KR100988205B1

KR100988205B1 - 암거박스를 이용한 선단 추진 장치

Info

Publication number: KR100988205B1
Application number: KR1020100021982A
Authority: KR
Inventors: 박기운
Original assignee: 박기운; 동서건설 주식회사
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2010-10-18

Abstract

본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치는, 굴착 부위에 접촉하도록 장치 최 선단에 위치하는 것으로, 암거박스와 연결 가능하게 배치되되 굴착 방향을 따라 일정 길이로 연장된 중공부를 구비한 하우징과, 비트를 구비한 헤드 및 회동부를 포함한 상태에서 상기 회동부의 회전에 의하여 굴착 부위를 굴착하도록 상기 하우징의 선단에 장착된 굴착장치와, 굴착 후 발생된 토사를 상기 하우징 내부로 흡입하는 흡입장치, 상기 흡입장치에서 상기 하우징 내부로 흡입된 토사를 후방으로 이송하는 컨베이어 및, 상기 굴착장치를 구동하는 구동 장치로 구성된 선도체 어셈블리; 상기 선도체 어셈블리의 후단에서 수평 방향을 따라 적어도 하나 배치되는 것으로, 굴착 방향을 따라 내통되어 연장된 중공부를 구비한 암거박스; 상기 암거박스를 굴착 방향으로 미는 피스톤을 복수 개 포함한 피스톤 어셈블리가 발력벽에 고정 장착되어 있는 피스톤 장치;로 구성되어, 상기 선도체 어셈블리에 의하여 굴착이 진행되는 동안 상기 암거박스를 추가로 투입하면서 상기 피스톤 장치가 상기 암거박스를 매개로 상기 선도체 어셈블리를 굴착 방향으로 밀도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

암거박스를 이용한 선단 추진 장치{PROPULSION DEVICE USING CULVERT BOX}

본 발명은 암거박스를 이용한 선단 추진 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 지하의 토사 등을 굴착하는 과정에서 굴착 진행 상태에 따라 암거 박스를 순차적으로 투입하고 이를 굴착 방향으로 밀어 넣으면서 암거 박스의 선단에 위치한 선도체 어셈블리에서 굴착을 수행하도록 하여 보다 편리하고 수월하면서 굴착 공정에 사용된 암거박스를 관로로서 이용할 수도 있도록 하면서 굴착 공정을 진행할 수 있도록 하는 암거박스를 이용한 선단 추진 장치에 관한 것이다.

선단 추진 장치는 굴착기 내지 실드 굴진기라고도 명명되는 것으로, 지하의 암반 내지 토사를 수평 내지 기타 형상의 관로로 굴착하기 위하여 사용되는 토목 장치를 일컫는다.

이러한 선단 추진장치를 이용한 통상적인 굴착 공정은 측량을 거친 후 굴착 방향과 경로를 제시한 다음 선단 추진 장치를 투입하여 수평 방향 또는 기타 방향으로 굴착을 하면서 굴착 후 발생된 토사를 외부로 배출하고, 굴착된 공간에 관로를 설치하거나 터널 공사 등을 수행하여 굴착 공간을 활용하는 공정으로 이루어진다.

그런데 상술한 통상의 굴착 공정은 선단 추진장치가 굴착 부위를 굴착할 때 굴착 후 발생된 토사를 외부로 배출한 다음 다시 굴착 공정을 진행해야 하므로 굴착 공정이 상당히 번거로울 뿐 아니라 더디게 진행되는 경우가 존재하는 문제점이 있었다.

물론 선단 추진장치 후방에 컨베이어를 설치하여 굴착과 토사 배출을 동시에 수행할 수도 있기는 하나, 토사를 배출하는 굴착 공간 수평하지 않거나 균일하지 않아 신설된 굴착공간에서 컨베이어를 안정적으로 운용하는 것이 현실적으로 어려운 상황이었다.

