혼합용수를 공급하는 혼합용수공급부;를 포함하여 구성되며, 지반보강 및 차수를 위한 급결액, 완결액 및 밀크와 같은 지반주입재 뿐만 아니라 중결액의 교반도 가능하게 되어 모든 지반에 적용될 수 있고 강관다단 및 이중관 로드 등 모든 주입관에 주입될 수 있으며 저압침투 또는 저압분사방식 모두에 사용가능한 지반주입재의 교반이 가능하며, 투입인력이 절감되고, 실공정이 단축되어 시공성이 높은 교반장치에 관한 것이다.

종래기술

일반적으로 지반 위에 직접 구조물을 건설하고자 할 때 그 지반이 지형적인 특성상 임해성 점성토, 층적 점성토 등 연약토로 이루어진 연약지반일 경우에는 그 지반을 개량하여 보강하는 작업을 하고, 제방, 쓰레기 매립장 등 차수를 필요로 하는 경우에는 지중에 연직차수벽을 형성하는 작업을 하고 있다.

이러한 연약지반 개량 및 연직차수벽 형성을 위한 대표적인 공법으로는 절삭작업에 의한 치환공법, 약액인 고화제를 연약토와 혼합하여 교반하는 심층혼합처리공법 및 토사의 간극을 경화성 물질로 고결시키는 약액주입공법을 들 수 있다.

상기 공법 가운데 저압주입공법의 대표격인 약액주입공법은 기존 고화제인 화공약품 등을 경화재로 사용하여 환경 오염, 주입재료의 용탈 및 재료 분리현상 등으로 인하여 주입재의 내구성 저하 등의 문제를 야기하고 있고, 또한 고압주입공법들의 대표격인 치환공법은 대상지반의 치환작업에 의하여 산업폐기물의 발생으로 환경문제를 발생시키는 문제점이 있다.

이런 문제점을 해결하기 위하여 고화제로 사용되는 화공약품의 사용을 줄이고 환경친화적인 무기질계열의 고강도와 고내구성의 특성을 이용한 재료의 사용이 바람직하나, 종래의 단순혼합식 2조나 3조의 교반장치로는 무기질계열의 시멘트계 재료를 사용하는 현탁형 재료의 혼합효율이 저하되어 혼합되지 않고 덩어리로 남게 되는 분말이 주입관의 노즐을 막는 문제점과 함께, 시멘트 수화에 필요한 충분한 혼합이 이루어지지 않아 제조품질이 떨어진다는 문제점이 있다.

또, 대상지반의 열악한 조건하에서도 최대한의 효율을 높이기 위해서는 대상지반의 여건에 맞는 주입재 및 주입공법을 적용하여야 하는데, 종래의 단순혼합의 2조식, 3조식 교반장치는 발생되는 분진의 제거가 완벽하게 이루어지지 않고, 각각의 지반 조건에 따른 고화제 및 주제를 별도로 이동시켜 혼합시켜야 하는 바, 그에 따른 작업시간이 길어지게 되어 결국 전반적인 공기를 증가시킨다는 문제점이 있다.

또한 이러한 문제점을 해결하기 위해 4조식 교반장치가 개발되기도 하였으나, 기존의 4조식 교반장치는 많은 양의 지반주입재를 필요로 하는 저압분사방식의 강관다단에는 부적합하고 저압침투방식의 이중관로드에만 제한적으로 사용될 수 있어 그 사용성에 한계가 있으며, 2조식이나 3조식 교반장치보다 혼합탱크의 수가 많 아 투입되는 인원 또한 증가하게 되어 공비를 증가시키게 되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 시공현장의 상황에 맞추어 적절한 지반주입재 및 주입방법을 취사선택할 수 있는 교반장치를 제공함과 동시에 투입인력을 최소화하고 시공성을 제고하여 경제성을 추구함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

본 발명은 지반보강 및 차수를 위한 통합그라우팅공법에 사용되며 그라우트 및 혼합용수를 혼합하여 액상화시킨 지반주입재를 제조하는 교반장치에서, 독립된 2개의 혼합탱크; 상기 혼합탱크의 하부에 설치되는 독립된 4개의 교반저장탱크; 상기 혼합탱크 및 상기 교반저장탱크에 급결재를 공급하는 급결재배송부; 및, 상기 혼합탱크에 혼합용수를 공급하는 혼합용수공급부;를 포함하여 구성된다.

