KR20200079092A

KR20200079092A - Grout method for reservoir bank

Info

Publication number: KR20200079092A
Application number: KR1020180168664A
Authority: KR
Inventors: 최종면
Original assignee: 박경식
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2020-07-02

Abstract

The present invention relates to a grout method for a reservoir bank and, more specifically, to a grout method for a reservoir bank, which, in a bank grout operation of injecting a grout material using cement as a raw material so as to shorten an opening on the ground generating water leakages of the reservoir bank preventing water flow in sea, rivers and lakes, perforates a hole to the ground of a permeable layer of the bank, inserts a fiber hose made of flexible and tensile-resistant carbon fiber or glass fiber into the hole, injects the grout material having high fluidity before being stiffened into the fiber hose, and compresses the ground by applying pressure to the injected grout material to expand the fiber hose in a horizontal direction.

Description

Grout method for reservoir bank}

본 발명은 저수지 제방 그라우트 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 바다나, 하천, 호수 등에서 물의 흐름을 차단하는 저수지 제방의 누수를 발생시키는 지반의 공극을 축소하기 위하여 시멘트를 원료로 하는 그라우트재를 주입하는 제방 그라우트 작업에서, 제방의 투수층 지반까지 구멍을 천공하고, 이 구멍 속으로 유연하고 인장에 강한 탄소섬유나 유리섬유로 만든 섬유호스를 삽입하고, 이 섬유호스 속으로 경화 전에 유동성이 높은 그라우트재를 주입하고 주입된 그라우트재에 압력을 가하여 섬유호스를 수평방향으로 팽창시켜서 지반을 압축하는 저수지 제방 그라우트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of grouting a reservoir embankment, and more specifically, injecting a grout material using cement as a raw material in order to reduce pores in the ground that cause leakage of a reservoir embankment that blocks water flow in the sea, rivers, lakes, etc. In the embankment grout operation, a hole is drilled up to the base of the permeable layer of the embankment, and a flexible and tensile-resistant carbon fiber or glass fiber fiber hose is inserted into the hole, and a grout material having high fluidity is hardened before curing into the fiber hose. It relates to a reservoir embankment grout method of compressing the ground by injecting and applying pressure to the injected grout material to expand the fiber hose in the horizontal direction.

저수지 제방은 홍수를 예방하거나 수자원 확보를 위한 저수 목적 등으로 하천, 호수 및 바다가 육지와 분리되는 경계선상에서 물이 흘러넘치는 것을 방지하도록 높게 쌓은 구조물을 말한다. 이러한 제방은 막은 물이 누수하거나 이 누수로 인하여 제방이 붕괴하는 문제가 없도록 유지관리를 잘해야 한다.Reservoir embankment refers to a structure that is highly stacked to prevent water from overflowing on a boundary line where rivers, lakes, and seas are separated from the land for the purpose of preventing flooding or securing water resources. Such embankments should be well maintained so that there is no problem of clogged water or collapse of the embankment.

저수지 제방의 붕괴 원인의 하나로 세굴 현상이 있는데, 이 세굴현상은 제방의 투수성 지반 속으로 이동하는 지하수가 지반의 공극이 크면 동수경사로 발생하는 수압이 감소하지 않아서 지반의 토립자가 유실되면서 발생하는 현상으로 이렇게 지반의 공극이 증가하면 세굴이 더욱 증가하고 이로 인하여 지반의 지지력을 취약하게 되면서 결국 제방을 파괴하는 현상이다.One of the causes of the collapse of the reservoir embankment is the scour phenomenon, which occurs when the groundwater moving into the permeable ground of the embankment does not decrease the water pressure generated by the hydraulic slope when the ground pores are large and the soil particles are lost. As a result, when the voids in the ground increase, scour increases further, which weakens the supporting capacity of the ground and eventually destroys the embankment.

구체적으로 세굴 현상을 일으키는 과정을 살펴보면, 지하수가 토립자를 지나가면서 토립자의 중력이나 마찰 저항보다 지하수의 동수경사의 수압이 커지면 제방 하류 쪽의 지반 표면에 있는 토립자부터 분사현상을 일으키며 물과 함께 흘러가서 토립자가 조금씩 유실되기 시작한다. Specifically, if you look at the process of causing the scour phenomenon, as the groundwater passes through the granule, the hydraulic pressure of the groundwater becomes greater than the gravity or frictional resistance of the granule, and the spray on the ground surface on the downstream side of the embankment causes spraying. Little by little the particles begin to lose.

일단 제방 지반의 표면부터 토립자가 유실되기 시작하면서 점차 지반 내부의 토립자도 같은 방법으로 분사하면서 유실되고, 이것이 점점 더 진행되어 토립자가 더 많이 유실되면서 제방의 하류 측 지반 내부의 토립자까지 유실되어 파이프 모양으로 물의 통로 구멍이 뚫리는 세굴현상이 발생한다.Once the soil begins to disappear from the surface of the embankment, the particles inside the soil gradually disappear by spraying in the same way, and as this progresses more and more, more and more particles are lost. As a result, a scour phenomenon occurs in which a hole in the water passage is drilled.

이러한 세굴 현상은 지반의 공극이 커서 물의 흐름으로 생기는 압력인 동수경사를 줄이지 못하는 사질토 지반 위에 제방이 세워진 경우에 주로 발생하는데, 투수성이 높아서 동수경사를 줄이지 못하는 지반을 그대로 방치하면 앞서 설명한 바와 같이 세굴이 진행되어 결국 제방을 붕괴시키는 치명적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 저수지 지반은 토립자 저항력은 크게 만들고 동수경사의 수압은 작아지도록 그라우트 공사로 지반의 공극을 축소하고 토립자를 결합시켜 지반을 보강한다.This scour phenomenon occurs mainly when the embankment is built on a sandy soil ground that cannot reduce the hydraulic slope, which is the pressure generated by the flow of water due to the large pores in the ground.If the ground that does not reduce the hydraulic slope due to its high water permeability is left as described above, The scour progresses, causing a fatal problem that eventually collapses the embankment. Therefore, the ground of the reservoir is reinforced by reducing the pores of the ground and joining the particles with the grout construction to increase the resistance of the granules and decrease the water pressure of the hydraulic slope.

