KR100478029B1 - 무진동 암반파쇄기용 브라켓 장치 및 이를 이용한 암반굴착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무진동 암반 파쇄기를 건설 중기에 장착하여 사용할 수 있게 하는 브라켓 장치 및 이를 이용한 암반 굴착 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 장착된 무진동 암반 파쇄기를 전후, 좌우, 상하로 이동 가능하게 하여 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 정확히 삽입할 수 있게 하고, 삽입공의 위치에 관계 없이 암반 파쇄기의 파쇄날을 용이하게 삽입할 수 있게 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치 및 이를 이용하여 능률적으로 굴착 작업을 수행할 수 있는 암반 굴착 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 구성은, 통상의 중기 아암과 고정핀에 의해 연결될 수 있도록 결착홈이 구비된 결착부; 상기 결착부의 하부와 결합되고, 구동모터 및 상기 구동모터로부터 회전력을 공급받아 회전하는 감속기 기능의 스윙기어를 포함하여 구성되며, 상기 구동모터가 회전함에 따라 상기 체결판에 대하여 수평 회전하는 회전부; 상기 회전부의 일측 하부에 회동 가능하도록 힌지 결합되고, 이송실린더, 가이드레일 및 상기 이송실린더의 신축에 따라 전후로 왕복동하는 이동체를 포함하여 구성되는 전후진이송부; 상기 회전부의 하부 및 상기 전후진이송부의 상부에 각각 힌지 결합되는 유압 실린더로서 상기 유압실린더의 신축에 따라 상기 전후진이송부가 상기 회전부와 이루는 수평 각도가 조정되는 조정실린더; 및 상기 이동체의 하면에 회동 가능하도록 힌지 결합되고, 무진동 암반 파쇄기를 장착할 수 있는 파쇄기장착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 수평굴착 작업을 위한 무진동 암반파쇄기용 브라켓 장치를 이용한 암반 굴착 방법은, 통상의 천공기가 진입하여 암반면에 삽입공을 천공하는 천공단계; 상기 천공기가 철수하고 본 발명의 브라켓 장치가 장착된 건설중기가 진입하는 중기교대단계; 상기 건설 중기를 이용하여 무진동 암반 파쇄기를 상기 삽입공에 삽입시키고 암반을 파쇄하는 암반파쇄단계; 상기 건설중기에 버켓을 교체 장착하는 버켓장착단계; 상기 버켓이 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄된 암반을 집토하고 대기중인 덤프트럭에 적재하는 집토상차단계; 상기 덤프트럭이 적재된 암반을 반출하는 반출단계; 및 상기 건설중기가 암반면에서 철수하는 철수단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 천공단계 내지 상기 철수단계를 반복적으로 수행하여 암반을 굴착하게 된다.

Description

무진동 암반파쇄기용 브라켓 장치 및 이를 이용한 암반 굴착 방법{Bracket device for vibrationless rock breaker and Rock excavating method using the same}

본 발명은 무진동 암반 파쇄기를 건설 중기에 장착하여 사용할 수 있게 하는 브라켓 장치 및 이를 이용한 암반 굴착 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 장착된 무진동 암반 파쇄기를 전후, 좌우, 상하로 이동 가능하게 하여 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 정확히 삽입할 수 있게 하고, 삽입공의 위치에 관계 없이 암반 파쇄기의 파쇄날을 용이하게 삽입할 수 있게 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치 및 이를 이용하여 능률적으로 굴착 작업을 수행할 수 있는 암반 굴착 방법에 관한 것이다.

일반적으로 산악지형 및 도심지 등에 개설되는 도로공사, 터널 시공 등의 각종 토목 공사에서 여러가지 형태의 암반 등이 돌출되어 작업의 장애 요인으로 작용하는 경우가 빈번하게 발생된다. 따라서 이러한 암반등을 제거하기 위하여 다양한 암반 파쇄 방법이 사용되어 왔으며, 이러한 방법으로는 크롤러 드릴 등을 이용하여 암반 상에 다수의 삽입공을 형성하고, 이들 삽입공에 폭발물을 삽입하여 발파하는 방법과 또는 별도의 브레이커를 이용하여 암반의 일부를 계속적으로 타격하여 파쇄하는 방법등이 사용되어 왔다.

