KR101613289B1 - 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치 - Google Patents

굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치에 관한 것으로, 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 위치하도록 설치되는 기어박스와, 상기 기어박스의 하측으로 회전가능하게 돌출하도록 설치되어 있는 복수의 회전축과, 상기 복수의 회전축 각각에 수직상으로 연결 설치되는 복수의 연결로드와, 상기 복수의 연결로드 각각의 하단에 연결 설치되는 복수의 굴착로드로 구성되어 있는 지반굴착장치에 있어서, 상기 복수의 회전축들 중 선택된 하나 이상의 회전축은, 상기 오거드라이브유닛으로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 기어박스에 회전가능하게 설치된 축수부의 중심에 형성된 슬라이드 삽입공에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되어 상기 축수부와 같이 회전하도록 설치되어 있는 하나 이상의 승강회전축과; 상기 승강회전축의 상단에서 상향으로 수직 형성되는 수직연장부와; 상기 기어박스의 상면에 수직상으로 고정 설치되는 실린더와 상기 실린더의 상단으로 출몰가능하게 설치되어 상기 수직연장부가 회전가능하도록 수직연장부의 상단을 감싸도록 형성되어 있는 고정테두리에 선단이 연결되어 있는 피스톤로드로 구성되어 상기 승강회전축이 회전작동을 하는 상태에서도 상,하 일정 간격으로 승강작동시킬 수 있도록 형성되어 있는 유압장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치{Ground excavating device having function of auto up and down of excavating rod for construction continued wall preventing water flowing of underground}
본 발명은 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오거드라이브유닛의 승강작동과는 별도로 굴착로드를 승강시킬 수 있도록 하는 승강기능을 구비하여 지반굴착시 앞서 굴착하던 지하의 지층보다 더 단단한 지층을 굴착하게 될 때에는 지반굴착작동을 하는 복수의 굴착로드들 중 선택된 하나 이상의 굴착로드만을 자동으로 승강작동시키는 수단으로 단단한 지층의 굴착작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치에 관한 것이다.
일반적으로 연약지반을 개량하거나 또는 지하에 지중 차수 연속벽 등을 구축하기 위하여 사용되는 지반굴착장치에는 지반을 일정 깊이로 굴착하기 위한 1∼5개의 굴착로드를 다단으로 수직 연결하여 지반을 굴착하도록 구성되어 있다.
종래의 지반굴착장치는 지상에서 자주식으로 이동하면서 굴착작업을 진행하고자 하는 현장의 지상에 고정 설치되는 크롤러 크레인에 의하여 지상에서 수직상으로 높게 설치되는 리더를 따라 상,하로 승강이동하도록 설치된다.
상기 종래의 지반굴착장치는 하나 이상의 모터가 장착되어 있는 오거드라이브유닛(Auger drive unit)과, 상기 오너드라이브유닛의 하측에 위치하도록 설치되어 모터의 동력을 전달받도록 구성된 기어박스와, 상기 기어박스의 내부에 복수의 기어들이 맞물린 상태로 설치되어 기어박스의 하단으로 돌출하도록 설치되는 복수의 회전축과, 상기 기어박스의 하단으로 돌출하는 복수의 회전축 각각에 수직상으로 단단 연결되는 복수의 연결로드들과, 상기 복수의 연결로드들 각각의 하단에 수직상으로 연결되어 지반을 굴착을 굴착하는 복수의 굴착로드들로 구성되어 있으며, 또한 상기 복수의 연결로드 및 굴착로드 각각에는 외부로부터 공급되는 시멘트풀이나 공압 또는 약품(시멘트풀 급결제 등)을 공급하기 위한 공급관 등이 배설되어 있다.
