KR101447719B1 - 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관 추진작업 시 선도체에 유입된 토사의 배출을 케이싱과 스크류의 회전을 통해 일시적으로 차단함으로써 선도체로의 토사 유입을 억제할 수 있는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체를 제공하기 위한 것으로, 지반의 굴진 시 유입된 토사를 배토하는 스크류와, 상기 스크류를 감싸는 케이싱을 포함하는 선도체에 있어서, 상기 스크류의 회전축에 제1 개구부가 형성된 회전판이 일정 간격으로 복수개 설치되며, 상기 케이싱은 내주면에 상기 회전판 각각과 인접되는 상부고정판이 설치된 상부케이싱과, 상기 상부케이싱과 결합되며 내주면에 상기 상부고정판 각각의 하부와 밀착되되 제2 개구부가 형성된 하부고정판이 설치되는 하부케이싱을 포함하여 이루어져, 굴진 시 상기 스크류의 회전에 따라 제1 개구부의 영역과 제2 개구부의 영역 각각이 상호 중첩되면, 상기 케이싱에 유입된 토사가 후방으로 배토 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체 {The boring machine can be suppress of influx of soil and sand}

본 발명은 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체에 관한 것으로, 관 추진공법에서 지반의 굴진 시 토사의 유입을 억제하면서 배토할 수 있는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체에 관한 것이다.

일반적으로, 관 추진공법은 관을 매설하고자 하는 추진기지(시작 부분)의 지반에 추진관의 길이보다 약간 더 긴 추진기지를 판 다음, 이 추진기지 내에 추진관을 눕혀 추진관의 선단을 추진기지의 측벽으로 향하게 한 상태에서 추진관의 후단을 전방으로 압입 추진하는 방법으로, 선도체를 구동하여 지반을 굴진하면서 선도체에 유입되는 토사를 배출시켜 추진관을 압입하고, 추진관 내의 토사를 밖으로 배출시킨 다음, 다른 하나의 추진관을 선행 추진관에 연결하여 압입시키는 과정을 반복 수행하여 지반에 추진관을 매설하는 방법이다.

종래의 선도체 내부에 설치되는 스크류와 케이싱을 나타낸 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선도체 내부에는 선도체의 커터비트를 회전시키는 스크류(100)와 이를 감싸는 케이싱(200)이 설치된다. 이러한, 상기 스크류(100)는 굴진 시 선도체를 통해 케이싱(200)으로 유입되는 토사를 배출하게 된다.

여기에서, 굴진 시 지반의 토압 및 지하수에 의해 토사가 과다하게 유입되더라도 상기 스크류(100)는 회전에 따라 유입되는 토사를 지속적으로 배출시키는데, 이로 인해 굴진 방향의 상부지반이 침하되는 문제점이 있어왔다.

그래서, 선도체에 토사의 유입을 억제하여 굴진 방향의 토압을 유지하고 작업 안정성을 꾀할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0952916호 (2010.04.16) 대한민국 등록특허 제10-0930081호 (2009.12.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 관 추진작업 시 선도체에 유입된 토사의 배출을 케이싱과 스크류의 회전을 통해 일시적으로 차단함으로써 선도체로의 토사 유입을 억제할 수 있는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체는, 지반의 굴진 시 유입된 토사를 배토하는 스크류와, 상기 스크류를 감싸는 케이싱을 포함하는 선도체에 있어서, 상기 스크류의 회전축에 제1 개구부가 형성된 회전판이 일정 간격으로 복수개 설치되며, 상기 케이싱은 내주면에 상기 회전판 각각과 인접되는 상부고정판이 설치된 상부케이싱과, 상기 상부케이싱과 결합되며 내주면에 상기 상부고정판 각각의 하부와 밀착되되 제2 개구부가 형성된 하부고정판이 설치되는 하부케이싱을 포함하여 이루어져, 굴진 시 상기 스크류의 회전에 따라 제1 개구부의 영역과 제2 개구부의 영역 각각이 상호 중첩되면, 상기 케이싱에 유입된 토사가 후방으로 배토 가능한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 회전판 각각은 상기 회전축에 설치되되, 각각의 회전판 중 일측의 회전판은 제1 개구부가 상향되고, 상기 일측의 회전판 인근의 회전판은 제1 개구부가 하향되게 상호 교호적으로 상기 회전축에 반복 설치되며, 상기 하부고정판 각각에는 제2 개구부가 형성되되 하부고정판의 하부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

