KR101737521B1 - Trench shield apparatus of excavating all surface, and rapid construction method for near-surface ground excavation using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a low depth excavation rapid construction method using front excavation type trench shield equipment, and front excavation type trench shield equipment improving constructability and rapidly construct a tunnel by using a front excavation type trench shield apparatus where a main frame, an excavation drum, a driving motor, and a hydraulic actuator are coupled to excavate a front surface of the ground in the face direction. Moreover, the front excavation type trench shield equipment connects PC box segments while digging by using the front excavation trench shield apparatus in order to rapidly perform low depth excavation.

Description

전면 굴착형 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법{TRENCH SHIELD APPARATUS OF EXCAVATING ALL SURFACE, AND RAPID CONSTRUCTION METHOD FOR NEAR-SURFACE GROUND EXCAVATION USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a trench shielding apparatus, and more particularly, to a trench shield apparatus and a low-depth excavation rapid-

본 발명은 저심도 굴착의 시공에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 저심도 굴착시스템에 있어 PC(Prestressed Concrete 또는 Precast Concrete) 박스(Box)가 연속적으로 연결 설치되는 터널을 급속하게 시공하기 위해 막장 방향의 지반 전면을 굴착할 수 있는 전면 굴착형 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus) 및 이를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to construction of low depth drilling, and more specifically, to a tunnel for continuously installing a PC (Prestressed Concrete or Precast Concrete) box in a low depth drilling system, (Trench Shield Apparatus) capable of excavating the entire surface of a ground, and a low depth-of-excavation quick-setting method using the trench shield appa- ratus.

일반적으로, 대도시의 경우, 유동 인구수가 수십만에 달하고 있어, 대중교통 수단의 이용을 권장하고 있는 현실에서 시민이 가장 많이 사용하고 있고, 일시에 많은 수의 인구 유동이 가능하도록 하는 것이 도시철도이다.In general, in the case of large cities, the number of people who live in the city is several hundred thousand, and it is the urban railway that the citizen is most used in the reality that the use of public transportation is encouraged, and the large number of people flow at once.

이러한 도시철도시스템의 진화되는 과정은 여러 단계로 변화되었는데, 처음의 도시철도는 노면에서 운행하기 시작했으나, 도시가 복잡해짐에 따라 다른 교통수단의 운행에서 걸림돌로 작용했고, 이로 인해 교통 혼잡의 유발, 소음과 진동 등의 문제점으로 인해 도시민의 혐오 시설로 전락하게 되었다. 이에 따라 도시혼잡, 소음과 진동 등의 문제를 해결할 수 있는 지하철로 트렌드(Trend)가 바뀌게 되었지만, 이러한 지하철은 막대한 건설비, 유해한 미세먼지, 환승 문제 등이 대두되었다.The evolution of the urban railway system has changed in several stages. The first urban railway began to run on the road, but as the city became more complicated, it served as a stumbling block to other modes of transportation, , Noise and vibration, etc., caused the city to become a hate facility. As a result, trends have changed with subways that can solve problems such as urban congestion, noise and vibration. However, such subways have come up with enormous construction costs, harmful fine dust, and transfer problems.

또한, 지하철의 문제점을 해결하기 위해 지하철에 비해 경제적인 고가 경전철 시스템이 보편화되었으나, 수송수요에 비해 막대한 건설비, 도시미관 저해, 소음과 진동 등 모든 문제점을 해결하지 못하고 있다. 예를 들면, 지하 경전철은 건설비 부담으로 인해서 사업 추진에 애로가 있고, 이러한 고가 경전철의 시공시 도시미관, 소음 문제, 사생활 침해 등 민원 발생으로 건설이 지연될 수 있다는 문제점이 있다.In addition, although expensive light railway systems are more economical than subways in order to solve the problems of subways, they do not solve all problems such as huge construction cost, inhibition of city aesthetics, noise and vibration compared with transportation demand. For example, underground light rail has a difficulty in business promotion due to the burden of construction cost, and there is a problem that the construction can be delayed due to civil complaints such as city aesthetics, noise problems, privacy invasion at the time of construction of such an expensive light rail.

구체적으로, 종래의 지하철 등의 운행 등을 위한 터널과 같은 지하구조물을 축조하기 위해서는 다수의 대구경 강관을 지중에서 터널 길이방향으로 압입 한 후에 강관 내부에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트의 양생이 완료된 후에 굴착 가능한 깊이까지 굴착하는 방법을 주로 사용하였다. 이러한 작업시 강관 내에 거푸집을 설치한 이후의 철근조립 및 콘크리트를 타설하기 위한 작업공간이 협소하여 작업환경이 악화됨과 동시에 공사기간의 지연 및 공사비용 증가와 같은 문제점들이 있었다. 또한, 종래의 기술에 따른 터널공사는 공사범위가 지나치게 넓어 공사기간 동안 주변의 도로교통을 혼잡하게 하는 문제점도 있다. 또한, 최근에는 고심도화 되는 추세에 따라 건설비가 크게 증가하고 있는 실정이다.Specifically, in order to construct an underground structure such as a tunnel for a conventional subway or the like, a large number of large-diameter steel pipes are inserted in the longitudinal direction of the tunnel in the ground, concrete is laid in the steel pipe, And then excavated to an excavable depth. The work space for assembling the reinforcing bars and installing the concrete after installing the formwork in the steel pipe is narrowed, and the working environment is deteriorated. In addition, there are problems such as delay in the construction period and increase in construction cost. Also, the tunnel construction according to the conventional technology has a problem that the construction range is excessively wide, congesting the road traffic around the construction site. Also, in recent years, the cost of construction has been greatly increased due to the tendency to become more sophisticated.

전술한 문제점을 해결하기 위해서 최근 저심도 도시철도시스템의 개발이 이루어지고 있고, 이러한 저심도 도시철도시스템은 도로 상면에서부터 대략 지하 5~7m에 건설하고, 급곡선, 급구배 주행이 가능한 지하 철도로서, 전술한 고가 경전철 대비 저비용으로 지하에 건설하여 도시미관, 소음과 진동, 접근성과 쾌적성, 편의성 등이 향상된 고효율의 신개념 도시철도시스템이다.In order to solve the above-mentioned problem, a low-depth urban railway system has recently been developed. Such a low-depth urban railway system is constructed as an underground railway which can be constructed at about 5 to 7 meters below the road surface, It is a new high-efficiency urban railway system which is constructed in the basement at low cost compared with the above-mentioned light rail to improve the city aesthetics, noise and vibration, accessibility, comfort and convenience.

이와 관련된 선행 기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2014-0000434호에는 "저심도 도시철도 터널의 시공방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.As a prior art related to this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0000434 discloses an invention entitled " Method of constructing a low-depth urban railway tunnel ", which will be described with reference to Fig.

도 1은 일반적인 저심도 굴착시스템에서 저심도 도시철도 터널의 설치 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an installation concept of a low-depth urban railway tunnel in a general low depth drilling system.

도 1을 참조하면, 일반적인 저심도 도시철도 터널(10)은 도시철도, 특히, 트램과 같은 경전철 등의 차량(14)이 운행되는 도로의 기능을 하는 것으로, 지하 5~7m 깊이에 터널(10)을 형성하여 지하로 교통수단인 도시철도가 운행되도록 한다.1, a typical low-depth urban railway tunnel 10 functions as a road on which an urban railway, particularly a light railroad such as a tram, is operated, and is provided with a tunnel 10 ), So that the urban railway, which is a transportation means, is operated underground.

특히, 저심도 도시철도 터널(10)을 지상의 도로면(11)에 설치하는 경우, 도로 안쪽의 인도(12)에 설치되는 버스정류소(13) 등을 통한 승객의 환승이 용이해지는 장점을 가진다. 이때, 승객의 편리한 환승이 가능하도록 하기 위해서는 인도(12)와 저심도 도시철도 터널(10)의 승강장(15) 사이의 이동이 원활해지도록 하기 위해 계단(16)을 설치하거나 에스컬레이터 또는 엘리베이터를 설치하여 운영할 수 있다.Particularly, when the low-depth urban railway tunnel 10 is installed on the road surface 11 on the ground, it has an advantage that passengers can be easily transferred through a bus stop 13 provided on the inside of the roadway 12 . At this time, in order to facilitate the passengers' convenient transfer, the stairs 16 are installed or an escalator or an elevator is installed in order to smooth the movement between the platform 12 and the platform 15 of the low-depth urban railway tunnel 10 .

따라서 승객은 현재의 위치에서 원하는 방향으로 운행되는 교통수단을 선택적으로 승강할 수 있게 된다. 특히, 저심도 도시철도 터널(10)은 지상에서 수직 하방으로 대략 5~7m에 불과하므로 지상에서 저심도 도시철도 터널(10)의 승강장(15)으로의 이동시간이 매우 짧다. 또한, 이러한 저심도 도시철도 터널(10)은 내부에 경전철 등의 차량(14)이 이동할 수 있는 통로가 길이 방향으로 관통되게 형성되는 구조물을 연속적으로 연결한다.Therefore, the passenger can selectively ascend and descend the transportation means traveling in the desired direction at the current position. Particularly, since the low-depth urban railway tunnel 10 is only about 5 to 7 meters vertically downward from the ground, the travel time from the ground to the landing site 15 of the low-depth urban railway tunnel 10 is very short. In addition, the low-depth urban railway tunnel 10 continuously connects structures in which a passage through which a vehicle 14 such as a light railway can move is formed to penetrate in the longitudinal direction.

이러한 저심도 도시철도 터널(10)은 저심도 도시철도 터널 공사를 위해 설치되는 구조물을 사전에 제작된 것을 사용할 수 있고, 가시설을 반복적으로 재사용할 수 있기 때문에 공사기간을 단축 시킬 수 있으며, 경제성 역시 뛰어날 뿐만 아니라, 터널의 단면적을 줄임으로써 공사 중에 차로의 잠식을 최소화하여 지상의 도로교통 혼잡을 완화시킬 수 있다.Such a low-depth urban railway tunnel 10 can use a prefabricated structure for low-depth urban railway tunnel construction, can reduce the construction period because it can be reused repeatedly, By reducing the cross-sectional area of the tunnel, it is possible to minimize the encroachment of roads during construction, thereby alleviating congestion on the ground.

다시 말하면, 저심도 굴착시스템은 자동차와 주행성능이 거의 같은 철도차량을 개발하여 도로를 따라 5~7m의 저심도로 건설하기 때문에 지하철 시공비의 40% 정도로서 건설비가 저렴하고, 환승이 용이하며, 소음을 저감시킬 수 있고, 도시미관을 확보할 수 있다.In other words, the low depth excavation system develops the railway car with almost same driving performance and it is constructed with low depth of 5 ~ 7m along the road, so it is about 40% of the subway construction cost, and the construction cost is low, Can be reduced, and the beauty of the city can be ensured.

또한, 저심도 굴착시스템의 경우, 곡선 주행성능을 위한 독립차륜형 조향 대차를 사용함으로써 15m 정도의 곡선반경을 갖는 급곡선 운행이 가능하고, 또한, 소음과 진동저감을 위한 탄성차륜 및 매립형 궤도를 적용함으로써 저진동 및 저소음 궤도 시스템을 구현할 수 있다.In the case of the low depth drilling system, it is possible to use the independent wheel type bogie for the curved road running performance, and it is possible to operate the quadric curve having a radius of curvature of about 15 m, and to provide the elastic wheel and the buried orbit for noise and vibration reduction It is possible to realize a low vibration and low noise track system.

한편, 도 2는 저심도 굴착시스템에서 전장품 슬림화를 통해 차량 높이를 축소하는 것을 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 기존의 경전철을 나타내며, 도 2의 b)는 저심도 굴착시스템을 나타낸다.Fig. 2 is a diagram showing reduction of the vehicle height through slimming of electrical equipment in a low depth drilling system. Fig. 2 (a) shows a conventional light rail, and Fig. 2 (b) shows a low depth drilling system.

도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 저심도 굴착시스템은 차량 높이를 최소화할 수 있고, 터널단면적을 축소할 수 있다. 예를 들면, 도 2의 a)와 비교하면, 전장품 슬림화를 통한 차량 높이를 기존의 3.4m에서 3.0m로 축소함으로써 차량 높이를 최소화할 수 있고, 또한, 도 2의 a)와 비교하면, 터널단면적을 기존의 32.5㎡에서 27.2㎡로 축소시킬 수 있기 때문에 시공비를 약 5% 절감시킬 수 있다.As shown in Fig. 2b), the low depth drilling system can minimize the vehicle height and reduce the tunnel cross-sectional area. 2, the vehicle height can be minimized by reducing the vehicle height from the conventional 3.4 m to 3.0 m by slimming the electrical equipment, and compared with FIG. 2 (a) As the cross-sectional area can be reduced from 32.5m2 to 27.2m2, the construction cost can be reduced by about 5%.

한편, 도 3은 저심도 굴착시스템의 자연환기를 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 a)는 기존의 경전철을 나타내며, 도 3의 b)는 저심도 굴착시스템을 나타낸다.3 is a view for explaining the natural ventilation of the low depth excavation system. Fig. 3 (a) shows a conventional light rail, and Fig. 3 (b) shows a low depth excavation system.

도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 저심도 굴착시스템은 열차 주행시 발생하는 열차풍을 이용하여 터널 내부를 자연 환기시키는 시스템을 적용할 수 있다.As shown in FIG. 3B, the low depth drilling system can apply a system that naturally ventilates the inside of the tunnel by using the heat wind generated when the train runs.

예를 들면, 도 3의 a)는 기존의 강제 환기 시스템을 나타내며, 도면부호 A로 도시된 바와 같이 강제 팬을 사용하기 때문에 역사 에너지 소모량을 증가시킬 수 있다. 반면에, 도 3의 b)는 저심도 굴착시스템의 자연환기 시스템을 나타내며, 도면부호 B로 도시된 바와 같이, 열차풍으로 인한 자연환기가 가능한 친환경 자연 환기 시스템이라고 할 수 있다. 이에 따라 저심도 굴착시스템은 기존의 강제 환기시스템 대비 30% 이상 건설비 및 운영비를 절감시킬 수 있다.For example, FIG. 3 (a) shows a conventional forced ventilation system, which can increase historical energy consumption because it uses a forced fan as shown in FIG. On the other hand, FIG. 3B shows a natural ventilation system of the low depth drilling system, and as shown by reference numeral B, it can be said that it is an environmentally friendly natural ventilation system capable of natural ventilation due to the heat wind. Therefore, the low depth drilling system can reduce the construction cost and operating cost by more than 30% compared with the existing forced ventilation system.

