KR100563991B1 - 한국형 호박돌 지반의압입추진공법(케이와이-8추진공법)및 그 장치 - Google Patents

한국형 호박돌 지반의압입추진공법(케이와이-8추진공법)및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 추진선도관의 전면부에 설치된 다수개의 에어브레이커를 이용, 추진선도관의 전면부 둘레를 따라 호박돌을 파쇄 하는 한편, 이 파쇄된 호박돌 틈새로 특수강판으로 제작된 선도실드를 다수개의 중압 잭을 이용하여 1m 정도 선추진후, 선도 실드를 통해 확보된 공간만큼 추진본관을 후추진해 나가는 2 공정 방식으로 추진하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)및 그 장치에 관한 것이다.
호박돌지반 압입추진공법. 압입추진공법. 강관압입추진.

Description

한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(케이와이-8추진공법)및 그 장치 {The method of construction (KY-8 pipejacking and propulsion method) and apparatus for propulsion which composed of cobble and/or crushed rock in soil layer}
도1 종래의 호박돌지반 압입추진 공정도(a: 호박돌 파쇄형 실드머신, b: 호박돌 파쇄형 커터 해드, c: 파쇄 매커니즘, d: 시공도)
도2 종래의 자갈파쇄장치 분류표
도3 본 발명의 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치) 전체도
도4 본 발명의 압입추진 선단부(A Zone) 측단면 상세도
도5 본 발명의 압입추진 추진 선단부(A Zone) 정면 상세도
도6 본 발명의 압입추진중간부 (B Zone) 측단면 상세도
도7 본 발명의 압입추진 중간부 (B Zone) 정면 상세도
도8 본 발명의 압입추진후단부 (C Zone) 측단면 상세도
도9 본 발명의 압입추진 후단부 (C Zone) 정면 상세도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3), 선도중압잭(4), 선도중압잭실린더(5), 에어브레이커(10), 에어브레이커로드(11), 에어분사기(12), 센서(15), 선도중압잭지지벽(16), 선도중압잭반발벽(17), 유압유니트(20), 유압호스(21), 유압조절기(21-1), 반력벽(22), 유압잭(23), 실린더(24), 추진보조관(25), 레일(26), 유압분배기(28), 에어콤퓨레서(30), 고압에어호스(31), 고압에어분배기 (38), 패쇄회로카메라(40), 조명(41), 패쇄회로카메라 및 조명지지대(42), 유압분배기 및 고압에어분배기 지지대(42-1), 케이블(50,50-1), 완충장치(60), 발전기(61), 보호철판(70), A:압입추진선단부, B: 압입추진중간부, C:압입추진후단부, E;전진장치, F:추진선도관, G: 추진관, H:도로, I: 지반(토양), J:호박돌
본 발명은 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)및 그 장치에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 추진선도관의 전면부의 에어브레이커를 통해 추진선도관의 전면부에 존재하는 호박돌을 파쇄하고, 이 파쇄된 틈에 선도부실드를 이용하여 강관을 추진하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법으로서 일명 KY-8추진공법이라 출원인이 명명한 한국형 호박돌 지반의 압입 추진공법 및 그 장치에 관한 것이다.
근래 들어 인구 및 경제거점의 집중현상이 대도시를 중심으로 가속화되고 국내 행정구역 분류가 광역화되면서 상. 하수도, 통신, 전력, 도시가스 등 경제생활과 직접 관련된 각종 관로들에 대해 지하공간의 입체적 이용의 필요성이 빠르게 증가하고 있다.
국내의 경우, 지금까지 상. 하수도, 통신, 전력, 도시가스등의 관로 공사는 개착 공법으로 실시하는 것이 대부분이었다. 그러나 도심 시가지 내를 개착 공법으로 굴착하여 관로를 매설하는데는 교통장해가 클 뿐 아니라 각종 민원 발생 등의 이유로 도로를 용이하게 개착.굴착하는 자체가 점차 엄하게 규제 받고 있는 상태이다. 특히 교통량이 많은 도로나 번화가, 주택 밀집지역 및 인접지역을 비롯하여 차량 전용도로와 고속도로, 철로, 제방 및 하천 횡단 등과 같은 관로 부설공사에 걸쳐 광범위하게 개착식 굴착 매설방법에 대한 규제가 엄하게 이루어지고 있는 실정이다. 그리고 지하 매설물의 증가로 인하여 새롭게 건설되는 관로 시설공사의 경우, 점점 깊은 지하 심도에서의 공사를 요구하고 있는 상황이다. 이러한 공사환경의 변화에 의해 기존의 개착식 굴착 방법이 아닌 추진공식 굴착방법에 의한 관로 공사가 국내에서도 많은 시장점유율을 차지해가고 있는 실정이다.