저수지 제방의 그라우트는 제방 지반의 갈라진 틈이나 공극에 시멘트를 포함한 그라우트재를 주입하여 공극을 축소하여 동수경사를 감소시키고, 토립자를 시멘트 수화물로 결합하여 개별적인 토립자의 유실 저항력을 증가시켜 제방의 지반에 세굴을 방지하는 방법이다.The grout of the reservoir embankment reduces the hydraulic slope by reducing the void by injecting a grout material containing cement into the cracks or voids of the embankment ground, and by combining the granules with cement hydrate to increase the loss resistance of individual granules to the ground of the embankment. It is a way to prevent scour.

하지만 기존의 저수지 제방 그라우트 방법은 제방의 지반에 구멍을 뚫는 천공을 하고 구멍에 주입관을 삽입한 후 시멘트가 함유된 그라우트재를 주입하고 압력을 가하여 공극을 그라우트재로 채워 축소하는 방법을 사용하는데, 이렇게 공극을 그라우트재로 채우기 위하여 주입된 그라우트재가 지하수의 흐름으로 쉽게 유실되므로 다량의 그라우트재가 허비되고 공극은 제대로 채워지지 않을 뿐 아니라 지하수가 오염된다.However, the existing reservoir embankment grout method uses a method of drilling a hole in the ground of the embankment, inserting an injection tube into the hole, injecting a grout material containing cement, and applying pressure to fill the void with a grout material to reduce it. In this way, the grout material injected to fill the voids with the grout material is easily lost due to the flow of groundwater, so a large amount of grout material is wasted and the pores are not filled properly and the groundwater is contaminated.

또한 분산되어 경화된 시멘트 수화물은 시간이 지나면 지하수에 노출되어 수용성 시멘트 수화물이 용해되고 유실되면서 다시 공극이 만들어지고 쉽게 토립자가 유실되어 다시 세굴이 발생하게 되므로 조기에 그라우트를 재시공하는 문제가 있다.In addition, the dispersed and cured cement hydrate is exposed to ground water over time, so that the water-soluble cement hydrate dissolves and disappears, and again, voids are formed, and the granules are easily lost, and scouring occurs again, so there is a problem of re-installing grout early.

이렇게 그라우트재가 유실되고 내구성이 없는 기존 방법의 문제점을 개선하기 위하여, 지반의 토립자를 압착하여 공극을 감소시켜 지하수의 흐름을 차단하면서 견고한 휨강도를 가진 그라우트 기둥을 형성하여 토립자의 저항력을 오랫동안 유지하는 새로운 제방 그라우트 방법이 필요하다. In order to improve the problems of the existing method, where the grout material is lost and not durable, it is a new method that compresses the ground particles and reduces the voids to block the flow of groundwater while forming a grout column with solid bending strength to maintain the resistance of the particles for a long time. Embankment grout method is needed.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 물을 가두는 제방에서 투수성 지반에서 수압으로 발생하는 지하수 흐름으로 토립자가 유실되지 않도록 수평 방향으로 압축함으로서, 지반의 공극을 축소하여 동수경사의 수압을 감소시키고 토립자의 내부 마찰 저항력이 증가하여 세굴을 방지하여 투수성 지반을 효과적으로 차수하고 보강하는 저수지 제방 그라우트 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved in the present invention is a groundwater flow generated by water pressure in a water-permeable embankment in a water confinement embankment by compressing it in a horizontal direction so as not to lose particles, reducing the water pressure of the hydraulic slope by reducing the pores in the ground It is to provide a reservoir embankment grout method that effectively prevents scouring by increasing the internal frictional resistance of the water and effectively fills and reinforces the permeable ground.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 제방을 천공한 구멍 내부로 그라우트 재료를 주입하는 과정에서 그라우트 재료가 지하수 속으로 유출되거나 제방의 내부에 제멋대로 분산되지 않고 정해진 범위에서 주입이 이루어져, 주변의 지하수 오염이나 과다한 변형을 방지하며 고가의 그라우트재 손실도 방지할 수 있는 저수지 제방 그라우트 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved in the present invention is that in the process of injecting the grout material into the hole perforated embankment, the grout material does not flow into the groundwater or is not spontaneously dispersed in the interior of the embankment, and injection is performed within a predetermined range, contaminating the surrounding groundwater However, it is to provide a reservoir embankment grout method that prevents excessive deformation and prevents expensive grout material loss.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 주입되는 그라우트재에 지하수가 혼합되어 물-시멘트 비가 높아져 수화물의 강도가 저하되고 수화물이 지하수에 쉽게 용해되어 재시공 하는 것을 방지할 수 있도록, 물-시멘트 비가 낮은 양질의 시멘트 수화물을 만들며 쉽게 용해되지 않는 내구성이 높은 저수지 제방 그라우트 방법을 제공하는 것이다The problem to be solved in the present invention is that the water-cement ratio is increased because the groundwater is mixed with the grout material to be injected, so that the strength of the hydrate is lowered and the hydrate is easily dissolved in the groundwater to prevent re-working. It is to provide a durable reservoir embankment grout method that makes cement hydrate and does not dissolve easily.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 그라우트재의 압축강도와 결합한 복합적인 휨 강도가 확보된 그라우트 기둥을 지반 속에 만들어 차수와 지반보강 능력을 증가시킬 수 있도록 그라우트 기둥의 길이방향으로 강한 인장강도를 추가하는 저수지 제방 그라우트 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved in the present invention is to add a strong tensile strength in the longitudinal direction of the grout column so as to increase the order and the ground reinforcement ability to create a grout column in the ground that has a combined flexural strength combined with the compressive strength of the grout material. It is to provide a method for grouting the reservoir embankment.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 구멍에 삽입한 섬유 호스의 내부에 그라우트 재료를 주입하는 과정에서, 주입되는 그라우트재가 구멍의 입구를 막지 않도록 구멍의 내부에서부터 그라우트 재료를 채우는 주입 구조를 가진 저수지 제방 그라우트 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved in the present invention, in the process of injecting the grout material into the interior of the fiber hose inserted into the hole, the reservoir embankment having an injection structure filling the grout material from the inside of the hole so that the injected grout material does not block the opening of the hole It is to provide a grout method.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 저수지 제방의 지반에 시멘트와 모래가 포함된 그라우트재를 주입하여 상기 지반의 공극을 축소하는 그라우트 방법에 있어서, 천공장비를 이용하여 상기 지반에 구멍을 뚫는 천공단계; 섬유를 원통형으로 직조한 섬유호스의 일단을 밀봉하여 상기 구멍 내부에 삽입하는 삽입단계; 상기 구멍에 삽입된 상기 섬유호스 내부로 상기 그라우트재를 채우는 주입단계; 상기 섬유호스에 채워진 상기 그라우트재에 압력을 가하여 상기 섬유호스를 상기 구멍의 직경보다 크게 팽창시켜 상기 지반을 수평방향으로 압축하는 압축단계; 로 구성되는 저수지 제방 그라우트 방법을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned problem to be solved, the present invention is to inject the grout material containing cement and sand into the ground of the reservoir embankment to reduce the voids in the ground, using a drilling equipment to the ground Perforation step of drilling a hole; An insertion step of sealing one end of a fiber hose woven in a cylindrical shape and inserting it into the hole; An injection step of filling the grout material into the fiber hose inserted into the hole; A compression step of applying pressure to the grout material filled in the fiber hose to expand the fiber hose larger than the diameter of the hole to compress the ground in a horizontal direction; It provides a method for grouting reservoir embankment consisting of.

