KR100562465B1 - An agitation and hammer apparatus for boring and the using method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지중을 굴착 및 교반하는 보링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보링장치의 로드 하단부에 연결 장착되는 교반함마케이싱의 하부 외측면에 고정부착되어 로드의 회전에 의해 회전되면서 지중을 교반 및 굴착하는 복수개의 선단교반비트와, 교반함마케이싱 내측에 구비되어 있으며 상부는 로드 내측의 에어이송관과 연통되어 있고 하부는 함마비트부의 연결관과 연통되어 있는 에어챔버와, 상기 선단교반비트들 사이부분의 교반함마케이싱 내측에 각각 구비되어 있으며 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있고 상기 에어챔버로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되어 지중의 암반층을 타격하여 굴착하도록 되어 있는 복수개의 함마비트부와, 상기 교반함마케이싱의 중심부분에 수직으로 관통설치되어 선단교반비트의 하단 중앙에 천공된 약액배출공으로 약액이 배출되도록 되어 있는 약액배출관으로 구성되어 있어 지중의 암반층을 타격하여 파쇄하면서 굴착 및 교반하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 보링용 교반함마장치 및 그 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boring device that excavates and stirs the ground, and more particularly, it is fixed to the lower outer surface of the stirring hamcasing that is connected to the bottom of the rod of the boring device is fixed by the rotation of the rod while stirring and stirring the ground. A plurality of tip stirring bits to be excavated, an air chamber which is provided inside the stirring hammer casing, the upper part of which is in communication with the air transfer pipe inside the rod, and the lower part of which is in communication with the connecting tube of the hammer bit part, and a portion between the tip stirring bits Each of the plurality of hammer bits are provided inside the stirring hammer casing of the plurality and are inclined at a predetermined angle from the vertical downward to the outer direction and driven by compressed air supplied from the air chamber to strike and excavate the rock layers in the ground. And a tip end penetrating perpendicularly to the central portion of the stirring hammer casing. Boring agitation device and boring method characterized in that it consists of a chemical liquid discharge pipe that is discharged to the chemical liquid discharge hole punched in the center of the bottom of the beet while crushing and stirring while hitting the rock bed in the ground It is about.
보링용 교반함마장치, 함마비트부, 함마비트피스톤, 함마비트실린더, 에어이송관, 에어챔버, 약액배출관 Stirring hammer device for boring, hammer bit part, hammer bit piston, hammer bit cylinder, air transfer pipe, air chamber, chemical liquid discharge pipe
Description
도 1은 본 발명에 따른 보링용 교반함마장치가 장착된 보링장치를 사용하여 지중을 굴착 및 교반하는 상태의 개략도 1 is a schematic diagram of a state of excavating and stirring the ground using a boring device equipped with a stirring hammer device for boring according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 일실시예의 보링용 교반함마장치가 장착된 보링장치의 일부 단면 개략도 Figure 2 is a partial cross-sectional schematic view of the boring device equipped with a stirring hammering device for one embodiment according to the present invention
도 3은 도 2의 A-A'선의 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예의 보링용 교반함마장치의 저면도Figure 4 is a bottom view of the stirring hammer device for boring of an embodiment according to the present invention
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 > <Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1. 교반함마장치 2. 보링장치1. Stirring
3. 오거드라이버 4. 기어박스3. Auger driver 4. Gearbox
5. 로드 6. 교반날개5.
7. 스위블조인트 8. 로드밴드7. Swivel Joint 8. Road Band
9. 에어공급장치 10. 교반함마케이싱9.
11. 선단교반비트 12a, 12b. 에어이송관 11.
13. 에어챔버 14. 함마비트부13.
15. 약액배출공 16. 약액배출관15.
17a, 17b. 금속편 18. 에어공급호스17a, 17b. Metal Part 18.Air Supply Hose
19. 연결관 20. 함마비트실린더19.
