KR100572023B1 - 지반에 도랑 벽을 만드는 방법, 도랑 벽 절삭기, 및 도랑벽 절삭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반에 도랑을 만들기 위한 방법에 관한 것으로서, 도랑 벽 절삭기 상에 위치하는 적어도 하나의 절삭 휠이 구동 장치에 의해 회전 운동을 하며, 상기 도랑 벽 절삭기는 지반으로 낮추어지고, 상기 절삭 휠 아래에 있는 흙은 박토되어 절삭 도랑이 만들어지며, 이는 경화성 액체로 채워진다. 박토된 흙은 절삭 휠에서 상기 절삭 도랑의 후방 지역으로 이동되며, 상기 절삭 도랑 내의 박토된 흙은 경화성 액체와 혼합되고, 박토된 흙의 적어도 일부는 절삭 도랑 내에 도랑 벽을 형성하기 위하여 남게 된다. 또한 본 발명은 도랑 벽 절삭기 및 도랑 벽 절삭 장치에 관한 것이다.

Description

지반에 도랑 벽을 만드는 방법, 도랑 벽 절삭기, 및 도랑 벽 절삭 장치{Method for Making A Trench Wall in The Ground, Trench Wall Cutter And Trench Wall Cutting device}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도랑 벽 절삭기 및 가이드 로드의 부분 정면도이다.

도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가이드 로드를 가지는 도랑 벽 절삭기의 부분 정면도이다.

도3은 도2에서 선A-A'를 따라 절개한 가이드 로드의 단면도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도랑 벽 절삭 장치의 측면도이다.

도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도랑 벽 절삭 장치의 측면도이다.

도6은 본 발명의 도랑 벽 절삭 장치가 상승 상태에 있을 때의 부분도이다.

도7은 본 발명의 도랑 벽 절삭 장치가 말단 위치에 있을 때의 부분도이다.

본 발명은 청구항 1의 전문에 따라 지반에 도랑 벽을 만드는 방법에 관한 것으로, 도랑 벽 절삭기 상에 위치하는 적어도 하나의 절삭 휠이 구동 장치에 의해 회전 이동하고, 도랑 벽 절삭기는 지반으로 내려가서 절삭 휠 하부에 있는 흙을 박토하여 절삭 도랑을 만들며, 다음으로 경화성 액체로 채우는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 청구항4의 전문에 따라 절삭 도랑을 만드는 도랑 벽 절삭기에 관한 것이다. 이 도랑 벽 절삭기는 프레임 및 상기 프레임 상에 위치하는 적어도 하나의 절삭 휠을 가진다.

또한 본 발명은 청구항7의 전문에 따라 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치에 관한 것으로서, 특히 상기 방법을 수행하는데 적당하고, 캐리어 도구 및 상기 캐리어 도구에서 수직으로 조정가능하게 배열된 도랑 벽 절삭기를 가진다.

지반에 도랑 벽을 만드는 방법은 DE 195 30 827 C2에 개시되어 있다. 소위 이 단계 방법이라고도 불리는 이 방법에서는, 첫 번째 단계에서 절삭 도랑이 굴착되고 절삭 도랑으로부터 배출된 흙은 지반 위로 이동한다. 결과물인 절삭 도랑은 지지 현탁액으로 채워지고 이러한 방법으로 지지된다. 두 번째 단계 및 이어지는 절삭 도랑을 파는 과정에서, 경화성 현탁액이 도랑으로 도입되어, 지지 현탁액과의 교체를 동반한다.

DE 41 41 629 C2에서 개시된 한 단계 방법에서는, 도랑은 처음부터 배출된 흙과 결합재를 혼합하여 지반 위에서 만들어진 현탁액에 의해 지지된다.

이러한 공지된 방법을 수행하기 위하여 DE 34 24 99 C2에 개시되어 있는 도랑 벽 절삭기를 사용할 수 있다. 이들 공지의 도랑 벽 절삭기는 절삭 프레임 및 회전 방식으로 구동할 수 있는 절삭 휠을 가지며, 상기 프레임의 안쪽에 고정되어 있다. 도랑 벽 절삭기는 건축 차량으로부터 케이블 상에서 아래로 내려지며 이 자체의 무게로 인하여 지반을 뚫게 된다.

