KR100916812B1 - Apparatus and method for Excavating vertical hole - Google Patents

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KR100916812B1
KR100916812B1 KR1020080099481A KR20080099481A KR100916812B1 KR 100916812 B1 KR100916812 B1 KR 100916812B1 KR 1020080099481 A KR1020080099481 A KR 1020080099481A KR 20080099481 A KR20080099481 A KR 20080099481A KR 100916812 B1 KR100916812 B1 KR 100916812B1
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이명섭
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한국광물자원공사
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Abstract

본 발명은 수직 굴착 장치 및 방법에 관한 것으로, 복잡한 지층 구조를 갖는 곳이나 동절기에도 굴착 시공이 가능하고, 지층구조에 상관없이 안정적 수직굴착 및 분진발생이 없는 환경친화적인 수직 굴착 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명은 굴착관에 연동된 수직 굴착 연동부의 하향 말단에 설치된 콘 타입의 비트로 지면을 수직으로 하향 굴착하여 유도공을 형성하면서, 굴착관 및 수직 굴착 연동부를 통하여 비트로 포화액적 고압공기(HPA-W)를 주입하여 비트에 의해 파쇄된 슬라임을 분쇄 및 고압부상시켜 유도공과 수직 굴착 연동부 사이를 통해 지면 밖으로 배출시키는 수직 굴착 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 비트에 일차로 파쇄된 슬라임은 포화액적 고압공기에 의해 분쇄 및 고압부상시켜 입자화를 가속화하고 윤활작용을 증대시킴으로써, 굴착된 유도공의 공벽과 수직 굴착 연동부 사이를 통하여 슬라임을 원활하게 지면 밖으로 배출시킬 수 있기 때문에, 공벽과 수직 굴착 연동부 사이에 슬라임이 쌓여 재밍(jaming)이 발생되는 문제를 해소할 수 있다. 또한 종전에는 시공이 불가능했던 지층 구조, 예컨대 시공 지역의 지층에 다수의 공동이 산재하거나, 공동내에 진흙이 충진되어 있거나, 극심한 파쇄대가 형성 또는 혼재되어 있더라도 굴착 시공이 가능하다. 그리고 본 발명에 따른 수직 굴착 장치 및 방법은 굴착시 포화액적 고압공기를 사용하기 때문에, 동절기에도 굴착 시공이 가능하고 분진 발생을 방지할 수 있는 친환경적인 공해(광해) 방지 시설 및 방법이다.The present invention relates to a vertical excavation device and method, and to an excavation construction even in a place having a complicated geological structure or winter, and to an environmentally friendly vertical excavation device and method that does not have a stable vertical excavation and dust generation regardless of the geological structure In accordance with the present invention, the cone-type bit installed at the lower end of the vertical drilling linkage interlocked with the drilling pipe vertically downwards the ground to form an induction hole, while the saturated droplet high pressure air (HPA-) through the drilling pipe and the vertical drilling linkage. Provided is a vertical excavation device and method by injecting W) to crush and high-pressure slime crushed by the bit to discharge out of the ground through the guide hole and the vertical excavation linkage. According to the present invention, the crushed primary slime is crushed and high-pressure floating by saturated droplet high pressure air to accelerate the granulation and increase the lubrication action, so that the slime through the cavities of the drilled guide hole and the vertical excavation linkage Since it can be smoothly discharged out of the ground, it is possible to solve the problem that jamming occurs due to slime buildup between the hollow wall and the vertical excavation linkage. In addition, excavation construction is possible even when a large number of cavities are scattered, muds are filled in the cavities, or extreme crushing zones are formed or mixed. And the vertical excavation device and method according to the present invention is an environmentally friendly pollution prevention facility and method that can be excavated construction and prevent dust generation even in winter season because it uses saturated droplet high pressure air during the excavation.

수갱, 굴착, 고압 공기, 고압 용수, 포화액적혼합 고압공기, 분사, 슬라임, RBM, 드릴파이프, 비트 Shaft, Excavation, High Pressure Air, High Pressure Water, Saturated Droplet Mixture High Pressure Air, Injection, Slime, RBM, Drill Pipe, Bit

Description

수직 굴착 장치 및 방법{Apparatus and method for Excavating vertical hole}Apparatus and method for Excavating vertical hole}

본 발명은 굴착 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지층 구조에 상관없이 안정적인 수직 굴착을 수행하고 분진 발생이 없는 환경친화적인 수직 굴착 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an excavation device and method, and more particularly, to an environmentally friendly vertical excavation device and method that performs stable vertical excavation and no dust generation regardless of the geological structure.

광산이나 터널에서의 통기와, 고속철도 터널에서 발생되는 기류의 완충 등 다양한 목적으로 수직 굴착을 수행한다.Vertical excavation is carried out for various purposes, such as aeration in mines and tunnels, and buffering the airflow generated in high-speed railway tunnels.

종래의 수직 굴착 방법으로는 냉각수 주입 굴착 방법이 주류를 이루었다. 냉각수 주입 굴착 방법은 머트타입의 트리콘 비트를 사용하여 굴착하고, 슬라임 처리 매개체로서 냉각수를 주입하여 굴착시 말단 비트에서 발생되는 슬라임(slime)을 유도공과 배출관을 통하여 지면 밖으로 배출시키는 방법이다.As a conventional vertical drilling method, a cooling water injection drilling method has become mainstream. Cooling water injection excavation method is a method of excavation using a mute-type tricon bit, and is injected into the cooling water as a slime treatment medium to discharge the slime generated in the end bit when excavating out of the ground through the guide hole and the discharge pipe.

이와 같은 냉각수 주입 굴착 방법은 지층구조가 양호할 경우 굴착 작업을 안정적으로 진행할 수 있고 분진 발생이 없다는 장점이 있다. 반면에 냉각수 주입 굴착 방법은 냉각수를 사용하기 때문에, 열악한 지층에서는 유도공 공극 편차가 발생하고, 동절기에는 시공이 불가능한 문제점을 안고 있다.Such cooling water injection and excavation method has an advantage that the excavation work can be performed stably and there is no dust generation when the strata structure is good. On the other hand, since the cooling water injection and excavation method uses the cooling water, deviation of the induction hole occurs in the poor strata, and construction is impossible in winter.

또한 냉각수 주입 굴착 방법은 열악한 지층 구조를 갖는 곳에서는 시공이 불가능한 문제점을 안고 있다. 예컨대, 시공 지역의 지층에 다수의 공동이 산재하거나, 공동내에 진흙이 충진되어 있거나, 극심한 파쇄대가 형성 또는 혼재되어 있는 경우, 공내 슬라임이 파쇄대 또는 공동내로 빠져나가 외부로 전혀 배출되지 못하는 원인으로 인하여 드릴파이프 및 비트의 재밍(jaming)이 발생되는 등 안전사고가 발생되어 시공이 불가능하다.In addition, the cooling water injection excavation method has a problem that the construction is impossible in a place having a poor stratified structure. For example, if a large number of cavities are scattered in the strata of a construction area, or if muds are filled in the cavities, or if extreme crushing zones are formed or mixed, the slime inside the cavities exits into the crushing zone or cavities and is not discharged to the outside at all. Construction is impossible due to safety accidents such as jamming of drill pipes and bits.

따라서, 본 발명의 목적은 복잡 다변한 지층 구조를 갖는 곳에서도 굴착 시공이 가능한 수직 굴착 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vertical excavation apparatus and method that can be excavated even in a complicated and varied stratified structure.

본 발명의 다른 목적은 동절기에도 굴착 시공이 가능한 수직 굴착 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a vertical excavation device and method capable of excavating construction even in winter.

본 발명의 또 다른 목적은 분진 발생을 방지하면서 굴착 시공을 수행할 수 있는 친환경적인 공해(광해) 방지용 수직 굴착 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an environmentally friendly vertical excavation apparatus and method for preventing pollution (mining), which can perform excavation construction while preventing dust generation.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 수직 굴착 시공을 할 지면 위에 설치되며, 상기 지면을 향하여 이동하는 굴착관에 전동력을 전달하는 본체부와;

Figure 712009004228195-pat00017

(Qa; 압축공기 출력(㎤/min: cubic meters/min), D1은 유도공 직경(mm), D2는 굴착관 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압공기의 사용량을 산출하여 10∼20kg/㎠의 압력으로 공급함과 더불어
Figure 712009004228195-pat00028