또한, 저심도 굴착시스템은 무인운전 및 무인역사가 가능하며, 예를 들면, 버스 정류장 개념의 간편한 역사로서, 차량 안전운행 및 무인역사 운영을 위한 이벤트형 통합관제시스템을 적용할 수 있고, 이에 따라 기능실 통폐합으로 역사를 슬림화시킬 수 있고, 또한, 이벤트형 통합 스마트 관제 시스템을 구현할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the low depth drilling system can be used for unmanned operation and unmanned history. For example, as an easy history of the bus stop concept, an event type integrated control system for vehicle safe operation and unmanned history operation can be applied, It is possible to make the history slim by the unification of the rooms and to realize the event type integrated smart control system.

한편, 도 4a 및 도 4b는 각각 종래의 기술에 따른 지하경전철 역사 및 저심도 굴착시스템 역사를 나타내는 도면들로서, 도 4a는 기존의 지하경전철 역사를 나타내고, 도 4b는 저심도 굴착시스템 역사를 나타낸다.4A and 4B are views showing the history of underground light rail and history of a low depth drilling system according to prior art, respectively. FIG. 4A shows a history of a conventional underground light rail and FIG. 4B shows a history of a low depth drilling system.

저심도 굴착시스템은, 도 4b에 도시된 바와 같이, 슬림한 역사를 시공할 수 있고, 또한, 도로 중앙의 섬식 승강장을 구현함으로써 자연채광 및 자연환기로 역사규모 및 동선을 최소화할 수 있다.The low depth excavation system can construct a slim history as shown in FIG. 4B, and also realize the island scale platform at the center of the road, thereby minimizing the historical scale and the copper line by natural light and natural ventilation.

한편, 도 5a 및 도 5b는 각각 종래의 기술에 따른 지하경전철 시공시 최종 터널 구조물 형태 및 시공과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.5A and 5B are views for schematically explaining the final tunnel structure and the construction process when the underground light rail is constructed according to the conventional technique.

도 5a는 종래의 기술에 따른 지하경전철 시공시 최종 터널 구조물 형태를 나타내며, 또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 복잡한 가시설이 사용되고, 복잡한 시공과정을 거치게 된다. 예를 들면, 1.7일/m이 소요되므로, 시공기간이 길다는 문제점이 있다.FIG. 5A shows the final tunnel structure in the underground light rail construction according to the prior art. Further, as shown in FIG. 5B, a complicated construction is used and a complicated construction process is performed. For example, 1.7 days / m, so that the construction period is long.

전술한 바와 같이, 저심도 굴착시스템은 기존의 지하 경전철 대비 건설비를 절감시킬 수 있고, 또한, 환승 및 접근시간 감소로 인해서 승객의 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 저심도 굴착시스템의 경우, 기존의 지하경전철 시공시 시공기간이 길어지는 문제점을 해결할 수 있는 급속 시공 공법이 필요한 실정이지만, 아직까지 구체적인 공사기간을 단축시킬 수 있는 급속 시공 공법이 제공되고 있지 않은 실정이다. 또한, 저심도 굴착시스템의 급속 시공 공법을 위해 적용될 수 있는 굴착 장비의 개발이 필요한 실정이다.As described above, the low depth drilling system can reduce the construction cost compared to the conventional underground light rail, and can also improve the convenience of the passenger due to the reduction of the transit time and the access time. In addition, in the case of such a low depth drilling system, a rapid construction method that can solve the problem of a long construction time in the construction of a conventional underground light railway is required. However, a rapid construction method that can shorten a concrete construction period is provided It does not exist. Also, it is necessary to develop excavation equipments that can be applied for the rapid construction method of low depth drilling system.

대한민국 등록특허번호 제10-1194102호(출원일: 2010년 3월 2일), 발명의 명칭: "콘크리트 터널 구조물 굴착 공법"Korean Patent No. 10-1194102 filed on Mar. 2, 2010, entitled "Method for Excavating Concrete Tunnel Structures" 대한민국 등록특허번호 제10-926501호(출원일: 2009년 5월 8일), 발명의 명칭: "루프와 실드를 결합한 비개착식 터널구조물의 시공방법 및 그 터널구조물"Korean Patent No. 10-926501 filed on May 8, 2009, entitled " Method of constructing non-detachable tunnel structure combining loop and shield, and tunnel structure thereof " 대한민국 공개특허번호 제2014-0000434호(공개일: 2014년 1월 3일), 발명의 명칭: "저심도 도시철도 터널의 시공방법"Korean Patent Publication No. 2014-0000434 (Published on Jan. 3, 2014), entitled "Method of Construction of Low Depth City Railroad Tunnel" 대한민국 등록특허번호 제10-805189호(출원일: 2006년 9월 12일), 발명의 명칭: "벽체 구축과 굴착을 병행하는 지하구조물 축조방법"Korean Patent No. 10-805189 filed on Sep. 12, 2006, entitled "Method of constructing an underground structure together with wall construction and excavation" 대한민국 등록특허번호 제10-383452호(출원일: 2000년 6월 1일), 발명의 명칭: "지하터널 작업구 벽체 조성 구조"Korean Patent No. 10-383452 filed on June 1, 2000, entitled " Substructure of Underground Tunnel Work Wall Construction " 대한민국 등록특허번호 제10-322844호(출원일: 1999년 4월 1일), 발명의 명칭: "관 구조 터널 건조공법"Korean Patent No. 10-322844 filed on Apr. 1, 1999, entitled "Tubular Structure Tunnel Drying Method" 대한민국 공개특허번호 제2007-118828호(공개일: 2007년 12월 18일), 발명의 명칭: "트랜치 굴착용 조립식 흙막이 장치"Korean Unexamined Patent Publication No. 2007-118828 (Publication Date: December 18, 2007), entitled "Tongue &

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 저심도 굴착시스템에서, 막장 방향의 지반 전면을 굴착할 수 있도록 굴착드럼, 액추에이터 및 구동모터로 이루어진 전면 굴착형 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)를 이용하여 시공성을 향상시키고 지반 굴착을 급속하게 시공할 수 있는, 전면 굴착형 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a low depth drilling system in which a trench shield The present invention provides a trench shielding apparatus with a full excavation type which can improve the workability of the excavation and can rapidly construct the excavation site using the apparatus.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 굴진과 동시에 PC박스 세그먼트를 연결 설치할 수 있는, 전면 굴착형 트렌치 실드장비 및 이를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a front-excavation-type trench shield apparatus capable of connecting PC box segments while being pivoted by using front excavation-type trench shield equipment, and to provide a low-depth excavation rapid construction method using the same will be.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, PC박스 세그먼트를 연결하여 저심도 굴착을 시공할 수 있도록 지반을 수평 방향으로 굴착하는 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)에 있어서, 일방향으로 경사진 제 1 프레임, 상기 제 1 프레임과 이격되도록 배치되는 제 2 프레임 및 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 연결하도록 형성되는 제 3 프레임을 포함하는 메인프레임; 상기 제 1 프레임의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프레임과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼 및 제 2 굴착드럼의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트가 상기 지반의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼; 유압에 의해 구동되어 상기 제 1 굴착드럼과 제 2 굴착드럼을 동시에 회전시키는 유압 구동모터; 상기 메인 프레임의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임; 상기 제 2 프레임에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터; 상기 제 1, 2 프레임과 접하면서 상기 유압 액추에이터의 양 측면에 설치되어 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 토사 무너짐 방지벽; 상기 4개의 유압 액추에이터 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터 사이에 배치되는 버켓; 및 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임이 접하는 하부에 배치되되, 상기 버켓까지 연장형성되어 상기 굴착드럼에 의해 내부로 유입되는 토사를 상기 버켓으로 이송시키는 토사이송장치;를 포함할 수 있다.As a means for achieving the above technical object, there is provided a trench shield appa- ratus for excavating a ground in a horizontal direction so as to connect low-depth excavation by connecting PC box segments, A main frame including a second frame arranged to be spaced apart from the first frame, and a third frame formed to connect the first frame and the second frame; A pair of first excavating drums disposed in front of the first frame and arranged in a direction parallel to the first frame and arranged in a plurality of pairs in parallel with the first frame and cutting bits formed respectively on the outer circumferential surfaces of the second excavating drums, An excavating drum for excavating the entire surface and covering the excavated soil; A hydraulic drive motor driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the first excavation drum and the second excavation drum; A reaction force frame installed in a segment construction section formed at the rear of the main frame and contacting a side surface of the PC box segment to provide a reaction force; Four hydraulic actuators, one side of which is connected to the second frame, the other side of which is fastened to the corner of the reaction force frame and which pushes the excavating drum while being pressurized by hydraulic pressure; An anti-slip barrier wall provided on both sides of the hydraulic actuator in contact with the first and second frames to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction interval; A bucket disposed between two hydraulic actuators positioned below the four hydraulic actuators; And a soil transfer device disposed at a lower portion where the first frame and the second frame are in contact with each other and extending to the bucket to transfer the gravel into the bucket through the drilling drum.

여기서, 상기 버켓은, 상기 2개의 유압 액추에이터 중 어느 하나와 인접한 제 1 버켓, 상기 제 1 버켓과 인접한 제 2 버켓 및 상기 제 2 버켓과 인접한 제 3 버켓을 포함하고, 상기 내부로 유입되는 토사가 상기 토사이송장치에 의해 상기 제 2 버켓으로 이송되는 것을 특징으로 한다.Here, the bucket includes a first bucket adjacent to any one of the two hydraulic actuators, a second bucket adjacent to the first bucket, and a third bucket adjacent to the second bucket, and the gravel And is transferred to the second bucket by the gravel-transfer device.

여기서, 상기 제 1 버켓은 상기 토사가 상기 제 2 버켓으로 채워진 후 버켓 크레인에 의해 인양되고, 상기 제 2 버켓 및 상기 제 3 버켓은 상기 제 1 버켓을 향하여 이동하며, 상기 제 1 버켓은 상기 버켓 크레인에 의해 상부로부터 하부로 하강되어 상기 제 3 버켓에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.Here, the first bucket is salvaged by a bucket crane after the gravel is filled with the second bucket, the second bucket and the third bucket move toward the first bucket, And is lowered from the upper portion to the lower portion by the crane and is disposed adjacent to the third bucket.

여기서, 상기 4개의 유압 액추에이터로 추진하면서 상기 메인 프레임의 전방에 배치된 상기 굴착드럼에 부착된 절삭비트가 회전하면서 토사를 굴착하되, 상기 굴착드럼은 각각 인접하는 상기 제 1, 2 굴착드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 절삭비트가 전방에 있는 토사를 굴착하는 것을 특징으로 한다.Here, the excavating drums are excavated while the cutting bits attached to the excavating drums disposed at the front of the main frame are rotated while being propelled by the four hydraulic actuators, and the excavating drums are disposed on the first and second excavating drums And the excavated soil is excavated with the cutting bit in the forward direction while rotating in the opposite direction.

여기서, 상기 굴착드럼은 각각 인접하여 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼 각각은 수직 방향으로 적어도 2개 이상 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the excavating drums are disposed adjacent to each other, and the gravel excavated between the first and second excavating drums is clogged, wherein at least two or more of the first and second excavating drums are vertically connected .

여기서, 상기 굴착드럼은 막장 방향의 지반 전면을 굴착하도록 45도 내지 60도의 경사를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 한다.Here, the excavation drums are disposed to have an inclination of 45 to 60 degrees so as to excavate the entire surface of the ground in the direction of the film surface.

여기서, 상기 제 1, 2 굴착드럼의 외주면에 형성된 절삭비트의 설치 형태는 포인트 스파이럴(Point Spiral), 전체(All Surface), 오버랩(Overlap), 와이드 격자(Wide Lattice), 와이드 스파이럴(Wide Spiral), 와이드 수직(Wide Vertical), 상승 스파이럴(Ascending Spiral), 하강 스파이럴(Descending Spiral) 형태 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.In this case, the shape of the cutting bit formed on the outer circumferential surface of the first and second drilling drums may be a point spiral, an all surface, an overlap, a wide lattice, a wide spiral, A wide vertical, an ascending spiral, and a descending spiral shape.

여기서, 상기 PC박스 세그먼트의 이동이 세그먼트 인양장치인 지상부 크레인을 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임 및 상기 굴착드럼 사이의 공간은 상부가 개방되어 있는 것을 특징으로 한다.The space between the main frame and the excavation drum is opened so that movement of the PC box segment is performed through a ground crane, which is a lifting device.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비는, 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭을 추가로 포함할 수 있다.The front-excavation-type trench shield apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include an abduction jack for rotating the excavation drum by a predetermined angle in the lateral direction for constructing the curved portion of the low depth excavation.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법은, 메인 프레임, 굴착드럼, 구동모터 및 유압 액추에이터가 결합된 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 저심도 굴착을 시공하는 방법으로서, a) 저심도 굴착 시공을 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 트렌치 홈에 설치하는 단계; b) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 구동모터를 구동시켜 굴착드럼을 작동시키는 단계; c) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 굴착드럼이 막장 방향의 지반을 전면 굴착하는 단계; d) 상기 굴착드럼에 의해 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비 내부로 배토된 토사를 제거하는 단계; e) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 유압 액추에이터를 추진하여 PC박스 세그먼트의 설치공간을 확보하는 단계; f) 상기 확보된 세그먼트 시공구간에 수직 방향으로 PC박스 세그먼트를 설치하는 단계; 및 g) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 굴착 및 PC박스 세그먼트의 설치를 반복 시공하여 저심도 굴착을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 c) 단계의 굴착드럼은 각각 인접하는 제 1, 2 굴착드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 제 1, 2 굴착드럼의 외주면에 형성된 절삭비트가 전방에 있는 토사를 굴착할 수 있다.As another means for achieving the above-mentioned technical object, a low depth-of-field excavation rapid construction method using a front excavation type trench shield apparatus according to a first embodiment of the present invention is characterized by comprising a main frame, excavating drum, a driving motor and a hydraulic actuator A method of constructing a low depth excavation using a front excavated trench shield device comprising: a) installing a front excavated trench shield device for low depth excavation construction in a trench groove; b) operating the excavating drum by driving a drive motor of the front excavation type trench shield device; c) entirely excavating the ground in the direction of the closing direction of the drilling drum of the front excavation type trench shield equipment; d) removing the clay deposited into the front excavation trench shield equipment by the excavating drum; e) propelling the hydraulic actuator of the front excavation type trench shield device to secure a space for installing the PC box segment; f) installing a PC box segment in a vertical direction in the secured segment construction; And g) repeatedly constructing the excavation of the front excavation type trench shield equipment and the installation of the PC box segment to form low deep excavation, wherein the excavation drums of the step c) The excavated soil can be excavated with the cutting bits formed on the outer circumferential surface of the first and second excavating drums forward.

