KR101229269B1 - Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same - Google Patents
Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101229269B1 KR101229269B1 KR1020110036615A KR20110036615A KR101229269B1 KR 101229269 B1 KR101229269 B1 KR 101229269B1 KR 1020110036615 A KR1020110036615 A KR 1020110036615A KR 20110036615 A KR20110036615 A KR 20110036615A KR 101229269 B1 KR101229269 B1 KR 101229269B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- driving unit
- excavator
- unit
- tunnel
- excavation
- Prior art date
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 title description 14
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008384 membrane barrier Effects 0.000 claims description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 208000022971 Tuberculous meningitis Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 208000001223 meningeal tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/02—Driving inclined tunnels or galleries
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/106—Making by using boring or cutting machines with percussive tools, e.g. pick-hammers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/11—Making by using boring or cutting machines with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
본 발명은 소구경 터널을 비 굴착식의 추진공법으로 굴진하기 위한 비 굴착식 소구경 터널 굴착기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 굴착기는, 회전절삭동작을 하는 비트부; 상기 비트부의 후단에 연결되고 상기 비트부를 진동시키기 위한 피스톤이 내장된 함마부; 상기 함마부의 후단에 축으로 연결되고 상기 함마부 및 상기 비트부를 회전시키기 위한 모터를 구비한 구동부; 상기 구동부의 하부에 결합되어 상기 구동부의 직선운동을 가이드하는 레일; 상기 구동부를 상기 레일상에서 이동시키는 유압추진수단; 상기 구동부에 구비되고 상기 구동부의 측면으로부터 수축 또는 신장되며, 상기 구동부의 길이방향을 기준으로 적어도 2쌍이 대칭적으로 배치된 다수의 수평유압발을 포함하며, 상기 수평유압발의 수축 또는 신장을 통해 진행방향을 전환한다.
본 발명에 따르면, 굴착기가 굴진 중에 진행방향을 자유로이 전환할 수 있으므로 장애물에 의한 시공시간 및 시공비용의 증가를 방지할 수 있다. 또한 수직 추진구와 수직 도달구의 소요수량을 최소화하여 터널 시공구간을 실질적으로 증가시킬 수 있으므로 터널 시공에 소요되는 시간 및 비용의 소모를 크게 줄일 수 있다. The present invention relates to a non-excavation small diameter tunnel excavator for drilling a small diameter tunnel by a non-excavation propulsion method. Excavator according to the present invention, the bit portion for a rotary cutting operation; A hammer part connected to a rear end of the bit part and having a piston for vibrating the bit part; A drive unit connected to the rear end of the hammer unit by a shaft and having a motor for rotating the hammer unit and the bit unit; A rail coupled to a lower portion of the driving unit to guide linear movement of the driving unit; Hydraulic propulsion means for moving said drive part on said rail; And a plurality of horizontal hydraulic feet provided in the driving unit and contracted or extended from the side of the driving unit, and at least two pairs of which are symmetrically disposed in the longitudinal direction of the driving unit. Switch direction.
According to the present invention, since the excavator can freely change the traveling direction during the excavation, it is possible to prevent an increase in construction time and construction cost due to obstacles. In addition, the tunnel construction section can be substantially increased by minimizing the required amount of the vertical propulsion port and the vertical reach port, thereby greatly reducing the time and cost required for the tunnel construction.
Description
본 발명은 굴착기(tunneling machine) 및 터널공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소구경 터널을 비 굴착식(non excavation type) 추진공법으로 굴진하면서 방향전환이 가능한 소구경 터널 굴착기 및 터널공법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunneling machine and a tunneling method, and more particularly, to a small diameter tunneling excavator and a tunneling method capable of changing direction while driving a small-diameter tunnel with a non excavation type propulsion method. .
최근 기계화, 자동화 기술의 눈부신 발전에 힘입어 기존의 발파위주 터널공법은 발파에 의한 재래식 터널공법(conventional tunneling)과 비 발파에 의한 기계식 터널공법(mechanized tunneling)으로 양분되었고, 이 중에서도 기계식 터널공법은 소음과 진동 등 환경피해를 최소화하고 공사기간을 단축할 수 있으면서도 주변 장애물에 대한 제약이 적어 도심지 등에 최적의 터널공법으로 인식되고 있다.Recently, due to the remarkable development of mechanization and automation technology, the existing blasting tunneling method has been divided into conventional tunneling by blasting and mechanized tunneling by non-blasting. While minimizing environmental damage such as noise and vibration and shortening the construction period, it is recognized as an optimal tunnel construction method in urban areas due to less restrictions on surrounding obstacles.
