KR100313646B1 - 지하터널굴착용굴진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하터널 굴착용 굴진장치에 관한 것으로,굴삭추진판(2)이 200밀리미터 범위내의 길이 조절이 가능한 가변식 후미판을 장착하고 있어 지반의 성질에 따라 지보공(14) 설치의 간격을 변화시켜 지보공(14)의 과다설치를 방지할 수 있고,일체형틀의 추진방식이므로 후미에서 지보공(14) 설치작업을 여유있게 할 수 있는 정점이 있으며,추후 1차 라이닝의 방법을 개선시킬 수 있는 한편,굴삭회전판(24)에는 다수의 소형 굴삭투스(22)를 구비하여 굴삭된 토사의 크기를 작아지게 할 수 있으며,굴삭추진판(2)에 바퀴(5)를 장착하여 추진저항을 감소 시킬수 있도록 된것이다.

Description

지하터널 굴착용 굴진장치

본 발명은 지하터널을 굴착하는 굴진장치에 관한 것으로서,특히 굴삭작업공간이 지속적으로 확보되면서 굴삭중인 막장,터널벽과 작업공간이 동시에 보호되도록된 지하터널 굴착용 굴진장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴진기는 고속도로,지하철,하수도공사 등의 터널공사를 안전하고능률적으로 하기 위한 건설기계 중의 하나인데,종래에 사용된 메서쉴드(MESSER-SHIELD)의 추진방식은 도15에 도시된 바와같이,지보공과 플레이트 (100)사이의 상당한 면적에서 발생되는 직접마찰저항으로 플레이트(100)의 단일폭이 좁고 구성 수량이 많아 그에 따른 추진의 반복횟수가 많아지게 되고,수동 핸드잭(200)으로의 작업은 작업용도상 추진작업의 능률이 떨어지고 막장의 상황에 신속하게 대응할 수 없는 문제점이 발생 되었다.

또한 ,종래의 메서쉴드 추진방식은 플레이트의 결속이 단순히 얹히거나 걸이 형태로 형성되어 있어 추진중에 일정한 진로를 유지하기 어렵고,지보공으로부터 이이완되거나 개별 결속이 이탈되는등,변형이 빈번해지고 이를 수정하는 과정에서 작업이 지연되며,굴착면의 불균등으로 인하여 토류판 (300)과 지보공 사이에 불필요한 공간이 발생되며 그 처리와 1차 라이닝 콘크리트의 타설소요량이 증가하는 등의 문제점들이 발생 하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로,사방으로 접촉되는 바퀴에 의해 추진저항을 대폭 낮춤에 따라 추진판의 폭을 2배이상 증가시킬 수 있으며,개별 장착된2개의 더블액팅(Double-Acting)실린더를 전후작동 레버만으로 조작하여 작업시간을 단축시킴과 동시에 부품수를 줄일수 있고,막장의 상황에 신속하게 대응할 수 있도록 된 지하터널 굴착용 굴진장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 굴진장치를 도시한 측단면도,

도2는 본 발명에 따른 굴삭추진판이 작동되기 전의 굴진장치를 간략하게 도시한 측단면도,

도3은 본 발명에 따른 굴삭추진판의 작동상태를 도시한 측단면도,

도4는 본 발명에 따른 굴진틀 추진실린더의 작동상태를 도시한 측단면도,

도5는 본 발명에 따른 굴삭추진판이 부착된 굴진틀의 종단면도,

도6은 본 발명의 굴진틀에 굴삭추진판이 연결된 상태를 도시한 단면도,

도7는 본 발명에 따른 굴삭추진판의 바퀴와 굴진틀의 레일을 분리하여 나타낸도면,

도8은 본 발명에 따른 굴삭추진판의 측단면도,

도9는 본 발명에 따른 굴삭추진판의 배면도,

도10은 본 발명에 따른 굴삭추진판이 굴진틀에 결속되었을 때의 측단면도,

도11a는 본 발명에 따른 굴진장치의 추진식 분할 막장막이틀이 굴진틀에 장착된 상태를 도시한 요부단면도,

도11b는 본 발명에 따른 굴진장치의 추진식 분할 막장막이틀의 사시도,

도12는 본 발명에 따른 굴삭회전판의 정면도,

도13은 본 발명에 따른 굴삭회전판의 측단면도,

도14는 본 발명에 따른 굴삭회전판에 장착되는 굴삭투스의 상세설명도,

도15는 종래의 기술로서 메서쉴드 추진방식의 작동설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

C,C` : 콘트롤판넬 1 : 굴진틀

2 : 굴삭추진판 3 : 굴진틀 추진실린더

4 : 유압실린더 4a : 실린더로더

4b : 제1힌지 4c : 제2힌지

5 : 바퀴 6 : 레일

7 : 가변부 8 : 결속부

9 : 가변실린더 결속부 10 : 하부구조판

11 : 체결부재 12 : 막장홈

13 : 막장막이 추진실린더 14 : 지보공

15 : 토류판 16 : 외주판

17 : 중앙기본판 18 : 유압펌프 구동모터

19 : 유압펌프 20 : 감속기

21 : 스크류 콘베이어 22 : 굴삭투스 (Tooth)

23 : 샤프트 24 : 굴삭회전판

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,굴삭중인 터널의 천장부와 측벽부로부터 굴삭공간쪽으로 토압을 지지하고 붕괴를 방지하도록 된 굴삭추진판이 이동식으로 만들어진 강제 일체형틀의 외주에 배열된 레일속에 사방으로 접촉되는 바퀴로 결속되고,개별 장착된 유압실린더의 추진력으로 굴삭면의 경계부를 파고 들어가는 구조로 되어 있다.

