KR101028397B1 - 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법 - Google Patents
발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법에 관한 것으로서, 특히 터널 내에 설치되는 프로텍터에 있어서, 상기 프로텍터는 발파시 충격을 저감하고, 상기 프로텍터의 상면에 버력이 미적재되도록 상기 프로텍터의 외측에서 전후 방향으로 전체 또는 세그먼트별로 이동되되, 발파시 발생하는 비산석(버력)을 상기 프로텍터의 측면으로 자유 낙하시키도록 기울기를 가지는 충격저감장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 프로텍터의 길이보다 짧은 길이를 가지며 프로텍터의 외곽에서 전후로 이동되고, 발파시 버력이 프로텍터의 상면에 쌓이지 않고, 프로텍터의 측면으로 자유 낙하되는 기울기를 갖는 충격저감장치를 설치함으로써 프로텍터의 상면에 별도의 버력처리장비가 불필요하여 천공장비만을 운용할 수 있기 때문에 공기를 상대적으로 단축시킬 수 있고, 또한, 장약 삽입을 위해 천공장비로 장약공 천공 시 천공장비로 천공 후 천공장비와 프로텍터를 연결하여 요구되는 보호범위로 이동시킨 후 발파 및 버력처리 후 다시 장약공 천공 시 작업공간 확보를 위해 천공장비를 통해 다시 뒤로 이동시킴으로써 프로텍터의 상면 공간부를 확보하여 장비의 이동이 원활하게 이루어지도록 하고, 충격저감장치의 무게를 상대적으로 감소시켜 프로텍터에 작용되는 하중을 낮추며, 프로텍터의 이동시 추진력을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 프로텍터의 길이보다 짧은 길이를 가지며 프로텍터의 외곽에서 전후로 이동되고, 발파시 버력이 프로텍터의 상면에 쌓이지 않고, 프로텍터의 측면으로 자유 낙하되는 기울기를 갖는 충격저감장치를 설치함으로써 프로텍터의 상면에 별도의 버력처리장비가 불필요하여 천공장비만을 운용할 수 있기 때문에 공기를 상대적으로 단축시킬 수 있고, 또한, 장약 삽입을 위해 천공장비로 장약공 천공 시 천공장비로 천공 후 천공장비와 프로텍터를 연결하여 요구되는 보호범위로 이동시킨 후 발파 및 버력처리 후 다시 장약공 천공 시 작업공간 확보를 위해 천공장비를 통해 다시 뒤로 이동시킴으로써 프로텍터의 상면 공간부를 확보하여 장비의 이동이 원활하게 이루어지도록 하고, 충격저감장치의 무게를 상대적으로 감소시켜 프로텍터에 작용되는 하중을 낮추며, 프로텍터의 이동시 추진력을 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법에 관한 것으로서, 상세하게는 프로텍터의 길이보다 짧은 길이를 가지며 프로텍터의 외곽에서 전후로 이동되고, 발파시 버력이 프로텍터의 상면에 쌓이지 않고, 프로텍터의 측면으로 자유 낙하되는 기울기를 갖는 충격저감장치를 설치하고, 장약 삽입을 위해 천공장비로 장약공 천공 시 천공장비로 천공 후 천공장비와 프로텍터를 연결하여 요구되는 보호범위로 이동시킨 후 발파 및 버력처리 후 다시 장약공 천공 시 작업공간 확보를 위해 천공장비를 통해 다시 뒤로 이동시키도록 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법에 관한 것이다.
국내에서도 본격적으로 터널 건설이 시작된 지 약 40여년이 넘었다. 그 동안 차량이 대형화되고 교통량도 증가되면서 터널 구간이 만성적인 정체현상을 빚게 되었고, 터널 라이닝이 노후화되어 안정성도 문제가 되고 있다.
이에 대한 문제점을 해결하기 위해서는 기존 터널 옆에 신설 터널을 건설하던지 우회도로를 건설하는 등의 방법이 있으나 도심지의 경우 신설 터널이나 우회도로를 건설할만한 부지 확보가 어려운 지역이 많기 때문에 차량을 통제하지 않고 터널을 확폭하는 공법이 훌륭한 대안이 될 수 있다.
