KR20080079813A - 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치에 있어서, 특히 강관의 외주연에 차폐수단을 결합하고, 차폐수단에 차폐용 밀크를 채운 상태에서 시멘트 슬러지를 순차적으로 공급하여 충분한 가압 충진효과를 달성코자 하는 것을 특징으로 하는 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치에 관한 것으로,

파이프 형태의 강관과; 상기 강관의 외주연에 일정간격을 두고 배치하되 주입구 형성지점중 어느하나에 설치되고, 상기 주입구로부터 시멘트 슬러지가 출력될시 부풀어오르면서 지반의 구멍을 폐쇄하도록 양측에 고무패킹으로 고정된 부직포로 이루어지는 차폐수단과; 차폐수단에 차폐용 밀크를 주입하기 위해 차폐수단 위치에 홀을 형성하여 관통 설치되는 호스와; 상기 강관의 내부에 설치되는 원통형 파이프 형상으로 시멘트 슬러지를 분사하여 강관의 주입구를 통해 외부로 배출됨으로써 지반 구멍을 채우는 시멘트 슬러지 주입장치와; 상기 강관의 구멍을 임시로 차폐하여 슬러지 주입시에는 강관으로부터 일정높이만큼 이탈되어 슬러지가 원활하게 공급되도록 하고 슬러지가 주입되지 않을 시에는 강관의 외주연에 밀착되는 역류방지용 고무밴드를 포함하여 구성함이 특징이다.

다중, 분사형 가압식, 강관, 그라우팅장치

Description

다중 분사형 가압식 그라우팅 장치{A Grouting Unit of Pressurize Multi Injection}

도 1은 종래의 그라우팅 장치의 구성도.

도 2는 종래의 강관 동시주입 그라우팅 시공과정을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 사시도.

도 4는 본 발명의 작동전 상태도.

도 5는 본 발명의 작동후 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 강관

110: 슬러지 주입구

200: 차폐장치

210: 고무패킹

220: 부직포

300: 시멘트 슬러지 투입장치

310: 시멘트 슬러지

400: 고무호스

500: 고무밴드

본 발명은 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치에 관한 것으로, 특히 강관의 외주연에 차폐수단을 결합하고, 차폐수단에 차폐용 밀크를 채운 상태에서 시멘트 슬러지를 순차적으로 공급하여 충분한 가압 충진효과를 달성코자 하는 것을 특징으로 하는 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반을 보강하거나 연약지반에 구축된 구조물의 침하를 방지하기 위해 사용된 차수 그라우팅을 이용한 지반 개량공법들은 유동성 유입재인 시멘트 슬러지나 약액을 침하된 지반등에 구멍을 뚫어 강제로 충진 응고시키켜 강고한 구축물을 시공하는 공법이다.

이러한 공법으로는 여러가지가 있으며, 그 중 일례로 도 1에 도시한 바와 같이 SGR 공법(Space Grouting Rocket System)을 tndog하기 위한 그라우팅 장치(2)는 주입 선단부(14)를 선단에 구비하는 천공로드(4)를 지반에 굴삭한 후, 그 천공로드(4)의 내측으로 주입튜브(16)를 삽입하고, 그 주입튜브(16)를 매개하여 주입펌프(도시하지 않음)를 통해 고압의 시멘트 슬러지를 공급하여 천공로드(4) 선단에 연결 설치된 주입 선단부(14)측으로 시멘트 슬러지가 이동된다.

이때, 상기 천공로드(4)는 미리 천공된 지반공간과 천공로드(4)의 사이에 시멘트 슬러지가 메워지도록 그 외주면에 시멘트 슬러지를 압출시키는 다수의 압출 공(10)이 일정길이 간격으로 형성되며, 상기 천공로드(4)의 내주연중 그 압출공(10)이 형성된 전단에 각각 밀봉부재(12)가 링 형태로 부착되고, 상기 천공로드(4)의 전단부에는 상기 주입튜브(16)를 삽입하기 위한 개구부(8)가 형성된다.

