KR20170097434A - 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법 - Google Patents

역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액상 그라우트를 침투주입하여 대상지반을 개량하고자 하는 저압침투주입 그라우팅 시공방법에 있어서 액상 그라우트의 대상지반내 전체 면적 침투주입이 효율적이고 균질하게 이루어질 수 있도록 하며 필요에 따라 추가로 요구되는 재료의 주입이나, 그라우트의 순차적 변경주입이 요구되는 경우에 있어서도 주입계통내에서 그라우트가 역류하여 응결되거나 폐색되는 일이 없이 지속적으로 주입계통이 그 기능을 유지될 수 있도록 하며 그라우트가 대상지반 내에 복합침투주입되는 경로가 특정범위로 집중하거나 맥상유출되는 것을 방지하여 그라우트의 지반내 침투주입이 대상지반 주입 심도범위 전체에 균질하게 분산침투주입되도록 하는 액상 그라우트 저압침투주입기구(A)와 이를 이용한 그라우팅 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액상 그라우트 저압침투주입기구(A)는, 대상지반의 층상구조와 특성에 따라 지반에 침투주입시켜야 할 그라우트의 종류별로 준비되는 단일 재료 또는 복수 재료의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에는 그라우트 유출구(21)와 그라우트 역류방지막 결속부(23)와 그라우트 역류방지막(22)이 다수 개소에 균등한 간격으로 구비되며; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)을 수평 병렬 결속한 결합체는 대상지반 주입위치별 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 길이와 일치하는 그라우트 투과막(30) 내부에 하단부터 삽입되어 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 결합되며; 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체에 결속된 그라우트 투과막(30)은 대상지반 주입 심도범위의 층상구조별 경계면의 심도와 일치하는 위치에서 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 다단구획분할되어 굴착공벽에 근입되며,
굴착공벽(10)에 근입된 주입기구(A)는 대상지반 주입위치별 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 길이와 일치하는 범위에 그라우트 투과막(30)이 위치하며; 그라우트 투과막(30)은 대상지반 층상구조별 각기 경계면 심도위치에서 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 다단 구획 분할되며; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)을 통하여 압송되는 그라우트는 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합되며; 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합된 그라우트 혼합물은 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 구비된 그라우트 역류방지막(22)에 의하여 역류나 그라우트 공급계통 폐색이 방지되며; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)을 통하여 압송되고 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합되는 그라우트 혼합물은 그라우트 투과막(30) 내부 공간을 팽창시키며 그라우트 투과막(30)을 각기 구역별 굴착공벽(10)에 밀착시키며, 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간을 팽창시킨 압력은 대상지반 주입위치별 다단구획분할된 구역별 전체범위에서 서로 상대적인 차이가 없이 균등하며; 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합되는 그라우트 혼합물은 대상지반 주입위치별 다단구획분할된 구역별 전체범위에서 균등한 압력으로 대상지반 내에 복합침투주입되는 것을 특징으로 한다.

Description

역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법{Grout injection method according to the permeable membrane and back flow prevention infusion tube}
본 발명은 액상 그라우트 주입장치 및 이를 이용한 저압 침투주입 그라우팅 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상지반의 다양한 층상구조상태와 층상구조별 특성에 따라 각기 재료특성을 발휘하는 다양한 그라우트를 개별 또는 복합적으로 대상지반에 침투주입시키는 과정과 방법에 있어 기존의 방법에서 발생할 수 있는 그라우트 침투범위의 효과적 제어가 불확실한 문제, 다양한 그라우트의 복합침투주입에 있어 그라우트 균질 혼합에 대한 신뢰성 부족의 문제, 국소적 한정범위의 단계별 분할주입에서 발생할 수 있는 시공품질관리상의 문제, 복합침투주입시 지반 내 침투주입되는 그라우트의 균질한 분산주입에 대한 신뢰도 부족의 문제 등에 대한 개선방안 및 대안으로서의 그라우트 주입장치 및 이를 이용한 다단 동시 가압 저압 침투주입 그라우팅의 시공방법에 관한 것이다.
그라우트를 대상지반에 저압침투주입시키는 방법은 롯드주입방법, 팩커(packer)주입방법, 다공관주입방법, 선단주입장치적용 다중관주입방법 등으로 대별할 수 있다.
롯드주입방법은 주로 단독적 또는 팩커(packer)주입방법과 병용하여 대상지반 심도범위를 소구역으로 구획분할하고 구역별로 팩커를 정치시킨 롯드를 통하여 그라우트를 지반 내에 침투주입시키는 방법으로 암반그라우팅 등 다양한 용도와 목적에 적용되고 있으나, 그라우트 침투주입범위가 효과적으로 제어되지 않는 문제와 굴착공벽과 롯드 간의 공간으로 그라우트가 역방향 유출되는 문제와 와류상 또는 붕락성 토층에서는 주입관의 함몰이나 폐색이 발생할 수 있는 문제 등의 부적합 발생 요인이 있다.
팩커(packer)주입방법은 대상지반의 그라우트 주입 심도범위를 팩커에 의해 한정하여 주입시키는 방법으로, 굴착공벽에 팩커를 직접 작용시키는 것에 따라 팩커가 손상되는 문제와 그라우트 침투주입범위가 효과적으로 제어되지 못하는 문제와, 지반에 침투주입된 그라우트가 팩커의 정치지점을 우회하여 굴착공벽의 공간 내로 역방향 유출되는 문제와, 와류상 또는 붕락성 토층에서는 팩커의 손상이나 함몰이 발생하는 문제 등 부적합 발생 요인으로 인하여 롯드주입방법이나 다공관주입방법과 병용하여 주로 적용되고 있다.
다공관주입방법은 팩커(packer)주입방법과 병용하거나 또는 단독적으로 그라우트 저압침투주입에 적용되며 그라우트 유출구가 다수 개소에 장치된 다공주입관을 통하여 대상지반의 전체 심도범위에 그라우트를 가압하여 침투주입시키는 간편하고 효율적인 주입방법으로 가장 일반적으로 통용되고 있으나, 대상지반의 토층별 주입량 관리가 불편한 문제와, 단계별 1회 주입으로 한정되는 문제와, 굴착공벽과 다공주입관 간의 공간에 대한 실링(sealing) 효과의 문제와, 기능성 그라우트의 복합침투주입에 있어 그라우트의 단일통로 공급에 의한 다공관 내부 폐색 발생의 문제 등 부적합 발생 요인이 있다.