터널 확폭공법은 용지매입 비용의 절감 및 자연환경 파괴를 최소화 할 수 있다는 장점이 있지만, 순공사비가 신설 터널에 비해 많이 들고 좁은 공간에서 소형장비를 이용해 공사를 하기 때문에 효율이 떨어져 공기가 늘어나게 되는 등의 문제점도 있다. 하지만 일본의 경우 이런 문제점에도 불구하고 터널 확폭 공법을 이용한 사례가 약 40여건에 이를 정도로 불가피한 경우가 있으며, 점차 국내에서도 터널 확폭 공법의 필요성이 대두될 것으로 판단된다.
차량을 통제하지 않고 터널을 확폭하기 위해서 직선형 프로텍터가 개발되었다.
국내에서도 본격적으로 터널 건설이 시작된 지 약 40여년이 넘었다. 그 동안 차량이 대형화되고 교통량도 증가되면서 터널 구간이 만성적인 정체현상을 빚게 되었고, 터널 라이닝이 노후화되어 안정성도 문제가 되고 있다.
이에 대한 문제점을 해결하기 위해서는 기존 터널 옆에 신설 터널을 건설하던지 우회도로를 건설하는 등의 방법이 있으나 도심지의 경우 신설 터널이나 우회도로를 건설할만한 부지 확보가 어려운 지역이 많기 때문에 차량을 통제하지 않고 터널을 확폭하는 공법이 훌륭한 대안이 될 수 있다.
터널 확폭공법은 용지매입 비용의 절감 및 자연환경 파괴를 최소화 할 수 있다는 장점이 있지만, 순공사비가 신설 터널에 비해 많이 들고 좁은 공간에서 소형장비를 이용해 공사를 하기 때문에 효율이 떨어져 공기가 늘어나게 되는 등의 문제점도 있다. 하지만 일본의 경우 이런 문제점에도 불구하고 터널 확폭 공법을 이용한 사례가 약 40여건에 이를 정도로 불가피한 경우가 있으며, 점차 국내에서도 터널 확폭 공법의 필요성이 대두될 것으로 판단된다.
차량을 통제하지 않고 터널을 확폭하기 위해서 직선형 프로텍터가 개발되었다.
상기 직선형 프로텍터는 강재 재질로 저면과 양측면이 개방된 직사각형태로 형성되고, 이웃하는 직선형 프로텍터와 연결되어 확폭하고자 하는 기존 터널 내에 설치된다.
그러나, 이러한 종래의 프로텍터의 상부에 작용하는 하중으로는 중장비, 차량, 낙석 등이 있으며 그 중발파 작업 시 발생할 수 있는 대규모 붕락에 의하여 충격 하중 등이 그대로 전달되어 프로텍터의 변형 또는 손상을 가져올 수 있고, 심지어 프로텍터의 파손으로 인해 낙석이 도로에 떨어지는 경우 프로텍터 내부를 통행하는 차량이 낙석에 의해 대형 인명 피해 사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 국내특허등록 10-0900082호(터널 확폭용 강재 프로텍터의 충격 완화장치)가 개발되었다.
도 1에 도시된 바와 같이 상기 터널 확폭용 강재 프로텍터의 충격 완화장치(10)는 보호 패널(20)과, 충격 완화부(30)로 이루어진다.
먼저, 보호 패널(20)은 강재 재질로 직사각형태로 형성되고, 표면에 충격을 완화시키는 고무층(21)이 형성되어 프로텍터(1)의 상면에 설치된다. 여기에서, 보호 패널(20)은 그 폭(W1)이 프로텍터(1)의 폭(W2)보다 더 넓게 형성되어 낙석에 의해 프로텍터(1)의 상면 및 측면이 파손되는 것을 방지한다.
그리고, 충격 완화부(30)는 유압 실린더(31)와, 유압 펌프(33) 및 컨트롤러(35)로 구성된다.