외국의 경우, 기존에 널리 사용되던 호박돌 지반 추진 공법으로는 현재 국내에서 보편화 되어있는 에어 브레이커를 이용한 굴착 및 추진방식, 그리고 일본 등, 선진 외국에서 널리 사용되는 자갈 및 호박돌 파쇄형 실드를 이용한 굴착방법, 마지막으로 실드기 내에 자갈 파쇄장치를 설치한 추진방법 등이 있다. 보다 구체적으로 설명하면,
첫째, 현재 국내에서 보편화 되어있는 에어브레이커를 이용한 굴착 및 추진방식은 추진선도관의 선도부분에 밀착되어있는 호박돌을 에어브레이커로 깨면서 추진하는 방식으로 모든 작업을 인력으로 수행해야하는 어려움이 존재하며, 추진선도관의 상부지반의 함몰 위험성이 너무 높고 인재사고의 위험성도 크다. 그리고 대수층 호박돌 지반에서는 물의 위험과 함께 호박돌 지반 함몰의 위험성이 커서 에어브 레이커를 이용한 인력추진방식은 잘 사용되지 않고 있다.
두 번째, 실드기의 전방에 호박돌 파쇄형 Cutter Head를 장착한 실드머신에 의한 추진공법으로 추진관경 1200mm 이하의 중소구경 추진에 보편적으로 사용되고있다. 국내에서는 추진공사 단가가 너무 높아 공법 도입에 많은 어려움을 겪고 있다. 파쇄 능력은 1축 압축강도 3000kgf/cm2이며 추진기 직경대비 60-100%의 호박돌도 파쇄 가능하다. (도1참조)
세 번째, 중,대구경관 추진에 쓰이는 토압식 실드 공법이나 이수압식 실드 공법에서 사용하는 방법으로 실드기내의 챔버에 유입되는 호박돌 및 자갈을 실드기내에 설치된 자갈 파쇄장치을 이용하여 분쇄하면서 추진하는 공법으로 자세한 사항은 도2에 나타난 바와 같다.
그러나 추진공법의 도입 역사가 짧은 국내의 경우, 아직도 추진공법에 대한 인식수준이 매우 낮으며, 기존의 터널공법과 같은 지반공학 분야에서도 추진공법이 하나의 완성된 공법으로 인정 받지 못하고 있는 상황이다. 그러나 현재, 추진공법의 선두 주자인 일본이 경우는 대구경 터널공법과 다른 하나의 독립된 분야로서 추진공법을 설정하고 있으며, 새로운 추진기술의 개발에 많은 정성과 노력을 기울이고 있다. 일본과는 다른 여러 가지 국내 사정상, 한국실정에 맞는 독자적인 추진공법이 개발 되어야 한다. 그 예로 국내는 여러 여건상 일본의 선진 추진 공법 기술을 도입하기에는 많은 어려움이 존재하는데, 우선 국내 도로의 기초지반 시공상태가 매우 불규칙이며 불량 시공된 도로가 많은 점과 추진공법에 대한 인식이 적어 이 분야에 대한 시공 단가가 일본의 선진 추진 공법을 도입해서 시공하기에는 터무 니 없이 공사비가 낮다는 점, 그리고 국내 지질 지반의 규칙적인 연속성이 적다는 점이다.
특히, 신규도로 개설시 깬돌 다지기 공법이 사용된 구간이나 제방의 기초를 다지기 위해 호박돌을 투입한 공사구간이나, 또는 구하상 위치에서의 신규도로 개설구간에서는 추진선도지반의 선굴착으로 인한 지반붕괴사고가 항상 우려되며, 호박돌 의 불규칙한 배열상으로 인하여 관로 추진방향의 부정확성이 크게 대두되고 있다.
국내에서 기존의 사용되어왔던 호박돌 지반 추진공법은 추진선도관의 전면에 접해있는 호박돌을 에어브레이커를 이용하여 파쇄하면서 추진선도관이 진입할 수 있는 공간을 조금씩 확보하면서 강관을 추진해 나가는 방식이었다.
