KR101699448B1 - 토사천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토사천공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소음, 진동, 파편 비산 등의 문제가 발생하지 않아 도심에서도 적용할 수 있는 토사천공장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 토사천공장치는 암반에 형성된 파쇄구멍에 삽입되고, 일 측에서 타 측으로 연장될수록 단면적이 확장되게 형성된 앵커부와; 앵커부를 감싸도록 앵커부의 외측에 결합되어 앵커부와 함께 파쇄구멍에 대응되는 크기로 형성되고, 앵커부를 파쇄구멍으로부터 인출시킬 때 앵커부에 의해 파쇄구멍의 반경 방향으로 가압되는 복수의 분할부재를 포함하는 쐐기부와; 파쇄구멍으로부터 쐐기부가 인출되는 것은 저지하면서, 파쇄구멍으로부터 앵커부만을 소정길이 인출시킬 수 있도록 된 인출부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 토사천공장치는 파편의 비산, 소음, 진동 발생이 없어 도심에서 유용하게 활용할 수 있고, 유압식 할암 공법을 적용함으로써 파쇄 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

토사천공장치{Soil drilling equipment}

본 발명은 토사천공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천공시 토사 내에 있는 호박돌 또는 암반의 파쇄시 소음, 진동, 파편 비산 등의 문제가 발생하지 않아 도심에서도 적용할 수 있는 토사천공장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설 및 토목 공사는 국가의 기간산업으로서, 산업이 발달함에 따라 공사의 규모나 횟수가 많이 증가하고 있으며, 이러한 건설 및 토목 공사를 수행하기 위한 기초 공사로서 암반을 파쇄하는 작업 공사 현장에서 가장 빈번히 행해지는 작업중의 하나이다.

이러한 암반 파쇄작업은 화약을 여러 군데 설치한 후 순간적인 시차를 두어 거의 동시 다발적으로 발파하는 다발식 발파공법, 화약을 순차적으로 발파하는 단발식 발파공법, 굴삭기 등의 중장비를 이용하여 파쇄하는 공법이 있다.

이들 중 다발식 발파공법은 시간과 인력을 대폭 감축함으로써 경제성이 뛰어난 장점이 있는 반면, 암판 파쇄시 엄청난 지반의 소음, 진동 및 폭풍압을 유발함은 물론 파쇄되는 암반이 비산되면서 주변의 건물이나 차량을 손상시키고, 인근 작업자 또는 행인이나 가축까지 손상을 입히는 등의 심각한 문제가 있다.

그리고, 단발식 발파공법은 소음, 진동 및 폭풍압이 적고, 주변의 건물이나 차량, 행인, 가축 등에게 손상을 주는 것을 방지하는 장점이 있는 반면, 단발식으로 발파함에 따라 발파작업시 발생하는 강력한 폭발력이 주변의 다른 발파공으로 그대로 전달됨으로써 해당 발파공의 도화선을 손상시키는 결과를 초래하여 발파작업이 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 있다.

또한, 상기와 같은 발파식 공법은 발파에 따른 진동과 발파음으로 인하여 인근 건축물이나 기타 시설에 균열을 일으키므로 도심지의 건물을 건축하는 과정에서는 화약을 이용한 암반 파쇄공법은 환경적인 제약이 큰 문제가 있다.

마지막으로 굴삭기 등의 중장비를 이용하여 파쇄하는 공법은 단단한 암의 파쇄가 어렵고, 상대적으로 강도가 약한 연암을 파쇄하는데 이용되며, 파쇄를 위한 암반의 면적이 넓은 경우 효율이 떨어지는 문제가 있다.

특히, 도심지역에서 중장비를 이용하여 암반을 파쇄하는 경우, 소음과 분진이 심하게 발생하는 문제가 있고, 중장비를 이용한 파쇄작업 시 진동이 붐과 천공장비의 연결부위로 전달되면서 소음이 증폭됨으로써 공사장 주위에 주민으로부터 민원이 발생하는 문제가 있다.

