KR101831180B1 - 커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법 - Google Patents

커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 구관의 내경에 대응되는 외경을 가지고 견인력에 의해 구관과 접촉시 회전하면서 구관을 파쇄 및 절개하는 커터헤드; 커터헤드가 회전 가능하게 장착되는 커터본체; 커터본체의 후방부로부터 커터헤드의 전방부를 향해 관통 삽입되며 시작점인 제1개토부로부터 종점인 제2개토부까지 구간의 구관 내부에 연속 추진되는 다수개의 롯드들 중 시작점인 제1개토부의 제1롯드의 선단부에 일단이 체결되고 커터본체의 전방 내측부에 타단이 걸림되도록 하여 커터본체가 롯드를 견인하는 파이프버스터에 의해 제2개토부의 제n롯드부터 제1롯드까지 순차적으로 견인시 구관을 따라 견인되도록 하여 구관이 파쇄 또는 절개되도록 하는 연결롯드; 및 커터본체의 내부에 위치되도록 연결롯드의 타단에 일단이 연결된 상태에서 제1개토부로부터 제2개토부까지의 구간에 추진될 신관의 제1신관에 타단이 결합되어 커터본체의 견인시 구관의 매설위치에 신관이 위치되도록 하는 연결캡을 포함하는 커터장치가 제공된다.

Description

커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법{Cutter apparatus and pulling method of new pipe using thereof}
본 발명은 커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존에 매설된 구관에 대응되는 위치에 구관이 절개되면서 신관이 매설되도록 하는 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 공법에 있어서, 절개용 칼날이 비스듬한 각도로 구성된 커터헤드가 커터본체에 대해 회전 가능하게 구성되어 견인수단의 견인에 따라 구관과 접촉시 커터헤드가 견인력과 칼날의 각도에 따라 회전되도록 하여 지반 특성에 따라 지중의 마찰 저항이 많이 발생되더라도 회전되는 커터헤드를 통한 파쇄 및 굴착 확장을 가능하게 할 수 있는 커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법에 관한 것이다.
일반적으로, 지상에 설치되어 있는 각종 전선이나 케이블 등은 정보화 사회를 맞이하여 지하로 매설되고 있는 추세이나, 각종 서비스 업체별로 제휴가 원만히 이루어지지 않은 관계로 서비스 업체별로 관로를 각각 개설하는 작업이 흔히 이루어져 통행하는 시민들에게 많은 불편함을 주고 있는 실정이다.
이에, 등록특허 10-1264651호 등에, 기존에 매설된 일정 구간의 구관에 있어서 구관 내부에 롯드를 연결하고 롯드의 일단에 커터장치를 연결한 상태에서 롯드의 타단을 견인하여 커터장치가 구관을 절개하면서 구관의 위치가 확장되도록 함과 동시에, 커터장치의 일단부에 연결된 새로운 신관이 확장된 구관의 위치에 연속적으로 매설되도록 할 수 있는 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 공법이 개시된 바 있다.
여기서, 상기 종래의 커터장치는, 구관을 절단 확공하는 칼날이 커터헤드의 외주면에 직선으로 구성되고, 상기 커터헤드는 구관이 삽입된 상태에서 롯드의 일단에 연결되도록 하는 커터본체에 단일체로 구성되도록 하고 있다.
