KR20220069372A - Method for filling used pipe and underground cavity - Google Patents

Method for filling used pipe and underground cavity Download PDF

Info

Publication number
KR20220069372A
KR20220069372A KR1020200156421A KR20200156421A KR20220069372A KR 20220069372 A KR20220069372 A KR 20220069372A KR 1020200156421 A KR1020200156421 A KR 1020200156421A KR 20200156421 A KR20200156421 A KR 20200156421A KR 20220069372 A KR20220069372 A KR 20220069372A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
cavity
filler
thickener
filling material
Prior art date
Application number
KR1020200156421A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한진규
유용선
최현
Original Assignee
(주)케미우스코리아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)케미우스코리아 filed Critical (주)케미우스코리아
Priority to KR1020200156421A priority Critical patent/KR20220069372A/en
Publication of KR20220069372A publication Critical patent/KR20220069372A/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/10Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for raising or levelling sunken paving; for filling voids under paving; for introducing material into substructure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/06Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08Flue dust, i.e. fly ash
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • C04B18/142Steelmaking slags, converter slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • C04B20/008Micro- or nanosized fillers, e.g. micronised fillers with particle size smaller than that of the hydraulic binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • C04B28/065Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00663Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/003Injection of material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

The present invention relates to an underground disuse-pipe and cavity filling method in which repair can be performed by injecting filling materials into a cavity without removing road pavements, and filling materials are tightly injected and strength is guaranteed. According to the present invention, the underground disuse-pipe and cavity filling method comprises the steps of: forming a filling material injection hole connected to a cavity to be repaired; connecting an injection pipe from a storage tank in which a high fluidity filling material to be filled in the cavity is stored to the injection hole; and supplying a thickener to the end of the injection pipe so that it is mixed with the high fluidity filling material and curing the filling material.

Description

지중 폐관 및 공동 충진방법{Method for filling used pipe and underground cavity}Method for filling used pipe and underground cavity

본 발명은 도로 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 기술로서, 도로 하부의 지반 이완으로 인하여 발생한 공동 또는 지중 폐관을 채움재로 충진하여 보강하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a technology related to the safety and maintenance of road facilities, and to a method of reinforcing a cavity or underground pipe generated due to ground relaxation under the road by filling it with a filling material.

도로 하부에는 하수관, 전력케이블, 가스관 등 흔히 "라이프라인"이라고 불리는 다양한 관로가 매설되어 있다. 관로는 시간이 지남에 따라 노후화되거나, 보수 공사시 부주의로 인해 파열이 생길 수 있다. 예컨대 하수관 상부의 파열된 틈을 통해 토사가 유입되고 점차 유입량이 증대되면서, 하수관 상부와 도로 사이에는 공동이 발생하게 된다. 완벽하게 비어 있는 공동이 형성될 수도 있지만 일반적으로는 지반의 토양 밀도가 낮아져 지반이 느슨하게 이완된 상태로 유지된다. 도로는 기층, 보조기층, 포장층 등의 일정 수준 이상의 강도를 유지하는바, 지반이 이완되어도 즉시 붕괴하지는 않지만 반복되는 차량의 하중에 의해 결국은 붕괴된다. Various pipelines, commonly called "lifelines", such as sewage pipes, power cables, and gas pipes, are buried under the road. Pipelines may deteriorate over time or rupture due to carelessness during repair work. For example, as soil flows in through the ruptured gap in the upper part of the sewer pipe and the inflow gradually increases, a cavity is generated between the upper part of the sewer pipe and the road. Completely hollow cavities may form, but generally the soil in the ground is less dense, leaving the ground in a loosely relaxed state. The road maintains the strength of the base layer, sub-base layer, and pavement layer above a certain level. Even if the ground is relaxed, it does not collapse immediately, but eventually collapses due to repeated vehicle loads.

또한 지중 매설된 관로 중에 더 이상 사용하지 않는 폐관이 있는데, 폐관에 대해서는 더 이상 유지관리를 하지 않기 때문에 위와 같은 문제가 더 크게 나타날 수 있다. 더욱이 폐관 자체가 장기간 미사용으로 붕괴되는 경우 폐관이 차지하고 있던 볼륨(공간) 자체가 싱크홀처럼 작용하기도 한다. In addition, there are closed pipes that are no longer in use among the underground pipelines, and since the closed pipes are no longer maintained, the above problem may appear larger. Moreover, when the closed pipe itself collapses due to long-term non-use, the volume (space) occupied by the closed pipe itself acts like a sinkhole.

도로 하부의 공동은 사람과 차량에 불측의 심각한 피해를 유발할 수 있다. 따라서 도로 관리에서 가장 중요한 점들 중 하나는 도로 하부의 지반이 이완되거나 공동이 형성된 지역을 탐지하고 이에 대한 보강을 신속하게 수행하는 것이다. Cavities under the road can cause unexpected and serious damage to people and vehicles. Therefore, one of the most important points in road management is to detect an area where the ground under the road is relaxed or a cavity is formed, and to quickly reinforce it.

기존에는 GPR 탐사 등을 통해 발견한 공동이나, 폐관을 충진하기 위하여 개착식 방법을 사용하였다. 즉 도로 포장체를 걷어낸 후 채움재를 공동에 메우는 방법으로 보수하였으나, 이는 보수 기간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 교통 통제가 수반되므로 매우 불편하였다. 또한 도로포장층을 다시 포설해야 하므로 비경제적이다. In the past, the open method was used to fill the cavities or closed pipes discovered through GPR exploration. That is, the repair was done by removing the pavement from the road and filling the cavity with the filling material, but this took a long time to repair, and it was very inconvenient because it involved traffic control. In addition, it is uneconomical because the pavement layer has to be installed again.

한편, 공동의 채움재에도 기술적 이슈가 있다. On the other hand, there is a technical issue in the common filling material.

고유동성 채움재는 이완된 지반에 주입이 쉽고 충진이 용이하다는 이점이 있는 반면, 지반 내 균열을 따라 채움재가 유실될 수 있고, 특히 현재 정상적으로 사요하고 있는 관로(폐관 아님)에 유입되어 경화되는 경우 큰 문제가 될 수 있다. 또한 고유동성 채움재의 경우 압축강도가 낮기 때문에 지상의 도로의 하중에 대한 지지력이 문제될 수도 있다. High-fluidity fillers have the advantage of being easy to inject and easy to fill in the relaxed ground, but the filler material may be lost along cracks in the ground, especially when it is hardened by flowing into the currently used pipeline (not closed). It can be a problem. In addition, in the case of high-flow fillers, since the compressive strength is low, the bearing capacity for the load of the road on the ground may be a problem.

