KR910009252B1 - 지반주입재의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

지반주입재의 제조방법

제1도는 본 발명을 실시하기 위한 장치의 한 구체적인 예.

제2도는 탄산가스압과 탄산가스 취출량과의 관계를 나타내는 그래프.

제3도는 노즐구경과 탄산가스 취출량의 관계를 나타내는 그래프.

제4도는 본 발명을 실시하기 위한 다른 장치의 구체적인 예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 저장조 4,8 : 관로

5 : 혼합실 6 : 토출구

7 : 탄산가스, 고압용기 9 : 감압밸브

10 : 탄산가스 취출노즐 10a : 원판

10b : 노즐구멍 A : 지반주입용 소재공급계통

B : 탄산가스 공급계통

본 발명은 지반내에 주입하여 지반의 고결 또는 침수방지를 도모하는 고결약액 혹은 이 고결약액을 제조하는 재료(이것들을 총칭하여 지반 주입제라고 한다)의 제조방법에 관한 것이며, 특히 지반주입용 소재에 가압탄산가스를 혼합흡수시켜서 지반주입재를 제조하는 방법에 관한 것으로 구체적으로는 가압탄산가스의 절대 유량의 제어를 간소화하여, 혼합실내에서 가압 상태를 유지하면서 상기한 지반 주입용 소재에 대한 탄산가스량을 일정비율로 혼합흡수시키고, 더구나 연속제조가 가능한 지반주입재의 제조에 관한 것이다.

종래에는, 물유리(water glass)등의 알칼리성 지반주입재와, 경화제로서의 탄산가스로 된 약액을 연약지반 또는 누수지반내에 주입하여 지반의 고결 또는 침수방지를 도모하는 약액 주입 기술이 알려져 있었다.

일반적으로, 물유리 수용액과 탄산가스를 혼합실내에서 혼합하여 지반주입약액을 제조할 때에, 즈음하여 물유리 수용액에 대하여 혼합해야할 탄산가스를 절대량에서 대체로 일정한 비율로 공급하지 않으면 이것을 지반내에 주입한 때에 균일한 물유리의 고결체가 형성되지 않는다.

그 이유에 대해서는 혼합실내의 압력이 변화하면, 압입되는 탄산가스량이 큰폭으로 변동하여 물유리와의 비율이 일정하게 되지않고, 물유리와 탄산가스의 반응에 의하여 생성하는 고질형상물질에 얼룩이 생기고 균일한 고결체를 얻을 수 없는 점이 지적되고 있다.

상기한 문제 해결책의 일환으로서, 일본국 특공소 59-42769호 공보에서 볼 수 있는 약액주입장치가 제안되기에 이르렀다. 이 장치는 지반내에 삽입된 주입관과, 상기한 주입관내에 연결된 물유리 저장조와 상기한 주입관내에 연결된 탄산가스 저장조를 구비한 약액주입장치에 있어서, 상기한 탄산가스 저장조와 상기한 주입관과의 사이에 압력 변동 감지장치를 설치한 것을 특징으로 하고, 상기한 압력변동 감지장치는 상기한 주입관과 탄산가스 저장조와의 사이에서 아래로 향하여 차례로 자동유량 조절밸브와, 차압전송기 및 개폐연산기를 거쳐서 유량지시 조절기에 연결된 유량계와, 그래픽 연산기를 거쳐서 마찬가지로 상기한 유량지시 조절기에 연락된 압력 전송기가 연결되어서 이루어지고, 상기한 두 연산기의 연산 결과에 기초하여 상기한 유량지시 조절계가 상기한 자동 유량 조절밸브를 작동시킴으로서 탄산가스의 절대 유량을 제어하고, 물유리 수용액과 탄산가스의 절대유량을 일정비율로 합류하여 주입한다는 점에 있다.

또한, 탄산가스의 충분한 양이 흩어져 없어지는 일없이 물유리 수용액에 용해시키는 기술로서, 밀폐내압 용기내에 물유리를 고압으로 유지하면서 반응시키는 방법, 혹은 밀폐내압 구조의 스프레이 타워(spray tower)로 반응시키는 방법, 안개분출식의 유체노즐을 사용하여 반응시키는 방법 등도 제안되어 있다.

