KR101655326B1 - 원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법 - Google Patents

원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법 Download PDF

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Abstract

원통회전식 굴착기가 개시된다. 원통회전식 굴착기는, 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 원통회전식 굴착기로서, 전면 및 후면프레임으로 이루어지며, 각 프레임의 하부에는 이동바퀴가 장착된 본체부; 상기 본체부 전방에서 절삭비트에 의해 상기 강관 선단부를 굴착하는 원통부; 상기 원통부에 연결되어 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부; 및 상기 모터부에 결합되어 상기 원통부를 전,후 방향으로 이동시키는 실린더부; 및 상기 원통부에 내장되어 상기 원통부에 의해 컷팅된 코어의 전단부를 와이어쏘를 이용하여 수직하게 절삭하는 코어절삭부를 포함한다.

Description

원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법{CYLINDERICAL ROTARY EXCAVATOR AND EXCAVATION METHOD OF STEEL PIPE'S END USING THAT}
본 발명은 원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경질지반에서 경질지반의 외주면을 코어형태로 컷팅 후 원통부에 내장된 와이어쏘로 절단함으로써, 코어형태의 경질지반을 외부로 운반 및 배토할 수 있는 원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법에 관한 것이다.
종래의 풍화토나 연암 등 경질 지반에서의 강관추진은 내부굴착이 어려워 시공비용이 크게 발생할 뿐만 아니라, 막대한 공기가 소요된다.
이러한 경질지반의 출현 시, 종래의 강관 선단부에서의 굴착방법은, 강관 내에서 작업자가 직접 함마드릴 등의 소형 파쇄기를 사용하여 강관 전면부의 경질지반에 충격을 가해 일일이 파쇄하여 굴진하거나, 강관 막장부에 발파용 홀을 뚫고 발파용 홀에 폭약을 설치하고 발파하는 방식으로 굴진하였다. 또한, 다른 방식으로 강관 구경과 동일한 세미실드 장비를 선단부에 설치하여 강관을 압입하는 방식을 사용하였다.
그러나, 함마드릴을 이용한 인력파쇄방식은 협소한 공간내에서의 암반 굴착작업시 발생하는 분진으로 인한 작업환경이 극도로 나빠져 작업자의 건강에 악영향을 끼치게 되었으며, 장시간의 작업으로 인한 피로 누적으로 작업능률이 떨어져 공기지연이 발생한다는 문제점이 있었다.
또한, 폭약을 사용한 발파방식은 협소한 공간에서의 천공작업의 애로 및 폭양의 장약 발파 후 가스제거 등 공정이 복잡하고, 발파 시 진동이나 충격이 지반에 전달되어 도심지에서는 민원을 야기시킬 우려가 높을 뿐만 아니라 설계된 크기로 정밀하게 암반을 굴착할 수 없다는 단점이 있었다.
또한, 기계식 굴착방식인 세미실드 방식은 강관 선단부의 지반을 원판형태의 전면부 카타헤드를 모터로 회전시켜 강관 선단부의 지반을 잘게 부수고, 여기에 이수를 공급하여 후방으로 절삭토를 환류시켜 굴착하는 방식이다. 이러한 세미실드 방식은 암반을 정밀하게 굴진할 수 있으나, 맷돌을 회전시켜 분쇄하는 방식과 유사한 방식으로 지반을 굴진하는 것으로 지반의 암반강도가 높을 경우 효율이 급속히 떨어질 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 세미실드 방식은 장비의 가격이 매우 고가여서 경제성이 저하되며, 장비설치와 운영 및 지반조건에 따른 비트교환 등 고도의 전문성이 요구된다는 단점이 있었다.
이러한 세미실드 장비 대신에 또 다른 강관 내의 굴착방식으로 수평오거굴진방식이 있는데, 상기 장비는 지반이 토사인 경우 오거의 스크류를 이용하여 굴착토를 용이하게 배토할 수 있으나, 경질지반인 경우에는 오거 선단부 절삭 스크류에 의한 굴착이 거의 불가능할 뿐만 아니라 배토 또한 거의 불가능하다는 문제점이 다.
