KR101868086B1 - drive rod apparatus for a drilling and grouting - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천공 및 그라우팅 로드장치는 천공기 헤드부의 구동축과 결합되는 것으로, 제 1중공부를 가지는 제 1단위로드와; 상기 제 1로드와 연결되며 제 1중공부와 연통되는 제 2중공부를 가지는 제 2로드본체와, 상기 제 2로드본체의 외주면에 설치되어 천공된홀의 내주면과 밀착되도록 팽창 및 제 1단위로드의 직경과 같거나 작게 수축되는 수축되는 패커부재를 포함하는 제1패커로드와; 상기 제1단위로드와 제 1패커로드를 통하여 상기 패커부재와 제 2로드본체의 외주면에 사이의 공간에 공압 또는 유압을 공급하여 상기 패커부재를 팽창시키는 고압공급유닛과; 상기 제 1패커로드와 결합되는 것으로, 비트의 연결 또는 로드의 연결을 위한 제 2단위로드;를 구비한다. The punching and grouting rod device includes a first unit rod having a first hollow portion coupled to a drive shaft of a drill head, A second rod body connected to the first rod and having a second hollow portion communicating with the first hollow portion; a second rod body connected to the first rod and having an expansion and a diameter of the first unit rod to be closely contacted with the inner circumferential surface of the hole provided on the outer circumferential surface of the second rod body, A first packer rod including a retractable packer member which is retracted to be less than or equal to the retracted length; A high pressure supply unit for supplying pneumatic or hydraulic pressure to the space between the packer member and the outer circumferential surface of the second rod body through the first unit rod and the first packer rod to expand the packer member; And a second unit rod coupled to the first packer rod for bit connection or rod connection.
Description
본 발명은 천공기의 로드장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 농촌지반시설 등의 보강을 위한 지하공의 천공 시 천공된 홀이 지하수에 의해 무너지는 것을 방지하기 위한 천공 및 그라우팅 로드장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0002] The present invention relates to a drilling apparatus for boring machine, and more particularly, to a boring and grouting rod apparatus for preventing perforated holes from being broken by underground water during boring of an underground hole for reinforcing a rural ground facility.
일반적으로, 지열발전, 지하수개발이나 저수지, 댐, 하천의 둑 등의 시공을 위해서는 지반에 천공작업을 수행하게 된다. 그러나 이러한 천공작업을 수행하는 과정에서 지하수가 흐르는 영역이나 모래, 뻘, 사암층과 같은 연약지반의 경우, 천공작업이 수행된 후, 로드가 천공된 홀로부터 인출되게 되면, 천공되는 부위가 무너지게 되는 문제점이 있다. 특히, 농촌지반공사와 같은 저수지, 발전용 댐의 보수를 위하여 천공작업의 수행 시 상술한 천공부위의 무너짐은 심하게 된다.Generally, for geothermal power generation, groundwater development, reservoir, dam, river bank, etc., drilling works are performed on the ground. However, in the case of the soft ground such as the area where the groundwater flows, the sand, the mud, and the sandstone layer in the process of performing the drilling operation, if the rod is pulled out from the drilled hole after the drilling operation is performed, There is a problem. Particularly, when the drilling operation is carried out for the maintenance of reservoirs such as rural ground works and the dam for power generation, the above-mentioned breakage of the perforated area becomes severe.
특히 천공되는 과정에서 심정내부가 함몰되는 사고가 간혹 발생하여 폐공화하는 사례가 있어 인케이싱을 심정 내부에 그대로 유지하여둔 상태에서 인케이싱과 심정 공벽 사이를 그라우팅처리하는 기술의 필요성이 대두되었다.Especially, in the process of perforation, there is a case where the inner part of the heart is depressed occasionally, and there is a case that it is purged. Therefore, there is a need for a technique of grouting between the ingression and the heart wall while keeping the ingression inside.
한편, 이러한 점을 감안한 지반주입공법은 지반 속에 약액ㆍ시멘트 밀크 등의 응결제를 주입, 굳힘으로써 지반의 강도를 증가시키는 공법으로서, 초고압분사 충전공법(SIG 공법), 고압충전공법(SRC 공법), 초고압분사 교반공법(RJP 공법), 고압분사 교반공법(JSP 공법) 등이 널리 사용되고 있다.In this paper, we propose a new method to increase the strength of soil by injecting coagulant such as chemical solution and cement milk into the ground. The method of injection method is SIG method, high pressure filling method (SRC method) High-pressure spray agitation (RJP method), high-pressure spray agitation (JSP method), and the like are widely used.
상기한 SIG 공법은 초고압(P=400∼600㎏/㎠)의 제트류를 분사하면서 회전시켜 연약토를 배출시키고, 배출된 공간에 직경(Φ=1200∼2000㎜) 정도의 대구경 원주형 고결체를 조성하는 공법으로, 주로 토사층, 사력층, 자갈층, 연암층 및 N<10인 점성토층에 사용된다. In the SIG method, the jet of jet of ultra high pressure (P = 400 to 600 kg / cm 2) is injected and discharged to discharge the soft soil, and a large diameter column-like solid body having a diameter of about 1200 to 2000 mm It is used for soil layer, sand layer, gravel layer, soft rock layer and N <10 clay soil layer.