선단주입장치적용 다중관주입방법은 공사의 목적과 대상지반 층상구조상태에 따라 필요한 다양한 그라우트를 각기 공급관을 통해 압송하고 선단주입장치에서 혼합하여 대상지반 심도범위 토층에 단계별로 분할하여 침투주입시키는 방법으로, 각기 그라우트를 대상지반 내에 복합침투주입시키는 것과 반복주입으로 목적하는 지반처리가 효율적으로 달성되는 효과가 있으나 주입관리 시스템이 복잡한 관리에 의해 운용되는 문제와, 이에 따른 소요공사비 증가의 문제와, 선단주입장치에서 다양한 그라우트의 복합침투주입을 위한 혼합과정에서 균질한 혼합기능의 저하와 폐색이 발생할 수 있는 문제 등 부적합 발생 요인이 있다.
다양한 층상구조상태를 가지는 지반을 대상으로 하는 저압 침투주입 그라우팅 시공방법에서 목적하는 지반보강 및 개량효과를 안정적으로 확보하기 위하여 필요한 해결과제는 다음과 같다.
첫째; 지반을 처리하는 목적과 대상지반의 층상구조상태에 따라 필요한 각기 기능을 가지는 다양한 기능성 그라우트를 대상지반 내에 복합침투주입하는 것과 필요에 따라 그라우트의 변경주입을 반복하여 시행하는 것이 필요한 경우에 있어서 각기 기능성 그라우트의 혼합물이 대상지반 내에 침투주입되기 전 불균질한 혼합상태이거나 그라우트가 압송 혼합되는 과정에서 선행반응으로 인한 그라우트의 지반 내 침투주입 통로의 폐색과 기능저하 등으로 주입실패와 부적합한 시공결과가 초래되는 등의 문제가 발생하지 않도록 하기 위하여, 이러한 각기 기능성 그라우트는 각기 압송계통별 그라우트의 고유 재료특성을 상시 유지할 수 있는 상태가 되도록 하여야 하며 각기 기능성 그라우트가 혼합되는 위치에서는 주입작업 진행의 지체나 중지 등이 발생하는 경우에도 반응물이 그라우트 공급통로로 역류하거나 각기 그라우트가 혼합되는 공간을 축소하여 기능저하시키거나 그라우트가 지반 내로 침투주입되는 통로를 폐색하는 등의 부적합 요인이 발생하지 않도록 하여 각기 기능성 그라우트의 혼합물이 상시 안정적으로 균질하게 혼합된 상태로 대상지반 내에 복합침투주입될 수 있도록 하는 방안의 수립이 요구된다.
둘째; 저압 침투주입 그라우팅 시공방법에 의하여 다양한 층상구조상태를 가지는 대상지반을 처리하는 것에 있어서 대상지반의 층상구조별로 주입량과 주입압력이 균등하여야 하며 주입대상지반 전체심도범위에 그라우트가 균질분산침투주입될 수 있도록 관리하는 것이 필요하나, 층상구조별로 팩커를 작동시키거나 급결성과 완결성 그라우트의 침투주입을 반복하며 상향식 단계별 분할주입(up­stage grouting)을 하는 방법에서는 대상지반 층상구조에 따른 다단구획분할 구역별 지반이 그라우트 침투주입을 수용하는 특성에 따라 동일한 주입압에 의한 단계별 분할주입을 시행하는 조건에서도 층상구조별 그라우트 침투주입량은 서로 상대적 차이가 발생하게 되며, 이러한 단계별 분할주입도 일반적으로 1회에 한하여 실시할 수 있으며, 하향식 단계별 분할주입(down­stage grouting)이나 재주입 또는 반복 재주입을 시행하는 것에 실질적 제한이 따르며, 이러한 상향식 단계별 분할주입에서도 그라우트의 지반 내 침투주입이 다단구획분할 구역별로 한정된 범위에만 침투주입된다고 확신할 수 있는 신뢰도가 부족하므로 층상구조별 대상지반 전체에 그라우트를 균질침투주입시켜 지반을 처리하기 위하여는 층상구조별 서로 상대적 그라우트 침투주입 수용조건이 상이한 조건에서도 대상지반 전체 주입 심도범위에 작용하는 주입량과 주입압력이 비교적 균등하고 균질분산침투주입될 수 있도록 관리될 수 있어야 하며 주입시공결과와 필요에 따라 반복주입이나 재주입하는 것이 가능하도록 하는 방안의 수립이 요구된다.
셋째; 그라우트를 저압으로 대상지반에 침투시키는 것에 있어 그라우트가 대상지반과 직접 접촉하여 침투주입되는 면적은 가급적 넓게 분포되고 단위시간당 단위면적당 지반 내로의 침투주입량은 가급적 소량의 그라우트가 점진적으로 지반 내 간극수압을 배제하며 저압으로 침투주입되는 것이 유리한 것으로, 롯드주입방법이나 팩커주입방법이나 선단주입장치적용 다공관주입방법이나 모두 대상지반 층상구조별로 구획분할된 구역별 굴착공벽에서 그라우트가 직접 지반에 접촉하며 침투주입되는 것은 가능하나 그라우트가 다단구획분할된 구역별 굴착공벽을 통한 침투면적 중 특정부분으로 집중하는 맥상 침투주입통로를 통해 지반 내로 유입되는 현상이 일반적으로 발생하여 굴착공벽의 전체 면적에서 균질분산침투주입이 실시될 수 없는 문제가 있으며, 다공관주입방법이나 선단주입장치적용 다공관주입방법에 있어 급결성 그라우트에 의해 굴착공벽과 그라우트 유출구 사이의 공간을 충전시키고 완결성 그라우트에 의한 침투주입을 시행하는 방법에 있어서도 지반에 침투주입되는 그라우트가 굴착공벽과 그라우트 유출구 사이의 급결성 충진물에 의해 지반 내로의 침투경로가 단일 또는 소수의 특정 경로로 제한되는 것이 일반적으로 나타나는 상황이므로, 저압 침투주입 그라우팅 시공방법에서 대상지반 주입 심도범위 전체에 그라우트가 균질침투주입되도록 하기 위하여는 그라우트가 대상지반과 직접 접촉하여 침투주입되는 면적은 가급적 넓고 균등하게 분포되도록 하며 단위시간당 단위면적당 대상지반으로의 침투주입량은 가급적 소량으로 점진적으로 간극수압을 배제하며 저압으로 침투주입되도록 하여 그라우트가 소수의 특정경로로 집중되며 지반 내로 맥상 유입되어 주입 심도범위 이외의 범위로 유출되는 것을 방지할 수 있는 방안의 수립이 요구된다.
