그라우팅 파이프용 굴착 중심맞춤 받침장치{omitted}
지하수의 개발 과정은 지하수 수맥이 위치한다고 추정되는 위치에 일차 대구경의 굴착비트를 착정기에 설치하여 굴진해 내려가다가 불투수층의 암반층에 이르러 계획된 깊이에 도달하게 되면 대구경의 착정비트를 위로 올리고 아웃케이싱을대체적으로 풍화암대까지 박아 심정 내부로 토사가 붕괴되는 것을 예방하고 착정비트를 소구경으로 교체한다음 다시 재차 암반층을 굴진해 내려가며 지하수 수맥이 잡힐 때까지 굴착하였었다. 이때 대구경과 소구경의 변환 지점은 단이 형성되어지게되고 통상 오염지표수의 유입을 방지하기 위한 그라우팅 파이프는 이 소구경 착정비트 변환지점단까지 삽입설치하게 된다. 본인은 오염지표수 차단을 효과적으로 수행하여 국가 지하수 자원의 보전 관리에 일조하기 위한 부단한 연구 개발을 시행하여 오던 중 기 " 지하수 심정용 그라우팅 파이프 장치 및 그라우팅 방법" [특허 출원 제 98-33646호(98.8.19)]개발 완료되어 사용 중인 지하수 심정에도 완벽하고 경제적인 그라우팅 시공 방법을 제시한 바 있다. 그러나 법규상 심정 내 삽입되는 아웃케이싱과 그라우팅용 파이프간 두께를 최소한 50밀리미터 이상 요구하고 있으며 이 규정을 만족시키면서 그라우팅 파이프를 삽입 설치하게 될 경우 지하수 심정의 굴착 과정에서 굴착정이 약간씩 휘어진 상태로 이루어지게 되고 이로 인해 그라우팅파이프의 최 하단이 안착되어지는 굴착경의 변환지점단에서 그라우팅파이프의 중심과 소구경 굴착정의 중심이 일치하지 않은 상태로 어긋날 수밖에 없으며 지하 수십미터 깊이에서 발생되는 상황이어서 이 중심을 맞추기란 여간 힘들고 어려운 일 이 아니었다. 이러한 결과 어긋 맞춰진 그라우팅 파이프와 지하수 심정의 중심으로 인해 지하수 심정의 직경이 과도하게 작아진 결과로 나타나는 경우가 다반사였으며 이러한 상태로 마무리되어질 경우 최악의 상황은 지하수 펌프가 소구경 변환지점단에 걸려 삽입 설치가 불가능하게 되는 수도 많았다. 50밀리미터 이상의 그라우팅두께를 요구하는 관련법규의 미 준수는 물론 만곡 상태의 지하수 심정의 특성상 계획된 깊이에 까지 그라우팅 파이프의 삽입이 곤란함은 물론이거니와 적정 두께 이하의 그라우팅 두께로 인해 완벽한 그라우팅 시공을 수행할 수 없는 처지에 있었다. 본인은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기 지하수 심정용 그라우팅 파이프 유도막음 장치 및 그라우팅 컵을 고안하여 대구경의 지하수 심정의 개발시에 지하수 심정의 중심과 그라우팅파이프의 중심을 일치시키는데 일단의 해결방안을 제시하였으나 이러한 고안에서는 팽창튜브의 팽창을 통하여 중심맞춤틀을 고정하는 방법을 사용함으로써 지하수를 굴착하는 과정에서 형성되는 고압의 에어콤푸레셔의 토출압을 견디지 못하고 자리를 이탈하는 문제와 그라우팅파이프의 접속에도 정밀성이 저감되는 문제점을 가지고 있었다.
본 고안은 위와 같은 문제점믈 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 여하한 대구경의 지하수 관정 굴착과정에서도 안정된 받침장치의 고정상태를 통해 이차적으로 실행되는 소구경굴착공정이 이루어질 수 있도록 하고 최초 지하수 굴착공에 설치시에도 굴착장비의 비트로 밀어 내릴 수 있는 구조로 제작되어 바닥까지 정확히 설치가 이루어 질 수 있도록 함은 물론 그라우팅 파이프장치가 정확하게 받침장치에 세팅되어지게 함으로써 그라우팅 작업시 견실한 그라우팅이 이루어질 수 있는 기술을 제공하는 것이 본 고안의 목적이다.