그러나, 상술한 폭발물을 이용한 방법 또는 브레이커를 이용한 타격 방법 등은 작업 장소뿐 아니라 주위 환경에 상당한 소음과 진동을 유발하고, 그 여파로 인하여 주변의 건축물 또는 암벽 등에 균열이 발생하거나 붕괴를 초래하였으며, 또한 이에 따른 민원 발생도 끊이지 않는 등의 문제점이 있어 왔다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 무진동 암반 파쇄기에 관한 고안을 하고 이를 선출원하여 실용신안등록 제98399호로 등록 받은 바 있으며, 최근에는 소음 및 진동의 저감 효과가 탁월한 무진동 암반 파쇄기를 이용한 공법이 점점 확산되고 있다.

한편, 이와 같은 무진동 암반 파쇄기를 이용한 암반 굴착 작업을 개략하면, 먼저 종래의 일반적인 천공장비를 이용하여 파쇄하고자 하는 암반면에 삽입공을 천공하고, 상기 삽입공에 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입한 후, 상기 무진동 암반 파쇄기를 작동시켜 암반을 파쇄한다. 다음으로는 붐대에 브레이커를 장착한 포크레인 등의 건설 중기가 진입하여 파쇄된 암반을 재파쇄한다. 이렇게 재파쇄된 암반은 상기 브레이커를 버켓으로 교체 장착한 건설장비에 의해, 또는 버켓을 붐대에 장착한 별도의 건설 중기에 의해 집토되고 후방에 대기하고 있는 덤프트럭에 적재되어 반출되게 된다. 상기와 같은 일련의 작업을 연속적으로 수행함으로써 암반 굴착 작업이 이루어 진다.

그런데, 무진동 암반 파쇄기를 이용하여 암반을 파쇄하기 위해서는 천공장비에 의해 천공된 삽입공에 무진동 암반 파쇄기를 정확하게 삽입하여야 하는 데, 이와 같은 삽입 작업을 하는 종래의 방법을 보게 되면, 무진동 암반 파쇄기에 와이어로프를 감아 고정시키고, 상기 와이어로프를 건설 중기의 버켓등으로 걸어 삽입공의 대략적인 부근에 위치시키면 대기하고 있던 보조작업자(보통 2명)가 인력으로 암반 파쇄기를 밀어 파쇄날을 삽입공 안으로 삽입시키는 방법으로 하여왔던 것이다. 그러나, 이와 같은 종래의 방법은 와이어로프를 사용하여 암반 파쇄기를 양중, 이동하는 것이므로 이동 과정에서 암반 파쇄기의 흔들림이 심하여 파쇄기의 파쇄날을 삽입공의 위치에 정확히 위치시키는 것이 거의 불가능하고, 인력에 의해 삽입 작업을 하는 것이기 때문에 인건비가 추가로 들 뿐 아니라 작업 효율이 떨어지고, 또한 안전성에도 문제가 있어 왔다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 건설 중기에 무진동 암반 파쇄기를 연결하여 사용할 수 있게 하는 브라켓 장치들이 개발되어 출원된 바 있다. 이와 같은 선출원으로는 본 출원인 및 본 발명자의 선출원인 특허출원 제1998-0503015호, 실용신안등록출원 제 1993-0023699호를 비롯하여, 등록실용신안 제 0275163호가 있다. 그러나 상기 출원들은 기본적으로 암반 파쇄기가 수직 방향, 또는 수평 방향으로 건설 중기의 붐대에 매달린 형태로 구성되어 있어, 터널 시공 등의 토목 공사에서 터널의 상부나 벽면 주위의 삽입공에는 파쇄기의 파쇄날을 삽입하는 것이 불가능하다. 즉, 터널의 상부측에 천공된 삽입공에 파쇄기의 파쇄날을 삽입하기 위해서는 건설 중기의 붐대를 상승시켜야 하고, 그렇게 되면 파쇄날을 삽입공에 삽입하기 이전에 건설 중기의 붐대가 터널의 천정면에 접촉하게 되어 작업이 불가능하게 되는 것이다. 따라서, 종래에는 암반 파쇄기를 별도의 지그를 이용하여 수동으로 삽입공에 접근시키기 때문에 그에 따른 과다한 작업 시간과 여러 작업자의 과도한 노동력이 요구되는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같이 터널 벽면 주위에 암반 파쇄기를 삽입할 수 없는 문제점을 해결하고자 특허출원 제 2000-0061205호가 출원된 바 있다. 그러나 이는 첨부한 도1에서 알 수 있는 것과 같이 운전석으로부터 암반 파쇄기의 파쇄날까지의 거리가 매우 멀어 작업자의 정밀한 작업에 지장이 있을 뿐 아니라 구조적으로도 작업차의 전방으로 하중이 과도하게 작용하므로 전도될 수 있는 위험이 상존한다. 이에 대하여 본 출원인은 특허출원 제 2001-0057943호(본 출원의 출원일 현재 미공개)에서 "무진동 암반파쇄기의 수평굴착 작업용 브라켓 장치"를 출원한 바 있다. 그러나 상기 출원은 포크레인과 같은 일반 건설 중기에 장착할 수 있도록 하는 것을 고려하지 않은 것으로, 본 출원인이 실제로 제작하여 시험 작업을 하여 본 결과 만족할만한 작업 능력을 발휘하지 못하였다. 이에 본 발명자는 상기 출원을 더욱 연구하여 개량한 결과 본 출원의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 개발하게 되었다.