상기한 바와 같은 SIG 공법은 기존의 제트 그라우팅의 단점인 고압분사 주입으로 인한 주변지반 융기 문제와 분출수로 인한 원지반 연약화 문제를 해결할 수 있고, 다중관 로드의 회전인발 속도를 조절할 수 있어 단면의 크기조절이 용이하며, 고압수로 석회암 공동이나 파쇄대의 연약한 토사분을 배출시키면서, 배출된 공간에 시멘트 밀크를 주입하여 원지반과 전혀 다른 성질의 지반강도 및 내구성이 우수한 보강지반을 형성할 수 있으며, 특히 치환공법이므로 보강 후 강도 증가가 현저한 장점이 있다.As described above, the SIG method can solve the problems of surrounding ground uplift due to injection of high pressure injection, which is a disadvantage of conventional jet grouting, It is easy to adjust the size and the cement milk is injected into the discharged space while discharging the soft soil of the limestone cavity or the fracture zone with the high pressure water to form a reinforcing ground excellent in the strength and durability of the ground, Particularly, it is advantageous to increase the strength after reinforcement because it is a substitution method.
그러나 상기한 바와 같은 SIG 공법은 대규모 공동이 상호 연결되어 있는경우에는 그라우트 주입량이 과다하게 발생하고, 시멘트가 경화하면서 수축되어 원지반과 경화재가 밀착되지 않아 지하수에 의해 공동이 다시 발생되는 단점이 있다.However, in the SIG method as described above, when the large cavities are interconnected, there is a disadvantage that the grout injection amount is excessively generated, the cement is shrunk as the cement is cured, and the ground and the set material are not closely contacted,
한편, 상기한 SRC 공법은 천공시 압축공기를 동반한 초고압수(0∼800㎏/㎠)를 이용하여 지반을 절삭, 이완시키며, 이때 배출되는 절삭 이토를 고화재와 섞어 주입재로 재사용하는 공법이다.On the other hand, in the SRC method, the ground is cut and relaxed by using ultra-high pressure water (0-800 kg / cm 2) with compressed air during drilling, and the cutting iso is discharged and mixed with a fire so as to be reused as a filling material .
상기한 바와 같은 SRC 공법은 배출된 이토의 양이 적을 경우에는 주입재를 보충하여야 하며, 슬라임을 재처리하여 주입하므로 장비가 복잡하며, 공법을 적용하는 구간의 토사가 점토일 경우에는 이토로의 재사용이 불가능하다. 또한 그라우트 주입재를 충전 시 지하수와 접촉 시 재료분리 현상이 나타나며 공동내부에 자갈 및 사질토에 치환 주입할 수 없는 단점이 있다. The SRC method as described above requires that the injection material be replenished when the discharged amount of the discharged material is small, and the equipment is complicated because the slime is reprocessed and injected. When the clay is used as the clay material, This is impossible. In addition, when the grouting material is filled, the material separation phenomenon occurs when the grounding water is contacted, and there is a disadvantage in that it can not be substituted into the gravel and sand soil.
한편, 상기한 RJP 공법은 초고압(P=400∼600㎏/㎠)의 제트류를 분사하면서 회전시켜 지중에 원지반의 연약토와 교반시켜 직경(Φ=1200∼2000㎜) 정도의 대구경 원주형 고결체를 조성하는 공법으로, 주로 토사층, 사력층, N<10인 점성토층에 사용된다.Meanwhile, the RJP method described above rotates while spraying a jet of ultrahigh pressure (P = 400 to 600 kg / cm 2) and agitates the soil with soft soil of the ground to form a large diameter column-like solidification (about Φ = 1200 to 2000 mm) Which is mainly used for the soil layer, sandy layer and N <10 clay soil layer.
상기한 바와 같은 RJP 공법은 SIG 공법에 비해 개량체의 강도(최대강도=60㎏/㎠) 및 경제성이 떨어지며, 대규모 공동이 상호 연결되어 있는 경우에는 그라우트 주입량이 과다하게 발생하고, 시멘트가 경화하면서 수축되어 원지반과 경화재가 밀착되지 않아 지하수에 의해 공동이 다시 발생되는 단점이 있다. As described above, the RJP method has a lower strength (maximum strength = 60 kg / cm 2) and economical efficiency than the SIG method. When the large cavities are connected to each other, the grout injection amount is excessively generated, The ground and the hardened material are not closely contacted with each other, and the groundwater re-generates the cavity.
한편, 상기한 JSP 공법은 고압(P=200㎏/㎠)의 제트류를 분사하면서 회전시켜 지중에 직경(Φ=800∼1000㎜) 정도의 원주형 고결체를 조성하는 공법으로, 주로 토사층, 사력층, N<10인 점성토층에 사용된다. On the other hand, the above-mentioned JSP method is a method of forming a columnar solid body having a diameter (Φ = 800 to 1000 mm) in the ground by jetting jet of high pressure (P = 200 kg / Layer, N < 10.
그러나 상기한 바와 같은 JSP 공법은 개량체가 원지반 흙과 시멘트 밀크에 의해 형성된 일종의 소일 시멘트이므로 소요강도의 발현 등에 따른 품질관리가 어려우며, SIG 공법에 비해 개량체의 강도(최대강도=40㎏/㎠) 및 경제성이 떨어지는 단점이 있다. However, as described above, the JSP method is difficult to control due to the development of the required strength, and it is difficult to control the quality due to the development of the required strength, and the strength (maximum strength = 40 kg / And economical efficiency is deteriorated.
