KR101219447B1 - 락볼트 및 이를 이용한 지보공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 지보를 위해 암반 등에 설치하는 락볼트 및 이를 이용한 지보공법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 지반(2)에 형성된 천공(1)에 설치되는 락볼트(100)로서, 상기 천공(1)의 입구 측인 선단을 통해 팽창재(100A)가 주입되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태로 상기 천공(1)에 삽입되며 상기 중공(112)에 공급되는 팽창재(100A)에 의해 상기 눌려진 부분이 펴질 수 있는 중공형 바디(110); 상기 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입시킬 수 있도록 상기 중공형 바디(110)에 일체로 결속되어 상기 중공형 바디(110)와 함께 상기 천공(1)에 설치되는 그라우트 분사부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100) 및 이를 이용한 지보공법을 제시한다.
Description
본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 지보를 위해 암반 등에 설치하는 락볼트 및 이를 이용한 지보공법에 관한 것이다.
락볼트는 암반 등의 지반(2)에 사용하는 지보(支保)로 갱도(坑道)를 지지하는 재료로서, 암반 등의 지반(2)에 뚫은 천공에 꽂아넣어 사용한다,
락볼트의 구조는 여러 가지가 있으며, 그 중 하나로서 팽창형 구조가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 팽창형 락볼트(10)는 중공형 바디(12)의 그 둘레 일부가 눌려진 상태로 천공에 설치한 후(도 1의 'R1'참조), 중공형 바디(12)의 중공(12A)에 고압의 물을 공급하여 중공형 바디(12)를 팽창시킴으로써 팽창된 중공형 바디(12)가 암반 등의 지반(2)에 밀착되어 정착될 수 있도록 한 것이다(도 1의 'R2' 참조).
여기서, 중공형 바디(12)의 선,종단에는 각각 선단용 캡(120)(14), 종단용 캡(130)(16)이 끼워지며, 용접에 의해 고정된다.
그러나, 이와 같은 지보공법은 지보력이 단지 중공형 바디(12)와 지반(2)과의 마찰에 의해서만 형성되기 때문에 주면 마찰력 및 지압 응력에 한계가 있다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지보력을 증대될 수 있는 락볼트 및 이를 이용한 지보공법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 지반(2)에 형성된 천공(1)에 설치되는 락볼트(100)로서, 상기 천공(1)의 입구 측인 선단을 통해 팽창재(100A)가 주입되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태로 상기 천공(1)에 삽입되며 상기 중공(112)에 공급되는 팽창재(100A)에 의해 상기 눌려진 부분이 펴질 수 있는 중공형 바디(110); 상기 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입시킬 수 있도록 상기 중공형 바디(110)에 일체로 결속되어 상기 중공형 바디(110)와 함께 상기 천공(1)에 설치되는 그라우트 분사부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 제시한다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워질 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지는 바디 결속부(214) 및, 상기 중공형 바디(110)의 요입된 형태의 일부분으로부터 돌출될 수 있도록 상기 바디 결속부(214)에 일체로 형성되며 상기 천공(1)으로 상기 그라우트재(200A)가 분사될 수 있도록 분사구(210A)가 형성된 분사부(216)를 포함할 수 있다.
상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 종단 외측에 끼워져 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)을 복개하는 종단용 캡(130)(cap)을 더 포함하며; 상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워진 상태로 그 종단부(218)가 상기 종단용 캡(130)을 관통하도록 설치되며, 그 종단부(218)에 상기 천공(1)으로 상기 그라우트재(200A)가 분사될 수 있도록 분사구(210A)가 형성될 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 종단용 캡(130)에 끼워지는 종단부(218)가 경질로 이루어질 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지는 부분이 연질로 이루어질 수 있다.
상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단부 및 상기 그라우트 분사부(200)의 선단부가 함께 끼워지는 선단용 캡(120)을 더 포함할 수 있다.
상기 선단용 캡(120)은, 상기 팽창재(100A)가 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 선단용 캡(120)에 끼워지는 선단부(212)가 경질로 이루어질 수 있다.
상기 선단용 캡(120)과 상기 중공형 바디(110) 사이의 틈새를 씰링하는 씰링(sealing)(160)을 더 포함할 수 있다.