또한, 굴착 공정에 의해 발생된 굴착 공간을 케이블 설치 내지 상수 또는 하수 통로, 터널 등의 용도로 활용하기 위해서 별도의 공사(예를 들어 터널 설치 공사, 그라우팅 공사 등)를 수행해야 하기 때문에 역시 작업 시간이 오래 걸리고 적지 않은 노력이 추가로 발생한다는 번거로움이 존재하였다.

따라서 굴착 공정 중 안정적인 토사 배출 경로를 제공하여 굴착과 토사 배출 공정을 보다 편리하게 동시 수행할 수 있도록 함과 동시에 굴착공간을 별도의 추가 공정의 부담없이 보다 즉각적이고 신속하게 케이블 매립 공간, 상하수도관 등의 용도로 활용할 수 있도록 하는 신규하고 진보한 방식을 이용한 선단 추진 장치가 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 규격화되어 케이블 매립 내지 상하수도관의 용도로 사용되는 암거박스를 투입하여 굴착 공간에 수행되는 별도의 공정을 줄일 수 있도록 하면서 상기 암거박스를 통해 토사 배출 및 선단 추진장치를 굴착 방향으로 밀도록 하는 역할을 병행하도록 하는 선단 추진 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명에 따른 다른 목적은 암거박스의 선단에 장착된 굴착 장치의 다양성을 추구하여 다양한 굴착 용도와 상황에 편의성을 제공하도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 또 다른 목적은 암거박스에서 굴착이 진행되는 동안 그라우팅재를 분사하도록 하여 굴착공간에서 암거박스가 보다 내구성 있게 위치할 수 있게 하여 다양한 용도로 활용될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 추가 목적은 암거박스를 굴착 방향으로 안내하는 피스톤 장치의 선단에 압력 측정 센서를 장착하여 상기 압력 측정 센서에서 압력이 감지되지 않을 때 추가적인 암거박스를 피스톤 장치 선단 공간에 투입하는 방식으로 암거박스를 복수 개 투입하여 굴착 방향으로 밀어 넣도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치는, 굴착 부위에 접촉하도록 장치 최 선단에 위치하는 것으로, 암거박스와 연결 가능하게 배치되되 굴착 방향을 따라 일정 길이로 연장된 중공부를 구비한 하우징과, 비트를 구비한 헤드 및 회동부를 포함한 상태에서 상기 회동부의 회전에 의하여 굴착 부위를 굴착하도록 상기 하우징의 선단에 장착된 굴착장치와, 굴착 후 발생된 토사를 상기 하우징 내부로 흡입하는 흡입장치, 상기 흡입장치에서 상기 하우징 내부로 흡입된 토사를 후방으로 이송하는 컨베이어 및, 상기 굴착장치를 구동하는 구동 장치로 구성된 선도체 어셈블리; 상기 선도체 어셈블리의 후단에서 수평 방향을 따라 적어도 하나 배치되는 것으로, 굴착 방향을 따라 내통되어 연장된 중공부를 구비한 암거박스; 상기 암거박스를 굴착 방향으로 미는 피스톤을 복수 개 포함한 피스톤 어셈블리가 발력벽에 고정 장착되어 있는 피스톤 장치;로 구성되어, 상기 선도체 어셈블리에 의하여 굴착이 진행되는 동안 상기 암거박스를 추가로 투입하면서 상기 피스톤 장치가 상기 암거박스를 매개로 상기 선도체 어셈블리를 굴착 방향으로 밀도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 암거박스는, 외부에서 상기 중공부를 향해 복수 개로 관통 형성된 관통공; 상기 관통공에 연결되어 있는 파이프; 상기 파이프의 일 측에 연결되어 그라우팅재를 상기 파이프를 매개로 상기 관통공 외부로 분사하는 그라우팅재 분사장치;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 선도체 어셈블리의 굴착장치는, 굴착 방향을 향해 연장되어 있는 로더; 상기 로더의 선단에 장착된 헤드; 상기 헤드 표면에 복수 개로 돌출 형성된 비트; 상기 로더를 회동하는 회동부;를 포함하고, 상기 구동장치는, 상기 회동부가 회전될 수 있는 회전력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 피스톤 어셈블리를 구성하는 피스톤의 선단에는 압력 측정 센서가 장착되어 있고, 상기 피스톤 장치는, 상기 압력 측정 센서에서 압력 수치가 발생하지 않을 경우 상기 암거박스가 피스톤의 신장 반경에서 벗어날 만큼 굴착 방향으로 이동된 분리 상태임을 파악하여, 상기 분리 상태에서 상기 피스톤을 수축하고 피스톤이 수축된 공간에 추가적인 상기 암거박스를 투입할 수 있도록 하는 신호를 발생하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치에 의하면,

