KR20090130530A - 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비탈면 보강공사 또는 지하굴착 공사에 사용되는 가압 그라우팅용 이중패커의 재료 및 가압구조를 변경하여 조립 및 분해가 간편하여 작업시간을 단축할 수 있고, 반복사용이 가능하며, 지반의 천공홀 내에 가압 그라우팅 주입압력에 의해 그라우팅 주입침투범위를 확대하여, 보강재의 설치간격 및 길이를 줄여 경제적인 시공이 가능하며, 천공홀 내에 그라우트재를 효율적으로 가압 및 주입할 수 있도록 한 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커는 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관과; 상기 보강재 삽입관의 외주면 일측 단부에 일체로 형성되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판과; 상기 상향압축판으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커와; 상기 팽창성 고무패커로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판과; 상기 하향압축판으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커 또는 팽창성 고무패커로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법은 대상지반을 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀을 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 천공홀에 삽입되는 가압 그라우팅용 이중패커를 조립하는 단계(Ⅱ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커에 공기배출관과 그라우트재 주입관을 설치하는 단계(Ⅲ); 상기 천공홀의 하부에 외주면에 간격재가 부착된 보강재를 조립하는 단계(Ⅳ); 상기 보강재의 상단 외주면에 가압 그라우팅용 이중패커를 설치하는 단계(Ⅴ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 공기패커에 공기압축기로 압축공기를 주입하여 팽창성 공기패커를 팽창시켜 천공홀 상단 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅵ); 상기 천공홀 외측에서 가압 그라우팅용 이중패커의 보강재 삽입관을 인장기로 인장하는 단계(Ⅶ); 상기 보강재 삽입관의 인장에 의해서 상향압축판이 천공홀의 상부로 이동하면서 팽창성 고무패커를 상향으로 압착시켜 팽창성 고무패커를 팽창시켜 천공홀 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅷ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 공기패커와 팽창성 고무패커에 의해 천공홀의 내부를 밀폐시킨 후, 상기 가압 그라우팅용 이중패커에 설치된 그라우트재 주입관을 통해 그라우트재를 천공홀 내부로 가압 주입하는 단계(Ⅸ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

보강재 삽입관, 상향압축판, 팽창성 고무패커, 하향압축판, 팽창성 공기패커

Description

가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법{The slope reinforced method of construction for which double packer for pressure grouting}

본 발명은 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법에 관한 것으로, 특히 보강재 삽입관에 상향압축판, 팽창성 고무패커, 하향압축판 및 팽창성 공기패커를 조립한 가압 그라우팅 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법에 관한 것이다.

일반적으로 지반을 굴착한 굴착면이나 또는 비탈면을 절개하여 형성된 절개지 등을 보강 및 안정화시키기 위해 소일 네일 공법 또는 앵커공법이 이용되었다.

전자인 소일 네일 공법은 굴착면이나 절개지에 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 다수개의 천공홀을 형성한 후, 상기 천공홀 내에 철근, 강연선 등의 보강재를 삽입한 후, 그라우트재를 주입 및 경화시켜 굴착면이나 절개지를 보강 및 안정화시키는 공법이다.

후자인 앵커공법은 굴착면이나 절개지에 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 다수개의 천공홀을 형성한 후, 상기 천공홀에 강봉, 강연선 등의 보강재를 삽입한 후, 그라우트재를 주입 및 경화시킨 후, 굴착면이나 절개지에 압축력이 도입되도록 천공홀 외부에서 보강재를 긴장 및 고정시켜 굴착면이나 절개지를 보강 및 안정화시키는 공법이다.

그런데 상기한 바와 같은 소일 네일 공법이나 앵커공법은 공히 굴착된 천공홀에 보강재를 삽입한 후 그라우트재를 중력식으로 주입하므로, 천공홀 주변의 지층까지 그라우트재가 폭넓게 확산되지 못할 뿐만 아니라 천공홀 내의 간극과 절리에 그라우트재가 확실하게 충전되지 못하므로, 굴착면이나 절개지 등을 견고히 안정시킬 수 없는 문제점이 있다.

이에, 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 국내 등록실용신안공보 등록번호 제20-0290351호(2002.09.27) 압력식 소일 네일용 패커기가 제안되었다.

