KR101936651B1 - 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법 - Google Patents

비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법에 관한 것으로, 그 목적은 추진력과 회전력 및 타격력에 의해 비트부가 작동되어, 지반에 대한 굴진작업이 원활하게 이루어질 수 있는 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 추진부 및 굴진부;를 포함하되, 상기 굴진부는, 추진부에 연결설치되는 선도관; 선도관내에 위치하도록 설치되는 제1선도내관; 선도관의 선단에 위치하도록 제1선도내관의 선단에 연결설치되는 비트부; 비트부의 후단에 위치하도록 제1선도내관내에 설치되고 공급되는 압축공기에 의해 햄머가 작동되어 비트부의 비트에 타격력을 부여하는 타격부; 제1선도내관 후단에 위치하도록 선도관내에 설치되고 제1선도내관이 베어링지지되는 제2선도내관; 제2선도내관내에 설치되고 공급되는 고압수에 의해 회전구동되는 로터리부; 로터리부의 구동력을 전달받도록 제2선도내관내에 설치되고, 비트부가 설치된 제1선도내관으로 로터리부의 회전구동력을 감속전달하는 감속부; 로터리부로 고압수가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 고압수 공급관; 타격부내로 압축공기가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 압축공기 공급관; 비트부에 의해 굴삭된 배토가 유입되도록 선도관과 제1,2선도내관 사이에 설치되는 배토관;를 포함하도록 되어 있다.

Description

비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법{Apparatus for pipeline excavation and methods of pipe propulsion construction}
본 발명은 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법에 관한 것으로, 추진력과 회전력 및 타격력에 의해 굴진작업이 이루어지고, 압축공기와 고압수에 의해 토립자가 외부로 신속하게 배출될 수 있는 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법에 관한 것이다.
근래 들어 인구 및 경제거점의 집중현상이 대도시를 중심으로 가속화되고 국내 행정구역 분류가 광역화되면서 상 하수도, 통신, 전력, 도시가스 등 경제생활과 직접 관련된 각종 관로들에 대해 지하공간의 입체적 이용의 필요성이 빠르게 증가하고 있다.
상기와 같은 상 하수도, 통신, 전력, 도시가스등의 관로 공사는 개착공법에 의해 시공되는 것이 대부분이었으나, 도심 시가지내를 개착 공법으로 굴착하여 관로를 매설 하는데 교통장해가 클 뿐 아니라 각종 민원 발생 등의 이유로 도로를 개착하여 시공하는 공법에 많은 규제가 발생되고 있다.
특히 교통량이 많은 도로나 번화가, 주택 밀집지역 및 인접지역을 비롯하여 차량 전용도로와 고속도로, 철로, 제방 및 하천 횡단등과 같은 관로 부설공사시에는 개착공법에 많은 규제가 발생되고 있어, 최근에는 비굴착 추진공법에 대한 관로시공이 증가되고 있다.
일반적으로 비굴착 추진공법이란 도로 및 철도 터널, 지하도, 공동구(共同溝), 도수(導水)터널, 배수구 등 각종 지하구조물의 시공시, 공사구간의 개착을 최소화하기 위하여 구조물 종단의 시점 또는 종점에 토류벽(土留壁) 및 반력벽(反力壁)이 설치된 발진작업구와 도달작업구를 구성하고 유압실린더 등의 추진장치를 통하여 강제(鋼製) 관체인 추진관을 압입 추진하며 추진관 내부의 토사를 굴착하는 공법을 말한다.
종래에 사용되어지고 있는 추진공법은 추진구내에 설치된 추진장치의 모터 회전력을 샤프트축을 이용해 전달하는 방식으로 이루어져 있어, 추진거리가 길어질수록 지반과 신설관, 스크류등 각종장치와 신설관 등의 여러 저항과 편심을 가지게 되어 큰 힘이 필요하게 되므로, 결국 추진거리가 제한되는 문제점이 발생되었다.
또한, 종래 추진공법에는 햄머의 기능(타격력)을 채용하지 않아, 선단의 비트가 지반상태에 따라 구분되어 장착 즉, 비트가 토사용과 암지반용으로 구분되어 있어, 토사와 암지반이 혼재하는 호박돌이나 전석, 핵석이 존치하는 경우나 토사와 암지반의 경계선 시공 등에는 추진공법 시공에 어려움이 발생되는 등 여러가지 문제점이 있었다.
등록특허공보 등록번호 10-0476907(2005.03.07) 등록특허공보 등록번호 10-0814711(2008.03.12) 등록특허공보 등록번호 10-0869932(2008.11.17) 등록특허공보 등록번호 10-0957117(2010.05.03)
본 발명의 목적은 비트부가 추진력과 회전력 및 타격력에 의해 작동되어, 지반에 대한 굴진작업이 원활하게 이루어질 수 있는 비굴착식 굴진장치와 이를 이용한 관로 추진공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 추진부와, 추진부에 연결설치되어 지반에 대한 관로를 굴착하는 굴진부;를 포함하되, 상기 굴진부는, 추진부에 연결설치되는 선도관; 선도관내에 위치하도록 설치되는 제1선도내관; 선도관의 선단에 위치하도록 제1선도내관의 선단에 연결설치되는 비트부; 비트부의 후단에 위치하도록 제1선도내관내에 설치되고 공급되는 압축공기에 의해 햄머가 작동되어 비트부의 비트에 타격력을 부여하는 타격부; 제1선도내관 후단에 위치하도록 선도관내에 설치되고 제1선도내관이 베어링지지되는 제2선도내관; 제2선도내관내에 설치되고 공급되는 고압수에 의해 회전구동되는 로터리부; 로터리부의 구동력을 전달받도록 제2선도내관내에 설치되고, 비트부가 설치된 제1선도내관으로 로터리부의 회전구동력을 감속전달하는 감속부; 로터리부로 고압수가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 고압수 공급관; 타격부내로 압축공기가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 압축공기 공급관; 비트부에 의해 굴삭된 배토가 유입되도록 선도관과 제1,2선도내관 사이에 설치되는 배토관;를 포함하여, 추진부에 의한 추진력과, 로터리부에 의한 회전력 및, 타격부에 의한 타격력이 비트부로 전달되어 굴진작업이 이루어지도록 되어 있다.
본 발명은 추진부에 의한 추진력, 고압수에 의한 회전구동력 및 압축공기에 의한 타격력이 비트부에 전달되어 굴진이 이루어지므로, 굴진속도가 기존공법에 의해 약 20∼30% 증가될 뿐 아니라, 복합적인 힘의 작용에 의해 호박돌이나 전석, 핵석 등이 존치하여도 큰 속도 저감없이 천공이 가능한 효과가 있다.
본 발명은 로터리부의 회전날개내에 고압수 유로가 구비되도록 되어 있어, 로터리본체내로 분출되어 회전력을 발생시키는 고압수의 흐름이 원활하게 이루어질 뿐 아니라, 로터리본체내에서 난류가 발생되지 않아, 회전날개에 의한 회전력이 증대되는 효과가 있다.
