KR101392028B1 - 비개착식 터널굴착용 선단헤드 - Google Patents

비개착식 터널굴착용 선단헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널구조물을 설치하기 위한 비개착식 터널 굴착용 선단헤드에 있어서, 전방으로 이동하여 지중에 압입되며 후방에는 상기 터널구조물을 형성하기 위한 다수의 고정파이프가 내측에 안착되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상하이동하면서 상기 다수의 고정파이프에 다수의 연결파이프를 결합하기 위해 상기 다수의 연결파이프가 지지되는 파이프 지지부; 상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 다수의 연결파이프를 상기 메인 프레임의 상단에 안착된 고정파이프에 결합하는 제1파이프 결합부; 및 상기 파이프 지지부의 상부 양단에 설치되어 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 연결 파이프를 상기 메인 프레임의 양측 상하에 걸쳐 안착된 고정파이프에 결합하는 제2파이프 결합부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 관한 것이다.
본 발명은 선단헤드를 구성하는 메인 프레임을 지중에 압입한 후 메인 프레임이 고정된 상태에서 터널 구조물을 설치하기 위한 다수의 각 파이프가 연결되도록 하여 터널 구조물 설치를 위한 파이프 연결시의 작업효율과 설치과정에서의 안정성을 향상시키는 효과가 있고, 또한 다수개의 각 파이프 하부에 토사유입방지판을 설치함으로써 상부와 측부에서 지중으로 유입되는 토사의 유입을 방지하여 지중에서의 작업시 작업안정성을 향상시키는 효과가 있다,

Description

비개착식 터널굴착용 선단헤드 {The Front Header for None Open Cut Type Tunnel Pressing}
본 발명은 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선단헤드를 구성하는 메인 프레임을 지중에 압입한 후 메인 프레임이 고정된 상태에서 터널 구조물을 설치하기 위한 다수의 각 파이프가 연결되도록 하여 터널 구조물 설치를 위한 파이프 연결시의 작업효율과 설치과정에서의 안정성을 향상시키며또한 다수개의 각 파이프 하부에 토사유입방지판을 설치함으로써 상부와 측부에서 지중으로 유입되는 토사의 유입을 방지하여 지중에서의 작업시 작업안정성을 향상시키는 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 관한 것이다.
일반적으로 지하도, 터널 등의 터널 구조물을 시공하는 방법으로 오픈 트렌치 공법이 사용되어 오고 있다.
이러한 오픈 트랜치 공법은 터널을 시공하고자 하는 곳의 땅을 완전히 개착하여 터널 구조물을 시공한 후 개착되어진 토사를 시공된 터널 구조물의 위로 덮어 시공을 완성하는 방법이다.
하지만 이러한 오프 트랜치 공법은 터널 시공시에 지반을 개착한 상태에서 터널 시공이 진행되어 지상의 도로나 건물 등에 의해 시공장소의 제약이 가해지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 제10-0562121호에 터널 구조물을 연속적으로 밀어넣으면서 터널을 시공하는 발명을 제안하였으나 상기의 제안된 발명 역시 터널 구조물과는 별도로 루프 파이프만을 압입하여 시공함에 따라 공사시간이 증가하는 등의 문제점이 있었고, 공사시간이 증가하는 등의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 등록특허 10-1021867호에 개시된 바와 같이 비개착식으로 지중에 터널 구조물을 시공하기 위해 터널 구조물의 전방에 구비되어 터널 구조물의 지중 압입을 안내하는 비개착식 터널 구조물 시공용 선단헤드에 있어서,
상기 터널구조물의 외측으로 루프 구조물을 형성하기 위한 다수의 관통홀이 형성되는 메인 프레임; 상기 메인프레임의 후단에 고정설치되고, 상기 터널구조물로 토사의 유입을 방지하기 위해 상기 터널 구조물이 소정길이 삽입되는 토사유입방지판; 일측은 상기 메인 프레임의 소정위치에 고정결합되고, 타측은 상기 터널 구조물의 전면에 접하게 위치하며, 상기 메인 프레임을 상기 터널 구조물에 대해 전진 압입 시키는 다수의 전진압입잭; 상기 토사유입방지판과 상기 터널 구조물의 외측에 길이방향으로 구비되며, 전방 일측은 상기 메인 프레임의 관통홀에 소정길이로 끼워져 결합되며, 상기 관통홀에 끼워진 소정위치에 관통홀에서 빠지는 것을 방지하기 위한 걸림턱이 형성되는 다수의 파이프로 구성되는 루프구조물; 및 상기 메인 프레임의 전방의 외측면을 따라 구비되는 압입날;로 구성되는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널 구조물 시공용 선단헤드를 제안하였다.
