KR100311148B1 - 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치를 개시한다.

종래에는 추진관의 진행 방향이 일방향으로 제한되고, 구간별 터널 공사가 끝난 후에는 설치된 반력벽을 제거해야 하므로 반력벽의 구축 및 철거작업이 자주 반복되어 공정진행이 지연되고, 과다한 비용이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 지반에 추진관을 반복 추진시켜 터널을 굴착하는 장치에 있어서, 수직 작업구 내 바닥면에 설치되는 베이스 플레이트(10)와; 베이스 플레이트(10)의 상측에 슬라이딩 레일(11)을 통해 이동 가능하게 설치되어, 각각 서로 반대 방향으로 추진력을 발생하는 잭키(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 터널 시공시 반력벽의 구축 및 철거라는 공정을 줄이게 되어 공사의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 반력 자체를 상호 반대 방향으로 추진하는 힘에 의존하게 되므로 불필요한 설비를 줄일 수 있게 된다. 또한, 시공 이후에도 완벽하게 일직선상에 관이 놓이게 되므로 정밀한 시공이 이루어진다. 따라서, 공사기간 단축 및 비용절감의 효과를 얻을 수 있으며, 공사로 인한 주변의 피해를 줄일 수 있게 된다.

Description

슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치 {TWO WAY MICROTUNNELLING APPARATUS USING SLIDING RAILS}

본 발명은 소형 터널 건설장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 강재 원통형의 굴착기계를 동시에 양방향으로 추진시키면서 추진관을 반복 설치할 수 있게 하는양방향 관추진장치에 관한 것이다.

최근, 도시화의 진행에 따라 전기통신구, 상하수도, 철도, 도로, 도시가스 등 각종 기반시설의 수요가 증대하고 있으며 이에 따른 시공법의 기술향상과 시공장비의 개선이 요구되고 있는 실정이다. 그러한 가운데 환경보존, 안정성 및 경제적인 측면 뿐만 아니라 복잡한 현장여건속에서 지하매설물 시공에 따른 도심지 교통소통의 문제점을 최소화하면서 지하공간을 확보하기 위한 목적으로 개발된 것이 세미실드(Semi-Shield)공법이다.

세미실드공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 세미실드머신(Machine)이라는 강재 원통형의 굴착기계를 수직 작업구 내에 투입시켜 기계 선단부에 장착되어 있는 토사 굴착용 커터헤드(Cutter head)를 회전시키면서 지반을 굴착하고 각종 보조공법으로 막장면의 붕괴를 방지함과 동시에 추진기(1) 후방에 추진관(2)을 유압잭키(3)로 압입, 추진시키면서 설치하는 것을 반복하여 터널을 굴착한다. 세미실드공법은 관추진공법으로도 불리우며, 굴착한 흙을 배토, 이송시키기 위한 슬러리공급 및 배토처리장치(4), 유압잭키(3)가 후방으로 밀리지 않도록 지지하는 반력벽(5) 등의 관련설비를 필요로 한다.

관추진공법은 굴착 즉시 유압잭키(3)에 의한 압입 추진 방식으로 추진관(2)을 설치하므로 붕괴 위험성이 없고, 시공중 교통장애, 소음, 분진, 진동 등 각종 건설공해가 거의 없으며, 별도의 보조공법없이 연약지반통과가 용이하고, 타 공법에 비해 공기를 단축할 수 있고, 토질 변화에 즉시 대응할 수 있어 안정적이고, 반복작업으로 시공관리가 용이하고, 모든 지질에 적용 가능한 등 여러 가지 장점이있다.

그런데, 이와 같은 종래의 관추진공법은 관(2)을 추진시키는 잭키(3)의 후측에 반력벽체(5)를 설치하여 잭키(3)가 후방으로 밀리는 것을 방지함으로써 추진기(1) 및 관(2)을 전진시킬 수 있게 하는 것으로, 추진관(2)의 진행 방향이 일방향으로 제한되고, 구간별 터널 공사가 끝난 후에는 설치된 반력벽(5)을 제거해야 하므로 반력벽(5)의 구축 및 철거작업이 자주 반복되어 공정진행이 지연되고, 과다한 비용이 발생하는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 서로 반대 방향으로 배치된 잭키를 통해 동시에 양 방향으로 관추진을 수행할 수 있게함으로써 반력벽 설치 및 제거에 따른 공정을 단축하고 터널 작업속도를 향상시킬 수 있는 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지반에 추진관을 반복 추진시켜 터널을 굴착하는 장치에 있어서, 수직 작업구 내 바닥면에 설치되는 베이스 플레이트와; 베이스 플레이트의 상측에 슬라이딩 레일을 통해 이동 가능하게 설치되어 각각 서로 반대 방향으로 추진력을 발생하는 잭키;를 포함한다.

이와 같은 본 발명은, 동일한 작용선상에서 서로 반대 방향으로 추진력을 발생하도록 배치된 양측 잭키의 상호 반발력을 이용하여 동시에 양 방향으로 추진관을 압입, 반복 설치하면서 터널을 굴착할 수 있게 한 것으로, 잭키를 슬라이딩 레일을 통해 베이스 플레이트에 이동 가능하게 고정시킴으로써 반발력으로 인한 작용선 이탈을 방지할 수 있게 하고 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 잭키의 상측에 덮개 형태의 상부 레일판을 설치하고, 상부 레일판의 양 측면부를 베이스 플레이트에 고정시킴으로써 잭키의 상향 변위에 대한 구속력을 더욱 강화시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 구간 내에서의 지상설비를 공유할 수 있고 반력벽의 구축 및 제거에 따르는 공정을 줄일 수 있게 되므로, 공사의 효율을 높일 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 관추진공법의 개요도,

