• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.445-456
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• 2003

배면그라우팅과 압밀그라우팅 보강기슬은 터널의 안정성 향상을 위해 터널현장에서 활발히 사용되고있다. 그러나 이에 대한 시공 및 관리 기술 연구는 상대적으로 대단히 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 심부에 위치한 도수로 터널 시험 구간에 대하여 그라우팅 전후의 각종 현장 시험과 라이닝 계측을 실시하여 압밀그라우팅 및 배면그라우팅 보강이 콘크리트 라이닝의 응력 및 변형 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 터널 그라우팅 보강 효과를 연구한 결과, 그라우팅 보강으로 인해 암반의 탄성계수는 최대 5배까지 증가하였으며 전체적으로 그라우팅의 고결효과는 주목할 만 하였다. 또한, 라이닝 배면에 작용하는 그라우팅 압력은 주입압의 약 10%에 불과하였다. 본 연구 결과는 콘크리트 라이닝 설계시 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.349-358
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• 2010

대부분의 터널은 시간이 지남에 따라 유입량 증가, 작용수압의 변화 등 지하수의 영향을 받는다. 이러한 수리영향에 대응하기 위하여 터널 시공 시 지하수의 유입과 라이닝의 간극수압을 줄이기 위한 그라우팅을 적용한다. 본 연구에서는 효과적인 그라우팅을 위해 수치 해석결과를 바탕으로 다양한 그라우팅 조건에 대한 영향을 분석하였다. 그라우팅 영향 특성을 분석하기 위하여 그라우팅의 상대 투수계수 해석, 그라우팅의 두께, 그라우팅의 거리 등을 영향요소로 다르게 하였다. 해석결과는 지반하중, 수압, 라이닝 위치에 따른 수압, 라이닝 주변 수압분포, 유입량으로 나누어서 고찰하였다. 라이닝의 작용하는 지반 하중은 모든 조건에서 거의 동일했으며, 라이닝에 작용하는 수압은 그라우팅의 투수계수가 감소할수록, 두께가 증가할수록, 그라우팅 영역 거리가 가까울수록 감소하였다 유입량은 그라우팅 투수계수가 작을수록 감소하며, 그라우팅 두께와는 반비례한다. 본 그라우팅 영향 평가를 활용하여 지반 조건에 따른 그라우팅의 효과적인 적용을 할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권10호
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• pp.25-31
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• 2010

사면보강 및 기초공법으로 앵커공법, 소일네일공법 및 소구경 말뚝공법 등이 널리 사용되고 있다. 이들 공법은 공통적으로 보강재를 설치한 후 그라우팅을 실시한다. 국내의 경우 중력식과 가압식 그라우팅 방식을 주로 사용하고 있다. 반면, 재주입 그라우팅 방식은 시공장비와 적용 실적의 부족 및 보강효과 검증이 어려워 널리 적용되지 못하고 있는 실정이다. 재주입 그라우팅은 포스트 그라우팅 방식의 일종으로 그라우트체 주면의 응력을 증대시키고 정착장에 불규칙한 표면을 조성함으로써 그라우트와 지반의 저항을 크게 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 그라우팅 주입 방식에 따른 보강효과를 비교하고, 재주입 그라우팅 방식으로 시공된 보강재의 인발특성을 평가하기 위하여 현장실험을 실시하였다. 실험결과 재주입 그라우팅에 따른 인발력 증대를 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.67-70
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• 2001

터널 굴착에 따른 연구지역내 지하수체의 거동 특성을 파악하기 위하여 터널 굴착시 그라우팅 이전의 초기 유출량과 초기 그라우팅 이후의 구간별 유출량을 측정하였고 단열구조와 비교, 분석하였다. 초기 유출량은 120,990 m$^3$/day이며, 초기 유출이 심했던 구간은 크게 6개 구간으로 세분할 수 있다. 초기 그라우팅 후 지하수 유출이 심했던 구간 역시, 그라우팅 이전과 마찬가지로 6개 구간으로 세분할 수 있다. 그라우팅 전, 후의 유출량을 비교해 보면 그라우팅후의 유출량은 42,844m$^3$/day으로, 그라우팅 전에 비해 많이 감소되었다. 터널 굴착시 터널내로 유출되는 지하수의 대부분은 터널과 직교 혹은 사교하여 관통하고 있는 단층 및 단층 파쇄대와 연장성이 양호한 절리면들을 따라서 유동되고 있다. 터널내의 지하수 유출에 영향을 미치는 단열들은 대체로 4조의 불연속면군으로 분류 할 수 있는데, 주 분포방향은 크게 TSet 1 : N60-85$^{\circ}$W, TSet 3 : N40-50$^{\circ}$E, TSet 3 : N10-20$^{\circ}$E, TSet 4 : N70-80$^{\circ}$E이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.281-302
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• 2021