이 공법의 단점은 공사 소요기간이 길고 에어브레이커 등으로 선두지반의 확보를 위한 호박돌 파쇄작업을 하기 위해서는 추진선도관 전면부를 벗어난 부분을 파쇄 해야 하기 때문에 아무런 보호 장치가 없어 추진선도관 상부지반이 함몰되는 사고가 많으며 심하면 제방붕괴나 도로붕괴등의 대형사고를 유발한 위험이 많았다. 이런 위험성을 제거하기 위하여 일본을 비롯한 선진외국에서는 자갈파쇄장치를 추진선도 전면에 부착한 호박돌 지반 추진용 실드공법이 보편화 되어 있으나, 공사 시행단가가 비싸 국내에의 공법도입에는 많은 어려움을 겪고 있다.
이에 본 개발자는 추진선도관의 선두부 외경에 선도실드 및 에어브레이커를 다수개 설치하여 추진관의 진로를 미리 확보하는 방식으로 안전하고 효율적인 시공이 가능하도록 본 공법을 개발하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 추진선도관의 전면부에 설치된 다수개의 에어브레이커를 통해 추진선도관의 전면부 둘레를 따라 호박돌을 파쇄 하는 한편, 이 파쇄된틈에 특수강판으로 제작된 선도부실드를 다수개의 중압 잭을 이용해 추진한후,선도부 실드를 통해 확보된 공간만큼 추진본관을 추진해 나가는 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)및 그 장치를 제공하는 것을 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제인 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 추진선도관의 전면부에 설치된 다수개의 에어브레이커를 이용, 추진선도관의 전면부 둘레를 따라 호박돌을 파쇄 하는 한편, 이 파쇄된 호박돌지반의 틈새로 특수강판으로 제작된 선도실드를 다수개의 중압 잭을 이용하여 1m 정도 선추진후, 선도실드를 통해 확보된 공간만큼 추진본관을 후추진해 나가는 2 공정 방식으로 추진하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면,
먼저, 지상부의 대용량 에어 콤퓨레서에서 생성된 고압에어는 에어호스를 통 해 추진관안으로 유입되어 추진선도관안에 설치된 에어브레이커수만큼의 분배기를 통해 추진선도관 전면 둘레에 설치된 다수개의 에어브레이커에 동력원으로써 유입된다. 에어브레이커를 통한 호박돌 파쇄는 상부, 좌하, 및 우하의 순서로 작동시키며, 상부 선도실드 부분의 선 추진 작업이 진행되는 중에는 좌하, 우하부분의 에어브레이커는 작동을 중지시킨다. 이와 같은 순서로 3부분의 선도실드를 선추진한후 본관을 후추진시키는 작업이 끝나면 처음으로 돌아와 상부 선도 실드 부분의 파쇄작업 및 선추진 작업을 실시한다. 동일한 원리로 지상부의 유압펌프를 통해 추진관안으로 유입되어 추진선도관안에 설치된 선도중압잭의 수만큼의 유압분배기를 통해 추진선도관 전방 내면 둘레에 설치된 다수개의 선도중압잭에 동력원으로서 유입된다.
선도중압잭을 이용한 선도실드의 추진 작업은 에어브레이커를 통한 호박돌 파쇄작업과 마찬가지로 상부, 좌하, 및 우하의 순서로 이루어진다.
선도실드를 추진하는데 사용하는 선도중압잭의 실린더 길이는 추진 1공정 길이인 1m로 한다.
그리고, 추진선도관 전방부 상부와 하부를 둘러싼 형태로 특수강판을 이용해 전후이동식으로 제작한 선도실드는 상반부가1400mm, 하반부가 1100mm로 상반부 선도실드가 300mm 전방으로 더 돌출되게 하여 호박돌 파쇄 작업 중에 일어날 수 있는 추진선도관 상부지반의 붕괴사고를 예방케 하였다.
또한 선도실드의 전면부는 톱니 형으로 제작하여 선도실드가 파쇄 되어진 호박돌 틈새로 쉽게 관입될 수 있도록 하였다.
추진선도관 후반부에는 관내면 둘레를 따라 선도중압잭 지지벽을 부착하여 중압 잭이 이탈하지 않도록 하였으며, 에어브레이커 및 에어호스를 보호하기 위하여 에어브레이커 설치부 표면에 보호 철판을 부착하였다.