또한, 상기 섬유호스는, 탄소섬유나 유리섬유를 길이방향의 경사와 원주방향의 위사로 결합하여 원통형으로 직조한다.In addition, the fiber hose is woven in a cylindrical shape by combining carbon fiber or glass fiber with a warp in the circumferential direction and a warp in the longitudinal direction.

또한, 상기 섬유호스는, 탄소섬유나 유리섬유를 대각선으로 서로 교차하는 브레이딩 구조로 땋아 원통형으로 직조한다.In addition, the fiber hose is braided in a braided structure in which carbon fibers or glass fibers cross each other diagonally and weave in a cylindrical shape.

또한, 상기 섬유호스를 직조하는 과정에서 상기 구멍의 팽창이 필요한 구간의 상기 섬유호스는 직경이 상기 구멍보다 크게 직조하고, 상기 구멍의 팽창이 필요 없는 구간의 상기 섬유호스는 직경이 상기 구멍보다 작게 직조하고, 상기 직경이 상기 구멍보다 작게 직조한 상기 섬유호스는 물이 새지 않도록 방수 처리한다.Further, in the process of weaving the fiber hose, the fiber hose in a section in which the hole needs to be expanded has a diameter larger than the hole, and the fiber hose in a section in which the hole is not required to be expanded has a diameter smaller than the hole. Woven, and the fiber hose having the diameter smaller than the hole is waterproof to prevent water from leaking.

또한, 상기 그라우트재의 상기 모래는 상기 섬유호스의 필터작용으로 내부에 남고, 상기 그라우트재의 상기 시멘트의 미세한 입자 일부분이 상기 섬유호스 외부로 유출되어 상기 지반의 토립자를 상기 섬유호스와 결합한다.In addition, the sand of the grout material remains inside due to the filter action of the fiber hose, and a portion of the fine particles of the cement of the grout material flows out of the fiber hose to combine the soil particles with the fiber hose.

또한, 상기 주입단계에서 상기 그라우트재를 원활하게 주입하기 위하여,In addition, in order to smoothly inject the grout material in the injection step,

일단을 밀봉한 상기 섬유호스의 내부에 상기 섬유호스보다 직경이 작고 그리고 상기 구멍보다 직경이 작은 내부호스를 삽입하고, 상기 내부호스로 상기 그라우트재를 주입하여 상기 외부호스의 밀봉된 일단 쪽부터 상기 그라우트재가 주입된다.An inner hose having a diameter smaller than that of the fiber hose and having a diameter smaller than the diameter of the hole is inserted into the inside of the sealed fiber hose, and the grout material is injected into the inner hose from the sealed one end of the outer hose. Grout material is injected.

또한, 상기 가압단계에서 상기 압력에 진동을 추가하여 상기 지반에 수평방향으로 진동압력을 전달하여 압축한다.In addition, in the pressing step, vibration is added to the pressure to transmit the vibration pressure in the horizontal direction to the ground and compress it.

또한, 상기 섬유호스의 팽창이 상기 구멍으로는 전달되지 않도록 차단이 필요한 상기 구멍의 일부 구간에, 상기 섬유호스와 상기 구멍 사이에 상기 구멍보다 외경이 작은 원통형 간격관을 삽입한다.In addition, a cylindrical spacer having a smaller outer diameter than the hole is inserted between the fiber hose and the hole in a portion of the hole that needs to be blocked so that the expansion of the fiber hose is not transmitted to the hole.

또한 상기 압축단계에서, 압력을 받은 상기 그라우트재가 상기 구멍으로 유출되지 못하도록, 상기 간격관의 외부와 상기 구멍 사이에 패커를 설치하여 상기 간격관과 상기 구멍 사이를 밀봉한다.In addition, in the compression step, a packer is installed between the outside of the spacer and the hole to prevent the grout material under pressure from flowing into the hole, and the gap is sealed between the spacer and the hole.

또한 상기 압축단계를 인접한 2개 이상의 상기 구멍에서 동시에 수행하여 상기 지반을 양쪽에서 압축한다.In addition, the compression step is performed simultaneously on two or more adjacent holes to compress the ground on both sides.

