KR100354335B1

KR100354335B1 - 지보조립장치

Info

Publication number: KR100354335B1
Application number: KR1020000005415A
Authority: KR
Inventors: 김성수
Original assignee: 강릉건설 주식회사
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2002-09-30
Also published as: KR20010077551A

Abstract

지하터널의 굴착시 굴착면의 붕괴를 방지하고 터널형상을 구축하기 위해 굴착면 주위에 가설되는 지보를 조립하는 장치를 개시한다. 본 발명의 지보조립장치는 프레임과, 이 프레임의 아래쪽 선단부에 힌지결합되어 있는 링크구조체와, 실린더로드가 상기 링크구조체에 결합되어 있고 반대쪽 끝은 상기 프레임의 하단부에 힌지결합되어 상기 링크구조체를 밀거나 당기는 유압실린더와, V자 형상으로 일단은 상기 프레임의 아래쪽 선단부에 힌지결합되고 그 꺽어진 중앙부는 상기 링크구조체에 힌지결합되며 타단은 지보고정부를 가지는 지보인상아암 및, 상기 프레임에 고정되어 상기 유압실린더를 작동시키는 유압유니트를 구비한다.

Description

지보조립장치 {Apparatus For Assembling Tunnel Support}

본 발명은 지보조립장치에 관한 것으로서, 특히 지하터널의 굴착시 굴착면의 붕괴를 방지하고 터널형상을 구축하기 위해 굴착면 주위에 가설되는 지보를 조립하는 장치에 관한 것이다.

지하터널의 시공에 있어서, 굴착되는 터널의 상부와 측벽부에 대하중에 따른 큰 외압이 작용하므로 굴착터널의 주면(周面)이 침하할 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여 지하터널의 시공에 메서실드(messer shield) 공법이 이용되고 있다.

메서실드 공법으로 지하터널을 시공하는 경우에는, 먼저 터널형상에 맞춰 제작된 지보(支保) 위에 메서플레이트(messer plate)를 병렬로 배열한 다음, 이 메서플레이트를 한 매씩 유압추진기로 밀어넣으면서 막장을 굴착하는 한편, 굴착면이 붕괴하지 않도록 메서플레이트의 진행에 따라 토류판을 메서플레이트의 후방으로 굴착면에 삽입설치하고 지보로 받치게 된다.

그런데, 이러한 지보설치작업은 전과정이 인력(人力)으로만 시행되고 있는바, 지보는 그 무게가 대략 150-170 Kg이고 길이가 2.8-3.5 m에 이르기 때문에, 한정된 공간에서 이러한 지보를 인력으로만 들어올려 설치하는 것이 용이하지 않고, 안전사고의 위험도 매우 높으며, 지보설치시 작업인력의 편중현상으로 지하터널의 굴착작업이 지연되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기계장치에 의해 지보를 들어올림으로써 지보설치작업을 용이하게 하여, 안전사고를 줄임과 동시에 지보설치시의 작업인력이 편중되지 않도록 하는 지보조립장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지보조립장치를 나타내는 측면도이다.

도 2는 도 1의 지보조립장치의 배면도이다.

도 3은 도 1의 A부분 확대도이다.

도 4는 도 2의 B부분 확대도이다.

도 5는 도 1의 지보조립장치의 유압연결을 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110:프레임 120a, 120b:링크구조체

124a, 124b:지보인상아암 128a, 128b:지보고정부

130:유압유니트 140, 141:유압윈치

142, 143:와이어로프 148, 149:쉬브

150:지지수단

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 지보조립장치는, 프레임과 이 프레임의 아래쪽 선단부에 힌지결합되어 있는 링크구조체와, 실린더로드가 상기 링크구조체에 결합되어 있고 반대쪽 끝은 상기 프레임의 하단부에 힌지결합되어 상기 링크구조체를 밀거나 당기는 유압실린더와, V자 형상으로 일단은 상기 프레임의 아래쪽 선단부에 힌지결합되고 그 꺽어진 중앙부는 상기 링크구조체에 힌지결합되며 타단은 지보고정부를 가지는 지보인상아암 및, 상기 프레임에 고정되어 상기 유압실린더를 작동시키는 유압유니트를 구비한다.

