KR101972268B1 - 착탈식 보정판 팁 구조 및 이를 구비한 수평 보링 추진 장치 및 이를 이용한 발파 공법 - Google Patents

Abstract

수평 보링 선형도를 높이기 위한 방법으로 1회 보링 길이를 증가시키면서도 오차를 감소시키는 착탈식 보정판 팁 구조 및 이를 구비한 수평 보링 추진 장치 및 이를 이용한 발파 공법이 제공된다. 상기 착탈식 보정판 팁 구조는 수평 보링 장비의 해머를 덮도록 결합된 보호 캡부; 상기 보호 캡부의 원호 외곽에 위치하는 적어도 4개의 방향 보정판 팁; 상기 해머와 상기 보호 캡부 간의 틈의 유동을 제어하는 고정 와셔 캡; 및 상기 보호 캡부 및 상기 보정판 팁을 상기 해머에 착탈 가능하게 체결하는 체결 부재를 포함한다.

Description

착탈식 보정판 팁 구조 및 이를 구비한 수평 보링 추진 장치 및 이를 이용한 발파 공법{DETACHABLE COMPENSATING PLATE TIP STRUCTURE AND HORIZONTAL BORING DRIVING SYSTEM INCLUDING SAME AND BLASTING METHOD USING SAME}

본 발명은 착탈식 보정판 팁 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선 대구경 발파공법에서 장공(長孔) 보링시 수평 진행 방향의 선형도를 획기적으로 개선시켜 100m이상의 장공 보링을 하게 되고, 이를 이용하여 제어발파구간뿐 아니라 일반 발파구간에서도 사용할 수 있도록 하며, 도로 및 건물이나 터널 하부 통과 구간 등에서 보링 작업 시의 도달 위치 지점의 정밀도를 향상하는 착탈식 보정판 팁 구조 및 이를 구비한 수평 보링 추진 장치 및 이를 이용한 발파 공법(일명 DHBM 혹은 PCSM(Plhbm 선대구경 + Concentric charge + Spiral-cut를 조합하는 발파공법이므로)에 관한 것이다.

발파로 굴착하는 터널에서 심발 발파시 진동을 저감하기 위해 실시하는 선대구경 수평 보링 작업은 직경 Φ300mm 내지 Φ500mm(주로 Φ362mm 전후)로 하여 터널 막장 중앙 하단에서 상부로 0.8m 내지 1.2m 정도의 위치에서 1 회에 50m 정도까지 터널굴착 구배 방향으로 수평보링 작업을 실시하고 있다. 그러나 이렇게 보링 했을 때 스키드식 보링장비에서는 보링공 종료위치가 시작 위치보다 상하좌우 보통 30cm전후이며, 심하면 1m 정도의 오차가 발생할 때도 있고, 타이어식 수평보링 장비에서는 심지어 1~3m 이상도 발생하기도 한다. 이러한 오차는 보링공의 길이가 길어질수록 증가하게 되므로, 50m이상의 수평 보링작업은 가급적 회피하여 왔다. 그 이유는 도 1에서와 같이 30cm 이하의 오차에서는 별 무리없이 천공과 장약이 이루어 질수 있지만, 오차가 증가할수록 보링공의 위치에 따라 그 주변에 배치되는 발파공의 천공위치가 변화하게 되어 매 막장마다 천공 및 장약 패턴을 변화시켜야 하므로 발파 결과가 불량하게 나올수 있기 때문이다. 또한 도로 횡단이나 작은 하천의 폭이 보통 50m이상이므로 철관의 인입 작업을 함에 있어서도 5~6m 보링하고, 파이프와 파이프 연결부를 용접해 가는 강관 인입 작업에서도 10cm의 오차를 적용한다면 연암이상의 파이프 인입작업에서도 공정 단축 및 공사비 저감을 창출한다.

수평 보링 작업시 도 2 및 도 3을 기준으로 장비의 구성 및 작동원리를 설명한다. 수평보링장비는 맨 끝에 원형 Button 비트 및 해머와 해머 보호 덮개가 설치되고 그 다른 끝에 5m 길이의 로드들이 보링하는 깊이만큼 연결된다. 이때 암반 표면에서의 보링 출발점을 S.P, 보링의 맨 끝단 도달점을 A.P이라고 한다. 비트가 결합된 로드는 시계 방향으로 회전하고, 종단면상으로는 상향으로 볼록한 상태로 수평 보링 작업을 하게 된다. 몸체에 있는 고압 압축기(고압력의 공기, 약 50~85㎥/분)는 연결된 로드를 통해 가장 끝단에 장착된 해머에 진동(20회전후/sec)을 발생시킴과 동시에, 몸체내 동력(출원인 보유장비는 62~68Hp/46kw~51kw, 변속기를 포함한 감속비 1/300~600 시스템을 갖춘 기계 및 유압 시스템, 혹은 또 다른 일본에서 수입된 모터에 의한 유압 시스템)을 통해 해머에 회전 및 전후진을 반복하게 된다. 이렇게 도 2에서와 같이 Y 위치에서 X 까지 한 개의 로드길이 만큼 보링이 완료되면, 몸체에 연결되어 있는 작업 로드(ROD/보통 L=5~6m) 한쪽의 물림을 풀어 놓고, 5m 이상 Y 까지 후진 후 다시 로드 1본(보통 5~6m)을 삽입 연결한 후 시계 방향으로 회전시켜 X 까지의 보링 작업을 반복한다. 이때에 선대구경 수평 보링 작업에 있어서 소요되는 시간은 보링하는 시간 자체보다는, 초기 현장까지의 장비 왕복 시간이나 장비 설치 및 해체시간이 대부분이므로, 가능하면 1회 굴진장 길이를 증가시키는 것이 유리하다. 다음의 표 1은 엔진식 구조와 모터식 구조의 출력 토크 비교표인데, 출원인이 개발한 엔진식에 의한 출력 토크가 일본에서 수입된 모터식에 의한 출력 토크보다 7배 정도 크므로, 엔진식의 경우 모터식에 의한 보링가능깊이 약 50m보다 훨씬 깊은 100m 이상도 보링할 수 있다. 그러나 앞에서 언급한 바와 같이, 보링 길이가 길어지면 오차도 그만큼 증가하게 되므로, 본 출원에서는 40m 내지 100m이상의 장공 보링을 하면서 오차를 줄일 수 있는 방안을 제시한다.

표 1에는 엔진식과 유압식의 수평 보링 장비 토크(㎏f.m) 조사 비교를 나타낸다.

제원	모터(유압)식 (수입 보유)	엔진(62~68 HP)식 (자체제작보유)		비 고
전력(kw)	25.6kw	46(kw)(환산)		1HP=0.746w 1HP=746kw 3300ftㆍ1bs/SEC(초) 1, 2항 비교 엔진식(1항)은 모터 식(2항)보다 약 7배 회전 출력 토크 힘이 므로 100M 이상 보링 조건 충분히 갖춤
작동압력(bar)	250_max
작동유량(ℓ/분)	55.1
rpm	157	2150
모터(cc)	350
토크(kgf.m)	153	20.8
기어비	1/10	1차	2차
		1/37	1/36.5
출력 rpm	16	145	4
최종 출력 토크 (회전력)	1,530		11.207

도 4 및 도 5는 스키드식 장비의 구조를 나타내며, 도 6, 도 7, 및 도 8은 방향보정대의 구조를 나타낸다. 도 6의 방향고정(조정)대에서도 로드는 시계 방향으로 회전하므로 우측에 고정된 기둥으로 인해 보링방향을 제어할수 있지만, 하단부에는 어느 정도 오차 이상으로 상향 보링되지 않도록 철판을 붙이고 작업을 하여도, 보링공이 끝단에 달려있는 해머 무게에 의하여 하향으로 보링된다. 이로 인해 로드 외경 각철인 졸대가 힘을 받아서 도 6, 도 7, 도 8의 하단부에 용접한 철판을 마모시키게 되고, 로드에 용접된 각철의 졸대도 암반에 긁히면서 상당한 마모가 발생한다. 이는 다음 공의 보링시 그만큼 더 하향으로 쳐지게 되는 원인이 되므로 마모성이 아주 적은 특수한 금속(하이 망간 혹은 크롬, 열처리 등)으로 만든 비트 외경과 해머의 보호덮개 외경에 연결된 보정판 팁 등의 외경과의 차이를 작게하면서도 수선 정비작업을 간단히 하는 것이 필요하다. 즉 마모된 보정판 팁을 본래대로 회복시킬 때 용접살 피복(덧 붙임, 모리아기) 등과 같은 비교적 쉽고 단순한 방법으로의 수선 정비 방법이 절실히 필요하다.