21. 함마비트피스톤 22. 약액공급관21.Hamma
23. 약액공급스위블 24. 함마비트선단부23. Chemical supply swivel 24. Hammer bit end
본 발명은 지중을 굴착 및 교반하는 보링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보링장치의 로드 하단부에 연결 장착되는 교반함마케이싱의 하부 외측면에 고정부착되어 로드의 회전에 의해 회전되면서 지중을 교반 및 굴착하는 복수개의 선단교반비트와, 교반함마케이싱 내측에 구비되어 있으며 상부는 로드 내측의 에어이송관과 연통되어 있고 하부는 함마비트부의 연결관과 연통되어 있는 에어챔버와, 상기 선단교반비트들 사이부분의 교반함마케이싱 내측에 각각 구비되어 있으며 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있고 상기 에어챔버로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되어 지중의 암반층을 타격하여 굴착하도록 되어 있는 복수개의 함마비트부와, 상기 교반함마케이싱의 중심부분에 수직으로 관통설치되어 선단교반비트의 하단 중앙에 천공된 약액배출공으로 약액이 배출되도록 되 어 있는 약액배출관으로 구성되어 있어 지중의 암반층을 타격하여 파쇄하면서 굴착 및 교반하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 보링용 교반함마장치 및 그 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a boring device that excavates and stirs the ground, and more particularly, it is fixed to the lower outer surface of the stirring hamcasing that is connected to the bottom of the rod of the boring device is fixed by the rotation of the rod while stirring and stirring the ground. A plurality of tip stirring bits to be excavated, an air chamber which is provided inside the stirring hammer casing, the upper part of which is in communication with the air transfer pipe inside the rod, and the lower part of which is in communication with the connecting tube of the hammer bit part, and a portion between the tip stirring bits Each of the plurality of hammer bits are provided inside the stirring hammer casing of the plurality and are inclined at a predetermined angle from the vertical downward to the outer direction and driven by compressed air supplied from the air chamber to strike and excavate the rock layers in the ground. And a tip end penetrating perpendicularly to the central portion of the stirring hammer casing. Boring stirring armament apparatus and method for using the same, which consists of a chemical liquid discharge pipe which is discharged into the chemical liquid discharge hole punched in the center of the bottom of the beet while hitting and crushing rock layers in the ground It is about.
일반적으로 물의 유입을 방지하기 위한 연직차수벽의 설치, 연약지반의 보강이나 지반침하로 인한 건축물이나 구축물의 안전에 커다란 위험이 초래될 경우, 비위생 매립장이나 폐광산 등의 오염된 지하수의 이동을 차단하는 차폐벽(Cut-off wall)의 설치, 주열식(柱列式) 지반개량시공 등 지중에 구조물이나 시설물의 구축시에는 보링 그라우팅 장치, 굴착장치, 연약지반 개량장치 등의 장비를 사용하여 먼저 기초 작업으로 지중에 소정의 깊이로 구멍을 천공(보링작업)한 후 2차적으로 그라우팅 등의 시공을 하게 된다.In general, shielding blocks the movement of contaminated groundwater, such as unsanitary landfills or abandoned mines, when there is a significant risk to the safety of buildings or structures due to the installation of vertical water barriers to prevent the inflow of water, reinforcement of soft ground, or ground subsidence. When constructing structures or facilities in the ground, such as installing cut-off walls and heat-treatment ground improvement construction, first use basic equipment such as boring grouting, drilling and soft ground improvement equipment. As a result, after boring (boring) the hole to a predetermined depth in the ground, secondary construction is performed.