철도망 구축이 확대되는 추세 속에 도심지나 한강을 통과하기 위해 TBM 굴착공법 적용사례가 증가하고 있다. 특히, 도심지나 한강하저를 통과하는 경우 불량한 지반 및 지하수조건을 조우하게 되며 안정적인 굴진 및 커터교체(Cutter Head Intervention, CHI)를 위해서 그라우팅을 적용하고 있다. 본 논문에서는 TBM 굴착공법을 적용한 철도 터널 시공 시 적용한 그라우팅에 대하여 소개하고자 한다. 특히, CHI를 위해 그라우팅을 수행한 사례에 대한 소개나 분석이 많지 않은 것으로 판단하여 CHI를 위한 그라우팅 범위산정, 수행결과, 고찰 및 제언(Lessons Learned)을 기술하고자 한다. 그라우팅은 막장안정성을 확보하는 목적이 있으며, 작업위치에 따라 지상(수직)그라우팅과 TBM 장비 내에서 수행하는 갱내 그라우팅으로 나눌 수 있다. 갱내그라우팅을 수행한 결과 공기 및 보강효과 측면에서 지상(수직) 그라우팅에 비해 비효율적이라고 판단되어 지상그라우팅으로 계획을 변경하였다. 한강하저 구간의 경우 슬러지 발생으로 인한 환경오염, 주입재 유실 등이 우려되어 고압분사그라우팅을 적용할 수 없었으며 대안으로 수중불분리 주입재를 적용한 저압그라우팅을 적용하였다. 육상구간은 지상 작업부지를 확보할 수 있어 고압분사그라우팅을 적용하였다. 실제 그라우팅을 수행한 결과를 소개함으로써 향후 쉴드 TBM을 적용한 터널 시공 중 CHI 시 지반조건에 따른 적합한 그라우팅 공법 및 방법을 결정하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.15-26
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• 2016

댐 제방과 같은 제체는 매우 중요한 토목구조물로서 이러한 제체의 유지 보수에는 그라우팅 공법이 많이 사용된다. 그라우팅을 사용한 유지 보수를 통해 제체 안정성을 확보하기 위해서는 그라우팅 시공 결과의 건전성이 확보되어야 한다. 따라서 그라우팅을 사용한 유지 보수에 있어 그라우팅 결과의 건전성 평가는 매우 중요하다. 그라우팅 시공에 따른 제체의 전단파 속도 변화량은 그라우팅 시공 결과의 건전성 평가에 효과적으로 사용될 수 있다. 전단파 속도는 대상 매질의 강성을 나타내며, 그라우팅은 대상 매질의 강성을 변화 시키기 때문에 전단파 속도 변화량 측정을 통해 그라우팅 효과의 정성적인 평가가 가능하다. 이를 위해서는 시공 전 후 제체 단면의 공간에 따른 전단파 속도 분포를 결정할 수 가 있어야 한다. 본 연구에서는 HWAW(Harmonic Wavelet Analysis of Waves)방법을 전단파 속도 결정을 통한 그라우팅 시공 결과의 건전성 평가에 적용하였다. HWAW방법은 단순한 장비를 사용하여 대상 시스템의 강성변화에 민감하다. 또한 높은 공간 해상도를 가지는 전단파 속도 분포 결정이 가능한다. 제안된 방법의 타당성을 검토하고자 수치모의 실험과 현장 적용실험을 수행하였으며, 이를 통해 제안된 그라우팅 효과 평가 방법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.61-68
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• 2012

지반보강을 위해 국내에서 널리 사용되고 있는 공법으로 앵커공법, 소일네일 공법 및 소구경말뚝 공법 등을 들 수 있다. 상기 공법의 경우 보강재의 시공은 용도에 따라 구분되지만 공통적으로 보강재를 삽입한 후에 그라우팅 작업을 실시하는 공정이 포함되어 있다. 지금까지는 국내 대부분의 경우 중력식 그라우팅으로 시공되고 있지만 중력에 의해 그라우팅을 실시하기 때문에 천공 시 발생하는 지반이완영역에 대한 복원이 명확지 않아 보강재의 구조적 결함을 유발할 우려가 있다. 반면에 압력재주입 그라우팅은 먼저 그라우트를 채운 후 소정의 시간이 지나고 미리 설치한 튜브를 통하여 추가적으로 재주입하는 방식으로 기존의 그라우팅 방식에서 발생할 수 있는 문제를 상당부분 해결할 수 있어 그라우팅의 품질을 향상할 수 있다. 본 연구에서는 그라우팅 방식에 따른 인발특성을 평가하기 위하여 화강풍화토 지반을 대상으로 모형실험을 실시하였으며, 그라우팅방법에 따른 인발력 변화와 압력 재주입그라우팅의 재주입시기와 재주입압에 따른 보강재 지지력 증대 특성을 평가하고자 하였다. 연구결과 압력재주입식 그라우팅이 중력식그라우팅에 비해 최소 1.1배에서 1.3배까지 인발력이 크게 발휘되는 것을 확인하였으며, 압력재주입식 그라우팅의 적정 물시멘트비, 주입압력 및 재주입시기에 대한 고찰결과를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권9호
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• pp.23-34
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• 2017

