KR20090103423A - 터널공사 등에서의 경화재 수평 고속분사 교반공법 및 그에사용되는 자동스토퍼 장치 - Google Patents

Abstract

터널공사 등을 시공함에 있어, 수평방향 이상의 방향으로 전용 로드(5)를 이용하여 고속수 분사로 천공을 한 후, 측방의 경화재 분사노즐(6)로부터 경화재를 분사하면서 전용 로드(5)를 일정 속도로 회전 및 후퇴시켜, 지반토(1) 내에 원기둥 형상의 고결체(9)를 병렬로 연속 형성함으로써, 터널 굴진용 터널벽을 형성하도록 하는 지반경화재의 수평 고속분사 교반공법으로서,

지반토(1)의 격벽(3)에다 케이싱(12)을 박아 넣고, 케이싱(12) 후단부에 제1밸브(14) 및 제2밸브(15)가 갖춰진 자동스토퍼(13)를 일체로 결합시킨 상태에서, 전용 로드(5)를 이용해서 천공구멍(4)의 형성 및 고결예정물(8)을 형성하고 나서 전용 로드를(5)를 뽑으면 제1밸브(14)가 닫히고, 제1밸브(14)가 닫힌 다음에 제2밸브(15)의 주입구(17)를 통해 경화재를 다시 주입하도록 한다.

Description

터널공사 등에서의 경화재 수평 고속분사 교반공법 및 그에 사용되는 자동스토퍼 장치 {Method and automatic stopper unit of horizontal high velocity blast shaking for use in construction of tunnel etc.}

본 발명은, 터널공사 등을 시공할 때, 주위의 지반토를 보강하기 위한 경화재 수평분사 교반공법에 관한 것으로, 특히 시멘트 밀크와 같은 경화재를 강제로 분사하여, 토양과 혼합된 원기둥 형상의 고결체(콘크리트)를 병렬로 연속해서 형성시켜 터널벽을 형성함으로써, 터널을 굴진하는 데에 이용하는 경화재 수평고속분사 교반 방법에서,

상기 콘크리트 기둥을 수평방향이나 그보다 약간 위쪽을 향하도록 연속적으로 일정 길이의 원기둥 형상의 콘크리드 고결체를 형성시켜, 이 고결체의 병렬 연속형성하여 주변의 벽체를 이루는 벽면 보강체가 형성되도록 함으로써, 굴착기를 이용하여 굴진할 수가 있도록 하는 터널굴진공법에 이용되는 경화재 수평 고속분사 교반공법 및 그에 사용되는 자동스토퍼 장치에 관한 것이다.

종래에도, 대형 터널을 시공할 때 굴착기(도시되지 않음) 등을 이용해서 굴진해 나가는 공법으로 수평 고속분사 교반공법이 채용되고 있는바, 이는 원기둥형상의 고결체를 병렬로 인접되게 연속 형성함으로써, 터널의 벽체를 보강하면서 굴진하는 터널굴진공법에서 이용되고 있다. 이 방법은, 먼저 터널의 굴진방향 막장의 주변 벽면이 자립할 수 있도록 하기 위해 벽면을 뿜어 붙이기 콘크리트(shotcrete)로 처리하여 보강한 다음, 이 보강된 벽면에다 천공과 경화재 분사를 하기 위해 천공수와 경화재를 같은 로드(rod)에서 분사할 수 있는 전용의 로드를 이용하여, 먼저 천공수를 고속으로 분사하여 콘크리트 기둥을 형성할 깊이까지 천공을 하고, 이어 전용 로드의 선단부에 장착된 측방노즐을 통해 고속으로 지반경화재를 분사하면서 전용 로드를 서서히 후퇴시키면, 분사된 지반경화재와 주변 지반토의 토사가 혼합되어 원기둥 형상의 고결체가 형성되도록 하고 있다. 이와 같이, 원기둥 형상 고결체의 형성을 병렬적으로 인접위치에 계속해서 형성함으로써, 원기둥 형상의 고결체 상호간이 옆으로 연속적으로 이어져 형성되는 고결체의 길이만큼의 폭을 가진 터널 외벽이 형성되고, 이러한 작업을 계속함으로써 고결되어 형성된 원기둥 형상 고결체의 깊이(길이) 만큼씩의 터널 굴진 작업을 할 수 있게 된다.

