KR102078134B1 - 지하수 관정 확공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하수 관정을 확공하기 위한 지하수 관정 확공장치에 관한 것으로, 상세하게는 원통형으로 내부공간이 구비되고 상단부에 슬러지배출공이 하나 이상 형성되는 외관; 상기 내부공간에서 외관과 이격을 형성하면서 고정대에 의해 상기 외관에 연결되고, 하단부가 외관의 내부공간으로부터 외부로 노출되도록 연장되며 내부에는 중공이 형성되고 상기 중공을 통해 유입된 물이 분사되도록 둘레를 따라 하나 이상 물분사공이 형성되는 내관; 상기 외관의 하단부에 결합되어 확공 영역을 굴착하는 드릴비트; 및 상기 내관의 연장된 하단부에서 구 케이싱의 내주연에 접하도록 돌출 구성되어 확공 공정 시 중심 위치를 가이드 하는 지지구;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

지하수 관정 확공장치{Expanding apparatus for tube well of underground water}

본 발명은 기시공된 지하수 관정을 확공하기 위한 지하수 관정 확공장치에 관한 것이다.

각종 토목공사에서는 지반 혹은 암반에 구멍을 형성하고, 그 구멍에는 중공 원통형의 케이싱(Casing)을 삽입하여 토목공사를 실행한다. 이를 위해 토목공사에서는 확공장치가 사용된다.

종래 확공장치의 일 예로는 대한민국 등록실용신안 제20-0352180호(2004.06.04. 공고)가 개시되어 있다.

상기 언급한 종래 확공장치의 경우 일정 높이의 대차 상에 레일이 형성되고, 레일상 로터리 헤드부(Rotary Head)가 장착된다. 그리고 로터리 헤드부의 롯트에는 로드를 통하여 햄머(Hammer)장치 구비되고, 햄머장치의 선단에는 비트가 고정되어 각종 지반 및 암반에 천공작업을 실시하게 된다.

이러한 종래 확공장치는 로터리 헤드부가 로드를 통하여 햄머장치와 비트를 회전시키게 되고, 햄머장치는 공압에 의해서 햄머링 충격을 비트에 부여하며 이와 같이 햄머링(hammering)과 드릴링(drilling)을 동시적으로 수행한다.

한편 오염된 지하수 관정이나 고갈된 지하수 관정을 재사용하기 위해서는 상술한 확공장치를 사용하여 원래의 구경보다 큰 구경으로 확공하여 지하수 고갈이나 오염된 대수층을 막고 새로운 다른 대수층을 찾아 재사용하여야 한다.

이처럼 종래 확공장치에서는 비트 등을 이용하여 기시공된 지하수 관정보다 큰 구경으로 확공 작업을 수행해야 했으나, 지하수 관정에서 사용되었던 구(舊) 케이싱(casing)과 이를 보강 및 고정하기 위한 그라우팅 등이 기시공되어 있기 때문에 향후 구 케이싱이나 그라우팅 영역 등을 제거하기 위한 목적으로 이들과 평행하게 확공 작업을 수행해야 한다.

이에 종래 확공장치는 선행적으로 기시공된 구케이싱의 축방향을 따라 중심 위치를 잡아주는 롯트가 구비되어 있었으나, 굴착과정에서 중심 위치가 일정하게 유지되지 못하여 편심이 발생하게 되고 이는 결과적으로 기시공된 지하수 관정과의 평행이 틀어지는 등 확공 과정 전, 후로 다양한 문제점을 유발할 수 있게 된다.