(D는 파이프 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압용수의 사용량(Qw; 펌프출력(ℓ/분))을 산출하여 15∼25kg/㎠의 압력으로 고압용수를 공급하여 상기 고압공기와 고압용수를 혼합한 포화액적 고압공기를 상기 굴착관의 내관에 공급하는 포화액적 고압공기 공급부와;
선단은 상기 굴착관에 결합되어 연동되며 상기 굴착관을 통하여 상기 포화액적 고압공기를 공급받고, 말단에 설치되며 상기 포화액적 고압공기를 분사하는 3개의 젯트 홀을 구비하는 트리콘 비트를 통하여 상기 포화액적 고압공기를 분사하면서 상기 지면을 수직으로 굴착하여 유도공을 형성하는 수직 굴착부와;
상기 수직 굴착부에 의해 분쇄된 슬라임을 배출시키는 슬라임 배출부;를 포함하는 수직 굴착 장치에 있어서,
상기 포화액적 고압공기 공급부는,
고압공기를 공급하는 고압공기 공급부; 고압용수를 공급하는 고압용수 공급부; 상기 고압공기 공급부에서 공급된 고압공기와 상기 고압용수 공급부에서 공급된 고압용수를 혼합하여 상기 포화액적 고압공기로 변환시키고, 상기 변환된 포화액적 고압공기를 상기 굴착관으로 공급하는 포화액적 고압공기 변환부;를 포함하고,
상기 포화액적 고압공기 변환부는,
상기 고압공기가 주입되는 입구와 상기 입구의 반대편에 형성되며 상기 포화액적 고압공기를 분출하는 출구를 갖는 변환관; 상기 고압용수를 공급받고, 상기 변환관의 입구쪽의 외주면을 통하여 상기 변환관에 내설되며, 상기 출구쪽을 향하여 상기 고압용수를 분사하는 분사노즐이 설치된 고압용수 공급관;을 포함하여 상기 분사노즐에서 분사된 상기 고압용수를 상기 고압공기와 혼합하여 상기 출구쪽으로 이동하면서 상기 포화액적 고압공기로 변환하며,
상기 분사노즐은,
상기 고압용수를 15 내지 30도의 분사각도로 15 내지 30ℓ/min으로 분사하고, 상기 분사노즐의 오피리스와 상기 분사노즐에서 상기 변환관의 출구까지의 길이비는 1:15 이상이며, 상기 변환관의 내경과 상기 변환관의 길이비는 1:20 이상이고,
상기 슬라임 배출부는,
상가 지면에 노출된 상기 수직 굴착부 부분을 둘러싸며, 상단부가 하단부에 비해 상대적으로 내경이 넓게 형성되고, 상기 상단부에 일측면에 비대칭적으로 돌출된 돌출부를 갖는 하우징; 상기 하우징의 돌출부에 연통되며 길이 방향으로 단계적으로 내경이 축소되어 상기 돌출부로 빠져나온 슬라임과 고압공기를 압축하는 다단 연결관; 상기 다단 연결관에서 확관되어 있으며 아래 부분에 개방부가 형성되어 이 개방부를 통해 상기 다단 연결관을 빠져나온 슬라임을 중력에 의해 낙하시키고, 상기 공기를 대기로 배출시키는 배출관; 상기 배출관 아래에 설치되어 상기 개방부를 통해 낙하는 슬라임을 적재하는 슬라임 배출조;를 포함하며,
상기 유도공을 형성할 때 상기 포화액적 고압공기는 상기 비트를 통하여 분사되어 상기 비트에 의해 파쇄된 슬라임을 분쇄시키고, 상기 분쇄된 슬라임을 상기 수직 굴착부와 상기 유도공 사이를 통해 지면 밖으로 부상시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서 고압공기 공급부는 900 내지 2700cfm(cubic feet meters)의 용량을 갖는 복수개의 압축기와; 상기 압축기들에서 배출되는 고압공기를 병렬로 연결하여 상기 포화액적 고압공기 변환부로 공급하는 병렬 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 배출관과 연결된 상기 다단 연결관 부분은 하향구배져 있고, 상기 배출관은 상향구배져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은 수직 굴착 장치를 이용하여,
Figure 712009004228195-pat00019

(Qa; 압축공기 출력(㎤/min: cubic meters/min), D1은 유도공 직경(mm), D2는 굴착관 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지의 수학식에 의해 고압공기의 사용량을 산출하여 10∼20kg/㎠의 압력으로 공급함과 더불어
Figure 712009004228195-pat00029

(D는 파이프 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압용수의 사용량(Qw; 펌프출력(ℓ/min))을 산출하여 15∼25kg/㎠의 압력으로 고압용수를 공급하여 상기 고압공기와 고압용수를 혼합한 포화액적 고압공기를 통해 지면을 수직으로 굴착하는 수직 굴착 방법에 있어서,
고압공기 공급부에서 공급된 고압공기와 고압용수 공급부(23)에서 고압용수 공급관(37)의 분사노즐의 오피리스와 상기 분사노즐에서 변환관(31)의 출구(35)까지의 길이비가 1:15이상이고,
상기 변환관의 내경과 상기 변환관의 길이비가 1:20이상인 분사노즐(39)을 통해 15내지30도의 각도로 15~30ℓ/min으로 고압용수를 분사해 혼합시켜 포화액적 고압공기로 변환시킨 후 상기 변환된 포화액적 고압공기를 상기 트리콘 비트를 통해 지중에 분사하여 상기 트리콘 비트에 의해 굴착되고 파쇄된 슬라임을 분쇄하며, 상기 분쇄된 슬라임과 공기를 상기 유도공을 통해 지면 밖으로 배출시키는 굴착분쇄 및 부상시키는 제1단계와;
상기 제1단계를 통해 지면 밖으로 부상한 상기 슬라임과 공기를 중력적하식으로 분리하여 상기 슬라임은 배출관의 개방부를 통해 슬라임 배출조로 적하하고, 상기 공기는 배출관을 통해 배출시키는 제2단계;를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 수직 굴착 장치 및 방법은 굴착시 포화액적 고압공기를 사용하기 때문에, 동절기에도 굴착 시공이 가능하고 분진 발생을 방지할 수 있는 환경친화적인 공해(광해) 방지 시설 및 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is installed on the ground to be vertical excavation construction, the main body portion for transmitting the electric force to the drilling pipe moving toward the ground;
Figure 712009004228195-pat00017

(Qa; Compressed air output (cm / min: cubic meters / min), D 1 is guide hole diameter (mm), D 2 is drill pipe diameter (mm), V is medium conveying speed (m / min) The amount of high pressure air is calculated by the above equation and supplied at a pressure of 10 to 20 kg / ㎠
Figure 712009004228195-pat00028

(D is the pipe diameter (mm), V is the medium conveying speed (m / min)) to calculate the amount of high-pressure water used (Qw; pump output (L / min)) to 15 to 25 kg / A saturated droplet high pressure air supply unit for supplying high pressure water at a pressure of cm 2 and supplying saturated droplet high pressure air mixed with the high pressure air and the high pressure water to an inner tube of the drilling pipe;
The front end is coupled to the drilling pipe and interlocked to receive the saturated liquid high pressure air through the drilling pipe, and is installed at the end of the saturation through the tricon bit having three jet holes for injecting the saturated liquid high pressure air. A vertical excavation part which excavates the ground vertically while injecting droplet high pressure air to form guide holes;
In the vertical drilling device comprising a; slime discharge for discharging the slime crushed by the vertical drilling,
The saturated droplet high pressure air supply unit,
A high pressure air supply unit for supplying high pressure air; High pressure water supply unit for supplying high pressure water; Saturated droplet high pressure air conversion for mixing the high pressure air supplied from the high pressure air supply unit and the high pressure water supplied from the high pressure water supply unit to convert the saturated droplet high pressure air and supply the converted saturated droplet high pressure air to the drilling pipe. Including;
The saturated droplet high pressure air conversion unit,
A conversion tube having an inlet through which the high pressure air is injected and an outlet opposite to the inlet, and an outlet for ejecting the saturated droplet high pressure air; A high pressure water supply pipe which is supplied with the high pressure water, is installed in the conversion tube through an outer circumferential surface of the inlet side of the conversion tube, and has a spray nozzle for injecting the high pressure water toward the outlet side; The sprayed high pressure water is mixed with the high pressure air and converted to the saturated droplet high pressure air while moving toward the outlet.
The injection nozzle,
The high pressure water is sprayed at 15 to 30 l / min at an injection angle of 15 to 30 degrees, and the length ratio from the opiris of the injection nozzle to the outlet of the conversion tube is 1:15 or more. Inner diameter of the and the ratio of the length of the conversion tube is 1:20 or more,
The slime discharge unit,
A housing surrounding the vertical excavation portion exposed to an upper surface of the mall, and having an upper end portion having a larger inner diameter than a lower end portion, and having a protrusion asymmetrically protruding on one side of the upper end portion; A multi-stage connection tube communicating with the protrusion of the housing and compressing the slime and the high-pressure air that are reduced to the inner diameter in the longitudinal direction in the longitudinal direction and exited to the protrusion; A discharge pipe which is expanded from the multi-stage connecting pipe and has an open portion formed at a lower portion thereof, by dropping the slime exiting the multi-stage connecting pipe through the opening by gravity and discharging the air to the atmosphere; And a slime discharge tank installed under the discharge pipe to load slime falling through the opening.
When forming the guide hole, the saturated droplet high pressure air is sprayed through the bit to crush the crushed slime, and the crushed slime is floated out of the ground through the vertical excavation and the guide hole. It is characterized by.
The high pressure air supply unit is a plurality of compressors having a capacity of 900 to 2700cfm (cubic feet meters); And a parallel connection pipe connecting the high pressure air discharged from the compressors in parallel to supply the saturated droplet high pressure air conversion unit.
The multi-stage connecting pipe portion connected to the discharge pipe is characterized in that the down-gradient, the discharge tube is upwardly gradient.
In addition, the method for achieving the object of the present invention by using a vertical excavation device,
Figure 712009004228195-pat00019

(Qa; compressed air output (cm / min: cubic meters / min), D 1 is guide hole diameter (mm), D 2 is drill pipe diameter (mm), V is medium conveying speed (m / min) The amount of high pressure air is calculated by the equation and supplied at a pressure of 10-20 kg / ㎠
Figure 712009004228195-pat00029

