KR20100087852A - A barrier system and remediation method of contaminated soil using ground freezing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반동결을 이용한 오염지반 차폐시스템 및 정화방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 오염지반에 동결파이프를 삽입하고, 오염지반을 동결지반으로 전환시킴으로써 액상인 오염물질을 일정방향으로 유도케 한 후 추출정을 통해 오염물질을 지반으로부터 용이하게 추출할 수 있게 하는 지반동결을 이용한 차폐시스템 및 정화방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pollution ground shielding system and a purification method using ground freezing, and more particularly, by inserting a freezing pipe into the soil and converting the soil into a frozen ground to guide the liquid pollutants in a certain direction. The present invention relates to a shielding system and a purification method using ground freezing, which facilitate extraction of contaminants from the ground through extraction wells.
일반적으로 지반의 정화방법에는 전기복원방법, 토양세척방법, 투수성반응벽방법, 미생물복원방법 등이 있다.In general, ground purification methods include electric restoration methods, soil washing methods, permeable reaction wall methods, and microbial recovery methods.
우선 전기복원방법은 전기분해반응에 의하여 물 및 오염물질을 이동시키는 것으로 지반의 탈수 및 안정화에 적용되어 왔고, 최근 들어 환경분야에서 오염지반의 정화에 적용이 되어왔다. 상기 전기복원방법은 투수성이 낮은 점성토지반에서 전기분해현상, 전기삼투현상, 전기이동현상 등을 이용하여 지반내의 중금속, 무기 물질 등과 같은 오염물질을 음극으로 이동시켜 양수펌프를 이용하여 이를 지상으로 추출하여 제거하는데 이용되지만 상기 방법은 투수성이 높은 사질토 지반에서는 전기삼투현상 등의 발생이 미약하기 때문에 이의 적용에 문제가 있다.First of all, the electro restoration method has been applied to the dehydration and stabilization of the ground by moving water and pollutants by electrolysis reaction, and has recently been applied to the purification of polluted soil in the environment. The electro-restoration method uses contaminants such as heavy metals and inorganic substances in the ground to the cathode by using electrolysis, electroosmotic and electrophoresis in viscous soils with low permeability, and then pump them to the ground using a pump. Although it is used to extract and remove, the method has a problem in its application because the occurrence of electroosmotic phenomenon is weak in sandy soils with high permeability.
또한 토양세척방법은 사질토 지반에서 오염물질의 용해도를 증가시키기 위한 첨가제를 함유한 물 또는 순수한 물을 지반 내 주입하여 반대방향에 형성된 추출정으로부터 오염지하수를 추출하고 지상에서 처리된 지하수를 재순환한다. 그러나 상기 토양세척기법은 투수성이 높은 사질토지반에서 물의 세척력, 화학용액의 탈착력 등을 이용하여 지반내의 유기물질, 지하수내의 수용성 오염물질을 양수펌프를 이용하여 이를 지상으로 추출하여 제거하는데 이용되지만 이 방법의 경우 투수성이 낮은 점성토 지반에서는 물의 이동이 원활하지 못하기 때문에 적용성에 문제가 있고, 별도의 화학용액(물질)을 사용하여야 하므로 화학물질에 의한 제 2의 오염의 문제가 있다. In addition, the soil washing method injects pure water or water containing additives to increase the solubility of pollutants in sandy soil, extracts contaminated groundwater from extraction wells formed in the opposite direction, and recycles groundwater treated on the ground. However, the soil washing technique is used to extract organic substances in the ground and water-soluble contaminants in groundwater by using a pump to remove them from the ground by using water washing power and chemical solution desorption power in sandy soils with high permeability. In this method, there is a problem in applicability because water migration is not smooth in low permeability viscous soil, and there is a problem of secondary contamination by chemicals because a separate chemical solution (material) must be used.