상기한 바와 같은 종래의 지반주입공법들은 현장에서 천공장비를 이용하여 어느 정도의 직경 및 깊이로 지반을 천공한 상태에서, 지반여건에 맞는 주입공법을 이용하여 지중에 구조체를 형성하거나, 지반을 개량하는 방식이므로, 항상 지반천공을 위한 천공장비와 그라우트재를 주입하기 위한 주입장비가 병행하여 작업을 수행하게 되므로 그라우트재의 주입장비가 상대적으로 복잡하고, 그라우트재의 주입에 따른 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있다. Conventional ground injection methods as described above can be used to form a structure in the ground using a pouring method suitable for the ground condition in a state where the ground is drilled at a certain diameter and depth using a perforating machine in the field, Therefore, since the drilling equipment for drilling the ground and the injection equipment for injecting the grout material are performed in parallel, the injection equipment of the grout material is relatively complicated, and there is a problem in that a lot of workload is required due to the injection of the grout material .
지하수의 흐름이 빠르거나 공동이 형성되어 있는 경우, 그라우트재의 주입에 따른 손실이 많고, 정확한 위치에 그라우트재의 주입이 어렵다. 그리고 천공이 일어지는 과정에서 그라우트재를 주입할 수 없으므로 천공작업에 따른 작업효율을 향상시킬 수 없다. When the groundwater flow is fast or the cavity is formed, the loss due to the injection of the grout material is large and it is difficult to inject the grout material at the correct position. In addition, since the grout material can not be injected in the process of drilling, the efficiency of drilling work can not be improved.
이러한 점을 해결하기 위하여 대한민국 특허출원 제1999-7203호에는 액화탄산가스를 이용한 지하수 심정팩카장치가 게시되어 있다. 특허등록 제 1303333호에는 그라우팅 주입을 위한 구멍과 차수벽 일체 시공장치게 게시되어 있다.
대한민국 등록특허 제 0656142호에는 지반굴착 및 그라우트재 주입용 장치와 이를 이용한 지반그라우팅 공법이 게시되어 있다. In order to solve this problem, Korean Patent Application No. 1999-7203 discloses an underground water pump device using liquefied carbon dioxide gas. Patent Registration No. 1303333 discloses a hole for grouting injection and an integral wall construction device.
Korean Patent Registration No. 0656142 discloses a device for ground excavation and grout reinjection and a method for ground grouting using the same.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천공작업과 그라우팅 작업을 수행 할 수 있으며, 그라우팅재를 원하는 위치에 주입할 수 있는 천공 및 그라우팅 로드장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a drilling and grouting rod device capable of performing a drilling operation and a grouting operation and injecting a grouting material into a desired position.
본 발명은 다른 목적은 그라우팅재의 사용량을 상대적으로 줄일 수 있으며, 그라우팅작업에 따른 신뢰성을 높일 수 있는 천공 및 그라우팅 로드장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a perforation and grouting rod apparatus which can relatively reduce the amount of grouting material used and can improve the reliability of the grouting operation.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 천공 및 그라우팅 로드장치는
천공기 헤드부의 구동축과 결합되는 것으로, 제 1중공부를 가지는 제 1단위로드와;
상기 제 1단위로드와 연결되며 제 1중공부와 연통되는 제 2중공부를 가지는 제 1패커로드본체와, 상기 제 1패커로드본체의 외주면에 설치되어 천공된 홀의 내주면과 밀착되도록 팽창 및 제 1단위로드의 직경과 같거나 작게 수축되는 제1패커부재를 포함하는 제1패커로드와;
상기 제1단위로드와 제 1패커로드를 통하여 상기 제1패커부재와 제 1패커로드본체의 외주면에 사이의 공간에 공압 또는 유압을 공급하여 상기 제1패커부재(33)를 팽창시키는 공압공급유닛과;
상기 제 1패커로드와 결합되는 것으로, 비트의 연결 또는 로드의 연결을 위한 제 2단위로드를 구비하며, According to an aspect of the present invention, there is provided a perforation and grouting rod device comprising:
A first unit rod having a first hollow portion coupled to a drive shaft of the perforator head;
A first packer rod main body connected to the first unit rod and having a second hollow portion communicating with the first hollow portion, and a second hollow portion provided on the outer peripheral surface of the first packer rod main body, A first packer rod including a first packer member contracted to be equal to or less than a diameter of the rod;
A pneumatic pressure supply unit for supplying pneumatic or hydraulic pressure to the space between the first packer member and the outer circumferential surface of the first packer rod body through the first unit rod and the first packer rod to expand the first packer member, and;
And a second unit rod coupled to the first packer rod for bit connection or rod connection,
상기 제 1단위로드와 제 1패커로드 또는 제 1패커로드와 제 2단위로드의 사이에 설치되며, 제 1단위로드의 제1중공부와 상기 제 1패커로드본체의 제 2중공부를 통하여 공급되는 그라우팅재를 차단하기 위한 것으로, 제 3중공부를 가지는 제 2패커로드본체와, 상기 제 2패커로드본체의 제 3중공부의 내주면측에 설치되어 상기 공압공급유닛으로부터 공급되는 공압에 의해 제 3중공부를 차단할 수 있도록 팽창되거나 제 3중공부를 개방할 수 있도록 수축되는 제 2패커부재와, 상기 제 2패커부재의 상부측의 제 2패커로드본체에 상기 제 3중공부와 연통되도록 설치되는 첵크밸브유닛을 포함하는 제2패커로드를 더 구비한 것을 특징으로 한다. The first unit rod and the first packer rod or between the first packer rod and the second unit rod are supplied through the first hollow portion of the first unit rod and the second hollow portion of the first packer rod body A second packer rod main body having a third hollow portion for blocking the grouting material and a third hollow portion provided on the inner peripheral surface side of the third hollow portion of the second packer rod main body by air pressure supplied from the air pressure supply unit, A second packer member which is expanded so as to be able to block or open so as to open the third hollow part and a check valve unit which is provided in the second packer rod body on the upper side of the second packer member so as to be communicated with the third hollow part And a second packer rod including the second packer rod.