(D is a pipe diameter (mm), V is a medium conveying speed (m / min)) to calculate the amount of high-pressure water used (Qw; pump output (L / min)) to 15 to 25 kg / In the vertical excavation method of supplying high pressure water at a pressure of cm 2 to excavate the ground vertically through saturated high pressure air mixed with the high pressure air and high pressure water,
The ratio of the length of the high pressure air supplied from the high pressure air supply part and the high pressure water supply part 23 from the injection nozzle of the high pressure water supply pipe 37 to the outlet 35 of the conversion pipe 31 in the injection nozzle is 1:15. That's it,
After the internal diameter of the conversion tube and the ratio of the length of the conversion tube 1:20 or more through the injection nozzle 39, by spraying the high pressure water at 15 to 30ℓ / min at an angle of 15 to 30 degrees to convert to saturated liquid high pressure air The converted saturated droplet high pressure air is sprayed into the ground through the tricon bit to crush the excavated and crushed slime by the tricon bit, and the excavation crushing to discharge the crushed slime and air out of the ground through the induction hole. And a first step of floating;
A second step of separating the slime and air floating out of the ground by the gravity drop type through the first step and dropping the slime into the slime discharge tank through the opening of the discharge pipe and discharging the air through the discharge pipe; Characterized in that made.
In addition, since the vertical drilling apparatus and method according to the present invention uses saturated droplet high pressure air at the time of excavation, it is possible to excavate construction even in winter and provide an environmentally friendly pollution prevention facility and method that can prevent dust generation. .

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본 발명에 따르면, 굴착관의 말단에 설치된 콘 타입의 비트로 지하층을 수직으로 하향굴착하여 유도공을 형성하면서, 비트를 통하여 포화액적 고압공기를 분사하여 비트에 의해 파쇄된 슬라임을 굴착 분쇄 및 부상시켜 유도공과 수직 굴착 연동부 사이를 통해 지면 밖으로 배출시키도록 구성하므로서 비트에 일차로 파쇄된 슬라임은 포화액적 고압공기에 의해 분쇄 및 부상되어 입자화를 가속화하고 윤활작용을 증대시켜 굴착된 유도공의 공벽과 굴착관에 연결된 수직 굴착 연동부의 외경 사이를 통하여 슬라임을 원활하게 지면 밖으로 배출시킬 수 있는 동시에 공벽과 수직 굴착 연동부의 외경 사이에 슬라임이 쌓여 수직 굴착 연동부와 비트가 재밍되는 안전사고 문제를 방지할 수 있다.According to the present invention, while drilling down the underground layer vertically with a cone-type bit installed at the end of the drilling pipe to form an induction hole, by spraying saturated high pressure air through the bit, the crushed slime fractured by the bit is excavated and induced The primary crushed slime, which is configured to be discharged out of the ground through the ball and the vertical excavation linkage, is crushed and floated by saturated droplet high pressure air to accelerate the granulation and increase the lubrication action to increase the lubrication action. The slime can be smoothly discharged out of the ground through the outer diameter of the vertical drilling linkage connected to the pipe, and the slime between the hollow wall and the outer diameter of the vertical drilling linkage can be accumulated to prevent the safety accident of jamming the vertical drilling linkage and the bit jamming. have.

또한, 유도공의 공벽 보호와, 유도공과 수직 굴착 연동부 사이의 간극을 일정하게 유지시킬 수 있기 때문에, 슬라임의 배출 속도를 향상시켜 굴착 능률을 향상시킬 수 있다.In addition, since the gap between the guide hole and the guide hole and the vertical excavation linkage can be kept constant, the discharge speed of the slime can be improved to improve the excavation efficiency.

또한, 시공 지역의 지층에 다수의 공동이 산재하거나, 공동내에 진흙이 충진되어 있거나, 극심한 파쇄대가 형성 또는 혼재되어 있더라고 굴착 시공이 가능하다. 즉 극심한 파쇄대의 진흙층을 굴착할 때 파쇄되는 진흙이 포화액적 고압공기에 의해 분쇄 및 부상되어 입자화가 가속되기 때문에, 굴착된 유도공의 공벽과 수직 굴착 연동부의 외경 사이를 통하여 분쇄된 진흙을 포함하는 슬라임을 원활하게 지면 밖으로 배출시킬 수 있다.In addition, excavation is possible even if a large number of cavities are scattered in the ground of the construction area, mud is filled in the cavities, or extreme crushing zones are formed or mixed. That is, when excavating the mud layer of the extreme crushing zone, the crushed mud is crushed and floated by saturated droplet high pressure air, so that the granulation is accelerated, so that the crushed mud is contained between the hollow wall of the drilled guide hole and the outer diameter of the vertical drilling linkage. Slimes can be smoothly discharged out of the ground.

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이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 수직 굴착 장치(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, RBM(Rase Boring Machine) 공법을 사용한 굴착 장치로서, 본체부(10), 포화액적 고압공기 공급부(20), 수직 굴착부(40) 및 슬라임 배출부(50)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the vertical excavation device 100 according to the present embodiment, as an excavation device using a race boring machine (RBM) method, the body portion 10, saturated droplet high-pressure air supply unit 20 ), Vertical excavation portion 40 and the slime discharge unit 50 is configured.

본체부(10)는 수직 굴착 작업을 수행하는 운전장치로서, 수직 굴착에 필요한 주동력을 제공하고, 수직 굴착 작업에 필요한 좌우회전 또는 상하이동을 수행한다. 본체부(10)는 수직 굴착 시공을 할 지면(70) 위에 설치되며, 지면(70)을 향하여 이동하는 굴착관(13)에 전동력을 전달한다.The main body 10 is a driving device for performing a vertical excavation work, and provides a main power required for vertical excavation, and performs the left and right rotation or the shangdong movement required for the vertical excavation work. The main body 10 is installed on the ground 70 to be vertical excavation construction, and transmits an electric force to the excavation pipe 13 moving toward the ground (70).

포화액적 고압공기 공급부(20)는 포화액적 고압공기(36; High Pressure Air- Water; HPA-W)를 굴착관(13)의 내부로 공급한다. 포화액적 고압공기 공급부(20)는 고압공기(32)와 고압용수(34)를 혼합하여 포화액적 고압공기(36)로 변환시키고, 변환된 포화액적 고압공기(36)를 굴착관(13)의 내부로 공급할 수 있다.The saturated droplet high pressure air supply unit 20 supplies the saturated droplet high pressure air 36 (High Pressure Air-Water; HPA-W) into the excavation pipe 13. The saturated droplet high pressure air supply unit 20 mixes the high pressure air 32 and the high pressure water 34 to convert the saturated droplet high pressure air 36 and converts the converted saturated droplet high pressure air 36 into the excavation pipe 13. Can be supplied internally.

수직 굴착부(40)는 선단이 굴착관(13)에 결합되어 연동되며, 말단에 설치된 트리콘 비트(43; tricone bit)를 통하여 지면(70)을 수직으로 굴착하여 유도공(73)을 형성한다. 특히 수직 굴착부(40)는 선단에 연결된 굴착관(13)을 통하여 포화액적 고압공기(36)를 공급받는다. 수직 굴착부(40)는 말단에 설치된 트리콘 비트(43)를 통하여 포화액적 고압공기(36)를 분사하면서 지면(70)을 수직으로 굴착하여 유도공(73)을 형성한다. 특히 유도공(73)을 형성할 때, 포화액적 고압공기(36)는 트리콘 비트(43)를 통하여 분사되어 트리콘 비트(43)에 의해 파쇄된 슬라임을 분쇄시키고, 분쇄된 슬라임(71)을 수직 굴착부(40)와 유도공(73) 사이를 통해 지면(70) 밖으로 부상시킨다.Vertical excavation portion 40 is the tip is coupled to the drilling pipe 13 is interlocked, and vertically excavate the ground 70 through the tricorn bit 43 (tricone bit) installed at the end to form an induction hole 73 . In particular, the vertical excavation portion 40 is supplied with saturated droplet high pressure air 36 through the excavation pipe 13 connected to the tip. The vertical excavation part 40 excavates the ground 70 vertically while injecting the saturated droplet high pressure air 36 through the tricon bit 43 installed at the end to form the induction hole 73. In particular, when forming the induction hole 73, the saturated droplet high-pressure air 36 is injected through the tricon bit 43 to crush the crushed slime by the tricon bit 43, the crushed slime 71 It floats out of the ground 70 through between the vertical excavation 40 and the guide hole 73.

그리고 슬라임 배출부(50)는 지면(70) 밖으로 부상한 슬라임(71)과 공기를 중력적하식으로 분리하여 슬라임(71)은 슬라임 배출조(도 9의 57)에 적하하고, 공기(도 9의 38)는 대기로 배출시킨다.The slime discharge unit 50 separates the slime 71 and the air floating out of the ground 70 by gravity dropping, and the slime 71 is dropped into the slime discharge tank (57 in FIG. 9), and the air (FIG. 9). 38) are discharged to the atmosphere.

본 실시예에 따른 수직 굴착 장치(100)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the vertical drilling rig 100 according to the present embodiment in detail.