본 발명에 따른 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법에서 상기한 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.
본 발명에 따른 주입기구(A)는 그라우트 역류방지막(22)이 장치된 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 각기 기능성 그라우트별로 구비되어 병렬로 결합하여 조합되며, 이러한 각기 기능성 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)의 조합체에는 대상지반 주입 심도범위 전체 길이와 동일한 길이의 그라우트 투과막(30)이 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 결합하는 구조로 구성된다.
주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 조합체에 결합 장착된 그라우트 투과막(30)은, 상기 주입기구(A)를 지중에 근입시키기 위한 천공작업 과정에서 확인된 대상지반 층상구조상태와 심도에 따라 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 다단구획분할되며, 천공작업에 의해 조성된 굴착공 내부로 근입되면 대상지반의 층상구조상태별 경계면에 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 동일심도에 위치하도록 대상지반의 지중에 정치된다.
대상지반을 처리하는 목적과 대상지반의 층상구조상태에 따라 필요한 각기 기능을 가지는 다양한 그라우트를 대상지반 내에 복합침투주입하는 것과 그라우트의 변경 전환주입을 반복하여 시행하는 것에 있어, 각기 기능성 그라우트가 공급되는 계통과 혼합위치에서는 선행하여 공급된 그라우트와 후속 공급되는 그라우트의 반응특성의 차이로 인하여 혼합물의 품질이 균질성을 확보하지 못하는 문제와 각기 기능성 그라우트가 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)으로 역류할 수 있는 문제와 주입의 일시중지나 대기시간 중에 그라우트 공급 및 지반 내 침투주입 경로상에서 그라우트 구성재료 간의 반응에 의하여 폐색되는 문제 등의 부적합 요소가 발생하지 않도록 하기 위한 본 발명에 따른 주입기구(A)의 기능은 다음과 같다.
주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)을 통하여 압송되는 각기 기능성 그라우트는 그라우트 유출구(21)를 통하여 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 층상구조 경계별로 구획분할된 각기 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입되며, 층상구조 경계별로 구획분할된 각기 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입된 그라우트는 층상구조 경계별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간 전체에서 혼합되며, 층상구조 경계별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간 전체에서 혼합된 그라우트의 혼합물은 그라우트 역류방지막(22)에 의해 주입의 일시중지, 대기시간 중에도 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부공간으로 역류하거나 폐색을 발생시키지 않는다.
층상구조별 대상지반 전체에 그라우트를 균질침투주입시켜 지반을 처리하는 것에 있어 층상구조별로 주입량과 주입압력이 균등하며 그라우트주입 대상지반 전체심도범위에 균질침투주입될 수 있도록 하며, 주입시공결과와 필요에 따라 반복주입이나 재주입하는 것이 가능하도록 하는 방안으로 본 발명에 따른 주입기구(A)의 기능은 다음과 같다.
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에는 균등한 간격으로 그라우트 유출구(21)가 구비되어 있어 층상구조별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입되는 그라우트의 유입량은 다단구획분할 구역별 그라우트 침투주입대상지반 심도범위와 비례하여 유입되며, 이 과정에서 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 주입대상 전체 심도범위로 동시에 그라우트를 유입시키고 각기 층상구조별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간에 충전되는 그라우트의 압력은 다단구획분할된 층상구조별 서로 상대적인 차이가 없이 동일하게 된다.
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)을 통하여 압송되고 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합되는 그라우트 혼합물은 그라우트 투과막(30) 내부 공간을 팽창시키며 그라우트 투과막(30)을 각기 구역별 굴착공벽(10)에 밀착시키며, 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간을 팽창시킨 압력은 대상지반 주입위치별 다단구획분할된 구역별 전체범위에서 서로 상대적인 차이가 없이 균등하며, 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부 공간에서 혼합되는 그라우트 혼합물은 대상지반 주입위치별 다단구획분할된 구역별 전체범위에서 균등한 압력으로 대상지반 내에 복합침투주입된다.
그라우트의 가압공급으로 각기 층상구조별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간에 동일한 압력으로 충전된 그라우트는 침투주입 대상지반에 밀착되는 상태의 그라우트 투과막(30)를 통과하며 대상지반 내에 침투주입되므로 그라우트의 지반 내 침투주입이 특정경로로 집중하는 것이 방지된다.
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 균등한 간격으로 구비된 그라우트 유출구(21)를 통하여 각기 층상구조별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 충전된 그라우트는 그라우트 역류방지막(22)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부로의 역류가 방지되므로 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부는 각기 기능성 그라우트 고유 물질특성을 유지한 순수상태 그라우트 공급계통이 유지되므로 필요한 경우 반복주입이나 재주입이 가능한 상태가 유지된다.
그라우트를 저압으로 대상지반에 침투시키는 것에 있어 그라우트가 대상지반과 직접 접촉하여 침투주입되는 면적이 가급적 넓고 균질하게 분포되도록 하며 단위시간당 단위면적당 지반 내로의 침투주입량은 가급적 소량으로 점진적으로 간극수압을 배제하며 저압으로 침투주입되도록 하기 위한 방안으로 본 발명에 따른 주입기구(A)의 기능은 다음과 같다.
