KR101230482B1 - 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 관한 것으로, 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)와, 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능한 텔레스코픽(telescopic) 구조를 갖는 가이드 디바이스(guide device) 및, 드릴링 디바이스 및 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 가이드 디바이스의 측면 방향으로 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 드릴링 디바이스 및 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device)를 포함하며, 브라켓 디바이스는, 일측은 가이드 디바이스의 상부면과 체결 가능한 형태로 이루어지며, 타측은 드릴링 디바이스의 샤프트 외주연을 감싸 고정하도록 슬리브(sleeve)를 구비하는 형태로 이루어진다.

Description

장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법{THE APPARATUS OF ROCK EXCAVATION USING THE LONGEST SLOT DRILL AND THE NON-VIBRATION ROCK EXCAVATING METHOD USING THEREOF}

본 발명은 할암용 자유면 확보, 발파 시 심빼기공 및 진동 차단 벽체 형성은 물론, 심부 매설용 암반 내 트렌치(trench) 형성에 이용 가능한 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 관한 기술이다.

개착 또는 비 개착식 암반 굴착 시 공사 효율 향상을 위하여 자유면 확보 또는 발파 진동 차단을 위한 슬롯 드릴(slot drill)의 수요가 점차 증가되고 있는 추세이나, 현재까지는 심층부까지 슬롯 컷(slot cut)을 형성시킬 수 있는 대안이 없는 실정이다.

종래 가이드 로드(guider rod)를 장착한 드릴 로드(drill rod)에 의한 천공을 이용한 슬롯 드릴 방식이 소개되었으나, 그 활용 빈도가 매우 낮은 편이다. 그 이유로서 종래의 슬롯 드릴 방식에 따른 문제점을 간략히 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 슬롯 드릴 방식에 따른 장치 및 슬롯 형성 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 살펴보면, 종래의 슬롯 드릴 방식은, 로터리 헤드(rotary head)(10)[또는 드리프터(drifter)]의 측면에 가이드 로드(guider rod)(40)가 구비된다.

로터리 헤드(10)의 하측에는 드릴 로드(20)가 장착되며, 이러한 드릴 로드(20)의 일측 하단 방향으로는 가이드 로드(40)가 상하 방향으로 진퇴 가능하도록 형성되어 드릴 로드(20)의 선단에 구비된 드릴 비트(50)에 의해 천공이 가능한 형태로 이루어진다.

이때, 이러한 가이드 로드(40)는 드릴 로드(20)의 일측으로 고정된 브라켓(30)을 관통하여 상하 이동 가능하게 이루어지므로, 드릴 로드(20)와 가이드 로드(40) 사이의 간격 유지가 가능해진다.

다시 말해서, 가이드 로드(40)는 드릴 로드(20)의 일측에서 소정 간격 이격된 상태로 상하 방향으로 진퇴 조절되는 형태로 이루어진다.

도 2는 도 1에 도시된 도면에서 A-A′ 단면을 확대 도시한 도면이다.

도 2를 살펴보면, 상기 가이드 로드(40)에 의해 지지된 위치의 측면으로, 드릴 비트(50)가 슬롯 천공을 실시하는데, 최초 선행공(a)으로부터, (b), (c), (d) 및 (e)의 후속공들이 순차적으로 형성됨을 알 수 있다.

다만, 이러한 종래의 슬롯 드릴 방식에 따른 장치 및 슬롯 형성 방법에 따르면 이하에서 언급될 몇 가지 문제점이 따랐다.

먼저, 종래의 슬롯 드릴 방식에 따르면, 브라켓(30)을 관통하여 상하 진퇴되는 가이드 로드(40)의 작동 구조로 인하여, 드릴 로드(20) 상에 고정된 브라켓(30)이 슬롯 내부로 진입되지 못하는 대다수의 천공 구조의 경우, 더 깊은 심도(이하, 이를 "장심도"라 지칭한다)까지 슬롯을 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 이는 천공 가능 깊이(D)를 가이드 로드(40)의 길이만큼으로 제한하는 결과를 초래하였다.

하지만, 이러함 문제를 해결하고자, 가이드 로드(40)의 길이를 더 키울 경우에는 가이드 로드(40)와의 간격 유지가 어려워져 슬롯 형성에 대한 안정성 및 정확성이 저하될 수 있으며, 그 결과 장심도의 슬롯 형성에는 어려움이 따를 수밖에 없었다. 또한, 이러한 드릴 로드(20) 방식으로는 슬롯의 폭을 30mm 이상 확보하기에 어려움이 따랐다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 종래에 비해 장심도의 슬롯을 형성하기에 적합한 형태의 장심도 슬롯 형성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 슬롯 폭을 확대 실시하기에 적합한 형태의 장심도 슬롯 형성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 수직 및 대구경 천공 시의 슬라임(slime) 배토를 원활히 수행할 수 있는 장심도 슬롯 형성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 슬롯 형성 시 공간의 간격을 일정하게 유지하도록 가이드 로드의 선단이 드릴 비트의 위치보다 선행되어 신축 조절될 수 있는 구조를 채용하여 장심도 슬롯 형성에 대한 안정성 및 정확성을 확보할 수 있는 장심도 슬롯 형성 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 상기와 같이 제공된 장심도 슬롯 형성 장치를 이용하여 무진동 방식으로 암반 굴착이 가능하여 작업장 주변의 구조물에 진동 피해 발생을 억제할 수 있는 무진동 방식 암반 굴착 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device); 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 상기 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 상기 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능하게 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성된 가이드 디바이스(guide device); 및 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 상기 가이드 디바이스의 측면 방향으로 상기 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device);를 포함하며, 상기 브라켓 디바이스는, 일측은 상기 가이드 디바이스의 상부면과 체결 가능한 형태로 이루어지며, 타측은 상기 드릴링 디바이스의 샤프트 외주연을 감싸 고정하도록 슬리브(sleeve)를 구비하는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장심도 슬롯 형성 장치를 제공할 수 있다.