기계식 터널공법은 "비트 또는 디스크 등으로 기계식 굴착을 수행하는 모든 굴착기술"로 정의되는 가운데 TBM(Tunnel Boring Machine) 등을 이용하는 대구경 터널공법과 세미 쉴드 머신(semi-shild machine) 또는 마이크로 터널링머신(micro tunneling machime) 등을 이용하는 소구경 터널공법으로 나누어 볼 수 있다.Mechanical tunneling is defined as "all drilling techniques for performing mechanical excavation with bits or disks," while large-diameter tunneling using semi-tuned boring machines (TBMs) and semi-shild machines or micro-tunneling machines ( It can be divided into small diameter tunneling technique using micro tunneling machime).
한편, 소구경 터널은 전선관, 가스관, 송유관, 상하수관 등의 매설이나 집수정 등의 수자원 개발을 위해 구획된 직경 100mm 이하의 안전공간으로서, 외부하중에 저항성이 크고 다양한 형태의 관을 원활하게 수용할 수 있어야 하며 다른 소구경 터널과 연동성이 뛰어나야 한다. 특히 도심지의 경우에는 지하매설물이 많고 교통혼잡에 따른 각종 규제가 강화되면서 상대적으로 길이가 긴 터널을 위한 개착식 보다는 비 개착식으로 시공되는 경우가 대부분인데, 요사이에는 터널 굴진에 수반되는 잔토를 지상으로 굴토하는 대신 터널 내면에 재 압밀하여 지반의 융기를 방지하고 시공의 간편성 및 경제성을 추구하는 비 굴착식 소구경 터널 굴진방법, 이른바 NETM(non excavation tunnel methode) 방법이 주목받고 있다.On the other hand, small-diameter tunnel is a safety space with a diameter of 100mm or less partitioned for the development of water resources such as conduits such as conduits, gas pipes, oil pipes, water and sewage pipes, etc. It must be able to interoperate with other small diameter tunnels. Especially in urban areas, there are many underground burial grounds and various regulations due to traffic congestion, so most of them are constructed as non-open type rather than open type for relatively long tunnels. Instead of excavation, the non-excavation small caliber tunnel excavation method, so-called NETM (non excavation tunnel method) method, which reconsolidates the inner surface of the tunnel to prevent the elevation of the ground and pursues the simplicity and economy of construction, is drawing attention.
일반적인 비 굴착식 소구경 터널의 시공과정을 간략히 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 터널굴착의 목적구간 양 지점에 각각 수직 추진구(2)과 수직 도달구(4)를 굴착하고 세미 쉴드 머신 또는 마이크로 터널링 머신과 같은 원통형의 소구경 터널 굴착기(20)를 수직 추진구(2)에 투입한다. 그리고 유압추진장치(10) 등으로 소구경 터널 굴착기(20)를 수직 추진구(2)의 내벽에 압입시켜 수평으로 굴진하면서 그 후방에 소정의 소정의 터널 구조물(3)을 압입 및 매설함으로써 수직 추진구로부터 수직 도달구에 이르는 구간터널을 완성한다.Briefly look at the construction process of a general non-excavation small diameter tunnel, as shown in Figure 1 excavated the vertical propulsion (2) and the vertical reach (4) at both points of the target section of the tunnel excavation and semi-shielded machine or A cylindrical small
하지만, 기존의 비 굴착식 소구경 터널은 구간터널의 형태가 직선으로 한정되는 단점을 나타내는데, 그 원인은 소구경 터널 굴착기에서 찾아볼 수 있다. 즉, 종래의 소구경 터널 굴착기(20)는 터널의 굴진 중 직진 이외의 방향전환이 사실상 불가능한바, 다양한 형태의 소구경 터널을 시공하기 위해서는 부득이 목적구간을 세분화해서 각각에 수직 추진구(2)와 수직 도달구(4)를 굴착해야 하므로 시공에 소요되는 시간과 비용의 소모가 크고 전체공정을 복잡하게 하는 문제점을 보이고 있다.However, the existing non-excavation small diameter tunnel has a disadvantage in that the shape of the section tunnel is limited to a straight line, and the reason can be found in the small diameter tunnel excavator. That is, the conventional small-
또한 종래의 소구경 굴착기는 주로 비고결층의 터널 공사를 위해 사용되는 것이어서 작업 중에 암석 등의 장애물이 나타나면 새로 굴착하거나 고가의 파쇄장비를 추가로 사용해야 하므로 시공비용 및 시간이 크게 증가하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional small-diameter excavator is mainly used for tunnel construction of the non-solid layer, when obstacles such as rocks appear during operation, there is a problem in that the construction cost and time are greatly increased because a new excavation or an additional expensive crushing equipment must be used.