그라우트의 가압공급으로 각기 층상구조별 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간에 동일한 압력으로 충전된 그라우트는 침투주입 대상지반에 밀착되는 상태의 그라우트 투과막(30)를 통하여 대상지반 전체 면적에 분산침투주입되므로 단위시간당, 단위면적당 그라우트의 지반 내 침투주입량이 소량의 점진적 침투주입으로 이루어지며, 그라우트의 지반 내 침투주입이 특정경로로 집중하는 것이 방지되며, 대상지반 층상구조별 다단구획분할된 전체 면적에 그라우트의 침투주입압력을 균등하게 지속시킬 수 있게 된다.
또한, 상기의 본 발명에 따른 주입기구(A)에 의하여 대상지반의 층상구조상태에 따라 필요한 각기 기능을 가지는 다양한 그라우트의 복합침투주입과 전환주입과 재주입이 용이하게 반복하여 실시될 수 있는 기능과, 층상구조경계별로 구획분할된 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합된 각기 기능성 그라우트의 혼합물이 그라우트 투과막(30)를 통하여 대상지반 전체 범위에 균등한 압력으로 균질하게 분산침투주입되는 기능은 다수의 주입공을 대상으로 병렬 주입계통 연결하여 동시에 주입을 하여도 대상지반 전체에 동일하게 작용하므로, 병렬 주입계통별 주입압과 주입량의 관리로 다수의 주입공에 대한 다중점 다단구획분할 균등압 병렬 동시주입을 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법은 복합침투주입에 있어 각기 기능성 그라우트의 공급이 별도의 계통으로 개별적으로 대상지반 내에 압송되며, 각기 기능성그라우트 공급계통은 역류방지막에 의해 다른 종류의 그라우트의 역류 유입과 혼합이 방지되며, 각기 공급계통으로 압송된 그라우트는 대상지반 전체 주입 심도범위를 층상구조별 다단구획분할한 구역별 그라우트 투과막 내부공간에서 혼합되며, 각기 기능성 그라우트가 유입되어 팽창하는 그라우트 투과막 내부공간은 그라우트 투과막을 다단구획분할한 구역별 굴착공벽에 밀착시키며, 각기 기능성 그라우트의 혼합물은 그라우트 투과막을 통과하여 대상지반 전체 주입 심도범위에 균등한 압력으로 침투주입이 일어나며, 이때 각기 기능성 그라우트 혼합물이 그라우트 투과막을 통과하며 대상지반 내에 침투주입되는 압력은 다단구획분할한 구역별 전체 침투면적에서 동일한 주입압으로 실시되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 주입기구(A)를 적용한 본 발명에 따른 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법은 주입대상지반 층상구조별 다단구획분할 동시 정압주입으로 실시되므로 대상지반 주입 심도범위 전체에 그라우트가 균등한 압력으로 균질한 분산침투주입이 되도록 하는 효과가 있으며, 그라우트의 지반 내 침투주입 접촉범위의 확대와 단위면적당 소량 점진적 침투주입관리가 용이한 효과가 있으며, 대상지반에 밀착되는 상태의 그라우트 투과막(30)를 통한 대상지반 전체 면적 균질분포 침투주입으로 그라우트 침투경로가 특정경로로 집중되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 각기 기능성 그라우트 공급관 내부는 각기 기능성 그라우트 고유 물질특성을 유지한 순수상태 그라우트 공급계통이 유지되므로 반복주입이나 재주입이 상시 가능한 효과가 있다.
또한, 상기의 기능과 효과는 다양한 층상구조를 가지는 주입대상지반에서 주입기구(A)의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)의 조합형태에 따라 그라우트의 침투주입효과를 효율적으로 증진시킬 수 있는 방안이 되며, 다중점 다단구획분할 균등압 병렬 동시주입을 하는 경우 있어서도 다수의 주입공별 각기 다단구획분할된 층상구조별 대상지반의 전체 면적에 그라우트의 침투주입압력을 균등하게 지속시킬 수 있으므로 시공품질관리의 간소화와 시공효율의 획기적 개선효과와 소요공사비의 절감효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주입기구(A) 모식도
도 2는 본 발명에 따른 주입기구(A)에서 1액 1공정 주입기구 적용에 의한 그라우트의 지반 내 침투주입 과정을 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 주입기구(A)에서 2액 2공정 주입기구 적용에 의해 그라우트의 지반 내 침투주입 과정을 나타내는 모식도
도 4는 그라우트 역류방지막(22)에 의한 그라우트 투과막(30) 내부공간으로의 그라우트 유입과 역방향 유출 차단을 나타내는 모식도
도 5는 본 발명에 따른 주입기구(A)를 이용하여 주입대상지반 층상구조별 다단구획분할 구역별 2액 2공정 전단면 동시주입과 3액 3공정 전단면 동시주입이 실시되는 예와 각기 주입재료별 그라우트의 배합생산, 압송계통을 통하여 다중점 다단구획분할 병렬 동시주입이 실시되는 예를 나타내는 모식도
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 역류방지막이 장착된 주입관과 투과막에 의한 그라우트주입공법은,
(1) 대상지반의 주입위치별 주입 심도범위의 하단까지 주입기구(A)를 지중에 삽입시킬 수 있는 규격의 천공용 강관(9)을 천공작업에 의하여 지중에 설치하는 단계;
(2) 대상지반의 층상구조와 특성에 따라 지반에 침투주입시켜야 할 그라우트의 종류별로 준비되며 대상지반 위치별 지표면에서 천공작업에 의해 조성된 굴착공벽(10)내의 하단까지 도달하는 여유길이를 가지는 각기 단일 재료 또는 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에는 대상지반 주입위치별 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 범위에서 층상구조별로 다단구획분할된 구역별 지반에 복합침투주입시키고자 하는 주입재료별 해당 유무에 따라 당해 구역별 심도범위에 일치하도록 균등한 간격으로 다수 개소에 구비되는 그라우트 유출구(21)와; 다수 개의 그라우트 유출구(21) 위치별 직상부에서 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과 고정 결합되는 그라우트 역류방지막(22)과; 그라우트 유출구(21)와 그라우트 역류방지막(22)이 구비된 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 수평으로 병렬 결속된 결합체와; 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 심도범위와 같은 길이를 가지며 지름은 굴착공벽(10)의 지름보다 일정 이상 큰 규격으로 제작되는 그라우트 투과막(30)과; 상기의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체가 그라우트 투과막(30) 내부에 하단부터 삽입되고, 대상지반 주입 심도범위의 길이와 일치되도록 하단부와 상단부에서 결합시키는 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32); 에 의해 구성되는 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구(A)를 준비하는 단계;
(3) 천공작업 과정에서 확인된 주입위치별 층상구조상태와 심도에 따라 그라우트 침투주입범위를 구획분할하기 위하여 상기한 구조의 주입기구(A)에서 주입위치별 층상구조의 각기 경계면 심도에 일치하는 위치에 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)를 구비하는 단계;