또한, 종래의 브라켓 장치에는 전술한 것과 같은 문제점 이외에도 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 천공장비에 의해 천공된 삽입공은 직경에 비하여 깊이가 깊으며, 또한 삽입공도 정확히 수평으로 천공되지 않는 경우가 대부분이다. 이 때, 암반파쇄기의 파쇄날을 삽입공의 천공된 각도에 정확히 대응하여 삽입시키지 않으면 파쇄날이 삽입공의 벽면에 걸려서 삽입이 곤란하게 되는 경우가 발생하며, 또한 이를 무리하게 삽입하게 되면 파쇄날 및 장비에 손상을 초래할 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치는 무진동 암반 파쇄기 장착부를 상부 구성 요소와 힌지로 결합함으로써 천공 각도와 삽입 각도 간의 불일치를 흡수할 수 있게 하였다.

이하에서는 터널 시공 등의 토목 공사에 있어서 종래 암반 굴착 방법의 문제점을 살펴 보기로 한다.

앞서 살펴 본 바와 같이 터널 시공과 같은 토목 공사에서 암반 굴착 작업 순서는 천공 장비에 의한 삽입공의 천공; 상기 삽입공내에 무진동 암반 파쇄기의 삽입 및 암반 파쇄; 파쇄된 암반의 재파쇄 및 집토; 집토된 암반의 반출;의 순으로 이루어진다. 이를 더욱 상세히 설명하면, 먼저 천공 장비가 파쇄할 암반의 전면으로 진입하고 천공 작업을 수행한다. 다음으로 상기 천공 장비가 완전히 철수한 후 무진동 암반 파쇄기를 장착한 건설 중기가 진입하여 암반 파쇄 작업을 수행한다. 다음으로는 상기 건설 중기가 철수하고 브레이커를 장착한 포크레인이 진입한다. 상기 포크레인은 파쇄된 암반을 장착된 브레이커를 사용하여 덤프트럭 등에 적재 가능한 크기로 재파쇄한다. 다음으로는 상기 포크레인이 브레이커를 버켓으로 바꾸어 장착하고, 재파쇄된 암반을 후방에 대기하는 덤프트럭에 집토 및 적재하게 된다. 다음으로는 작업을 끝낸 상기 포크레인이 철수하고 다시 천공 장비가 진입한다. 이와 같은 작업 과정을 반복함으로써 암반 굴착 작업이 이루어진다.