여기서, 상기 c) 단계의 굴착드럼의 굴진과 동시에 상기 f) 단계에서 상기 PC박스 세그먼트를 설치 연결하는 것을 특징으로 한다.Here, the PC box segment is installed and connected in the step f) at the same time as the digging drum of the step c) is pivoted.

여기서, 상기 a) 단계에서 도로 하부에 소정 깊이로 트렌치 홈을 형성하고, 상기 트렌치 홈의 후단에 반력대를 설치한 후에 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 상기 트렌치 홈에 삽입하는 것을 특징으로 한다.In the step a), a trench groove is formed at a predetermined depth in the lower part of the road, and a reaction force band is provided at the rear end of the trench groove. Then, the front-excavation type trench shield device 100 is inserted into the trench groove .

여기서, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비는, 일방향으로 경사진 제 1 프레임, 상기 제 1 프레임과 이격되도록 배치되는 제 2 프레임 및 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 연결하도록 형성되는 제 3 프레임을 포함하는 메인프레임; 상기 제 1 프레임의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프레임과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼 및 제 2 굴착드럼의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트가 상기 지반의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼; 유압에 의해 구동되어 상기 제 1 굴착드럼과 제 2 굴착드럼을 동시에 회전시키는 유압 구동모터; 상기 메인 프레임의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임; 상기 제 2 프레임에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터; 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭; 상기 제 1, 2 프레임과 접하면서 상기 유압 액추에이터의 양 측면에 설치되어 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 토사 무너짐 방지벽; 상기 4개의 유압 액추에이터 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터 사이에 배치되는 버켓; 및 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임이 접하는 하부에 배치되되, 상기 버켓까지 연장형성되어 상기 굴착드럼에 의해 내부로 유입되는 토사를 상기 버켓으로 이송시키는 토사이송장치;를 포함할 수 있다.The front excavation type trench shield device includes a first frame inclined in one direction, a second frame spaced apart from the first frame, and a third frame connected to the first frame and the second frame, Mainframe containing; A pair of first excavating drums disposed in front of the first frame and arranged in a direction parallel to the first frame and arranged in a plurality of pairs in parallel with the first frame and cutting bits formed respectively on the outer circumferential surfaces of the second excavating drums, An excavating drum for excavating the entire surface and covering the excavated soil; A hydraulic drive motor driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the first excavation drum and the second excavation drum; A reaction force frame installed in a segment construction section formed at the rear of the main frame and contacting a side surface of the PC box segment to provide a reaction force; Four hydraulic actuators, one side of which is connected to the second frame, the other side of which is fastened to the corner of the reaction force frame and which pushes the excavating drum while being pressurized by hydraulic pressure; A breakdown jack for rotating the excavation drum at a predetermined angle in the lateral direction for a curved portion of the low depth excavation; An anti-slip barrier wall provided on both sides of the hydraulic actuator in contact with the first and second frames to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction interval; A bucket disposed between two hydraulic actuators positioned below the four hydraulic actuators; And a soil transfer device disposed at a lower portion where the first frame and the second frame are in contact with each other and extending to the bucket to transfer the gravel into the bucket through the drilling drum.

여기서, 상기 d) 단계는, d1) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비 내부로 배토된 토사가 상기 토사이송장치에 안착한 후 상기 토사이송장치의 동작에 의해 상기 버켓의 제 2 버켓으로 이송되는 단계; d2) 상기 제 2 버켓의 양측에 배치된 제 1 버켓 및 제 3 버켓 중 제 1 버켓이 버켓 크레인에 의해 인양되는 단계; d3) 상기 제 1 버켓이 위치했던 곳으로 상기 제 2 버켓 및 상기 제 3 버켓을 이동시키는 단계; d4) 상기 제 3 버켓의 내부로 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비 내부로 배토된 토사가 이송된 후 상기 버켓 크레인에 의해 상기 제 1 버켓이 상기 제 3 버켓과 인접하도록 배치되는 단계; d5) 상기 제 2 버켓이 상기 버켓 크레인에 의해 인양된 후 상기 제 2 버켓의 내부에 있던 토사가 외부로 배토되는 단계; 및 d6) 상기 d1) 단계 내지 상기 d5 단계를 반복적으로 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step d) comprises the steps of: d1) transferring to the second bucket of the bucket by the operation of the soil transfer device after the soil deposited in the front excavation type trench shield device is seated on the soil transfer device; d2) a first one of the first bucket and the third bucket disposed on both sides of the second bucket is lifted by the bucket crane; d3) moving the second bucket and the third bucket where the first bucket is located; d4) placing the first bucket adjacent to the third bucket by the bucket crane after the soil removed into the inside of the third bucket is transferred to the inside of the front excavation type trench shield device; d5) after the second bucket is lifted by the bucket crane, the gravel inside the second bucket is drained out; And d6) repeating the steps d1) to d5).

여기서, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비는, 상기 PC박스 세그먼트의 이동이 PC박스 세그먼트 인양장치를 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임 및 상기 굴착드럼 사이의 공간은 그 상부가 개방되어 있는 것을 특징으로 한다.In this case, the space between the main frame and the excavation drum is opened so that movement of the PC box segment is performed through the PC box segment lifting device.

여기서, 상기 PC박스 세그먼트 인양장치는 지상부 크레인이고, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비는 상기 지상부 크레인에 의해 수직 방향으로 하강하는 상기 PC박스 세그먼트를 수납할 수 있는 작업공간(Work Space)인 세그먼트 시공구간이 형성되고, 상기 세그먼트 시공구간에서 상기 PC박스 세그먼트를 설치 및 연결하여 저심도 굴착을 형성하는 것을 특징으로 한다.Here, the PC box segment hoisting device is a ground crane, and the front excavation type trench shield device includes a segment construction section, which is a work space capable of accommodating the PC box segment vertically descending by the overhead crane, And the low-depth excavation is formed by installing and connecting the PC box segments in the segment construction period.

한편, 전술한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법에 의해 시공된 저심도 굴착 터널을 제공한다.Meanwhile, there is provided a low deep excavation tunnel constructed by the low deep excavation rapid construction method using the front excavation type trench shield equipment.

본 발명에 따르면, 저심도 굴착시스템에서, 막장 방향의 지반 전면을 굴착할 수 있도록 굴착드럼, 액추에이터 및 구동모터로 이루어진 전면 굴착형 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)를 이용하여 시공성을 향상시키고 저심도 굴착을 급속하게 시공할 수 있다.According to the present invention, in the low depth drilling system, the workability can be improved by using a front trench shield appa- ratus including an excavating drum, an actuator, and a driving motor so as to excavate the entire surface in the direction of the film surface, Excavation can be done rapidly.

본 발명에 따르면, 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 굴진과 동시에 PC박스 세그먼트를 연결 설치함으로써 저심도 굴착등을 급속하게 시공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to rapidly construct the low depth excavation by connecting the PC box segments at the same time as the excavation using the front excavation type trench shield equipment.

도 1은 일반적인 저심도 굴착시스템에서 저심도 도시철도 터널의 설치 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 저심도 굴착시스템에서 전장품 슬림화를 통해 차량 높이를 축소하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 저심도 굴착시스템의 자연환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 종래의 기술에 따른 지하경전철 역사 및 저심도 굴착시스템 역사를 나타내는 도면들이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 종래의 기술에 따른 지하경전철 시공시 최종 터널 구조물 형태 및 시공과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 정면도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 굴착드럼을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 유압구동모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비가 동작함에 따른 토사 이동방향을 나타낸 도면이다.
도 11b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 버켓 이동방향을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼의 탈착 가능한 것을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 저심도 굴착을 급속 시공하는 것을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼의 유형을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 측단면도이다.
도 19는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 정면도이다.
도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 평면도이다.
도 21은 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼과 구동모터의 연결을 나타내는 도면이다.
도 22는 도 21에서 도면부호 E로 도시된 굴착드럼에 연결되는 구동모터를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 23은 도 21에서 도면부호 F로 도시된 굴착드럼 연결부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 실대형 실험을 순서대로 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법의 동작흐름도이다.
1 is a view for explaining an installation concept of a low-depth urban railway tunnel in a general low depth drilling system.
FIG. 2 is a view showing reduction in vehicle height through slimming of electrical equipment in a low depth drilling system. FIG.
3 is a view for explaining natural ventilation of a low depth drilling system.
FIGS. 4A and 4B are views showing the history of underground light rail and history of a low depth drilling system according to the prior art, respectively.
FIGS. 5A and 5B are views for schematically explaining the shape and construction process of a final tunnel structure when a underground light rail is constructed according to a conventional technique.
6 is a perspective view illustrating a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a first embodiment of the present invention.
8 is a front view of a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to a first embodiment of the present invention.
9A and 9B are views for explaining the drilling drum of FIG. 8 in detail.
10 is a view for explaining the hydraulic drive module of the front excavation type trench shield apparatus for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11A is a view showing the direction of moving the soil according to the operation of the front excavation type trench shield apparatus for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention.
11B is a view illustrating a bucket moving direction of a front excavation type trench shield apparatus for constructing low depth drilling according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing that the excavating drum can be detached from the front excavation type trench shield equipment for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention.
13 is a perspective view illustrating a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view showing rapid construction of low depth excavation using a front excavation type trench shield equipment according to a second embodiment of the present invention.
15 is a view for explaining a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to a second embodiment of the present invention.
16 is a view for explaining a drilling drum in a front excavation type trench shield apparatus according to a second embodiment of the present invention.
17 is a view illustrating the type of drilling drum in the front excavation type trench shield equipment according to the first and second embodiments of the present invention.
18 is a side cross-sectional view of a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a second embodiment of the present invention.
19 is a front view of a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a second embodiment of the present invention.
20 is a plan view of a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to a second embodiment of the present invention.
21 is a view showing a connection between an excavation drum and a drive motor in a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 22 is a diagram specifically showing a drive motor connected to a drilling drum denoted by reference numeral E in FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a view specifically showing an excavating drum connecting portion denoted by reference numeral F in FIG. 21. FIG.
FIG. 24 is a view showing the actual large-scale test of the front excavation type trench shield equipment according to the first embodiment of the present invention in order.
25 is an operational flowchart of a low depth drilling rapid construction method using the front excavation type trench shield equipment according to the first and second embodiments of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

[제 1 실시예 : 저심도 굴착 급속 시공용 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)][First Embodiment: Front Excavation Trench Shield Equipment (100) for Low Depth Excavation Rapid Construction)

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a perspective view showing a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to a first embodiment of the present invention, FIG. 7 is a front view 1 is a view for explaining the excavation type trench shield equipment in detail.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는, PC박스 세그먼트를 연결하여 저심도 굴착을 시공할 수 있도록 지반을 수평 방향으로 굴착하는 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)에 있어서, 메인프레임(110), 굴착드럼(120), 유압구동모듈(130), 유압 액추에이터(140), 중절 잭(150), 반력 프레임(160), 토사 무너짐 방지벽(170), 버켓(180) 및 토사이송장치(190)를 포함할 수 있으며, 상기 4개의 유압 액추에이터(140)로 추진하면서 상기 메인 프레임(110)의 전방에 배치된 상기 굴착드럼(120)에 부착된 절삭비트(123)가 회전하면서 전방 토사를 굴착하되, 상기 굴착드럼(120)은 각각 인접하는 2개의 원통형 드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 절삭비트(123)가 전방에 있는 전방 토사를 굴착한다.The front-excavation-type trench shield apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a trench shield appa- ratus for excavating a ground in a horizontal direction so that PC box segments can be connected to construct a low depth excavation The main frame 110, the excavating drum 120, the hydraulic drive module 130, the hydraulic actuator 140, the stopping jack 150, the reaction force frame 160, the anti-slip barrier wall 170, A cutting bit 123 attached to the drilling drum 120 disposed in front of the main frame 110 while being propelled by the four hydraulic actuators 140, The excavating drums 120 are rotated in mutually opposite directions for respective adjacent two cylindrical drums to excavate the front gravels in front of the cutting bits 123. [

메인프레임(110)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 프레임(111), 제 2 프레임(112) 및 제 3 프레임(113)을 포함할 수 있다.The main frame 110 may include a first frame 111, a second frame 112, and a third frame 113, as shown in FIGS.

제 1 프레임(111)은 단일형태의 빔들이 격자구조를 이루도록 서로 수직하도록 배치된다. 보다 구체적으로 원활한 설명을 위해 제 1 빔과 제 2 빔으로 나누어 보면, 제 1 빔들은 서로 평행하면서 소정거리 이격된 상태로 배치되고, 제 2 빔들도 서로 평행하면서 소정거리 이격된 상태로 배치된다. 다만, 제 1 빔들과 제 2 빔들은 상호 수직하도록 배치된 격자 구조를 지니게 된다.The first frame 111 is arranged so that the single type of beams are perpendicular to each other to form a lattice structure. The first beams are arranged in parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance, and the second beams are arranged parallel to each other and spaced apart from each other by a predetermined distance. However, the first beams and the second beams have a grating structure arranged to be mutually perpendicular.

위와 같은 제 1 프레임(111)은 일방향(소정의 각도)으로 경사로 경사지도록 배치되며, 제 1 프레임(111)의 전방에 해당하는 막장 방향의 지반 전면을 굴착하기 위한 굴착드럼(120)이 설치되도록 지반(300)으로부터 45도 내지 60도의 경사를 갖도록 배치(전방으로 경사지도록 형성)될 수 있다.The first frame 111 is disposed so as to incline in a predetermined direction at a predetermined angle so that the excavating drum 120 for excavating the entire surface of the ground in the direction of the surface corresponding to the front of the first frame 111 is installed (Formed so as to be inclined forward) from the ground 300 so as to have an inclination of 45 to 60 degrees.

제 2 프레임(112)은 사각형상의 홀이 형성된 격자 구조로서, 'ㅁ'자 형상의 프레임의 내부로 상호 직교하는 형태를 지닌다. 이러한 제 2 프레임(112)은 반력프레임(160)과 평행하도록 배치되며, 본 발명의 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 중앙부에 위치하게 된다.The second frame 112 has a lattice structure in which square holes are formed, and the second frame 112 has a shape that is orthogonal to the inside of the frame of 'ㅁ' shape. This second frame 112 is disposed in parallel with the reaction force frame 160 and is positioned at the center of the front-excavation-type trench shield apparatus 100 of the present invention.

