KR20190091741A

KR20190091741A - 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190091741A
Application number: KR1020180010686A
Authority: KR
Inventors: 박헌
Original assignee: 박헌
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-07

Abstract

본 발명은 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 터널 등의 굴착 시 지반 주변을 강화시키고 차수성을 향상시키기 위한 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 모르타르가 채워진 특정 구조의 강관을 적용하여 그라우팅재의 주입 시 천공홀 내부 및 그 주변에 균일하고 안정적으로 그라우팅재가 채워질 수 있도록 한 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치는, 지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되; 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체에는 내장된 관을 통해 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공되는 그라우팅관과; 상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와; 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되되, 상기 그라우관의 분출홀 및 패커용 분출홀과 연통되는 홀이 천공되어, 외부로부터 주입되는 그라우팅재를 상기 분출홀 및 패커용 분출홀을 통해 그라우팅관 외부로 분출시키는 다수 개의 주입관 및; 상기 스페이서의 설치지점과 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 소정 그라우팅재의 주입 및 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 다수 개의 패커를 포함하여 구성되며; 상기 다수 개의 스페이서 및 다수 개의 주입관이 설치된 그라우팅관의 내부는 모르타르로 채워진 상태에서, 상기 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀은 그라우팅관의 외부 일정 지점으로부터 소정 주입관과 연통되도록 천공되어 형성된다.

Description

모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법{GROUTING APPARATUS FOR REINFORCING TUNNEL AND THE MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그 내부에 다수 개의 주입관이 설치된 상태로 모르타르가 채워진 특정 구조의 강관을 이용하여 터널공사 등에서의 그라우팅 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 한 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 철도나 자동차 도로 등의 건설을 위한 터널의 굴착 시에는 지반의 상황이나 용수에 의해 시공이 곤란해지거나 지보효과가 저하되는 경우 안전하고 효율적인 터널시공을 위한 보강 공법이 요구된다.

현재, 터널의 시공에 있어서는 지반의 일정 지점을 천공한 후 강관을 삽입하고 그라우팅을 시행하는 강관 그라우팅 공법이 널리 사용되고 있으며, 이와 같은 터널 굴착 보조 공법을 통해 연약 지반에 터널을 굴착하는 경우 굴착 예정 지반 주변을 선행하여 강화시키고 차수성을 향상시킬 수가 있게 된다.

즉, 상기 강관 그라우팅 공법은 굴착 터널의 천정부 주변에 다수 개의 천공홀을 형성한 후 각 천공홀 내부에 강관을 설치하고, 각 강관의 내부를 통하여 그라우팅재를 분사하여, 강관과 천공홀 벽면 사이 및 지반 내부로 그라우팅재가 침투되도록 함에 따라, 주입재에 의한 지반의 고결로 강관과 주변 지반을 일체로 만들어 굴착 예정 지반 주위의 인장 강도를 증가시켜 전단 저항을 강화시킴과 아울러, 지반 차수성을 증대시킬 수가 있게 된다.

이를 위해, 상술한 바와 같은 그라우팅 공법을 시행하기 위한 다양한 구조의 그라우팅 장치가 적용되어 그라우팅 공법이 시행되고 있는데, 종래의 그라우팅용 강관은 그 구조가 복잡함에 따라, 제조공정이 번거롭고 제조원가가 상승되어 경제성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되었다.

또, 종래의 그라우팅용 강관을 통한 그라우팅 공법의 시행 시에는 주입관을 통한 그라우팅재의 주입 시 먼저 강관 내부가 채워진 후 그라우팅재가 강관 외부로 분출되면서 해당 천공홀에 채워지는 구조이므로, 그라우팅재의 이중 분출을 위해 강한 주입 압력을 필요로 하게 되는 문제점이 발생하게 되었으며, 또한 그라우팅재의 이중 분출 과정에서 그라우팅재가 균일하게 천공홀 내에 채워지지 못하게 되는 문제점도 발생하게 되었다.