본 발명의 지보조립장치는, 프레임의 최선단에 고정된 쉬브와, 상기 프레임의 후단부에 고정된 유압윈치 및, 이 유압윈치로부터 상기 쉬브를 지나 하방으로 연장된 와이어로프를 포함하는 지보인상부를 더 구비한다.

여기에서, 상기 와이어로프의 끝에는 지보를 고정하는 지보체결구가 구비되어 있으며, 상기 링크구조체는 일단이 상기 프레임의 하단부에 힌지결합된 수직링크와, 이 수직링크의 타단에 그 일단이 힌지결합된 수평링크를 구비하고, 상기 지보인상아암의 V자 형상으로 꺽어진 부분은 상기 수평링크의 타단과 힌지결합되어 있다.

그리고, 상기 링크구조체는 상기 프레임의 양쪽에 각각 설치되고, 상기 각 링크구조체는 횡단바로 연결되어 있고, 상기 유압실린더의 피스톤은 상기 횡단바의 중앙부분에 길이조정가능하도록 결합되어 있다.

또한, 상기 지보인상부는 상기 프레임의 양쪽에 각각 설치되어 독립적으로 또는 동시에 작동가능하며, 상기 유압유니트에는 상기 유압실린더 및 상기 각 지보인상부에 있는 유압윈치로의 유압흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브 및 이 솔레노이드 밸브의 개폐를 지시하는 제어박스가 구비되어 있다.

이와 같은 본 발명의 지보조립장치에 의해 지보를 설치하는 경우, 기계장치에 의해 지보를 들어올림으로써 지보설치작업이 용이하여, 안전사고를 줄임과 동시에 지보설치시의 작업인력이 편중되지 않게 되어 터널굴착공사의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 지보조립장치를 상세히 설명한다. 한편, 이하의 설명에서, 상부, 하부, 상단, 하단, 좌, 우 등의 방향을 지시하는 용어들을 사용하여 부재들의 위치를 나타내고 있으나 이는 단지 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아님을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지보조립장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 도 1의 지보조립장치의 배면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지보조립장치는 프레임(110)과, 상기 프레임(110)의 아래쪽 선단부에 힌지결합되어 있는 링크구조체(120a)를 구비하고, 상기 링크구조체(120a)는 유압실린더(112)에 의해 전방으로 밀리거나 또는 후방으로 당겨지는 구조로 되어 있으며, 링크구조체(120a)에는 V자 형상으로서 그 끝에 지보고정부(128a)를 가지는 지보인상아암(124a)이 힌지결합되어 있다.

프레임(110)은 강도유지를 위하여 철제빔들을 대략 사각형상으로 조립하거나 또는 용접하여 제작하는 것이 바람직하다. 프레임(110)의 상단부는 상단지보(170c)에 이동가능하도록 지지되는데 이에 대해서는 후술한다.

프레임(110)의 하단에는 링크구조체(120a)가 그 선단부에 힌지결합되는데, 이 링크구조체(120a)는 수직링크(123a)와 수평링크(122a)로 이루어진다. 수직링크(123a)의 일단부는 프레임(110)의 하단부에 힌지결합되어 있으며, 수직링크(123a)의 타단부에는 수평링크(122a)의 일단부가 힌지결합되어 있다. 또한, 대략 V자 형상의 지보인상아암(124a)이 수평링크(122a)의 타단부에 힌지결합된다. 한편, 지보인상아암(124a)이 지보(170d)를 들어올릴 때 작용하는 하중을 견딜 수 있도록 링크구조체는 도 2에 120a와 120b로 도시된 바와 같이 프레임(110)의 좌우측에 각각 하나씩 설치되는바, 도 2에는 우측의 수직링크(123a)와 좌측의 수직링크(123b)만이 도시되어 있다. 이와 같이 프레임(110)의 양쪽에 힌지결합된 링크구조체(120a, 120b)를 보강하기 위하여 우측 링크구조체(120a)와 좌측 링크구조체(120b) 사이에는 횡단바(129)가 설치된다. 마찬가지로, 지보인상아암도 도 2에 124a와 124b로 도시된 바와 같이 우측 및 좌측 링크구조체(120a, 120b)에 각각 하나씩 힌지결합된다. 지보인상아암들(124a, 124b)의 단부에는 지보고정바(128)가 고정되며, 이 지보고정바(128)는 양끝에 지보고정부(128a, 128b)를 구비한다. 이 지보고정부(128a, 128b)는 그 안쪽으로 오목홈이 형성되어 있는데, 이 오목홈은 지보(170d)가 끼워맞춰지도록 크기가 설정된다.

