초대구경 강관다단 그라우팅, 시공 단계, 공사 순서, 품질관리계획, 안전관리계획, 시공시 주의해야할점

 

● FLOW CHART

강단다단 FLOW CHART

● 상세시공 순서도

가) 작업전 장비셋팅

작업전 장비셋팅 모식도(예시)

① 초대구경 강관보강 그라우팅(미니 파이프루프)의 수평방향 직진성 확보가 중요하므로, 광파측량기로 천공장비 수평도 확인.

② 마킹부위에 장비의 움직임을 고려해서 법면에 천공용 비트를 밀착시킨 후 확인 측량을 실시하고 붐 뒷부분에 설치된 프리즘(360°용)을 시준 측량하여 방향(방위각)과 기울기(경사)를 보정한다.

③ 천공완료 후 매 3.0m 심도 위치마다 강관 내부의 타켓 측량을 수행, 직진도 확인.

 

강관제작 상세도

④ 천공완료 후 천공결과를 측량하여 강관의 직진성을 확인하고 보고서를 작성한다.

⑤ 시험천공

    ▮계획된 보강공 중 1공을 선정하여 강관 삽입 후 확인 측량을 실시한다.

    ▮확인 측량의 결과에 따라 감독원의 승인을 득한 후 시공 설치 각도를 재설정한다.

나) 천공 및 강관삽입

초대구경 천공(예시)

① 첫 번째 강관을 0.5m 직천공후 천공각도를 확인하고 수정한다.

(천공각도 : 수평천공기준 2.0~3.0% 이내 관리)

② 강관의 직경은 ∅165.2mm±3mm 이고 두께는 7.0mm이상, 비트 외경 ∅178.0mm 이상으로 직천공비트 및 파일롯비트 등을 사용한다.

③ 천공장과 천공간격은 설계도서에 명시되어있는 것으로 한다.

④ 천공순서는 터널천단부를 기준으로 측벽방향으로 격공 시공하는 것을 원칙으로 하고 시공성, 지층상태 및 조건을 고려하여 필요시 감리단과 협의하여 천공순서를 변경할 수 있도록 한다.

(격공시공순서 : 선행_ 1-> 3->3′-> 5->5′-> 7->7′-> N->N′

                          후행_ 2->2′-> 4->4′-> 6->6′-> N+1->N′+1)

○ 격공시공방안

격공 시공방안

다) 패킹재 및 주입관 설치

그라우트 주입전 작업 상세도

▮패킹재 설치

① 강관 선단부에 주입재 토출 및 역류를 방지하기 위해 강관내부에 패킹제를 설치한다.

② 재료는 우레탄 스폰지 스치로폴 등의 재질로 강관 내경에 맞도록 제작 설치한다.

 

▮주입관 및 공기배출관 설치

① 주입관은 직경 10.0mm 이상 압력 30.0㎏/㎠에 견딜 수 있는 재질로 설치한다.

② 주입관 설치 길이는 약 3.0m 간격으로 동시주입될 수 있도록 설치한다.

③ 공기 배출관 재질은 주압관과 동일한 재질로 제작하며 설치 길이는 강관의 선단부까지 설치한다.

라) 코킹 및 주입켑 설치

코킹 및 주입켑 설치 전경

 

① 강관삽입 후 Hole 입구와 주입관 사이를 Corking하여 주입시 주입재의 누출을 방지한다.

② 코킹재는 급결재+시멘트로 코킹 직후 즉시 주입을 실시할 수 있어야 한다. 단, 현장 여건에 따라 발포우레탄을 사용할 수도 있다.

③ 코킹재는 누수부에서도 충분히 효과를 발휘해야 한다.

④ 주입관은 10.0mm 이상 압력 30.0㎏/㎠에 견딜 수 있는 재질로 설치한다.

마) 그라우트 동시주입

그라우트 주입전 작업 상세도

 

① 천공 주입구 코킹이 완료되면 주입을 시작한다.(설계도서 준수)

② 주입 종료시기는 설정된 한계 압력에 도달시 주입을 종료하며, 이어서 다음단계로 이동하여 주입작업을 반복한다. (홀수, 짝수를 번갈아 격공주입) 지상부 주입재의 누출시 일시 주입을 중지하고 시간 경과 후 주입한다.