이때, 상기 드릴링 디바이스는, 상기 로터리 헤드로부터 구동력을 전달받도록 연결 형성되어, 로터리 퍼커션(rotary percussion) 방식으로 작동하는 드릴 로드(drill rod); 및 상기 드릴 로드의 선단과 연결되되, 상호 간의 연결 부위에서 상기 브라켓 디바이스의 슬리브를 관통하는 샤프트가 개재 형성되며, 상기 드릴 로드로부터 전달 받은 구동력에 의해 암반을 파쇄하여 굴착하기 위하여 선단 상에 드릴 비트(drill bit)를 구비하는 드릴 해머(drill hammer);를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드 디바이스는, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 나란히 이격 배치되도록 상기 브라켓 디바이스의 일측 하단 상에 체결되는 구조로 이루어지며, 길이 방향으로 내부중공이 형성되는 가이드 로드(guide rod); 상기 가이드 로드의 내부중공 상에 내장된 스프링에 의해 탄지 형성되어, 상기 가이드 로드의 길이 방향으로 진퇴 조절 가능한 구조로 형성된 피스톤 로드(piston rod); 상기 피스톤 로드의 선단에 장착되며, 상기 가이드 로드의 선단 개구를 통해 신축 조절 가능한 구조로 형성된 텔레스코픽 실린더(telescopic cylinder); 상기 텔레스코픽 실린더의 선단에 구비되어 상기 텔레스코픽 실린더의 신축 조절에 따라 사전 형성된 선행공 저면 상에 고정 안착 가능한 형상을 갖는 텔레스코픽 가이드 슈(telescopic guide shoe); 및 상기 가이드 로드 내부에서, 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스코픽 실린더의 외주면을 관통하여 체결되어 중심 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스크픽 실린더의 중심 위치를 지지하는 센터럴라이저(centralizer)를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, (a) 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)와, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 상기 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 상기 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능하게 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성된 가이드 디바이스(guide device) 및 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 상기 가이드 디바이스의 측면 방향으로 상기 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device)를 포함하는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용하되, 상기 드릴링 디바이스로부터 상기 가이드 디바이스의 결합을 해체한 후, 드릴 로드와 드릴 해머를 직렬 상태로 배치하여 선행공을 천공하는 단계; 및 (b) 상기 드릴링 디바이스의 측면으로 상기 가이드 디바이스를 체결한 후, 사전 천공된 선행공 내에 상기 가이드 디바이스를 장입시키되, 상기 가이드 디바이스에 구비된 텔레스코픽 가이드 슈가 선행공의 바닥부에 고정됨과 동시에, 선행공에 인접된 굴착면으로 드릴 비트를 안착시켜 후속공을 천공하는 단계;를 포함하는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 제공할 수 있다.

이때, 상기 (b) 단계에서 천공된 후속공은, 상기 (a) 단계에서 사전 청공된 선행공과 측면이 상호 연통되어, 소정의 중첩 영역을 확보하는 형태로 연결 천공됨에 따라, 암반을 깊은 심도까지 양분 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 따르면, 종래에 비해 장심도의 슬롯을 형성하기에 적합한 구조 및 형상으로 이루어져, 슬롯 폭을 확대 실시 가능하며, 수직 및 대구경 천공 시 슬라임(slime) 배토를 원활히 수행할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

또한, 본 발명의 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 따르면, 슬롯 형성 시 공간의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록, 가이드 로드의 선단이 드릴 비트의 위치보다 선행하여 신축 조절될 수 있는 구조로 이루어져, 장심도 슬롯 형성 시의 시공 안정성 및 정밀도를 확보할 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명의 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 따르면, 무진동 방식으로 암반 굴착이 가능하여 작업장 주변의 구조물에 진동 피해 발생을 방지할 수 있는 유리한 효과가 있다.