특히 중심 위치를 잡아주는 상기 롯트의 경우 구 케이싱의 길이와 대응하는 길이로 설계되어야 하므로 기시공된 지하수 관정의 규모가 클 경우, 롯트의 사으즈 역시 상당히 커져 롯트의 운반이나 조립 등에서 소요되는 시간이 증가하게 되었으며 이에 따라 실질적으로 확공 작업의 전체 시공 시간과 비용이 상승하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록실용신안 제20-0352180호(2004.06.04. 공고)

따라서 본 발명의 목적은 외관과 내관으로 구성되는 이중관 구조의 확공장치에 있어 구 케이싱을 따라 가이드하는 내관의 사이즈를 저감시키면서도 회전 편심을 제어할 수 있는 지하수 관정 확공장치를 제공하고자 함이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 확공장치의 인발 시 구 케이싱을 함께 인발할 수 있는 구조를 제시하여 구 케이싱을 인발하기 위한 별도의 설비를 구비하지 않아도 되는 지하수 관정 확공장치를 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치는, 원통형으로 내부공간이 구비되고 상단부에 슬러지배출공이 하나 이상 형성되는 외관; 상기 내부공간에서 외관과 이격을 형성하면서 고정대에 의해 상기 외관에 연결되고, 하단부가 외관의 내부공간으로부터 외부로 노출되도록 연장되며 내부에는 중공이 형성되고 상기 중공을 통해 유입된 물이 분사되도록 둘레를 따라 하나 이상 물분사공이 형성되는 내관; 상기 외관의 하단부에 결합되어 확공 영역을 굴착하는 드릴비트; 및 상기 내관의 연장된 하단부에서 구 케이싱의 내주연에 접하도록 돌출 구성되어 확공 공정 시 중심 위치를 가이드 하는 지지구;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 지지구는, 상기 내관에서 돌출되는 복수의 스프링부 및 각 스프링부의 끝단에 구성되어 상기 스프링부의 탄성에 의해 상기 구 케이싱의 내주연에 접하게 되는 마감공을 포함하여 구성될 수 있다.

하나의 예로써, 상기 지지구는, 상기 내관에서 돌출되며 스프링의 작용에 의해 팽창되어 펼침 너비가 조정되는 가이드바 및 상기 가이드바 끝단에 장착되어 상기 가이드바의 팽창력에 의해 상기 구 케이싱의 내주연에 접하게 되는 롤러를 포함하여 구성될 수 있다.

하나의 예로써, 상기 고정대는, 상기 내관을 축으로 적어도 둘 이상의 스포크가 방사형으로 상기 외관의 내주면에 연결되되, 상기 스포크와 내관 사이에서 결합되는 베어링을 구비하여 내관과 외관의 회전 연동이 분리되도록 하고, 회전력을 부여하는 구동원이 상기 외관에 연결되어 내관을 축으로 상기 외관만이 회전 구동하면서 승강할 수 있다.

하나의 예로써, 상기 외관은, 적어도 둘 이상의 분할 영역을 구성하고, 분할된 각 영역의 외주면에는 각각 기시공된 관정의 그라우팅 영역 또는 확공 영역을 분쇄하기 위한 블레이드가 결합될 수 있다.

하나의 예로써, 상기 외관은, 제 1영역의 외주면에 결합되는 상부블레이드와, 상기 제 1영역의 하부에 위치하는 제 2영역의 외주면에서 연직방향으로 슬라이딩 되도록 결합되는 하부블레이드를 포함하며, 상기 제 2영역의 상부 외주면과 하부 외주면에는 각각 걸림턱을 구성하고, 상기 하부블레이드에는 각각의 걸림턱과 대향하는 위치에서 걸림턱에 걸리도록 하는 걸림돌기가 구성될 수 있다.

하나의 예로써, 상기 내관에 구성되고, 내관을 따라 구성되는 공기주입라인에 의해 공기가 주입되며 상기 외관의 내부공간 상에서 팽창하여 구 케이싱의 내주연에 밀착하는 팽창패킹;을 더 포함할 수 있다.