상기 혼합탱크는 각각, 상부에 구비되는 투입호퍼; 회전모터에 의하여 회전하고 하나의 회전축에 회전날개가 3단계로 배열된 3단회전날개; 및, 하부에 설치되며 배출관개폐밸브;가 구비된 2개의 배출관;을 포함하여 상기 배출관 각각은 4개의 상기 교반저장탱크 각각에 연결된다.

상기 교반저장탱크는 각각, 그 내부에 설치되는 교반날개부; 및, 그 하부에 설치되는 드레인밸브;를 포함하며, 상기 교반날개부 각각은 연결봉;에 의하여 일체 로 결합되고, 교반모터의 회전축에 편심되도록 상단부가 핀결합되는 회동편;의 하단부에 핀결합된다.

상기 급결재배송부는, 상기 혼합탱크 각각 및 상기 교반저장탱크 각각에 연결된 급결재배송관; 배송모터; 및, 배송관개폐밸브;를 포함하여 구성되어 상기 혼합탱크 각각 또는 상기 교반저장탱크 각각에 선택적으로 급결재를 공급한다.

상기 혼합용수공급부는, 상기 혼합탱크 각각에 연결된 혼합급수관; 급수모터; 및, 급수관개폐밸브;를 포함하여 구성된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 구성요소를 개략적으로 도시하는 구성도이고, 도2는 본 발명의 구체적 실시예의 사시도이다.

도1 및 도2에 도시된 바에 의하면, 본 발명은 독립된 2개의 혼합탱크(100), 상기 혼합탱크(100)의 하부에 설치되는 독립된 4개의 교반저장탱크(200), 상기 혼합탱크(100) 및 상기 교반저장탱크(200)에 급결재를 공급하는 급결재배송부(300), 및 상기 혼합탱크(100)에 혼합용수를 공급하는 혼합용수공급부(400)를 포함하여 구성된다.

혼합탱크(100)는 독립된 2개로 구성되어 별개의 저장조를 구성한다.

각각의 혼합탱크(100)는 상부에 투입호퍼(110)가 구비되어 지반주입재의 원료가 되는 혼합재료가 투입된다.

도4에 도시된 바에 의하면, 각각의 혼합탱크(100) 내부에 설치되는 3단회전 날개(120)는 회전모터(125)에 의하여 회전하고 하나의 회전축에 회전날개가 3단계로 배열되어 혼합효율을 극대화시킨다.

각각의 혼합탱크(100) 하부에는 2개의 배출관(130)이 구비되고, 각각의 배출관(130)에는 배출관개폐밸브(140)가 구비된다.

따라서 총 4개의 배출관(130)이 구비되며, 각각의 배출관(130)은 혼합탱크(100)의 하부에 설치되는 4개의 교반저장탱크(200)에 각각 연결되고, 혼합탱크(100) 내부에서 3단회전날개(120)에 의하여 혼합재료와 혼합용수의 혼합이 완료되면 배출관개폐밸브(140)를 개방하여 혼합과정이 완료된 지반주입재를 교반저장탱크(200)에 공급한다.

배출관개폐밸브(140)는 다양한 종류의 밸브가 사용될 수 있으나, 작동의 편의성을 고려하여 원터치볼밸브가 사용되는 것이 바람직하다.

혼합용수공급부(400)는 혼합탱크(100) 각각에 연결된 혼합급수관(410), 급수모터(415), 및 급수관개폐밸브(420)를 포함하여 구성된다.

혼합용수공급부(400)는 혼합용수를 2개의 혼합탱크(100) 각각에 공급하는 역할을 하는데, 급수모터(415)가 작동되는 상태에서 급수관개폐밸브(420)를 개방하면 혼합급수관(410)을 통하여 각각의 혼합탱크(100)에 혼합용수가 공급되고, 3단회전날개(120)에 의하여투입호퍼(110)를 통하여 공급된 혼합재료와 혼합이 이루어진다.

도5는 혼합탱크 각각의 상부에 설치되는 분진관(150), 배출모터(155), 및 집진조(160)를 도시하는 요부도인데, 도5에 도시된 바에 의하면, 혼합탱크(100) 각각의 상부에는 분진관(150)이 설치되고, 분진관(150)의 타측 단부에는 분진을 모아서 일시적으로 저장하는 집진조(160)가 설치된다.

분진관(150)은 혼합과정에서 발생되는 혼합탱크(100) 내부의 분진을 집진조(160)를 배출하는 역할을 하고, 배출모터(155)는 분진을 배출하는 동력원으로 사용된다.

도3은 교반모터(215)에 의하여 회동하는 교반날개부(210)를 도시하는 요부도이고, 도4는 혼합탱크(100) 및 교반저장탱크(200)의 단면을 도시하는 단면도이다.