도 12 ~ 도 16은, 종래의 터널 굴진공사에서 채용하고 있는 수평 고속분사 교반공법을 시공 순서를 따라 나타낸 도면으로서, 이들 도면을 이용하여 차례로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 12에 모식도로 도시된 것과 같이, 터널공사에 있어 굴진 대상 터널의 지반(1)의 벽체(주로 이미 굴진이 완성된 부분의 막장부분)에 수평 또는 그보다 약간 상향경사진 방향으로, 선단에 고속수 분출공을 갖춤과 더불어 선단부 측부에 경화재 지반경화재(시멘트 밀크와 같은 지반고결재) 분사노즐을 갖춘 전용의 로드(5)를 가진 경화재 분사장치(도시되지 않음)를 이용하여, 고속으로 물을 분사하여 미리 정한 깊이로 천공구멍(4)을 형성(천공)한다.

여기서, 상기 고속수 분출공과 경화재 분사노즐은, 각각 다중관 형태를 이루는 로드 본체 내의 각 통로를 매개로 고속수 공급 및 경화재 공급을 하기 위한 고압펌프에 연결되어 있다.

이때, 상기 전용 로드(5)로 고속수를 분사하여 천공을 한 후에는, 천공 구멍(4)의 끝 부분에서부터 전용 로드(5)를 서서히 회전 및 후진시키면서 고속으로 지반경화재를 분사하는바, 이 경우 천공 구멍(4) 주변의 지반토(1)에 강한 충격력이 가해지므로, 지반토(1)의 강도에 따라 지반토 벽면의 표면에서 진행(폭) 깊이 1 ~ 2m까지로 된 격벽(3)에 이를 때까지만 지반경화재를 분사시켜 교반되도록 한다.

즉, 도 13에서 볼 수 있듯이, 필요한 깊이까지 전용 로드(5)가 들어가 천공 구멍(4)이 완성된 다음에는 물의 분사를 정지시키고, 이어 전용 로드(5)의 측방에 갖춰진 경화재 분사노즐(6)을 통해 고속으로 지반경화재(7)를 분사해서, 전용 로드 (5)주변의 지반토(1)와 혼합되어 교반이 이루어지도록 하면, 지반토(1)의 토사를 골재로 하는 원기둥 형상의 고결체가 만들어지게 된다.

이와 같이 경화재(7)와 주변 지반토(1)와의 혼합 및 교반은 터널의 토사 벽면의 표면으로부터 1 ~ 2m의 두께로 되는 격벽(3)까지만 형성되도록 하는바, 이는 경화재(7)의 분사에는 높은 충격력이 발생하게 되므로, 경화재의 분사·주입으로 말미암는 내압에 의해 터널의 보강 대상 지반토(1)의 벽면이 붕괴되는 것을 막기 위해서이다.

이렇게 천공구멍(4) 내에 전용 로드(5)로부터 고속의 경화재(7)가 분사·주입되어 혼합·교반이 이루어지면, 도 13 및 도 14에 도시된 것과 같이 분사력에 비례한 일정한 직경을 갖는 고결예정물(8; 경화재와 지반토의 혼합물)이 만들어지게 된다. 즉, 도 14에서 볼 수 있듯이, 고정예정물(8)이 격벽(3)에 이르기까지 형성된다.

이렇게 해서 경화재의 분사에 의한 고정예정물(8)의 형성이 격벽(3)에 이르면, 도 15 및 도 16에 도시된 것과 같이, 전용 로드(5)를 빠른 속도로 뽑아낸 후에, 즉시 나무 등으로 만들어진 원뿔대 모양의 마개(10)를 가지고 천공 구멍(4)의 입구를 막아 고정예정물(8)이 밖으로 쏟아져 나오지 못하도록 한다.

이렇게 천공구멍(4)의 입구가 마개(10)로 막히게 된 다음 일정한 기간이 지나면, 지반경화재와 주변의 토사가 혼합된 고정예정물(8)이 경화되어 원형기둥형상의 고결체(9; 固結體)가 만들어지게 된다.