이러한 보링작업시 보링 그라우팅 장치, 굴착장치, 연약지반 개략장치 등에 구비된 보링장치를 이용하여 지중에 구멍을 천공하게 되며, 천공되는 지반이 경질의 두꺼운 경암층이나 화강암층일 경우, 종래에는 보링장치의 로드 하단부에 하나의 에어함마비트를 장착하여 통상의 에어공급장치로부터 공급되는 고압의 압축공기에 의해 에어함마비트가 수직방향으로 상하운동함과 동시에 로드의 회전에 의해 회전되면서 암반층을 타격하여 지중의 암반층을 천공하도록 되어 있는 것이나, 상기 에어함마비트는 천공되는 구멍의 직경과 유사한 크기의 하나의 에어함마비트로 되어 있으며 수직방향으로만 상하운동하면서 지중의 암반층을 타격하여 파쇄하도록 되어 있어 암반층이 일정크기 이하로 파쇄되거나 암반층이 부식암으로 되어 있는 경우 더이상 암반층을 잘게 파쇄하지 못하고, 오히려 에어함마비트의 수직 상하운동에 의해 파쇄된 암반층이 지중에서 단단하게 다져지는 현상이 발생하게 되어 지중 천공작업이 어렵게 되며, 또한 단단하게 다져진 지반에 무리한 힘을 가하여 작업시 에어함마비트 선단부의 마모가 증가하여 에어함마비트의 수명이 단축되고 작업능률이 저하되는 문제점이 있었다.In the boring operation, boring is provided in the ground by using a boring device provided in a boring grouting device, an excavation device, a soft ground sketching device, and when the ground is a hard thick hard rock or granite layer, conventionally, the boring device One air hammer bit is installed at the lower end of the rod, and the air hammer bit is vertically moved up and down by the high pressure compressed air supplied from a normal air supply device, and rotated by the rotation of the rod while hitting the rock layer. The air hammer bit is designed to perforate the rock layer, but the air hammer bit is one air hammer bit having a size similar to the diameter of the hole to be drilled, and the rock layer is fixed to the ground by striking the rock layer in the ground while vertically moving up and down. No more crushed or if the rock layer is corrosive Rather than crushing the semi-layers, rather, the rock layer crushed by the vertical vertical movement of the air hammer bit is hardened in the ground, which makes it difficult to drill the underground, and also applies excessive force to the solidly ground. Increasing wear of the air hammer bit at the end of the air shortens the service life of the air hammer bit and reduces work efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 수직하방에서 외측방향으로 경사진 복수개의 함마비트부에 의해 지중의 암반층을 사선방향으로 타격하여 잘게 파쇄함과 동시에 선단교반비트들에 의해 지중을 교반 및 굴착하여 용이한 지중 천공이 이루어지도록 하고, 함마비트부에 무리한 힘이 가해지지 않아 함마비트선단부의 마모를 감소시키고 작업능률을 향상시키도록 하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above by a plurality of hammer bit portion inclined in the vertical direction from the bottom down to strike the rock bed layer in the diagonal direction and finely crush the ground at the same time stirring the ground by the agitating bits And it is aimed to make easy underground drilling by excavation, and do not apply excessive force to the hammer bit portion to reduce the wear of the hammer bit end portion and improve the work efficiency.
이러한 목적을 달성하기 위하여 통상의 오거드라이버와 기어박스와 복수개의 로드와 교반날개와 스위블조인트과 로드밴드와 에어공급장치로 구성된 보링장치에 있어서, 상기 로드의 하단부에 연결 장착되는 교반함마케이싱의 하부 외측면에 고정부착되어 로드의 회전에 의해 회전되면서 지중을 교반 및 굴착하는 복수개의 선단교반비트와, 교반함마케이싱 내측에 구비되어 있으며 상부는 로드 내측의 에어이송관과 연통되어 있고 하부는 함마비트부의 연결관과 연통되어 있어 에어이송관으로부터의 압축공기를 일시적으로 저장하여 복수개의 함마비트부에 공급하는 에어챔 버와, 상기 선단교반비트들 사이부분의 교반함마케이싱 내측에 각각 구비되어 있으며 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있고 상기 에어챔버로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되어 지중의 암반층을 타격하여 굴착하도록 되어 있는 복수개의 함마비트부와, 상기 교반함마케이싱의 중심부분에 수직으로 관통설치되어 선단교반비트의 하단 중앙에 천공된 약액배출공으로 고화제 등의 약액이 배출되도록 되어 있는 약액배출관로 구성되어 있는 것에 본 발명의 특징이 있다.
