KR20180076847A - 그라우팅재를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치 - Google Patents

그라우팅재를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 지하수가 흐르거나 물이 있는 지반에서 흙막이 작업을 하기 이전에 차수용 그라우팅 작업을 하거나 지반 개량용 그라우팅 작업을 할 때 기존 그라우팅이 완료된 부분이 파손되지 않도록 분사노즐부에서 그라우팅재 혼합하여 중저압으로 그라우팅재를 분사하도록 하므로써 그라우팅재의 소비량을 절약할 수 있고, 지반환경에 따라 그라우팅재 혼합비율을 신속하게 변경하여 제공할 수 있는 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치는 천공기 헤드부의 구동축과 결합되며 상기 천공기의 혼합액공급부와 에코멘트공급부에서 공급되는 연결관과 연통되도록 내부에 혼합액 주입구와 에코멘트 주입구가 이중관 형태로 형성된 로드부와 상기 로드부의 외주면에는 고압수관과 연통되는 물분사구와 상기 로드부의 선단에는 지반에 천공을 형성시키는 비트와 상기 로드부와 비트 사이에 연결결합되어 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 천공에 주입분사하는 분사노즐부로 이룬 중저압 혼합 주입노즐장치로서, 상기 분사노즐부는 상, 하단에 로드부와 비트에 연결결합되도록 나사부가 구비되며 외주 상부에는 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 분사하는 분사공가 형성되고 내부 하부 중심부에는 외주에 단턱부가 형성되며 바닥부 외주에는 배출공이 형성된 중공파이프와 상기 중공파이프의 바닥부 중심부에 탄성스프링이 안착되도록 설치된 지지부재와 상기 지지부재가 중심부에 관동하여 탄성스프링부에 안착결합되어 상, 하로 이동하여 상기 배출공을 개폐하는 조절캡이 설치되어 이루어진 구조이다.

Description

그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치{Grouting materials and injection nozzle equipment spraying thereof in low and midium pressure}
본 발명은 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 지하수가 흐르거나 물이 있는 지반에서 흙막이 작업을 하기 이전에 차수용 그라우팅 작업을 하거나 지반 개량용 그라우팅 작업을 할 때 기존 그라우팅이 완료된 부분이 파손되지 않도록 분사노즐부에서 그라우팅재 혼합하여 중저압으로 그라우팅재를 분사하도록 하므로써 그라우팅재의 소비량을 절약할 수 있고, 지반환경에 따라 그라우팅재 혼합비율을 신속하게 변경하여 제공할 수 있는 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치에 관한 것이다.
일반적으로 그라우팅 공법은 주입펌프 등을 이용하여 토사 또는 암반의 틈새 등에 약액을 주입하는 공법으로서, 하천 제방이나 지하철 공사시 연약 지반의 지내력 보강과 누수차단, 터널 시공을 위해 암반을 굴착하면서 터널 암반에 형성된 균열부 및 동공부 보강, 방파제나 방조제의 침하 방지 등의 목적으로 활용되는 것이다.
이러한 그라우팅 공법은 그라우팅재를 지반에 분사시켜, 지반의 고결로 대상지반의 지내력을 증강 시키고, 투수 계수를 감소시켜 차수성을 향상시키는 효과가 있어 지반의 보강 및 차수, 기초파일 형성, 연약지반 개량, 구조물 보강, 터널보강 및 차수용 등 다양한 용도로 널리 이용되고 있다.
이와 같은 기술과 관련되어 종래의 특허등록 제109388호에 시멘트 그라우팅에 의한 지반 개량 강화장치는 도 1에 도시된 바와 같이 시멘트통로(14), 에어통로(15), 절삭수통로(16)가 3중으로 형성된 3중관의 천공로드(10)의 하측 단부에는 굴착비트(11)가 형성되고, 천공로드(10)의 하단부에는 시멘트통로(14)와 연결된 시멘트 분사노즐(13)이 형성되고, 천공로드(10)의 하부 측면에는 에어통로(15)와 연결되는 에어 분사노즐(17)이 형성되며, 그 상부에는 에어통로(15)와 절삭수통로(16)가 함께 연결된 에어 및 절삭수 분사노즐(12)이 형성된 천공로드에 있어서, 상기 시멘트 분사노즐(13)을 천공로드(10)의 하단으로부터 소정 상부로 이격되는 둘레에 수평방향으로 상기 에어 분사노즐(17)과 동일한 수평방향으로 형성하되, 상기 시멘트 분사노즐(13) 및 에어 분사노즐(17)을 통해 시멘트 및 에어가 동일선상으로 분출되게 구성되어 이루어진다.