본체부(10)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(12), 유압실린더(14), 칼럼(16), 메인모터(18) 및 플로팅박스(19)를 포함하여 구성된다. 베이스(12) 위에 3조의 유압실린더(14)와 한 쌍의 칼럼(16)이 설치된다. 메인모터(18) 아래에 플로팅박스(19)가 설치되며, 플로팅박스(19)의 바닥면에는 수직 굴착부(40) 를 체결할 수 있는 굴착관(13)이 설치되어 있다. 메인모터(18)의 전동력은 굴착관(13)에 전달된다. 포화액적 고압공기 공급부(20)에서 플로팅박스(19)의 굴착관(13)으로 포화액적 고압공기(36)를 공급할 수 있도록, 메인모터(18), 플로팅박스(19) 및 굴착관(13)은 서로 수직 방향으로 연통되어 있다. 메인모터(18)와 플로팅박스(19)는 유압실린더(14)에 고정설치되어 유압실린더(14)의 이동에 따라 함께 이동하게 된다. 칼럼(16)은 메인모터(18) 및 플로팅박스(19)의 이동을 안내한다. 예컨대 메인모터(18)는 DC 440V의 225KW의 용량을 갖는 모터가 사용될 수 있다. 유압실린더(16)는 55KW용량의 유압모터에 의해 구동될 수 있다.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the main body 10 includes a base 12, a hydraulic cylinder 14, a column 16, a main motor 18, and a floating box 19. . Three sets of hydraulic cylinders 14 and a pair of columns 16 are installed on the base 12. A floating box 19 is installed below the main motor 18, and an excavation tube 13 capable of fastening the vertical excavation part 40 is installed on the bottom surface of the floating box 19. The electric force of the main motor 18 is transmitted to the drilling pipe (13). The main motor 18, the floating box 19, and the excavation pipe 13 to supply the saturated droplet high pressure air 36 to the excavation pipe 13 of the floating box 19 from the saturated droplet high pressure air supply unit 20. Are in communication with each other in the vertical direction. The main motor 18 and the floating box 19 are fixed to the hydraulic cylinder 14 to move together with the movement of the hydraulic cylinder 14. Column 16 guides the movement of main motor 18 and floating box 19. For example, the main motor 18 may be a motor having a capacity of 225KW of DC 440V. The hydraulic cylinder 16 may be driven by a hydraulic motor of 55 KW capacity.

포화액적 고압공기 공급부(20)는, 도 1 및 도 4를 참조하면, 고압공기 공급부(21), 고압용수 공급부(23) 및 포화액적 고압공기 변환부(25)를 포함하여 구성된다. 고압공기 공급부(21)는 10∼20kg/㎠의 고압공기(32)를 포화액적 고압공기 변환부(25)로 공급한다. 고압용수 공급부(23)는 15∼25kg/㎠의 고압용수(34)를 포화액적 고압공기 변환부(25)로 공급한다. 그리고 포화액적 고압공기 변환부(25)는 고압공기 공급부(21)에서 공급된 고압공기(32)와 고압용수 공급부(23)에서 공급된 고압용수(34)를 혼합하여 포화액적 고압공기(36)로 변환시키고, 변환된 포화액적 고압공기(36)를 굴착관(13)으로 공급한다.1 and 4, the saturated droplet high pressure air supply unit 20 includes a high pressure air supply unit 21, a high pressure water supply unit 23, and a saturated droplet high pressure air converter 25. The high pressure air supply unit 21 supplies the high pressure air 32 of 10 to 20 kg / cm 2 to the saturated droplet high pressure air converter 25. The high pressure water supply unit 23 supplies the high pressure water 34 of 15 to 25 kg / cm 2 to the saturated droplet high pressure air conversion unit 25. The saturated droplet high pressure air conversion unit 25 mixes the high pressure air 32 supplied from the high pressure air supply unit 21 and the high pressure water 34 supplied from the high pressure water supply unit 23 to prepare the saturated droplet high pressure air 36. And the converted saturated liquid high pressure air (36) is supplied to the drilling pipe (13).

고압공기 공급부(21)가 수직 굴착시 사용하는 고압공기(32)의 사용량(Qa; 압축공기 출력(㎤/min: cubic meters/min))은 아래의 수학식1에 의해 산출될 수 있다. 예컨대 고압공기 공급부(21)는 900 내지 2,700cfm(cubic feet meters)의 용량을 갖는 압축기(22)를 적어도 하나를 포함한다.The usage amount Qa (compressed air output (cm 3 / min: cubic meters / min)) of the high pressure air 32 used by the high pressure air supply unit 21 for vertical excavation may be calculated by Equation 1 below. For example, the high pressure air supply 21 includes at least one compressor 22 having a capacity of 900 to 2,700 cfm (cubic feet meters).

Figure 712009004228195-pat00021
Figure 712009004228195-pat00021

(D1은 유도공 직경(mm), D2는 굴착관 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))(D 1 is guide hole diameter (mm), D 2 is drill pipe diameter (mm), V is medium conveying speed (m / min))

한편, 고압공기 공급부(21)는 복수개의 압축기(22)를 사용하는 경우, 복수개의 압축기(22)에서 배출되는 고압공기(32)를 병렬 연결관(24)을 이용하여 병렬로 연결하여 포화액적 고압공기 변환부(25)로 공급한다. 예컨대 본 실시예에서 900cfm 용량의 압축기(22) 두 개가 Y자형 병렬 연결관(24)을 매개로 포화액적 고압공기 변환부(25)에 연결된 예를 개시하였다.On the other hand, when the high pressure air supply unit 21 uses a plurality of compressors 22, the high pressure air 32 discharged from the plurality of compressors 22 is connected in parallel using a parallel connection tube 24 to form saturated droplets. Supply to the high pressure air conversion unit 25. For example, in the present exemplary embodiment, two compressors 22 having a capacity of 900 cfm are connected to the saturated droplet high pressure air converter 25 via a Y-shaped parallel connection tube 24.

고압용수 공급부(23)는 용수탱크(26)와 고압플런저 펌프(28)를 포함하여 구성된다. 수직 굴착시 사용되는 고압 용수(34)의 사용량(Qw; 펌프출력(ℓ/min))은 아래의 수학식2에 의해 산출될 수 있다. 예컨대, 용수탱크(26)로는 10㎥용량의 수조가 사용될 수 있다. 고압플런저 펌프(28)로는 50kg/㎠ 용량의 펌프가 사용될 수 있다.The high pressure water supply unit 23 includes a water tank 26 and a high pressure plunger pump 28. The usage amount Qw (pump output (l / min)) of the high pressure water 34 used in the vertical excavation may be calculated by Equation 2 below. For example, a water tank having a capacity of 10 m 3 may be used as the water tank 26. As the high pressure plunger pump 28, a pump having a capacity of 50 kg / cm 2 may be used.

Figure 712009004228195-pat00030

(D는 파이프 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))
Figure 712009004228195-pat00030
(D is the pipe diameter (mm), V is the medium transport speed (m / min))

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그리고 포화액적 고압공기 변환부(25)는 변환관(31)과, 말단에 분사노즐(39)이 설치된 고압용수 공급관(37)을 포함하여 구성된다. 변환관(35)은 일정 길이를 갖는 원통형관으로서, 고압공기(32)가 주입되는 입구(33)와, 입구(33)와 연통되며 포화액적 고압공기(36)를 분출하는 출구(35)를 구비한다. 고압용수 공급관(37)은 고압용수 공급부(23)로부터 고압용수(34)를 공급받고, 변환관(31)의 입구(33)쪽의 외주면을 통하여 변환관(31)에 내설되며, 출구(35)쪽을 향하여 고압용수(34)를 액적으로 분사하는 분사노즐(39)을 구비한다. 이때 분사노즐(39)에서 액적으로 분사된 고압용수(34)는 변환관(31) 내에서 고압공기(32)와 혼합되어 출구(35)쪽으로 이동하면서 포화액적 고압공기(36)로 변환된다.The saturated droplet high pressure air conversion unit 25 includes a conversion pipe 31 and a high pressure water supply pipe 37 in which an injection nozzle 39 is installed at an end thereof. The conversion tube 35 is a cylindrical tube having a predetermined length, and has an inlet 33 into which the high pressure air 32 is injected, and an outlet 35 communicating with the inlet 33 and ejecting the saturated droplet high pressure air 36. Equipped. The high pressure water supply pipe 37 receives the high pressure water 34 from the high pressure water supply unit 23, is installed in the conversion pipe 31 through the outer circumferential surface of the inlet 33 side of the conversion pipe 31, and the outlet 35. The injection nozzle 39 which injects the high pressure water 34 into droplets toward the (circle) side is provided. At this time, the high pressure water 34 injected into the droplets from the injection nozzle 39 is mixed with the high pressure air 32 in the conversion pipe 31 and is converted to the saturated droplet high pressure air 36 while moving toward the outlet 35.

분사노즐(39)로는 고압용수(34)를 액적으로 분사할 수 있는 중압노즐이 사용될 수 있다. 분사노즐(39)은 포화액적 고압공기(36)를 형성할 수 있도록 고압용수(34)를 15 내지 30도의 분사각도로 15 내지 30ℓ/min으로 분사한다.As the injection nozzle 39, a medium pressure nozzle capable of injecting the high pressure water 34 into droplets may be used. The injection nozzle 39 injects the high pressure water 34 at 15 to 30 l / min at an injection angle of 15 to 30 degrees so as to form the saturated droplet high pressure air 36.