이처럼 본 발명의 지하수 관정 확공장치는 외관과 내관으로 구성되는 이중관 구조의 확공장치에 있어 구 케이싱을 따라 가이드하는 내관의 사이즈를 저감시키면서도 회전 편심을 제어함으로써 확공 시공의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 지하수 관정 확공장치는 확공장치의 인발 시 구 케이싱을 함께 인발할 수 있는 구조를 제시함으로써 구 케이싱을 인발하기 위한 별도의 인발장치를 구비하지 않아도 되기 때문에 확공 시공의 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 구성을 나타내는 측단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 작동 상태를 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 구동 구조를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구의 구성을 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지구의 구성을 나타내는 측단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외관의 슬라이딩 구조를 나타내는 측단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 팽창패킹과 이를 이용하여 구 케이싱을 인발하는 과정을 나타내는 측단면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 구성을 나타내는 측단면도이며, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 작동 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치(이하 '확공장치(10)'이라 칭함)는 내관(100)과 외관(200)과 지지구(300) 및 드릴비트(400)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 내관(100)은 도면에 도시된 바 없으나 상단에 회전모터와 같은 구동원이 결합되어 있으며, 상기 구동원으로부터 부여되는 회전력에 의해 회전 연동할 수 있다.

그리고 상기 내관(100)은 내부에 중공이 형성되어 있고, 상기 중공을 통해 외부로부터 유입되는 물을 분사하도록 둘레를 따라 적어도 하나 이상 물분사공(110)이 형성되어 있다.

상기 물분사공(110)을 통해 분사되는 물은 확공장치(10)의 확공 공정 중 발생할 수 있는 마찰열을 감소시키기 위한 용도로 활용될 수 있다.

상기 내관(100)은 그 하단부가 이하에서 설명하는 외관(200)과 드릴비트(400)의 내부공간(220)을 관통하여 상기 드릴비트(400)의 하부 위치에서 노출될 수 있도록 연장 구성되어 있으며, 상기 외관(200)에 고정대(500)에 의해 연결되어 내관(100)과 함께 일체 거동할 수 있다.

상기 외관(200)은 원통형 구조로 내부공간(220)이 구비되어 있다.

상기 외관(200)은 상단부에 슬러지배출공(210)이 형성되어 확공장치(10)에 의한 확공 작업 중 발생하는 흙이나 돌 등의 슬러지를 배출할 수 있다. 이러한 슬러지배출공(210)은 외관의 둘레를 따라 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 외관(200)은 내부공간(220)에 상기 슬러지배출공(210)과 연통하는 별도의 수용공간을 형성하여 배출된 슬러지를 수용하도록 하거나, 별도의 수용공간 없이 배출된 슬러지가 내부공간(220)을 통해 관정 하부로 낙하되도록 할 수도 있다.

여기서 상기 외관(200)의 직경은 구 케이싱(20)과 이를 보호 및 고정하기 위해 시공된 그라우팅 영역(30)을 포함하여 기 시공된 관정의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖도록 구성되어, 확공 작업에 의한 확공 영역(40)이 확보되면 향후 기 시공된 관정에 사용된 구 케이싱 등을 용이하게 제거할 수 있도록 한다.

그리고 상기 외관(200)의 내부공간(220)에는 상기 내관(100)이 평행하게 배치되는데, 일체 거동에 따른 회전 연동 시 편심이 발생하지 않도록 내관(100)이 내부공간(220)의 중심에 위치하도록 연결될 수 있다.

즉 상기 내관(100)은 상기 내부공간(220)의 중심축에서 외관(200)의 내주면과 이격을 형성하면서, 고정대(500)에 의해 상기 외관(200)의 내주면에 연결되어 있다.

예를 들면 상기 고정대(500)는 상기 내관(100)을 축으로 하여 내관(100)의 둘레를 따라 방사형으로 결합되는 적어도 둘 이상의 스포크(510)가 구비될 수 있으며, 이러한 스포크(510)는 상기 외관(200)의 내주면에 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 지지구(300)는 상기 외관(200)으로부터 연장되는 내관(100)의 하단부에서 내관(100)의 축방향과 직교하는 방향으로 돌출되도록 결합되어 구 케이싱(20)의 내주연에 접하게 되며, 상기 내관(100)의 회전 구동 시, 구 케이싱(20)의 내주연을 따라 원주방향 회전하여 확공장치(10)의 회전 중심 위치를 가이드함으로써 편심 등을 방지할 수 있다.

상기 드릴비트(400)는 상기 외관(200)의 하단부에서 연장되도록 결합되어 신규 시공되는 확공 영역(40)이나 기시공된 관정의 그라우팅 영역(30) 등을 포함하여 시공 대상 지반을 굴착한다.