도 2는 본 발명에 따른 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치를 나타내는 사시도,

도 3a, 도 3b는 본 발명에 따른 양방향 관추진장치의 사용상태도,

도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예를 나타내는 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 베이스 플레이트(Base plate) 11 : 슬라이딩 레일(Sliding rails)

20 : 잭키(Jack) 21 : 추진대

22 : 지지대 23 : 롤러(Roller)

30 : 추진관 40 : 상부 레일판

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에 따른 작용효과는 첨부된 도면을 참조한 실시예의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치를 나타낸 것으로, 지표면 아래의 수직 작업구 내 바닥면에 설치되는 베이스 플레이트(10)와, 베이스 플레이트(10)의 상측에 서로 반대 방향으로 등지게 배치된 유압잭키(20) 등으로 이루어져 있다.

베이스 플레이트(10)는 임의의 두께를 가진 콘크리트 바닥체로 이루어지며, 상면에는 그 위에 설치되는 잭키(20)의 추진 방향과 동일한 방향으로 슬라이딩 레일(11)이 형성되어 있다. 슬라이딩 레일(11)은 좁고 긴 홈 형태로 이루어지며 홈의 내부는 확장되어 입구측에 비해 더 넓은 형태를 지닌다.

한편, 잭키(20)는 4조로 이루어져 있고, 이들은 그 추진방향에 위치되어 추진관에 접하는 추진대(21)와 그 반대 방향에서 벽 등에 접하여 잭키(20)를 지지하는 지지대(22)에 의해 일체화되어 있다. 따라서, 기존의 반력벽을 제거한 베이스 플레이트(10) 윗면에서의 배치는 양측 잭키(20)가 동일한 작용선상에서 추진력을 발생할 수 있도록 양측의 지지대(22)가 서로 등지게 배치된다.

그런데, 이와 같은 상태에서 양측 유압잭키(20)가 동시에 가동되면 추진력과 반대 방향으로 작용하는 반발력이 잭키(20)에 작용하게 된다. 양측의 반발력은 작용점이 서로간에 조금이라도 어긋나는 경우 서로 상쇄되지 못하고 잭키(20)를 작용선으로부터 이탈시키게 된다. 이를 방지하기 위해, 잭키(20)의 전후측에 위치된 추진대(21) 및 지지대(22)의 하단에 롤러(23)가 부착되고, 이 롤러(23)는 베이스 플레이트(10)의 슬라이딩 레일(11) 내측에 끼워짐으로써 이들을 베이스 플레이트(10)에 이동 가능하게 고정함과 동시에 반발력에 의한 잭키(20)의 상향 변위를 구속하고 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치의 작용효과를 설명한다.

도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이 선단부에 추진기(도시되지 않음)가 장착된 추진관(30)이 잭키(20)의 전측에 각각 설치된다. 추진기에는 굴착한 흙을 배토, 이송시킬 수 있도록 지상에 설치된 슬러리공급장치 및 배토처리장치가 연결된다.

이와 같은 상태에서 추진기로 지반을 굴착하면서 양측의 유압잭키(20)를 동시에 가동시키게 되면, 베이스 플레이트(10)의 슬라이딩 레일(11)을 따라 롤러(23)가 미끄러져 이동하면서 잭키(20)의 추진력에 의해 추진대(21)가 전진하여 굴착된지반으로 추진관(30)을 밀어넣게 된다. 이때, 추진저항에 의한 반발력이 잭키(20)에 작용하더라도 슬라이딩 레일(11) 내측에 끼워진 롤러(23)에 의해 잭키(20)의 상향 변위가 구속되고 있으므로 작용선상으로부터 잭키(20)가 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 과정을 통해 추진관(30)을 반복 설치함으로써 터널 굴착작업을 수행할 수 있게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 관추진장치를 또 다른 실시예로써 나타낸 것이다. 여기서는, 잭키(20)의 상측에 덮개 형태의 상부 레일판(40)이 설치되고, 상부 레일판(40)의 양 측면부는 하방으로 연장되어 베이스 플레이트(10)에 고정된다. 이와 같이 함으로써 잭키(20)의 상향 변위에 대한 구속력을 더욱 강화시킬 수 있을 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 터널 시공시 반력벽의 구축 및 철거라는 공정을 줄이게 되어 공사의 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 반력 자체를 상호 반대 방향으로 추진하는 힘에 의존하게 되므로 불필요한 설비를 줄일 수 있게 된다. 또한, 시공 이후에도 완벽하게 일직선상에 관이 놓이게 되므로 정밀한 시공이 이루어진다.

이상의 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로, 본 발명의 적용범위는 이에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절하게 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치에 의하면, 반력벽을 제거한 상태에서 양방향으로 동시에 터널작업을 진행할 수 있게되므로 터널시공시 불필요한 여러 설비를 줄일 수 있고, 시공 속도도 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 공사기간 단축 및 비용절감의 효과를 얻을 수 있으며, 공사로 인한 주변의 피해를 줄일 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 지반에 추진관을 반복 추진시켜 터널을 굴착하는 장치에 있어서,

   수직 작업구 내 바닥면에 설치되는 베이스 플레이트(10)와;

   상기 베이스 플레이트(10)의 상측에 슬라이딩 레일(11)을 통해 이동 가능하게 설치되어, 각각 서로 반대 방향으로 추진력을 발생하는 잭키(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잭키(20)의 상측에 덮개 형태의 상부 레일판(40)이 설치되고, 상기 상부 레일판(40)의 양 측면부는 상기 베이스 플레이트(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 레일을 이용한 양방향 관추진장치.