상기 씰링(160)은 상기 선단용 캡(120)의 선단면에 밀착되어 상기 선단용 캡(120)과 상기 중공형 바디(110) 사이 틈새를 씰링하는 링형의 링형부(162) 및, 상기 링형부(162)로부터 돌출 형성되어 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 삽입되는 돌출부(164)를 포함할 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지도록 설치되며, 상기 씰링(160)의 돌출부(164)는 상기 그라우트 분사부(200)가 관통되는 관통홀(164A)이 형성될 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)와 상기 중공형 바디(110)를 함께 상기 천공(1)에 설치되어 상기 천공(1)을 입구를 복개하는 천공복개부(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 천공복개부(300)는 상기 중공형 바디(110)의 외측에 끼워지는 링형의 링형부(302) 및, 상기 중공형 바디(110)의 요입된 형태의 일부분에 삽입될 수 있도록 상기 링형부(302)로부터 돌출 형성된 돌출부(304)를 포함하도록 탄성재질로 이루어지며, 상기 천공복개부(300)의 돌출부(304)에는 상기 그라우트 분사부(200)가 관통 설치되는 관통홀(300A)이 형성될 수 있다.
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 천공(1)의 심부에서 상기 천공(1)의 입구를 향해 상기 그라우트재(200A)가 충전될 수 있도록, 그 종단부에 상기 그라우트재(200A)가 상기 천공(1)으로 분사될 수 있는 분사구(210A)가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 락볼트(100)를 이용한 지보공법으로서, 상기 팽창재(100A)가 충전되지 않은 상태로 락볼트(100)를, 지반(2)에 형성한 천공(1)에 설치하는 락볼트(100) 설치단계; 상기 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 그라우트 분사부(200)를 통해 상기 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입하는 그라우트 주입단계; 상기 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 중공형 바디(110)의 중공(112)에 팽창재(100A)를 충전시켜서, 상기 락볼트(100)의 중공형 바디(110)가 상기 그라우트재(200A)가 충전된 천공(1)에서 팽창하여 상기 지반(2)에 밀착되게 하는 락볼트(100) 팽창단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 이용한 지보공법을 함께 제시한다.
상기 천공(1)은 하측을 향해 또는 수평하게 굴착이 이루어져 형성될 수 있다.
본 발명은 락볼트의 중공형 바디를 팽창시킴과 아울러, 천공에 그라우트재를 주입하여 고결체를 형성함을써, 지보력을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 락볼트의 적용 예.
도 2 이하는 본 발명에 따른 락볼트에 관한 것으로서,
도 2a는 락볼트 설치단계 및 그라우트 주입단계 설치 예.
도 2b는 도 2a의 A-A선에 따른 단면도.
도 3a는 락볼트 팽창단계 설치 예.
도 3b는 도 3a의 B-B선에 따른 단면도.
도 4는 제1실시 예의 락볼트 사시도.
도 5는 도 4의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 C-C선에 따른 단면도.
도 7은 도 4의 D-D선에 따른 단면도.
도 8은 도 4의 E-E선에 따른 단면도.
도 9는 종단용 캡의 또 다른 실시 예가 적용된 단면도.
도 10은 도 9의 F-F선에 따른 단면도.
도 11은 제2실시 예의 락볼트 사시도.
도 12는 도 11의 G-G선에 따른 단면도.
도 13은 제2실시 예의 락볼트 설치 예.
도 14는 천공복개부의 또 다른 실시 예 사시도.
도 2 이하는 본 발명에 따른 락볼트에 관한 것으로서,
도 2a는 락볼트 설치단계 및 그라우트 주입단계 설치 예.
도 2b는 도 2a의 A-A선에 따른 단면도.
도 3a는 락볼트 팽창단계 설치 예.
도 3b는 도 3a의 B-B선에 따른 단면도.
도 4는 제1실시 예의 락볼트 사시도.
도 5는 도 4의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 C-C선에 따른 단면도.
도 7은 도 4의 D-D선에 따른 단면도.
도 8은 도 4의 E-E선에 따른 단면도.
도 9는 종단용 캡의 또 다른 실시 예가 적용된 단면도.
도 10은 도 9의 F-F선에 따른 단면도.
도 11은 제2실시 예의 락볼트 사시도.
도 12는 도 11의 G-G선에 따른 단면도.
도 13은 제2실시 예의 락볼트 설치 예.
도 14는 천공복개부의 또 다른 실시 예 사시도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 락볼트(100)를 이용한 지보공법은, 팽창재(100A)가 충전되지 않은 상태로 락볼트(100)를 지반(2)에 형성한 천공(1)에 설치하는 락볼트(100) 설치단계(도 2a 및 도 2b 참조)와; 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 그라우트 분사부(200)를 통해 천공(1)에 그라우트재(200A)를 충전시키는 그라우트 주입단계(도 2a 및 도 2b 참조)와; 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 중공형 바디(110)의 중공(112)에 팽창재(100A)를 충전시켜서, 락볼트(100)의 중공형 바디(110)가 그라우트재(200A)가 충전된 천공(1)에서 팽창하여 지반(2)에 밀착되게 하는 락볼트(100) 팽창단계(도 3a 및 도 3b 참조);를 포함할 수 있다.