한편, 암석이나 콘크리트와 같이 단단한 피삭물을 절삭하는 방법으로 와이어 쏘가 활용되고 있다. 이와 관련하여, 등록특허 10-1508205호에는 '와이어 쏘를 이용한 터널 굴착을 위한 고정식 지그장치'가 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래 와이어 쏘를 이용한 터널 굴착을 위한 고정식 지그장치는, 터널 등을 시공하기 위하여 피삭물에 터널을 관통하는 진입공을 병렬로 천공하고 와이어 쏘가 감기는 풀리가 양단에 구비된 막대형 지그장치를 상기 진입공 내에 삽입하여 와이어 쏘를 가동하여 피삭물을 절단하는 작업을 수행하게 된다.
그러나, 종래 와이어 쏘를 이용한 터널 굴착을 위한 고정식 지그장치는, 피삭물의 상하부에 병렬로 다수의 진입공을 천공해야 하므로, 강관 선단부의 굴착방식에 적합하지 않았다. 또한, 상기 고정식 지그장치는 와이어 쏘를 이용하여 진입공 사이의 피삭물의 후단부를 연속적으로 절삭하는 방식으로, 터널길이 방향으로 각각 절삭된 피삭물의 배토 또한 매우 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 강관 선단부로부터 경질지반을 간편하게 굴착하고 내부 코아를 용이하게 제거함으로써, 굴착심도에 따른 한계를 극복할 수 있는, 원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법 제공을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 강관 내 인력굴착이나 세미실드 방식에 따른 문제를 해소하여, 작업성 및 경제성을 향상시키며 장비운영이 간편한, 원통회전식 굴착기 및 이를 이용한 강관 선단부 굴착방법 제공을 그 목적으로 한다.
상기 기술적과제를 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기는, 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 원통회전식 굴착기로서, 전면 및 후면프레임으로 이루어지며, 각 프레임의 하부에는 이동바퀴가 장착된 본체부; 상기 본체부 전방에서 절삭비트에 의해 상기 강관 선단부를 굴착하는 원통부; 상기 원통부에 연결되어 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부; 및 상기 모터부에 결합되어 상기 원통부를 전,후 방향으로 이동시키는 실린더부; 및 상기 원통부에 내장되어 상기 원통부에 의해 컷팅된 코어의 전단부를 와이어쏘를 이용하여 수직하게 절삭하는 코어절삭부를 포함하며,
상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고, 상기 코어절삭부는, 상기 원통부에 고정된 코어모터; 상기 와이어쏘의 타단부를 권취시키는 풀리;를 포함하며, 상기 코어모터의 구동에 의해 상기 와이어쏘는 상기 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하게 된다.
상기 기술적과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법은, 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 방법에 있어서, (a) 본체부의 하부에 이동바퀴가 장착되며, 상기 본체부의 상하부에 지지잭이 설치된 원통회전식 굴착기를 상기 강관 선단부로 이동시켜 상기 지지잭을 이용하여 상기 강관에 고정시키는 단계; (b) 상기 본체부에 형성된 실린더부에 의해 원통부 및 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부를 전방으로 압입하면서 상기 원통부를 회전시켜 상기 강관 선단부를 굴착하는 단계; (c) 상기 강관 선단부의 컷팅된 코어의 전단부를 상기 원통부에 내장된 코어절삭부 및 와이어쏘에 의해 수직하게 절삭하는 단계; 및 (d) 절삭된 코어를 상기 원통부에 실어 외부로 반출하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계에서, 상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고,
상기 (c) 단계에서, 상기 코어절삭부는 상기 원통부에 고정된 코어모터; 상기 와이어쏘의 타단을 권취시키는 풀리;를 포함하며, 상기 코어모터의 구동에 의해 상기 와이어쏘는 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하게 된다.
본 발명은 원주형태로 컷팅된 코어의 전방단부를 절삭함으로써, 강관 선단부로부터 경질지반을 간편하게 굴착하고 내부 코어를 용이하게 제거할 수 있다. 이에, 와이어쏘를 이용하여 진입공 사이의 피삭물의 후단부를 절삭함으로써 각각 절삭된 피삭물의 배토가 매우 어렵다는 종래기술의 문제점을 해결하며, 원통부의 굴착심도에 따른 한계를 극복할 수 있다.