상기한 종래의 압력식 소일 네일용 패커기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 굴착면에 천공된 구멍에 삽입되어 그라우트 영역을 밀폐시키기 위한 패커기로서, 네일(1)과; 상기 네일(1)의 길이방향으로 중심부위에 상호 소정의 간격을 두고 끼워지는 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)과; 상기 제1패킹(2)과 제2패킹(3)의 외주면을 감싸면서 설치되어 제1패킹(2) 및 제2패킹(3) 사이의 공간을 밀폐하는 부직포(4)와; 상기 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)을 관통하되 그 일단부가 상기 네일(1)의 일단부에 근접한 위치에 설치되고, 상기 그라우팅 영역에 그라우트재를 주입하기 위한 그라우팅관(5)과; 상기 제1패킹(2) 및 제2패킹(3)을 관통하되 그 일단부가 상기 제2패킹(3)에 근접하게 설치되고, 상기 그라우팅에 따른 그라우팅 영역의 공기 및 이물질을 제거하기 위한 공기 및 이물질 제거관(6)과; 상기 제1패킹(2)을 관통하되 그 일단부가 상기 제1패킹(2)과 제2패킹(3) 사이의 공간에 위치하도록 설치되고, 상기 부직포(4)에 의해 밀폐된 공간에 겔화에 따라 부피가 팽창되는 발포우레탄을 주입하기 위한 발포우레탄 주입관(7)으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 압력식 소일 네일용 패커기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압력식 소일 네일용 패커기가 네일(1)에 장착된 상태로 천공홀(8)에 삽입하고, 제1패킹(2)과 제2패킹(3)과의 사이를 밀폐시킨 부직포(4) 내에 발포우레탄 주입관(7)으로 발포우레탄 약액을 주입 팽창시켜 천공홀(8)을 밀폐시킨 후, 그라우팅관(5)을 통하여 천공홀(8) 내에 그라우트재를 가압 주입할 수 있어서, 네일(1)이 천공홀(8) 내에서 지층과의 결합력이 증대되고, 천공홀(8) 내의 간극 또는 절리까지도 그라우트재가 채워져, 굴착면이나 절개지를 견고히 보강하여 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 압력식 소일 네일용 패커기는 단순히 제1패킹(2)과 제2패킹(3)과의 사이에 밀폐되는 부직포(4) 내에 발포우레탄 주입관(7)으로 발포우레탄 약액을 주입 팽창시켜 천공홀(8)을 밀폐시키도록 구성됨으로써 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 종래의 압력식 소일 네일용 패커기는 천공홀(8) 내에 패커기가 삽입된 상태에서, 발포우레탄 주입관(7)을 통해 주입된 액상의 발포우레탄 약액이 발포 팽창되어 부직포(4)가 천공홀(8) 내벽에 밀착시키기까지 상당한 시간이 소요되므로, 천공홀(8) 내에서 용출되는 지층수를 신속히 지수할 수 없으므로, 작업장이 지층수가 침수되어 작업여건이 크게 불량해지는 원인을 제공할 뿐만 아니라, 작업장에서 지층수를 제거하기 위해 별도로 양수작업을 수행해야 하는 등의 문제가 있다.

둘째, 종래의 압력식 소일 네일용 패커기는 천공홀(8) 내에 패커기가 삽입된 상태에서, 발포우레탄 주입관(7)을 통하여 액상의 발포우레탄 약액을 부