그러나 종래의 커터장치는, 상기와 같이, 커터헤드의 외주면에 칼날이 직선으로 구성되고 커터헤드가 커터본체에 단일체로 구성되기 때문에, 견인수단의 견인시 무회전 견인되면서 구관을 절개하는데, 이때, 지반특성이 토사가 아닌 자갈층이나 암반층인 경우에는 토사층에 비해 상대적으로 마찰 저항이 많이 발생되어 견인수단의 에너지 소비가 증가하게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 자갈층이나 암반층에 의해 지반의 마찰 저항이 큰 경우 무리한 힘으로 커터헤드가 견인되는 경우 견인방향과 마찰 저항의 작용 방향에 따라 칼날이 파손되는 문제점이 빈번하게 발생되며, 이러한 경우 커터장치를 다시 후퇴시킨 후 새로 교체할 수 없기 때문에 더 이상의 구관의 절개 및 신관의 추진 공법이 원활히 진행되지 못하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 기존에 매설된 구관에 대응되는 위치에 구관이 절개되면서 신관이 매설되도록 하는 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 공법에 있어서 절개용 칼날이 비스듬한 각도로 구성된 커터헤드가 커터본체에 대해 회전 가능하게 구성되어 견인수단의 견인에 따라 구관과 접촉시 커터헤드가 견인력과 칼날의 각도에 따라 회전되도록 하여 지반 특성에 따라 지중의 마찰 저항이 많이 발생되더라도 회전되는 커터헤드를 통한 파쇄 및 굴착 확장을 가능하게 할 수 있는 커터장치 및 이를 이용한 신관추진공법을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 구관의 내경에 대응되는 외경을 가지고 견인력에 의해 구관과 접촉시 회전하면서 구관을 파쇄 및 절개하는 커터헤드와; 커터헤드가 회전 가능하게 장착되는 커터본체를 포함하는 커터장치가 제공된다.
여기서, 커터장치는, 커터본체의 후방부로부터 커터헤드의 전방부를 향해 관통 삽입되며 시작점인 제1개토부로부터 종점인 제2개토부까지 구간의 구관 내부에 연속 추진되는 다수개의 롯드들 중 시작점인 제1개토부의 제1롯드의 선단부에 일단이 체결되고 커터본체의 전방 내측부에 타단이 걸림되도록 하여 커터본체가 롯드를 견인하는 파이프버스터에 의해 제2개토부의 제n롯드부터 제1롯드까지 순차적으로 견인시 구관을 따라 견인되도록 하여 구관이 파쇄 또는 절개되도록 하는 연결롯드와; 커터본체의 내부에 위치되도록 연결롯드의 타단에 일단이 연결된 상태에서 제1개토부로부터 제2개토부까지의 구간에 추진될 신관의 제1신관에 타단이 결합되어 커터본체의 견인시 구관의 매설위치에 신관이 위치되도록 하는 연결캡을 더 포함한다.
또한, 커터헤드는, 구관의 직경에 대응되는 외경을 가지는 헤드부; 헤드부의 후방부에 구성되어 커터본체의 전방부에 장탈 가능하게 결합되도록 하는 결합부; 결합부가 헤드부에 대해 회전되도록 하여 커터본체에 결합부의 결합시 헤드부가 커터본체에 대해 회전되도록 하는 회동부; 헤드부의 외부 경사면에 상측으로부터 하측을 향해 비스듬한 각도로 형성되어 커터본체의 견인에 따라 구관 파쇄 및 절개시 헤드부가 회동부를 통해 커터본체에 대해 회전되도록 하는 커터부; 및 헤드부의 후방부로부터 전방부까지 관통 형성되어 연결롯드의 관통을 가능하게 하는 관통부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 커터본체는, 후방부가 개방되고 내부에 연결롯드와 연결캡의 연결부위 및 연결캡과 신관의 연결부위가 수용되는 수용공간을 가지는 본체부; 본체부의 전방부에 형성되어 커터헤드의 결합부가 삽입 및 걸림 결합되도록 하는 결합부; 및 본체부의 결합부에 천공 형성되어 연결롯드의 관통을 가능하게 하고 연결롯드와 연결캡의 연결부위가 걸림 지지되도록 하는 관통부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기와 같은 구성의 커터장치를 포함하고, 기존에 땅에 매설된 구관의 일정 구간을 구획하여 구관이 시점과 종점을 가지도록 제1개토부와 제2개토부를 개토하는 단계; 제1개토부에 파이프버스터를 배치하고, 파이프버스터를 통하여 제1개토부로부터 제2개토부까지 구관의 내부에 다수개의 