국내 공개특허공보 제10-2004-0075487호 국내 등록실용신안공보 제20-0410782호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 터널 등의 굴착 시 지반 주변을 강화시키고 차수성을 향상시키기 위한 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 모르타르가 채워진 특정 구조의 강관을 적용하여 그라우팅재의 주입 시 천공홀 내부 및 그 주변에 균일하고 안정적으로 그라우팅재가 채워질 수 있도록 한 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치는, 지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되; 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체에는 내장된 관을 통해 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공되는 그라우팅관과; 상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와; 상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되되, 상기 그라우관의 분출홀 및 패커용 분출홀과 연통되는 홀이 천공되어, 외부로부터 주입되는 그라우팅재를 상기 분출홀 및 패커용 분출홀을 통해 그라우팅관 외부로 분출시키는 다수 개의 주입관 및; 상기 스페이서의 설치지점과 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 소정 그라우팅재의 주입 및 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 다수 개의 패커를 포함하여 구성되며; 상기 다수 개의 스페이서 및 다수 개의 주입관이 설치된 그라우팅관의 내부는 모르타르로 채워진 상태에서, 상기 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀은 그라우팅관의 외부 일정 지점으로부터 소정 주입관과 연통되도록 천공되어 형성된 것;을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 그라우팅관의 내부 공간을 분할하도록 각 지점에 설치되는 상기 스페이서의 사이사이에는 적어도 한 개 이상의 보조 스페이서가 설치되며, 상기 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀은 상기 스페이서 또는 보조 스페이서의 설치지점에 해당하는 주입관에 천공되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 스페이서 또는 보조 스페이스는 원형상의 단면 중앙에 한 개의 주입관이 관통 결합되는 관통홀이 형성되고, 그 외주면에 걸쳐서는 한 개의 패커용 주입관 및 세 개의 주입관이 관통 결합되도록 네 개의 끼움홈이 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게, 상기 스페이서 또는 보조 스페이서 외주면의 끼움홈 사이사이에는 모르타르가 채워지는 요입홈이 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 스페이서 또는 보조 스페이서 중앙의 관통홀에는 금속재질의 사각 파이프가 관통 설치됨과 아울러, 상기 네 개의 끼움홈에는 길이가 상이한 PVC 재질의 전선관이 각각 관통 설치되어 구성됨이 바람직하다.

바람직하게, 상기 그라우팅관은 12미터[m]의 길이로 이루어지고, 상기 그라우팅관 내부의 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서는 그라우팅관의 개방구와, 개방구로부터 3미터[m], 6미터[m], 9미터[m]에 이르는 지점에 각각 한 쌍씩 위치되도록 설치되며, 그라우팅재의 주입을 위한 각 주입관은 그라우팅관의 개방구로부터 10.5미터[m], 7.5미터[m], 4.5미터[m], 1.5미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되고, 패커용 주입관은 9미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조방법은, 일정 길이를 갖는 강관으로 이루어진 그라우팅관이 구비되고, 상기 그라우팅관의 내부공간을 분할하기 위한 다수 개의 스페이서 및 보조 스페이서와, 한 개의 패커용 주입관 및 네 개의 주입관이 각각 정해진 길이로 절단되어 제공되는 재료준비단계와; 상기 그라우팅관 내부의 분할 지점에 한 쌍씩 위치하는 총 4개의 스페이서 및 상기 스페이서 사이사이에 한 쌍씩 위치하는 6개의 보조 스페이서의 관통홀 및 끼움홈을 이용하여 한 개의 패커용 주입관 및 네 개의 주입관을 일체로 결합하는 조립단계와; 일체로 결합된 다수 개의 스페이서 및 보조 스페이서, 패커용 주입관 및 주입관을 그라우팅관 내부에 삽입 설치하는 구조물 내장단계와; 상기 그라우팅관 내부에 모르타르를 주입하여, 일체형 구조물이 고정된 상태로 관 내부가 모르타르로 완전히 채워지도록 하는 모르타르 주입단계와; 다수 개의 패커가 설치되는 그라우팅관의 각 지점에 패커용 주입관과 연통되도록 패커용 분출홀을 천공함과 아울러, 각 보조 스페이서가 설치된 위치의 그라우팅관 각 지점에는 소정 주입관과 연통되도록 분출홀을 천공하는 천공단계 및; 상기 패커용 분출홀이 천공된 그라우팅관의 외주면에 각각 패커를 고정 설치하는 패커 설치단계의 과정으로 이루어진 것;을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 터널 등의 굴착 시 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치를 강관 내에 모르타르가 채워진 특정 구조로 구성하므로서, 그라우팅재의 주입 시 천공홀 내부 및 그 주변에 균일하고 안정적으로 그라우팅재가 채워지면서 보다 효율적인 그라우팅 작업이 수행될 수 있는 효과가 있게 되며, 이를 통해 해당 지반의 보강력 및 차수효과를 높일 수가 있게 되는 것이다.