수평보링작업의 선형도(정확도)는 처음 보링작업하는 위치에서 시작할 때의 각도작업에 따라서 수 m 이상 들어간 후에는 방향 보정할 수가 없다. 스키드식이 아닌 타이어식 보링장비는 오차가 매우크서 50m정도 보링하는 경우에 천정에 가 있는 경우나 아예 없어지는 경우도 많다. 이처럼 오차문제 때문에 더 이상 길게 작업을 할 수가 없었고, 50m보링하는 경우는 로드의 외경에 붙은 팁(졸대, 스크류 등)의 상태에 따라서 보정이 매 작업마다 하향되는 것을 경험적으로 고려하여 포물선 방향으로 수평 천공할 수밖에 없다. 이에 그 오차를 줄이어서 선형도 향상을 위하여 해머피복커버인 도 9와 첫째로드인 도 10에서와 같이 각철인 졸대 등으로 결합된 졸대외경(ΦH3) 및 비트외경(ΦH1, ΦH2)과의 차이를 적게 해야 하고, 또한 해머에 결합된 도 9와 도 10의 결합하는 외경들의 간격(ΦH3, ΦH4) 최대한 좁혀야 하며, 도 10과 도11의 졸대 외경들(ΦH4, ΦH5)도 좁혀야만 한다. 암반에서 수 천회 보링작업 경험에서, 해머와 다음로드들의 보정판 외경의 빠른마모가 가장 큰 문제였다. 물론 비트외경도 1~수mm 마모되면 새로운비트를 기존 사용하든 피복정비를 하지않은 해머 로드에 재체결시켜 작업하면, 처음보다 그 오차가 클 수밖에 없었다. 그렇다고 해서 2㎜전후의 마모를 매회 마다 스크류나 졸대 및 보정판 외경을 피복정비 할 수는 없었다. 그것은 해머와 해머 연결되는 로드 결합이 테이퍼식 나사에 의한 결합으로 분해하기도 어렵고, 망간 용접봉 등으로 주먹구구식(개략적)으로 용접한다는 것도 해결해야 할 큰 문제로 발생되였다. 그렇다고 해서 비트경보다 크게 로드의 외곽에 용접된 각철졸대 외경을 만들수는 없는 것이다. 그러다 보니 비트경과 해머 커버에 붙어있는 보정판 각철졸대외경과 다음의 연결로드보정판 각철외경의 차이가 처음에는 4~8mm차이가 나든 것이 20mm전후는 보통이고, 많으면 30mm까지도 발생된다. 그러므로 수평 보링 할때마다 그 상태를 확인하고 처음 작업 설정(셋팅)시 도 2 및 도 3의 B 위치에서처럼 9M의 거리에서 굴진 진행 방향(보통 터널에서는 ±2% 전후의 경사)보다도 굴진길이나 암종에 따라서 상향으로 200㎜내지 450㎜로 추가 보정을 해왔다.

5) 도 1의 발파 단면도에서와같이 진동이 문제 되는 현장은 발파공수가 많아지므로 다수(보통4~10구역) 회로로 나누어서 설계 및 시공된다. 설계된 명목상의 계산한 지연기폭 초시보다는 오차가 발생하게 되며, 실제 시공에서는 이러한 오차 때문에 제발되는 확률이 높은 것이다. 그러므로 사무실(책상머리)에서도 발파공수가 증가함에 따라서(190~220공 이상) 기폭 번호 배열 설계 시간을 많이 소요한다. 즉 이웃회로(구역)를 고려해야하고, 그 이웃 구역은 또 다른 이웃 구역을 순차적으로 배열해야 하는 등으로 복잡하므로 많은시간이 소요되는데, 현장에서 터널작업자가 상하좌우 기폭번호를 고려하여 작업을 하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이러한 상황에서, 선대구경 수평 보링공의 오차가 심한 경우 당초 설계했던 천공 및 장약패턴이 달라지게 되므로 상당한 문제가 된다. 따라서 수평보링공의 막장내 위치에 무관하게 천공 및 장약을 진행할수 있다면 작업이 매우 효율적으로 진행될 수 있다. 이를 위해 먼저 굴착된 선대구경 보링공 주변에 MS뇌관을 사용하는 심발 구역을 스프레이 등으로 표시하고, 설계된 그 심발공 주변공구역(도 1의 마름모꼴 내, 약 20공 전후)만 도 33의 Spiral-Cut 등으로 활용해서 번호를 바꾸고, 이때 그 주변확대구역공의 뇌관번호는 본래의 설계대로 하면 되는것이다. 예를 들어, 도 1, 도 23의 심발부근 발파단면도에서 대구경공위치가 장공보링시 30cm 이하로 상하좌우 오차인 경우 도 33의 6개심발부근 대표도면에서 와같이 Spiral-Cut등을 즉, 심발공의 중요한 곳은 전문가(발파 기사 등)가 하고 심발 주변 확대구역은 ? 번 하다보면 숙달이 될 것으로 판단된다. 일반적으로 심발 주변공에서는 저항선 및 공간 거리가 좁기때문에 주변공보다 상대적으로 밀집도가 높다. 따라서 2~4공의 여유 있는 장약공으로 진동에 큰 영향 없이 저항선을 점차적으로 늘려가는 Spiral-Cut 배열을 하는 보링오차가 약간의 변동이 있어도 이러한 천공상태에서 매우 적절하다. 또한 심발공을 포함한 주변공 20여개는 마지막 회로(9구역)에 연결했으므로 전기식이던 비전기식이던 상관없이 전체 막장면 장약공에 통전(전달)된 후에 기폭되므로 Cut-off(단락 현상)은 발생하지 않는다. 대구경공의 오차가 30㎝이하라면 심발 주변공은 (20공 전후)는 대구경공의 위치에 상관없이 항상 중앙 하단부근에 도 33에서처럼 일정하게 배치하고, 확대 주변공 구역의 위치는 설계대로 배치한다. 심발 주변공의 뇌관 배열은 매우 중요하므로 숙달되기 까지는 전문인이 직접하는 것이 타당하다. 결국 대구경 수평보링작업의 정확도를 나타내는 지표인 선형 오차가 30㎝ 이상을 초과하는 경우에는 보링을 다시 하던지, 또는 1회 보링 길이를 10~30m이하로 하는 것이 합리적이다.

특허 등록번호 10-1814334{등록일: 2017년 12월 26일}

본 발명에서는 상기와 같은 기존 방법의 단점을 보완하기 위해 수평 보링 선형도를 높이기 위한 방법으로 1회 보링 길이를 증가시키면서도 오차를 감소시키는 착탈식 보정판 팁 구조 및 이를 구비한 수평 보링 추진 장치 및 이를 이용한 발파 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 착탈식 보정판 팁 구조는 수평 보링 장비의 해머를 덮도록 결합된 보호 캡부;

상기 해머 보호 캡부의 원호 외곽에 위치하는 적어도 4개의 방향 보정판 팁; 상기 해머와 상기 보호 캡부 간의 틈의 유동을 제어하는 고정 와셔 캡; 및 상기 보호 캡부 및 상기 보정판 팁을 상기 해머에 착탈 가능하게 체결하는 체결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보호 캡부 및 연결로드 최외곽에 체결(부착)해야하는 상기 방향 보정판 팁의 형태 및 크기는, 상기 보호 캡부 외경(Φ) 원호면에 밀착되게 적합한 호(곡선)를 갖게 하고, 덮개 면에 결합했을 시에 그 바깥면의 원호경(Φ)의 직경이 보링경(Φ)보다 2㎜내지 수 ㎜ 적게 하고, 보링 직경에 따라서 직선형 혹은 나선형인 두께(t)가 20㎜내지 80㎜이며, 보정판 팁의 원호 길이(W)가 50㎜내지 200㎜이고, 보정판 팁의 수직 길이가 200㎜ 내지 1500㎜를 갖는 다양한 보정판 팁을 상기 체결 부재인 볼트식에 의하여 착탈식 방법으로 할 수 있다. 상기 방향 보정판 팁은 마모성이 적고 견고한 재료를 사용하여, 열이 식은 후의 축소를 고려한 목형이나 혹은 알미늄 형판을 만들어 주물을 부어 만들고 열처리하는 과정을 거쳐 제작할 수 있다. 또한 상기 방향 보정판 팁은 마모성이 적고 견고한 재료를 사용하여, 보정판 재료를 열처리 가능한 원형 고강 파이프를 선반 등에서 볼트 암나사와 복스 공구 사용을 위한 구멍파기와 크기 및 내 외경 원형에 맞게 가공 완료 후에 열처리함으로써 제작할 수 있다. 상기 보링경은 Φ300㎜ 내지 Φ700㎜ 범위의 수평 보링 공경을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 수평 보링 추진 장치는 외부로부터 공기 및 물을 유입받는 분리가능하게 상호 연결되는 다수의 로드; 상기 다수의 로드로부터 유입되는 상기 공기에 의해 회전 진동 운동하는 해머; 상기 해머를 덮도록 결합된 보호 캡부, 상기 보호 캡부의 원호 외곽에 위치하는 적어도 4개의 방향 보정판 팁, 상기 해머와 상기 보호 캡부 간의 틈의 유동을 제어하는 고정 와셔 캡, 및 상기 보호 캡부 및 상기 보정판 팁을 상기 해머에 착탈 가능하게 체결하는 체결 부재를 구비한 착탈식 보정판 팁 구조; 상기 다수의 로드 중의 하나에 분리가능하게 결합되어 상기 다수의 로드에 동력을 제공하는 추진 몸체; 3 분할 구성되어 상기 다수의 로드, 상기 해머, 상기 추진 몸체를 지지하는 레일식 받침대; 상기 다수의 로드의 하나를 상기 추진 몸체에 체결하는 체결부; 및 상기 다수의 로드를 상호 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 로드는 제1 로드 및 적어도 하나의 제2 로드를 포함하고, 상기 추진 몸체는 선 대구경보링에서 스키드식에 의한 보링 작업에 따른 회전이나 전후진의 주요 동력을 제공하는 엔진; 물 및 공기를 상기 다수의 호스 또는 로드를 통하여 상기 해머에 공급하는 공급부; 상기 엔진으로부터의 동력을 상기 다수의 로드로 전달하거나 차단하는 클러치; 상기 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크를 가변시키는 변속기;상기 회전동력을 느리게하여 힘을 증가시키는 싸이크로 감속기; 및 상기 변속기와 상기 싸이크로 감속기 사이에 형성되는 고무 커플링 충격 흡수부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따른 발파 공법은 수평 보링 추진 장치와 접목하여 대구경으로 장공 수평보링작업 하는 단계와 이를 이용하여 일반 발파구역에 대구경-컷트(PLHBM) 및 집중장약의 원리나 나선형 (Spiral cut) 등을 활용할 수 있다.