저유동성 채움재는 위와 같은 재료 유실의 문제는 없지만, 주입 및 충진이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한 채움재 저장조로부터 주입지점까지의 채움재를 압송해야 하는데 비중과 점도가 높기 때문에 고압 펌프가 필요하므로 시공이 용이하지 않다는 문제가 있다. 또한 배관 압력 측정잉 용이하지 않기 때문에, 배관 내 별도 압력 측정이 요청되기도 한다. The low-fluidity filler does not have the problem of material loss as described above, but has a problem that it is not easy to inject and fill. In addition, the filling material from the storage tank to the injection point must be transported by pressure, but since specific gravity and viscosity are high, a high-pressure pump is required, so construction is not easy. In addition, since it is not easy to measure the pressure in the pipe, a separate pressure measurement in the pipe is also requested.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도로 포장체를 걷어내지 않고도 공동에 채움재를 주입하여 보수가 가능하며, 채움재가 밀실하게 주입되고 강도가 보장되는 지중 폐관 및 공동 충진방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, it is possible to repair by injecting a filling material into the cavity without removing the road pavement, the filling material is tightly injected and the strength is guaranteed. There is a purpose.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be additionally considered within the range that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지중 폐관 및 공동 충진방법은, (a)보수 대상이 되는 공동과 연결된 채움재 주입공을 형성하는 단계; (b)상기 공동에 충진될 고유동성 채움재가 저장되어 있는 저장조로부터 상기 주입공까지를 주입배관으로 연결하는 단계; (c)상기 주입배관의 말단에 증점제를 공급하여 상기 고유동성 채움재와 혼합되도록 하는 단계; 및 (d)상기 채움재가 경화되는 단계;를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다. The underground closing pipe and cavity filling method according to the present invention for achieving the above object, comprises the steps of: (a) forming a filling material injection hole connected to the cavity to be repaired; (b) connecting the injection hole from the storage tank in which the high-fluidity filler to be filled in the cavity is stored to the injection pipe; (c) supplying a thickener to the end of the injection pipe to be mixed with the high fluidity filler; and (d) curing the filling material.

본 발명에 따르면, 상기 주입배관은 상기 저장조로부터 연장되는 메인관과, 상기 메인관의 말단에 연결되어 증점제를 공급하는 보조투입관을 구비할 수 있다. According to the present invention, the injection pipe may include a main pipe extending from the storage tank, and an auxiliary injection pipe connected to the end of the main pipe to supply a thickener.

특히 상기 보조투입관은 상기 메인관에 대하여 경사지게 배치되어 상기 메인관의 외부로부터 내부까지 이어지는 경사관부와, 상기 경사관의 단부에서 상기 메인관과 수평하게 연장되는 직관부를 구비하여, 상기 증점제는 상기 채움재의 진행방향과 수평하게 공급되어 채움재와 혼합되는 것이 바람직하다. In particular, the auxiliary input pipe is disposed at an angle with respect to the main pipe and includes an inclined pipe part extending from the outside to the inside of the main pipe, and a straight pipe part extending horizontally with the main pipe at the end of the inclined pipe, the thickener is the It is preferable to be supplied horizontally with the moving direction of the filling material and mixed with the filling material.

본 발명의 일 예에서, 상기 증점제가 배출되는 지점부터 상기 메인관의 출구까지의 거리는 1.5~2.5m 범위로 형성되며, 상기 메인관의 단부에는 직경이 점차 줄어드는 협관부와, 상기 협관부를 지나서 직경이 일정하게 유지되며 상기 주입공에 삽입되는 토출부를 구비한다. In one example of the present invention, the distance from the point at which the thickener is discharged to the outlet of the main pipe is formed in the range of 1.5 to 2.5 m, and at the end of the main pipe, a narrow pipe part having a gradually decreasing diameter and passing through the narrow pipe part It has a constant diameter and has a discharge part inserted into the injection hole.

한편, 본 발명의 일 예에서, 상기 채움재는 필러 90~92 중량%와 바인더 8~10 중량%로 이루어지며, 상기 필러는 플라이애쉬와 제강슬래그를 포함하되 중간입경(D50)이 20~30μm인 미분말로 이루어지며, 상기 바인더는 칼슘알루미네이트 85~90중량%, 시멘트 3~5%, 칼슘설포알루미네이트 5~10중량%로 이루어지며, 상기 채움재:물의 혼합비(중량)는 80:100 ~ 100:80이다. On the other hand, in one example of the present invention, the filler is made of 90 to 92% by weight of the filler and 8 to 10% by weight of the binder, and the filler includes fly ash and steelmaking slag, but has a median particle diameter (D50) of 20 to 30 μm It is made of fine powder, and the binder consists of 85 to 90% by weight of calcium aluminate, 3 to 5% of cement, and 5 to 10% by weight of calcium sulfoaluminate, and the filling material:water mixing ratio (weight) is 80:100 to 100 :80.

본 발명에서는 고유동성 채움재를 사용하여 배관 내에서의 이송이 용이해지도록 하는 한편, 채움재가 공동에 주입되기 직전에 증점제를 채움재에 혼합함으로써 채움재의 유동성을 저하시킨다. 공동 내에서 채움재는 점도가 상승되어 재료 유실이 발생하지 않는다는 이점이 있다. In the present invention, a high-fluidity filler is used to facilitate transport in the pipe, while a thickener is mixed with the filler just before the filler is injected into the cavity, thereby reducing the fluidity of the filler. The advantage of the filler material in the cavity is that the viscosity is increased and material loss does not occur.

본 발명에서는 독특한 구성의 주입배관과 보조투입관을 구비하여, 채움재의 주재료와 증점제가 고르게 혼합될 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, by providing an injection pipe and an auxiliary injection pipe of a unique configuration, there is an advantage that the main material of the filler and the thickener can be mixed evenly.

또한 본 발명에서는 제강슬래그와 플라이애쉬와 같이 강도가 높은 필러를 사용하되 입도를 작게 제한하고, 물의 배합비율을 높여서 고유동성을 만든다. 그리고 칼슘알루미네이트계 및 칼슘설포알루미네이트계 물질을 바인더로 사용한다. 이에 따라 채움재가 느슨한 조직으로 경화되어 도로 하부를 지지하는 강도는 발현되되 추후 지하 관로 공사시 쉽게 걷어낼 수 있도록 하였다. 또한 조기 강도가 높게 발현되어 교통 재개가 빠른 시간 내에 가능하며, 공기가 짧아진다는 이점이 있다. In addition, in the present invention, high-strength fillers such as steelmaking slag and fly ash are used, but the particle size is limited to small, and high fluidity is made by increasing the mixing ratio of water. And calcium aluminate-based and calcium sulfoaluminate-based materials are used as binders. As a result, the filling material is hardened into a loose structure and the strength to support the lower part of the road is expressed, but it can be easily removed during underground pipeline construction. In addition, the early intensity is highly expressed, so traffic can be resumed in a short time, and there is an advantage that the period of time is shortened.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if it is an effect not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 예에서 사용하는 채움재 주입장치를 설명하기 위한 개략적 도면이다.
도 2는 주입배관을 설명하기 위한 개략적 도면이다.
도 3은 도로 하부 공동을 충진하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
1 is a schematic view for explaining a filler injection device used in an example of the present invention.
2 is a schematic view for explaining an injection pipe.
3 is a view for explaining a process of filling a cavity under the road.
※ It is revealed that the accompanying drawings are exemplified as a reference for understanding the technical idea of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.In the description of the present invention, if it is determined that related known functions are obvious to those skilled in the art and may unnecessarily obscure the gist of the present invention, detailed description will be omitted.