이상에서 볼 수 있듯이 터널과 같이 작업 공간이 협소한 환경에서 암반 굴착 작업을 하기 위해서는 각 공정 단계마다 시공 장비가 철수하고 진입하는 과정을 반복하는 것이 불가피하다. 그런데, 이러한 장비의 교대 횟수가 증가할 수록 공기가 길어지고 작업 능률이 저하되는 것은 너무나 당연하다. 더구나 암반 굴착 작업이 진척됨에 따라 장비의 교대시마다 철수, 진입 거리가 늘어나게 되어 장비의 교대에 소요되는 시간이 더욱더 길어지게 된다. 따라서, 본 발명자는 본 발명에서 제공하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 이용함으로써 한 대의 장비만으로 암반 파쇄, 재파쇄 및 집토 작업을 수행하게 하여 공기 단축, 작업 능률의 향상을 꾀할 수 있는 암반 굴착 방법을 개발하게 되었다.

본 발명은 전술한 것과 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명은 포크레인과 같은 통상의 중기에 무진동 암반 파쇄기를 장착할 수 있게 하고, 전후, 좌우, 상하로 이동 가능하여, 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 정확히 위치시킬 수 있는, 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 터널 공사 등에서 삽입공의 천공된 위치에 관계 없이 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입시킬 수 있는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전후이송장치 및 몸체와 힌지 결합된 무진동 암반 파쇄기 장착부를 구비함으로써 삽입공의 천공된 수평 각도에 관계 없이 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 용이하게 삽입시킬 수 있는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적들에 부가하여 본 발명은 터널 시공 등의 토목 공사에서 한 대의 건설 중기로 암반의 파쇄, 재파쇄 및 집토 작업을 수행함으로써, 암반 굴착 작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있는 암반 굴착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 것과 같은 목적을 달성하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 구성은, 통상의 중기 붐대와 고정핀에 의해 연결될 수 있도록 결착홈이 구비된 결착부; 상기 결착부의 하부와 결합되고, 구동모터 및 상기 구동모터로부터 회전력을 공급받아 회전하는 감속기 기능의 스윙기어를 포함하여 구성되는 회전부; 상기 회전부의 일측 하부에 회동 가능하도록 힌지 결합되고, 이송실린더, 상기 이송실린더의 신축에 따라 전후로 왕복동하는 이동체 및 상기 이동체가 슬라이딩하는 가이드레일을 포함하여 구성되는 전후진이송부; 상기 회전부의 하부 및 상기 전후진이송부의 상부에 각각 힌지 결합되는 유압 실린더로서 상기 유압실린더의 신축에 따라 상기 전후진이송부가 상기 회전부와 이루는 수평 각도가 조정되는 조정실린더; 및 상기 이동체의 하면에 회동 가능하도록 힌지 결합되고, 무진동 암반 파쇄기를 장착할 수 있는 파쇄기장착부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파쇄기장착부에는 받침프레임을 더 장착할 수도 있다.

이하에서, 상기 구성에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 구성, 작용 효과 및 이를 이용한 시공 방법에 대하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 사시도이며, 도3은 상기 브라켓 장치의 분해된 모습을 도시한 분해 사시도이다.

본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치는 포크레인과 같은 통상의 건설중기의 아암 선단과 결합되어 사용되어지는 것으로서, 도시한 바와 같이 건설중기 아암과의 결합을 위해 결착부(10)가 구비된다. 상기 결착부(10)는 본 실시예에서는 2개의 판상 부재인 결착판(11,11')으로 구성되어 있으며, 건설중기 붐대와 고정핀(12,12')을 통해 결합할 수 있도록 다수개의 결착홈(13,13'; 일반적인 포크레인과 결합하는 경우에는 2개)이 형성되어 있다.

