KR100964397B1 - Grouting method for pressing pipe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 비개착식 관로 매설을 위한 그라우팅 공법에 관한 것이다.The present invention relates to the field of civil engineering, and more particularly, to a grouting method for embedding non-adhesive pipelines.
상하수도, 전기 및 통신 선로의 매설을 위해 관로를 지중에 매설하는 공법은 크게 개착식과 비개착식으로 나눌 수 있는데, 도심지와 같이 개착이 어려운 경우 후자인 비개착식 공법을 주로 사용한다.The underground construction of pipelines for the installation of water supply and sewage, electrical and telecommunication lines can be divided into two types of installation and non-adhesion. In the case of difficult installation such as downtown, the latter non-adhesive method is mainly used.
이러한 비개착식 관로 매설공법 중 대표적인 것으로 관 추진공법(추진관 공법)을 들 수 있다.One of such non-adhesive pipeline laying methods is the pipe propulsion method (promotion pipe method).
관 추진 공법은 도 1에 도시된 바와 같이 계획 심도까지 지반을 수직 굴착한 후, 수평의 관로 형성 작업구간 내의 전방에 굴진기(100)를 배치시키고 후방에 잭(200)을 설치하여 상기 잭(200)의 신장운동으로 굴진기(100)를 전진이동키면서 굴착하게 되는데, 이때 상기 굴진기(100)와 잭(200) 사이에 추진관(1)을 끼워 넣어 굴착과 동시에 추진관(1)의 순차적 매설이 함께 이루어 질 수 있도록 되어 있다.In the pipe propulsion method, as shown in FIG. 1, the ground is vertically excavated to the planned depth, and the
이를 좀더 부가하여 설명하면, 먼저, 잭(200)을 수축시킨 후 상기 잭(200)과 굴진기(100) 사이에 추진관(1)을 끼워 넣는다. In further detail, first, the
그 다음 상기 잭(200)을 신장시키게 되면, 잭(200)의 신장운동에 의해 굴진기(100) 및 추진관(1)이 전진 이송되면서 굴착이 동시에 이루어지게 되는 것이며, 다시 잭(200)을 수축시킨 후 다른 추진관(1)을 연속적으로 끼워 넣어 잭(200)을 재차 신장 운동시키는 식으로 하여 연속 반복적으로 행함으로써 관로를 형성하게 되는 것이다.Then, when the
다수의 추진관(1)의 매설에 의한 관로의 형성이 완료되면, 추진관(1)과 지반 사이의 공극을 그라우팅(G)에 의해 충전한다(도 2).When the formation of the pipeline by the embedding of the plurality of
이러한 관 추진 공법은 안전성 및 정밀성 면에서 우수하고, 단독의 추진구간이 길어 공기를 단축시킬 수 있으며, 인력 투입이 없는 기계적인 시공에 의해 안전성 면에서도 유리한 장점이 있다.This pipe propulsion method is excellent in terms of safety and precision, it can shorten the air by a long propulsion section alone, there is an advantage in terms of safety by mechanical construction without the input of manpower.
추진관(1)의 매설 후, 관(1)과 지반의 견고한 결합 및 차수를 위해서는, 관(1)과 지반 사이의 공극에 밀실한 그라우팅이 이루어질 것이 요구된다.After embedding the
그런데, 관 추진 공법은 기본적으로 비개착식 공법이므로, 추진관(1)과 주위 지반 사이의 공극이 대단히 협소하게 형성되는 바, 상술한 바와 같은 밀실한 그라우팅이 어려워 유동성이 큰 시멘트 밀크를 위 공극에 주입하는 방식으로 그라우팅이 수행되어 왔다.However, the pipe propulsion method is basically a non-adhesive method, so that the voids between the
유동성이 큰 시멘트 밀크는 관(1)의 주위에 형성된 공극 중 하부에만 치우쳐 충전되기가 쉽고, 블리딩의 발생이 크며, 유실량이 많아 충분한 충전이 이루어지지 않는다는 문제가 있다(도 3).Cement milk having a high flowability is easily filled with only a lower portion of the pores formed around the
즉, 종래의 관 추진 공법은 추진작업에 의한 관(1)의 매설 후, 그라우팅 작 업에 관한 연구가 부족하다는 점에서 문제가 되어 왔다.That is, the conventional pipe propulsion method has been a problem in that research on the grouting work is insufficient after embedding the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 추진관과 주위 지반 사이를 밀실하게 충전하여 관로 구조물의 구조적 안정성 및 내구성을 증대할 수 있도록 하는 추진관의 그라우팅 공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was derived to solve the above problems, and to provide a grouting method of the propulsion pipe to tightly fill between the propulsion pipe and the surrounding ground to increase the structural stability and durability of the pipeline structure. It is done.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지중에 대한 수평방향 굴착 및 압입에 의해 다수의 추진관(1)을 순차적으로 매설하여 관 조립체를 형성하는 추진 단계; 상기 추진관(1)의 그라우트 주입공(11)을 통해 시멘트 밀크 및 액상형 가소제의 혼합물을 주입하는 그라우팅 단계;를 포함하는 추진관의 그라우팅 공법을 제시한다.The present invention, in order to achieve the object as described above, the propulsion step of sequentially embedding a plurality of propulsion pipes (1) by horizontal excavation and indentation to the ground to form a pipe assembly; And a grouting step of injecting a mixture of cement milk and a liquid plasticizer through the