분사노즐(39)을 통하여 최대한 균일하게 고압용수(34)를 분사할 수 있도록, 분사노즐(39)은 변환관(31)의 중심 부분에 설치하는 것이 바람직하다. 고압공기(32)와 고압용수(34)를 혼합하여 포화액적 고압공기(36)로 변환시키기 위해서, 분사노즐(39)의 오피리스(d)와 분사노즐(39)에서 변환관(31)의 출구(35)까지의 거리(l)의 비는 1:15 이상으로 하는 것이 바람직하다. 변환관(31)의 내경(D)과 변환관(31)의 길이(L)의 비는 1:20 이상으로 하는 것이 바람직하다. 예컨대 오피리스가 2.3mm인 분사노즐(39)을 사용하는 경우, 분사노즐(39)에서 변환관(31)의 출구(35)까지의 거리(l)는 최소 34.5mm은 확보되어야 한다. 변환관(31)으로 내경이 50mm인 관을 사용하는 경우, 길이는 최소 1000mm(1m) 이상을 사용하는 것이 바람직하다.In order to spray the high pressure water 34 as uniformly as possible through the injection nozzle 39, the injection nozzle 39 is preferably provided at the center of the conversion pipe 31. In order to mix the high-pressure air 32 and the high-pressure water 34 and convert the saturated high-pressure air 36 into the saturated droplet high-pressure air 36, the opisle d of the injection nozzle 39 and the conversion nozzle 31 of the injection nozzle 39 The ratio of the distance l to the exit 35 is preferably 1:15 or more. It is preferable that ratio of the inner diameter D of the converter tube 31 and the length L of the converter tube 31 shall be 1:20 or more. For example, in the case of using the injection nozzle 39 having an opiris of 2.3 mm, the distance l from the injection nozzle 39 to the outlet 35 of the conversion pipe 31 should be at least 34.5 mm. In the case of using a pipe having an inner diameter of 50 mm as the conversion pipe 31, it is preferable to use a length of at least 1000 mm (1 m) or more.

한편 포화액적 고압공기 변환부(20)는 수직 굴착 작업을 진행할 지반의 암석 및 지질구조에 따라 수분 함량이 다른 포화액적 고압공기(36)를 제공하기 위해서, 복수개가 설치될 수 있다. 포화액적 고압공기(36)에 포함된 수분 함량은 사용되는 분사노즐(39)에 의해 조절될 수 있다.On the other hand, the saturated liquid droplet high pressure air conversion unit 20 may be provided in plurality, in order to provide a saturated liquid droplet high pressure air 36 having a different water content according to the rock and geological structure of the ground to proceed vertical excavation operation. The water content contained in the saturated droplet high pressure air 36 may be controlled by the spray nozzle 39 used.

수직 굴착부(40)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수직 굴착 연동부(41)와 트리콘 비트(43)를 포함하여 구성된다. 수직 굴착 연동부(41)는 메인모터(18)에서 발생된 전동력을 굴착관(13)을 통하여 전달받아 트리콘 비트(43)로 전달한다. 아울러 수직 굴착 연동부(41)는 굴착관(13)을 통하여 포화액적 고압공기(36)를 트리콘 비트(43)로 전달한다. 그리고 트리콘 비트(43)는 메인모터(18)에서 전달받은 전동력으로 콘들(42)을 회전시켜 굴착을 수행하고, 아울러 전달받은 포화액적 고압공기(36)를 유도공(73)의 바닥면으로 분사하여 콘들(42)에 의해 파쇄된 슬라임(71)을 굴착 분쇄 및 부상시킨다.As shown in FIGS. 1 and 2, the vertical excavation portion 40 includes a vertical excavation linkage portion 41 and a tricorn bit 43. The vertical excavation linkage part 41 receives the electric force generated from the main motor 18 through the excavation pipe 13 and transmits it to the tricon bit 43. In addition, the vertical excavation linkage 41 transmits the saturated droplet high pressure air 36 to the tricon bit 43 through the excavation pipe 13. The tricon bit 43 rotates the cones 42 by the electric force transmitted from the main motor 18 to perform excavation, and also sprays the received saturated droplet high pressure air 36 to the bottom surface of the induction hole 73. The excavated crushed and floated slime 71 by the cones 42 by doing so.

수직 굴착 연동부(41)는 드릴파이프(45; drill pipe), 스태빌라이저(47; stabilizer), 비트리머 스태빌라이저(49; bit reamer stabilizer)를 포함하여 구성된다. 플로팅박스(19)의 굴착관(13) 아래에 복수의 드릴파이프(43)가 연결되고, 드릴파이프(45)의 말단에 복수의 스태빌라이저(47)가 연결되고, 스태빌라이저(47)의 말단에 비트리머 스태빌라이저(49)가 연결된다. 그리고 비트리머 스태빌라이저(49)의 말단에 트리콘 비트(43)가 연결된다. 수직 굴착시 플로팅박스(19)의 굴착관(13)에 트리콘 비트(43)를 포함하는 비트리머 스태빌라이저(49)부터 복수의 스태빌라이저(47) 및 드릴파이프(45)가 순차적으로 장착 및 탈착되면서 목표하는 깊이의 유도공(73)을 형성하게 된다.The vertical drilling linkage 41 includes a drill pipe 45, a stabilizer 47, and a bit reamer stabilizer 49. A plurality of drill pipes 43 are connected to the bottom of the drilling pipe 13 of the floating box 19, a plurality of stabilizers 47 are connected to the end of the drill pipe 45, the non-end to the end of the stabilizer 47 Trimmer stabilizer 49 is connected. The tricon bit 43 is connected to the end of the bit reamer stabilizer 49. During vertical drilling, the plurality of stabilizers 47 and the drill pipe 45 are sequentially installed and detached from the bit reamer stabilizer 49 including the tricon bit 43 in the drilling tube 13 of the floating box 19. The guide hole 73 of the desired depth is formed.

트리콘 비트(43)는 에어 타입으로, 3개의 콘(42) 사이에는 포화액적 고압공 기(36)를 분사하는 젯트 홀(44)이 구비되어 있다. 트리콘 비트(43)는 지질 구조에 따라 초경암 비트(very hard rock bits), 중경암 비트(middle hard rock bits) 또는 연암 비트(soft rock bit)가 사용될 수 있다.The tricon bit 43 is an air type, and has a jet hole 44 for injecting saturated droplet high pressure air 36 between the three cones 42. The tricon bit 43 may use very hard rock bits, middle hard rock bits, or soft rock bits, depending on the geological structure.

한편 본 실시예에서는 비트로 트리콘 비트(43)를 예시하였지만 지질 구조에 따라 원콘 비트(one-cone bit), 투콘 비트(two-cone bit) 또는 포콘 비트(four-cone bit)가 사용될 수 있다.Meanwhile, although the tricon bit 43 is illustrated as a bit in this embodiment, one-cone bit, two-cone bit, or four-cone bit may be used according to the geological structure.

슬라임 배출부(50)는, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(51), 다단 연결관(53), 배출관(55) 및 슬라임 배출조(57)를 포함하여 구성된다. 하우징(51)은 플로팅박스(19)의 하단에 위치하며, 지면(70)에 노출된 수직 굴착 연동부(41)의 상단부를 둘러싸며, 지면(70) 밖으로 부상한 슬라임과 공기를 타원심력을 이용하여 다단 연결관(53)의 입구쪽으로 배출시킨다. 다단 연결관(53)은 길이 방향으로 단계적으로 내경이 축소되어 슬라임(71)과 고압공기를 압축한다. 배출관(55)은 다단 연결관(53)의 출구에서 확관되어 있으며, 아래 부분이 개방되어 다단 연결관(53)을 빠져 나온 슬라임(71)은 중력에 의해 낙하하고, 깨끗한 공기(38)는 대기로 배출시킨다. 그리고 슬라임 배출조(57)는 배출관(55) 아래에 설치되어 낙하는 슬라임(71)이 적재된다.6 to 9, the slime discharge unit 50 includes a housing 51, a multi-stage connecting pipe 53, a discharge pipe 55, and a slime discharge tank 57. The housing 51 is located at the lower end of the floating box 19 and surrounds the upper end of the vertical excavation linkage 41 exposed on the ground 70. It is discharged to the inlet side of the multi-stage connecting pipe (53). Multi-stage connecting pipe 53 is reduced in diameter in the longitudinal step to compress the slime 71 and high pressure air. The discharge pipe 55 is expanded at the outlet of the multistage connecting pipe 53, and the slime 71 which has been opened and exits the multistage connecting pipe 53 falls by gravity, and the clean air 38 is atmospheric. To be discharged. And the slime discharge tank 57 is installed under the discharge pipe 55, the slime 71 is dropped.

하우징(51)은 지면(70)에서 수직 굴착 연동부(41)의 드릴파이프(45)를 따라서 일정 내경으로 형성된 제1 하우징(51a)과, 제1 하우징(51a)과 일체로 형성되어 내경이 확대된 제2 하우징(51b)을 포함하여 구성된다. 제1 하우징(51a)의 하단부는 지면(70)에 앵커핀(58)에 의해 고정 설치된다. 제2 하우징(51b)은 전체적으로 제1 하우징(51a)에 대응되는 단면이 원형 형태를 갖지만, 일측에 비대칭적으로 돌출된 돌출부(52)를 갖는다. 제2 하우징(51b)의 돌출부(52)에 다단 연결관(53)의 입구가 연결되어 있다. 이와 같이 제2 하우징(51b)에 돌출부(52)를 형성한 이유는, 지면(70) 밖으로 부상한 슬라임(71)을 다단 연결관(53)으로 원활히 배출시키기 위해서이다. 즉 고압 부상된 슬라임(71)은 연동체인 드릴파이프(45)의 회전에 의해 제2 하우징(51b) 내에서 회전을 하다가 돌출부(52)로 이동하면 원심력을 잃고 제2 하우징(51b)에서 다단 연결관(53)으로 배출된다. 물론 다단 연결관(53)으로 슬라임(71)과 함께 고압공기가 함께 배출된다.The housing 51 is formed integrally with the first housing 51a and the first housing 51a formed along a drill pipe 45 of the vertical drilling linkage 41 on the ground 70 at a predetermined inner diameter, thereby increasing the inner diameter thereof. It is comprised including the expanded 2nd housing 51b. The lower end of the first housing 51a is fixed to the ground 70 by an anchor pin 58. The second housing 51b has a circular cross section corresponding to the first housing 51a as a whole, but has a protrusion 52 protruding asymmetrically on one side. The inlet of the multistage connecting pipe 53 is connected to the protrusion part 52 of the 2nd housing 51b. The reason why the protrusions 52 are formed in the second housing 51b is to smoothly discharge the slime 71 floating out of the ground 70 into the multistage connecting pipe 53. That is, the high-pressure floating slime 71 rotates in the second housing 51b by the rotation of the drill pipe 45, which is an interlocking body, and loses centrifugal force when it moves to the protrusion 52, and is connected in multiple stages in the second housing 51b. It is discharged to the tube 53. Of course, the high pressure air is discharged together with the slime 71 to the multi-stage connecting pipe 53.

한편 유도공(73)과 수직 굴착부(40) 사이를 통해 부상한 슬라임(71)과 고압공기는 제2 하우징(51b)과 드릴파이프(53)의 틈새를 통해 1차로 압력이 떨어진다. 제2 하우징(51b)의 상부는 20mm 두께의 고무판(54)으로 덮여 있고, 고압에 견딜 수 있도록 고무판(54) 위에는 10mm의 철판(56)이 부착되어 있다. 고무판(54)의 안쪽면은 거의 드릴파이프(45)의 외주면에 밀착된다. 이때 드릴파이프(45)와 제2 하우징(51b)의 고무판(54) 사이로 일부 고압의 공기가 새기는 하지만 슬라임(71)은 중력 원심회전운동에 의해서 상부로 새지 않는다. 또한 제2 하우징(51b)의 고무판(54)과 드릴파이프(45) 사이로 새는 고압의 공기는 드릴파이프(45)와 고무판(54)이 닿아 마찰이 일어나는 부분을 냉각 윤활시켜 주는 기능을 수행한다.On the other hand, the slime 71 and the high pressure air, which float through the guide hole 73 and the vertical excavation part 40, are primarily pressure-falled through the gap between the second housing 51b and the drill pipe 53. The upper part of the second housing 51b is covered with a rubber plate 54 having a thickness of 20 mm, and a 10 mm iron plate 56 is attached to the rubber plate 54 to withstand high pressure. The inner surface of the rubber plate 54 is almost in close contact with the outer circumferential surface of the drill pipe 45. At this time, although some high-pressure air leaks between the drill pipe 45 and the rubber plate 54 of the second housing 51b, the slime 71 does not leak upward by gravity centrifugal rotation. In addition, the high pressure air leaking between the rubber plate 54 and the drill pipe 45 of the second housing 51b serves to cool and lubricate the friction pipe where the drill pipe 45 and the rubber plate 54 come into contact with each other.

다단 연결관(53)은 제2 하우징(51b)의 돌출부(52)에 연결된 제1 연결관(53a)과, 제1 연결관(53a)에 순차적으로 연결된 제2 연결관(53b) 및 제3 연결관(53c)을 포함하여 구성되며, 제3 연결관(53c)은 배출관(55)에 연결된다. 예컨대 제1 내지 제3 연결관(53a,53b,53c)으로는 각각 내경이 6인치, 3인치 및 2.5인치의 배관이 사용될 수 있다. 배출관(55)으로는 3인치의 배관이 사용될 수 있다.The multi-stage connecting pipe 53 includes a first connecting pipe 53a connected to the protrusion 52 of the second housing 51b, and a second connecting pipe 53b and a third sequentially connected to the first connecting pipe 53a. It comprises a connecting pipe (53c), the third connecting pipe (53c) is connected to the discharge pipe (55). For example, as the first to third connection pipes 53a, 53b, and 53c, pipes having an inner diameter of 6 inches, 3 inches, and 2.5 inches may be used, respectively. As the discharge pipe 55, a 3 inch pipe may be used.

다단 연결관(53) 및 배출관(55)은 슬라임(71)과 압축 공기를 물리적인 중력을 이용하여 분리 배출할 수 있도록, 제3 연결관(53c)은 배출관(55)쪽으로 1/100 하향구배져 있고, 배출관(55)은 말단을 향하여 1/100상향구배져 있다. 즉 제3 연결관(53c)은 배출관(55)쪽으로 하향구배져 있기 때문에, 조대입자 등 무거운 슬라임(71)은 제 3 연결관(53c)의 바닥면을 따라서 유출될 수 있다. 배출관(55)은 말단을 향하여 상향구배져 있기 때문에, 슬라임(71)은 배출관(55)을 따라서 중력에 의해 조대입자 등 무거운 슬라임(71)은 개방부(55a)의 입구쪽에서부터 슬라임 배출조(57)로 적하되고, 미세입자 등 가벼운 슬라임(71)은 개방부(55a)의 출구쪽으로 적하된다. 아울러 제3 연결관(53c)에서 확관된 배출관(55)을 거쳐 급격히 압력이 떨어진 공기(38)는 슬라임(71)이 중력 원리와 급격한 압력 저하에 의해 분리되고 난 뒤 상향구배진 배출관(55)을 따라서 대기로 원활히 배출된다.The multi-stage connecting pipe 53 and the discharge pipe 55 slopes 1/100 downward toward the discharge pipe 55 so that the slime 71 and the compressed air can be separated and discharged by using physical gravity. The discharge pipe 55 is 1/100 upwardly graded toward the end. That is, since the third connection pipe 53c is downwardly gradientd toward the discharge pipe 55, heavy slime 71 such as coarse particles may flow out along the bottom surface of the third connection pipe 53c. Since the discharge pipe 55 is upwardly gradientd toward the end, the slime 71 is gravity-like along the discharge pipe 55 by the gravity slime 71 such as coarse particles from the inlet of the opening 55a from the slime discharge tank ( 57), and light slime 71 such as fine particles is dropped to the exit of the opening portion 55a. In addition, the air 38 rapidly dropped through the discharge pipe 55 expanded from the third connection pipe 53c is separated from the slime 71 by the gravity principle and the rapid pressure drop, and then the upwardly discharged discharge pipe 55. Therefore, it is discharged to the atmosphere smoothly.

이와 같은 본 실시예에 따른 수직 굴착 장치(100)를 이용한 수직 굴착 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the vertical excavation method using the vertical excavation device 100 according to this embodiment as follows.

먼저 수직 굴착을 수행할 지면(70) 위에 본체부(10)를 배치한 상태에서, 포화액적 고압공기 공급부(20)에서 배출된 포화액적 고압공기(36)를 메인모터(18), 플로팅박스(19) 및 수직 굴착 연동부(41)의 내부를 통하여 트리콘 비트(43)로 공급된다. 아울러 메인모터(18)에서 발생된 전동력은 플로팅박스(19)의 굴착관(13) 및 수직 굴착 연동부(41)를 통하여 트리콘 비트(43)로 전달된다.First, in the state in which the main body 10 is disposed on the ground 70 to perform vertical excavation, the saturated droplet high pressure air 36 discharged from the saturated droplet high pressure air supply unit 20 is transferred to the main motor 18 and the floating box ( 19) and through the inside of the vertical drilling linkage 41 is supplied to the tricon bit 43. In addition, the electric force generated in the main motor 18 is transmitted to the tricon bit 43 through the excavation pipe 13 and the vertical excavation linkage 41 of the floating box 19.

이때 트리콘 비트(43)는 메인모터(18)에서 전달되는 전동력으로 콘들(42)을 회전시켜 굴착하고, 동시에 콘들(42)에 의해 파쇄된 슬라임(71)은 젯트 홀(44)에서 분사되는 포화액적 고압공기(36)에 의해 1~10mm 내외로 고르게 분쇄된다. 트리콘 비트(41)를 통하여 분사된 포화액적 고압공기(36)는 콘들(42)에 의해 파쇄된 슬라임(71)의 암편과 진흙의 응결력을 약화시키고, 입자화된 슬라임(71)의 윤활성을 높일 수 있기 때문에, 굴착된 유도공(73)의 공벽과 수직 굴착 연동부(41) 사이에 슬라임(71)이 뿜어붙이기가 되는 것을 최소화할 수 있다. 부상된 포화액적 고압공기(36)는 슬라임(71)을 구성하는 암편과 진흙의 입자간 결합력을 다시 한번 떨어뜨려 슬라임(71)의 부유성을 증대시켜 슬라임(71)의 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 유도한다.At this time, the tricorn bit 43 is excavated by rotating the cones 42 by the electric force transmitted from the main motor 18, and at the same time the slime 71 crushed by the cones 42 is injected from the jet hole 44 It is pulverized evenly to about 1-10 mm by saturated droplet high pressure air 36. The saturated droplet high pressure air 36 injected through the tricon bit 41 weakens the cohesion force of the rock fragments and the mud of the slime 71 crushed by the cones 42, and the lubricity of the granulated slime 71 is reduced. Since it can be increased, the slime 71 can be minimized between the ball wall of the drilled guide hole 73 and the vertical excavation linkage 41. The floated saturated liquid high pressure air 36 drops the bonding force between the rock pieces and the mud constituting the slime 71 once again to increase the floating property of the slime 71 to be smoothly discharged to the outside of the slime 71. Induce to help.