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본 발명의 천공 및 그라우팅 로드장치는 천공작업과 동시에 그라우팅재를 주입할 수 있으며, 그라우팅재를 설정된 위치에 주입할 수 있으므로 그라우팅재의 소모량을 줄일 수 있다. The perforation and grouting rod apparatus of the present invention can inject grouting material simultaneously with the punching operation, and the grouting material can be injected into a predetermined position, thereby reducing the consumption amount of the grouting material.
도 1은 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치의 사용상태를 나타내 보인 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치의 분리 사시도,
도 3은 제 1패커유닛의 일부절제 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치의 실시예를 나타내 보인 단면도,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치의 사용상태를 나타내 보인 단면도. 1 is a side view showing a state of use of a drilling and grouting rod apparatus according to the present invention,
FIG. 2 is an exploded perspective view of a perforation and grouting rod apparatus according to the present invention, FIG.
3 is a partially cutaway perspective view of the first packer unit,
4 and 5 are sectional views showing an embodiment of a perforation and grouting rod apparatus according to the present invention,
FIGS. 6 to 8 are sectional views showing the state of use of the perforation and grouting rod apparatus according to the present invention. FIG.
본 발명은 댐, 또는 저수지의 시공 및 보수 등을 위한 지반공사 시 지하수 또는 지하누설부위를 그라우팅 하기 위한 천공 및 그라우팅 로드장치에 관한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 5에 나타내 보였다.BACKGROUND OF THE
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치(10)는 댐, 저수지의 둑, 하천의 둑 등의 보수 및 시공, 지하관정의 개발, 이하의 연약지반 보강, 지하공을 형성하기 위한 천공작업 등에 이용된다. 이러한 천공 및 그라우팅 로드장치(10)는 천공기(100)의 리드(101)를 따라 승강되는 헤드부(102)의 주축 즉, 액튜에이터에 의해 회전되며 중공(미도시)을 가지는 주축(103)과 결합되는 것으로, 상기 중공과 연통되는 제 1중공부(21)를 가지는 제 1단위로드(20)를 구비한다. 그리고 상기 제1단위로드(20)와 연결되어 되며 천공홀의 외주면과 밀착되어 로드장치의 외주면과 천공홀의 내주면 사이를 차단하여 그라우팅재의 흐름을 구획하기 위한 제 1패커로드(30)를 구비하며, 상기 제1단위로드(20)와 제 1패커로드(30)를 통하여 상기 제 1패커부재와 제 1로드본체의 외주면에 사이의 공간에 공압 또는 유압을 공급하여 상기 제1패커부재를 팽창시키는 공압공급유닛(60)과, 상기 제 1패커로드와 결합되는 것으로, 비트의 연결 또는 로드의 연결을 위한 제 2단위로드(70)을 구비한다. 상기 제 1단위로드(20)와 제 1패커로드(30) 또는 제 1패커로드(30)와 제 2단위로드(70)의 사이에 설치되며, 제 1단위로드(20)의 제1중공부(21)와 상기 제 1패커로드(30)를 통하여 공급되는 그라우팅재의 흐름을 차단함과 아울러 그라우팅재를 로드장치(10)와 천공홀(200)의 내주면 사이로 배출하는 제 2패커로드(40)를 더 구비한다. Referring to the drawings, the perforation and grouting rod apparatus 10 according to the present invention can be used for repairing and constructing dams, reservoirs and river banks, development of underground reservoirs, soft ground reinforcement, It is used for drilling work and so on. The perforation and grouting rod apparatus 10 is coupled to the
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상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치(10)를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The perforation and grouting rod apparatus 10 according to the present invention constructed as described above will be described in more detail as follows.
