KR100718636B1

KR100718636B1 - 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기

Info

Publication number: KR100718636B1
Application number: KR1020000084632A
Authority: KR
Inventors: 이충훈; 박태동
Original assignee: 주식회사 동아지질; 주식회사 케이티; 정보통신연구진흥원
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2007-05-15
Also published as: KR20020055222A

Abstract

본 발명은 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기에 관한 것으로서, 전방에 커터 헤드(300)가 회전가능하도록 설치된 강재 원통형의 전방통(front body;100)과; 전방통(100)의 후방에 다수개의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되고, 내부에 커터 헤드(300)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;221)가 마련되며, 그 하부에는 송니배관(231) 및 배니배관(232)이 설치되는 후방통(tail body;200)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 후방통(200)의 측면에 형성되는 적어도 하나의 관통구(400)와; 후방통(200)의 내측으로 관통구(400)의 주위에 각각 결합되는 하우징(500)과; 하우징(500)의 내부에 장착되는 피스톤(600)과; 하우징(500)의 내부로 공급 및 배출되는 유압에 의해 피스톤을 왕복운동시키는 작동부(700)와; 피스톤(600)의 일단에 구비되며, 작동부(700)의 유압에 의해 관통구(400)를 통하여 후방통(200)의 외측으로 돌출되거나 내측으로 삽입되는 지지부(800)를 포함하여, 롤링방지장치를 터널 굴진기에 구비하여 터널 굴진기의 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나, 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 롤링발생장치를 터널 굴진기의 측면으로부터 돌출시켜 막장면에 지지되도록 함으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지하는 효과를 가지고 있다.

Description

롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기{TUNNELING MACHINES HAVING A APPARATUS FOR STOPPING ROLLING}

도 1은 종래에 따른 터널 굴진기의 평면도,

도 2는 도 1의 터널 굴진기의 커터 헤드의 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 사시도,

도 4는 도 3의 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 롤링방지장치의 작용 상태도로서, 도 4a는 삽입상태의 단면도이고, 도 4b는 돌출상태의 단면도,

도 5는 도 3의 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 롤링방지장치의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 전방통 110 : 중공축

120 : 기어박스 130 : 제1크러셔

140 : 제2크러셔 220 : 커터 모터

221 : 감속기 231 : 송니배관

232 : 배니배관 300 : 커터 헤드

400 : 관통구 500 : 하우징

510 : 플랜지 600 : 피스톤

610 : 작동표시바 700 : 작동부

710 : 삽입홈 720 : 고정부재

721 : 플랜지 722 : 제1유압경로

723 : 제2유압경로 724 : 제1유압입/출력단자

725 : 제2유압입/출력단자 724a,725a : 유압호스

730 : 슬라이더 800 : 지지부

810 : 장착홈 820 : 샤프트

830 : 로울러 840 : 부싱

본 발명은 추진공법에 이용되는 터널 굴진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널 굴진기의 내부에 롤링방지장치를 구비하여 터널 굴진기가 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 롤링방지장치를 후방통의 측면으로 돌출시켜 막장면에 지지되게 함으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지하는 롤링방지장치를 구비한 터널굴진기에 관한 것이다.

추진공법은 마이크로 터널링 머신(micro tunneling machine) 또는 세미 실드 머신(semi-shield machine)이라는 강재 원통형의 굴진기계를 수직 작업구 내에 투입시켜 기계 선단부에 장착되어 있는 토사 굴착용 커터 헤드(cutter head)를 회전시키면서 지반을 굴착하고 막장면에 각종 보조공법(이수(泥水) 및 약액주입)을 실 시하여 막장면의 붕괴를 방지하면서 터널 굴진기의 후방부에 설치된 추진관을 하나씩 유압잭으로 압입, 추진시키는 작업을 반복하면서 터널을 굴착하는 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 터널 굴진기의 일실시예를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 터널 굴진기의 커터 헤드의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 터널 굴진기는 강재 원통형의 전방통(front body;100)과 후방통(tail body;200)으로 구성된다.

전방통(100)의 전면에는 롤러 커터(roller cutter;310)와 메인 비트(main bit;320) 및 개구부(330)가 설치된 커터 헤드(300)가 회전 가능하도록 설치된다.