따라서 종래의 지반굴착장치는 연약지반을 개량하는 공사를 진행하거나 또는 지중차수벽을 구축하는 공사를 진행할 때에는 지하를 일정 깊이로 굴착하고, 이어서 지하를 굴착하는 복수의 굴착로드를 회전시키면서 상향으로 인발하는 과정에서 상기 각 굴착로드의 하단으로 토출되는 공압, 시멘트풀, 약품 등이 굴착된 토사에 고르게 혼합되도록 하는 수단으로 연약지반을 개량하거나 또는 지하에 차수 연속벽을 구축하게 되며, 또는 지하에 일정 깊이로 파일을 매설하고자 할 때에도 복수의 굴착로드를 회전시키는 작동으로 지하를 굴착하게 된다.
그러나, 종래의 지반굴착장치는 지상에 수직상으로 높게 설치된 리더를 따라 상,하로 이동하는 오거드라이브유닛으로부터 회전력을 전달받아 회전하는 복수의 굴착로드들은 상기 오거드라이브유닛이 하강하는 속도에 따라 똑같이 하강하면서 지층을 굴착하도록 구성되어 있기 때문에 굴착하고자 하는 일정 깊이의 지하 지층구조가 동일한 강도 예를 들어, 연약한 지층구조로 구성되어 있을 경우에는 복수의 굴착로드의 굴착작동이 원활하게 이루어질 수 있겠지만 지하의 지층구조가 연약한 지층 밑에 단단한 지층이 형성되어 있는 경우에는 상기 복수의 굴착로드들이 연약한 지층을 굴착할 때의 하강속도보다 단단한 지층을 굴착할 때의 하강속도가 더디어지는 현상이 나타나게 되는데, 이러한 현상은 연약한 지층은 굴착로드들의 굴착작동에 대응하는 저항이 적게 나타나게 되는 반면에, 단단한 지층은 굴착로드들의 굴착작동에 대응하는 저항이 상당히 크기 때문에 굴착작동이 잘 이루어지지 않게 되는 것이며, 또한 상기 복수의 굴착로드들이 단단한 지층을 굴착하게 될 때 각 굴착로들이 단단한 지층을 파고들어가는 굴착속도보다 빠른 하강속도로 복수의 굴착로드들을 하강시키게 될 경우에는 복수의 굴착로드들 각각의 연결부위에 이상이 생기거나 또는 오거드라이브유닛 및 기어박스에 고장이 발생하게 될 수도 있다는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.
국내 등록특허 제10-1179604호(공고 2012. 09. 05.) 국내 등록특허 제10-1186230호(공고 2012. 09. 27.) 국내 등록특허 제10-1230320호(공고 2013. 02. 06.) 국내 등록특허 제10-1187747호(공고 2012. 10. 04.) 국내 등록특허 제10-1219377호(공고 2013. 01. 10.) 국내 등록특허 제10-1170656호(공고 2012. 06. 02.)
본 발명은 상기와 같은 종래의 지반굴착장치에서 나타나는 제반 문제를 감안하여 제안된 것으로, 지반굴착장치의 오거드라이브유닛에 수직상으로 다단 연결되어 있는 복수의 굴착로드로 연약한 지반을 굴착하는 도중에 단단한 지층이 나타나게 되면 연약한 지층을 굴착할 때와 동일하게 복수의 굴착로드들을 회전시킴과 동시에 일정 속도로 하강시키는 작동으로 굴착작업을 계속 진행하면서 상기 오거드라이브유닛의 하측에 연결 설치되어 있는 기어박스의 상면에 장착된 유압장치가 상기한 복수의 굴착로드들 중 선택된 하나 이상의 굴착로드를 자동으로 하강 및 상승시킬 수 있도록 함으로써 연약한 지층과 단단한 지층이 혼합 형성되어 있는 지반굴착공사를 효율적으로 진행할 수 있도록 하는 것에 목적을 두고 발명한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,
지상이나 수면 위에 수직상으로 높게 고정 설치되어 있는 리더를 따라 상,하 수직방향으로 승강이동하도록 설치되는 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 위치하여 오거드라이브유닛으로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 연결설치되는 기어박스와, 상기 기어박스의 하측으로 회전가능하게 돌출하도록 설치되어 있는 복수의 회전축과, 상기 복수의 회전축 각각에 수직상으로 다단 연결 설치되는 복수의 연결로드와, 상기 복수이 연결로드 각각의 하단에 연결 설치되는 복수의 굴착로드로 구성되는 지반굴착장치에 있어서,
상기 복수의 회전축들 중 선택된 하나 이상의 회전축은, 상기 오거드라이브유닛으로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 기어박스에 회전가능하게 설치된 축수부의 중심에 형성된 슬라이드 삽입공에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되어 상기 축수부와 같이 회전하도록 설치되어 있는 하나 이상의 승강회전축과;