도랑 벽 절삭기는 도랑 벽에 지지되어 있는 절삭 프레임에 의해 절삭 도랑 벽으로 안내된다. 절삭 휠에 의해 박토된 흙은 절삭 프레임에 고정되어 있는 흡입 장치로 공급되어 지반 위로 전달된다.

그러나, 결합재-흙 혼합물을 생산하기 위하여, 상기에서 기재된 방법은 지반 상에 위치하며 비교적 복잡한 펌핑, 혼합 및 저장 장치를 요구한다.

본 발명의 목적은 지반에 도랑 벽을 만드는 방법, 도랑 벽 절삭기 및 도랑 벽 절삭 장치를 제공하여, 도랑 벽이 매우 간단한 방법으로 만들어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적은 청구항 1의 특징이 있는 방법, 청구항 4의 특징이 있는 도랑 벽 절삭기 및 청구항 7의 특징이 있는 도랑 벽 절삭 장치에 따라 달성된다. 구체적인 실시예는 이들의 종속항에 나타나 있다.

본 발명에 따른 지반에 도랑 벽을 만드는 방법은, 박토된 흙이 절삭 휠에 의하여 절삭 도랑의 후방 지역으로 전달되고, 박토된 흙이 경화성 액체와 도랑 벽 내에서 혼합되며, 박토된 흙의 일부는 도랑 벽 형성을 위하여 절단된 도랑 내에 남게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 근본적인 사상은 절삭 휠에 의해 박토된 흙이 경화성 액체와 함께 절삭 도랑 벽 내에서(in-situ) 상기 절삭 휠의 작용에 의해 혼합되고, 이러한 방법에 의해 경화성 액체-흙 혼합물이 생성된다는 점이다. 이로써 박토된 흙을 도랑 벽 밖으로 꺼내기 위하여 값비싸게 펌프 장치에 의하여 퍼 올릴 필요가 없게 된다. 본 발명에 따르면, 박토된 흙은 절삭 휠에 의하여 절삭 도랑 벽의 후방 지역으로 이동한다. 후방 지역은 절삭 도랑에서 프레임 상부에 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면 경화성 액체와 혼합된 박토된 흙의 적어도 일부는 절삭 도랑 내에 남게 되어, 도랑 벽을 경화시킨다. 경화성 액체를 공급하는 동안 흙의 부피가 변화하기 때문에, 박토된 흙의 일부를 현탁액과 함께 절삭 도랑으로부터 제거하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 목적을 위하여 제거 장치를 도랑 벽 절삭기 또는 절삭 도랑의 가장자리 지반 위에 제공할 수 있다.

절삭 도랑을 파는 동안 적어도 하나의 절삭 휠을 균일하게 구동하는 것이 일반적이다. 특히 바람직한 절삭 작용 및/또는 경화성 액체와 흙의 특히 바람직한 혼합은 적어도 하나의 절삭 휠이 역방향으로 구동될 때 얻어질 수 있다. 절삭 회전 방향이 일시적으로 역전하면 흙 내에서 교란이 일어나고, 이는 경화성 액체와 매우 좋은 혼합이 일어나게 한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 절삭 휠은 균일하게 구동되거나, 절삭 도랑 밖으로 도랑 벽 절삭기를 끌어내는 동안 역방향으로 구동되어, 끌어내는 작업시 요구되는 에너지의 소비를 현저히 줄이고 박토된 흙이 경화성 액체와 충분히 혼합되게 한다.

도랑 벽을 만들 때, 도랑 벽 절삭기는 지반에서 균일하게 이동할 수 있다. 그러나, 적어도 일시적으로 도랑 벽 절삭기가 위/아래 교차 이동을 하는 것이 바람직하다. 이는 박토된 흙과 경화성 액체의 매우 양호한 혼합을 가져오게 된다. 이러한 위/아래 교차 이동은 도랑의 전체 높이보다는 매우 낮다. 이는 절삭 휠의 직경의 높이에 따를 수 있다. 이러한 일시적인 위/아래 교차 이동은 도랑 벽 절삭기를 수직으로 이동 가능하도록 지지하는 장치에 의하여 도랑 벽 절삭기가 상승하고 다시 하강하는 것에 의하여 실현된다. 위/아래 교차 이동은 절삭 도랑을 파는 동안 및 완료된 절삭 도랑으로부터 도랑 벽 절삭기를 들어올리는 동안에 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 도랑 벽 절삭기에서는, 프레임의 단면이 절삭 도랑의 단면보다 작아서 자유 공간이 형성되고, 이로 인하여 박토된 흙이 프레임 상에 있는 적어도 하나의 절삭 휠을 지나 절단 도랑의 후방 지역으로 운반될 수 있다는 데에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 도랑 벽 절삭기의 근본적인 사상은 프레임 주변에 자유 공간을 구성하여, 절삭 도랑을 만드는 동안 및/또는 완료된 절삭 도랑으로부터 도랑 벽 절삭기를 추출하는 동안, 박토된 흙 및 현탁액이 도랑 벽 절삭기 프레임을 따라 자유롭게 흐를 수 있다는 것이다. 이로 인하여 절삭이 매우 빠르고 절삭시에 에너지가 절약되며 높은 혼합 효율을 가져온다. 본 발명에 따르면, 자유 공간을 형성하기 위하여, 프레임의 단면은 도랑 벽 절삭기 진행 방향에 대하여 수직인 절삭 도랑을 절대로 다 덮어서는 아니 된다. 이는 프레임 단면의 원주상의 치수가 절삭 도랑의 내부 치수보다 작거나 프레임의 단면적에 하나 이상의 개구를 제공함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 배열은 박토된 흙의 프레임을 통한 흐름이 프레임 이동 방향과 반대 방향이 될 수 있도록 한다.

더욱 바람직한 도랑 벽 절삭기는 평행한 회전축을 가지는 여러 개의 절삭 휠이 무작위 수로 제공되는 것이다. 네 개의 절삭 휠이 바람직하고, 각 경우 같은 회전 축 둘레에서 회전하기 위하여 이들은 두 개씩 짝을 이루어 정렬된다. 절삭 도랑의 단면은 바람직하게는 직사각형이다.

본 발명에 따른 도랑 벽 절삭기에는 적어도 하나의 절삭 휠이 역회전 방향에 적합한 절삭 치상 돌기 정렬을 가진다. 이러한 절삭 치상 정렬은 절삭 휠이 회전하는 동안 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 흙을 박토할 수 있다. 이로써 흙을 매우 잘 혼합할 수 있으며 동시에 작업 속도가 매우 빨라지게 된다.

액체, 특히 경화성 액체를 공급할 수 있는 공급 장치가 절삭 도랑 내에 위치에 제한 없이 제공될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 이러한 공급 장치는 프레임 상에 위치하도록 한다. 적어도 하나의 절삭 휠과 가깝게 정렬하여 박토된 흙과 액체의 양호한 혼합이 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 도랑 벽 절삭 장치는 도랑 벽 절삭기가 캐리어 도구 상에서 수직 이동 장치에 의하여 안내된다는 점에 특징이 있다.

본 발명에 따른 도랑 벽 절삭 장치의 일 측면은, 절삭 도랑 벽 위가 아닌 도랑 벽 절삭기와 떨어져 있는 캐리어 도구 상에서 절삭기가 안내된다는 것이다. 안내는 특히 도랑 벽 절삭기 진행 방향에 평행한 방향으로 일어난다. 이러한 배열은 도랑 벽 절삭기 프레임 단면을 가능한 한 매우 작게 유지한다. 특히, 도랑 벽 절삭기 프레임이 절삭 도랑 벽과 측면 안내 목적으로 더 이상 접촉하지 않아도 되게 한다. 따라서, 프레임은 가이드 부재 없이 디자인될 수도 있고, 이들의 치수는 이에 상응하게 작아져서, 박토된 흙에 간단한 통로를 제공하게 된다. 도랑 벽 절삭기는 예를 들면 진동기와 연결된 가이드 메커니즘에서 이용될 수 있다.

바람직한 도랑 벽 절삭 장치에서는, 수직 이동 장치는 도랑 벽 절삭기 상에 탑재되는 가이드 로드, 특히 망원경식 로드를 가진다. 이러한 가이드 로드는 도랑 벽 절삭기의 양호한 측면 안내를 허용한다. 특히 캐리어 도구로부터 도랑 벽 절삭기의 진행 방향으로 축력을 전달하며, 이는 파는 동안 상기 절삭기가 매우 빠른 진행을 하게 한다. 그러나, 도랑 벽 절삭기는 회전 절삭 휠이 지반을 단순히 그 자체의 무게로 절삭하는 방식으로 구조될 수 있다. 이 경우에도 가이드 로드를 이용할 수 있으나, 이는 진행 방향으로의 축력을 전달하기 위하여 디자인된 것은 아니다.

가이드 로드 직경은 프레임 단면보다 작은 것이 바람직하다. 가이드 로드는 거의 사각형 또는 원형 단면을 가진다. 켈리 로드(Kelly rod)는 망원경식 로드로서 이용될 수 있다.

또한 바람직한 도랑 벽 절삭 장치에서는 수직 이동 장치는 캐리어 도구 상에 위치된 가이드 슬리브관을 가지며, 가이드 로드가 이를 통과한다는 점에 특징이 있다. 이러한 가이드 슬리브관은 완전히 또는 오직 일부만이 원주 상에서 가이드 로드를 둘러싼다. 가이드 슬리브관 상에는 돌출부 및/또는 함몰부가 형성되고, 각각 대응하는 가이드 로드 상의 함몰부 및/또는 돌출부와 맞물려서, 가이드 로드의 회전 안내에 연결되는 것을 보장한다.

가이드 로드의 수직 이동을 위하여 캐리어 도구 상에 제어 장치, 특히 케이블을 끌어당기는(cable-hauled) 장치를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 제어 장치는 절삭 도랑으로부터 도랑 벽 절삭기를 추출하는 것 이외에, 도랑 벽 절삭기 진행 방향에서의 축력을 상기 절삭기로 이동시키기 위하여 디자인된다. 이는 특히 양호한 절삭 효율을 보장한다. 제어 장치는 위/아래 교차하는 도랑 벽 절삭기의 이동을 허용하는 방식으로 디자인될 수 있다. 제어 장치의 바람직한 실시예는 래크 메커니즘 또는 수압 메커니즘일 수 있다.

바람직하게는 본 발명에 따른 도랑 벽 절삭 장치는 상기에 기재된 도랑 벽 절삭기를 가진다. 본 발명에 따른 방법은 특히 상기 두 가지 수단으로 수행한다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예와 첨부된 도면에 의해 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다.

도1 및 도2는 본 발명의 각기 다른 실시예에 따른 도랑 벽 절삭기10의 정면도이다. 두 개의 절삭 휠12, 12'는 캐리어 플레이트의 형태인 프레임20에 회전 가능한 방식으로 고정되어 있다. 절삭 휠12, 12'는 평행한 회전축을 가지는 병렬된 형태로 구조된다. 수압 모터 형태로 구조된 내장된 구동 장치15, 15'는 프레임20에 끼워 맞춰져 있으며 절삭 휠12, 12'에 작동 가능하게 연결되어 있다.

절삭 휠12, 12'에서 멀리 떨어진 프레임20의 측면에는 가이드 로드33이 고정되어 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 가이드 로드33은 대략 원 모양의 단면을 가진다. 돌출부35는 가이드 로드33의 측면에 구조되고, 가이드 슬리브관34 내에서 가이드 로드33의 회전 안내에 연결되기 위하여 이용된다. 수압 유체 공급 라인40은 가이드 로드33 내에 위치한다. 공급 라인 형태의 액체 공급 장치41도 가이드 로드33 내 및 프레임20 상에 위치한다. 도2에 도시한 바와 같이, 공급관으로 구조된 공급 장치41은 프레임20을 통과하며 절삭 휠12, 12' 사이에서 멈춘다.

절삭 휠12, 12'의 원주 상에 절삭 치상 돌기13이 형성되어 있다. 절삭 치상 돌기13은 절삭 휠들의 역회전 작동을 위해 정렬된다. 도2의 좌측에 있는 절삭 휠12는 시계 방향으로, 우측에 있는 절삭 휠12'는 시계 반대 방향으로 회전한다. 따라서, 절삭된 흙이 현탁액과 함께 바깥쪽 상류 쪽으로 전달되는 동안 중심 지역에서는 현탁액이 절삭 휠12, 12'에 의해 흡입되게 된다. 절삭 휠12, 12'의 원주상의 측면에는 또한 공지의 힌지된 회전 가능한 치상 돌기14가 정렬되어 있고 이들은 기어 차폐물 아래에서 박토를 한다.

도4 내지 도7은 본 발명에 따른 도랑 벽 절삭 장치를 나타낸다. 도랑 벽 절삭 장치는 크롤러(crawler)-작동의 건축 차량으로서 구조되는 캐리어 도구30을 가진다. 캐리어 도구30에는 설치된 기둥31이 있고, 여기에서 가이드 슬리브관34는 두 개의 고정 포인트에 의해 고정된다. 케이블을 끌어당기는 장치37(도4 참조) 또는 슬라이딩 장치38(도5 참조)은 가이드 로드33의 수직 이동을 위해 제공된다. 수압 유체 공급 라인40 및 경화성 액체를 위한 공급 라인으로서 구조된 공급 장치41은 가이드 로드33의 상측 말단을 통과한다. 도랑 벽 절삭기10의 상승 상태에서(도6 참조), 도랑 벽 절삭기의 프레임은 가이드 슬리브관34 상에 직접 맞물려 있다.

도랑 벽 절삭 장치10의 프레임20은, 도랑을 파는(도7 참조) 동안에 자유 공간6이 프레임20과 절삭 도랑3의 한 쪽 벽 사이에 형성되도록 구조된다. 이 자유 공간6은 박토된 흙이 프레임20을 통하여 도랑 벽 절삭 장치10의 상측에 위치하는 절삭 도랑3의 후방 지역4로 통과하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 매우 간단한 방법으로 지반에 도랑 벽을 만들 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 도랑 벽 절삭기의 프레임 상에 위치하는 절삭 휠이 구동 장치에 의해 회전 이동을 하고;

   상기 프레임을 가지는 도랑 벽 절삭기가 지반으로 내려가 절삭 휠 아래에 있는 흙이 박토되어 절삭 도랑이 생성되며;

   상기 절삭 도랑을 경화성 액체로 채워 지반에 도랑 벽을 만드는 방법으로,

   상기 경화성 액체를 상기 절삭 도랑에 채우고;

   상기 박토된 흙을 상기 절삭 휠에 의하여 상기 절삭 도랑의 후방 지역으로 이동시키며;

   상기 박토된 흙을 상기 절삭 도랑 내에서 상기 절삭 휠의 교반에 의하여 상기 경화성 액체와 함께 혼합하고;

   도랑 벽을 형성하기 위하여 상기 박토된 흙의 일부를 상기 절삭 도랑 내에 남기는 것을 특징으로 하는 지반에 도랑 벽을 만드는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절삭 휠은 역방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 지반에 도랑 벽을 만드는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 절삭 도랑을 만들 때, 상기 도랑 벽 절삭기는 일시적으로 위/아래 교차 이동을 하는 것을 특징으로 하는 지반에 도랑 벽을 만드는 방법.
4. 프레임; 및 상기 프레임 상에 위치하는 절삭 휠을 가지고,

   상기 프레임 상에는 절삭 도랑으로 액체를 공급하는 공급 장치가 제공되며,

   상기 프레임의 단면은 절삭 도랑의 단면보다 작아서 자유 공간이 형성되고, 박토된 흙은 상기 절삭 휠의 교반에 의해 상기 프레임 주변의 자유 공간을 지나 상기 절삭 도랑의 후방 지역으로 운반될 수 있는 것을 특징으로 하는 절삭 도랑을 만들기 위한 도랑 벽 절삭기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 절삭 휠은 역회전 이동에 적합한 절삭 치상 돌기 배열을 가지는 것을 특징으로 하는 도랑 벽 절삭기.
6. 캐리어 도구; 및 수직 이동 가능하도록 상기 캐리어 도구 상에 위치하는 제 4 항에 따른 도랑 벽 절삭기를 가지며, 특히 제 1 항에 따른 방법을 수행하는데 이용되는 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치로서,

   상기 도랑 벽 절삭기는 수직 이동 장치에 의해 상기 캐리어 도구 상에서 이동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 수직 이동 장치는 상기 도랑벽 절삭 장치상에 탑재되는 가이드 로드, 특히 망원경식 로드를 가지는 것을 특징으로 하는 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 수직 이동 장치는 상기 캐리어 도구 상에 위치되는 가이드 슬리브관을 가지고, 상기 가이드 슬리브관을 통하여 상기 가이드 로드가 통과하는 것을 특징으로 하는 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 캐리어 도구 상에는 상기 가이드 로드의 수직 이동을 위한 제어 장치, 특히 케이블을 끌어당기는 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 도랑 벽을 만들기 위한 도랑 벽 절삭 장치.

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