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 터널 굴착 중에 방향전환이 가능하도록 함으로써 장애물의 영향을 받지 않아 시공비용을 절감하고 시공시간을 단축하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 수직 추진구로부터 수직 도달구에 이르는 구간터널의 굴진 중에 그 진행방향을 자유로이 전환할 수 있어 굴착구간의 실질적인 증가와 더불어 수직 추진구와 수직 도달구의 소요수량을 최소화함으로써 전체 공정에 소모되는 시간 및 비용의 소모를 크게 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, it is the object to reduce the construction cost and construction time is not affected by obstacles by enabling the direction change during tunnel excavation. In addition, the present invention can freely switch the direction of travel during the excavation of the section tunnel from the vertical propulsion to the vertical reach, which is consumed in the entire process by minimizing the required amount of the vertical propulsion and the vertical reach as well The purpose is to significantly reduce the consumption of time and money.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전절삭동작을 하는 비트부; 상기 비트부의 후단에 연결되고 상기 비트부를 진동시키기 위한 피스톤이 내장된 함마부; 상기 함마부의 후단에 축으로 연결되고 상기 함마부 및 상기 비트부를 회전시키기 위한 모터를 구비한 구동부; 상기 구동부의 하부에 결합되어 상기 구동부의 직선운동을 가이드하는 레일; 상기 구동부를 상기 레일상에서 이동시키는 유압추진수단; 상기 구동부에 구비되고 상기 구동부의 측면으로부터 수축 또는 신장되며, 상기 구동부의 길이방향을 기준으로 적어도 2쌍이 대칭적으로 배치된 다수의 수평유압발을 포함하며, 상기 수평유압발의 수축 또는 신장을 통해 진행방향을 전환할 수 있는 비 굴착식 소구경 터널 굴착기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a bit unit for a rotary cutting operation; A hammer part connected to a rear end of the bit part and having a piston for vibrating the bit part; A drive unit connected to the rear end of the hammer unit by a shaft and having a motor for rotating the hammer unit and the bit unit; A rail coupled to a lower portion of the driving unit to guide linear movement of the driving unit; Hydraulic propulsion means for moving said drive part on said rail; And a plurality of horizontal hydraulic feet provided in the driving unit and contracted or extended from the side of the driving unit, and at least two pairs of which are symmetrically disposed in the longitudinal direction of the driving unit. Provides a non-excavation small diameter tunnel excavator that can change direction.
또한 본 발명은 상기 굴착기를 이용하여 터널을 굴착하는 공법에 있어서, (a) 상기 굴착기가 제1 방향을 따라 전진하면서 터널을 굴착하는 단계; (b) 상기 다수의 수평유압발 중에서 적어도 하나를 신장하여 막장벽에 대해 압력을 가함으로써 상기 굴착기의 방향을 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 변경하는 단계; (c) 상기 굴착기가 상기 제2방향을 따라 전진하면서 터널을 굴착하는 단계를 포함하는 터널 공법을 제공한다. In another aspect, the present invention is a method for excavating a tunnel using the excavator, (a) excavating the tunnel while the excavator advances in a first direction; (b) changing the direction of the excavator in a second direction different from the first direction by stretching at least one of the plurality of horizontal hydraulic feet to apply pressure against the membrane barrier; and (c) digging the tunnel while the excavator advances along the second direction.
본 발명에 따르면, 굴착기가 굴진 중에 진행방향을 자유로이 전환할 수 있으므로 장애물에 의한 시공시간 및 시공비용의 증가를 방지할 수 있다. 또한 수직 추진구와 수직 도달구의 소요수량을 최소화하여 터널 시공구간을 실질적으로 증가시킬 수 있으므로 터널 시공에 소요되는 시간 및 비용의 소모를 크게 줄일 수 있다. According to the present invention, since the excavator can freely change the traveling direction during the excavation, it is possible to prevent an increase in construction time and construction cost due to obstacles. In addition, the tunnel construction section can be substantially increased by minimizing the required amount of the vertical propulsion port and the vertical reach port, thereby greatly reducing the time and cost required for the tunnel construction.