상기 승강회전축의 상단에서 상향으로 수직 형성되는 수직연장부와;
상기 기어박스의 상면에 수직상으로 고정 설치되는 실린더와 상기 실린더의 상단으로 출몰가능하게 설치되어 상기 수직연장부가 회전가능하도록 수직연장부의 상단을 감싸도록 형성되어 있는 고정테두리에 선단이 연결되어 있는 피스톤로드로 구성되어 상기 승강회전축이 회전하는 상태에서도 상,하 일정 간격으로 승강작동시킬 수 있도록 하는 유압장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기어박스에 회전가능하게 장착된 축수부의 중심에 형성된 슬라이드 삽입공의 내면은 단면이 육각형으로 형성되어 있으며, 상기 축수부의 슬라이드 삽입공에 삽입되는 승강회전축의 외면은 슬라이드 삽입공에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 삽입됨과 동시에 상기 축수부로부터 회전력을 전달받아 축수부와 같이 회전할 수 있도록 육각형 단면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직연장부는 승강회전축의 육각형 단면보다 작은 직경으로 형성되어 있으며, 상기 승강회전축의 하단에 수직상으로 연결되어 굴착작동을 하는 굴착로드의 외부에는 스크류날개 및 막대날개가 형성되어 있지 아니하며, 상기 굴착로드의 하단에는 오거헤드와 드릴비트가 형성되어 있는 해머드릴로드가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 굴착로드의 외주에 나선상으로 형성된 스크류날개에는 시멘트풀 및 잘게 부스러진 토사는 이송시키지 않고 교반시키면서 돌멩이나 자갈 및 토사덩어리는 상향으로 이송시킬 수 있는 절개홈이 나선방향을 향해 일정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 지반굴착장치를 이용하여 지하에 지중 차수 연속벽을 구축하기 위한 공사 또는 연약지반을 개량하기 위한 공사를 진행하게 될 때 연약한 지층을 굴착하는 도중에 단단한 지층이 출현하게 되더라도 복수의 굴착로드들 전체를 오거드라이브유닛의 작동으로 동일한 회전속도로 회전작동시면서 일정한 속도로 하강시키는 작동으로 굴착작동을 계속 진행함과 동시에 기어박스의 상면에 설치된 유압장치로 선택된 하나 이상의 굴착로드와 이의 하단에 연결된 해머드릴로드를 다른 굴착로드들보다 일정 깊이로 하강시켜서 지반을 굴착하도록 한 후 곧바로 상승작동으로 원위치로 복귀시키게 되면 복수의 굴착로드들이 굴착작동을 진행하고 있는 지층에 동공(洞空)이 형성되며, 이와 같이 지층에 동공이 형성되는 현상으로 인해 단단한 지층의 강도가 약해져 쉽게 붕괴시킬 수 있게 되므로 지반굴착작동이 잘 이루어지도록 하는 효과가 있으므로 지중 차수 연속벽을 구축하기 위한 지반굴착공사를 효율적으로 시공할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 지반굴착장치의 거어박스를 일부 단면하여 나타낸 오거드라이브유닛의 정면 구조도
도 2은 도 1의 A-A선 단면도
도 3은 본 발명의 지반굴착장치의 기어박스에 장착된 복수의 회전축에 연결되는 복수의 굴착로드 조립상태도
도 4는 본 발명의 지반굴착장치의 기어박스에 장착된 유압장치로 선택된 승강회전축을 일정간격 하강시키는 하강작동상태도
도 5는 본 발명의 지반굴착장치의 기어박스의 장착된 유압장치의 피스톤로드 하강작동으로 선택된 굴착로드를 일정 깊이로 하강시킨 굴착로드 하강작동상태도
도 6은 도 3의 B-B선 단면도
본 발명에 의한 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면부호 1은 지반굴착장치를 나타내는 것으로, 상기 지반굴착장치(1)는 지장에 고정 설치되어 있는 크롤러 크레인의 선단에 연결된 채 수직상으로 높게 설치되는 리더(미도시)를 따라 상,하 방향으로 이동하도록 설치되는 오거드라이브유닛(2)과, 상기 오거드라이브유닛(2)의 하측에 고정 설치되는 기어박스(3)으로 구성되어 있으며, 상기 오거드라이브유닛(2)에는 2개의 모터와 상기한 모터 각각의 회전출력을 감속시키기 위한 유성기어 감속기가 장착되어 있으며, 상기한 유성기어 감속기 각각에 의해 감속된 출력으로 회전하는 구동축(2a)(2b)은 기어박스(3)에 회전가능하게 삽입 설치되어 있다.
상기 기어박스(3)에는 구동축(2a)(2b)으로부터 회전동력을 전달받는 복수의 회전축이 기어박스(3)에 회전가능하게 설치되는데, 상기 복수의 회전축들 중 좌,우측 회전축(3a)(3b)은 그 상,하단이 베어링구조에 의해 기어박스(3)의 상,하면에 회전가능하도록 지지된 상태로 설치되어 있으며, 상기 복수의 회전축 중 가운데에 형성되는 회전축은 상기 기어박스(3)의 상,하면에 베어링구조에 의하여 회전가능하도록 설치된 축수부(31)의 중심에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 설치되는 승강회전축(3c)으로 구성되어 있다.
상기 기어박스(3)의 내부 좌,우측에는 오거드라이브유닛(2)에 설치된 2개의 모터의 회전출력이 유성기어 감속기로부터 감속되어 회전하는 좌,우측 구동축(2a)(2b)가 각각 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기 좌,우측 구동축(2a)(2b) 사이에는 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 및 승강회전축(3c)이 위치하도록 설치되는데, 상기 좌측 회전축(3a)과 같이 회전하도록 회전축(3a)에 축착되는 연동기어(23)는 상기 좌측 구동축(2a)과 함께 회전하도록 설치된 좌측 구동기어(21)에 치합되어 있으며, 상기 우측 회전축(3b)과 같이 회전하도록 회전축(3b)에 축착되어 있는 연동기어(24)는 상기 우측 구동축(2b)에 설치되어 있는 우측 구동기어(22)에 치합되어 있으며, 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 사이에 설치된 승강회전축(3c)에 축착되어 있는 연동기어(25)에는 좌,우측 회전축(3a)(3b) 각각에 축착되어 있는 연동기어(23)(24) 각각에 맞물리는 2개의 아이들기어(25)(26)가 동시에 치합되는 구조로 구성되어 있다.
따라서 상기 기어박스(3)에 회전가능하게 설치되는 좌,우측 회전축(3a)(3b)과 승강회전축(3c)은 같은 방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 도 2의 도시와 같이 좌,우측 구동기어(21)(22)가 도면상 반시계방향으로 회전하게 될 때에는 좌,우측 회전축(3a)(3b)과 승강회전축(3c)은 모두 시계방향으로 회전하도록 구성되는 것이다.
상기 기어박스(3)에 회전가능하게 설치되는 좌,우측 회전축(3a)(3b) 각각 상단은 기어박스(3)의 상면으로 돌출되어 있으며, 또한 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 각각의 상단에는 시멘트풀을 공급하기 위한 스위벨(4a)(4b)이 각각 설치되어 있다.
또한 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 각각의 하단은 기어박스(3)의 하면에서 하향으로 돌출되어 있으며, 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b)의 하단에는 공압 및 약품을 공급하기 위한 멀티스위벨(5a)(5b)이 각각 설치되어 있다.