그런데, 상기와 같은 콘크리트 기둥형상 고결체(9)를 형성함에 있어, 전용 로드(5)를 뽑아내면, 천공 구멍(4)에 주입된 지반경화재가 내부압력과 고결예정물(8) 자체의 자중과 경화재 분사시의 잔여압력에 의해 고정예정물을 이루는 혼합체나 경화재가 밖으로 쉽게 흘러나오데 된다. 그 때문에, 이를 최소한으로 방지하기 위해, 종래에는 전용 로드(5)를 뽑아낸 후 가능한 한 빨리 천공구멍(4) 입구의 직경과 같은 직경을 가진 나무 마개(10)를 박아 천공구멍 입구를 막아주는 방법을 택하고 있었다. 그러나, 이 경우 마개(10)의 중심선과 천공구멍의 중심선을 일치시키기가 어렵기도 하고, 또 마개(10)가 빠지거나 틈새가 생기게 되면 고결체(9)가 요구되는 형상으로 형성되지 못하게 되어, 주변의 지반토(1)와의 사이에 공간(11)이 생긴다거나, 인접한 고결체 사이에 소정의 두께로 형성되어야 하는 고결체 부분이 필요한 두께로 되지 못해, 상호 완벽히 결합되지 못하는 일이 생기게 된다. 따라서, 터널의 굴진에 이용되는 경우에는, 완전한 터널 벽체가 형성되지 못하게 되고, 또 시공 후 시일이 경과하면 터널 벽면 주위의 공간에 물이 차거나 콘크리트 기둥 사이를 통해 누수가 발생하기도 하고, 심한 경우에는 필요한 강도의 벽면이 만들어지지 못할 염려도 있게 된다.

그리고, 이와 같이 마개(10)를 가지고 천공구멍(4)의 입구를 막아주는 작업에는 많은 난점이 있기도 한데, 이는 무엇보다도 천공구멍(4)의 중심축선과 마개(10)의 중심축선이 일치하도록 하는 것이 중요함에도, 마개(10)를 막을 때의 조준작업이 사람의 손에 위해 이루어지게 됨으로써(물론 박아넣는 작업은 기계를 이용할 수 있음), 재차 막는 작업을 하거나, 또는 막히게 되더라도 양자의 축선이 조금이라도 일치하지 못하면, 마개(10) 표면과의 사이에 틈이 생길 수가 있고, 이러한 결과로 일단 분사되어 주입되었던 경화재나 고정예정물이 밖으로 새나올 수도 있게 된다.

만일 이러한 현상이 일어나면, 완성된 터널 벽체의 속에 공간(11)이 생기거나 콘크리트 기둥 사이가 필요한 두께로 결합을 하지 못하게 되어, 심하면 벽면 붕괴가 일어나 인명피해 등이 생기거나, 아니면 지반수의 누수가 일어나고, 이러한 누수현상이 계속되면 많은 비용을 들여 어려운 보수작업을 해야만 하는 문제가 따르게 된다.

요약하면, 일단 터널 벽체가 흠결을 가진 채로 완성이 되고 나면, 사후에 그 흠결 부위나 흠결 정도를 찾아내기란 거의 불가능에 가깝게 된다.

이에 본 발명은, 종래의 이상과 같은 문제를 해결하기 위해 발명한 것으로, 터널 굴진작업을 함에 있어 터널 벽면을 고결체를 형성시켜 보강하는 방법에서, 전용 로드(5)를 뽑아내더라도 즉시 천공구멍(4)이 막히도록 함과 더불어, 만일의 염려를 위해 로드가 빠져나온 후에 다시 고압으로 지반경화재를 주입할 수 있도록 함으로써, 원기둥 형상 고결체(9) 주위에 공간이 생기지 않은 완전한 원형기둥형상의 고결체(9)가 형성되도록 하는, 경화재 수평고속분사 교반공법 및 그에 사용되는 자동스토퍼장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 종래의 수평고속분사 교반공법에 있어서, 전용 로드(5) 천공구멍(4)의 초입 영역인 격벽(3; 폭 1 ~ 2m)에다 강관이나 강화플라스틱으로 된 케이싱(12)을 박아 삽입하는 한편, 이 케이싱(12)의 기부에 2개의 밸브(13, 14)가 갖춰진 자동스토퍼(15)를 일체로 구성시켜, 지반경화재의 주입을 마친 전용 로드(5)가 주입구멍(4)에서 빠져나옴과 동시에 제1밸브(13)에 의해 밸브구멍(16)이 닫히도록 한다. 이후 제2밸브(14)를 이용하여 지반경화재를 고속펌프(도시되지 않음)로부터 경화재 주입 호스(17)를 통해 강제로 주입함으로써, 경화 후의 콘크리트 기둥과 주변의 토사로 된 지반 사이에 공간이 형성되지 않도록 한다.