이러한 드릴비트(400)는 상기 외관(200)이 회전함에 따라 함께 회전 연동하면서 기 시공된 관정의 그라우팅 영역(30)을 뚫고 내려가게 되므로 적어도 상기 외관(200)의 직경보다 같거나 큰 직경과 내부공간을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 외관(200)의 하단부에서 착탈 가능하게 구성되는 것이 타당하다.

일 예로, 상기 드릴비트(400)는 외관(200)과 나사 결합을 통해 장착 및 분리될 수 있도록 하여 유지 보수의 편의성이 향상될 수 있도록 한다.

앞서 설명한 내관(100) 및 외관(200)은 확공 범위와 직경, 깊이 등을 고려하여 그 직경이나 길이 등이 적절하게 설계될 수 있으며, 특히 상호 결합 및 분리가 가능한 적어도 둘 이상의 단위관으로 구성하여 설계된 길이에 적접하게 단위관의 개수가 선택될 수 있다.

이하에서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 확공장치의 작동 상태를 설명한다.

먼저 지중에 기시공된 관정의 구 케이싱(20)에 선행적으로 내관(100)을 위치시키고 확공장치(10)를 하부 방향으로 이동시켜 상기 내관(100)이 구 케이싱(20) 내부로 삽입되면서 확공 작업을 시작한다.

본 발명의 확공장치(10)는 종래 확공장치와는 달리 확공 과정 중, 회전 구동에 따른 편심 작용을 방지하기 위한 가이드 목적으로서 상기에서 언급한 바와 같이 내관(100) 하부에 지지구(300)가 구성됨에 따라 선행적으로 삽입된 내관(100)과 지지구(300)에 의해 편심을 방지하면서도 내관(100)의 사이즈를 작게 할 수 있다.

상기 내관(100)이 구 케이싱(20) 내부에 삽입된 이후 확공장치(10)는 도 2b에 도시된 바와 같이 회전을 시작하게 되며, 회전 구동과 함께 점차 하부 방향으로 이동하게 되고, 외관(200)의 하단부에 연결된 드릴비트(400)를 이용하여 시공 대상 지반을 굴착한다.

이때 상기 내관(100)은 고정대(500)에 의해 외관(200)과 일체 거동하여 외관(200)과 함께 회전 연동하면서 연속적으로 구 케이싱(20)을 따라 하부 방향으로 이동하게 되고, 외관(200) 하부에 구성된 지지구(300)가 외관(200)의 굴착 과정에서도 구 케이싱(20)의 내주연에 접하도록 함으로써 확공장치(10) 전체의 회전 중심을 잡아주게 되어 확공 작업 중 편심을 방지하게 된다.

이후 계획 심도까지 굴착을 완료하여 확공 영역(40)을 확보하면 상기 확공장치(10)는 굴착을 중단하고, 굴착 시의 회전 방향과 반대 방향으로 회전 구동을 하면서 확공장치(10)를 상부 방향으로 이동시킨다. 이 과정에서도 상기 지지구(300)는 구 케이싱(20)의 내주연을 따라 이동하기 때문에 확공장치(10)의 중심 위치를 유지하도록 가이드한다.

마지막으로 도 2c에 도시된 바와 같이 확공장치(10)를 지반 밖으로 인발시키고, 확공장치(10)에 의한 확공 영역(40)으로 인하여 기 시공된 관정에 있어 구 케이싱(20)을 보호 및 고정하고 있던 지반이나 그라우팅 영역(30) 등이 제거되므로, 구 케이싱(20)의 인발 환경이 조성되고, 이러한 인발 환경 하에서 별도의 인발장치 등을 통해 구 케이싱(20)을 인발하게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지하수 관정 확공장치의 구동 구조를 나타내는 측단면도이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 확공장치(10)는 상술한 실시 예와는 달리 외관과 내관이 개별적으로 회전 구동하도록 구성되어 있다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 고정대(500)는 상기 내관(100)을 축으로 적어도 둘 이상의 스포크(510)가 방사형으로 상기 외관(200)의 내주면에 연결되되, 상기 스포크(510)와 내관 사이에서 결합되는 베어링(520)을 더 구비하여 내관(100)과 외관(200)의 회전 연동이 분리되도록 하는 것이다.