유압실린더(112)는 한끝이 프레임(110)의 하단 중앙부에 힌지결합되고, 실린더로드의 끝이 횡단바(129)의 중앙부에 길이조정가능하도록 결합된다. 유압실린더(112)의 로드의 길이를 조정하는 방식은 도시되지 않았지만, 예컨대 실린더로드의 끝에 나사산을 형성하고 횡단바(129)의 관통홈(미도시) 내부에 대응 나사산을 형성하여, 실린더로드의 끝이 상기 관통홈에서 너트로 나사체결되도록 하면, 너트를 조이거나 풀어주는 것만으로 실린더로드의 길이를 조정할 수 있다. 이와 같이 실린더로드의 길이를 조정가능하도록 하면, 작업장의 높이변화에 대응하여, 또는 작업자의 작업환경에 맞추어 지보인상아암(124a, 124b)의 높이를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

프레임(110)에는 지보인상부가 더 구비되는데, 지보인상부는 프레임(110)의 최선단에 고정된 쉬브(148)와 프레임(110)의 후단부에 고정된 유압윈치(140)와, 이 유압윈치(140)로부터 쉬브(148)를 지나 하방으로 연장된 와이어로프(142)를 포함한다. 한편, 도 2를 참조하면, 지보인상부는 프레임(110)의 좌우측에 각각 설치되는데, 좌측 지보인상부를 구성하는 쉬브(149)와 유압윈치(141) 및 와이어로프(143)가 상기 우측 지보인상부의 구성과 마찬가지로 설치된다. 우측 및 좌측 와이어로프(142, 143)의 끝에는 각각 지보(170d)를 와이어로프(142, 143)에 연결하여 지보(170d)를 작업장의 바닥으로부터 들어올리기 위한 지보체결구(146, 147)가 구비되는데, 이 지보체결구(146, 147)는 단순히 볼트이거나, 걸고리(hook)일 수 있다. 우측 유압윈치(140)와 좌측 유압윈치(141)는, 지보(170d)를 작업장의 바닥으로부터 들어올릴 때, 지보(170d)가 균형을 유지하도록 동시에 작동하는 것이 바람직하지만, 지보(170d)가 균형을 잃고 한쪽으로 기울어진 경우에 다시 수평으로 되돌릴 수 있도록 각각 독립적으로 작동할 수도 있다.

프레임(110)상에는 유압펌프(미도시)를 포함하는 유압유니트(130)가 더 구비되는데, 본 발명에 따른 지보조립장치의 유압연결을 개략적으로 나타내는 도 5를 참조하면, 이 유압유니트(130)에 유압실린더(112)와 지보인상부의 유압윈치(140, 141)로의 유압흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브들(132a, 132b, 132c)이 일체로 또는 별개로 구비되고, 이 솔레노이드 밸브들(132a, 132b, 132c)의 개폐를 지시하는 제어박스(135)가 유압유니트(130)에 연결되어 있다.

이미 설명한 바와 같이, 프레임(110)의 상단부는 지지수단(150)에 의해 상단지보(170c)에 이동가능하도록 지지되는데, 지지수단의 확대도인 도 3과 도 4를 참조하면, 이 지지수단(150)은 상단지보(170c)에 클램프(156)를 이용하여 고정되며, 지지수단(150)의 몸체(152) 내부에는 한 쌍의 롤러캐스터(153, 154)가 동일 수평축 상에서 서로 마주보며 설치되어 있다. 지지수단(150)의 몸체(152) 내부는, 프레임(110)의 상단부에 고정된 H빔(118)이 삽입될 수 있도록 상기 대향하는 롤러캐스터(153, 154) 사이에 빈 공간이 형성되어 있으며, 롤러캐스터(153, 154)의 위쪽으로도 빈 공간이 형성되어 있다.