하지만 상기의 제안된 기술은 터널 구조물을 설치하기 위한 다수개의 파이프로 이루어진 루프구조물이 지중에 압입될때 상기 선단헤드와 함께 압입시공됨으로써 압입시 루프구조물을 구성하는 각 파이프간에 마찰력이 발생하여 루프구조물을 지중에 압입하는 경우 작업효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었고, 작업효율이 떨어짐에 따라 터널 구조물 설치공정시 소요되는 비용도 크게 증가하는 문제점도 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선단헤드를 구성하는 메인 프레임을 지중에 압입한 후 메인 프레임이 고정된 상태에서 터널 구조물을 설치하기 위한 다수의 각 파이프가 연결되도록 하여 터널 구조물 설치를 위한 파이프 연결시의 작업효율과 설치과정에서의 안정성을 향상시키는 데 그 목적이 있고, 또한 다수개의 각 파이프 하부에 토사유입방지판을 설치함으로써 상부와 측부에서 지중으로 유입되는 토사의 유입을 방지하여 지중에서의 작업시 작업안정성을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은 터널구조물을 설치하기 위한 비개착식 터널 굴착용 선단헤드에 있어서, 전방으로 이동하여 지중에 압입되며 후방에는 상기 터널구조물을 형성하기 위한 다수의 고정파이프가 내측에 안착되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상하이동하면서 상기 다수의 고정파이프에 다수의 연결파이프를 결합하기 위해 상기 다수의 연결파이프가 지지되는 파이프 지지부; 상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 다수의 연결파이프를 상기 메인 프레임의 상단에 안착된 고정파이프에 결합하는 제1파이프 결합부; 및 상기 파이프 지지부의 상부 양단에 설치되어 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 연결 파이프를 상기 메인 프레임의 양측 상하에 걸쳐 안착된 고정파이프에 결합하는 제2파이프 결합부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드를 제공함으로써 달성된다.
본 발명의 경우 선단헤드를 구성하는 메인 프레임을 지중에 압입한 후 메인 프레임이 고정된 상태에서 터널 구조물을 설치하기 위한 다수의 각 파이프가 연결되도록 하여 터널 구조물 설치를 위한 파이프 연결시의 작업효율과 설치과정에서의 안정성을 향상시키는 효과가 있고 또한 다수개의 각 파이프 하부에 토사유입방지판을 설치함으로써 상부와 측부에서 지중으로 유입되는 토사의 유입을 방지하여 지중에서의 작업시 작업안정성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 상기 비개착식 터널굴착용 선단헤드는 상기 메인 프레임의 하단에 설치되어 상기 메인 프레임을 일정방향으로 가이드하는 메인프레임안내부가 더 포함 되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 파이프 지지부는, 몸체부와 유압에 따라 상하이동하는 로드로 구성된 하나 이상의 유압잭으로 이루어지며, 상기 로드의 상부에는 제1파이프지지부재가 위치하고, 상기 제1파이프지지부재의 상단에는 제2파이프지지부재가 좌우 이동가능하게 슬라이딩 결합하며, 상기 제2파이프지지부재의 상단에는 상기 연결파이프를 안착하기 위한 다수의 파이프 홀더가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1파이프 결합부는, 몸체부와 유압에 따라 전후 이동하는 로드로 구성된 유압잭이 다수개가 일렬로 배치되고, 상기 각 로드의 일측에는 제1밀착판이 형성되어 상기 로드의 이동에 따라 상기 제1밀착판이 상기 파이프 홀더에 안착된 상기 연결파이프를 상기 메인 프레임의 상단에 안착된 고정파이프에 결합시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제2파이프 결합부는, 몸체부와 유압에 따라 전후 이동하는 로드로 구성된 유압잭으로 이루어지며, 상기 제2파이프지지부재의 양측에 관통되도록 위치하고, 상기 로드의 일측에는 제2밀착판이 형성되어 상기 제2밀착판을 통해 상기 파이프 홀더에 안착된 상기 연결파이프를 상기 메인 프레임의 양측 상하에 걸쳐 안착된 고정파이프에 결합시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고정파이프와 상기 연결파이프는 파이프결합부재를 통해 결합된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 고정파이프의 하부에는 상기 각 고정파이프와 고정파이프 사이에 위치하는 토사유입방지판과, 상기 토사유입방지판을 고정하기 위한 토사유입방지판고정부재가 더 포함되고, 상기 토사유입방지판고정부재는 상기 각 고정파이프와 고정파이프사이에 상기 토사유입방지판을 밀착고정시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 토사유입방지판고정부재는 Y자 