상기 결착부의 하부에는 회전부가 연결된다. 상기 회전부는 구동모터(21) 및 스윙기어(23)를 포함하여 구성되는데, 상기 스윙기어(23)는 회전부(20)의 상부에 장착된 구동모터(21)가 회전함에 따라 암반 파쇄기(60)를 수평으로 회전시킨다. 상기 스윙기어는 도3에 도시되어 있는 것과 같이, 내향 치차를 구비하고 있으며 구동모터(21)의 구동축기어(22)와의 기어비에 의해 감속기로서의 성능을 가진다. 본 실시예에서는 장치가 차지하는 부피를 줄이기 위해 스윙기어(23)가 내향 치차를 가지는 것으로 구성하였으나, 외향 치차로 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상기 구동모터(21)의 종류를 선택함에 있어, 전동모터를 사용하게 되면 건설 중기의 동력을 사용하여야 한다는 점에서, 본 실시예에서는 유압모터로서 구성하였다. 그러나 전동모터를 사용하여도 본 발명을 실시하는 데에는 아무런 지장이 없을 것이다.

상기 회전부(20)의 하부에는 전후진이송부(30)가 결합된다. 상기 전후진이송부(30)는 도3에서 보는 바와 같이, 유압 실린더(31), 가이드레일(33), 이동체(32)를 포함하여 구성된다. 상기 이동체는 상기 유압 실린더(31)의 로드에 연결되어 유압 실린더의 신축에 따라 상기 가이드레일(33)상을 전후로 이동하게 되어 그 하부에 연결된 파쇄기장착부(50)를 전후로 이송한다.

상기 전후진이송부(30)는 상기 회전부(20)의 일측 하부에 회동 가능하도록 힌지 결합된다. 또한, 상기 힌지 결합된 회전부(20)의 타측 하부에는 유압 실린더로 된 조정실린더(40)가 힌지 결합되며, 상기 조정실린더(40)는 전후진이송부(30)의 상부와도 힌지 결합되어, 상기 조정실린더(40)가 신축하게 되면, 상기 전후진이송부(30)와 회전부(20)가 이루는 수평 각도가 조정되게 된다.

상기 이동체(32)의 하부에는 무진동 암반 파쇄기가 장착되는 파쇄기장착부(50)가 결합된다. 상기 파쇄기장착부(50)는 암반 파쇄기(60)의 외주 형상에 맞도록 원형의 장착면을 가지며, 상기 이동체(32)와는 회동 가능하도록 힌지로 결합된다. 이와 같이 파쇄기장착부(50)가 상부 구성요소와 힌지로 결합됨으로 해서, 본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치는 다음과 같은 특유의 효과를 발휘한다. 즉, 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 삽입함에 있어, 삽입공이 천공된 각도에 관계없이 대략 수평 방향으로 파쇄날을 삽입하여도 힌지에 의해 삽입공의 천공 각도와 파쇄날의 삽입 각도 간의 편차가 흡수되어 용이하게 파쇄날을 삽입시킬 수 있는 것이다. 또한, 이러한 힌지 결합은 다음과 같은 중요한 효과도 아울러 발휘한다. 본 발명의 다른 목적, 즉, 터널의 천정 부근에 천공된 삽입공에도 파쇄기의 파쇄날을 용이하게 삽입하기 위해서는 후술하는 바와 같이 본 발명의 브라켓 장치를 건설 중기의 붐대에 뒤집어서 장착하여야 한다. 다시 말하면, 무진동 암반 파쇄기가 상부로 가도록 장착하는 것이다. 그런데 종래와 같이 와이어로프에 파쇄기가 매달린 형태에서는 파쇄기가 상부로 가게되면 이를 지지할 수 없으므로 이러한 장착 방법이 불가능하다. 그러나, 본 발명은 상술한 바와 같이 힌지로 결합함으로써 고정 부위가 유동성을 가짐과 동시에 암반 파쇄기를 지지할 수 있으므로 이러한 장착 방법이 가능하게 된다.