이상과 같은 방법에 의해 형성된 원기둥 형상 고결체가, 병렬적으로 인접해서 연속적으로 되게 되면, 고결체 사이가 완전히 매워져 필요한 두께와 강도를 가진 터널 벽면이 형성될 수 있게 되고, 이렇게 고결체에 의해 형성된 터널 벽 내를 굴착기를 이용하여 굴착하는 작업을 계속함으로서 안전한 터널굴진작업을 할 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명의 자동스토퍼가 지반토에 박혀져 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 모식도,

도 2는, 본 발명을 이용해서 전용로드의 고속수 분사로 지반토 내에 천공구멍을 형성하는 상태를 나타낸 도면,

도 3은, 천공구멍이 완성된 후 전용로드의 경화재 분사노즐로부터 경화재가 분사되는 상태를 나타낸 도면,

도 4는, 경화재와 지반토가 혼합된 고결예정물이 천공구멍과 케이싱 내에 체워진 상태의 도면,

도 5는, 도 4의 상태에서 제1밸브르 밸브구멍 밖으로 전용 로드가 빠져나온 상태의 도면,

도 6(a)는, 제밸브를 통해 경화재가 다시 주입되는 상태를 나타낸 도면, (b)는 (a)에 도시된 자동스토퍼의 구조를 를 확대해서 나타낸 도면,

도 7은, 전용 로드가 빠져나온 후 전용로드 전단부에 보강재를 장착시킨 상태의 도면,

도 8은, 도 7에서 제2밸브의 밸브구멍을 통해 보강재를 삽입하는 상태의 도면,

도 9(a), (b)는, 각각 보강재의 외주에 탄성을 가진 팽캥용 링이 끼워진 상태의 정면도 및 종단면도,

도 10은, 도 8에서 보강재의 삽입이 완료된 상태의 도면,

도 11은, 도 10의 상태 후에 제2밸브의 주입구(17)를 통해 경화재를 다시 주입하는 상태의 설명도면,

도 12는, 종래의 방법에서 전용 로드를 통해 고속수 분사로 천공 구멍을 형성하는 상태를 나타낸 도면,

도 13은, 종래의 방법에서 전용 로드의 경화재 분사노즐을 통해 경화재가 고속으로 분사되는 상태를 나타낸 도면,

도 14는, 종래의 방법으로 고결예정물을 형성할 때 혼합물이 밖으로 흘러나오는 상태를 나타낸 도면,

도 15은, 도 14의 상태로부터 전용 로드가 밖으로 나왔을 때에 혼합물이 유출됨으로써, 고결예정물의 상부에 공간이 형성된 상태를 나타낸 도면,

도 16은, 도 15의 상태로 된 후, 나무마개로 천공구멍의 입구를 막아놓은 도면이다.

이하. 첨부된 도면을 참조로 해서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 ~ 도 6은 본 발명에 따른 경화재 수평고속분사 교반방법을 나타낸 도면이다.

여기서, 상기 종래의 기술과 같은 구성 부재에는 같은 참조부호를 붙이고서, 그에 대한 설명은 생략한다.

먼저, 처리 대상 벽면에 콘크리트를 뿜어 붙이기 하여 벽면을 보강하는 보강부(2)를 형성하는바, 이는 대상 벽면이 자체적으로 자립할 수는 있어도 분출수를 이용하여 수평천공을 하거나 경화재를 분사할 때에 흘러나오는 물과 슬라임(물과 경화재의 혼합물) 때문에 벽면이 붕괴할 수가 있어서, 반드시 보강을 하여야만 한다. 여기까지는 종래의 수평고속분사 교반공법과 마찬가지이다.