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 토사유입방지판고정부재는, Y자형 하부에 나사산이 형성되고 상기 하부가 상기 토사유입방지판을 관통한 후 관통된 상기 하부에 너트를 체결하여 상기 토사유입방지판이 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 토사유입방지판고정부재는, Y자형 하부에 결합홀이 형성되고 상기 하부가 상기 토사유입방지판을 관통한 후 관통된 상기 하부의 상기 결합홀에 핀을 억지끼움하여 상기 토사유입방지판이 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 메인프레임안내부는, 전방이 개방가능하도록 형성된 박스형태의 홀더와, 상기 홀더의 내부에 장착되어 내부에서 전방으로 압입되는 압입몸체 및 상기 압입몸체의 내부에 장착되어 상기 압입몸체를 전방으로 압입하는 유압잭으로 구성되고, 상기 압입몸체의 전방에는 상기 압입몸체와 힌지결합하여 상기 압입몸체의 압입각을 조절하는 압입헤드가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 압입헤드는, 삼각형상의 선단부와 상기 선단부의 각도를 조절하도록 연결되는 유압잭으로 구성되고, 상기 유압잭은 몸체부와 유압에 따라 전후이동하는 로드로 구성되어, 상기 로드는 상기 선단부에 힌지결합하고 상기 몸체부는 상기 압입몸체에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명인 비개착식 터널굴착용 선단헤드는, 선단헤드 만이 지중으로 압입되고, 파이프는 계속적으로 연결되면서 고정되어 있으므로 선단헤드의 압입에 과도한 동력을 필요치 않아 공사비용을 절감할 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 다수개의 각 파이프 하부에 토사유입방지판을 설치함으로써 상부와 측부에서 지중으로 유입되는 토사나 지하수의 유입을 방지하여 지중에서의 작업시 작업안정성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 A-A선을 따르는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부에 연결파이프가 안착된 상태에서 제1파이프 결합부가 연결파이프를 고정파이프에 결합시키는 상태를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 연결파이프가 제1파이프 결합부를 통해 고정파이프에 결합되는 상태를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 연결파이프가 제2파이프 결합부를 통해 결합되는 상태를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 토사유입방지판에 토사유입방지판부재가 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도.
도 9은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 다른실시예에 따라 사용된 토사유입방지판고정부재와 핀을 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 각 파이프하부에 토사유입방지판이 밀착고정된 상태를 나타내는 사시도.
도 11는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 각 파이프 하부에 토사유입방지판이 밀착고정된 상태에서의 단면도.
도 12은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 형성된 메인프레임안내부를 나타내는 단면도.
도 13는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 형성된 메인프레임 내부의 압입몸체가 전방으로 압입된 상태에서의 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따르는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부를 나타내는 측면도이다.
또한 도 4는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 파이프 지지부에 연결파이프가 안착된 상태에서 제1파이프 결합부가 연결파이프를 고정파이프에 결합시키는 상태를 나타낸 측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 연결파이프가 제1파이프 결합부를 통해 고정파이프에 결합되는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 연결파이프가 제2파이프 결합부를 통해 결합되는 상태를 나타내는 사시도이다.
또한 도 8은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 사용된 토사유입방지판에 토사유입방지판부재가 결합되는 상태를 나타낸 분해 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 다른 실시예에 따라 사용된 토사유입방지판고정부재와 핀을 나타낸 사시도이다.