즉, 중공형 바디(110)가 팽창재(100A)에 의해 팽창되어 지반(2)에 밀착됨에 따라 중공형 바디(110)에 의한 주면 마찰력 및 지압 응력에 의해 지보력이 형성될 수 있다. 이와 아울러, 그라우트재(200A)가 천공(1)에 주입됨과 아울러 천공(1) 주변 지반(2)에 침투하여 고결체를 이룸으로써, 그라우트재(200A)에 의한 고결체에 의해 천공(1) 주변 지반(2)이 보강될 수 있을 뿐만 아니라, 중공형 바디(110)와 지반(2)과의 결속력이 증대될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 락볼트(100)를 이용한 지보공법에 의해 현격히 우수한 지보력이 확보될 수 있으며, 이에 따라 연약지반(2)에도 락볼트(100)를 이용한 지보공법이 용이하게 실시될 수 있다.
특히, 그라우트재(200A)에 의해 천공(1) 주변 지반(2)이 보강된 후 락볼트(100)의 팽창이 이루어질 수 있기 때문에, 다음과 같은 효과를 더 취할 수 있다.
첫째, 연약지반(2)이더라도 락볼트(100)의 팽창 압력에 붕괴될 염려가 없다.
둘째, 락볼트(100)가 팽창하면서 천공(1)에 주입된 그라우트재(200A)를 천공(1) 주변 지반(2)을 향해 지압할 수 있기 때문에, 천공(1) 주변에 그라우트재(200A)에 의해 보다 견고한 고결체가 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 락볼트(100)와 지반(2) 간 지압 응력이 보다 증대될 수 있다.
셋째, 천공(1)에 주입되는 그라우트재(200A)가 천공(1) 주변 지반(2)과 락볼트(100) 사이에 빈틈없이 고르게 충분히 개재됨으로써, 균일하고 견고한 고결체를 이룰 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 락볼트(100)를 이용하는 지보공법에서 천공(1)은, 천공(1)에 주입된 그라우트재(200A)가 중력에 의해 자유 낙하하여 유출되는 것을 방지하기 위해, 하측을 향해 또는 수평하게 굴착이 이루어져 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
물론, 후술하는 바와 같이 천공(1)에 주입된 그라우트재(200A)의 유출을 방지할 수 있는 방안(예컨대, 도 11 내지 도 14에 도시된 천공복개부(300))이 마련된 경우라면, 천공(1)의 형성이 위와 같이 한정되지 않아도 된다.
한편, 현장 조건이나 지반(2) 상태 등에 따라서, 락볼트(100) 팽창단계는 그라우트 주입단계 완료 후 시작되거나 그라우트 주입단계 실시 중간에 시작될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 락볼트(100)의 구성에 관하여 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 락볼트(100)에 관한 도면이다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 락볼트(100)는, 천공(1)의 입구 측인 선단을 통해 팽창재(100A)가 주입되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태(이하, 설명의 편의를 위해 '요입부(114)'라 한다)로 눌려진 상태로 천공(1)에 삽입되며 중공(112)에 공급되는 팽창재(100A)에 의해 그 눌려진 부분이 펴질 수 있는 중공형 바디(110)와; 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입시킬 수 있도록, 중공형 바디(110)에 일체로 결속되어 중공형 바디(110)와 함께 천공(1)에 삽입되는 그라우트 분사부(200)를 포함할 수 있다.
먼저, 중공형 바디(110)는 다양한 형상으로 눌려진 형상을 취할 수 있으며, 예컨대 도시된 바와 같이 대략 'C자'형 단면구조를 갖도록 눌려질 수 있다. 이와 같은 중공형 바디(110)는 평판형 플레이트를 밴딩(bending)하여 튜브(tube) 또는 파이프(pipe) 형태로 만든 후 폴딩(folding) 가공 또는 롤링 (rolling) 가공에 의해 그 외주면 일측을 내측으로 가압하여 제작할 수 있다.
이와 같은 중공형 바디(110)는 다양한 소재로 형성될 수 있는데, 특히 지보를 위해 강성이 우수하면서도 상술한 바와 같이 팽창재(100A)에 의해 팽창 가능토록 강관으로 이루어질 수 있다.
중공형 바디(110)의 팽창재(100A)는 고압의 물 등 다양한 매체가 사용될 수 있으며, 특히 그라우트재(200A)가 사용됨으로써 수분에 의한 중공형 바디(110)의 부식 방지 및 그라우트재(200A)에 의한 중공형 바디(110)의 지압 응력 향상에 따른 지보력 증대라는 효과가 더 창출될 수 있다. 여기서, 팽창재(100A)로서의 그라우트재는 그라우트 분사부(200)를 통해 천공(1)에 주입되는 그라우트재(200A)와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 락볼트(100)는, 중공형 바디(110)의 선단과 종단에는 각각, 팽창재(100A) 주입된 후에도 중공형 바디(110)의 선단, 종단을 각각 상기 눌려진 상태로 유지시키는 선단용 캡(120), 종단용 캡(130)이 상기한 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단, 종단 외측에 각각 끼워질 수 있다.