또한, 본 발명은 코어를 용이하게 절삭함은 물론 절삭된 코어를 원통부에 담아 이동바퀴에 의해 원통회전식 굴착기를 강관의 외부로 용이하게 배출하여 배토할 수 있어, 작업성이 획기적으로 향상될 수 있으면서도 절삭비트의 교환작업이나 강관 내부에서 이루어지는 측량작업이나 추진관 선단부의 방향조정이 매우 용이하다.
도 1은 종래기술에 따른 와이어 쏘로 지반을 절삭하는 개념을 보여주는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 코어절삭부의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 코어절삭부의 제2 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착 개요도를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[원통회전식 굴착기]
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기(100)는, 본체부(110), 실린더부(120), 지지잭(130), 이동바퀴(140), 모터부(150), 원통부(160), 코어절삭부(170) 및 와이어쏘(180)를 포함한다.
본체부(110)는 실린더부(120) 및 모터부(150)를 지지하고, 이동바퀴(140)에 의해 원통부(160)를 전,후방으로 이동시키는 역할을 하는 것이다.
본체부(110)는 전면프레임(111), 후면프레임(113), 종방향빔(115)을 포함한다.
전면프레임(111)은 다수 개의 골조에 의해 형성되며, 모터부(150)가 인접하도록 배치된다. 전면프레임(111)의 하부에는 이동바퀴(140)이 배치되며, 상하부에는 지지잭(130)이 형성된다.
후면프레임(113)은 전면프레임(111)과 미리 설정된 간격으로 이격되도록 형성되며, 종방향빔(115)에 의해 전면프레임(111)과 연결되도록 형성된다. 후면프레임(113) 역시, 하부에는 이동바퀴(140)이 배치되며, 상하부에는 지지잭(130)이 형성된다.
종방향빔(115)은 전면프레임(111)과 후면프레임(113)을 연결시키는 것으로, I형 강재나 H형 강재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 종방향빔(115)의 상부플랜지에는 회전모터 연결부(153)의 'ㄷ'자 형상의 수평판(153b)이 결합하여, 모터부(150)가 상부플랜지에 의해 가이드 되어 전,후 방향으로 이동할 수 있도록 한다.
실린더부(120)는 모터부(150) 및 모터부(150)에 의해 연결된 원통부(160)를 전방 및 후방으로 이동시키는 역할을 한다. 실린더부(120)의 일단은 후면프레임(113)에 고정되고, 타단은 모터부(150)에 결합된다.
이에, 원통회전식 굴착기(100)가 강관의 선단부로 이동하여 강관벽면에 지지잭(130)에 의해 고정된 상태에서, 모터부(150)가 구동되고 이와 동시에 실린더부(120)에 유압이 가해지면서 원통부(160) 및 모터부(150)가 전방으로 천천히 이동함으로써 경질지반의 굴착이 이루어진다.
지지잭(130)은 전면 및 후면프레임(111,113)의 상,하부에 각각 설치되는 것으로, 원통회전식 굴착기(100)를 강관의 벽면에 고정시키는 것이다. 지지잭(130)은 나사 결합에 의해 높이를 조절할 수 있는 통상의 것이 사용될 수 있다.
이동바퀴(140)는 각 전면 및 후면프레임(111,113)의 하부에 설치되는 것으로, 원통회전식 굴착기(100)를 전,후 방향으로 이동시키는 것이다. 이동바퀴(140)는 수동으로 구동할 수 있으나, 바람직하게는 사용자의 조작에 의해 자동으로 구동되어 굴착 및 배토를 위해 전,후 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 지지잭(130)을 사이에 두고 두 개의 이동바퀴(140)가 설치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
모터부(150)는 원통부(160)와 연결되어, 원통부(160)에 회전동력을 부여하는 것이다. 모터부(150)는 모터부 본체(151), 회전모터 연결부(153), 회전축(155)을 포함한다.
모터부 본체(151)는 회전모터로서, 원통부(160)에 회전동력을 부여하는 것이다. 모터부 본체(151)의 양 측에는 회전모터 연결부(153)이 결합되고, 전방에는 회전축(155)이 형성되어 원통부(160)와 연결된다.
회전모터 연결부(153)는 모터부 본체(151)를 실린더부(120)와 연결하는 것으로, 수직판(153a)과 수평판(153b)을 포함한다.
수직판(153a)은 모터부 본체(151)의 양 측면에 고정결합하며, 수직판(153a)의 소정의 위치에는 실린더부(120)의 타단이 결합된다. 수직판(153a)의 하단에는 수평판(153b)이 결합된다.
수평판(153b)은 'ㄷ'자 형상으로 형성되어 종방향빔(115)의 상부 플랜지에 결합된다. 즉, 종방향빔(115)의 상부 플랜지는 수평판(153b)의 측단에 삽입된다. 이에, 수평판(153b)은 실린더부(120)의 동작에 의해 종방향빔(115)의 상부 플랜지에 가이드되어 전,후 방향으로 이동함으로써, 모터부(150) 및 모터부(150)에 의해 연결된 원통부(160)를 전,후 방향으로 이동시킬 수 있다.
회전축(155)은 모터부(150)의 전방에 형성되어, 모터부(150)와 원통부(160)를 연결하는 것이다. 이에, 모터부(150)의 회전동력이 원통부(160)로 전달되어 원통부(160)가 회전하여 경질지반을 굴착하게 된다.
원통부(160)는 모터부(150)의 회전동력에 의해 회전하면서 경질지반을 굴착하는 것이다. 원통부(160)는 원통부 본체(161), 막음판(162), 절삭비트(163), 고정부(165), 전환고정부(167) 및 임시고정부(169)를 포함한다.
원통부 본체(161)는 원통부(160)의 외형을 형성하는 것으로서, 일단이 폐쇄된 원기둥 형상으로 미리 설정된 지름과 길이로 형성된다. 원통부 본체(161)는 컷팅된 코어를 수용하며, 코어절삭부(170) 및 와이어쏘(180)에 의해 절삭된 코어를 실어 외부로 반출한다.
원통부 본체(161)의 후방 일단에는 막음판(162)이 형성되어 원통부 본체(161)의 일단을 폐쇄하고, 원통부 본체(161)의 전방 타단에는 절삭비트(163)가 외주면을 따라 형성된다.
막음판(162)은 원통부 본체(161)의 후방을 폐쇄하는 것으로, 막음판(162)의 외면에는 모터부(150)의 회전축(155)가 고정결합된다. 또한, 막음판(162)의 내면에는 코어절삭부(170)가 형성된다.
컷팅되어 수직으로 절삭된 코어는 원통부 본체(161)의 전방 타단으로부터 미리 설정된 길이로 형성되며, 막음판(162)으로부터 미리 설정된 길이로 코어가 이격되도록 형성할 수 있다. 이에 코어절삭부(170)의 부품들이 손상되지 않으며, 바람직하게는 코어절삭부(170)는 하우징(미도시)에 의해 보호될 수 있다.
고정부(165)는 와이어쏘(180)의 일단을 고정하는 것이다. 고정부(165)는 원통부 본체(161) 전방의 일측 내면에 형성된다.
전환고정부(167)는 고리형상으로 형성되어 와이어쏘(180)의 연장방향을 전환하는 것이다. 전환고정부(167)는 원통부 본체(161)의 전방의 원주의 직경에 대하여 고정부(165)와 반대되는 위치에 형성될 수 있다. 이에, 와이어쏘(180)는 원통부 본체(161)의 전방에서 원주방향으로 연장되다가 전환고정부(167)에 의해 원통부 본체(161)의 후방으로 방향이 전환된다.
한편, 와이어쏘(180)는 전환고정부(167)를 지나 원통부 본체(161)의 내면을 따라 원통부 본체(161)의 길이방향으로 막음판(162) 근방까지 연장되다가, 소정의 위치에서 내측 전환고정부(미도시)에 의해 코어절삭부(170)로 연장될 수 있다.
임시고정부(169)는 와이어쏘(180)를 아치나 반원 형태로 원통부 본체(161)의 전방 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 것이다. 임시고정부(169)는 'X'자 연결고리로 다수개로 형성되어, 와이어쏘(169)의 위치를 임시고정한다.