도심지 지하공간 개발을 위해서는 안정성 확보를 위해 암반 또는 암주의 미세균열까지도 보강해야 한다. 본 논문에서는 그라우팅 재료의 점도 및 입경, 주입압력, 균열 폭 등을 고려한 미세균열 그라우팅의 주입성능에 대한 연구를 수행하였다. 미세균열 보강에 사용되는 대표적인 그라우팅 재료는 용액형인 약액형 그라우팅 재료와 현탁액형인 시멘트계 그라우팅 재료가 있다. 약액형 그라우팅 재료와 시멘트계 그라우팅 재료의 주입성능은 공통적으로 점도에 영향을 받으며, 시멘트계 그라우팅 재료의 주입성능은 추가적으로 주입 재료의 입경에 영향을 받는다. 실내실험을 통해 점도를 역계산하여 재료별로 적합한 점도 측정 방법을 제시하였고, 균열 폭과 재료의 입경 간의 관계를 이용한 groutability ratio로 시멘트계 그라우팅 재료의 그라우팅 가능여부를 평가하였다.

• 지질공학
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• 제29권3호
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• pp.201-209
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• 2019

국내 사면 및 터널에서 주로 적용되고 있는 다단 압력을 이용한 그라우팅 방법들은 천공 후 지중에서 지표 방향으로 스텝주입을 하는 상향식 다단압력 그라우팅 방법이며 다수의 연구결과와 축척된 시공실적을 토대로 현재 여러 현장에서 적용되고 있다. 국내에서 하향식 다단압력 그라우팅 방법의 연구결과는 미미한 실정이다. 본 논문에서는 토조시험과 현장시험을 통해 기존 상향식 다단압력 그라우팅 방법과 지표부에서부터 주입을 실시하는 하향식 다단압력 그라우팅 방법의 주입효과를 비교 분석하였다. 토조 시험 결과 하향식 다단압력 그라우팅 방법의 경우 상향식 다단압력 그라우팅 방법에 비해 구근체의 부피는 약 24% 증가하는 것으로 나타났다. 현장시험 결과 하향식 다단 압력 그라우팅 방법이 상향식 다단 압력 그라우팅 방법에 비해 주입 범위가 넓고 면적당 주입 밀집도가 높은 것으로 확인되었다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.98-98
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• 2010

그라우팅은 지반의 공학적인 강도증가를 통한 지지력 향상 및 암반의 투수성 저감을 통해 지하수 유동을 억제하기 위하여 대규모 토목공사 현장의 균열암반 및 댐 또는 제방 등의 지역에서 많이 시행되고 있다. 본 연구는 균열암반지역에서 그라우팅 효과 확인을 위하여 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)와 마이크로 시멘트(MC)를 사용하여 그라우팅을 수행하였으며, 그라우팅 전후에 물리검층(시추공영상촬영, 초음파 텔레뷰어검층)을 이용하여 그라우팅 효과 정도를 파악하였다. 연구지역은 경상북도 영주시 평은면 지역으로, 지질은 선캠브리아기 안구상편마암에 시대미상의 흑운모 화강암이 관입을 하였고, 이를 제4기의 충적층이 부정합으로 피복되어 있다. 그라우팅은 일반구간과 단층대구간으로 구분하여 실시하였으며, 두 구간의 이격거리는 서로의 간섭을 피하기 위해 약 40m 간격으로 선정하였다. 주입재(OPC, MC)는 5개의 주입공에서 triangle 방향으로 주입하였으며, 주입정도를 확인하기 위하여 각 구간에 2공씩 확인시추를 하였다. 두 개의 site중 일반구간의 보통 포틀랜드시멘트 주입결과 평균주입량은 48.2kg/공이며 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 1.62kg/m이며, 마이크로시멘트의 평균주입량은 49.6kg/공이며 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 3.86kg/m로 나타났다. 단층대 구간에서는 보통 포틀랜드시멘트의 평균주입량이 40.0kg/공이며, 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 2.75kg/m이며, 마이크로 시멘트는 평균주입량이 56.5kg/공, 주입 1m당으로 환산하면 Lugeon값 10미만의 지층에서는 3.15kg/m로 나타났다. 마이크로시멘트의 주입압은 보통 포틀랜드시멘트에 비해 상대적으로 낮았으며, 그라우팅 개선효과 역시 상대적으로 양호한 것으로 나타났다. 그라우팅 효과확인을 위한 물리검층의 초음파텔레뷰어 해석결과 상대암반강도는 주입전 $250{\sim}750\;kgf/cm^2$, 주입후는 $400{\sim}800\;kgf/cm^2$으로 그라우팅에 의한 암반강도의 상승을 확인할 수 있었고, 시추공영상촬영 분석에서는 시추코어만으로 얻기 힘든 시멘트 충진구간을 직접 확인할 수 있었다. 초음파텔레뷰어의 경우 파쇄대의 분포 및 암반강도 측정을 통한 그라우팅 파악은 가능하였으나 파쇄대 충진물을 확인할 수가 없는 단점이 있었고 이를 시추공영상촬영을 통해 보완할 수 있었다. 다만 물리검층의 경우 그라우팅에 의한 공의 손실로 동일공에 의한 반복 조사가 아닌 경우가 대부분이어서 그라우팅 효과에 대한 정확한 비교가 어려웠으며 추후 이를 보완하기 위한 계속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.