또한 상기 투수성반응벽방법은 투수성의 높은 사질토 및 투수성이 낮은 점성토 지반의 지하수 흐름방향 하부에 투수성반응벽을 설치하여 이를 통하는 오염지하수 내의 오염물질을 제거하여 현장 지중의 원위치에서 정화 처리하는 것이지만 상기 방법은 투수성반응벽의 설치된 지점까지는 오염수를 이동시켜 모아 주는 방법의 병행이 필요하고 투수성반응벽을 지중에 설치하는 굴착작업비용이 큰 문제가 있다.In addition, the permeable reaction wall method is to remove the contaminants in the contaminated groundwater by installing a permeable reaction wall at the bottom of the groundwater flow direction of the high permeability sandy soil and low permeability viscous soil to purify at the site of the site underground However, the method requires a parallel method of moving contaminated water to a point where the permeable reaction wall is installed, and there is a problem in that the excavation work cost of installing the permeable reaction wall in the ground is large.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 다양한 기술이 제시되고 있는 바, 일 예로 도 1에서 보는 바와 같이 한국특허등록 제667465호 "전기세척반응파일기법에 의한 사질토 및 점성토가 혼재된 오염지반의 정화, 복원장치"가 제시되는 바, 상기 기술은 오염지반의 내부에 양극전극봉(10)과 음극전극봉(20)을 소정의 간격으로 설치하고, 상기 음극전극봉(20)측에 오염물질이 흡착 제거하여 정화되도록 하는 반응파일(60)을 설치하며, 상기 양극전극봉(10)과 음극전극봉(20)에 직류로 변환된 전원을 공급해주는 전원공급수단(30)과, 상기 양극전극봉(10)의 내부에 세척수와 화학용액을 공급해주는 세척수공급수단(40)을 지상에 설치하는 것을 특징으로 한다. 그러나 상기 기술의 경우도 토사의 종류에 상관없이 오염지반의 정화에 사용될 수는 있으나, 전기분해반응 외에 별도로 화학용액, 세척수를 투입해 주어야 하는 번거로움이 있고, 정화를 위한 화학용액(물질)에 의해 제 2의 오염을 야기할 수 있는 문제가 있다. Various techniques have been proposed as a way to solve this problem. For example, as shown in FIG. 1, Korean Patent Registration No. 667465 "Purification and restoration of contaminated soil mixed with sandy soil and viscous soil by the electric washing reaction pile technique. Apparatus "is presented, the technique is to install the
한편 지반동결에 의한 공법은 지반 속에 소정간격으로 파이프을 매설하고 여기에 냉매를 흘려보내 지반의 간극수를 동결하여 지반을 고화(동결)시키는 공법이다. 인위적으로 동결된 지반은 소정의 동결온도를 유지하는 기간 동안 낮은 투수계수의 차폐 및 고강도의 흐름제어벽체를 형성할 수 있다. 이러한 지반동결에 의한 공법은 효율적인 차수, 모든 토사에 적용가능, 시공 후 완전제거 가능, 별도의 화학물질을 사용할 필요가 없어 친환경적 등의 장점을 가지고 있다. 이러한 지반동결에 의한 공법은 지하수위가 높거나 고함수비의 해안지역에 굴착 및 기타 건설구조물의 시공 시 차수구조물로 활용이 되고 있으며, 연약한 지반 및 밀도가 느슨한 지반에 대한 동결로 콘크리트강도 이상의 내력벽 또는 동결영역을 형성하여 효율적인 공사수행이 가능하도록 한다. On the other hand, the ground freezing method is a method of embedding a pipe at a predetermined interval in the ground and flowing a refrigerant therein to freeze the ground water of the ground to solidify the ground. Artificially frozen ground can form a low permeability coefficient of shielding and a high strength flow control wall during a period of maintaining a predetermined freezing temperature. This method of ground freezing has the advantages of efficient ordering, applicable to all soils, complete removal after construction, and eco-friendly because there is no need to use separate chemicals. This method of ground freezing is used as the order structure for excavation and construction of other construction structures in coastal areas with high groundwater level or high water content. The freezing zone is formed to enable efficient construction.