1) 규격화되고 수평성을 가지는 암거박스를 굴착 공간에 투입하여 토사 배출의 안정성을 확보하면서 굴착 공정의 신속화를 추구하고,

2) 암거박스 자체를 굴착 이후 굴착 이후 다양한 용도로 활용하여 굴착 공정과 굴착 공간 활용을 위한 후속 공정을 일체화함으로써 공정의 편의성을 제공함과 아울러 굴착 제반 공정에 소요된 비용과 노력을 절약할 수 있으며,

3) 암거박스를 투입할 시점을 자동으로 파악하도록 하여 연속적인 공정을 담보할 수 있을 뿐 아니라,

4) 굴착 장치의 다양성을 확보하여 여로 용도와 목적에 알맞은 굴착 환경을 제공할 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치에 대한 개략적인 전체 구성을 도시한 개념도.
도 2a는 본 발명에 따른 암거박스의 개략적인 구조를 도시한 사시도.
도 2b는 본 발명에 따른 암거박스의 정단면도.
도2c는 본 발명에 따른 암거박스가 복수 개로 연결되어 있는 상태를 예시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 선도체 어셈블리의 제 1 실시예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 선도체 어셈블리의 제 2 실시예를 도시한 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 피스톤 장치에 대한 개략적인 구성을 도시한 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치에 대한 개략적인 전체 구성을 도시한 개념도이다.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 장치는 굴착 공정에 사용되는 장치으로서, 굴착 방향의 선단에 위치한 선도체 어셈블리(100)가 암거박스(10)의 선단에 연결되어 토사 또는 암반을 굴착하되 선도체 어셈블리(100)는 피스톤 장치(20)의 미는 힘에 의하여 굴착 방향으로 진행을 하면서 굴착 공정을 수행하되 피스톤 장치(20)가 이동성(즉, 암거박스가 선단으로 진행하면서 같이 선단으로 계속 이동하는 성질)을 가지지 못하기 때문에 일정 길이 피스톤 장치(20)가 선도체 어셈블리(100)를 밀게 되면 피스톤 장치(20)와 선도체 어셈블리(100) 사이에 간극(스페이스)(50)이 발생하는바, 이 간극(50)이 발생할 때마다 간극(50)에 상응하거나 작은 체적을 가진 암거박스(10)를 간극(50)에 채워 넣어 결국 암거박스(10)를 매개로 피스톤 장치(20)가 선도체 어셈블리(100)를 밀면서 선도체 어셈블리(100)의 굴착 장치(110)가 토사 또는 암반을 연속적으로 굴착하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 장치는 선도체 어셈블리(100), 암거박스(10), 피스톤 장치(20)로 크게 구분이 된다.