본 발명은 고압수 및 압축공기에 의해 회전구동력과 타격력이 발생되므로, 동력전달을 위한 전체구성이 단순화되고, 이를 통해 추진길이가 길어도 동력전달이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.
본 발명은 선도관에 연결되어 신설관로파이프가 자동추진되므로, 천공 후 별도로 신설관로파이프를 삽입하는 공정이 없으며, 굴진작업시 선도관에 연결된 신설관로파이프가 회전되지 않아, 신설관로파이프의 파손이나 마모가 거의 발생되지 않는 효과가 있다.
본 발명은 로터리부를 회전시킨 고압수 및, 타격부의 햄머를 작동시킨 압축공기가 배토관을 통해 토립토와 함께 외부로 배출되도록 되어 있어, 토립토의 배출이송력이 증대되는 효과가 있다.
본 발명은 비트부를 통해 고압수가 아니라 압축공기가 분출되도록 되어 있어, 압축공기에 의한 윤활 및 이송에 의해 찐득찐득한 충적층과 같은 지반의 굴진작업시에도 토립자의 배토작업이 원활하게 이루어지는 등 많은 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 굴진부의 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 굴진부의 선단 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 굴삭비트의 상세구성을 보인 예시도
도 5 내지 도 8 은 본 발명에 따른 타격부의 구성 및 작동을 보인 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 로터리부의 구성을 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 로터리부의 하단구성(회전축과 배출유로)을 보인 예시도
도 11은 본 발명에 따른 감속부의 구성을 보인 예시도
도 12는 본 발명에 따른 감속부의 단위구성을 보인 예시도
도 13은 본 발명에 따른 방향조절부의 작동상태를 보인 예시도
도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 굴진부의 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 굴진부의 선단 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 굴삭비트의 상세구성을 보인 예시도를, 도 5 내지 도 8 은 본 발명에 따른 타격부의 구성 및 작동을 보인 예시도를, 도 9 는 본 발명에 따른 로터리부의 구성을 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 로터리부의 하단구성(회전축과 배출유로)을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 감속부의 구성을 보인 예시도를, 도 12 는 본 발명에 따른 감속부의 단위구성을 보인 예시도를, 도 13 은 본 발명에 따른 방향조절부의 작동상태를 보인 예시도를 도시한 것으로,
본 발명은 비굴착식 굴진장치에 있어서; 추진부(100); 추진부에 연결설치되어 지반에 대한 관로를 굴착하는 굴진부(800);를 포함하되,
상기 굴진부(800)는, 추진부에 연결설치되는 선도관(200); 선도관내에 위치하도록 설치되는 제1선도내관(710); 선도관(200)의 선단에 위치하도록 제1선도내관(710)의 선단에 연결설치되는 비트부(300); 비트부(300)의 후단에 위치하도록 제1선도내관(710)내에 설치되고 공급되는 압축공기에 의해 햄머(410)가 작동되어 비트부의 비트(310)에 타격력을 부여하는 타격부(400); 제1선도내관(710) 후단에 위치하도록 선도관(200)내에 설치되고 제1선도내관(710)이 베어링지지되는 제2선도내관(720); 제2선도내관(720)내에 설치되고 공급되는 고압수에 의해 회전구동되는 로터리부(500); 로터리부(500)의 구동력을 전달받도록 제2선도내관(720)내에 설치되고, 비트부(300)가 설치된 제1선도내관(710)으로 로터리부(500)의 회전구동력을 감속전달하는 감속부(600); 로터리부(500)로 고압수가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 고압수 공급관(750); 타격부내로 압축공기가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 압축공기 공급관(760); 비트부에 의해 굴삭된 배토가 유입되도록 선도관과 제1,2선도내관 사이에 설치되는 배토관(770);를 포함하여,
추진부(100)에 의한 추진력과, 로터리부(500)에 의한 회전력 및, 타격부(400)에 의한 타격력이 비트부(300)에 전달되어 굴진작업이 이루어지도록 되어 있다.
이하, 본 발명에서 선단은 비트부 방향(굴삭진행방향)을 의미하고, 후단은 추진부 방향을 의미한다.
상기 추진부(100)는 선도관(200) 및 비트부(300)를 밀어주는 추진력을 발생시키는 것으로, 도 1 에 도시된 바와 같이, 선단에 선도관(200)의 후단과 연결되는 연결구(110)가 설치되어 있다. 상기 추진부(100)는 유압 실린더 등등 추진공법에 사용되어지고 있는 공지의 추진장비가 설치될 수 있다.
상기 연결구(110)는 추진부(100)의 추진력이 굴진부(800)로 전달되도록 함과 동시에, 에어컴프레셔(150) 및 펌프(160)에 의해 발생되는 압축공기와 고압수가 선도관(200) 또는, 후술되는 신설연결부(850)를 통해 선도관(200)내로 전달되도록 하는 것으로, 선도관(200) 또는 신설연결관(850)에 나사결합되어 일체로 연결되고, 로터리부(500)를 구동시키기 위한 고압수 및, 타격부(400)를 구동시키기 위한 압축공기가 선도관(200)내로 공급될 수 있도록 고압수 공급라인(161) 및 압축공기 공급라인(151)이 연결설치되어 있다.
상기 굴진부(800)는 추진부(100)에 의한 추진력, 압축공기의 공급에 의한 타격력 및, 고압수에 의한 회전력에 의해 지반에 천공작업을 수행하는 것으로, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 선단에 비트부(300)가 위치하고 후단이 추진부(100)의 연결구(110)에 연결설치된다.
또한, 상기 굴진부(800)는 신설연결부(850)가 후단에 연결설치되어, 신설되는 관로파이프(851)가 천공작업시 굴진부에 연결되어 자동으로 공급되도록 구성된다.
상기 선도관(200)은 도 2 에 도시된바와 같이, 중공의 강관으로 이루어져 있으며, 관로설치를 위한 천공작업시, 추진부(100)에 의해 전방으로 추진된다.
또한, 상기 선도관(200)은 후단이 추진부의 연결구(110)에 연결설치되거나, 신설연결관(850)에 연결설치된다.
또한, 상기 선도관(200)은 도 2 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 제1선도관(210)과 제2선도관(220)으로 분리형성되고, 상기 제1선도관(210)의 후단에 제2선도관(220)이 연결플랜지(230)에 의해 일체로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 제1,2선도관(210,220)과 연결플랜지(230)는 나사결합 등에 의해 일체로 연결될 수 있다.
상기 제1선도내관(710)은 관로설치를 위한 천공작업시, 로터리부의 회전구동력을 감속부에 의해 전달받아 회전구동되는 것으로, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 선도관(200)내에 회전가능하도록 설치되어 있으며 선단에 비트부의 비트하우징(320)이 일체로 연결설치되고, 후단에 감속부(600)의 구동력이 전달되는 베어링 연결체(711)가 일체로 연결설치되어 있다. 즉, 상기 제1선도내관(710)은 선단에 비트부가 설치되고, 후단이 베어링 연결체(711)에 의해 폐쇄되도록 구성되어 있다.
이때, 상기 베어링 연결체(711)는 감속부(600)의 일측이 스플라인 축결합되어 감속부(600)에 의한 회전력이 베어링 연결체(711)를 통해 제1선도내관(710)으로 전달될 수 있도록 구성되어 있다.
상기 비트부(300)는 제1선도내관(710)과 일체로 회전되는 것으로, 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 제1선도내관(710)의 선단에 결합되는 비트하우징(320)과, 비트하우징(320)과 타격부(400) 사이에 위치하도록 제1선도내관(710)내에 설치되는 걸림대(330)와, 비트하우징(320)과 스플라인 축결합되고 걸림대(330)를 관통하여 설치되는 굴삭비트(340)를 포함하여, 비트하우징(320)의 회전에 의해 굴삭비트(340)에 회전력이 발생되고, 타격부(400)의 타격에 의해 굴삭비트(340)에 타격력이 발생되도록 되어 있다.
상기 비트하우징(320)은 제1선도내관(710)에 나사결합되는 후단하우징(322)과, 제1선도내관(710)의 선단부위에 노출되도록 설치되는 선단하우징(321)을 포함한다. 이때, 상기 선단하우징(321)은 굴삭비트(340)가 스플라인 축결합된다.
상기 걸림대(330)는 굴삭비트(340)의 일측이 관통되도록 제1선도내관(710)내에 설치되어 있으며, 타격부(400)에 의한 굴삭비트의 타격시, 타격력에 의해 굴삭비트(340)의 슬라이딩이 이루어질 수 있도록 지지하고, 슬라이딩 이동되는 굴삭비트(340)의 일측이 접촉되어 굴삭비트(340)의 이동거리를 제한하는 기능을 구비한다.
상기 굴삭비트(340)는 내부에 압축공기가 유입되는 중공홀(341)을 구비하고 걸림대(330)에 걸림접촉되는 걸림돌기(342)가 후단에 돌출형성된 비트지지체(343)와, 상기 비트지지체(343)와 일체로 형성되고 중공홀(341)과 연통되어 선단방향으로 압축공기를 분사하는 공기토출구(344)가 구비된 비트(345)를 포함한다.
이때, 상기 비트지지체(343)는 일측이 비트하우징(320)과 스플라인 축결합되도록 되어 있어, 비트하우징(320)의 회전력을 전달받으면서도 타격부에 의한 타격력 발생시, 비트하우징(320)내에서 슬라이딩 이동되게 된다.
상기 타격부(400)는 압축공기에 의해 제1선도내관(710)내에서 햄머(410)가 왕복이동되어 비트부(300)에 타격력을 발생시키는 것으로, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 제1선도내관(710)내에 슬라이딩 되도록 설치되고 내부에 이동홀(411)을 구비하는 햄머(410); 햄머의 이동홀(411)내로 외부면에 돌출형성된 타격대(423)가 삽입되도록 햄머(410)를 관통하여 설치되고 선/후단유출구(421,422)가 형성된 이동관(420); 이동관(420)내에 위치하도록 설치되고 일측이 베어링 연결체(711)의 지지홀(712)에 일체로 결합되며 타측에 이동관(420)에 접촉지지되도록 플랜지(435)가 돌출형성되고, 제1,2선단연결홀(431,432)과 제1,2후단연결홀(433,434)이 형성된 외관(430); 외관(430)과의 사이에 외측유로(450)가 형성되도록 외관(430)내에 설치되고, 내부에 내측유로(460)를 구비하며, 선단연결관(441)에 의해 내측유로(460)가 외관의 제2선단연결홀(432)에 연통되고, 후단연결관(442)에 의해 내측유로(460)가 외관의 제1후단연결홀(433)에 연통되는 내관(440)을 포함한다.
상기 햄머(410)는 공급되는 압축공기에 의해 제1선도내관(710)내에서 슬라이딩 왕복이동되어 비트부(300)를 타격하는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제1선도내관(710)에 수밀을 유지하도록 설치되고 내부에 이동홀(411)을 구비하는 햄머본체(412)와, 상기 햄머본체(412)의 하부에 일체로 형성되어 비트부(300)를 타격하고, 이동관의 선단유출구(421)와 연통되는 장홈형상의 햄머홀(413)이 형성된 햄머타격체(414)와, 상기 이동홀(411)과 연통되도록 햄머본체(412) 및 햄머타격체(414)를 관통하여 형성되고 이동관(420)이 삽입설치되는 햄머중앙홀(415)을 포함한다.
즉, 상기 햄머(410)는 햄머중앙홀(415)내에 이동홀(411)이 고리형상으로 소정깊이로 형성되어 있으며, 햄머중앙홀(415)에 연통되어 햄머홀(413)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제1선도내관(710)과 햄머타격체(414) 사이에는 햄머(410)의 슬라이딩 및 햄머(410)에 의한 비트부(300)의 타격시, 햄머타격체(414)를 가이드 및 지지하는 가이드(470)가 더 설치되어 있다.
상기 이동관(420)은 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 외관(430)이 삽입되도록 중공의 파이프 형상으로 이루어져 있으며, 외부면 둘레를 따라 타격대(423)가 돌출형성되고, 타격대(423)를 중심으로 일측에 중공과 연통되는 선단유출구(421)가 형성되고, 타측에 중공과 연통되는 후단유출구(422)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 이동관(420)은 햄머(410)의 슬라이딩 이동시, 햄머(410)에 형성된 이동홀의 후단측면(416) 또는 선단측면(417)에 타격대(423)가 가격되어 외관(430)을 따라 슬라이딩 이동된다.
즉, 상기 이동관(420)은 햄머(410)가 최대로 후진된 상태에서는 후단유출구(422)가 햄머홀(413)과 연통되도록 슬라이딩 이동되고, 햄머(410)가 최대로 전진된 상태(비트부 가격)에서는 선단유출구(421)가 햄머홀(413)에 연통되도록 슬라이딩 이동된다.
상기 외관(430)은 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 후단이 베어링 연결체의 지지홀(712)에 일체로 고정설치되어 있으며, 압축공기가 유입되도록 후단이 개방되어 있으며, 선단이 내관(440)의 결합에 의해 폐쇄되도록 되어 있다.
또한, 상기 외관(430)은 후단에 제1,2후단연결홀(433,434)이 형성되고, 선단에 제1,2선단연결홀(431,432)이 형성되되,
상기 제1선단연결홀(431)과 제2후단연결홀(434)은 외관(430)과 내관(440) 사이에 형성되는 외측유로(450)공간과 연통되도록 형성되고, 제2선단연결홀(432)과 제1후단연결홀(433)은 선단연결관(441) 및 후단연결관(442)에 의해 각각 내관의 내측유로(460)에 연통된다.
상기 내관(440)은 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 외관(430)과 선/후단연결관(441,442)에 의해 연결되어 외관(430)의 중앙에 위치하도록 설치되고, 내측에 형성된 내측유로(460)를 통해, 비트부(300)로 압축공기를 공급한다. 이때, 상기 내측유로(460)는 후단이 폐쇄되고 선단이 개방되어 있다.
상기와 같이 구성된 타격부(400)는, 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 햄머(410)가 최선단에 위치된 상태(비트부 타격상태)를 기준으로 할 경우, 외관의 제1선단연결홀(431)과 이동관의 선단유출구(421) 및 햄머의 햄머홀(413)은 외측유로(450)에 연통된 상태를 유지하고, 이동관의 후단유출구는 후단연결관에 의해 내관의 내측유로(460)에 연통된 상태를 유지하게 되며, 외관의 제2후단연결홀 및 내관의 선단연결관은 이동관(420)에 의해 폐쇄된 상태가 유지된다.
이때, 햄머의 이동홀내 후단측면(416)은 이동관의 타격대(423)에 접촉된 상태가 유지되며, 햄머는 햄머타격체(414)가 비트부의 굴삭비트에 접촉된 상태를 유지하게 된다.
상기와 같이 이루어진 상태에서 압축공기 공급관을 통해 외측유로내로 압축공기가 공급되면, 압축공기는 외관의 제1선단연결홀(431)과 이동관의 선단유출구(421) 및 햄머의 햄머홀(413)을 통해 제1선도내관내로 공급되고, 공급된 압축공기의 압력에 의해 제1선도내관내에서 햄머(410)가 후단방향으로 이동되어 햄머(410)의 이동홀내 선단측면(417)이 이동관의 타격대(423)에 접촉된다.
이때, 이동관의 후단유출구는 후단연결관에 의해 내관의 내측유로(460)에 연통되어 있으므로, 햄머 후단에 위치하는 압축공기는 이동되는 햄머의 압력에 의해 내측유로(460)를 통해 비트부(300)로 공급되게 된다.
또한, 햄머 이동홀의 선단측면이 이동관의 타격대에 접촉되어 있으므로, 계속해서 압축공기가 고압수가 외측유로(450)를 통해 제1선도내관(710)내로 공급되면, 해머(410)와 함께 이동관(420)이 상승하여, 이동관의 후단유출구(422)가 외관의 제2후단연결홀(434)에 연통되어 외측유로(450)와 햄머 후단에 위치하는 제1선도내관(710) 내부가 연통되고, 내관의 후단연결관(442)은 이동관(420)에 의해 폐쇄되며, 내관의 선단연결관(441)과 외관의 제2선단연결홀(432) 및 햄머의 햄머홀(413)이 연통되어 내측유로(460)와 햄머 선단에 위치하는 제1선도내관(710) 내부가 연통됨과 동시에, 햄머(410)의 후단방향 이동이 정지된다.
이와 같이, 해머(410)가 후단방향으로 이동되어 정지된 상태에서 압축공기 공급관(760)을 통해 외측유로(450)내로 압축공기가 계속 공급되면, 외관의 제2후단연결홀(434)과 이동관의 후단유출구(422)를 통해 햄머 후단에 위치하는 제1선도내관(710) 내부로 압축공기가 유입되며, 유입되는 압축공기의 압력에 의해 햄머(410)는 이동관의 타격대(423)에 햄머 이동홀의 후단측면(416)이 접촉될 때까지 1차 이동된다.
이때, 해머(410)의 선단에 위치하는 압축공기는 이동관의 선단유출구(421)과 외관의 제2선단연결홀(432) 및 내관의 선단열결관(441)을 통해 내측유로(460)내로 유입되어 이동되는 햄머(410)의 압력에 의해 비트부(300)로 공급되게 된다.
또한, 계속해서 압축공기가 외측유로(450)를 통해 해머(410)의 후단으로 공급되면, 선단방향으로 이동되는 해머(410)에 의해 이동관(420)도 함께 선단방향으로 이동되어 내관의 선단연결관이 이동관에 의해 폐쇄됨과 동시에, 이동되는 햄머가 비트부를 타격하게 된다. 즉, 햄버의 햄머타격체(414)가 굴삭비트(340)를 타격하여 비트부에 타격력을 부여하게 된다.
이때, 해머의 햄머홀(413)과 이동관의 선단유출구(421) 및 외관의 제1선단연결홀은 외측유로(450)에 연통된 상태가 되고, 이동관의 후단유출구(422)는 외관의 제1후단연결홀과 내관의 후단연결관을 통해 내측유로(460)에 연통된 상태가 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 타격부는 유입되는 압축공기에 의해 해머(410)가 제1선도내관(710)내에서 슬라이딩 왕복이동되면서 비트부(300)를 타격하게 된다.
상기 제2선도내관(720)은 도 2 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 후단이 추진부의 연결구(110) 또는 신설연결관(850)에 연결되고, 선단에 선단막음재(721)가 설치되어 있으며, 상기 선단막음재(721)는 제1선도내관의 베어링 연결체(711)와 베어링을 사이에 두고 지지되도록 되어 있다. 즉, 상기 제2선도내관(720)은 제1선도내관(710)과 동축을 구비하도록 선도관(200)내에 설치되되, 회전되지 않도록 고정설치되어 있다.
또한, 상기 제2선도내관(720)은 후단부위에 로터리부(500)로 고압수를 공급하기 위한 고압수 공급관(750)이 관통설치되어 있다.
상기 로터리부(500)는 공급되는 고압수에 의해 비트부(300)를 회전구동시키기 위한 회전력을 발생시키는 것으로, 도 2, 도 9 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 제2선도내관(720)에 위치하도록 설치되고 고압수 공급관(750)이 연결설치되는 로터리본체(510)와, 상기 로터리본체(510)내에 길이방향으로 회전가능하도록 설치되며, 선단이 감속부(600)에 연결설치되는 회전축(520)과, 상기 로터리본체(510)내에 위치하도록 회전축(520)에 일체로 형성되는 복수의 회전날개(530)를 포함하되,
상기 회전날개(530)는 내부에 고압수 유로(531)를 구비하고, 상기 고압수 유로(531)는 일측이 로터리본체 내부(511)와 연통되고 타측이 회전축의 중공홀(521)내로 연통되도록 형성되어 있다.
상기 로터리 본체(510)는 내부로 유입된 고압수에 의해 회전날개(530) 및 회전축(520)이 회전되도록 수밀구조로 이루어져 있으며, 복수의 본체지지대(512)에 의해 제2선도내관과 동축을 구비하도록 지지되어 있다. 상기 로터리 본체의 수밀구조는 공지의 기술을 이용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 로터리 본체(510)는 감속부(600)와의 사이에 배출유로(540)가 구비되도록 제2선도내관(720)에 일체로 연결설치되어 있으며, 상기 배출유로(540)는 배토관(770)과 연통되도록 형성되어 있다.
상기 회전축(520)은 내부에 중공홀(521)을 구비하고, 선단에 감속부(600)와 기어결합되는 중심기어(522)가 형성되어 있으며, 중심기어(522)의 후단에 위치하도록 배출유로(540)가 위치하는 일측에 하나 이상의 배출구(523)가 형성되어 있다. 즉, 상기 회전축(520)은 중공홀(521)의 후단은 폐쇄되고 선단 일측은 배출구(523)에 의해 배출유로(540)와 연통되도록 되어 있다.
상기 회전날개(530)는 선단면(533)과 후단면(532)이 회전방향에 대하여 볼록하도록 곡선으로 이루어져 있으며, 선단면(533)과 후단면(532) 사이에 고압수유로(531)가 형성되어 있다.
또한, 상기 회전날개(530)는 후단면(532)의 면적이 선단면(533)의 면적보다 더 크도록 형성되어 있으며, 고압수유로(531)는 선단면(533) 끝단에서 연결되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 회전날개(530)는 끝단(534)이 로터리 본체(510) 내면(513)에 근접되도록 즉, 조립공차를 구비하며 회전가능하도록 밀착 설치되어 있으며, 고압수유로(531)의 일측이 로터리 본체의 내면(513) 근처에 위치하도록 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 회전날개(530)는, 로터리부내로 분출된 고압수가 일측 회전날개 후단면(532)을 밀어 회전시킨 후, 후속되어 회전되는 또다른 회전날개의 선단면(533)을 따라 로터리 본체의 내면(513) 방향으로 이동되어 고압수 유로(531)로의 유입되는 고압수 흐름이 원활하게 이루어지는 작용효과를 구비하게 된다.
즉, 본원발명에 따른 로터리부(500)는 고압수 유로(531)를 내부에 구비하는 회전날개(530)에 의해 로터리 본체(510)내로 분출되는 고압수의 흐름이 난류발생없이 일정하게 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 로터리부(500)는 고압수 공급관(750)를 통해 로터리 본체(510)내로 고압수가 공급되고, 로터리 본체(510)내로 공급된 고압수가 일측 회전날개의 후단면(532)을 밀어 회전날개(530)를 회전시킴으로써, 회전축(520)에 회전구동력을 발생시키게 된다.
이때, 일측 회전날개의 후단면(532)을 밀어 회전날개(530)를 회전시킨 고압수는 뒤따라오는 또다른 회전날개의 고압수 유로(531)내로 유입되어 회전축(520)의 중공홀(521) 및 로터리 본체의 배출유로(540)를 통해 배토관(770)으로 빠져나가게 되므로, 고압수 공급관(750)을 통해 공급되는 고압수에 의해 회전날개(530)의 회전이 연속적으로 이루어지게 된다.
또한, 상기 로터리 본체(510)내로 공급되는 고압수는 회전날개의 후단면(532) 방향으로 소정각도의 경사를 구비하며 분출되도록 되어 있다. 즉, 상기 고압수 공급관(750)은 로터리 본체(510)의 중심을 향하여 고압수가 분출되도록 로터리 본체에 연결설치된 것이 아니라, 로터리 본체 내부에 고압수의 회전 회전흐름이 발생될 수 있도록 로터리 본체(510)의 내면(513) 방향으로 편측되어 고압수가 분출되도록 설치되어 있다.
상기 감속부(600)는 복수의 감속기가 다단으로 연결설치되어, 로터리부의 회전력을 감속하여 제1선도내관으로 큰 구동력이 전달되도록 구성되어 있다.
상기 감속부(600)는 도 2, 도 11 및 도 12 에 도시된 바와 같이, 선기어(610)를 중심으로 기어결합되는 복수의 유성기어(620)와, 상기 유성기어(620)가 내접되고 하측에 기어축(631)이 돌출형성된 링기어(630)로 이루어진 복수의 감속기(650)가 다단으로 연결설치되어 있으며,
최후단에 위치하는 감속기(650b)는 로터리부의 회전축(522)의 선단에 형성된 중심기어(522)를 선기어로 하여 작동되고,
최선단에 위치하는 감속기(650a)의 링기어 기어축(631a)은 압축공기 공급관(760) 및 선단막음재(721)을 관통하여 제1선도내관의 베어링 연결체(711)에 스플라인 축결합되며,
최후단에 위치하는 감속기(650b)와 최선단에 위치하는 감속기(650a) 사이에 위치하는 다수의 나머지 감속기(650c)는 바로 후단에 위치하는 감속기의 링기어에 형성된 기어축을 선기어로 하여 작동된다.
이때, 상기 각 감속기의 유성기어(620)는 감속기 하우징(640)에 회전가능하도록 연결설치되어 있어, 링기어(630)의 회전작동시, 링기어(630)와 함께 회전되지 않게 된다.
상기 감속기 하우징(640)은 로터리 본체(510)와의 사이에 배출유로(540)가 형성되도록 제2선도내관(720)내에 수밀구조를 구비하며 고정설치되어 있다. 또한, 상기 감속기 하우징(640)과 로터리 본체(510) 사이에는 수밀유지를 위한 차단판(641)이 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 감속기(650)는 단수가 특정되는 것은 아니나, 비트부(300)에 의한 추진굴삭작업을 고려할 경우, 약 5∼8 단으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 최선단에 위치하는 감속기(650a)의 링기어 기어축(631a)은 내부에 타격부의 외측유로(450)와 연통되는 축홀(632a)이 형성되어 있으며, 상기 축홀(632a)은 기어축에 형성된 하나 이상의 압축공기 유입구(633a)에 의해 압축공기 공급관(760)과 연통되도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 감속부(600)는 로터리부의 회전축에 형성된 중심기어(522)의 회전에 의해 최후단에 위치하는 감속기(650b)가 작동되고, 상기 최후단에 위치하는 감속기의 작동력이 다단으로 이루어진 감속기(650c)를 통해 최선단에 위치하는 감속기(650a)에 전달되어 제1선도내관(710)에 회전구동력을 전달하게 된다.
상기 고압수 공급관(750)은 도 2 및 도 9 에 도시된 바와 같이, 선단이 로터리부의 로터리 본체(510)에 연결설치되고, 후단이 고압수 공급라인(161)에 연결설치되며, 선도관(200)과 제2선도내관(720) 사이에 위치하도록 설치되어 있다.
상기 압축공기 공급관(760)은 도 2 및 도 9 내지 도 12 에 도시된 바와 같이, 선단이 감속부의 최선단에 위치하는 감속기의 기어축 축홀(632a)에 연통되고, 후단이 압축공기 공급라인(151)과 연결되도록 선도관(200)과 제2선도내관(720) 사이에 설치되어 있다.
상기 배토관(770)은 도 2, 도 3, 도 9 내지 도 12 에 도시된 바와 같이, 선단이 비트부의 비트(345) 후단에 위치하도록 선도관(200)과 제1,2선도내관(710,720) 사이에 설치되어 있다.
또한, 상기 배토관(770)은 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 선단부위가 제1선도내관을 감싸도록 확관배토관(771)으로 확장형성되어 있다. 이때, 상기 확관배토관(771)은 제1선도내관 주위를 감싸도록 설치되어 있을 뿐, 제1선도내관(710)과 함께 회전되는 않도록 되어 있으며, 선도관(200)의 선단은 확관배통관(771) 후단에 위치하게 된다.
또한, 상기 압축공기 공급관(760)과 배토관(770)은 제2선도내관(720)을 중심으로 압축공기 공급관(760)과 대칭되는 위치에 설치되고, 상기 압축공기 공급관(760)은 선도관(200)과 제2선도내관(720)에 접하도록 또한, 상기 배토관(770)은 선도관(200)과 제1,2선도내관(710,720)에 접하도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 선도관(200)의 선단에는 방향조절부(240)가 더 설치될 수 있다.
상기 방향조절부(240)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 선도관(200)과 제1선도내관(710) 사이에 위치하도록 선도관(200)에 연결설치되는 지지플레이트(241)와, 상기 지지플레이트(241)내에 위치하도록 설치되는 방향조절실린더(242)와, 상기 방향조절실린더(242)와 이격되어 배토관의 확장배토관(771)에 회전가능하게 설치되는 방향조절 블레이드(243)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 방향조절부(240)는 선도관에 하나 이상 바람직하게는 4 개가 설치되며, 도 13 에 도시된 바와 같이, 방향조절실린더(242)의 작동에 의해 방향조절 블레이드(243)가 선도관(200) 외측방향으로 회전되며 펼쳐져 지반(900)에 접촉됨으로써, 지반에 대한 천공작업시 비트부(300)의 진행방향이 변경되도록 되어 있다.
또한, 상기 방향조절부(240)는 방향조절실린더(242)의 작동 및, 방향조절 블레이드(243)의 회전작동이 용이하게 이루어지도록 토립자를 제거하기 위한 에어젯관(244)이 더 설치될 수 있으며, 상기 에어젯관(244)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 후단이 확장배토관(771)을 관통하도록 확장배토관(771)에 고정설치되고, 선단이 제1선도내관(710)에 형성된 다수의 에어분출구(713)에 연통되도록 근접설치되어 있다.
즉, 에어젯관(244)이 더 설치될 경우, 확장배토관(771)내에 위치하는 제1선도내관의 선단부분에는 다수의 에어분출구(713)가 형성되어 있으며, 상기 에어분출구(713)를 통해 비트부(300)로 공급되는 압축공기 일부가 방향조절 블레이드(243) 방향으로 분출되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 선도관 선단 또는 확장배토관(771)에 위치하도록 각종 센서(250)가 더 설치되어, 계획된 시공경로와 굴진중인 경로의 차이가 실시간으로 상호대비될 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 방향조절부(240) 선단에 위치하도록 선도관 또는 확장배토관에 센서(250)가 설치되어 계획된 시공경로와 굴진중인 경로가 외부에 설치된 모니터를 통해 실시간으로 대비되며, 굴진중인 경로와 시공경로 상에 차이가 발생될 경우, 조절되어야 할 데이터가 실시간으로 검출되고, 제어부(조작부)를 통해 방향조절부가 작동되어, 굴진방향이 조절되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 센서(250)가 확장배토관(771)내에 설치될 경우, 상기 확장배토관내에는 센서(250)의 보호를 위한 보호칸막이(251)가 더 설치된다.
상기 신설연결부(850)는 굴진부(800)와 추진부(100) 사이에 연결설치되는 것으로, 굴진길이에 따라 하나 이상이 연결설치되어, 동력발생을 위한 고압수 및 압축공기를 공급하고, 신설되는 신설관로파이프가 굴진부(800)에 추종하여 손상없이 삽입이동되도록 되어 있다.
상기 신설연결부(850)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 선도관(200)에 선단이 결합되고 후단이 추진부의 연결구(110)에 결합되는 신설관로 파이프(851)와, 신설관로 파이프내에 위치하도록 설치되어 선단이 압축공기 공급관(760)에 연결되고 후단이 연결구(110)에 연결설치된 압축공기 공급라인(151)에 연결되는 압축공기 연결공급관(852)과, 압축공기 연결공급관(852)내에 위치하도록 설치되어 선단이 고압수 공급관(750)에 연결되고 후단이 연결구에 연결설치된 고압수 공급라인(161)에 연결되는 고압수 연결공급관(853)과, 고압수 연결공급관(853)내에 위치하도록 설치되어 선단이 배토관(770)에 연결되고 후단이 배토관 배출라인(170)에 연결설치되는 배토관 연결관(854)을 포함한다.
즉, 상기 신설연결부(850)는 내측 중앙에서 외측방향으로 배토관 연결관(854), 고압수 연결공급관(853) 압축공기 연결공급관(852), 신설관로파이프(851)가 위치하는 4중관 구조로 이루어져 있다.
또한, 상기 배토관 연결관(854), 고압수 연결공급관(853) 압축공기 연결공급관(852)은 3중구조로 일체화되어 있으며, 압축공기 연결공급관(852)의 외부면에 구비된 복수의 지지리브(855)에 의해 신설관로파이프(851)내 중앙에 위치하도록 지지되어 있다.
상기와 같이 구성된 신설연결부(850)는 추진부(100) 및 굴진부(800)에 나사결합방식으로 일체로 결합될 수 있으며, 결합방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 신설연결부(850)는 굴진부와 추진부 사이에 다수개가 연속적으로 연결설치될 경우, 선/후단에 위치하는 신설연결부의 신설관로 파이프, 고압수 연결공급관, 배토관 연결관, 압축공기 연결공급관간에 상호 연결이 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 추진부에 의한 추진력, 고압수의 공급에 따른 로터리부의 회전구동력, 압축공기의 공급에 따른 타격부의 타격력이 비트부에 전달되어 굴진이 이루어지게 된다.
또한, 본 발명은 굴진작업시, 비트부를 통해 지반으로 압축공기가 분출되도록 되어 있어, 비트부에 의한 굴진작업이 더욱 용이하게 이루어질 뿐 아니라, 굴직작업에 의해 발생된 토립자가 압축공기와 함께 배토관으로 이송되게 되므로, 토립자의 외부배출이 용이하게 이루어지게 된다.
또한, 본 발명은 배토관의 중간부분에 로터리부에 연결된 배출유로와 연통되도록 되어 있어, 배출유로를 통해 공급되는 고압수의 압력이 추가되어, 배토관을 통해 토립자의 외부배출이 더욱 용이하게 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 소구경관 비굴착 관로 추진공법에 적용되는 것이나, 그 크기를 조절하여 대구경관 비굴착 관로추진공법에도 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 관로 굴진장치를 이용한 관로 추진공법을 설명하면,
본 발명에 따른 관로 굴진 추진공법은, 관로의 매설 시작지점과 관로의 매설 종료지점에 각각 발진작업구와 도달작업구를 굴착한 후, 발진작업구에 비굴착식 관로 굴진장치가 설치되는 관로 굴진장치 설치단계;
관로 굴진장치의 추진부에 의해 선단에 비트부가 장착된 굴진부를 발진작업구에서 도달작업구 방향으로 추진 압입시키는 추진단계;로 이루어지되,
상기 추진단계는, 추진부에서 발생되는 추진력에 의해 굴진부가 도달작업구 방향으로 추진되고, 굴진부내로 공급되는 고압수에 의해 비트부가 회전구동되어 천공작업이 이루어지며, 굴진부내로 공급되는 압축공기에 의해 굴진부내에서 타격부가 비트부를 타격하여, 추진력과 회전구동력 및 타격력에 의해 천공작업이 이루어지도록 되어 있다.
또한, 상기 추진단계는, 굴진부에 의한 추진완료 후, 추진부에서 굴진부를 분리하고, 추진부와 굴진부에 신설관로 파이프를 구비하는 신설연결부를 연결설치하여 연속추진하는 재추진단계를 더 포함한다.
또한, 추진이 완료된 굴진부는 추진부와 분리하여 도달작업구를 통해 인출/해체한다. 또한, 굴진부에 신설연결부가 연결설치되어 연속추진이 이루어졌을 경우, 신설연결부의 압축공기 연결공급관, 고압수 연결공급관, 배토관 연결공급관을 신설관로파이프에서 인출하여 해체하여, 지반내에 신설관로 파이프만 유지되도록 한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
(100) : 추진부 (110) : 연결구
(150) : 에어컴프레셔 (151) : 압축공기 공급라인
(160) : 펌프 (161) : 고압수 공급라인
(170) : 배토관 배출라인 (200) : 선도관
(210) : 제1선도관 (220) : 제2선도관
(230) : 연결플랜지 (240) : 방향조절부
(241) : 지지플레이트 (242) : 방향조절실린더
(243) : 방향조절 블레이드 (250) : 센서
(300) : 비트부 (310) : 비트
(320) : 비트하우징 (321) : 선단하우징
(322) : 후단하우징 (330) : 걸림대
(340) : 굴삭비트 (341) : 중공홀
(342) : 걸림돌기 (343) : 비트지지체
(344) : 공기토출구 (345) : 비트
(400) ; 타격부 (410) : 햄머
(411) : 이동홀 (412) : 햄머본체
(413) : 햄머홀 (414) : 햄머타격체
(415) : 햄머중앙홀 (416) : 후단측면
(417) : 선단측면 (420) : 이동관
(421) : 선단유출구 (422) : 후단유출구
(423) : 타격대 (430) : 외관
(431) : 제1선단연결홀 (432) : 제2선단연결홀
(433) : 제1후단연결홀 (434) : 제2후단연결홀
(435) : 플랜지 (440) : 내관
(441) : 선단연결관 (442) : 후단연결관
(450) : 외측유로 (460) : 내측유로
(470) : 가이드 (500) : 로터리부
(510) : 로터리 본체 (511) : 로터리 본체 내부
(512) : 본체지지대 (513) : 로터리본체 내면
(520) : 회전축 (521) : 중공홀
(522) : 중심기어 (523) : 배출구
(530) : 회전날개 (531) : 고압수 유로
(532) : 후단면 (533) : 선단면
(540) : 배출유로 (600) : 감속부
(610) : 선기어 (620) : 유성기어
(630) : 링기어 (631) : 기어축
(631a): 기어축 (632a): 축홀
(633a): 압축공기 유입구 (640) : 감속기 하우징
(650) : 감속기 (650a): 최선단 감속기
(650b): 최후단 감속기 (650c): 나머지 감속기
(710) ; 제1선도내관 (711) : 베어링 연결체
(712) : 지지홀 (713) : 에어분출구
(720) : 제2선도내관 (721) : 선단막음재
(750) : 고압수 공급관 (760) : 압축공기 공급관
(770) : 배토관 (800) : 굴진부
(850) : 신설연결부 (851) : 신설관로파이프
(852) : 압축공기 연결공급관 (853) : 고압수 연결공급관
(854) : 배토관 연결관 (855) : 지지리브
(900) : 지반

Claims (10)

  1. 추진부(100)와, 추진부에 연결설치되어 지반에 대한 관로를 굴착하는 굴진부(800);를 포함하되,
    상기 굴진부(800)는, 추진부에 연결설치되는 선도관(200); 선도관내에 위치하도록 설치되는 제1선도내관(710); 선도관(200)의 선단에 위치하도록 제1선도내관(710)의 선단에 연결설치되는 비트부(300); 비트부(300)의 후단에 위치하도록 제1선도내관(710)내에 설치되고 공급되는 압축공기에 의해 햄머(410)가 작동되어 비트부의 비트(310)에 타격력을 부여하는 타격부(400); 제1선도내관(710) 후단에 위치하도록 선도관(200)내에 설치되고 제1선도내관(710)이 베어링지지되는 제2선도내관(720); 제2선도내관(720)내에 설치되고 공급되는 고압수에 의해 회전구동되는 로터리부(500); 로터리부(500)의 구동력을 전달받도록 제2선도내관(720)내에 설치되고, 비트부(300)가 설치된 제1선도내관(710)으로 로터리부(500)의 회전구동력을 감속전달하는 감속부(600); 로터리부(500)로 고압수가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 고압수 공급관(750); 타격부내로 압축공기가 공급되도록 선도관과 제2선도내관 사이에 설치되는 압축공기 공급관(760); 비트부에 의해 굴삭된 배토가 유입되도록 선도관과 제1,2선도내관 사이에 설치되는 배토관(770);를 포함하되,
    제1선도내관(710)은, 선단에 비트부의 비트하우징(320)이 일체로 연결설치되고, 후단에 감속부(600)와 연결설치되어 회전구동력이 전달되는 베어링 연결체(711)가 일체로 연결설치되어 있으며,
    제2선도내관(720)은, 후단이 추진부의 연결구(110) 또는 신설연결관(850)에 연결되고, 선단에 선단막음재(721)가 설치되되, 상기 선단막음재(721)는 제1선도내관의 베어링 연결체(711)와 베어링을 사이에 두고 지지되도록 구성되어,
    추진부(100)에 의한 추진력과, 고압수에 의한 로터리부의 회전력 및, 압축공기에 의한 타격부의 타격력이 비트부에 전달되어 굴진작업이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  2. 청구항 1 에 있어서;
    로터리부(500)는,
    제2선도내관(720)에 위치하도록 설치되고 고압수 공급관(750)이 연결설치되는 로터리본체(510)와, 상기 로터리본체(510)내에 길이방향으로 회전가능하도록 설치되며, 선단에 형성된 중심기어(522)가 감속부(600)에 연결설치되는 회전축(520)과, 상기 로터리본체(510)내에 위치하도록 회전축(520)에 일체로 형성되는 복수의 회전날개(530)를 포함하되,
    상기 회전날개(530)는 내부에 고압수 유로(531)를 구비하고, 상기 고압수 유로(531)는 일측이 로터리본체 내부(511)와 연통되고 타측이 회전축의 중공홀(521)내로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  3. 청구항 2 에 있어서;
    상기 로터리 본체(510)는 감속부(600)와의 사이에 배출유로(540)가 구비되도록 제2선도내관(720)에 일체로 연결설치되고, 상기 배출유로(540)는 배토관(770)과 연통되도록 설치된 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  4. 청구항 1 에 있어서;
    비트부(300)는,
    제1선도내관(710)의 선단에 결합되는 비트하우징(320)과, 비트하우징(320)과 타격부(400) 사이에 위치하도록 제1선도내관(710)내에 설치되는 걸림대(330)와, 비트하우징(320)과 스플라인 축결합되고 걸림대(330)를 관통하여 설치되는 굴삭비트(340)를 포함하고,
    상기 굴삭비트(340)는, 내부에 압축공기가 유입되는 중공홀(341)을 구비하고 걸림대(330)에 걸림접촉되는 걸림돌기(342)가 후단에 돌출형성된 비트지지체(343)와, 상기 비트지지체(343)와 일체로 형성되고 중공홀(341)과 연통되어 선단방향으로 압축공기를 분사하는 공기토출구(344)가 구비된 비트(345)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  5. 청구항 1 에 있어서;
    타격부(400)는,
    제1선도내관(710)내에 슬라이딩 되도록 설치되고 내부에 이동홀(411)을 구비하는 햄머(410);
    햄머의 이동홀(411)내로 외부면에 돌출형성된 타격대(423)가 삽입되도록 햄머(410)를 관통하여 설치되고 선/후단유출구(421,422)가 형성된 이동관(420);
    이동관(420)내에 위치하도록 설치되고 일측이 베어링 연결체(711)의 지지홀(712)에 일체로 결합되며 타측에 이동관(420)에 접촉지지되도록 플랜지(435)가 돌출형성되고, 제1,2선단연결홀(431,432)과 제1,2후단연결홀(433,434)이 형성된 외관(430);
    외관(430)과의 사이에 외측유로(450)가 형성되도록 외관(430)내에 설치되고, 내부에 내측유로(460)를 구비하며, 선단연결관(441)에 의해 내측유로(460)가 외관의 제2선단연결홀(432)에 연통되고, 후단연결관(442)에 의해 내측유로(460)가 외관의 제1후단연결홀(433)에 연통되는 내관(440)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1 에 있어서;
    선도관(200)의 선단에는 다수개의 방향조절부(240)가 더 설치되되,
    상기 방향조절부(240)는, 선도관(200)과 제1선도내관(710) 사이에 위치하도록 선도관(200)에 연결설치되는 지지플레이트(241)와, 상기 지지플레이트(241)내에 위치하도록 설치되는 방향조절실린더(242)와, 상기 방향조절실린더(242)와 이격되어 배토관의 확장배토관(771)에 회전가능하게 설치되는 방향조절 블레이드(243)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  8. 청구항 1 에 있어서;
    굴진부(800)는, 신설연결부(850)가 후단에 연결설치되어, 신설되는 관로파이프(851)가 천공작업시 굴진부와 함께 자동으로 공급되도록 구성되되,
    상기 신설연결부(850)는
    선도관(200)에 선단이 결합되고 후단이 추진부의 연결구(110)에 결합되는 신설관로파이프(851)와,
    관로 파이프내에 위치하도록 설치되어 선단이 압축공기 공급관(760)에 연결되고 후단이 연결구에 연결설치된 압축공기 공급라인(151)에 연결되는 압축공기 연결공급관(852)과,
    압축공기 연결공급관(852)내에 위치하도록 설치되어 선단이 고압수 공급관(750)에 연결되고 후단이 연결구에 연결설치된 고압수 공급라인(161)에 연결되는 고압수 연결공급관(853)과,
    고압수 연결공급관(853)내에 위치하도록 설치되어 선단이 배토관(770)에 연결되고 후단이 배토관 배출라인(170)에 연결설치되는 배토관 연결관(854)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치.
  9. 관로의 매설 시작지점과 관로의 매설 종료지점에 각각 발진작업구와 도달작업구를 굴착한 후, 발진작업구에 청구항 1,2,3,4,5,7,8 중 어느 한 항으로 이루어진 비굴착식 굴진장치가 설치되는 관로 굴진장치 설치단계;
    굴진장치의 추진부에 의해 선단에 비트부가 장착된 굴진부를 발진작업구에서 도달작업구 방향으로 추진 압입시키는 추진단계;로 이루어지되,
    상기 추진단계는, 추진부에서 발생되는 추진력에 의해 굴진부가 도달작업구 방향으로 추진되고, 굴진부내로 공급되는 고압수에 의해 비트부가 회전구동되어 천공작업이 이루어지며, 굴진부내로 공급되는 압축공기에 의해 굴진부내에서 타격부가 비트부를 타격하여, 추진력과 회전구동력 및 타격력에 의해 천공작업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치를 이용한 관로 추진공법.
  10. 청구항 9 에 있어서;
    상기 추진단계는, 굴진부에 의한 추진완료 후, 추진부에서 굴진부를 분리하고, 추진부와 굴진부에 신설관로 파이프를 구비하는 신설연결부를 연결설치하여 연속추진하는 재추진단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비굴착식 굴진장치를 이용한 관로 추진공법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111287215A (zh) * 2020-02-10 2020-06-16 湖南省西城建设有限公司 一种横穿城市道路地下通道的结构及其施工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718942B1 (ko) * 2006-11-13 2007-05-16 김남선 연약지반 강관 압입용 터널굴착기 및 굴착시공 방법
KR101645588B1 (ko) * 2015-03-24 2016-08-05 한국과학기술원 방향 전환 시추 장치의 스티어링

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100718942B1 (ko) * 2006-11-13 2007-05-16 김남선 연약지반 강관 압입용 터널굴착기 및 굴착시공 방법
KR101645588B1 (ko) * 2015-03-24 2016-08-05 한국과학기술원 방향 전환 시추 장치의 스티어링

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111287215A (zh) * 2020-02-10 2020-06-16 湖南省西城建设有限公司 一种横穿城市道路地下通道的结构及其施工方法

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