다음에는, 대상 지반토(1)에 필요한 각도로 천공 구멍(4)을 뚫기 위해 전용 로드(5)를 삽입하여 천공하기 전에, 도 1에 도시된 것과 같이 지반토(1)의 표면에서 약 1 ~ 2m의 두께로 격벽(3; 고결체가 형성되지 않는 영역)의 폭에 맞춰진 길이의 강관이나 강화플라스틱 관 등으로 된 케이싱(12)을 박아넣고, 이 케이싱(12)을 통해 전용 로드(5)를 삽입해서 천공구멍(4)을 형성한다.

여기서, 천공 구멍(5)의 형성은, 이 역시 종래의 기술과 마찬가지로 선단에 고속수를 전방으로 뿜어내는 고속수 분사 구멍(5-1)과 이 고속수 분사 구멍(5-1)의 후방 옆쪽에 갖춰져 측방으로 분사하는 경화재 분사 노즐(6)을 가진 전용 로드(5)를 고속수를 분사하면서 회전 및 전진하도록 하여, 필요한 깊이까지 천공구멍(4)을 형성하고, 이어 고속수의 공급을 중단하면 소정 깊이의 천공구멍이 형성된다(도 2 참조).

이렇게 고속수의 공급을 중단시킨 다음에는, 전용 로드(5)의 선단부분 측면에 갖춰진 경화재 공급노즐(6)을 통해 경화재를 경화재 주입기(도시되지 않음)를 이용하여 주입함으로써 고속으로 분사되도록 한다. 이때 전용 로드(5)를 서서히 회전 및 후퇴시키면 경화재 분사의 충격력과 지반토의 성질에 따라 형성되는 원기둥형성 고결체(9)의 직경이 달라지게 된다. 따라서, 경험측과 대상 지반토(1) 성질 등을 감안하여 경화재의 분사 충격력과 전용 로드(5)의 회전 및 후진속도를 정하게 된다.

그런데, 케이싱을 설치하지 않고 경화재를 주입 분사해서 지반토와 혼합 및 교반되도록 하는 경우에는, 경화재와 지반토(1)의 혼합물이 중력에 의해 보강부(2) 벽면과 전용 로드(5) 사이의 틈을 거쳐 밖으로 흘러나오게 된다(도 12 ~ 도 14 참조).

그러나, 본 발명에서와 같이 격벽(3)에다 케이싱(12)을 삽입해서 설치하면, 혼합물은 일단 케이싱(12)과 전용 로드(5) 사이를 거친 다음, 다음에 설명되는 자동스토퍼(13)의 제1밸브(14)의 구멍(16)과 이를 통과해서 삽입되는 전용 로드(5) 사이를 통해서만 배출이 된다(도 3 및 도 4 참조).

그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 경화재의 주입이 격벽(3)까지에 이르러 경화재 분사를 정지하면, 경화재와 지반토가 혼합된 고결예정물(8)이 미리 정해진 직경으로 형성됨과 동시에, 케이싱(12)과 전용 로드(5) 사이 및 밸브 구조체(13)까지를 모두 메우게 되고, 이어 전용 로드(5)를 완전히 뽑아내면, 도 5에 도시된 것과 같이 케이싱(12)과 자동스토퍼(13) 내부에 고결예정물(8)이 차게 된다. 이어 전용 로드(5)를 자동스토퍼(13)의 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)을 통해 완전히 뽑아내면, 제1밸브(14; 첵크밸브)가 닫혀져, 고결예정물(8) 등이 더 이상 밖으로 새지않게 된다.