상기와 같이 그라우팅 공법은 그라우팅재를 고압을 지속적으로 주입시 지반이 융기되거나 필요 이상으로 그라우팅재를 소비하므로써 공사비용이 증대하며, 기존 그라우팅이 완료된 부분까지 손상을 줄 수 있는 문제점이 있다.
또한, 지반환경에 따라 신속하게 그라우팅재의 비율을 조절할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허 등록 제109388호.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 지하수가 흐르거나 물이 있는 지반에서 흙막이 작업을 하기 이전에 차수용 그라우팅 작업을 하거나 지반 개량용 그라우팅 작업을 할 때 분사노즐부에서 그라우팅재 혼합하여 중저압으로 그라우팅재를 분사하도록 하여 기존 그라우팅이 완료된 부분을 파손하지 않고, 그라우팅재의 소비량을 절약할 수 있으며, 지반환경에 따라 그라우팅재 비율을 신속하게 변경하여 제공할 수 있는 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합노즐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 천공기 헤드부의 구동축과 결합되며 상기 천공기의 혼합액공급부와 에코멘트공급부에서 공급되는 연결관과 연통되도록 내부에 혼합액 주입구와 에코멘트 주입구가 이중관 형태로 형성된 로드부와 상기 로드부의 외주면에는 고압수관과 연통되는 물분사구와 상기 로드부의 선단에는 지반에 천공을 형성시키는 비트와 상기 로드부와 비트 사이에 연결결합되어 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 천공에 주입분사하는 분사노즐부로 이룬 중저압 혼합 주입노즐장치로서, 상기 분사노즐부는 상, 하단에 로드부와 비트에 연결결합되도록 나사부가 구비되며 외주 상부에는 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 분사하는 분사공가 형성되고 내부 하부 중심부에는 외주에 단턱부가 형성되며 바닥부 외주에는 배출공이 형성된 중공파이프와 상기 중공파이프의 바닥부 중심부에 탄성스프링이 안착되도록 설치된 지지부재와 상기 지지부재가 중심부에 관동하여 탄성스프링부에 안착결합되어 상, 하로 이동하여 상기 배출공을 개폐하는 조절캡이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 분사노즐부의 분사공은 둘 이상으로 서로 마주보는 면에 서로 상이한 위치에 형성하되 그 간격이 70mm로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사노즐부의 닥턱부에 안착함과 혼합액과 에코멘트를 혼합할 수 있도록 반구형으로 형성되며 중심부에는 상기 지지부재가 관통될 수 있도록 관통공이 형성되고 상기 반구형 내부에는 충격을 완충할 수 있는 우레탄 패킹부재가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부재의 상단에는 혼합액과 에코멘트를 유도하여 중공파이프의 바닥부에 형성되는 배출공 및 조절캡의 내부로 유도할 수 있도록 탄성력이 지닌 유도판재가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지부재에는 상기 로드부의 혼합액 주입구와 에코멘트 주입구로 통해 주입되는 압력에 의해 회동하는 혼합팬부재가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
다른 목적으로 달성하기 위한 본 발명은 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과 상기 혼합액(A) 45 내지 50중량 %와 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 45중량 %로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 그라우팅재에 의해 달성된다.
또한, 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과 상기 혼합액(A) 40 내지 43중량 % 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 55중량 % 조강제 2 내지 5중량 % 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이 본 발명의 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치는 분사노즐부에서 그라우팅재 혼합하여 중저압으로 그라우팅재를 분사하도록 하여 기존 그라우팅이 완료된 부분을 파손하지 않고, 지반이 융기되는 것을 방지함과 그라우팅재의 소비량을 절약할 수 있으며, 지반환경에 따라 그라우팅재 비율을 신속하게 변경하여 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 시멘트 그라우팅에 의한 지반 개량 강화장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치를 나타낸 절개사시도.
도 4a, 4b는 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치를 나타낸 실시예.
도 5a는 본 발명의 분사노즐부를 나타낸 다른 실시예.
도 5b는 도 5a에 대한 실시예.
도 6은 본 발명의 조절캡를 나타낸 다른 실시예.