한편, 상기 파쇄기장착부(50)에는 받침프레임(51)을 더 형성할 수 있다. 상기 받침프레임(51)은 도시한 바와 같이 바닥면을 평평하게 하여 본 발명의 브라켓 장치를 건설 중기로부터 분리하였을 때, 바닥면에 안정되게 거치할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 동작 과정 및 사용 방법을 설명한다.

먼저, 건설 중기의 운전자는 건설 중기를 주행하여 삽입공이 천공된 굴착 예정 암반면에 접근한다. 다음으로 건설 중기의 붐과 아암을 조작하여 무진동 암반 파쇄기를 파쇄할 암반면에 대략적으로 위치시킨다. 상기와 같이 암반 파쇄기를 대략적으로 위치시킨 후에는 본 발명의 브라켓 장치를 작동하여 파쇄기의 파쇄날을 삽입하고자 하는 삽입공의 입구에 정확히 위치시킨다. 이 때, 전후진이송부(30)의 유압 실린더(31)는 압축된 상태에서 작업한다. 위와 같이 파쇄날을 삽입공의 입구에 위치시킨 후에는 상기 전후진이송부(30)의 유압 실린더(31)를 신장시킴으로써 하부에 연결된 암반 파쇄기(60)를 전진시켜 파쇄날을 삽입공에 삽입시킨다. 상술한 바와 같이 파쇄기장착부(50)는 전후진이송부(30)에 힌지로 결합되어 있으므로, 운전자는 삽입공의 천공된 각도에 관계없이 단지 전후진이송부(30)의 유압 실린더(31)를 신장시키는 것만으로 간편하게 파쇄날을 삽입할 수 있는 것이다.

도5a 내지 도5c는 본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치가 삽입공의 암반상에서의 높이에 따라 시공되는 상태를 도시한 도면이다.

도5a 및 도5b에는 삽입공의 높이가 암반면의 하단 및 중단에 위치하는 경우에 본 발명의 브라켓 장치를 이용하여 작업하는 상태가 도시되어 있으며, 이 때에는 본 발명의 브라켓 장치를 통상적으로, 즉, 암반 파쇄기가 아래로 위치하도록 장착하여 암반 파쇄 작업을 수행한다.

도5c에는 삽입공이 터널 암반면의 상부에 위치하고 있는 경우에 작업하는 상태가 도시되어 있다. 이 때에는 도5a 및 도5b에 도시된 것처럼 암반 파쇄기가 아래로 위치하도록 하여 작업하려고 하면 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 삽입하는 것이 불가능하다. 즉, 건설 중기의 붐대 상부로부터 암반 파쇄기의 파쇄날이 상당히 떨어져 있으므로, 파쇄날을 삽입공에 삽입하려고 하면 붐대의 상부가 터널의 천정에 걸려 작업을 할 수가 없는 것이다. 따라서 이와 같은 경우에는 도5c에서와 같이 브라켓 장치를 반대로, 즉 암반 파쇄기가 윗쪽에 위치하도록 장착하면 터널 상부의 삽입공에 대해서도 파쇄날을 삽입하여 작업할 수가 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 이용하여 암반 굴착 작업을 하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 수평굴착 작업을 위한 무진동 암반파쇄기용 브라켓 장치를 이용한 암반 굴착 방법은, 통상의 천공기가 진입하여 암반면에 삽입공을 천공하는 천공단계; 상기 천공기가 철수하고 본 발명의 브라켓 장치가 장착된 건설중기가 진입하는 중기교대단계; 상기 건설 중기를 이용하여 무진동 암반 파쇄기를 상기 삽입공에 삽입시키고 암반을 파쇄하는 암반파쇄단계; 상기 건설중기에 버켓을 교체 장착하는 버켓장착단계; 상기 버켓이 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄된 암반을 집토하고 대기중인 덤프트럭에 적재하는 집토상차단계; 상기 덤프트럭이 적재된 암반을 반출하는 반출단계; 및 상기 건설중기가 암반면에서 철수하는 철수단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 천공단계 내지 상기 철수단계를 반복적으로 수행하여 암반을 굴착하게 된다.