그리고 슬라임 배출부(50)는 지면(70) 밖으로 부상한 슬라임(71)과 공기를 중력적하식으로 분리하여 슬라임(71)은 슬라임 배출조(57)에 적하하고, 공기(38)는 대기로 배출시킨다. 즉 슬라임 배출부(50)는 수직 굴착 공정에서 발생되는 부산물에서 슬라임은 분리하고 깨끗한 공기(38)만을 대기로 배출시킨다.The slime discharge unit 50 separates the slime 71 and the air floating out of the ground 70 by gravity dropping, and the slime 71 is dropped into the slime discharge tank 57, and the air 38 is air. Drain it. That is, the slime discharge unit 50 separates the slime from the by-product generated in the vertical excavation process and discharges only the clean air 38 to the atmosphere.

본 실시예에 따른 수직 굴착 장치(100)를 이용한 수직 굴착 방법에 따르면, 시공 지역의 지층에 다수의 공동이 산재하거나, 진흙이 충진된 공동층 및 극심한 파쇄대가 형성 또는 혼재되어 있더라고 굴착 시공이 가능하다. 즉 극심한 파쇄대 및 진흙층을 굴착할 때 파쇄되는 진흙이 트리콘 비트(43)를 통하여 포화액적 고압공기(36)에 의해 분쇄되어 입자화가 가속되기 때문에, 굴착된 유도공(73)의 공벽과 수직 굴착 연동부(41) 사이에 슬라임(71)이 뿜어붙이기가 되는 것을 최소화할 수 있다. 그리고 부상된 포화액적 고압공기(36)는 슬라임(71)을 구성하는 암편과 진흙의 입자간 결합력을 다시 한번 떨어뜨려 슬라임(71)의 부유성을 증대시켜 슬라임(71)의 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 유도한다. 또한 포화액적 고압공기(36)는 트리콘 비트(43)로 굴착하는 과정에서 발생되는 분진의 발생을 방지한다.According to the vertical excavation method using the vertical excavation device 100 according to the present embodiment, excavation construction is possible even if a plurality of cavities are scattered in the ground of the construction area, or a cavity layer and an extreme crushing zone filled with mud are formed or mixed. Do. That is, when the extreme crushing zone and the mud layer are excavated, the crushed mud is crushed by the saturated droplet high pressure air 36 through the tricon bit 43, so that the granulation is accelerated. The slime 71 can be minimized between the linkage part 41. In addition, the floated saturated liquid high pressure air 36 drops the binding force between the particles of the rock flakes and the mud constituting the slime 71 once again to increase the floatability of the slime 71 and smoothly discharged to the outside of the slime 71. Induce to be. In addition, the saturated liquid high pressure air 36 prevents the generation of dust generated during the excavation with the tricon bit 43.

따라서 본 실시예에 따른 수직 굴착 방법에 따르면, 굴착시 형성한 유도공(73)의 공벽을 보호하고, 유도공(73)의 공벽과 수직 굴착 연동부(41) 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 굴착시 발생된 슬라임(71)에 의한 재밍 사고를 방지하면서 슬라임(71)의 배출 속도를 향상시켜 굴착 능률을 향상시킬 수 있다. 그리고 수직 굴착 공정에서 발생되는 부산물에서 슬라임(71)은 분리하고 깨끗한 공기(38)만으로 대기로 배출시키기 때문에, 분진 발생이 없는 즉 공해(광해)를 방지할 수 있는 친환경적인 굴착 작업을 수행할 수 있다.Therefore, according to the vertical excavation method according to the present embodiment, it is possible to protect the empty wall of the guide hole 73 formed during the excavation, and to maintain a constant gap between the empty wall of the guide hole 73 and the vertical excavation linkage 41. , While preventing the jamming accident by the slime 71 generated during the excavation, it is possible to improve the excavation efficiency by improving the discharge rate of the slime (71). And since the slime 71 is separated from the by-products generated in the vertical excavation process and discharged to the atmosphere with only clean air 38, it is possible to perform an eco-friendly excavation operation without dust generation, that is, to prevent pollution (mining). have.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples for clarity and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포화액적 고압공기를 이용한 수직 굴착 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a vertical drilling rig using saturated droplets high pressure air according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 수직 굴착 장치를 보여주는 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing the vertical drilling rig of FIG. 1.

도 3은 도 2의 본체부를 보여주는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a main body of FIG. 2.

도 4는 도 2의 포화액적 고압공기 변환부를 보여주는 도면이다.4 is a view showing a saturated droplet high pressure air conversion unit of FIG.

도 5는 도 2의 "A" 부분의 확대도이다.5 is an enlarged view of a portion “A” of FIG. 2.

도 6 내지 도 9는 도 1의 슬라임 배출부를 보여주는 도면들이다.6 to 9 are views showing the slime discharge of Figure 1;

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

10 : 본체부 20 : 포화액적 고압공기 공급부10: main body 20: saturated droplet high pressure air supply

21 : 고압공기 공급부 23 : 고압용수 공급부21: high pressure air supply unit 23: high pressure water supply unit

25 : 포화액적 고압공기 변환부 31 : 변환관25: saturated droplet high pressure air conversion unit 31: conversion tube

39 : 분사노즐 40 : 수직 굴착부39: injection nozzle 40: vertical excavation

41 : 수직 굴착 연동부 42 : 콘41: vertical drilling linkage 42: cone

43 : 트리콘 비트 44 : 제트 홀43: Tricorn Beat 44: Jet Hole

50 : 슬라임 배출부 51 : 하우징50: slime outlet 51: housing

53 : 다단 연결관 55 : 배출관53: multi-stage connector 55: discharge pipe

57 : 슬라임 배출조 70 : 지면57: slime discharge tank 70: ground

71 : 슬라임 73 : 유도공71: Slime 73: guide ball

100 : 수직 굴착 장치100: vertical drilling rig

Claims (15)

