KR101023565B1 - Micro tunneling machine - Google Patents

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KR101023565B1
KR101023565B1 KR1020030082019A KR20030082019A KR101023565B1 KR 101023565 B1 KR101023565 B1 KR 101023565B1 KR 1020030082019 A KR1020030082019 A KR 1020030082019A KR 20030082019 A KR20030082019 A KR 20030082019A KR 101023565 B1 KR101023565 B1 KR 101023565B1
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박정권
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명은 전방으로 이수를 분사하는 송출관과 토사가 혼합된 이수를 후방으로 배출하는 배출관을 구비한 터널굴진기로서, 굴진기의 원주면에 설치되고 내부압력에 따라 굴진기의 원주방향으로 수축 또는 팽창되어 굴진기의 표층을 따라 유동하는 이수의 흐름을 차단하는 공기튜브와, 상기 공기튜브에 공기를 공급하거나 상기 공기튜브의 공기를 외부로 배출시키는 공기펌프를 포함한다. 이 굴진기는 이수의 흐름을 효과적으로 제어하여 굴진작업에서 발생되는 토사를 원활하게 배출시키는 효과가 있다.
The present invention is a tunnel excavator having a discharge pipe for discharging the mixed water and the earth discharged to the rear, the tunnel excavator is installed on the circumferential surface of the excavator and contracted in the circumferential direction of the excavator according to the internal pressure Or an air tube that expands and blocks the flow of dihydrate flowing along the surface of the excavator, and an air pump that supplies air to the air tube or discharges the air of the air tube to the outside. This excavator has the effect of effectively controlling the flow of mudwater to smoothly discharge the soil generated in the excavation work.

Description

이수흐름의 제어가 가능한 굴진기{MICRO TUNNELING MACHINE}MICRO TUNNELING MACHINE

도 1은 본 발명 굴진기의 한 실시예에 따른 내부구성을 개략적으로 나타낸 것이고,1 schematically shows an internal configuration according to an embodiment of the present invention excavator,

도 2는 도 1에 도시된 굴진기의 일반적인 작업상태를 나타낸 것이며,Figure 2 shows the general working state of the excavator shown in Figure 1,

도 3은 도 1에 도시된 굴진기의 공기튜브가 팽창했을 때의 모습을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the state when the air tube of the excavator shown in FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

100 : 굴진기 120 : 송출관100: excavator 120: discharge pipe

130 : 배출관 121, 131 : 유량센서130: discharge pipe 121, 131: flow sensor

125, 135 : 펌프 140 : 제어장치125, 135: pump 140: control device

150 : 공기펌프 160 : 공기튜브150: air pump 160: air tube

본 발명은 지층에 터널을 뚫는 굴진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴진작업을 위해 전면에 분사되는 이수가 굴진기의 뒤쪽으로 흐르는 것을 임의로 차단할 수 있도록 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기에 관한 것이다. The present invention relates to an excavator for drilling a tunnel in the ground, and more particularly, to an excavator capable of controlling the flow of dihydrate so that the water injected into the front for excavation can be arbitrarily blocked from flowing to the rear of the excavator.                         

비개착공법으로 관로 및 통신구 건설작업에는 마이크로 굴진장비를 사용하게 된다. 마이크로 굴진작업은 굴진기가 전진하며 지층을 굴착하고 이 토사를 후미로 배출하는 과정이 반복되면서 이루어진다. 이수식 굴진기의 경우 굴착작업의 효율증대와 원활한 토사의 배출을 위해 이수를 분사하여 굴착한다. 분사된 이수는 막장을 무르게 하고 토사를 막장외부로 배출시키는 중요한 역할을 한다. 공사 중 굴진기에서 공급된 이수의 일부는 굴진기와 토사의 여굴부분을 타고 추진관 쪽으로 흐른다. 이 경우에는 이수가 추진관과 토사간의 마찰을 줄여줌으로써 굴진기 운행에 작은 추진력이 소요된다. 그러나, 추진관 쪽으로 이수가 너무 많이 배출되면 막장 내에 있는 토사와 이수의 혼합이 충분히 이루어지지 않아 막장 내의 토사가 제대로 배출되지 않는다. 이러한 경우 이수와 토사의 배출이 작으므로 다량의 이수를 공급해야 하며, 굴진속도 또한 저하된다.The non-opening method uses micro excavation equipment for the construction of pipelines and communication ports. The micro excavation work is carried out by the excavator moving forward, excavating the strata and discharging the soil to the rear. Two-stage excavators are sprayed with distilled water to increase the efficiency of the excavation work and to smoothly discharge the soil. The sprayed water plays an important role in softening the membrane and draining the soil out of the membrane. Part of the water supplied from the excavator during construction flows to the propulsion pipe through the excavator and the soil excavation. In this case, a small propulsion force is required to operate the excavator by reducing friction between the driving pipe and the soil. However, when too much distilled water is discharged toward the propulsion pipe, the mixing of the sediment and distilled water in the membrane is not sufficiently performed, so that the sediment in the membrane is not properly discharged. In this case, since the discharge of sewage and soil is small, a large amount of water must be supplied, and the drilling speed is also lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 이수와 토사의 혼합이 적절히 이루어질 수 있도록 추진관 후미로 이수가 이동되는 것을 임의로 차단할 수 있는 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an excavator that can control the flow of water flow can be arbitrarily blocked to move the water flow to the rear of the propulsion pipe so that the mixing of water and earth and sand can be made properly. .

