KR102037442B1 - Boring machine for reinforcing multiple layered embanked bed of rail - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토목 구조물의 보수보강기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성토를 통해 형성한 철도 노반을 천공하기 위한 천공장비 및 이를 이용한 보강방법에 관한 것이다. The present invention relates to repair and reinforcement technology of civil engineering structures, and more particularly, to a perforation equipment and a reinforcing method using the same for drilling a railway roadbed formed through fill.
철도 성토 노반은 복수의 층을 적층하여 형성한다. Railroad fillet is formed by stacking a plurality of layers.
도 1은 철도용 성토 노반의 개략적 단면도이다. 도 1을 참고하면, 성토 노반(9)은 자갈 등의 굵은 골재를 이용한 암성토부(1)가 지반 위에 형성되고, 그 위에 토사를 다짐한 흙성토부(2)가 적층된다. 흙성토부(2) 위에는 다시 골재를 충진한 강화노반층(3)이 적층된다. 강화노반층(3) 위에는 일반적으로 무근 콘크리트층(4)이 깔리고, 그 위에 철근 콘크리트층(5)을 설치한다. 마지막으로 철근콘크리트층(5) 위에 침목(미도시)과 레일(6)을 설치한다. 1 is a schematic cross-sectional view of a fillet roadbed for railways. Referring to FIG. 1, in the
상기한 바와 같이, 철도용 성토 노반은 이종의 재료를 적층하여 다층 구조를 형성한다. 도 1에서는 성토 노반이 암성토부(1)와 흙성토부(2), 강화노반(3) 등으로 이루어진 것으로 도시하였지만, 지반의 상태나 조건에 따라 성토부는 보다 많은 층으로 구성될 수도 있다. 철도 노반과 마찬가지로 고속도로용 노반도 이종 재료가 순차적으로 적층되어 다층 구조를 이루고 있다. As described above, the railway subgrade is stacked with different materials to form a multilayer structure. In FIG. 1, the soil subgrade is composed of a
성토 노반은 설치시에 성토부에 대한 다짐이 충분하지 않거나, 시공을 급하게 진행하는 경우 설계시의 높이와 강도를 유지하지 못하고 노반이 침하되는 문제가 종종 발생한다. 또한 시공 과정에 문제가 없더라도, 장기간 사용하는 경우 절기에 따라 수분이 얼었다 녹았다를 반복하는 동결융해과정에서 성토부의 압밀도가 저하되고 연약화되면서 침하가 발생할 수 있다. Filled roadbed is not enough compaction at the time of installation, or if the construction is in a hurry, the problem of the height and strength at the time of design, the roadbed is often settled. In addition, even if there is no problem in the construction process, in the case of long-term use, the freezing and melting process repeatedly freezes and melts depending on the season, the compaction of the fill area is reduced and softened, settlement may occur.
상기한 바와 같이 성토 노반 침하 등이 발생하는 경우 철도 레일부의 높낮이가 변경되어 철도의 안전 운행의 위험 요소로 작용한다. 이에 성토 노반에 대한 일상적 모니터링과 함께, 연약화된 부분에 대한 보강이 필요하다. 철도 노반의 보강은 보강부위에 천공홀을 형성한 후, 시멘트를 주재료로 하는 그라우트재를 주입하는 방식으로 이루어진다. As described above, when the sedimentary subgrade settlement occurs, the height of the railway rail is changed, which acts as a risk factor for the safe operation of the railway. Therefore, it is necessary to reinforce the weakened parts along with daily monitoring of the fillbed. The reinforcement of the railway roadbed is made by injecting grout material with cement as the main material after forming a hole in the reinforcement part.
철도 노반에 대한 보강에는 2가지 어려움이 따른다. Reinforcement of railway roadbeds involves two difficulties.
첫 째, 철도라는 특수한 환경으로 인해 보강이 필요한 지점까지 중장비인 천공장치를 이동하는 것이 어렵다. 철도 주변에 도로가 인접해 있는 경우가 많지 않을 뿐만 아니라, 도로가 인접해 있어도 철도 보호 시설물이 장애물로 작용하며, 성토 노반은 위로 솟아 있기 때문에 접근 자체가 매우 어렵다. 도로를 이용하지 않는다면, 철도 레일을 통해 천공장비를 이동시켜야 하는데, 철로를 보수하는 전문 궤도차량은 무거운 천공장치를 장착하기에는 용량, 크기, 파워가 모두 부족하다. First, due to the special environment of railroads, it is difficult to move heavy mills to the point where reinforcement is needed. Not only are roads adjacent to railroads often adjacent, but railroad protection facilities act as obstacles even when roads are adjacent, and the access road is very difficult because the fillet roadbed rises upward. If roads are not used, drilling equipment must be moved through railroad rails, and specialized track cars that repair railroads lack capacity, size, and power to fit heavy mills.