또한,굴삭추진판이 200밀리미터 범위내의 길이 조절이 가능한 가변식 후미판을 장착하고 있어 굴삭되는 지반의 성질에 따라 지보공 설치의 간격을 변화시켜 지보공의 과다설치를 방지할 수 있고,일체형틀의 추진방식이므로 후미에서 지보공 설치작업을 여유있게 할 수 있는 장점이 있으며,추후 1차 라이닝의 방법을 개선시킬수 있다.

한편,굴진틀의 내부 좌우 강제보에는 섹션(Section)별로 막장을 보호할 수 있는 유압추진 및 버팀식 분할 막장막이틀을 필요에 따라 장착할 수 있으므로,필요시 막장목만 끼워 막장의 부분별,깊이별,변형에 신속하게 대응할 수 있으며 ,연약지반 굴삭시 시공의 형태를 다원화하면서도 안전한 작업을 할 수 있게 된다.

또한,굴진틀의 중앙부에는 일반토사에서 풍화토까지의 굴삭이 가능한 굴삭 회전판을 부가로 장착할 수 있어 작업능률이 향상됨은 물론 작업환경이 개선된다.

이하 본 발명을 예시된 도면을 참조로 하여 상세하게 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 굴진창치를 도시한 측단면도인바,굴삭추진판의(2)의 배면에 위치되는 하부구조판(10)과 접촉되면서 서로 평행하게 설치되고,중심부가 체결부재(11)를 매개로 상기 하부구조판(10)에 연결되는 한편, 일측단이 제1힌지(4b)를 매개로 상기 하부구조판(10)에 부착되는 2개의 유얍실린더(4)를 구비하되,이 유압실린더(4)의 다른 일측단은 제2힌지(4c)를 매개로 굴진틀(1)에 부착된 결속부 (8)에 고정되고,상기 유압실린더(4)의 실린더로더(4a)는 상기 체결부재(11)와 일정하게 이격된 상기 하부구조판(10)에 체결부재(11)를 매개로 고정되고,굴진되는 공간의 상부에는 토류판(15)이 설치되어 있다.

또한,상기 굴삭추진판은 (2)은 유압실린더(4)의 외곽 좌/우에 다수개의 바퀴(5)가 장착되어,예컨대 구형(構形)의 레일(6)내로 이동함에 따라 굴진틀 (1)에서 전후이동이 가능하게 되고 (도 6 및 도 7참조),굴진틀(1)의 내부에는 이 굴진틀(1)을 전진시킬 수 있게 굴진틀 추진실린더 (3)가 연결된다.

한편,상기 유압실린더(4)는 더블액팅 타입으로 한 지점에서 반복적으로 충격을 가하므로 절개력이 향상되고,진입폭을 넓혀 짧은 시간에 작업이 이루어진다.

또한,상기 굴삭추진판(2)은 가변실린더 결속부(9)를 매개로 고정되고,상판부에 굴삭진입 작용과는 무관하게 절단된 가변부(7)가 형성됨에 따라,굴삭추진판(2)의 길이가 대략 200밀리미터까지 가변된다.

도11a는 분할 막장막이틀이 굴진틀에 장착된 상태를 도시한 요부단면도로서,이 분할 막장막이틀은 기본틀(13a)과 연장틀(13b)로 이루어지는바,막장막이 추진실린더(13)가 작동되면 기본틀 (13a)로 부터 연장틀(13b)이 인출되어 막장을 막음과 동시에 굴진틀 (1)이 전진되어 부분적으로 작업이 이루어진 다음,깊이별로 다시 연장틀 (13b)을 인출시켜 막장을 막게된다.

도11b는 본 발명에 따른 굴진장치의 분할 막장막이틀의 사시도로서,연야지반 굴착시 굴진틀(1) 내부 강제보에 대칭형태로 장착되는 강제 분할 막장막이틀은 막장홈(12)에 막장목을 끼워 막장막이 추진실린더(13)만 작동시키면 즉시 막장막이 될 수 있도록,특히 섹션별로 나누어 별도로 작동되도록 하여 막장의 변형,굴삭의 순서에 맞게 막장의 분할/개폐가 용이하게 된다.또한,이러한 구조는 굴삭면의 부분별 깊이에도 적응하도록 하여 연약지반에서 토류방지에 신속하게 대응할 수 있게 된다.