도 7a, 7b는 본 발명의 지지부재를 나타낸 다른 실시예.
도 8은 본 발명의 지지부재를 나타내 다른 실시예.
도 9a, 9b, 9c는 그라우팅재 및 이를 분사하는 중저압 혼합 주입노즐장치를 나타낸 사용실시예.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치(1)는 천공기 헤드부의 구동축과 결합되며 상기 천공기의 혼합액공급부(110)와 에코멘트공급부(120)에서 공급되는 연결관과 연통되도록 내부에 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)가 이중관 형태로 형성된 로드부(10)와 상기 로드부(10)의 외주면에는 고압수관과 연통되는 물분사구(20)와; 상기 로드부(10)의 선단에는 지반에 천공을 형성시키는 비트(30)와 상기 로드부(10)와 비트(30) 사이에 연결결합되어 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 천공에 주입분사하는 분사노즐부(40)로 이룬 중저압 혼합 주입노즐장치(1)로서, 상기 분사노즐부(40)는 상, 하단에 로드부(10)와 비트(30)에 연결결합되도록 나사부(42-2,42-3)가 구비되며 외주 상부에는 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 분사하는 분사공(42-5)이 형성되고 내부 하부 중심부에는 외주에 단턱부(42-4)가 형성되며 바닥부(42-6) 외주에는 배출공(42-8)이 형성된 중공파이프(42)와 상기 중공파이프(42)의 바닥부(42-6) 중심부에 탄성스프링(45-2)이 안착되도록 설치된 지지부재(45)와 상기 지지부재(45)가 중심부에 관통하여 탄성스프링부(45-2)에 안착결합되어 상, 하로 이동하여 상기 배출공(42-8)을 개폐하는 조절캡(46)이 설치되어 이루어진 구조이다.
이와 같이 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치(1)는 토목공사시 연약지반 및 불량지반을 보강할 경우 선단에 비트(30)장치가 설치된 로드부(10)가 천공기 헤드부의 구동축과 결합되어 회전에 의해 천공홀을 형성한 후 천공홀에 그라우팅을 하기 위해 상기 천공기의 혼합액공급부(110)와 에코멘트공급부(120)로 공급되는 연결관과 연통되는 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)를 통해 상기 분사노즐부(40)의 내부에 공급시 상기 분사노즐부(40)의 내부에서 혼합액과 에코멘트는 혼합되어 그래우팅재로 변형되어 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)을 통해 주입분사되어 천공홀의 이면이 그라우팅 되어 연약지반 및 불량지반을 보강할 수 있는 것이다.
이때 상기 분사노즐부(40)는 약 10㎜씩 회전 상승되어 분사토록 하는 것이 바람직하며, 에코멘트는 일반 시멘트가 아닌 친환경 시멘트로써 오버히팅하는 경우에도 폐기물이 아닌 일반토와 같이 반충할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이 상기 천공기의 혼합액공급부(110)와 에코멘트공급부(120)로 공급되는 혼합액과 에코멘트는 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)에 각각 주입되어 상기 분사노즐부(40)의 내부에 공급되어 혼합되는데 이때 도 4a에 도시된 바와 같이 로드부(10)의 주입구(12,14) 통해 주입되는 혼합액과 에코멘트의 초기 압력은 중저압(4-8kg/㎠)보다 낮은 압력으로 공급되기 때문에 상기 분사노즐부(40)의 배출공(42-8)으로 통해 배출되며 상기 로드부(10)의 주입구(12,14) 통해 주입되는 혼합액과 에코멘트가 일정한 중저압(4~8kg/㎠)으로 공급되며 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐부(40)의 내부에 설치된 조절캡(46)에 중저압(4~8kg/㎠)으로 공급되는 혼합액과 에코멘트에 의해 가압되어 상기 분사노즐부(40)의 배출공(42-8)을 밀폐하므로써 상기 분사노즐부(40)의 내부에 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)에 의해 천공홀에 주입분사된다.
이와 같이 중저압으로 공급되는 혼합액과 에코멘트가 상기 분사노즐부(40)의 내부에 설치되는 조절캡(46)에 의해 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 그라우재팅재를 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)으로 통해 분사하기 때문에 지반환경에 따라 혼합액과 에코멘트를 혼합비율을 신속하게 변경하여 공급할 수 있고, 중저압으로 회전식 분사방식으로 주입분사할 수 있어 기존 그라우팅이 완료된 부분을 파손시키지 않으며, 천공홀의 이면에 정확하게 그라우팅할 수 있고, 기존 그라우팅 공법보다는 차수율이 매우 증대되는 효과가 있다.