제 3 프레임(113)은 제 1 프레임(111)과 제 2 프레임(112)을 연결하도록 형성된다. 보다 구체적으로 제 3 프레임(113)은 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 프레임(111)의 일면 및 제 2 프레임(112)의 일면을 가로지르도록 형성되며, 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 제 3 프레임(113)으로부터 소정의 각도를 지니면서 연장되어 제 2 프레임(112)의 일면에 고정되는 리브가 형성될 수 있다.The third frame 113 is formed to connect the first frame 111 and the second frame 112 together. More specifically, the third frame 113 is formed to cross one surface of the first frame 111 and one surface of the second frame 112 as shown in FIG. 7, and may be formed as needed to improve structural stability Ribs extending from the third frame 113 at predetermined angles and fixed to one surface of the second frame 112 may be formed.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 정면도이다.8 is a front view of a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to a first embodiment of the present invention.

굴착드럼(120)은 상기 제 1 프레임(111)의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프레임(111)과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼(121) 및 제 2 굴착드럼(122)의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트(123)가 상기 지반(300)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토한다.The excavating drums 120 include a pair of first excavating drums 121 disposed in front of the first frame 111 in the film direction and arranged in a plurality of pairs in parallel with the first frames 111, 2 cutting bits 123 respectively formed on the outer circumferential surface of the excavating drum 122 excavate the entire surface of the ground 300 and excavate the excavated soil.

이를 위한 굴착드럼(120)은 각각 인접하여 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121, 122) 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121, 122) 각각은 수직 방향으로 원통형 드럼이 적어도 2개 이상 연결될 수 있다.The excavating drums 120 are disposed adjacent to each other and the soil excavated between the first and second excavating drums 121 and 122 is clogged. The first and second excavating drums 121 and 122, Each of which can be connected to at least two cylindrical drums in the vertical direction.

또한, 상기 굴착드럼(120)은 도 7에 도시된 바와 같이 막장 방향의 지반 전면을 굴착하도록 45도 내지 60도의 경사를 갖도록 배치되며, 이러한 굴착드럼(120)은 제 1 굴착드럼(121), 제 2 굴착드럼(122) 및 절삭비트(123)를 포함할 수 있다.7, the excavating drum 120 is disposed to have an inclination of 45 to 60 degrees to excavate the entire surface of the ground in the direction of the film surface, and the excavating drum 120 includes a first excavating drum 121, A second excavating drum 122 and a cutting bit 123. [

도 9a 및 도 9b는 도 8의 굴착드럼을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.9A and 9B are views for explaining the drilling drum of FIG. 8 in detail.

제 1 굴착드럼(121)은 사각형상으로 관통된 홀이 형성된 실린더 형상의 바디와 상기 바디의 외주면을 둘러싸는 외측바디로 구성될 수 있으며, 도 9a에 도시된 바와 같이 외측바디는 복수 개로 이루어져 상기 바디를 둘러싸면서 상호 적층된 구조를 지닐 수 있다.The first excavating drum 121 may include a cylinder-shaped body having a rectangular through hole and an outer body surrounding the outer circumferential surface of the body. As shown in FIG. 9A, the outer body includes a plurality of outer bodies, They can have a stacked structure surrounded by the body.

제 2 굴착드럼(122)은 제 1 굴착드럼(121)과 동일한 형상을 지니고 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 전술한 바를 참조한다.Since the second excavating drum 122 has the same shape as the first excavating drum 121, a detailed description thereof is given above.

절삭비트(123)는 전술한 외측바디의 외주면에 다수로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 절삭비트(123)는 도 9a에 도시된 바와 같이 제 1 굴착드럼(121)의 외주면에 회전방향으로 형성되며, 본 발명에서는 하나의 외측바디에 2개의 절삭비트(123)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 절삭비트(123)의 개수는 필요에 적절히 변경하여 적용할 수 있다.The cutting bits 123 may be formed on the outer circumferential surface of the outer body. More specifically, the cutting bit 123 is formed in the rotating direction on the outer circumferential surface of the first excavating drum 121 as shown in FIG. 9A. In the present invention, two cutting bits 123 are formed on one outer body However, the number of the cutting bits 123 may be appropriately changed and applied.

본 발명의 도 9a에서는 하나의 외측바디에 2개의 절삭비트(123)가 형성되고, 외측바디는 6개가 형성되므로 총 12개의 절삭비트(123)가 형성될 수 있으며, 이러한 내용은 제 1 절삭드럼(121)을 상부에서 바라본 도 9b에 상세히 도시되어 있다. 이때, 한 쌍의 절삭비트(123)가 이루는 각도는 30°일 수 있다.In FIG. 9A of the present invention, two cutting bits 123 are formed on one outer body and six outer bodies are formed, so that a total of twelve cutting bits 123 can be formed, Lt; RTI ID = 0.0 > 121 < / RTI > At this time, the angle formed by the pair of cutting bits 123 may be 30 degrees.

또한, 절삭비트(123)는 제 1 굴착드럼(121) 뿐만 아니라 제 2 굴착드럼(122)의 외주면에도 상기한 바와 같이 동일하게 형성된다.The cutting bit 123 is formed on the outer circumferential surface of the second excavating drum 122 as well as the first excavating drum 121 as described above.

도 17은 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼의 유형을 예시하는 도면이다.17 is a view illustrating the type of drilling drum in the front excavation type trench shield equipment according to the first and second embodiments of the present invention.

제 1, 2 굴착드럼(121, 122)의 외주면에 형성된 절삭비트(123)의 설치 형태는 포인트 스파이럴(Point Spiral), 전체(All Surface), 오버랩(Overlap), 와이드 격자(Wide Lattice), 와이드 스파이럴(Wide Spiral), 와이드 수직(Wide Vertical), 상승 스파이럴(Ascending Spiral), 하강 스파이럴(Descending Spiral) 형태 중에서 선택될 수 있다.The configuration of the cutting bits 123 formed on the outer circumferential surfaces of the first and second drilling drums 121 and 122 may be a point spiral, an all surface, an overlap, a wide lattice, It can be selected from the following types: Wide Spiral, Wide Vertical, Ascending Spiral, Descending Spiral.

도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼의 탈착 가능한 것을 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a view showing that the excavating drum can be detached from the front excavation type trench shield equipment for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention.

또한, 굴착드럼(120)은 전면에 위치한 지반(300)을 굴착하는 과정에서 마모나 손상이 빈번하게 발생할 수 있으며, 특히 절삭비트(123)의 경우에는 더욱 심한 마모나 손상이 발생할 가능성이 크다. 이에 본 발명은 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 굴착드럼(121)이 마모 또는 손상이 되었을 경우 탈거한 후 새로운 제 1 굴착드럼(121)을 설치할 수 있으며, 제 2 굴착드럼(122) 역시 탈착 가능한 구조로 되어 있다.Further, wear and damage frequently occur in the excavating drum 120 in the process of excavating the ground 300 located on the front surface. Particularly, in the case of the cutting bit 123, there is a great possibility that abrasion or damage is more likely to occur. As shown in FIG. 12, when the first excavating drum 121 is worn or damaged, a new excavating drum 121 can be installed after the excavating drum 121 is removed, and the second excavating drum 122 is also detached It is possible structure.

전술한 본 발명은 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 세그먼트 인양장치인 지상부 크레인을 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120) 사이의 공간은 상부가 개방되어 있다.The space between the main frame 110 and the excavation drum 120 is opened at the upper part so that the movement of the PC box segment 200 is performed through a ground crane that is a lifting device.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 유압구동모듈을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining the hydraulic drive module of the front excavation type trench shield apparatus for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention.

유압구동모듈(130)은 지지판(131), 유압 구동모터(132), 제 1 회전축(133), 제 1 기어(134), 제 2 회전축(135) 및 제 2 기어(136)를 포함할 수 있다.The hydraulic drive module 130 may include a support plate 131, a hydraulic drive motor 132, a first rotation shaft 133, a first gear 134, a second rotation shaft 135 and a second gear 136 have.

지지판(131)은 직사각형상의 판부재로서, 도 10에 도시된 바와 같이 상부 및 하부의 한 쌍으로 이루어진다. 보다 구체적으로 상부에 도시된 지지판(131)은 유압 구동모터(132) 및 제 2 회전축(135)이 삽입될 수 있는 홀이 각각 관통형성되고, 하부에 도시된 지지판(131)에는 제 1 회전축(133) 및 제 2 회전축(135)이 삽입될 수 있는 홀이 각각 관통형성된다.The support plate 131 is a rectangular plate member, and is composed of a pair of upper and lower plates as shown in Fig. More specifically, the support plate 131 shown in the upper part has holes through which the hydraulic driving motor 132 and the second rotation shaft 135 can be inserted, respectively, and the support plate 131 shown below is provided with a first rotation shaft 133 and the second rotation shaft 135 can be inserted through the holes.

또한, 지지판(131)은 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 프레임(111)의 일면과 수직하게 설치되며, 이러한 한 쌍의 지지판(131) 사이에는 유압 구동모터(132), 제 1 기어(134) 및 제 2 기어(136)가 위치하게 된다.6, the support plate 131 is installed perpendicularly to one surface of the first frame 111. Between the pair of support plates 131, a hydraulic drive motor 132, a first gear 134 And the second gear 136 are positioned.

유압 구동모터(132)는 지지판(131)에 형성된 홀에 일부가 삽입되며, 이러한 유압 구동모터(132)는 유압에 의해 구동되어 제 1 굴착드럼(121)과 제 2 굴착드럼(122)을 동시에 회전시킨다.The hydraulic driving motor 132 is partly inserted into a hole formed in the support plate 131. The hydraulic driving motor 132 is driven by the hydraulic pressure so that the first excavating drum 121 and the second excavating drum 122 are driven at the same time .

제 1 회전축(133)은 육각기둥 형상을 지니고, 제 1 굴착드럼(121)의 중심을 관통하는 홀에 삽입될 수 있도록 형성된다. 보다 구체적으로 제 1 회전축(133)은 도 10에 도시된 바와 같이 하부에 위치한 지지판(131)을 관통하도록 위치한다.The first rotary shaft 133 has a hexagonal column shape and is formed so as to be inserted into a hole passing through the center of the first excavating drum 121. More specifically, as shown in FIG. 10, the first rotating shaft 133 is positioned to pass through the support plate 131 located at the lower side.

또한, 제 1 회전축(133)은 유압 구동모터(132)의 중심을 관통하면서 유압 구동모터(132)와 일체로 구성되고, 제 1 기어(134)는 그 중심으로 삽입된 제 1 회전축(133)이 유압 구동모터(132)에 의해 회전하는 경우 함께 회전함으로써 제 1 기어(134)와 치합되는 제 2 기어(136)를 회전시킨다.The first rotating shaft 133 is integrally formed with the hydraulic driving motor 132 while passing through the center of the hydraulic driving motor 132. The first gear 134 is connected to the first rotating shaft 133 inserted into the center thereof, And when rotated by the hydraulic driving motor 132, rotates together to rotate the second gear 136 engaged with the first gear 134.

제 1 기어(134)는 도 10에 도시된 바와 같이 일반적으로 사용되는 평기어일 수 있으며, 제 1 기어(134)의 중앙부로부터 원형의 실린더 형태로 연장형성될 수 있다. 또한, 제 1 기어(134)는 유압 구동모터(132)의 하부에 위치하고, 제 1 기어(134)의 중심 내부는 제 1 회전축(133)과 상응하도록 육면체 형상으로 관통형성된다. 이에 제 1 기어(134)의 중심으로는 제 1 회전축(133)이 삽입될 수 있다.The first gear 134 may be a generally used spur gear as shown in FIG. 10, and may extend from the center of the first gear 134 in the form of a circular cylinder. The first gear 134 is located at a lower portion of the hydraulic drive motor 132 and the center of the first gear 134 is formed in a hexahedron shape corresponding to the first rotary shaft 133. The first rotation shaft 133 may be inserted into the center of the first gear 134.

또한, 제 1 기어(134)는 제 2 회전축(135)이 관통된 제 2 기어(136)와 치합된 상태로 위치할 수 있고, 이러한 제 1 기어(134)는 유압 구동모터(133)가 동작함에 따라 회전하면서 제 2 기어(136)를 회전시킨다.The first gear 134 may be positioned in engagement with the second gear 136 through which the second rotation shaft 135 passes, And rotates the second gear 136 while rotating.

제 2 회전축(135)은 원형의 실린더 형상을 지니되, 그 일단은 도 10에 도시된 바와 같이 육각기둥 형상으로 형성되어 제 2 굴착드럼(122)의 중심으로 삽입된다.The second rotary shaft 135 has a circular cylinder shape, and one end thereof is formed into a hexagonal columnar shape as shown in FIG. 10 and inserted into the center of the second excavating drum 122.

또한, 육각기둥 형상으로 형성된 제 2 회전축(135)의 일측은 하부에 위치한 지지판(131)을 관통하고, 원형으로 형성된 제 2 회전축(135)의 타측은 상부에 위치한 지지판(131)의 상부에 삽입될 수 있다.One side of the second rotation shaft 135 formed in a hexagonal column shape passes through the support plate 131 located at the lower side and the other side of the second rotation shaft 135 formed in a circular shape is inserted into the upper part of the support plate 131 located at the upper side. .

이러한 제 2 회전축(135)은 제 2 기어(136)의 중심을 관통하면서 제 2 기어(136)과 일체로 형성된다. 또한. 제 2 회전축(135)은 제 1 기어(134)가 회전하면서 함께 회전하는 제 2 기어(136)를 따라 함에 따라 회전하게 된다.The second rotation shaft 135 passes through the center of the second gear 136 and is formed integrally with the second gear 136. Also. The second rotation shaft 135 rotates as the first gear 134 rotates together with the second gear 136 rotating together.

제 2 기어(136)는 일반적으로 널리 사용되는 평기어일 수 있으며, 제 1 기어(134)와 치합될 수 있다. 보다 구체적으로 제 2 기어(136)의 중심에는 제 2 회전축(135)이 일체로 삽입될 수 있으며, 이러한 제 2 기어(136)는 제 1 기어(134)가 회전하는 경우, 제 1 기어(134)와 함께 회전하면서 제 2 회전축(135)를 회전시키는 역할을 한다.The second gear 136 may be a generally used spur gear and may be engaged with the first gear 134. More specifically, the second rotation shaft 135 can be integrally inserted into the center of the second gear 136. When the first gear 134 rotates, the second gear 136 can rotate integrally with the first gear 134 And rotates the second rotation shaft 135 while rotating together with the second rotation shaft 135. [

전술한 유압구동모듈(130)의 하위구성요소들의 유기적인 결합 및 동작에 의해 제 1 회전축(133)과 연결되는 제 1 굴착드럼(121) 및 제 2 회전축(135)와 연결되는 제 2 굴착드럼(122)이 동시에 회전할 수 있게 되며, 그에 따라 지반(300)을 굴착할 수 있게 된다.The first excavating drum 121 connected to the first rotary shaft 133 and the second excavating drum 121 connected to the second rotary shaft 135 by the organic coupling and operation of the subcomponents of the hydraulic driving module 130, (122) can be rotated at the same time, so that the ground (300) can be excavated.