직포(4) 내에 주입하면, 발포우레탄 약액의 팽창력이 부직포(4)의 길이방향과 원주방향으로 분산 작용되기 때문에, 실제로 부직포(4)의 직경이 팽창되는 정도가 미약하여 천공홀(8)의 내벽에 견고하게 밀착되지 못할 뿐만 아니라 천공홀(8) 내에 그라우트재 가압 주입시 압력으로 인하여 패커기가 제 위치에서 이탈하거나, 틈새를 유발시켜 그라우트재가 외부로 유출되는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 비탈면 보강공사 또는 지하굴착 공사에 사용되는 가압식 패커의 재료 및 가압구조를 변경하여 조립 및 분해가 간편하여 작업시간을 단축할 수 있고, 반복사용이 가능하며, 지반의 천공홀 내에 가압 그라우팅 주입압력에 의해 그라우팅 주입침투범위를 확대하여, 보강재의 설치간격 및 길이를 줄여 경제적인 시공이 가능하며, 천공홀내에 그라우트재를 효율적으로 가압 및 주입할 수 있도록 한 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커는 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관 과; 상기 보강재 삽입관의 외주면 일측 단부에 일체로 형성되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판과; 상기 상향압축판으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커와; 상기 팽창성 고무패커로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판과; 상기 하향압축판으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커 또는 팽창성 고무패커로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법은 대상지반을 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀을 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 천공홀에 삽입되는 가압 그라우팅용 이중패커를 조립하는 단계(Ⅱ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커에 공기배출관과 그라우트재 주입관을 설치하는 단계(Ⅲ); 상기 천공홀의 하부에 외주면에 간격재가 부착된 보강재를 조립하는 단계(Ⅳ); 상기 보강재의 상단 외주면에 가압 그라우팅용 이중패커를 설치하는 단계(Ⅴ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 공기패커에 공기압축기로 압축공기를 주입하여 팽창성 공기패커를 팽창시켜 천공홀 상단 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅵ); 상기 천공홀 외측에서 가압 그라우팅용 이중패커의 보강재 삽입관을 인장기로 인장하는 단계(Ⅶ); 상기 보강재 삽입관의 인장에 의해서 상향압축판이 천공홀의 상부로 이동하면서 팽창성 고무패커를 상향으로 압착시켜 팽창성 고 무패커를 팽창시켜 천공홀 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅷ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 공기패커와 팽창성 고무패커에 의해 천공홀의 내부를 밀폐시킨 후, 상기 가압 그라우팅용 이중패커에 설치된 그라우트재 주입관을 통해 그라우트재를 천공홀 내부로 가압 주입하는 단계(Ⅸ)로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 비탈면 보강공사 또는 지하굴착 공사에 사용되는 가압식 패커의 재료 및 가압구조를 변경하여 조립 및 분해가 간편하여 작업시간을 단축할 수 있고, 반복사용이 가능한 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 지반의 천공홀 내에 그라우팅 주입압력에 의해 그라우팅 주입침투범위를 확대하여 지반 내 간극, 균열, 절리의 틈새를 충전하며, 지반상태에 따라 주입압력을 달리하여 그라우트 유효압력을 확대하여, 보강재의 설치간격 및 길이를 줄여 경제적인 시공이 가능한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커가 천공홀에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커는 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관(10)과; 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면 일측 단부에 일체로 형성되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판(20)과; 상기 상향압축판(20)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커(30)와; 상기 팽창성 고무패커(30)로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 삽입되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판(40)과; 상기 하향압축판(40)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커(50) 또는 팽창성 고무패커(50a)로 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커(P)는 보강재 삽입관(10), 상향압축판(20), 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40) 및 팽창성 공기패커(50) 또는 팽창성 고무패커(50a)가 유기적으로 결합되어 이루어진 장치이다.

여기서, 상기 보강재 삽입관(10)은 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 가지며, 그 내주면에 간격재(76)가 부착된 보강재(74)가 삽입되고, 외주면에는 상향압축판(20), 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40) 및 팽창성 공기패커(50)가 순차적으로 조립된 구조이다.

또한, 상기 상향압축판(20)은 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 가지며, 그 내주면에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(22)과, 그라우트재 주입관용 관통공(24)이 형성되며, 보강재 삽입관(10)의 외 주면 일측 단부에 조립됨과 동시에 일체로 형성된 구조이다.

여기서, 상기 보강재 삽입관(10)과 상향압축판(20)은 일체로 형성된다.

이와 같이 보강재 삽입관(10)과 상향압축판(20)을 일체로 형성한 이유는 보강재 삽입관(10)을 지반(G)의 천공홀(H)에 삽입 후, 상기 보강재 삽입관(10)을 인장기(미도시)를 이용하여 외측으로 잡아당기면 보강재 삽입관(10)과 일체로 형성된 상향압축판(20)이 천공홀(H)의 상부쪽으로 딸려가면서 팽창성 고무패커(30)를 압착하고, 상기 상향압축판(20)의 압축력에 의해서 팽창성 고무패커(30)는 압착 및 팽창되어 천공홀(H)의 내주면에 긴밀하게 밀착시키기 위함이다.

그리고 상기 팽창성 고무패커(30)는 전체적으로 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 가지며, 그 내주면에 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(32)과, 그라우트재 주입관용 관통공(34)이 형성되며, 상향압축판(20)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립된다.

이와 같은 팽창성 고무패커(30)는 고무재질로 되어 있으므로 쉽게 상향압축판(20)의 가압에 의해서 부피가 팽창되어 천공홀(H)의 내주면을 긴밀히 밀착시키는 기능을 한다.