따라서 이러한 지반동결에 의한 공법이 폐기물 매립지, 산업단지, 반환미군 기지 등 오염지반에서 정화작업 시 오염물질 흐름제어 등의 차폐를 위한 차수벽으로 사용될 수 있으며, 어떠한 화학적 반응이 첨가되지 않은 친환경적인 공법으로 사용될 수 있으나 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. Therefore, this ground freezing method can be used as a barrier wall for shielding pollutant flow control during the cleanup work in waste landfills, industrial complexes, and US military bases, and it is an environmentally friendly method without any chemical reactions. It can be used, but the research is insufficient.
본 발명은, 토사의 종류에 무관하고, 화학적 반응 없이 친환경적으로 오염지반에서 오염물질의 흐름을 차단하며 오염물질의 제거가 가능한 지반동결을 이용한 오염지반의 차폐시스템 및 정화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a shielding system and a method for purifying polluted ground using ground freezing, which is capable of removing pollutants and removing pollutants in an environmentally friendly environment without chemical reactions, regardless of the type of soil. have.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 지반동결을 이용한 차폐시스템은 오염지반에 삽입되는 복수의 동결파이프로 구성되는 차폐벽과; 상기 동결파이프에 각각 연결되는 냉매주입기와; 상기 차폐벽과 유격된 상태에서 오염지반에 삽입되는 복수의 추출정으로 구성됨을 특징으로 한다.The shielding system using the ground freezing of the present invention as a means for achieving the above object comprises a shielding wall consisting of a plurality of freezing pipes inserted into the soil; A refrigerant injection unit connected to each of the freezing pipes; Characterized in that it consists of a plurality of extraction wells inserted into the soil ground in the state of play with the shield wall.
상기 차폐벽은 다양하게 구성될 수 있는 바, 상기 차폐벽을 상호 대향하도록 한 쌍으로 구성하고, 상기 추출정은 상기 차폐벽 사이에 오염지반에 삽입될 수 있으며, 또한 상기 차폐벽은 원호를 형성하도록 구성될 수 있고, 상기 추출정은 상기 차폐벽의 원호 내부에 오염지반에 삽입되도록 구성될 수 있다.The shielding wall may be configured in various ways. The pair of shielding walls may be configured to face each other, and the extraction well may be inserted into the contaminated ground between the shielding walls, and the shielding wall may form an arc. The extraction well may be configured to be inserted into the contaminated ground inside the arc of the shielding wall.
상기에서 언급한 바와 같이 차폐벽을 원호 형상으로 구성하는 경우 상기 차 폐벽의 상부에는 차폐벽이 감싸는 오염지반을 덮는 커버가 구성될 수 있다.As mentioned above, when the shielding wall is formed in an arc shape, a cover may be formed on an upper portion of the shielding wall to cover the soil on which the shielding wall is wrapped.
상기 동결파이프는 바람직하게는 오염지반의 불투수층지반까지 삽입되도록 구성됨이 타당하다.The freezing pipe is preferably configured to be inserted into the impervious layer ground of the contaminated ground.