그러나, 이 경우에도 종래의 방법보다는 밖으로 흘러나오는 고결예정물(8)의 양이 현저히 줄어들고, 특히 천공 구멍(4)의 입구를 종래와 같이 (10)마개로 막아야 하는 불편과 고결체(콘크리트 기둥)의 형성의 불완전성이 현저히 개선되기는 하지만, 아직도 전용 로드(5)가 케이싱(12)과 자동스토퍼(13)를 통해 후퇴하는 동안에 약간이나마 고결예정체(8)가 케이싱(12) 쪽으로 밀려나올 경우도 있다. 본 발명에서는, 이것까지도 보완하기 위해, 자동스토퍼(13)의 제1밸브(14)에 인접해서 제2밸브(15)를 갖춰놓고 있다. 이 제2밸브(15)는 경화재를 고속으로 주입하기 위한 밸브(첵크밸브)로서, 이 제2밸브(15)가 설치된 부분에 형성된 고압호스(18)가 연결될 수 있는 제2 밸브 구멍부(17)에다 고압호스(18)를 연결한 후에 이를 통해 경화재를 고압으로 주입하면, 도 6에 도시된 고결예정물(8)의 상단부에 형성될 수 있는 공간(11)이나 기타 병렬로 연결되는 이웃한 고결체와의 사이에 생길 수 있는 공극이나 얇은 두께의 연결부가 고결체로 두껍게 메워질 수 있게 된다.

이상과 같이 하여 대상 지반토(1)에 원기둥 형상의 고결체(9)가 완성되면, 격벽(3) 표면에 뿜어 붙이기 되어 있는 보강부(2) 밖으로 나온 케이싱(12)의 일부분을 자동스토퍼(13)와 함께 절단해서 제거하면, 1개의 원기둥 형상 고결체(9)가 완성된다.

한편, 상기 제2밸브(15)를 통해 경화재를 주입하기에 앞서, 도 5에 도시된 상태, 즉 전용 로드(5)에 의한 경화재 분사이 완료된 상태에서 제1밸브(14)를 통해 보강재(19)로서 예컨대 봉강이나 철근, 합성수지 등을 중간에 삽입함으로써 고결체 영역에서의 인장력이나 압축력이 보강되도록 할 수도 있다.

즉, 도 8 ~ 도 11에 도시된 것과 같이, 제1밸브(14)의 구멍(16)을 통해 보강재(19)를 삽입함으로써, 형성되는 고결체(9)가 마치 철근 콘크리트와 같이 보강재(19)에 의해 인장력과 압축력이 보강될 수 있도록 한다. 이때, 보강재(19)를 삽입하는 시기가 전용 로드(5)에 의해 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)을 통한 경화재 분사가 끝나 전용 로드(5)를 뽑아낸 시점으로서, 아직 고결예정체(8)의 단계에 있을 때이기 때문에, 보강재(19)를 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)을 통해 삽입하면, 보강재(19)의 표면과 밸브구멍(16)의 가장자리 사이를 통해 고결예정물(8)이 새나와 고결체(9)가 완전한 형태를 갖지 못할 염려도 있어서, 이를 방지하기 위해 도 9a 및 도 9b에 각각 그 정면도 및 종단면도로 도시된 것과 같은, 고무 등으로 만들어진 패킹용 링(20)을 보강재(19)에 끼워줌으로써, 보강재(19)를 삽입하는 동안 패킹용 링(20)에 의해 보강재(19)의 표면과 밸브구멍(16)의 가장자리 사이를 통해 고결예정물(8)이 새나오는 것을 방지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 보강재(19)의 삽입은, 제1밸브(14)를 통한 지반 경화재 분사·주입이 끝난 후에 보강재(19)를 삽입하고 나서 제2밸브(15)를 통한 경화재 주입을 하여도 되고, 제1 및 제2밸브를 통한 경화재의 분사 및 주입을 하고 나서 보강재(19)를 삽입하여도 된다. 이 후자의 경우에도, 다시 제2밸브를 통한 경화재 주입을 할 수 있음은 물론이다.

이상과 같은 과정을 거쳐 천공 구멍(4) 내부를 완전히 채움으로써 형성된 고결예정물(8) 또는 내부에 보강재(19)가 삽입된 고결예정물(8)은, 일정한 시간이 지나면 고결되어 원기둥 형상의 고결체(9)를 형성하게 되고, 이러한 고결체(9)를 연속해서 예컨대 터널의 단면형상의 가장자리를 따라 병렬로 연속해서 형성시키면, 콘크리트 내지 보강재(19)가 보강된 콘크리트에 의한 터널벽체를 이루게 된다. 그리고, 이 원기둥 형상 고결체(9)에 의해 형성되는 터널 벽체의 길이는 고결체(8)의 길이만큼만 형성되므로, 일단 형성된 터널벽체까지를 굴착기 등으로 굴착하고 나서, 다음번의 터널벽체를 고결체(8)로 형성해 나가는 방법으로 터널을 굴진해 가게 된다.