KR 10-1999-0048646 A KR 10-1596636 B1 KR 10-1424789 B1

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 천공시 토사 내에 있는 호박돌 또는 암반의 파쇄시 유압식 할암 공법의 장점인 저소음을 유지하면서도 파쇄 효율을 향상시킬 수 있는 토사천공장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토사천공장치는 암반에 형성된 파쇄구멍에 삽입되고, 일 측에서 타 측으로 연장될수록 단면적이 확장되게 형성된 앵커부와; 상기 앵커부를 감싸도록 상기 앵커부의 외측에 결합되어 상기 앵커부와 함께 상기 파쇄구멍에 대응되는 크기로 형성되고, 상기 앵커부를 상기 파쇄구멍으로부터 인출시킬 때 상기 앵커부에 의해 상기 파쇄구멍의 반경 방향으로 가압되는 복수의 분할부재를 포함하는 쐐기부와; 상기 파쇄구멍으로부터 상기 쐐기부가 인출되는 것은 저지하면서, 상기 파쇄구멍으로부터 상기 앵커부만을 소정길이 인출시킬 수 있도록 된 인출부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 인출부는 상기 앵커부의 일 측 단부로부터 소정길이 연장된 로드부와, 상기 로드부와 상기 앵커부가 통과할 수 있게 중앙에 긴 장공형태인 제1통과구멍이 형성되고, 상기 앵커부의 상승시 상기 앵커부와 함께 상기 쐐기부가 상기 파쇄구멍으로부터 인출되는 것을 저지할 수 있도록 상기 쐐기부의 단부에 간섭되는 제1지지판부와, 상기 제1지지판부로부터 소정거리 이격되게 배치되고, 상기 제1지지판부의 제1통과구멍과 대응되는 위치에 상기 로드부가 통과할 수 있게 제2통과구멍이 형성되며, 상기 로드부의 단부가 결합되는 제2지지판부와, 상기 제1지지판부와 상기 제2지지판부 사이에 설치되어 상기 제1지지판부와 상기 제2지지판부를 이격시키거나 근접시킬 수 있게 된 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 앵커부에는 상기 앵커부의 외주면으로부터 소정길이 돌출되고 상기 앵커부의 길이방향을 따라 연장된 안내돌기가 형성되고, 상기 쐐기부에는 상기 안내돌기가 삽입될 수 있도록 상기 앵커부의 외주면에 대향되는 상기 쐐기부의 일 면으로부터 소정깊이 인입되고, 상기 쐐기부의 길이방향을 따라 연장된 안내홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 앵커부에 대해 상기 분할부재들을 가결합시키기 위한 가결합부;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 토사천공장치는 파편의 비산, 소음, 진동 발생이 없어 도심에서 유용하게 활용할 수 있고, 유압식 할암 공법을 적용함으로써 파쇄 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토사천공장치가 암반에 형성된 파쇄구멍에 설치된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 토사천공장치의 분리사시도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 토사천공장치의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 토사천공장치의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 파쇄뭉치의 다른 실시 예를 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토사천공장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 토사천공장치(1)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 토사천공장치(1)는 앵커부(10)와, 쐐기부(20)와, 인출부(40)를 구비한다.

상기 앵커부(10)는 암반에 형성된 파쇄구멍(H)에 삽입되는 것으로서, 파쇄구멍(H)의 입구 부분에 위치하는 일 측에서 파쇄구멍(H)의 끝 부분에 위치하는 타 측으로 연장될수록 단면적이 확장되게 형성되어 있다. 상기 앵커부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 하부가 넓고 상부는 좁은 사다리꼴 형태로 형성될 수도 있으나, 이와 다르게 상측 일부가 제거된 원뿔, 삼각뿔, 사각뿔 형상으로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 앵커부(10)는 파쇄구멍(H)으로 용이하게 삽입할 수 있도록 파쇄구멍(H)의 크기보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 쐐기부(20)는 앵커부(10)를 감싸도록 가결합부(100)에 의해 앵커부(10)의 외측에 밀착되게 결합되는 복수의 분할부재(21, 22)를 포함한다. 상기 쐐기부(20)는 후술하는 인출부(40)를 통해 앵커부(10)를 파쇄구멍(H)으로부터 인출시킬 때, 앵커부(10)에 의해 파쇄구멍(H)의 반경 방향으로 가압 및 일정거리 이동하면서 암반을 깨거나 암반에 크랙을 발생시키도록 되어 있다.

상기 분할부재(21, 22)들은 앵커부(10)와는 반대로 파쇄구멍(H)의 입구 부분에 위치하는 일 측으로부터 파쇄구멍(H)의 끝 부분에 위치하는 타 측으로 연장될수록 단면적이 감소하도록 형성되어 있다.

상기 분할부재(21, 22)들은 앵커부(10)와 함께 파쇄구멍(H)에 대응되는 크기의 파쇄뭉치(30)를 형성하며, 앵커부(10)와 분할부재(21, 22)들에 의해 형성되는 파쇄뭉치(30)는 그 외형이 파쇄구멍(H)의 형상 및 크기와 대응되는 형상 및 크기를 가진다.

도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 분할부재(21, 22)의 외주면에는 앵커부(10)를 파쇄구멍(H)으로부터 인출할 때, 앵커부(10)와 함께 파쇄구멍(H)으로부터 인출되는 것을 방지할 수 있도록 앵커부(10)에 의해 파쇄구멍(H)의 반경 방향으로 가압되면서 파쇄구멍(H)의 내주면에 마찰 또는 걸리도록 소정길이 돌출되는 요철부가 더 형성될 수 있다.

한편, 상기 쐐기부(20)는 가결합부(100)에 의해 앵커부(10)에 가결합된 상태로 파쇄구멍(H)으로 삽입되는데, 상기 가결합부(100)는 길이 신축이 가능하고 탄성을 가지도록 스프링으로 구성할 수 있다. 가결합부(100)를 이용하기 위해 쐐기부(20)의 외주면에는 스프링이 일정부분 삽입될 수 있도록 가장자리를 따라 홈부(25)가 연장되어 있다.

상기 가결합부(100)를 이용하여 앵커부(10)에 분할부재(21, 22)들을 가결합시키는 방법은 복수의 분할부재(21, 22)를 앵커부(10)에 밀착되게 배치한 뒤, 홈부(25)를 따라 스프링을 삽입하고, 분할부재(21, 22)들이 앵커부(10)로부터 떨어지지 않도록 스프링의 단부를 체결하여 가결합시킨다. 상기 스프링은 앵커부(10)를 인출하는 과정에서 앵커부(10)에 의해 분할부재(21, 22)들이 벌어질 수 있도록 길이가 신장된다.

상기 인출부(40)는 파쇄구멍(H)으로부터 쐐기부(20)가 인출되는 것은 저지하면서, 파쇄구멍(H)으로부터 앵커부(10)만을 소정길이 인출시킬 수 있도록 된 것으로서 로드부(50)와, 제1지지판부(60)와, 제2지지판부(70)와, 액추에이터(80) 및 구동제어부를 포함한다.

상기 로드부(50)는 앵커부(10)의 일 측 단부로부터 소정길이 연장되고, 앵커부(10)로부터 먼 측의 단부에는 제2지지판부(70)에 로드부(50)를 결합시키기 위한 너트부(90)를 나사결합시킬 수 있도록 나사부(51)가 형성되어 있다.

상기 제1지지판부(60)는 로드부(50) 및 앵커부(10)의 일 측이 일부분 통과할 수 있게 중앙에 앵커부(10)의 단면 형상과 대응되는 형상의 제1통과구멍(61)이 형성되고, 앵커부(10)의 상승시 앵커부(10)와 함께 쐐기부(20)가 파쇄구멍(H)으로부터 인출되는 것을 저지 또는 차단할 수 있도록 쐐기부(20)의 단부에 간섭되게 형성되어 있다. 상기 제1통과구멍(61)은 앵커부(10)의 상측 일부만 통과할 수 있을 정도의 크기로 형성된다.

상기 제2지지판부(70)는 액추에이터(80)에 의해 제1지지판부(60)로부터 소정거리 이격되게 배치되고, 제1지지판부(60)의 제1통과구멍(61)과 대응되는 위치에 로드부(50)가 통과할 수 있게 제2통과구멍(71)이 형성되며, 로드부(50)의 단부가 너트부(90)에 의해 결합되어 있다.

상기 로드부(50)를 제2지지판부(70)에 결합시키기 위한 너트부(90)는 로드부(50)의 단부에 형성된 나사부(51)와 나사결합될 수 있게 내측에 나사부가 형성되고, 제2지지판부(70)의 외측에서 로드부(50)의 나사부에 나사결합된다. 상기 로드부(50)는 너트부(90)에 의해 단부가 제2지지판부(70)의 외측으로 더 이동할 수는 있으나, 제2통과구멍(71)을 통해 제1지지판부(60)를 향하는 방향으로 빠지지 않도록 이동이 차단된다.

상기 액추에이터(80)는 제1지지판부(60)와 제2지지판부(70) 사이에 설치되어 제1지지판부(60)와 제2지지판부(70)를 이격시키거나 근접시킬 수 있게 되어 있다. 본 실시 예에서 액추에이터(80)로서 유압실린더를 적용하였다.