또한, 상기 하향압축판(40)은 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 가지며, 그 내주면에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(42)과 그라우트재 주입관용 관통공(44)이 형성되며, 팽창성 고무패커(30)로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립된다.

이와 같은 하향압축판(40)은 보강재 삽입관(10)을 인장기로 인장시 보강재 삽입관(10)과 일체로 형성된 상향압축판(20)의 압착으로 인한 팽창성 고무패커(30) 팽창시 상기 상향압축판(20)의 반대방향에 위치됨으로써 반력벽의 역할을 하기 위함이다.

그리고 상기 팽창성 공기패커(50)는 전체적으로 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 가지며, 그 내주면에 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입관용 관통공(54) 및 공기주입구(56)가 형성되며, 하향압축판(40)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립된다.

이와 같은 팽창성 공기패커(50)는 지반(G)의 천공홀(H)에 삽입 후, 공기 주입용 주입공(56)에 압축공기를 주입하면, 공기압에 의해서 공기패커(50)가 팽창되어, 천공홀(H)의 상단부 내주면간을 긴밀하게 밀착시키는 기능을 한다.

또한, 팽창성 고무패커(50a)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전체적으로 원기둥 형상의 구조체로 이루어지되, 상기 구조체는 상단부가 내측으로 좁아지는 병목부(58)가 형성됨과 동시에 외주면에 숫나사산(60)이 형성된 본체부(62)와; 상기 병목부(58)에 설치되며, 도넛 형상으로 이루어진 팽창부(64)와; 상기 본체부(62)의 숫나사산(60)에 나사 결합되도록 내주면에 암나사산(66)이 형성된 마개(68)로 구성된다.

여기서, 상기 팽창성 고무패커(50a)에는 마개(68)와 본체부(62)를 관통하여 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입관용 관통공(54)이 형성된다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 팽창성 고무패커(50a)는 마개(68)의 회전에 의해서 병목부(58)에 위치된 팽창부(64)가 팽창되어 천공홀(H)의 내주면을 긴밀히 차단한다.

한편, 상기한 바와 같이 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되는 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40), 팽창성 공기패커(50)는 외주면을 따라 좌우이동이 가능하도록 설치된다.

이는 보강재 삽입관(10)의 인장력 및 상향압축판(20)의 압축력과 천공홀(H) 내의 그라우트 주입재 주입압력 등의 제반 여건에 따라 가변적으로 구성부재가 이동하도록 하여 그라우트 주입을 효율적으로 수행하기 위함이다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용하여 비탈면을 보강하는 상태를 도시한 예시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법은 대상지반(G)을 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀(H)을 형성하는 단계(Ⅰ); 상기 천공홀(H)에 삽입되는 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 조립하는 단계(Ⅱ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 공기배출관(70)과 그라우트재 주입관(72)을 설치하는 단계(Ⅲ); 상기 천공홀(H)의 하부에 외주면에 간격재(76)가 부착된 보강재(74)를 조립하는 단계(Ⅳ); 상기 보강재(74)의 상단 외주면에 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 설치하는 단계(Ⅴ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 팽창성 공기패커(50)에 공기압축기로 압축공기를 주입하여 팽창성 공기패커(50)를 팽창시켜 천공홀(H) 상단 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅵ); 상기 천공홀(H) 외측에서 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 보강재 삽입관(10)을 인장기로 인장하는 단계(Ⅶ); 상기 보강재 삽입관(10)의 인장에 의해서 상향압축판(20)이 천공홀(H)의 상부로 이동하면서 팽창성 고무패커(30)를 상향으로 압착시켜 팽창성 고무패커(30)를 팽창시켜 천공홀(H) 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅷ); 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 팽창성 공기패커(50)와 팽창성 고무패커(30)에 의해 천공홀(H)의 내부를 밀폐시킨 후, 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 설치된 그라우트재 주입관(72)을 통해 그라우트재를 천공홀(H) 내부로 가압 주입하는 단계(Ⅸ)로 이루어진다.

여기서, 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)는 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관(10)과; 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면 일측 단부에 조립되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판(20)과; 상기 상향압축판(20)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 삽입되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커(30)와; 상기 팽창성 고무패커(30)로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판(40)과; 상기 하향압축판(40)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커(50) 또는 팽창성 고무패커(50a)로 이루어진다.