철도 노반 보강은 기차가 지나지 않는 시간에 신속하게 이루어져야 하는데 천공장비의 이송과 설치가 용이하지 않다는 것은 현장에서 큰 어려움으로 남아 있다. The railway roadbed reinforcement must be done quickly in the time when the train is not over, but it is difficult to transport and install the drilling equipment.
두 번째 문제는 성토노반이 이종의 재료로 다단으로 적층되어 있다는 점에 기인한다. 즉 성토 노반의 각 층을 이루는 재료가 모두 다름에도 그 특성을 반영하지 않고 각 층에 모두 동일한 그라우트재를 주입한다. 굵은 자갈로 이루어진 암성토층은 공극이 크게 형성되므로 그라우트재의 주입이 원활하지만, 흙성토층은 공극이 작아 그라우트재의 침투가 원활하지 않을 수 있다. 흙성토층에 대하여 주입이 원활하지 못하면 주입 압력을 높여서 주입을 하게 되는데, 이 경우 저압의 침투 주입이 아니라 이른바 고압의 '할렬 주입'이 이루어져 문제가 된다. 할렬 주입이란 그라우트재를 고압으로 밀어 노반에 균열을 형성하면서 주입을 시도하는 방식을 말한다. 할렬주입은 성토 노반에 균열이 발생시키므로 바람직하지 않다. The second problem is due to the fact that Sungtoban is stacked in multiple layers of different materials. In other words, the same grout material is injected into each layer without reflecting its characteristics even though the materials of each layer of the fillbed are different. Dark soil layer made of coarse gravel is large pores are formed so that the injection of grout material is smooth, but soil soil layer may not be smoothly penetrated the grout material. If the soil is not smoothly injected into the soil layer, the injection pressure is increased by increasing the injection pressure. Split injection refers to a method in which the grout material is pushed to a high pressure to attempt to inject while forming cracks in the roadbed. Split injection is not preferable because cracking occurs in the fillbed.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철로에서의 이동이 용이할 뿐만 아니라, 보강 부위에 따라 다양한 각도와 자세로 천공을 수행할 수 있는 천공장비를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, it is not only easy to move in the track, but also to provide a drilling equipment that can perform the drilling at various angles and postures depending on the reinforcement site.
또한 본 발명에서는 상기한 천공장비를 이용하여 천공을 수행한 후, 성토 노반의 각 층별로 서로 다른 그라우트재를 주입할 수 있어 보강 효율이 향상된 성토 노반 보강공법을 제공하는데 목적이 있다. In addition, in the present invention, after performing the drilling by using the above-mentioned drilling equipment, it is an object to provide a filling subgrade reinforcement method can improve the reinforcing efficiency by injecting different grout material for each layer of the fillet subgrade.
한편, 본 발명에서 명시되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other objects not specified in the present invention will be further considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도 성토노반 천공장비는, 철도를 따라 이동가능하며, 수평면에서 회전가능한 본체부와, 상기 본체부에 결합되어 상하방향으로 이동가능한 암부를 구비하는 굴삭기; 상하방향으로 이동가능하여 상기 성토노반을 드릴링하며, 상기 암부와 평행한 제1평면상에서 회전가능하게 상기 굴삭기에 결합되며, 상기 제1평면과 교차되는 제2평면상에서 회전가능한 드릴링유닛; 및 상기 드릴링유닛을 제1평면과 제2평면 상에서 회전가능하게 하는 자세조절유닛;을 구비하는데 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a railroad santoban drilling equipment, an excavator having a main body rotatable in a horizontal plane, a rotatable arm coupled to the main body and movable up and down; A drilling unit rotatably coupled to the excavator and rotatable on a first plane parallel to the arm, the drilling unit being movable in a vertical direction and rotatable on a second plane intersecting the first plane; And a posture adjusting unit configured to rotate the drilling unit on a first plane and a second plane.
본 발명에 따르면 상기 굴삭기의 본체의 전면과 후면에 각각 결합되는 것으로서, 철도 양측의 레일에 각각 구름접촉하는 한 쌍의 롤러부와, 상기 한 쌍의 롤러부의 상호 마주보는 측면에 형성되며 상기 롤러부가 철도 레일로부터 이탈되는 것을 방지하도록 돌출되게 형성되는 환형의 플랜지부를 구비하는 가이드롤러를 더 구비하는 것이 바람직하다. According to the present invention, respectively coupled to the front and rear of the main body of the excavator, a pair of rollers each rolling contact with the rails on both sides of the rail, and formed on the mutually opposite side of the pair of rollers and the rollers It is preferable to further provide a guide roller having an annular flange formed to protrude so as to prevent the rail from being separated from the railway rail.