상기 제1지지판부(60)와 제2지지판부(70)가 서로 이격되도록 액추에이터(80)의 길이를 신장시키면, 제1지지판부(60)는 지면이나 암반 표면에 밀착되어 있으므로 제2지지판부(70)가 제1지지판부(60)에 대해 멀어지게 되는데 이때, 제2지지판부(70)에 고정된 로드부(50)는 제2지지판부(70)와 함께 이동하게 되며, 로드부(50)가 이동하면서 로드부(50)에 고정된 앵커부(10)가 파쇄구멍(H)으로부터 일정 길이 인출된다. 상기 앵커부(10)가 파쇄구멍(H)으로부터 일정 길이 인출되는 도중 앵커부(10)는 쐐기부(20) 즉, 분할부재(21, 22)들에 대해 슬라이딩 이동 및 분할부재(21, 22)들을 파쇄구멍(H)의 반경 방향으로 가압하며, 이때 분할부재(21, 22)들에 가해지는 가압력에 의해 분할부재들이 일정 간격 벌어지면서 암반이 파쇄되거나 암반에 크랙이 발생되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 토사천공장치는 도 5에 도시된 바와 같이 앵커부(10)에 안내돌기(11)를 형성하고, 쐐기부(20)의 분할부재(21, 22)에 안내홈(23)을 형성한 구조를 적용할 수도 있다. 도 5를 참조하면, 상기 앵커부(10)에는 앵커부(10)의 외주면으로부터 소정길이 돌출되고 앵커부(10)의 길이방향을 따라 연장된 안내돌기(11)가 형성되고, 쐐기부(20)에는 안내돌기(11)가 삽입 및 추종하여 이동할 수 있도록 앵커부(10)의 외주면에 대향되는 쐐기부(20)의 일 면으로부터 소정깊이 인입되고, 쐐기부(20)의 길이방향을 따라 연장된 안내홈(23)이 형성되어 있다. 상기 안내돌기(11) 및 안내홈(23)은 앵커부(10)를 인출할 때, 앵커부(10)를 일정한 방향으로 인출 및 앵커부(10)에 의해 분할분재(21, 22)가 일정한 방향으로 가압 및 이동될 수 있게 안내한다.

삭제

이상에서 설명한 본 발명에 따른 토사천공장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 앵커부
20 : 쐐기부
30 : 파쇄뭉치
40 : 인출부
50 : 로드부
60 : 제1지지판부
70 : 제2지지판부
80 : 액추에이터
90 : 너트부
100 : 가결합부

Claims (4)

1. 암반에 형성된 파쇄구멍에 삽입되고, 일 측에서 타 측으로 연장될수록 단면적이 확장되게 형성된 앵커부와;
   상기 앵커부를 감싸도록 상기 앵커부의 외측에 결합되어 상기 앵커부와 함께 상기 파쇄구멍에 대응되는 크기로 형성되고, 상기 앵커부를 상기 파쇄구멍으로부터 인출시킬 때 상기 앵커부에 의해 상기 파쇄구멍의 반경 방향으로 가압되는 복수의 분할부재를 포함하는 쐐기부와;
   상기 파쇄구멍으로부터 상기 쐐기부가 인출되는 것은 저지하면서, 상기 파쇄구멍으로부터 상기 앵커부만을 소정길이 인출시킬 수 있도록 된 인출부;를 구비하고,
   상기 인출부는
   상기 앵커부의 일 측 단부로부터 소정길이 연장된 로드부와,
   상기 로드부와 앵커부가 통과할 수 있게 중앙에 긴 장공형태인 제1통과구멍이 형성되고, 상기 앵커부의 상승시 상기 앵커부와 함께 상기 쐐기부가 상기 파쇄구멍으로부터 인출되는 것을 저지할 수 있도록 상기 쐐기부의 단부에 간섭되는 제1지지판부와,
   상기 제1지지판부로부터 소정거리 이격되게 배치되고, 상기 제1지지판부의 제1통과구멍과 대응되는 위치에 상기 로드부가 통과할 수 있게 제2통과구멍이 형성되며, 상기 로드부의 단부가 결합되는 제2지지판부와,
   상기 제1지지판부와 상기 제2지지판부 사이에 설치되어 상기 제1지지판부와 상기 제2지지판부를 이격시키거나 근접시킬 수 있게 된 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 토사천공장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 앵커부에는 상기 앵커부의 외주면으로부터 소정길이 돌출되고 상기 앵커부의 길이방향을 따라 연장된 안내돌기가 형성되고,
   상기 쐐기부에는 상기 안내돌기가 삽입될 수 있도록 상기 앵커부의 외주면에 대향되는 상기 쐐기부의 일 면으로부터 소정깊이 인입되고, 상기 쐐기부의 길이방향을 따라 연장된 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는 토사천공장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 앵커부에 대해 상기 분할부재들을 가결합시키기 위한 가결합부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 토사천공장치.
   

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