유압 액추에이터(140)는 제 2 프레임(112)에 일측이 각각 연결되고, 타측이 반력 프레임(160)의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 굴착드럼(120)을 전진시키며, 도 7에 도시된 바와 같이 총 4개의 유압 액추에이터(140)로 구성되어 있다.The hydraulic actuator 140 is connected to the second frame 112 at one side and the other side is connected to the corner of the reaction force frame 160 and pressurized by hydraulic pressure to advance the excavating drum 120, And four hydraulic actuators 140 as shown in FIG.

중절 잭(150)은 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 굴착드럼(120)을 측면 방향으로 소정 각도 회전시킨다.The cut-off jack 150 rotates the excavating drum 120 by a predetermined angle in the lateral direction for constructing the curved portion of the low depth excavation.

반력 프레임(160)은 메인 프레임(110)의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공한다.The reaction force frame 160 is installed in a segment construction zone formed behind the main frame 110 and contacts a side surface of the PC box segment 200 to provide a reaction force.

토사 무너짐 방지벽(170)은 제 1, 2 프레임(111, 112)과 접하면서 상기 유압 액추에이터(140)의 양 측면에 설치되어 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 역할을 한다.The soil erosion prevention wall 170 is provided on both sides of the hydraulic actuator 140 in contact with the first and second frames 111 and 112 to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction period.

도 11a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비가 동작함에 따른 토사 이동방향을 나타낸 도면이고, 도 11b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 버켓 이동방향을 나타낸 도면이다.FIG. 11A is a view showing the direction of moving the soil according to the operation of the front excavation type trench shielding apparatus for constructing the low depth excavation according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a view showing a bucket moving direction of a front excavation type trench shield device for performing depth excavation.

버켓(180)은 상기 4개의 유압 액추에이터(140) 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터(140) 사이에 배치되며, 이러한 버켓(180)은 2개의 유압 액추에이터(140) 중 어느 하나와 인접한 제 1 버켓(181), 제 1 버켓(181)과 인접한 제 2 버켓(182) 및 제 2 버켓(182)과 인접한 제 3 버켓(183)을 포함할 수 있다.The bucket 180 is disposed between the two hydraulic actuators 140 located below the four hydraulic actuators 140. The bucket 180 is connected to one of the two hydraulic actuators 140, A second bucket 182 adjacent to the first bucket 181 and a third bucket 183 adjacent to the second bucket 182.

제 1 버켓(181)은 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 상부만 개방된 중공형상의 하우징이다. 또한, 제 1 버켓(181)은 하부에 위치한 유압 액추에이터(140)와 인접한 곳에 배치된다.The first bucket 181 is a hollow housing opened only at the top as shown in Figs. 11A and 11B. In addition, the first bucket 181 is disposed adjacent to the hydraulic actuator 140 located at the lower portion.

제 2 버켓(182)은 제 1 버켓(181)과 동일한 형상을 지니므로 전술한 바를 참고하며, 제 2 버켓(182)은 제 1 버켓(181)과 인접하도록 배치되어 내부로 유입되는 토사가 토사이송장치(190)에 의해 제 2 버켓(182)으로 이송된다.Since the second bucket 182 has the same shape as the first bucket 181, the second bucket 182 is disposed adjacent to the first bucket 181, And is transferred to the second bucket 182 by the transfer device 190.

제 3 버켓(183)은 제 1, 2 버켓(181, 182)과 동일한 형상을 지니므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 다만, 제 3 버켓(183)은 제 2 버켓(182)과 인접하도록 배치된다.Since the third bucket 183 has the same shape as the first and second buckets 181 and 182, a detailed description thereof will be omitted. However, the third bucket 183 is disposed adjacent to the second bucket 182.

전술한 제 1 내지 3 버켓(181, 182, 183)은 도 11b에 도시된 바와 같이 일방향으로 직선운동하면서 위치를 변경할 수 있다. 보다 구체적으로 제 1 버켓(181)은 토사가 제 2 버켓(182)으로 채워진 후 버켓 크레인에 의해 인양되고, 제 2 버켓(182) 및 제 3 버켓(183)은 제 1 버켓(181)을 향하여 이동하며, 제 1 버켓(181)은 버켓 크레인에 의해 상부로부터 하부로 하강되어 제 3 버켓(183)에 인접하도록 배치되는 순환구조를 지닌다.The first to third buckets 181, 182, and 183 described above can be changed in position while linearly moving in one direction as shown in FIG. 11B. More specifically, the first bucket 181 is lifted by the bucket crane after the dirt is filled with the second bucket 182, and the second bucket 182 and the third bucket 183 are lifted by the bucket cranes toward the first bucket 181 And the first bucket 181 is lowered from the upper portion to the lower portion by the bucket crane and is disposed adjacent to the third bucket 183.

위와 같은 순환과정은 본 발명의 동작이 완료될 때까지 반복적으로 수행되며, 상기한 순환과정을 통하여 굴착드럼(120)에 의해 굴착된 토사는 외부로 배토될 수 있게 된다.The above-described circulation process is repeatedly performed until the operation of the present invention is completed, and the gravel excavated by the excavation drum 120 through the circulation process can be disposed outside.

토사이송장치(190)는 제 1 프레임(111)과 제 2 프레임(112)이 접하는 하부에 배치되되, 버켓(180)까지 연장형성되어 굴착드럼(120)에 의해 내부로 유입되는 토사를 버켓(180)으로 이송시킨다. 이때, 토사이송장치(190)는 토목 및 건축현장에서 주로 사용되는 토사운반용 컨베이어일 수 있다.The soil transfer device 190 is disposed at a lower portion where the first frame 111 and the second frame 112 are in contact with each other and extends to the bucket 180 so that the gravel, 180). At this time, the soil transfer device 190 may be a soil conveying conveyor mainly used in civil engineering and construction sites.

[제 2 실시예 : 저심도 굴착 급속 시공용 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')][Second embodiment: front excavation type trench shield device 100 'for low deep excavation rapid construction]

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 나타내는 사시도이고, 도 14은 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 저심도 굴착을 급속 시공하는 것을 나타내는 도면이고, 도 15은 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a perspective view showing a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth excavation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a perspective view illustrating a bottom excavation type trench shield apparatus using a front excavation type trench shield apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 15 is a view for explaining a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는, PC박스 세그먼트를 연결하여 저심도 굴착을 시공할 수 있도록 지반을 수평 방향으로 굴착하는 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)로서, 메인 프레임(110'), 굴착드럼(120'), 유압 구동모듈(130'), 유압 액추에이터(140'), 중절 잭(150'), 반력 프레임(160') 및 토사 무너짐 방지벽(170')을 포함한다.13, the front excavation type trench shield device 100 'for constructing the low depth excavation according to the embodiment of the present invention includes a ground excavation type trench shield device 100' for connecting the PC box segments and constructing low depth excavation A hydraulic excitation drum 120 ', a hydraulic drive module 130', a hydraulic actuator 140 ', a cut-off jack 150', a trench shield appa- ratus for excavating in the horizontal direction, A reaction force frame 160 ', and an anti-slip barrier wall 170'.

메인 프레임(110')은 지지대 역할을 하도록 중앙부에 배치되며, 예를 들면, 강재로 형성된다.The main frame 110 'is disposed at a central portion to serve as a support, and is formed of, for example, a steel material.

굴착드럼(120')은 상기 메인 프레임(110')의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 도 15에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 배열되는 다수의 원통형 드럼의 외주면에 각각 형성된 절삭비트(123')가 상기 지반(300)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토한다. 이때, 상기 굴착드럼(120')은 각각 인접하여 배치되는 제 1 굴착드럼(121') 및 제 2 굴착드럼(122')을 한 쌍으로 하여 다수 쌍이 배치되고, 도 15에서 도면부호 C로 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121', 122') 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121', 122') 각각은 수직 방향으로 원통형 드럼이 적어도 2개 이상 연결되는 것이 바람직하다.The excavating drum 120 'is disposed in the direction of the film length in front of the main frame 110', and as shown in FIG. 15, cutting bits 123 'formed on the outer circumferential surfaces of the plurality of cylindrical drums arranged in the vertical direction, ) Excavates the entire surface of the ground (300), and excavates the excavated soil. At this time, a plurality of pairs of the first excavating drums 121 'and the second excavating drums 122', which are disposed adjacent to each other, are disposed in pairs, and the excavating drums 120 ' The first and second excavating drums 121 'and 122' are arranged in a vertical direction in a cylindrical shape, and the first and second excavating drums 121 'and 122' It is preferable that at least two drums are connected.

유압 구동모터(132')는 유압에 의해 구동되어 2개축의 굴착드럼(120')을 동시에 회전시킨다. 예를 들면, 상기 굴착드럼(120')을 구동하기 위한 동력 전달을 위해서 상기 유압 구동모터(132')는 유압식을 사용하는 것이 바람직하며, 외부 HPU(Hydraulic Power Unit)로 동력원을 외부 연결함으로써, 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 자체 여유공간을 확보할 수 있다.The hydraulic drive motor 132 'is driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the excavation drums 120' of two axes. For example, the hydraulic driving motor 132 'is preferably of a hydraulic type in order to transmit power for driving the excavating drum 120'. By externally connecting a power source to an external HPU (Hydraulic Power Unit) It is possible to secure the self clearance space of the front excavation type trench shield device 100 '.

유압 액추에이터(140')는 상기 메인 프레임(110')에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임(160')의 모서리에 각각 체결되도록 4개가 배치될 수 있고, 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼(120')을 전진시키는 역할을 한다.Four hydraulic actuators 140 'may be disposed on one side of the main frame 110' and four sides of the hydraulic actuator 140 'on the opposite sides of the reaction frame 160'. The hydraulic actuators 140 ' To advance the drum 120 '.

중절 잭(150')은 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼(120')을 측면 방향으로 소정 각도 회전시킬 수 있다.The hinged jack 150 'may rotate the excavating drum 120' in the lateral direction by a predetermined angle for the curved portion construction of the low depth excavation.

반력 프레임(160')은 상기 메인 프레임(110')의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공한다.The reaction force frame 160 'is installed in a segment construction zone formed behind the main frame 110' and contacts the side surface of the PC box segment 200 to provide a reaction force.

토사 무너짐 방지벽(170')은 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하도록 상기 유압 액추에이터(140')의 양 측면에 설치된다.The anti-earths anti-collapse wall 170 'is installed on both sides of the hydraulic actuator 140' to prevent collapse of surrounding soil from the segment construction period.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는, 도 14에 도시된 바와 같이, 4개의 유압 액추에이터(140')로 추진하면서 상기 메인 프레임(110')의 전방에 배치된 상기 굴착드럼(120')에 부착된 절삭비트(123')가 회전하면서 토사를 굴착하되, 상기 굴착드럼(120')은 각각 인접하는 2개의 원통형 드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 절삭비트(123')가 전방에 있는 토사를 굴착하게 된다.Therefore, the front excavation type trench shield device 100 'according to the embodiment of the present invention is disposed in front of the main frame 110' while being driven by the four hydraulic actuators 140 'as shown in FIG. 14 The cutting bit 123 'attached to the excavating drum 120' is excavated while the excavating drum 120 'rotates in opposite directions for each adjacent two cylindrical drums, (123 ') excavate the gravel in the front.

한편, 도 16는 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼을 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼의 유형을 예시하는 도면이다.16 is a view for explaining an excavating drum in a front excavation type trench shield apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 is a sectional view of the excavating drum in the front excavation type trench shield apparatus according to the embodiment of the present invention. Fig.

본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서, 도 16의 a)에 도시된 바와 같이, 각각 인접하여 배치되는 제 1 굴착드럼(121') 및 제 2 굴착드럼(122')을 한 쌍으로 하여 다수 쌍이 배치되고, 도 16의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121', 122') 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 굴착드럼(120')은 각각 인접하는 2개의 원통형 드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 절삭비트(123')가 전방에 있는 토사를 굴착하게 된다.In the front excavation type trench shield apparatus according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 16A, a first excavating drum 121 'and a second excavating drum 122' As shown in FIGS. 16A and 16B, a structure in which the excavated soil is sandwiched between the first and second excavating drums 121 'and 122' is disposed in a plurality of pairs, (120 ') rotate in mutually opposite directions for each adjacent two cylindrical drums, and the cutting bit (123') excavates the gravel in front.

도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼(120')의 경우, 원통형 드럼의 외주면에 형성된 절삭비트(123')의 설치 형태는 포인트 스파이럴(Point Spiral), 전체(All Surface), 오버랩(Overlap), 와이드 격자(Wide Lattice), 와이드 스파이럴(Wide Spiral), 와이드 수직(Wide Vertical), 상승 스파이럴(Ascending Spiral), 하강 스파이럴(Descending Spiral) 형태 중에서 선택될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 17, in the front excavation type trench shield apparatus according to the embodiment of the present invention, in the case of the excavating drum 120 ', the installation form of the cutting bit 123' formed on the outer circumferential surface of the cylindrical drum is a point spiral Select from among the following: All Surface, Overlap, Wide Lattice, Wide Spiral, Wide Vertical, Ascending Spiral, Descending Spiral But is not limited to,

한편, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 측단면도이고, 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 정면도이며, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 평면도이다.18 is a side cross-sectional view of a front excavation type trench shield apparatus for constructing low depth excavation according to an embodiment of the present invention, FIG. 19 is a front excavation type apparatus for constructing low depth excavation according to an embodiment of the present invention, 20 is a plan view of a front excavation type trench shield device for constructing a low depth excavation according to an embodiment of the present invention.

도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는 종래의 기술에 따른 TBM과 유사한 형태로 굴착되지만, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 세그먼트 인양장치인 지상부 크레인(도시되지 않음)을 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110') 및 상기 굴착드럼(120') 사이의 공간은 상부가 개방되어 있는 것이 바람직하다.18, the front excavation type trench shield device 100 'for excavating the low depth excavation according to the embodiment of the present invention is excavated in a form similar to the TBM according to the conventional technology, The space between the main frame 110 'and the excavating drum 120' is opened at an upper part so that the movement of the excavating drum 200 is performed through a ground crane (not shown) as a segment lifting device.