도 1은 종래의 슬롯 형성 장치 및 방법을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 도면에서 A-A단면을 확대 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치의 개략적인 구성을 구조적으로 도시한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 도면에서 A-A단면을 확대 도시한 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 도면에서 B-B단면을 확대 도시한 단면도,
도 6은 도 3에 도시된 도면에서 C-C단면을 확대 도시한 단면도,
도 7은 도 3에 도시된 도면에서 P영역의 구조를 확대 도시한 구조도,
도 8은 도 3에 도시된 도면에서 Q영역의 구조를 확대 도시한 구조도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법의 작업 현황을 개략적으로 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도,
도 11은 도 9에 도시된 도면에서 D-D단면을 확대 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 비개착 터널의 할암 시공에 적용한 모습을 도시한 도면,
도 13은 도 12에 도시된 도면에서 E-E단면을 확대 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 터널 발파 심빼기 및 자유면의 시공에 적용한 모습을 도시한 도면,
도 15는 도 14에 도시된 도면에서 F-F단면을 확대 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 자유면 및 발파 진동 차단 벽체로에 동시 실시한 모습을 도시한 도면,
도 17은 도 16에 도시된 도면에서 G-G단면을 확대 도시한 도면임.

이하, 본 발명에 따른 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치의 개략적인 구성을 구조적으로 도시한 도면이다.

이러한 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해 특징되는 부분만을 명확히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 크게 제한될 필요는 없다.

도 3을 참조하면, 도시된 장심도 슬롯 형성 장치는, 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)(110)와, 상기 드릴링 디바이스(110)에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진입되어, 선행공 내부에 지지되는 가이드 디바이스(guide device)(130)와, 상기 드릴링 디바이스(110) 및 상기 가이드 디바이스(130)를 상호 연결하는 브라켓 디바이스(bracket device)(150)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저, 드릴링 디바이스(110)는, 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)를 구동하여 암반을 굴착하는 수단이다.

이를 위해, 상기 드릴링 디바이스(110)는, 다음의 세부 구성을 포함하는 구조로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 드릴링 디바이스(110)의 세부 구성을 확인할 수 있는데, 상하 방향으로 그 세부 구성을 살펴보면, 먼저, 드릴 로드(drill rod)(111)와, 상기 드릴 로드(111)의 선단과 소정의 샤프트 어댑터(113a)에 의해 연결되는 샤프트(113)와, 상기 샤프트(113)의 선단에서 다시 해머 어댑터(115a)에 의해 연결되는 드릴 해머(115) 및, 상기 드릴 해머(115)의 최 선단에 장착되어 암반을 굴착하도록 구비된 드릴 비트(117)를 포함한다.

드릴 로드(111)는, 별도로 도시하진 않았으나, 드릴 로드(111)의 후단과 구동축으로 연결되는 로터리 헤드(미도시)로부터 구동력을 전달받도록 형성되며, 로터리 퍼커션(rotary percussion) 방식으로 작동되는 구조로 이루어진다.

이러한 드릴 로드(111)의 선단에는 샤프트 어댑터(113a)에 의해 소정의 길이로 형성된 원주형 샤프트(113)가 연결된다. 여기서, 샤프트(113)는 후술될 브라켓 디바이스(150) 상의 연결 관체 즉, 슬리브(153)를 관통하여 장착되는데, 이로써, 브라켓 디바이스(150)에 드릴링 디바이스(110)를 위치 고정시키는 역할을 담당한다.

이러한 샤프트(113)가 브라켓 디바이스(150)에 의해 체결되는 모습은 도 4를 참조하면 더욱 상세히 확인할 수 있다. 도 4는 도 3에 도시된 도면에서 A-A단면을 확대 도시한 도면으로서, 도시된 단면도를 살펴보면, 브라켓 디바이스(150) 상의 슬리브(153)의 내주를 따라 상기 샤프트(113)가 관통하여 장착된다는 것을 확인할 수 있다.

그리고 샤프트(113)의 선단에는 또 하나의 연결 부재인 해머 어댑터(115a)에 의해 드릴 해머(115)가 연결 형성된다. 드릴 해머(115)는 앞서 설명된 드릴 로드(111)로부터 전달 받은 구동력을 최 선단에 구비된 드릴 비트(117)까지 전달하는 부재로서, 보다 효과적인 암반 굴착을 위해서, 전술된 드릴 로드(111), 샤프트(113)에 비해 더 직경이 큰 원주 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 드릴 해머(115)의 최 선단에 구비된 드릴 비트(117)는 전달 받은 구동력을 이용하여, 암반을 파쇄하여 암반 굴착의 직접적인 역할을 담당한다.

즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치의 주요 구성인 드릴링 디바이스(110)는, 로터리 헤드(미도시)로부터 구동력을 전달받도록 연결 형성되어, 로터리 퍼커션(rotary percussion) 방식으로 작동하는 드릴 로드(111)와, 이러한 드릴 로드(111)의 선단과 연결되며, 상호 간의 연결 부위에서 브라켓 디바이스(150)의 슬리브(153)를 관통하는 샤프트(113)가 개재 형성되며, 드릴 로드(111)로부터 전달 받은 구동력에 의해 암반을 파쇄하여 굴착하기 위하여 선단 상에 드릴 비트(117)를 구비하는 드릴 해머(115)를 구비하는 형태로 이루어진다.

다음으로, 가이드 디바이스(130)에 대해 설명한다.

가이드 디바이스(130)는 앞서 설명한 드릴링 디바이스(110)의 일측으로 이격 배치되는 주요 구성으로서, 드릴링 디바이스(110)에 의해 미리 형성된 선행공 내부로 진입하여, 선행공 내부에서 삽입 지지되는 수단이다.