③ 주입압력은 현장여건 및 지질조건에 따라 조절하여 적용하며, 기준압력은 기존철도 및 주택가 근접 등을 고려할 경우 주입압을 10∼20kgf/cm2내외를 적용한다.

④ 특히, 파쇄대 연약지반에 주입시 주입압을 5㎏/㎠미만으로 최소화하여 주입하며, 주입재가 외부에 누출되지 않도록 각별히 주의하면서 주입한다.

⑤ 주입시 주입압 및 주입량을 체크하여 작업종료 후 주입그래프를 제출하도록 한다.

○ 그라우트 배합비

▮시멘트 현탁액 그라우트재의 배합비

배 합 비	200 리터 기준			비 고
	시멘트(kg)	물(ℓ)	W/C(%)
1 배 합	60	181	302
2 배 합	80	175	219
3 배 합	100	168	168
4 배 합	152	152	100	○
5 배 합	178	143	80

 

▮급결재 그라우트 배합비

배 합 비	재 료 량					비 고
	A 액(500ℓ)			B 액(500ℓ)
	규 산	물	용 적	시멘트	W/C
배 합 (1,000ℓ)	250 ℓ	250 ℓ	500 ℓ	380 kgf	100 %	1:1

 

품질관리계획

1. 품질관리계획

1.1 천공시 품질관리계획

(1) 천공 시 SLIME 상태를 면밀히 관찰하여 암질상태를 파악, 토사 및 연암구간별 작업일보에 기록함은 물론, 주변의 막장 및 측벽 등 상태를 면밀히 관찰하며, 암질상태가 급변할 경우는 즉시 감리자에 보고하여 이를 협의하여, 이에 따른 적절한 대책을 강구토록 한다.

(2) 본 천공 전에 반드시 레이저 및 광파기 등을 사용하여, 정확한 좌우 각도 및 좌표를 측정하여야 하며, 천공 시 동일한 각도로 직선 천공을 하도록 한다.

(3) 케이싱을 장착한 후 약 3 M 정도 천공이 이루어 질 때 까지 변형률을 확인측량하고 정확한 위치에 천공을 할 수 있도록 측량을 통하여 보정을 한다.

(4) 천공각도는 수평으로 시행하되 오차의 한계는 2 % 이내로 관리한다.

(5) 강관의 직경은 165.2 ± 3 mm 이고 두께는 7.0 mm이어야 한다.

(6) 초대구경 수평강관은 일반 구조용 탄소강관 또는 압력 배관용 탄소강관을 사용하고 KS D 3566 또는 KS D 3562의 표준에 적합한 것이어야 한다.

1.2 주입시 품질관리계획

(1) 주입압력은 주입재가 대상 지반에 양호하게 주입될 수 있도록 설정하며 P=10.0~20.0kgf/cm2를 적용 주입 한다.

(2) 압력주입은 주입호스, 펌프의 부하, 인접 구조물이나 지장물에 대한 영향을 고려하여 최소 및 최대 주입압력을 간극수압의 3.0~5.0배로 설정한다.

(3) 압력 및 주입량을 수시로 체크하며 설정된 한계압력에 도달하면 수 초에서 최대 수 분 까지 계속 주입한 후 주입을 종료하고, LW주입재 역류를 방지한 후 다음 공의 주입을 실시한다.

(4) 주입순서는 한공의 주입이 완료되면 바로 옆의 공을 주입하지 않고 격공으로 다음공을 주입하는 격공 주입방식으로 주입한다.

(5) 주입시 주입압 및 주입량을 체크하여 작업종료 후 압력, 유량 주입그래프를 제출하도록 한다.

 

안전관리계획

1. 안전관리계획

1.1 주요작업에 따른 안전관리

(1) 강관 연결설치 작업시(랜탈사용)

① 연결설치시 반드시 안전벨트 및 마스크등의 개인보호구를 반드시 착용한다.

② 연결설치시 안전벨트의 안전고리를 반드시 작업난간에 걸고 작업한다.

③ 작업전 백호의 작동상태(난간대,센서,비상스위치,경고등,경고음)의 유무를 확인 후 작업한다.

(2) 주입작업시

① 주입시 반드시 보안경 및 마스크등의 개인보호구를 반드시 착용한다.(식염수 비치)

② 주입시 안전벨트의 안전고리를 반드시 작업난간에 걸고 작업한다.