상기 승강회전축(3c)은 기어박스(3)의 상,하면에 회전가능하게 설치되어 있는 축수부(31)에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 삽입 설치되어 있는데, 상기 승강회전축(3c)과 축수부(31)는 같이 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 상기 승강회전축(3c)은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 육각형 단면구조로 형성되어 있으며, 또한 상기 축수부(31)의 중심에는 육각형 단면구조로 된 승강회전축(3c)이 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되는 육각형 구조의 내면으로 된 슬라이드 삽입공(32)이 형성되어 있다.
또한 상기 승강회전축(3c) 및 슬라이드 삽입공(32)은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 육각형의 단면구조로 슬라이드 가능하게 형성되어 있거나 또는 도면에 도시하지 않았지만 스플라인 구조로 슬라이드 가능하게 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 승강회전축(3c)의 상단에는 상향을 향해 일정 높이로 수직연장부(33)가 형성되어 있으며, 상기 수직연장부(33)의 상단에는 시멘트풀을 공급하기 위한 스위벨(4c)이 설치되어 있으며, 상기 수직연장부(33)는 승강회전축(3c)보다 작은 직경으로 형성되어 있다.(도 2 참조)
또한 상기 승강회전축(3c)의 상단에는 고정테두리(34)가 형성되어 있는데, 상기 승강회전축(3c)의 상단과 고정테두리(34) 사이에는 베어링(부호 생략)이 개재되어 있으므로 상기 승강회전축(3c)이 회전하게 되더라도 상기 고정테두리(34)는 회전하지 않도록 구성되어 있다.
상기 기어박스(3)의 상면에는 좌,우측 회전축(3a)(3b)의 사이에 설치되는 하나 이상의 승강회전축(3c)을 상,하 일정 높이로 승강작동시키기 위한 유압장치(6)가 형성되어 있으며, 상기 유압장치(6)는 하나 이상의 승강회전축(3c)을 똑바르게 승강작동시킬 수 있도록 하기 위하여 상기 승강회전축(3c)을 기준하여 그 좌,우측에 위치하도록 기어박스(3)의 상면에 하단이 고정된 채 수직상으로 설치되어 있는 복수의 실린더(61) 및 상기 복수의 실린더(61) 각각의 상단에서 출몰작동하는 복수의 피스톤로드(62)로 구성되어 있다.
또한 상기 유압장치(6)는 복수의 실린더(61)의 상단으로 출몰하는 복수의 피스톤로드(62) 각각의 선단(도면상 상단)은 승강회전축(3c)의 상단을 감싸도록 설치된 고정테두리(34)에 결합된 상태로 연결되어 있다.
따라서 상기 유압장치(6)가 작동하여 복수의 실린더(61)에 출몰가능하게 장착되어 있는 복수의 피스톤로드(62)가 출현작동 내지 몰입작동함에 따라 승강회전축(3c)이 상,하 일정 간격으로 승강이동하게 되는 것이다.
한편, 상기 기어박스(3)의 하면으로 돌출된 좌,우측 회전축(3a)(3b) 및 승강회전축(3c) 각각의 하단에는 수조인트(35)가 하나씩 형성되어 있으며, 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 및 승강회전축(3c) 각각의 하단에 하나씩 형성된 수조인트(35) 각각에는 연결로드(7a)(7b)(7c) 각각의 상단에 형성된 암조인트(부호 생략)가 연결 조립되는 것이다.
그리고, 상기 기어박스(3)의 하면에 돌출되어 있는 좌,우측 회전축(3a)(3b) 및 승강회전축(3c) 각각의 하단에 연결되는 복수의 연결로드(7a)(7b)(7c)의 각 하단에는 지반을 굴착하는 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c)가 연결되는데, 상기 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c)들 중 좌,우측 회전축(3a)(3b)에 연결되는 좌,우측 굴착로드(8a)(8b)에는 나선상으로 형성된 스크류날개(81)가 형성되어 있는 반면에, 상기 승강회전축(3c)에 연결되는 가운데의 굴착로드(8c) 외주에는 스크류날개가 없는 밋밋한 구조로 형성되어 있으며, 또한 상기 좌,우측 굴착로드(8a)(8b) 각각의 하단에 연결되어 있는 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)에도 스크류날개(81)가 형성되어 있다.