수직 굴착 시공을 할 지면 위에 설치되며, 상기 지면을 향하여 이동하는 굴착관에 전동력을 전달하는 본체부와;A main body installed on the ground for vertical excavation construction and transmitting electric power to the excavation pipe moving toward the ground;
Figure 712009004228195-pat00023
Figure 712009004228195-pat00023
 (Qa; 압축공기 출력(㎤/min), D1은 유도공 직경(mm), D2는 굴착관 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압공기의 사용량을 산출하여 10∼20kg/㎠의 압력으로 공급함과 더불어(Qa; compressed air output (cm 3 / min), D 1 is the guide hole diameter (mm), D 2 is the diameter of the drill pipe (mm), V is the medium conveying speed (m / min) The amount of high pressure air is calculated and supplied at a pressure of 10 to 20 kg / ㎠
Figure 712009004228195-pat00031
Figure 712009004228195-pat00031
 (D는 파이프 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압용수의 사용량(Qw; 펌프출력(ℓ/min))을 산출하여 15∼25kg/㎠의 압력으로 고압용수를 공급하여 상기 고압공기와 고압용수를 혼합한 포화액적 고압공기를 상기 굴착관의 내관에 공급하는 포화액적 고압공기 공급부(20)와;(D is a pipe diameter (mm), V is a medium conveying speed (m / min)) to calculate the amount of high-pressure water used (Qw; pump output (L / min)) to 15 to 25 kg / A saturated droplet high pressure air supply unit 20 for supplying high pressure water at a pressure of cm 2 and supplying saturated droplet high pressure air mixed with the high pressure air and the high pressure water to an inner tube of the drilling pipe; 선단은 상기 굴착관에 결합되어 연동되며 상기 굴착관을 통하여 상기 포화액적 고압공기를 공급받고, 말단에 설치되며 상기 포화액적 고압공기를 분사하는 3개의 젯트 홀(44)을 구비하는 트리콘 비트(43)를 통하여 상기 포화액적 고압공기를 분사하면서 상기 지면을 수직으로 굴착하여 유도공(73)을 형성하는 수직 굴착부(40)와;The tip is coupled to the drilling pipe is interlocked with the tricon bit provided with three jet holes (44) for supplying the saturated droplet high pressure air through the drilling pipe, is installed at the end and injects the saturated droplet high pressure air ( A vertical excavation part 40 which excavates the ground vertically while injecting the saturated droplet high pressure air through 43 to form an induction hole 73; 상기 수직 굴착부에 의해 분쇄된 슬라임을 배출시키는 슬라임 배출부(50);를 포함하는 수직 굴착 장치에 있어서,In the vertical drilling device comprising a; slime discharge unit 50 for discharging slime crushed by the vertical drilling unit, 상기 포화액적 고압공기 공급부(20)는,The saturated droplet high pressure air supply unit 20, 고압공기를 공급하는 고압공기 공급부(21); 고압용수를 공급하는 고압용수 공급부(23); 상기 고압공기 공급부에서 공급된 고압공기와 상기 고압용수 공급부에서 공급된 고압용수를 혼합하여 상기 포화액적 고압공기로 변환시키고, 상기 변환된 포화액적 고압공기를 상기 굴착관으로 공급하는 포화액적 고압공기 변환부(25);를 포함하고,A high pressure air supply unit 21 for supplying high pressure air; A high pressure water supply unit 23 for supplying high pressure water; Saturated droplet high pressure air conversion for mixing the high pressure air supplied from the high pressure air supply unit and the high pressure water supplied from the high pressure water supply unit to convert the saturated droplet high pressure air and supply the converted saturated droplet high pressure air to the drilling pipe. A part 25; 상기 포화액적 고압공기 변환부(25)는,The saturated droplet high pressure air conversion unit 25, 상기 고압공기가 주입되는 입구(33)와 상기 입구의 반대편에 형성되며 상기 포화액적 고압공기를 분출하는 출구(35)를 갖는 변환관(31); 상기 고압용수를 공급받고, 상기 변환관의 입구쪽의 외주면을 통하여 상기 변환관에 내설되며, 상기 출구쪽을 향하여 상기 고압용수를 분사하는 분사노즐(39)이 설치된 고압용수 공급관(37);을 포함하여 상기 분사노즐에서 분사된 상기 고압용수를 상기 고압공기와 혼합하여 상기 출구쪽으로 이동하면서 상기 포화액적 고압공기로 변환하며,A conversion tube (31) formed at an opposite side of the inlet (33) into which the high pressure air is injected and an outlet (35) to eject the saturated droplet high pressure air; A high pressure water supply pipe 37 which is supplied with the high pressure water, is installed in the conversion pipe through an outer circumferential surface of the inlet side of the conversion pipe, and has an injection nozzle 39 for injecting the high pressure water toward the outlet side; And converting the high pressure water injected from the injection nozzle into the saturated droplet high pressure air while moving toward the outlet by mixing the high pressure water with the high pressure air. 상기 분사노즐(39)은,The injection nozzle 39, 상기 고압용수를 15 내지 30도의 분사각도로 15 내지 30ℓ/min으로 분사하고, 상기 분사노즐의 오피리스와 상기 분사노즐에서 상기 변환관의 출구까지의 길이비는 1:15 이상이며, 상기 변환관의 내경과 상기 변환관의 길이비는 1:20 이상이고,The high pressure water is sprayed at 15 to 30 l / min at an injection angle of 15 to 30 degrees, and the length ratio from the opiris of the injection nozzle to the outlet of the conversion tube is 1:15 or more. Inner diameter of the and the ratio of the length of the conversion tube is 1:20 or more, 상기 슬라임 배출부(50)는,The slime discharge unit 50, 상가 지면에 노출된 상기 수직 굴착부 부분을 둘러싸며, 상단부가 하단부에 비해 상대적으로 내경이 넓게 형성되고, 상기 상단부에 일측면에 비대칭적으로 돌출된 돌출부(52)를 갖는 하우징(51); 상기 하우징의 돌출부에 연통되며 길이 방향으로 단계적으로 내경이 축소되어 상기 돌출부로 빠져나온 슬라임과 고압공기를 압축하는 다단 연결관(53); 상기 다단 연결관에서 확관되어 있으며 아래 부분에 개방부(55a)가 형성되어 이 개방부를 통해 상기 다단 연결관을 빠져나온 슬라임을 중력에 의해 낙하시키고, 상기 공기를 대기로 배출시키는 배출관(55); 상기 배출관 아래에 설치되어 상기 개방부를 통해 낙하는 슬라임을 적재하는 슬라임 배출조(57);를 포함하며, A housing 51 surrounding the vertical excavation portion exposed to the upper surface of the mall, and having an upper end portion having a larger inner diameter than the lower end portion, and having a protrusion 52 protruding asymmetrically on one side of the upper end portion; A multi-stage connecting tube (53) communicating with the protrusion of the housing and reducing the inner diameter in the longitudinal direction in a longitudinal direction to compress the slime and the high-pressure air that have exited the protrusion; A discharge pipe 55 extending from the multi-stage connecting pipe and having an open portion 55a formed at a lower portion thereof to drop the slime exiting the multi-stage connecting pipe by gravity through the opening, and discharge the air to the atmosphere; And a slime discharge tank 57 installed below the discharge pipe for loading slime falling through the opening. 상기 유도공을 형성할 때 상기 포화액적 고압공기는 상기 비트를 통하여 분사되어 상기 비트에 의해 파쇄된 슬라임을 분쇄시키고, 상기 분쇄된 슬라임을 상기 수직 굴착부와 상기 유도공 사이를 통해 지면 밖으로 부상시키는 것을 특징으로 하는 수직 굴착 장치.When the induction hole is formed, the saturated droplet high pressure air is injected through the bit to crush the crushed slime by the bit, and the crushed slime is floated out of the ground through the vertical excavation and the induction hole. Vertical excavation device. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 고압공기 공급부는The method of claim 1, wherein the high pressure air supply unit 900 내지 2700cfm의 용량을 갖는 복수개의 압축기(22)와;A plurality of compressors 22 having a capacity of 900 to 2700 cfm; 상기 압축기들에서 배출되는 고압공기를 병렬로 연결하여 상기 포화액적 고압공기 변환부로 공급하는 병렬 연결관(24);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 굴착 장치.And a parallel connection pipe (24) for connecting the high pressure air discharged from the compressors in parallel to supply the saturated droplet high pressure air conversion unit (24). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 배출관과 연결된 상기 다단 연결관(53) 부분은 하향구배져 있고, 상기 배출관(55)은 상향구배져 있는 것을 특징으로 하는 수직 굴착 장치.The multi-stage connecting pipe (53) portion connected to the discharge pipe is downwardly sloped, and the vertical pipe is characterized in that the discharge pipe (55) is upwardly sloped. 청구항 1, 청구항 3 또는 청구항 10에 의한 수직 굴착 장치를 이용하여,
Figure 712009004228195-pat00025
Using the vertical drilling rig according to claim 1, 3 or 10,
Figure 712009004228195-pat00025
 (Qa; 압축공기 출력(㎤/min), D1은 유도공 직경(mm), D2는 굴착관 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지의 수학식에 의해 고압공기의 사용량을 산출하여 10∼20kg/㎠의 압력으로 공급함과 더불어 (Qa; compressed air output (cm 3 / min), D 1 is the guide hole diameter (mm), D 2 is the diameter of the drill pipe (mm), V is the medium transport speed (m / min) according to the known equation The amount of air used is calculated and supplied at a pressure of 10 to 20 kg / ㎠
Figure 712009004228195-pat00032
Figure 712009004228195-pat00032
 (D는 파이프 직경(mm), V는 매체 운반속도(m/min))의 공지된 상기 수학식에 의해 고압용수의 사용량(Qw; 펌프출력(ℓ/min))을 산출하여 15∼25kg/㎠의 압력으로 고압용수를 공급하여 상기 고압공기와 고압용수를 혼합한 포화액적 고압공기를 통해 지면을 수직으로 굴착하는 수직 굴착 방법에 있어서,(D is a pipe diameter (mm), V is a medium conveying speed (m / min)) to calculate the amount of high-pressure water used (Qw; pump output (L / min)) to 15 to 25 kg / In the vertical excavation method of supplying high pressure water at a pressure of cm 2 to excavate the ground vertically through saturated high pressure air mixed with the high pressure air and high pressure water, 고압공기 공급부(21)에서 공급된 고압공기와 고압용수 공급부(23)에서 고압용수 공급관(37)의 분사노즐의 오피리스와 상기 분사노즐에서 변환관(31)의 출구(35)까지의 길이비가 1:15이상이고, The ratio of the length of the high pressure air supplied from the high pressure air supply unit 21 and the high pressure water supply unit 23 to the outlet 35 of the injection nozzle of the high pressure water supply pipe 37 and the injection nozzle to the conversion pipe 31 is 1:15 or greater, 상기 변환관의 내경과 상기 변환관의 길이비가 1:20이상인 분사노즐(39)을 통해 15내지30도의 각도로 15~30ℓ/min으로 고압용수를 분사해 혼합시켜 포화액적 고압공기로 변환시킨 후 상기 변환된 포화액적 고압공기를 상기 트리콘 비트를 통해 지중에 분사하여 상기 트리콘 비트에 의해 굴착되고 파쇄된 슬라임을 분쇄하며, 상기 분쇄된 슬라임과 공기를 상기 유도공을 통해 지면 밖으로 배출시키는 굴착분쇄 및 부상시키는 제1단계와;After the internal diameter of the conversion tube and the ratio of the length of the conversion tube 1:20 or more through the injection nozzle 39, by spraying the high pressure water at 15 to 30ℓ / min at an angle of 15 to 30 degrees to convert to saturated liquid high pressure air The converted saturated droplet high pressure air is sprayed into the ground through the tricon bit to crush the excavated and crushed slime by the tricon bit, and the excavation crushing to discharge the crushed slime and air out of the ground through the induction hole. And a first step of floating; 상기 제1단계를 통해 지면 밖으로 부상한 상기 슬라임과 공기를 중력적하식으로 분리하여 상기 슬라임은 배출관(55)의 개방부(55a)를 통해 슬라임 배출조(57)로 적하하고, 상기 공기는 배출관(55)을 통해 대기로 배출시키는 제2단계;로 이루어지는 수직 굴착 방법.Separating the slime and the air floating out of the ground by the first step through the first step dropping the slime to the slime discharge tank 57 through the opening 55a of the discharge pipe 55, the air discharge pipe And a second step of discharging it into the atmosphere through 55. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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