Boring device composed of a conventional auger driver, a gearbox, a plurality of rods, a stirring blade, a swivel joint, a rod band, and an air supply device to achieve this purpose, the lower outer portion of the stirring mixer casing is connected to the lower end of the rod It is fixed to the side and is rotated by the rotation of the rod a plurality of tip stirring bits for stirring and excavating the ground, and is provided inside the stirring hammer casing, the upper portion is in communication with the air transfer pipe inside the rod, the lower portion of the hammer bit portion connection It is in communication with the pipe and is provided in the air chamber for temporarily storing the compressed air from the air transfer pipe and supplying it to the plurality of hammer bits, and inside the stirring vessel casing between the end stirring bits, respectively. Is inclined at a predetermined angle in the direction of the air chamber portion A plurality of hammer bits are driven by the supplied compressed air to strike and excavate the rock layer in the ground, and the chemical liquid discharge hole is installed vertically through the central portion of the stirring hammer casing and drilled in the lower center of the tip stirring bit The present invention has a feature in that it is composed of a chemical liquid discharge tube through which chemical liquids such as a solidifying agent are discharged.
이하 본 발명의 바람직한 구성을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred configuration of the present invention will be described in detail by the accompanying drawings.
본 발명에 따른 보링용 교반함마장치(1)는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 보링 그라우팅 장치, 굴착장치, 연략지반 개량장치 등의 보링장치(2)에 연결장착되어 사용되고, 통상의 오거드라이버(3)와 기어박스(4)와 복수개의 로드(5)와 교반날개(6)와 스위블조인트(7)과 로드밴드(8)와 에어공급장치(9)로 구성된 보링장치(2)의 로드(5) 하단부에 각각 연결 장착되며, 상기 오거드라이버(3) 및 기어박스(4)에 의해 각각 정역회전되면서 구동되는 로드(5)의 회전에 따라 정역회전되면서 지중의 암반층을 타격하여 파쇄하고 굴착 및 교반하도록 되어 있다.Boring stirring hammer device (1) according to the present invention is used to be connected to the boring device (2), such as boring grouting device, excavation device, rough ground improvement device, as shown in Figures 1 to 4, a common auger driver (3) a rod of a boring device (2) consisting of a gearbox (4), a plurality of rods (5), stirring blades (6), a swivel joint (7), a rod band (8) and an air supply device (9) (5) connected to the lower end, respectively, by the auger driver (3) and the gear box (4) is reversed by the rotation of the rod (5) driven by the forward and reverse rotation, respectively, hitting the rock bed of the ground to crush and excavate And stirring.