본 발명의 한 양태에 따르면 전방으로 이수를 분사하는 송출관과 토사가 혼합된 이수를 후방으로 배출하는 배출관을 구비한 터널굴진기로서, 굴진기의 원주면에 설치되고 내부압력에 따라 굴진기의 원주방향으로 수축 또는 팽창되어 굴진기의 표층을 따라 유동하는 이수의 흐름을 차단하는 공기튜브와, 상기 공기튜브에 공기를 공급하거나 상기 공기튜브의 공기를 외부로 배출시키는 공기펌프를 포함하는 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a tunnel excavator having a discharge pipe for discharging water mixed with soil and a discharge pipe for discharging water mixed with earth and sand, is installed on the circumferential surface of the excavator, and according to the internal pressure. Isu flow including an air tube that contracts or expands in the circumferential direction and blocks the flow of dihydrate flowing along the surface of the excavator, and an air pump that supplies air to the air tube or discharges the air of the air tube to the outside. An excavator capable of controlling is provided.

이하, 본 발명의 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명 굴진기의 한 실시예에 따른 내부구성을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 도시된 굴진기의 공기튜브가 수축했을 때의 모습을 나타낸 것이며, 도 3은 도 1에 도시된 굴진기의 공기튜브가 팽창했을 때의 모습을 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows the internal configuration according to an embodiment of the excavator of the present invention, Figure 2 shows a state when the air tube of the excavator shown in Figure 1 is contracted, Figure 3 is in Figure 1 It shows the state when the air tube of the excavator shown inflated.

본 발명의 굴진기(100)에는 회전판(110), 구동모터(115), 이수 송출관(120), 이수 배출관(130), 제어장치(140), 공기펌프(150), 및 공기튜브(160)가 설치되어 있다. 회전판(110)은 굴진기(100)의 전면에 설치되며 복수개의 커터가 결합되어 있다. 회전판(110)은 회전하면서 터널 내의 암석 및 지층을 깎아낸다. 회전판(110)의 뒤쪽에는 분쇄기(111)가 설치되어 있다. 분쇄기(111)는 회전판과 연결되어 있으며 구동모터(115)에 의해 회전한다. 분쇄기(111)는 회전판(110)에 의해 굴착된 토사 또는 암석을 잘게 부순다. 분쇄기(111)로는 2개의 관이 연결되어 있는데 하나는 송출관(120)이고 다른 하나는 배출관(130)이다. 송출관(120)으로는 분쇄기(111)와 굴진기(100) 전방으로 분사되는 이수가 공급되고, 배출관(130)으로는 토사와 혼합된 이수가 흡입되어 굴진기(100) 후방으로 배출된다. 따라서, 송출관(120)에 설치된 펌프(125)는 이수를 굴진기(100) 전방으로 내보내도록 작동하고, 배출관(130)에 설치된 펌프(135)는 이수와 토사를 굴진기(100) 후방으로 내보내도록 작동한다. Excavator 100 of the present invention, the rotary plate 110, the drive motor 115, the discharge and discharge pipe 120, the discharge and discharge pipe 130, the controller 140, the air pump 150, and the air tube 160 ) Is installed. Rotating plate 110 is installed on the front of the excavator 100 is a plurality of cutters are coupled. The rotating plate 110 rotates to shave rocks and strata in the tunnel. A grinder 111 is installed at the rear of the rotating plate 110. The grinder 111 is connected to the rotating plate and rotates by the driving motor 115. The grinder 111 crushes the soil or rock excavated by the rotating plate 110 finely. Two pipes are connected to the grinder 111, one is the discharge pipe 120 and the other is the discharge pipe 130. The discharge pipe 120 is supplied with crushed water injected in front of the grinder 111 and the excavator 100, and the discharged water 130 is sucked with mixed water and earth and discharged to the rear of the excavator 100. Therefore, the pump 125 installed in the delivery pipe 120 operates to discharge water to the front of the excavator 100, and the pump 135 installed in the discharge pipe 130 moves the water and soil to the rear of the excavator 100. Works to export.                     