상기와 같이 상기 분사노즐부(40)의 내부에 혼합액과 에코멘트가 혼합된 그라우팅재가 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)으로 통해 천공홀의 이면에 주입분사하는데 이때 상기 분사노즐부(40)는 회전하여 분사되도록 하며 약 10㎜씩 간격으로 회전상승토록 한다.
이와 같이 천공홀 이면에 그라우팅재를 분사하는 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)은 외주에 다수의 분사공(42-5)이 형성될 수 있으나 보다 안정적이며, 그라우팅재의 분사량을 절약할 수 있도록 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)은 둘 이상으로 서로 마주보는 면에 서로 상이한 위치에 형성하되 그 간격이 70mm로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 5b에 도시된 바와 같이 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)이 서로 대응되는 위치에 분사할 수 있으나 보다 천공홀 이면에 그라우팅재를 넓게 도포함과 그라우재를 절약할 수 있도록 분사노즐부(40)의 하부 분사공(42-5)과 대응되는 상부 분사공(42-5)의 간격이 70㎜로 이격되어 주입분사하기 때문에 그라우팅재의 소비를 절약과 천공홀의 이면을 안정적으로 도포할 수 있어 차수율이 증대할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같이 상기 분사노즐부(40)의 내부에 공급되는 혼합액과 에코멘트가 압력에 따라 상기 분사노즐부(40)의 배출공(42-8)을 개폐함과 혼합액과 에코멘트를 혼합시키는 조절캡(46)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐부(40)의 닥턱부(42-4)에 안착함과 혼합액과 에코멘트를 혼합할 수 있도록 반구형(46-2)으로 형성되며 중심부에는 상기 지지부재(45)가 관통될 수 있도록 관통공(46-3)이 형성되고 상기 반구형(46-2) 내부에는 충격을 완충할 수 있는 우레탄 패킹부재(46-4)가 설치되어 이루어진 것이 바람직하다.
즉, 상기 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)로부터 배출되는 압력을 정확하게 집중될 수 있도록 함과 혼합액과 에코멘트가 용이하게 혼합될 수 있도록 상기 조절캡(46)은 상기 분사노즐부(40)의 닥턱부(42-4)에 안착함과 혼합액과 에코멘트를 혼합할 수 있도록 반구형(46-2)으로 형성되며 상기 반구형(46-2)에 압력이 전달시 상기 지지부재(45)의 탄성스프링(45-2)에 안착되어 완충함과 복원할 수 있도록 관통공(46-4)이 형성되고, 상기 반구형(46-2)의 내부내주면에는 압력에 의해 반구형(46-2)이 파손되는 것을 방지할 수 있도록 반구형(46-2)의 내부에 우레탄 패킹부재(46-4)가 설치되어 충격으로부터 조절캡(46)을 보호함과 압력에 의해 상, 하로 이동시 상기 지지부재(50)가 삽입되는 관통공(46-4)을 밀폐할수 있는 효과가 있다.
이와 같이 상기 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)로 부터 공급되는 압력이 중저압보다 낮을 경우 중공파이프(42)의 바닥부(42-6)에 형성되는 배출공(42-8)으로 신속하게 유도함과 중저압으로 공급시 조절캡(46)의 내부로 유도할 수 있도록 도 7a, 7b에 도시된 바와 같이 상기 지지부재의 상단에는 혼합액과 에코멘트를 유도하여 중공파이프(42)의 바닥부(42-6)에 형성되는 배출공(42-8) 및 조절캡(46)의 내부로 유도할 수 있도록 탄성력이 지닌 유도판재(45-4)가 더 구비되어 이루어진 것이 바람직하다.