한편 본 발명에서는 동결파이프의 다양한 실시 예를 제시하는 바, 일 예가 동결파이프의 길이방향으로 측면에 양방향으로 돌출되는 날개부가 복수개 구성되는 예가 제시되며, 다른 예로서 동결파이프의 길이방향으로 돌출부가 복수개 구성되며, 상기 돌출부는 동결파이프의 상단에서 하단으로 길이가 길어지는 형상으로 구성되는 예가 제시되고, 또 다른 예로서 동결파이프는 직봉형상으로 구성하되, 경사구배를 형성하도록 오염지반에 삽입하고, 그 각도는 추출정과 오염지반의 하단으로 갈수록 유격이 줄어드는 형상으로 경사구배를 형성하도록 하는 예를 제시한다.Meanwhile, in the present invention, various embodiments of the freezing pipe are provided, and an example includes a plurality of wing parts protruding bilaterally in the longitudinal direction of the freezing pipe, and as another example, a plurality of protrusions in the longitudinal direction of the freezing pipe are provided. It is configured, the protrusion is presented an example consisting of a shape extending in length from the top to the bottom of the freezing pipe, as another example, the freezing pipe is configured in a straight rod shape, inserted into the soil to form a slope gradient, the The angle gives an example to form an inclined gradient in a shape in which the clearance decreases toward the bottom of the extraction well and the soil.
한편 본 발명의 지반동결을 이용한 오염지반 정화방법은 오염지반에 동결파이프를 삽입하여 차폐벽을 형성하는 단계와; 상기 동결파이프에 냉매를 주입하여 오염지반을 동결시키는 단계와; 동결된 오염지반에 추출정을 삽입하여 오염물질을 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.On the other hand, the soil ground purification method using the ground freezing of the present invention comprises the steps of forming a shielding wall by inserting a freezing pipe into the soil; Injecting a refrigerant into the freezing pipe to freeze the contaminated ground; And inserting an extraction well into the frozen soil ground to discharge the pollutants to the outside.
본 발명인 지반동결을 이용한 오염지반 차폐시스템 및 정화방법은 오염지반 내에 차폐벽을 구성하여 차폐벽 내의 오염물질의 제거는 물론 오염지반으로 오염물질이 유동(입)을 차단할 수 있는 장점이 있다.Contaminated ground shielding system and purification method using the ground freezing of the present invention has the advantage that can block the flow (mouth) of contaminants into the contaminated ground as well as the removal of contaminants in the shielding wall by configuring the shielding wall in the soil.
또한 본 발명인 지반동결을 이용한 오염지반 차폐시스템 및 정화방법은 화학 물질, 미생물의 별도 첨가 없이 친환경적으로 오염지반에서 오염물질을 제거할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention ground pollution shielding system and purification method using the ground freezing has the advantage that can be removed from the soil contaminated environmentally without the addition of chemicals, microorganisms.
또한 본 발명인 지반동결을 이용한 오염지반 차폐시스템 및 정화방법은 오염지반의 토사의 종류와 무관하게 적용될 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention contaminated ground shielding system and purification method using the ground freezing has the advantage that can be applied regardless of the type of soil soil.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, the term or word used in the present specification and claims is based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to best describe the invention of his or her own. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of
도 2는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템을 나타내는 측단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 작동관계를 나타내는 측단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 일 구성인 차폐벽의 실시 예를 나타내는 평면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 일 구성인 동결파이프의 실시 예를 나타내는 단면도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화방법의 흐름도이다. Figure 2 is a side cross-sectional view showing a soil ground purification system by the ground freezing of the present invention, Figures 3a and 3b is a side cross-sectional view showing the operating relationship of the soil ground purification system by the ground freezing of the present invention, Figures 4a and 4b 5 is a plan view showing an embodiment of a shielding wall that is one component of a soil freezing system by ground freezing, and FIGS. 5A to 5C illustrate an embodiment of a freezing pipe that is one component of the soil freezing system by ground freezing. 6A to 6C are flowcharts of the soil ground purification method by ground freezing according to the present invention.