송출관(120)과 배출관(130)에는 각각 유량센서(121, 131)가 설치되어 있다. 유량센서(121, 131)는 송출관(120)과 배출관(130) 내를 각각 유동하는 이수와 토사와 혼합된 이수의 단위 시간당 유량을 측정한다. 이 유량센서(121, 131)는 굴진기(100) 내측에 설치된 제어장치(140)와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 유량센서(121, 131)에서 측정된 수치는 제어장치(140)로 전달된다. 제어장치(140)는 유량센서(121, 131)에 송출된 값의 크기를 서로 비교하여 공기펌프(150)의 동작을 제어한다.Flow sensor (121, 131) is provided in the discharge pipe 120 and discharge pipe 130, respectively. The flow rate sensors 121 and 131 measure the flow rate per unit time of the distillate flowing in the discharge pipe 120 and the discharge pipe 130, respectively, and the dihydrate mixed with the earth and sand. These flow sensors 121 and 131 are electrically connected to the control device 140 installed inside the excavator 100. Therefore, the numerical values measured by the flow sensors 121 and 131 are transmitted to the control device 140. The controller 140 compares the magnitudes of the values sent to the flow rate sensors 121 and 131 to control the operation of the air pump 150.

굴진기(100)의 원주면에는 작은 홈(101)이 형성되어 있다. 이 홈(101)에는 공기튜브(160)가 끼워져 있다. 이 공기튜브(160)는 굴진기(100) 내부에 설치된 공기펌프(150)와 연결되어 있다. 따라서, 공기튜브(160)는 공기펌프(150)의 작동방향에 따라 팽창되거나 수축된다.A small groove 101 is formed in the circumferential surface of the excavator 100. The air tube 160 is fitted into the groove 101. The air tube 160 is connected to an air pump 150 installed inside the excavator 100. Therefore, the air tube 160 is expanded or contracted according to the operating direction of the air pump 150.

도 2와 도 3은 이와 같이 구성된 굴진기의 사용상태를 나타낸 것이다. 굴진기(100)는 전면에 설치된 회전판(110)을 회전시키면서 지층을 뚫고 전진한다. 이때, 지층의 굴착작업과 토사의 배출이 용이하게 이루어지도록 송출관(120)을 통해 이수가 전방으로 분사된다. 굴진기(100)에서 분사된 이수는 굴진기(100) 전면의 지층에 새어 들어 단단했던 지층을 무르게 만들거나 회전판(110)에 의해 굴착된 토사와 혼합된다. 2 and 3 show the state of use of the excavator is configured as described above. The excavator 100 moves forward through the ground layer while rotating the rotating plate 110 installed on the front surface. At this time, the distillation is sprayed forward through the delivery pipe 120 to facilitate the excavation work and the discharge of the soil. Isu sprayed from the excavator 100 is leaked into the ground layer of the front surface of the excavator 100 to make the hard layer soft or mixed with the soil excavated by the rotary plate (110).