선도체에 토사의 유입을 억제할 수 있게 됨으로써 토압 유지를 통해 상부지반의 붕괴를 방지하고 작업 안정성을 확보할 수 있으며, 이로 인해 관 추진작업의 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 선도체 내부에 설치되는 스크류와 케이싱을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 선도체와 추진장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 케이싱을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스크류와 케이싱을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 스크류와 케이싱이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 회전판, 상부고정판 및 하부고정판을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

설명에 앞서 본 발명에 따른 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체는, 관 추진공법에서 지반을 굴진하고 유입되는 토사를 배출하는 선도체에 있어서, 상기 선도체 내부에 지반을 굴삭하는 커터비트와 연결되어 커터비트를 회전 가능케 함과 동시에 유입되는 토사를 배출하는 스크류와 상기 스크류를 감싸는 케이싱의 구조를 토사의 배출을 스크류의 회전을 통해 일시적으로 차단함으로써 선도체로의 토사 유입을 억제할 수 있게끔 구현함으로써, 관 추진작업 시 토압 유지를 통해 상부지반의 붕괴를 방지하고 작업 안정성을 확보할 수 있으며 이로 인해 관 추진작업의 효율을 증가시킬 수 있는 효과를 발생시키기 위함임을 주지하여 본 명세서의 이해를 돕고자 한다.

먼저, 본 발명에 따른 토사 유입 억제가 가능한 선도체를 설명하면 아래와 같다.

본 발명에 따른 선도체와 추진장치를 개략적으로 나타낸 도 2와, 본 발명에 따른 스크류와 케이싱을 나타낸 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토사 유입 억제가 가능한 선도체(10)는 전단부에 커터비트(미도시)를 구비하여 추진장치(20)로부터 동력을 인가받아 지반을 굴진하고 일측이 개구되어 유입된 토사를 후방측으로 배토하는 것으로, 내부에는 스크류(100)와 상기 스크류(100)를 감싸는 케이싱(200)이 구비된다.

상기 스크류(100)는 선도체(10)의 전단에 구비되는 커터헤드(미도시)와 연결되어 커터헤드에 회전을 통해 커터헤드를 회전구동하며 선도체(10)를 통해 케이싱으로 유입된 토사를 후방으로 배출시키게 된다.

이러한, 상기 스크류(100)와 케이싱(200)은 토사의 배출을 스크류(100)의 회전을 통해 일시적으로 차단하는 구조를 구현하기 위해, 상기 스크류(100)에는 복수개의 회전판(130)이 설치되고 상기 케이싱(200)에는 복수개의 상부고정판(211)과 하부고정판(231)이 설치된다.

상기한 도면과 본 발명에 따른 스크류와 케이싱이 결합된 상태를 나타낸 도 5 및 본 발명에 따른 회전판, 상부고정판 및 하부고정판을 나타낸 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 회전판(130)은 일측에 제1 개구부(131) 형성되며 스크류(100)의 회전축(110)에 일정 간격으로 복수개 설치된다. 각각의 회전판(130)이 설치되는 회전축(110)의 주변에는 스크류(100)의 칼날이 제거되며, 각 회전판(130)의 반경은 케이싱(200)의 내주 반경보다 상대적으로 미세하게 작게하여 스크류(100)의 회전시 케이싱(200)의 내주면과 마찰을 방지토록 한다.

다음으로, 상기 케이싱(200)은 상부케이싱(210)과 상기 상부케이싱(210)의 하부에 결합되는 하부케이싱(230)으로 이루어지며, 상기 상부케이싱(210)에 상부고정판(211)이 설치되고 상기 하부케이싱(230)에 하부고정판(231)이 설치된다.

상기 상부고정판(211)은 상부케이싱(210)의 내주면에 설치되되 상기 회전판(130) 각각과 인접되는 곳에 설치된다. 이러한 상기 상부고정판(211)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있으나 스크류(100)와의 결합을 용이하게 하기 위해 반원형으로 형성됨이 바람직하며, 중앙에는 회전축(110)과의 간섭을 방지토록 반원형의 구멍이 형성된다.