종전의 도 9, 도10, 도11에서 사용했던 로드에 용접된 각철인 졸대의 종전 재료는 일반적인 철로서 그 직경 직경의 마모속도가 비트직경직경 마모속도보다 적어도 2~5배 빠르므로, 더욱 하향되어 왔었고, 더구나 원형이 아닌 각이 있는 면을 기준으로 로드에 용접하다보면 조금만 소홀해도 직경이 2~4㎜늘어나는 문제가 발생하므로, 안전율을 두어서 용접하므로 처음부터 틈새가 크므로 빠르게 확장된다. 때로는 용접했던 졸대부분을 그라인더나 산소 절단기를 사용하여 모서리를 깍아 내는 작업을 하기도 했는데, 이것은 당초 생각대로 용접이 되지 않고, 비트경보다 조금이라도 크면, 수평 보링 작업을 진행 할 수 없다. 그러므로 도 9의 ΦH1, ΦH2 및 ΦH3의 차이가 10㎜전후이며, 도 12의 회전에 따른 하향 오차까지 고려해야 하므로 더 크다. 경험상 도 2, 도 3의 “B”에서처럼 9m 길이의 작업대에서 진행 방향보다 250㎜내지 400㎜ 더 상향으로 경사를 주어 연결된 롯트가 포물선 형태를 이루도록 작업할 수밖에 없었다. 이때 수평보링작업의 선형도가 비교적 양호한 스키드식 장비라 하더라도 오차는 30cm 전후가 발생하는 것이 보통이다.

본 발명을 함으로써, 수평보링작업에서 로드에 볼트식 결합 된 착탈식으로 한 보정판 팁 외경이 마모됨에 따른 용접봉으로 덧씌움 정비가 용이 해 지며, 효과적인 보링작업 시스템으로 인하여 정확성 높이는 시공을 할 수 있고, 그러함으로써 1회 수평 보링 길이를 길게 할 수 있고, 상대적으로 소요경비도 적게 발생 된다. 일반 터널 발파에서 보링오차 때문에 장공으로 보링하는 것이 난해하였지만, 1회에 100m를 보링하면서 30cm이하 오차를 갖는 정밀 시공이 가능하다면, 보링이 24시간 내지 36시간 이내 가능하므로 진동제어구간뿐만 아니라 일반 발파 터널에서의 작업의 효율성과 경제성이 증가하게 된다. 예를 들어, 굴진율이 90%인 일반적인 발파상황에서는, 1.1m 내지 3.8m 천공에 1.0m 내지 3.5m 굴진이 아니라 1.0m 내지 3.5m 천공에 1.0m 내지 3.5m 굴진이 이루어진다. 그러나 00 현장의 경암 구간에서 Φ362mm 대구경 보링 및 발파후 대구경 첫째 및 둘째, 셋재 사각형(1'& 2', 3’square) 공의 굴진율(천공장 대비 굴진장의 비율)을 조사한 결과 도 34 및 35에서와 같이 100%인 것으로 나타났다. 또한 발파 후에는 터널 막장면에 쌓인 버력을 치운 후 후속작업인 낙석 예방 및 다음 천공을 위한 막장면 고르기 등의 안전을 위해 막장면에서 불안전한 암편들을 제거(scrape)를 하고 있다. 이때의 막장면은 전회 발파로 인한 눈에 보이지 않는 막장면 진행방향으로 실금(멍, 상처)이 존재하는 것이다. 즉 ‘화약 냄새를 맡아도 파괴가 잘된다.’는 것은 이를 말한 것이다. 결과적으로 1m내지 5m천공에 1m내지 5m굴진이 이루어지므로 훨씬 효과적이고 경제적이라고 할 수 있다.

도 33 및 도39, 도42를 응용하여 공과 공사이의 간격(S)을 좁히(1/2 내지 1/7 정도의 W간격)는 집중장약(C0nsrntric charge)의 원리와 더불어 Spiral-Cut까지 조합하면 제어발파공 구역 뿐만 아니라 일반 발파구역에서도 장약공이 약간 적으면서도 효과적인 발파결과가 도출 될 수 있다. 100M의 수평보링작업이 1~2일(현장 협조 원활할 경우 대략 1일내지 1.5일)이 소요 되어 그 동안은 터널 굴진 작업이 불가하지만, 운영의 묘를 살리는 장비의 정비 또는 터널굴진관련 부수적인 공사 등으로 인해 굴진 작업을 할 수 없는 때가 적지 않게 발생하므로 이런 시기를 이용하면 작업시간에 큰 손실 없이 진행될 수 있다.

본 발명은 도로 및 개천 하단에 연암 이상의 암반을 통과하는 상하수도 및 GAS관 매설 공사시 그리고 소구경 파이프루프시공에도 매우 유용하게 활용 할 수 있을 것으로 사료 된다.