또한, 그라우팅관의 주입구 측에 설치되는 패커를 매개로 그라우팅 작업 시 해당 천공홀 입구 측에 실시되는 코킹(corking) 작업과정을 생략할 수 있게 되므로, 보강공사의 작업시간을 단축시키면서 시공성을 향상시킬 수 있는 효과도 있게 된.

도 1은 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치에서 그라우팅관에 내장되는 일체형 구조물의 구성을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 구성을 나타내는 측단면도,
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 A-A'선 내지 D-D'선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조과정을 나타내는 플로우차트,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치를 이용한 지반의 보강작업 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치 및 그 제조방법은, 터널 등의 굴착 시 보강공사에 적용되는 그라우팅 장치로 모르타르가 채워진 특정 구조의 강관을 적용하여, 그라우팅재의 주입 시 천공홀 내부 및 그 주변에 균일하고 안정적으로 그라우팅재가 채워지면서 보다 효율적으로 지반의 차수 및 보강이 이루어질 수 있도록 구현된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치는, 지반(100)에 일정 깊이로 천공된 천공홀(110) 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재(200)의 분출을 통해 해당 천공홀(110) 주변의 지반을 보강하도록 제공된다.

상기 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치는, 일정 길이의 강관으로 보강을 위한 지반(100)의 천공홀(110) 내에 설치되는 그라우팅관(10)과, 상기 그라우팅관(10)의 내부공간을 분할하기 위한 다수 개의 스페이서(20)와, 상기 다수 개의 스페이서(20)의 사이사이에 설치되는 다수 개의 보조 스페이서(21)와, 상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)를 매개로 그라우팅관(10) 내부에 고정 설치되는 다수 개의 주입관(30,32) 및 한 개의 패커용 주입관(34), 상기 그라우팅관(10)의 외주면에 끼워져 설치되는 다수 개의 패커(40) 등을 포함하여 구성되며, 상기 다수 개의 주입관(30,32)과 패커용 주입관(34), 다수 개의 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)가 내장된 그라우팅관(10)의 내부는 모르타르(50)로 완전히 채워지도록 구성된다.

상기 그라우팅관(10)은 일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어지되, 그 내부에 상기 다수 개의 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21), 다수 개의 주입관(30,32)과 패커 주입관(34)이 설치되고, 그 내부가 모르타르(50)로 채워진 상태에서, 몸체 외부의 일정 지점에는 소정 주입관과 연통되도록 다수 개의 분출홀(12) 및 다수 개의 패커용 분출홀(14)이 천공되어 구성된다.

상기 그라우팅관(10)에 형성되는 분출홀(12) 및 패커용 분출홀(14)의 개수 및 천공 위치 등은 다양하게 변경 설계할 수가 있음은 물론이다.