뿐만 아니라 회전력을 부여하는 구동원이 내관(100)이 아닌 외관(200)에 연결되어 내관(100)을 축으로 상기 외관(200)만이 회전 구동하면서 승강 가능하도록 되어 있다.

즉 상기 내관(100)과 외관(200)은 고정대(500)에 의해 고정되는데, 여기서 고정은 위치만의 고정으로서 베어링(520)에 의해 고정을 통해 상기 내관(100)을 축으로 외관(200)만이 회전하게 되며, 회전 구동을 하면서 확공 공정에 따라 선택적으로 상부 또는 하부 방향으로 승강하게 된다.

이처럼 상기 외관(200)만이 내관(100)을 축으로 회전 구동하면서 승강되도록 하여 종래 확공을 위해 가이드로서 내관의 길이를 길게 할 필요가 없어 확공장치(10)의 간소화가 가능하게 되는 것이며, 상기 외관(200) 및 내관(100)이 상부에서 고정대(500)에 의해 지지되면서 지지구(300)를 통해 내관(100)이 구 케이싱(20) 내부에 고정됨으로써 상기 외관(200) 확공 작업시 편심의 작용을 제어할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구의 구성을 나타내는 측단면도이다.

한편 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지구(300)는 상기 내관(100)에서 돌출되는 복수의 스프링부(310) 및 각 스프링부(310)의 끝단에 구성되어 상기 스프링부(310)의 탄성에 의해 상기 구 케이싱(20)의 내주연에 접하게 되는 마감공(320)을 포함하여 구성되어 있다.

도 4에 도시된 바에 의하면, 본 실시 예의 지지구(300)는 상기 내관(100)을 구 케이싱(20) 내부에 안치시키는 과정에서 상기 스프링부(310)의 탄성에 의해 마감공(320)이 구 케이싱(20) 내주연에 밀착하게 된다.

이에 상기 외관(200)에 의한 확공이 실시될 때, 일체 거동하는 상기 내관(100) 역시 상기 외관(200)과 함께 회전하면서 하부 방향으로 이동하기 때문에 상기 지지구(300)는 상기 구 케이싱(20)의 내주면에서 나선형 방향을 따라 접하게 된다.

이와 같은 지지구(300)의 구성은, 종래 확공을 위한 가이드로서 내관의 길이를 길게할 필요가 없기 때문에 장치의 간소화가 가능하게 되는 것이며, 이 경우도 역시 상기 외관(200) 및 내관(100)이 상부에서 고정대(500)에 의해 지지되면서 지지구(300)를 통해 내관(100)이 구 케이싱(20) 내부에 고정됨으로써 상기 외관(200) 확공 작업 시 편심의 작용을 제어할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지구의 구성을 나타내는 측단면도이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 지지구(300)는 앞서 설명한 실시 예의 지지구(300)와 비교하여 그 구조에 있어 일부 차이가 있을 뿐 동일한 기능을 수행한다.

도 5를 참조하면, 본 실시 예의 지지구(300)는 상기 내관(100)에서 돌출되면서 회전이 가능하도록 힌지(350)결합 되며, 스프링(331)의 작용에 의해 팽창되어 펼침 너비가 조정되는 가이드바(330) 및 상기 가이드바(330) 끝단에 장착되어 상기 가이드바(330)의 팽창력에 의해 상기 구 케이싱(20)의 내주연에 접하게 되는 롤러(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉 본 실시 예의 지지구(300)는 상기 내관(100)을 구 케이싱(20) 내부에 안치시 상기 가이드바(330)가 자동적으로 밀리는 힘에 의해 구 케이싱(20) 내주연에 접하게 되고, 확공 작업에 의해 내관(100)과 외관(200)이 일체 거동하여 하부 방향으로 이동할 시 상기 롤러(340)의 구성에 의해 내관(100)도 고정된 위치에서 구 케이싱(20) 하부로 연동될 수 있다.