본 발명의 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템은 도 2에서 보는 바와 같이 As shown in FIG. 2, the soil ground purification system by ground freezing according to the present invention
오염지반(S)에 삽입되는 복수의 동결파이프(110)로 구성되는 차폐벽(100)과 상기 동결파이프(110)에 각각 연결되는 냉매주입기(200)와 상기 차폐벽(100)과 유격된 상태에서 오염지반(S)에 삽입되는 복수의 추출정(300)으로 구성되어 오염지반(S)에서 오염유출원으로부터 오염물질(D)이 물(W) 등으로 유출됨을 방지하기 위한 차폐벽(100)을 형성하도록 하며 이러한 차폐벽(100)의 작용으로 오염지반(S)의 동결지반(FS)으로 변함에 따라 오염물질(D)을 일정방향으로 유도하여 이를 추출정(300)을 통해 외부로 배출하도록 하는 것이다. 이렇게 오염물질(D)을 일정방향으로 유도할 수 있는 것은 오염물질의 어는 점이 지반에 함유된 수분보다 낮기 때문에 오염물질은 지반이 동결 화 되더라도 액상인 상태로 남아 있게 때문에 동결된 지반에 의해 액상인 오염물질이 이동하게 되는 것이다.A
상기 차폐벽(100)은 일정 간격으로 삽입되는 동결파이프(110)에 의해 형성되는 벽을 지칭하는 것으로 상기 동결파이프(110)가 오염지반(S)에 삽입되는 형상에 따라 그 차폐벽(100)의 형상도 다양하게 구성될 수 있으며, 차폐벽(100)의 형상에 따른 실시 예는 이하에서 따로 설명한다.The
상기에서 언급한 바와 같이 복수의 동결파이프(110)의 삽입에 의해 형성되는 차폐벽(100)은 동결파이프(110)로 냉매의 주입에 의해 동결파이프(110) 주변부에 동결지반(FS)이 형성됨에 따라 동결파이프(110) 사이에 동결지반(FS)의 중첩부가 형성되고 이러한 중첩부에 의해 오염물질(D)의 유동이 차단이 되는 것이다. 또한 이러한 동결지반(FS)의 중첩부가 형성됨에 의해 지반에 다짐효과가 발생하는 것이며 이러한 다짐에 의해 차폐벽(100) 주변부 동결지반(FS)에 의해 강성의 벽이 형성되는 것이다. As mentioned above, the
상기 차폐벽(100)을 구성하는 동결파이프(110)는 도 2에서 제시하는 바와 같이 직봉형상으로 내부에 중공을 형성하여 중공으로 냉매가 충진 될 수 있도록 구성되는 것이다. 도 1 및 도 2에서 도시되는 동결파이프(110)는 본 발명의 기본 예를 도시하는 것으로 동결파이프(110)의 형상에 따른 실시 예는 이하에서 따로 설명한다. As shown in FIG. 2, the
상기 동결파이프(110)의 삽입간격은 오염지반의 함수비를 포함한 공학적 특성 등 지반조건을 고려하여 그 간격을 선택적으로 구성할 수 있음은 당연하다.It is obvious that the spacing of the
상기 차폐벽(100)은 도면에 도시된 바는 없으나 오염지반(S)에 복수의 동결파이프(110)를 삽입하여 1단의 차폐벽(100)을 구성할 수 있는 바, 이 경우 1단의 차폐벽(100)이 오염지반(S)에서 형성되어 오염물질의 흐름경로(f)를 차단하며 물(W) 등으로 오염물질(D)이 유입되는 것을 차단하게 되는 것이며, 차폐벽(100)을 형성하는 동결파이프(110) 주변부의 오염지반이 동결지반으로 전환함에 따라 오염물질(D)을 일방향 즉 차폐벽(100)과 멀어지는 방향으로 이동케 하여 오염물질(D)을 추출정(300)을 통해서 외부로 유출될 수 있도록 하는 것이다. 이렇게 1단의 차폐벽(100)을 구성하는 경우에는 오염물질(D)을 일방향으로만 유도할 수 있으므로 오염물질의 외부로 유출보다는 오염물질의 흐름경로(f)를 차단하는데 더욱 기능적이다.Although the
이에 본 발명에서는 차폐벽(100)의 실시 예로서 2단의 차폐벽(100a) 및 오염지반(S)을 완전히 감싸는 구조로 원호형 차폐벽(100b)를 제시한다.Accordingly, the present invention provides an arc-shaped shielding wall 100b with a structure completely covering two shielding walls 100a and a contaminated ground S as an example of the