그리고 진입된 선행공의 바닥면에 안착 고정되기 위하여, 드릴링 디바이스(110)의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 복원력을 지녀, 길이 방향으로 신축 조절되는 텔레스코픽(telescopic) 구조로 이루어진다.

이를 위해, 가이드 디바이스(130)는, 다음의 세부 구성을 포함하는 구조로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 이러한 가이드 디바이스(130)의 세부 구성을 확인할 수 있는데, 이러한 각각의 세부 구성을 설명하면, 전술된 드릴링 디바이스(110)의 일측으로 나란히 이격 배치되도록, 상기 브라켓 디바이스의 일측 하단 상에 체결되는 가이드 로드(guide rod)(131)와, 상기 가이드 로드(131)에 내장되며 스프링(135)에 의해 탄지 되어 가이드 로드(131)의 길이 방향으로 진퇴 조절되는 피스톤 로드(piston rod)(133)와, 상기 피스톤 로드(133)의 선단에 장착되어 가이드 로드(131)의 선단 개구를 통해 신축되는 텔레스코픽 실린더(telescopic cylinder)(137) 및, 상기 텔레스코픽 실린더(137)의 선단에 구비되어 선행공 저면 상에 고정 안착되는 텔레스코픽 가이드 슈(telescopic guide shoe)(139)를 포함한다.

가이드 로드(131)는, 드릴링 디바이스(110)의 일측으로 나란히 이격 배치되도록, 브라켓 디바이스(150)의 일측 하단 상에 체결되는 구조로 이루어지는 부재로서, 암반 굴착 시 위치 고정 역할을 담당한다. 또한, 이러한 가이드 로드(131)는 길이 방향으로 내부중공을 갖는 형상으로 이루어진다.

특히, 이러한 가이드 로드(131)는 브라켓 디바이스(150)에 의해 전술한 드릴링 디바이스(110)와 상호 위치 고정이 이루어지는데, 드릴링 디바이스(110)와 설정된 이격 간격으로 나란히 배치되는 위치 형상을 갖는다. 이를 위해, 브라켓 디바이스(150) 상의 슬리브(153)에 의해 고정된 드릴링 디바이스(110)의 일측 상에서, 브라켓 디바이스(150)의 하측에 결합되는 구조를 갖는다.

이러한 가이드 로드(131)의 내부중공에는, 적절한 탄성력을 제공하는 스프링(135)이 길이 방향으로 내장되며, 이러한 스프링(135)의 내측에는 피스톤 로드(133)가 관입 형성된다.

가이드 로드(131)의 내부중공 상에 내장된 스프링(135)의 상측에는 소정의 내주단턱(134)이 구비되며, 피스톤 로드(133)의 후단에는 원판 모양의 스토퍼(132)가 구비되는데, 상기 스프링(135)의 탄성 신축에 따라 피스톤 로드(133)가 전진 또는 후퇴할 경우 이탈을 방지하는 기능을 제공한다.

이러한 가이드 로드(131) 내부의 내주단턱(134) 및 스토퍼(132)의 형상 구조는 도 5를 참조하면 더욱 상세히 확인할 수 있다. 도 5는 도 3에 도시된 도면에서 B-B단면을 확대 도시한 도면이다. 도시된 단면도를 살펴보면, 가이드 로드(131)의 내부중공의 가장자리를 따라 내주단턱(134)이 형성되어 있으며, 그 하측으로 스프링(135)이 탄설 되어 있는 모습을 확인할 수 있다.

또한, 이러한 가이드 로드(131)의 일측 방향에서는, 상기 가이드 로드(131)에 호형으로 소정의 접촉면을 따라 안내되는 드릴 해머(115)의 단면 형상을 확인할 수 있다.

다시 도 3을 참조하여 가이드 디바이스(130)의 다른 구성을 설명하기로 한다.

전술된 피스톤 로드(133)의 선단에는 텔레스코픽 실린더(telescopic cylinder)(137)가 구비된다.

텔레스코픽 실린더(137)는, 상기 피스톤 로드의 진퇴 조절에 연동하여, 가이드 로드(131)의 선단 개구를 통해 출입될 수 있는 부재로서, 전술된 피스톤 로드(133), 스프링(135), 내주단턱(134) 및 스토퍼(132)의 작동 메커니즘에 따라 길이방향으로 신축 조절된다.

그리고 이러한 텔레스코픽 실린더(137)의 선단에는 텔레스코픽 가이드 슈(telescopic guide shoe)(139)가 장착되어 있는데, 상기 텔레스코픽 실린더(137)의 신축 조절에 따라, 상기 텔레스코픽 가이드 슈(139)는 설정된 범위로서, 장심도의 선행공 바닥까지 견고하게 지지될 수 있는 기능을 발휘한다.