또한 도 10은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 각 파이프하부에 토사유입방지판이 밀착고정된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드의 각 파이프 하부에 토사유입방지판이 밀착고정된 상태에서의 단면도이며, 도 12는 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 형성된 메인프레임안내부를 나타내는 단면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드에 형성된 메인프레임 내부의 압입몸체가 전방으로 압입된 상태에서의 단면도이다.
도 1 내지 도 13을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드는 선단헤드의 전방에 위치한 메인프레임(100)과, 상기 메인프레임(100)을 전방의 지중으로 압입하는 유압잭(800) 및 상기 메인 프레임(100)에 끼워져 고정되는 다수개의 고정파이프(200)로 구성된다.
상기 메인프레임(100)은 지중에 설치하고자 하는 터널 구조물의 설치를 위해 지중에 다수개의 파이프로 구성된 구조물을 만들기 위한 구성으로, 도 1에 나타난 바와 같이 선단헤드의 전방에 위치하며 후방에는 다수개의 파이프를 연결하기 위한 고정파이프(200)가 상기 메인프레임(100)에 형성된 고정파이프지지판(110)에 연결되어 있다.
상기 유압잭(800)은 상기 메인프레임(100)을 전방으로 압입시키기 위한 구성으로 상부와 하부에 각각 2개씩 설치된다.
상기 메인프레임(100)의 내부에는 상기 고정파이프(200)에 계속적으로 연결파이프(300)를 결합시키기 위한 파이프 지지부(400)가 형성되며, 이때 상기 연결파이프(300)와 상기 고정파이프(200)는 파이프 결합부재(900)를 사이에 두고 연결되게 된다.
상기 파이프 지지부(400)의 구성을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 파이프 지지부(400)는 하부에는 몸체부(443)와 유압에 의하여 상하이동하는 로드(441)로 구성된 유압잭(440)이 형성되며, 상기 유압잭(440)은 상기 메인프레임(100)의 내부 양측에 각각 설치된다. 또한 상기 각 로드(441)의 상단에는 제1파이프지지부재(430)가 형성되며 이때 본 발명에 따른 상기 제1파이프지지부재(430)는 일반적으로 사용하는 H빔을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제1파이프지지부재(430)의 상단에는 상기 제1파이프지지부재(430)의 상단에서 좌우로 이동가능하도록 슬라이딩결합하는 제2파이프지지부재(420)가 형성되며, 상기 제2파이프지지부재(420)의 상단에는 상기 메인 프레임(100)의 후방에 연결된 고정파이프(200)에 결합시키기 위한 연결파이프(300)가 안착되도록 파이프 홀더(410)가 형성되며, 상기 파이프 홀더(410)는 상기 제2파이프지지부재(420)의 상단을 따라 다수개가 일렬로 형성된다.
이때 상기 파이프 지지부(400)에 형성된 상기 파이프 홀더(410)의 전방에는 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300)를 상기 메인 프레임(100)의 후방에 결합된 다수개의 고정파이프(200)에 연결시키기 위한 제1파이프 결합부(600)가 다수개 형성된다.
상기 제1파이프 결합부(600)는 도 5와 도 6에 나타난 바와 같이 몸체부(613)와 유압에 의해 전방과 후방으로 이동하는 로드(611)로 이루어진 유압잭(610)으로 구성되며, 상기 로드(611)의 일측에는 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300)를 고정파이프(200)방향으로 이동시켜 결합시키기 위해 제1밀착판(620)이 상기 로드(611)와 일체로 형성된다.
따라서 상기 제1밀착판(620)이 형성된 상기 로드(611)가 유압에 따라 전방과 후방으로 이동하면 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300)가 상기 제1밀착판(620)에 의해 상기 고정파이프(200)방향으로 이동하여 상기 고정파이프(200)에 결합하게 된다.
이때 상기 제1밀착판(620)은 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 로드(611)의 진행방향에 수직한 방향으로 상기 로드(611)에 일체로 형성되어 있어 상기 로드(611)의 이동에 따라 상기 다수개의 파이프 홀더(410)에 안착된 상기 다수개의 연결파이프(300)를 상기 고정파이프(200)에 동시에 이동시켜 결합시킴으로써 파이프 연결 작업시 작업의 효율성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
이외에 상기 파이프 지지부(400)를 구성하는 상기 제1파이프지지부재(430)의 양단에는 상기 제1파이프지지부재(430)에 관통되도록 제2파이프 결합부(500)가 형성된다.