그리고, 그 개구부(8)의 외주연에는 미리 천공된 지반의 천공부와 천공로드(4)의 사이를 밀봉시키기 위한 밀봉부재(6)가 부착된다.

따라서, 도 2에 도시한 바와 같이 미리 연약지반(20)의 소정부에 일정직경의 구멍(22)을 천공한 후, 그 천공구멍(22)에 상기 천공로드(4)를 삽입하고, 그 천공로드(4)의 개구부를 통해 상기 주입튜브(16)를 삽입한다.

그리고, 주입튜브(16)를 통해 유입되어 주입구(18)를 통해 상기 천공로드(4)의 내부를 가득 채우게 된다.

천공로드(4)의 내부를 채운 시멘트 슬러지는 천공로드(4) 내부에 부착된 다단의 밀봉부재(12)에 의해 그 상단부로 유입되지 못하므로 천공로드(4)에 형성된 압출공(10)을 통해 시멘트 슬러지를 배출시키도록 한다.

그러나, 이러한 구조는 그라우팅을 주입하는 주입호스가 천공내에 노출되어 있는 상태에서 가압을 하기 때문에 천공내 주변 흙들이 흐트러지는 문제점이 있다.

또한, 지반의 균열내에 그라우팅재가 충진되기 전에 이미 가압에 의해 지반이 흐트러지는 효과가 발생하여 지반내의 균열이 미세하게 붕괴되어 충진의 범위가 축소되는 단점이 있다.

또한, 지반의 재질에 따라 다양한 압력을 제어할 수 없기 때문에 지반이 약한부분에 강한 압력을 제공하게 되면 지반이 무너질 염려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 가압용 주입호스가 천공내의 중심에 잘 고정되고, 아울러 가압강도를 선택적으로 조절할 수 있도록 하며 순차적 작업에 의해 빠른 속도로 작업이 진행될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

지반 구멍(1000)에 장착되며, 그라우트재인 시멘트 슬러지(310)를 분산시키기 위해 다수개의 슬러지 주입구(110)를 형성한 파이프 형태의 강관(100)과; 상기 강관(100)의 외주연에 일정간격을 두고 배치하되 슬러지 주입구(110) 형성지점중 어느하나에 설치되고, 상기 슬러지 주입구(110)로부터 시멘트 슬러지(310)가 출력될시 부풀어오르면서 지반의 구멍을 폐쇄하도록 양측에 고무패킹(210)으로 고정된 부직포(220)로 이루어지는 차폐수단(200)과; 상기 차폐수단(200)에 차폐용 밀크를 주입하기 위해 차폐수단 위치에 홀(410)을 형성하여 관통 설치되는 호스(400)와; 상기 강관(100)의 내부에 설치되는 원통형 파이프 형상으로 시멘트 슬러지(310)를 분사하여 강관(100)의 주입구(110)를 통해 외부로 배출됨으로써 지반 구멍을 채우는 시멘트 슬러지 주입장치(300)와; 상기 강관(100)의 슬러지 주입구(110)를 감싸는 벤드 형태로서, 강관(100)의 구멍을 임시로 차폐하여 시멘트 슬러지(310) 주입시에는 강관(100)으로부터 일정높이만큼 이탈되어 시멘트 슬러지(310)가 원활하게 공급되도록 하고 시멘트 슬러지(310)가 주입되지 않을 시에는 강관(100)의 외주연에 밀착되는 역류방지용 고무밴드(500)를 포함하여 구성함이 특징이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 사시도.

도 4는 본 발명의 작동전 상태도.