즉, 심도의 변화에 능동적으로 대처하여, 미리 천공된 선행공을 통해 상기 가이드 디바이스(130)가 장입될 때, 상기 텔레스코픽 실린더(137)는 더 깊은 선행공의 바닥까지 길이방향으로 신장될 수 있으며, 상기 텔레스코픽 실린더(137)의 선단 상에 구비된 텔레스코픽 가이드 슈(139)는, 더 깊은 선행공의 바닥면에 단단하게 지지될 수 있다.

이러한 텔레스코픽 가이드 슈(139)의 기능적 구조는 도 6을 참조하면 더욱 상세히 확인할 수 있다. 도 6은 도 3에 도시된 도면에서 C-C단면을 확대 도시한 도면이다. 도시된 단면도를 살펴보면, 선행공(H′)을 통해 가이드 디바이스가 장입되고, 이러한 선행공(H′)의 일측으로 드릴 비트(117)가 암반을 굴착하는 구조를 확인할 수 있는데, 선행공(H′)의 바닥면 상에 텔레스코픽 가이드 슈(139)가 안착되는 것을 알 수 있다.

다음으로 브라켓 디바이스(bracket device)에 대해 설명하기로 한다.

브라켓 디바이스(150)는, 전술된 드릴링 디바이스(110)와 가이드 디바이스(130) 사이의 이격 간격을 유지함은 물론, 가이드 디바이스(130)의 측면 방향으로 드릴링 디바이스(110)를 진입시켜 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 드릴링 디바이스(110)와 가이드 디바이스(130)를 상호 연결하여 지지하는 역할을 담당하는 부재이다.

이를 위해, 본 발명에서의 브라켓 디바이스(150)는, 일측은 가이드 디바이스(130)의 상부면과 체결 가능한 고정편 형태로 이루어지며, 타측은 드릴링 디바이스(110)의 샤프트(113) 외주연을 감싸 고정하도록 슬리브(sleeve)(153)를 구비하는 형태로 이루어진다.

이와 같은 드릴링 디바이스(110), 가이드 디바이스(130) 및 브라켓 디바이스(150) 간의 체결 및 작동 구조는 도 7 및 도 8을 통해 더욱 구체적으로 확인 가능하다.

도 7은 도 3에 도시된 도면에서 P영역의 구조를 확대 도시한 구조도이며, 도 8은 도 3에 도시된 도면에서 Q영역의 구조를 확대 도시한 구조도이다.

먼저, 도 7을 참조하여, 브라켓 디바이스(150)를 통한 드릴링 디바이스 및 가이드 디바이스의 연결 구조를 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 브라켓 디바이스(150)의 일측 하부면을 통해서는 가이드 로드(131)가 커넥터(157)에 의해 연결되며, 드릴링 디바이스에 속하는 샤프트(113)는 브라켓 디바이스(150)의 타측에 형성된 슬리브(153)의 내측 중공으로 관통 장착됨을 알 수 있다.

이때, 샤프트(113)의 체결은 상측에 형성된 드릴 로드 하단의 샤프트 어댑터(113a)에 의해 가능해 질 수 있는데, 나사식 체결 방식으로 상호 결합된다.

아울러, 브라켓 디바이스(150)의 일측 하부를 통해 가이드 로드(131)가 결합되는 방식은, 체결 볼트 수단(158)에 의해 가능해진다.

그리고 브라켓 디바이스(150) 상에서, 중공 원통 구조인 슬리브(153)는 용접을 비롯한 다양한 결합 방식으로 제작될 수 있다.

이러한 브라켓 디바이스(150)의 구조적인 특징에 따라, 드릴링 디바이스와 가이드 디바이스는 상호 간에 소정의 이격 거리를 두고 나란히 배치될 수 있으며, 나아가, 드릴 로드의 회전 시에도 가이드 로드에 간섭이 일어나지 않게 해주며, 드릴 로드의 상하 이동 시에도 동일한 이송 변위를 가짐으로써, 장심도까지 슬롯을 형성할 수 있도록 유도하는 기능을 제공할 수 있다.

그 다음으로 도 8을 참조하여, 가이드 로드(131)를 통해, 텔레스코픽 실린더(137) 및 텔레스코픽 가이드 슈(139)의 작동 과정을 설명하기로 한다. 특히 텔레스코픽 가이드 슈(139)의 경우, 드릴링 디바이스에 의한 후속공 암반 굴착 시, 선행공에 삽입되어 지지하는 역할을 담당하므로, 길이 방향으로 신축 조절되는 구조적 특징을 갖는다.

이를 위해, 스토퍼(132)를 후단에 구비한 피스톤 로드(133) 및 텔레스코픽 실린더(137)는 구속 내장된 스프링(135)의 탄성 복원력에 지지되어, 상하로 이동될 수 있는데, 이동 중의 중심 변위가 뒤틀어지는 현상을 방지하도록, 서로 이격된 한 쌍의 센터럴라이저(136a, 136b)를 더 구비하는 것을 확인할 수 있다.

즉, 텔레스코픽 가이드 슈(139)가 선행공의 바닥면에 안착되지 않을 때는 구속 내장된 스프링(135)의 반발에 의해 항상 신장된 상태로 유지된다. 이로써, 드릴링 디바이스와 일정 간격을 유지하게 된다.