(4) 상기의 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 재결합되어 구비된 주입기구(A)를 천공용 강관(9) 내부로 하단부터 삽입하고, 천공용 강관(9)을 인발하여 대상지반 층상구조별 경계면의 심도에 각기 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 위치하도록 대상지반의 지중에 주입기구(A)를 정치시키는 단계;
(5) 주입위치별 굴착공벽(10) 내에 정치된 주입기구(A)의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 각기 해당 그라우트 압송관을 주입계통별로 연결하는 단계;
(6) 주입계통별 그라우트 주입압력 계측기(pg, pg-A, pg-B)와 주입계통별 그라우트 통과량 계측기(fg, fg-A, fg-B)를 장치하고 계측값 기록장치(M)에 연결하는 단계;
(7) 주입재료별 각기 기능성 그라우트를 배합생산하여 압송하며, 압송되는 그라우트는 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부를 통과하고 그라우트 유출구(21)을 통하여 층상구조 경계별 다단구획분할되어 있는 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 그라우트는 그라우트 역류방지막(22)에 의해 그라우트의 압송여부에 관계없이 각기 또는 다른 종류의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)으로 역류하는 것이 차단되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 지속하여 압입되는 그라우트는 그라우트 투과막(30)을 점진적으로 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착시키는 단계;
(8) 주입재료별 그라우트의 지속적 가압공급에 의해 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 주입재료별 그라우트는 층상구조별 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합된 그라우트 혼합물은 굴착공벽(10)에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)를 경계면으로 다단구획분할된 구역별 굴착공벽(10)의 전체 면적을 통해 지반 내로 균질하게 분산되어 복합침투주입되는 단계;의 순서로 이루어진다.
대상지반의 주입위치별 주입 심도범위의 하단까지 주입기구(A)를 지중에 삽입시킬 수 있는 규격의 천공용 강관(9)을 천공작업에 의하여 지중에 설치하는 단계;에서, 상기의 주입기구(A)는 직천공에 의하여 대상지반의 지중에 근입시킬 수 없으므로 중공의 천공용 강관(9)으로 대상지반의 주입위치별 지표면에서 주입 심도범위의 하단까지의 전 심도를 천공하고 주입기구(A)를 근입시킨 후 천공용 강관(9)을 인발하여 제거하는 방식을 적용한다.
주입기구(A)를 준비하는 단계;에서, 주입기구(A)는 다음과 같은 구조로 조립하여 준비된다.
주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 대상지반 위치별 지표면에서 천공작업에 의해 조성된 굴착공벽(10)의 하단까지 도달하는 길이에 지표면 상에서 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 각기 해당 액상 그라우트 압송관을 주입계통별로 연결하여야 하는 여유길이를 포함한 길이로 한다.
상기의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 대상지반의 층상구조와 특성과 주입목적에 따라 다수 재료의 그라우트를 복합침투주입하는 것이 필요한 경우 지반에 침투주입시켜야 할 그라우트의 종류별로 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 준비된다.
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 대상지반 하단부터 상단까지의 범위에서 층상구조별로 다단구획분할되는 구역별 지반에 복합침투주입시키고자 하는 그라우트의 종류별 해당 유무에 따라 당해 구역별 심도범위에 일치하도록 균등한 간격으로 다수 개소에 그라우트 유출구(21)가 구비된다.
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)별 다수 개소에 구비된 각기 그라우트 유출구(21)에는 그라우트 역류방지막(22)이 그라우트 유출구(21) 직상부에서 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 결합되는 구조로 구비된다.
그라우트 유출구(21)와 그라우트 역류방지막(22)이 대상지반의 해당 심도범위에 소정 간격으로 균등하게 구비되는 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 대상지반에 복합침투주입시키고자 하는 주입재료의 종류만큼 숫자의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 병렬로 결속되어 하나의 결합체를 구성한다.
상기의 그라우트 역류방지막(22)이 장치된 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 주입하여야 할 주입재료의 종류별로 각기 구비되어 조합되며, 이러한 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)의 조합체는 대상지반 주입위치별 주입심도 전체범위에 하나의 그라우트 투과막(30)이 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 결합되는 구조로 구성된다.
그라우트 투과막(30)은 그라우트 주입대상지반 하단부터 상단까지의 심도범위와 일치하는 길이의 원통형으로 제작하여 현장에 반입되며, 그라우트 투과막(30)은 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 구비된 다수 개의 그라우트 유출구(21)를 통하여 유입되는 그라우트에 의해 팽창하여 굴착공벽(10)에 상시 밀착되도록 하기 위하여 굴착공벽(10)의 직경보다 소정 이상 큰 규격으로 제작한다.
상기의 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체는 그라우트 투과막(30) 내부로 하단부터 삽입되고, 대상지반 주입대상 심도범위의 길이와 일치되도록 하단부와 상단부에서 결합시키는 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구(A)가 준비된다.
천공작업 과정에서 확인된 주입위치별 층상구조상태와 심도에 따라 그라우트 침투주입범위를 구획분할하기 위하여 상기한 구조의 주입기구(A)에서 주입위치별 층상구조의 각기 경계면 심도에 일치하는 위치에 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)를 구비하는 단계;에서,
그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체가 대상지반 주입위치별 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 길이에 일치하도록 그라우트 투과막(30)이 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 결합된 상태로 구성된 주입기구(A)는 천공작업에 의해 지중에 근입된 천공용 강관(9) 내부로 삽입되기 전 천공작업시 파악된 대상지반 층상구조별 경계면의 심도 위치에 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)를 구비하여 대상지반의 층상구조별 심도범위에 일치되도록 다단구획분할한다.