도 12는 굴삭회전판(24)의 정면도로서,중앙부에 중앙기본판(17)이 위치하고 이 중앙기본판(17)의 외주부에 다수개의 외주판(16)이 부착되며,중앙부 정면에는 소형으로 제작된 다수의 굴삭투스(22; TOOTH)가 장착되는 구조로 되어,굴삭면이 안정되고 크기가 작은 굴삭된 토사를 스크류 콘베이어(21)가 후방으로 원할하게 밀어낼수 있게 된다.

또한,상기 굴삭회전판(24)은 유압펌프 구동모터(18)와 유압펌프 (19)및 감속기(20)가 구비된 샤프트(23)의 일측단에 연결되어져,구동모터(18)의 작동으로 유압펌프(19)에 구동력이 전달되고 이 유압펌프 (19)의 구동력이 다시 감속기(20)에 저달되면서 ,이 감속기(20)에 의해서 임의의 속도로 샤프트(23)를 회전시키고,이 샤프트(23)에 연결된 굴삭회전판(24)이 동시에 회전되어 굴삭부를 굴삭 할 수 있게 된다.

한편 도 5에 도시된 바와같이,유압펌프(19)의 상단에 위치한 콘트롤판넬(C`)을 조작하여 굴삭회전판(24)을 작동할 수 있게 되고,굴지틀 (1)의 내부하단에 위치한 콘트롤판넬(C)을 조작하여 굴진틀(1)및 굴삭추진판(2)을 작동할 수 있게된다.

이상과 같이 설명한 바에 의하면,본 발명은 굴삭시 발생되는 추진저항을 굴삭추진판의 바퀴에 의해 감소 시킬수 있으므로 안정된 작업을 할 수 있으며,또한 굴삭추진판이 200밀리미터 범위내의 길이 조절이 가능한 가변식 후미판을 장착하고 있어 지반의 성질에 따라 지보공 설치의 간격을 변화시켜 지보공의 과다설치를 방지 할 수있고,일체형틀의 추진방식이므로 후미에서 지보공 설치작업을 여유있게 할 수 있는 장점이 있으며,추후 1차 라이닝의 방법을 개선 시킬수 있음은 물론 굴진틀의 전면 중앙부에 장착되는 굴삭회전판에는 다수의 소형 굴삭투스를 구비하여 굴삭시 굴삭면이 안정되고 굴삭된 토사의 크기가 작아짐에 따라 굴삭된 토사가 후방으로 원할하게 이송 될수 있는 효과가 있다.

또한,굴진틀의 내부 좌우 강제보에는 유압추진및 버팀식 분할 막장막이틀을 장착하여 막장의 부분별 또는 깊이별 변형에 신속하게 대응할 수 있고 ,특히 연약지반 굴삭시 안전한 작업을 실시 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 외주면에 레일(6)이 부착되는 굴지틀(1)과 상기 레일 (6)내를 구동하는 바퀴(5)를 구비하는 굴삭추진판(2),샤프트(23)의 일측단에 연결되고 유압펌프 구동모터(18)와 유압펌프(19)및 감속기(20)를 구비하는 굴삭회전판(24),기본틀(13a)과 연장틀 (13b)로 이루어지고 상기 굴진틀 (1)의 내부 강제보에 대칭형태로 장착되는 강제 분할 막장막이틀,상기 굴진틀(1)의 내부에 연결되어 이 굴진틀(1)을 전진시키도록 설치된 굴진틀 추진실린더(3),굴삭된 굴삭토를 후방으로 방출하는 스크류 콘베이어(21),지보공(14).및 토류판(15)으로 구성되는 지하터널 굴착용 굴진장치
2. 제 1항에 있어서,상기 굴삭추진판(2)의 배면에 위치되는 하부구조판 (10)과 접촉되면서 서로 평행하게 설치되고,중심부가 체결부재(11)를 매개로 상기하부구조판(10)에 연결되는 한편,일측단이 제1힌지 (4b)를 매개로 상기 하부구조판(10)에 부착되는 2개의 유압실린더(4)를 구비하되,이 유압실린더(4)이 다른 일측단은 제2힌지 (4c)를 매개로 굴진틀(1)에 부착된 결속부(8)에 고정되고,상기 유압실린더(4)의 실린더로더(4a)는 상기 체결부재(11)와 일정하게 이격된 상기 하부구조판(10)에 체결부재(11)를 매개로 고정되는 것을 특징으로 하는 지하터널 굴착용 굴진장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 굴삭회전판(24)은 중앙부에 중앙기본판(17)이 형성되고,이 중앙기본판(17)의 외주부에는 다수개의 외주판(16)이 부착되며,중앙부 정면에는 다수의 소형 굴삭투스(22; TOOTH)가 장착되는 것을 특징으로 하는 지하터널 굴착용 굴진장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 분할 막장막이틀은 막장막이 추진실린더(13)에 의해 막장홈(12)에 막장목을 끼울수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 지하터널 굴착용 굴진장치.