상기 제2파이프 결합부(500)는 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300)를 상기 메인프레임(100)의 후방 양측에 연결된 고정파이프(200)에 결합시키기 위한 구성으로, 도 7에 나타난 바와 같이 몸체부(513)와 유압에 따라 전방과 후방으로 이동하는 로드(511)로 이루어진 유압잭(510)으로 구성되며, 또한 상기 로드(511)의 일측에는 상기 연결파이프(300)를 상기 메인프레임(100)의 후방 양측에 연결된 고정파이프(200)방향으로 이동시키기 위해 제2밀착판(520)이 형성된다.
따라서 상기 제2밀착판(520)이 형성된 로드(511)가 유압에 따라 전방과 후방으로 이동하게 되면 상기 제2밀착판(520)이 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300)를 고정파이프(200)로 이동시키게 되어 상기 고정파이프(200)에 상기 연결파이프(300)가 결합하게 된다.
이때 상기 제2파이프 결합부(500)는 상기 제1파이프지지부재(430)의 양단에 위치하기 때문에 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 상기 연결파이프(300) 중 양측에 위치한 상기 연결파이프(300)가 상기 메인 프레임(100)의 고정파이프지지판(110)의 양측에 상하에 걸쳐 연결된 고정파이프(200)에 결합됨으로써 측면에 형성된 고정파이프(200)와 연결파이프(300)가 결합되게 된다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명인 비개착식 터널굴착용 선단헤드는 상기 제1파이프 결합부(600)를 통해 상기 선단헤드의 상단에 연결된 상기 고정파이프(200)에 상기 연결파이프(300)를 결합시키고 또한 상기 제2파이프 결합부(500)를 통해 선단헤드의 양측에 연결된 상기 고정파이프(200)에 상기 연결파이프(300)를 연결함으로써 상기 선단헤드가 일정거리 지중에 압입된 후 정지된 상태에서 상기 선단헤드의 내부에서 상기 제1파이프 결합부(600)와 상기 제2파이프 결합부(500)를 이용하여 각 파이프(200,300)를 결합함으로써 파이프 연결시 작업이 보다 안전하고 효율적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.
이에 더하여 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드를 통해 연결파이프(300)와 고정파이프(200)를 결합하여 터널구조물의 설치를 위한 다수개의 파이프(200,300)를 구성하는 경우 파이프 상부나 측면에 위치한 토사나 지하수가 공사구간인 막장 내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 각 파이프(200,300) 사이에 토사유입방지판(1000)을 각각 형성시킨다.
이때 상기 토사유입방지판(1000)을 상기 각 파이프(200,300) 사이에 밀착고정시키기 위해 Y자의 형상을 갖는 토사유입방지판고정부재(1010)를 이용한다.
도 8 내지 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 토사유입방지판고정부재(1010)를 상기 각 파이프 사이에 형성된 공간에 다수게 위치시킨 후 하부가 상기 토사유입방지판(1000)을 관통하도록 한다.
이때 상기 토사유입방지판고정부재(1010)는 그 하부에 나사산(1011)이 형성되어 있어 상기 나사산(1011)이 형성된 하부가 상기 토사유입방지판(1000)을 관통한 상태에서 상기 나사산(1011)에 너트(1020)를 스크류결합함으로써 상기 토사유입방지판고정부재(1010)가 상기 토사유입방지판(1000)에 밀착고정되도록 한다.
또한 도 9에 나타난 바와 같이 Y자형 토사유입방지판고정부재(1010a)를 상기 토사유입방지판(1000)에 고정시킬때 나사산(1011)을 형성시키지 않고 결합홀(1011a)을 상기 토사유입방지판고정부재(1010a)의 하부에 형성시킨 후 상기 토사유입방지판고정부재(1010a)가 상기 토사유입방지판(1000)을 관통한 상태에서 상기 결합홀(1011a)에 핀(1020a)을 억지끼움함으로써 상기 토사유입방지판고정부재(1010a)가 상기 토사유입방지판(1000)에 밀착고정되도록 하는 것도 가능하다.
이에 더하여 본 발명에 따른 비개착식 터널굴착용 선단헤드는 전방에 설치된 메인프레임(100)의 하부에 선단헤드가 원하는 방향으로 이동하도록 가이드 하는 메인프레임안내부(700)를 더 형성시킬 수 있다.