상기의 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 재결합되어 구비된 주입기구(A)를 천공용 강관(9) 내부로 하단부터 삽입하고, 천공용 강관(9)을 인발하여 대상지반 층상구조별 경계면의 심도에 각기 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 위치하도록 대상지반의 지중에 주입기구(A)를 정치시키는 단계;에서,
층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의하여 다단구획분할된 주입기구(A)는 대상지반 주입위치별 천공작업에 의해 지중에 관입되어 있는 천공용 강관(9) 내부로 하단부터 삽입되며, 주입기구(A)의 하단이 대상지반 주입 심도범위 하단에 정치되면 천공용 강관(9)을 인발하여 대상지반의 주입위치별 천공작업에 의한 주입기구(A)의 지중 근입이 완료된다.
천공용 강관(9)이 대상지반 주입위치별 지반에서 제거되면 지중에 근입되어 있는 주입기구(A)에서 그라우트 투과막(30)이 구비되는 심도범위는 대상지반의 그라우트주입 전체 심도범위와 일치하며, 또한 대상지반 층상구조별 경계면의 심도 위치에 일치하도록 구비된 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 다단구획분할된 상태의 구역별 그라우트 투과막(30)은 대상지반 층상구조별 각기 심도범위에 일치하게 된다.
주입위치별 굴착공벽(10) 내에 정치된 주입기구(A)의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 각기 해당 그라우트 압송관을 주입계통별로 연결하는 단계;에서,
대상지반에 대한 그라우트 주입계통은 대상지반의 층상구조별 지반특성과 그라우트 주입목적에 적합하도록 배합생산하는 각기 주입재료별 그라우트 배합생산플랜트(GP, GP-A, GP-B)와 주입재료별 그라우트 압송펌프(P, P-A, P-B)와 그라우트 압송관로(G, G-A, G-B)가 각기 별도의 계통으로 조합되어 도 5에 도시된 바와 같이 구성된다.
주입계통별 그라우트 주입압력 계측기(pg, pg-A, pg-B)와 주입계통별 그라우트 통과량 계측기(fg, fg-A, fg-B)를 장치하고 계측값 기록장치(M)에 연결하는 단계;에서,
주입계통별 그라우트 주입압력 계측기(pg, pg-A, pg-B)는 각기 주입재료별 그라우트 압송펌프(P, P-A, P-B)의 그라우트 유출구 측에 장치되며, 주입계통별 그라우트 통과량 계측기(fg, fg-A, fg-B)는 각기 주입재료별 그라우트 공급관로(G, G-A, G-B) 상의 적정위치에 장치된다.
그라우트 주입압은 그라우트가 지반 내로 침투주입되는 과정에서 저항 반력이 표시되는 것으로 본 발명에 따른 주입기구(A)를 적용한 액상그라우트의 침투주입을 다중점 다단구획분할 병렬 동시주입으로 시행하는 경우에서도 주입위치별 다단구획분할 구역별 모든 위치에서 지반 내로 그라우트를 침투주입시키는 압력은 동등하게 되는 구조이므로, 주입계통별 그라우트 주입압력 계측기(pg, pg-A, pg-B)는 각기 주입재료별 그라우트 압송펌프(P, P-A, P-B)의 그라우트 유출구 측 1개소에 장치되는 것으로 계측조건이 성립된다.
주입계통별 그라우트 통과량에 대한 계측은 주입위치별 지반 내로 침투주입되는 그라우트의 주입량을 실측하는 것으로 단일의 주입위치를 대상으로 하거나 다중의 주입위치에 대한 동시주입을 실시하거나, 모든 주입계통의 주입재료별 그라우트 공급관로(G, G-A, G-B)에 장치하여 계측한다.
상기의 주입계통별 그라우트 주입압력 계측값과 주입계통별 그라우트 통과량 계측값은 다중체널 계측값 기록장치(M)으로 전송되어 모니터에 표시되어 실시간 시공현황이 관리되며 계측값은 자동적산 기록된다.
주입재료별 각기 기능성 그라우트를 배합생산하여 압송하며, 압송되는 그라우트는 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부를 통과하고 그라우트 유출구(21)을 통하여 층상구조 경계별 다단구획분할되어 있는 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 그라우트는 그라우트 역류방지막(22)에 의해 그라우트의 압송여부에 관계없이 각기 또는 다른 종류의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)으로 역류하는 것이 차단되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 지속하여 압입되는 그라우트는 그라우트 투과막(30)을 점진적으로 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착시키는 단계;에서,
각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과 그라우트 유출구(21)을 통하여 층상구조 경계별 다단구획분할되어 있는 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압송된 각기 기능성 그라우트는 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합되며 일부가 그라우트 투과막을 통과하여 굴착공벽(10) 내부공간으로 유실되어도 점차 그라우트 투과막(30) 내부공간의 부피를 증가시키며 그라우트 투과막(30)을 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착시키게 된다.
그라우트 주입압은 그라우트가 지반 내로 침투주입되는 과정에서 지반 내 간극수압을 배제하며 토립자의 공극 속으로 그라우트가 침투주입되는 저항이 발생하는 단계에서 상승하기 시작하는 것으로 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 그라우트가 유입되어 그라우트 투과막(30)을 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착시키는 과정까지는 저항이 발생하지 않으므로, 다단구획분할된 구역별 전체 면적에서 그라우트 투과막(30) 내부공간이 충전되고 그라우트 투과막(30)이 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착될 때까지 그라우트의 지반 내 침투주입은 거의 시작되지 않는다.
이러한 그라우트 투과막(30)의 팽창과 굴착공벽(10)에의 밀착은 동시에 다수 개소의 주입위치를 대상으로 하는 다중점 다단구획분할 병렬 동시주입을 시행하는 경우에서도 동일하게 작용한다.