유압 실린더(31)는 프로텍터(1)의 상면에서 보호 패널(10)과 프로텍터(1)의 사이의 소정 위치에 고정 설치된다.
유압 펌프(33)는 유압 실린더(31)로 유압을 공급하여 유압 실린더(31)의 높이를 조절하여 보호 패널(20)을 승하강시킨다.
컨트롤러(35)는 관리자의 제어에 따라 유압 펌프(33)(또는 컴프레셔)의 동작을 제어하여 유압 실린더(31)(또는 공압 실린더)의 높이를 조절한다.
한편, 프로텍터(1)에는 상판에서 측벽 하방향으로 유압 실린더(또는 공압 실린더)(31)가 삽입 설치되는 삽입홈(1a)이 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 터널 확폭용 강재 프로텍터의 충격 완화장치(10)의 동작을 설명하면, 충격 완화장치(10)가 설치된 프로텍터(1)를 터널 내에 설치한다.
이러한 상태에서 발파를 제외한 일반 작업시에는 유압 실린더(31)를 초기 위치로 위치시켜 보호 패널(20)을 프로텍터(1)의 상면과 밀착시킨다.
한편, 발파시에는 관리자가 컨트롤러(35)를 조작하여 유압 펌프(33)를 동작시켜 유압 실린더(31)에 유압을 공급한다.
그러면, 유압 실린더(31)의 상승에 따라 보호 패널(20)이 상승되어 보호 패널(20)이 프로텍터(1)의 상판에 이격된다.
이러한 상태에서, 발파시 발생할 수 있는 대규모 낙반 사고가 발생하는 경우 보호 패널(20)의 고무층(21)이 1차적으로 충격을 흡수하고, 다시 유압 실린더(31)가 2차적으로 충격을 흡수한다.
그리하여, 낙석이 직접적으로 프로텍터(1)에 떨어지는 것을 차단하여 프로텍터(1)를 보호할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 충격 완화장치는 프로텍터의 상면에 판 형태로 형성되기 때무에 발파시 발생되는 버력이 충격 완화장치의 상면에 쌓여 별도의 버력처리장비를 사용해야만 하는 데, 프로텍터의 상면 공간이 한정되어 있어 버력처리장비가 천공장비와 간섭을 일으켜 공기가 지연되는 문제점이 있다.
또한, 충격 완화장치의 두께로 인해 공간이 좁아져 장비의 이동이 용이하지 못하고, 충격 완화장치의 무게로 인해 프로텍터에 작용되는 하중이 증가되고, 프로텍터의 이동시 많은 추진력을 필요로 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로텍터의 길이보다 짧은 길이를 가지며 프로텍터의 외곽에서 전후로 이동되고, 발파시 버력이 프로텍터의 상면에 쌓이지 않고, 프로텍터의 측면으로 자유 낙하되는 기울기를 갖는 충격저감장치를 설치함으로써 프로텍터의 상면에 별도의 버력처리장비가 불필요하여 천공장비만을 운용할 수 있기 때문에 공기를 상대적으로 단축시킬 수 있도록 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장약 삽입을 위해 천공장비로 장약공 천공 시 천공장비로 천공 후 천공장비와 프로텍터를 연결하여 요구되는 보호범위로 이동시킨 후 발파 및 버력처리 후 다시 장약공 천공 시 작업공간 확보를 위해 천공장비를 통해 다시 뒤로 이동시킴으로써 프로텍터의 상면 공간부를 확보하여 장비의 이동이 원활하게 이루어지도록 하고, 충격저감장치의 무게를 상대적으로 감소시켜 프로텍터에 작용되는 하중을 낮추며, 프로텍터의 이동시 추진력을 감소시킬 수 있도록 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
터널 내에 설치되는 프로텍터에 있어서, 상기 프로텍터는 발파시 충격을 저감하고, 상기 프로텍터의 상면에 버력이 미적재되도록 상기 프로텍터의 외측에서 전후 방향으로 전체 또는 세그먼트별로 이동되되, 발파시 발생하는 비산석(버력)을 상기 프로텍터의 측면으로 자유 낙하시키도록 기울기를 가지는 충격저감장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 충격저감장치는 외곽이 기울기를 갖도록 설치되고, 일측에 상기 프로텍터가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈에 고정이 가능한 이동 수단이 구비된다.