상기 상향압축판(20)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(22)과, 그라우트재 주입관용 관통공(24)이 형성되며, 상기 팽창성 고무패커(30)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(32)과, 그라우트재 주입관용 관통공(34)이 형성되며, 상기 하향압축판(40)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(42)과 그라우트재 주입관용 관통공(44)이 형성되며, 상기 팽창성 공기패커(50)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입관용 관통공(54) 및 공기주입구(56)가 형성되며, 상기 보강재 삽입관(10)과 상향압축판(20)은 일체로 형성되며, 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되는 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40), 팽창성 공기패커(50)는 외주면을 따라 좌우이동이 가능하도록 설치된다.

즉, 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법은 천공홀(H)에 설치되는 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 조립한 후, 현장에서 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 공기배출관(70), 그라우트재 주입관(72)을 설치한 후, 상기 천공홀(H)에 보강재(74)가 설치된 상태에서 상기 보강재(74)에 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 설치한 후, 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 공기주입구(56)가 형성된 팽창성 공기패커(50)를 공기압축기에 의해 팽창성 공기패커(50)를 팽창시켜 천공홀(H)내에 견고하게 고정하고, 보강재 삽입관(10)을 천공홀(H) 외측에서 인장기를 이용하여 외측으로 잡아당기면, 상기 보강재 삽입관(10)에 일체로 형성된 상향압축판(20)이 상향으로 이동하면서 팽창성 고무패커(30)를 외측으로 밀 게 되며, 이를 하향압축판(40)이 팽창성 공기패커(50)에 의해 외부로의 이동이 불가능한 상태에서 인장기의 지속적인 보강재 삽입관(10)의 인장으로 인하여 상향압축판(20)이 팽창성 고무패커(30)를 압착하며, 이러한 압축력에 의해서 팽창성 고무패커(30)를 팽창시켜, 천공홀(H) 내부를 완전히 외부와 차단시킨 후, 상기 그라우트재 주입관(72)을 통해 그라우트재를 가압 그라우팅을 한다.

여기서, 상기 상향압축판(20)에 의해서 천공홀(H) 외측으로 작용하는 인장하중은 천공홀(H) 내부로 반력벽 역할을 하는 하향압축판(40)에 의해 팽창성 고무패커(30)는 압축과 동시에 고무재질의 팽창에 의해 천공홀(H)을 다시 한 번 완전하게 천공홀(H)을 외부 대기압으로부터 밀폐시키게 된다.

상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커 및 이를 이용한 비탈면 보강공법은 비탈면 보강공사 또는 지하굴착공사시에 사용되는 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 재료 및 가압방식의 구조를 변경함으로써, 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 반복 사용이 가능하고, 천공홀(H) 내에 그라우팅 주입압에 의해 지반(G)내에 그라우트 주입재를 효율적으로 가압할 수 있는 작용효과가 있다.

도 1은 종래의 압력식 소일 네일용 패커기를 도시한 사시도,

도 2는 종래의 압력식 소일 네일용 패커기가 설치된 상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커가 설치된 상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커를 이용하여 비탈면을 보강하는 상태를 도시한 예시도,

도 6은 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 고무패커 실시예를 도시한 예시도,

도 7은 본 발명에 따른 가압 그라우팅용 이중패커의 팽창성 고무패커 실시예를 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10: 보강재 삽입관 20: 상향압축판

22: 공기배출관 삽입용 관통공 24: 그라우트재 주입관용 관통공

30: 팽창성 고무패커 32: 공기배출관 삽입용 관통공

34: 그라우트재 주입관용 관통공 40: 하향압축판

42: 공기배출관 삽입용 관통공 44: 그라우트재 주입관용 관통공

50: 팽창성 공기패커 50a: 팽창성 고무패커

52: 공기배출관 삽입용 관통공 54: 그라우트재 주입관용 관통공

56: 공기주입구 58: 병목부

60: 숫나사산 62: 본체부

64: 팽창부 66: 암나사산

68: 마개 70: 공기배출관

72: 그라우트재 주입관 73: 공기주입관

74: 보강재 76: 간격재

G: 지반 H: 천공홀

P: 가압 그라우팅용 이중패커

Claims (6)