본 발명은 지중에 형성된 공동을 채움재로 충진하기 위한 것이다. 여기서 공동이란 싱크홀과 같이 완전히 빈 상태로 놓여 있는 것은 물론, 지반이 느슨한 상태와 이완되어 있는 경우 등을 포함한다. 또한 지중에 더 이상 사용하지 않는 폐관도 공동에 포함된다. 지중 폐관은 더 이상 유지보수를 하지 않기 때문에, 폐관이 부식되는 등으로 파손되면 공동과 동일하게 작용하기 때문이다. 본 발명에서는 공동을 충진하여 공동 상부의 시설물이 안전하게 유지될 수 있도록 한다. 특히 도로 하부의 공동이 주요한 대상이 된다. The present invention is for filling the cavity formed in the ground with a filler. Here, the cavity includes not only a completely empty state like a sinkhole, but also a case in which the ground is loose or relaxed. Also included in the cavity are closed pipes that are no longer in use underground. Since the closed underground pipe is no longer maintained, it acts the same as the cavity if the closed pipe is damaged due to corrosion or the like. In the present invention, the cavity is filled so that the facility above the cavity can be safely maintained. In particular, the cavity under the road is a major target.

이하 본 발명에 따른 지중 폐관 및 공동 충진방법(이하, '공동 충진방법'이라 함)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the underground closure and cavity filling method (hereinafter referred to as 'cavity filling method') according to the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 먼저 GPR을 포함하여 다양한 탐사방법에 의하여 탐지된 도로 하부의 공동에 대한 체적을 추정하고, 이 공동을 완전히 충진할 수 있을 정도의 채움재를 제조한다. In the present invention, first, the volume of the cavity under the road detected by various exploration methods including GPR is estimated, and a filling material sufficient to completely fill the cavity is manufactured.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 주입시스템(100)은 혼합조(10), 저장조(20), 펌프(30), 유량압력계(40) 및 주입관(50)을 구비한다. As shown in FIG. 1 , the injection system 100 used in the present invention includes a mixing tank 10 , a storage tank 20 , a pump 30 , a flow pressure gauge 40 , and an injection pipe 50 .

혼합조(10)는 복수의 재료와 물을 혼합 및 교반하여 채움재를 제조하기 위한 것이다. 채움재의 조성에 대해서는 후술하기로 한다. 혼합조(10)에는 교반기(11)가 회전가능하게 설치되어, 재료들과 물이 완전히 혼합되도록 한다. The mixing tank 10 is for preparing a filling material by mixing and stirring a plurality of materials and water. The composition of the filling material will be described later. A stirrer 11 is rotatably installed in the mixing tank 10 so that the materials and water are completely mixed.

저장조(20)는 혼합조(10)에서 형성된 채움재를 일시적으로 수용하기 위한 것이다. 혼합조(10)와 저장조(20) 사이에는 파이프(11)가 연결되어 채움재가 이송되도록 한다. 또한 저장조(20)에도 교반기(21)가 설치되어 채움재가 굳지 않고 유동성을 유지하도록 한다. The storage tank 20 is for temporarily accommodating the filling material formed in the mixing tank 10 . A pipe 11 is connected between the mixing tank 10 and the storage tank 20 so that the filling material is transferred. In addition, a stirrer 21 is installed in the storage tank 20 so that the filling material does not harden and maintains fluidity.

혼합조(10)와 저장조(20)를 따로 분리하는 이유는 혼합 효율을 향상시키기 위한 것이다. 혼합조로부터 직접 주입관으로 연결할 수도 있지만, 이 경우 복수의 재료들이 완전히 혼합되지 못하여 채움재의 물성이 제대로 발현되지 않을 수 있다. The reason for separating the mixing tank 10 and the storage tank 20 separately is to improve mixing efficiency. It may be connected directly from the mixing tank to the injection pipe, but in this case, the plurality of materials may not be completely mixed, so that the physical properties of the filling material may not be properly expressed.

저장조(20)의 하부에는 주입배관(50)이 연결된다. 주입배관(50)에는 펌프(30)와 유량압력계(40)가 설치된다. 펌프(30)는 채움재를 압송하기 위한 것이며, 유량압력계(40)는 공동(c)으로 주입되는 채움재의 유량과 압력을 측정하기 위한 것이다. 주입배관(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 저장조(20)와 연결된 메인관(51)을 구비한다. 메인관(51)은 저장조(20)로부터 일정한 직경으로 형성되다가, 단부에서는 직경이 점차 줄어드는 협관부(52)가 형성된 후, 다시 줄어든 직경이 일정하게 유지되는 토출부(53)로 이루어진다. 토출부(53)는 절곡되어 도 3에 도시된 바와 같이 주입공(h)에 끼워져 연결된다. 토출부(53)의 직경은 메인관(51)의 최초 직경에 비하여 1/2 수준이다. 예컨대, 본 실시예에서 메인관(51)은 직경이 50mm인데, 토출부(53)는 직경이 25mm로 형성된다. An injection pipe 50 is connected to the lower portion of the storage tank 20 . A pump 30 and a flow pressure gauge 40 are installed in the injection pipe 50 . The pump 30 is for pressurizing the filling material, and the flow pressure gauge 40 is for measuring the flow rate and pressure of the filling material injected into the cavity (c). The injection pipe 50 includes a main pipe 51 connected to the storage tank 20 as shown in FIG. 2 . The main pipe 51 is formed from the storage tank 20 with a constant diameter, and at the end thereof, a narrow pipe part 52 having a gradually reduced diameter is formed, and then the discharge part 53 is again maintained with a reduced diameter constant. The discharge part 53 is bent and connected to the injection hole h as shown in FIG. 3 . The diameter of the discharge part 53 is 1/2 of the initial diameter of the main pipe 51 . For example, in this embodiment, the main pipe 51 has a diameter of 50 mm, and the discharge unit 53 has a diameter of 25 mm.