또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')에서, 굴착드럼(120')은 각각 인접하여 배치되는 제 1 및 제 2 굴착드럼을 한 쌍으로 하여 다수 쌍이 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼 각각은 수직 방향으로 원통형 드럼이 적어도 2개 이상 연결된다. 이때, 도 19에서 도면부호 D로 도시된 바와 같이, 각각 한 쌍의 굴착드럼(120')을 동시에 회전시키기 위해 상기 굴착드럼(120')이 유압 구동모터(132')에 기어 치합되도록 연결된다. 이에 따라 하나의 유압 구동모터(132')에 의해 2개축의 굴착드럼(120')이 동시에 회전할 수 있다.19, in the front excavation type trench shield apparatus 100 'for constructing the low depth excavation according to the embodiment of the present invention, the excavation drums 120' And a second excavating drum are arranged in pairs, and the excavated soil is sandwiched between the first and second excavating drums, wherein each of the first and second excavating drums has a cylindrical drum Two or more are connected. At this time, as shown by the reference numeral D in FIG. 19, the drilling drum 120 'is connected to the hydraulic drive motor 132' so as to be gear-engaged so as to simultaneously rotate the pair of excavation drums 120 ' . Accordingly, the excavating drums 120 'of two axes can be simultaneously rotated by one hydraulic driving motor 132'.

또한, 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')에서, 반력 프레임(160')이 상기 메인 프레임(110')의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공하며, 또한, 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하도록 토사 무너짐 방지벽(170')이 상기 유압 액추에이터(140')의 양 측면에 설치된다.20, in the front excavation type trench shield apparatus 100 'for constructing the low depth excavation according to the embodiment of the present invention, the reaction force frame 160' is formed on the main frame 110 ' And is provided in the segment construction space formed at the rear of the PC box segment 200 to provide a reaction force in contact with the side surface of the PC box segment 200 and to prevent the surrounding soil from being collapsed in the segment construction period, Are installed on both sides of the hydraulic actuator 140 '.

한편, 도 21는 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서 굴착드럼과 구동모터의 연결을 나타내는 도면이고, 도 22는 도 21에서 도면부호 E로 도시된 굴착드럼에 연결되는 구동모터를 구체적으로 나타내는 도면이며, 도 23은 도 21에서 도면부호 F로 도시된 굴착드럼 연결부를 구체적으로 나타내는 도면이다.21 is a view illustrating a connection between a drilling drum and a drive motor in a front excavation type trench shield apparatus for constructing a low depth drilling according to an embodiment of the present invention, and FIG. 22 is a cross- FIG. 23 is a view specifically showing a drive motor connected to a drilling drum, and FIG. 23 is a diagram specifically showing an excavating drum connection portion denoted by reference numeral F in FIG.

도 21를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저심도 굴착을 시공하기 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비에서, 굴착드럼(120')은 막장 방향의 지반 전면을 굴착하도록 45도 내지 60도의 경사를 갖도록 배치될 수 있다.21, in the front excavation type trench shield apparatus for constructing the low depth excavation according to the embodiment of the present invention, the excavation drum 120 'is inclined at an angle of 45 to 60 degrees to excavate the entire ground surface in the direction of the film surface Respectively.

또한, 도 22는 도 21에서 도면부호 E를 구체적으로 나타내며, 굴착드럼(120')의 상부에 유압 구동모터(132')가 연결되는 것을 나타내며, 도 23은 도 21에서 도면부호 F를 구체적으로 나타내며, 각각의 굴착드럼(120')의 원통형 드럼이 적어도 2개 이상 연결될 수 있도록 굴착드럼 연결부(124')가 형성된다. 이에 따라 굴착드럼(120')을 길게 형성하지 않고 서로 분절식으로 연결하여 사용할 수 된다.FIG. 22 specifically shows the reference symbol E in FIG. 21 and shows that the hydraulic driving motor 132 'is connected to the upper portion of the excavating drum 120'. FIG. 23 is a cross- And an excavating drum connecting portion 124 'is formed so that at least two cylindrical drums of the excavating drums 120' can be connected. Accordingly, the excavating drums 120 'can be connected to each other by splitting without forming them long.

본 발명의 실시예에 따르면, 저심도 굴착시스템에서, 막장 방향의 지반 전면을 굴착할 수 있도록 굴착드럼, 액추에이터 및 구동모터로 이루어진 전면 굴착형 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)를 이용하여 시공성을 향상시키고 터널을 급속하게 시공할 수 있다. 또한, 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용하여 굴진과 동시에 PC박스 세그먼트를 연결 설치할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, in the low depth drilling system, the workability can be improved by using a trench shield apparatus comprising a drilling drum, an actuator and a drive motor so as to excavate the entire surface in the direction of the film surface And the tunnel can be constructed rapidly. In addition, PC box segments can be connected and installed at the same time by using front excavation type trench shield equipment.

[제 1 실시예 : 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 실대형 실험][Example 1: Large scale test of front excavation type trench shield equipment]

도 24는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비의 실대형 실험을 순서대로 나타낸 도면이다.FIG. 24 is a view showing the actual large-scale test of the front excavation type trench shield equipment according to the first embodiment of the present invention in order.

최초, 반력대 및 트렌치 실드를 설치하는 단계로서, 도 24a에 도시된 바와 같이 함몰된 내부에 지반(300)이 형성된 토조를 준비한 상태에서 반력대를 지반(300)과 토조에 밀착시킨 후 후방지지대를 반력대에 밀착시킨다. 이때, 후방지지대와 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는 별도의 장치로 연결되되, 밀착된 상태이며, 후방지지대의 전방으로 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 위치시킨다.24A, the reaction force band is brought into close contact with the ground 300 and the torsion bar in a state where the torsion bar 300 having the ground 300 is formed as shown in FIG. 24A, To the reaction force platform. At this time, the rear support member and the front excavation type trench shield device 100 are connected by a separate device, and are in a close contact state, and the front excavation type trench shield device 100 is positioned in front of the rear support member.

다음, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법은, 도 24b에 도시된 바와 같이 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)가 지반(300)을 향하여 전진할 수 있다. 즉, 별도의 장치가 동작하여 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)가 후방지지대로부터 이격된 상태가 되는 것이다. 이때, 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 굴착드럼(120)은 동작하게 되고, 이에 따라 지반(300)에서 굴착된 토사가 배토되는 작업이 진행된다.Next, a low-depth excavation rapid installation method using a front-excavation-type trench shield apparatus according to a first embodiment of the present invention is characterized in that the front excavation-type trench shield apparatus 100 is moved toward the ground 300 You can advance. That is, a separate device operates to separate the front excavation type trench shield device 100 from the rear support. At this time, the excavating drum 120 of the front excavation type trench shield apparatus 100 is operated, and thus the soil excavated in the ground 300 is removed.

이를 위해 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)에는 슬라이딩 방식으로 전진 및 후진이 가능한 별도의 장치를 추가적으로 더 포함할 수 있다.To this end, the front excavation type trench shield device 100 may further include a separate device capable of advancing and retracting in a sliding manner.

다음, 도 24c에 도시된 바와 같이 후방지지대가 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 향하여 이동하면서 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)와 접하게 된다.Then, as shown in FIG. 24C, the rear support is moved toward the front excavation-type trench shield apparatus 100, and is brought into contact with the front excavation-type trench shield apparatus 100.

다음, 도 24d에 도시된 바와 같이 반력대와 후방지지대 사이에 H빔 지지대를 설치하게 된다.Next, as shown in FIG. 24D, an H beam support is installed between the reaction force band and the rear support.

다음, 도 24e에 도시된 바와 같이 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)가 지반(300)을 향하여 전진하게 되고, 이후 후방지지대가 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 향하여 이동하면서 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)와 접하게 된다.24E, the front excavation type trench shield device 100 is advanced toward the ground 300, and then the rear support platform moves toward the front excavation type trench shield device 100, The shielding device 100 is contacted.

상기한 과정을 반복적으로 수행하게 되면, 도 24f에 도시된 바와 같이 지반(300)을 굴착하게 된다.When the above process is repeatedly performed, the ground 300 is excavated as shown in FIG. 24F.

[제 1 실시예 : 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법][Embodiment 1: Low-depth excavation rapid installation method using front excavation type trench shield equipment]

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법의 동작흐름도이다.25 is an operational flowchart of a low depth drilling rapid construction method using a front drilling type trench shield apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법은, 메인 프레임(110), 굴착드럼(120), 구동모터(130) 및 유압 액추에이터(140)가 결합된 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 이용하여 저심도 굴착을 시공하는 방법으로서, a) 저심도 굴착 시공을 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 트렌치 홈에 설치하는 단계(S110), b) 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 구동모터(130)를 구동시켜 굴착드럼(120)을 작동시키는 단계(S120), c) 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 굴착드럼(120)이 막장 방향의 지반을 전면 굴착하는 단계(S130), d) 굴착드럼(120)에 의해 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사를 제거하는 단계(S140), e) 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 유압 액추에이터(140)를 추진하여 PC박스 세그먼트(200)의 설치공간을 확보하는 단계(S150), f) 확보된 세그먼트 시공구간에 수직 방향으로 PC박스 세그먼트(200)를 설치하는 단계(S160) 및 g) 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 굴착 및 PC박스 세그먼트(200)의 설치를 반복 시공하여 저심도 굴착을 형성하는 단계(S170)를 포함하되, c) 단계의 굴착드럼(120)은 각각 인접하는 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)의 외주면에 형성된 절삭비트(123)가 전방에 있는 토사를 굴착한다.The low depth boring rapid construction method using the front excavation type trench shield apparatus according to the first embodiment of the present invention is characterized in that the main frame 110, the excavating drum 120, the driving motor 130, and the hydraulic actuator 140 are combined A method for constructing a low depth excavation using a front excavation type trench shield device (100) comprising the steps of: (a) installing a front excavation type trench shield device (100) for a low depth excavation installation in a trench groove (S110) b) operating the excavating drum 120 by driving the driving motor 130 of the front excavation type trench shield apparatus 100, c) operating the drilling drum 120 of the front excavation type trench shield apparatus 100, (S130) of excavating the soil in the direction of the surface direction (S130), d) removing the soil removed into the front excavation type trench shield apparatus 100 by the excavation drum 120 (S140), e) The hydraulic actuator 140 of the trench shield device 100 is propelled so that the PC box segment 2 (S150) of installing the PC box segment (200) in a vertical direction in the ensured segment construction period, and g) securing the installation space of the front excavation type trench shield device (100) (S170) repeatedly constructing the excavation and installation of the PC box segment (200) to form a low depth excavation, wherein excavation drums (120) of step c) 122, the cutting bits 123 formed on the outer circumferential surfaces of the first and second excavating drums 121, 122 excavate the gravel in front.

상기 a) 단계에서 도로 하부에 소정 깊이로 트렌치 홈을 형성하고, 상기 트렌치 홈의 후단에 반력대를 설치한 후에 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 상기 트렌치 홈에 삽입한다.In the step a), trench grooves are formed at a predetermined depth in the lower part of the road, and a reaction force band is provided at a rear end of the trench grooves. Then, the front excavation type trench shield device 100 is inserted into the trench grooves.

이때, 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는, 일방향으로 경사진 제 1 프레임(111), 제 1 프레임(111)과 이격되도록 배치되는 제 2 프레임(112) 및 제 1 프레임(111)과 제 2 프레임(112)을 연결하도록 형성되는 제 3 프레임(113)을 포함하는 메인프레임(110), 제 1 프레임(111)의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 제 1 프레임(111)과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼(121) 및 제 2 굴착드럼(122)의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트(123)가 지반(300)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼(120), 유압에 의해 구동되어 상기 제 1 굴착드럼(121)과 제 2 굴착드럼(122)을 동시에 회전시키는 유압 구동모터(132), 메인 프레임(110)의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임(160), 제 2 프레임(112)에 일측이 각각 연결되고, 타측이 반력 프레임(160)의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 굴착드럼(120)을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터(140), 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 굴착드럼(120)을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭(150), 제 1, 2 프레임(111, 112)과 접하면서 유압 액추에이터(140)의 양 측면에 설치되어 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 토사 무너짐 방지벽(170), 4개의 유압 액추에이터(140) 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터(140) 사이에 배치되는 버켓(180) 및 제 1 프레임(111)과 제 2 프레임(112)이 접하는 하부에 배치되되, 버켓(180)까지 연장형성되어 굴착드럼(120)에 의해 내부로 유입되는 토사를 버켓(180)으로 이송시키는 토사이송장치(190)를 포함할 수 있다.The front excavation type trench shield device 100 includes a first frame 111 inclined in one direction, a second frame 112 spaced apart from the first frame 111, a first frame 111, A main frame 110 including a third frame 113 formed so as to connect the first frame 111 and the second frame 112, a main frame 110 arranged in front of the first frame 111 in parallel with the first frame 111, A pair of first excavating drums 121 and a pair of excavating drums 122 and a cutting bit 123 formed on the outer circumferential surfaces of the second excavating drums 122 excavate the entire surface of the ground 300, A hydraulic driving motor 132 that is driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the first excavating drum 121 and the second excavating drum 122, A reaction force frame (16) provided in a construction section and contacting the side surface of the PC box segment (200) 0), four hydraulic actuators 140, one end of which is connected to the second frame 112, the other end of which is connected to the corner of the reaction force frame 160 and which presses the excavating drum 120 by hydraulic pressure, The drilling drum 120 is rotatably supported on both sides of the hydraulic actuator 140 while being in contact with the first and second frames 111 and 112 in order to rotate the drilling drum 120 by a predetermined angle in the lateral direction for the construction of the curved portion of the low depth drilling. A bucket 180 disposed between the two hydraulic actuators 140 located at the bottom of the four hydraulic actuators 140 and a bucket 180 disposed between the two hydraulic actuators 140, A soil transfer device (not shown) disposed at a lower portion where the frame 111 and the second frame 112 are in contact with each other and which extends to the bucket 180 and transfers the soil to the bucket 180 by the drilling drum 120 190).

또한, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 PC박스 세그먼트 인양장치를 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120) 사이의 공간은 그 상부가 개방되어 있다.The space between the main frame 110 and the excavation drum 120 may be formed so that movement of the PC box segment 200 is performed through a PC box segment lifting device, And its upper portion is opened.

상기 PC박스 세그먼트 인양장치는 지상부 크레인이고, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는 상기 지상부 크레인에 의해 수직 방향으로 하강하는 상기 PC박스 세그먼트(200)를 수납할 수 있는 작업공간(Work Space)인 세그먼트 시공구간이 형성되고, 상기 세그먼트 시공구간에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 및 연결하여 저심도 굴착을 형성한다.The PC box segment hoisting device is a ground crane, and the front excavation type trench shield device 100 includes a work space capable of accommodating the PC box segment 200 descending vertically by the overhead crane, And the PC box segment 200 is installed and connected in the segment construction period to form a low depth excavation.

전술한 단계 중에 상기 c) 단계의 굴착드럼(120)의 굴진과 동시에 상기 f) 단계에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 연결한다.During the above-mentioned step, the PC box segment 200 is installed and connected in the step f) simultaneously with the excavation of the digging drum 120 of the step c).