도 1은 비 굴착식 소구경 터널 굴착기의 일반적인 시공방법을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 비 굴착식 소구경 터널 굴착기를 나타낸 평면도
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 비 굴착식 소구경 터널 굴착기의 전진과정을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 비 굴착식 소구경 터널 굴착기의 방향전환과정을 나타낸 도면 1 is a view showing a general construction method of the non-excavation small diameter tunnel excavator
Figure 2 is a plan view showing a non-excavation small diameter tunnel excavator in accordance with the present invention
Figure 3a to 3e is a view showing the progress of the non-excavation small diameter tunnel excavator in accordance with the present invention
Figure 4 is a view showing the direction change of the non-excavation small diameter tunnel excavator in accordance with the present invention
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 비 굴착식 소구경 터널 굴착기(이하 '굴착기'라 한다.)(100)는 도 2의 평면도에 도시된 바와 같이. 선단의 비트부(130), 비트부(130) 후단의 함마부(140), 함마부(140) 후단의 구동부(150)로 나누어볼 수 있다.A non-excavation small diameter tunnel excavator (hereinafter referred to as an 'excavator') 100 according to the present invention is shown in the plan view of FIG. The
비트부(130)는 본 발명에 따른 굴착기(100)의 최선단에 위치하여 회전절삭작용을 한다. 비트부(130)는 함마부(140) 및 구동부(150)보다 직경이 크고, 내부에 길이방향을 따라 적어도 하나의 에어통로(132)가 관통 형성되는 것이 바람직하다. 비트부(130)의 절삭면 형태 등은 지질이나 목적 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.The
함마부(140)는 비트부(130)의 후단에 연결되고 비트부(130)를 전후 방향으로 진동시키기 위한 피스톤(142)이 내장된다. 따라서 비트부(130)는 피스톤(142)의 왕복운동에 의해 막장벽을 강타함과 아울러 회전절삭을 통해 굴착작업을 진행하게 되므로 상대적으로 단단한 지반도 효과적으로 파쇄하여 굴착하는 것이 가능하다. 필요에 따라서는 암석 등의 파쇄도 가능할 것이다. The
함마부(140)에는 피스톤(142)의 출력을 제어하여 비트부(130)의 진동속도와 진동폭을 조절하는 초크(144)가 설치되는 것이 바람직하다. 초크(144)는 압력에 따라 열리고 닫히는 동작을 함으로써 내부압력을 조절하는 역할을 한다.
구동부(150)는 함마부(140)의 후단에 축(146)으로 연결되고 함마부(140) 및 비트부(130)를 회전시키기 위한 회전력을 발휘하는 모터(152) 및 모터(152)의 회전력을 적절히 조절하여 축(146)으로 전달하는 기어박스(154)가 내장된다. The
구동부(150)의 외주면에는 길이방향을 따라 둘 이상의 지지날개(156)가 날개형태로 설치된다.On the outer circumferential surface of the
또한 구동부(150)의 하단에는 본 발명에 따른 굴착기(100) 전체를 전진시키기 위한 유압추진수단(158)이 설치되며, 구동부(150)의 측면을 따라서는 복수의 수평유압발(166)이 설치된다.In addition, a
지지날개(156)는 막장벽에 밀착되어 굴착기(100)의 균형을 유지하는 동시에 굴진작업시 강한 지지력을 얻기 위한 것으로서, 접었다 펴는 동작이 가능하도록 구동부(150)에 회전가능하게 장착되는 것이 바람직하다. 또한 유압에 의해 각 지지날개(156)의 돌출높이가 조절되어 막장벽에 밀착 또는 이격되도록 설치될 수도 있다.The
구동부(150)의 하부에는 길이방향을 따라 한 쌍의 레일(160)이 결합되며, 구동부(150)는 상기 레일(160)을 따라 직선운동을 하게 된다. A pair of
유압추진수단(158)은 구동부(150)를 상기 레일(160)을 따라 전후진 시키는 역할을 한다. 유압추진수단(158)은 여러 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어 일단이 레일(160)에 고정되어 구동부(150)를 이동시키는 유압실린더가 사용될 수도 있고, 일단이 구동부(150)에 고정되어 레일(160)을 이동시키는 유압실린더가 사용될 수도 있다. 두 기능을 모두 갖춘 양방향 유압실린더가 사용될 수도 있고, 위 2개의 실린더가 모두 사용될 수도 있다.Hydraulic propulsion means 158 serves to advance the