메인관(51)에는 보조투입관(54)이 연결된다. The auxiliary input pipe 54 is connected to the main pipe 51 .

보조투입관(54)은 채움재에 증점제를 공급하기 위한 것이다. 증점제가 채움재와 잘 혼합될 수 있도록 보조투입관(54)은 경사관부(55)와 직관부(56)을 구비한다. 경사관부(55)는 외부로부터 메인관(51)을 관통하며 설치되는데, 메인관(51)에 대하여 예각(a)으로 경사지게 배치된다. 직관부(56)는 경사관부(55)로부터 연장형성며, 메인관(51)과 동축적으로 수평하게 배치된다. 보조투입관(54)의 직경은 메인관(51)의 1/10 정도로 형성된다. The auxiliary input pipe 54 is for supplying a thickener to the filling material. The auxiliary input pipe 54 includes an inclined pipe part 55 and a straight pipe part 56 so that the thickener can be well mixed with the filling material. The inclined tube portion 55 is installed to pass through the main tube 51 from the outside, and is inclined at an acute angle (a) with respect to the main tube 51 . The straight pipe part 56 extends from the inclined pipe part 55 and is arranged coaxially and horizontally with the main pipe 51 . The diameter of the auxiliary input pipe 54 is formed about 1/10 of the main pipe 51 .

증점제는 보조투입관(54)을 통해 메인관(51)의 중심, 즉 채움재의 유동 중심쪽으로 으로 수평하게 공급되어 두 재료가 잘 혼합될 수 있다. 더욱이, 보조투입관(54)을 통해 증점제가 공급된 후에는 메인관(51)이 협관부(52)와 토출부(53)로 연결된다. 그리고 토출부(53)는 1.8~2.5m 까지 연장된다. 협관부(52)와 토출부(53)에서는 메인관보다 직경이 줄어들기 때문에 채움재과 증점제는 압축되면서 두 재료의 혼합이 가속화된다. 또한 토출부(53)의 단부까지 일정 거리가 있기 때문에 채움재와 증점제가 공동에 주입되기 전에 완전히 혼합될 수 있다. The thickener is supplied horizontally toward the center of the main tube 51 through the auxiliary input tube 54, that is, toward the flow center of the filler, so that the two materials can be well mixed. Furthermore, after the thickener is supplied through the auxiliary input pipe 54 , the main pipe 51 is connected to the narrow pipe part 52 and the discharge part 53 . And the discharge part 53 is extended to 1.8 ~ 2.5m. Since the diameter of the narrow tube 52 and the discharge portion 53 is smaller than that of the main tube, the filling material and the thickener are compressed while accelerating the mixing of the two materials. In addition, since there is a certain distance to the end of the discharge part 53, the filler and the thickener can be completely mixed before being injected into the cavity.

주입시스템(100)의 준비와 별도로, 도 3에 도시된 바와 같이, 기층(81), 보조기층(82) 및 포장층(83)이 순차적으로 적층되어 있는 도로 포장체(80)에 대하여 천공을 수행하여 주입공(h)을 형성한다. 주입공(h)에는 주입배관(50)에서 토출부(53)가 삽입된다. 주입배관(50)의 토출부(53)와 주입공(h)의 공벽 사이의 틈에는 패커(p)를 설치하여 밀폐시킨다. Separately from the preparation of the injection system 100, as shown in FIG. 3, a perforation is made for the road pavement 80 in which the base layer 81, the sub-base layer 82, and the pavement layer 83 are sequentially stacked. to form an injection hole (h). The discharge part 53 from the injection pipe 50 is inserted into the injection hole (h). In the gap between the discharge part 53 of the injection pipe 50 and the hole wall of the injection hole (h), a packer (p) is installed and sealed.

상기한 바와 같이 주입시스템(100)의 설치가 완료되면, 증점제가 혼합된 채움재를 공동에 주입하여 공동을 충진하고, 채움재는 증점제와 섞이기 전에는 고유동성이 발현되어 주입배관 내에서의 압송이 용이하며, 증점제가 채움재에 혼합되면 점도가 상승하면서 공동에 충진된다. 이에 따라 고유동성 채움재의 문제점으로 지적되는 지반 내 균열을 따라 재료가 유실되거나, 경화 후 강도가 약한 문제점이 모두 해결된다. As described above, when the installation of the injection system 100 is completed, the cavity is filled by injecting the filler mixed with the thickener into the cavity, and the filler exhibits high fluidity before mixing with the thickener, making it easy to pressurize in the injection pipe When the thickener is mixed with the filler, the viscosity increases and the cavity is filled. Accordingly, all of the problems of material loss along cracks in the ground, which are pointed out as a problem of high-flow fillers, or weak strength after hardening, are all solved.

이하에서는 상기한 바와 같은 특징을 지니는 채움재에 대하여 설명하기로 한다. 도로 하부 공동의 충진을 위한 채움재에 요구되는 물성은 아래와 같다. Hereinafter, the filler having the above-described characteristics will be described. The properties required for the filling material for filling the cavity under the road are as follows.

먼저 채움재는 도로를 지지할 수 있을 정도의 기계적 강도가 발현되어야 한다. 그러나 기존의 시멘트계 채움재와 같이 장기 압축강도가 너무 큰 경우에는 공동 충진영역 하부의 라이프 라인에 대한 보수공사시 경화된 채움재를 걷어내는 것이 곤란할 수 있다. 또한 시멘트르르 주재료로 하는 저유동성 채움재는 채움재를 주입할 때 고압 압송을 해야 하므로 시공이 용이하지도 않다. First, the fill material must have sufficient mechanical strength to support the road. However, if the long-term compressive strength is too large like the conventional cement-based filler, it may be difficult to remove the hardened filler during repair work on the life line under the cavity filling area. In addition, the low-fluidity filler, which is used as the main material for cement, is not easy to construct because high-pressure feeding is required when the filler is injected.

이에 도로를 지지할 수 있는 정도의 기계적 강도 및 속경성이 발현되면서도, 장기 압축강도는 시멘트보다 낮게 발현되어야 한다. 또한 공동을 충진할 때의 작업성을 향상시키고 배관 내에서의 이송이 용이하도록 유동성이 보장되어야 하는 반면, 역으로 공동 내에서는 유동성이 낮아 재료 유실이 방지되어야 한다. Therefore, while the mechanical strength and rapid hardening enough to support the road are expressed, the long-term compressive strength must be lower than that of cement. In addition, fluidity must be ensured to improve workability when filling the cavity and facilitate transport within the pipe, while, conversely, fluid loss must be prevented due to low fluidity in the cavity.