선단용 캡(120)은 특히 중공형 바디(110)의 중공(112)으로 팽창재(100A)가 주입될 수 있도록 중공(122)을 갖는 중공형 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 팽창재(100A)가 중공형 바디(110)의 측면이 아니라 중공형 바디(110)의 중공(112)을 따라, 즉 길이방향(화살표 F1)을 따라 주입됨에 따라 신속하게 중공형 바디(110)에 주입될 수 있으며, 이에 따라 중공형 바디(110)가 팽창재(100A)에 의해 빠른시간 내에 팽창될 수 있다.
또한 본 발명의 락볼트(100)가 지반(2)에 상향 경사지게 설치되며 상기한 팽창재(100A)가 고압의 물인 경우, 중공형 바디(110)의 팽창 후 중공형 바디(110)의 선단을 통해 외부로 자연 배수될 수 있기 때문에 완벽하게 배수가 이루어짐으로써 수분에 의한 부식이 방지될 수 있다.
선단용 캡(120)의 중공(122)은 어떠한 형상이든 무방하나, 다만 눌려진 상태의 중공형 바디(110)에 용이하게 끼워질 수 있으며 선단용 캡(120)의 제조가 용이하도록, 원형 단면 구조로 형성될 수 있다.
선단용 캡(120)은 선단용 캡(120)의 중공의 단면 크기가 선단용 캡(120)의 길이방향을 따라 전체에 걸쳐 일정할 수도 있으나, 도시된 바와 같이 선단용 캡(120)의 중공(122)의 종단부의 단면 크기가 선단용 캡(120)의 선단면으로부터 멀어질수록 점진적으로 확장되도록 형성되는 것이 보다 바람직할 수 있다. 즉, 후자의 경우 선단용 캡(120)은 선단용 캡(120)의 중공(122)의 단면 크기가 소정의 직경으로 일정한 본체부(124) 및, 선단용 캡(120)의 중공(122)의 단면 크기가 확장되는 확장부(126)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 그라우트 주입부(120)와 일체로 결속된 중공형 바디(110)가 선단용 캡(120)의 중공(122)에 용이하게 끼워질 수 있다. 또한, 중공형 바디(110)가 팽창재(100A)에 의해 팽창될 때, 중공형 바디(110)의 선단용 캡(120) 결합부분과 그 나머지 부분의 경계에서 중공형 바디(110)의 단면이 급격하게 변하지 않고 점진적으로 변함에 따라 중공형 바디(110)의 손상이 방지될 수 있다.
이와 같은 선단용 캡(120)은 다양한 재질에 의해 이루어질 수 있으며, 다만 중공형 바디(110)와의 충분한 결합력 확보 및, 중공형 바디(110)와의 용접(W) 등이 가능하도록 중공형 바디(110)와 함께 강관으로 이루어질 수 있다.
한편, 선단용 캡(120)은 락볼트(100) 시공을 위해 팽창재(100A), 그라우트재(200A)를 공급하는 장비부(미도시)와의 연결을 위한 커넥터(50)가 결합될 수 있도록 구성될 수 있다.
예컨대, 선단용 캡(120)은 커넥터(50)와 나사 체결에 의해 탈부착 가능하도록, 그 외측면에 나사산(120A)이 형성될 수 있다. 또는 선단용 캡(120)은 스프링의 복원력을 이용하는 원터치(one-touch) 방식으로 탈착 가능토록 결합될 수 있다. 여기서, 스프링을 이용하는 원터식 방식은 파이프 이음 등의 다양한 기술분야에서 많이 알려진 기술사항이므로 본 발명의 요지를 흐트리지 않기 위해 보다 상세한 설명은 생략한다.
종단용 캡(130)은 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 종단 외측에 끼워지는 것으로서, 외형이 축소된 단면을 갖는 콘(cone)이나 벌릿(bullet), 또는 돔(dome) 형태 등으로 다양하게 형성될 수 있으며, 중공형 바디(110)와의 용접(W) 등이 가능하도록 중공형 바디(110)와 함께 강 소재로 이루어질 수 있다.