상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)는 상기 그라우팅관(10)의 내주면 직경과 유사하거나, 대략 수 밀리미터[mm] 정도 작은 직경을 갖도록 구성되며, 대략 원통형상 또는 원판형상 등으로 이루어져 상기 그라우팅관(10)의 내부에 고정 설치되도록 이루어진다.

상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)는 원형상으로 이루어진 단면의 중앙에 대략 정사각형 형상으로 관통되는 한 개의 관통홀(22)이 형성됨과 아울러, 그 외주면과 인접한 지점에는 일정 간격을 유지하도록 한 개의 패커용 주입관(34) 및 세 개의 주입관(32)이 관통 결합되도록 총 네 개의 끼움홈(24)이 대략 원형상 또는 반원형상으로 형성되어 구성되며, 상기 끼움홈(24)의 사이사이에는 일정 깊이의 요입홈(26)이 각각 형성되어 상기 모르타르(50)가 요입홈(26) 내에 채워지면서 보다 견고한 고정상태를 유지할 수 있도록 구성된다.

상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)는 상기 그라우팅관(10)의 외부로부터 천공되는 분출홀(12) 및 패커용 분출홀(14)이 천공되는 지점마다 대응되게 설치되어, 상기 분출홀(12) 및 패커용 분출홀(14)과 연통되게 각 주입관(30,32,34)의 홀 천공 시 해당 주입관을 지지하는 기능을 수행하게 되며, 이때 상기 스페이서(20) 및 보조 스페이스(21)는 동일한 부재가 적용되거나 또는 일부 형상 및 크기 등을 변형 설계하여 적용할 수도 있다.

상기 다수 개의 주입관(30,32)은 각각 상이한 길이를 갖는 관으로 이루어져, 상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)를 매개로 조립된 일체형 구조물로 그라우팅관(10) 내부에 고정 설치된 상태에서, 외부로부터 주입되는 그라우팅재(200)를 분출홀(12)을 매개로 그라우팅관(10) 외부로 분출시켜 해당 그라우팅관(10)이 설치된 천공홀(110) 내부를 채우도록 이루어진다.

또, 상기 패커용 주입관(34)은 상기 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21)를 매개로 조립된 일체형 구조물로 그라우팅관(10) 내부에 고정 설치되며, 상기 그라우팅관(10)의 스페이서(20) 설치지점에 천공되는 다수 개의 패커용 분출홀(14)과 연통되도록 홀이 천공되어, 외부로부터 주입되는 패커 그라우팅재를 다수 개의 패커용 분출홀(14) 측으로 각각 분출시키도록 이루어진다.

이때, 상기 주입관(30,32)은 상기 스페이서(20) 중앙을 관통하는 한 개의 금속재질의 사각 파이프 및 끼움홈(24)에 결합되는 세 개의 PVC 전선관으로 구성되며, 상기 패커용 주입관(34)은 상기 스페이서(20)의 끼움홈(24)에 결합되는 한 개의 PVC 전선관으로 구성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그라우팅관(10)은 그 직경이 60밀리미터[mm] 또는 120[mm] 내외로 이루어진 대략 12미터[m]의 길이의 강관으로 이루어지는 한편, 이에 맞춰 상기 그라우팅관(10) 내부의 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서(20)는 그라우팅관(10)의 개방구와, 개방구로부터 대략 3미터[m], 6미터[m], 9미터[m]에 이르는 지점에 각각 위치되고, 상기 스페이서(20)의 사이사이에는 각각 한 쌍씩의 보조 스페이서(21)가 일정 간격으로 위치되어 구성된다.