선도체 어셈블리(100)는 굴착 장치(110)를 구비하여 직접적으로 토사 내지 암반을 굴착하고 굴착된 토사 등을 후방으로 이송하며, 피스톤 장치(20)는 상기 굴착 장치(110)를 굴착 방향으로 밀어 굴착 장치(110)가 연속적이고 지속적으로 굴착 공정을 수행할 수 있도록 하되 피스톤 장치(20) 자체는 고정되어 있어 굴착 방향으로 계속 진입하는 선도체 어셈블리(100)와 이격되어 이를 밀수 없기 때문에 암거 박스(10)를 선도체 어셈블리(100)와 피스톤 장치(20) 사이에 투입하여 피스톤 장치(20)가 암거 박스(10)를 밀게 되면 암거 박스(10)가 선도체 어셈블리(100)를 굴착 방향으로 밀도록 하고 이와 같이 굴착이 진행되는 동안 암거 박스(10)를 선도체 어셈블리(암거박스)와 피스톤 장치(20) 사이에 간극(50)이 발생할 때마다 그 간극(50)에 하나씩 투입하면서 굴착과 흙 운반 등의 공정이 일체적으로 해결될 수 있도록 하는 것이다.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 선도체 어셈블리(100)는 n개의 암거 박스(10) 중 가장 앞쪽(선단)에 위치하는 암거 박스(10)의 선단 부위에 위치하는 것으로, 굴착 장치(110)에 의하여 토사 내지 암반을 굴착하고 굴착된 토사/암반을 후방으로 이동시키도록 하는 컨베이어(150)를 구비하고 있다.

암거 박스(10)는 내통된 중공부(11)를 구비한 육면체의 형상을 가지는 것으로 공지의 암거 박스(10)와 유사한 형태를 가지되, 요철수단(상부 본체의 돌기가 하부 본체의 홈에 결합되도록 하는 것)을 매개로 상하 조립 및 분리가 가능한 형태로 이루어져 이동 및 보관 등의 활용성을 강화할 수 있도록 구성되어 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 암거박스의 개략적인 구조를 도시한 사시도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 암거박스의 정단면도며, 도2c는 본 발명에 따른 암거박스가 복수 개로 연결되어 있는 상태를 예시한 도면이다.

암거 박스(10)는 상기 언급한 바대로 선도체 어셈블리(100)와 피스톤 장치(20) 사이에 위치하는 것으로, 고정 상태의 피스톤 장치(20)의 미는 힘을 선도체 어셈블리(100)에 전달하는 매개체로서의 역할과 굴착 후 굴착 공간을 마감하여 별도의 공정을 가미하지 않고서도 굴착 공간을 터널과 같이 그대로 활용하도록 하는 것이고, 굴착이 진행되어 피스톤 장치(20)와 선도체 어셈블리(100) 사이 간격이 증가하는 만큼 2,3,4..n개를 수평 굴착 방향으로 추가로 투입할 수 있다.

도 2b를 보아 알 수 있듯이 본 발명에 따른 암거박스(10)는 본체에서 중공부(11)를 향해 관통된 복수 개의 관통공(12)을 구비하고 있고, 중공부(11)를 향해 관통된 관통공(12)은 다시 파이프(13)로 연결되어 있는바 파이프(13)는 중공부(11)의 내부 둘레를 둘러싸는 방식으로 이루어져 각각의 관통공(12)과 연결된 상태를 가진다.

이러한 파이프(13)는 그라우팅재 분사장치(14)와 에어 분사장치(15)와 연결되어 있다.

그라우팅재 분사장치(14)는 암거박스(11) 외부에 위치한 공급 라인 및 펌프를 통해 공급되는 것이 가능한 그라우팅재를 분사하는 역할을 가지고, 에어 분사장치(15)는 에어를 분사하는 역할을 가지는바, 양자 모두 유무선 통신 수단을 구비하여 본 발명에 따른 장치에 구비된 메인 컨트롤러의 유무선 제어에 의하여 자동으로 구동되거나 수동 조작 레버를 구비하여 관리자에 의하여 수동으로 구동되는 것도 가능하다.

그라우팅재 분사장치(14)는 암거박스(10) 외부에 구비된 그라우팅재 펌프(미도시)와 연결되어 그라우팅재를 공급받을 수 있고, 이 그라우팅재 펌프는 각각의 암거박스(10)에 형성된 그라우팅재 분사장치(14)와 연결되어 있기 때문에 하나의 그라우팅재 펌프를 통해 복수 개의 암거박스(10)에 그라우팅재를 공급하는 것을 가능하도록 한다.

더불어, 암거박스(10) 각각에 형성된 에어 분사장치(15) 역시 그라우팅재 펌프과 마찬가지로 암거박스(10) 외부에 구비된 하나의 에어 컴프레셔를 통하여 복수 개의 모든 암거박스(10) 내에 에어를 공급할 수 있다.

즉, 암거 박스(10)는 그라우팅 공정을 병행하는 것이 가능하여 굴착된 공간과 암거 박스(10) 사이의 틈을 그라우팅 처리함으로써 굴착 공간 내에서 암거 박스(10)의 내구성을 담보함으로 터널과 같이 활용할 수 있도록 하는 기능을 구비하는 특성을 가진다.

암거박스(10)의 중공부(11)는 굴착된 토사를 외부로 배출하는 통로 및 터널과 같은 역할을 제공하고 이 중공부(11)는 굴착 방향을 따라 연장되어 있다.

또한 암거박스(10)의 바닥면에는 선도체 어셈블리(100)의 컨베이어(150)와 연결 가능한 컨베이어(150)를 구비하여 선도체 어셈블리(100)로부터 이송된 토사를 연속적으로 후방으로 배출할 수 있는 기능을 포함한다.

더불어 H-Beam과 같은 부재를 관통공(12) 주변에 삽입하는 방식으로 암거 박스 내에 하수관, 오수관, 배수관과 같은 배출관을 구비하도록 하여 암거박스 내부의 잔여물을 외부로 배출할 수 있는 기능을 구비한다.

도 3은 본 발명에 따른 선도체 어셈블리의 제 1 실시예를 도시한 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 선도체 어셈블리의 제 2 실시예를 도시한 개념도이다.

선도체 어셈블리(100)는 가장 앞쪽, 즉 굴착 방향에서 최 선단에 위치한 암거박스(10)의 앞쪽에 장착되어 토사 등을 굴착함과 동시에 굴착된 토사를 후방으로 배출하는 역할을 하는 것으로, 구체적으로는 하우징, 굴착장치, 흡입장치, 구동장치, 컨베이어로 구성되어 있다.

하우징(120)은 암거박스(10)와의 결합 및 접촉의 편의성을 가지도록 암거박스(10) 본체와 유사한 사이즈의 박스 형태(또는 암거박스의 선단 부위만을 개조한 상태) 또는 굴착이 완료된 후 암거박스(10)의 중공부(11)를 통해 선도체 어셈블리(100)를 빼낼 수 있도록 암거박스(10)의 중공부(11)보다 작은 사이즈 형태를 가지고 하우징(120)의 내부는 토사 배출을 위한 중공부(121)를 구비하고 있다.

하우징(120)의 바닥면에는 컨베이어(150)가 장착되어 있어 상기 컨베이어(150)를 통해 굴착 후 토사를 후방으로 배츨하도록 한다.

또한 하우징(120)의 선단에는 굴착장치 및 구동장치, 필요에 따라 흡입장치가 장착되어 있는데, 구조에 따라 제 1 실시예와 제 2 실시예로 구분이 된다.

우선 선도체 어셈블리(100)의 제 1 실시예를 설명하면 다음과 같다.

하우징(100)의 선단에는 토사를 흡입할 수 있는 통공(125)을 구비한 상태에서 통공(125) 주변에 굴착 장치(110)가 장착되어 있고 그 주변에 구동장치, 흡입 장치가 장착되어 있다.

도 3을 보아 알 수 있듯이, 제 1 실시예에 따른 굴착장치(110)는 적어도 하나 이상으로서 굴착 방향 선단을 향해 일정 길이 돌출되어 있는 로더(112)로 구성되어 있고, 로더(112)의 선단에는 헤드(113)가 장착되어 있으며 헤드(113) 표면에는 복수 개의 비트(114)가 설치되어 있다.

로더(112)는 회동부(115)에 의하여 회전이 되는바, 로더(112)의 회전에 따라 헤드(113)의 비트(114)가 토사를 굴착하도록 하고 이러한 로더(112)는 구동 장치(130)에 의하여 구동 및 제어가 된다.

더불어, 하우징(120)의 선단에 흡입장치(140)가 설치되어 로더(112)에 의하여 굴착이 된 토사를 하우징(120) 내부로 흡입하도록 한다.

구동 장치(130)는 흡입 장치(140) 주변의 하우징(120) 선단에 장착되어 있는 것으로, 도면에 구체적으로 도시되어 있지는 않으나 로더 구동부와 흡입장치 구동부, 컨베이어 구동부로 구성이 되어 있다.

로더 구동부는 제어부, 모터를 포함하여 모터의 회전 및 제어부의 구동 제어에 의하여 회동부를 회전시키는 역할을 하고, 흡입장치 구동부 역시 별도의 제어부를 포함하여 제어부의 제어에 따라 흡입장치(140)를 가동시켜 굴착이 진행되는 동안 발생한 토사를 하우징 내부로 흡수하도록 한다.

컨베이어 구동부는 하우징(120) 내부에 쌓인 토사를 외부로 배출할 수 있도록 컨베이어(150)를 구동하는 컨베이어(150)의 힌지를 회동시키는 기능 및 을 수행한다.

컨베이어(150)는 흡입장치(140)를 통해 흡입된 토사가 쌓이는 하우징(120) 내의 바닥면을 따라 연장되어 있는 것으로, 도 3을 보아 알 수 있듯이 컨베이어(150)의 일부 라인이 힌지에 의한 힌지 회동방식으로 일정 각도로 회동이 될 수 있어 굴착 초반에는 수직한 상태를 가지면서 토사를 가두고 있다가 토사가 일정량 쌓이면 힌지 회동에 의하여 수평 상태로 변환되면서 자연스럽게 토사를 컨베이어(150)에 적층하는 것이 가능하다.

도 4에 따른 제 2 실시예는, 하우징(120)의 선단이 개방되어 중공부(121)와 내통되는 구조를 가지고 있되, 굴착장치가 이동식 굴착장치(110')로 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 제 2 실시예에 따른 하우징(120)은 별도의 추가 구성없이 최 선단에 위치한 암거박스(10)를 이용하는 것도 가능하다.

이동식 굴착장치(110')는 캐스터(117)에 의하여 본체(116)를 하우징(120)의 중공부(121) 연장 방향을 따라 이동할 수 있도록 하고, 메인 컨트롤러에 의하여 원격 제어가 가능하며 필요에 따라 CCTV 내지 마이크를 장착하여 메인 컨트롤러를 관리하는 관리자가 굴착 내부 상황을 시청할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

또한, 이동식 굴착장치(110')는 구동장치, 굴착 장치, 흡입장치가 일체적으로 장착되어 있는 것으로, 이동식 굴착장치(110')의 선단에 비트(114')를 포함한 헤드(113') 및 구동장치에 의하여 제어되는 회동부(115')를 구비한 로더(112')가 장착되어 있되 상기 로더(112')는 이동식 굴착 장치(110')의 선단 일 측에 장착된 실린더(119)와 연결되어 있어 실린더(119)의 신장 및 수축에 의하여 일정 각으로 회동할 수 있는 구조를 가진다.

또한, 로더(112')가 설치된 주변에 토사를 흡입할 수 있는 흡입장치가 구비되어 흡입장치의 구동에 의하여 굴착된 토사를 본체(116) 내부로 흡입할 수 있으며, 본체(116) 후방에는 개폐부(118)가 설치되어 있어 본체(116) 내에 일정량의 토사가 쌓일 경우 개폐부(118)를 개방하여 토사를 자연스럽게 컨베이어(150)로 적층할 수 있도록 한다.

이러한 구성을 가진 제 1,2 실시예에 대한 선도체 어셈블리(100)는 본 발명에 따른 장치의 최 선단에 위치하여 굴착 부위를 굴착한 다음 토사를 후방으로 배출하고, 굴착이 완료된 후에는 암거박스(10)의 중공부(11)를 따라 토사를 외부로 빼어낼 수 있도록 하는 특성을 제공한다.