이와 함께, 상기 하부고정판(231)은 하부케이싱(230)의 내주면에 설치되되 상부케이싱(210)과 하부케이싱(230)의 결합 시 상기 상부고정판(211) 각각의 하단부와 하부고정판(231)의 상단부가 상호 밀착되도록 설치된다. 그리고, 상기 하부고정판(231)은 상부고정판(211)에 대응되도록 반원형으로 형성되며, 중앙에는 회전축(110)과의 간섭을 방지토록 반원형의 구멍이 형성되고, 일측에는 제2 개구부(231a)가 형성된다.

상기와 같은 스크류(100)와 케이싱(200)이 상호 결합되어 선도체(10)가 굴진하게 되면 상기 스크류(100)의 회전에 따라 인접되는 제1 개구부(131)의 영역과 제2 개구부(231a)의 영역 각각이 중첩되면서 케이싱(200)에 유입된 토사가 후방으로 배토 가능하게 된다. 그러므로, 상기 제1 개구부(131)와 제2 개구부(231a)는 상호 중첩되는 영역이 발생할 수 있는 크기로 형성됨이 바람직할 것이다.

여기에서 상기 제1 개구부(131)의 영역과 제2 개구부(231a)의 영역 각각이 중첩되는 것을 스크류(100)의 회전에 따라 단계별로 구현하기 위해, 상기 제1 개구부(131)와 제2 개구부(231a) 각각은 다음과 같은 패턴을 이루도록 회전판(130)과 하부고정판(231)이 설치된다.

상기 회전판(130) 각각은 상기 회전축(110)에 설치되되, 각각의 회전판(130) 중 일측의 회전판(130)은 제1 개구부가(131) 상향되고, 상기 일측의 회전판(130) 인근의 회전판(130)은 제1 개구부(131)가 하향되게 상호 교호적으로 상기 회전축(110)에 반복 설치된다. 상기 하부고정판(231) 각각에는 제2 개구부(231a)가 형성되되 각각의 하부고정판(231) 하부에 형성된다.

예를 들어, 상기 스크류(100)의 전단을 기준으로 후방을 향해 최초 설치되는 회전판(130, 이하, 첫 번째 회전판이라 표기함)은 제1 개구부(131)가 상향되게 설치되고, 상기 첫 번째 회전판(130) 다음에 설치되는 회전판(130, 이하, 두 번째 회전판이라 표기함)은 제1 개구부(131)가 하향되게 설치되는 것이다. 이렇게 되면 도 5에 도시된 바와 같이 상기 첫 번째 회전판(130)의 전방측은 토사의 배출이 차단되고 상기 두 번째 회전판(130)의 제1 개구부(131)와 인접되는 하부고정판(231)의 제2 개구부(231a)는 상호 일치되어 토사의 배출이 가능해 지는 것이다.

이후에 상기 스크류(100)가 회전하여 첫 번째 회전판(130)의 개구부(131)와 인접되는 하부고정판(231)의 제2 개구부(231a)가 상호 일치되면 토사의 배출이 진행되고 상기 두 번째 회전판(130)이 인접되는 하부고정판(231)의 제2 개구부(231a)를 폐쇄하여 토사의 배출을 차단하게 된다.

이것을 종합하면, 상호 인접하는 제1 개구부(131)와 제2 개구부(231a)의 영역의 일부분이 중첩되면 후방으로 일정량의 토사 배출이 진행되며, 상호 인접하는 제1 개구부(131)와 제2 개구부(231a)의 영역이 일치하게 되면 최대량이 배토되고, 상호 인접하는 제1 개구부(131)와 제2 개구부(231a)의 영역이 불일치되면 배토가 일시적으로 중단되면서 선도체(10)로의 토사 유입을 단계별로 억제할 수 있게 된다.이로 인해 본 발명의 목적인 상기 스크류(100)의 회전을 통해 토사의 배출을 일시적으로 차단함으로써 선도체(10)로의 토사 유입을 억제를 구현할 수 있게 되는 것이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 토사 유입 억제가 가능한 선도체(10)를 이용한 추진공법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 추진공법은 추진장치 설치단계, 선도체 설치단계, 선도체 전진단계, 추진관 공급단계 및 추진 수행단계를 포함하여 이루어진다.

상기 추진장치 설치단계는 추진을 시작하는 장소인 추진기지에 추진장치(20)를 설치하여 추진관(30)의 압입추진을 준비하는 단계이다.