전방통(100)의 중심부에는 중공부(111)가 형성된 원통형상의 중공축(110)이 고정 설치되는데, 이를 위해 중공축(110)은 전방통(100)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(150)에 의해 지지된다. 이 중공축(110)의 바깥 둘레에 기어박스(120)가 베어링(121) 결합되고, 이 기어박스(120)의 전면에 제1크러셔(130)가 축방향으로 나사결합된다. 이 제1크러셔(130)는 전방으로 연장되면서 기어박스(120)의 바깥 둘레으로부터 확장되는 대략 나팔형상을 갖는다. 제1크러셔(130)의 끝단은 전방통(100)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되고, 이 제1크러셔(130)의 끝단에 커터 헤드(300)가 결합된다.

중공축(110)의 일단에는 축방향으로 고정결합되는 제2크러셔(140)가 설치되며, 이 제2크러셔(140)의 끝단부는 외주면을 따라 제1크러셔(130)의 경사면판(131)과 반대되는 형상의 경사면판(144)이 형성되어 이들 경사면판(131,144) 사이는 후방으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 원형상의 제1파쇄공간(160)을 형성한다. 또한, 제1파쇄공간(160)의 안쪽에는 원형상의 통로(161)가 형성되고, 이 통로(161)의 후방에는 원형상의 제2파쇄공간(170)이 형성된다.

후방통(200)은 전방통(100)의 후방에 다수의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되며, 이를 위해 후방통(200)의 내측에는 방향수정 잭(210)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(211) 및 방향수정 잭(210)의 스트로크를 조절하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브(212)가 설치된다.

또한, 후방통(200)의 내측에는 커터 헤드(300)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;221)가 설치된다. 감속기(221)는 전방통(100)의 기어박스(120)에 기어결합되며, 이를 위해 기어박스(120)는 링 형상의 기어치가 형성된 메인기어, 감속기(221)의 감속축에 결합된 피니언기어(122) 및 다수의 베어링(121)으로 구성된다.

후방통(200)은 내측의 하단부에 송니배관(231) 및 배니배관(232)이 설치되며, 후방통(200)의 일단에는 눈금이 새겨진 타겟과 다수의 게이지가 설치된 패널(241)이 마련되며, 이 패널(241)의 후방에는 이를 관측할 수 있는 카메라(242)가 설치되어 지상에 위치한 조종실에서 이를 관측할 수 있다.

한편, 중공축(110)의 중공부(111) 및 제2크러셔(140)의 중공부(141)는 전방통(100)의 중심부에 내부 공간을 제공하여 작업자가 중공부(111,141)를 통해 커터 헤드(300)의 후방(180)까지 들어갈 수 있도록 한다. 이를 위해 중공축(110)의 후면(112) 및 제2크러셔(140)의 전면(142)에 각각 개폐 가능한 도어(113,143)가 설치된다.

이와 같은 구조로 이루어진 종래의 기술에 따른 터널 굴진기의 굴진작업 및 동작은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 지표상의 소정 위치에 수직 작업구를 굴착하고, 앞서 설명한 터널 굴진기를 수직 작업구 내에 투입시켜 설치한다. 굴진 방향으로 커터 헤드(300)를 정렬시키고, 후방통(200)의 후방으로 한 개의 추진관과, 반력을 이용해 터널 굴진기를 굴진방향으로 가압력을 부여하기 위한 유압 잭을 설치한다.

터널 굴진기는 유압 잭에 의해 굴진방향으로 추진관과 함께 추진되며, 커터 헤드(300)의 전면이 지반에 밀착된다. 커터 모터(220)의 구동력은 감속기(221)를 거치면서 높은 토오크를 형성하여 제1크러셔(130) 및 커터 헤드(300)를 회동시킨다.

롤러 커터(310) 및 메인 비트(320)는 커터 헤드(300)와 함께 회전하면서 토사 및 암반을 파쇄시킨다. 파쇄된 토사 및 암반은 개구부(330)를 통해 제1파쇄공간(160)으로 밀려 들어온다.

제1파쇄공간(160)으로 밀려 들어온 토사 및 암반은 회전하는 제1크러셔(130)와 고정된 제2크러셔(140)에 의해 더 잘게 파쇄되어 좁게 형성된 통로(161)를 거쳐 제2파쇄공간(170)으로 밀려 들어온다. 제2파쇄공간(170)으로 밀려 들어온 토사 및 암반은 송니배관(231)을 통해 공급되는 수류와 함께 혼합되어 배니배관(232)으로 배출된다. 이처럼 추진관의 길이만큼 터널 굴진기를 추진시킨 다음 유압 잭을 후퇴시키고 다른 추진관을 삽입하는 작업을 반복하는 것이다.

그런데, 터널 굴진기가 굴진중에 커터 헤드가 막장면에 박혀 고정되면 커터 헤드의 회전력이 전방통과 후방통으로 전달됨으로써 전방통과 후방통이 회전하게 되는 롤링현상이 발생하게 된다.

이러한 터널 굴진기의 롤링현상은 터널 굴진기의 방향제어를 복잡하게 할 뿐만 아니라, 송니배관 및 배니배관 등의 설비에 악영향을 일으키는 요인이 되었다. 또한, 롤링현상이 발생하면 종래에는 인위적인 방법을 이용하여 터널 굴진기를 원래의 자세로 만든 다음 굴진을 해야 하므로 많은 시간과 노력이 소모되었다.

따라서, 터널 굴진기가 굴진중에 롤링이 발생할 우려가 있는 지층을 굴착하거나 터널 굴진기의 롤링이 관찰되면 터널 굴진기가 롤링을 일으키지 못하도록 하는 장치가 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 필요성에 따른 것으로, 롤링방지장치를 터널 굴진기에 구비하여 터널 굴진기의 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나, 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 롤링발생장치를 터널 굴진기의 측면으로부터 돌출시켜 막장면에 지지되도록 함으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지하는 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 터널 굴진기의 롤링을 방지함으로써, 터널 굴진기를 이용하여 굴착시 공사 기간 및 소요되는 비용을 절감할 수 있는 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 전방에 커터 헤드가 회전가능하 도록 설치된 강재 원통형의 전방통(front body)과; 전방통의 후방에 다수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되고, 내부에 커터 헤드를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되며, 그 하부에는 송니배관 및 배니배관이 설치되는 후방통(tail body)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 후방통의 측면에 형성되는 적어도 하나의 관통구와; 후방통의 내측으로 관통구의 주위에 각각 결합되는 하우징과; 하우징의 내부에 장착되는 피스톤과; 하우징의 내부로 공급 및 배출되는 유압에 의해 피스톤을 왕복운동시키는 작동부와; 피스톤의 일단에 구비되며, 작동부의 유압에 의해 관통구를 통하여 후방통의 외측으로 돌출되거나 내측으로 삽입되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 사시도이고, 도 4는 도 3의 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 롤링방지장치의 작용 상태도로서, 도 4a는 삽입상태의 단면도이고, 도 4b는 돌출상태의 단면도이다. 한편, 종래와 동일한 구성으로 이루어지는 부분에 대해서는 도 1 및 도 2에 기재된 도면부호와 동일한 부호를 기재하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 약액주입장치를 구비한 터널 굴진기는 전방에 커터 헤드(300)가 회전가능하도록 설치된 강재 원통형의 전방통(front body;100)과, 전방통(100)의 후방에 다수개의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합된 후방통(200)과, 후방통(200)의 측면에 형성되는 적어도 하나의 관통구(400)와; 후 방통(200)의 내측으로 관통구(400)의 주위에 각각 결합되는 하우징(500)과; 하우징(500)의 내부에 장착되는 피스톤(600)과; 하우징(500)의 내부로 공급 및 배출되는 유압에 의해 피스톤(600)을 왕복운동시키는 작동부(700)와; 피스톤(600)의 일단에 구비되며 관통구(400)를 통하여 후방통(200)의 외측으로 돌출되거나 내측으로 삽입되는 지지부(800)로 구성된다.

전방통(100)은 그 전면에 롤러 커터(roller cutter;310)와 메인 비트(main bit;320) 및 개구부(330)가 설치된 커터 헤드(300)가 회전 가능하도록 설치되고, 중심부에는 중공부(111)가 형성된 원통형상의 중공축(110)이 고정 설치되며, 이 중공축(110)의 바깥 둘레에 베어링(121) 결합되는 기어박스(120)가 설치된다.

기어박스(120)의 바깥 둘레에는 나팔형상의 제1크러셔(130)가 축방향으로 고정결합되고, 이 제1크러셔(130)의 끝단은 전방통(100)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되며, 이 제1크러셔(130)는 그 끝단에 커터 헤드(300)가 결합된다.

중공축(110)은 전방통(100)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(150)에 의해 지지된다. 중공축(100)의 일단에는 축방향으로 고정결합되는 제2크러셔(140)가 설치되며, 이 제2크러셔(140)의 끝단부는 외주면을 따라 제1크러셔(130)의 경사면판(131)과 반대되는 형상의 경사면판(144)이 형성되어 이들 경사면판(131,144) 사이는 후방으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 원형상의 제1파쇄공간(160)을 형성한다.

또한, 제1파쇄공간(160)의 안쪽에는 원형상의 통로(161)가 형성되고, 이 통로(161)의 후방에는 원형상의 제2파쇄공간(170)이 형성된다.

후방통(200)은 전방통(100)의 후방에 다수의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되며, 후방통(200)의 내측에는 방향수정 잭(210)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(211) 및 방향수정 잭(210)의 스트로크를 조절하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브(212)가 설치된다.

또한, 후방통(200)의 내측에는 커터 헤드(300)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;221)가 설치되며, 감속기(221)는 전방통(100)의 기어박스(120)에 기어결합된다. 후방통의 내측 하단부에는 송니배관(231) 및 배니배관(232)이 설치된다.

후방통(200)의 측면에는 적어도 하나의 관통구(400)가 형성되어 있다. 관통구(400)는 후방통(200)의 중심을 향하여 대칭적으로 짝수개가 형성되는 것이 바람직하며, 도 3은 이러한 관통구(400)가 좌측과 우측에 각각 2개씩 형성된 것을 보인 것이다. 따라서, 후방통(200)의 중심을 향하여 관통구(400)가 대칭적으로 짝수개가 형성됨으로 인해 관통구(400)를 통하여 돌출된 각각의 지지부(800)가 대칭적으로 막장면을 지지함으로써 지지부(800)의 지지력을 증대시키게 된다.

후방통(200)의 내측으로 관통구(400)의 주위에는 하우징(500)이 결합되는데, 이를 위해 후방통(200) 내측의 관통구(400) 주위에 암나사홀을 구비한 보스(410)를 형성하고, 하우징(500)은 보스(410)의 암나사홀에 상응하는 위치에 결합홀을 형성한 플랜지(510)를 일단에 구비하여, 볼트(501)를 사용하여 하우징(500)의 플랜지(510)에 형성된 결합홀을 관통하여 보스(410)의 암나사홀에 결합시킨다.

하우징(500)은 그 내부에 피스톤(600)이 장착되는데, 피스톤(600)은 하우징(500)의 내부로 공급 및 배출되는 유압이 발생되는 작동부(700)에 의해 왕복운동한다.

피스톤(600)을 왕복운동하도록 유압을 발생시키는 작동부(700)는 피스톤(600)의 타단에 축방향으로 원통 형상을 가지도록 삽입홈(710)이 형성되어 있고, 이 삽입홈(710)에는 일단의 바깥 둘레에 플랜지(721)가 형성되고 타단은 하우징(500)의 내면에 결합되는 고정부재(720)가 삽입되며, 삽입된 고정부재(720)는 타단으로부터 일단으로 통하는 제1유압경로(722)와 타단으로부터 측면으로 통하는 제2유압경로(723)를 형성하고 있다. 이러한 고정부재(720)의 타단과 하우징(500)의 결합은 다수개의 볼트(728)를 사용하여 결합되어 있다.

또한, 고정부재(720)의 일단에는 고정부재(720)의 제1 및 제2유압경로(722,723)에 유압을 공급하기 위해 하우징(500)을 관통하는 제1 및 제2유압입/출력단자(724,725)가 결합되며, 이 제1 및 제2유압입/출력단자(724,725)는 후방통(200)내에 별도로 설치되어 유압을 제공하는 미도시된 유압공급장치의 유압호스(724a,725a)가 각각 연결된다. 유압공급장치는 지상에 설치된 터널 굴진기의 콘트롤박스와 연결되어 지상에 위치한 운전자의 조작에 의해 유압공급장치의 유압을 유압호스(724a,725a)를 통해 각각 제1 및 제2유압입/출력단자(724,725)로 보내게 된다.

따라서, 제1유압입/출력단자(724)로부터 제1유압경로(722)를 통해 유압이 공급되면 고정부재(720)의 선단면(726)으로 유압이 작용하여 피스톤(600)이 전방으로 이동하게 된다. 이 때 고정부재(720)의 플랜지(721)와 삽입홈(710)에 기밀을 유지 하도록 플랜지(721)의 외주면에는 홈을 형성하여 이 홈에 오링 등의 씰링(sealing)부재(727)를 장착하게 된다.

또한, 피스톤(600)에 형성된 삽입홈(710)의 입구쪽에는 고정부재(720)의 바깥 둘레에 기밀을 유지하도록 장착되는 슬라이더(730)가 결합된다. 따라서, 피스톤(600)의 삽입홈(710)과 고정부재(720)와 슬라이더(730)에 의하여 형성되는 공간에 고정부재(720)의 제2유압경로(723)를 통하여 유압이 공급되면, 슬라이더(730)가 고정부재(720)를 슬라이딩하여 후방으로 후퇴함으로써 슬라이더(730)와 결합된 피스톤(600)도 함께 후방으로 이동하게 된다. 이 때, 슬라이더(730)의 안 둘레과 고정부재(720)의 바깥 둘레의 결합면에 기밀을 유지하도록 하기 위하여 슬라이더(731)의 안 둘레에는 홈을 형성하여 이 홈에 오링 등의 씰링(sealing)부재(731)를 장착하게 된다.

한편, 피스톤(600)의 타단에는 하우징(500)과 슬라이더(730)를 관통하여 적어도 하나의 작동표시바(600)가 축방향으로 결합된다. 이 작동표시바(600)는 피스톤(600)과 연동함으로써 피스톤(600)의 전/후방의 이동을 하우징(500)의 외측에서 관측할 수 있도록 한다.

피스톤(600)의 일단에는 지지부(800)가 구비되며, 이 지지부(800)는 피스톤(600)의 왕복운동에 의해 관통구(400)를 통하여 후방통(200)의 외측으로 돌출되어 막장면에 지지되거나, 관통구(400)의 내측으로 삽입된다.

이러한 지지부(800)는 피스톤(600)의 일단에 축방향으로 장착홈(810)이 형성되고, 이 장착홈(810)의 입구쪽에 굴진방향과 직각되는 방향으로 샤프트(820)가 결 합되며, 이 샤프트(820)에 로울러(830)가 회전가능하게 결합됨과 아울러 장착홈(810)에 장착된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 피스톤(600)이 유압에 의해 전방으로 전진함으로써 로울러(830)가 관통구(400)를 통하여 후방통(200)의 측면으로 돌출되어 막장면에 지지됨으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지하게 되며, 이러한 로울러(830)는 그 회전방향이 터널 굴진기의 진행방향과 일치함으로써 터널 굴진지의 전진을 방해하지 않는다.

도 5는 도 3의 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기의 롤링방지장치의 정면도이다. 도시된 바와 같이, 로울러(830)는 회전하는 방향으로 복수개의 삼각형(831)의 홈을 형성할 수 있다. 이로 인해 로울러(830)가 막장면을 지지할 경우 로울러(830)의 수직에 대한 저항력을 상승시키게 된다.

한편, 로울러(830)와 샤프트(820) 사이에는 부싱(840)을 구비할 수 있으며, 이로 인해 로울러(830)와 샤프트(820)의 마모를 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 약액주입장치를 구비한 터널 굴진기의 기본 동작은 다음과 같이 이루어진다.

터널 굴진기는 미도시된 유압 잭에 의해 굴진방향으로 추진관(미도시됨)과 함께 추진되어 커터 헤드(300)의 전면에는 막장압이 형성된다. 커터 모터(220)의 구동력은 감속기(241)를 통해 높은 토오크를 형성하여 기어박스(120)를 회전시킨다. 기어박스(120)는 제1크러셔(130) 및 커터 헤드(300)를 회동시켜 롤러 커터(310) 및 메인 비트(320)에 의해 커터 헤드(300) 전면에 있는 토사 및 암반을 파쇄시킨다. 파쇄된 토사 및 암반은 개구부(330)를 통해 제1파쇄공간(160)으로 밀려 들어가면서 회전하는 제1크러셔(130)와 고정된 제2크러셔(140)에 의해 더 잘게 파쇄되어 좁게 형성된 통로(161)를 거쳐 제2파쇄공간(170)으로 밀려 들어오며, 제2파쇄공간(170)으로 밀려 들어온 파쇄된 토사 및 암석은 송니배관(231)을 통해 공급되는 수류와 함께 혼합되어 배니배관(232)으로 배출된다.

이러한 터널 굴진기가 굴착중에 터널 굴진기의 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 지상에 위치한 운전자가 유압공급장치를 조작하여 유압호스(724a)를 통해 제1유압입/출력단자(724)로 유압을 공급하게 되면, 도 4b에서와 같이, 고정부재(720)의 선단면(726)으로 유압이 작용하여 삽입홈(710)에 유압이 작용하면 피스톤(600)이 전방으로 이동하여 로울러(830)가 관통구(400)의 측면을 통하여 돌출하게 된다.

돌출된 로울러(830)는 막장면을 지지함과 동시에 터널 굴진기가 이동시 회전하게 되어 터널 굴진기의 이동을 방해하지 않는다. 따라서, 터널 굴진기의 롤링방향인 막장면에 수직방향으로 저항하게 되어 터널 굴진기의 롤링을 방지하게 된다.

이 때, 삽입홈(710)의 측면과 고정부재(720)와 슬라이더(730)에 의해 형성되는 공간에 있던 유체는 제2유압경로(723)를 따라 제2유압입/출력단자(725)를 통해 유압공급장치로 저장된다.

이와 반대로, 롤링방지장치를 가동한 터널 굴진기가 롤링이 일어나기 어려운 지층을 통과하거나 롤링이 일어나지 않게 되면, 지상에 위치한 운전자가 후방통(200)내에 설치된 유압공급장치를 작동시켜 유압호스(725a)를 따라 제2유압 입/출력단자(725)를 통해 제2유압경로(723)를 거쳐 삽입홈(710)의 측면과 고정부재(720)와 슬라이더(730)에 의해 형성되는 공간에 유압을 공급한다.

이 때, 공급된 유압에 의해 슬라이더(730)가 고정부재(720)를 따라 후방으로 슬라이딩되며, 이 때 피스톤(600)도 함께 후방으로 후퇴하게 되어 후방통(200)의 관통구(400)의 외측으로 돌출된 로울러(830)는 관통구(400)의 내측으로 삽입하게 된다.

이 때, 고정부재(720)의 선단면(726)과 삽입홈(710)에 의해 형성되는 공간에 있던 유체는 제1유압경로(722)를 따라 제1유압입/출력단자(724)를 통해 유압공급장치에 저장된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 롤링방지장치를 터널 굴진기에 구비하여 터널 굴진기의 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나, 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 롤링발생장치를 터널 굴진기의 측면으로부터 돌출시켜 막장면에 지지되도록 함으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 롤링방지장치를 터널 굴진기에 구비하여 터널 굴진기의 롤링이 발생하기 쉬운 지층을 굴착하거나, 터널 굴진기의 롤링이 발생하는 순간 롤링발생장치를 터널 굴진기의 측면으로부터 돌출시켜 막장면에 지지되도록 함으로써 터널 굴진기의 롤링을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 터널 굴진기의 롤링을 방지함으로써, 터널 굴진기를 이용하여 굴착시 공사 기간 및 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

전방에 커터 헤드가 회전가능하도록 설치된 강재 원통형의 전방통(front body)과, 상기 전방통의 후방에 다수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되고, 내부에 상기 커터 헤드를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되며, 그 하부에는 송니배관 및 배니배관이 설치되는 후방통(tail body)을 포함하는 터널 굴진기에 있어서,

상기 후방통의 측면에 형성되는 적어도 하나의 관통구와;

상기 후방통의 내측으로 상기 관통구의 주위에 각각 결합되는 하우징과;

상기 하우징의 내부에 장착되는 피스톤과;

상기 하우징의 내부로 공급 및 배출되는 유압에 의해 상기 피스톤을 왕복운동시키는 작동부와;

상기 피스톤의 일단에 구비되며, 상기 작동부의 유압에 의해 상기 관통구를 통하여 상기 후방통의 외측으로 돌출되거나 내측으로 삽입되는 지지부;

를 포함하고,

상기 지지부는,

상기 피스톤의 일단에 축방향으로 형성되는 장착홈;

상기 장착홈에 결합되는 샤프트; 및

상기 샤프트에 회전가능하도록 결합되고, 장착홈에 장착되는 로울러

를 포함는 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기.
제 1 항에 있어서, 상기 작동부는,

상기 피스톤의 타단에 축방향으로 원통 형상을 가지도록 형성되는 삽입홈과;

상기 삽입홈에 삽입됨과 아울러 삽입되는 일단의 바깥 둘레에 플랜지가 형성되고, 타단은 상기 하우징의 내면에 결합되며, 타단으로부터 일단으로 통하는 제1유압경로와 타단으로부터 측면으로 통하는 제2유압경로를 형성하는 고정부재와;

상기 고정부재의 제1 및 제2유압경로에 유압을 공급하기 위해 상기 하우징을 관통하여 상기 고정부재의 일단에 결합되는 제1 및 제2유압입/출력단자와;

상기 삽입홈의 입구쪽에 결합되며, 상기 고정부재의 바깥 둘레에 기밀을 유지하도록 장착되는 슬라이더;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤링방지장치를 구비한 터널 굴진기.