도 4a에서는 2단의 차폐벽(100a)이 제시되는 바, 2단의 차폐벽(100a)은 상호 대향하는 형상으로 한 쌍을 구성하는 것이다. 이렇게 한 쌍의 차폐벽(100a) 사이에 오염지반(S)이 위치하도록 하여 각각의 차폐벽(100a)에 동결파이프(110)를 통해 냉매를 공급함으로써 동결지반(FS)의 영역이 중심방향으로 진행됨에 따라 오염물질(D)이 중심방향으로 유동케 하는 것으로 오염물질(D)을 양방향에서 유도함에 의해 상기에서 언급한 1단의 차폐벽(100) 보다 오염물질(D)을 용이하게 추출정(300)으로 유출시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 차폐벽(100a)은 2단으로 구성됨에 의해 오염물질의 흐름경로(f)를 2단으로 차단할 수 있게 되는 것이다. In FIG. 4A, the two-stage shielding wall 100a is shown, and the two-stage shielding wall 100a constitutes a pair in a shape opposite to each other. Thus, the soil ground (S) is located between the pair of shielding walls (100a) to supply the refrigerant through the freezing
한편 본 발명에서는 차폐벽(100)의 다른 실시 예로 원호형 차폐벽(100b)을 제시한다. 원호형 차폐벽(100b)은 도 4b에서 보는 바와 같이 동결파이프(110)를 원호를 형성하도록 배열하여 이러한 동결파이프(110)에 의해 형성되는 차폐벽(100b)이 오염지반(S)을 완전히 감싸는 형상으로 구성하는 것이다. 이렇게 구성됨에 의해 각각의 동결파이프(110)를 통해 냉매를 공급함으로써 동결지반(FS)의 영역이 원중심방향으로 진행됨에 따라 오염물질(D)이 원중심 방향으로 유동케 하는 것으로 오염물질(D)을 원중심 방향으로 유도함에 의해 차폐벽(100b) 내부의 오염물질(D)의 제거율이 상기 차폐벽(100a) 보다 더 높게 될 것이다. 이러한 도 4b와 같은 원호형의 차폐벽(100b)은 오염지반(S)이 비교적 넓지 않은 경우에 오염지반(S) 내의 오염물질(D)의 제거율을 높이는데 더욱 효과적일 것이다. 또한 용이하게 추출정(300)으로 유출시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 차폐벽(100b)은 오염물질(D)을 원중심방향으로 유도하기 때문에 추출정(300)의 삽입을 통한 오염물질(D)의 배출시 오염물질(D)의 위치를 감지하기가 용이하여 오염물질(D)의 배출을 위한 추출정(300)의 수 를 적게 할 수 있는 장점이 있다. Meanwhile, the present invention provides an arc-shaped shielding wall 100b as another example of the shielding
한편 상기 차폐벽(100b)의 경우와 같이 오염지반(S)을 감싸도록 구성하는 경우에 상기 차폐벽(100b)의 상부에는 차폐벽(100b)이 감싸는 오염지반(S)을 덮는 커버(120)가 더 구성됨이 바람직하다. 즉 차폐벽(100b) 내부의 오염지반(S)이 동결지반(FS)으로 전환하는 경우 동결지반(FS)을 외부의 대기와 차단하여 적은 량의 냉매로 효율적인 동결이 가능하도록 하는 것이다. 상기 커버(120)는 차폐벽(100b) 내부의 오염지반(S)이 동결지반(FS)으로 전환된 경우에 분리하여 추출정(300)을 삽입하여 오염물질(D)을 유출할 수도 있으나, 도 2에서와 같이 커버(120)를 분리하지 않은 상태에서 추출정(300)을 삽입하여 오염물질(D)을 유출할 수도 있다.On the other hand, in the case of configuring to surround the soil (S) as in the case of the shielding wall (100b), the
또한, 동결파이프(110)의 경우 도 2 등에서 보는 바와 같이 직봉형상으로 구성할 수도 있으나, 도 5a 내지 도 5c에서 보는 바와 같이 동결파이프(110)의 다양한 실시 예를 제시한다.In addition, the freezing