도 1은 도 33과 같이 대구경공의 30㎝ 이하의 오차의 중요성과 관련되는 보링 위치 변화에 따라서 뇌관의 배열 설명용 도면이다.
도 2는 도 3과 같이 고압 에어 콤프레샤의 인입에 따라 로드 끝에 비트가 있음으로 해서, 타격식으로 전후진 해가는 작업 원리 설명용 측면도이며, 일반적인 대구경작업을 진동저감이나 굴진율 증대를 위한 터널굴착에서 사용하는 수평 보링 작업이 직선이 아닌 곡선을 그리는 개략적인 모식도이다.
도 3은 곡선을 그리는 수평보링작업의 시작점(S.P)과 중간(I.P) 및 도달점(A.P)을 그리고 비트경(ΦH1)과 비트 내마모경(ΦH2: 보통 보링경이라 함은 이를 말함). 새것은 ΦH2 보다 수 mm크고, 사용하다 보면 보링경보다 수 mm작아진다), 해머 피복 보정판 팁 외경(ΦH3), 제1 로드 팁 외경(ΦH5)을 표기한 특허내용 설명용인 도 2의 확대 상세도이다.
도 4는 특허내용 설명을 위한 도 2의 “X”부근의 하단에 방향 보정을 위한 하단부의 마모됨에 따른 철판으로 높이조절용 단면도이다.
도 5는 도 4와 같이 고압 에어 압축기의 인입에 따라 로드 끝에 비트가 있음으로해서 타격식으로 전 후진 해가며 작업하는 원리 설명을 위한 측면도이며, 스키드식 수평 보링 장비가 레일식에 의한 엔진 및 싸이크로감속기, 하단내부에 위치한 작키 및 주요 몸체부위별 명칭을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명을 설명을 위한 도 2의 “X”부근 하단에 방향 보정용 하단부의 마모됨에 따른 철판으로 높이조절용 단면도이다.
도 7은 기존 장비의 방향조절용 측면도 및 평면도이다.
도 8은 도 7의 실물 사진이다.
도 9는 기존(Φ362mm경 기준) 수평보링작업에서 비트경(ΦH1, ΦH2)과 해머의 보정판 팁 외경인 ΦH3의 변화 폭인 Φ356mm의 수리(관리)를 그런대로 하드라도 Φ332mm부근까지 하향하는 모식도. 마모팁수리를 자주하다보니 보통은 20mm 넓이의 폭인 각철 졸대를 8개에서 보통은 16개의 각철인 졸대를 새로운 면에 용접하여 사용하고 있다.
도 10은 기존(Φ362mm경 기준) 수평보링작업에서 비트경(ΦH1, ΦH2) 해머(ΦH3) 다음의 제1 로드의 보정판 각철졸대 외경인 ΦH4의 변화 폭인 Φ356mm의 마모팁 수리(관리)를 그런대로 하더라도 Φ336mm부근까지 하향하는 모식도이다. 마모 팁 관리를 자주하다 보니 보통은 20㎜넓이의 폭인 각철 졸대를 8개 내지 16개의 졸대를 촘촘히 덧붙여 사용하고 있다.
도 11은 기존(Φ362mm 경 기준) 수평보링작업에서 비트와 해머 후속 그다음의 제2 로드의 보정판 팁 외경인 ΦH5의 변화 폭인 Φ356mm㎜의 관리를 그런대로 하더라도 Φ322mm 근처까지 하향하는 모식도. 관리(마모 수리)한다고 하지만, 실은 방향 보정 영향이 극히 적으므로 한번 제작하면 고장날 때 까지 계속적으로 보강없이 사용하는 것이 일반적이다.
도 12는 각철 졸대의 치수와 졸대의 개수 및 각도에 따른 회전시의 하향방지용 철판에 닿는 로드의 처짐면이 회전시 더 하향한다는 이치를 설명키 위한 도면이다.
도 13은 직선형 및 나선형의 탈착식 대표도의 파쇄석 통로의 흐름 개요도이다.
도 14는 보링경에 따른 해머의 직선형 방향 보정판 팁과 체결 볼트 암(♀)나사의 위치표시 및 보정판 팁의 규격설정은 보링경 설정하고 난 후에 수㎜ 적게 하는 원리 개요도이다.
도 15는 보링경에 따른 해머의 나선(S)형 방향 보정판 팁과 체결볼트의 암(♀)나사의 위치 표시 및 보정판 규격설정은 보링경을 결정하고 난 후에 수㎜ 적게 하는 원리 개요도이다.
도 16은 본 발명에 따른 Φ362mm(대구경)경으로 수평보링작업의 예를 기준으로 해머의 1차 원형 파이프 덮개 단면과 그 위에 볼트식으로 보정판 팁을 결합하는 것으로서, 비트경(H1= Φ362mm/구(球)형 비트팁이 밖으로 약3°경사된 최외곽 직경)과 비트 내 마모경 팁의 경(ΦH2=380mm/실린더형 비트팁이 직경방향으로 된 최외곽 면과 면사이 거리), 해머의 최외곽 팁경(ΦH3=379mm)의 단면을 나타내는 측면(평면) 모식도이다.
도 17은 본 발명에 따른 Φ380mm(대구경)경으로 수평보링작업의 예를 기준으로 해머의 1차 원형 파이프 덮개 단면과 그 위에 볼트식으로 보정판 팁을 결합하는 것으로써, 비트경(ΦH1=382mm/구(球)형 비트팁이 밖으로 약 3°경사된 최외곽 직경)과 비트 내 마모경 팁의 경(ΦH2=380mm)/실린더형 비트팁이 직경방향으로 된 최외곽 면과 면사이 거리), 해머 최외곽 팁외경(ΦH3=379mm)의 단면을 나타내는 측면(평면) 모식도이다.
도 18은 본 발명에 따른 Φ460mm(대구경)으로 수평보링작업의 예를 기준으로 해머의 1차 원형 파이프 덮개 단면과 그 위에 볼트식으로 보정판 팁을 결합하는 비트경(ΦH1=462mm)/구(球)형 비트팁이 밖으로 약 3°경사된 최외곽 직경)과 비트 내 마모경 팁의 외경(ΦH2=461mm/실린더형 비트팁이 직경방향으로 된 최외곽 면과 면사이 거리), 해머 최외곽 팁외경(Ø㎜)의 단면을 나타내는 측면(평면) 모식도이다.
도 19는 Φ362mm, Φ382mm, 및 Φ460mm 보링 경에서 대표도로 도 16에서 해머의 커버에 부착된 볼트로 연결되는 팁 외경(ΦH3)의 관리 수치를 기록한 단면(평면 및 측면도)도로 해머 전체 길이(1,55m~/제조사의 보링경따라 다름)를 볼트식 팁으로 결합하지 않고, 앞과 뒤, 추가로 중앙일부만 연결하는 시스템이나, 보정판 팁의 길이(보통 200㎜~450㎜~900㎜)는 조정 할 수 있다.
도 20은 Φ362mm, Φ382mm, 및 Φ460mm 보링 경에서 대표도로 도 13 및 도 16에서 해머 연결되는 후속 제1 로드에 볼트 연결되는 팁 외경(ΦH4)의 관리 수치를 기록한 단면(평면 및 측면도)도로 도면에서와같이 로드전체길이(4.5m 전후)를 볼트식 팁으로 결합하고, 경우에 따라서 앞과 뒤, 추가로 중간에만 볼트식으로 연결하는 시스템을 구현할 수도 있다. 즉 적어도 제1 로드까지는(ΦH4)관리를 잘해야만 한다. 특히 ΦH4 까지가 선형도에 크게 영향을 미치므로 철저히 관리해야 한다.
도 21는 Φ362mm, Φ382mm, 및 Φ460mm 보링 경에서 대표도로서 도 13 및 도 16에서 해머의 두번째로 연결되는 제2 로드에 볼트로 연결하거나, 용접으로 연결하는 팁 외경(ΦH5)의 관리 수치를 기록한 단면(평면 및 측면도)도로 로드 전체 길이(5m)를 볼트식 팁으로 결합하지 않고, 앞 혹은 중간에만 볼트식으로 연결하는 시스템의 도면으로 보링 전방 비트면에서 10m 가까이까지 관리철저히 해서 보링하면, 그 이상 로드에서는 보링방향에 극히 미미하게 작용하므로 별도특별관리를 하지 않아도 된다. 표시되지 않은 구간은 기존방식대로 간이 졸대 사용한다.
도 22는 도 16 및 도 17의 보정판 팁의 외경과 길이의 평면 및 사교 단면도로 팁의 수직 길이는 450mm정도이지만, 회전함에 있어서 언제나 바닥면을 1㎜~5㎜전후 틈으로 받치고 있음을 특징으로 한다.
도 23은 도 18의 보정판 팁의 외경과 길이의 평면 및 사교 단면도로 길이는 900㎜정도이지만, 회전함에 있어서 언제나 바닥면을 2㎜~7㎜ 전후 틈으로 받치고 있음을 특징으로 한다.
도 24는 Φ362mm, Φ382mm, 및 Φ460mm 보링 경에서 대표도로서, 도 16 및 도 19의 해머의 볼트와 팁의 Φ362mm의 대표 단면도로서 해머 후미에서의 M22볼트 4개의 길이는 해머 외경 내부에 스크류 암나사(♂, 닷부)를 만들어 놓은 곳까지 인입해야 되므로 약간은 길며 나머지 볼트 20개는 M20으로 볼트길이가 해머 내부에 인입하지 않는 거리로 해야 하는 것 등을 도시하여 조립시 이해를 위한 제작 단면도이다.
도 26은 도 16 내지 도 19에서 보정판 팁의 볼트경과 탈착에 따른 공구(복스)의 크기에 따른 나사형 팁 제작시의 외경 표시의 단면도이다. 도 26은 도 13 내지 도 30에 표기 되어 있는 빗금친 부분들을 특수재질로 만든, 본 발명을 만들기 위하여 주물을 부어서 만든 후 온도가 식을 때 수축율을 고려한 목형들과 주물 후의 출고된 실제 사진들(해머 커버에 결합하는 L=450㎜와 해머 다음 다음의 로드 외곽에 결합하는 L=900㎜의 대표 사진 등).
도 27은 도 3 및 도 13 내지 도 25에 표기되어 있는 특수재질로 만든, 본 발명의 외곽 모양이며, 보링경 Φ362mm 설정 후의 보링시의 보정판 팁의 제원을 도시했다. 즉 두께가 37㎜인 Φ365mm 원형 고강파이프를 가공하여 열처리하는 방법이나, 혹은 목형(木型)을 만들어 마모성이 적은 특수 재질로 주물모형을 만든다. 내외경 호의 직경(Φ), 두께(t) 및 폭(W), 길이(높이,H or L)는 약간의 증감이 있으나, 로드 앞과 뒤 혹은 중간에 각 4개를 원호 사분점에 볼트로 결합하여, 작업시 하향이 안되도록 바닥을 계속 지지하는 부분이 나오도록 하는 것을 특징으로하는 방법으로 직선형은 길이를 짧게 지그재그로 배열하고, S(나사형, 스크류식)자형의 각도는 22°전후이나 직선형보다는 길어도 되므로, 주로 나선형 도면을 그린 것이다. 작업의 정확성 중요성과 작업량 따라 해머와 연결되는 제1 및 제2 로드의 전체길이를 분리식 나사형 및 직선형 팁으로 사용하는 것을 특징으로 했으며, 이때에도 용접으로 덧씌우기 하는 수선 정비를 고려하여 0.5M 전후가 바람직하나, 직선형 내지 나선형 및 기술 조건 따라 달라질 수 있다.
도 28은 도 16의 해머 보호덮게에 Φ309mm의 면에 볼트결합시키는 암(♂)나사표시이며, 즉 원호 Φ309mm를 펼친(970.75mm) 보정판 팁의 M22, M20 볼트 조임을 위한 나사형 구멍 위치 표시 평면도.(Φ362mm 및 Φ382mm용)
도 29는 도 18의 1차 해머 덮개에 Φ318.5mm의 면에 볼트로 결합시키는 암(♂)나사 표시와 원호를 Φ318.5mm를 펼친(1000.6mm) 보정판 팁의 M22, M20 볼트 체결위한 나사형 구멍 위치 표시한 평면도(Φ460mm용)이다.
도 30은 탈착식 공법을 이용한 주요 3가지 형태로서 해머(ΦH3)와 그 후속 연결되는 제1 로드(ΦH4) 그 다음의 제2 로드(ΦH5)의 이해를 돕는 대표 모식도(대표 치수는 Φ362mm경으로 한 것임)이며, 제2 로드이후의 3 내지 N개의 로드는 방향 변수에는 영향이 극히 적음으로 제일쉬운 기존으로 하는 방식의 졸대(각철)로 군데 군데 용접으로 결속하면 되는 것이다.
도 31은 보호 캡부의 진행 방향 헤드부에 해머와 해머 1차 덮개를 고정하기 위하여 왓샤에 추가로 고정시켜 주는 고안하여 가공한 고정용 와셔 캡의 단면도이다.
도 32는 도 13 및 도 15 내지 도 19의 하단의 보호 캡부의 모습을 본 도면의 1항에서는 전체를 시각적인 이해를 돕기 위하여 3D로 도면이며, 2항은 비트 및 써버와 고정용 와셔 캡 및 1차 보호 캡부의 부분도이고, 그 위에 볼트 체결하는 보정판 팁의 모습이며, 해머 캡 보호 등을 위한 1차 씌우는 3항에서는 고정 와샤 캡 및 보호 캡부의 3D 도면이며, 마지막 4항은 고정 와셔 캡 및 해머의 실린더의 모습을 3D로 시각화한 도면이다.
도 33은 대구경 공의 오차가 30cm의 좌우상하 및 경사면에서 발생한 심발부근을 지그재그로 뇌관배열하고, 또한 점진적 저항선 증가시키는 대구경공을 이용한 Spiral(나선형)-Cut 식 기폭배열함으로써, 설계시 주변공 뇌관 배열을 그대로 작업하게 하여 본래 목적을 달성할 수 있는 이해 및 교육용 도면이다.
도 34는 00현장의 경암구간에서 실시한 PLHBM 시험결과 파쇄된 암반의 모습을 보여주는 그림으로 직경 Φ362mm인 대구경공 부근에서의 굴진장이 천공장인 1.3m보다 더 크게 나타났고, 제1 및 제2 square(사각형) 발파공들의 공저부분에 잔류길이는 보이지 않았다. 이는 도 38에서 보여주는 집중장약 등(PCSM-Cut)으로 시험한다면 당연히 100%의 굴진율을 굳힐 것이다.
도 35는 도 34의 시험을 통하여 굴진율이 100%임을 강조함에 있어서, 첫째 사각형(1’square)공과 둘째 사각형(2’square)공에서의 굴진율은 오히려 대구경공을 향하여 30°내지 45°방향으로 더 굴진된 모습을 보이고 있다. 전체적을 고려하면 굴진율 100% 정도는 된다는 것을 도 34에 의하여 작도한 것으로 교육용 도면이다.
도 36은 00현장의 도로 2차선 일반발파구간에서의 심발공을 V-Cut에서 뇌관 및 공수는 약간늘려서 굴진장 늘리려고 설계한 SAV-Cut로 설계 된 발파 단면도로서 심발주변의 사각형 표시는 다음의 도 37 내지 도 39와 심발포함함 주변공부근을 동일한 면적에서 심발주변공 비교를 위한 구역 표시이다.
도 37은 장공 발파에서 주로 사용하는 심발공을 Burn-Cut(번-캇트)로 하므로 도 36의 도면을 심발 및 주변공을 작도하여 삽입한 것이다.
도 38은 제어 발파에서 주로 많이 사용하는 도 36을 PLHBM-Cut를 적용하여 심발 및 주변공을 작도하여 삽입한 것이다.
도 39는 장공보링(40m 내지 100m이상)을 수평보링공 오차로 인한 간접 손실 때문에 100%의 효율을 주장치 못했지만, 본 수평보링오차를 개선함으로서 도 36의 단면의 V-Cut(혹은 SAV-Cut)인 심발공 부근과 도 37에서 장공발파에서 주로 사용하는 Burn-Cut 대신에 선대구경(PLHBM)과 집중장약(Concentric charge)의 원리 및 점차적 늘리는 나선형(Spiral)-Cut를 조합한 공법인 PCSM-Cut로 작도하여 삽입한 것이다.
도 40은 도 36 내지 도 39의 심발공 주변 확대공들은 동일 조건으로 가상한 후 심발공 부근의 제한된 사각형 구역에서의 제원을 비교한 것이다.
도 41은 도 38의 제어발파 구간의 대구경을 이용하는 심발부근 저항선(W, D)을 점진적으로 늘리는 상세도이다.
도 42는 도 39의 일반 발파구간의 대구경을 이용하는 심발부근 저항선(W, D)을 점진적으로 늘리는 심발공 공수도 줄일 뿐 아니라 굴진율도 최대효과를 가지는 PCSM-CUT 상세도이다.

본 발명은 상기의 수평보링 선형도를 높이기 위한 방법을 안출한 것으로써 50m정도 대구경(주로 Φ362mm) 수평 보링시에도 보링 위치 오차가 10㎝이하, 80m에서는 20㎝ 이하, 100m에서는 30㎝이하가 될수 있도록 도 13 내지 32에서와 같이 1)스키드식장비(본인소유 특허 제 10-1814334호)나 일반수평보링장비에 접목하여 추가하는 것으로써, 2) 본 공법의 설명을 위한 용어의 설명은 다음과 같다.

용어 “해머(Hammer)”는 외부로부터 고압력(보통 10.5㎏f/㎠ 내지 25㎏f/㎠)의 공기의 압축력에 의하여 진행방향으로 초당 수십번을 왕복하는 것으로서, 머리부에 바틈비트(Button Bit)를 체결하여 암반에서 수평 및 수직천공보링하는 장치 기계 이름이다. 외경보호를 위하여 해머 시린더 외부에 가공된 보호덮개철관을 씌우며, 보호덮개외경에는 철로된 오가식의 스크류나, 각철로 만든 졸대를 파쇄암석을 배출하기 위한 통로를 고려하여 보링을 요하는 크기는 바틈비트(Button Bit)의 외경보다는 처음에는 보통 5~10㎜ 적은 원호직경(ΦH3)으로 만들며, 햄머라고도 하지만 둘 다 같은 의미이고 같이 사용된다.

용어 “팁”이나 “보정판 팁”“원형 보정판 팁”은 같은 의미이며, 도 13 내지 도 30, 도 32에서처럼 빗금친 부분(1000)이나 실물사진(1000)을 말하며, 나사형(S자, 스크류) 혹은 직선형으로서, 로드(원형 파이프재료)의 외경(Ø에 분해 조립이 가능하도록 특수 제작된 5㎏~30㎏전후의 철이나 특수한 재질을 말하며, 기존방법에서 사용하는 졸대나 혹은 스크류 역할에 해당되는 것이다. 팁이 붙은 로드외경(ΦH3~ΦH5)은 보링외경(ΦH1, ΦH2)보다는 수 mm 적게 해야 하며, 많은 차이가 있으면 방향성 개선이 적어진다.

용어 "고정와샤 캡"은 머리부분의 해머와 해머 보호 덮게의 유동(流動)을 고정키 위한 와샤와 연계해서 고안된 도 31이며, 도면 부호는 1100인 가공품이다.

용어 "ΦH1"은 바틈비트(Button Bit)의 굴착경에 대한 최외곽까지의 원호직경이며, 용어 "ΦH2"는 바틈비트의 내마모 팁(보통 Ø보다 0.5~1mm적은)의 최외곽면에 대한 원호직경이며, 용어 "ΦH3"는 보정판 팁이 결합된 해머보호캡부의 최외곽면에 대한 원호직경이며, 용어 "ΦH4"는 제1 로드의 보정판 팁이 결합된 최외곽면에 대한 원호직경이며, 용어 "ΦH5"는 제2 로드의 보정판 팁이 결합된 최외곽면에 대한 원호직경이며, 그 이상은 방향성에 영향이 미미하므로 기존방법의 졸대나 스크류방식을 사용한다.(도 2 및 도 3, 도 9내지 도 15에 표기).

용어 “각철”은 기존 로드의 최외곽에 결합 되어 있는 ‘졸대’라고도 하며 철로 만들어진 두께 15mm~20mm정도이며, 폭은 2~3㎝, 길이는 보통 5m이지만 필요에 따라 사용 길이만큼 절단하여 사용된다. 본 공법에 사용되는 것은 ‘원형보정판 팁’이며, 줄여서 ‘보정판 팁’이나 ‘팁’의 역할과 같다.

용어 "로드"는 보링 외경에 따라 보통 Φ200mm 내지 Φ500mm 파이프 외경에 졸대 스크류 등을 용접하여 보링 작업에서 파쇄석이 배출되는 통로를 만들게 해주는 도 9 내지 도 11 등에서 처럼 철(쇠)로서 길이는 보통 1.5m 내지 5m, 6m로 제작된 것이 보통이다.

용어 "M00" 볼트 단위 표시이며, M은 mm 단위표시이고 뒤의 00숫자는 볼트나사 직경mm 수치를 말한다(도 16내지 도 21에 M22, M20, M16으로 표기됨).

용어 “암나사”혹은 “닷부(일본어)”는 볼트를 삽입할 때 고정되어있는 암(♂)나사(스크류)를 말하며,

용어 “경”은 “외경”혹은 ‘Φ’라고도 하며, 로드나 해머의 종단의 사교 직경을 말한다. 정단면도의 중심에서의 2배의 반직경 거리인 ‘Φ=2r’이며, “r”은 반직경으로 로드의 중심에서의 거리이다. 용어 “보호 캡부”“해머 캡 로드”는 햄머에 보호덮개를 씌워 재차로 보정판 팁을 붙이기 위한 볼트 암(♂)나사를 만들어 놓은 것으로 모두를 일체시킨것을 통털어 보통 해머라고도 한다.

용어 "제1 로드"는 해머가 포함된 해머 ? 로드 후속에 연결되는 로드로서 방향성 보정에 큰 영향을 미친다. 용어 "제2 로드"는 제1 로드의 후속에 연결되는것으로 방향조정에 약간은 영향을 미친다.

용어 “SAV-Cut”는 V-Cut에서 약간 개량된것으로 V-Cut가 3줄로 하는 각열의 중앙에 한공(3공)추가하여 이중장약으로 V-Cut 보다는 뇌관 개수가 6개 많으며, 천공수도 3공이 증가하지만 굴진율에 약간의 도움되는 컷트이다.

용어 “PLHBM”은 대구경공을 선보링하고 그 다음에 제어발파공법이나 혹은 대구경 보링후 기계굴착을 위한 보조공을 추가천공하여 굴착하는 작업을 말한다. 용어 “집중 장약(Concentric charge)”은 몰발(구심점)을 사용하는 광산에서 사용하는 용어이지만, 토목발파에서는 공간거리(S)를 좁히면 약간적은 약장약이라도 저항선을 크게 할 수 있고, 파괴가 잘된다는 것으로 터널 발파에서 응용해야 할 기본이다.

용어 “나선형-컷트(Spiral-Cut)”는 심발공부근에 보통은 장약공보다 큰 Φ109mm 무장약공을 한개내지 다수공 천공후 무장약공사이인 중앙이나 무장약공 변두리에서 시작하는 뇌관배열방법이, 장약공이 갖고 있는 저항선(W, B)까지 점차적으로 늘려가는 방법을 말하며, 터널 발파에서 많이 응용하고 있다. 예를 든다면, 도 40에 있는 도2내지 도4에서처럼 저항선거리를 D1<D2<D3<D4<D5로 점진적 늘리는 것에 응용하고 있다.

용어 “PCSM-Cut”는 본 공법만드는 신조어로서, 진동제한을 받지 않는 일반발파구간에서 선대구경(PLHBM)을 보링하고 도 39 및 도 40의 4도에서와 같이 두 개의 공 간격(S) 공을 좁히고(Concentric charge의 원리), 점차적 저항선을 늘리는(Spiral-Cut원리)것을 조합하는 공법(Method)이므로 첫머리의 영문자로 표기한 공법이다.

본 발명에 따른 착탈식 보정판 팁 구조는 보호 캡부(800), 적어도 4개의 방향 보정판 팁(1000), 고정 와셔 캡(1100), 및 체결부재(2000)를 포함한다. 보호 캡부(800)는 수평 보링 장비의 해머(100)를 덮도록 결합된다. 상기 보호 캡부(800)는 해머 보호 1차 덮개로서, 해머 외벽과 보정판 팁(100)의 중간에 위치하며, 아울러 해머를 보호하하면서 보정판 팁(1000)과 해머(100)를 일체화 하는 구조이다.

적어도 4개의 방향 보정판 팁(1000)은 상기 보호 캡부(800)의 원호 외곽에 위치한다. 고정 와셔 캡(1100)은 상기 해머(100)와 상기 보호 캡부(800) 간의 틈의 유동을 제어한다. 체결부재(2000)는 상기 보호 캡부(800) 및 상기 보정판 팁(1000)을 상기 해머(100)에 착탈 가능하게 체결한다.

보정판 팁(혹은 팁)의 제작은 해머(Hammer) 1차 보호덮개 외경(Φ309mm 또는 Φ318.5mm, 또는 보링경에 따라 변화)에 결합되는 보링구멍둘레면 직경(ΦH1)보다, 즉 비트외경(ΦH1, 보링경)보다는 직경이 1~5mm적은 원호의 면을 가진 것으로 직선식 내지 S자형으로 도 13 내지 도32에서와 같이 (1000) 볼트를 이용하여 분해조립시스템인 탈착식방법으로 만든다.

보링 작업시 처짐(하향)적도록 바틈비트(button bit)외경(ΦH1, ΦH2)과 연결되는 후속 해머(종류에 따라 약 1.5~2.4m)의 가공된 외경 둘레(Φ) 파이프와 결합되는 직선형 내지 S자형(스크류식)로, 보정판팁 외경(ΦH3)이 ΦH1, ΦH2 보다 2~4mm 전후 적게 관리한다. 그 햄머부 후속에 연결되는 제1 로드(약 4.5m전후)에 결합된 직선형 내지 S자형 보정판 팁 외경(ΦH4)은 햄머부의 보정판팁 외경(ΦH3)보다 1~4mm전후로 적게 관리하고, 해머+첫째 로드와 연결되는 두 번째 로드의 원형식 팁의 크기(ΦH5)는 제1 로드경(ΦH4)보다도 1~4mm 관리하는 시스템이다. 실제 작업시에 비트 1개가 암 종류에 따라서 100m 내지 500m 전후로는 사용이 되고 있다. 또한 비트 외경(ΦH1~ΦH2)은 사용 시간에 따라 1mm 내지 5mm 전후로 직경이 작아지며, 사용 비트경에 따라 해머 덮개커버에 결합되어 있는 보정판 팁의 직경(ΦH3)을 체크하고, 비트경(ΦH1,ΦH2)보다 1~5mm적은 보정판 팁을 부착하는 시스템이다. 즉 작업하다 보면 탈착식 팁은 마모되므로 작업준비 전에 비트와 맞추어서 조립해야만 작업이 쉽고, 마모된 보정판 팁을 용접으로 덧씌우기 등의 수선정비가 기존보다는 월등히 단순하므로 관리가 용이하다.

이는 보링의 선형도를 획기적으로 개선할 수 있으며, 따라서 오차도 기존보다 훨씬 적게하여 50~100m이상을 1회에 보링할 수 있다. 결과적으로 진동제어구간뿐만아니라 일반터널발파작업에서도 경제성이 가능한데, 예를 들어 심발부의 굴진율이 90%인 경우(천공장 대비 굴진장이 90%), 1.5m 굴진을 위해서는 1.65m를 천공으로 설계해야 하지만, 도 34 및 도 35에서 나타난 굴진 효과에서와 같이 대구경공의 1’square(사각형공)에서 발파공은 100%가 굴진되므로 1.5m굴진을 위해서는 1.5m만 천공하면 되기 때문이다. (1m에서 5m까지 설계시)

무엇보다도 보정판 팁의 재료가 비트의 마모성 비슷한 수준이고 망간 용접과 그라인딩 작업이 원활하면서 분리 및 결합이 용이한 탈착식이다. 기존 방식인 무거운 해머나 로드에 용접으로 부착된 외곽스크류나 졸대(각철)의 마모를 정비하는 것보다 로드 최외곽 부위의 마모된 보정판 팁을 피복하는 수리 및 정비가 훨씬 개선되는 것이 특징이다.

본 발명의 탈착식 팁을 확정하기 이전에 여러번의 작업을 통하여 바틈비트 직경(ΦH1, ΦH2)를 연결되는 보호 캡부에 피복된 졸대의 최외곽 직경(ΦH3) 및, 해머 후속에 연결되는 제1 로드의 직경(ΦH4)과 그 다음의 제2 로드의 최외곽 직경(ΦH5)를 조사하였다. 본래 363mm비트직경(ΦH1)⇒Φ360mm(사용하여 마모됨)로, 356mm직경(ΦH3)은 ⇒ 338mm로(수시로 보완), 제3 로드는 356mm ⇒ 332mm(ΦH4)로 조사되었다. 그러나 도 12에서(B4각철 ,C8각철) 도시한 회전을 고려하면 상기 조사자료보다 오차가 더 크게 발생할 수도 있다고 추정할 수 있다. 굴착공의 직경이 Φ362mm인 보링작업에서 해머가 내장된 로드(보호 캡부)에 용접으로 부착하는 각철의 숫자는 8~12개이며, 그 직경은 굴착경보다 작게 한다. 그 후속의 해머 로드에 연결되는 제1 로드의 외경에 부착하는 졸대의 숫자는 도 12의 “C”에 나타난 대로 8개를 용접하며, 그 이후 2’이상의 로드에는 졸대 4개를 부착하는 “B”방법으로 수평보링작업을 20여년 하여 왔다.

파이프 루프(Pipe Roof) 장비를 외국에서 수입하여 작업했던 당시에는 감속기의 고장시 대체품 부속도 없었고, 항공편으로 부품을 조달해도 2주가 걸리는 등 애로사항이 많았다. 그래서 국산을 개발키로 한 후 도 5의 장비와 로드의 연결부에 싸이크로 감속기(40HP용, 감속비;1/43)를 설치하고 작업하였더니 별 문제없이 장기간 사용이 가능하였고, 작업하다가 고장이 나도 곧바로 대체 할 수가 있었다. 이러한 장비로 강한 암반에서 직경 Φ445mm로 수평보링작업을 할때 너무 많은 시간이 소요되어 이보다 한 단계 작은 직경인 Φ362mm와 도 2 내지 도 11과 같은 시스템으로 수평보링작업을 해서 1일 50m를 보링할 수 있게 되었다. 그러나 300㎜파이프 외경이 Φ318.5mm이므로 도 12의 졸대 숫자와 각도에 따라 로드에 용접된 각철 졸대가 도 6, 도 7, 및 도 8에서의 받침대에 오르락 내리락하면서 조금씩 마모된다. 도 3의 보링 시작점(B)에서 도착점(A.P)까지 굴진하는 과정에서 시작점(B)의 위치에서 미리 중간점(I.P)를 지나서 A.P에 도착 되므로, 작업 전에 9m정도의 거리에서 기준점보다 200㎜내지 450㎜상향으로 경사를 주어 B부분에서 작업을 시작한다. 도 9 또는 도 11과 도 12에서 나타난 바와 같이, 나선형 졸대 4~8개를 비스듬하게 외경이 356㎜정도 되게 만들어서 작업을 하면, 각철 졸대의 마모도 빨리되므로 해머 후속에 연결된 1‘로드의 졸대 마모에 따라서 다시 졸대를 용접한다. 그렇게 하여도 도 12에서와 같이, 새것을 부착한 8개일 경우에도 22.5°회전에서 15㎜ 정도로 하향이 된다. 수회 사용하면 그 오차폭은 더 많이 발생 되는데 이때 보정을 대충하게 되면 오차의 발생정도를 추정하기가 매우 힘들다. 따라서 각철 졸대 대신에 정비 수리가 용이하고 마모성이 아주 적은 특수 재료를 활용하여 착탈식 팁 보정판 팁을 고안하게 되었으며, 이렇게 함으로서 분리가 용이해지고 기존보다 마모된 부분을 용접봉으로 덧붙임(모리아기)하는 것도 훨씬 용이 할 수 있다. 따라서 마모가 극히 적고 질긴 재료를 주물로 부어서 만들기 위해 실물보다 큰 목형을 만드는 것을 생각하게 되었고, 결국 도 13~32에서 표시된 것에 Φ309mm 내지 Φ318.5mm원형 외관에 분리가 용이하도록 볼트식 탈착 방법을 구상하게 되었다.

도 9 내지 도 11 및 도 13 내지 도 15에 표기된 보링외경(ΦH1, ΦH2)과 보호 캡부에 연결된 보정판 팁(ΦH3)의 각철, 졸대)의 차이를 작게하면서도 교체가 용이한 강한 망간 용접봉 등으로 덧붙임(모리아기)하는 외경복구 관리는 선형도에 매우 중요하다.

지금까지 20여 년간 수평보링작업을 전문으로 하면서, 작업의 선형도 개선을 위하여 많은 연구를 하였으나 50m 정도에서 30㎝ 정도의 오차에 만족해야만 하였다. 경우에 따라서 시공관리가 조금이라도 미흡하면 60㎝~100㎝오차도 가끔 발생이 되곤 하였다. 이에 오차를 줄이려고 연구를 하다보니, 상기에서와 같이 원형식으로 내 외경이 호를 갖는 원형보정판 팁의 분리가 용이 하도록 볼트식 탈착방법을 구상하게 되었다.

도 30에 표기된 ①(해머), ②(첫째 로드), ③(둘째로드) 차례대로 연결되면서 수평보링작업을 하게 된다. 본 공법의 시공방법은 수평보링작업전에 미리 복스렌치 등의 공구를 이용하여 도면에 표기된 ΦH2(362㎜)>ΦH3(360㎜)>ΦH4(358㎜)>ΦH5(356㎜)의 치수 점검하여 앞뒤가 맞지 않으면, 쉽게 바꿀수가 있는 큰 장점이 있다. 즉 ΦH2<ΦH3의 역방향작업은 힘 들것이고 차이가 많으면 그만큼 정확도가 떨어진다. 도면상에는 직경차이가 2㎜이지만, 암종이나 작업의 원활 여부에 따라서 조정된다. ΦH3 및 ΦH4의 경으로 제작 관리되는 보정판 팁들은 특수 재질로 만들어서 마모율이 굴착되는 비트와 비슷한 것이면 좋은 것이다. 종전작업에서는 작업 마치고 와서 비트를 바꿀 때마다 졸대의 마모된 부분의 복구정비가 매우 어려웠기 때문에 큰 오차를 감수하고 개략적 포물선 보링작업을 하였지만, 본 탈착식 직선형이나 S자형(스크류식, 나사식) 보정판 팁을 사용하면, 마모되기 전에 여유분이 준비되어 있으므로 교체가 매우 간단하여 방향을 제어해서 시공하는 것에 큰 어려움이 없다.

도 30에서 나타난 바와 같이 직경의 순서는 ΦH2>ΦH3>ΦH4>ΦH5로써 낮은 번호일수록 직경이 크며 2㎜ 간격으로 되어 있다. 그러나 암종이나 정밀도 작업 방법에 따라서 3~6㎜ 이상의 간격으로 할 수도 있으며, 작업하다 마모가 심하면 ΦH5 쪽으로 활용을 할 수도 있다. 비트가 많이 마모 될 경우(직경)에도 그에 맞는 앞뒤의 순서 차이가 있어야 한다. 또한 원형보정판 팁의 마모가 4~6㎜ 이상 발생하면 분해해서 간단히 망간 용접 등으로 정비를 할 수 있는 장점도 있다. 이것은 일반적인 철이 아닌 특수재질의 재료가 있기 때문에, 그리고 볼트로 결합하거나 해체할수 있는 시스템이 있기 때문에 가능한 것이다.

또한 도 30에서 바틈비트(Button Bit)와 결합된 ①(해머), ②(첫째 로드), ③(둘째로드) 차례대로 연결되면서 100m보링시에는 1개의 로드길이가 5m인 로드가 20개까지 연결되어 수평보링작업함에 있어서, 이러 할 경우에도 앞의 ①(해머), ②(첫째 로드), ③(둘째로드)번에서 방향이 정해지며 그 이상 연결되는 로드에서는 방향제어에 극히 미미하다. 암반이 경암일 경우에는 ③번까지만 해도된다. 즉 ③번인 제2 로드를 여유분 만들어서 암종이 연암 이하일 경우에는 ④번째까지 제작된 로드를 사용하고 그 이후는 기존방식의 보통 로드를 사용하며, 경암일 경우에는 ②번 혹은 ③번까지의 로드를 사용하게 된다. ①(해머)의 해머로드에 부착된 보정판 팁이 비트 마모율보다 더 빨리 마모되면 경암에서 장공보링시 그만큼 하향 될 수도 있으나 마모가 극히 적다면, 오히려 ①(해머)의 해머 로드 비트쪽의 팁이 약간 높으면 ΦH3 기준(보호 캡부의 앞쪽 경)으로 뒷쪽의 중량이 무거우므로 지렛대 원리에 의해서 오히려 하향 아닌 약간의 상향을 걱정해야 한다. 그러므로 해머에 결합 된 앞과 뒤의 보정판 팁을, 앞쪽의 것은 작업의 정확성 중요도에 따라서 치수를 자주 확인하고 비트 둘레의 외경(새것과 사용했던 것 차이는 1mm 내지 5mm 정도 발생됨)과의 차이를 작업될 수 있는 최소(회전과 인입에 영향을 받지 않은 간격)의 차이로 맞추어야 한다. 이러한 것은 비트재질(마모 속도가 다름)이나 암종의 인성 및 1회 보링길이에 따라서 선택하면 되는 것이다. 문제핵심은 보정판팁의 두께 마모속도가 비트팁 마모속도와 비슷한 것이 이론상으로는 최 적합한 것이다. 그것은 동 조건의 쇠질이라도 바틈비트(Button Bit) 팁의 구경(球經)에 닿는 면적이나 각철의 모서리에 집중되는 마모속도보다도 새로만든 보정판 팁은 100㎜ 전후인 호의 면이 동시에 마모되어야 하므로 마모속도는 동등한 쇠의 질이라도 상대적으로 느리다. 새로운 바틈비트(Button Bit) 팁이 0.1~1mm 마모되는속도는 빠르지만 2㎜ 마모되는 속도는 상대적으로 많이 느리기 때문이다. 그러므로 경암 암반에 100m를 대구경으로 장공보링해도 원형판 팁의 직경이 1㎜정도 마모되면, 직경이 2㎜ 줄어 들게 됨으로 작업전에 비트 경(Φ)과 후속 해머에 결합된 Ø와 차이를 2㎜ 둔다면 비트가 마모되어도 로드의 회전과 진입에 영향은 없다. 본래 Φ362㎜ 경의 비트라도 맨 앞쪽의 직경(ΦH1)은 363~335㎜가 되는것도 적당히 응용하여 ②(=제1 로드), ③(=제2 로드)의 두께를 선택하면 될 것이다.

또한 도 16 내지 도 18에서 해머와 햄머 1차 덮개를 고정함에 있어서 햄머 후미쪽 볼트는 도 24에서의 좌측과 같이 M22 볼트로 길다. 아울러 해머에 M22 암나사와 연결되므로 일체가 되지만, 앞쪽은 도 24의 우측에서와 같은 짧은 길이이므로 M20볼트가 해머에 인입되지 않고 1차 해머캡부에 미리 암(♂)나사(닷부)를 가공한것과 연결되므로 작업하다 보면 1㎜의 틈사이가 변함에 따라 기존방식은 용접등으로 일체화 했지만, 작업하다보면 그대로 있지않고 보호 캡부과 해머 실린더 외경까지의 이격거리가 처음에는 1㎜정도이나 5~10㎜정도의 틈이 발생함에 따라 방향제어에 불량 변수가 되어왔다. 이를 보정하기 위하여 도 31에서와 같이 고정 와셔 캡(1100)을 제작하여 해머시린다 외경(Φ274㎜)에 4㎜정도 인입하고, 로드 재료 파이프 외경(Φ109㎜㎜ 내지 Φ318.5㎜)에 16㎜정도 인입하여 걸치게 함으로써 흔들거림을 최소화하였다. 그것은 해머의 역타 방지용으로 15㎜와 5㎜ 와셔를 사용하는데 있어서, 도31에서와 같이 15㎜ 와셔와 접목시키는 것으로 하였고, 또한 팁의 앞부분이 빨리 마모됨을 고려하여 15mm 와셔 부품 전체를 열처리 후 사용된다. 이는 마모가 적음으로 방향조정에 추가 도움이 된다.

지금까지 대구경의 수평 보링공을 50m이하로 시공시 보링공의 오차로 발생하는 작업의 비 효과적인 작업성 때문에 굴진율 100%를 당연히 주장할 수가 없었다. 이제는 수평보링장비 개선하여 오차를 대폭 하향시키므로, 제어발파 구간뿐 아니라 일반발파구간에서도 대구경을 이용한 발파공법의 경제성을 확보할 수 있게 되었다. 도 34에서 나타난 바와 같이, 00현장의 경암구간에서 실시한 PLHBM시험결과, 직경 Φ362㎜인 대구경공 부근에서의 굴진장이 천공장인 1.3m보다 더 크게 나타났고, 첫째 사각형(제1 square)공과 둘째 사각형(제2 square) 발파공들의 공저부분에 잔류공은 무시해도 될 정도이다. 이는 도 39 및 도42에서 제시한 집중장약 등(PCSM-CUT)으로 시험한다면 더 확실하여 100%의 굴진율은 당연한 것으로 판단된다. 즉 도 42에서와 같이 일반 발파구간에서의 심발공에 적용하는 표준패턴도에서와 같이 도 36의 기존 부이-컷트와 비슷한 공수를 가지며, 진동의 제한에 여유로운 현장인 일반터널의 장공발파에 많이 사용하는 도 37의 번(Burn, Parallel)-컷트(Cut)보다는 상대적인 공수가 적으면서도 심발공부근을 확실한 굴진율을 갖는 도 39 및 도 42에서와 같은 공간격(S)을 사용폭약의 종류와 공경이 가지는 일반적인 저항선(W, 혹은 D)의 1/2 내지 1/7W를 사용하는 집중장약의 원리와 저항선(W, D)을 도 42에서와 같이 저항선을 0.25m→0.35m →1m, 1.2m로 점진적 늘리는 스파이럴 컷트의 원리를 복합시켜서 확실한 굴진장을 획득하게 되는 것이다. 도 35는 34의 대구경 제어발파 시험을 통하여 굴진율이 첫째 사각형(1’square)공과 둘째 사각형(2’square) 발파공에서 100%이상임을 가상한 것이고 실제로도 그렇게 나타났다. 이에 ‘몰발’이라고 하는 집중장약의 원리 등을 조합한 도 42와 같은 방법으로 시공한다면 100%의 굴진율 면적은 더 넓어지게 된다.

또 다른 방향에서 검토하면, 터널막장면에 발파후 버럭치우는 과정에서 막장면의 낙석예방 및 다음막장 점보 드릴 천공의 자리잡기가 원할하도록 막장면을 긁어낸다(scrape). 긁어낸 막장면에는 전회발파로 인한 눈에 보이지 않는 막장면 진행 방향으로 실금이 존재하는 것이다. 즉 ‘화약 냄새를 맡아도 파괴가 잘 된다.’는 말들은 부레카 등으로 막장면을 정리한 상테에서 새로이 발파하는 것보다는 훨씬 잘된다는 것을 의미한다. 이러한 것을 고려하면, 터널설계에서 1.1m 내지 4.4m 천공에 1.0m 내지 4.0m 굴진이 아니라 1.0m 내지 4.5m 천공에 1.0m 내지 4.5m 굴진장으로 설계 및 시공할 수 있기 때문이다. 번 캇트(BURN-CUT)나 부이 컷트(V-CUT)에서의 굴진율은 대구경 굴진 후의 굴진보다 떨어지기 때문에 동일한 굴진장으로 설계한다는 것은 공사비의 과잉설계가 되는 것이다. 도 33 및 도 39를 응용하여 대구경공과 더불어 공과공사이의 간격(S) 좁히는 집중 장약의 원리와 더불어 나선형(Spiral)-Cut까지 조합하면, 제어발파 구간뿐만 아니라 일반 발파작업에서도 장약공이 적으면서 경제성 굴착을 할 수 있기 때문이다. 그것은 대구경공이 큼으로 작업이 기존보다는 단순하기 때문에 현장 작업원이 좋아하는 이유이다.

또한 터널굴착작업에 있어서 현실적이고 실무적인 차원에서 작업방법검토를 하면, V-Cut나 Burn-Cut(parallel-Cut) 등에서 심발공의 굴진장에 따라서 최외곽공 및 바닥공까지의 굴진장이 형성됨에 있어서, 경암 구역에서 심발공의 굴진장 이상은 굴착되지 않는다. 보통은 심발구역보다는 경암구역에서 심발공 다음으로 멀어질수록 50내지 150mm전후 굴진장이 적어지게 된다. 그러면 다음막장 천공시 외곽공이나 조금 덜 굴진된 굴착면을 기준으로 다음 막장 천공 깊이를 설정하여 천공하는 것이 아니라 심발주변공의 굴착면기준(터널 굴착면의 1/2 면적 전후)으로 작업한다는 것이다. 그것은 점보드릴 천공기사가 심발주변공에서 천공 굴진장 막장면쪽의 공저(천공장의 제일 깊이 들어간 위치의 면)인 배면에 대한 천공 도달점 깊이인 공저면 설정을 하면, 주변 확대공들의 천공 가능 깊이는 그 배면 이상을 천공하지 못하도록 설정(셋팅)이 된다. 앞에서 기술한 대로 막장면에는 전회발파로 인한 눈에 보이지 않는 막장면 진행방향으로 200㎜전후 실금(화약 냄새, 속멍, 멍)이 존재하므로 심발부근공보다 약간 천공장이 길어도 심발주변확대공 등의 표준약량으로 충분한 파괴가 이루어진다. 이러한 식으로 반복하면 심발주변공의 굴진율이 매우 중요한 것이다. 그러므로 본 대구경 굴진율은 이전의 항에서 검토된 100% 설정하여도 상대적으로 적합하다. 또한 대구경공을 100m이상 보링 후에 일반 발파의 경제성 검토에서 대구경쪽이 유리하면 당연히 현장에서는 선호하겠지만, 아무리 그럴듯한 방법이라도 상대적인 경제성 없으면 사용치 않을 것이다. 이에 그 장점들을 논하면, 첫째는 굴진율이 최상이며, 둘째는 작업이 단순(simple)하다. 즉 Φ109㎜ 공을 이용한 Burn-Cut(parallel-Cut)나 V-Cut 보다 복잡하지 않으며, 약간의 천공오차가 있어도 된다는 것이다. 셋째는 도 37을 도 39로 설계함에 따라서, 도 40에서와같이 Burn-Cut (parallel-Cut)보다 한 막장에 8개 전후의 공수가 적다는 것이다. 그러나 대구경공의 추가경비가 발생하는 큰 단점이다. 약간의 진동 저감이 필요한 구간에서는 당연히 적용되겠지만, 일반 발파구간에서의 경제성 여부는 여러 현장 시험에 의하여 선호 여부가 나타날 것이며, 공법을 갖고서 신기술 지정받을 때 필요한 것이 될 것이고, 보편화 여부는 그때 여러 복합요인을 고려하여 현장인 들의 선호도 등의 작업성(좋으면 할 것이고 경제성 없으면 배제할 것임)에 따라서 사용 여부가 결정될 것이다.

100: 해머
200: 로드
800: 보호 캡부
1000: 방향 보정판 팁
1100: 고정 와샤 캡
2000: 체결 부재

Claims (8)

1. 보링 장비의 해머를 덮도록 결합된 보호 캡부;
   상기 보호 캡부의 원호 외곽에 위치하는 적어도 4개의 방향 보정판 팁;
   상기 해머와 상기 보호 캡부 간의 틈의 유동을 제어하는 고정 와샤 캡; 및
   상기 보호 캡부 및 상기 보정판 팁을 상기 해머에 착탈 가능하게 체결하는 체결 부재를 포함하며,
   상기 보호 캡부 및 연결로드 최외곽에 체결(부착)하는 상기 방향 보정판 팁의 형태 및 크기는, 상기 보호 캡부 외경(Φ) 원호면에 밀착되게 적합한 호(곡선)를 갖게 하고, 덮개 면에 결합했을 시에 그 바깥면의 원호경(Φ)의 직경이 보링경(Φ)보다 2㎜내지 수 ㎜ 적게 하고, 보링 직경에 따라서 직선형 혹은 나선형인 두께(t)가 20㎜내지 80㎜이며, 보정판 팁의 원호 길이(W)가 50㎜내지 200㎜이고, 보정판 팁의 수직 길이가 200㎜ 내지 1500㎜를 갖는 다양한 보정판 팁을 상기 체결 부재로서 볼트식에 의하여 착탈식 방법으로 하는 착탈식 보정판 팁구조.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 상기 방향 보정판 팁은 마모성이 적고 견고한 재료를 사용하여, 열이 식은 후의 축소를 고려한 목형이나 혹은 알미늄 형판을 만들어 주물을 부어 만들고 열처리하는 과정을 거쳐 제작하는 착탈식 보정판 팁 구조.
4. 제1 항에서, 상기 방향 보정판 팁은 마모성이 적고 견고한 재료를 사용하여, 보정판 재료를 열처리 가능한 원형 고강 파이프를 선반 등에서 볼트 암나사와 복스 공구 사용을 위한 구멍파기와 크기 및 내 외경 원형에 맞게 가공 완료 후에 열처리함으로써 제작하는 착탈식 보정판 팁 구조.
5. 제1 항에 있어서, 상기 보링경은 Φ300㎜ 내지 Φ700㎜ 범위의 수평 보링 공경을 포함하는 착탈식 보정판 팁 구조.
6. 외부로부터 공기 및 물을 유입받는 분리가능하게 상호 연결되는 다수의 로드;
   상기 다수의 로드로부터 유입되는 상기 공기에 의해 회전 진동 운동하는 해머;
   상기 해머를 덮도록 결합된 보호 캡부, 상기 보호 캡부의 원호 외곽에 위치하는 적어도 4개의 방향 보정판 팁, 상기 해머와 상기 보호 캡부 간의 틈의 유동을 제어하는 고정 와셔 캡, 및 상기 보호 캡부 및 상기 보정판 팁을 상기 해머에 착탈 가능하게 체결하는 체결 부재를 구비한 착탈식 보정판 팁 구조;
   상기 다수의 로드 중의 하나에 분리가능하게 결합되어 상기 다수의 로드에 동력을 제공하는 추진 몸체;
   3 분할 구성되어 상기 다수의 로드, 상기 해머, 상기 추진 몸체를 지지하는 레일식 받침대;
   상기 다수의 로드의 하나를 상기 추진 몸체에 체결하는 체결부; 및
   상기 다수의 로드를 상호 연결하는 연결부를 포함하며,
   상기 보호 캡부 및 연결로드 최외곽에 체결(부착)하는 상기 방향 보정판 팁의 형태 및 크기는, 상기 보호 캡부 외경(Φ) 원호면에 밀착되게 적합한 호(곡선)를 갖게 하고, 덮개 면에 결합했을 시에 그 바깥면의 원호경(Φ)의 직경이 보링경(Φ)보다 2㎜내지 수 ㎜ 적게 하고, 보링 직경에 따라서 직선형 혹은 나선형인 두께(t)가 20㎜내지 80㎜이며, 보정판 팁의 원호 길이(W)가 50㎜내지 200㎜이고, 보정판 팁의 수직 길이가 200㎜ 내지 1500㎜를 갖는 다양한 보정판 팁을 상기 체결 부재로서 볼트식에 의하여 착탈식 방법으로 하는 수평 보링 추진 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 다수의 로드는 제1 로드 및 적어도 하나의 제2 로드를 포함하고,
   상기 추진 몸체는 선 대구경보링에서 스키드식에 의한 보링 작업에 따른 회전이나 전후진의 주요 동력을 제공하는 엔진;
   물 및 공기를 상기 다수의 호스 또는 로드를 통하여 상기 해머에 공급하는 공급부;
   상기 엔진으로부터의 동력을 상기 다수의 로드로 전달하거나 차단하는 클러치;
   상기 엔진으로부터 동력을 전달받아 토크를 가변시키는 변속기;
   상기 회전동력을 느리게하여 힘을 증가시키는 싸이크로 감속기; 및
   상기 변속기와 상기 싸이크로 감속기 사이에 형성되는 고무 커플링 충격 흡수부를 포함하는 수평 보링 추진 장치.
8. 제6 항 또는 제7 항에 따른 수평 보링 추진 장치와 접목하여 대구경으로 장공 수평보링작업 하는 단계와 이를 이용하여 일반 발파구역에 대구경-컷트(PLHBM) 및 집중장약의 원리나 나선형 (Spiral cut) 등을 활용하는 발파 공법.

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