우레탄주입공법
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우레탄계 약액은 주제인 Urethane Polymer의 이소시아네트기와 지중의물이 결합되어 우레탄수지가 물속에서 결합된다. 또한 수화반응과 종시에 발포반응이 생겨 고결부피를 증가시키는 경향이 있으며 지반중에 구속된 경우 현저하게 강도가 증가한다. 우레탄계 약액에는 비수용성과 수용성 등 2가지 형이 있으며 수용성은 친수성으로서 물에 용해되는 성질이 있고 다른 첨가제를 조합함으로서 사전에 겔화시간을 설정할 수가 있다. 한편, 비수용성은 배합시에 물을 포함하지 않는 주제 및 첨가제로 되어 있어서 지중의 물과 반응하기 때문에 지하수의 변화에 따라 겔화시간이 변동되는 성질이 있다. 2액 성분의 발포 성능을 갖는 우레탄계 약액을 개량이 필요한 지반의 한정된 범위에 압입볼트를 사용하여 1.5Shot 방식으로 부입하여 지반의 강도증대 및 차수 효과 증개를 목적으로 하는 지반고결공법이다. 본 공법은 사용재료, 시공방법에 따라 암반고결공법, 급경화공법으로 구분된다.본 공법은 터널의 보강, 여굴방지 및 효율적인 굴착을 위한 붕락방지, 갱구보강, 균열부지반의 봉합, 공동충전 등에 주로 이용된다. <우레탄계 주입재료> 구 분 급경화용 암반고결용 코킹용 성상 A액 담황색 담백탁색 담황투명액 B액 흑갈색 점성 A액 900 ± 100cps(단 20℃) 40 ± 50 cps 600 ± 50 cps B액 150 ± 20 cps(단 20℃) 35 ± 4 cps 250 ± 20 cps 반응시간 7초 ± 2초 60초 ± 15초 120초 ± 20초 비중 A액 1.052 ± 0.03 1.115 ± 0.03 1.05 ± 0.03 B액 1.236 ± 0.03 1.250 ± 0.03 1.23 ± 0.03 냄새 거 의 없 음 가연성 거 의 없 음(인화점 약 200℃) 발포배율 (자유배포) 15배 10베 4배 휨강도 (4배 발포) 37㎏/㎠ ± 3 39㎏/㎠ ± 3 42㎏/㎠ ± 3 일축압축강도 (4배 발포) 42㎏/㎠ ± 3 49㎏/㎠ ± 3 43㎏/㎠ ± 3 전단접착강도 4배 발포) 23㎏/㎠ ± 3 21㎏/㎠ ± 3 20㎏/㎠ ± 3 배합비율(A:B) 1 : 1 - 1.2 1 : 2.7 - 3.2 1 : 1 (1)공법의 종류 가. 암반고결공법 가)시공개요 ㆍ주입기를 평탄한 장소에 설치하고 호스를 접속한다. ㆍ직경 38~45㎜로 천공한 후 코킹제 A액, B액을 교반하여 Packer에도 포한다. ㆍPacker와 압입볼트를 설치학 여굴을 천 등으로 메꾼 후 압입펌프로 약액을 주입한다. 나)주재료 ㆍA액(담황 투명색),B액(흑갈색), 코킹재액 ㆍAir Motor,펌프, 유체탱크, 천공기(Leg Hammer) 다)특징 ㆍ단층, 파쇄대 등 균열이 많은 암반을 고결할 수 있다. ㆍLeg Hammer에 의한 천공과 간쳔하고 경량(60㎏)인 주입기로 신솔한 시공이 가능하다. ㆍ발포압력에 의해 작은 절리까지 고결할 수 있다. ㆍ작업내용이 단순 용이하며 지반의 상황에 따라 세부적인 대응이 가능하다. ㆍ작은 절리에도 침투할 수 있고 지반의 조건에 따라 발포 및 경화시간을 자유롭게 조절 가능하다. ㆍ주입 작업을 박장의 진행과 병행시키므로 종래의 주입공법에 비해 공기가 단축되며 총 공사비를 오히려 줄일 수 있다. 라)적용가능지반 ㆍ모래, 풍화토, 가는 균열이 있는 암잔 등 침투성이 요구되는 지반 ㆍ풍화정도가 심하여 균열이 많고 햄머타격으로 쉽게 부서지는 지반 마)기대효과 ㆍ점도 : 30~40cps, 발포배율 : 10배 ㆍ일출압축강도 : 50 ㎏/㎠ ㆍ투수계수 : k = 5~10 x 10-5 ㎝/sec ㆍ탄성파 속도 : V = 1.0 ㎞/sec 바)장단점 ㆍ주입작업은 막장의 진행과 병행시킬 수 있고, 고결효과 확인이 용이하다. ㆍ용수에 의한 용해나 손실이 없다. ㆍ압입볼트의 길이가 3~6m 로 제한되어 막장관리가 용이하나 다양한 적용이 다소 힘들다. 나.급경화 공법 가)시공개요 ㆍ암반고결 공법과 같으나 코킹제가 필요 없음. 나)주재료 ㆍ급경화용 약액 A액(담황 담백색),B액(흑갈색), 압입볼트 다)특 징 ㆍ반응시간이 5~10초 정도로 짧고, 고정성이믈 지하수 누수나 긴습한 보강공법으로 적합함. ㆍ자립성이 불량한 연약지반 또는 단층이나 파쇄대 구간에서 효과가 크가. ㆍ초급경상이므로 Packer가 필요하지 않음. 라)적용가능지반 ㆍ용수대책 등 순간적인 고결이 요구되는장소 ㆍ기온이 5℃인 한랭지 시공인 경우 ㆍ공극 충진용으로 사요 마)기대효과 ㆍ점도 : 800~100cps, 발포배율 : 15배 ㆍ일축압축강도 : 40㎏/㎠ 바)장단점 ㆍ주입작업은 막장의 진행과 병행시킬 수 있고, 고결효과 확인이 용이 하다. ㆍ용수에 의한 용해나 손실이 없다. ㆍ압입볼트의 길이(2.0~3.0m)가 제한되어 막장관리나 용이하나 다양한 적용이 다소 힘들다. ㆍ재료가 전량 수입품으로 공사비가 고가이다.