본 발명에서는 고유동성 채움재를 사용하되, 공동에 주입되기 전에 증점제를 혼합하여 유동성을 낮추어주는 방법을 택함으로써 위의 문제를 해결한다. The present invention solves the above problem by adopting a method of lowering fluidity by mixing a thickener before injection into the cavity using a high fluidity filler.

본 발명에서 사용하는 채움재는 필러(filler)와, 바인더로 이루어진다. 필러는 시멘트 분야에서 말하는 '골재'의 개념으로 이해될 수 있는데, 플라이애쉬와 제강슬래그를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 토사를 일부 혼합하여 사용할 수도 있다. 다만 중요한 점은 필러의 입도이다. 본 실시예에서는 플라이애쉬나 제강슬래그의 입도에 제한을 둔다. 중간입경(D50)이 20~30μm 범위의 매우 작은 입도를 가진 필러를 사용한다. 앞서 언급했듯이 필러는 골재의 개념으로 강도 발현이 주기능인데 입도가 작다는 것은 강도 발현의 관점에서만 보면 우수하지 않다. 그러나 공동 채움재에서는 장기강도가 높게 발현되는 것은 오히려 역효과가 있기 때문에 미세 입도를 가진 필러가 유리하게 작용한다. 작은 입자의 필러들 사이로 물이 채워진 상태에서 경화가 이루어지고 물이 증발하게 되면 경화체는 치밀하지 않고 엉성한 조직으로 형성되는데, 이러한 엉성한 조직이 장기강도가 낮게 발현되기 때문이다. 기존에 이러한 효과를 노리기 위하여 기포 콘크리트를 필러로 사용하는 시도가 있었지만, 기포 콘크리트는 경화가 되기 전에 기포가 소실되거나, 장기 경화 과정에서 기포꺼짐현상이 발생한다는 문제점이 있었다. The filling material used in the present invention consists of a filler and a binder. The filler can be understood as the concept of 'aggregate' in the cement field, and fly ash and steelmaking slag can be used alone or in combination. It is also possible to use a mixture of some soil and sand. However, the important point is the particle size of the filler. In this embodiment, there is a limit to the particle size of fly ash or steelmaking slag. A filler with a very small particle size in the range of 20-30 μm with a medium particle diameter (D50) is used. As mentioned earlier, the filler is a concept of aggregate and its main function is to express strength, but a small particle size is not excellent in terms of strength expression only. However, a filler having a fine particle size works advantageously because the high long-term strength has an adverse effect in the hollow filler material. When water is filled between the fillers of small particles, hardening takes place and the water evaporates, the hardening body is not dense and is formed into a coarse tissue, because this coarse tissue exhibits low long-term strength. In the past, attempts have been made to use aerated concrete as a filler in order to achieve this effect, but there is a problem in that foamed concrete loses air bubbles before hardening, or that bubble collapse occurs during long-term hardening.

또한 기존에는 강도발현에 있어서 우수한 성능을 가졌음에도 제강슬래그를 채움재 필러로 사용하지 않았는데, 이는 제강슬래그 내 Free-CaO 성분과 철의 함량이 높아서 경화과정에서 부피가 팽창하여 경화체를 파괴시키는 문제점 때문이었다. 그러나 본 발명에서는 제강슬래그를 사용하되 미세 입도의 분말을 사용하여 엉성한 조직을 형성하기 때문에 제강슬래그의 부피팽창으로 인한 경화체의 파괴를 피할 수 있다. 입자와 입자 사이에 간격이 넓기 때문에 제강슬래그의 팽창 공간이 충분히 제공되기 때문이다. In addition, in the past, steelmaking slag was not used as a filler even though it had excellent performance in strength expression. This was because of the high content of free-CaO and iron in the steelmaking slag, which caused the volume to expand during the hardening process and destroy the hardened body. . However, in the present invention, since steelmaking slag is used, but fine particle size powder is used to form a coarse structure, the destruction of the hardened body due to volume expansion of the steelmaking slag can be avoided. This is because the expansion space of the steelmaking slag is sufficiently provided because the gap between the particles is wide.

바인더는 필러들을 상호 일체화시키기 위한 것인데, 필러 90~92 중량%와 바인더 8~10 중량%로 배합된다. 본 채움재에서는 바인더의 주원료로서 칼슘알루미네이트계 물질 85~90중량%, 시멘트 3~5중량% 및 칼슘설포알루미네이트계 물질 5~10중량%를 배합하여 사용한다. 예컨대, 칼슘알루미네이트계는 C12A7, C3A, CA 등의 물질, 칼슘설포알루미네이트계는 C4A3S 등의 물질을 사용할 수 있다. The binder is to integrate the fillers with each other, and is blended with 90 to 92% by weight of the filler and 8 to 10% by weight of the binder. In this filler, 85 to 90% by weight of a calcium aluminate-based material, 3 to 5% by weight of cement, and 5 to 10% by weight of a calcium sulfoaluminate-based material are mixed and used as the main raw material of the binder. For example, calcium aluminate-based materials such as C 12 A 7 , C 3 A, CA, and calcium sulfoaluminate-based materials such as C 4 A 3 S may be used.

기존의 채움재는 칼슘실리케이트계 물질을 바인더로 사용하는 것이 일반적이었지만, 본 발명에서 사용하는 채움재는 칼슘알루미네이트계 또는 칼슘설포알루미네이트계 바인더를 사용한다는 점에 중요한 특징이 있다. 자세히 설명한다. Conventional fillers generally use a calcium silicate-based material as a binder, but the filler used in the present invention has an important feature in that a calcium aluminate-based or calcium sulfoaluminate-based binder is used. Describe in detail.

칼슘실리케이트계 물질(보통의 시멘트)은 아래의 반응식(1) 및 (2)와 같은 형태의 수화반응을 통해 경화되면서 강도가 발현된다. Calcium silicate-based material (normal cement) exhibits strength as it hardens through a hydration reaction of the form shown in Reaction Formulas (1) and (2) below.