먼저, 상기 헤드부(102)의 주축(103)과 연결되는 제 1단위로드(20)는 상술한 바와 같이 주축(103)의 중공과 연통되는 제 1중공부(21)를 구비하며, 상단부측과 하단부측의 제 1중공부 내주면에는 주축과 연결되는 로드 즉, 제 1패커로드(30)와 결합을 위한 나사결합부(22)(23)들이 각각 형성된다. 그리고 상부측에는 후술하는 공압공급유닛(60)의 로터리 조인트(61)가 설치된다. The
상기 제 1패커로드(30)는 제 1단위로드(20)와 연결되는 것으로, 제 1중공부(21)와 연통되는 제 2중공부(31)를 가지는 제 1패커로드본체(32)와, 상기 제 1패커로드본체(32)의 외주면에 설치되어 천공된 홀의 내주면과 밀착되도록 팽창 또는 제 1단위로드(20)의 직경과 같거나 작게 수축되는 제1패커부재(33)를 포함한다. 상기 제1패커부재(33)는 양단부가 제 1패커로드본체(32)에 고정되어 팽창 시 구형을 이루도록 함이 바람직하다. 상기 제1패커부재(33)는 구조적 강도를 보강하기 위해 신축 가능한 망상의 보강재(탄성섬유, 신축되는 철망)등이 내장된 고무재 또는 합성고무, 합성수지재들중 선택된 하나로 이루어진다. 상기 제 1패커로드본체(32)에 제1패커부재(33)를 설치하기 위하여 제1패커부재(33)가 설치되는 부위의 제1패커로드본체(32)의 외주면의 외경을 작게 형성하여 제1패커부재(33)가 패커로드본체(32)의 외경보다 크게 형성되지 않도록 함이 바람직하다. 상기 제 1패커로드본체(32)의 외주면에 복수개의 제 1패커부재(33)를 설치함이 바람직하다. 그리고 상기 제 1패커로드본체(32)의 상단부측에는 제1수나사결합부(35)가 설치되고, 하단부측에는 제1암나사 결합부(36)가 설치된다. The
상기 제 2단위로드(70)는 천공을 위한 비트, 에어햄머등을 연결하거나 천공 및 그라우팅로드장치의 길이를 연장하기 위한 것으로 복수개가 구비되어 일렬로 연결될 수 있다. 상기 제 2단위로드(70)는 제1단위로드(20)와 제1 패커로드(30)가 의 사이에 설치될 수 있다. 그리고 천공을 위한 비트를 설치하기 위해서는 제 2단위로드(70)는 최하단에 연결되어야 한다. 그리고 제 2단위로드의 상단부측과 하단부측에는 연결을 위한 숫나사결합부와 암나사 결합부가 형성되고 길이 방향으로 중공부가 형성된다. The
상기 제 2패커로드(40)는 제1단위로드(20)와 연결되거나 제 1패커로드(30)와 결합되어 중공을 통하여 공급되는 그라우팅재의 흐름을 차단함과 아울러 그라우팅재를 첵크밸브유닛을 통하여 외부로 방출할 수 있는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제 2중공부(31)와 연통되는 제 3중공부(41)를 가지는 제 2패커로드본체(42)와, 상기 제 2패커로드본체(42)의 내주면에 설치되어 제 3중공부(41)를 차단할 수 있 밀착되도록 팽창 및 제 1단위로드(20)의 직경과 같거나 작게 수축되며 제 3중공부(41)의 일부를 이룰 수 있도록 중공을 가지는 제2패커부재(43)를 포함한다. 상기 제 2패커부재(43)는 양단부가 제 2패커로드본체(42)에 고정되어 팽창 시 제 2패커부재(43)에 형성되는 중공이 조여질 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 제2패커부재(43)는 제 1패커부재와 같이 고무재 또는 합성고무, 합성수지재들 중 선택된 하나로 이루어진다.The
상기 제 2패커로드본체(42)에 제2패커부재(43)를 설치하기 위하여 제2패커부재(43)가 설치되는 부위의 제2패커로드본체(42)의 내경을 크게 형성하여 제2패커부재(43)가 제 3중공부의 일부를 이루는 과정에서 간섭이 발생되지 않아야 한다. 상기 제 2패커로드본체(42)의 외주면에 복수개의 제 2패커부재(43)를 설치함이 바람직하다. 그리고 상기 제 2패커로드본체(42)의 상단부측에는 제 2수나사결합부(45)가 설치되고, 하단부측에는 제2암나사 결합부(46)가 설치된다. The inner diameter of the second packer rod
그리고 제 2패커로드본체(42)의 상부측 즉, 제 2패커부재(43)의 설치위치의 상부측에는 제 2패커부재(43)에 의해 제1,2,3중공부를 통하여 공급되는 그라우팅재의 흐름이 차단된 상태에서 그라우팅재를 외부로 배출하기 위한 첵크밸브유닛(80)이 설치된다.(도 2 및 도 4 참조). 상기 책크밸브유닛(80)은 중공부를 가지며 단부측에 유입공(81)이 형성된 밸브하우징(82)과, 상기 밸브하우징(82)에 삽입되어 상기 유입공(81)를 차단하는 볼밸브(83)와, 상기 밸브하우징(82)과 결합되며 유출공가 형성된 지지부재(84)와, 상기 지지부재(84)와 볼밸브(83)의 사이에 설치되어 볼밸브(83)를 유입공(81) 측으로 탄성바이어스 시키는 스프링(85)을 구비한다. 상기 밸브하우징(82)은 제 2패커로드본체(42)에 결합공이 형성되고 이 결합공에 삽입된 후 고정된다. 밸브하우징(82)과 제 2패커로드본체(42)와의 결합은 나사결합 또는 용접에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 상기 책크밸브유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 제 1,2,중공부 즉, 천공 및 그라우팅 로드장치의 중공부를 통하여 공급되는 그라우팅재를 주입압력을 극복하고, 외부로 배출될 수 있는 구조이면 가능하다. On the upper side of the second packer rod