종단용 캡(130)은 중공형 바디(110)의 중공(112)을 복개하도록 형성될 수 있다. 또는 종단용 캡(130)은 중공형 바디(110)의 중공(112)의 종단이 후술하는 바와 같이 마개형 종단용 탄성부재(150)에 의해 복개되는 경우, 그 선단 및 종단이 각각 개방될 수 있도록 중공(132)을 갖는 중공형으로 형성될 수 있다.
다음, 그라우트 분사부(200)는 그라우트 공급장치와 연결되어 그라우트재(200A)를 안내하는 그라우트 분사호스(210)를 포함할 수 있다.
특히, 그라우트 분사호스(210)는 천공(1)의 내측 끝단인 심부에서부터 천공(1)의 입구를 향해 그라우트재(200A)가 천공(1)에 주입, 충전될 수 있도록, 천공(1)을 따라 길게 설치되며 그 종단부에 천공(1)으로 그라우트재(200A)가 주입될 수 있도록 분사구(210A)가 형성될 수 있다. 따라서, 그라우트재(200A)가 천공(1)의 심부부터 차근차근 밀실하게 채워질 수 있다.
아울러, 위와 같은 그라우트 분사호스(210)는 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분, 즉 요입부(114)에 끼워질 수 있도록 중공형 바디(110)와 결속되어 중공형 바디(110)와 함께 천공(1)에 설치될 수 있다.
이 경우, 그라우트 분사호스(210)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지는 것만으로도 그라우트 분사호스(210)가 중공형 바디(110)에 일체로 결속될 수 있는바, 그라우트 분사호스(210)와 중공형 바디(110)의 결속이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 경질의 중공형 바디(110)가 그라우트 분사호스(210)의 배관을 안내할 수 있기 때문에, 그라우트 분사호스(210)가 후술하는 바와 같이 연질로 이루어지더라도 그라우트 분사호스(210)가 천공(1)에 일자로 쫙 펼쳐진 상태로 용이하게 설치될 수 있으며, 이에 따라 그라우트재(200A)가 그라우트 분사호스(210)에 의한 저항받거나 막히지 않고 그라우트 분사호스(210)를 통해 천공(1)에 용이하게 분사될 수 있다.
또한, 그라우트 분사호스(210)가 연질로 이루어진 경우, 경질의 중공형 바디(110)에 의해 보호받을 수 있기 때문에, 그라우트 분사호스(210)의 손상, 파손이 방지될 수 있다.
또한, 중공형 바디(110)가 그라우트 분사호스(210)와 함께 천공(1)에 설치되더라도 락볼트(100)의 둘레는 그라우트 분사호스(210)없이 중공형 바디(110)만 천공(1)에 설치하는 경우와 같을 수 있는바, 락볼트(100)가 천공(1) 주변에 간섭받지 않고 용이하게 천공(1)에 설치될 수 있다.
또한, 그라우트 분사호스(210)는 그라우트 분사호스(210)의 선단부가 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단부와 함께 선단용 캡(120)의 중공(122)에 끼워질 수 있다.
이 경우, 그라우트 분사호스(210)의 선단부가 선단용 캡(120)에 의해 중공형 바디(110)의 선단부에 일체로 결속될 수 있다. 즉, 선단용 캡(120)이 그라우트 분사부(200)와 중공형 바디(110)를 일체로 결속하기 위한 결속부재를 겸할 수 있게 된다. 따라서, 별도의 결속부재를 추가하지 않아도 된다는 점, 그라우트 분사호스(210)와 중공형 바디의 결속이 용이하게 이루어질 수 있다는 점 등의 이점을 취할 수 있다.
위와 같은 그라우트 분사호스(210)는 일 실시 예로써, 종단용 캡(130)이 중공형 바디(110)의 중공(112)을 복개하도록 형성된 경우, 선단용 캡(120)에 끼워진 부분인 선단부(212) 및, 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지는 바디 결속부(214), 그리고 중공형 바디(110)의 요입부(114)로부터 돌출되도록 바디 결속부(214)에 일체로 형성되며 상기한 분사구(210A)가 형성된 분사부(216)를 포함할 수 있다.
또는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 종단용 캡(130)이 중공(132)을 갖는 경우, 그라우트 분사호스(210)는 선단용 캡(120)에 끼워진 부분인 선단부(212) 및, 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지는 바디 결속부(214), 그리고 종단용 캡(130)의 중공을 통해 종단용 캡(130)을 관통하도록 설치되며 상기한 분사구(210A)가 형성된 종단부(218)를 포함할 수 있다. 여기서, 그라우트 분사호스(210)의 선단부(212) 및 종단부(218)는 각각, 강관 등의 경질로 이루어지는 것이 보다 바람직할 수 있다. 즉, 경질의 그라우트 분사호스(210)의 선단부(212) 및 종단부(218)는, 경질의 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 또는 종단용 캡(130)과 중공형 바디(110) 사이에서 압착되어 통로가 좁아지거나 막힐 염려가 없으며, 선단용 캡(120), 종단용 캡(130)에 의해 중공형 바디(110)와 견고하게 일체로 결속될 수 있다.
그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)는 고무 등의 연질로 이루어지는 것이 보다 바람직할 수 있다.
즉, 중공형 바디(110)는 상술한 바와 같이 강관 등의 경질로 이루어지기 때문에 중공형 바디(110)의 요입부(114)를 벌리는 등의 변형이 상당히 어려운데, 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)가 연질로 이루어짐에 따라 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 용이하게 끼워질 수 있다.
또한, 그라우트 분사호스(210)는 중공형 바디(110)의 팽창시 중공형 바디(110)와 지반(2) 사이에 끼워지게 되는데, 그라우트재(200A) 주입 후 회수되는 것보다는 중공형 바디(110)와 함께 지반(2)에 매립되는 것이 시공상 보다 용이할 수 있다. 그러므로, 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)가 연질로 이루어지면, 중공형 바디(110)의 팽창시 그 팽창 압력에 의해 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)가 중공형 바디(110)와 지반(2) 사이에서 납작하게 압착될 수 있으며, 이에 따라 중공형 바디(110)의 팽창시 중공형 바디(110)가 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)에 의해 간섭받지 않고 천공(1)에 대응하여 완전히 펼쳐질 수 있다
그라우트 분사호스(210)의 분사부(216) 또한, 고무 등의 연질로 이루어지는 것이 보다 바람직할 수 있다. 이 경우, 그라우트 분사호스(210)의 분사부(216)는 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)와 일체로 제조될 수 있으며, 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)로부터 용이하게 절곡된 상태로 천공(1)에 설치될 수 있으며, 중공형 바디(110)의 팽창시 그 팽창 압력에 의해 그라우트 분사호스(210)의 바디 결속부(214)가 중공형 바디(110)와 지반(2) 사이에서 납작하게 압착될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 락볼트(100)는, 팽창재(100A)(특히, 팽창재(100A)가 고압의 물인 경우)가 중공형 바디(110)에 공급될 때, 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이 틈새로 수압 누수 등이 생기는 것을 방지하기 위한 씰링(sealing)(160)을 더 포함할 수 있다.
씰링(160)은 특히, 선단용 캡(120)의 선단면에 밀착되어 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이 틈새를 씰링(160)하는 링형의 링형부(162) 및, 링형부(162)로부터 돌출 형성되어 중공형 바디(110)의 요입된 부분, 즉 요입부(114)에 삽입되는 돌출부(164)를 포함할 수 있다.
따라서, 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
첫째, 씰링(160)의 링형부(162)에 의해 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이 틈새가 씰링(160)되되, 씰링(160)의 링형부(162)의 중공(162A)을 통해 팽창재(100A)가 중공형 바디(110)의 중공(112)에 공급될 수 있다.
둘째, 씰링(160)의 돌출부(164)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워짐에 따라서, 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이 틈새가 빈틈없이 메워짐으로써 보다 기밀이 유지될 수 있다.
셋째, 씰링(160)의 돌출부(164)가 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이에 꽉 끼워짐으로써 씰링(160)이 고정될 수 있다.
넷째, 씰링(160)의 돌출부(164)에 의해 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이 틈새가 메워짐에 따라 선단용 캡(120)에 중공형 바디(110)의 선단부가 압입될 수 있기 때문에, 선단용 캡(120)(120)과 중공형 바디(110)의 결합력이 충분히 형성될 수 있으며, 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110)가 보다 기밀하게 결합될 수 있다.
이와 아울러, 씰링(160)의 돌출부(164)에는 그라우트 분사부(200), 즉 그라우트 분사호스(210)가 관통될 수 있도록 관통홀(164A)이 형성될 수 있다. 따라서, 씰링(160)의 돌출부(164)가 그라우트 분사호스(210)와 간섭되지 않고 함께 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워질 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 락볼트(100)에 관한 도면이다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 락볼트(100)는, 그라우트 분사부(200) 및 중공형 바디(110)와 함께 천공(1)에 설치되어 천공(1)을 입구를 복개하는 천공복개부(300)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 천공복개부(300)에 의해 천공(1)의 입구가 복개된 상태에서 그라우트 분사부(200)를 통해 천공(1)에 그라우트재(200A)가 주입되기 때문에, 천공(1)의 굴착 방향에 상관없이 그라우트재(200A)의 유출이 방지될 수 있다.
천공복개부(300)는 다양한 소재로 형성될 수 있으나, 특히 고무와 같은 탄성재질로 이루어지는 것이 다음과 같이 바람직할 수 있다.
첫째, 중공형 바디(110)의 형상이 복잡하거나 천공(1) 주변 지반(2)이 매끄럽지 않더라도 탄성재질의 천공복개부(300)는 중공형 바디(110) 및 천공(1) 주변 지반(2)에 항상 빈틈없이 기밀하게 밀착될 수 있다.
둘째, 탄성재질의 천공복개부(300)는 탄성 변형될 수 있기 때문에, 천공(1)에 용이하게 삽입될 수 있어 시공 용이성 측면에서 유리하며, 천공(1) 주변 지반(2)에 기밀하게 밀착될 수 있어 기밀성, 복개성 측면에서 유리할 수 있다.
셋째, 천공복개부(300)는 중공형 바디(110) 팽창시 그 팽창 압력에 의해 탄성 변형될 수 있기 때문에, 중공형 바디(110)의 팽창재에 의한 팽창 부분에 설치 가능하다. 따라서, 선단용 캡(120)이나 커넥터(50) 등과의 간섭없이 천공복개부(300)의 설치 위치 설계 등이 용이하게 이루어질 수 있다.
넷째, 탄성재질의 천공복개부(300)는 중공형 바디(110)의 팽창시 그 팽창 압력에 의해 탄성 변형되어 흡수하기 때문에 파손되거나 이탈할 염려가 없다. 즉, 천공복개부(300)가 플라스틱이나 금속과 같은 소재로 이루어진다면, 중공형 바디(110)의 고압의 팽창력에 의해 천공복개부(300)는 쉽게 깨질 수 있다.
다섯째, 위와 같이 천공복개부(300)가 중공형 바디와 일체로 결속된 상태에서 천공(1)의 주변 지반(2)에 밀착되기 때문에, 중력, 그라우트 분사부(200)에 의한 그라우트 주입 및 중공형 바디(110)의 팽창에 따라 천공(1)의 입구를 향해 발생되는 외력 등에 대한 락볼트(100)의 저항력이 증대될 수 있다.
위와 같은 천공복개부(300)는 다양한 구조를 취할 수 있으며, 특히 중공형 바디(110)의 외측에 끼워지는 링형의 링형부(302) 및, 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워질 수 있도록 링형부(302)로부터 돌출 형성된 돌출부(304)를 포함할 수 있다.
따라서, 천공복개부(300)는 중공형 바디(110)의 팽창 전후에 상관없이 항상 중공형 바디(110)의 전 둘레에 밀착, 유지될 수 있다. 또한, 천공복개부(300)의 돌출부(304)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지는 것만으로도 천공복개부(300)가 중공형 바디(110)에 충분히 일체로 결속될 수 있다.
이와 아울러, 천공복개부(300)에는 그라우트 분사호스(210)가 관통될 수 있도록 관통홀(300A)이 형성될 수 있다.
천공복개부(300)의 관통홀(300A)은 그라우트 분사호스(210)의 개수에 대응하여 하나 또는 복수 형성됨은 물론이다.
천공복개부(300)의 관통홀(300A)은, 그라우트 분사호스(210)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지도록 중공형 바디(110)에 결속되는 경우라면 천공복개부(300)의 돌출부(304)에 형성될 수 있으며, 또는 도 14에 도시된 바와 같이 그라우트 분사호스(210)가 중공형 바디(110)의 요입부(114)에 끼워지지 않고 주변에 설치되는 경우라면 천공복개부(300)의 링형부(302)에 형성될 수 있다.
한편, 천공복개부(300)가 중공형 바디(110)의 길이방향을 따라 특정 위치에 고정될 수 있도록, 중공형 바디(110)의 외측면에는 천공복개부(300)의 선단면과 종단면에 각각 걸림될 수 있는 돌기 등의 스토퍼부(118)가 돌출 형성될 수 있다.
이때, 중공형 바디(110)의 스토퍼부(118)는 중공형 바디(110)의 제조시 일체로 형성될 수도 있고, 중공형 바디(110)의 주 역할을 하는 본체부의 제조 후 용접 등에 의해 일체로 결합될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
1; 천공 2; 지반
100; 락볼트 110; 중공형 바디
114; 요입부 120; 선단용 캡
124; 본체부 126; 확장부
130; 종단용 캡 200; 그라우트 분사부
210; 그라우트 분사호스 300; 천공복개부
100; 락볼트 110; 중공형 바디
114; 요입부 120; 선단용 캡
124; 본체부 126; 확장부
130; 종단용 캡 200; 그라우트 분사부
210; 그라우트 분사호스 300; 천공복개부
Claims (17)
- 지반(2)에 형성된 천공(1)에 설치되는 락볼트(100)로서,
상기 천공(1)의 입구 측인 선단을 통해 팽창재(100A)가 주입되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태로 상기 천공(1)에 삽입되며 상기 중공(112)에 공급되는 팽창재(100A)에 의해 상기 눌려진 부분이 펴질 수 있는 중공형 바디(110);
상기 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입시킬 수 있도록 상기 중공형 바디(110)에 일체로 결속되어 상기 중공형 바디(110)와 함께 상기 천공(1)에 설치되는 그라우트 분사부(200);
상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단부 및 상기 그라우트 분사부(200)의 선단부가 함께 끼워지는 선단용 캡(120);
상기 선단용 캡(120)과 상기 중공형 바디(110) 사이의 틈새를 씰링하도록 상기 선단용 캡(120)의 선단면에 밀착되어 상기 선단용 캡(120)과 상기 중공형 바디(110) 사이 틈새를 씰링하는 링형의 링형부(162) 및, 상기 링형부(162)로부터 돌출 형성되어 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 삽입되는 돌출부(164)를 포함하는 씰링(160);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지는 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지는 바디 결속부(214) 및, 상기 중공형 바디(110)의 요입된 형태의 일부분으로부터 돌출될 수 있도록 상기 바디 결속부(214)에 일체로 형성되며 상기 천공(1)으로 상기 그라우트재(200A)가 분사될 수 있도록 분사구(210A)가 형성된 분사부(216)를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1에 있어서,
상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 종단 외측에 끼워져 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)을 복개하는 종단용 캡(130)(cap)을 더 포함하며;
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워진 상태로 그 종단부(218)가 상기 종단용 캡(130)을 관통하도록 설치되며, 그 종단부(218)에 상기 천공(1)으로 상기 그라우트재(200A)가 분사될 수 있도록 분사구(210A)가 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 4에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 종단용 캡(130)에 끼워지는 종단부(218)가 경질로 이루어진 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지는 부분이 연질로 이루어진 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 선단용 캡(120)은, 상기 팽창재(100A)가 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 선단용 캡(120)에 끼워지는 선단부(212)가 경질로 이루어진 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 중공형 바디(110)의 외측의 요입된 형태의 일부분에 끼워지도록 설치되며,
상기 씰링(160)의 돌출부(164)는 상기 그라우트 분사부(200)가 관통되는 관통홀(164A)이 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)와 상기 중공형 바디(110)를 함께 상기 천공(1)에 설치되어 상기 천공(1)을 입구를 복개하는 천공복개부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 13에 있어서,
상기 천공복개부(300)는 상기 중공형 바디(110)의 외측에 끼워지는 링형의 링형부(302) 및, 상기 중공형 바디(110)의 요입된 형태의 일부분에 삽입될 수 있도록 상기 링형부(302)로부터 돌출 형성된 돌출부(304)를 포함하도록 탄성재질로 이루어지며,
상기 천공복개부(300)의 돌출부(304)에는 상기 그라우트 분사부(200)가 관통 설치되는 관통홀(300A)이 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1 내지 청구항 5, 청구항 13, 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그라우트 분사부(200)는 상기 천공(1)의 심부에서 상기 천공(1)의 입구를 향해 상기 그라우트재(200A)가 충전될 수 있도록, 그 종단부에 상기 그라우트재(200A)가 상기 천공(1)으로 분사될 수 있는 분사구(210A)가 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100). - 청구항 1 내지 청구항 5, 청구항 13, 청구항 14 중 어느 한 항의 락볼트(100)를 이용한 지보공법으로서,
상기 팽창재(100A)가 충전되지 않은 상태로 락볼트(100)를, 지반(2)에 형성한 천공(1)에 설치하는 락볼트(100) 설치단계;
상기 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 그라우트 분사부(200)를 통해 상기 천공(1)에 그라우트재(200A)를 주입하는 그라우트 주입단계;
상기 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 중공형 바디(110)의 중공(112)에 팽창재(100A)를 충전시켜서, 상기 락볼트(100)의 중공형 바디(110)가 상기 그라우트재(200A)가 충전된 천공(1)에서 팽창하여 상기 지반(2)에 밀착되게 하는 락볼트(100) 팽창단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 이용한 지보공법. - 청구항 16에 있어서,
상기 천공(1)은 하측을 향해 또는 수평하게 굴착이 이루어져 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 이용한 지보공법.
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KR1020110002133A KR101219447B1 (ko) | 2011-01-10 | 2011-01-10 | 락볼트 및 이를 이용한 지보공법 |
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KR960005718Y1 (ko) * | 1993-07-15 | 1996-07-12 | 박경식 | 록볼트의 몰탈 주입구조 |
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2011
- 2011-01-10 KR KR1020110002133A patent/KR101219447B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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