이와 달리, 텔레스코픽 가이드 슈(139)가 선행공의 바닥면에 안착되는 경우에는 드릴 로드의 추진 압력에 의해 압축됨에 따라 가이드 로드(131)의 선단 개구와 접촉하게 되는데, 이후 드릴 로드의 인발 시에 즉시 신장되는 형태를 갖는다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법의 작업 현황을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 장심도 슬롯 형성 장치의 바람직한 일 실시예를 이용하여, 암반을 일 방향으로 차례대로 천공해 나가는 모습을 확인할 수 있다.

즉, 도시된 a공, b공, c공, d공, e공은 순차적으로 굴착된 암반 상의 공(hole)을 표현한 것으로서, 최초, a공을 드릴 비트(117)로 굴착한 후, 드릴링 디바이스에 가이드 디바이스를 결합한다. 이후부터는 a공을 선행공으로 삼아, a공 내에 텔레스코픽 가이드 슈(139)를 장입시켜 바닥면 상에 안착 지지시킨 후, 드릴 로드(111), 드릴 해머(115) 및 드릴 비트(117)를 동작시켜 후속공인 b공을 굴착한다. 이와 같은 방식으로, a공, b공, c공, d공, e공을 순차적으로 굴착하여 암반의 할암(割巖)을 수행한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 설명하기 위해 간략히 도시한 순서도이며, 도 11은 앞서 도 9에 도시된 도면에서, D-D단면을 확대 도시한 도면으로서, 선행공의 천공 과정부터 후속공의 천공 과정까지 단계별로 나누어 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 이러한 도 10 및 도 11을 병행 참조하여, 본 발명에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 전 단계는 도 10에 도시된 바와 같이, 선행공을 천공하는 단계(S100)와, 후속공을 천공하는 단계(S200) 및 이러한 과정을 반복적으로 수행하는 단계(S300)로서 간략히 설명될 수 있다.

다만, 각각의 단계(S100, S200, S300)에 해당하는 기술적 특징에 있어서 본 발명만의 차별성이 있는데, 각 단계별로 나누어 상세하게 설명하기로 한다.

선행공 천공 단계(S100)

본 단계는, 앞서, 도 3 내지 도 8을 통해 상세하게 설명한 바 있는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용함에 특징이 있다.

이러한 장심도 슬롯 형성 장치는, 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)와, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 상기 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 상기 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능하게 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성된 가이드 디바이스(guide device) 및 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 상기 가이드 디바이스의 측면 방향으로 상기 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 단계에서의 선행공 천공 공정을 실시하기 위해서는, 먼저, 드릴링 디바이스로부터 가이드 디바이스를 해체하여야 하는데, 이는 전술한 브라켓 디바이스를 체결 해제하는 방식에 따라 가능해질 수 있다.

도 11의 (a)를 참조하면, 선행공 굴착면에 드릴 비트(117)를 배치시켜 작동함에 따라, 최초 선행공(a)이 형성되는 모습을 확인할 수 있다.

후속공 천공(S200)

본 단계는, 이전 단계(S100)에서 해체된 가이드 디바이스를 다시 드릴링 디바이스의 측면으로 체결시키고, 이전 단계(S100)에서 천공된 선행공 내에 가이드 디바이스를 먼저 장입시킨다.

가이드 디바이스에 구비된 텔레스코픽 가이드 슈는 선행공의 바닥부에 안착 고정되고, 선행공에 부분 중첩된 인근의 후속공 굴착면으로 드릴 비트를 진입 작동시켜, 안정적으로 후속공을 천공한다.

도 11의 (b)를 참조하면, 사전 천공된 선행공(a) 내에 가이드 로드(131)가 삽입 지지됨과 동시에, 그 다음 굴착면으로 드릴 비트(117)가 진입되어 후속공(b)이 형성되는 모습을 확인할 수 있다.

반복 시공(S300)

전술된 선행공 후속공 천공(S200) 단계는 계속적으로 반복 실시됨에 따라, 목표하는 암반 내의 무진동 굴착이 가능해질 수 있다.

도 11의 (c)를 참조하면, 이전 후속공 천공(S200) 단계에서 굴착된 후속공(b)이 다시 선행공으로 작용하여, 이에 가이드 로드(131)가 삽입 지지됨과 동시에, 그 다음 굴착면으로 드릴 비트(117)가 진입되어 그 다음 후속공(c)이 차례대로 형성되는 모습을 확인할 수 있다.

이때, 선행공과 후속공의 측면에는 상호 중첩된 소정의 연통 영역이 형성되는데, 이러한 소정의 중첩 영역을 확보하는 형태로 연결 천공됨에 따라, 암반을 깊은 심도까지 양분할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 따르면, 다양한 실시 적용 사례를 예상할 수 있는데, 이러한 실시 적용 사례에 해당되는 도 12 내지 도 17을 참조하여 간략히 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 비개착 터널의 할암 시공에 적용한 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 도 12에 도시된 도면에서 E-E단면을 확대 도시한 도면이다.

도 12 및 도 13에 도시된 실시 적용 사례는, 자유면 시공 중 비개착 터널 할암에 해당되는 것이다. 터널 중심선에서 수평방향으로 슬롯 드릴을 선행하고, 암반 할암을 통해, 상하 또는 좌우로 분할 굴착함(H, H′)에 따라, 선행 굴착 부위를 갤러리(gallery)로 활용할 수 있는 형태이다. 이로써 굴착 효율이 극대화 될 수 있다.

그리고 도 13을 통해 분할 굴착된 할암의 구조 형상을 확인할 수 있는데, 도 13의 (a)는 상측(H), 하측(H′)으로 분할 굴착된 모습이며, 도 13의 (b)는 좌측(H), 우측(H′)으로 분할 굴착된 모습을 보여준다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 터널 발파 심빼기 및 자유면의 시공에 적용한 모습을 도시한 도면이고, 도 15는 도 14에 도시된 도면에서 F-F단면을 확대 도시한 도면이다.

도 14 및 도 15에 도시된 실시 적용 사례는, 자유면 시공 중 터널 발파 심빼기 및 자유면 공(hole)의 동시 이용에 관한 것이다. 터널 막장 중심부에서 수직 또는 수평 방향으로 슬롯을 수m 깊이까지 형성시킨 후, 발파지 심빼기공(또는 자유면 공)으로 이용 가능한 형태이다.

그리고 도 15를 참조하면, 이러한 심빼기공의 형성 모습을 확인할 수 있는데, 도 15의 (a)는 수직 방향으로 슬롯을 형성한 모습이며, 도 15의 (b)는 수평 방향으로 슬롯을 형성한 모습임을 알 수 있다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법을 자유면 및 발파 진동 차단 벽체로에 동시 실시한 모습을 도시한 도면이고, 도 17은 도 16에 도시된 도면에서 G-G단면을 확대 도시한 도면이다.

도 16 및 도 17에 도시된 실시 적용 사례는, 발파 자유면 및 진동 차단 벽체로의 동시 이용에 관한 것이다. 인근에 진동 피해 예상 구조물(예: 민간 가옥, 진동에 민감한 연구 시설 등)이 존재하는 경우, 이에 근접하여 발파 시공을 해야할 경우, 많은 피해가 예상될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 진동 피해 예상 구조물이 인근에 존재할 경우에도, 장심도 슬롯(210)을 선행 형성한 후, 발파 작업을 진행할 수 있어, 자유면 및 진동 차단 벽체로서 동시 활용 가능해진다. 특히, 발파공(220) 간격을 증가시켜 시공의 비용적인 측면을 절감할 수 있음은 물론, 민원 및 주민 피해의 근본적인 해결 방안으로 활용될 수 있다.

도 17을 참조하면, 자유면 및 진동 차단 벽체로서 활용 가능한 장심도 슬롯(210)의 형상과, 이로부터 이격되어 형성되는 다수의 발파공(220)의 모습을 확인할 수 있다.

정리하면, 본 발명의 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 따르면, 종래에 비해 장심도의 슬롯을 형성하기에 적합한 구조 및 형상으로 이루어져, 슬롯 폭을 확대 실시 가능하며, 수직 및 대구경 천공 시 슬라임(slime) 배토를 원활히 수행할 수 있다.

그리고 슬롯 형성 시 공간의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록, 가이드 로드의 선단이 드릴 비트의 위치보다 선행하여 신축 조절될 수 있는 구조로 이루어져, 장심도 슬롯 형성 시의 시공 안정성 및 정밀도를 확보할 수 있는 장점이 있다 .

아울러 이러한 본 발명에 따르면, 무진동 방식으로 암반 굴착이 가능하여 작업장 주변의 구조물에 진동 피해 발생을 방지할 수 있어 작업장 인근의 주민에게 소음 공해를 유발하지 않을 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 장심도 슬롯 형성 장치 및 이를 이용한 무진동 암반 굴착 방법에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 드릴링 디바이스
111: 드릴 로드
115: 드릴 해머
117: 드릴 비트
130: 가이드 디바이스
131: 가이드 로드
133: 피스톤 로드
135: 스프링
137: 텔레스코픽 실린더
139: 텔레스코픽 가이드 슈
150: 브라켓 디바이스
153: 슬리브

Claims (5)

1. 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)와, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 상기 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 상기 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능하게 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성된 가이드 디바이스(guide device) 및, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 상기 가이드 디바이스의 측면 방향으로 상기 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device)를 포함하되, 상기 브라켓 디바이스는, 일측이 상기 가이드 디바이스의 상부면과 체결 가능한 형태로 이루어지며, 타측이 상기 드릴링 디바이스의 샤프트 외주연을 감싸 고정하도록 슬리브(sleeve)를 구비하는 형태로 이루어지며,
   상기 가이드 디바이스는, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 나란히 이격 배치되도록 상기 브라켓 디바이스의 일측 하단 상에 체결되는 구조로 이루어지며, 길이 방향으로 내부중공이 형성되는 가이드 로드(guide rod)와, 상기 가이드 로드의 내부중공 상에 내장된 스프링에 의해 탄성 지지되어, 상기 가이드 로드의 길이 방향으로 진퇴 조절 가능한 구조로 형성된 피스톤 로드(piston rod)와, 상기 피스톤 로드의 선단에 장착되며, 상기 가이드 로드의 선단 개구를 통해 신축 조절 가능한 구조로 형성된 텔레스코픽 실린더(telescopic cylinder)와, 상기 텔레스코픽 실린더의 선단에 구비되어 상기 텔레스코픽 실린더의 신축 조절에 따라 사전 형성된 선행공 저면 상에 고정 안착 가능한 형상을 갖는 텔레스코픽 가이드 슈(telescopic guide shoe) 및, 상기 가이드 로드 내부에서, 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스코픽 실린더의 외주면을 관통하여 체결되어 중심 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스코픽 실린더의 중심 위치를 지지하는 센터럴라이저(centralizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장심도 슬롯 형성 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 드릴링 디바이스는,
   상기 로터리 헤드로부터 구동력을 전달받도록 연결 형성되어, 로터리 퍼커션(rotary percussion) 방식으로 작동하는 드릴 로드(drill rod); 및
   상기 드릴 로드의 선단과 연결되되, 상호 간의 연결 부위에서 상기 브라켓 디바이스의 슬리브를 관통하는 샤프트가 개재 형성되며, 상기 드릴 로드로부터 전달 받은 구동력에 의해 암반을 파쇄하여 굴착하기 위하여 선단 상에 드릴 비트(drill bit)를 구비하는 드릴 해머(drill hammer);를 포함하는 것을 특징으로 하는 장심도 슬롯 형성 장치.
   
3. 삭제
4. (a) 회전 작동하는 로터리 헤드(rotary head)로부터 구동력을 제공받아, 선단에 구비된 드릴 비트(drill bit)에 의해 암반을 굴착하도록 형성된 드릴링 디바이스(drilling device)와, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 이격 배치되며, 상기 드릴링 디바이스에 의해 사전 형성된 선행공 내부로 진퇴 조절되어 선행공 내부에서 삽입지지 되도록, 상기 드릴링 디바이스의 진입 방향과 나란한 방향으로 탄성 신축 가능하게 텔레스코픽(telescopic) 구조로 형성된 가이드 디바이스(guide device) 및, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스 사이의 이격 간격을 유지함과 동시에, 상기 가이드 디바이스의 측면 방향으로 상기 드릴링 디바이스를 진입시켜 사전 형성된 선행공과 연통 형성되는 후속공을 굴착하도록, 상기 드릴링 디바이스 및 상기 가이드 디바이스를 상호 연결 지지하도록 구비된 브라켓 디바이스(bracket device)를 포함하되, 상기 브라켓 디바이스는, 일측이 상기 가이드 디바이스의 상부면과 체결 가능한 형태로 이루어지며, 타측이 상기 드릴링 디바이스의 샤프트 외주연을 감싸 고정하도록 슬리브(sleeve)를 구비하는 형태로 이루어지며, 상기 가이드 디바이스는, 상기 드릴링 디바이스의 일측으로 나란히 이격 배치되도록 상기 브라켓 디바이스의 일측 하단 상에 체결되는 구조로 이루어지며, 길이 방향으로 내부중공이 형성되는 가이드 로드(guide rod)와, 상기 가이드 로드의 내부중공 상에 내장된 스프링에 의해 탄성 지지되어, 상기 가이드 로드의 길이 방향으로 진퇴 조절 가능한 구조로 형성된 피스톤 로드(piston rod)와, 상기 피스톤 로드의 선단에 장착되며, 상기 가이드 로드의 선단 개구를 통해 신축 조절 가능한 구조로 형성된 텔레스코픽 실린더(telescopic cylinder)와, 상기 텔레스코픽 실린더의 선단에 구비되어 상기 텔레스코픽 실린더의 신축 조절에 따라 사전 형성된 선행공 저면 상에 고정 안착 가능한 형상을 갖는 텔레스코픽 가이드 슈(telescopic guide shoe) 및, 상기 가이드 로드 내부에서, 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스코픽 실린더의 외주면을 관통하여 체결되어 중심 상기 피스톤 로드 및 상기 텔레스코픽 실린더의 중심 위치를 지지하는 센터럴라이저(centralizer)를 포함하는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용하되, 상기 드릴링 디바이스로부터 상기 가이드 디바이스의 결합을 해체한 후, 드릴 로드와 드릴 해머를 직렬 상태로 배치하여 선행공을 천공하는 단계 및, (b) 상기 드릴링 디바이스의 측면으로 상기 가이드 디바이스를 체결한 후, 사전 천공된 선행공 내에 상기 가이드 디바이스를 장입시키되, 상기 가이드 디바이스에 구비된 텔레스코픽 가이드 슈가 선행공의 바닥부에 고정됨과 동시에, 선행공에 인접된 굴착면으로 드릴 비트를 안착시켜 후속공을 천공하는 단계를 포함하는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서 천공된 후속공은, 상기 (a) 단계에서 사전 천공된 선행공과 측면이 상호 연통되어, 소정의 중첩 영역을 확보하는 형태로 연결 천공하는 것을 특징으로 하는 장심도 슬롯 형성 장치를 이용한 무진동 암반 굴착 방법.

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