위에서 상술한 바와 같이 상기 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)로 통해 중저압으로 분사노즐부재(40)의 내부로 혼합액과 에코멘트가 공급시 신속하게 혼합되어 그라우팅재를 형성하도록 도 8에 도시된 바와 같이 상기 지지부재(45)에는 상기 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)로 통해 주입되는 압력에 의해 회동하는 혼합팬부재(45-6)가 더 구비되어 이루어진 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치(1)는 도 9a, 9b, 9c에 도시된 바와 같이 천공기 헤드부의 구동축과 결합되며 상기 천공기의 혼합액공급부(110)와 에코멘트공급부(120)에서 공급되는 연결관과 연통되도록 내부에 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)가 이중관형태로 형성된 로드부(10)의 외주면에는 고압수관과 연통되는 물분사구(20)가 설치되고, 상기 로드부(10)의 선단에는 지반에 천공을 형성시키는 비트(30)가 설치하되 상기 로드부(10)와 비트(30) 사이에 연결결합되어 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 천공에 주입분사하는 분사노즐부(40)가 구비된다.
이때, 상기 분사노즐부(40)는 상, 하단에 로드부(10)와 비트(30)에 연결결합되도록 나사부(42-2,42-3)가 구비되며 외주 상부에는 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 분사하는 분사공(42-5)이 형성되고 내부 하부 중심부에는 외주에 단턱부(42-4)가 형성되며 바닥부(42-6) 외주에는 배출공(42-8)이 형성된 중공파이프(42)와; 상기 중공파이프(42)의 바닥부(42-6) 중심부에 탄성스프링(45-2)이 안착되도록 설치된 지지부재(45)와 상기 지지부재(45)가 중심부에 관통하여 탄성스프링부(45-2)에 안착결합되어 상, 하로 이동하여 상기 배출공(42-8)을 개폐하는 조절캡(60)이 설치되어 이루어진다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치(1)를 지하수가 흐르거나 물이 있는 지반에서 흙막이 작업을 하기 이전에 차수용 그라우팅 작업을 하거나 기존 그라우팅 작업을 사이에 작업할 곳으로 이동하여 상기 로드부(10)의 회동시키며 상기 로드부(10)의 선단에 구비된 비트(30)에 의해 천공홀이 형성된 후 상기 천공홀에 그라우팅하기 위해 상기 천공기의 혼합액공급부(110)와 에코멘트공급부(120)로 공급되는 혼합액과 에코멘트는 로드부(10)의 혼합액 주입구(12)와 에코멘트 주입구(14)에 각각 주입되어 상기 분사노즐부(40)의 내부에 공급되어 혼합되는데 이때 도 9b에 도시된 바와 같이 로드부(10)의 주입구(12,14) 통해 주입되는 혼합액과 에코멘트의 초기 압력은 중저압(4-8kg/㎠)보다 낮은 압력으로 공급되기 때문에 상기 분사노즐부(40)의 배출공(42-8)으로 통해 배출되며 상기 로드부(10)의 주입구(12,14) 통해 주입되는 혼합액과 에코멘트가 일정한 중저압(4~8kg/㎠)으로 공급되며 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 분사노즐부(40)의 내부에 설치된 조절캡(46)에 중저압(4~8kg/㎠)으로 공급되는 혼합액과 에코멘트에 의해 가압되어 상기 분사노즐부(40)의 배출공(42-8)을 밀폐하므로써 상기 분사노즐부(40)의 내부에 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 상기 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)에 의해 천공홀에 주입분사되므로써, 기존 그라우팅이 완료된 부분을 파손하지 않고, 지반이 융기되는 것을 방지함과 그라우팅재의 소비량을 절약할 수 있으며, 지반환경에 따라 그라우팅재 비율을 신속하게 변경하여 제공할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같이 본 발명의 중저압 혼합 주입노즐장치(1)에 공급되어 혼합분사되는 그랑우팅재는 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과 상기 혼합액(A) 45 내지 50중량 %와 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 45중량 %로 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이와 같이 규산나트륨과 물을 혼합된 혼합액(A)과 친환경 시멘트인에코멘트(시멘트)를 중저압 혼합 주입노즐장치(1)의 분사노즐부(40)에 공급하여 혼합 후 천공홀 내부를 그라우팅하는 것으로 혼합액(A)의 비율이 규산나트륨 45중량 % 이하에 물 65중량 % 이상으로 혼합액(A) 100중량 %에 에코멘트를 혼합하여 분사시 농도가 낮게 형성되어 반응이 느리고 품질이 낮아지는 적용범위가 한정되어 있는 문제점이 있고, 규산나트륨 50중량 % 이상에 물 50중량 % 이상으로 혼합액(A) 100중량 %에 에코멘트를 혼합하여 분사시 농도가 높은 겔 타입으로 형성되어 분사노즐부(40)의 분사공(42-5)이 막히거나 분사노즐부(40) 내부에 응고되는 문제점이기 때문에 가장바람직한 혼합비율은 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과 상기 혼합액(A) 45 내지 50중량 %와 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 45중량 %으로 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 친환경 시멘트(에코멘트)는 보강토건에서 생산되는 에코멘트를 사용하여 오버히팅하는 경우 폐기물이 아닌 일반토사와 같이 반충된다.