상기 보링용 교반함마장치(1)의 구체적인 구성을 살펴보면 상기 로드(5)의 하단부에 연결 장착되는 교반함마케이싱(10)의 하부 외측면에 고정부착되어 로드(5)의 회전에 의해 회전되면서 지중을 교반 및 굴착하는 복수개의 선단교반비트(11)와, 교반함마케이싱(10) 내측에 구비되어 있으며 상부는 로드(5) 내측의 에어이송관(12a)(12b)과 연통되어 있고 하부는 함마비트부(14)의 연결관(19)과 연통되어 있어 에어이송관(12a)(12b)으로부터의 압축공기를 일시적으로 저장하여 복수개의 함마비트부(14)에 공급하는 에어챔버(13)와, 상기 선단교반비트(11)들 사이부분의 교반함마케이싱(10) 내측에 각각 구비되어 있으며 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있고 상기 에어챔버(13)로부터 공급된 압축공기에 의해 구동되어 지중의 암반층을 타격하여 굴착하도록 되어 있는 복수개의 함마비트부(14)와, 상기 교반함마케이싱(10)의 중심부분에 수직으로 관통설치되어 선단교반비트(11)의 하단 중앙에 천공된 약액배출공(15)으로 고화제 등의 약액이 배출되도록 되어 있는 약액배출관(16)으로 구성되어 있다.Looking at the specific configuration of the
상기 복수개의 선단교반비트(11)는 단단한 탄소강 등의 재질로 되어 있으며 보링장치(2)의 로드(5) 하단부에 일체로 연결 장착되는 교반함마케이싱(10)의 하단면에서부터 하부 외측면사이에 수직방향으로 세워진 상태로 고정부착되어 지중을 교반 및 굴착하도록 되어 있는데, 하부는 좁고 상부는 점점 넓어지는 계단식의 판형상으로 되어 있고 선단교반비트(11)의 하단면에는 다이아몬드나 내마모성 특수합금으로 된 금속편(17a)이 다수개 고정부착되어 교반 및 굴착효율을 증가시키도록 되어 있으며, 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서 도 1, 2, 4에 도시된 바와 같이 상기 교반함마케이싱(10)의 하부 외측면에 120°간격으로 3개의 선단교반비트(11) 가 각각 고정부착되어 있는 것이 가장 안정적인 구조를 형성하게 된다.The plurality of front
상기 에어챔버(13)는 상기 교반함마케이싱(10) 내측 상부에 구비되어 있으며 상부는 로드(5)의 내측에 수직으로 관통설치된 에어이송관(12a)(12b)과 연통되어 있고 하부는 상기 함마비트부(14)의 연결관(19)과 연통되어 있어 에어이송관(12a)(12b)으로부터 공급되는 압축공기를 일시적으로 저장하여 상기 복수개의 함마비트부(14)에 각각 공급하도록 되어 있다. The
상기 에어이송관(12a)(12b)은 로드(5)의 내측을 따라 수직으로 관통설치되어 있으며 로드(5)의 상부에 구비된 스위블조인트(7)와 연결되어 있는 에어공급호스(18)를 통해 통상의 에어공급장치(9)로부터 공급된 압축공기가 이송 공급되도록 되어 있다.The
상기 복수개의 함마비트부(14)는 도 1, 2, 4에 도시된 바와 같이 선단교반비트(11)들 사이부분의 교반함마케이싱(10) 내측에 각각 구비되어 있으며 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 구비되어 있어 지중의 암반층을 효과적으로 타격 및 파쇄하면서 굴착되도록 되어 있고, 연결관(19)과 함마비트실린더(20)와 함마비트피스톤(21)으로 되어 있다.As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the plurality of
상기 연결관(19)은 에어챔버(13)와 함마비트실린더(20)사이에 연통 설치되어 있어 에어이송관(12a)(12b)으로부터 이송되어 에어챔버(13)에 일시적으로 저장된 압축공기를 각 함마비트부(14)의 함마비트실린더(20) 내부로 동시에 공급하도록 되 어 있다. The connecting
상기 함마비트실린더(20)는 통상적으로 사용되는 공압기기로서 에어공급장치(9)에서 공급되는 압축공기에 의해 공압이 발생되는 부분으로, 교반함마케이싱(10)의 내측에 구비되어 있되 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있어 내측에 구비된 함마비트피스톤(21)이 수직하방에서 외측방향으로 경사진 상태에서 상하 왕복이동하도록 되어 있으며 상부는 상기 연결관(19)과 연통되어 있다. The
상기 함마비트실린더(20)는 수직방향에서 외측방향으로 대략 1 ~ 5°정도 경사지게 설치되는 것이 가장 바람직하다.The
또한, 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서 상기 교반함마케이싱(10)의 하부 외측면에 120°간격으로 고정부착된 3개의 선단교반비트(11)들 사이에 각각 함마비트실린더(20)가 설치되는 것이 가장 안정적인 구조를 형성하게 된다.In addition, the
상기 함마비트피스톤(21)은 각 함마비트실린더(20)의 내측에 삽입되어 함마비트실린더(20) 내부의 공압에 의해 수직하방에서 외측방향으로 경사진 상태에서 상하 왕복이동하면서 암반층을 사선방향으로 타격하여 암반층이 다져지는 현상없이 고르게 파쇄되면서 굴착되도록 되어 있으며, 하단부에는 다이아몬드나 내마모성 특수합금으로 된 금속편(17b)이 다수개 고정부착된 함마비트선단부(24)가 형성되어 있어 파쇄 및 굴착효율을 증가시키도록 되어 있다.The
상기 약액배출관(16)은 교반함마케이싱(10)의 중심부분에 수직으로 관통설치 되어 있으며 상부는 로드(5) 중앙부분에 수직으로 관통설치된 약액공급관(22)과 연결되어 있고 선단교반비트(11)의 하단 중앙에 천공된 약액배출공(15)을 통해 고화제 등의 약액이 배출되도록 되어 있으며, 상기 약액공급관(22)은 기어박스(4) 상부에 형성된 약액공급스위블(23)과 연결되어 있어 상기 약액공급스위블(23)을 통해 고화제 등의 약액이 주입되도록 되어 있다.The chemical
본 발명에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation according to the present invention.