한편, 도 1에서 상단지보(170c)는 공중에 떠 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도면을 간단히 하기 위한 것 뿐이며 실제로는 (작업장 바닥에 설치된) 하단지보(170b) 상에 조립되어 있는 측면지보(170a)들에 의해 받쳐지고 있다. 그리고, 도 1에서 설명되지 않은 참조부호 180은 전방으로 굴진하는 메서플레이트를 나타낸다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 지보조립장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 클램프(156)를 이용하여 지지수단(150)을 선행조립된 상단지보(170c)에 고정시킨다. 이어서, 본 발명의 지보조립장치를 들어올린 후, 지보조립장치의 프레임(110) 상단에 고정되어 있는 H빔(118)을 도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같이 지지수단(150)의 공간 사이로 삽입하여, 지보조립장치를 상단지보(170c)에 지지되도록 한다. 이와 같이 하면, 본 발명의 지보조립장치가 상단지보(170c)에 이동가능하게 지지되어 지보조립작업의 준비단계가 완료된다. 한편, 지지수단(150)은 클램프(156)의 결합을 해제하는 것만으로 상단지보(170c)로부터 간단히 결합이 분리될 수 있으며, 분리된 지지수단(150)은 이하에서 기술되는 방식으로 새로 설치되는 전방의 상단지보에 클램프(156)로 결합시키게 되면 본 발명의 지보조립장치를 계속 전방으로 전진시킬 수 있다.

그리고, 제어박스(135)의 유압실린더 스위치를 작동시켜 유압실린더(112)의 로드를 후방으로 수축시키게 되면, 링크구조체(120a, 120b)가 작동하여 지보인상아암(124a, 124b)이 도 1에 도시된 위치에서 아래쪽으로 지보체결위치로 내려오게 된다.

이어서, 제어박스(135)의 유압윈치 스위치를 작동시켜 와이어로프(142, 143)를 작업장 바닥까지 내린 후, 와이어로프(142, 143)의 지보체결구(146, 147)를 작업장 바닥에 놓여 있는 지보(170d)의 체결공에 체결한다(도 1의 좌측 하단부에 점선으로 나타낸 와이어로프 참조). 그리고, 와이어로프(142, 143)를 위쪽으로 끌어올리면, 작업장 바닥에 놓여 있던 지보(170d)가 들어올려지는데, 상기 지보체결위치에 도달할 때까지 와이어로프(142, 143)를 계속 끌어올린다. 이 때, 작업자가 지보(170d)의 균형을 유지하도록 하는 것이 좋다.

지보(170d)가 지보체결위치에 도달하게 되면, 유압윈치(140, 141)의 작동을 중지하고 작업자가 지보(170d)를 지보인상아암(124a, 124b)의 지보고정부(128a, 128b)에 끼워맞춘다. 여기서, 지보고정부(128a, 128b)의 오목홈 내에는 예컨대 볼트와 같이 지보(170d)의 고정을 보조하는 보조고정구(미도시)가 구비되어, 지보인상아암(124a, 124b)이 상하로 움직이는 동안 지보(170d)가 지보고정부(128a, 128b)의 오목홈으로부터 빠져나오지 않도록 하는 것이 좋다. 한편, 지보(170d)가 지보고정부(128a, 128b)에 끼워맞춰진 후 단단히 고정되면, 와이어로프(142, 143)의 지보체결구(146, 147)를 지보(170d)의 체결공으로부터 결합해제하여 와이어로프(142, 143)가 자유롭게 되도록 한다.

지보(170d)를 지보고정부(128a, 128b)에 단단히 고정시킨 후, 제어박스(135)의 유압실린더 스위치를 작동시켜 유압실린더(112)의 로드를 전방으로 신장시키게 되면, 링크구조체(120a, 120b)가 작동하여 지보인상아암(124a, 124b)이 도 1에 도시된 위치에서 위쪽으로 지보조립위치로 들어올려지게 된다.

이와 같이, 지보(170d)가 지보조립위치에 들어올려져 있는 동안, 다시 와이어로프(142, 143)를 작업장 바닥까지 내린 후, 이들 와이어로프(142, 143)의 지보체결구(146, 147)를 작업장 바닥에 놓여 있는 다른 2개의 지보의 체결공에 각각 체결하고, 와이어로프(142, 143)를 위쪽으로 끌어올리면서 이 지보들을 굴착터널의 양 측면쪽으로 세워 바닥의 하단지보(170b) 위에 조립하면, 도 1에 도시된 바와 같이 측면지보(170a)가 굴착면의 좌측 및 우측면에 설치된다.

이어서, 지보조립위치에 들어올려져 있는 지보(170d)를 상기와 같이 설치된 측면지보(170a) 위에 올려놓고 조립하게 되면 1조의 지보설치작업이 완료되는데, 계속하여 메서플레이트를 유압추진기로 밀어넣으면서 막장을 굴착하고, 지보조립장치를 새로운 지보를 설치할 위치까지 전방으로 밀어넣고 전술한 바와 같은 지보조립작업을 반복하여 계속 진행한다.

이상의 설명에서, 본 발명은 특정한 예시적 실시예를 중심으로 설명되었다. 그러나 첨부된 청구범위 또는 이와 균등범위 내에서 당업자에 의해 각종 변형예 및 수정예가 행해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 명세서 및 도면은 한정적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 지보조립장치는 지보의 설치작업이 기계장치에 의해 이루어지기 때문에, 지보설치작업이 용이하고 안전사고를 방지할 수 있으며 동시에 지보설치시의 작업인력이 편중되지 않게 되어 터널굴착공사의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims

프레임(110)과, 이 프레임(110)의 아래쪽 선단부에 힌지결합되어 있는 링크구조체(120a,120b)와, 실린더로드가 상기 링크구조체(120a,120b)에 결합되어 있고 반대쪽 끝은 상기 프레임(110)의 하단부에 힌지결합되어 상기 링크구조체(120a, 120b)를 밀거나 당기는 유압실린더(112)와, V자 형상으로 일단은 상기 프레임(110)의 아래쪽 선단부에 힌지결합되고 그 꺽어진 중앙부는 상기 링크구조체(120a,120b)에 힌지결합되며 타단은 지보고정부(128a,128b)를 가지는 지보인상아암(124a,124b) 및, 상기 프레임(110)에 고정되고서 솔레노이드 밸브와 제어박스 등을 구비하여 상기 유압실린더(112)를 작동시키는 유압유니트(130)를 구비하는 지보조립장치에 있어서,

상기 프레임(110)의 최선단에 고정된 쉬브(148,149)와, 상기 프레임(110)의 후단부에 고정된 유압윈치(140,141) 및, 상기 유압윈치(140,141)로부터 상기 쉬브(148,149)를 지나 하방으로 연장된 와이어로프(142,143)를 포함하는 지보인상부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 지보조립장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 지보인상부의 상기 와이어로프(142,143)의 끝에는 지보(170d)를 고정하기 위한 지보체결구(146,147)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 지보조립장치.
제1항에 있어서, 상기 링크구조체(120a,120b)는 일단이 상기 프레임(110)의 하단부에 힌지결합된 수직링크(123a,123b)와, 이 수직링크(123a,123b)의 타단에 그 일단이 힌지결합된 수평링크를 구비하고, 상기 지보인상아암(124a,124b)의 V자 형상으로 꺽어진 부분은 상기 수평링크의 타단과 힌지결합되어 있는 것을 특징으로 하는 지보조립장치.
제4항에 있어서, 상기 링크구조체(120a,120b)는 상기 프레임(110)의 양쪽에 각각 설치되고, 상기 각 링크구조체(120a,120b)는 횡단바(129)로 연결되어 있으며, 상기 유압실린더(112)의 로드는 상기 횡단바(129)의 중앙부분에 길이조정가능하도록 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 지보조립장치.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 지보인상부는 상기 프레임(110)의 양쪽에 각각 설치되어 독립적으로 또는 동시에 작동가능한 것을 특징으로 하는 지보조립장치.
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