도 1은 그라우팅 파이프용 굴착 중심맞춤 받침장치 설치 단면도 도 2는 본 고안에 의한 원통체형 받침장치 사시도. 도 3은 본 고안에 의한 원통체형 받침장치 단면도. 도 4는 본 고안에 의한 수팽창판 평면도. [도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명] 1..... 받침장치 2..... 원추형가이드 3.......원통부 4..... 수팽창판 5..... 로우프용 홀 6...... 하부받침단 8..... o 링 9...... 상부 받침단 10..... 인케이싱 11.... 그라우팅파이프 12..... 차수용 시멘트액 13..... 팽창팩커 14..... 그라우팅 파이프 하단부
이하 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 원통체형의 받침장치(1) 상단 내주연은 깔대기형의 점감된 내경을 갖게 한 원추형가이드(2)를 형성하고 그라우팅파이프(11)의 외경보다 약간 크게 형성한 원통부(3)를 두고 또한 그라우팅파이프(11)가 삽입되어 안착되는 상부받침단(3)과 굴착비트에 의해 하강이 가능하도록 내경을 줄여 구성한 하부받침단(6)을 구성하도록 하였다. 원통체형의 받침장치(1) 외주연 중간부에는 외경을 줄인 구간을 형성하고 수팽창판(4)을 삽입하도록 하였으며 수팽창판(4)은 도너츠형태로 구성할 수도 있겠으나 두루말이형태로 하여 외경을 줄인 구간에 감은 형태로 형성시킬 수도 있을 것이다. 또한, 수팽창판(4)은 물과 접촉시 팽창이 이루어지는 팽창제재를 함침 혼합하여 제조하도록 하여 지하수 관정(15) 내부에 설치하여 일정한 시간이 경과되면 팽창이 이루어져서 지하수 관정(15) 내벽에 강하게 압착이 이루어질 수 있도록 하여 지하수 관정(15)과 고정되도록 하였다. 특히 수팽창판(4)에 우레탄제재를 함침하게 되면 위치가 고정된 상태에서 물을 머금은 우레탄제재가 팽창되면서 관정 내벽과 원통체형의 받침장치(1)가 접합되어 일체화되어 고정되는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 원통체형의 받침장치(1)의 재질은 일반 콘크리트를 고압양생하는 방법을 통해 제작될 수도 있겠으나 도자기용 진흙을 이용하여 도자기제작의 공정을 통해서도 제작이 가능할 것이다. 특히 금속재질을 이용하게 될 경우에는 원통체형의 받침장치(1) 외경이 줄어든 하단부에 가공한 수나사에 고정용 잠금로크너트(7)로 수팽창판(4)을 고정 체결하는 구조로 제작하기가 더욱 용이할 것이다. 원통체형의 받침장치(1)가 착정기의 굴착비트를 하부받침단(6)에 걸친 상태에서 하강시키게 되면 대구경으로 굴착이 마무리되어진 바닥에까지 도달하여 멈추어지게 된다. 이때 단순히 수팽창판(4)이 수팽창제재가 함침 또는 혼합되어지지 않았을때에도 수팽창판(4)의 외주연 끝은 모든 상부방향으로 겹쳐져 있게되고 관정벽과 원통체형의 받침장치(1) 사이를 가득채워진 상태로 형성되어지게 된다. 이 경우 수팽창제재가 함침되거나 혼합되어 있는 상태일 경우에는 수팽창판(4)이 팽창을 하게되어 더욱 강한 압착력이 형성되어진 상태로 고정되어진다. 원통체형의 받침장치(1)가 바닥에 고정되어진 후 착정기를 가동시켜 굴착비트를 하강하게되면 굴착비트는 하부받침단(6)을 깨뜨리게 되면서 암반층을 굴진해 들어가면서 암반지하수를 찾기까지 계획된 깊이까지 굴착하게 된다. 이때 하부받침단(6)을 깨뜨리면서 시작되는 초기 굴착과정에서 굴착비트는 굴착작업이 원통체형의 받침장치(1) 내부에서부터 시작되어 정확히 지하수 관정(15)의 중심맞춤이 이뤄지면서 굴진이 진행되어 진다. 또한, 이미 지하수 관정(15) 내벽과 원통체형의 받침장치(1)가 고정된 상태에 있게되어 굴착비트를 통해 착정슬라임을 제거하기위해 공급되어지는 고압의 압축공기에 의해 원통체형의 받침장치(1)가 고정위치에서 이탈되지 않게 되고 안정된 상태에서 굴착이 이뤄진다. 굴착이 완전히 이루어지게 되면 그라우팅 파이프(11)가 연결된 인케이싱파이프(10)를 지하수 관정(15) 내부로 삽입하게 되고 그라우팅 파이프(11) 하단은 원추형 가이드(2)를 따라 미끄러지면서 그라우팅파이프(11)의 외경보다 약간 크게 형성한 원통부(3)에 결과적으로 그라우팅 파이프(11)가 삽입되어지면서 그라우팅 파이프(11) 끝이 상부받침단(9)에 형성한 o 링(8)을 누르는 상태에서 설치가 이루어지게 된다. 이후 그라우팅 파이프(11)에 설치된 팽창팩커(13)를 팽창시키게 되면 팽창팩커(13)는 지하수 관정(15) 내벽과 그라우팅 파이프(11)사이를 차폐하게 되고 차수용시멘트액(12)의 주입양생으로 그라우팅이 이루어지게 된다. 이때 수팽창판(4)과 o 링(8)은 이중적으로 차폐성을 확보할 수 있게되어 더욱 안정된 그라우팅이 이루어 질 수 있게 된다. 미 설명 부호 5는 로우프용 홀로서 지하수 관정(15)의 내벽과 원통체형의 받침장치(1) 외경간의 간극이 넓을 경우 하강용 로우프를 이용하여 설치하기 위해 가공된 홀이다.
이와 같은 공정을 통해 원통체형 받침장치(1)가 설치 완료되어지면 규정에 적합한 충분한 그라우팅 두께를 확보하면서도 굴착과정에서 중심맞춤이 정확하게 이루어질 수 있으며 차폐가 이중으로 이루어 질 수 있어 그라우팅의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다. |