도 5는 본 발명의 작동후 상태도로서, 도시한 바와 같이 본 발명은 크게 지반 구멍에 장착되며 일정간격으로 다수개의 슬러지 주입구(110)를 형성한 강관(100)과, 강관(100)과 지반구멍(1000)사이를 폐쇄하는 차폐수단(200)과, 차폐수단(200)에 차폐용 밀크를 주입하기 위해 차폐수단 위치에 홀(410)을 형성하여 관통하는 고무호스(400)와; 슬러지 주입구(110)를 통해 시멘트 슬러지(310)를 주입하기 위한 시멘트 슬러지 주입장치(300)와, 상기 강관(100)의 슬러지 주입구를 감싸는 벤드 형태로서, 강관의 슬러지 주입구(110)를 임시로 차폐하여 슬러지 주입시에는 강관(100)으로부터 일정높이만큼 이탈되어 슬러지가 원활하게 공급되도록 하고 슬러지(310)가 주입되지 않을시에는 강관의 외주연에 밀착되는 역류방지용 고무밴드(500)로 이루어진다.

상기 지반구멍(1000)은 시멘트 슬러지(310)를 투입할 장소에 특수기계를 이용하여 형성하는 것으로 구멍의 너비와 깊이를 적절히 예측하여 형성토록 한다. 또한, 상기 지반구멍(1000)을 형성하는 과정에서 지반의 연약도등을 체크할 수 있으며, 그 깊이에 따라서 상이한 지반강도를 사전에 파악토록 한다.

상기에서 지반강도를 사전에 파악하는 이유는 시멘트 슬러지를 투입하는 압력을 지반의 강도에 따라서 조절하여 투입하여야 하기 때문이다. 즉, 본 발명의 도면에서 첫번째 지반구멍(1000)과 두번째 지반구멍(1000a)에 존재하는 지반의 강도가 다를 때에는 다른 강도의 분사압력으로 시멘트 슬러지를 투입함이 바람직하다.

상기 강관(100)은 원통형 파이프 형태로서 외주면에 다수개의 주입구(110)가 관통 형성되며, 상기 주입구(110)를 통해 시멘트 슬러지(310)를 공급하여 지반구멍(1000)을 채우도록 한다.

상기 차폐수단(200)은 양측에 고무패킹(210)이 형성되고 그 중간에 부직포(220)가 감싸여진 형태로서 강관(100)의 외주연에 설치된다. 상기 고무패킹(210)은 스틸밴드(211)를 이용하여 강관에 강하게 밀착시키도록 한다.

그리고, 상기 차폐수단(200)에는 고무호스(400)가 관통되며, 다수개의 차폐 수단을 한개의 고무호스(400)가 관통하는 형상이고, 차폐수단(200) 위치에 홀(410)을 형성하여 외부에서 주입되는 차폐용 밀크가 차폐수단(200)에 주입되어 부직포(220)가 부풀어 오르도록 한다.

상기 시멘트 슬러지 주입장치(300)는 외부의 슬러지를 호스를 통해 제공받아 일정한 압력으로 시멘트 슬러지(310)를 강관내부로 분사시킨다.

상기 역류방지용 고무밴드(500)는 강관(100)의 주입구(110)를 임시로 차폐하여 슬러지 주입시에는 강관(100)으로부터 일정높이만큼 이탈되어 시멘트 슬러지(310)가 원활하게 공급되도록 하고 시멘트 슬러지(310)가 주입되지 않을 시에는 강관의 외주연에 밀착되어 강관 외부로 분사된 시멘트 슬러지(310)가 구멍을 통해 다시 역류하는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명의 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 일정한 지름의 원통형 파이프 형성으로 형성된 강관(100)을 구비하고, 상기 강관(100)에 일정간격으로 다수개의 주입구(110)를 형성한다. 또한, 상기 강관의 주입구에는 탄성을 갖는 고무밴드(500)를 감는다.

또한, 상기 강관(100)의 외주연에는 일정간격을 두고 차폐수단(200)을 결합시키는바, 고무패킹(210)과 부직포(220)로 이루어진 차폐수단(200)을 강관(100)에 결합시킴으로서 시멘트 슬러지(310)를 공급시 강관(100)과 지반구멍(1000)사이를 차폐토록 한다.