상기와 같이 혼합액(A)과 혼합되는 시멘트가 일반적으로 사용되는 시멘트를 사용시에는 반응이 느리고 품질이 낮아 적용범위가 한정될 수 있으나 혼합액(A)과 친환경 시멘트(에코멘트)를 사용하여 반응속도 및 품질이 향상될 수 있는 효과가 있다.
이와 같은 그라우팅재를 천공홀에 주입시 지반의 지하수가 많이 발생시 신속하게 응고할 수 있도록 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과 상기 혼합액(A) 40 내지 43중량 % 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 55중량 % 조강제 2 내지 5중량 %를 혼합하여 이루어져 약 30초 내지 1분 안에 응고될 수 있도록 한다.
1 : 중저압 혼합 주입노즐장치
10 : 로드부 12 : 혼합액 주입구
14 : 에코멘트 주입구
20 : 물분사구
30 : 비트
40 : 분사노즐부
42 : 중공파이프 42-2,42-3 : 나사부
42-5 : 분사공 42-4 : 단턱부
42-6 : 바닥부 42-8 : 배출공
45 : 지지부재 45-2 : 탄성스프링
45-4 : 유도판재 45-6 : 혼합팬부재
46 : 조절캡

Claims (7)

  1. 규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과;
    상기 혼합액(A) 45 내지 50중량 %와 에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 45중량 %로 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 그라우팅재.
  2. 제1항에 있어서,
    규산나트륨 45 내지 50중량 %와 물 50 내지 65중량 %가 혼합된 혼합액(A)과;
    상기 혼합액(A) 40 내지 43중량 %;
    에코멘트(친환경 시멘트) 50 내지 55중량 %
    조강제 2 내지 5중량 %를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 그라우팅재.
  3. 천공기 헤드부의 구동축과 결합되며 상기 천공기의 혼합액공급부와 에코멘트공급부에서 공급되는 연결관과 연통되도록 내부에 혼합액 주입구와 에코멘트 주입구가 이중관 형태로 형성된 로드부와;
    상기 로드부의 외주면에는 고압수관과 연통되는 물분사구와;
    상기 로드부의 선단에는 지반에 천공을 형성시키는 비트와;
    상기 로드부와 비트 사이에 연결결합되어 혼합액과 에코멘트를 혼합하여 천공에 주입분사하는 분사노즐부로 이룬 중저압 혼합 주입노즐장치로서,
    상기 분사노즐부는
    상, 하단에 로드부와 비트에 연결결합되도록 나사부가 구비되며 외주 상부에는 혼합액과 에코멘트가 혼합되어 분사하는 분사공가 형성되고 내부 하부 중심부에는 외주에 단턱부가 형성되며 바닥부 외주에는 배출공이 형성된 중공파이프와;
    상기 중공파이프의 바닥부 중심부에 탄성스프링이 안착되도록 설치된 지지부재와;
    상기 지지부재가 중심부에 관동하여 탄성스프링부에 안착결합되어 상, 하로 이동하여 상기 배출공을 개폐하는 조절캡이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분사노즐부의 분사공은 둘 이상으로 서로 마주보는 면에 서로 상이한 위치에 형성하되 그 간격이 70mm로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 분사노즐부의 닥턱부에 안착함과 혼합액과 에코멘트를 혼합할 수 있도록 반구형으로 형성되며 중심부에는 상기 지지부재가 관통될 수 있도록 관통공이 형성되고 상기 반구형 내부에는 충격을 완충할 수 있는 우레탄 패킹부재가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재의 상단에는 혼합액과 에코멘트를 유도하여 중공파이프의 바닥부에 형성되는 배출공 및 조절캡의 내부로 유도할 수 있도록 탄성력이 지닌 유도판재가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재에는 상기 로드부의 혼합액 주입구와 에코멘트 주입구로 통해 주입되는 압력에 의해 회동하는 혼합팬부재가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 중저압 혼합 주입노즐장치.
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