여기서 가이드롤러는 실린더에 의하여 상하로 이동가능하하며, 상기 실린더의 작동에 따라 상기 가이드롤러는 상하로 이동하여 상기 레일에 접촉되거나 이격될 수 있다. Here, the guide roller is movable up and down by a cylinder, the guide roller may be moved up and down in contact with the rail or spaced apart by the operation of the cylinder.
본 발명의 일 예에서, 상기 자세조절유닛은 일측은 상기 굴삭기에 회전가능하게 결합되고, 타단은 상기 드릴링유닛에 회전가능하게 결합되는 제1실린더를 구비하여, 상기 제1실린더의 피스톤의 돌출 및 삽입에 따라 상기 드릴링유닛은 상기 제1평면 상에서 회전가능하다. In one embodiment of the present invention, the posture adjusting unit has a first cylinder rotatably coupled to the excavator, one end is rotatably coupled to the drilling unit, the protrusion of the piston of the first cylinder and Upon insertion the drilling unit is rotatable on the first plane.
또한 상기 자세조절유닛은 일측은 상기 굴삭기에 회전가능하게 결합되고, 타단은 상기 드릴링유닛에 회전가능하게 결합되는 제2실린더를 구비하여, 상기 제2실린더의 피스톤의 돌출 및 삽입에 따라 상기 드릴링유닛은 상기 제2평면 상에서 회전가능하다. In addition, the posture adjusting unit has a second cylinder rotatably coupled to one side of the excavator, the other end is rotatably coupled to the drilling unit, the drilling unit according to the protrusion and insertion of the piston of the second cylinder Is rotatable on the second plane.
본 발명에서는 굴삭기에 드릴링유닛을 장착한 것으로서, 굴삭기를 개조하여 철로 위를 안전하게 통행할 수 있어 보수보강이 필요한 철도 성토 노반에 접근이 용이하다는 이점이 있다. In the present invention is equipped with a drilling unit in the excavator, it is possible to safely pass on the railroad by modifying the excavator has the advantage of easy access to the railway fillet road required maintenance reinforcement.
무엇보다도 본 발명에서는 천공기가 직교좌표계 상의 XY평면, YZ평면 및 XZ 평면에서 각각 회전가능하며, 높이도 조절 가능하므로 천공기를 원하는 각도와 자세로 자유롭게 설정할 수 있다는 이점이 있다. 이를 통해 보수보강이 필요한 영역을 정확하게 천공하여 보수보강이 원활하고 신속하게 이루어질 수 있다. Above all, in the present invention, since the perforator is rotatable in the XY plane, the YZ plane and the XZ plane on the Cartesian coordinate system, and the height is also adjustable, there is an advantage that the perforator can be freely set to a desired angle and posture. Through this, it is possible to smoothly and quickly perform the reinforcement by precisely drilling the area requiring the reinforcement.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 해도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned herein, it is added that the effects described in the following specification and the provisional effects expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 철도용 성토 노반의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 천공장비의 개략적 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 천공장비를 앞에서 본 것으로서, 드릴링유닛만을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 천공장비의 가이드롤러를 설명하기 위한 개략적 후면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 가이드롤러가 레일에 얹어진 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 천공장비의 제1평면 상에서의 드릴링유닛의 자세 변화를 설명하기 위하여 철로의 정면에서 바라본 도면이다.
도 7은 천공장비의 제2평면 상에서의 드릴링유닛의 자세 변화를 설명하기 위해 철로의 측면에서 바라본 도면이다.
도 8은 천공장비의 보강 반경을 설명하기 위하여 위에서 바라본 개략적 평면도이다.
도 9는 성토 노반에 천공홀을 형성하고 다채널 주입관을 설치한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 10은 성토 노반의 각 층별로 서로 다른 주입재가 주입된 상태를 보여주는 단면도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a schematic cross-sectional view of a fillbed roadbed for railway.
2 is a schematic side view of a drilling tool according to the present invention.
3 is a view showing the drilling equipment shown in FIG. 2 from the front, showing only a drilling unit.
4 is a schematic rear view for explaining the guide roller of the drilling equipment shown in FIG.
5 is a cross-sectional view showing a state in which the guide roller shown in FIG. 4 is mounted on a rail.
Figure 6 is a view from the front of the track to explain the change in attitude of the drilling unit on the first plane of the drilling equipment.
FIG. 7 is a view from the side of the railway line for explaining the change in posture of the drilling unit on the second plane of the drilling rig
8 is a schematic plan view from above to illustrate the reinforcement radius of the drilling machine.
9 is a cross-sectional view showing a state in which a perforation hole is formed in a fill bed and a multi-channel injection tube is installed.
10 is a cross-sectional view illustrating a state in which different injection materials are injected for each layer of the fillbed.
The accompanying drawings show that they are illustrated as a reference for understanding the technical idea of the present invention, by which the scope of the present invention is not limited.
본 발명은 철도 성토 노반을 천공하는데 사용하는 천공장비에 관한 것이다. 종래기술에서도 설명하였지만, 성토 노반에 그라우트재를 주입하여 보강하기 위해서는 먼저 천공을 수행해야 하는데, 철로라는 특수한 환경으로 인해 천공장치의 이송이 용이하지 않고, 철도 환경에 적합한 천공장비 역시 마련되어 있지 않았다. 본 발명은 철로에서 이동가능하며, 다양한 자세와 각도로 성토 노반을 천공할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention relates to a drilling equipment used to drill railroad fillet roadbed. Although described in the prior art, in order to inject and reinforce the grout material in the fillet, the drilling must be performed first. Due to the special environment of the railway, the drilling device is not easily transported, and drilling equipment suitable for the railway environment has not been provided. The present invention is to provide a device that is movable in the track, and can drill the fill roadbed in various postures and angles.
즉, 본 발명에서는 굴삭기를 철로 통행이 가능하게 개조하여 이송장비로 활용하며, 천공기를 굴삭기에 탑재하되 다양한 자세와 각도로 천공을 수행할 수 있는 천공장비를 제공한다. In other words, in the present invention, the excavator is used to transport the railway to be used as a transport equipment, and the drilling machine is mounted on the excavator to provide drilling equipment that can perform drilling at various postures and angles.
본 발명은 주로 철도 성토 노반에 사용하기 위한 것이지만, 본 발명이 반드시 철도 노반에만 적용되는 것은 아니며 일반 도로 노반 등에서도 사용가능하다는 것을 밝혀둔다. The present invention is mainly intended for use in railway fillets, but it is noted that the present invention is not necessarily applied only to railway roadbeds and can also be used in general roadbeds.
이하, 첨부한 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 철도 성토노반 천공장비(이하, '천공장비'라 함)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail with respect to the railway santoban drilling equipment (hereinafter referred to as 'puncture equipment') according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured by the person skilled in the art with respect to the related well-known functions, the detailed description will be omitted.
도 2는 본 발명에 따른 천공장비의 개략적 측면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 천공장비를 앞에서 본 것으로서, 드릴링유닛만을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 천공장비의 가이드롤러를 설명하기 위한 개략적 후면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 가이드롤러가 레일에 얹어진 상태를 나타낸 단면도이다. Figure 2 is a schematic side view of the drilling equipment according to the present invention, Figure 3 is a front view of the drilling equipment shown in Figure 2, showing a drilling unit only, Figure 4 is a guide roller of the drilling equipment shown in Figure 2 It is a schematic rear view for demonstrating, FIG. 5 is sectional drawing which shows the state which the guide roller shown in FIG. 4 mounted on the rail.
도면을 참고하면, 본 발명에 따른 천공장비(100)는 굴삭기(50)와 드릴링유닛(60)을 구비한다. Referring to the drawings, the
굴삭기(50)는 이송장비로 활용한다. 굴삭기(50)는 본체부(10)와 암부(40)를 구비한다. 본체부(10)는 바퀴(11)가 장착되어 있는 프레임(20)을 구비한다. 굴삭기 중에는 바퀴가 아니라 무한궤도가 설치된 것이 있지만, 본 예에서는 이송 속도와 철로의 손상가능성을 우려하여 바퀴가 달린 굴삭기를 사용한다. 프레임(20) 상부에는 수평면을 따라 회전가능한 바디부(30)가 결합된다. 암부(40)는 복수의 분절이 링크구조로 연결되며 실린더-피스톤(미도시)에 의하여 상하방향으로 이동가능하다. 암부(40)의 말단에는 버켓이 부착되지만, 본 장비는 굴착을 위한 것이 아니므로 버켓은 분리시켜 놓은 상태로 사용하는 것이 일반적이다. 굴삭기(50)는 널리 알려진 장비이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
굴삭기(50)의 바퀴 사이의 거리는 철로(r) 사이의 거리와 거의 일치하므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 굴삭기(50)는 철로(r) 위에 얹어져 철로 위로 다닐 수 있다. 그러나 사용자의 부주의 등으로 굴삭기(50)가 철로(r)를 이탈할 수 있는 바, 본 실시예에서는 가이드롤러를 통해 위험을 방지한다. 가이드롤러는 굴삭기(50)의 전면과 후면에 각각 설치된다. Since the distance between the wheels of the
가이드롤러는 한 쌍의 롤러부(21)와, 롤러부(21) 사이를 연결하는 연결축(22)을 구비한다. 한 쌍의 롤러부(21)는 철로(r) 위에 얹어져 굴삭기가 이동시 철로(r)와 구름접촉 된다. 한 쌍의 롤러부(21)의 마주보는 내측면에는 환형의 플랜지부(23)가 마련된다. 이 플랜지부(23)는 도 5에 도시된 바와 같이 철로(r)의 측면까지 연장될 수 있도록 롤러부(21)보다 반경이 크게 형성된다. 플랜지부(23)가 철로(r)의 각 내측면과 마주하고 있으므로, 굴삭기(50)가 궤도를 이탈하는 것이 방지된다. The guide roller has a pair of
가이드롤러는 철로를 다닐때에만 사용하는 것이므로, 평상시에는 지면과 접초되지 않도록 상방으로 위치를 변경할 수 있어야 한다. 이를 위하여 본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 실린더(24)를 구비한다. 실린더(24)의 일단은 회전축(26)을 기준으로 제자리에서 회동가능하게 굴삭기(50)에 결합된다. 실린더(24)는 2포트 유압실린더로서 유압이 인가됨에 따라 피스톤(25)이 돌출 및 삽입된다. 롤러부(21)는 회전링크구조(29)에 결합되며, 피스톤(25)은 회전링크구조(29)에 결합된다. 실린더(24)가 작동하여 피스톤(25)이 돌출되면서 회전링크구조(29)를 매개로 한 쌍의 롤러부(21)가 하방으로 이동하여 철로와 접하게 된다. 이 때 실린더(24)와 회전축(26)을 중심으로 약간 회전될 수 있다. 반대로 피스톤(25)이 실린더(24) 내부로 삽입되면 한 쌍의 롤러부(21)는 상방으로 이동하여 철로로부터 떨어진다. 본 발명의 일 예에서는 피스톤(25)의 왕복 동작을 한 쌍의 롤러부(61)의 승하강 동작으로 변환하는 회전링크구조(69)를 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 개발하여 사용하였다. Since the guide roller is used only when traveling on railroads, it should be able to change its position upward so that it does not come into contact with the ground. To this end, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a pair of
드릴링유닛(60)은 후술하는 자세조절유닛(90)을 매개로 굴삭기(50)의 암부(40)에 결합된다. 드릴링유닛(60)은 상하방향으로 길게 형성된 프레임(61)과 천공기(70)를 구비한다. 프레임(61)의 하측에는 관통공(62)이 형성된 플레이트(63)가 일측으로 돌출되게 배치된다. 플레이트(63)는 천공되는 지면 또는 노반에 정착된다. 또한 천공기(70)는 프레임(61)에 마련된 가이드부(62)를 따라 상하방향으로 이동가능하다. 천공기(70)의 하부에는 굴착비트가 장착된 로드(미도시, rod)가 연결되며, 로드는 플레이트(62)의 관통공(63)을 통해 노반에 삽입되어 천공을 수행한다. 드릴링유닛은 그 구성이 다양하고 공지의 부재이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에서 착안한 점은 기존의 드릴링유닛을 그대로 사용할 수 있게 하여 경제성을 향상시킨 것과 함께, 철도 환경에 맞게 기존 드릴링유닛의 자세를 자유롭게 변경될 수 있게 한 점이다.
드릴링유닛(60)의 자유로운 자세 변경은 굴삭기(50)와 자세조절유닛(90)에 의하여 구현된다. 먼저 드릴링유닛(60)은 굴삭기(50)의 암부(40)에 결합되므로, 굴삭기 바디부(30)의 수평면 상에서의 회전에 따라 평면상에서의 위치이동이 가능하다. 또한 암부(40)의 작동에 따라 상하방향으로 높이 조절이 가능하다. 굴삭기(50)를 이용함으로써, 굴삭기(50)의 회전 및 높이조절 기능을 그대로 사용할 수 있다. The free posture change of the
수평면상에서의 회전 이동과 높이조절은 굴삭기에 의해서 이루어지며, 수직한 방향(경사진 방향 포함)에 따른 회전은 자세조절유닛(90)에 의하여 구현된다. Rotational movement and height adjustment on the horizontal plane is made by an excavator, the rotation in the vertical direction (including inclined direction) is implemented by the posture adjustment unit 90.
자세조절유닛(90)은 제1실린더(81)와 제2실린더(85) 및 조인트유닛(95)을 구비한다. 먼저 조인트유닛(95)은 드릴링유닛(60)에 결합되는 제1부재(91)와, 회동축(92)을 매개로 제1부재(91)의 일단에 회전가능하게 결합되는 제2부재(93)를 구비한다. 제2부재(93)의 타단은 굴삭기의 암부(40)측에 베어링(94)을 매개로 회동가능하게 결합된다. 결국 드릴링유닛(60)은 베어링(94)과 조인트유닛(95)에 의하여 굴삭기의 암부(40)에 결합된다. The posture adjusting unit 90 includes a
도 2에 도시된 바와 같이, 제1실린더(81)는 굴삭기 암부(40)에 a방향을 따라 회동가능하게 결합된다. 제1실린더의 피스톤(82)은 드릴링유닛(60)에 회동가능하게 결합된다. 보다 구체적으로 피스톤(82)은 제2부재(83)에 회동가능하게 결합된다. 제1실린더(81)가 작동하여 피스톤(82)이 돌출 및 삽입되면 피스톤(82)이 제2부재(83)를 밀거나 당기게 되고, 제2부재(83)에 결합되어 있는 드릴링유닛(60)도 결국 밀거나 당겨진다. 결국 드릴링유닛(60)은 암부(40)에 결합된 베어링(94)을 회동포인트로 하여 수직한 제1평면 상에서 회전될 수 있다. 도면에서 a로 표시된 방향이 제1평면 상에서의 회전방향을 나타낸다. As shown in FIG. 2, the
또한 천공장비(100)의 정면도가 도시된 도 3을 참고하면, 제2실린더(85)의 일단은 조인트유닛(92)의 제2부재(93)에 결합될 수 있다. 반드시 제2부재에 결합되어야 하는 것은 아니고, 굴삭기(50)의 암부(40) 측에 회동가능하게 결합되어 있으면 된다. 그리고 제2실린더(85)의 피스톤(86)은 드릴링유닛(60)에 회동가능하게 결합된다. 제2실린더(85)의 작동에 따라 피스톤(86)이 돌출 및 삽입되면, 드릴링유닛(60)은 앞의 제1평면과 교차되는 제2평면 상에서 b로 표시된 방향을 따라 회동될 수 있다. In addition, referring to FIG. 3, which is a front view of the
제1평면과 제2평면은 나란하지 않고 상호 교차된 평면이다. 제1실린더(81)에 의하여 드릴링유닛(60)이 회전되는 제1평면은 도 2와 같이 굴삭기 암부(40)가 배치된 평면과 나란한 평면이며 대략 수직한 평면이 된다. 굴삭기(50)가 수평방향으로 회전되는 평면을 직교좌표계 상의 XY평면이라고 하면, 제1평면은 대략 XZ평면이라고 할 수 있다. 그리고 제2평면은 YZ 평면이라고 할 수 있다. The first plane and the second plane are planes which are not parallel to each other and cross each other. The first plane in which the
즉, 본 발명에서 드릴링유닛(60)은 굴삭기에 의해 XY평면상에서 회전하고 높이조절이 가능하며, 제1실린더(81)와 제2실린더(85)에 의하여 각각 XZ평면과, YZ평면 상에서 회전이 가능하다. That is, in the present invention, the
드릴링유닛(60)의 전체적인 위치 및 자세 변경은 도 6 내지 도 8에 간략하게 나타나 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 드릴링유닛(60)은 굴삭기의 중심점을 기준으로 회전반경을 따라 정해지는 원이 천공 가능한 영역으로 정해진다. 물론 암(40)의 링크구조에 의하여 도 8의 원의 내부도 천공이 가능한 영역이다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이 수직한 제1평면 상에서 회전을 통해 천공 각도의 변경이 가능하며, 도 7에 도시된 바와 같이 제2평면 상에서 회전을 통해 천공 각도의 변경이 가능하다. The overall position and attitude change of the
철도 노반은 복수의 층으로 이루어지므로 천공장치의 위치, 자세 및 각도 변경은 매우 중요하다. 즉, 노반의 모든 층(1,2,3)에서 그라우트재의 주입이 필요한 경우 천공 각도가 도 6의 좌측과 같이 모든 층을 통과할 수 있도록 해야 한다. 그러나 하부의 2개 층(1,2)만 보강이 필요한 경우 도 6의 우측과 같이 천공 각도를 형성할 수도 있다. 또한, 각 층별로 보강 부위가 어디에 위치하는지에 따라서 천공 각도가 조절되어야 한다. Since the railway roadbed consists of a plurality of floors, it is very important to change the position, posture and angle of the drilling device. That is, when injection of grout material is required in all the
이렇게 철도 노반에서는 보강부위가 매우 다양한 양태로 나타나기 때문에, 천공 위치, 각도 및 자세를 설정하는 것은 매우 중요하다. 본 발명과 같이 XY, YZ, XZ 평면상에서 드릴링유닛(60)이 각각 회전할 수 있고, 높이 조절이 가능해야만 위와 같이 자유롭게 자세를 설정할 수 있다. In this way, since the reinforcement part appears in various ways in the railway roadbed, it is very important to set the drilling position, angle, and posture.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 천공장비는 굴삭기에 드릴링유닛을 장착한 것으로서, 굴삭기를 개조하여 철로 위를 안전하게 통행할 수 있어 보수보강이 필요한 철도 성토 노반에 접근이 용이하다는 이점이 있다. As described above, the drilling equipment according to the present invention is equipped with a drilling unit in the excavator, it is possible to safely pass on the railway tracks by modifying the excavator has the advantage of easy access to the railway fillet roads requiring maintenance reinforcement.
무엇보다도 본 발명에서는 천공기가 직교좌표계 상의 XY평면, YZ평면 및 XZ 평면에서 각각 회전가능하며, 위치와 높이도 조절 가능하다. 이에 따라 천공기를 원하는 위치, 각도 및 자세로 자유롭게 설정할 수 있다는 이점이 있다. 이를 통해 보수보강이 필요한 영역을 정확하게 천공하여 보수보강이 원활하고 신속하게 이루어질 수 있다. Above all, in the present invention, the perforator is rotatable in the XY plane, the YZ plane and the XZ plane on the Cartesian coordinate system, respectively, and the position and height are also adjustable. Accordingly, there is an advantage that the perforator can be freely set to a desired position, angle, and posture. Through this, it is possible to smoothly and quickly perform the reinforcement by precisely drilling the area requiring the reinforcement.
본 발명에 따른 천공장비를 이용하여 성토 노반을 천공한 예가 도 9에 도시되어 있다. 성토 노반의 양측에서 경사방향으로 천공을 하였고, 중앙부에서 수직하게 천공을 수행한 모습이다. 9 shows an example of drilling a fillet roadbed using a drilling device according to the present invention. Perforations were made in the oblique direction on both sides of the fillbed, and the perforations were performed vertically in the center.
이렇게 천공을 수행한 후에는 본 출원인에 의해 출원 및 등록된 특허 제1892217호에 개시된 다채널 주입관과, 이를 이용한 그라우팅 공법을 통해 성토 노반의 각 층별로 별도의 그라우트재를 동시에 주입할 수 있다. After the perforation is performed, a separate grout material may be simultaneously injected to each layer of the fill bed through a multi-channel injection tube disclosed in Patent No. 1892217, filed and registered by the present applicant, and a grouting method using the same.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is again noted that the scope of protection of the present invention may not be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention pertains.
100 ... 철도 성토 노반 천공장비
10 ... 본체부, 20 ... 프레임
30 ... 바디부, 40 ... 암부
50 ... 굴삭기, 60 ... 드릴링유닛
62 ... 롤러부, 64 ... 실린더
70 ... 천공기, 81 ... 제1실린더
85 ... 제2실린더, 95 ... 조인트유닛
r ... 철로 100 ... Rail Filled Roadbed Drilling Equipment
10 ... body, 20 ... frame
30 ... body parts, 40 ... female parts
50 ... excavators, 60 ... drilling units
62 ... roller section, 64 ... cylinder
70 ... perforator, 81 ... first cylinder
85 ... 2nd cylinder, 95 ... joint unit
r ... railway
Claims (5)
철도를 따라 이동가능하며, 수평면에서 회전가능한 본체부와, 상기 본체부에 결합되어 상하방향으로 이동가능한 암부를 구비하는 굴삭기;
상하방향으로 이동가능하여 상기 성토노반을 드릴링하며, 상기 암부와 평행한 제1평면상에서 회전가능하게 상기 굴삭기에 결합되며, 상기 제1평면과 교차되는 제2평면상에서 회전가능한 드릴링유닛; 및
상기 드릴링유닛을 제1평면과 제2평면 상에서 회전가능하게 하는 자세조절유닛;을 포함하며,
상기 자세조절유닛은,
굴삭기의 암부에 결합되어 상기 제1평면 상에서 회전하는 베어링,
상기 드릴링유닛에 결합되는 제1부재와, 일단은 상기 베어링에 결합되고 타단은 회동축을 매개로 상기 제2평면 상에서 회전가능하게 상기 제1부재에 결합되는 제2부재를 구비하는 조인트유닛,
일측은 상기 굴삭기의 암부에 회전가능하게 결합되고, 타단은 상기 자세조절유닛의 제2부재에 회전가능하게 결합되는 제1실린더,
일측은 상기 자세조절유닛의 제2부재에 회동가능하게 결합되고 타단은 상기 드릴링유닛에 회전가능하게 결합되는 제2실린더를 구비하여,
상기 제1실린더의 피스톤의 돌출 및 삽입에 따라 상기 드릴링유닛은 상기 제1평면 상에서 회전가능하며, 상기 제2실린더의 피스톤의 돌출 및 삽입에 따라 상기 드릴링유닛은 상기 제2평면 상에서 회전가능하며,
상기 굴삭기의 본체의 전면과 후면에 각각 결합되는 것으로서, 철도 양측의 레일에 각각 구름접촉하는 한 쌍의 롤러부와, 상기 한 쌍의 롤러부의 상호 마주보는 측면에 형성되며 상기 롤러부가 철도 레일로부터 이탈되는 것을 방지하도록 돌출되게 형성되는 환형의 플랜지부를 구비하는 가이드롤러를 더 구비하며,
상기 가이드롤러를 구동하기 위하여, 상기 굴삭기에 회동가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되는 한 쌍의 실린더와, 상기 실린더로부터 돌출 및 삽입하며 회전링크구조를 매개로 상기 가이드롤러에 결합되는 피스톤을 더 구비하여 상기 실린더의 작동에 따라 상기 가이드롤러는 상기 레일에 접촉 및 이격되도록 상하방향으로 이동가능하고,
상기 드릴링유닛은, 상하방향으로 길게 형성된 프레임과, 상기 프레임의 하측에 돌출되게 배치되며 관통공이 형성되어 있으며 노반에 정착되는 플레이트와, 상기 프레임에 마련된 가이드부를 따라 상하방향으로 이동가능하며 상기 관통공을 통해 노반에 삽입되어 천공을 수행하는 천공기를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도 성토노반 천공장비. As the equipment for drilling railroad santoban,
An excavator movable along a railway and having a main body rotatable in a horizontal plane and an arm coupled to the main body and movable up and down;
A drilling unit rotatably coupled to the excavator and rotatable on a first plane parallel to the arm and movable in an up and down direction and rotatable on a second plane intersecting the first plane; And
And a posture adjusting unit configured to rotate the drilling unit on a first plane and a second plane.
The posture control unit,
A bearing coupled to the arm of the excavator and rotating on the first plane,
A joint unit having a first member coupled to the drilling unit, one end of which is coupled to the bearing and the other end of which is coupled to the first member rotatably on the second plane via a rotational shaft;
One side is rotatably coupled to the arm of the excavator, the other end is a first cylinder rotatably coupled to the second member of the posture control unit,
One side has a second cylinder rotatably coupled to the second member of the posture adjustment unit and the other end is rotatably coupled to the drilling unit,
The drilling unit is rotatable on the first plane according to the protrusion and insertion of the piston of the first cylinder, the drilling unit is rotatable on the second plane according to the protrusion and insertion of the piston of the second cylinder,
It is coupled to the front and rear of the main body of the excavator, respectively, a pair of roller parts which are respectively in contact with the rail on both sides of the rail and the pair of rollers formed on the mutually opposite side, the roller part is separated from the rail rail Further provided with a guide roller having an annular flange formed to protrude so as to prevent being,
In order to drive the guide roller, a rotary shaft rotatably installed on the excavator, a pair of cylinders coupled to the rotary shaft, a piston protruding and inserted from the cylinder and coupled to the guide roller via a rotary link structure. Further provided with the guide roller is movable in the vertical direction to contact and spaced apart from the rail in accordance with the operation of the cylinder,
The drilling unit includes a frame formed to extend in the vertical direction, a plate disposed to protrude to the lower side of the frame and having a through hole formed therein, and fixed to a roadbed, and movable in a vertical direction along the guide part provided in the frame. The railway santoban punching equipment, characterized in that provided with a boring machine is inserted into the roadbed to perform the drilling.
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2018
- 2018-11-21 KR KR1020180144543A patent/KR102037442B1/en active IP Right Grant
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