여기에서 또한, 상기 이동 수단의 일측에는 발파시 버력이 상기 이동 수단측으로 유입되는 것을 차단하도록 보호막이 설치된다.
여기에서 또, 상기 충격저감장치는 일체형 또는 세그먼트별로 분리된 분리형으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 충격저감장치는 고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재와; 상기 충격 흡수재의 외측 테두리에 설치되는 판재로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 충격저감장치는 상기 충격 흡수재와, 판재가 순차적으로 다층으로 적층된다.
여기에서 또, 상기 충격저감장치는 고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재와; 상기 충격 흡수재의 양측면에 설치되는 판재로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 충격저감장치는 단면 두께가 장약상태와 암반상태에 따른 충격에 의해 발생되는 변위 이상으로 설정되고, 길이가 발파에 의한 위험구간 평가에 의해 결정된다.
여기에서 또, 상기 프로텍터는 발파시 충격을 저감하도록 발파 구간과 대응되는 내측 양측면에 가로 지지보가 설치되고, 상기 가로 지지보는 일단이 상기 프로텍터에서 회전되도록 고정되고, 타단이 이웃하는 가로 지지보와 결합된다.
본 발명의 다른 특징은,
상기의 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법에 있어서, 상기 프로텍터를 조립하여 터널 내로 이동하고, 상기 프로텍터의 상면에 충격저감장치를 설치하는 조립 공정과; 상기 충격저감장치를 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 터널의 막장까지 이동시킨 상태에서 상기 천공장비를 통해 장약공을 천공하는 천공 공정과; 상기 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 상기 충격저감장치 전체 또는 세그먼트별로 부분적으로 발파 시 보호범위로 이동시킨 다음 고정 후 발파하는 발파 공정과; 발파시 상기 충격저감장치를 통해 상기 프로텍터의 측면으로 배출된 버력을 배출하는 버력처리 공정; 및 상기 충격저감장치를 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 터널의 막장까지 이동시켜 상기 천공 공정과, 발파 공정과, 버력처리 공정을 터널 확폭 완료까지 반복하는 반복 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서 또한, 상기 발파 공정은 상기 프로텍터의 내측 양측면에 발파 구간과 대응되는 부분에 설치된 가로 지지보를 상호 조립하여 발파시 충격을 저감한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법에 따르면, 프로텍터의 길이보다 짧은 길이를 가지며 프로텍터의 외곽에서 전후로 이동되고, 발파시 버력이 프로텍터의 상면에 쌓이지 않고, 프로텍터의 측면으로 자유 낙하되는 기울기를 갖는 충격저감장치를 설치함으로써 프로텍터의 상면에 별도의 버력처리장비가 불필요하여 천공장비만을 운용할 수 있기 때문에 공기를 상대적으로 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 장약 삽입을 위해 천공장비로 장약공 천공 시 천공장비로 천공 후 천공장비와 프로텍터를 연결하여 요구되는 보호범위로 이동시킨 후 발파 및 버력처리 후 다시 장약공 천공 시 작업공간 확보를 위해 천공장비를 통해 다시 뒤로 이동시킴으로써 프로텍터의 상면 공간부를 확보하여 장비의 이동이 원활하게 이루어지도록 하고, 충격저감장치의 무게를 상대적으로 감소시켜 프로텍터에 작용되는 하중을 낮추며, 프로텍터의 이동시 추진력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 터널 확폭용 강재 프로텍터의 충격 완화장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
《제 1실시예》
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이며, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터(100)는 종래와 동일한 구조로 형성되고, 그 설명은 생략한다.