이와 같은 지지구(300)는 앞서 실시 예에서 제시한 효과에 더하여 밀리는 힘에 의해 자동으로 간격이 조절되는 가이드바(330)와 하강 시 자연스런 구동이 가능하도록 하는 롤러(340)의 구성에 의해 작업의 용이성 및 편심 제어가 배가될 수 있는 특징이 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 외관의 슬라이딩 구조를 나타내는 측단면도이다.

한편 기시공된 관정에 있어 구 케이싱(20)의 둘레를 따라 그라우팅 영역(30)이 구축되는 경우, 일반적인 지반의 굴착보다 분쇄 기능이 더욱 강화되어야 한다.

이에 본 발명의 확공장치(10)는 외관(200)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상 분쇄용 블레이드(240, 260)가 구비될 수 있다.

일 예로, 상기 외관(200)은 적어도 둘 이상의 분할 영역(230, 250)을 구성하고, 분할된 각 영역(230, 250)의 외주면에는 각각 기시공된 관정의 그라우팅 영역 또는 확공 영역을 분쇄하기 위한 블레이드(240, 260)가 결합될 수 있다.

도 6을 참조하여 본 실시 예에 따른 외관(200)을 상세히 설명하자면,

상기 외관(200)은 제 1영역(230)의 외주면에 결합되는 상부블레이드(240)와, 상기 제 1영역(230)의 하부에 위치하는 제 2영역(250)의 외주면에서 연직 방향으로 슬라이딩 되도록 결합되는 하부블레이드(260)를 포함할 수 있다.

그리고 상기 제 2영역(250)의 상부 외주면과 하부 외주면에는 각각 걸림턱(270)을 구성하고, 상기 하부블레이드(240)에는 각각의 걸림턱(270)과 대향하는 위치에서 걸림턱(270)에 걸리도록 하는 걸림돌기(280)가 구성될 수 있다.

즉, 확공장치(10)에 의한 확공 작업 시에는 상기 하부블레이드(260)가 제 2영역의 상부에 형성된 걸림턱(270)에 걸림돌기(280)가 걸린 상태에서 외관(200)과 일체로 회전하여 상부블레이드(240)와 하부블레이드(260)의 분쇄에 의해 확공 작업이 이루어지도록 하는 것이다.

이때 확공 작업 중 편심이 작용하거나 구 케이싱(20)에 도그렉(Dog Leg)이 작용한 경우 등 확공장치가 스턱(stuck) 되는 경우가 발생되면 확공장치의 인발이 요구되는데, 본 발명의 확공장치(10)에서와 같이 상부블레이드(240)의 스턱을 프리하게 하는 힘이 작용되도록 하면 인발 과정 시 하부블레이드(260)가 스턱된 상태에서 외관(200)이 인발되고, 그 후 스턱된 하부블레이드(260)만을 프리하게 하는 힘이 작용되도록 하여 확공장치(10)의 스턱을 해결하도록 하는 것이다.

이러한 구성에 의해 확공 작업 중 확공장치(10)가 스턱되어 인발이 요구되는 경우에도 과도한 힘의 작용에 의해 지반을 손상시키 것을 방지할 수 있으며, 인발에 과도한 에너지의 소비하지 않아도 되기 때문에 기존 대비 에너지를 절감할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 팽창패킹과 이를 이용하여 구 케이싱을 인발하는 과정을 나타내는 측단면도이다.

한편 본 발명의 확공장치(10)는 확공 작업이 완료되어 확공장치를 인발하는 경우, 확공장치와 함께 구 케이싱(20)이 인발되도록 할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 확공장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 내관(100)에 구성되고, 내관(100)을 따라 구성되는 공기주입라인(610)에 의해 공기가 주입되며, 상기 외관(200)의 내부공간(220) 상에서 팽창하여 구 케이싱(20)의 내주연에 밀착하는 팽창패킹(600)을 더 포함할 수 있다.