한편, 상기 예에서는 터널을 굴진하는 데에 본 발명을 적용하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 그 외에도 수평 고속분사 교반공법이 적용될 수 있는 곳에는 어디에도 적용할 수가 있다.

Claims (4)

1. 터널공사 등을 시공함에 있어, 수평방향 이상의 방향으로 전용 로드(5)를 이용해서 고속수 분사로 천공 구멍(4)을 형성한 후, 측방의 경화재 분사노즐(6)로부터 경화재를 분사하면서 전용 로드(5)를 일정 속도로 회전 및 후퇴시켜 지반토(1) 내에 원기둥형상의 고결체(9)를 병렬로 연속 형성함으로써, 터널 굴진용 터널벽을 형성하도록 하는 지반경화재의 수평 고속분사 교반공법에 있어서,

   1) 지반토(1)의 격벽(3)에다 케이싱(12)을 박아 넣고,

   2) 이 케이싱(12)의 후단부에 케이싱(12)의 중심축선과 같은 중심을 갖는 제1밸브(14) 및 이 제1밸브(14)에 인접해서 형성된 제2밸브(15)를 갖는 자동스토퍼(13)를 일체로 결합하고,

   3) 상기 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)을 통해 전용 로드(5)를 그 선단에 있는 고속수 분사공(5-1)으로부터 고속수를 고속으로 분사하면서 회전·전진시켜 고속수에 의한 굴삭으로 천공구멍(4)을 형성하고,

   4) 천공구멍(4)의 형성이 완료되면, 전용 로드(5)의 선단부 측방에 갖춰진 경화재 분사노즐(6)로부터 경화재를 고속으로 분사하면서 전용 로드(5)를 회전 및 후퇴시켜, 분출되는 경화재와 천공구멍(4) 주변의 지반토(1)가 혼합된 고결예정물(8)이 형성되도록 하고,

   5) 상기 고결예정물(8)이 천공구멍(8) 및 케이싱(12) 내부를 채운 상태에서 전용로드(5)를 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)을 통해 뽑아내면, 제1밸브(14)가 밸브구멍(16)을 닫히게 하도록 하는 것을 특징으로 하는, 수평 고속분사 교반공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1밸브(14)의 밸브구멍(16)에서 전용 로드(5)가 뽑아진 다음에, 제2밸브(15)의 주입구(17)에 고압호스(18)를 연결해서 이를 통해 고압으로 경화재를 주입하여, 1차로 주입된 고결예정물(8)에 남아 있는 공간(11)이나 인접한 고결체(9)와의 사이의 연결부가 요구되는 두께로 될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수평 고속분사 교반공법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전용 로드(5)가 밸브구멍(16)에서 뽑아진 다음에, 상기 밸브구멍(16)을 통해 보강재(19)를 삽입함으로써, 지반토(1) 내에 형성되는 원기둥 형상 고결체(9)를 보강하도록 된 것을 특징으로 하는 수평 고속분사 교반공법.
4. 터널공사 등을 시공함에 있어, 수평방향 이상의 방향으로 전용 로드(5)를 이용해서 고속수 분사로 천공구멍을 형성한 후, 측방의 경화재 분사노즐(6)로부터 경화재를 분사하면서 전용 로드(5)를 일정 속도로 회전 및 후퇴시켜 지반토(1) 내에 원기둥 형상의 고결체(9)를 병렬로 연속 형성함으로써, 터널 굴진용 터널벽을 형성하도록 하는 지반경화재의 수평 고속분사 교반공법에 사용되는 것으로,

   지반(1)의 격벽(3) 내에 박혀 넣어지는 케이싱(2) 후단부에 일체로 설치되어, 전용로드(5)가 관통하는 밸브구멍(16)을 가진 제1밸브(14)와, 이 제1밸브(14)에 인접해서 경화재를 주입호스(18)로 주입하도록 된 주입구(17)를 가진 제2밸브(15)를 갖도옥 구성된 자동스토퍼 장치(13).