대부분의 이수는 토사와 혼합되어 굴진기(100)에 설치된 배출관(130)을 통해 굴진기(100) 후방으로 배출되나, 일부 이수는 도 2에 나타난 바와 같이 굴진기(100)에 의해 형성된 여굴을 통해 외부로 배출된다. 여굴을 통해 배출되는 이수는 굴진기(100)와 여굴의 마찰을 줄여주는 역할을 하여 굴진기(100)의 전진운동에 도움을 준다. 그러나, 여굴을 통해 배출되는 이수의 양이 증대되면 굴진기(100) 정면에 쌓여지는 토사를 배출시키지 못하므로 굴진작업에 큰 지장을 초래한다. 따라서, 본 발명에서는 이수가 배출되는 송출관(120)과 이수가 흡입되는 배출관(130)에 유량센서(121, 131)를 설치하고 이를 통해 각 배관을 통해 유동되는 이수의 유량을 비교 측정하여 그 값에 따라 다음과 같이 제어한다.Most of the water is mixed with the earth and sand is discharged to the rear of the excavator 100 through the discharge pipe 130 installed in the excavator 100, but some of the water is formed by the excavator 100 as shown in FIG. Through the outside. Isu discharged through the dumping serves to reduce the friction between the excavator 100 and the dumping to help the forward movement of the excavator (100). However, if the amount of water discharged through the overburden is increased, the earth and sand accumulated in the front of the excavator 100 may not be discharged, which causes a great obstacle in the excavation work. Therefore, in the present invention, flow rate sensors 121 and 131 are installed in the discharge pipe 120 through which the dihydrate is discharged and the discharge tube 130 through which the dihydrate is sucked, and the flow rate of the dihydrate flowing through each pipe is measured and compared to the value. According to the following control.

1) 송출관(120)에 설치된 유량센서(121)의 측정값과 배출관(130)에 설치된 유량센서(131)의 측정값과의 차이가 허용범위 내에 있는 경우: 이 경우는 송출관(120)을 통해 분사된 이수가 굴착작업에서 발생된 토사와 적절히 혼합되어 배출관(130)을 통해 배출되고 있음을 나타낸다. 따라서, 이와 같은 경우에는 제어장치(140)가 송출관(120)과 배출관(130)에 설치된 펌프(125, 135)만을 가동시킨다.1) the difference between the measured value of the flow sensor 121 installed in the delivery pipe 120 and the measured value of the flow sensor 131 installed in the discharge pipe 130 is within the allowable range: in this case, the delivery pipe 120 It shows that the dihydrate sprayed through is properly mixed with the earth and sand generated in the excavation work is discharged through the discharge pipe 130. Therefore, in this case, the control device 140 operates only the pumps 125 and 135 installed in the delivery pipe 120 and the discharge pipe 130.

2) 송출관(120)에 설치된 유량센서(121)의 측정값이 배출관(130)에 설치된 유량센서(131)의 측정값보다 크고 그 차이가 허용범위를 넘는 경우: 이 경우는 송출관(120)을 통해 분사된 이수가 굴착작업에서 발생된 토사와 충분히 혼합되지 않은 채 여굴을 통해 배출되고 있음을 나타낸다. 따라서, 이와 같은 경우에는 제어장치(140)가 공기펌프(150)를 정방향으로 가동시켜 공기튜브(160)를 팽창시킨다. 공기튜브(160)가 팽창되면 굴진기(100)와 여굴사이의 간격이 좁아지고, 이 틈새를 통해 굴진기(100) 후방으로 배출되던 이수가 도 3과 같이 굴진기(100)의 전방으로 재 순환하게 된다. 따라서, 이수와 토사의 재 혼합이 이루어지게 되어 배출관(130)을 통해 흡입되는 토사와 이수의 양이 증가하게 된다. 제어장치(140)는 송출관(120)에 설치된 유량센서(121)와 배출관(130)에 설치된 유량센서(131)의 측정값의 차이가 허용범위 내로 줄어들면 공기튜브(160)가 서서히 수축되도록 공기펌프(150)를 역방향으로 회전시킨다.2) When the measured value of the flow sensor 121 installed in the delivery pipe 120 is larger than the measured value of the flow sensor 131 installed in the discharge pipe 130 and the difference exceeds the allowable range: in this case, the delivery pipe 120 ) Shows that the dihydrate sprayed through) is being discharged through the mine without being sufficiently mixed with the soil from the excavation. Therefore, in this case, the control device 140 operates the air pump 150 in the forward direction to expand the air tube 160. When the air tube 160 is inflated, the distance between the excavator 100 and the overhang is narrowed, and the number of discharged to the rear of the excavator 100 through this gap is recirculated to the front of the excavator 100 as shown in FIG. 3. Done. Therefore, the remixing of the mud and the soil is made to increase the amount of the soil and mud sucked through the discharge pipe 130. The control device 140 is such that the air tube 160 is gradually contracted when the difference between the measured values of the flow sensor 121 installed in the delivery pipe 120 and the flow sensor 131 installed in the discharge pipe 130 is reduced within the allowable range. Rotate the air pump 150 in the reverse direction.

3) 송출관(120)에 설치된 유량센서(121)의 측정값이 배출관(130)에 설치된 유량센서(131)의 측정값보다 작고 그 차이가 허용범위를 넘는 경우: 이 경우는 송출관(120)을 통해 분사된 상당량의 이수가 토사와 혼합되지 못하고 지층에 흡수되고 있음을 나타낸다. 따라서, 이와 같은 경우에는 제어장치(140)가 송출관(120)을 통해 더 많은 이수를 공급할 수 있도록 송출관(120)의 펌프(125)를 제어한다.3) When the measured value of the flow sensor 121 installed in the delivery pipe 120 is smaller than the measured value of the flow sensor 131 installed in the discharge pipe 130 and the difference exceeds the allowable range: in this case, the delivery pipe 120 Significant amounts of distillate sprayed through) do not mix with the soil and are being absorbed into the strata. Therefore, in this case, the control device 140 controls the pump 125 of the delivery pipe 120 to supply more water through the delivery pipe 120.

한편, 본 실시예에서는 송출관과 배출관에 설치되는 유량센서와 이 유량센서의 측정값을 비교하는 제어장치에 의해 공기튜브의 수축팽창이 자동적으로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 배출관을 통해 배출되는 이수량을 육안으로 판단하고 공기펌프를 작동시킴으로써 공기튜브의 수축팽창을 수동으로 조정할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment has been described as the automatic expansion and contraction of the air tube by the flow sensor installed in the discharge pipe and the discharge pipe and the control device for comparing the measured value of the flow sensor, but the amount of discharged through the discharge pipe Judging by the naked eye, and by operating the air pump, the shrinkage expansion of the air tube can be manually adjusted.

본 발명은 굴진작업에 사용되는 이수의 흐름을 효과적으로 제어하여 토사를 원활하게 배출시킬 수 있으며, 이를 통해 배토작업이 잘 이루어지지 않아 발생되던 막힘 현상을 현저히 줄일 수 있다. 이상에서 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The present invention can effectively discharge the earth and sand by effectively controlling the flow of water used in the excavation work, through which it is possible to significantly reduce the clogging phenomenon caused by the unsuccessful work. In the above description, the technical idea of the excavator which can control the flow of water is described together with the accompanying drawings, but this is only illustrative of the best embodiment of the present invention, and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (3)

전방으로 이수를 분사하는 송출관과 토사가 혼합된 이수를 후방으로 배출하는 배출관을 구비한 터널굴진기로서,As a tunnel excavator having a discharge pipe for discharging the mixed water and the earth and sand discharged to the rear, 굴진기의 원주면에 설치되고 내부압력에 따라 굴진기의 원주방향으로 수축 또는 팽창되어 굴진기의 표층을 따라 유동하는 이수의 흐름을 차단하는 공기튜브와,An air tube installed on the circumferential surface of the excavator and contracting or expanding in the circumferential direction of the excavator according to the internal pressure to block the flow of muds flowing along the surface of the excavator; 상기 공기튜브에 공기를 공급하거나 상기 공기튜브의 공기를 외부로 배출시키는 공기펌프와,An air pump which supplies air to the air tube or discharges the air of the air tube to the outside; 상기 송출관 및 배출관에 각각 설치되어 상기 송출관과 배출관을 따라 유동하는 이수의 유량을 측정하는 유량센서와,A flow rate sensor which is installed at each of the discharge pipe and the discharge pipe, and measures the flow rate of the dihydrate flowing along the discharge pipe and the discharge pipe; 상기 각각의 유량센서에서 측정된 수치를 비교하여 상기 공기펌프의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기.And a control device for controlling the operation of the air pump by comparing the values measured by the respective flow sensors. 삭제delete 청구항 1 에 있어서, 상기 제어장치는 송출관을 통해 분사되는 이수의 유량이 배출관을 통해 배출되는 유량보다 많을 때 상기 공기튜브가 팽창되도록 상기 공기펌프를 작동시키는 것을 특징으로 하는 이수흐름의 제어가 가능한 굴진기.The control device of claim 1, wherein the control device operates the air pump to expand the air tube when the flow rate of the tap water injected through the discharge pipe is greater than the flow rate discharged through the discharge pipe. Excavator.
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