다음으로, 상기 선도체 설치단계는 추진장치 설치단계를 거친 추진장치의 전방에 상기 선도체(10)를 설치하여 목적 지반의 굴진을 준비하는 단계이다.

여기에서, 상기 선도체 설치단계 이전에는 선도체(10)를 조립하는 선도체 조립단계가 수행된다. 상기 선도체(10) 조립단계는 헤드커터 후방에 상기 스크류(100)를 연결하고, 상기 스크류(100)의 상하부측 각각에 상기 상부케이싱(210)과 하부케이싱(230)을 배치하되 상기 스크류(100)의 회전을 통해 토사의 배출을 일시적으로 차단함으로써 선도체(10)로의 토사 유입을 억제할 수 있도록 배치한다. 이에 대한 설명은 상기한 내용과 중복됨으로 생략하기로 한다. 이 다음 상기 상부케이싱(210)과 하부케이싱(230)을 상호 용접 결합하여 케이싱(200)이 스크류(100)를 감쌀 수 있게 하는 단계이다.

이어서, 상기 선도체 전진단계는 선도체 설치단계를 거친 추진장치(20)를 구동하여 선도체(10)로 지반을 굴진하는 단계이다.

그리고, 상기 추진관 공급단계는 선도체 전진단계를 거친 추진장치(20)를 후진시킨 후 선도체(10)의 후방에 추진관(30)을 공급하는 단계이다.

다음으로, 상기 추진 수행단계는 선도체 전진단계와 추진관 공급단계를 반복 수행하여 추진기지에서 도달기지(완료지점, 미도시)까지 추진관을 설치하는 단계이다.

여기에서, 추진 수행단계는 첨가제 공급단계를 포함하여 이루어진다. 상기 첨가제 공급단계는 상기 추진장치(20)가 추진관(30)을 밀어내면서 선도체(10)로 하여금 지반을 굴진케 함과 동시에 추진관(30)이 부설될 때 선도체(10)의 전방에 굴삭첨가제 또는 물을 공급하는 단계이다.

이상과 같이, 본 발명의 기본적인 기술적 사상은 관 추진작업 시 선도체에 유입된 토사의 배출을 케이싱과 스크류의 회전을 통해 일시적으로 차단함으로써 선도체로의 토사 유입을 억제할 수 있는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체를 제공하는 것임을 알 수 있다.

이러한, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.

10: 선도체 20: 추진장치
30: 추진관
100: 스크류 110: 회전축
130: 회전판 131: 제1 개구부
200: 케이싱 210: 상부케이싱
211: 상부고정판 230: 하부케이싱
231: 하부고정판 231a: 제2 개구부

Claims (5)

1. 지반의 굴진 시 유입된 토사를 배토하는 스크류(100)와, 상기 스크류(100)를 감싸는 케이싱(200)을 포함하는 선도체에 있어서,
   상기 스크류(100)의 회전축(110)에 제1 개구부(131)가 형성된 회전판(130)이 일정 간격으로 복수개 설치되며,
   상기 케이싱(200)은,
   내주면에 상기 회전판(130) 각각과 인접되는 상부고정판(211)이 설치된 상부케이싱(210)과, 상기 상부케이싱(210)과 결합되며 내주면에 상기 상부고정판(211) 각각의 하부와 밀착되되 제2 개구부(231a)가 형성된 하부고정판(231)이 설치되는 하부케이싱(230)을 포함하여 이루어져,
   굴진 시 상기 스크류(100)의 회전에 따라 제1 개구부(131)의 영역과 제2 개구부(231a)의 영역 각각이 상호 중첩되면, 상기 케이싱(200)에 유입된 토사가 후방으로 배토 가능한 것을 특징으로 하는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전판(130) 각각은 상기 회전축(110)에 설치되되,
   각각의 회전판(130) 중 일측의 회전판(130)은 제1 개구부(131)가 상향되고, 상기 일측의 회전판(130) 인근의 회전판(130)은 제1 개구부(131)가 하향되게 상호 교호적으로 상기 회전축(110)에 반복 설치되며,
   상기 하부고정판(231) 각각에는 제2 개구부(231a)가 형성되되 하부고정판(231)의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 토사 유입 억제가 가능한 추진 선도체.
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