도 5는 본 발명에 따른 피스톤 장치에 대한 개략적인 구성을 도시한 개념도이다.

도 5를 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 피스톤 장치(20)는 발력벽(지지벽체)(30)에 고정되어 있는 피스톤 어셈블리(21)와 압륜(40), 압력 감지 센서(45), 수평 보정기(22)로 구성되어 있다.

발력벽(30)은 피스톤 어셈블리(21)의 피스톤(25)이 작동하면서 암거박스(10)를 밀 때 반발력에 의하여 피스톤 어셈블리(21)가 후방으로 밀리지 않도록 견고하고 튼튼하게 고정되어 있는 벽체를 의미하고, 압륜(40)은 링 형상 패널 형상 또는 기타 여러 형상으로 이루어져 복수 개의 피스톤(25) 선단에 장착되어 피스톤(25)과 암거박스(10) 사이의 완충 작용을 제공하도록 하며, 수평 보정기(22)는 피스톤(25)의 수평상태를 보정하기 위한 것으로 공지의 구성을 따르기 때문에 별도의 설명은 생략한다.

또한 압력 측정 센서(45)는 압륜(40)(압륜이 없는 경우에는 피스톤의 선단)에 하나 이상 장착되어 있는 것으로 압륜(40)에 작용되는 압력을 측정하여 측정 압력을 컨트롤러에 제공하는 수행한다.

피스톤 어셈블리(25)는 복수 개의 피스톤(실린더)(25)이 수평방향으로 연장되어 있고 피스톤(25)의 후 측 부위는 잭 및 잭 프레임(미도시)에 의하여 발력벽(30)과 연결 고정이 되어 있고 잭 미 잭 프레임의 구동 장치 및 컨트롤러의 제어 신호에 의하여 수평 방향으로 신장 및 수축이 될 수 있다.

컨트롤러는 상기 피스톤을 작동하기 위하여 마련된 구동 장치에 구동 신호를 전달하는 것은 물론, 상기 압력 측정 센서(45)에서 측정된 암거박스(10)에 의하여 작용되는 압력 수치에 의하여 암거박스(10)를 추가로 투입할지 여부를 결정하는 역할을 한다.

즉, 피스톤(25)이 최대로 신장되어 암거박스(10)를 굴착 방향으로 밀어 넣게 되면 암거박스(10)가 피스톤(25)(구체적으로는 압륜)과 더 이상 접촉하지 않게 되는바 이와 같이 피스톤(25)과 암거박스(10)가 분리될 때 압력 측정 센서(45)에서 압력 수치가 발생하지 않게 되며 컨트롤러는 이 상황에서 피스톤(25)을 정 위치로 수축시킨 다음 피스톤(25)이 수축되어 발생된 공간(간극)(50)에 암거박스(10)를 추가로 투입할 수 있도록 하는 명령 신호를 암거박스(10)를 투입하는 장치(미도시)에 전달하거나 관리자에게 통보하는 역할을 하는 것이다.

이러한 구성을 가진 본 발명에 따른 장치에 의하여 암거박스(10)를 통해 보다 개선된 굴착 공정을 가질 뿐 아니라 암거박스(10) 자체가 케이블이 지나가는 공간 내지 토사 배출 통로, 상하수도관, 터널의 역할을 병행하여 굴착 후 별도의 터널 내지 관로를 설치하는 불편함을 줄일 수 있는 특성을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 암거박스를 이용한 선단 추진 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 암거박스 100: 선도체 어셈블리
20: 피스톤 장치 110,110': 굴착 장치
21: 피스톤 어셈블리 120: 하우징
25: 피스톤 130: 구동 장치
30: 발력벽 140: 흡입 장치
40: 압륜 150: 컨베이어
45: 압력 측정 센서