그리고, 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터(100)는 발파시 충격을 저감하도록 발파 구간과 대응되는 내측 양측면에 가로 지지보(110)가 설치되고, 가로 지지보(110)는 일단이 프로텍터(100)에서 힌지와 같은 회전 부재(120)에 의해 회전되도록 고정되고, 타단이 이웃하는 가로 지지보(110)와 결합턱(130)에 의해 상호 결합된다.
또한, 본 발명의 제 1실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터(100)는 상면에 버력(A)이 미적재되도록 프로텍터(100)의 외측에서 전후 방향으로 이동되되, 발파시 발생하는 버력(A)을 프로텍터(100)의 측면으로 자유 낙하시키도록 곡면을 가지는 충격저감장치(200)를 구비한다. 여기에서, 본 발명의 제 1실시예에 따른 충격저감장치(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 터널(3)을 양측으로 확대시 적용되는 형태이다.
또한, 충격저감장치(200)는 상부가 곡면(210)을 갖도록 설치되고, 일측에 프로텍터(100)가 삽입되는 삽입홈(220)이 형성되며, 삽입홈(220)에 고정이 가능한 휠, 롤러, 베어링과 같은 이동 수단(230)이 구비된다. 여기에서, 충격저감장치(200)는 단면 두께가 장약상태와 암반상태에 따른 충격에 의해 발생되는 변위 이상으로 설정되고, 길이가 발파에 의한 위험구간 평가에 의해 결정된다.
이때, 삽입홈(220)에는 발파시 버력(A)이 이동 수단(230)측으로 유입되는 것을 차단하도록 보호막(240)이 설치된다.
그리고, 충격저감장치(200)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 일체형으로 형성되거나 또는 도 4d 내지 도 4f에 도시된 바와 같이 세그먼트 별로 분리되는 분리형으로 형성된다. 여기에서, 분리형으로 형성된 경우 상단과 양측면이 상호 분리되고, 분리 부위는 볼트와 같은 통상의 결합 수단 또는 가이드 레일(270)에 의해 상호 결합되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 충격저감장치(200)는 버력(A)이 프로텍터(100)의 양측면으로 배출되도록 도 4a 내지 도 4f에 도시된 바와 같이 상부에 곡면(210)이 형성되고, 양측면이 상부와 연장되는 곡면(211)을 가지거나, 수직(213) 또는 하향 경사면(214)을 갖도록 형성된다.
또한, 충격저감장치(200)는 도 3a에 도시된 바와 같이 충격흡수력이 크고, 탄성계수가 작은 고무 또는 합성 수지 재질과 같은 충격 흡수재(250)와, 충격 흡수재(250)의 외측 테두리에 설치되되, 충격 흡수재(250)보다 강도가 높은 철과 같은 재질의 판재(260)로 이루어진다.
또, 충격저감장치(200)는 도 3b에 도시된 바와 같이 충격 흡수재(250)와, 판재(260)가 순차적으로 다층으로 적층될 수도 있고, 도 3c에 도시된 바와 같이 고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재(250)와, 충격 흡수재(250)의 양측면에 설치되되, 충격 흡수재(250)보다 강도가 높은 철과 같은 재질의 판재(260)로 이루어질 수도 있다.
《제 2실시예》
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 부분 사시도이며, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터중 충격저감장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터가 터널 내에 설치된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터(100)는 제 1실시예와 동일 구조로 형성된다.
그리고, 본 발명의 제 2실시예에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터(100)는 상면에 버력(A)이 미적재되도록 프로텍터(100)의 외측에서 전후 방향으로 이동되되, 발파시 발생하는 버력(A)을 프로텍터(100)의 일측면으로 자유 낙하시키도록 기울기, 즉 경사면(260)을 가지는 충격저감장치(200)를 구비한다. 여기에서, 본 발명의 제 2실시예에 따른 충격저감장치(200)는 도 9에 도시된 바와 같이 터널(3)의 편측 확대시 적용되는 형태이다.