이 때, 무진동 암반 파쇄기에 의해 파쇄된 암반이 덤프트럭에 적재하기 곤란할 정도로 크기가 큰 경우에는 상기 암반파쇄단계와 상기 버켓장착단계 사이에 건설중기에서 본 발명의 브라켓 장치를 분리하고 상기 건설중기에 브레이커를 장착하는 브레이커장착단계 및 상기 브레이커가 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄된 암반을 다시 파쇄하는 재파쇄단계를 더 포함할 수도 있다.

상술한 각 단계들을 더욱 상세하게 설명하면, 먼저, 굴착하고자 하는 암반면에 통상의 천공기가 진입하여 암반면에 소정 간격으로 삽입공을 천공한다. 이 때 삽입공의 천공 깊이는 대략 3 ~ 9m 정도로 시공하며 터널 굴착 공사의 경우 설계 시방서에 따라 통상 2 ~ 3m 정도로 시공한다.

삽입공의 천공작업이 완료되면, 작업이 끝난 천공기는 암반면에서 철수하고, 본 발명의 브라켓 장치가 장착된 포크레인과 같은 건설중기가 진입한다.

다음으로는 상기 건설중기에 장착된 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 천공된 삽입공에 삽입시키고, 상기 무진동 암반 파쇄기를 작동하여 암반을 파쇄한다. 이 때 1회 파쇄 깊이는 대략 0.85m 정도이며, 전 암반면에 대하여 1회 파쇄 후, 삽입공 청소, 파쇄날 삽입 및 암반 파쇄의 작업을 수회 반복하여 삽입공이 천공된 깊이까지 암반을 연속적으로 파쇄해 나간다.

상기와 같이 암반 파쇄 작업이 끝나면, 파쇄된 암반을 반출하여야 하는 데, 상술한 바와 같이 본 발명은 집토 및 반출 작업에 별도의 건설중기를 투입하지 않고 암반 파쇄 작업을 완료한 건설중기를 그대로 활용한다. 즉, 암반 파쇄 작업을 완료한 건설중기의 붐대에서 본 발명의 브라켓 장치를 분리하고, 대신 버켓을 교체 장착한다. 이 때, 작업 장치의 신속하고 안전한 교체를 위해 건설중기 아암의 선단에 클램프를 장착하여 사용하면 더욱 효율적인 작업이 가능하다. 한편, 파쇄된 암반이 덤프트럭에 적재하기 곤란할 정도로 크기가 큰 경우에는 상기 버켓 대신 브레이커를 장착하여 암반 재파쇄 작업을 먼저 수행한 후 버켓을 장착한다.

다음으로는 상기 버켓이 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄 내지는 재파쇄된 암반을 집토하고, 이를 후방에 대기 중인 덤프트럭에 적재하며, 파쇄된 암반을 적재한 덤프트럭은 이를 반출하게 된다.

이후로는, 작업을 완료한 건설중기는 암반면에서 철수하게 되고, 다시 천공기가 진입하여 삽입공을 천공하는 단계부터 전술한 단계들을 반복적으로 수행함으로써 암반 굴착 작업이 이루어지게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 의해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 특히, 본 발명은 터널 시공 등의 수평 작업을 염두에 두고 개발되어 상세한 설명에서도 수평 작업을 중심으로 설명하였으나 본 발명의 브라켓 장치를 수직 작업 등에서 실시하는 것도 충분히 가능한 것으로서, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 의하면, 포크레인과 같은 통상의 중기에 무진동 암반 파쇄기를 장착할 수 있게 하고, 전후, 좌우, 상하로 이동 가능하여, 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 정확히 위치시킬 수 있는, 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치가 제공되며, 이를 이용하면 터널 공사 등에서 삽입공의 천공된 위치에 관계 없이 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입시킬 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의하면, 전후이송장치 및 몸체와 힌지 결합된 무진동 암반 파쇄기 장착부를 구비함으로써 삽입공의 천공된 수평 각도에 관계 없이 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 삽입공에 용이하게 삽입시킬 수 있는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치가 제공된다.