상기 공압공급유닛(60)은 상기 제 1패커로드(30)의 제 1패커부재(33)와 제 2패커부재(32)를 팽창 및 수축시키기 위한 것으로, 상기 제 1단위로드(20)의 상단부측과 하단부측에 유입구(62)와 배출구(63)가 각각 형성되고, 상기 제 1단위로드(20)의 상기 상단부측에 형성된 유입구(62)와 하단부측에 형성된 배출구(63)를 연결하는 제1연결관로(64)가 형성되며, 제1패커로드본체(32)에는 상기 제1패커부재(33)의 내주면과 제 2패커로드본체(32)의 외주면 사이에 공압을 공급하기 위해 상기 배출구와 연통되는 제 2연결관로(65)가 형성된다. 상기 제 2연결관로(65)는 제 1패커로드본체(32)에 형성되거나 상부측에 형성된 별도의 유입구와 제 1패커부재(33)의 내주면과 제 1패커로드본체(32)의 외주면 사이의 공간과 연통시키는 관상의 부재로 이루어질 수 있다. 상기 유입구(62)와 배출구(63) 및 제 1,2연결관로에 의해 형성되는 관로는 복수개가 형성될 수 있다. 예컨대 90도 간격으로 4개가 구비될 수 있다. The
제 1단위로드(20)의 상부측에는 상기 복수개의 유입구(62)에 공압을 공급하기 위한 로터리 조인트(61)가 상술한 바와 같이 설치될 수 있다. 일반적인 구조를 가질 수 있는데, 상기 유입구(62)와 연통되는 그루브가 내주면에 형성되며 제 1단위로드에 대해 회전가능하게 설치되는 회전체와, 상기 회전체와 연결되어 상기 그루부에 공압을 공급하기 위한 공급관으로 이루어진다. A rotary joint 61 for supplying pneumatic pressure to the plurality of
한편, 상기 공압공급유닛(60)은 상기 제 1단위로드(20)의 하나의 배출부와 연결되며 제 2패커로드본체(32)에 설치되는 제 2연결관로 즉, 제 1패커부재(33)와 패커로드본체(32)의 사이를 통과하지 않고 직결되는 별도의 제 2연결관로와 연결될 수 있도록 제 2패커로드본체(42)에 형성되어 상기 제2패커부재(43)의 외주면과 제 2패커로드본체(42)의 내주면 사이에 공압을 공급하기 위한 공급하기 위한 제 3연결관로(66)를 구비한다. 여기에서 상기 공압공급유닛(60)은 상기 제1패커로드(30)의 제1패커부재 측으로 공압을 공급하기 위한 로터리 조인트와, 상기 제 2패커로드(40) 측으로 공압을 각각 공급하기 위해 로터리 조인트가 별개로 형성될 수 있다. The
상기 공압공급유닛(60)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 제 1패커부재(33) 측과 제 2패커부재(43)측에 각각 공압을 공급하여 이들을 독립적으로 팽창시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. The
한편, 제1패커로드(20)의 외주면측에는 상승을 위한 역회전 시 천공홀(200)의 내주면과의 마찰력에 의해 상승력을 제공하는 나선형 돌기(90)가 형성된다. On the other hand, on the outer circumferential surface side of the
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공 및 그라우팅 로드장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. The operation of the perforation and grouting rod apparatus according to the present invention constructed as described above will be described as follows.
도 1 및 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이 댐 또는 하천과 저수지의 둑 등을 보수하기 위한 기반강화를 위하여 천공자업을 수행하기 위해서 도 4에 도시된 바와 같이 제 1단위로드(20)와 제 1패커로드(30) 및 비트가 설치된 제 2단위로드(70)들을 상호 연결하거나 도 5에 도시된 바와 같이 제 1단위로드(20)와 제 1패커로드(30) 및 제 2패커로드(40)들과 비트가 설치된 제 2단위로드(70)들을 이용하여 천공 및 그라우팅을 위한 로드장치를 연결한다. As shown in FIG. 1 and FIGS. 4 to 8, in order to strengthen the foundation for repairing a dam or river, reservoir, and the like, a
상기와 같이 천공 및 그라우팅 로드장치(10)의 조립이 완료되면 이를 이용하도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 천공작업을 수행하게 된다. When the drilling and grouting rod apparatus 10 is assembled as described above, the drilling operation is performed as shown in FIG. 6 and FIG.