2C3S + 6H → C3S2H3 + 3Ca(OH)2 ... 반응식(1)2C 3 S + 6H → C 3 S 2 H 3 + 3Ca(OH) 2 ... Scheme (1)

2C2S + 4H → C3S2H3 + Ca(OH)2 ... 반응식(2)2C 2 S + 4H → C 3 S 2 H 3 + Ca(OH) 2 ... Scheme (2)

보통 시멘트계 재료는 물과 반응하여 새로운 광물을 형성하는 수화과정을 거쳐 굳게 된다. 기존의 CLSM도 이러한 시멘트의 수화반응과, 시멘트 수화 과정에서 발생하는 다량의 소석회와 비정질 실리카인 플라이애쉬 사이의 포졸란 반응에 의해 적정 강도의 경화체를 얻게 된다. 그러나 시멘트의 수화반응 중 강도발현에 주로 기여하는 C3S 및 C2S 등의 칼슘실리케이트계 광물의 수화는 수 일에서 수 주의 시간이 걸리며 천천히 일어나는 특징이 있다. 따라서 타설 후 수 시간 정도에서의 조기강도가 채움재에서 요구되는 0.13MPa 이상으로 발현되지 않는다. 그러나 수화반응이 지속적으로 이어지면서 10일 이상의 재령에서의 장기강도는 높게 발현된다. Usually, cementitious materials undergo a hydration process that reacts with water to form new minerals and hardens. Existing CLSM also obtains a hardened body of appropriate strength by the hydration reaction of cement and the pozzolan reaction between a large amount of slaked lime and amorphous silica fly ash generated during cement hydration. However, the hydration of calcium silicate-based minerals such as C 3 S and C 2 S, which mainly contribute to strength development during the hydration reaction of cement, takes several days to several weeks and is characterized by a slow process. Therefore, the early strength of several hours after pouring does not appear above 0.13 MPa required for the filler material. However, as the hydration reaction continues, long-term strength is highly expressed at the age of 10 days or more.

교량, 건축물, 포장을 위한 재료에서는 장기강도가 높게 나타나는 것은 장점이지만, 채움재에서는 조기강도가 낮고 장기강도가 높은 것은 큰 약점으로 작용한다. 즉, 조기강도가 낮으면 양생 시간이 오래 걸리게 되므로 공기가 늘어나게 되며 이에 따라 교통통제 등의 민원이 발생할 수 있다. 또한 장기강도가 높게 나오면, 관로의 보수공사시 채움재를 걷어내는데 어려움이 따른다. 이러한 문제로 인하여, 종래에는 칼슘실리케이트계 바인더를 사용하되, 첨가량을 감소시키는 등의 보완방법을 사용하고 있으나 채움재에 요구되는 물성이 부족해지는 문제가 생겼다. In materials for bridges, buildings, and pavements, high long-term strength is an advantage, but in filler materials, low early strength and high long-term strength act as a major weakness. In other words, if the early intensity is low, the curing time will be long, so the air will increase, and accordingly, civil complaints such as traffic control may occur. In addition, if the long-term strength is high, it is difficult to remove the filler material during pipe repair work. Due to this problem, conventionally, a calcium silicate-based binder is used, but a complementary method such as reducing the amount of addition is used, but there is a problem in that the physical properties required for the filler are insufficient.

본 발명에서는 칼슘알루미네이트계 및 칼슘설포알루미네이트계 바인더를 사용함으로써 이러한 문제를 모두 해결한다. In the present invention, both of these problems are solved by using a calcium aluminate-based binder and a calcium sulfoaluminate-based binder.

CA + H → CAH10 ... 반응식(3)CA + H → CAH 10 ... Scheme (3)

C12A7 + H → C2AH8 + AH3 ... 반응식(4)C 12 A 7 + H → C 2 AH 8 + AH 3 ... Scheme (4)

C4A3 + 8CH2 + 6CH + 74H 3C6A3H32 ... 반응식(5)C 4 A 3 + 8CH 2 + 6CH + 74H 3C 6 A 3 H 32 ... Scheme (5)

위의 반응식(3) 및 (4)는 비정질 칼슘알루미네이트계 바인더의 수화반응을 나타낸 것이다. 식(5)는 칼슘설포알루미네이트계 바인더의 수화반응을 나타낸 것이다. 위 수화반응은 급격하게 이루어지므로 조기강도가 높게 발현된다. 따라서 장기강도는 조기강도보다 약간 오르는 수준에서 머무르게 된다. 칼슘실리케이트계 바인더와 비교할 때 칼슘알루미네이트계 또는 칼슘설포알루미네이트계 바인더는 장기강도가 더 약하지만, 채움재에서는 장점으로 작용하는 것이다. The above reaction formulas (3) and (4) show the hydration reaction of the amorphous calcium aluminate-based binder. Equation (5) shows the hydration reaction of the calcium sulfoaluminate binder. Since the above hydration reaction occurs rapidly, the early intensity is expressed high. Therefore, the long-term intensity stays at a level slightly higher than the early intensity. Compared to the calcium silicate-based binder, the calcium aluminate-based or calcium sulfoaluminate-based binder has weaker long-term strength, but acts as an advantage in the filler material.

상기한 바와 같이, 필러와 바인더 및 후술할 첨가제를 포함한 전체 재료에 물을 혼합하여 페이스트를 형성한 후, 공동에 채움재 페이스트를 충진하게 되는데, 전체 재료 대 물의 배합비율(중량)은 80:100 ~ 100:80의 비율이다. 물의 배합비율이 매우 높은 편인데, 이는 유동성의 증대를 위한 목적과 함께, 필러들 사이에 물이 채워져 엉성한 경화체를 만들기 위함이다. As described above, after forming a paste by mixing water with the entire material including the filler, the binder, and additives to be described later, the filling material paste is filled in the cavity. The mixing ratio (weight) of the total material to water is 80:100 ~ The ratio is 100:80. The mixing ratio of water is very high, and this is for the purpose of increasing fluidity, and to make a sloppy hardened body by filling water between the fillers.

위에서 설명한 필러와 바인더 및 물은 저장조로부터 주입배관의 메인관(51)을 통해 압송된다. 위 필러와 바인더 및 물을 혼합한 조성물은 유동성이 매우 좋다. 대략 우유 정도의 점도로 이루어져 메인관 내에서 약간의 압력으로도 쉽게 이송된다. 본 발명에서는 메인관 내에서의 이송이 용이하도록 상기한 바와 같은 조성물에 물 배합비를 높힌 것이다. 다만, 공동 내에서도 고유동성 상태가 되면 종래기술에서 고유동성 채움재의 문제가 그대로 반복되는 바 바람직하지 않다. 이에 본 발명에서는 채움재가 공동에 주입되기 직전에 증점제를 혼합시켜 유동성을 대폭 저하시킨다. 공동에 투입되기 직전에 증점제가 투입되므로, 메인관에서의 압송시 고압이 요구되지는 않는다. The filler, binder, and water described above are fed under pressure from the storage tank through the main pipe 51 of the injection pipe. The composition in which the above filler, binder and water are mixed has very good fluidity. It has a viscosity of about milk and is easily transported even with a little pressure in the main tube. In the present invention, the mixing ratio of water to the composition as described above is increased to facilitate transport in the main pipe. However, it is undesirable as the problem of the high-fluidity filler in the prior art is repeated as it is when the high-fluidity state is achieved even in the cavity. Accordingly, in the present invention, a thickener is mixed immediately before the filler is injected into the cavity to significantly reduce fluidity. Since the thickener is added just before being put into the cavity, a high pressure is not required during pressure feeding in the main pipe.