상기 그라우트 주입공(11)은 상기 추진관(1)의 상부에 형성된 것이 바람직하다.The
상기 그라우트 주입공(11)에는 착탈가능하도록 마개(12)가 설치된 것이 바람직하다.The
상기 그라우팅 단계는 상기 시멘트 밀크를 공급하도록 형성된 시멘트 밀크 공급관(21); 상기 액상형 가소제를 공급하도록 형성된 액상형 가소제 공급관(22); 상기 시멘트 밀크 공급관(21) 및 액상형 가소제 공급관(22)에 공통으로 연결됨과 아울러, 상기 그라우트 주입공(11)에 연결된 혼합물 주입관(2);을 포함하는 관 조 립체에 의해 수행되는 것이 바람직하다.The grouting step is a cement
상기 혼합물은 물과 분체를 포함하고, 물분체비(Water/Powder Ratio)는 50-300중량%인 상기 시멘트 밀크; 상기 액상형 가소제 1-5중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.The mixture comprises water and powder, the cement milk having a water / powder ratio of 50-300% by weight; It is preferable to include; 1-5% by weight of the liquid plasticizer.
상기 분체는 시멘트를 포함하고, 상기 분체 100중량%를 기준으로, 중금속 흡착용 다공성 수지 0.1~5.0중량%; 고흡수성 폴리머 수지 0.01~5.0중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.The powder comprises cement, based on 100% by weight of the powder, 0.1 to 5.0% by weight of a porous resin for adsorption of heavy metals; 0.01 to 5.0% by weight of superabsorbent polymer resin; preferably includes.
상기 중금속 흡착용 다공성 수지는 킬레이트 수지, 인산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 가교 공중합체, 티올이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 디티오카바메이트가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 이미도 아세트산이 도입된 스타이렌 디비닐 벤젠 공중합체, 이미드옥심기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 황산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 메타아크릴산 디비닐벤젠 공중합체, N- 메칠글루타민산이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The porous resin for adsorption of heavy metals may include a chelating resin, a styrene divinylbenzene crosslinked copolymer having a phosphate group introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a thiol introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a dithiocarbamate introduced therein, Styrene divinyl benzene copolymer with acetic acid already introduced, styrene divinyl benzene copolymer with imide oxime group, styrene divinyl benzene copolymer with sulfate group, methacrylic acid divinylbenzene copolymer, N- Preference is given to formation of one or two or more of the styrene divinylbenzene copolymers in which methylglutamic acid is introduced.
상기 고흡수성 폴리머 수지는 아크릴산 나트륨 중합체, 메타아크릴산 나트륨 중합체, 아크릴 아마이드 중합체, 가수분해된 아크릴로 니트릴 중합체, 아크릴산 메타아크릴산 공중합체, 아크릴산 아크릴 아마이드 공중합체 주성분의 고흡수성 폴리머 수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The superabsorbent polymer resin may be a mixture of one or two or more of a superabsorbent polymer resin of sodium acrylate polymer, sodium methacrylate polymer, acrylamide polymer, hydrolyzed acrylonitrile polymer, acrylic methacrylate copolymer, and acrylic acrylate copolymer main component. It is preferable that it is formed by.
상기 분체 100중량%를 기준으로, 증점제 0.01~5.0중량%가 포함된 것이 바람직하다.Based on 100% by weight of the powder, it is preferable that 0.01 to 5.0% by weight of a thickener is included.
상기 증점제는 하이드록시 에칠 셀룰로스, 하이드록시 메칠 셀룰로스, 하이드록시 프로필 셀룰로스, 카르복시 메칠 셀룰로스, 메칠 셀룰로스 주성분의 증점제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The thickener is preferably formed by mixing one or more of the thickeners of hydroxy ethyl cellulose, hydroxy methyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, carboxy methyl cellulose, methyl cellulose main component.