그리고 에어브레이커와 선도실드가 맞닿는 부분에 에어브레이커를 보호하기 위한 스프링씩 완충장치와 함께 파쇄 되고 있는 호박돌의 경도를 알 수 있도록 압력감지 센서를 설치하여, 호박돌의 파쇄속도가 느릴시에는 반자동으로 선도중압잭 추진속도를 낮추도록 하였으며 반대로 호박돌의 파쇄속도가 빠를시에는 선도중압잭 추진속도가 빨라지도록 하였으며, 이 작업은 추진 내 또는 지상부에서 조종 작업이 이루어 질 수 있도록 하였다.
또한, 보다 좋은 작업환경을 달성하기 위하여 추진선도관의 후방 선단 부분에 조명장치 및 폐쇄회로 카메라 장치를 설치하여 지상부에서 모니터를 통하여 추진 작업을 수행할 수 있도록 하였으며, 추진관내로 유입되는 호박돌은 지상부 및 반력벽에 설치된 윈치 및 운반수레를 통하여 기계적으로 전진기지 밖으로 배출되도록 하였다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
제1공정(제1추진공정)
도3과 같이 토양(I)에 내부 테두리에 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드 (2), 우하선도실드(3)가 내장된 추진선도관(F)을 설치하고 상기 추진선도관(F)의 후면에 추진관(G)을 일치시킨 다음, 상기 추진관(G)을 전진시키기 위하여 추진관 (G)의 후면에 레일(26)을 설치하며 상기 레일(26)의 상부에 형성된 반발벽(22), 유압잭(23), 실린더(24) 및 추진보조관(25)을 밀착시킨 다음, 유압유니트(20)에 연결된 유압잭(23)을 작동시켜, 실린더(24)에 의해 추진보조관(25)에 강압이 전달되어 전방에 있는 추진관(G) 및 추진선도관(F)을 전방으로 추진시킨 다음,
제2공정(호박돌파쇄공정)
지상부의 대용량 에어콤퓨레서(30)를 작동시켜 고압에어를 고압에어분배기 (38)를 통해 고압에어호스(31)로 설치된 추진선도관(F)의 전면부에 형성된 상부선도실드(1)내의 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄한 다음, 추진선도관(F)의 전면좌하부에 좌하선도실드(2)내의 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄한 후에, 추진선도관(F)의 전면우하부에 우하부선도실드(3)내의 다수개의 에어브레이커수(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄되어 추진선도관(F)내로 파쇄된 호박돌등이 유입되면,
제3공정(제2추진공정)
상기와 같이, 파쇄된 호박돌지반에 틈새가 생성되면, 지상의 유압유니트(20)를 작동시켜 유압을 유압분배기(28)를 통해 유압호스(21)로 추진선도관(F)의 압입추진중간부(B)에 형성된 선도중압잭(4)을 작동시켜 추진선도관(F)을 전진시킨 후에, 제1공정으로 돌아가 상기와 같은 작동을 반복시켜 호박돌 지반에 강관을 추진하였다.
제4공정(굴착공정)
추진선도관(F)의 압입추진후단부(C)의 테두리 상부에 설치된 조명 및 폐쇄회로 카메라로 지상부에서 모니터를 통하여 추진 작업을 수행할 수 있도록 하였으며, 추진선도관(F) 및 추진관(G)내로 유입되는 호박돌은 지상부 및 반력벽에 설치된 통상의 윈치 및 운반수레를 통하여 기계적으로 전진기지 밖으로 배출되도록 하였다.