상기 복수의 굴착로드(8a)(8b) 및 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)에 형성되어 있는 스크류날개(81)에는 도 6의 도시와 같이 나선방향을 향해 일정 간격으로 절개홈(82)이 형성되어 있으며, 상기한 절개홈(82)은 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1) 각각의 하부측에 형성되어 있는 토출구(83)를 통해 토출되는 시멘트풀 및 토사는 상향으로 이송되지 않고 교반하는 작동을 하는 한편, 부서진 돌멩이나 자갈 및 토사덩어리는 절개홈(82)으로 빠져나가지 않고 스크류날개(81)를 따라 상향으로 이송 배출되게 하는 작용을 하게 되는 것이며, 상기 승강회전축(3c)에 연결되는 굴착로드(8c) 및 그 하단에 연결되어 있는 해머드릴로드(8c-1) 각각의 외주에는 스크류날개날개의 구성이 없는 밋밋한 구조로 형성되어 있다.
따라서 상기 좌,우측 회전축(3a)(3b) 및 승강회전축(3c) 각각에 연결되는 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c) 각각의 하단에 연결되는 좌,우측의 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1) 및 해머드릴로드(8c-1) 각각을 연결밴드(9)로 회전가능하게 묶어주게 되더라도 상기 승강회전축(3c)이 상,하 일정 간격으로 승강이동함에 따라 상기 해머드릴로드(8c)도 연결밴드(9)에 회전가능하게 구속된 상태에서 상,하로 승강이동할 수 있게 되는 것이다.
또한 상기 연결밴드(9)에 회전가능하게 묶여있는 좌,우측의 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1) 및 해머드릴로드(8c-1) 각각의 하단에는 지반을 굴착하는 오거헤드(84)가 형성되어 있으며, 상기한 해머드릴로드(8c-1)의 하단에는 지반을 타격하면서 회전하는 해머드릴비트(85)가 장착되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 지반굴착장치로서 지하에 지중 차수 연속벽을 구축하기 위해 지반을 굴착하거나 또는 지하에 일정 깊이의 파일공을 굴착하기 위해 연약지반을 굴착하게 될 때에는 지반굴착장치(1)의 기어박스(3) 상면에 설치되어 있는 유압장치(6)를 구성하고 있는 복수의 실린더(61) 각각의 피스톤로드(62)를 상향으로 출현작동시켜서 승강회전축(3c)이 도 1의 도시와 같이 기어박스(3)의 상면으로 일정 높이 상승작동된 상태에서는 상기 승강회전축(3c) 의 하단과 좌,우측 회전축(3a)(3b) 각각의 하단이 기어박스(3)의 하측으로 동일한 높이로 돌출된 상태를 유지하게 되며, 이때에는 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c)가 도 3의 도시와 같이 기존의 지반굴착장치에 설치되는 굴착로드들과 동일한 높이로 설치되어 지반을 굴착하게 된다.
그런데, 상기 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c)들이 도 3의 도시와 같이 설치된 상태로 연약한 지반을 굴착하는 도중에 단단한 지층을 굴착하게 될 때에는 단단한 지층의 굴착이 잘 이루어지지 않게 됨과 동시에 복수의 굴착로드(8a)(8b)(8c) 각각에 연결된 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1) 및 해머드릴로드(8c-1) 각각의 하단에 부하가 많이 걸리게 되는데, 이때에는 상기 기어박스(3)의 상면에 설치되어 있는 유압장치(6)를 작동시켜 복수의 실린더(61) 각각에 장착되어 있는 피스톤로드(62)를 몰입작동(하강작동)시켜서 승강회전축(3c)을 도 4의 도시와 같이 하향으로 일정 간격 하강시키게 되면, 이에 따라 상기 승강회전축(3c)의 하단에 연결되어 있는 굴착로드(8c) 및 해머드릴로드(8c-1)는 좌,우측 굴착로드(8a)(8b) 및 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)보다 승강회전축(3c)이 하강한 만큼 더 깊게 하강하면서 지반을 굴착하게 되는 것이다.