Claims

암거박스를 이용한 선단 추진 장치로서,
굴착 부위에 접촉하도록 장치 최 선단에 위치하는 것으로, 암거박스와 연결 가능하게 배치되되 굴착 방향을 따라 일정 길이로 연장된 중공부를 구비한 하우징과, 비트를 구비한 헤드 및 회동부를 포함한 상태에서 상기 회동부의 회전에 의하여 굴착 부위를 굴착하도록 상기 하우징의 선단에 장착된 굴착장치와, 굴착 후 발생된 토사를 상기 하우징 내부로 흡입하는 흡입장치, 상기 흡입장치에서 상기 하우징 내부로 흡입된 토사를 후방으로 이송하는 컨베이어 및, 상기 굴착장치를 구동하는 구동 장치로 구성된 선도체 어셈블리;
상기 선도체 어셈블리의 후단에서 수평 방향을 따라 적어도 하나 배치되는 것으로, 굴착 방향을 따라 내통되어 연장된 중공부를 구비한 암거박스;
상기 암거박스를 굴착 방향으로 미는 피스톤을 복수 개 포함한 피스톤 어셈블리가 발력벽에 고정 장착되어 있되, 상기 피스톤의 선단에 압력 측정 센서를 포함한 피스톤 장치;로 구성되어,
상기 선도체 어셈블리에 의하여 굴착이 진행되는 동안 상기 암거박스를 추가로 투입하면서 상기 피스톤 장치가 상기 암거박스를 매개로 상기 선도체 어셈블리를 굴착 방향으로 밀도록 하되,
상기 피스톤 장치는,
상기 압력 측정 센서에서 압력 수치가 발생하지 않을 경우 상기 암거박스가 피스톤의 신장 반경에서 벗어날 만큼 굴착 방향으로 이동된 분리 상태임을 파악하여, 상기 분리 상태에서 상기 피스톤을 수축하고 피스톤이 수축된 공간에 추가적인 상기 암거박스를 투입할 수 있도록 하는 신호를 발생하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
제 1항에 있어서,
상기 암거박스는,
외부에서 상기 중공부를 향해 복수 개로 관통 형성된 관통공;
상기 관통공에 연결되어 있는 파이프;
상기 파이프의 일 측에 연결되어 그라우팅재를 상기 파이프를 매개로 상기 관통공 외부로 분사하는 그라우팅재 분사장치;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
제 1항에 있어서,
상기 암거박스는,
상기 컨베이어를 통해 이송된 토사를 후방으로 이송하는 컨베이어;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
제 1항에 있어서,
상기 선도체 어셈블리의 굴착장치는,
굴착 방향을 향해 연장되어 있는 로더;
상기 로더의 선단에 장착된 헤드;
상기 헤드 표면에 복수 개로 돌출 형성된 비트;
상기 로더를 회동하는 회동부;를 포함하고,
상기 구동장치는, 상기 회동부가 회전될 수 있는 회전력을 제공하는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
제 1항에 있어서,
상기 선도체 어셈블리는,
상기 암거박스를 상기 하우징으로 이용한 상태에서,
상기 하우징 내의 중공부에서 이동 가능하게 배치된 이동식 굴착장치를 구비하되, 상기 이동식 굴착장치는,
본체;
상기 본체의 하부에 장착된 캐스터;
상기 본체의 선단에 장착되되 비트를 구비한 헤드를 선단에 장착한 로더 및 상기 로더를 회동하는 회동부를 구비한 굴착장치;
굴착된 토사를 상기 본체 내로 흡입하는 흡입 장치;
상기 본체 내로 흡입된 토사를 배출하기 위해 상기 본체의 후방에서 개폐 가능하게 형성된 개폐부;
상기 굴착장치와 개폐부를 구동하는 구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
제 5항에 있어서,
상기 로더는, 상기 이동식 굴착장치의 선단 일 측에 장착된 실린더에 연결되어 상기 실린더의 구동에 의하여 일정 각도 회동되는 것을 특징으로 하는, 암거박스를 이용한 선단 추진 장치.
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