상기 분체 100중량%를 기준으로, 광물 미분말 혼화재 1.0~90중량%가 포함된 것이 바람직하다.Based on 100% by weight of the powder, it is preferred that 1.0 to 90% by weight of the mineral fine powder admixture.
상기 광물 미분말 혼화재는 유연탄 플라이애쉬 분말, 무연탄 플라이애쉬 분말, 슬래그 미분말, 천연 포졸란 분말, 석회석 미분말, 실리카질 광물 미분말, 기타 암석 미분말, 열처리를 한 암석 미분말 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The mineral fine powder admixture is preferably formed by mixing one or more of bituminous coal fly ash powder, anthracite fly ash powder, slag fine powder, natural pozzolane powder, limestone fine powder, silica fine mineral powder, other rock fine powder, and heat finely divided rock fine powder. Do.
상기 분체 100중량%를 기준으로, 분산제 분말 0.01~3.0중량%가 포함된 것이 바람직하다.On the basis of 100% by weight of the powder, it is preferable that 0.01 to 3.0% by weight of the dispersant powder is included.
상기 분산제 분말은 리그닌 설폰산염계, 나프탈렌 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계 및 폴리칼본산염계 분말 혼화제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The dispersant powder is preferably formed by mixing one or two or more of lignin sulfonate-based, naphthalene sulfonate-based, melamine sulfonate-based and polycarbonate-based powder admixtures.
상기 분체에 포함된 시멘트는 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 포졸란 시멘트 또는 이들 시멘트를 미분쇄한 초미립자 시멘트 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 것이 바람직하다.The cement contained in the powder is preferably formed by mixing one or two or more of portland cement, slag cement, pozzolane cement or ultra-fine cement pulverized these cements.
상기 액상형 가소제는 소수계-개질 알카리 용해성 아크릴계 수분산 중합체(Hydrophobically-modified Alkali Soluble Acrylic Copolymer Emulsion)를 포함하는 것이 바람직하다.The liquid plasticizer preferably includes a hydrophobically-modified Alkali Soluble Acrylic Copolymer Emulsion.
본 발명은 추진관과 주위 지반 사이를 밀실하게 충전하여 관로 구조물의 구조적 안정성 및 내구성을 증대할 수 있도록 하는 추진관의 그라우팅 공법을 제시한다.The present invention proposes a grouting method of the propulsion pipe to tightly fill between the propulsion pipe and the surrounding ground to increase the structural stability and durability of the pipeline structure.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 추진관의 그라우팅 공법은 기본적으로, 지중에 대한 수평방향 굴착 및 압입에 의해 다수의 추진관(1)을 순차적으로 매설하여 관 조립체를 형성하는 추진 단계; 추진관(1)의 그라우트 주입공(11)을 통해 시멘트 밀크 및 액상형 가소제의 혼합물을 주입하는 그라우팅 단계;를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 4 below, the grouting method of the propulsion pipe according to the present invention basically, the propulsion to form a pipe assembly by embedding a plurality of propulsion pipes (1) sequentially by horizontal excavation and indentation to the ground step; And a grouting step of injecting a mixture of cement milk and a liquid plasticizer through the
즉, 관의 추진작업에 의해 관 조립체를 형성한 후, 추진관(1)에 미리 형성된 그라우트 주입공(11)을 통해 그라우트를 주입하도록 하므로, 각각의 추진관(1)이 설치된 각 영역의 지반에 대하여 빠짐없이 그라우팅을 실시할 수 있다는 효과가 있다.That is, after the pipe assembly is formed by the propulsion of the pipe, the grout is injected through the
또한 그라우트로서 시멘트 밀크 및 액상형 가소제의 혼합물을 주입하도록 하는데, 이러한 혼합물은 충전작업 중에는 유동성을 확보하도록 하고, 충전 후에는 가소성으로 인하여 순간적으로 그라우트의 유동성이 사라지게 한다는 특성이 있다.In addition, as a grout, a mixture of cement milk and a liquid plasticizer is injected, and such a mixture is characterized in that fluidity is ensured during the filling operation, and after the filling, the flowability of the grout is instantaneously lost due to plasticity.
따라서, 추진관(1)과 주위 지반 사이의 공극에 대한 완전한 충전과 충전 후 재료의 유실을 막아 신뢰성 있는 시공을 가능하게 하고, 그라우트의 유출에 의한 토양 및 지하수, 하천의 오염을 방지한다는 효과가 추가된다.Therefore, it is possible to reliably construct by completely filling the air gap between the
그라우트 주입공(11)은 추진관(1)의 어느 위치에 형성되더라도 관계없으나, 추진관(1)의 상부에 형성되는 경우, 그 주입공(11)을 통한 그라우팅 작업의 실시 중 주입공(11)을 통해 더 이상 그라우트가 주입되지 않거나 그라우트가 역류함에 따라 충분한 그라우팅이 실시되었음을 확인할 수 있다는 측면에서 더욱 바람직하다.The
각 추진관(1)마다 형성된 그라우트 주입공(11)을 통해 모두 그라우팅을 실시할 수도 있지만, 지반의 상태, 현장의 상황 등에 따라 이러한 작업이 낭비로 인정되는 경우에는, 일부 추진관(1a)의 주위 영역에 대해서만 그라우팅을 실시하고, 나머지 추진관(1b)의 주위 영역은 그대로 두는 것이 효율적일 수 있다(도 5).Although all grouting may be performed through the
이러한 경우, 그라우트를 실시하지 않는 영역의 추진관(1b)의 그라우트 주입공(11)을 통한 그라우트의 유출을 방지하기 위해서는, 그라우트 주입공(11)에 착탈가능하도록 마개(12)가 설치되는 것이 바람직하다(도 6).In this case, in order to prevent the grout from flowing out through the
그라우트로서 시멘트 밀크 및 액상형 가소제의 혼합물을 주입함에 있어서, 이들의 혼합물을 미리 제조하여 주입관을 통해 주입할 수도 있으나, 관로의 길이가 긴 경우에는 혼합물의 이송 중 가소제의 작용에 의해 그라우트의 유동성이 지나치게 저하됨에 따라 오히려 그라우팅 작업의 실시가 어려워지는 경우가 발생할 수 있다.When injecting a mixture of cement milk and liquid plasticizer as grout, the mixture of these may be prepared in advance and injected through an injection tube. However, when the length of the pipeline is long, the flowability of the grout is controlled by the action of the plasticizer during transport of the mixture. As it is excessively lowered, it may be difficult to carry out grouting.
이를 방지하기 위해서는, 시멘트 밀크를 공급하도록 형성된 시멘트 밀크 공급관(21); 액상형 가소제를 공급하도록 형성된 액상형 가소제 공급관(22); 시멘트 밀크 공급관(21) 및 액상형 가소제 공급관(22)에 공통으로 연결됨과 아울러, 그라우트 주입공(11)에 연결된 혼합물 주입관(2);을 포함하는 관 조립체에 의해 위 그라우팅 작업을 수행하도록 하는 것이 바람직하다(도 4).In order to prevent this, the cement
이러한 구성을 취하는 경우, 긴 길이의 관로 내부의 통과 시에는 시멘트 밀크와 가소제가 각각의 공급관(21,22)을 통해 공급되도록 하고, 그라우트 주입공(11)에 이르러 비로소 혼합물 주입관(2)에서 상호 혼합되도록 하여 즉시 주입할 수 있으므로, 상술한 문제를 원천적으로 방지할 수 있기 때문이다.With this configuration, when passing inside the long length of the pipeline, the cement milk and the plasticizer are supplied through the
이하, 본 발명에 의한 공법에서 그라우트로서 사용하는 혼합물에 관하여 설명한다.Hereinafter, the mixture used as grout in the process by this invention is demonstrated.
이는 기본적으로 물과 분체를 포함하고, 물분체비(Water/Powder Ratio)는 50-300중량%인 시멘트 밀크; 액상형 가소제 1-5중량%;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.It basically contains water and powder, and the water powder ratio (Water / Powder Ratio) is 50-300% by weight of cement milk; It is preferably configured to include; 1-5% by weight of a liquid plasticizer.
시멘트 밀크는 전체 100중량%를 기준으로, 중금속 흡착용 다공성 수지 0.1~5.0중량%; 고흡수성 폴리머 수지 0.01~5.0중량%;가 포함되는 것이 바람직하다.Cement milk is based on 100% by weight of the total, 0.1 to 5.0% by weight porous resin for heavy metal adsorption; 0.01 to 5.0% by weight of superabsorbent polymer resin; It is preferable to include.
여기서, 중금속 흡착용 다공성 수지로는, 킬레이트 수지, 인산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 가교 공중합체, 티올이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 디티오카바메이트가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 이미도 아세트산이 도입된 스타이렌 디비닐 벤젠 공중합체, 이미드옥심기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 황산기가 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체, 메타아크릴산 디비닐벤젠 공중합체, N- 메칠글루타민산이 도입된 스타이렌 디비닐벤젠 공중합체 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 좋다.Here, as the porous resin for heavy metal adsorption, a chelating resin, a styrene divinylbenzene crosslinked copolymer having a phosphate group introduced therein, a styrene divinylbenzene copolymer having a thiol introduced therein, or a styrene divinylbenzene having a dithiocarbamate introduced therein Copolymer, Styrene divinyl benzene copolymer with imide acetic acid introduced, Styrene divinyl benzene copolymer with imide oxime group, Styrene divinyl benzene copolymer with sulfuric acid group, Methacrylic acid divinylbenzene copolymer It is preferable to use a material formed by mixing one or two or more of styrene divinylbenzene copolymers having N-methylglutamic acid introduced therein.
도 7은 위 중금속 흡착용 다공성 수지의 일례인 킬레이트 수지의 매트릭스 구조를 나타낸 것이다.Figure 7 shows the matrix structure of the chelate resin is an example of the porous resin for adsorption of heavy metals.
이러한 중금속 흡착용 다공성 수지는 시멘트로부터 용출되는 중금속과 알칼리를 흡착하여 환경오염을 방지하는 역할을 수행한다. The porous resin for adsorption of heavy metals serves to prevent environmental pollution by adsorbing heavy metals and alkalis eluted from cement.
고흡수성 폴리머 수지로는, 아크릴산 나트륨 중합체, 메타아크릴산 나트륨 중합체, 아크릴 아마이드 중합체, 가수분해된 아크릴로 니트릴 중합체, 아크릴산 메타아크릴산 공중합체, 아크릴산 아크릴 아마이드 공중합체 주성분의 고흡수성 폴리머 수지 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 좋다.As the superabsorbent polymer resin, one or two or more of a superabsorbent polymer resin of a sodium acrylate polymer, a sodium methacrylate polymer, an acrylamide polymer, a hydrolyzed acrylonitrile polymer, an acrylic acid methacrylate copolymer, and an acrylic acid acrylamide copolymer main component It is preferable to use a material formed by mixing.
이러한 고흡수성 폴리머 수지는 높은 물시멘트비의 시멘트 밀크의 물을 흡수하여 자체 내부에 보관하여 시멘트 밀크 중의 시멘트와 물의 분리를 방지하고 블리딩을 최소화시키는 역할을 한다.The superabsorbent polymer resin absorbs the water of the cement milk having a high water cement ratio and stores it inside, thereby preventing separation of cement and water in the cement milk and minimizing bleeding.
이러한 시멘트 밀크는 상술한 첨가제의 복합적 작용에 의해 충전작업 중에는 유동성을 확보하도록 하는 한편, 충전 후에는 순간적으로 그라우트의 유동성이 사라지는 가소성을 나타낸다는 특징이 있다.The cement milk is characterized by ensuring the fluidity during the filling operation by the combined action of the above-described additives, while showing the plasticity that the flowability of the grout disappears instantaneously after filling.
따라서 상술한 시멘트 밀크 그라우트는 유동성에 더하여 가소성의 특성을 나타내므로, 압력이 가해지는 충전 중에는 주입 작업에 필요한 유동성을 충분히 확보하나 충전 후의 압력이 가해지지 않는 상태에서는 유동성을 잃고 소성을 나타내어 지반의 균열을 통한 충전재의 유실이 발생하지 않는다는 효과가 있다.Therefore, the above-mentioned cement milk grout exhibits plasticity characteristics in addition to fluidity. Therefore, during filling under pressure, the cement milk grout has sufficient fluidity necessary for injection work, but loses fluidity and shows plasticity in the state in which pressure after filling is not applied. There is an effect that the loss of the fillers do not occur through.
또한, 수중불분리성이 우수하여 지하수, 하천수 및 해수에 의한 재료의 희석 과 유출, 분리를 방지하여 중금속과 알칼리의 용출을 최소화하여 친환경적이며, 비중이 작고 부피가 커서 상대적으로 적은 량으로 큰 체적의 충전이 가능하고, 경화 후에는 수축이 없어 주입후 충전재의 체적 변화가 발생하지 않아 완전한 충전을 통한 차수 및 지반 보강이 가능하다는 장점이 추가된다.In addition, it is excellent in water inseparability, which prevents dilution, spillage and separation of materials by groundwater, river water and seawater, thereby minimizing the dissolution of heavy metals and alkalis. It is possible to fill, and there is no shrinkage after hardening, so that the volume change of the filling material does not occur after the injection, and thus, the order and ground reinforcement through complete filling are added.
본 발명에 의한 공법에서 사용되는 시멘트 밀크는 전체 100중량%를 기준으로, 증점제 0.01~5.0중량%가 포함되는 것이 바람직하다.The cement milk used in the process according to the present invention preferably contains 0.01 to 5.0% by weight of a thickener based on 100% by weight of the total.
여기서, 증점제로는 하이드록시 에칠 셀룰로스, 하이드록시 메칠 셀룰로스, 하이드록시 프로필 셀룰로스, 카르복시 메칠 셀룰로스, 메칠 셀룰로스 주성분의 증점제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.Here, as the thickener, it is preferable to use a material formed by mixing one or more of the thickeners of hydroxy ethyl cellulose, hydroxy methyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, carboxy methyl cellulose, methyl cellulose main component.
이러한 증점제는 시멘트 밀크의 점도를 증가시켜 유체의 수중불분리성을 향상시키고, 블리딩을 방지하는 효과를 증대시킨다.These thickeners increase the viscosity of the cement milk to improve the in-water inseparability of the fluid and increase the effect of preventing bleeding.
본 발명에 의한 공법에서 사용되는 시멘트 밀크는 전체 100중량%를 기준으로, 광물 미분말 혼화재 1.0~90중량%가 포함되는 것이 바람직하다.Cement milk used in the process according to the present invention, based on 100% by weight of the total, preferably contains 1.0 to 90% by weight of the fine mineral admixture.
이러한 광물 미분말 혼화재는 유연탄 플라이애쉬 분말, 무연탄 플라이애쉬 분말, 슬래그 미분말, 천연 포졸란 분말, 석회석 미분말, 실리카질 광물 미분말, 기타 암석 미분말, 열처리를 한 암석 미분말 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.Such fine mineral admixtures include materials formed by bituminous coal fly ash powder, anthracite fly ash powder, slag fine powder, natural pozzolane powder, limestone fine powder, silica mineral fine powder, other rock fine powders, or heat powdered rock fine powder or a mixture of two or more thereof. It is preferable to use.
일반적으로 물은 중성으로 pH가 약 6~7이나, 시멘트가 혼합된 물은 시멘트로부터 용출된 수산화칼슘에 의해 알칼리도가 상승하여 pH가 12 이상인 강알칼리성을 나타낸다. Generally, the water is neutral, and the pH is about 6-7, but the water mixed with cement exhibits strong alkalinity with a pH of 12 or more due to the increase in alkalinity caused by calcium hydroxide eluted from the cement.
포틀랜드 시멘트를 상술한 광물 미분말 혼화재와 혼합하면, 혼합된 혼화재는 불활성 물질이므로 스스로 물과 수화반응하지는 않으나, 시멘트로부터 용출된 알칼리 등과 반응하여 반응물을 생성하므로 장기적으로 강도 증진 작용이 있다. When Portland cement is mixed with the above-mentioned mineral fine powder admixture, the mixed admixture is an inert material, and thus does not hydrate with water, but reacts with alkali, eluted from cement, thereby increasing strength in the long term.
이러한 혼화재가 혼합된 혼합시멘트는 자체 내의 포틀랜드 시멘트 비율이 낮고, 혼합시멘트 중의 혼화재가 포틀랜드 시멘트로부터 공급되는 수산화칼슘 등의 알칼리와 반응하여 불활성 2차수화물을 생성하므로, 지하수나 하천수, 해수와 접촉하여 용출되는 알칼리량을 저감하며, 장기적으로는 시멘트 조직을 치밀하게 하고 화학저항성과 내구성을 증가시키는 효과가 있다. The mixed cement mixed with these admixtures has a low proportion of Portland cement in itself, and the admixtures in the mixed cement react with alkalis such as calcium hydroxide supplied from the Portland cement to generate inert secondary hydrates, so that they are eluted in contact with groundwater, river water, and seawater. It reduces the amount of alkali, which in the long term has the effect of densifying the cement structure and increasing chemical resistance and durability.
본 발명에 의한 공법에서 사용되는 시멘트 밀크는 전체 100중량%를 기준으로, 분산제 분말 0.01~3.0중량%가 포함되는 것이 바람직하다.The cement milk used in the process according to the present invention preferably contains 0.01 to 3.0% by weight of the dispersant powder based on 100% by weight of the total.
이러한 분산제 분말은 리그닌 설폰산염계, 나프탈렌 설폰산염계, 멜라민 설폰산염계 및 폴리칼본산염계 분말 혼화제 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.The dispersant powder is preferably a material formed by mixing one or two or more of lignin sulfonate-based, naphthalene sulfonate-based, melamine sulfonate-based and polycarbonate-based powder admixtures.
시멘트 밀크의 가소성으로 인하여 유동성이 저하하는 문제가 발생할 수 있는데, 상술한 분산제 분말은 이러한 유동성의 저하를 개선하도록 하는 효과가 있다.Due to the plasticity of the cement milk may cause a problem that the fluidity is lowered, the above-described dispersant powder is effective to improve such a decrease in fluidity.
시멘트로는 포틀랜드 시멘트, 슬래그 시멘트, 포졸란 시멘트 또는 이들 시멘트를 미분쇄한 초미립자 시멘트 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 형성된 재료를 사용하는 것이 바람직하다.As the cement, it is preferable to use a material formed by one or two or more of portland cement, slag cement, pozzolane cement or ultrafine cement which is pulverized these cements.
이하, 본 발명에 의한 공법에서 사용되는 시멘트 밀크의 성능을 알아보기 위 한 실험예에 관하여 설명한다.Hereinafter, an experimental example for examining the performance of the cement milk used in the method according to the present invention will be described.
실험을 위한 시멘트 밀크 조성물의 배합비는 표 1과 같다.The mixing ratio of the cement milk composition for the experiment is shown in Table 1.
위 배합비에 의한 혼합물에 대해 물 100중량%를 첨가하여 고속 교반함으로써 시멘트 밀크를 제조하였다.Cement milk was prepared by adding 100% by weight of water to the mixture by the above mixing ratio and stirring at a high speed.
비교예로서 1종 보통 포틀랜드 시멘트와 물을 1:1 중량비로 혼합하고 고속 교반하여 일반 시멘트 밀크를 제조하였다.As a comparative example, a common cement milk was prepared by mixing one ordinary portland cement and water in a 1: 1 weight ratio and stirring at high speed.
도 8은 비교예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진이고, 도 9은 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진으로서, 이로부터 수중에서의 형상 유지 성능과 수중불분리 성능을 알아볼 수 있었다. FIG. 8 is a photograph when cement milk according to a comparative example is left in water, and FIG. 9 is a photograph when cement milk according to an embodiment of the present invention is left in water. Underwater separation performance was recognized.
표 2는 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크의 블리딩 발생량을 측정한 결과를 나타낸 것이다. Table 2 shows the results of measuring the amount of bleeding of the cement milk according to the comparative example and this example.
표 3은 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크를 각각 경화시키고, 10배의 물과 혼합하여 10시간 동안 경과시킨 후, 시멘트로부터 물에 용출되는 6가 크롬 중량을 ICP-AES에 의해 측정한 결과를 나타낸 것이다.Table 3 shows that the cement milk according to the comparative example and the present example was cured, mixed with 10 times of water, and elapsed for 10 hours, and then the weight of hexavalent chromium eluted from the cement by water was measured by ICP-AES. The results are shown.
이에 관한 수질환경 기준은 0.05ppm이므로, 비교예는 위 기준을 만족하지 못하나, 본 발명에 의한 실시예는 위 기준을 만족함을 알 수 있다.Since the water environmental standard is 0.05ppm, the comparative example does not satisfy the above criteria, but it can be seen that the embodiment according to the present invention satisfies the above criteria.
표 4는 비교예 및 본 실시예에 의한 시멘트 밀크(굳지 않은 상태) 각각 1리터를 음용수 200리터의 수중에 넣은 후, pH 변화를 측정한 결과이다. Table 4 shows the results of measuring the change in pH after putting 1 liter of cement milk (solid state) according to the comparative example and this example into 200 liters of drinking water.
비교예에 비해, 본 발명의 실시예의 경우 알칼리 용출량이 대단히 적음을 알 수 있다. Compared with the comparative example, in the Examples of the present invention it can be seen that the alkali elution amount is very small.
이와 같이 본 발명에 의한 공법에서 사용되는 시멘트 밀크는 수중불분리성이 우수하여, 지하수와 하천수, 해수와 접촉하는 지반에서도 안정된 주입이 가능하고, 충분한 강도를 확보할 수 있으며 환경 오염을 방지할 수 있으므로 신뢰성 있고 내구적이며 친환경적인 시공이 가능함을 확인할 수 있다.As such, the cement milk used in the process according to the present invention is excellent in water inseparability, and can be stably injected in the ground in contact with groundwater, river water, and seawater, and can secure sufficient strength and prevent environmental pollution. Therefore, it can be confirmed that the construction is reliable, durable and eco-friendly.
한편, 본 발명에 의한 공법에서 사용되는 액상형 가소제로는 소수계-개질 알카리 용해성 아크릴계 수분산 중합체(Hydrophobically-modified Alkali Soluble Acrylic Copolymer Emulsion)를 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the liquid plasticizer used in the process according to the present invention preferably includes a hydrophobically-modified Alkali Soluble Acrylic Copolymer Emulsion.
액상형 가소재는 산성 영역에서는 점성이 거의 없는 수용액 상태이나, 알카리 성분에 의해 중화되어 pH가 6 이상으로 높아지면, 장사슬(long chain)의 폴리머 구조를 형성하여 점도가 급격하게 높아지는 성질을 가지고 있다. Liquid plastic materials have an aqueous solution state with little viscosity in the acidic region, but when neutralized by an alkaline component and the pH is raised to 6 or more, a long chain polymer structure is formed and the viscosity is rapidly increased.
따라서 액상형 가소제를 자체적으로 운반하거나 보관하는 경우에는 점도가 낮으나, 시멘트계 밀크 그라우트에 투입하면 시멘트 밀크의 pH는 6 이상의 알카리성을 나타내므로, 분체 입자를 상호간에 연결하고 분체의 표면을 코팅하여 시멘트 밀크가 물과 만나서도 풀어지지 않고 시멘트 및 충전용 혼화재 성분이 물에 용출되지 않도록 하는 작용을 한다. Therefore, when the liquid plasticizer is transported or stored by itself, the viscosity is low, but when it is put into cement milk grout, the pH of the cement milk shows an alkalinity of 6 or more. Therefore, the cement milk is formed by connecting the powder particles to each other and coating the surface of the powder. It does not release even when it meets water, and prevents cement and filler admixtures from eluting in water.
이러한 가소성 그라우트 충전물은 점성의 증가에 의해 유동성이 사라져 외력이 존재하지 않는 자연상태에서는 주입 당시의 형태를 유지할 수 있으나, 생성된 침상형 결정은 결정 간의 결합력이 아직 강하지 못하므로 외력(충전재 주입을 위한 주입압력)이 가해지면 다시 유동성을 나타내기 때문에 공극을 채울 수 있다. These plastic grout fillings can maintain their shape at the time of injection in a natural state where external force does not exist due to the loss of fluidity due to the increase in viscosity, but the produced needle-shaped crystals are not yet strong in the binding force between the crystals. When the injection pressure is applied, it shows fluidity again and can fill the voids.
공극을 채운 후 외력을 제거하면(충전재 주입이 완료되어 주입압력이 사라지면) 다시 유동성이 사라지므로 전형적인 소성체의 거동을 보이게 되는 것이다.When the external force is removed after filling the voids (when filling is completed and filling pressure disappears), the fluidity disappears again, thus showing typical plastic body behavior.
따라서 블리딩이 억제되고 체적 수축이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 수중에서도 형상과 구조를 유지하기 때문에, 지하수 등에 노출되어도 그라우트가 희석 및 유출되지 않고 수중불분리성이 매우 우수하며, 경화 후 안정적인 강도 발현이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, bleeding is suppressed and volume shrinkage does not occur, and the shape and structure are maintained even in the water, so that the grout is not diluted or spilled even when exposed to groundwater, and it is excellent in the inseparability in the water. The effect is possible.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has been described only with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention, as is well known, should not be construed as limited to the above embodiments, the present invention described above It will be said that both the technical idea and the technical idea which together with the base are included in the scope of the present invention.
도 1 내지 3은 종래의 추진관의 그라우팅 공법을 설명하기 위한 것으로서,1 to 3 are for explaining the grouting method of the conventional propulsion pipe,
도 1은 관 추진작업 과정에 관한 단면도.1 is a cross-sectional view of a pipe propulsion operation process.
도 2는 그라우팅 작업 과정에 관한 단면도.2 is a sectional view of a grouting process.
도 3은 그라우팅 작업 이후의 단면도.3 is a cross-sectional view after the grouting operation.
도 4 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,Figure 4 below shows an embodiment of the present invention,
도 4는 그라우트 주입공 및 주입관에 관한 단면도.4 is a cross-sectional view of the grout injection hole and the injection tube.
도 5는 그라우팅 작업 과정에 관한 단면도.5 is a cross-sectional view of a grouting process.
도 6은 그라우트 주입공 및 마개에 관한 단면도.6 is a cross-sectional view of the grout injection hole and the stopper.
도 7은 중금속 흡착용 다공성 수지의 일례인 킬레이트 수지의 매트릭스 구조를 나타낸 도면.7 is a view showing a matrix structure of a chelate resin that is an example of a porous resin for heavy metal adsorption.
도 8은 비교예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진.8 is a photograph when the cement milk according to the comparative example is left standing in water.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 시멘트 밀크를 수중에 정치한 경우의 사진.9 is a photograph when the cement milk according to an embodiment of the present invention is left in water.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
1,1a,1b : 추진관 11 : 그라우트 주입공1,1a, 1b: propulsion pipe 11: grout injection hole
12 : 마개 2 : 혼합물 주입관12: stopper 2: mixture injection tube
21 : 시멘트 밀크 공급관 22 : 액상형 가소제 공급관21: cement milk supply pipe 22: liquid plasticizer supply pipe
G : 그라우트G: Grout
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