1. 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관(10)과; 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면 일측 단부에 일체로 형성되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판(20)과; 상기 상향압축판(20)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커(30)와; 상기 팽창성 고무패커(30)로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판(40)과; 상기 하향압축판(40)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커(50) 또는 팽창성 고무패커(50a)로 구성됨을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상향압축판(20)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(22)과, 그라우트재 주입관용 관통공(24)이 형성되며, 상기 팽창성 고무패커(30)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(32)과, 그라우트재 주입관용 관통공(34)이 형성되며, 상기 하향압축판(40)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(42)과 그라우트재 주입관용 관통공(44)이 형성되며, 상기 팽창성 공기패 커(50)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입관용 관통공(54) 및 공기주입구(56)가 형성되며, 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되는 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40), 팽창성 공기패커(50)는 외주면을 따라 좌우이동이 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 팽창성 고무패커(50a)는 전체적으로 원기둥 형상의 구조체로 이루어지되, 상기 구조체는 상단부가 내측으로 좁아지는 병목부(58)가 형성됨과 동시에 외주면에 숫나사산(60)이 형성된 본체부(62)와; 상기 병목부(58)에 설치되며, 도넛 형상으로 이루어진 팽창부(64)와; 상기 본체부(62)의 숫나사산(60)에 나사 결합되도록 내주면에 암나사산(66)이 형성된 마개(68)로 구성되며, 상기 팽창성 고무패커(50a)에는 마개(68)와 본체부(62)를 관통하여 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입관용 관통공(54)이 형성됨을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커.
4. 대상지반(G)을 일정한 직경 및 깊이로 굴착하여 천공홀(H)을 형성하는 단계(Ⅰ);

   상기 천공홀(H)에 삽입되는 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 조립하는 단계(Ⅱ);

   상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 공기배출관(70)과 그라우트재 주입관(72)을 설치하는 단계(Ⅲ);

   상기 천공홀(H)의 하부에 외주면에 간격재(76)가 부착된 보강재(74)를 삽입하는 단계(Ⅳ);

   상기 보강재(74)의 상단 외주면에 가압 그라우팅용 이중패커(P)를 설치하는 단계(Ⅴ);

   상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 팽창성 공기패커(50)에 공기압축기로 압축공기를 주입하여 팽창성 공기패커(50)를 팽창시켜 천공홀(H) 상단 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅵ);

   상기 천공홀(H) 외측에서 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 보강재 삽입관(10)을 인장기로 인장하는 단계(Ⅶ);

   상기 보강재 삽입관(10)의 인장에 의해서 상향압축판(20)이 천공홀(H)의 상부로 이동하면서 팽창성 고무패커(30)를 상향으로 압착시켜 팽창성 고무패커(30)를 팽창시켜 천공홀(H) 내주면을 밀폐시키는 단계(Ⅷ);

   상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)의 팽창성 공기패커(50)와 팽창성 고무패커(30)에 의해 천공홀(H)의 내부를 밀폐시킨 후, 상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)에 설치된 그라우트재 주입관(72)을 통해 그라우트재를 천공홀(H) 내부로 가압 주입하는 단계(Ⅸ)로 이루어짐을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 가압 그라우팅용 이중패커(P)는 전체적으로 중공형상으로 이루어지고, 일정한 직경 및 길이를 갖는 보강재 삽입관(10)과; 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면 일측 단부에 일체로 형성되며, 전체적으로 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 상향압축판(20)과; 상기 상향압축판(20)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 고무패커(30)와; 상기 팽창성 고무패커(30)로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원판형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 하향압축판(40)과; 상기 하향압축판(40)으로부터 일정한 간격을 두고, 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되며, 원기둥 형상으로 이루어지고, 일정한 두께 및 직경을 갖는 팽창성 공기패커(50)로 이루어짐을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 상향압축판(20)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(22)과, 그라우트재 주입관용 관통공(24)이 형성되며, 상기 팽창성 고무패커(30)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(32)과, 그라우트재 주입관용 관통공(34)이 형성되며, 상기 하향압축판(40)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(42)과 그라우트재 주입관용 관통공(44)이 형성되며, 상기 팽창성 공기패커(50)에는 일정한 직경을 갖는 공기배출관 삽입용 관통공(52)과 그라우트재 주입 관용 관통공(54) 및 공기주입구(56)가 형성되며, 상기 보강재 삽입관(10)의 외주면에 조립되는 팽창성 고무패커(30), 하향압축판(40), 팽창성 공기패커(50)는 외주면을 따라 좌우이동이 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 가압 그라우팅용 이중패커를 이용한 비탈면 보강공법.

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