또, 상기 그라우팅재(200)의 주입을 위해 그라우팅관(10) 내부에 설치되는 각 주입관(30,32)은 네 개가 구비되어, 상기 그라우팅관(10)의 개방구로부터 대략 10.5미터[m], 7.5미터[m], 4.5미터[m], 1.5미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되되, 상기 스페이서(20)의 관통홀(22)에 대략 10.5미터[m] 길이를 갖는 사각 파이프로 이루어진 주입관(30)이 설치되도록 이루어지며, 상기 패커용 주입관(34)은 대략 9미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되어 구성된다.

상기 다수 개의 스페이서(20)와 보조 스페이서(21), 다수 개의 주입관(30,32) 및 패커용 주입관(34)이 조립된 일체형 구조물은 상기 그라우팅관(10)의 내부에 설치된 상태에서, 상기 그라우팅관(10)의 개방구를 통해 주입되어 채워지는 모르타르(50)를 매개로 견고하게 고정 설치될 수 있게 된다.

상기 모르타르(50)는 시멘트와 모레를 대략 1:2 내지 1:4 중량비로 물과 혼합 반죽하여 사용할 수 있다.

그리고, 상기 패커용 분출홀(14)이 천공된 각 스페이서(20)의 설치지점과 대응되는 그라우팅관(10)의 외주면에 설치되는 패커(40)는 폴리에스테르 계열의 특수재질로 구성된다.

상기 패커(40)는 패커용 주입관(34)을 통한 소정 패커 그라우팅재의 주입에 따라, 상기 그라우팅관(10)의 외주면과 패커(40)의 내면 사이에 소정 공간부를 형성하면서 밀폐된 구조를 갖게 되며, 이에 상기 패커(40)의 외면은 상기 패커 크라우팅재에 의해 팽창된 상태로 해당 천공홀(110)의 내벽에 밀착될 수 있게 된다.

이어, 상술한 바와 같이 이루어진 본 발명에서의 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조를 위해서는, 일정 길이의 그라우팅관(10)과, 상기 패커 설치지점에 설치되는 총 4개의 스페이서(20)와, 상기 스페이서(20)의 사이사이에 한 쌍씩 설치되는 총 6개의 보조 스페이서(21)가 구비됨과 아울러, 한 개의 패커용 주입관(34) 및 네 개의 주입관(30,32)이 각각 특정 길이로 절단되어 준비된다(S 1).

그리고, 상기 총 4개의 스페이서(20) 및 총 6개의 보조 스페이서(21)에 구비된 관통홀(22) 및 끼움홈(24)을 통해서는 한 개의 패커용 주입관(34) 및 네 개의 주입관(30,32)이 결합되어 일체형 구조물로 조립되는 과정이 수행된다(S 2).

이때, 상기 스페이서(20) 중앙의 관통홀(22)에는 10.5미터[m] 길이를 갖는 금속재질의 사각관으로 이루어진 주입관(30)이 결합되어, 해당 구조물의 중심을 이루게 된다.

그 후, 상기 다수 개의 스페이서(20) 및 보조 스페이서(21), 다수 개의 주입관(30,32), 한 개의 패커 주입관(34)을 포함하는 일체형 구조물은 상기 그라우팅관(10)에 내장된 상태에서(S 3), 상기 그라우팅관(10) 일측의 개방구를 통해서는 시멘트 및 모레가 일정 중량비로 물과 함께 반죽된 모르타르(50)가 투입되게 되며, 이에 상기 그라우팅관(10)의 내부는 모르타르(50)로 완전히 채워진 상태가 됨과 아울러, 상기 일체형 구조물은 모르타르(50)의 경화를 통해 견고하게 고정 설치된 상태를 유지할 수가 있게 된다(S 4).

상기 다수 개의 패커(40)가 설치되는 그라우팅관(10)의 각 지점에는 내장된 패커용 주입관(34)과 연통되도록 패커용 분출홀(14)을 천공하고, 또한 그라우팅관의 일정 지점마다 내장된 각각의 주입관(30,32)과 연통되도록 분출홀(12)을 천공하는 작업이 수행되게 된다.