주입재료별 그라우트의 지속적 가압공급에 의해 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 주입재료별 그라우트는 층상구조별 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합된 그라우트 혼합물은 굴착공벽(10)에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)를 경계면으로 다단구획분할된 구역별 굴착공벽(10)의 전체 면적을 통해 지반 내로 균질하게 분산되어 복합침투주입되는 단계;에서,
층상구조별 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 주입재료별 그라우트의 지속적인 가압공급에 의해 그라우트 투과막(30)이 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착되는 상태가 되면 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 주입재료별 그라우트의 혼합물은 가압된 상태에서 굴착공벽(10)에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)을 통하여 주입대상지반으로 침투주입된다.
주입대상지반에 그라우트가 침투주입되는 것에 있어 대상지반 지중에 가압공급한 그라우트가 소정의 공간을 확보하고 그 공간과 접촉하고 있는 대상지반과의 경계면을 통해 지반 내로 직접 침투주입되는 경우에서는 그라우트의 지반 내 침투경로가 그 경계면상에 균질하게 분포하여 침투주입되는 것보다는 불특정한 다수 침투경로를 형성하여 맥상으로 집중침투주입될 가능성이 크나, 대상지반 주입 심도범위 전체 경계면에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)을 통과하여 그라우트가 지반내로 침투주입되는 경우는 그라우트의 지반내 침투경로가 불특정한 다수의 침투경로를 형성하여 맥상으로 집중침투주입되는 것을 가급적 억제하고 침투주입대상 심도범위 전체 면적에서 균등한 침투주입압력을 작용시키는 것과 균질한 분산침투주입이 이루어지도록 하는 것에 유리한 조건이 된다.
9; 천공용 강관
10; 굴착공벽
20, 20-A, 20-B; 주입재료별 그라우트 공급관
21; 그라우트 유출구
22; 그라우트 역류방지막
23; 그라우트 역류방지막 결속부
30; 그라우트 투과막
31; 그라우트 투과막 상단 결속부
32; 그라우트 투과막 하단 폐색부
33; 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부
(a); 그라우트 공급관으로의 그라우트 압송
(b); 그라우트 유출구로부터 그라우트 투과막 내부공간으로의 그라우트 유입
(c); 층상구조 경계별 그라우트 투과막 내부공간 그라우트 충전
(d); 그라우트의 지반내 침투
G, G-A, G-B; 주입재료별 그라우트 공급관로
GP, GP-A, GP-B; 주입재료별 그라우트 배합생산플랜트
P, P-A, P-B; 주입재료별 그라우트 압송펌프
pg, pg-A, pg-B; 주입계통별 그라우트 주입압력 계측기
fg, fg-A, fg-B; 주입계통별 그라우트 통과량 계측기
M; 계측값 기록장치

Claims (4)

  1. 단일 재료 그라우트를 대상지반의 지중에 침투주입시키고자 하는 주입기구(A)를 구성함에 있어서,
    대상지반 주입위치별 지표면에서 천공작업에 의해 주입 심도범위의 하단까지 조성된 굴착공벽(10) 내에 근입되는 길이의 그라우트 공급관(20)이 구비되며;
    그라우트 공급관(20)은 주입위치별 대상지반을 층상구조별로 다단구획분할한 구역별 그라우트의 침투주입대상구역 여부에 따라 해당 심도범위에 균등간격으로 다수 개소의 그라우트 유출구(21)를 분포시켜 구비하며;
    그라우트 공급관(20)의 그라우트 유출구(21)가 구비되는 각기 위치에는 불투수성 섬유막체에 의한 그라우트 역류방지막(22)이 구비되고, 각기 그라우트 유출구(21) 직상부는 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 그라우트 공급관(20)과 그라우트 역류방지막(22)이 고정 결합되며;
    다수 개소의 그라우트 유출구(21)가 구비되고 각기 그라우트 유출구(21) 위치마다 그라우트 역류방지막(22)이 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 고정 결합된 그라우트 공급관(20)은 대상지반 주입위치별 주입 심도범위의 하단부터 상단까지의 길이와 같으며 확장되는 지름은 굴착공벽(10)의 지름보다 소정 이상 큰 규격으로 제작된 그라우트 투과막(30)내에 삽입되며;
    그라우트 투과막(30)의 상부와 하부는 각기 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 고정 결합되며;
    상기된 그라우트 투과막(30)와 그라우트 공급관(20)의 결합체는 다시 대상지반의 층상구조경계별 심도위치마다 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 침투주입범위가 구획분할되어 재고정 결합된 상태로 굴착공벽(10) 내부로 하단부터 근입되며;
    주입위치별 굴착공벽(10) 내에 근입된 주입기구(A)의 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30)과 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 정치되는 심도위치는 각기 대상지반 층상구조별 심도범위와 그 경계면의 심도위치와 일치하게 되는 것을 특징으로 하는 단일 재료 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구

  2. 복수 종류의 주입재료가 지중에서 혼합되어 이루어지는 그라우트를 대상지반의 지중에 복합침투주입시키고자 하는 주입기구(A)를 구성함에 있어서,
    대상지반 주입위치별 지표면에서 천공작업에 의해 주입 심도범위의 하단까지 조성된 굴착공벽(10)내에 근입되는 길이를 가지는 복수 개의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 구비되며;
    복수 개의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 주입위치별 대상지반을 층상구조별 다단구획분할한 구역별 그라우트의 침투주입대상구역 여부에 따라 해당 심도범위에 균등간격으로 다수 개소의 그라우트 유출구(21)를 분포시켜 구비하며;
    복수 개의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)마다 그라우트 유출구(21)가 구비되는 각기 위치에는 불투수성 섬유막체에 의한 그라우트 역류방지막(22)이 구비되고, 각기 그라우트 유출구(21) 직상부는 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과 그라우트 역류방지막(22)이 고정 결합되며;
    다수 개소의 그라우트 유출구(21)가 구비되고 각기 그라우트 유출구(21) 위치마다 그라우트 역류방지막(22)이 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 고정 결합된 복수 개의 공급계통별 그라우트 공급관(20-A, 20-B, 등)은 수평 병렬로 결속되어 하나의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체가 되며;
    주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체는 대상지반 주입위치별 주입 심도범위의 하단부터 상단까지의 길이와 같으며 확장되는 지름은 굴착공벽(10)의 지름보다 소정 이상 큰 규격으로 제작되는 하나의 그라우트 투과막(30)내에 삽입되며;