(3) 장비작업시

① 장비 운행시

ㄱ) 모든 중기 조종수는 장비 주위 반경에 지장물이 있는지를 확인한 후 운행한다.

ㄴ) 중장비를 지휘하는 모든 인원은 운전수가 알기 쉬운 신호기 또는 호루라기 등을 소지한다.

ㄷ) 중장비 운행시 현장 책임자의 승인을 득한 후 운행한다.(신호수 배치)

ㄹ) 중장비 및 모든 차량을 운행하는 운전자는 가능한 안전에 필요한 차체 전등 등을 이용하여 장비의 존재를 확인할 수 있도록 한다.(경광등,경고등 작동확인)

② 장비 작업시

ㄱ) 장비 작업시는 반드시 바닥을 평단 작업을 하여 장비의 작동시 흔들림이 없도록 한 후 작업을 실시한다.

ㄴ) 강관 삽입시 작업대 위에서 작업자는 안전을 확인한 후 실시한다.

ㄷ) 작업중 신호수는 하부 작업자 중 1명이 신호한다.

ㄹ) 강관 및 로드의 연결시 작업대 위에서 작업자는 안전을 확인한 후 실시한다.

(4) 용접작업시

① 용접시 반드시 보안경 및 용접장갑 등을 착용한다.

② 용접시 인화물질등을 정리한 후 작업에 임하며 화재에 유의한다.

③ 화재예방에 따른 현장내에 소화기 또는 방화수를 준비 및 배치 한다.

(5) 양수작업시

① 양수시 사용되는 장비는 모두가 전기를 사용하는 것임으로 전기 감전사고에 유의한다.

② 양수 작업시 절연성이 있는 안전장구를 착용한 후 작업에 임한다

③ 양수시 배수되는 물이 주변환경에 영향을미치지 않도록 주의한다.

(6) 전기작업시

① 전기작업시 감전사고에 유의하며 반드시 절연성이 있는 공구 등을 이용하여 작업한다.

② 전기 누전에 대비하여 수분이 있는 물체에 접근을 금한다.

③ 발전기 및 고압전기의 위치를 확인할 수 있도록 표시를 하며 또한 주의 표시를 한다.

 

초대구경 강관다단 그라우팅 시공시 매우 주의해야 할 점

 

※ 강관의 직경과 두께 선정
강관의 직경과 두께는 지반의 조건에 따라 적절하게 선정해야 합니다. 강관의 직경이 너무 작으면 지반의 지지력이 충분하지 않을 수 있으며, 강관의 두께가 너무 얇으면 강관이 파손될 수 있습니다.

※ 강관의 삽입
강관의 삽입은 지반의 굴착 및 균열을 방지할 수 있도록 신중하게 수행해야 합니다. 강관을 삽입할 때는 지반의 경사와 굴착 방향을 고려하여야 하며, 삽입 과정에서 지반의 붕괴가 발생하지 않도록 해야 합니다.

※ 주입구의 위치 선정
주입구는 강관의 내부에 위치하도록 설치해야 합니다. 주입구가 강관의 외부에 위치하면 주입재가 강관 밖으로 유출될 수 있습니다.

※ Seal재의 주입
Seal재는 주입재가 강관 밖으로 유출되지 않도록 충분한 두께로 주입해야 합니다. Seal재가 충분히 주입되지 않으면 주입재가 강관 밖으로 유출되어 보강 효과가 저하될 수 있습니다.

※ 그라우트의 주입량
그라우트는 강관과 지반 사이에 완전히 충진되도록 충분한 양으로 주입해야 합니다. 그라우트가 충분히 주입되지 않으면 지반의 보강 효과가 저하될 수 있습니다.

※ 이외에도 다음과 같은 사항에 유의해야 합니다.

지반의 조건에 따라 적절한 시공 장비와 재료를 사용해야 합니다.
시공 과정에서 안전사고가 발생하지 않도록 안전수칙을 준수해야 합니다.
초대구경 강관다단 그라우팅은 시공이 복잡하고 위험할 수 있는 공법입니다. 따라서 시공 시에는 반드시 전문가의 지시에 따라 안전하게 시공해야 합니다.