[와이어쏘의 제1 실시예]
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 나타내는 단면도이며, 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 코어절삭부의 제1 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 코어절삭부(170)는 원통부(160)에 내장되며, 원통부(160)에 의해 컷팅된 코어의 전단부를 와이어쏘(180)를 이용하여 수직한 방향으로 절삭하도록 하는 것이다.
코어절삭부(170)는 코어모터(171), 모터기어(172), 풀리기어(173), 풀리(175)를 포함한다.
코어모터(171)는 풀리(175)에 동력을 전달하여, 와이어쏘(180)를 감거나 풀어 주는 것이다. 코어모터(171)는 막음판(162)의 내면에 형성되되, 회전축(155)의 중심과 일치하도록 형성될 수 있다.
코어모터(171)의 동력은 모터기어(172) 및 모터기어(172)와 결합하는 풀리기어(173)에 의해 풀리(175)로 전달될 수 있다.
풀리(175)는 와이어쏘(180)의 타단이 고정되어, 와이어쏘(180)의 타단부를 권취시키는 것이다. 이에, 코어모터(171)의 구동에 의해 풀리(175)가 회전하여 와이어쏘(180)가 긴장되면, 와이어쏘(180)는 임시고정부(169)로부터 방출되게 된다. 이후, 방출되어 코어의 외주면에 밀착된 와이어쏘(180)는 원통부(160)와 함께 회전하여, 코어를 수직하게 절삭하게 된다.
[코어절삭부의 제2 실시예]
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 코어절삭부의 제2 실시예를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 실시예에 따른 코어절삭부의 제2 실시예는 코어절삭부의 제1 실시예와 대부분의 구성이 유사하다. 이에 코어절삭부의 제2 실시예는 코어절삭부의 제1 실시예와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
도 4b를 참조하면, 코어절삭부(190)는 회전부(191), 고정핀(193), 회전축(195), 스프링(197)을 포함한다.
회전부(191)는 막음판(162)의 내면의 소정의 위치에 형성된 회전축(195)을 중심으로 회전가능하게 결합되는 것이다. 회전부(191)는 핀이나 판형으로 형성될 수 있다.
회전부(191)의 일단에는 와이어쏘(180)의 타단이 고정되며, 회전부(191)의 타단에는 스프링(197)이 연결된다. 또한, 회전부의 일단의 인접하여 회전부(191)의 회전을 임시적으로 고정시키는 고정핀(193)이 막음판(162)에 이동가능하도록 형성된다.
이에, 고정핀(193)의 후방이동에 의해 회전부(191)의 고정이 제거되며, 회전부(191)의 타단의 스프링(197)의 스프링력에 의해 회전부(191)가 반시계방향으로 회전하게 된다. 이에 따라, 와이어쏘(180)는 임시고정부(169)로부터 방출되어 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 원통부(160)와 함께 회전하는 와이어쏘(180)에 의해 코어를 수직하게 절삭할 수 있다.
이에, 본 발명은 원주형태로 컷팅된 코어의 전방단부를 절삭함으로써, 강관 선단부로부터 경질지반을 간편하게 굴착하고 내부 코어를 용이하게 제거할 수 있다. 이에, 와이어쏘를 이용하여 진입공 사이의 피삭물의 후단부를 절삭함으로써 배토가 매우 어렵다는 종래기술의 문제점을 해결하며, 원통부의 굴착심도에 따른 한계를 극복할 수 있다.
또한, 본 발명은 코어를 용이하게 절삭함은 물론 절삭된 코어를 원통부에 담아 이동바퀴에 의해 원통회전식 굴착기를 강관의 외부로 용이하게 배출하여 배토할 수 있어, 작업성이 획기적으로 향상될 수 있으면서도 절삭비트의 교환작업이나 강관 내부에서 이루어지는 측량작업이나 추진관 선단부의 방향조정이 매우 용이하다.
[원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법을 나타내는 순서도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착 개요도를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법은,
먼저, 본체부(110)의 하부에 이동바퀴(140)가 장착되며, 상기 본체부(110)의 상하부에 지지잭(130)이 설치된 원통회전식 굴착기를 상기 강관 선단부로 이동시켜 상기 지지잭(130)을 이용하여 상기 강관에 고정시키게 된다(S01).
이후, 상기 본체부(110)에 형성된 실린더부(120)에 의해 원통부(160) 및 상기 원통부(160)에 회전동력을 부여하는 모터부(150)를 전방으로 압입하면서 상기 원통부(160)를 회전시켜 상기 강관 선단부를 굴착하게 된다.
이후, 강관 선단부의 컷팅된 코어의 전단부를 상기 원통부(160)에 내장된 코어절삭부(170,190) 및 와이어쏘(180)에 의해 수직하게 절삭하게 된다.
이 경우, 코어절삭부(170)는, 상기 원통부(160)에 고정된 코어모터(171); 상기 와이어쏘(180)의 타단을 권취시키는 풀리(175);를 포함하며, 상기 코어모터(171)의 구동에 의해 상기 와이어쏘(180)는 임시고정부(169)로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부(160)와 함께 회전하는 와이어쏘(180)에 의해 상기 코어를 절삭하게 된다.
또한, 다른 실시예로서 코어절삭부(190)는, 상기 원통부(160)에 고정된 축으로부터 회전하는 회전부(191); 상기 회전부(191)의 일단에 연결된 스프링(197); 및 상기 회전부(191)를 임시 고정하는 고정핀(193);을 포함하며, 상기 고정핀(193)의 후방이동에 의해 상기 회전부(191)를 회전시킴으로써 상기 와이어쏘(180)는 임시고정부(169)로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부(160)와 함께 회전하는 와이어쏘(180)에 의해 상기 코어를 절삭하게 된다.
이후, 절삭된 코어를 원통부(160)에 실어 강관의 외부로 반출하게 된다.
이에, 본 발명은 원주형태로 컷팅된 코어의 전방단부를 절삭함으로써, 강관 선단부로부터 경질지반을 간편하게 굴착하고 내부 코어를 용이하게 제거할 수 있다. 이에, 와이어쏘를 이용하여 진입공 사이의 피삭물의 후단부를 절삭함으로써 배토가 매우 어렵다는 종래기술의 문제점을 해결하며, 원통부의 굴착심도에 따른 한계를 극복할 수 있다.
또한, 본 발명은 코어를 용이하게 절삭함은 물론 절삭된 코어를 원통부에 담아 이동바퀴에 의해 원통회전식 굴착기를 강관의 외부로 용이하게 배출하여 배토할 수 있어, 작업성이 획기적으로 향상될 수 있으면서도 절삭비트의 교환작업이나 강관 내부에서 이루어지는 측량작업이나 추진관 선단부의 방향조정이 매우 용이하다.
전술한 본 발명의 설명의 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분사된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 원통회전식 굴착기
110: 본체부
120: 실린더부
130: 지지잭
140: 이동바퀴
150: 모터부
160: 원통부
170: 코어절삭부
180: 와이어쏘
190: 코어절삭부

Claims (8)

  1. 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 원통회전식 굴착기로서,
    전면 및 후면프레임으로 이루어지며, 각 프레임의 하부에는 이동바퀴가 장착된 본체부;
    상기 본체부 전방에서 절삭비트에 의해 상기 강관 선단부를 굴착하는 원통부;
    상기 원통부에 연결되어 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부;
    상기 모터부에 결합되어 상기 원통부를 전,후 방향으로 이동시키는 실린더부; 및
    상기 원통부에 내장되어 상기 원통부에 의해 컷팅된 코어의 전단부를 와이어쏘를 이용하여 수직하게 절삭하는 코어절삭부;를 포함하며,
    상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고,
    상기 코어절삭부는 상기 원통부에 고정된 코어모터; 상기 와이어쏘의 타단부를 권취시키는 풀리;를 포함하며, 상기 코어모터의 구동에 의해 상기 와이어쏘는 상기 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하는 것을 특징으로 원통회전식 굴착기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 원통회전식 굴착기로서, 전면 및 후면프레임으로 이루어지며, 각 프레임의 하부에는 이동바퀴가 장착된 본체부; 상기 본체부 전방에서 절삭비트에 의해 상기 강관 선단부를 굴착하는 원통부; 상기 원통부에 연결되어 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부; 상기 모터부에 결합되어 상기 원통부를 전,후 방향으로 이동시키는 실린더부; 및 상기 원통부에 내장되어 상기 원통부에 의해 컷팅된 코어의 전단부를 와이어쏘를 이용하여 수직하게 절삭하는 코어절삭부;를 포함하며,
    상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고,
    상기 코어절삭부는 상기 원통부에 고정된 축으로부터 회전하는 회전부; 상기 회전부의 일단에 연결된 스프링; 및 상기 회전부를 임시 고정하는 고정핀;을 포함하며, 상기 고정핀의 후방이동에 의해 상기 회전부를 회전시킴으로써 상기 와이어쏘는 상기 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하는 것을 특징으로 원통회전식 굴착기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전면 및 후면프레임의 상하부에는 상기 본체부를 상기 강관 내에 고정시키는 지지잭을 포함하는 것을 특징으로 하는 원통회전식 굴착기.