천공작업을 수행하는 과정에서 사암층 또는 자갈층 또는 지하수가 흐르는 영역이 발생되면 도 6에 도시된 바와 같이 천공 및 그라우팅 로드장치(10)를 상승시킨 후 제 1패커로드(20)의 제1패커부재(33)를 팽창시켜 제 1패커로드본체(32)의 외주면과 천공홀(200)의 내주면 사이를 차단하게 된다. 이 상태에서 상기 제 1,2,3중공부(21)(31)(41)를 통하여 그라우팅재를 주입한다. 상기 그라우팅재는 약액ㆍ시멘트 밀크 등의 응결제가 이용될 수 있다. When the sandstone layer, the gravel layer or the groundwater flow region is generated during the drilling operation, the perforation and grouting rod apparatus 10 is lifted as shown in FIG. 6, and then the
상기 제 1,2,3중공부를 통하여 공급되는 되는 그라우팅재(300)는 제 2단위로드(40)의 단부를 통하여 배출되어 천공홀과 주위의 사암 또는 자갈층이나 지하수가 흐르는 영역으로 유입되어 그라우팅하게 된다. 이러한 과정에서 상기 그라우팅재는 제 1패커로드(30)의 팽창된 제 1패커부재에 의해 천공홀(20)을 따라 상승하지 못하게 된다. 상기와 같이 그라우팅이 완료되면, 제 1패커부재(33)를 팽창시킨 공압을 제거한 후 천공 및 그라우팅 로드장치(10)를 상승시켜 배출한 후 경화가 이루어지면 다시 천공작업을 수행한다. 천공 및 그라우팅 로드장치(10)의 상승 시 상기 제 1패커로드(30)의 외주면에는 나선형 돌기가 형성되어 있으므로 배출을 위한 회전 시 상승력을 높일 수 있다. 이러한 그라우팅은 천공홀의 바닥층에 자갈 또는 사암층이 형성되거나 지하수흐름(지하천)이 발생되었을 때 이루어질 수 있다. The
그리고 도 7에 도시된 바와 같이 천공홀(200)의 중간부위에 사암층이나 지하수층이 발생되는 경우 공압공급유닛(60)을 이용하여 상부측에 위치되는 제 1패커로드(30)과 하부측에 위치된 제 2패커유닛(40)과 제 1패커유닛(30)에 공압을 공급하여 상하부측에 위치되는 제 1패커로드(30)(30)의 제 1패커부재(33)(33)를 팽창시켜 그라우팅을 실시하기 위한 영역을 구획한다. 이 상태에서 상기 제 2패커로드(40)에 공압공급유닛에 의해 공압을 공급하여 제 2패커부재(43)을 팽창시켜 중공부를 제 2패커로드(40)의 제 3중공부를 차단한다. 7, when a sandstone layer or an underground water layer is generated in the middle of the
이 상태에서 상기 중공부를 통하여 그라우팅재를 소정압으로 공급한다. 이와 같이 공급된 그라우팅재는 상기 제 2패커유닛(40)의 책크밸브유닛(80)을 통하여 배출되어 구획된 천공홀로 유입됨으로써 그라우팅 할 수 있게 된다.In this state, the grouting material is supplied through the hollow portion at a predetermined pressure. The grouting material thus supplied is discharged through the
상기와 같이 그라우팅재의 공급이 완료되면 제 1,2패커로드(30)(40)의 제 1,2패커부재(33)(43)를 수축시킨 후 천공 및 그라우팅 로드장치(10)를 천공홀로부터 인출한다. After the supply of the grouting material is finished, the first and
그리고 도 8에 도시된 바와 같이 천공홀(200)의 상부측에 사암층 또는 지하수의 흐림이 발생되는 경우, 제 1단위로드(20), 제 2패커로드(40)와 제 1패커로드 (30) 및 제 2단위로드(70)가 연결된 상태에서 상기 공압공급유닛(60)을 이용하여 제 1패커로드(30)의 제 1패커부재(33)를 팽창시켜 천공홀을 차단하고, 제 2패커부재(43)를 팽창시켜 제 3중공부(41)를 차단한다. 이 상태에서 상기 제 1,3중공부(21)(41)로 그라우팅재를 공급하면, 제 2패커부재(43)에 의해 제3중공부(41) 측으로 공급된 그라우팅재는 제 2패커로드본체에 설치된 책크밸브유닛을 통하여 청공홀로 공급되는데, 첵크밸브유닛의 하부측은 팽창된 제 1패커부재(33)에 의해 차단되어 있으므로 그라우팅재가 천공홀의 상부측으로 유동되어 그라우팅되게 된다.8, when the sandstone layer or groundwater is blurred on the upper side of the
상술한 바와 같이 본 발명의 천공 및 그라우팅 로드장치(10)는 천공작업을 수행하면서 그라우팅작업을 병행할 수 있으며, 그라우팅이 필용한 정확한 위치에 그라우팅작업을 수행할 수 있으므로 작업성을 향상시킬 수 있으며, 그라우팅재의 사용량을 줄일 수 있다.As described above, the perforating and grouting rod apparatus 10 of the present invention can perform the grouting operation while performing the perforating operation, and can perform the grouting operation at the precise position where the grouting is performed, thereby improving the workability , The use amount of the grouting material can be reduced.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
본 발명의 천공 및 그라우팅 로드장치는 각종 천공장치에 널리 적용 가능하다.
The perforation and grouting rod apparatus of the present invention is widely applicable to various perforating apparatuses.