그런데, 상기한 전자의 주입장치는 탄산가스 저장조와 주입관과의 사이에 압력 변동 감지장치를 설치함으로서, 지반압(㎏/㎠)의 변동에 관계없이 물유리 수용액과 탄산가스의 절대유량을 일정비율에서 합류시켜서 지반내에 주입하는 것을 가능하게 하는 이익을 가져올 수 있다.

그렇지만, 실천하는 경우에서는, 지반압의 변동을 감지하고, 가압탄산가스량을 지반압에 대응시켜서 압송하기 위한 제조시스템이 복잡해지기 때문에 제어시스템의 설비비가 높아지고, 또한 각 제어요소의 성능 점검 및 관리유지에 세심한 운전관리가 필요하다는 실용상의 문제가 있다.

또한 후자의 기술에 있어서는, 어느 것이나 반응을 충분히 행하는 것은 가능할지라도, 이것에 의하여 얻어진 약액은 밀폐용기내에서 겔화되어 버리기 때문에, 이것을 펌프로 지반으로 침투주입시키기가 힘들고 실용적이 아니다.

특히 밀폐용기내에 물유리와 탄산가스를 공급하면 용기내의 압력이 상승하고, 압력의 변화에 대한 물유리와 탄산가스의 체적변화가 다르기 때문에 물유리와 탄산가스를 정확한 양으로 혼합하는 것은 곤란하다.

본 발명의 목적은 가압탄산가스의 절대유량의 제어를 간소화하고, 혼합실내에서 가압 상태를 유지한 대로 지반주입용 소재에 대한 탄산가스량을 일정비율로 혼합흡수시키고, 더구나 연속제조가 가능하고, 상기한 공지 기술에 존재하는 문제점을 해결한 지반 주입재의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 좁혀진 상태로 개방된 토출구를 갖는 혼합실에 지반주입용 소재 및 탄산가스를 가압공급하여 혼합하는 것에 의해, 지반주입용 소재에 탄산가스를 흡수시키고, 얻어진 혼합액을 상기한 개방된 토출구에서 연속하여 형성되고, 상기한 탄산가스를 탄산가스 취출노즐을 통하여 상기한 혼합실에 가압공급되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 이용하여 설명한다.

제1도는 본 발명 방법을 실시하기 위한 장치의 한 구체적인 예를 나타낸다. 제1도에 있어서, A는 지반 주입용 소제공급 계통이고, 지반주입용 소재의 저장조(1)와 이 저장조(1)에 한끝이 접속된 관로(4)와, 이 관로(4)위에 차례로 설치된 각각의 펌프(2)와 유량계(3)로 구성되고, 관로(4)의 다른쪽의 한끝이 혼합실(5)에 접속되어 있다.

이와 같은 공급계통(A)에 있어서 지반주입용 소재는 저장조(1)로부터 관로(4)를 통과하고, 펌프(2) 및 유량계(3)를 거쳐서 펌프압에 의하여 가압되어 소정유량에서 혼합실(5)에 공급된다.

상기한 지반주입용 소재로서는 예로는 물유리 수용액, 반응제를 함유하는 물유리 수용액, 물 등이다.

혼합실(5)은 저부(5a)에 좁혀진 상태로 개방된 토출구(6)를 가지며, 이 토출구(6)의 비틀어 좁힌 크기는 좁힘밸브(6′)의 조작에 의하여 자유롭게 조정된다.

또한, 혼합실(5)의 토출구(6)는 뒤에 설명하는 제4도에 나타낸 바와 같이 저부(5a)를 테이퍼상으로 가늘게 하여 형성하여도 좋고, 이 경우에 토출구(6)의 좁힘의 크기를 변화시키기 위하여는 혼합실(5) 자체를 다른 구경의 것과 교환하면 된다.

또한, 토출구(6)의 좁힘은 작게 할수록 혼합실(5)내의 압력이 높아진다. B는 탄산가스 공급계통으로 탄산가스 고압용기(7)와 이 고압용기(7)의 꼭지쇠(7a)에 한끝이 접속된 관로(8)와, 이 관로(8)위에 차례로 설치된, 각각의 감압밸브(9)와, 탄산가스 취출노즐(10)로 구성되고, 관로(8)의 다른쪽의 한끝이 혼합실(5)에 접속되어 있다.