이때, 상기 패커용 분출홀(14)의 천공지점은 각 스페이서(20)를 매개로 지지됨과 아울러, 각 분출홀(12)의 천공지점은 각 보조 스페이서(21)를 매개로 지지되면서 원활한 천공작업이 수행될 수 있게 된다(S 5).

마지막으로, 상기 패커용 분출홀(14)의 천공 지점과 대응되는 그라우팅관(10)의 외주면에 폴리에스테르 재질로 이루어진 패커(40)를 각각 고정 설치함에 따라, 그라우팅관(10)의 내부에 모르타르(50)가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조가 완료될 수 있게 된다(S 6).

한편, 본 발명에 따른 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치를 이용한 지반의 보강작업이 실시되는데 있어서는, 먼저 터널 보강용 그라우팅 장치를 시공을 위해 지반(100)의 굴착면 일정 지점에는 각각 일정 깊이로 다수 개의 천공홀(110)을 천공하고, 각 천공홀(110) 내에는 그라우팅 장치를 삽입 설치한다.

그 후, 해당 천공홀(110)의 외부로 돌출된 패커용 주입관(34)을 통해서는 패커 그라우팅재를 주입하게 되는데, 상기 패커용 주입관(34)으로 주입되는 패커 그라우팅재는 각각의 패커(40) 설치지점에 천공된 패커용 분출홀(14)을 통해 분출되면서 각 패커(40)의 내부를 팽창시켜, 상기 그라우팅 장치가 설치된 천공홀(110)의 내부가 다수 개의 공간으로 분할되도록 하게 된다.

이때, 상기 그라우팅관(10)의 개방구 측에 위치한 패커(40)를 통해서는 해당 천공홀(110)의 입구 측이 폐쇄되게 되며, 이에 별도의 코킹(corking) 작업공정을 생략할 수가 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 패커 그라우팅 작업 후에는 다수 개의 주입관(30,32)을 통해 그라우팅재(200)를 동시 주입함에 따라, 다수 개의 주입관(30,32)을 통해 주입된 그라우팅재(200)가 각 주입관(30,32)에 천공된 분출홀(12)을 통해 외부로 분출되면서, 상기 패커(40)를 매개로 분할된 천공홀(110) 내부 및 그 주변의 틈들을 채워, 해당 지반(100)에 대한 보강 및 차수효과가 부여될 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 그라우팅관, 12: 분출홀,
14: 패커용 분출홀, 20: 스페이서,
21: 보조 스페이서, 22: 관통홀,
24: 끼움홈, 26: 요입홈,
30,32: 주입관, 34: 패커용 주입관,
40: 패커, 50: 모르타르,
100: 지반, 110: 천공홀,
200: 그라우팅재.