  6. 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 방법에 있어서,
    (a) 본체부의 하부에 이동바퀴가 장착되며, 상기 본체부의 상하부에 지지잭이 설치된 원통회전식 굴착기를 상기 강관 선단부로 이동시켜 상기 지지잭을 이용하여 상기 강관에 고정시키는 단계;
    (b) 상기 본체부에 형성된 실린더부에 의해 원통부 및 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부를 전방으로 압입하면서 상기 원통부를 회전시켜 상기 강관 선단부를 굴착하는 단계; 및
    (c) 상기 강관 선단부의 컷팅된 코어의 전단부를 상기 원통부에 내장된 코어절삭부 및 와이어쏘에 의해 수직하게 절삭하는 단계;
    (d) 절삭된 코어를 상기 원통부에 실어 외부로 반출하는 단계;를 포함하며,
    상기 (b) 단계에서, 상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고,
    상기 (c) 단계에서, 상기 코어절삭부는 상기 원통부에 고정된 코어모터; 상기 와이어쏘의 타단을 권취시키는 풀리;를 포함하며, 상기 코어모터의 구동에 의해 상기 와이어쏘는 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하는 것을 특징으로 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법.
  7. 삭제
  8. 절삭비트를 이용하여 강관 선단부를 굴착하는 방법에 있어서,
    (a) 본체부의 하부에 이동바퀴가 장착되며, 상기 본체부의 상하부에 지지잭이 설치된 원통회전식 굴착기를 상기 강관 선단부로 이동시켜 상기 지지잭을 이용하여 상기 강관에 고정시키는 단계;
    (b) 상기 본체부에 형성된 실린더부에 의해 원통부 및 상기 원통부에 회전동력을 부여하는 모터부를 전방으로 압입하면서 상기 원통부를 회전시켜 상기 강관 선단부를 굴착하는 단계; 및
    (c) 상기 강관 선단부의 컷팅된 코어의 전단부를 상기 원통부에 내장된 코어절삭부 및 와이어쏘에 의해 수직하게 절삭하는 단계;
    (d) 절삭된 코어를 상기 원통부에 실어 외부로 반출하는 단계;를 포함하며,
    상기 (b) 단계에서, 상기 원통부는 상기 와이어쏘의 일단을 고정시키는 고정부; 및 상기 와이어쏘를 아치형태로 상기 원통부의 원주의 내면을 따라 임시 고정시키는 다수 개의 임시고정부;를 포함하고,
    상기 (c) 단계에서, 상기 코어절삭부는 상기 원통부에 고정된 축으로부터 회전하는 회전부; 상기 회전부의 일단에 연결된 스프링; 및 상기 회전부를 임시 고정하는 고정핀;을 포함하며, 상기 고정핀의 후방이동에 의해 상기 회전부를 회전시킴으로써 상기 와이어쏘는 임시고정부로부터 방출되어 상기 코어의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 원통부와 함께 회전하는 와이어쏘에 의해 상기 코어를 절삭하는 것을 특징으로 원통회전식 굴착기를 이용한 강관 선단부 굴착방법.

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