도3 및 도4에 도시된 바에 의하면, 교반저장탱크(200)는 혼합탱크(100)의 하부에 설치되며, 혼합과정이 완료된 주입재를 혼합탱크(100)로부터 공급받는다.

4개의 교반저장탱크(200)는 각각 그 내부에 교반날개부(210)가 설치되고, 교반저장탱크(200) 각각의 하부에는 드레인밸브(220)가 구비된다.

교반날개부(210) 각각은 연결봉(230)에 의하여 이웃하는 교반저장탱크(200)에 설치되는 다른 교반날개부(210)들과 일체로 결합되어 함께 회동한다.

회동편(240)의 상단부는 교반모터(215)의 회전축에 편심되도록 핀결합되고, 하단부는 교반날개부(210)에 핀결합된다.

회동편(240)의 상단부가 교반모터(215)의 회전축에 편심되도록 핀결합되어 있는 바, 교반모타(215)의 회전축이 회전하면 회동편(240)은 일정한 범위 내에서 상하좌우로 회동하게 된다.

이와 같이 회동편(240)이 교반모터(215)에 의하여 상하좌우로 회동하게 되면 회동편(240)의 하단부에 핀결합된 교반날개부(210)도 함께 회동을 한다.

이 경우 교반날개부(210)는 각각 연결봉(230)에 의하여 일체로 결합되어 있 는 바, 각각의 교반저장탱크(200)에 설치된 교반날개부(210)들은 함께 회동을 하여, 각각의 교반저장탱크(200)에 저장된 지반주입재의 2차적인 교반효과와 함께 침전 및 조기응결을 방지한다.

도4에 도시된 바에 의하면 교반저장탱크(200)는 드레인밸브(220)가 설치된 곳을 최저점으로 하는 경사진 바닥면(250)을 구비하고 있는 바, 드레인밸브(220)를 통한 드레인효과를 극대화할 수 있다.

도1 및 도2에 도시된 급결재배송부(300)는 2개의 혼합탱크(100) 각각 및 4개의 교반저장탱크(200) 각각에 연결된 급결재배송관(310), 배송모터(315), 및 배송관개폐밸브(320)를 포함하여 구성되어 각각의 혼합탱크(100)와 각각의 교반저장탱크(200)에 선택적으로 급결재를 공급할 수 있다.

도1에 도시된 바에 의하면, 교반저장탱크(200)의 전방에 설치되는 작업용수탱크(500)가 설치되는데, 작업용수탱크(500)는 상부가 개방되고 다수 개의 격벽(510)으로 분리되어 있다.

작업용수탱크(500)에 저장된 작업용수는 지반주입재의 혼합에는 사용되지 않으며, 본 장치와는 별도인 주입기의 세척에 사용된다.

즉, 주입호수 내부에 잔존하는 급결재 등의 세척 및 제거에 사용된다.

이와 같은 작업용수탱크(500)는 격벽(510)으로 분리되어 있어 일부 작업용수가 오염되더라도 격벽(510)으로 분리된 다른 작업용수는 오염되지 않아 작업용수를 효율적으로 사용할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 지반보강 및 차수를 위한 통합 그라우팅공법에 서 사용될 수 있는 지반주입재를 제조하는 교반장치에 관한 것이다.

통합 그라우팅공법이란 시공목적 및 시공상황에 맞추어 무기질계 주입재, 약액계 주입재, 및 고강도계 주입재 가운데 선택된 지반주입재를 판막노즐이 구비된 주입관을 통하여 지반에 저압주입시키는 공법이다.

이 경우 상기 무기질계 주입재는 급결액, 중결액, 완결액, 및 무기질계 밀크로 구성되고, 약액계 주입재는 급결액, 중결액, 완결액, 및 시멘트 밀크로 구성되며, 고강도계 주입재는 급결액, 중결액 및 시멘트 밀크로 구성된다. 또 이러한 상기 급결액, 중결액, 완결액, 시멘트 밀크 및 무기질계 밀크는 형성하고자 하는 해당 주입재에 맞게 광물질급결재, 분말급결재, 첨가제, 규산소다, 시멘트 및 물을 적정비율로 배합하여 형성된다.