Claims (5)
상기 제 1단위로드(20)와 연결되며 제 1중공부(20)와 연통되는 제 2중공부(31)를 가지는 제 1패커로드본체(32)와, 상기 제 1패커로드본체(32)의 외주면에 설치되어 천공된 홀의 내주면과 밀착되도록 팽창 및 제 1단위로드(20)의 직경과 같거나 작게 수축되는 제1패커부재(33)를 포함하는 제1패커로드(30)와;
상기 제1단위로드(20)와 제 1패커로드(30)를 통하여 상기 제1패커부재(33)와 제 1패커로드본체(32)의 외주면에 사이의 공간에 공압 또는 유압을 공급하여 상기 제1패커부재(33)를 팽창시키는 공압공급유닛(60)과;
상기 제 1패커로드(30)와 결합되는 것으로, 비트의 연결 또는 로드의 연결을 위한 제 2단위로드(70)를 구비하며,
상기 제 1단위로드(20)와 제 1패커로드(30) 또는 제 1패커로드(30)와 제 2단위로드(70)의 사이에 설치되며, 제 1단위로드(20)의 제1중공부(21)와 상기 제 1패커로드본체(32)의 제 2중공부(31)를 통하여 공급되는 그라우팅재를 차단하기 위한 것으로, 제 3중공부(41)를 가지는 제 2패커로드본체(42)와, 상기 제 2패커로드본체(42)의 제 3중공부(41)의 내주면측에 설치되어 상기 공압공급유닛(60)으로부터 공급되는 공압에 의해 제 3중공부(41)를 차단할 수 있도록 팽창되거나 제 3중공부(41)를 개방할 수 있도록 수축되는 제 2패커부재(43)와, 상기 제 2패커부재(43)의 상부측의 제 2패커로드본체(42)에 상기 제 3중공부(41)와 연통되도록 설치되는 첵크밸브유닛(80)를 포함하는 제2패커로드(40)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 천공 및 그라우팅 로드장치. A first unit rod (20) having a first hollow portion (21) coupled to a driving shaft of a perforator head;
A first packer rod main body 32 connected to the first unit rod 20 and having a second hollow portion 31 communicating with the first hollow portion 20; A first packer rod (30) including a first packer member (33) provided on an outer circumferential surface and contracted to be in close contact with an inner circumferential surface of the perforated hole and being equal to or smaller than a diameter of the first unit rod (20);
Pneumatic or hydraulic pressure is supplied to the space between the first packer member 33 and the outer peripheral surface of the first packer rod main body 32 through the first unit rod 20 and the first packer rod 30, A pneumatic supply unit (60) for expanding the one packer member (33);
And a second unit rod (70) coupled to the first packer rod (30) for bit connection or rod connection,
The first unit rod 20 is installed between the first unitary rod 20 and the first packer rod 30 or between the first packer rod 30 and the second unitary rod 70, A second packer rod main body 42 having a third hollow portion 41 for blocking the grouting material supplied through the first hollow portion 21 and the second hollow portion 31 of the first packer rod main body 32, And a third hollow portion 41 of the second packer rod main body 42. The third hollow portion 41 is expanded by pneumatic pressure supplied from the pneumatic supply unit 60, And the third hollow portion 41 of the second packer member 43 is retracted so that the third hollow portion 41 can be opened; Further comprising a second packer rod (40) including a check valve unit (80) provided to be in communication with the first packer rod (41).
상기 공압공급유닛(60)은 제 1단위로드(20)의 상단부측과 하단부측에 유입구(62)와 배출구(63)가 각각 형성되고, 상기 제 1단위로드의 상기 상단부측에 형성된 유입구(62)와 하단부측에 형성된 배출구(63)를 연결하는 제1연결관로(64)가 형성되며,
상기 제1패커로드(30)에는 상기 제1패커부재(33)의 내주면과 제 1패커로드본체(32)의 외주면 사이에 공압을 공급하기 위해 상기 배출구(63)와 연통되는 제 2연결관로(65)가 형성되며,
제2패커로드본체(42)에는 상기 배출구(63) 또는 상기 제 2연결관로(65)와 연결될 수 있도록 상기 제2패커부재(43)와 제 2패커로드본체(42)의 내주면 사이에 공압을 공급하기 위한 제 3연결관로(66)가 형성된 것을 특징으로 하는 천공 및 그라우팅 로드장치. The method according to claim 1,
The pneumatic supply unit 60 includes an inlet port 62 and an outlet port 63 formed at an upper end side and a lower end side of the first unit rod 20 and has an inlet port 62 formed at the upper end side of the first unit rod And a discharge port 63 formed on the lower end side,
The first packer rod 30 is provided with a second connection pipe communicating with the discharge port 63 for supplying air pressure between the inner circumferential surface of the first packer member 33 and the outer circumferential surface of the first packer rod main body 32 65 are formed,
The second packer rod main body 42 is provided with pneumatic pressure between the inner circumferential surfaces of the second packer member 43 and the second packer rod main body 42 so as to be connected to the discharge port 63 or the second connection pipe 65 And a third connecting conduit (66) is formed for supplying the third connecting conduit (66).
상기 제1패커로드(30)의 외주면측에 상승을 위한 역회전 시 천공홀의 내주면과의 마찰력에 의해 상승력을 제공하는 나선형 돌기(90)가 형성된 것을 특징으로 하는 천공 및 그라우팅 로드장치.
The method according to claim 1,
And a spiral protrusion (90) formed on the outer circumferential surface side of the first packer rod (30) to provide a lifting force by a frictional force with the inner circumferential surface of the perforation hole in reverse rotation for raising.
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