    그라우트 투과막(30)의 상부와 하부는 각기 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체에 고정 결합되며;
    상기된 그라우트 투과막(30)와 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체는 다시 대상지반의 층상구조경계별 심도위치마다 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)에 의해 침투주입범위가 구획분할되어 재고정 결합된 상태로 굴착공벽(10) 내부로 하단부터 근입되며;
    주입위치별 굴착공벽(10) 내에 근입된 주입기구(A)의 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30)과 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 정치되는 심도위치는 각기 대상지반 층상구조별 심도범위와 그 경계면의 심도위치와 일치하게 되는 것을 특징으로 하는 복수 재료 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구

  3. 청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 한 항에 기재된 그라우트 유출구(21)와 그라우트 역류방지막(22)와 그라우트 투과막(30)에 있어서,
    그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B,)의 내부공간을 통하여 압송되고 그라우트 유출구(21)를 통과하여 그라우트 투과막(30) 내부 공간으로 유입되는 액상 그라우트는 그라우트 투과막(30)를 팽창시켜 굴착공벽(10)에 밀착시키며, 액상 그라우트의 지속적 가압 공급에 의해 굴착공벽(10)에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)의 전체 면적에서 동일한 압력으로 액상 그라우트가 대상지반의 지중으로 침투주입되도록 하는 것을 특징으로 하는 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구

  4. 청구항 1 내지 청구항 2에 기재된 주입기구(A)를 이용하여 행하는 액상그라우트 저압 침투주입 그라우팅 시공방법에 있어서,
    (1) 대상지반의 주입위치별 주입 심도범위의 하단까지 주입기구(A)를 지중에 삽입시킬 수 있는 규격의 천공용 강관(9)을 천공작업에 의하여 지중에 설치하는 단계;
    (2) 대상지반의 층상구조와 특성에 따라 지반에 침투주입시켜야 할 그라우트의 종류별로 준비되며 대상지반 위치별 지표면에서 천공작업에 의해 조성된 굴착공벽(10)내의 하단까지 도달하는 여유길이를 가지는 각기 단일 재료 또는 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과; 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)은 대상지반 주입위치별 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 범위에서 층상구조별로 다단구획분할된 구역별 지반에 복합침투주입시키고자 하는 주입재료별 해당 유무에 따라 당해 구역별 심도범위에 일치하도록 균등한 간격으로 다수 개소에 구비되는 그라우트 유출구(21)와; 다수 개의 그라우트 유출구(21) 위치별 직상부에서 그라우트 역류방지막 결속부(23)에 의해 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)과 고정 결합되는 그라우트 역류방지막(22)과; 그라우트 유출구(21)와 그라우트 역류방지막(22)이 구비된 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)이 수평 병렬 결속된 결합체와; 주입 심도범위 하단부터 상단까지의 심도범위와 같은 길이를 가지며 지름은 굴착공벽(10)의 지름보다 일정 이상 큰 규격으로 제작되는 그라우트 투과막(30)과; 상기의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 결합체가 그라우트 투과막(30) 내부에 하단부터 삽입되고, 대상지반 주입 심도범위의 길이와 일치되도록 하단부와 상단부에서 결합시키는 그라우트 투과막 상단 결속부(31)와 그라우트 투과막 하단 폐색부(32);에 의해 구성되는 액상 그라우트 저압침투주입을 위한 주입기구(A)를 준비하는 단계;
    (3) 천공작업 과정에서 확인된 주입위치별 층상구조상태와 심도에 따라 그라우트 침투주입범위를 구획분할하기 위하여 상기한 구조의 주입기구(A)에서 주입위치별 층상구조의 각기 경계면 심도에 일치하는 위치에 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)를 구비하는 단계;
    (4) 상기의 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 재결합되어 구비된 주입기구(A)를 천공용 강관(9) 내부로 하단부터 삽입하고, 천공용 강관(9)을 인발하여 대상지반 층상구조별 경계면의 심도에 각기 층상구조 경계별 그라우트 투과막 결속부(33)가 위치하도록 대상지반의 지중에 정치시키는 단계;
    (5) 주입위치별 굴착공벽(10) 내에 정치된 주입기구(A)의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)에 각기 해당 그라우트 압송관을 주입계통별로 연결하는 단계;
    (6) 주입계통별 그라우트 주입압력 계측기(pg, pg-A, pg-B)와 주입계통별 그라우트 통과량 계측기(fg, fg-A, fg-B)를 장치하고 계측값 기록장치(M)에 연결하는 단계;
    (7) 주입재료별 각기 기능성 그라우트를 배합생산하여 압송하며, 압송되는 그라우트는 각기 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B) 내부를 통과하고 그라우트 유출구(21)을 통하여 층상구조 경계별 다단구획분할되어 있는 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 유입되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 그라우트는 그라우트 역류방지막(22)에 의해 그라우트의 압송여부에 관계없이 각기 또는 다른 종류의 주입재료별 그라우트 공급관(20, 20-A, 20-B)으로 역류하는 것이 차단되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 지속하여 압입되는 그라우트는 그라우트 투과막(30)을 점진적으로 팽창하여 굴착공벽(10)에 밀착시키는 단계;
    (8) 주입재료별 그라우트의 지속적 가압공급에 의해 그라우트 투과막(30) 내부공간으로 압입되는 주입재료별 그라우트는 층상구조별 다단구획분할된 구역별 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합되며, 그라우트 투과막(30) 내부공간에서 혼합된 그라우트 혼합물은 굴착공벽(10)에 밀착된 상태의 그라우트 투과막(30)를 경계면으로 다단구획분할된 구역별 굴착공벽(10)의 전체 면적에서 지반 내로 균질하게 분산되어 복합침투주입되는 단계;의 순서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액상그라우트 저압침투주입 시공방법
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