구동부(150)의 하단에는 유압리프트(도 3a의 162 참조, 이하 동일하다)가 설치되어 굴착기 전체 또는 구동부(150)를 바닥으로부터 승강시킨다. 따라서 복수의 유압리프트(162)에 의해 굴착기(100)가 바닥으로부터 상승하여 레일(160)에 가해지는 하중이 줄어들면 레일(160)을 구동부(150)에 대해 상대적으로 전진시키고, 다시 복수의 유압리프트(162)에 의해 레일(160)을 비롯한 전체가 바닥에 안착되면 구동부(150)를 레일(160)을 따라 전진시키는 방식으로 본 발명에 따른 굴착기(100)를 순차적으로 이동시킬 수 있다. A hydraulic lift (see 162 of FIG. 3A, which is the same below) is installed at the lower end of the
이와 같이 레일(160)과 유압리프트(162)를 사용하여 이동시키면 바퀴를 사용하는 경우에 비해 굴착작업시 큰 지지력을 얻을 수 있는 이점이 있다. 보다 구체적인 이동방법은 후술하기로 한다.As such, when the
구동부(150)의 측면에는 방향전환시에 사용되는 수평유압발(166)이 다수 설치된다. 수평유압발(166)은 유압에 의해 수축 또는 신장이 가능하며, 길이방향의 중심축을 기준으로 좌우대칭으로 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 일측에 2개, 타측에 2개씩 모두 4개의 수평유압발(166)을 설치하였으나 그 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 다만 수평유압발(166)의 동작에 의해 굴착기(100)가 회전할 수 있어야 하므로 굴착기(100)의 회전중심을 기준으로 다수의 수평유압발(166)이 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. Side of the
그 밖에도 구동부(150)의 후단에는 케이싱의 고정을 위한 복수의 케이싱홀더(168), 외부의 와이어가 연결되는 와이어고리(170) 등이 설치될 수 있다. 케이싱홀더(168)에는 원통형의 케이싱이 고정되는데, 비교적 연약한 비고결층에서는 막장벽의 붕괴 등을 방지하기 위해 케이싱이 고정될 필요가 있지만 암반 등의 고결층에서는 생략될 수 있다. 그리고 와이어고리(170)에는 와이어가 연결되며, 구간터널의 굴진 중에 굴착기(100)를 빼낼 경우, 굴진 중단후 재 굴진을 위해 빼내야 하는 경우, 굴착기(100)가 매몰되어 움직이지 않는 경우 등의 상황이 발생하면 와이어렌치로 와이어를 끌어당기게 된다.In addition, the rear end of the
또한 냉각수 순환을 위한 하나 이상의 냉각수 튜브, 유압 전달을 위한 하나 이상의 유압 튜브, 에어 순환을 위한 하나 이상의 에어 튜브 등을 포함하는 복수의 튜브(T)가 구동부(150)에 연결될 수 있다. 또한 외부의 전원에 연결되는 전원선(P)이 연결될 수도 있다. 또한 굴착상황을 파악할 수 있도록 CCTV와 조명라이트 등을 구동부(150)에 설치할 수도 있다.In addition, a plurality of tubes T including one or more coolant tubes for cooling water circulation, one or more hydraulic tubes for hydraulic transmission, one or more air tubes for air circulation, and the like may be connected to the
이하에서는 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 본 발명에 따른 굴착기(100)의 전진과정을 설명한다.Hereinafter, the advancing process of the
본 발명에 따른 굴착기(100)의 구동부(150)에는 앞서 언급된 유압추진수단(158)과 유압리프트(162)가 설치되어 있으며, 구동부(150)는 레일(160)에 안착되어 있다. (도 3a 참조)The driving
이 상태에서 구동부(150)를 레일(160)을 따라 전진시키면서 굴진작업을 진행하게 된다. (도 3b 참조) In this state, the driving
구동부(150)의 전진만으로는 굴진작업을 계속할 수는 없으므로 구동부(150)가 일정거리를 전진한 이후에는 굴착기(100)를 지지하는 레일(160)을 전진시켜야 한다. 이를 위해서는 유압리프트(162)를 신장시켜 구동부(150)를 상승시킨다. 이때 구동부(150)만을 상승시킬 수도 있고 구동부(150)와 함께 레일(160)도 바닥(G)으로부터 약간 상승시킬 수도 있다. (도 3c 참조)Since the excavation work cannot be continued only by moving forward of the
이 상태는 구동부(150)가 유압리프트(162)에 지지되어 고정된 상태이므로 유압추진수단(158)을 이용하여 레일(160)을 전진시킬 수 있다. (도 3d 참조)In this state, since the driving
레일(160)이 전진한 후에는 유압리프트(162)를 수축시켜서 구동부(150)를 레일(160)의 상부에 다시 안착시킨다. (도 3e 참조)After the
이어서 도 3a에 도시된 바와 같이 유압추진수단(158)을 이용하여 레일(160)을 따라 구동부(150)를 전진시키면서 굴진작업을 진행하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 3A, the drilling operation is performed while the
한편 본 발명에 따른 굴착기(100)는 굴진과정에서 용이하게 굴진방향을 전환할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the
예를 들어 굴진 중에 오른쪽으로 방향전환이 필요한 경우에는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 좌측 선단의 수평유압발(166)과 우측 후단의 수평유압발(166)을 동시에 신장시켜서 굴착기(100) 전체를 오른쪽으로 방향전환시킬 수 있다. 이와 같이 2개의 수평유압발(166)을 함께 동작시키지 않고 좌측 선단의 수평유압발(166)만을 동작시키거나 우측 후단의 수평유압발(166)만을 동작시켜도 방향전환이 이루어질 수 있으나, 보다 효과적인 방향전환을 위해서는 회전중심을 기준으로 대칭적으로 배치된 다수의 수평유압발(166)을 동시에 동작시키는 것이 바람직할 것이다. For example, when turning to the right during excavation is required, as shown in FIG. 4 (a), the horizontal
또한 굴진중에 왼쪽으로 방향전환이 필요한 경우에는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 우측 선단의 수평유압발(166)과 좌측 후단의 수평유압발(166)을 동시에 신장시켜서 굴착기(100) 전체를 왼쪽으로 방향전환시킬 수 있다.In addition, when turning to the left during the excavation is required as shown in Figure 4 (b) to extend the horizontal
이처럼 각 수평유압발(166)의 수축 및 신장 정도를 적절히 조절함으로써 본 발명에 따른 굴착기(100)는 굴진 작업중에 진행방향을 자유로이 전환할 수 있게 되는 것이다.As such, by appropriately adjusting the degree of contraction and extension of each horizontal
이하에서는 본 발명에 따른 굴착기(100)를 이용한 소구경 터널의 시공방법을 설명하기 위한 모식도이다.Hereinafter, it is a schematic diagram for explaining the construction method of a small diameter tunnel using the
본 발명에 따른 굴착기(100)로 소구경 터널을 시공하기 위해서는 먼저 터널굴착의 목적구간 양 지점에 도 1에 도시된 바와 같이 수직 추진구(2)과 수직 도달구(4)을 각각 굴착한 후 수직 추진구(2)에 흙막이벽, 반력벽(abutment test wall), 바닥 콘크리트 등을 시공한다. 이때, 수직 추진구(2)의 주변에는 본 발명에 따른 굴착기(100)의 굴진에 필요한 각종 공급원(C), 일례로 냉각수공급원, 유압공급원, 에어공급원, 동력전달원 그리고 와이어렌치가 설치된다.In order to construct a small-diameter tunnel with the
그리고 수직 추진구(2)에 본 발명에 따른 굴착기(100)를 투입한 후 동작시키면 선단의 비트부(130)의 회전동작과 함마부(140)의 타격동작에 의해 굴진작업이 시작된다. 굴착된 흙은 별도 설치된 콤프레샤 등을 통해 고압공기를 분사하여 외부로 빼낼 수 있다. 굴진과정에서 구동부(150)는 유압추진수단(158)에 의해 레일(160)을 따라 점차 전진하게 된다. 구동부(150)의 전진과 굴착기(100) 전체의 전진은 도 3a 내지 도 3e에서 설명한 바와 같은 원리로 진행된다.In addition, when the
이때 필요하다면 굴착기(100)의 후단에 설치된 케이싱홀더(168)에 케이싱을 장착함으로써 굴진작업과 케이싱작업을 병행해서 진행할 수도 있다. 또한 막장벽을 따라 약액주입 등의 보조공법을 시행할 수도 있다. 이러한 굴착공정은 굴착기(100)가 수직 도달구(4)에 도달함으로써 완료된다.At this time, if necessary, by mounting the casing to the
한편 굴착작업을 위해서 반드시 수직추진구(2)와 수직도달구(4)가 필요한 것은 아니므로 경우에 따라서는, 도로사면이나 경사면에서 굴착작업을 개시할 수도 있다.On the other hand, since the vertical propulsion port 2 and the vertical delivery port 4 are not necessarily required for the excavation work, the excavation work may be started on a road slope or an inclined surface in some cases.
그리고 본 발명에 따른 굴착기(100)는 교통이나 주변환경에 영향을 미치지 않으면서도 소음이 적은 장점이 있어 하수관, 상수도관, 통신선매설관, 가스관, 전선관, 송유관 등의 소구경 터널형성에 매우 적합하다. 또한 장애물에 영향을 거의 받지 않고 굴착작업을 수행할 수 있으므로 공기단축 및 비용경쟁력이 매우 높다.And the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 보다 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention may be modified or modified in more various forms in a specific application, such modifications or modified embodiments of the present invention included in the claims to be described later If it includes the idea it belongs to the scope of the present invention.
100: 굴착기 130: 비트부
132: 에어통로 140: 함마부
142: 피스톤 144: 초크
146: 축 150: 구동부
152: 모터 154: 기어박스
156: 지지날개 158: 유압추진수단
160: 레일 162: 유압리프트
166: 수평유압발 168: 케이싱홀더100: excavator 130: bit part
132: air passage 140: hammer part
142: piston 144: choke
146: axis 150: drive unit
152: motor 154: gearbox
156: support wing 158: hydraulic propulsion means
160: rail 162: hydraulic lift
166: horizontal hydraulic foot 168: casing holder
Claims (2)
상기 비트부의 후단에 연결되고 상기 비트부를 진동시키기 위한 피스톤이 내장된 함마부;
상기 함마부의 후단에 축으로 연결되고 상기 함마부 및 상기 비트부를 회전시키기 위한 모터를 구비한 구동부;
상기 구동부의 하부에 결합되어 상기 구동부의 직선운동을 가이드하는 레일;
상기 구동부를 상기 레일상에서 이동시키는 유압추진수단;
상기 구동부에 구비되고 상기 구동부의 측면으로부터 수축 또는 신장되며, 상기 구동부의 길이방향을 기준으로 적어도 2쌍이 대칭적으로 배치된 다수의 수평유압발;
을 포함하며, 상기 수평유압발의 수축 또는 신장을 통해 진행방향을 전환할 수 있는 비 굴착식 소구경 터널 굴착기 Bit part for rotating cutting operation;
A hammer part connected to a rear end of the bit part and having a piston for vibrating the bit part;
A drive unit connected to the rear end of the hammer unit by a shaft and having a motor for rotating the hammer unit and the bit unit;
A rail coupled to a lower portion of the driving unit to guide linear movement of the driving unit;
Hydraulic propulsion means for moving said drive part on said rail;
A plurality of horizontal hydraulic feet provided on the driving unit and contracted or extended from the side surface of the driving unit, at least two pairs of which are symmetrically arranged in the longitudinal direction of the driving unit;
It includes, a non-excavation small diameter tunnel excavator that can switch the direction of travel through the contraction or extension of the horizontal hydraulic foot
(a) 상기 굴착기가 제1 방향을 따라 전진하면서 터널을 굴착하는 단계;
(b) 상기 다수의 수평유압발 중에서 적어도 하나를 신장하여 막장벽에 대해 압력을 가함으로써 상기 굴착기의 방향을 상기 제1방향과 다른 제2방향으로 변경하는 단계;
(c) 상기 굴착기가 상기 제2방향을 따라 전진하면서 터널을 굴착하는 단계;
를 포함하는 터널 공법 A bit part having a rotary cutting operation, a hammer part connected to a rear end of the bit part and having a piston for vibrating the bit part, and a shaft connected to a rear end of the hammer part to rotate the hammer part and the bit part. A drive unit having a motor, a rail coupled to a lower portion of the drive unit to guide linear movement of the drive unit, hydraulic propulsion means for moving the drive unit on the rails, and provided in the drive unit and contracted from a side surface of the drive unit or In the method of excavating a tunnel using a non-excavation small diameter tunnel excavator including a plurality of horizontal hydraulic presses,
(a) digging a tunnel while the excavator advances along a first direction;
(b) changing the direction of the excavator in a second direction different from the first direction by stretching at least one of the plurality of horizontal hydraulic feet to apply pressure against the membrane barrier;
(c) digging a tunnel while the excavator advances along the second direction;
Tunnel construction including
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110036615A KR101229269B1 (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110036615A KR101229269B1 (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120118953A KR20120118953A (en) | 2012-10-30 |
KR101229269B1 true KR101229269B1 (en) | 2013-02-04 |
Family
ID=47286285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110036615A KR101229269B1 (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101229269B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220004290A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-11 | 한국전력공사 | Tbm tunnel excavation device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102275847B1 (en) | 2019-08-08 | 2021-08-11 | 주식회사 성한 디앤티 | Tunnel excavator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05321575A (en) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Aoki Corp | Movement device and movement method of tunnel excavator |
JP3052073U (en) * | 1998-03-06 | 1998-09-11 | 東邦地下工機株式会社 | Hard ground propulsion device equipped with straightening device for propulsion pipe |
KR20050093749A (en) * | 2005-09-02 | 2005-09-23 | 주식회사 동아지질 | The method of dual excavating for a tunnel and its apparatus |
KR100831404B1 (en) | 2007-10-01 | 2008-05-22 | 시마건설 주식회사 | Semi-shield machine |
-
2011
- 2011-04-20 KR KR1020110036615A patent/KR101229269B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05321575A (en) * | 1992-05-21 | 1993-12-07 | Aoki Corp | Movement device and movement method of tunnel excavator |
JP3052073U (en) * | 1998-03-06 | 1998-09-11 | 東邦地下工機株式会社 | Hard ground propulsion device equipped with straightening device for propulsion pipe |
KR20050093749A (en) * | 2005-09-02 | 2005-09-23 | 주식회사 동아지질 | The method of dual excavating for a tunnel and its apparatus |
KR100831404B1 (en) | 2007-10-01 | 2008-05-22 | 시마건설 주식회사 | Semi-shield machine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220004290A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-11 | 한국전력공사 | Tbm tunnel excavation device |
KR102376671B1 (en) * | 2020-07-03 | 2022-03-22 | 한국전력공사 | Tbm tunnel excavation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120118953A (en) | 2012-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104612586B (en) | Tunneling boring rapid drilling drill carriage for the big emptying aperture parallel cut blasting in tunnel | |
CN201106451Y (en) | Track-mounted liftable top-side construction drilling machine for anchor bar and anchor wire | |
CN101832102B (en) | Movable two-platform partitioned four-arm hanging wall anchor rod and anchor cable construction drill carriage | |
CN201307365Y (en) | Simulating shield machine for tunnel boring test | |
CN111963188B (en) | Anchor drill heading machine and construction method thereof | |
CN107435541B (en) | TBM with pipe shed construction capability and construction method thereof | |
CN102278110A (en) | Movable two-arm of lifting platform hanging wall anchor rod and anchor cable construction drill carriage | |
CN109519188A (en) | Bionic micropore diameter bores expansion formula underground mole | |
KR20120053396A (en) | Dual mast multi-drill machine | |
CN103758453A (en) | Intelligent micro drilling machine | |
CN102704943A (en) | Shield structure formed by shallow tunneling method in air-pressure mode | |
CN103244131A (en) | Annular beam rock drilling device of tunnel boring machine | |
KR200429625Y1 (en) | Drilling machine having drifter rotating in 360 degree | |
CN204552609U (en) | Boring piling all-in-one | |
CN109519126A (en) | Bionic micropore diameter underground mole drilling reamer structure | |
CN204782754U (en) | Double dynamical first all -hydraulic well rig | |
CN203347686U (en) | Drilling machine for roadways | |
CN202055821U (en) | Two-arm top slope anchor rod and anchor rope construction drill wagon with movable lifting platform | |
KR101650913B1 (en) | Tilting type excavation apparatus for propulsion pipes | |
KR101229269B1 (en) | Non excavation type tunneling machine and tunneling method using the same | |
CN209308634U (en) | A kind of bionic micropore diameter underground development machine drilling reamer structure | |
KR101233977B1 (en) | Small size tunneling machine using hydraulic cylinder for moving, and tunneling method using the same | |
CN104141455A (en) | Drilling rig apparatus and drilling method of drilling rig | |
KR101018889B1 (en) | Construction method for non-excavation type under-pass tunel using horizontal drilling machine | |
KR20120034432A (en) | Grouting apparatus for direct-boring and grouting method using that |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160121 Year of fee payment: 4 |