상기한 탄산가스 취출노즐(10)은 원판(10a)의 중심부분에 노즐구경(10b)을 뚫어 설치함으로서 형성된다.

이와 같은 공급계통(B)에 있어서, 탄산가스는 탄산가스 고압용기(7)로부터 관로(8)를 통하여, 감압밸브(9)를 거쳐서, 다시 탄산가스 취출노즐(10)에 있어서의 원판(10a)의 노즐구멍(10b)을 거쳐서 혼합실(5)에 가압공급되고, 여기서 공급계통(A)으로부터의 지반주입용 소재와 혼합되고, 그 소재에 흡수된다.

상기한 탄산가스의 가스압은 감압밸브(9)의 조작에 의하여 임의로 변경되고, 또한 상기 노즐구경은 탄산가스 취출노즐(10)을 노즐구경이 다른 것으로 교환하므로서 임의로 변경된다.

얻어진 혼합액은 토출구(6)로부터 연속적으로 토출되고, 수조(13)에서 지반주입재를 얻는다.

이 지반주입재는 지반주입용 소재가 물유리 수용액 혹은 반응제를 함유한 물유리 수용액의 경우에는 지반의 고결 또는 방수를 도모하는 고결약액으로 되고, 수조(13)에 저장하지 않고 직접 주입관을 통하여 지반중에 주입하더라도 무방하다.

또한, 지반주입용 소재가 물인 경우에는 탄산수용액으로 되고, 이것은 다시 물유리 수용액 혹은 반응제를 함유하는 물유리 수용액과 합류하여 고결약액으로 하여 상기한 바와 같이 수조(13)에 저장하지 않고 직접 지반중에 주입할 수도 있다.

본 발명에서는 상기한 지반 주입용 소재와 탄산가스의 혼합에 즈음하여 탄산가스의 가스압과 탄산가스 취출노즐(10)의 구경을 임의로 변경하여 짜맞춤으로서 혼합실내의 압력이 변동하여도 소정의 탄산가스 취출량을 정하고, 이것에 의하여 상기한 지반주입용 소재와 탄산가스를 일정비율로 혼합할 수 있다.

게다가, 혼합실은 개방된 토출구를 가지며, 여기서부터 혼합액이 연속적으로 토출되기 때문에, 밀폐용기와 같이 혼합실내 압력이 이상하게 상승하는 일이 없다.

상기한 본 발명에 있어서 탄산가스압과 탄산가스 취출량과의 관계는 제2도의 그대로이다.

제2도는 원판(판두께 3㎜)의 중심부분에 0.8㎜의 노즐구경을 뚫고, 탄산가스압(35,30,25㎏/㎠)과 탄산가스 취출량과의 관계를 나타내는 도면이며, 설정탄산가스압에 있어서 탄산가스 취출량(g/min)은 어떤 범위내에서 일정한 유량으로 되고, 어떤 한계점에서 탄산가스 취출량은 점차 감소한다는 것을 알 수 있다.

따라서, 혼합실내의 압력에 대응하는 탄산가스 취출량은 탄산가스압을 변경함으로서 제어할 수 있다. 탄산가스압은 감압밸브에 의하여 임의로 변경할 수가 있다. 다시, 본 발명에 있어서, 노즐구경과 탄산가스 취출량과의 관계를 제3도에 나타내는 그대로이다.

제3도는 탄산가스압을 일정(35㎏/㎠)하에 하여 노즐 구경을 변화했을 경우의 탄산가스 취출량과의 관계를 나타내는 도면으로, 노즐구경을 달리한 탄산가스 취출노즐을 여러개 짜맞춤으로서, 혼합실내 압력에 대응하는 탄산가스 취출량을 임의로 제어하는 것이 가능하게 된다.

제3도의 I선은 노즐구경 1㎜의 노즐 2개(노즐 1개의 탄산가스 취출량 450g/m in)과 노즐구경 0.4㎜의 노즐(취출량 100g/min) 1개를 동시에 사용했을 경우의 탄산가스 취출량을 나타낸다.

또한, 같은 도면에서 탄산가스압을 일정하게 했을 경우에는 노즐구경을 달리한 탄산가스 취출노즐을 혼합 실내 압력에 대응시켜서 교환하여 사용할 수도 있다.

제4도는 본 발명 방법을 실시하기 위한 장치의 한 구체적인 예이고, 지반주입용 소재로서 물유리 수용액을 사용한 예이다.

물유리 수용액 저장조(1)내에 저장된 물유리 수용액은 펌프(2)에 의하여 그 정량이 보내져서 유량계(3)로 유량을 확인하고, 관로(4)를 통과하여 혼합실(5)안으로 가압공급된다. 펌프(2)의 흡입측의 관로(4)에 본 밸브(SV)가 설치되어 있다. 6은 열려진 토출구이다.

또한, 액화탄산가스 고압용기(7)(7′)(7″)의 꼭지쇠에 탄산가스 압송관로(8)가 연결되고, 이 관로 위에 본 밸브(SV), 가열기(11), 감압밸브(9), 탄산가스유기(12)가 설치되고, 액화탄산가스는 가열기(11)에 의하여 기화탄산가스로 되어서 감압밸브(9)에서 소정의 압력으로 감압되어서 탄산가스유기(12)내에 소정의 압력으로 저장된다.

탄산가스유기(12)의 뒤의 관로(8)에 분기관(8a)(8b)(8c)(8d)가 병렬로 설치되고, 각 분기관에 본 밸브(V),(V₁),(V₂),(V₃)가 설치되는 동시에 탄산가스 취출노즐(10)(10′)(10″)(10″′)이 설치되고, 각 분기관은 관로(8′)에 연결되고, 이 관로는 탄산가스 압송관로(8)에 연결된다.

상기한 관로(8)의 말단부는 혼합실(5)에 연결된다. 압송되는 탄산가스압은 관로(8)에 설치한 압력계(P₁)(P₂)에 의하여 확인된다.

상기한 탄산가스 취출노즐(10)(10′)(10″)(10″′)은 노즐 구경을 달리하고 있으며, 혼합실내 압력에 대응하는 탄산취출량을 단일의 탄산가스 취출노즐 또는 2개 이상의 노즐의 짜맞춤에 의하여 제어하여 물유리 수용액과 탄산가스를 혼합실내(5)에서 일정비율로 가압혼합하고, 얻어지는 혼합액은 개방된 토출구(6)에서 연속적으로 토출되어서 제1도에 나타낸 바와 같은 수조(13)내에 지반 주입약액을 연속적으로 제조한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 탄산가스 압송관로(8)위에 설치된 탄산가스 취출노즐을 통과하여 탄산가스를 혼합실내에 가압 공급하고 또한 조인 상태로 개방된 토출구를 가지는 혼합실을 사용하고 이 혼합실내에서 지반주입용 소재에 탄산가스를 혼합흡수하도록 한 것으로 인하여 혼합실내에서 가압 상태를 유지한 대로 소정의 탄산가스 취출량이 간단히 얻어지기 때문에 지반주입용 소재에 탄산가스가 일정비율로 효과적으로 흡수되고 또한 연속적으로 지반주압제의 제조가 가능한 것이다.

또한 탄산가스 유량의 제어는 탄산가스 취출구 노즐에 의하여 실시하기 때문에 조작도 간단해지고 약액주입의 용이성 및 비용의 면에는 큰 개선을 기대할 수가 있다.

Claims (1)

1. 조인 상태로 개방된 토출구(6)를 갖는 혼합실(5)에 지반주입용 소재 및 탄산가스를 가압공급하여 혼합하는 것에 의해 지반주입용 소재에 탄산가스를 흡수시킴으로써 얻어지는 혼합액을 상기 개방된 토출구(6)에서 연속하여 토출되며, 상기 탄산가스는 탄산가스 취출노즐(10)을 통하여 상기 혼합실(5)로 가압공급되고, 또한 상기 탄산가스압과 탄산가스 취출노즐(10)의 구경을, 상기 탄산가스 취출노즐(10)에서의 탄산가스 취출량이 상기 혼합실(5)내의 압력변동에 관계없이 소정의 일정수치를 유지하도록 정하고, 이것에 의해 상기 지반주입용 소재 및 탄산가스를 일정의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 지반주입재의 제조방법.

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