저수지 제방 그라우트 방법은 파스칼의 원리에 따라 인장강도가 높은 탄소섬유나 유리섬유로 만든 섬유호스 속에 주입된 그라우트재의 압력이 섬유호스 전체로 전달되어 수평방향으로 커다란 힘으로 섬유호스를 팽창시킴으로서, 제방의 지반을 수평방향으로 압축하여 토립자의 마찰력을 증가시킬 뿐 아니라, 이 과정에서 섬유호스에 주입된 그라우트재에 진동 압력을 추가하면 지반에 동적 에너지가 전달되어 수평방향으로 진동에 의한 다짐이 이루어지므로 지반의 공극을 효과적으로 축소시키고 마찰력을 더욱 증가시켜 그라우트의 차수 능력을 더욱 증가시키는 장점이 있다.In the reservoir embankment grout method, the pressure of the grout material injected into the fiber hose made of carbon fiber or glass fiber with high tensile strength is transmitted to the entire fiber hose according to Pascal's principle, thereby expanding the fiber hose with a large force in the horizontal direction. Compressing the ground in the horizontal direction not only increases the frictional force of the granules, but adding vibration pressure to the grout material injected into the fiber hose during this process transmits dynamic energy to the ground, which results in compaction by vibration in the horizontal direction. It has the advantage of effectively reducing the voids and further increasing the frictional force to further increase the grouting degree ability.

또한 저수지 제방 그라우트 방법은 섬유호스로 그라우트 재료의 이동이 제한되므로 지하수 속으로 유출되거나 지반의 내부로 제멋대로 분산되지 않아서 주변 지하수를 오염시키는 환경문제를 감소시키고 비싼 그라우트재의 손실을 방지하며 불필요한 지반의 변형을 방지하는 장점이 있다.In addition, the reservoir embankment grout method reduces the environmental problems that contaminate the surrounding groundwater because it does not flow into the groundwater or disperse undesirably into the ground because the movement of the grout material is restricted by the fiber hose, prevents the loss of expensive grout material, and transforms unnecessary ground It has the advantage of preventing.

또한 저수지 제방 그라우트 방법은 섬유호스 내부에 그라우트재를 주입하여 섬유호스가 그라우트재와 지하수가 서로 혼합되지 않도록 차단함으로서 그라우트재의 낮은 물-시멘트 비를 유지하게 만들어 압축강도가 높은 섬유기둥을 형성할 뿐 아니라, 섬유기둥의 외부를 섬유호스가 지속적으로 보호하기 때문에 시간이 지나도 섬유기둥의 강도가 저하되거나 체적이 감소하지 않게 되어서 그라우트 효과가 영구적으로 유지되는 내구성 개선의 장점이 있다.In addition, the reservoir embankment grout method injects a grout material into the fiber hose to block the fiber hose from mixing the grout material and groundwater, thereby maintaining a low water-cement ratio of the grout material to form a fiber column with high compressive strength. In addition, since the fiber hose continuously protects the exterior of the fiber column, the strength of the fiber column does not decrease or the volume does not decrease over time, so there is an advantage of improving durability in which the grout effect is permanently maintained.

또한 저수지 제방 그라우트 방법은 인장강도가 높은 탄소섬유나 유리섬유로 만든 섬유호스가 그라우트 기둥의 외면에서 인장력을 만들어 경화한 그라우트재의 높은 압축강도와 결합하여 휨강도가 높은 섬유기둥을 지반 속에 형성하여 지반보강이나 차수 능력을 크게 증가시키는 장점이 있다.In addition, in the reservoir embankment grout method, the fiber hose made of carbon fiber or glass fiber with high tensile strength is combined with the high compressive strength of the cured grout material by creating a tensile force on the outer surface of the grout column to form a fiber column with high bending strength in the ground to reinforce the ground. However, it has the advantage of greatly increasing the order ability.

또한 저수지 제방 그라우트 방법은 섬유호스를 외부호스와 내부호스의 2중관으로 구성하여 내부호스로 그라우트 재료를 주입하도록 구성함으로서 섬유호스를 이용하여 구멍에 그라우트 재료를 주입하면서 주입구가 막혀서 구멍의 내부에 공기가 잔류하는 현상을 깔끔하게 해결하여 구멍의 내부를 그라우트 재료로 빠르고 완전하게 채우므로 작업시간을 단축하고 품질을 높이는 장점이 있다.In addition, the reservoir embankment grout method consists of a double tube of an outer hose and an inner hose to inject grout material into the inner hose. The grout material is injected into the hole using a fiber hose while the injection hole is blocked, and the air inside the hole is blocked. It solves the phenomenon of remaining cleanly and quickly and completely fills the inside of the hole with grout material, thereby reducing the working time and improving the quality.

도 1은 저수지 제방 그라우트 방법의 순서도이다.
도 2는 고정유닛을 부착한 섬유호스의 구성도이다.
도 3은 압축단계의 실시예이다.
도 4 저수지 제방의 천공 작업도이다.1 is a flowchart of a reservoir embankment grout method.
2 is a block diagram of a fiber hose to which a fixing unit is attached.
3 is an embodiment of the compression step.
4 is a perforated working view of the reservoir embankment.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted in a conventional or lexical sense, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of being able to be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

도 1은 저수지 제방 그라우트 방법의 순서도이다. 저수지 제방(이하 제방이라 한다.)은 홍수의 예방이나 저수나 간척 등을 목적으로 하천, 호수 및 바다에서 물의 흐름을 막아 이용 토지와 분리하는 경계선상에 높게 쌓은 구조물을 말한다.1 is a flowchart of a reservoir embankment grout method. Reservoir embankment (hereinafter referred to as embankment) refers to a structure that is built up high on a boundary line that separates the land from use by blocking the flow of water in rivers, lakes, and seas for the purpose of preventing flooding or saving or reclaiming water.

본 발명인 저수지 제방 그라우트 방법은 저수지 제방의 지반에 시멘트와 모래가 포함된 그라우트재를 주입하여 지반의 공극을 축소하는 그라우트 방법에 있어서, 천공장비를 이용하여 지반에 구멍을 뚫는 천공단계(100), 섬유를 원통형으로 직조한 섬유호스의 일단을 밀봉하여 구멍 내부에 삽입하는 삽입단계(200), 구멍에 삽입된 섬유호스 내부로 그라우트재를 채우는 주입단계(300), 섬유호스에 채워진 그라우트재에 압력을 가하여 섬유호스를 구멍의 직경보다 크게 팽창시켜 지반을 수평방향으로 압축하는 압축단계(400)로 구성한다.Reservoir embankment grout method according to the present invention is a grout method for injecting a grout material containing cement and sand into the ground of a reservoir embankment to reduce pores in the ground, using a drilling device to drill holes in the ground (100), Insertion step (200) of inserting the fiber hose into a hole by sealing one end of the fiber hose woven into a cylinder, injection step (300) of filling the grout material into the fiber hose inserted into the hole, pressure on the grout material filled in the fiber hose It consists of a compression step 400 for expanding the fiber hose larger than the diameter of the hole to compress the ground in the horizontal direction.

천공단계(100)는 도4와 같이 제방(120) 위에서 천공장비(140)을 이용하여 제방의 투수를 방지하는 정토층으로 구성된 코어부(130)를 통하여 투수층 지반을 지나 불투수층 지반까지 구멍(110)을 천공한다.The perforation step 100 passes through the permeable layer ground and passes through the permeable layer ground to the impermeable layer ground through the core portion 130 composed of the soil layer preventing permeation of the embankment using the perforation equipment 140 on the embankment 120 as shown in FIG. 4. ).

삽입단계(200)에서 삽입유닛(230)을 이용하여 섬유호스(500)를 구멍(110)에 삽입하는데, 섬유호스(500)는 구멍(110)에 삽입은 되지만 빠지지 않도록 고정유닛(210)을 부착하고 호스밴드(220)으로 밀봉한 것이다. In the insertion step 200, the fiber hose 500 is inserted into the hole 110 using the insertion unit 230. The fiber hose 500 is inserted into the hole 110, but the fixing unit 210 is prevented from falling out. It is attached and sealed with a hose band (220).

섬유호스(500)는 인장력이 강하고 유연한 섬유를 이용하여 다양하게 제작할 수 있으며 본 발명의 한 실시예로 인장강도가 높은 탄소섬유나 유리섬유나 합성수지로 만든 실을 환형 직조기로 길이방향의 경사와 원주방향의 위사로 결합하여 원통형으로 직조하여 제작한다. 소방호스의 외피를 만드는 환형 직조기를 이용하면 경사와 위사로 구성된 원통형 섬유호스를 직조할 수 있으며, 이렇게 직조한 편직 섬유호스는 수심 600m의 수압에 해당하는 6MPa의 압력에도 견디므로 지반의 섬유호스의 팽창량을 일정하게 규제할 필요가 있는 경우에 효과적이다.The fiber hose 500 can be manufactured in a variety of ways using strong and flexible fibers, and as an embodiment of the present invention, yarns made of carbon fibers, glass fibers, or synthetic resins having high tensile strength are made of annular weaves in a lengthwise direction and are circumferential. It is manufactured by weaving in a cylindrical shape by combining with the weft in the direction. By using an annular weaving machine to make the outer shell of the fire hose, we can weave a cylindrical fiber hose composed of warp and weft yarns, and the knitted fiber hose woven in this way can withstand the pressure of 6 MPa, which is equivalent to a water pressure of 600 m, so It is effective when it is necessary to regulate the amount of expansion constantly.

본 발명에서 사용되는 섬유호스의 또 다른 실시예는 브레이딩 직조기를 이용하여 탄소섬유나 유리섬유로 만든 실을 대각선으로 서로 교차하는 브레이딩 구조로 땋아 원통형으로 직조하는 것이다. 브레이딩 직조기는 자전거 프레임이나 자동차의 배기관 등 직경의 변화나 굴곡을 자유롭게 만드는 원통형 탄소 소재에서 사용되고 있으며, 브레이딩 섬유호스는 일정한 범위 내에서 직경의 변화가 자유롭기 때문에 지반의 변형에 따른 섬유호스의 팽창량을 유연하게 수용할 필요가 있는 경우에 효과적이다.Another embodiment of the fiber hose used in the present invention is to braid the yarn made of carbon fiber or glass fiber into a braided structure that crosses each other diagonally using a braiding loom to weave in a cylindrical shape. Braiding looms are used in cylindrical carbon materials that freely change the diameter or flex, such as a bicycle frame or an exhaust pipe of a car. Since the diameter of the braiding fiber hose is free within a certain range, the fiber hose expands due to the deformation of the ground. It is effective when the amount needs to be accommodated flexibly.

원통형 섬유호스를 직조하는 환형 직조기나 브레이딩 직조기는 당업자에게 잘 알려져 있고 다양한 장치가 실용화되어 있으며, 직조하는 섬유호스의 직경을 변경하는 방법도 장치마다 다양하게 개발되어 있다.An annular weaving machine or a braiding weaving machine for weaving cylindrical fiber hoses is well known to those skilled in the art and various devices have been put into practical use, and various methods for changing the diameter of the weaving fiber hoses have been developed for each device.

주입단계(300)에서 이렇게 직조한 섬유호스의 내부에 시멘트와 모래가 혼합된 그라우트재를 주입장치(310)를 이용하여 섬유호스(500) 내부로 주입하는데, 그라우트재의 주입 압력과 섬유호스의 필터작용으로 입자가 큰 모래는 섬유호스 내부에 남고 미세한 시멘트 입자는 섬유호스 외부로 일부가 유출하게 되는데, 내부에 남은 모래와 시멘트는 경화하여 압축강도가 높은 콘크리트를 형성하고 외부에 유출된 미세한 입자의 시멘트는 수화물을 형성하여 주변 지반의 토사 입자를 결합한다. 압축강도가 높은 시멘트 수화물이 인장강도가 높은 섬유호스의 내부와 외부에서 결합하여 휨강도가 높은 강한 그라우트 기둥을 만들어 그라우트의 차수 효과를 더욱 증진시키게 된다.In the injection step 300, the grout material mixed with cement and sand is injected into the fiber hose 500 using the injection device 310 inside the fiber hose woven in this way, the injection pressure of the grout material and the filter of the fiber hose Due to the action, the sand with large particles remains inside the fiber hose and some of the fine cement particles flow out of the fiber hose. The remaining sand and cement harden to form concrete with high compressive strength and the fine particles spilled outside. Cement forms hydrates, binding the soil particles of the surrounding ground. Cement hydrate with high compressive strength combines inside and outside of the fiber hose with high tensile strength to make a strong grout column with high flexural strength to further enhance the order effect of grout.

압축단계(400)에서 섬유호스 내부로 주입한 그라우트재에 압력펌프(410)을 이용하여 압력을 가하면 파스칼의 원리에 의하여 이 압력이 섬유호스 전체로 전달하여 구멍의 직경과 섬유호스의 외경의 차이로 만드는 체적의 차이만큼 지반을 수평방향으로 밀어내고 지반을 압축하여 지반이 가진 공극을 축소시킨다.When pressure is applied to the grout material injected into the fiber hose in the compression step 400 using a pressure pump 410, this pressure is transmitted to the entire fiber hose according to Pascal's principle and the difference between the diameter of the hole and the outer diameter of the fiber hose By pushing the ground in the horizontal direction as much as the difference in volume made of, and compressing the ground, the voids in the ground are reduced.

이 때 압력펌프(410)에서 그라우트재의 압력에 진동을 추가하면 지반에 동적에너지가 전달되어 수평방향으로 다짐이 이루어지므로 투수층의 사질토 지반에서 더욱 효과적으로 지반이 압축되고 지반이 가진 공극을 축소시켜 그라우트로 인한 지반의 지지력 보강이나 침하방지 또는 지하수 차단 효과가 더욱 높아진다. 압력펌프(410)는 주입펌프(310)에 압력 기능을 추가하여 단일 장비로 만들어 사용할 수도 있다.At this time, when vibration is added to the pressure of the grout material in the pressure pump 410, dynamic energy is transferred to the ground and compacted in the horizontal direction, so the ground is compressed more effectively in the sandy soil of the permeable layer and the voids of the ground are reduced to grout. The effect of reinforcement or subsidence of the ground or blocking groundwater is further increased. The pressure pump 410 may be used as a single device by adding a pressure function to the injection pump 310.

섬유호스는 높은 인장강도와 유연성을 동시에 확보하고 운반과 보관이 용이할 뿐 아니라, 그라우트재를 섬유호스 내부에 주입하므로 지반의 지하수와 그라우트재의 혼합을 차단하여 그라우트재에 함유된 시멘트의 물-시멘트비를 높이지 않기 때문에 압축강도가 높은 수화물을 형성한다. 섬유호스 내부에서 그라우트재가 경화되면 섬유호스와 단단히 결합하여서 인장강도와 압축강도가 합성되는 휨강도를 가지는 강한 섬유기둥을 만들 수 있다.The fiber hose not only secures high tensile strength and flexibility at the same time and is easy to transport and store, but also injects grout material into the fiber hose to block the mixing of groundwater and grout material in the ground to reduce the water-cement ratio of cement contained in the grout material. Since it does not increase, it forms a hydrate having a high compressive strength. When the grout material is cured inside the fiber hose, it can be firmly combined with the fiber hose to make a strong fiber column having a flexural strength in which tensile strength and compressive strength are synthesized.

특히 탄성계수가 강철보다 높은 탄소섬유를 사용하면 철근 콘트리트 기둥을 능가하는 강력한 휨강도를 가진 탄소섬유기둥을 형성하여 지반 보강이나 차수효과를 더욱 증가시킬 수 있다.In particular, when carbon fiber having a modulus of elasticity higher than that of steel is used, it is possible to further increase the ground reinforcement or order effect by forming a carbon fiber column having strong flexural strength that surpasses the reinforced concrete column.

또한 섬유기둥의 외부에 있는 섬유호스가 지하수의 흐름에서 수화물을 보호하여 지하수로 용출을 차단하기 때문에 오랜 시간이 경과하여도 수산화칼슘이 용출되지 않고 높은 알칼리 상태를 유지하여 수화물의 품질을 보호하므로 그라우트 시공 효과를 지속적으로 유지하게 된다.In addition, since the fiber hose on the outside of the fiber column protects the hydrate from the flow of groundwater and blocks the elution into the groundwater, calcium hydroxide is not eluted even after a long time and maintains a high alkali state to protect the quality of the hydrate. The effect is maintained continuously.

한편, 저수지 제방은 불투수층 코어 구간 아래에 지반의 투수층 구간이 있고 그 아래에 불투수층 지반이 있는 경우에는 섬유호스로 지반을 압축할 때 코어구간은 그대로 두고 투수층 지반만을 압축할 수 있도록 섬유호스의 선택적 팽창이 필요하다. On the other hand, when the reservoir embankment has a permeable layer section of the ground below the core section of the impermeable layer and an impermeable layer ground below it, when compressing the ground with a fiber hose, the core section is left as it is when compressing the ground, and the fiber hose is selectively expanded to compress only the permeable layer ground. This is necessary.

이렇게 지반의 압축이 필요 없는 코어 구간에서는 제방의 안전을 위하여 오히려 지반의 변형을 차단하는 것이 좋으므로 이렇게 지반의 변형이 필요 없는 구간에서 섬유호스에 작용하는 그라우트재의 압력이나 팽창을 차단할 수 있도록 압축단계(400)에서 구멍의 변형을 방지하는 간격관(320)을 설치할 수 있다.In this core section, where the compression of the ground is not required, it is better to block the deformation of the ground for safety of the embankment. Therefore, the compression step is used to block the pressure or expansion of the grout material acting on the fiber hose in the section where the ground is not deformed. The spacer 320 to prevent the deformation of the hole at 400 may be installed.

간격관(320)은 구멍보다 외경이 작은 금속관을 이용할 수 있으며, 이렇게 만든 간격관의 외면에서 구멍과 밀착할 수 있는 팩커(330)를 설치하여 주입되는 그라우트재가 구멍의 외부로 나오지 못하게 하는 기능을 추가할 수 있다.The spacer 320 may use a metal tube having a smaller outer diameter than the hole, and install a packer 330 that can be in close contact with the hole on the outer surface of the spacer made as described above, thereby preventing the injected grout material from coming out of the hole. Can be added.

이렇게 간격관(320)을 설치하는 대신에 섬유호스를 직조하는 과정에서 섬유호스의 직경을 변경하여 직조할 수 있는데, 팽창이 필요한 구간은 섬유호스의 직경을 구멍보다 크게 직조하고 팽창이 필요없는 구간은 직경을 구멍보다 작게 직조하고, 직경이 구멍보다 작게 직조한 섬유호스는 물이 새지 않도록 방수 처리하여 이 부분에서 그라우트재의 액상분이 유출되지 도록 한다. 이렇게 작은 직경을 방수 처리하고 섬유호스에 진동 압력을 가하면 큰 직경의 섬유호스에서 액상분 유출량은 작고 팽창은 잘 이루어진다.In the process of weaving the fiber hose instead of installing the spacer 320, the diameter of the fiber hose can be changed to weave. In the section in which expansion is required, the diameter of the fiber hose is larger than the hole and weave is not required. Weave the silver diameter smaller than the hole and weave the fiber hose with the diameter smaller than the hole so that water does not leak out, so that the liquid component of the grout material does not flow out of this part. When this small diameter is waterproofed and vibration pressure is applied to the fiber hose, the outflow of liquid content from the fiber hose of the large diameter is small and the expansion is good.

섬유호스를 단일관으로 구성하면 주입하는 구멍 입구부터 그라우트 재료가 채워져 구멍을 막게 되어 구멍 안쪽에 있는 공기를 제대로 배출하기 어려워 주입시간이 오래 소요될 뿐 아니라 일부 공기가 잔류하면 섬유기둥이 제대로 형성되지 않을 수 있다.If the fiber hose is composed of a single tube, the grout material is filled from the opening of the hole to be injected and the hole inside is blocked, so it is difficult to properly discharge the air inside the hole. Can.

이러한 문제를 해결할 수 있도록 도2와 같이 섬유호스(500)는 밀봉된 일단을 가진 섬유호스(500)의 내부에 구멍(110)보다 직경이 작은 내부호스(510)를 삽입한 이중관으로 이루어진다. 섬유호스(500) 내부에 이중관을 구성하면 직경이 구멍(110)보다 작은 내부호스(510)로 그라우트재를 주입하여 공기 배출이 원활하게 이루어지므로 섬유기둥이 잘 형성될 뿐 아니라 구멍의 안쪽부터 그라우트 재료가 제대로 채워지고 주입시간도 짧아진다. To solve this problem, as shown in FIG. 2, the fiber hose 500 is made of a double tube in which an inner hose 510 having a smaller diameter than the hole 110 is inserted into the inside of the fiber hose 500 having a sealed end. When the double pipe is formed inside the fiber hose 500, the air is smoothly discharged by injecting the grout material into the inner hose 510 whose diameter is smaller than the hole 110, so that the fiber column is well formed and grout from the inside of the hole The material is filled properly and the injection time is shortened.

고정유닛(210)은 다양한 형태로 제작이 가능하지만 본 발명의 실시예로는 금속이나 플라스틱으로 된 좁고 긴 평판을 ㄷ자로 만들어 중앙의 전면과 벌어진 양쪽의 측면을 가진 형태로 제작한다. 이때 전면은 구멍(110)보다 작아서 자유롭게 삽입되며 벌어진 양쪽 측면은 구멍보다 크지만 탄력에 의하여 수축되므로 구멍 속으로 삽입유닛(230)을 이용하여 밀어 넣으면 삽입은 쉽게 되지만 구멍 밖으로 당겨도 빠져 나오지 않는 고정날개의 기능을 한다.The fixing unit 210 may be manufactured in various forms, but in an embodiment of the present invention, a narrow and long flat plate made of metal or plastic is made of a letter C, and is manufactured in a form having a central front surface and flanks on both sides. At this time, since the front is smaller than the hole 110, it is inserted freely, and both sides that are open are larger than the hole, but are contracted by elasticity, so that when inserted using the insertion unit 230 into the hole, insertion is easy, but it does not come out even if pulled out of the hole It functions as a wing.

삽입유닛(230)은 섬유호스를 구멍 속으로 삽입하고 자신은 다시 빠져나와야 하므로 취급이 용이하도록 쉽게 들고 다닐 수 있도록 가벼우면서 2m 정도씩 결합 분리가 가능하면서 직선을 유지할 수 있는 충분한 강성을 가지고 있어야 한다.Since the insertion unit 230 inserts the fiber hose into the hole and must exit again, it should be light enough to be easily carried and handled, so that it can be separated and separated by about 2m, and have sufficient rigidity to maintain a straight line. .

이를 위하여 탄소섬유를 에폭시 수지와 결합하여 외경 30mm 정도에 두께 1mm 길이 2m의 원형이나 각형의 탄소섬유 파이프로 만들고 이를 필요한 길이만큼 연결하여 사용한다.To this end, carbon fiber is combined with an epoxy resin to make a round or square carbon fiber pipe with an outer diameter of about 30 mm and a thickness of 1 mm and a length of 2 m.

도3은 압축단계(400)의 실시예로 저수지 제방에서 제방을 따라서 구멍을 뚫고 직경이 다르게 만든 섬유호스(500)를 삽입하고 내부호스(510)으로 그라우트재를 주입한 다음 압축단계(400)에서 인접한 2개 이상의 섬유호스에 주입된 그라우트재에 압력과 진동을 가하면 서로 인접한 섬유호스가 동시에 팽창하여 지반을 양쪽에서 압축하므로 공극이 더 많이 축소될 수 있는 것을 보여주고 있다. 이렇게 인접한 섬유호스에서 동시에 지반을 압축하면 공극이 효과적으로 축소되어 저수지 제방의 차수를 위한 그라우트의 효과가 더욱 높아지게 된다.Figure 3 is an embodiment of the compression step 400, a hole along the embankment in the reservoir embankment, a fiber hose 500 made of a different diameter is inserted, the grout material is injected into the inner hose 510, and then the compression step 400 It is shown that when pressure and vibration are applied to the grout material injected into two or more adjacent fiber hoses, the fiber hoses adjacent to each other expand at the same time and compress the ground on both sides, so that the pores can be further reduced. By simultaneously compressing the ground in adjacent fiber hoses, the voids are effectively reduced, further increasing the effect of grout for the ordering of the reservoir embankment.

이 때 직경이 서로 다른 섬유호스를 사용하여 작은 직경을 방수 처리하고 섬유호스에 진동 압력을 가하면 섬유호스를 구성하는 탄소섬유나 유리섬유가 미리 직조된 형태로만 변형되고 그라우트재의 유출도 최소로 억제되므로 간격관(320)과 패커(330)가 없어도 그라우트재의 구멍 외부로 유출을 방지하면서 큰 직경의 섬유호스는 팽창이 잘 이루어져 지반을 효과적으로 압축하여 공극을 최소화하려는 그라우트 효과를 크게 향상시킬 수 있다.At this time, if a small diameter is waterproofed using a fiber hose with a different diameter, and vibration pressure is applied to the fiber hose, the carbon fiber or glass fiber constituting the fiber hose is deformed only in a previously woven form and the outflow of grout material is minimized. Even without the spacer tube 320 and the packer 330, while preventing the outflow of the grout material out of the hole, the large diameter fiber hose is well-expanded to effectively compress the ground, thereby greatly improving the grout effect to minimize voids.

또한 그라우트재의 주입단계(300)와 압축단계(400)에서 여러 개의 구멍마다 독립적으로 주입장치(310)나 압력펌프(410)를 설치하여 수행할 수도 있고 여러 개의 구멍을 하나의 장치에 연결하여 동시에 동일한 압력을 작용할 수도 있으며 이러한 구성 방식은 현장의 여건과 지반의 특성에 따라 임의로 선택할 수 있다.In addition, in the injection step 300 and the compression step 400 of the grout material, the injection device 310 or the pressure pump 410 may be independently installed for each hole, or several holes may be connected to one device at the same time. The same pressure can be applied, and this configuration method can be arbitrarily selected according to the conditions of the site and the characteristics of the ground.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by a limited number of embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and modifications are possible within the scope of the claims to be described.

100 : 천공단계 110 : 구멍
120 : 제방 130 : 코어부
140 : 천공장비 200 : 삽입단계
210 : 고정유닛 220 : 호스밴드
230 : 삽입유닛 300 : 주입단계
310 : 주입펌프 320 : 간격관
330 : 패커 400 : 팽창단계
500 : 섬유호스 510 : 내부호스 100: drilling step 110: hole
120: embankment 130: core
140: drilling equipment 200: insertion step
210: fixing unit 220: hose band
230: insertion unit 300: injection step
310: injection pump 320: spacer
330 packer 400 expansion stage
500: fiber hose 510: inner hose

Claims

In the grout method for reducing the voids of the ground by injecting a grout material containing cement and sand into the ground of the reservoir embankment,
A drilling step of drilling a hole in the ground using a drilling device;
An insertion step of sealing one end of a fiber hose woven in a cylindrical shape and inserting it into the hole;
An injection step of filling the grout material into the fiber hose inserted into the hole;
A compression step of applying pressure to the grout material filled in the fiber hose to expand the fiber hose larger than the diameter of the hole to compress the ground in a horizontal direction; Reservoir embankment grout method consisting of.

According to claim 1,
The fiber hose,
Reservoir embankment grout method, characterized in that the carbon fiber or glass fiber is woven in a cylindrical shape by combining it with a weft in a circumferential direction and a warp in a longitudinal direction.

According to claim 1,
The fiber hose,
Reservoir embankment grout method, characterized in that the carbon fibers or glass fibers are braided in a braided structure that crosses each other diagonally and weave in a cylindrical shape.

According to claim 2 and 3,
In the process of weaving the fiber hose
The fiber hose in a section in which the hole needs to be expanded has a larger diameter than the hole, and
The fiber hose of the section in which the expansion of the hole is not required is woven smaller in diameter than the hole,
Reservoir embankment grout method, characterized in that the fiber hose is woven smaller than the diameter of the hole to prevent water from leaking.

According to claim 2 and 3,
The sand of the grout material remains inside due to the filter action of the fiber hose,
Reservoir embankment grout method, characterized in that a portion of the fine particles of the cement of the grout material flows out of the fiber hose and combines the soil particles of the ground with the fiber hose.

According to claim 1,
In order to smoothly inject the grout material in the injection step,
Insert the inner hose having a smaller diameter than the fiber hose and a smaller diameter than the hole into the inside of the fiber hose sealed at one end,
Reservoir embankment grout method, characterized in that the grout material is injected from the sealed one end of the outer hose by injecting the grout material into the inner hose.

According to claim 1,
Reservoir embankment grout method, characterized in that by adding vibration to the pressure in the compression step, the vibration pressure is transmitted to the ground in a horizontal direction and compressed.

According to claim 1,
In a portion of the hole that needs to be blocked so that the expansion of the fiber hose is not transmitted to the hole,
A reservoir embankment grout method, characterized in that a cylindrical spacer having a smaller outer diameter than the hole is inserted between the fiber hose and the hole.

The method of claim 8,
In the compression step,
To prevent the grout material under pressure from flowing out into the hole,
Reservoir embankment grout method, characterized in that by installing a packer between the outside of the spacer and the hole to seal between the spacer and the hole.

According to claim 1,
Reservoir embankment grout method, characterized in that the compression step is performed simultaneously in two or more adjacent holes to compress the ground from both sides.