우선 도 5a에서 제시하는 동결파이프(110a)는 길이방향으로 측면에 양방향으로 돌출되는 날개부(111a)가 복수개 구성되는 것이다. 즉 동결파이프(110a)가 배열된 방향과 평행하게 각각의 동결파이프(110a)에서 형성되는 날개부(111a)가 상호 대향하도록 구성되는 것이다. 이러한 동결파이프(110a)의 구성에 의해 동결파이프(110a)의 주변부에 형성되는 동결지반(FS)이 날개부(111a)의 형상에 따라 도면상 측면으로 더욱 확장이 될 것이며 이러한 동결지반(FS)의 확장된 형상에 의해 좀더 촘촘한 동결지반(FS) 중첩영역이 발생함에 따라 차폐벽(100)에 의한 오염물질(D)의 흐름경로(f)를 더욱 견고하게 차단할 수 있게 되는 것이다. 즉 상기 동결파이 프(110a)는 오염물질(D)의 흐름경로(f)를 견고하게 차단하기 위한 구조이다. First, the freezing
한편 다른 실시 예로서 도 5b에서 제시하는 동결파이프(110b)는 길이방향으로 돌출부(111b)가 구성되는 것으로 도 4a 및 도 4b에서 제시하는 2단의 차단벽(100a) 또는 원호형 차단벽(100b)의 경우와 같이 대향하는 동결파이프(110b)로서 대향하는 면에서 각각 돌출 형성되는 돌출부(111b)가 구성되는 경우를 제시하는 것이다. 특히 상기 돌출부(111b)는 동결파이프(110b)의 상단에서 하단으로 길이가 길어지는 형상으로 구성되는 바, 즉 도 5b에서 보는 바와 같이 하단 측의 돌출부(111b-1)의 길이가 상단측의 돌출부(111b-2)보다 크게 구성되는 경우를 나타낸다. 이와 같이 하단 측의 돌출부(111b-1)의 길이가 상단측의 돌출부(111b-2)보다 크게 구성하는 것은 길이가 긴 하단 측의 돌출부(111b-1)에 의해 형성되는 동결지반(FS)이 길이가 짧은 상단측의 돌출부(111b-2)에 의해 형성되는 동결지반(FS) 보다 더욱 넓은 범위에서 지반을 동결시킴으로 결국 사이의 오염물질(D)은 경사구배를 형성하면서 형성되는 동결지반(FS)에 의해 상방향으로 유도되는 것이고 이렇게 오염물질(D)이 상향향으로 유도됨에 의해 배출파이프(300)의 삽입길이가 줄어들어 보다 용이하게 오염물질(D)을 외부로 유출시킬 수 있게 되는 것이다. Meanwhile, as another embodiment, the freezing
한편 또 다른 실시 예로서 도 5c에서 제시하는 동결파이프(110c)의 경우도 도 4a 및 도 4b에서 제시하는 2단의 차단벽(100a) 또는 원호형 차단벽(100b)의 경우와 같이 대향하는 동결파이프(110c)로서 각각 대향하는 동결파이프(110c)가 오염지반(S)의 하단으로 갈수록 유격이 좁아드는 형상으로 구성되는 경우를 제시하는 것이다. 즉 상기 동결파이프(110c)는 도 2 등에서 보는 바와 같이 그 형상은 직봉 형상으로 구성하되, 단지 오염지반(S)의 삽입각도에서 경사구배를 형성하도록 하는 것이다. 이렇게 구성함에 의해 상기 동결파이프(110c)의해 형성되는 동결지반(FS) 또한 경사구배를 형성하면서 도면상 하단 방향으로 동결지반(FS)의 범위가 넓어져 감에 따라 결국 사이의 오염물질(D)은 경사구배를 형성하면서 형성되는 동결지반(FS)에 의해 상방향으로 유도되는 것이고 이렇게 오염물질(D)이 상방향으로 유도됨에 의해 추출정(300)의 삽입길이가 줄어들어 보다 용이하게 오염물질(D)을 외부로 유출시킬 수 있게 되는 것이다. Meanwhile, as another embodiment, the freezing
한편 본 발명의 지반동결을 이용한 오염지반 정화방법은 도 6a 내지 도 6c에서 도시하고 있는 바, 우선 오염지반에 동결파이프를 삽입하여 차폐벽을 형성하는 단계를 갖는다. 이 단계에서는 오염지반에 천공수단을 이용하여 천공을 하고 상기 천공으로 동결파이프(110)를 삽입한다. 동결파이프(110)의 삽입은 시공조건, 지반의 함수비, 강도 등의 공학적 특성을 고려하여 1단의 차폐막, 2단의 차폐막 또는 원호형 차폐막이 구성되도록 천공 및 삽입을 한다. 그리고 동결파이프(110)의 삽입 후 천공과 동결파이프(110) 사이에는 채움재를 충진한다. 또한, 동결파이프(110)의 삽입 시 원호형의 차폐막(100b)으로 구성하는 경우 차폐막(100b)에 의해 감싸지는 오염지반(S)을 덮는 커버(120)를 장착하는 것을 포함한다. On the other hand, the soil ground purification method using the ground freezing of the present invention as shown in Figures 6a to 6c, first has a step of forming a shielding wall by inserting a freezing pipe in the soil. In this step, puncturing is carried out using the puncturing means on the soil, and the freezing