Claims

지반의 일정 지점에 천공된 천공홀 내에 설치된 후 외부로부터 주입되는 그라우팅재의 분출을 통해 해당 천공홀 주변의 지반을 보강하도록 이루어지되;
일단이 폐쇄된 일정 길이의 강관으로 이루어져, 그 몸체에는 내장된 관을 통해 주입되는 그라우팅재의 분출을 위한 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀이 천공되는 그라우팅관과;
상기 그라우팅관의 내주면 직경과 대응되는 직경의 원통형상으로 이루어져, 상기 그라우팅관의 내부에 고정 설치되어 그라우팅관의 내부 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서와;
상이한 길이를 갖는 각각의 관으로서, 상기 스페이서를 매개로 그라우팅관 내부에 고정 설치되되, 상기 그라우관의 분출홀 및 패커용 분출홀과 연통되는 홀이 천공되어, 외부로부터 주입되는 그라우팅재를 상기 분출홀 및 패커용 분출홀을 통해 그라우팅관 외부로 분출시키는 다수 개의 주입관 및;
상기 스페이서의 설치지점과 대응되는 그라우팅관의 외주면에 설치되어, 소정 그라우팅재의 주입 및 분출에 따라 선택적으로 팽창되면서 천공홀 내벽에 밀착되는 다수 개의 패커를 포함하여 구성되며;
상기 다수 개의 스페이서 및 다수 개의 주입관이 설치된 그라우팅관의 내부는 모르타르로 채워진 상태에서, 상기 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀은 그라우팅관의 외부 일정 지점으로부터 소정 주입관과 연통되도록 천공되어 형성된 것;을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 그라우팅관의 내부 공간을 분할하도록 각 지점에 설치되는 상기 스페이서의 사이사이에는 적어도 한 개 이상의 보조 스페이서가 설치되며,
상기 다수 개의 분출홀 및 패커용 분출홀은 상기 스페이서 또는 보조 스페이서의 설치지점에 해당하는 주입관에 천공되는 것을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 스페이서 또는 보조 스페이스는 원형상의 단면 중앙에 한 개의 주입관이 관통 결합되는 관통홀이 형성되고, 그 외주면에 걸쳐서는 한 개의 패커용 주입관 및 세 개의 주입관이 관통 결합되도록 네 개의 끼움홈이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
제 3에 있어서,
상기 스페이서 또는 보조 스페이서 외주면의 끼움홈 사이사이에는 모르타르가 채워지는 요입홈이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
제 3항에 있어서,
상기 스페이서 또는 보조 스페이서 중앙의 관통홀에는 금속재질의 사각 파이프가 관통 설치됨과 아울러, 상기 네 개의 끼움홈에는 길이가 상이한 PVC 재질의 전선관이 각각 관통 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 그라우팅관은 12미터[m]의 길이로 이루어지고,
상기 그라우팅관 내부의 공간부를 분할하는 다수 개의 스페이서는 그라우팅관의 개방구와, 개방구로부터 3미터[m], 6미터[m], 9미터[m]에 이르는 지점에 각각 한 쌍씩 위치되도록 설치되며,
그라우팅재의 주입을 위한 각 주입관은 그라우팅관의 개방구로부터 10.5미터[m], 7.5미터[m], 4.5미터[m], 1.5미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되고, 패커용 주입관은 9미터[m] 지점에 그 단부가 위치되도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치.
일정 길이를 갖는 강관으로 이루어진 그라우팅관이 구비되고, 상기 그라우팅관의 내부공간을 분할하기 위한 다수 개의 스페이서 및 보조 스페이서와, 한 개의 패커용 주입관 및 네 개의 주입관이 각각 정해진 길이로 절단되어 제공되는 재료준비단계와;
상기 그라우팅관 내부의 분할 지점에 한 쌍씩 위치하는 총 4개의 스페이서 및 상기 스페이서 사이사이에 한 쌍씩 위치하는 6개의 보조 스페이서의 관통홀 및 끼움홈을 이용하여 한 개의 패커용 주입관 및 네 개의 주입관을 일체로 결합하는 조립단계와;
일체로 결합된 다수 개의 스페이서 및 보조 스페이서, 패커용 주입관 및 주입관을 그라우팅관 내부에 삽입 설치하는 구조물 내장단계와;
상기 그라우팅관 내부에 모르타르를 주입하여, 일체형 구조물이 고정된 상태로 관 내부가 모르타르로 완전히 채워지도록 하는 모르타르 주입단계와;
다수 개의 패커가 설치되는 그라우팅관의 각 지점에 패커용 주입관과 연통되도록 패커용 분출홀을 천공함과 아울러, 각 보조 스페이서가 설치된 위치의 그라우팅관 각 지점에는 소정 주입관과 연통되도록 분출홀을 천공하는 천공단계 및;
상기 패커용 분출홀이 천공된 그라우팅관의 외주면에 각각 패커를 고정 설치하는 패커 설치단계의 과정으로 이루어진 것;을 특징으로 하는 모르타르가 채워진 터널 보강용 그라우팅 장치의 제조방법.