상기 메인프레임안내부(700)는 도 12 내지 도 13에 나타난 바와 같이 외부는 전방이 개방되도록 형성된 홀더(710)가 형성되며, 이때 상기 홀더(710)의 형상은 박스형태를 띠지만 다양한 형상으로 제조하는 것도 가능하다.
또한 상기 홀더(710)의 내부에는 상기 메인프레임(100)을 전방으로 압입하는 경우 상기 압입을 가이드 하기 위한 압입몸체(720)가 형성되고, 상기 압입몸체(720)의 내부에는 상기 압입몸체(720)를 전방과 후방으로 이동시키기 위한 유압잭(721)이 형성된다.
따라서 상기 유압잭(721)을 이용하여 상기 홀더(710)의 내부에 형성된 상기 압입몸체(720)가 개방가능하도록 형성된 상기 홀더(710)의 전방을 통해 내부에서 전방으로 일정부분 돌출되도록 하여 상기 압입몸체(720)가 상기 메인프레임(100)의 압입을 안내하도록 한다.
이외에 상기 압입몸체(720)의 전방에는 상기 압입몸체(720)와 힌지결합하여 상기 압입몸체(720)의 압입되는 압입각을 조절하는 압입헤드(723)가 형성된다.
상기 압입헤드(723)는 선단부(723a)와 유압잭(723b)으로 구성되며 상기 선단부(723a)는 삼각형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 유압잭(723b)은 몸체부(723b-1)와 유압으로 전방과 후방으로 이동하는 로드(723b-2)로 구성되며 이때 상기 몸체부(723b-1)는 압입몸체(720)에 일체로 결합되고, 상기 로드(723b-1)는 상기 선단부(723a)에 힌지 결합한 상태로 있게 된다.
따라서 만일 상기 메인프레임(100)을 상측으로 이동시키고자 하는 경우 상기 압입헤드(723)를 구성하는 유압잭(723b)을 이용하여 상기 선단부(723a)의 각도를 일정부분 위로 향하도록 조절하게 되면 상기 메인프레임(100)은 현재의 위치에서 일정부분 상측으로 이동할 수 있게 된다.
또한 상기 선단부(723a)가 상측외에 하측이나 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있도록 구성하여 상기 메인프레임(100)이 다양한 방향으로 이동할 수 있도록 함으로써 본 발명에 따른 선단헤드의 이동성을 향상시키는 것도 가능하다.
이하 상기에서 설명한 비개착식 터널굴착용 선단헤드를 통해 터널 구조물의 설치를 위한 다수개의 파이프 연결과정을 상세히 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 선단헤드를 구성하는 메인프레임(100)에 형성된 고정파이프지지판(110)에 고정파이프(200)를 연결시킨다.
이후 메인 프레임(100)의 후방에 형성된 유압잭(800)을 이용하여 메인 프레임(100)을 지중에 압입하고, 상기 메인프레임(100)이 지중에 압입된 상태에서 상기 메인프레임(100)의 이동을 중단시킨 후 상기 메인프레임(100)의 내부에 설치된 파이프 지지부(400)에 상기 고정파이프(200)에 연결하기 위한 연결파이프(300)를 다수개 안착시킨다.
이때 상기 연결파이프(300)는 상기 파이프 지지부(400)의 상부에 형성된 파이프 홀더(410)에 안착시키게 된다.
이후 상기 파이프 지지부(400)가 상기 메인 프레임(100)의 내부 상단에 위치한 상태에서 상기 제1파이프 결합부(600)에 유압을 가하면 상기 제1파이프 결합부(600)를 구성하는 로드(611)가 후방으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 로드(611)의 일측에 형성된 제1밀착판(620)이 상기 파이프 지지부(400)에 안착된 연결파이프(300)를 상기 메인프레임(100)의 후방에 위치한 고정파이프(200)에 이동시켜 상기 연결파이프(300)와 상기 고정파이프(200)를 결합시키게 된다.
이때 상기 제1파이프 결합부(600)는 상기 메인 프레임(100)의 내부 상단에 설치되고 상기 파이프 지지부(400)의 위치도 상기 메인 프레임(100)의 상단에 위치시킴으로써 상기 제1파이프 결합부(600)를 통해 상기 연결파이프(300)가 상기 고정파이프지지판(110)의 상단에 위치한 고정파이프(200)에 결합하게 된다.
이후 상단에 위치한 고정파이프(200)에 연결파이프(300)를 연결시킨 후 상기 파이프 지지부(400)의 위치를 하측으로 이동시킨 다음 상기 파이프 지지부(400)를 구성하는 제1파이프지지부재(430)의 양단에 설치된 제2파이프 결합부(500)를 통해 상기 고정파이프지지판(110)의 양측에 위치한 고정파이프(200)에 연결파이프(300)를 결합시킨다.
즉 상기 파이프 지지부(400)의 위치를 하측으로 이동시킨 후 상기 제2파이프 결합부(500)에 유압을 가하게 되면 상기 로드(511)가 이동하게 되고 상기 로드(511)의 이동에 따라 상기 로드(511)의 일측에 형성된 제2밀착판(520)이 로드(511)의 방향과 동일한 방향으로 이동하게 되어 상기 파이프 지지부(400)의 상기 파이프 홀더(410)에 안착된 연결파이프(300) 중 양측에 안착된 연결파이프(300)를 상기 고정파이프지지판(110)의 양측에 연결된 고정파이프(200)에 결합시키게 된다.
따라서 상기 제1파이프 결합부(600)를 통해 상기 고정파이프지지판(110)의 상단에 연결된 고정파이프(200)에 연결파이프(300)를 결합시키게 되고, 상기 제2파이프 결합부(500)를 통해 상기 고정파이프지지판(110)의 양단에 연결된 고정파이프(200)에 연결파이프(300)를 결합시키게 되어 지중에 압입되는 터널구조물을 설치하기 위한 다수개의 파이프로 구성된 구조물을 제작할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 경우 상기 메인 프레임(100)의 하단에 형성된 메인프레임안내부(700)를 이용하여 상기 메인프레임(100)의 이동방향을 조절한다.
즉 상기 메인프레임(100)을 전방의 상측으로 이동시키고자 할때 상기 메인프레임안내부(700)의 내부에 형성된 압입몸체(720)가 내부에서 전방으로 돌출되도록 한 후 상기 압입몸체(720)의 전방을 구성하는 압입헤드(723)의 선단부(723a)를 상측으로 이동시켜 상기 메인 프레임(100)이 상측으로 이동가능하도록 한다.
터널의 형성은, 상기 메인프레임(100)이 이동되고, 다수의 연결파이프(300)가 연결되어 형성되는 고정파이프(200)에 의해, 고정 파이프(200)의 내측에 공사를 하기 위한 공간인 막장이 형성되면, 막장 내부에서 터널 형성작업이 실시된다. 터널 형성은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 하나의 예로써 막장 공간 내에 터널 형성을 위한 거푸집을 형성하고 직접 콘크리트를 주입하여 터널을 형성할 수 있다. 또한, 다른 예로써 고정파이프(200)의 내부에 형성된 공사공간인 막장으로 기 형성된 사각 형상 등의 터널 구조물을 직접 압입하여 형성할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
100: 메인 프레임 110: 고정파이프지지판
200: 고정파이프 300: 연결파이프
400: 파이프지지부 410: 파이프 홀더
420: 제2파이프지지부재 430: 제1파이프지지부재
440: 유압잭 441: 로드
443: 몸체부 500: 제2파이프결합부
510: 유압잭 511: 로드
513: 몸체부 520: 제2밀착판
600: 제1파이프결합부 610: 유압잭
611: 로드 613: 몸체부
620: 제1밀착판 700: 메인프레임안내부
710: 홀더 720: 압입몸체
721: 유압잭 723: 압입헤드
723a: 선단부 723b: 유압잭
723b-1: 로드 723b-2: 몸체부
800: 유압잭 900: 파이프결합부재
1000: 토사유입방지판 1010, 1010a: 토사유입방지판고정부재
1011: 나사산 1011a: 결합홀
1020: 너트 1020a: 핀

Claims (12)

  1. 터널구조물을 설치하기 위한 비개착식 터널 굴착용 선단헤드에 있어서,
    전방으로 이동하여 지중에 압입되며 후방에는 상기 터널구조물을 형성하기 위한 다수의 고정파이프가 내측에 안착되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상하이동하면서 상기 다수의 고정파이프에 다수의 연결파이프를 결합하기 위해 상기 다수의 연결파이프가 지지되는 파이프 지지부;