상기와 같이 상기 승강회전축(3c)이 하강한 만큼 해머드릴로드(8c-1)가 좌,우측 굴착로드(8a)(8b)에 연결되어 있는 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)보다 더 깊게 하강하면서 지반을 굴착하게 되는데, 이때에는 좌,우측 굴착로드(8a)(8b)의 하단에 연결되어 있는 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)는 상기 해머드릴로드(8c-1)가 굴착작동을 진행하고 있는 지층에서 들떠있는 상태가 되는 것이며, 이에 따라 상기 해머드릴로드(8c-1)만 굴착작동을 진행하는 상태가 되므로 오고드라이브유닛(2) 및 기어박스(3)의 하중이 해머드릴로드(8c-1)에 집중되므로 상기 해머드릴로드(8c-1)가 단단한 지층을 굴착하는 작동이 잘 이루어지게 되는 것이며, 또한 상기 승강회전축(3c)을 하강시키도록 작동하는 유압장치(6)는 승강회전축(3c)을 하향으로 일정 간격 하강시킨 후에는 곧바로 몰입작동(하강작동)되었던 피스톤로드(62)를 출현작동(상승작동)시켜서 상기 승강회전축(3c)을 원위치로 상승 복귀시키게 되므로, 이에 따라 상기 승강회전축(3c)이 하강한 만큼 하강하면서 지반을 굴착했던 해머드릴비트(84)가 상승하게 되면 상기 해머드릴비트(84)의 하측에는 빈 공간 즉, 동공(洞空)이 형성되는 것인데, 이와 같이 단단한 지층에 해머드릴로드(8c-1)의 굴착작동으로 지층에 동공이 형성되어 있을 경우에는 좌,우측 굴착로드(8a)(8b) 각각의 하단에 연결된 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)가 회전하면서 하강하는 굴착작동에 의한 압력에 의하여 지층이 동공 속으로 쉽게 붕괴되는 현상이 나타나게 되므로 지반 굴착작동 및 교반작동이 잘 이루어지게 되는 것이다.
한편, 상기 유압장치(6)는 승강회전축(3c)을 상,하로 승강시키는 작동이 자동으로 이루어지도록 조절할 수 있으므로, 지하에 지중 차수 연속벽을 구축하기 위해 지반을 굴착할 때 상기 유압장치(6)가 승강회전축(3c)을 자동으로 승강작동시키게 되면 지반굴착작동이 빠르게 진행될 수 있으므로 지중 차수 연속벽 구축공사의 공기를 단축할 수 있게 되는 것이다.
또한 상기 좌,우측 굴착로드(8a)(8b) 각각에 나선상으로 형성된 스크류날개(81)에 일정간격으로 형성되어 있는 절개홈(82)들은 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1) 각각의 하부측에 형성된 토출구(83)를 통해 토출되는 시멘트풀을 토사에 혼합시키는 교반작동을 수행하는 한편, 굴착되는 토사에 혼합되어 있는 돌멩이나 자갈 또는 토사덩어리 등은 상향으로 이송시켜 배출시키게 되므로 굴착되는 토사에 시멘트풀이 잘 혼합되도록 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 지반굴착장치는 지중 차수 연속벽을 구축하기 위하여 지반굴착공사를 할 때에는 기어박스(3) 상면에 설치된 유압장치(6)를 자동으로 작동시켜서 승강회전축(3c)을 일정 간격으로 승강작동시켜서 해머드릴로드(8c-1)가 상기 승강회전축(3c)이 하강하는 만큼 좌,우측 굴착로드(8a)(8b) 각각에 연결된 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)보다 더 깊게 하강하면서 지반을 굴착하게 되므로, 상기한 하단 굴착로드(8a-1)(8b-1)로 굴착하고자 하는 지층에 빈 공간(동공)이 형성되게 함으로써 지층을 쉽게 붕괴시키면서 굴착할 수 있게 되므로 지반굴착작업을 효율적으로 실행할 수 있도록 하는 특징이 있는 것이다.