롯드들을 결착수단을 통하여 연결한 후 그립장치와 견인수단을 통하여 추진 관통시키는 단계; 제2개토부에 위치된 구관의 종점까지 구관을 관통한 다수개의 롯드들 중 제1롯드의 선단부에 구관을 절개하기 위한 커터장치가 결속될 수 있도록 연결롯드가 커터본체의 수용공간과 커터헤드를 관통한 상태에서 걸림부가 커터본체의 수용공간에 걸림 지지된 상태에서 체결부가 결속되는 단계; 제2개토부로부터 제1개토부까지 추진될 복수개의 신관들 중 제1신관의 선단부에 연결캡의 연결부가 결속 연결된 상태에서 연결부가 연결고리를 통해 연결롯드의 걸림부에 상호간 결속되는 단계; 파이프버스터를 통하여 제n롯드의 단부를 그립장치를 통해 그립한 후 견인수단을 통하여 제n롯드부터 제1롯드까지 순차적으로 견인시키는 단계; 및 파이프버스터에 의해 롯드들이 견인됨에 따라 커터장치는 구관을 종점부터 시점까지 절개 또는 파쇄하여 굴착 확장을 통한 공간이 형성되고, 상기 공간에 커터장치에 결속된 제1신관부터 제n신관이 매설되면서 구관의 위치에 신관(N)이 매설되는 단계를 포함하는 신관추진공법이 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 커터본체에 비스듬히 형성된 칼날을 가지는 커터헤드가 회동 가능하게 결합됨으로써, 커터본체에 견인력 발생시 커터헤드가 구관을 따라 회전하면서 구관의 절개 및 굴착 확장이 이루어지도록 하여 지반특성이 토사가 아닌 자갈층이나 암반층이서 큰 마찰 저항이 발생되더라도 구관의 절개 및 신관의 추진 공법이 원활히 진행되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 신관추진공법을 나타낸 시공상태도;
도 2와 도 3은 각각 도 1의 신관추진공법을 순차적으로 나타낸 시공상태도;
도 4와 도 5는 각각 신관추진공법에 적용되는 커터장치를 나타낸 사시도와 분해시도;
도 6은 도 4의 커터장치에 의해 롯드와 신관이 결합되는 상태를 나타낸 도면; 및
도 7은 도 4의 커터장치에 의해 구관이 절개되는 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 신관추진공법을 나타낸 시공상태도이고, 도 2와 도 3은 각각 도 1의 신관추진공법을 순차적으로 나타낸 시공상태도이다. 또한, 도 4와 도 5는 도 1의 신관추진공법에 적용되는 커터장치를 나타낸 사시도와 분해시도이고, 도 6은 도 4의 커터장치에 의해 롯드와 신관이 결합되는 상태를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 4의 커터장치에 의해 구관이 절개되는 모습을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신관추진공법용 커터장치(100)는, 구관(O)의 내경에 대응되는 외경을 가지고 견인력에 의해 구관(O)과 접촉시 소정방향으로 회전하면서 구관(O)을 파쇄 및 절개하는 커터헤드(110)와, 커터헤드(110)의 후방부가 전방부에 회전 가능하게 장착되는 커터본체(120)를 포함한다.
여기서, 커터장치(100)는, 커터본체(120)의 후방부로부터 커터헤드(110)의 전방부를 향해 관통 삽입되며 시작점인 제1개토부(D1)로부터 종점인 제2개토부(D2)까지 구간의 구관(O) 내부에 연속 추진되는 다수개의 롯드(L)들 중 시작점인 제1개토부(D1)의 제1롯드(L1)의 선단부에 일단이 체결되고 커터본체(120)의 전방 내측부에 타단이 걸림되도록 하여 커터본체(120)가 롯드(L)를 견인하는 파이프버스터(PB)에 의해 제2개토부(D2)의 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지 순차적으로 견인시 구관(O)을 따라 견인되도록 하여 구관(O)이 파쇄 또는 절개되도록 하는 연결롯드(130)와, 커터본체(120)의 내부에 위치되도록 연결롯드(130)의 타단에 일단이 연결된 상태에서 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지의 구간에 추진될 신관(N)의 제1신관(N1)에 타단이 결합되어 커터본체(120)의 견인시 구관(O)의 매설위치에 신관(N)이 위치되도록 하는 연결캡(140) 등을 더 포함한다.