본 발명의 보링용 교반함마장치(1)를 사용하여 지중의 암반층을 천공할 경우 통상의 에어공급장치(9)에서 발생된 압축공기가 스위블조인트(7)에 연결된 에어공급호스(18)를 거쳐 복수개의 로드(5) 내측에 수직으로 관통설치된 에어이송관(12a)(12b)으로 공급되고, 상기 에어이송관(12a)(12b)을 통해 로드(5) 하부에 연결장착된 보링용 교반함마장치(1)의 에어챔버(13) 내부로 압축공기가 일시적으로 저장된 후 복수개의 함마비트부(14)의 각 연결관(19)을 통해 연속적으로 함마비트실린더(20)에 공급되고 수직하방에서 외측방향으로 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있는 상기 함마비트실린더(20) 내부의 함마비트피스톤(21)이 로드(5)의 회전에 의해 회전됨과 동시에 수직하방에서 외측방향으로 경사진 상태에서 상하 왕복이동하면서 암반층을 사선방향으로 타격하여 암반층이 다져지는 현상없이 고르게 파쇄되면서 굴착되도록 하고, 교반함마케이싱(10)의 하부 외측면에 복수개 고정부착되어 있는 선단교반비트(11)가 로드(5)의 회전에 의해 회전되면서 지중을 교반 및 굴착하며, 약액공급스위블(23)을 통해 고화제 등의 약액이 주입되어 로드(5) 내 측의 약액공급관(22)으로 이송되고 교반함마케이싱(10)의 중심부분에 수직으로 관통설치되어 있는 약액배출관(16)으로 공급되며 선단교반비트(11)의 하단 중앙에 천공된 약액배출공(15)과 로드(5)에 구비된 다수개의 교반날개(6)를 통해 외부로 배출되어 굴착 및 교반과 동시에 약액배출이 이루어지게 된다.When boring rock layers in the ground using the boring stirring
상기와 같이 본 발명에 의하면 수직하방에서 외측방향으로 경사진 상태로 설치되어 있는 복수개의 함마비트부에 의해 함마비트피스톤이 로드의 회전에 의해 회전되면서 지중의 암반층을 사선방향으로 타격하여 지중의 암반층이 다져지는 현상없이 잘게 파쇄함과 동시에 선단교반비트들의 회전에 의한 굴착 및 교반으로 용이한 지중 천공이 이루어지며, 함마비트부에 무리한 힘이 가해지지 않아 함마비트선단부의 마모를 감소시키고 작업능률을 향상시키게 되는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, the hammer bit piston is rotated by the rotation of the rod by a plurality of hammer bit parts installed in an inclined state from the vertical downward to the outside direction, and strikes the rock layer in the ground in an oblique direction, and thus the rock layer in the underground. It is easily crushed without being compacted and at the same time, drilling and agitation by the rotation of the tip agitator bit make the underground drilling easy. There is an effect to be improved.
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