본 발명인 교반장치의 경우 2개의 혼합탱크(100)가 구비되어 있어 보다 많은 양의 지반주입재를 동시에 제조할 수 있음은 물론 4개의 교반저장탱크(200)가 구비되어 다양한 종류의 지반주입재를 동시에 제조할 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 가지는 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 이에 대한 다양한 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것인 바, 이러한 변형된 실시 형태들 역시 본 발명의 기술적 실체를 벗어나지 않는 한 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기한 구성의 본 발명은 시공현장의 상황에 맞추어 적절한 주입재 및 주입방법을 취사선택할 수 있고, 투입인력을 최소화하고, 시공성을 제고하여 경제성을 추구할 수 있다.

다시 말하면, 시공목적 및 시공상황에 맞추어 무기질계 주입재, 약액계 주입재, 및 고강도계 주입재를 자유롭게 선택하여 제조할 수 있는 바, 저압분사방식의 강관주입 또는 저압침투방식의 이중관로드주입 등의 주입방법이 적절히 사용될 수 있다.

이와 같이 다양한 종류의 지반주입재를 동시에 생산할 수 있는 이유는 독립된 2개의 혼합탱크(100)에서 1차적인 혼합(교반)이 이루어지고, 혼합탱크(100)의 하부에 설치된 독립된 4개의 교반저장탱크(200)에서 2차적인 교반이 이루어지기 때문이다.

따라서 각 교반저장탱크(200)에서 교반되는 지반주입재의 구성성분이나 혼합비율을 달리하여 동시에 제조할 수 있는 것이다.

더구나, 급결재배송부(300)의 급결재배송관(310)이 2개의 혼합탱크(100) 및 4개의 교반저장탱크(200) 각각에 독립적으로 급결재를 공급할 수 있는 구조가 되어 급결재의 공급시기 및 공급여부 등도 자유롭게 선택할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 다양한 종류의 지반주입재를 하나의 교반장치를 이용하여 동시에 제작할 수 있는 바, 투입인력을 최소화할 수 있고, 시공성을 향상시켜 공기를 단축시키고 경비를 절감하여 경제성을 추구할 수 있다.

Claims

지반보강 및 차수를 위한 통합그라우팅공법에 사용되며 그라우트 및 혼합용수를 혼합하여 액상화시킨 지반주입재를 제조하는 교반장치에서,

독립된 2개의 혼합탱크;

상기 혼합탱크의 하부에 설치되는 독립된 4개의 교반저장탱크;

상기 혼합탱크 및 상기 교반저장탱크에 급결재를 공급하는 급결재배송부;및,

상기 혼합탱크에 혼합용수를 공급하는 혼합용수공급부;

를 포함하여 구성되되,

상기 혼합탱크는 각각,

상부에 구비되는 투입호퍼;

회전모터에 의하여 회전하고 하나의 회전축에 회전날개가 3단계로 배열된 3단회전날개; 및,

하부에 설치되며 배출관개폐밸브;가 구비된 2개의 배출관;

을 포함하여 상기 배출관 각각은 4개의 상기 교반저장탱크 각각에 연결되고,

상기 교반저장탱크는 각각,

그 내부에 설치되는 교반날개부; 및,

그 하부에 설치되는 드레인밸브;

를 포함하며,

상기 교반날개부 각각은 연결봉;에 의하여 일체로 결합되고, 교반모터의 회 전축에 편심되도록 상단부가 핀결합되는 회동편;의 하단부에 핀결합되고,

상기 급결재배송부는,

상기 혼합탱크 각각 및 상기 교반저장탱크 각각에 연결된 급결재배송관;

배송모터; 및,

배송관개폐밸브;

를 포함하여 구성되어 상기 혼합탱크 각각 또는 상기 교반저장탱크 각각에 선택적으로 급결재를 공급하고,

상기 혼합용수공급부는,

상기 혼합탱크 각각에 연결된 혼합급수관;

급수모터; 및,

급수관개폐밸브;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.
제1항에서,

상기 교번저장탱크의 전방에 설치되는 작업용수탱크;

를 더 포함하되,

상기 작업용수탱크는 상부가 개방되고 다수 개의 격벽으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.
제1항 또는 제2항에서,

상기 혼합탱크 각각의 상부에 설치되는 분진관;

상기 분진관의 타측 단부에 설치되는 집진조; 및,

분진을 배출하는 동력원이 되는 배출모터;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.
제3항에서,

상기 배출관개폐밸브는 원터치볼밸브인 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.
제4항에서,

상기 교반저장탱크는 상기 드레인밸브가 설치된 곳을 최저점으로 하는 경사진 바닥면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.
제5항에서,

상기 지반주입재는 무기질계 주입재, 약액계 주입재, 및 고강도계 주입재 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지반주입재 교반장치.