이밖에도 본 발명에 의하면, 터널 시공 등의 토목 공사에서 한 대의 건설 중기로 암반의 파쇄, 재파쇄 및 집토 작업을 수행함으로써, 암반 굴착 작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있는 암반 굴착 방법이 제공된다..

도1은 종래의 암반 파쇄시스템의 구성 및 조립관계와 그 사용 상태를 나타내는 도면이다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 사시도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 분해된 모습을 도시한 분해 사시도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치의 정면도 및 측면도이다.

도5는 터널 시공시 삽입공의 높이에 따라 본 발명의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 사용하는 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 결착부 11,11': 결착판

12,12': 고정핀 13,13': 결착홈

20: 회전부 21: 구동모터

22: 구동축기어 23: 스윙기어

30: 전후진이송부 31: 유압 실린더

32: 이동체 33: 가이드레일

40: 조정실린더 50: 파쇄기장착부

51: 받침프레임 60: 무진동 암반 파쇄기

Claims (5)

1. 통상의 중기 붐대와 고정핀에 의해 연결될 수 있도록 결착홈이 구비된 결착부;

   상기 결착부의 하부와 결합되고, 구동모터 및 상기 구동모터로부터 회전력을 공급받아 회전하는 감속기 기능의 스윙기어를 포함하여 구성되는 회전부;

   상기 회전부의 일측 하부에 회동 가능하도록 힌지 결합되고, 이송실린더; 상기 이송실린더의 신축에 따라 전후로 왕복동하는 이동체; 및 상기 이동체가 슬라이딩하는 가이드레일을 포함하여 구성되는 전후진이송부;

   상기 회전부의 하부 및 전후진이송부의 상부에 각각 힌지 결합되는 유압 실린더로서, 상기 유압 실린더의 신축에 따라 상기 전후진이송부가 상기 회전부와 이루는 수평 각도가 조정되는 조정실린더; 및,

   상기 이동체의 하부에 결합되는 것으로 통상의 무진동 암반 파쇄기를 장착하기 위한 파쇄기장착부; 를 포함하되,

   상기 파쇄기장착부는 상기 이동체의 하부에 결합됨에 있어 자유로운 회동이 가능하도록 힌지에 의해서만 결합 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치.
2. 제1항에서 상기 파쇄기장착부에는 받침프레임이 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치.
3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 구동모터는 유압모터인 것을 특징으로 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치.
4. 통상의 천공기가 암반면에 진입하여 삽입공을 천공하는 천공단계;

   상기 천공기가 철수하고, 제1항 내지 3항 중 어느 한 항의 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치가 장착된 건설중기가 암반면에 진입하는 중기교대단계;

   상기 건설 중기를 이용하여 무진동 암반 파쇄기의 파쇄날을 상기 삽입공에 삽입시키고 암반을 파쇄하는 암반파쇄단계;

   상기 건설중기에 버켓을 교체 장착하는 버켓장착단계;

   상기 버켓이 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄된 암반을 집토하고 대기중인 덤프트럭에 적재하는 집토상차단계;

   상기 덤프트럭이 적재된 암반을 반출하는 반출단계; 및

   상기 건설중기가 암반면에서 철수하는 철수단계;

   를 포함하여 이루어지며, 상기 천공단계 내지 상기 철수단계를 반복적으로 수행하여 암반을 굴착하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 이용한 암반 굴착 방법.
5. 제 4항에서, 상기 암반파쇄단계와 상기 버켓장착단계 사이에는,

   상기 건설중기에 브레이커를 교체 장착하는 브레이커장착단계; 및

   상기 브레이커가 장착된 건설중기를 이용하여 파쇄된 암반을 재파쇄하는 재파쇄단계;

   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무진동 암반 파쇄기용 브라켓 장치를 이용한 암반 굴착 방법.