또한, 충격저감장치(200)는 상부가 경사면을 갖도록 설치되고, 일측에 프로텍터(100)가 삽입되는 삽입홈(220)이 형성되며, 삽입홈(220)에 고정이 가능한 휠, 롤러, 베어링과 같은 이동 수단(230)이 구비된다. 여기에서, 충격저감장치(200)는 단면 두께가 장약상태와 암반상태에 따른 충격에 의해 발생되는 변위 이상으로 설정되고, 길이가 발파에 의한 위험구간 평가에 의해 결정된다.
이때, 삽입홈(220)에는 발파시 버력(A)이 이동 수단(230) 측으로 유입되는 것을 차단하도록 보호막(240)이 설치된다. 한편, 충격저감장치(200)의 일측, 즉 라이닝과 면접되는 부분에는 이동 수단(230)이 구비되어 이동이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 충격저감장치(200)는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 일체형으로 형성되거나 또는 도 8c 및 도 8d에 도시된 바와 같이 분리형으로 형성된다. 여기에서, 분리형으로 형성된 경우 상단과 일측면이 상호 분리되고, 분리 부위는 볼트와 같은 통상의 결합 수단 또는 가이드 레일에 의해 상호 결합되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한, 충격저감장치(200)는 버력(A)이 프로텍터(100)의 일측면으로 배출되도록 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이 상부에 경사면(260)이 형성되고, 일측면이 수직(261) 또는 하향 경사면(263)을 갖도록 형성된다.
또한, 충격저감장치(200)는 도 7a에 도시된 바와 같이 충격흡수력이 크고, 탄성계수가 작은 고무 또는 합성 수지 재질과 같은 충격 흡수재(250)와, 충격 흡수재(250)의 외측 테두리에 설치되되, 충격 흡수재(250)보다 강도가 높은 철과 같은 재질의 판재(260)로 이루어진다.
또, 충격저감장치(200)는 도 7b에 도시된 바와 같이 충격 흡수재(250)와, 판재(260)가 순차적으로 다층으로 적층될 수도 있고, 도 7c에 도시된 바와 같이 고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재(250)와, 충격 흡수재(250)의 양측면에 설치되되, 충격 흡수재(250)보다 강도가 높은 철과 같은 재질의 판재(260)로 이루어질 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 발파 시 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법을 설명하기 위한 공정 설명도이다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이 프로텍터(100)를 조립하여 터널(3) 내로 이동하고, 프로텍터(100)의 상면에 충격저감장치(200)를 설치한다(S100-조립공정).
그리고, 도 10b에 도시된 바와 같이 충격저감장치(200)를 천공장비(B) 또는 유압잭, 모터와 같은 동력장비(미도시)를 이용하여 터널(3)의 막장까지 이동시킨 상태에서 천공장비(B)를 통해 장약공을 천공한다(S110-천공공정).
천공이 완료되면, 도 10c에 도시된 바와 같이 천공장비(B) 또는 동력장비를 이용하여 충격저감장치(200)를 발파 시 보호범위로 이동시킨 다음 고정 후 발파한다(S120-발파공정).
이어서, 도 10d에 도시된 바와 같이 발파시 충격저감장치(200)를 통해 프로텍터(100)의 측면으로 배출된 버력(A)을 버력처리장비(C)를 통해 외부로 배출한다(S130-버력처리 공정).
그런 다음, 도 10e에 도시된 바와 같이 충격저감장치(200)를 천공장비(B) 또는 동력장비를 이용하여 터널(3)의 막장까지 이동시켜 천공 공정(S110)과, 발파 공정(S120)과, 버력처리 공정(S130)을 터널 확폭 완료까지 반복한다(S140-반복 공정).
이때, 버력(A)이 충격저감장치(200)의 측면에 쌓여 토압에 의해 버력(A)의 배출이 어려운 경우 도 10f에 도시된 바와 같이 충격저감장치(200)중 상부 세그먼트만을 터널(3)의 막장까지 이동시켜 천공 공정(S110)과, 발파 공정(S120)과, 버력처리 공정(S130)을 터널 확폭 완료까지 반복할 수도 있다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
200 : 충격저감장치 210 : 곡면
220 : 삽입홈 230 : 이동 수단
240 : 보호막 250 : 충격 흡수재
260 : 판재 270 : 경사면
220 : 삽입홈 230 : 이동 수단
240 : 보호막 250 : 충격 흡수재
260 : 판재 270 : 경사면
Claims (11)
- 터널 내에 설치되는 터널 내에 설치되는 프로텍터에 있어서,
상기 프로텍터는,
발파시 충격을 저감하고, 상기 프로텍터의 상면에 버력이 미적재되도록 상기 프로텍터의 외측에서 전후 방향으로 전체 또는 세그먼트별로 이동되되, 발파시 발생하는 비산석(버력)을 상기 프로텍터의 측면으로 자유 낙하시키도록 기울기를 가지는 충격저감장치를 구비하며,
상기 충격저감장치는,
외곽이 기울기를 갖도록 설치되고, 일측에 상기 프로텍터가 삽입되는 삽입홈이 형성되며, 상기 삽입홈에 고정이 가능한 이동 수단이 구비되고, 상기 이동 수단의 일측에는 발파시 버력이 상기 이동 수단 측으로 유입되는 것을 차단하도록 보호막이 설치되는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 충격저감장치는,
일체형 또는 세그먼트별로 분리된 분리형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 1 항에 있어서,
상기 충격저감장치는,
고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재와;
상기 충격 흡수재의 외측 테두리에 설치되는 판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 5 항에 있어서,
상기 충격저감장치는,
상기 충격 흡수재와, 판재가 순차적으로 다층으로 적층되는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 1 항에 있어서,
상기 충격저감장치는,
고무 또는 합성 수지 재질의 충격 흡수재와;
상기 충격 흡수재의 양측면에 설치되는 판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 1 항에 있어서,
상기 충격저감장치는,
단면 두께가 장약상태와 암반상태에 따른 충격에 의해 발생되는 변위 이상으로 설정되고, 길이가 발파에 의한 위험구간 평가에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로텍터는,
발파시 충격을 저감하도록 발파 구간과 대응되는 내측 양측면에 가로 지지보가 설치되고, 상기 가로 지지보는 일단이 상기 프로텍터에서 회전되도록 고정되고, 타단이 이웃하는 가로 지지보와 결합되는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터. - 제 1 항의 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법에 있어서,
상기 프로텍터를 조립하여 터널 내로 이동하고, 상기 프로텍터의 상면에 충격저감장치를 설치하는 조립 공정과;
상기 충격저감장치를 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 터널의 막장까지 이동시킨 상태에서 상기 천공장비를 통해 장약공을 천공하는 천공 공정과;
상기 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 상기 충격저감장치 전체 또는 세그먼트별로 부분적으로 발파 시 보호범위로 이동시킨 다음 고정 후 발파하는 발파 공정과;
발파시 상기 충격저감장치를 통해 상기 프로텍터의 측면으로 배출된 버력을 배출하는 버력처리 공정; 및
상기 충격저감장치를 천공장비 또는 동력장비를 이용하여 터널의 막장까지 이동시켜 상기 천공 공정과, 발파 공정과, 버력처리 공정을 터널 확폭 완료까지 반복하는 반복 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법. - 제 10 항에 있어서,
상기 발파 공정은,
상기 프로텍터의 내측 양측면에 발파 구간과 대응되는 부분에 설치된 가로 지지보를 상호 조립하여 발파시 충격을 저감하는 것을 특징으로 하는 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터를 이용한 운용중 터널확대공법.
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|---|---|---|---|
| KR1020110004143A KR101028397B1 (ko) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법 |
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| KR1020110004143A KR101028397B1 (ko) | 2011-01-14 | 2011-01-14 | 발파 비산석의 낙하지점 유도기능을 갖는 충격저감장치를 구비한 프로텍터 및 이를 이용한 운영중 터널확대공법 |
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2011
- 2011-01-14 KR KR1020110004143A patent/KR101028397B1/ko active IP Right Grant
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