1 : 지반굴착장치 2 : 오거드라이브유닛
2a,2b : 구동축 21.22 : 구동기어
23,24,25 : 연동기어 26,27 : 아이들기어
3 : 기어박스 3a,3b : 회전축
3c : 승강회전축 31 : 축수부
32 : 슬라이드 삽입공 33 : 수직연장부
34 : 고정테두리 35 : 수조인트
4a,4b,4c : 스위벨 5a,5b : 멀티스위벨
6 : 유압장치 61,62 : 실린더 및 피스톤로드
7a,7b,7c : 연결로드 8a,8b,8c : 굴착로드
8a-1,8b-1 : 하단 굴착로드 8c-1 : 해머드릴로드
81 : 스크류날개 82 : 절개홈
83 : 토출구 84 : 오거헤드
85 : 해머드릴비트

Claims (4)

  1. 지상이나 수면 위에 수직상으로 높게 고정 설치되어 있는 리더를 따라 상,하 수직방향으로 승강이동하도록 설치되는 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 위치하여 오거드라이브유닛으로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 연결 설치되는 기어박스와, 상기 기어박스의 하측으로 회전가능하게 돌출하도록 설치되어 있는 복수의 회전축과, 상기 복수의 회전축 각각에 수직상으로 다단 연결 설치되는 복수의 연결로드와, 상기 복수의 연결로드 각각의 하단에 연결 설치되는 복수의 굴착로드로 구성되어 있는 지반굴착장치에 있어서,
    상기 복수의 회전축들 중 선택된 하나 이상의 회전축은, 상기 오거드라이브유닛으로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 기어박스에 회전가능하게 설치된 축수부의 중심에 형성된 슬라이드 삽입공에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되어 상기 축수부와 같이 회전하도록 설치되어 있는 하나 이상의 승강회전축과;
    상기 승강회전축의 상단에서 상향으로 수직 형성되는 수직연장부와;
    상기 기어박스의 상면에 수직상으로 고정 설치되는 실린더와 상기 실린더의 상단으로 출몰가능하게 설치되어 상기 수직연장부가 회전가능하도록 수직연장부의 상단을 감싸도록 형성되어 있는 고정테두리에 선단이 연결되어 있는 피스톤로드로 구성되어 상기 승강회전축이 회전작동을 하는 상태에서도 상,하 일정 간격으로 승강작동시킬 수 있도록 형성되어 있는 유압장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어박스에 회전가능하게 장착된 축수부의 중심에 형성된 슬라이드 삽입공의 내면은 단면이 육각형으로 형성되어 있으며, 상기 축수부의 슬라이드 삽입공에 삽입되는 승강회전축의 외면은 슬라이드 삽입공에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 삽입됨과 동시에 상기 축수부로부터 회전력을 전달받아 축수부와 같이 회전할 수 있도록 육각형 단면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직연장부는 승강회전축의 육각형 단면보다 작은 직경으로 형성되어 있으며, 상기 승강회전축의 하단에 수직상으로 연결되어 굴착작동을 하는 굴착로드의 외부에는 스크류날개 및 막대날개가 형성되어 있지 아니한 밋밋한 구조로 형성된 채 상기 굴착로드의 하단에는 지층을 굴착하는 오거헤드와 드릴비트가 형성되어 있는 해머드릴로드가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 굴착로드는 그 외주에 나선상으로 형성된 스크류날개에 시멘트풀 및 잘게 부스러진 토사는 이송시키지 않고 교반작동으로 혼합시키면서 돌멩이나 자갈 및 토사덩어리는 스크류날개의 나선방향을 향해 상향으로 이송시킬 수 있도록 하는 절개홈이 일정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 굴착로드 자동 승강기능을 가진 지중 차수 연속벽 시공용 지반굴착장치.
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