또한, 상기 강관(100)의 내부에 시멘트 슬러지(310)를 투입하기 위한 시멘트 슬러지 주입장치(300)를 설치한다.

상기와 같이 조립이 완료되면 지반구멍(1000)에 강관(100)을 집어넣고 차폐수단을 관통하는 호스에 차폐용 밀크를 삽입하여 부직포가 부풀어 오르도록 한다.

상기와 같이 차폐수단이 부풀어 오르면 강관이 지반구멍(1000)의 정중앙에 위치되며, 이후 슬러지 주입장치(300)를 통해 시멘트 슬러지(310)를 공급하여 슬러지 주입구(110)를 통해 슬러지가 공급된다.

그러면, 상기 시멘트 슬러지(310)는 강관(100)의 슬러지 주입구(110)를 통해 외부로 배출되어 지반구멍(1000)을 메꾼다.

이때, 시멘트 슬러지(310)를 주입하기 전에는 상기 고무밴드(500)가 슬러지 주입구(110)를 막고 있는 상태인바, 시멘트 슬러지(310)를 주입하게 되면 시멘트 슬러지(310)의 압력 때문에 고무밴드(500)와 강관(100)이 일정 너비만큼 들뜨게 되고 시멘트 슬러지(310)가 그 사이를 통해 외부로 토출된다.

또한, 첫번째단의 시멘트 슬러지(310) 주입이 마무리되면 슬러지 주입장치(300)를 뒤로 후퇴하여 두번째단에 시멘트 슬러지(310)를 투입하게 되는바, 이때 첫번째단의 시멘트 슬러지(310) 주입이 중단되면 고무밴드(500)가 오므라들면서 강관(100)에 밀착되므로 슬러지 주입구(110)를 차단하게 되어 외부의 시멘트 슬러지(310)가 강관(100)으로 역류하는 것을 차단한다.

이후, 순차적으로 강관(100)을 통해 시멘트 슬러지(310)를 공급시켜 작업을 마무리 시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명은 강관의 외주연에 차폐수단을 다수개 부가하여 슬러지 충진공간을 분할하고, 각 충진공간마다 다른 압력으로 슬러지를 채울 수 있으며, 아울러 강관의 주입구에 고무밴드를 설치하여 슬러지의 역류를 차단할 수 있는 효과를 제공한다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (1)

1. 지반 구멍(1000)에 장착되며, 그라우트재인 시멘트 슬러지(310)를 분산시키기 위해 다수개의 슬러지 주입구(110)를 형성한 파이프 형태의 강관(100)과;

   상기 강관(100)의 외주연에 일정간격을 두고 배치하되 슬러지 주입구(110) 형성지점중 어느하나에 설치되고, 상기 슬러지 주입구(110)로부터 시멘트 슬러지(310)가 출력될시 부풀어오르면서 지반의 구멍을 폐쇄하도록 양측에 고무패킹(210)으로 고정된 부직포(220)로 이루어지는 차폐수단(200)과;

   상기 차폐수단(200)에 차폐용 밀크를 주입하기 위해 차폐수단 위치에 홀(410)을 형성하여 관통 설치되는 호스(400)와;

   상기 강관(100)의 내부에 설치되는 원통형 파이프 형상으로 시멘트 슬러지(310)를 분사하여 강관(100)의 주입구(110)를 통해 외부로 배출됨으로써 지반 구멍을 채우는 시멘트 슬러지 주입장치(300)와;

   상기 강관(100)의 슬러지 주입구(110)를 감싸는 벤드 형태로서, 강관(100)의 구멍을 임시로 차폐하여 시멘트 슬러지(310) 주입시에는 강관(100)으로부터 일정높이만큼 이탈되어 시멘트 슬러지(310)가 원활하게 공급되도록 하고 시멘트 슬러지(310)가 주입되지 않을 시에는 강관(100)의 외주연에 밀착되는 역류방지용 고무밴드(500)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 다중 분사형 가압식 그라우팅 장치.

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