확공장치(10)에 의한 확공 작업 시 상기 팽창패킹(600)은 초기 상태 즉 수축된 상태를 유지하여 구 케이싱(20)과 간섭되지 않도록 하고 있다가, 확공 작업이 완료된 후 공기주입라인(610)을 통해 외부로부터 공급되는 공기가 주입됨으로써 팽창하게 되고, 상기 외관(200)의 내부공간(220) 상에서 내관(100)과 구 케이싱(20)을 고정시킴으로써 확공장치(10)의 인발에 의해 구 케이싱(20)도 자동적으로 인발이 될 수 있도록 하는 것이다.

이처럼 본 발명에서는 구 케이싱(20) 제거하기 위한 별도의 제거장치나 설비 필요없이 1개의 확공장치(10)에 의해 확공 작업과 확공 작업 후 구 케이싱(20) 제거가 연속적으로 이루어지도록 함으로써 확공 시공의 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 내관 110 : 물분사공
200 : 외관 210 : 슬러지배출공
220 : 내부공간 230 : 제 1영역
240 : 상부블레이드 250 : 제 2영역
260 : 하부블레이드 270 : 걸림턱
280 : 걸림돌기 300 : 지지구
310 : 스프링부 320 : 마감공
330 : 가이드바 340 : 롤러
400 : 드릴비트 500 : 고정대
510 : 스포크 520 : 베어링
600 : 팽창패킹 610 : 공기주입라인

Claims (7)

1. 원통형으로 내부공간이 구비되고 상단부에 슬러지배출공이 하나 이상 형성되는 외관;
   상기 내부공간에서 외관과 이격을 형성하면서 고정대에 의해 상기 외관에 연결되고, 하단부가 외관의 내부공간으로부터 외부로 노출되도록 연장되며 내부에는 중공이 형성되고 상기 중공을 통해 유입된 물이 분사되도록 둘레를 따라 하나 이상 물분사공이 형성되는 내관;
   상기 외관의 하단부에 결합되어 확공 영역을 굴착하는 드릴비트; 및
   상기 내관의 연장된 하단부에서 구 케이싱의 내주연에 접하도록 돌출 구성되어 확공 공정 시 중심 위치를 가이드 하는 지지구;를 포함하면서,
   상기 고정대는,
   상기 내관을 축으로 적어도 둘 이상의 스포크가 방사형으로 상기 외관의 내주면에 연결되되, 상기 스포크와 내관 사이에서 결합되는 베어링을 구비하여 내관과 외관의 회전 연동이 분리되도록 하고,
   회전력을 부여하는 구동원이 상기 외관에 연결되어 내관을 축으로 상기 외관만이 회전 구동하면서 승강 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지구는,
   상기 내관에서 돌출되는 복수의 스프링부 및 각 스프링부의 끝단에 구성되어 상기 스프링부의 탄성에 의해 상기 구 케이싱의 내주연에 접하게 되는 마감공을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 지지구는,
   상기 내관에서 돌출되며 스프링의 작용에 의해 팽창되어 펼침 너비가 조정되는 가이드바 및 상기 가이드바 끝단에 장착되어 상기 가이드바의 팽창력에 의해 상기 구 케이싱의 내주연에 접하게 되는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 외관은,
   적어도 둘 이상의 분할 영역을 구성하고, 분할된 각 영역의 외주면에는 각각 기시공된 관정의 그라우팅 영역 또는 확공 영역을 분쇄하기 위한 블레이드가 결합되는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 외관은,
   제 1영역의 외주면에 결합되는 상부블레이드와, 상기 제 1영역의 하부에 위치하는 제 2영역의 외주면에서 연직방향으로 슬라이딩 되도록 결합되는 하부블레이드를 포함하며,
   상기 제 2영역의 상부 외주면과 하부 외주면에는 각각 걸림턱을 구성하고, 상기 하부블레이드에는 각각의 걸림턱과 대향하는 위치에서 걸림턱에 걸리도록 하는 걸림돌기가 구성되는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 내관에 구성되고, 내관을 따라 구성되는 공기주입라인에 의해 공기가 주입되며 상기 외관의 내부공간 상에서 팽창하여 구 케이싱의 내주연에 밀착하는 팽창패킹;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 확공장치.

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