그 다음으로 각각의 동결파이프(110)에 냉매주입기(200)를 연결하여 냉매를 주입하여 오염지반(S)을 동결지반(FS)으로 전환시키는 단계를 갖는다. 이렇게 오염지반(S)을 동결지반(FS)으로 전환시킴에 따라 오염물질(D)은 일방향으로 유도되는 것이다. Next, the
마지막으로 동결지반(FS)으로 전환된 오염지반(S)에 추출정(300)을 삽입하여 일방향으로 유도된 오염물질(D)을 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 이루어진다. Finally, the extraction well 300 is inserted into the contaminated soil S converted to the frozen ground FS, and the contaminants D induced in one direction are discharged to the outside.
도 1은 종래기술을 나타내는 개략도이고,1 is a schematic diagram showing a prior art,
도 2는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템을 나타내는 측단면도이고, Figure 2 is a side cross-sectional view showing a soil ground purification system by the present inventors ground freezing,
도 3a 및 도 3b는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 작동관계를 나타내는 측단면도이고, Figure 3a and Figure 3b is a side cross-sectional view showing the operation relationship of the soil ground purification system by the present inventors ground freezing,
도 4a 및 도 4b는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 일 구성인 차폐벽의 실시 예를 나타내는 평면도이고, 4A and 4B are plan views showing an embodiment of a shielding wall which is one component of the soil ground purification system by the ground freezing of the present invention;
도 5a 내지 도 5c는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화시스템의 일 구성인 동결파이프의 실시 예를 나타내는 단면도이고, 5a to 5c are cross-sectional views showing an embodiment of a freeze pipe which is one component of the soil ground purification system by the ground freezing of the present invention,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명인 지반동결에 의한 오염지반 정화방법의 흐름도이다. 6a to 6c is a flow chart of the soil ground purification method by the present invention ground freezing.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 차폐벽 110 : 동결파이프100: shielding wall 110: freezing pipe
200 : 냉매주입기 300 : 추출정200: refrigerant injector 300: extraction well
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