커터헤드(110)는, 구관(O)의 내경에 대응되는 외경을 가지고 견인력에 의해 구관(O)과 접촉시 회전하면서 구관(O)을 파쇄 및 절개시키는 파쇄수단으로, 구관(O)의 직경에 대응되는 외경을 가지는 콘 형상의 헤드부(111), 헤드부(111)의 후방부에 구성되어 커터본체(120)의 전방부에 장탈 가능하게 결합되도록 하는 결합부(112), 결합부(112)가 헤드부(111)에 대해 회전되도록 하여 커터본체(120)에 결합부(112)의 결합시 헤드부(111)가 커터본체(120)에 대해 회전되도록 하는 회동부(113), 헤드부(111)의 외부 경사면에 상측으로부터 하측을 향해 비스듬한 각도로 형성되어 커터본체(120)의 견인에 따라 구관(O) 파쇄 및 절개시 헤드부(111)가 회동부(113)를 통해 커터본체(120)에 대해 회전되도록 하여 파쇄 및 굴착 확장이 용이하도록 하는 커터부(114) 및 헤드부(111)의 후방부로부터 전방부까지 관통 형성되어 연결롯드(130)의 관통을 가능하게 하는 관통부(115)를 포함한다.
여기서, 커터헤드(110)는, Solid steel 재질을 가지는 것이 바람직하며, 구관(O)의 내경에 헤드부(111)의 외경이 대응된 상태에서 롯드(L)의 견인시 헤드부(111)와 커터부(113)에 의해 구관(O)이 파쇄되도록 할 수 있다.
또한, 회동부(113)는, 헤드부(111)와 결합부(112) 사이에 구성되는 공지의 베어링 유닛으로 구성될 수 있다.
또한, 커터부(114)는, 헤드부(111)의 외주면 즉, 경사면에 단일 또는 복수개가 소정 간격을 가지면서 구성되는 칼날인 것이 바람직하다. 또한, 헤드부(111)의 경사면 상단부로부터 하단부를 향해서 일직선이 아닌 비스듬한 각도로 형성되어 커터본체(120)에 작용되는 견인력에 의해 칼날의 구관(O) 절개시 구관(O)에 접촉되는 칼날의 각도와 견인력에 의해 헤드부(111)가 회전되고 이에, 헤드부(111)의 회전력에 따른 구관(O)의 파쇄 및 굴착 확장을 가능하게 할 수 있다.
따라서 커터헤드(110)에 의하면, 헤드부(111)의 외주면에 칼날이 비스듬한 각도로 구성되고 헤드부(111)가 커터본체(120)에 회동부(113)를 통해 회동 가능하게 구성됨으로써, 커터본체(120)에 견인력 발생시 구관(O)을 따라 회전하면서 구관(O)의 절개 및 굴착 확장이 가능하도록 하여 지반특성이 토사가 아닌 자갈층이나 암반층이서 큰 마찰 저항이 발생되더라도 구관(O)의 절개 및 신관(N)의 추진 공법이 원활히 진행되도록 할 수 있다.
여기서, 커터헤드(110)는 헤드부(111)의 경사면에 복수개의 파쇄용 비트(미도시)들이 돌출 형성되어 칼날이 파손되더라도 회전되는 헤드부(111)에 의해 구관(O)이 파쇄되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 통하여, 구관(O)의 절개 및 신관(N)의 추진 공법이 커터헤드(110)의 교체작업 없이도 간편하게 완공되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명은, 커터헤드(110)의 칼날이 형성되는 경사면에 요홈 형상의 칼날탈착부가 형성되도록 하고, 상기 칼날이 날을 가지는 블레이드와 블레이드의 하면에 형성되는 철부 형상의 탈착구가 형성되도록 하여, 칼날의 탈착구가 커터헤드(110)의 칼날탈착부에 삽입 및 탈착되도록 하여 구관(O)과의 접촉 및 마찰 등에 의한 칼날의 파손시 해당 칼날만을 용이하게 교체하도록 할 수 있어 칼날의 유지보수를 간단히 하고 그 비용을 절감하도록 하는 것이 바람직하다.
커터본체(120)는, 커터헤드(110)의 후방부가 전방부에 회전 가능하게 장착되며 연결롯드(130)와 연결캡(140) 및 연결캡(140)과 신관(N)의 연결부위가 위치되는 수용공간을 제공하는 본체수단으로, 후방부가 개방되고 내부에 연결롯드(130)의 연결부위, 연결캡(140) 및 신관(N)의 연결부위가 안전하게 수용되는 수용공간을 가지는 본체부(121), 본체부(121)의 전방부에 형성되어 커터헤드(110)의 결합부(112)가 삽입 및 걸림 결합되도록 하는 결합부(122) 및 본체부(121)의 결합부(122)에 천공 형성되어 연결롯드(130)의 관통을 가능하게 하고 연결롯드(130)와 연결캡(140)의 연결부위가 걸림 지지되도록 하는 관통부(123)를 포함한다.
여기서, 커터본체(120)는, Solid steel 재질을 가지는 것이 바람직하며, 구관(O)의 내경 보다 크거나 신관(N)의 외경 보다 큰 직경을 가지는 것이 바람직하다.
따라서 커터본체(120)는, 커터헤드(110)가 회동 가능하게 결합되고 연결롯드(130)의 걸림부(132)와 연결캡(140)의 연결부(142) 및 연결캡(140)의 연결부(142)와 제1신관(N1)이 선단부 상호간의 연결부위들이 수용공간의 외부로 노출되지 않도록 함으로써, 파이프버스터(PB)를 통한 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지의 순차 견인시 상기 연결부위에 지중의 흙이나 파쇄된 구관(O)의 잔해물 등과의 접촉 등에 따른 마찰 저항이 전달되지 않아 상기 연결부위의 결속상태가 해제되는 등의 문제점을 방지할 수 있고, 이를 통하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
연결롯드(130)는, 커터본체(120)의 후방부로부터 커터헤드(110)의 전방부를 향해 관통 삽입된 후 제1개토부(D1)의 제1롯드(L1)의 선단부에 일단이 체결되고 커터본체(120)의 결합부(122) 내측부에 타단이 걸림되도록 하여 커터본체(120)가 파이프버스터(PB)에 의해 구관(O)을 따라 견인되도록 할 때 커터헤드(110)에 의해 구관(O)이 파쇄 또는 절개되도록 하는 연결수단으로, 바 형상을 가지며 일단에 제1롯드(L1)의 선단부에 나사결합 방식 등에 의해 체결되는 체결부(131)가 형성되고 타단에 커터본체(120)의 결합부(122) 내측벽에 걸림 지지되는 걸림부(132)가 형성된다.
연결캡(140)은, 커터본체(120)의 수용공간에 위치되도록 연결롯드(130)의 타단에 일단이 연결된 상태에서 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지의 구간에 추진될 신관(N)의 제1신관(N1)에 타단이 결합되어 커터본체(110)의 견인시 구관(O)의 매설위치에 신관(N)이 위치되도록 하는 연결수단으로, 연결롯드(130)의 걸림부(132)에 연결되는 연결고리(141)를 통해 연결된 상태에서 제1신관(N1)에 나사결합 방식 등에 의해 연결되는 연결부(142)를 포함한다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커터장치(100)에 의하면, 커터본체(120)의 수용공간의 내부에 연결롯드(130)가 걸림 지지되도록 선단부가 커터본체(120)의 후방부로부터 커터헤드(110)의 전방부를 향해 관통된 상태에서 연결롯드(130)에 제1롯드(L1)의 선단부가 결속 체결되고 제1신관(N1)의 선단부에 연결캡(140)이 결속 연결된 상태에서 연결캡(140)이 연결롯드(130)에 상호간 결속된 상태에서 커터본체(120)의 수용공간(113)에 콤팩트하게 위치될 수 있다.
또한, 커터본체(120)에 비스듬히 형성된 칼날을 가지는 커터헤드(110)가 회동 가능하게 결합됨으로써, 커터본체(120)에 견인력 발생시 커터헤드(110)가 구관(O)을 따라 회전하면서 구관(O)의 절개 및 굴착 확장이 이루어지도록 하여 지반특성이 토사가 아닌 자갈층이나 암반층이서 큰 마찰 저항이 발생되더라도 구관(O)의 절개 및 신관(N)의 추진 공법이 원활히 진행되도록 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 구성을 통하여, 연결롯드(130)와 연결캡(140)의 연결부위 및 연결캡(140)과 제1신관(N1)이 선단부 상호간의 연결부위가 커터본체(120)의 외부로 노출되지 않도록 함으로써, 파이프버스터(PB)를 통한 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지의 순차 견인시 상기 연결부위에 지중의 흙이나 파쇄된 구관(O)의 잔해물 등과의 접촉 등에 따른 마찰 저항이 전달되지 않아 상기 연결부위의 결속상태가 해제되는 등의 문제점을 방지할 수 있고, 이를 통하여 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 커터장치를 이용하여 구관을 절단 확공하여 신관을 추진하는 신관추진공법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기존에 땅에 매설된 구관(O)의 일정 구간을 구획하여 구관(O)이 시점과 종점을 가지도록 제1개토부(D1)와 제2개토부(D2)를 개토한다.
여기서, 구관(O)은, 상하수관로(Drinking water & sewage pipes), 공업용수관로(Industrial water pipes), 가스관로(Gas pipes), 통신구(Communication pipes) 및 전력구(Power cables pipes) 중 어느 하나이며, 그 재질은, 도복장 강관, 탁타일 주철관, 강관, 유리섬유 복합관, 흄관, PVC 또는 그 이외의 모든 파이프를 형성하는 재질 중 어느 하나를 가질 수 있다.
또한, 제1개토부(D1)와 제2개토부(D2)는, 기존에 땅에 매설된 구관(O)의 일정 구간을 구획하여 구관(O)이 시점과 종점을 가지도록 개토되어 해당 작업이 이루어지는 공간으로, 제1개토부(D1)는 가로세로 1.5m * 4m, 상기 제2개토부(D2)는 가로세로 1.5m * 3.5m의 면적을 가진다.
여기서, 제1개토부(D1)에는 파이프버스터(PB)가 배치되고 제2개토부(D2)에는 신관(N)이 공급되며, 이때 제2개토부(D2)에는 경사면(S)이 형성되어 신관(N)이 경사면(S)을 통해 비스듬히 구관(O)의 종점을 향해 매설될 수 있도록 하여 개토 면적을 최소화 할 수 있다.
한편, 제1개토부(D1)와 제2개토부(D2)까지의 거리는 약 350m 정도인 것이 바람직하며, 이는 후술된 파이프버스터(PB)의 견인 능력에 따라 조절될 수 있다.
이후, 제1개토부(D1)에 파이프버스터(PB)를 배치하고, 파이프버스터(PB)를 통하여 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지 구관(O)의 내부에 다수개의 롯드(L)들을 결착수단을 통하여 연결한 후 그립장치와 견인수단을 통하여 추진 관통시킨다.
여기서, 제1개토부(D1)에 배치되는 파이프버스터(PB)는, 제1개토부(D1)에 위치된 상태에서 지면 상에 위치된 유압유닛콘트롤박스(OC)로부터 유압을 공급받아 동작되어 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지 상기 구관(O)의 내부에 연속 연결된 다수개의 롯드(L)들 중 제n롯드(Ln)의 후단부를 견인시킨다. 이때, 다수개의 롯드(L)들 중 파이프버스터(PB)에 의해 견인된 롯드들은 순차적으로 연결이 해제되게 된다.
또한, 파이프버스터(PB)는, 롯드(L)들을 제1롯드(L1)부터 제n롯드(Ln)까지 연속하여 회전시켜 연결시키는 결착수단, 견인 또는 추진 동작시 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지 강한 힘으로 잡아당기는 그립장치 및 롯드(L)들이 구관(O)의 내부로 관통되도록 추진시키거나 관통 완료된 롯드(L)들을 견인시키는 실린더를 가지는 견인수단 등을 포함한다.
또한, 파이프버스터(PB)는, 길이 1.5m 내지 3.3m, 폭 0.95m 내지 1.7m, 높이 0.98m 내지 1.87m, 중량 550kg 내지 3500kg, 유압펌프압력 250bar, 마력수 25 내지 178의 사양을 가지는 것이 바람직하며, 운전 및 정지가 원격이나 현장에서 제어된다.
한편, 제1개토부(D1)의 측벽과 파이프버스터(PB)의 견인단부 사이에는 견인 작업시 발생되는 견인력에 의해 파이프버스터(PB)가 제1개토부(D1)의 측벽 측으로 이동되지 못하게 함과 동시에 견인력을 최대화할 수 있는 반력대(A)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 다수개의 롯드(L)는, 파이프버스터(PB)가 배치된 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지 구관(O)의 내부에 연속 연결되어 관통되는 것으로, 일정 길이를 가지는 롯드(L)들이 상호간 단부 결합되어 구관(O)이 곡선을 가지며 매설되어 있더라도 내부를 관통할 수 있다.
여기서, 다수개의 롯드(L)들은 제1롯드(L1)부터 제n롯드(Ln)까지 상호간 인접한 단부들끼리 나사 결합되는 것이 바람직하며, 직경은 35mm 내지 128mm, 길이는 1m 내지 1.5m, 무게는 7kg 내지 144kg의 사양을 가지 Solid steel인 것이 바람직하다.
또한, 다수개의 롯드(L)들은 파이프버스터(PB)의 결착수단에 의해 전단부와 후단부의 롯드들이 나사결합하게 되고 견인수단에 의해 구관(O)의 내부를 시점부터 종점까지 관통 추진된다.
이후, 제2개토부(D2)에 위치된 구관(O)의 종점까지 구관(O)을 관통한 다수개의 롯드(L)들 중 제1롯드(L1)의 선단부에 구관(O)을 절개하기 위한 커터장치(100)가 결속될 수 있도록 연결롯드(130)가 커터본체(120)의 수용공간과 커터헤드(110)를 관통한 상태에서 걸림부(132)가 커터본체(120)의 수용공간에 걸림 지지된 상태에서 체결부(131)가 결속된다.
이후, 제2개토부(D2)로부터 제1개토부(D1)까지 추진될 복수개의 신관(N)들 중 제1신관(N1)의 선단부에 연결캡(140)의 연결부(142)가 결속 연결된 상태에서 연결부(142)가 연결고리(141)를 통해 연결롯드(130)의 걸림부(132)에 상호간 결속된다.
이후, 파이프버스터(PB)를 통하여 상기 제n롯드(Ln)의 단부를 그립장치를 통해 그립한 후 견인수단을 통하여 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지 순차적으로 견인시킨다. 이때, 다수개의 롯드(L)들은 파이프버스터(PB)의 결착수단에 의해 순차적으로 연결이 해제된다.
이후, 상기와 같이 파이프버스터(PB)에 의해 롯드(L)들이 견인됨에 따라 커터장치(100)는 구관(O)을 종점부터 시점까지 절개 또는 파쇄하여 굴착 확장을 통한 공간이 형성되고, 상기 공간에 커터장치(100)에 결속된 제1신관(N1)부터 제n신관(Nn)이 매설되면서 구관(O)의 위치에 신관(N)이 매설된다.
여기서, 신관(N)은, 제1신관(N1)부터 제n신관(Nn)이 일정길이를 가지며 연속 결합되면서 매설될 수도 있고, 하나의 길이를 가지는 단일의 관으로 매설될 수도 있다.
또한, 상기 커터장치(100)는, 제2개토부(D2)에 위치된 구관(O)의 종점까지 구관(O)을 관통한 다수개의 롯드(L)들 중 제1롯드(L1)의 선단부에 결착되어 파이프버스터(PB)의 견인에 의해 견인되는 롯드(L)를 따라 구관(O)의 시점을 향해 견인되면서 구관(O)을 절개 및 파쇄하면서 굴착 확장을 통한 공간을 형성한다.
이때, 커터장치(100)에 의해 구관(O)의 절개 및 파쇄시 구관(O)의 직경은 절개되면서 그 면적이 확장되는 공간이 형성되게 되고 그 공간에 신관(N)이 매설됨으로써 여굴이 발생되지 않고 오히려 지반이 견고해지게 된다.
따라서 상기와 같은 신관추진공법에 의하면, 신관이 매설될 작업 구간 예를 들면, 350m의 작업 구간에 대하여 최소의 개토 부위를 가질 수 있어, 통행의 불편함을 최소화하고 개토 작업에 소요되는 비용을 절약함과 동시에 공기를 단축할 수 있다.
또한, 종래에 매설된 구관을 따라 신관이 매설되도록 함으로써, 신관이 관로매설경로를 벗어나지 않아 작업의 간편화와 공기의 단축을 가능하게 할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims (4)

  1. 구관(O)의 내경에 대응되는 외경을 가지고 견인력에 의해 구관(O)과 접촉시 회전하면서 구관(O)을 파쇄 및 절개하는 커터헤드(110)와;
    커터헤드(110)가 회전 가능하게 장착되는 커터본체(120)를 포함하고,
    커터헤드(110)는,
    구관(O)의 직경에 대응되는 외경을 가지는 헤드부(111);
    헤드부(111)의 후방부에 구성되어 커터본체(120)의 전방부에 장탈 가능하게 결합되도록 하는 결합부(112);
    결합부(112)가 헤드부(111)에 대해 회전되도록 하여 커터본체(120)에 결합부(112)의 결합시 헤드부(111)가 커터본체(120)에 대해 회전되도록 하는 회동부(113);
    헤드부(111)의 외부 경사면에 상측으로부터 하측을 향해 비스듬한 각도로 형성되어 커터본체(120)의 견인에 따라 구관(O) 파쇄 및 절개시 헤드부(111)가 회동부(113)를 통해 커터본체(120)에 대해 회전되도록 하는 커터부(114); 및
    헤드부(111)의 후방부로부터 전방부까지 관통 형성되어 연결롯드(130)의 관통을 가능하게 하는 관통부(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커터장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 커터본체(120)는,
    후방부가 개방되고 내부에 연결롯드(130)와 연결캡(140)의 연결부위 및 연결캡(140)과 신관(N)의 연결부위가 수용되는 수용공간을 가지는 본체부(121);
    본체부(121)의 전방부에 형성되어 커터헤드(110)의 결합부(112)가 삽입 및 걸림 결합되도록 하는 결합부(122); 및
    본체부(121)의 결합부(122)에 천공 형성되어 연결롯드(130)의 관통을 가능하게 하고 연결롯드(130)와 연결캡(140)의 연결부위가 걸림 지지되도록 하는 관통부(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 커터장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 따른 커터장치를 포함하고,
    기존에 땅에 매설된 구관(O)의 일정 구간을 구획하여 구관(O)이 시점과 종점을 가지도록 제1개토부(D1)와 제2개토부(D2)를 개토하는 단계;
    제1개토부(D1)에 파이프버스터(PB)를 배치하고, 파이프버스터(PB)를 통하여 제1개토부(D1)로부터 제2개토부(D2)까지 구관(O)의 내부에 다수개의 롯드(L)들을 결착수단을 통하여 연결한 후 그립장치와 견인수단을 통하여 추진 관통시키는 단계;
    제2개토부(D2)에 위치된 구관(O)의 종점까지 구관(O)을 관통한 다수개의 롯드(L)들 중 제1롯드(L1)의 선단부에 구관(O)을 절개하기 위한 커터장치(100)가 결속될 수 있도록 연결롯드(130)가 커터본체(120)의 수용공간과 커터헤드(110)를 관통한 상태에서 걸림부(132)가 커터본체(120)의 수용공간에 걸림 지지된 상태에서 체결부(131)가 결속되는 단계;
    제2개토부(D2)로부터 제1개토부(D1)까지 추진될 복수개의 신관(N)들 중 제1신관(N1)의 선단부에 연결캡(140)의 연결부(142)가 결속 연결된 상태에서 연결부(142)가 연결고리(141)를 통해 연결롯드(130)의 걸림부(132)에 상호간 결속되는 단계;
    파이프버스터(PB)를 통하여 제n롯드(Ln)의 단부를 그립장치를 통해 그립한 후 견인수단을 통하여 제n롯드(Ln)부터 제1롯드(L1)까지 순차적으로 견인시키는 단계; 및
    파이프버스터(PB)에 의해 롯드(L)들이 견인됨에 따라 커터장치(100)는 구관(O)을 종점부터 시점까지 절개 또는 파쇄하여 굴착 확장을 통한 공간이 형성되고, 상기 공간에 커터장치(100)에 결속된 제1신관(N1)부터 제n신관(Nn)이 매설되면서 구관(O)의 위치에 신관(N)이 매설되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신관추진공법.
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