증점제는 0.01~0.1 중량% 범위로 증점제를 사용할 수 있다. 증점제 혼입량 조절을 통해 유동성을 저하시킨다. The thickener may be used in the range of 0.01 to 0.1 wt%. Fluidity is reduced by controlling the amount of thickener mixed.

본 실시예에서는 증점제로 아크릴계 증점제 또는 셀룰로오스계 증점제를 사용할 수 있다. 특히, 아크릴산 나트륨 중합체, 메타아크릴산 나트륨 중합체, 아크릴 아마이드 중합체, 가수분해된 아크릴로 니트릴 중합체, 아크릴산 메타아크릴산 공중합체, 아크릴산 아크릴 아마이드 공중합체를 주성분으로 하는 폴리머 수지 중 어느 하나 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 증점제를 사용하는 경우 또 다른 장점은 수중불분리성이 향상되어 물/재료 배합비를 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 지하공간에는 언제나 지하수가 유입될 개연성이 있으며, 이에 따라 재료와 물의 배합비가 설계수준과 변경됨으로써 충진재의 물성에 영향을 주게 된다. 증점제는 증점 작용을 하여 물이 재료에 유입되는 것을 막으므로, 채움재의 성능이 일정하게 유지될 수 있다. In this embodiment, an acrylic thickener or a cellulose thickener may be used as the thickener. In particular, any one or a combination of polymer resins containing sodium acrylate polymer, sodium methacrylate polymer, acrylamide polymer, hydrolyzed acrylonitrile polymer, acrylic acid methacrylic acid copolymer, and acrylic acid acrylamide copolymer as a main component can be used. . Another advantage of using a thickener is that inseparability in water is improved, so that the water/material mixing ratio can be kept constant. There is always a possibility that groundwater will flow into the underground space, and accordingly, the material and water mixing ratio is changed from the design level, thereby affecting the properties of the filler. Since the thickener acts as a thickener to prevent water from entering the material, the performance of the filler can be maintained constant.

다만, 증점제를 첨가하는 경우 유동성의 조절을 통해 재료유실을 막는 측면에서는 이점이 있지만, 경화속도가 저하되는 현상이 발생할 수 있다. 즉, 증점제는 채움재의 페이스트 내 물(반응의 차원으로 보면 '자유수'라고 함)의 이동을 저하시키기 때문에, 수화반응이 느리게 일어나는 것이다. 그러나 본 채움재에서는 바인더로서 3~5 중량%로 배합되는 시멘트가 경화촉진제 역할을 수행한다. 즉 시멘트의 C3S 수화 과정에서 발생하는 Ca(OH)2가 경화촉진제로 작용하기 때문에 별도의 경화촉진제를 추가할 필요가 없다. However, in the case of adding a thickener, there is an advantage in preventing material loss through control of fluidity, but a phenomenon in which the curing speed is lowered may occur. That is, since the thickener reduces the movement of water (referred to as 'free water' in terms of reaction) in the paste of the filler, the hydration reaction occurs slowly. However, in this filler material, cement mixed in an amount of 3 to 5 wt % as a binder acts as a hardening accelerator. That is, since Ca(OH) 2 generated during C3S hydration of cement acts as a hardening accelerator, there is no need to add a separate hardening accelerator.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 2가지 특징점이 있다. As described above, the present invention has two characteristics.

먼저 필러와 바인더 및 물을 먼저 혼합하여 고유동성 체움재를 구성함으로써 주입배관 내에서 고압을 인가하지 않고도 쉽게 이송이 가능하지만, 공동에 채움재를 주입하기 직전에 증점제를 혼합하여 채움재의 유동성을 저하시킴으로써 공동 내에서 채움재의 유실 문제를 해결할 수 있다. 주재료와 증점제 사이의 혼합이 원활하게 이루어지도록 보조투입관(54)을 메인관(51)에 삽입하되, 보조투입관과 메인관이 중심점에서 동축적으로 배치한다. 또한 협관부를 통해 주입배관의 직경을 줄어들게 하여 증점제와 필러-바인더가 압축적으로 혼합되고, 이러한 상태로 토출부까지 일정한 거리가 보장되므로, 필러-바인더와 증점제가 고르게 혼합될 수 있다. First, the filler, binder, and water are mixed first to form a high-fluidity filler, so it can be easily transported without applying high pressure in the injection pipe. It is possible to solve the problem of loss of filler material in the cavity. The auxiliary input pipe 54 is inserted into the main pipe 51 so that mixing between the main material and the thickener is smoothly made, but the auxiliary input pipe and the main pipe are coaxially arranged at the center point. In addition, by reducing the diameter of the injection pipe through the narrow pipe, the thickener and the filler-binder are compressed and mixed, and in this state, a certain distance to the discharge part is guaranteed, so that the filler-binder and the thickener can be mixed evenly.

또한 본 발명에서는 제강슬래그와 플라이애쉬와 같이 강도가 높고 저유동성 필러를 사용하되 입도를 작게 제한하고, 물의 배합비율을 높여서 고유동성을 만든다. 그리고 칼슘알루미네이트계 및 칼슘설포알루미네이트계 물질을 바인더로 사용한다. 이에 따라 채움재가 느슨한 조직으로 경화되어 도로 하부를 지지하는 강도는 발현되되 추후 지하 관로 공사시 쉽게 걷어낼 수 있도록 하였다. 또한 조기 강도가 높게 발현되어 교통 재개가 빠른 시간 내에 가능하며, 공기가 짧아진다는 이점이 있다. In addition, in the present invention, high-strength and low-fluidity fillers such as steelmaking slag and fly ash are used, but the particle size is limited to small, and high fluidity is made by increasing the mixing ratio of water. And calcium aluminate-based and calcium sulfoaluminate-based materials are used as binders. As a result, the filling material is hardened into a loose structure and the strength to support the lower part of the road is expressed, but it can be easily removed during underground pipeline construction. In addition, the early intensity is highly expressed, so traffic can be resumed in a short time, and there is an advantage that the period of time is shortened.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the protection scope of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.