    상기 메인 프레임의 내부에 설치되며 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 다수의 연결파이프를 상기 메인 프레임의 상단에 안착된 고정파이프에 결합하는 제1파이프 결합부; 및
    상기 파이프 지지부의 상부 양단에 설치되어 상기 파이프 지지부에 지지된 상기 연결 파이프를 상기 메인 프레임의 양측 상하에 걸쳐 안착된 고정파이프에 결합하는 제2파이프 결합부;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 프레임의 하단에 설치되어 상기 메인 프레임을 일정방향으로 가이드하는 메인프레임안내부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파이프 지지부는,
    몸체부와 유압에 따라 상하이동하는 로드로 구성된 하나 이상의 유압잭으로 이루어지며,
    상기 로드의 상부에는 제1파이프지지부재가 위치하고, 상기 제1파이프지지부재의 상단에는 제2파이프지지부재가 좌우 이동가능하게 슬라이딩 결합하며, 상기 제2파이프지지부재의 상단에는 상기 연결파이프를 안착하기 위한 다수의 파이프 홀더가 형성된 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1파이프 결합부는,
    몸체부와 유압에 따라 전후 이동하는 로드로 구성된 유압잭이 다수개가 일렬로 배치되고,
    상기 각 로드의 일측에는 제1밀착판이 형성되어 상기 로드의 이동에 따라 상기 제1밀착판이 상기 파이프 홀더에 안착된 상기 연결파이프를 상기 메인 프레임의 상단에 안착된 고정파이프에 결합시키는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2파이프 결합부는,
    몸체부와 유압에 따라 전후 이동하는 로드로 구성된 유압잭으로 이루어지며,
    상기 제2파이프지지부재의 양측에 관통되도록 위치하고, 상기 로드의 일측에는 제2밀착판이 형성되어 상기 제2밀착판을 통해 상기 파이프 홀더에 안착된 상기 연결파이프를 상기 메인 프레임의 양측 상하에 걸쳐 안착된 고정파이프에 결합시키는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정파이프와 상기 연결파이프는 파이프결합부재를 통해 결합된 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정파이프의 하부에는 상기 각 고정파이프와 고정파이프 사이에 위치하는 토사유입방지판과, 상기 토사유입방지판을 고정하기 위한 토사유입방지판고정부재가 더 포함되고,
    상기 토사유입방지판고정부재는 상기 각 고정파이프와 고정파이프사이에 상기 토사유입방지판을 밀착고정시키는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 토사유입방지판고정부재는 Y자 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 토사유입방지판고정부재는,
    Y자형 하부에 나사산이 형성되고 상기 하부가 상기 토사유입방지판을 관통한 후 관통된 상기 하부에 너트를 체결하여 상기 토사유입방지판이 고정되는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 토사유입방지판고정부재는,
    Y자형 하부에 결합홀이 형성되고 상기 하부가 상기 토사유입방지판을 관통한 후 관통된 상기 하부의 상기 결합홀에 핀을 억지끼움하여 상기 토사유입방지판이 고정되는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 메인프레임안내부는,
    전방이 개방가능하도록 형성된 박스형태의 홀더와, 상기 홀더의 내부에 장착되어 내부에서 전방으로 압입되는 압입몸체 및 상기 압입몸체의 내부에 장착되어 상기 압입몸체를 전방으로 압입하는 유압잭으로 구성되고,
    상기 압입몸체의 전방에는 상기 압입몸체와 힌지결합하여 상기 압입몸체의 압입각을 조절하는 압입헤드가 형성된 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 압입헤드는,
    삼각형상의 선단부와 상기 선단부의 각도를 조절하도록 연결되는 유압잭으로 구성되고,
    상기 유압잭은 몸체부와 유압에 따라 전후이동하는 로드로 구성되어, 상기 로드는 상기 선단부에 힌지결합하고 상기 몸체부는 상기 압입몸체에 결합되는 것을 특징으로 하는 비개착식 터널굴착용 선단헤드.








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