이하 본 발명을 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다,
도1 종래의 호박돌지반 압입추진 공정도(a: 호박돌 파쇄형 실드머신, b: 호박돌 파쇄형 커터 해드, c: 파쇄 매커니즘, d: 시공도), 도2 종래의 자갈파쇄장치 분류표, 도3 본 발명의 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치) 전체도, 도4 본 발명의 압입추진 선단부(A Zone) 측단면 상세도, 도5 본 발명의 압입추진 추진 선단부(A Zone) 정면 상세도, 도6 본 발명의 압입추진중간부 (B Zone) 측단면 상세도, 도7 본 발명의 압입추진 중간부 (B Zone) 정면 상세도, 도8 본 발명의 압입추진후단부 (C Zone) 측단면 상세도, 도9 본 발명의 압입추진 후단부 (C Zone) 정면 상세도를 도시한 것이며, 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드 (3), 선도중압잭(4), 선도중압잭실린더(5), 에어브레이커(10), 에어브레이커로드 (11), 에어분사기(12), 센서(15), 선도중압잭지지벽(16), 선도중압잭반발벽(17), 유압기(20), 유압호스(21), 유압조절기(21-1), 반력벽(22), 유압잭(23), 실린더 (24), 추진보조관(25), 레일(26), 유압분배기(28), 에어콤퓨레서(30), 고압에어호스(31), 고압에어분배기(38), 패쇄회로카메라(40), 조명(41), 패쇄회로카메라 및 조명지지대(42), 유압분배기 및 고압에어분배기 지지대(42-1), 케이블(50,50-1), 완충장치(60), 발전기(61), 보호철판(70), A:압입추진선단부, B: 압입추진중간부, C:압입추진후단부, E;전진장치, F:추진선도관, G: 추진관, H:도로, I: 지반(토양), J:호박돌을 나타낸 것이다.
구조를 설명하면, 도3에 도시된 바와 같이, 도로(H)하부의 호박돌이 다량 함유된 기반(토양)(I)에 강관을 압입하기 위하여, 내부 테두리에 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)가 내장된 추진선도관(F)과, 상기 추진선도관(F)의 후면에 연결되어 있으며, 추진선도관을 추진시키는 추진관(G)과, 상기 추진관(G)의 후면에 형성되어 상기 관들을 앞으로 강압에 의해 전진시키기 위한 전진장치(E)로 구성된 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8진장치)로서, 보다 상세히 설명하면,
상기 전진장치(E)는 도3에 도시된 바와 같이, 추진관(G)의 후면 상부에 형성 된 유압유니트(20)와, 상기 유압유니트(20)의 일측에 형성되어 고압의 공기를 공급하는 에어콤퓨레서(30)와, 추진관(G)의 후면에 설치된 반력벽(22)과, 상기 반력벽(22)의 전면에 설치되어 있으며, 상기 유압기(20)에 연결된 유압호스(21)에 연결된 유압잭(23)과, 상기 유압잭(23)에 연결된 실린더(24)와 상기 실린더(24)의 전방에 밀착되어 추진관(G)을 보호하는 추진보조관(25)과, 상기 반발벽(22), 유압잭(23), 실린더(24) 및 추진보조관(25)의 하부에 형성된 레일(26)과, 상기 추진보조관(25)의 전방에 추진관(G)의 후미와 밀착되도록 구성되어 있고,
상기 추진관(G)의 전면에 설치된 추진선도관(F)은 도3내지 도9에 도시된 바와 같이, 내부 테두리의 최전면에 위치되어 호박돌 파쇄장치인 에어브레이커(10)가 다수개 내장된 3개의 실드장치(상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드 (3))가 각각 독립적으로 전진되는 구조로 내장된 압입추진선단부(A)와, 상기 압입추진선단부(A)의 후면에 설치되어 있으며 상기 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)를 전진시키는 압입추진중간부(B)와, 상기 압입추진중간부 (B)의 후면에 설치되어 있으며, 상기 호박돌을 파쇄하는 압입추진선단부(A)와 상기 압입추진선단부(A)를 전진시키는 압입추진중간부(B)에 유압 및 고압에어를 공급하거나 조명(41) 및 패쇄회로카메라(40)가 내장된 압입추진후단부(C)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기 압입추진선단부(A)는 도3내지 도5에 도시된 바와 같이, 추진선도관(F) 의 최전면 테두리에 설치되어 있으며, 후면에는 압입추진중간부(B)가 구성되어 있으며,
추진선도관(F)의 상부 테두리의 1/2를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 상부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되며 파이프형사의 상부선도실드(1)와, 상부선도실드(1)의 좌하부에 설치되어 있으며, 추진선도관(F)의 하부 테두리의 좌하부 1/4를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 좌하부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되는 좌하부선도실드 (2)와,
상기 상부선도실드(1)의 우하부와 상기 좌하부선도실드(2)의 우측에 설치되어 있으며, 추진선도관(F)의 하부 테두리 우하부 1/4를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 우하부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되는 우하부선도실드(3)로 구성되어 있고,
상기 3개의 실드장치(상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3))는 파이프형상의 전면부가 톱날형상으로 홈이 형성되어 있으며, 테두리를 따라 형성된 보호철판(70)에 의해 고정된 다수개의 에어브래이커(10)와, 상기 에어브래이커(10)의 후면에 설치되어 있으며, 상기 에어브레이커(10)를 보호하기 위한 스프링씩 완충장치(60)와 및 파쇄 되고 있는 호박돌의 경도를 알 수 있도록 압력감지 센서(15)와, 상기 센서(15)와 지상부의 통제장치의 통제에 연결되어 신호를 송수신하는 케이블(50,50-1)과, 상기 에어브래이커(10)에 연결되어 있으며 고압공기를 공급하는 고압에어호스(31)로 구성되어 있으며,
상기 에어브래이커(10)는 에어분사기(12)와 상기 에어분사기(12)의 전면에 길게 연장되어 에어를 고압으로 분사하여 호박돌을 분쇄하는 에어브레이커 로드(11)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기 압입추진중간부(B)는 도6 및 도7에 도시되어 있으며, 압입추진선단부 (A)와 압입추진후단부(C)의 중간에 설치되어 있으며 상기 압입추진선단부(A)를 형성하는 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)를 전진시키는 장치로서,
추진선도관(F)의 중간 내부 테두리에 설치된 선도중압잭지지벽(16)과, 상기 선도중압잭지지벽(16)의 후면에 밀착되어 설치된 삼각형상으로 테두리를 따라 설치된 선도중압잭반발벽(17)과, 상기 선도중압잭지지벽(16)의 전면에 설치되며 선도중압잭실린더(5)와 연결되어 있으며, 한편으로는 유압조절기(21-1)와 연결된 유압호스(21)에 연결되어 형성된 다수개의 선도중압잭(4)으로 구성되어 있으며,
상기 유압호스(21)는 지상의 유압유니트(20)와 연결된 유압분배기(28)에 연결된 유압호스(21)의 일측에 형성된 유압조절기(21-1)와 연결되어 작동되는 구조인 것이다.
상기 압입추진후단부(C)는 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 압입추진중간부 (B)의 후면에 설치되어 있으며, 추진선도관(F)의 후면 내부 상부에 지지대(42)에 의해 지지되는 조명(41) 및 패쇄회로카메라(40)와, 일측에는 유압분배기 및 고압에어분배기 지지대(42-1)에 의해 고정되어 있으며 고압에어호스(31)에 의해 연결된 고압에어분배기(38)와, 상기 고압에어분배기(38)의 반대편에 또다른 유압분배기 및 고압에어분배기 지지대(42-1)에 고정되어 있으며 유압호스(21)에 의해 연결된 유압분배기(28)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 다수개의 에어브레이커가 부착된 3부분 (상부, 좌하, 우하,)의 선도실드를 설치함으로써 추진 중 일어날 수 있는 추진 선도관 상부 지반의 함몰 및 붕괴사고를 방지하였으며 좌상 및 우상의 상부실드를 하부실드에 비해 300mm 더 길게 함으로써 2차적으로도 상부지반의 붕괴 위험성을 대폭 줄였으며, 추진 선도관의 전면부 둘레에 다수개의 에어브레이커를 설치하여 호박돌 파쇄작업을 시행함으로써 기존의 1대의 에어브레이커를 이용하여 파쇄작업을 하던 공법에 비하여 공사 시간의 단축과 공사 효율을 대폭 증가 시켰고, 상부, 좌하, 우하, 3부분의 선도 실드를 설치함으로써 추진선도관의 선두부분이 추진 중 변형될 위험성을 제거하였으며, 1 공정 단위를 실드의 길이에 해당되는 1m 로 설정하여 1m 부분의 실드추진이 완료되면 확보된 공간을 따라 1m 의 본관 추진 작업이 이루어지도록 하였으며, 에어브레이커 후방부에 에어브레이커를 보호하기 위한 완충 장치와 함께, 호박돌의 경도를 알 수 있도록 압력센서를 설치하여, 호박돌을 파쇄속도가 느릴시에는 중압잭 추진속도를 낮추고, 호박돌의 파쇄속도가 빠를시에는 중압잭 추진속도를 빠르게 하여, 파쇄장치 및 선도실드의 보호와 함께 작업 효율성을 대폭적으로 향상되도록 하였다.
















Claims (8)

  1. 호박돌 지반의 압입추진공법에 있어서,
    제1공정(제1추진공정)
    토양(I)에 내부 테두리에 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)가 내장된 추진선도관(F)을 설치하고 상기 추진선도관(F)의 후면에 추진관(G)을 일치시킨 다음, 상기 추진관(G)을 전진시키기 위하여 추진관(G)의 후면에 레일(26)을 작동시켜 상기 레일(26)의 상부에 형성된 반발벽(22), 유압잭(23), 실린더(24) 및 추진보조관(25)을 밀착시킨 다음, 유압유니트(20)와 연결된 유압잭(23)을 작동시켜, 실린더(24)에 의해 추진보조관(25)에 강압이 전달되어 전방에 있는 추진관(G) 및 추진선도관(F)을 전방으로 추진시킨 다음,
    제2공정(호박돌파쇄공정)
    지상부의 대용량 에어콤퓨레서(30)를 작동시켜 고압에어를 고압에어분배기 (38)를 통해 고압에어호스(31)로 설치된 추진선도관(F)의 전면부에 형성된 상부선도실드(1)내의 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄한 다음, 추진선도관(F)의 전면좌하부에 좌하선도실드(2)내의 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄한 후에, 추진선도관(F)의 전면우하부에 우하부선도실드(3)내의 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호박돌을 파쇄되어 추진선도관(F)내로 파쇄된 호박돌등이 유입되면,
    제3공정(제2추진공정)
    상기와 같이, 파쇄된 호박돌지반에 틈새가 생성되면, 지상의 유압유니트(20)를 작동시켜 유압을 유압분배기(28)를 통해 유압호스(21)로 추진선도관(F)의 압입추진중간부(B)에 형성된 선도중압잭(4)을 작동시켜 추진선도관(F)을 전진시킨 후에, 제1공정으로 돌아가 상기와 같은 작동을 반복시켜 호박돌 지반에 강관을 추진하고,
    제4공정(굴착공정)
    추진선도관(F)의 압입추진후단부(C)의 테두리 상부에 설치된 조명 및 폐쇄회로 카메라로 지상부에서 모니터를 통하여 추진 작업을 수행할 수 있도록 하였으며, 추진선도관(F) 및 추진관(G)내로 유입되는 호박돌은 지상부 및 반력벽에 설치된 통상의 윈치 및 운반수레를 통하여 기계적으로 전진기지 밖으로 배출하여 추진함을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2공정(호박돌파쇄공정)은 지상부의 대용량 에어콤퓨레서(30)를 작동시켜 고압에어를 고압에어분배기(38)를 통해 고압에어호스(31)로 설치된 추진선도관(F)의 전면부, 전면좌하부, 전면우하부 순으로 다수개의 에어브레이커(10)에 고압에어를 공급하여 에어분사기(12)에 연결된 에어브레이커로드(11)에 공기를 고압으로 분사시켜 추진선도관(F)의 전면 둘레에 형성된 호받돌을 파쇄하여 추진선도관(F)내로 파쇄된 호박돌등이 유입시킴을 특징으로 하는 한국형 호받돌 지반의 압입추진공법(KY-8추진공법)
  3. 삭제
  4. 호박돌 지반의 압입추진장치에 있어서, 도로(H)하부의 호박돌이 다량 함유된 기반(토양)(I)에 강관을 압입하기 위하여, 내부 테두리에 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)가 내장된 추진선도관(F)과, 상기 추진선도관(F)의 후면에 연결되어 있으며, 추진선도관을 추진시키는 추진관(G)과, 상기 추진관(G)의 후면에 형성되어 상기 관들을 앞으로 강압에 의해 전진시키기 위한 전진장치(E)로 구성되어 있으며,
    상기 전진장치(E)는 추진관(G)의 후면 상부에 형성된 유압유니트(20)와, 상기 유압유니트(20)의 일측에 형성되어 고압의 공기를 공급하는 에어콤퓨레서(30)와, 추진관(G)의 후면에 설치된 반력벽(22)과, 상기 반력벽(22)의 전면에 설치되어 있으며, 상기 유압유니트(20)에 연결된 유압호스(21)에 연결된 유압잭(23)과, 상기 유압잭(23)에 연결된 실린더(24)와 상기 실린더(24)의 전방에 밀착되어 추진관(G)을 보호하는 추진보조관(25)과, 상기 반발벽(22), 유압잭(23), 실린더(24) 및 추진보조관(25)의 하부에 형성된 레일(26)과, 상기 추진보조관(25)의 전방에 추진관(G)의 후미와 밀착되도록 구성되어 있고,
    상기 추진관(G)의 전면에 설치된 추진선도관(F)은 내부 테두리의 최전면에 위치되어 호박돌파쇄장치인 에어브레이커(10)가 다수개 내장된 3개의 실드장치(상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3))가 각각 독립적으로 전진되는 구조로 내장된 압입추진선단부(A)와, 상기 압입추진선단부(A)의 후면에 설치되어 있으며 상기 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)를 전진시키는 압입추진중간부(B)와, 상기 압입추진중간부(B)의 후면에 설치되어 있으며, 상기 호박돌을 파쇄하는 압입추진선단부(A)와 상기 압입추진선단부(A)를 전진시키는 압입추진중간부(B)에 유압 및 고압에어를 공급하거나 조명(41) 및 패쇄회로카메라(40)가 내장된 압입추진후단부(C)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치).
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 압입추진선단부(A)는 추진선도관(F)의 최전면 테두리에 설치되어 있으며, 후면에는 압입추진중간부(B)가 구성되어 있으며,
    추진선도관(F)의 상부 테두리의 1/2를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 상부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되며 파이프형사의 상부선도실드(1)와, 상부선도실드(1)의 좌하부에 설치되어 있으며, 추진선도관(F)의 하부 테두리의 좌하부 1/4를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 좌하부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되는 좌하부선도실드 (2)와, 상기 상부선도실드(1)의 우하부와 상기 좌하부선도실드(2)의 우측에 설치되어 있으며, 추진선도관(F)의 하부 테두리 우하부 1/4를 차지하며 후면에 형성된 압입추진중간부(B)의 우하부테두리에 형성된 다수개의 선도중압잭(4)에 의해 전진되는 우하부선도실드(3)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치).
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 3개의 실드장치(상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3))는 파이프형상의 전면부가 톱날형상으로 홈이 형성되어 있으며,
    테두리를 따라 형성된 보호철판(70)에 의해 고정된 다수개의 에어브래이커 (10)와, 상기 에어브래이커(10)의 후면에 설치되어 있으며, 상기 에어브레이커(10)를 보호하기 위한 스프링씩 완충장치(60)와 및 파쇄 되고 있는 호박돌의 경도를 알 수 있도록 압력감지 센서(15)와, 상기 센서(15)와 지상부의 통제장치에 연결되어 신호를 송수신하는 케이블(50,50-1)과, 상기 에어브래이커(10)에 연결되어 있으며 고압공기를 공급하는 고압에어호스(31)로 구성되어 있으며,
    상기 에어브래이커(10)는 에어분사기(12)와 상기 에어분사기(12)의 전면에 길게 연장되어 에어를 고압으로 분사하여 호박돌을 분쇄하는 에어브레이커로드(11)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치).
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 압입추진중간부(B)는 압입추진선단부(A)와 압입추진후단부(C)의 중간에 설치되어 있으며 상기 압입추진선단부(A)를 형성하는 3개의 상부선도실드(1), 좌하선도실드(2), 우하선도실드(3)를 전진시키는 장치로서,
    추진선도관(F)의 중간 내부 테두리에 설치된 선도중압잭지지벽(16)과, 상기 선도중압잭지지벽(16)의 후면에 밀착되어 설치된 삼각형상으로 테두리를 따라 설치된 선도중압잭반발벽(17)과, 상기 선도중압잭지지벽(16)의 전면에 설치되며 선도중압잭실린더(5)와 연결되어 있으며, 한편으로는 유압조절기(21-1)와 연결된 유압호스(21)에 연결되어 형성된 다수개의 선도중압잭(4)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치).
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 압입추진후단부(C)는 압입추진중간부(B)의 후면에 설치되어 있으며,추진선도관(F)의 후면 내부 상부에 지지대(42)에 의해 지지되는 조명(41) 및 패쇄회로카메라(40)와, 일측에는 다른 지지대(42)에 의해 고정되어 있으며 고압에어호스(31)에 의해 연결된 고압에어분배기(38)와, 상기 고압에어분배기(38)의 반대편에 또다른 유압분배기 및 고압에어분배기 지지대(42-1)에 고정되어 있으며 유압호스(21)에 의해 연결된 유압분배기(38)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 한국형 호박돌 지반의 압입추진장치(KY-8추진장치).
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