100 ... 주입시스템
10 ... 혼합조, 20 ... 저장조,
30 ...펌프, 40 ... 유량압력계
50 ... 주입관, 51 ... 메인관
52 ... 협관부, 53 ... 토출부
54 ... 보조투입관, 55 ... 경사관부
56 ... 직관부, 80 ... 도로 포장체
b... 균열, c ... 공동, f ... 충진재,
s ... 하수관, g ... 지반, h ... 주입공
100 ... injection system
10 ... mixing tanks, 20 ... storage tanks,
30 ...pump, 40 ...flow pressure gauge
50 ... injection tube, 51 ... main tube
52 ... narrow pipe part, 53 ... discharge part
54 ... auxiliary feed pipe, 55 ... inclined pipe part
56 ... straight pipe, 80 ... road pavement
b ... cracks, c ... cavities, f ... fillers,
s ... sewer pipe, g ... ground, h ... injection hole

Claims (5)

(a)보수 대상이 되는 공동과 연결된 채움재 주입공을 형성하는 단계;
(b)상기 공동에 충진될 고유동성 채움재가 저장되어 있는 저장조로부터 상기 주입공까지를 주입배관으로 연결하는 단계;
(c)상기 주입배관의 말단에 증점제를 공급하여 상기 고유동성 채움재와 혼합되도록 하는 단계; 및
(d)상기 채움재가 경화되는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지중 폐관 및 공동 충진방법.
(a) forming a filler injection hole connected to the cavity to be repaired;
(b) connecting the injection hole from the storage tank in which the high-fluidity filler to be filled in the cavity is stored to the injection pipe;
(c) supplying a thickener to the end of the injection pipe to be mixed with the high fluidity filler; and
(d) the step of curing the filling material; underground closed pipe and cavity filling method comprising the.
제1항에 있어서,
상기 주입배관은, 상기 저장조로부터 연장되는 메인관과, 상기 메인관의 말단에 연결되어 증점제를 공급하는 보조투입관을 구비하는 것을 특징으로 하는 지중 폐관 및 공동 충진방법.
The method of claim 1,
The injection pipe, the underground closing pipe and cavity filling method, characterized in that it comprises a main pipe extending from the storage tank, and an auxiliary injection pipe connected to the end of the main pipe to supply a thickener.
제2항에 있어서,
상기 보조투입관은 상기 메인관에 대하여 경사지게 배치되어 상기 메인관의 외부로부터 내부까지 이어지는 경사관부와, 상기 경사관의 단부에서 상기 메인관과 수평하게 연장되는 직관부를 구비하여,
증점제는 상기 채움재의 진행방향과 수평하게 공급되어 채움재와 혼합되는 것을 특징으로 하는 지중 폐관 및 공동 충진방법.
3. The method of claim 2,
The auxiliary input pipe is disposed at an angle with respect to the main pipe and includes an inclined pipe part extending from the outside to the inside of the main pipe, and a straight pipe part extending horizontally with the main pipe at the end of the inclined pipe,
The thickener is supplied horizontally with the progress direction of the filling material and mixed with the filling material.
제3항에 있어서,
상기 증점제가 배출되는 지점부터 상기 메인관의 출구까지의 거리는 1.8~2.5m 범위로 형성되며,
상기 메인관의 단부에는 직경이 점차 줄어드는 협관부와, 상기 협관부를 지나서 직경이 일정하게 유지되며 상기 주입공에 삽입되는 토출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지중 폐관 및 공동 충진방법.
4. The method of claim 3,
The distance from the point where the thickener is discharged to the outlet of the main pipe is formed in the range of 1.8 to 2.5 m,
An underground closed pipe and cavity filling method, characterized in that the end of the main pipe includes a narrow pipe part having a gradually decreasing diameter, and a discharge part having a constant diameter passing through the narrow pipe part and being inserted into the injection hole.
제1항에 있어서,
상기 채움재는 필러 90~92 중량%와 바인더 8~10 중량%로 이루어지며,
상기 필러는 플라이애쉬와 제강슬래그를 포함하되 중간입경(D50)이 20~30μm인 미분말로 이루어지며,
상기 바인더는 칼슘알루미네이트 85~90중량%, 시멘트 3~5%, 칼슘설포알루미네이트 5~10중량%로 이루어지며,
상기 채움재:물의 혼합비(중량)는 80:100 ~ 100:80인 것을 특징으로 하는 지중 폐관 및 공동 충진방법.
The method of claim 1,
The filling material consists of 90 to 92 wt% of a filler and 8 to 10 wt% of a binder,
The filler includes fly ash and steelmaking slag, but is made of fine powder having a median particle diameter (D50) of 20 to 30 μm,
The binder consists of 85 to 90% by weight of calcium aluminate, 3 to 5% of cement, and 5 to 10% by weight of calcium sulfoaluminate,
The filling material: water mixing ratio (weight) is 80: 100 ~ 100: 80, characterized in that the underground closed pipe and cavity filling method.
KR1020200156421A 2020-11-20 2020-11-20 Method for filling used pipe and underground cavity KR20220069372A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200156421A KR20220069372A (en) 2020-11-20 2020-11-20 Method for filling used pipe and underground cavity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200156421A KR20220069372A (en) 2020-11-20 2020-11-20 Method for filling used pipe and underground cavity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220069372A true KR20220069372A (en) 2022-05-27

Family

ID=81796875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200156421A KR20220069372A (en) 2020-11-20 2020-11-20 Method for filling used pipe and underground cavity

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220069372A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101709125B1 (en) Rapid hardening and pseudo-plastic backfill material for sewer pipe and Constructing method using the same
Liu et al. Effects of cementitious grout components on rheological properties
US20140221534A1 (en) Tunneling annulus grout
KR100938884B1 (en) Accelerating mortar for grouting underground cavity by using a eco-friendly cement mineral kingdom and grouting method using this
CA1315563C (en) Tunnel grouting method and apparatus
JP3686888B2 (en) Gap filling material and gap filling method
JP2007231727A (en) Method of reinforcing ground
KR102393263B1 (en) Method for filling cavity formed under road using low flowrate filler
JP3600502B2 (en) Plastic grouting method
US20150027346A1 (en) Tunneling annulus grout
JP4264234B2 (en) Two-component filler for underground bonding
KR20220069372A (en) Method for filling used pipe and underground cavity
KR101553599B1 (en) Sink holes prevention methods by closing settlement
WO2020008794A1 (en) Cement composition for bolt anchoring and bolt anchoring method
KR101860943B1 (en) Filling device for ground hole using rapid hardening and pseudo-plastic backfill material and filling method using that
KR101946944B1 (en) Method for filling cavity formed under road
JP4976073B2 (en) Repair method for underground filler and earth structure
JPH11124574A (en) Grout and grouting work
JP5002896B2 (en) Gap filler and manufacturing method thereof
KR101861326B1 (en) Lightweight grouting composition with durability and self-healing property and grouting method therewith
JP3372012B2 (en) Grout wood
JP2006213589A5 (en)
JP2007197501A (en) Cavity filler
KR102635179B1 (en) Non-silicate and non-cement inorganic grout composition and eco-friendly grouting process using the same
JP2006069821A (en) Cement-based gap-filling material

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal