KR100757369B1 - 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 - Google Patents
이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100757369B1 KR100757369B1 KR1020010060698A KR20010060698A KR100757369B1 KR 100757369 B1 KR100757369 B1 KR 100757369B1 KR 1020010060698 A KR1020010060698 A KR 1020010060698A KR 20010060698 A KR20010060698 A KR 20010060698A KR 100757369 B1 KR100757369 B1 KR 100757369B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cutter head
- manipulator
- tunnel excavator
- cylinder
- arm
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 6
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 title description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 9
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 13
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229920002892 amber Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/0642—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield having means for additional processing at the front end
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1066—Making by using boring or cutting machines with fluid jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
- B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
- B26F2003/006—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet having a shutter or water jet deflector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
본 발명은 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기에 관한 것으로서, 전방에 개구부(320)를 형성한 커터 헤드(300)가 설치되되 중심부에 커터 헤드(300)가 회전가능하게 결합하는 중공축(110)이 형성되는 강재 원통형의 전방통(100)과, 전방통(100)의 후방에 복수개의 방향수정 잭(210)으로 결합되는 후방통(200)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 전방통(100)의 내측에 길이방향으로 설치되는 가이드레일(410)과; 가이드레일(410)을 따라 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 메니플레이터(420)와; 메니플레이터(420)를 길이방향으로 이동시키도록 메니플레이터(420)의 후측에 설치되는 제 1 유압실린더(430)와; 중공축(110)의 직각방향으로 회전함과 아울러 위치조절이 가능한 링크구조를 가지며, 메니플레이터(420)의 선단에 결합되는 아암(440)과; 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 막장을 관측할 수 있도록 전방통(100)의 내측에 이동가능하게 설치되는 카메라(450)와; 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 고압수를 분사할 수 있도록 아암(440)의 끝단에 설치되는 워터젯 노즐(460)을 포함하는 것으로서, 터널 굴진기가 굴진시 장애물을 만났을 때 카메라를 이동시켜 장애물의 위치를 파악한 후 워터젯 노즐을 이동시켜 장애물을 정확하게 절단 내지 파쇄함으로써 커터 헤드의 마모를 최소화함과 아울러 장비를 보호하여 터널 굴진기의 수명을 연장하는 효과를 가지고 있다.
Description
도 1은 종래의 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고,
도 2는 종래의 터널 굴진기를 도시한 정면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 도시한 정면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기의 주요부의 작동상태를 도시한 측면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 ; 전방통 200 ; 후방통
300 ; 커터 헤드 310 ; 비트
320 ; 개구부 410 ; 가이드레일
420 ; 메니플레이터 430 ; 제 1 유압실린더
440 ; 아암 441 ; 관절부
442 ; 제 2 유압실린더 450 ; 카메라
460 ; 워터젯 노즐 470 ; 도어
본 발명은 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 굴진기가 굴진시 암반, 전석, 철근이나 파일 등의 장애물을 만났을 때 카메라를 이동시켜 장애물의 위치를 파악한 후 워터젯 노즐을 이동시켜 장애물을 정확하게 절단 내지 파쇄하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기에 관한 것이다.
터널을 굴착하는 공법중 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 실시하여 막장면의 붕괴를 방지하면서 터널 굴진기의 후방부에 설치된 추진관을 하나씩 유압잭으로 압입, 추진시키는 작업을 반복하면서 터널을 굴착하는 것이다.
터널을 굴착하기 위한 추진공법에 사용되는 터널 굴진기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고, 도 2는 종래의 터널 굴진기를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 터널 굴진기는 강재 원통형의 전방통(front body;10)과 후방통(tail body;20)으로 구성된다.
전방통(10)은 중심부에 원통형상의 중공축(11)이 고정 설치되고, 중공축(11)은 전방통(10)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(12)에 의해 지지됨과 아울러 외주연에 기어박스(13)가 베어링결합되며, 기어박스(13)의 전면에는 전방으로 연장되면서 기어박스(13)의 외주연으로부터 확장되는 대략 나팔형상을 가지는 제 1 크러셔(14)가 축방향으로 나사결합된다.
또한, 중공축(11)은 일단에 축방향으로 고정결합되는 제 2 크러셔(15)가 설치되고, 제 2 크러셔(15)의 끝단부는 외주면을 따라 제 1 크러셔(14)의 경사면판(14a)과 반대되는 형상의 경사면판(15a)이 형성되어 이들 경사면판(14a,15a) 사이는 후방으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 원형상의 제 1 파쇄공간(16)을 형성하며, 제 1 파쇄공간(16)의 안쪽에는 원형상의 통로(16a)가 형성되고, 이 통로(16a)의 후방에는 원형상의 제 2 파쇄공간(17)이 형성된다.
한편, 제 1 크러셔(14)는 끝단이 전방통(10)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되어 커터 헤드(30)에 결합된다.
커터 헤드(30)는 비트(bit;31), 개구부(32) 및 워터젯 노즐(water jet nozzle;33)이 형성 내지는 설치되며, 전방통(10) 전면에 회전 가능하도록 설치된다.
워터젯 노즐(33)은 커터 헤드(30)면에 복수개로 설치되고, 각각의 워터젯 노즐(33)은 전방통(10) 및 후방통(20) 내부에 설치된 고압관(33a)과 연결되며, 고압관(33a)은 지상에 설치된 고압 펌프(도시 안됨)에 연결된다. 따라서, 고압 펌프에 의해 생성된 고압수는 고압관(33a)을 따라 워터젯 노즐(33)로 공급되어 막장면에 분사된다.
또한, 워터젯 노즐(33)이 커터 헤드(30)와 함께 회전하므로 고압관(33a)상에는 스위블 조인트(swivel joint;33b)가 구비된다. 따라서, 고압관(33a)의 연결부위가 고압수의 누출없이 360도 자유자재로 회전할 수 있다.
후방통(20)은 전방통(10)과 다수의 방향수정 잭(steering jack;21)으로 결합되고, 내측에 방향수정 잭(21)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(21a) 및 방향수정 잭(21)의 스트로크를 조절하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브(21b)가 설치되며, 커터 헤드(30)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;22)와 감속기(reducer;23)가 설치되고, 감속기(23)는 전방통(10)의 기어박스(13)에 기어결합된다.
또한, 후방통(20)은 내측 하단부에 지상과 연결된 송니배관(24) 및 배니배관(25)이 설치되고, 일단에 눈금이 새겨진 타겟과 다수의 게이지가 설치된 패널(26)이 마련되며, 이 패널(26)의 후방에는 이를 관측할 수 있는 카메라(27)가 설치되어 지상에 위치한 조종실에서 이를 관측함과 아울러 일련의 굴진작업을 위해 터널 굴진기를 작동시킨다.
이와 같은 종래의 터널 굴진기는 굴진이 진행되는 실제 지층이 작업전 보오링을 통한 지질조사에 의해 예상된 지층과 상이하여 굴진시 예기치 못한 암반이나 전석(호박돌)과 같은 장애물과 직면할 경우 장비의 손상 또는 작업을 중단하는 문제가 발생한다. 따라서, 이를 해결하기 위해 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같이, 커터 헤드에 워터젯 노즐을 장착하여 사용하거나 도시하지는 않았지만 한 쌍의 롤러 커터와 이들 사이에 위치하는 워터젯 노즐을 사용하였다.
이와 같이, 커터 헤드 전면에 워터젯 노즐을 고정 설치하는 경우 워터젯 노즐이 커터 헤드와 함께 회전함으로써 막장면 전체에 걸쳐 고압수를 분사함으로써 토질에 따라 굴착중인 막장이 붕괴되는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 터널 굴진기가 굴진시 암반, 전석, 철근이나 파일 등의 장애물을 만났을 때 카메라를 이동시켜 장애물의 위치를 파악한 후 워터젯 노즐을 이동시켜 장애물을 정확하게 절단 내지 파쇄함으로써 커터 헤드의 마모를 최소화함과 아울러 장비를 보호하여 터널 굴진기의 수명을 연장하고, 장거리 추진을 가능하게 하며, 막장의 안정성을 증대시켜 안전한 작업환경을 확보하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 전방에 개구부를 형성한 커터 헤드가 설치되되 중심부에 커터 헤드가 회전가능하게 결합하는 중공축이 형성되는 강재 원통형의 전방통(front body)과, 전방통의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되며 내부에 커터 헤드를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되는 후방통(tail body)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 전방통의 내측에 길이방향으로 설치되는 가이드레일과; 가이드레일을 따라 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 메니플레이터와; 메니 플레이터를 길이방향으로 이동시키도록 메니플레이터의 후측에 설치되는 제 1 유압실린더와; 중공축의 직각방향으로 회전함과 아울러 위치조절이 가능한 링크구조를 가지며, 메니플레이터의 선단에 결합되는 아암과; 커터 헤드의 개구부를 통해 막장을 관측할 수 있도록 전방통의 내측에 이동가능하게 설치되는 카메라와; 커터 헤드의 개구부를 통해 고압수를 분사할 수 있도록 아암의 끝단에 설치되는 워터젯 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
메니플레이터는 저면 양측에 이동바퀴가 구비되며, 가이드레일은 한 쌍으로 이루어져 일정한 간격을 두고 나란히 설치됨과 아울러 서로 마주보는 내측면에 이동바퀴가 삽입되어 이동바퀴의 상측과 하측을 가이드하는 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
아암은 복수의 관절부를 구비하는 지그재그 구조로 형성되며, 관절부의 굽힘과 펴짐을 조절하도록 예각을 이루는 각각의 부위에 제 2 유압실린더가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
카메라는 아암상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기의 주요부의 작동상태를 도시한 측면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기는 전방에 개구부(320)를 형성한 커터 헤드(300)가 회전가능하게 설치되고 가이드레일(410)을 따라 제 1 유압실린더(430)에 의해 길이방향으로 이동가능하도록 메니플레이터(420)가 설치되되 메니플레이터(420)의 선단에 회전 및 위치이동이 가능한 아암(440)이 결합되며 내측에 이동가능하게 카메라(450)가 설치되고 아암(440)의 끝단에 워터젯 노즐(460)이 설치되는 전방통(front body;100)과, 전방통(100)의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되며 내부에 커터 헤드(300)를 구동시키기 위한 커터 모터(220)와 감속기(230)가 마련되는 후방통(tail body;200)으로 이루어져 있다.
전방통(100)은 전면에 비트(bit;310) 및 개구부(320)가 구비된 커터 헤드(cutter head;300)가 회전 가능하도록 설치되고, 중심부에 중공부가 형성된 원통형상의 중공축(110)이 고정 설치되고, 중공축(110)은 전방통(100)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(120)에 의해 지지됨과 아울러 외주연에 기어박스(130)가 베어링결합되며, 이 기어박스(130)의 전면에는 전방으로 연장되면서 기어박스(130)의 외주연으로부터 확장되는 대략 나팔형상을 가지는 제 1 크러셔(140)가 축방향으로 나사결합된다.
제 1 크러셔(140)는 끝단이 전방통(100)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되어 커터 헤드(300)에 결합되고, 커터 헤드(300)는 전면에 다수의 비트(310)와 개구 부(320)를 구비하며, 비트(310)외에 지하의 토질에 따라 로울러 커터(도시 안됨)를 구비할 수도 있다.
한편, 중공축(110)은 일단에 축방향으로 고정결합되는 제 2 크러셔(150)가 설치되고, 제 2 크러셔(150)의 끝단부는 외주면을 따라 제 1 크러셔(140)의 경사면판(141)과 반대되는 형상의 경사면판(151)이 형성되어 이들 경사면판(141,151) 사이는 후방으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 원형상의 제 1 파쇄공간(160)을 형성하며, 제 1 파쇄공간(160)의 안쪽에는 원형상의 통로(161)가 형성되고, 이 통로(161)의 후방에는 원형상의 제 2 파쇄공간(170)이 형성된다.
또한, 전방통(100) 내측에는, 바람직하게는 중공축(110) 내측에는 가이드레일(410)이 길이방향으로 설치되며, 가이드레일(410)상에는 길이방향으로 이동가능하게 메니플레이터(420)가 설치되며, 메니플레이터(420)의 후측에는 제 1 유압실린더(430)가 설치된다.
제 1 유압실린더(430)는 지상에 위치하는 유압 펌프(도시 안됨)에 연결된 유압공급관(433)을 통해 유압을 공급받으며, 실린더(431)의 일단이 중공축(110)의 후면에 형성된 격벽(111)에 고정되며, 피스톤로드(432)의 끝단이 메니플레이터(420)의 후단에 결합된다. 따라서, 제 1 유압실린더(430)의 압축과 팽창에 의해 메니플레이터(420)는 가이드레일(410)에 가이드되어 길이방향으로 이동한다.
한편, 메니플레이터(420)는 저면 양측에 이동바퀴(421)가 구비되며, 가이드레일(100)은 한 쌍으로 이루어져 일정한 간격을 두고 나란히 설치됨과 아울러 서로 마주보는 내측면에 이동바퀴(421)가 삽입되어 이동바퀴(421)의 상측과 하측을 가이 드하는 "ㄷ"자 형상의 단면을 가지는 가이드홈(411)이 형성됨이 바람직하다. 따라서, 가이드레일(410)에 의해 이동바퀴(421)의 상.하측이 가이드됨으로써 메니플레이터(420)가 수직방향으로 이동하는 것을 억제하여 굴진작업시 정해진 위치에 안정되게 머물도록 한다.
메니플레이터(420)의 선단에 결합되는 아암(440)은 중공축(110)의 직각방향으로 회전함과 아울러 위치조절이 가능한 링크구조를 가진다. 따라서, 아암(440)은 메니플레이터(420)로부터 중공축(110)의 길이방향에 직각방향으로 360도 회전할뿐만 아니라 끝단이 링크구조에 의해 커터 헤드(300)의 반경방향을 따라 이동한다.
아암(440)은 메니플레이터(420)의 내부에 설치된 아암 모터(도시 안됨)에 의해 중공축(110)의 직각방향으로 회전될 수 있으며, 아암 모터는 유압으로 작동하는 유압 모터임이 바람직하다. 따라서, 회전력이 강력하고 안정적으로 동작하는 유압 모터를 사용함으로써 굴진시 최악의 작업환경내에서도 아암(440)이 정상적으로 동작하도록 한다.
또한, 아암(440)은 복수의 관절부(441)를 구비하는 지그재그 구조로 형성되고, 관절부(441)의 굽힘과 펴짐을 조절하도록 예각을 이루는 각각의 부위에 제 2 유압실린더(442)가 각각 설치될 수 있으며, 제 2 유압실린더(442) 각각은 제 1 유압실린더(430)와 마찬가지로 지상에 위치한 유압 펌프와 연결되는 유압공급관(도시 안됨)을 통해 유압을 공급받으며, 실린더(442a)와 피스톤로드(442b)가 관절부(441)를 사이에 두고서 아암(440)에 힌지결합된다. 따라서, 제 2 유압실린더(442)의 압축 및 팽창에 따라 아암(440)의 끝단이 커터 헤드(300)의 반경방향을 따라 이동시 경사지게 이동함으로써 아암(440)은 행동반경이 작아져서 좁은 공간 내에서도 간섭없이 동작이 가능하다.
카메라(450)는 지상에 위치한 조종실의 모니터와 연결되어 있으며, 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 막장면을 관측하거나 전방통(100) 내부를 관측할 수 있도록 이동가능하게 설치되는데, 워터젯 노즐(460)과 인접한 아암(440)상에 설치됨이 바람직하다. 따라서, 조종실에서 메니플레이터(420)와 아암(440)을 동작시킴으로써 카메라(450)가 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 관측한 막장의 모습을 지상에서 볼 수 있다.
워터젯 노즐(460)은 아암(440)에 의해 위치 이동함으로써 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 막장면에 위치하는 장애물을 향해 고압수를 분사한다. 또한, 워터젯 노즐(460)에 공급되는 고압수는 지상에 설치된 고압 펌프(도시 안됨)에 연결되어 후방통(200) 및 전방통(100)을 거쳐 메니플레이터(420) 및 아암(440) 내측에 설치되는 고압관(461)과 연결된다. 따라서, 고압 펌프에 의해 생성된 고압수는 고압관(461)을 따라 워터젯 노즐(460)로 공급되어 막장면에 분사된다.
한편, 전방통(100)의 중공축(110) 전면에는 제 3 유압실린더(471)에 의해 개폐되는 도어(470)가 설치됨이 바람직하다. 이를 위해 도어(470)는 중공축(110)의 전면 일측에 힌지결합되어 전후로 개폐가능하며, 제 3 유압실린더(471)는 제 1 및 제 2 유압실린더(430,442)와 마찬가지로 지상에 위치한 유압 펌프로부터 유압을 공급받으며, 실린더의 일단이 중공축(110) 내측에 힌지결합되며, 제 3 유압실린더(471)의 피스톤로드가 도어(470)에 힌지결합됨으로써 제 3 유압실린더(471)에 작동에 의해 도어(470)는 개폐된다. 따라서, 굴진시 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 유입되는 토사 및 암석으로 인해 가이드레일(410), 메니플레이터(420), 제 1 유압실린더(430), 아암(440), 카메라(450) 등이 파손됨을 방지한다.
후방통(200)은 전방통(100)과 다수의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되고, 내측에 방향수정 잭(210)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(211) 및 방향수정 잭(210)의 스트로크를 조절하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브(212)가 설치되며, 커터 헤드(300)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;230)가 설치되고, 감속기(230)는 전방통(100)의 기어박스(130)에 기어결합된다.
또한, 후방통(200)은 내측 하단부에 지상과 연결된 송니배관(240) 및 배니배관(250)이 설치되고, 일단에 눈금이 새겨진 타겟과 다수의 게이지가 설치된 패널(260)이 마련되며, 이 패널(260)의 후방에는 이를 관측할 수 있는 카메라(270)가 설치되어 지상에 위치한 조종실에서 이를 관측한다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기의 굴진작업 및 동작은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 지표상의 소정 위치에 수직 작업구를 굴착하고, 앞서 설명한 터널 굴진기를 수직 작업구 내에 투입하여 설치한다. 굴진 방향으로 커터 헤드(300)를 정렬시키고, 후방통(200)의 후방으로 한 개의 추진관(도시 안됨)과, 반력을 이용해 터널 굴진기를 굴진방향으로 가압력을 부여하기 위한 유압 잭(도시 안됨)을 설치한 다.
터널 굴진기는 유압 잭에 의해 굴진방향으로 추진관과 함께 추진되며, 커터 헤드(300)의 전면이 지반에 밀착된다. 커터 모터(220)의 구동력은 감속기(230)를 거치면서 높은 토오크를 형성하여 제 1 크러셔(140) 및 커터 헤드(300)를 회동시킨다.
비트(310)는 커터 헤드(300)와 함께 회전하면서 토사 및 암반을 파쇄시키고, 파쇄된 토사 및 암반은 개구부(330)를 통해 제 1 파쇄공간(160)으로 밀려 들어와서 제 1 크러셔(140)와 제 2 크러셔(150)에 의해 더 잘게 파쇄되어 좁게 형성된 통로(161)를 거쳐 제 2 파쇄공간(170)으로 밀려 들어오며, 제 2 파쇄공간(170)으로 밀려 들어온 토사 및 암반은 지상으로부터 송니배관(240)을 통해 공급되는 수류와 함께 혼합되어 배니배관(250)을 통해 지상으로 배출된다.
터널 굴진기가 굴진작업중 암반, 전석, 철근이나 파일 등의 장애물을 만난 경우에 제 3 유압실린더(471)를 동작시켜 도어(470)를 오픈한 후 제 1 유압실린더(430)를 동작시켜 메니플레이터(420)를 가이드레일(410)을 따라 전진시키고, 아암 모터 및 제 2 유압실린더(442)를 적당하게 동작시킴으로써 카메라(450)를 이동시켜서 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 장애물의 위치를 파악한다.
카메라(450)로 장애물의 위치가 파악되면, 카메라(450)와 인접하여 설치된 워터젯 노즐(460)을 카메라(450)를 이동시킨 방법과 같은 방법으로 장애물에 근접시켜서 고압수를 분사하여 장애물을 절단 내지 파쇄시킨다.
장애물이 절단 내지 파쇄되면 제 2 유압실린더(442)를 동작시켜 아암(440)을 접고서 제 1 유압실린더(430)를 동작시켜 메니플레이터(420)를 후측으로 이동시킨후 제 3 유압실린더(471)를 동작시켜 도어(470)를 닫는다.
이러한 일련의 굴진작업을 위한 터널 굴진기의 운전은 지상에 위치한 조종실에서 이루어지고, 터널 굴진기가 추진관의 길이만큼 추진하면 유압 잭을 후퇴시키고 다른 추진관을 삽입하는 굴진 작업을 반복한다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 터널 굴진기가 굴진시 암반, 전석, 철근이나 파일 등의 장애물을 만났을 때 카메라를 이동시켜 장애물의 위치를 파악한 후 워터젯 노즐을 이동시켜 장애물을 정확하게 절단 내지 파쇄한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기는 터널 굴진기가 굴진시 암반, 전석, 철근이나 파일 등의 장애물을 만났을 때 카메라를 이동시켜 장애물의 위치를 파악한 후 워터젯 노즐을 이동시켜 장애물을 정확하게 절단 내지 파쇄함으로써 커터 헤드의 마모를 최소화함과 아울러 장비를 보호하여 터널 굴진기의 수명을 연장하고, 장거리 추진을 가능하게 하며, 막장의 안정성을 증대시켜 안전한 작업환경을 확보하는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기를 실시하기 위한 하나의 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 (4)
- 전방에 개구부를 형성한 커터 헤드(cutter head)가 설치되되 중심부에 상기 커터 헤드가 회전가능하게 결합하는 중공축이 형성되는 강재 원통형의 전방통(front body)과, 상기 전방통의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되며 내부에 상기 커터 헤드를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되는 후방통(tail body)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서,상기 전방통의 내측에 길이방향으로 설치되는 가이드레일과;상기 가이드레일을 따라 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 메니플레이터와;상기 메니플레이터를 길이방향으로 이동시키도록 상기 메니플레이터의 후측에 설치되는 제 1 유압실린더와;상기 중공축의 직각방향으로 회전함과 아울러 위치조절이 가능한 링크구조를 가지며, 상기 메니플레이터의 선단에 결합되는 아암과;상기 커터 헤드의 개구부를 통해 막장을 관측할 수 있도록 상기 전방통의 내측에 이동가능하게 설치되는 카메라와;상기 커터 헤드의 개구부를 통해 고압수를 분사할 수 있도록 상기 아암의 끝단에 설치되는 워터젯 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 메니플레이터는 저면 양측에 이동바퀴가 구비되며, 상기 가이드레일은 한 쌍으로 이루어져 일정한 간격을 두고 나란히 설치됨과 아울러 서로 마주보는 내측면에 상기 이동바퀴가 삽입되어 상기 이동바퀴의 상측과 하측을 가이드하는 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 아암은 복수의 관절부를 구비하는 지그재그 구조로 형성되며, 상기 관절부의 굽힘과 펴짐을 조절하도록 예각을 이루는 각각의 부위에 제 2 유압실린더가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 카메라는 상기 아암상에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010060698A KR100757369B1 (ko) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020010060698A KR100757369B1 (ko) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030026758A KR20030026758A (ko) | 2003-04-03 |
| KR100757369B1 true KR100757369B1 (ko) | 2007-09-11 |
Family
ID=29562940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010060698A KR100757369B1 (ko) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100757369B1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100459809B1 (ko) * | 2002-03-13 | 2004-12-04 | 모악개발 주식회사 | 선단 제트 굴진을 이용한 진공배출 터널링장치 및 그 공법 |
| KR101876120B1 (ko) * | 2017-02-06 | 2018-07-11 | 이종운 | 암반 천공 장치 및 이를 이용한 암반 절삭방법 |
| CN112343609B (zh) * | 2020-12-26 | 2022-04-29 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种中空tbm刀盘、斜井用导洞扩挖tbm及施工方法 |
| CN112901200A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-04 | 沈阳奥拓福科技股份有限公司 | 超高压水通过隧道掘进机整体刀盘中心回转机构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03125790A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Doboku Kenkyu Center | 加泥シールド掘削機 |
-
2001
- 2001-09-28 KR KR1020010060698A patent/KR100757369B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03125790A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Doboku Kenkyu Center | 加泥シールド掘削機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030026758A (ko) | 2003-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112855196B (zh) | 刀盘总成、隧道掘进设备及隧道掘进施工方法 | |
| KR100770243B1 (ko) | 레이저 노즐을 구비한 터널 굴진기 | |
| CN102177307B (zh) | 螺旋钻孔机 | |
| CN107916937A (zh) | 钻具、钻机及钻进方法 | |
| KR100757368B1 (ko) | 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기 | |
| KR100757369B1 (ko) | 이동식 워터젯 노즐을 구비한 터널 굴진기 | |
| KR100822008B1 (ko) | 브레이커를 구비한 터널 굴진기 | |
| KR100770244B1 (ko) | 플라즈마 발파장치를 구비한 터널 굴진기 | |
| US4688854A (en) | Apparatus for making small-bore tunnels | |
| KR102630277B1 (ko) | 다중 붐 웨지 할암 시스템 및 이를 이용한 무진동 암파쇄 공법 | |
| US4040669A (en) | Self propelled excavating vehicle | |
| JP3455178B2 (ja) | リングビット及びそのリングビットを用いた二重管衝撃掘削方法 | |
| JP4031808B2 (ja) | 掘進機 | |
| KR20040002060A (ko) | 이동식 고열 방출기를 구비한 터널 굴진기 | |
| JPH1190832A (ja) | 高圧噴流水による切断または削孔方法およびその装置 | |
| JP6746483B2 (ja) | トンネル掘進機 | |
| JP6783132B2 (ja) | トンネル掘進機 | |
| JP4462460B2 (ja) | 溝掘削装置 | |
| JP3963566B2 (ja) | カッタヘッドおよび支障物の切削方法 | |
| CN216922135U (zh) | 一种盲区处理装置及掘进机 | |
| JPH0546440B2 (ko) | ||
| JP3733994B2 (ja) | 密閉型シールド掘進機 | |
| JPS5833200Y2 (ja) | トンネル掘さく装置 | |
| JPH0533589A (ja) | トンネル等の掘削工法及びその削孔機 | |
| JP2002115490A (ja) | トンネル掘削装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |