KR101961096B1 - 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드 - Google Patents

쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 굴착 작업시 토질이 바뀌거나 변화 발생시 작업자가 추진헤드의 추진관, 고정관 및 유동관 내부로 들어가 선단회전관에 설치된 전면비트 및 측면비트를 분리한 다음, 토질에 알맞는 전면비트 및 측면비트를 교체하거나, 굴착 작업중 철근이나 나무 등에 외부로 돌출된 측면비트가 걸려 전진굴착이 불가능할 경우 사용자가 측면비트를 분리한 다음, 추진장치로써 선단회전관, 유동관, 고정관 및 추진관을 후진하여 장애물을 제거한 후, 측면비트를 재설치하고 작업을 재개할 수 있도록 구성함에 따라 작업성이 우수하게 되었으며, 또한 전면비트 및 측면비트로서토사 및 암반을 커팅 분쇄하는 작업과 별도로 암반층을 파쇄할 수 있도록 암반파쇄장치를 구비하여 빠른 굴착작업을 진행할 수 있는 효과가 제공된다.

Description

쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드{Variable-type propelling head for ground excavation equipment of shield and semi-shield method}
본 발명은 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드에 관한 것으로, 특히 비개착식으로 관로를 설치하거나 터널을 굴착하는 공법으로서 회전하는 선단회전관의 전면비트 및 측면비트와 암반파쇄장치를 이용하여 토사와 암반을 갈거나 암반층을 파쇄하여 굴착 전진하면서, 추진장치를 이용해 매설관을 반복 설치하는 반복된 공정을 통하여 연결 시공할 수 있도록 구성한 것이다.
일반적으로 쉴드 및 세미쉴드공법은 도시기반 시설인 전력구, 통신구, 상수도, 가스 등 관로나 터널을 시공함에 있어, 지하수가 많은 곳, 지중 장애물이 있는 곳, 암등이 나오는 곳 등 개착공법으로 시공하기 어려운 부분이나 인력식 추진굴착이 어렵거나 효율이 떨어지는 곳에 사용한다.
상기 공법은 기계식 장비를 통해 비개착식으로 관로 및 터널을 굴착하는 공법으로 굴진기의 전면의 커터 헤드가 회전하면서 지중을 굴착하며, 이완된 원압잭을 다시 수축하여 그 공간에 추진관을 설치하는 반복된 공정으로 전진기지 내에 설치된 유압잭에 의해 추진관 전체가 이동되며, 전진하는 공법으로 쉴드머신과 세미쉴드머신과 같은 굴착장치를 이용한 공법이 주로 사용되고 있다.
이러한 공법으로 시공되는 선행기술에는 등록특허 10-1237749호(발명의 명칭 : 쉴드공법에 사용되는 추진장치의 헤드), 등록특허 10-1276216호(발명의 명칭 : 지반 굴착장치의 비트조립체) 및 등록특허 10-0763649호(발명의 명칭 : 관거 추진장치용 비트)가 제공되고 있다.
이와 같은 선행기술들은 선단슈의 커터, 비트의 커터날 및 디스크컷트, 비트조립체의 굴착비트 들의 회전력으로써 지중의 토사 및 암반을 커팅 및 분쇄하면서 굴착작업을 진행함으로써, 굴착시 지중에 암반층의 파쇄작업이 용이하지 않아 작업성이 저하되었으며, 또한 토질에 따라 지중의 토사 및 암반을 커팅 및 분쇄하기 위한 상기한 선단슈의 커터, 비트의 커터날 및 디스크컷트, 비트조립체의 굴착비트를 교체할 수 없는 구조로 이루어져 있어, 전진시 지반 굴착면으로부터 발생되는 마찰저항이 높아지게 됨에 따라 구동장치에 부하가 많이 걸리게 되어 추진속도가 저하되는 문제점과, 예상했던 토질이 바뀌거나 변화가 심할시 상황 대처능력이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 지중의 토사 및 암반을 갈아내기 위해 선단회전관에 설치되는 전면비트 및 측면비트를 토질에 따라 내부에서 교체 가능하도록 구성하였으며, 또한 전면비트 및 측면비트의 작업과 동시에 암반층을 파쇄할 수 있도록 암반파쇄장치를 구비한 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 과제 해결 수단은 원통형으로 이루어진 추진관과; 추진관의 전면 내주면에 후면이 고정된 고정관과; 고정관 전면 내주면에 후면이 유동수단으로써 유동이 발생되고, 각도 조절이 가능하도록 연결된 유동관과; 유동관의 전면 내주면에 후면이 회전수단으로써 회전 가능하게 연결되고, 전면비트 및 측면비트가 회전 가능하게 축설되며, 배출구가 형성된 선단회전관으로 구성된 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 추진헤드에 있어서, 상기 선단회전관은 전면 가장자리 및 측면에 전면단차설치공 및 측면단차설치공이 형성되고, 상기 전면단차설치공 및 측면단차설치공에, 베어링에 의해 회전 가능하고 전면 및 외측면으로 돌출되게 상기 전면비트 및 측면비트가 설치되며, 상기 전면단차설치공 및 측면단차설치공의 후면 및 내측면에서 전면비트 및 측면비트의 교체가 용이하도록 차단브라켓과 볼트로써 마감하고, 상기 고정관, 유동관 및 선단회전관의 중앙 영역 및 가장자리에 굴착시 암반층을 파쇄하기 위한 암반파쇄장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 굴착 작업시 토질이 바뀌거나 변화 발생시 작업자가 추진헤드의 추진관, 고정관 및 유동관 내부로 들어가 선단회전관에 설치된 전면비트 및 측면비트를 분리한 다음, 토질에 알맞는 전면비트 및 측면비트를 교체하거나, 굴착 작업중 철근이나 나무 등에 외부로 돌출된 측면비트가 걸려 전진굴착이 불가능할 경우 사용자가 측면비트를 분리한 다음, 추진장치로써 선단회전관, 유동관, 고정관 및 추진관을 후진시켜 장애물을 제거한 후, 측면비트를 재설치하고 작업을 재개할 수 있도록 구성함에 따라 작업성이 우수하게 되었으며, 또한 전면비트 및 측면비트로서 토사 및 암반을 커팅 분쇄하는 작업과 별도로 암반층을 파쇄할 수 있도록 암반파쇄장치를 구비하여 빠른 굴착작업을 진행할 수 있는 효과가 제공된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 도시한 구성도.
도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 확대 구성도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 선단회전관 및 전면피트와 측면피트가 설치된 상태의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 선단회전관의 회전수단을 도시한 구성도.
도 8a 내지 8d는 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드에 대한 동작상태도.
도 9는 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 유동수단에 대한 동작상태도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 암반파쇄장치에 대한 동작상태도.
도 11은 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 암반파쇄장치의 회전부재를 도시한 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
첨부된 도면중 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 도시한 구성도이고, 도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2의 확대 구성도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 선단회전관 및 전면피트와 측면피트가 설치된 상태의 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 구성하는 선단회전관의 회전수단을 도시한 구성도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드는 적정 직경과 길이로 이루어진 원통형의 추진관(10)과; 추진관(10)의 전면 내주면에 후면이 고정된 고정관(20)과; 고정관(20) 전면 내주면에 후면이 유동수단(40)으로써 유동이 발생되고, 각도 조절이 가능하도록 연결된 유동관(30)과; 유동관(30)의 전면 내주면에 후면이 회전수단(70)으로써 회전 가능하게 연결되고, 전면 가장자리와 측면에 돌출되게 다수의 전면비트(52) 및 측면비트(54)가 회전 가능하게 축설되며, 다수의 배출구(51)가 형성된 선단회전관(50)과; 고정관(20), 유동관(3) 및 선단회전관(50) 내부 영역에 구비되어 굴착시 암반층을 파쇄하기 위한 암반파쇄장치(80)로 구성되어, 추진장치(1)를 이용하여 전진기지(3)로부터 도달기지(5)까지 굴착하면서 순차적으로 매설관(7)을 연결시공하게 된다.
상기 유동수단(40)은 고정관(20)의 내주면에 장착된 다수의 유압실린더(42)와; 유압실린더(42)에 각각 결합되고, 선단이 유동관(30)에 고정되어 유동관(30)을 유동 가능하게 지지하는 로드(44)로 이루어진다.
이때, 유압실린더(42)는 고정관(20)의 내부에 등간격(120°)을 유지하여 설치되어, 유동관(20) 및 선단회전관(50)의 각도를 조절하게 된다.
상기 전면비트(52) 및 측면비트(54)는 선단회전관(50)의 가장자리 및 측면에 형성된 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)에, 양단에 축설된 베어링(63)에 의해 회전 가능하게 설치되되, 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)의 전면 및 외측면으로 돌출되게 설치되어 지중의 토사 및 암을 분쇄하게 된다.
이때, 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)은 전면비트(52) 및 측면비트(54)가 후면 및 내측면에서 결합되어 전면 및 외측면으로는 이탈이 방지되도록 단차지게 형성되고, 후면 및 내측면에 차단판(64)과 체결볼트(65)로써 마감되어 전면비트(52) 및 측면비트(54)가 전면 및 외측면으로 이탈이 방지되는 동시에 회전력을 유지시키게 되고, 지반의 특성에 알맞게 내부에서 차단판(64)을 분리한 후 전면비트(52) 및 측면비트(54)를 교체할 수 있게 된다.
상기 회전수단(70)은 유동관(30)의 내측에 브라켓(71)으로써 장착된 다수의 구동모터(72)와; 구동모터(72)의 모터축(72a) 선단에 각각 축설된 후단회전기어(74)와; 선단회전관(50) 후면의 내주면에 연장 형성되고, 후단회전기어(74)에 맞물려 회전하는 선단원형기어(76)로 이루어진다.
이때, 회전수단(70)의 구동모터(72) 및 후단회전기어(74)는 유동관(30) 내주면에 동일각도를 유지하여 복수개가 설치되어, 선단원형기어(76)에 맞물려 회전력을 전달하게 된다.
상기 암반파쇄장치(80)는 선단회전관(50)의 중앙 영역과 가장 자리에 관통 형성된 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)과; 유동관(30) 내주면에 고정되고, 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)과 대응되게 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)이 형성된 내측고정판(85)과; 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)과 대응되게 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87)이 형성되고, 내측고정판(85) 사이에 장착되는 이동수단(100)에 의해 내측고정판(85)과 간격을 유지하여 이동 가능하게 유동관(30) 내주면에 위치되는 외측이동판(88)과; 선단회전관(50)의 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82), 내측고정판(85)의 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84), 외측이동판(84)의 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87) 영역에 구비되어 회전부재(110)에 의해 회전가능하고, 공급되는 고압의 에어에 의해 동작되어 암반층을 파쇄하기 위한 암반파쇄수단(90)으로 이루어진다.
상기 암반파쇄수단(90)은 전면에 결합홈(91)이 형성되고, 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)에 근접되며, 중앙 영역이 내측고정판(85)의 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)에 이동 가능하게 결합되고, 후면이 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87)에 베어링(92)으로써 회전 가능하게 각각 축설된 중공의 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)와; 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(84)의 결합홈(91)에 회전 가능하게 결합되고, 중앙파쇄공(81)과 측면파쇄공(82)을 통과하여 삽입되는 파쇄해머(95)와; 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 내주면에 이동 가능하게 결합되어 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 내부로 공급되는 고압에어에 의해 파쇄해머(95)를 출몰시키기 위한 이동해머(96)로 이루어진다.
상기 이동수단(100)은 외측이동판(88)의 전면에 장착된 다수의 유압실린더(102)와; 유압실린더(102)에 후면이 이동 가능하게 결합되고, 선단이 내측고정판(50)의 후면에 고정되어 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94), 파쇄해머(95)를 전후면으로 이동시키기 위한 로드(104)로 이루어진다.
상기 회전부재(110)는 외측이동판(88)의 후면에 장착된 다수의 구동모터(112)와; 구동모터(112)의 모터축(111)에 각각 축설된 모터스프로켓(114)과; 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)의 후면에 장착된 회전스프로켓(116)과; 모터스프로켓(114)과 회전스프로켓(116) 사이에 연결되어 구동모터(112)의 회전력을 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)로 전달하기 위한 체인(118)으로 이루어진다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드에 대한 동작상태를 개략적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 8a 내지 도 8d에서와 같이 계획된 깊이로 지반을 수직으로 굴착하여 전진기지(3)를 형성한 후, 전진기지(3) 내부에 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 위치시키고, 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드의 추진관(10)에 추진장치(1)를 연결설치하여 추진장치(1)의 신장운동에 의해 선단회전관(50)을 전전시켜 전면비트(52), 측면비트(54) 및 암반파쇄장치(80)로써 토사, 암반을 분쇄하거나 암반층을 파쇄하면서 굴착하게 된다.
이때, 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드의 선단회전관(50)이, 유동관(30)의 전면 내주면과 선단회전관(50) 후면 사이에 구비된 회전수단(70)에 의해 회전하면서 전진하게 된다.(도 3 및 도 7참조)
즉, 회전수단(70)을 구성하는 다수의 구동모터(72)가 동시에 동작하면, 구동모터(72)의 모터축(72a) 선단에 각각 축설된 후단회전기어(74)가 회전하게 되고, 후단회전기어(74)가 맞물린 선단회전관(50) 후면 내주면의 선단원형기어(76)가 회전하게 되어 선단회전관(50)이 회전하게 된다.
이에 따라 선단회전관(50)의 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)에 전면 및 측면으로 돌출된 전면비트(52)와 측면비트(54)가 회전하면서 지중의 토사 및 암을 분쇄하게 된다.(도 5 및 도 6참조)
이와 동시에 고정관(20), 유동관(3) 및 선단회전관(50) 내부 영역에 구비된 암반파쇄장치(80)가 동작되어 지중의 암반층을 순차적으로 파쇄하게 된다.
이에 대한 동작상태를 개략적으로 설명하면, 도 10a 및 도 10b에서와 같이 암반파쇄장치(80)를 구성하는 이동수단(100)의 유압실린더(102)가 동작되어, 유압실린더(102)에 결합된 로드(104)가 전면으로 신장하게 된다.
그러면, 유동관(30) 내주면에 고정된 상태의 내측고정판(85)에, 선단이 고정된 로드(104)가 전면으로 이동하지 못하고, 유압실린더(102)가 장착된 외측이동판(88)이 전면으로 이동하게 됨에 따라 외측이동판(88)의 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87)에 베어링(92)으로써 회전 가능하게 후면이 축설되고, 중앙 영역이 내측고정판(85)의 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)에 이동 가능하게 결합된 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)가 전면으로 이동하게 된다.
이에 따라 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 선단의 결합홈(91)에 이동 가능하게 결합된 파쇄해머(95)가, 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)을 통과하여 암반층에 위치되고, 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 내부로 공급되는 고압의 에어에 의해 이동해머(96)가 반복적으로 동작되어 파쇄해머(95)를 전후방으로 가격하여 암반층을 파쇄하게 되는 동시에, 외측이동판(88) 후면에 장착된 구동모터(112)의 회전력이 모터스프로켓(114)과 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)의 회전스프로켓(116) 사이에 연결된 체인(118)에 의해 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)가 베어링(92)에 의해 회전하게 됨에 따라, 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)의 결합홈(91)에 이동 가능하고 회전 가능하게 결합된 파쇄해머(95)가, 회전하게 되어 암반층을 효과적으로 파쇄하게 된다.(도 11참조)
한편, 선단회전관(50)의 전면비트(52) 및 측면비트(54)와 암반파쇄장치(80)의 암반파쇄수단(90)에 의해 생성되는 토사 및 버럭(암 깨진것)은 선단회전관(50)의 배출구(51)를 통하여 내부로 유입되어 별도의 장치에 의해 배출처리된다.
이와 같은 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드를 이용하여 매설관(7)을 연결시공하는 공정을 개략적으로 설명하기로 한다.
먼저, 매설관(7)의 매설을 위한 시작 위치와 종료 위치에 전진기지(3)와 도달기지(5)를 각각 마련하고, 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50)으로 이루어진 가변형 추진헤드와 추진장치(1)를 연결하여 세트화해 전진기지(3)에 배치하게 된다.(도 8a참조)
그 다음으로 선단회전관(50)에 회전력을 전달함과 동시에 추진장치(1)를 동작시켜 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30)을 전진시켜 지중 내부를 굴진함으로써 지중 내에 매설공을 형성하게 된다.(도 8b 참조)
이러한 상태에서 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30)이 지중에 굴진되면 추진장치(1)를 후진시켜 추진관(10)에 매설관(7)을 접속하게 된다.(도 8c참조)
그 다음으로 상기한 공정을 반복하면서 추진관(10)을 전진기지(3)로부터 도달기지(5) 위치까지 추진하면서 매설관(7)을 지중 내부에 매설한 상태에서 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50)으로 이루어진 가변형 추진헤드를 매설관(7)으로부터 분리하여 회수하게 된다.(도 8d참조)
한편, 도 9에서와 같이 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50)으로 이루어진 가변형 추진헤드의 전진시 선단회전관(50)이 암반 등에 걸려 전진이 용이하지 못하게 될 경우, 고정관(20)과 유동관(30) 사이에 구비된 유동수단(40)을 동작시켜 선단회전관(50) 및 유동관(30)의 진행 방향을 변경하여 작업을 진행하게 된다.
즉, 고정관(20)의 내부에 등간격으로 설치된 3개의 유압실린더(42) 중 어느하나를 적절하게 동작시켜, 고정관(20)으로부터 유동관(30) 및 선단회전관(50)의 각도를 조절하여 유동관(30) 및 선단회전관(50)의 진행 방향을 변경시켜 작업을 계속적으로 진행하게 된다.(도 3참조)
또한, 도 6에서와 같이 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50)으로 이루어진 가변형 추진헤드의 사용중, 토질의 변화 발생시 작업자가 추진관(10), 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50) 내부로 들어가 체결볼트(65)의 체결력을 해제하여 차단판(64)을 분리한 다음, 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)에 결합된 전면비트(52) 및 측면비트(54)를 분리하고, 용도에 알맞는 전면비트(52) 및 측면비트(54)를 교체하며, 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)에 전면비트(52) 및 측면비트(54)를 내부에서 결합후, 차단판(64)과 체결볼트(65)의 체결력으로써 안정되게 고정시키게 된다.
한편, 굴착 작업중 철근이나 나무 등에 측면으로 돌출되게, 선단회전관(50)의 측면단차설치공(62)에 설치된 측면비트(54)가 걸려 전진굴착이 불가능할 경우, 사용자가 측면비트(54)를 분리한 다음, 추진장치(1)로써 선단회전관(50), 유동관(30), 고정관(20) 및 추진관(10)을 후진하여 장애물을 제거한 후, 측면비트(54)를 재설치하여 굴착 작업을 재개하게 됨에 따라 작업성이 향상된다.(도 6참조)
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 명백할 것이다.
10 : 추진관 20 : 고정관
30 : 유동관 40 : 유동수단
50 : 선단회전관 51 : 배출구
52 : 전면비트 53 : 측면비트
60 : 전면단차설치공 62 : 측면단차설치공
63 : 베어링 64 : 차단판
65 : 체결볼트 70 : 회전수단
71 : 브라켓 72 : 구동모터
72a : 모터축 74 : 후단회전기어
76 : 선단원형기어 80 : 암반파쇄장치
81 : 중앙파쇄공 82 : 측면파쇄공
83 : 중앙이동관 84 : 측면이동공
85 : 내측고정판 86 : 중앙회전공
87 : 측면회전공 88 : 외측이동판
90 : 암반파쇄수단 91 : 결합공
92 : 베어링 93 : 중앙회전케이스
94 : 측면회전케이스 95 : 파쇄해머
96 : 이동해머 100 : 이동수단
102 : 유압실린더 104 : 로드
110 : 회전부재 111 : 모터축
112 : 구동모터 114 : 모터스프로켓
116 : 회전스프로켓 118 : 체인

Claims (6)

  1. 원통형으로 이루어진 추진관(10)과; 추진관(10)의 전면 내주면에 후면이 고정된 고정관(20)과; 고정관(20) 전면 내주면에 후면이 유동수단(40)으로써 유동 및 각도조절이 가능하도록 연결된 유동관(30)과; 유동관(30)의 전면 내주면에 후면이 회전수단(70)으로써 회전 가능하게 연결되고, 전면비트(52) 및 측면비트(54)가 회전 가능하게 축설되며, 배출구(51)가 형성된 선단회전관(50)으로 구성된 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 추진헤드에 있어서,
    상기 선단회전관(50)은
    전면 가장자리 및 측면에 단차지게 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)이 관통 형성되고,
    상기 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)의 후면 및 내측면에, 베어링(63)에 의해 회전가능하고 전면 및 외측면으로 이탈이 방지되는 동시에 돌출되게 전면비트(52) 및 측면비트(54)가 설치되며,
    상기 전면단차설치공(60) 및 측면단차설치공(62)의 후면 및 내측면에 전면비트(52) 및 측면비트(54)의 교체가 가능하도록 체결볼트(65)로써 차단판(64)을 체결 고정하고,
    상기 고정관(20), 유동관(30) 및 선단회전관(50)의 중앙 영역 및 가장자리에암반층을 파쇄하기 위한 암반파쇄장치(80)를 구비하되,
    상기 암반파쇄장치(80)는 상기 선단회전관(50)의 중앙 영역과 가장 자리에 관통 형성된 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)과;
    상기 유동관(30) 내주면에 고정되고, 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)과 대응되게 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)이 형성된 내측고정판(85)과;
    상기 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)과 대응되게 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87)이 형성되고, 내측고정판(85) 사이에 장착되는 이동수단(100)에 의해 내측고정판(85)과 간격을 유지하여 이동 가능하게 유동관(30) 내주면에 위치되는 외측이동판(88)과;
    상기 선단회전관(50)의 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82), 내측고정판(85)의 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84), 외측이동판(88)의 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87) 영역에 구비되어 회전부재(110)에 의해 회전가능하고, 공급되는 고압의 에어에 의해 동작되어 암반층을 파쇄하기 위한 암반파쇄수단(90)으로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전수단(70)은
    상기 유동관(30)의 내측에 브라켓(71)으로써 장착된 다수의 구동모터(72)와;
    상기 구동모터(72)의 모터축(72a) 선단에 각각 축설된 후단회전기어(74)와;
    상기 선단회전관(50) 후면의 내주면에 연장 형성되고, 후단회전기어(74)에 맞물려 회전하는 선단원형기어(76)로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 암반파쇄수단(90)은
    전면에 결합홈(91)이 형성되고, 중앙파쇄공(81) 및 측면파쇄공(82)에 근접되며, 중앙 영역이 내측고정판(85)의 중앙이동공(83) 및 측면이동공(84)에 이동 가능하게 결합되고, 후면이 중앙회전공(86) 및 측면회전공(87)에 베어링(92)으로써 회전 가능하게 각각 축설된 중공의 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)와;
    상기 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)의 결합홈(91)에 회전 가능하게 결합되고, 중앙파쇄공(81)과 측면파쇄공(82)을 통과하여 삽입되는 파쇄해머(95)와;
    상기 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 내주면에 이동 가능하게 결합되어 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94) 내부로 공급되는 고압 에어에 의해 파쇄해머(95)를 출몰시키기 위한 이동해머(96)로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이동수단(100)은
    상기 외측이동판(88)의 전면에 장착된 다수의 유압실린더(102)와;
    상기 유압실린더(102)에 후면이 이동 가능하게 결합되고, 선단이 내측고정판(50)의 후면에 고정되어 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94), 파쇄해머(95)를 전후면으로 이동시키기 위한 로드(104)로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전부재(110)는
    상기 외측이동판(88)의 후면에 장착된 다수의 구동모터(112)와;
    상기 구동모터(112)의 모터축(111)에 각각 축설된 모터스프로켓(114)과;
    중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)의 후면에 장착된 회전스프로켓(116)과;
    상기 모터스프로켓(114)과 회전스프로켓(116) 사이에 연결되어 구동모터(112)의 회전력을 중앙회전케이스(93) 및 측면회전케이스(94)로 전달하기 위한 체인(118)으로 구성된 것을 특징으로 하는 쉴드 및 세미쉴드공법의 지반 굴착장치용 가변형 추진헤드.
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