상기 d) 단계는, d1) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사가 토사이송장치(190)에 안착한 후 토사이송장치(190)의 동작에 의해 버켓(180)의 제 2 버켓(182)으로 이송되는 단계, d2) 제 2 버켓(182)의 양측에 배치된 제 1 버켓(181) 및 제 3 버켓(183) 중 제 1 버켓(181)이 버켓 크레인에 의해 인양되는 단계, d3) 제 1 버켓(181)이 위치했던 곳으로 제 2 버켓(182) 및 제 3 버켓(183)을 이동시키는 단계, d4) 제 3 버켓(183)의 내부로 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사가 이송된 후 버켓 크레인에 의해 제 1 버켓(181)이 제 3 버켓(183)과 인접하도록 배치되는 단계, d5) 제 2 버켓(182)이 버켓 크레인에 의해 인양된 후 제 2 버켓(182)의 내부에 있던 토사가 외부로 배토되는 단계 및 d6) 상기 d1) 단계 내지 상기 d5 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The step d) includes the steps of: d1) dredging the inside of the front-excavation type trench shield device 100 into the soil-conveying device 190, D2) the first bucket 181 of the first bucket 181 and the third bucket 183 disposed on both sides of the second bucket 182 are lifted by the bucket crane; d3) moving the second bucket 182 and the third bucket 183 to where the first bucket 181 was located, d4) moving the third bucket 183 to the front excavated trench shield equipment The first bucket 181 is disposed adjacent to the third bucket 183 by the bucket crane after the soil cloaked in the bucket cranes is transported to the bucket cranes 100 and d5) And d6) repeatedly performing the steps d1) to d5. The method according to claim 1, .

따라서 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 PC박스 세그먼트 인양장치를 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120) 사이의 공간은 그 상부가 개방되어 있는 것이 바람작하다. 예를 들면, 상기 PC박스 세그먼트 인양장치는 지상부 크레인이고, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는 상기 지상부 크레인에 의해 수직 방향으로 하강하는 상기 PC박스 세그먼트(200)를 수납할 수 있는 작업공간(Work Space)인 세그먼트 시공구간이 형성되고, 상기 세그먼트 시공구간에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 및 연결하여 저심도 굴착을 형성할 수 있다.Therefore, the space between the main frame 110 and the excavation drum 120 is moved so that the movement of the PC box segment 200 is performed through the PC box segment lifting device, It is desirable that the top is open. For example, the PC box segment lifting device is a ground-based crane, and the front-excavation-type trench shield device 100 includes a work space capable of accommodating the PC box segment 200 descending vertically by the ground- And the PC box segment 200 may be installed and connected to the low-depth excavation in the segment construction period.

또한, 전술한 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법에 의해 저심도 굴착이 시공될 수 있다.In addition, the low depth excavation can be performed by the low depth excavation rapid construction method using the above-mentioned front excavation type trench shield equipment.

[제 2 실시예 : 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법][Second embodiment: rapid depth excavation rapid construction method using front excavation type trench shield equipment]

도 25는 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법의 동작흐름도이다.25 is an operational flowchart of a low depth drilling rapid construction method using a front drilling type trench shield apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 25를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법은, 전술한 도 14 및 도 15에 도시된 메인 프레임(110'), 굴착드럼(120'), 구동모터(130') 및 유압 액추에이터(140')가 결합된 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')를 이용하여 저심도 굴착을 시공하는 방법으로서, 먼저, 저심도 굴착 시공을 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')를 트렌치 홈에 설치한다(S110). 예를 들면, 도로 하부에 소정 깊이로 트렌치 홈을 형성하고, 상기 트렌치 홈의 후단에 반력대를 설치한 후에 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')를 상기 트렌치 홈에 삽입한다.Referring to FIG. 25, the low depth drilling rapid construction method using the front excavation type trench shield apparatus according to the embodiment of the present invention includes the main frame 110 ', drilling drum 120' shown in FIGS. 14 and 15 A method of constructing a low depth excavation using a front excavation type trench shield device 100 'in which a driving motor 130' and a hydraulic actuator 140 'are combined, The excavation type trench shield device 100 'is installed in the trench grooves (S110). For example, a trench groove is formed at a predetermined depth below the road, and a reaction force band is provided at the rear end of the trench groove. Then, the front-excavation type trench shield device 100 'is inserted into the trench groove.

전술한 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는, 지지대 역할을 하도록 중앙부에 배치되는 메인 프레임(110'), 상기 메인 프레임(110')의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 수직방향으로 배열되는 다수의 원통형 드럼의 외주면에 각각 형성된 절삭비트(123')가 상기 지반(300)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼(120'), 유압에 의해 구동되어 2개축의 굴착드럼(120')을 동시에 회전시키는 유압 구동모터(132'), 상기 메인 프레임(110')의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임(160'), 상기 메인 프레임(110')에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임(160')의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼(120')을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터(140'), 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하도록 상기 유압 액추에이터(140')의 양 측면에 설치되는 토사 무너짐 방지벽(170'), 및 저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼(120')을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭(150')을 포함한다.15, the front-excavation-type trench shield device 100 'includes a main frame 110' disposed at a central portion to serve as a support, a front wall 110 'disposed in front of the main frame 110' A cutting bit 123 'formed on the outer circumferential surface of each of a plurality of cylindrical drums arranged in the vertical direction excavates the entire surface of the ground 300 and excavates the excavated soil, A hydraulic drive motor 132 'driven by the excavating drum 120' to simultaneously rotate the excavating drums 120 'of the two axes, and a hydraulic drive motor 132' installed at the segment construction space formed at the rear of the main frame 110 ' A reaction force frame 160 'which is in contact with a side surface of the reaction frame 160' to provide a reaction force, one side connected to the main frame 110 'and the other side connected to the edge of the reaction force frame 160' The drilling drum 120 ' A slope prevention wall 170 'provided on both sides of the hydraulic actuator 140' to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction period, and a curve of a low depth excavation And an abduction jack 150 'for rotating the excavation drum 120' in the lateral direction by a predetermined angle in order to perform an auxiliary operation.

다음으로, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 구동모터(130')를 구동시켜 굴착드럼(120')을 작동시킨다(S120).Next, the excavating drum 120 'is operated by driving the driving motor 130' of the front excavation type trench shield device 100 '(S120).

다음으로, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 굴착드럼(120')이 막장 방향의 지반을 전면 굴착한다(S130). 이때, 상기 굴착드럼(120')은 각각 인접하는 2개의 원통형 드럼마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 원통형 드럼의 외주면에 형성된 절삭비트(123')가 전방에 있는 토사를 굴착하게 된다.Next, the excavating drum 120 'of the front excavation type trench shield device 100' totally excavates the ground in the direction of the closing direction (S130). At this time, the digging drums 120 'are rotated in mutually opposite directions for each adjacent two cylindrical drums, and the cut bits 123' formed on the outer circumferential surface of the cylindrical drums are excavated at the front side.

다음으로, 상기 굴착드럼(120')에 의해 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100') 내부로 배토된 토사를 제거한다(S140).Subsequently, the excavated drum 120 'removes the clay that has been clogged into the front excavation type trench shield device 100' (S140).

다음으로, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 유압 액추에이터(140')를 추진하여 PC박스 세그먼트(200)의 설치공간을 확보한다(S150).Next, the hydraulic actuator 140 'of the front excavation type trench shield device 100' is propelled to secure a space for installing the PC box segment 200 (S150).

다음으로, 상기 확보된 세그먼트 시공구간에 수직 방향으로 PC박스 세그먼트(200)를 설치한다(S160).Next, the PC box segment 200 is installed perpendicularly to the ensured segment construction interval (S160).

다음으로, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 굴착 및 PC박스 세그먼트(200')의 설치를 반복 시공하여 저심도 굴착을 형성한다(S170). 이에 따라 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')의 굴착드럼(120')의 굴진과 동시에 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 연결할 수 있다.Subsequently, the excavation of the front excavation type trench shield device 100 'and the installation of the PC box segment 200' are repeatedly performed to form low depth excavation (S170). Accordingly, the PC box segment 200 can be installed and connected at the same time as the digging drum 120 'of the front excavation type trench shield device 100' is pivoted.

따라서 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 PC박스 세그먼트 인양장치를 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120') 사이의 공간은 그 상부가 개방되어 있는 것이 바람작하다. 예를 들면, 상기 PC박스 세그먼트 인양장치는 지상부 크레인이고, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100')는 상기 지상부 크레인에 의해 수직 방향으로 하강하는 상기 PC박스 세그먼트(200)를 수납할 수 있는 작업공간(Work Space)인 세그먼트 시공구간이 형성되고, 상기 세그먼트 시공구간에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 및 연결하여 저심도 굴착을 형성할 수 있다.Therefore, the front excavation type trench shield device 100 'is installed in the space between the main frame 110 and the excavation drum 120' so that the movement of the PC box segment 200 is performed through the PC box segment lifting device. It is desirable that the top is open. For example, the PC box segment lifting device is a ground-based crane, and the front-excavation-type trench shield device 100 'includes an operation portion capable of accommodating the PC box segment 200 descending vertically by the overhead crane And the PC box segment 200 may be installed and connected in the segment construction period to form a low depth excavation.

전술한 본 발명의 설명은 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 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

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.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100, 100' : 전면 굴착형 트렌치 실드장비
110, 110': 메인 프레임
111 : 제 1 프레임
112 : 제 2 프레임
113 : 제 3 프레임
120, 120': 굴착드럼
121, 121': 제 1 굴착드럼
122, 122': 제 2 굴착드럼
123, 123': 절삭비트
130, 130' : 유압구동모듈
131 : 지지판
132, 132' : 유압 구동모터
133 : 제 1 회전축
134 : 제 1 기어
135 : 제 2 회전축
136 : 제 2 기어
140, 140' : 유압 액추에이터
150, 150' : 중절 잭
160, 160' : 반력 프레임
170, 170' : 토사 무너짐 방지벽
180 : 버켓
181 : 제 1 버켓
182 : 제 2 버켓
183 : 제 3 버켓
190 : 토사이송장치
200 : PC박스 세그먼트
300 : 지반
100, 100 ': Front drilled trench shield equipment
110, 110 ': Main frame
111: 1st frame
112: second frame
113: third frame
120, 120 ': drilling drum
121, 121 ': first drilling drum
122, 122 ': a second excavation drum
123, 123 ': Cutting bit
130, 130 ': Hydraulic drive module
131: Support plate
132, 132 ': Hydraulic drive motor
133: first rotating shaft
134: first gear
135:
136: Second gear
140, 140 ': Hydraulic actuator
150, 150 ': Jumper jack
160, 160 ': reaction force frame
170, 170 ': a slip-proof wall
180: Bucket
181: First bucket
182: second bucket
183: the third bucket
190: Earth moving device
200: PC box segment
300: ground

Claims (17)

PC박스 세그먼트를 연결하여 저심도 굴착을 시공할 수 있도록 지반을 수평 방향으로 굴착하는 트렌치 실드장비(Trench Shield Apparatus)에 있어서,
일방향으로 경사진 제 1 프레임(111), 상기 제 1 프레임(111)과 이격되도록 배치되는 제 2 프레임(112) 및 상기 제 1 프레임(111)과 상기 제 2 프레임(112)을 연결하도록 형성되는 제 3 프레임(113)을 포함하는 메인프레임(110);
상기 제 1 프레임(111)의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프레임(111)과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼(121) 및 제 2 굴착드럼(122)의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트(123)가 상기 지반(200)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼(120);
유압에 의해 구동되어 상기 제 1 굴착드럼(121)과 제 2 굴착드럼(122)을 동시에 회전시키는 유압 구동모터(132);
상기 메인 프레임(110)의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임(160);
상기 제 2 프레임(112)에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임(160)의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼(120)을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터(140);
상기 제 1, 2 프레임(111, 112)과 접하면서 상기 유압 액추에이터(140)의 양 측면에 설치되어 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 토사 무너짐 방지벽(170);
상기 4개의 유압 액추에이터(140) 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터(140) 사이에 배치되는 버켓(180); 및
상기 제 1 프레임(111)과 상기 제 2 프레임(112)이 접하는 하부에 배치되되, 상기 버켓(180)까지 연장형성되어 상기 굴착드럼(120)에 의해 내부로 유입되는 토사를 상기 버켓(180)으로 이송시키는 토사이송장치(190);
를 포함하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
A trench shield apparatus for excavating a ground in a horizontal direction so that a low-depth excavation can be carried out by connecting PC box segments,
A first frame 111 that is inclined in one direction, a second frame 112 that is spaced apart from the first frame 111, and a second frame 112 that is formed to connect the first frame 111 and the second frame 112 A main frame 110 including a third frame 113;
A pair of first excavating drums 121 and second excavating drums 122 arranged in front of the first frame 111 in the film direction and arranged in a plurality of pairs in parallel with the first frame 111, A drilling drum 120 for excavating the entire surface of the ground 200 and cutting off the excavated gravel, a cutting bit 123 formed on an outer circumferential surface of the ground 200,
A hydraulic drive motor 132 driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the first excavating drum 121 and the second excavating drum 122;
A reaction force frame (160) installed in a segment of the segment formed behind the main frame (110) and contacting the side surface of the PC box segment (200) to provide a reaction force;
Four hydraulic actuators 140 that are connected to the second frame 112, respectively, one side of which is connected to the corner of the reaction force frame 160, and which pushes the excavating drum 120 while being pressurized by hydraulic pressure;
An anti-slip barrier wall 170 provided on both sides of the hydraulic actuator 140 in contact with the first and second frames 111 and 112 to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction interval;
A bucket 180 disposed between the two hydraulic actuators 140 positioned below the four hydraulic actuators 140; And
The buckets 180 are disposed at a lower portion where the first frame 111 and the second frame 112 are in contact with each other and extend to the bucket 180 so that the buckets 180, A soil-borne transportation device 190 for transporting the soil-
Wherein the trench shield is formed of a trench.
제 1 항에 있어서,
상기 버켓(180)은, 상기 2개의 유압 액추에이터(140) 중 어느 하나와 인접한 제 1 버켓(181), 상기 제 1 버켓(181)과 인접한 제 2 버켓(182) 및 상기 제 2 버켓(182)와 인접한 제 3 버켓(183)을 포함하고,
상기 내부로 유입되는 토사가 상기 토사이송장치(190)에 의해 상기 제 2 버켓(182)으로 이송되는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
The method according to claim 1,
The bucket 180 includes a first bucket 181 adjacent to any one of the two hydraulic actuators 140 and a second bucket 182 and a second bucket 182 adjacent to the first bucket 181, And a third bucket 183 adjacent to the third bucket 183,
And the gravels flowing into the inside are transferred to the second bucket (182) by the soil transfer device (190).
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 버켓(181)은 상기 토사가 상기 제 2 버켓(182)으로 채워진 후 버켓 크레인에 의해 인양되고,
상기 제 2 버켓(182) 및 상기 제 3 버켓(183)은 상기 제 1 버켓(181)을 향하여 이동하며,
상기 제 1 버켓(181)은 상기 버켓 크레인에 의해 상부로부터 하부로 하강되어 상기 제 3 버켓(183)에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
3. The method of claim 2,
The first bucket 181 is lifted by the bucket crane after the dirt is filled with the second bucket 182,
The second bucket 182 and the third bucket 183 move toward the first bucket 181,
Wherein the first bucket (181) is lowered from the upper portion to the lower portion by the bucket crane and is disposed adjacent to the third bucket (183).
제1항에 있어서,
상기 4개의 유압 액추에이터(140)로 추진하면서 상기 메인 프레임(110)의 전방에 배치된 상기 굴착드럼(120)에 부착된 절삭비트(123)가 회전하면서 토사를 굴착하되, 상기 굴착드럼(120)은 각각 인접하는 상기 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 절삭비트(123)가 전방에 있는 토사를 굴착하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
The method according to claim 1,
The excavating drum 120 is excavated while the cutting bit 123 attached to the excavating drum 120 disposed at the front of the main frame 110 is driven by the four hydraulic actuators 140, Wherein each of the first and second drilling drums (121, 122) rotates in opposite directions to each other to excavate the gravel with the cutting bit (123) in front of the first and second drilling drums (121, 122).
제4항에 있어서,
상기 굴착드럼(120)은 각각 인접하여 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121, 122) 사이로 굴착된 토사가 배토되는 구조로서, 상기 제 1 및 제 2 굴착드럼(121, 122) 각각은 수직 방향으로 적어도 2개 이상 연결되는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
5. The method of claim 4,
The excavating drums 120 are arranged adjacent to each other and the gravel excavated between the first and second excavating drums 121 and 122 is clogged. The first and second excavating drums 121 and 122 Wherein at least two trenches are connected in the vertical direction.
제4항에 있어서,
상기 굴착드럼(120)은 막장 방향의 지반 전면을 굴착하도록 45도 내지 60도의 경사를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
5. The method of claim 4,
Wherein the excavating drum (120) is disposed to have an inclination of 45 to 60 degrees to excavate the entire ground surface in the direction of the film surface.
제4항에 있어서,
상기 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)의 외주면에 형성된 절삭비트(123)의 설치 형태는 포인트 스파이럴(Point Spiral), 전체(All Surface), 오버랩(Overlap), 와이드 격자(Wide Lattice), 와이드 스파이럴(Wide Spiral), 와이드 수직(Wide Vertical), 상승 스파이럴(Ascending Spiral), 하강 스파이럴(Descending Spiral) 형태 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
5. The method of claim 4,
The form of the cut bits 123 formed on the outer circumferential surfaces of the first and second drilling drums 121 and 122 may be a point spiral, an all surface, an overlap, a wide lattice, Wherein the trench is selected from the group consisting of a wide spiral, a wide vertical, an ascending spiral, and a descending spiral.
제1항에 있어서,
상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 세그먼트 인양장치인 지상부 크레인을 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120) 사이의 공간은 상부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
The method according to claim 1,
Characterized in that the space between the main frame (110) and the excavation drum (120) is open at the top so that movement of the PC box segment (200) is via a ground crane, which is a lifting device. Shield equipment.
제1항에 있어서,
저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼(120)을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭(150)을 추가로 포함하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비.
The method according to claim 1,
Further comprising a break jack (150) that rotates the excavation drum (120) at a predetermined angle in a lateral direction for a curved portion construction of the low depth excavation.
메인 프레임(110), 굴착드럼(120), 구동모터(130) 및 유압 액추에이터(140)가 결합된 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 이용하여 저심도 굴착을 시공하는 방법으로서,
a) 저심도 굴착 시공을 위한 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 트렌치 홈에 설치하는 단계;
b) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 구동모터(130)를 구동시켜 굴착드럼(120)을 작동시키는 단계;
c) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 굴착드럼(120)이 막장 방향의 지반을 전면 굴착하는 단계;
d) 상기 굴착드럼(120)에 의해 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사를 제거하는 단계;
e) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 유압 액추에이터(140)를 추진하여 PC박스 세그먼트(200)의 설치공간을 확보하는 단계;
f) 상기 확보된 세그먼트 시공구간에 수직 방향으로 PC박스 세그먼트(200)를 설치하는 단계; 및
g) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)의 굴착 및 PC박스 세그먼트(200)의 설치를 반복 시공하여 저심도 굴착을 형성하는 단계
를 포함하되,
상기 c) 단계의 굴착드럼(120)은 각각 인접하는 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)마다 서로 반대 방향으로 회전하면서 상기 제 1, 2 굴착드럼(121, 122)의 외주면에 형성된 절삭비트(123)가 전방에 있는 토사를 굴착하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
There is provided a method of constructing a low depth excavation using a front excavation type trench shield apparatus 100 having a main frame 110, excavation drums 120, a drive motor 130, and a hydraulic actuator 140,
a) installing a front excavation type trench shield device (100) in a trench groove for low depth excavation construction;
b) operating excavation drum 120 by driving drive motor 130 of frontal excavation type trench shield device 100;
c) excavating the ground in the direction of the film surface by the excavation drum 120 of the front excavation type trench shield device 100;
d) removing the clay soil removed into the front excavation trench shield equipment (100) by the excavating drum (120);
e) propelling the hydraulic actuator (140) of the front excavation trench shield device (100) to secure a space for installing the PC box segment (200);
f) installing the PC box segment (200) in a vertical direction in the secured segment construction period; And
g) repeatedly constructing the excavation of the frontal excavation trench shield device 100 and the installation of the PC box segment 200 to form a low depth excavation
, ≪ / RTI &
The excavating drums 120 of the step c) are rotated in opposite directions to each other for the first and second excavating drums 121 and 122 so that the cutting bits formed on the outer circumferential surfaces of the first and second excavating drums 121 and 122 (123) is used to excavate the gravel in the forward direction.
제10항에 있어서,
상기 c) 단계의 굴착드럼(120)의 굴진과 동시에 상기 f) 단계에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 연결하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the PC box segment (200) is installed and connected at the same time as the excavation drum (120) of the step (c) is pivoted simultaneously with the step (f).
제10항에 있어서,
상기 a) 단계에서 도로 하부에 소정 깊이로 트렌치 홈을 형성하고, 상기 트렌치 홈의 후단에 반력대를 설치한 후에 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)를 상기 트렌치 홈에 삽입하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
11. The method of claim 10,
The trench grooves are formed at a predetermined depth in the lower part of the road in step a) and the front excavation type trench shield device 100 is inserted into the trench grooves after the reaction force bar is installed at the rear end of the trench grooves Rapid Construction of Low Deep Excavation Using Front Excavation Trench Shield.
제10항에 있어서, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는,
일방향으로 경사진 제 1 프레임(111), 상기 제 1 프레임(111)과 이격되도록 배치되는 제 2 프레임(112) 및 상기 제 1 프레임(111)과 상기 제 2 프레임(112)을 연결하도록 형성되는 제 3 프레임(113)을 포함하는 메인프레임(110);
상기 제 1 프레임(111)의 전방에 막장 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프레임(111)과 평행하면서 다수의 쌍으로 배열되는 한 쌍의 제 1 굴착드럼(121) 및 제 2 굴착드럼(122)의 외주면에 각각 형성되는 절삭비트(123)가 상기 지반(200)의 전면을 굴착하고, 굴착된 토사를 배토하는 굴착드럼(120);
유압에 의해 구동되어 상기 제 1 굴착드럼(121)과 제 2 굴착드럼(122)을 동시에 회전시키는 유압 구동모터(132);
상기 메인 프레임(110)의 후방에 형성되는 세그먼트 시공구간에 설치되고, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 측면에 접촉하여 반력을 제공하는 반력 프레임(160);
상기 제 2 프레임(112)에 일측이 각각 연결되고, 타측이 상기 반력 프레임(160)의 모서리에 각각 체결되어 유압에 의해 가압하면서 상기 굴착드럼(120)을 전진시키는 4개의 유압 액추에이터(140);
저심도 굴착의 곡선부 시공을 위해 상기 굴착드럼(120)을 측면 방향으로 소정 각도 회전시키는 중절 잭(150);
상기 제 1, 2 프레임(111, 112)과 접하면서 상기 유압 액추에이터(140)의 양 측면에 설치되어 상기 세그먼트 시공구간에서 주변 토사의 무너짐을 방지하는 토사 무너짐 방지벽(170);
상기 4개의 유압 액추에이터(140) 중 하부에 위치한 2개의 유압 액추에이터(140) 사이에 배치되는 버켓(180); 및
상기 제 1 프레임(111)과 상기 제 2 프레임(112)이 접하는 하부에 배치되되, 상기 버켓(180)까지 연장형성되어 상기 굴착드럼(120)에 의해 내부로 유입되는 토사를 상기 버켓(180)으로 이송시키는 토사이송장치(190);
를 포함하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
11. The apparatus of claim 10, wherein the front excavation type trench shield device (100)
A first frame 111 that is inclined in one direction, a second frame 112 that is spaced apart from the first frame 111, and a second frame 112 that is formed to connect the first frame 111 and the second frame 112 A main frame 110 including a third frame 113;
A pair of first excavating drums 121 and second excavating drums 122 arranged in front of the first frame 111 in the film direction and arranged in a plurality of pairs in parallel with the first frame 111, A drilling drum 120 for excavating the entire surface of the ground 200 and cutting off the excavated gravel, a cutting bit 123 formed on an outer circumferential surface of the ground 200,
A hydraulic drive motor 132 driven by hydraulic pressure to simultaneously rotate the first excavating drum 121 and the second excavating drum 122;
A reaction force frame (160) installed in a segment of the segment formed behind the main frame (110) and contacting the side surface of the PC box segment (200) to provide a reaction force;
Four hydraulic actuators 140 that are connected to the second frame 112, respectively, one side of which is connected to the corner of the reaction force frame 160, and which pushes the excavating drum 120 while being pressurized by hydraulic pressure;
An overturning jack (150) for rotating the excavation drum (120) in the lateral direction by a predetermined angle to construct a curved portion of the low depth excavation;
An anti-slip barrier wall 170 provided on both sides of the hydraulic actuator 140 in contact with the first and second frames 111 and 112 to prevent collapse of surrounding gravel in the segment construction interval;
A bucket 180 disposed between the two hydraulic actuators 140 positioned below the four hydraulic actuators 140; And
The buckets 180 are disposed at a lower portion where the first frame 111 and the second frame 112 are in contact with each other and extend to the bucket 180 so that the buckets 180, A soil-borne transportation device 190 for transporting the soil-
A method of rapid deep underground excavation using a full excavation trench shield device.
제 13 항에 있어서,
상기 d) 단계는,
d1) 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사가 상기 토사이송장치(190)에 안착한 후 상기 토사이송장치(190)의 동작에 의해 상기 버켓(180)의 제 2 버켓(182)으로 이송되는 단계;
d2) 상기 제 2 버켓(182)의 양측에 배치된 제 1 버켓(181) 및 제 3 버켓(183) 중 제 1 버켓(181)이 버켓 크레인에 의해 인양되는 단계;
d3) 상기 제 1 버켓(181)이 위치했던 곳으로 상기 제 2 버켓(182) 및 상기 제 3 버켓(183)을 이동시키는 단계;
d4) 상기 제 3 버켓(183)의 내부로 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100) 내부로 배토된 토사가 이송된 후 상기 버켓 크레인에 의해 상기 제 1 버켓(181)이 상기 제 3 버켓(183)과 인접하도록 배치되는 단계;
d5) 상기 제 2 버켓(182)이 상기 버켓 크레인에 의해 인양된 후 상기 제 2 버켓(182)의 내부에 있던 토사가 외부로 배토되는 단계; 및
d6) 상기 d1) 단계 내지 상기 d5 단계를 반복적으로 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
14. The method of claim 13,
The step d)
d1) After the soil deposited in the front excavation type trench shield device 100 is placed on the soil transfer device 190, the operation of the soil transfer device 190 causes the second bucket 182 );
d2) a first bucket 181 of a first bucket 181 and a third bucket 183 disposed on both sides of the second bucket 182 is lifted by a bucket crane;
d3) moving the second bucket (182) and the third bucket (183) to a position where the first bucket (181) is located;
d4) After the soil removed to the inside of the front excavation type trench shield device 100 is transferred into the third bucket 183, the first bucket 181 is moved by the bucket crane to the third bucket 183 ); ≪ / RTI >
d5) removing the soil from the inside of the second bucket (182) after the second bucket (182) is lifted by the bucket crane; And
d6) Repeating the steps d1) to d5). < Desc / Clms Page number 20 >
제10항에 있어서,
상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는, 상기 PC박스 세그먼트(200)의 이동이 PC박스 세그먼트 인양장치를 통해 이루어지도록 상기 메인 프레임(110) 및 상기 굴착드럼(120) 사이의 공간은 그 상부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
11. The method of claim 10,
The space between the main frame 110 and the excavating drum 120 is divided into a plurality of sections such that the movement of the PC box segment 200 is performed through the PC box segment lifting device, Wherein the trench shielding device is provided with a plurality of openings.
제15항에 있어서,
상기 PC박스 세그먼트 인양장치는 지상부 크레인이고, 상기 전면 굴착형 트렌치 실드장비(100)는 상기 지상부 크레인에 의해 수직 방향으로 하강하는 상기 PC박스 세그먼트(200)를 수납할 수 있는 작업공간(Work Space)인 세그먼트 시공구간이 형성되고, 상기 세그먼트 시공구간에서 상기 PC박스 세그먼트(200)를 설치 및 연결하여 저심도 굴착을 형성하는 것을 특징으로 하는 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법.
16. The method of claim 15,
The PC box segment hoisting device is a ground crane, and the front excavation type trench shield device 100 includes a work space capable of accommodating the PC box segment 200 descending vertically by the overhead crane, Wherein the PC box segment (200) is installed and connected to form a low depth excavation in the segment construction period. The low deep excavation rapid construction method as claimed in claim 1, wherein the PC box segment (200)
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 전면 굴착형 트렌치 실드장비를 이용한 저심도 굴착 급속 시공 방법에 의해 시공된 저심도 터널.A low depth-of-field tunnel constructed by a low depth drilling rapid construction method using a front drill type trench shield device according to any one of claims 10 to 16.
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