KR102240908B1 - 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법에 관한 것으로, 그 목적은 코어비트와 해머비트의 복합천공에 의해 여굴 및 붕괴현상이 방지되면서 신설관의 압입설치가 이루어지는 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 추진부의 선단에 설치된 이중비트부에 의해 지반이 굴삭되어지면서 신설관이 설치되는 복합천공 추진장치에 있어서; 상기 이중비트부는, 회전구동되는 코어비트와, 코어비트내에 위치하도록 코어비트와 일체로 연결설치된 해머비트를 포함하여, 코어비트에 의해 막장 선단의 토사가 일정 넓이로 절삭되고, 코어비트내에서 작동되는 해머비트의 타격과 회전에 의해 막장 선단의 굴삭이 이루어져, 해머비트의 요동에 의한 주변지반의 교란, 붕괴, 지반침하 및 여굴발생이 방지되면서 신설관의 설치가 이루어지도록 되어 있다.

Description

복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법{Telescopic Direction-keep Semi-shild Method}

본 발명은 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법에 관한 것으로, 코어비트와 해머비트의 복합천공에 의해 여굴 및 붕괴현상이 방지되면서 신설관의 압입설치가 이루어지는 복합천공 추진장치와, 이를 이용한 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.

종래에 사용되어지고 있는 추진공법은 압입식 또는 커팅식 추진공법으로, 이와 같은 기존의 압입식 또는 커팅식 추진의 경우 완속 회전하는 선단부의 커팅날 또는 커터비트의 마찰력과 지압력에 의해 토사 또는 암반이 지속적으로 이탈하며 관로 추진이 이루어지도록 되어 있어, 토사 종류를 불문하고 10m/일 이상의 일진량을 내는 것이 어려울 뿐 아니라, 필요이상의 여굴이 형성되는 문제점이 있었다.

특히, 상,하수도관, 배선관, 전선관, 가스관 등등 실생활에 사용되는 관의 대부분은 지중에 매설되고, 도심 및 교외의 상,하수관로 계획이 복잡해짐에 따라 추진공법의 확산이 불가피하나, 종래의 추진공법은 복합한 지중내에서 실질적으로 추진 일진량이 불충분하고 여굴로 인한 지반침하 현상이 발생되어, 우수한 시공능력에도 불구하고 대부분의 현장에서 각광받지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 추진공법은 신설관의 설치에는 적용될 수 있으나, 노후관을 파쇄하여 제거한 다음 신설관을 설치하는 노후관의 개축시공에는 적용될 수 없는 문제점이 있었다 즉, 종래 추진공법에 사용되어지는 압입식 또는 커터식 추진장치는 노후관을 파쇄하는 과정에서 발생하는 파쇄된 노후관을 외부로 반출하기가 불가능한 문제점이 있을 뿐 아니라, 노후관에 철근이 배근되어 있는 콘크리트 재질의 노후관의 교체시공에는 적용될 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다

등록특허공보 등록번호 10-1264651(2013.05.09) 공개특허공보 공개번호 10-2009-0104332(2009.10.06) 등록특허공보 등록번호 10-1177741(2012.08.22) 등록특허공보 등록번호 10-1284626(2013.07.04)

본 발명의 목적은 코어비트와 해머비트의 복합천공에 의해 여굴 및 붕괴현상이 방지되면서 신설관의 압입설치가 이루어지는 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 코어비트와 해머비트의 복합천공에 의해 우수한 시공능력을 구비하고, 추진부의 다관추진기에 의해 이중비트부로 추진동력이 원활하게 전달되어 추진작업성이 향상되는 복합천공 추진장치와 이를 이용한 추진공법을 제공하는 것이다.

본 발명은 추진부의 선단에 설치된 이중비트부에 의해 지반이 굴삭되어지면서 신설관이 설치되는 복합천공 추진장치에 있어서;

상기 이중비트부는, 회전구동되는 코어비트와, 코어비트내에 위치하도록 코어비트와 일체로 연결설치된 해머비트를 포함하여, 코어비트에 의해 막장 선단의 토사가 일정 넓이로 절삭되고, 코어비트내에서 작동되는 해머비트의 타격과 회전에 의해 막장 선단의 굴삭이 이루어져, 해머비트의 요동에 의한 주변지반의 교란, 붕괴, 지반침하 및 여굴발생이 방지되면서 신설관의 설치가 이루어지도록 되어 있다.

본 발명은 종래의 압입 및 커팅 굴착 방식에서 벗어나 코아 및 공압햄머 또는 워터햄머 비트를 이용한 복합천공방식으로 이루어져 있어, 종래 추진공법에 비해 약 5배이상의 빠른 1일 약 50Ｍ 이상의 시공능력을 구비하는 효과가 있다.

본 발명은 코어비트에 의해 막장선단이 절삭된 후, 해머비트의 회전 및 타격에 의해 굴삭이 이루어지도록 되어 있어, 여굴방지 및 지반침하현상이 방지되는 효과가 있다.

본 발명은 이중비트부에 추진원압부의 구동력을 전달하는 추진부가 다관추진기를 구비하도록 되어 있어, 소구경 굴착시공시에도 이중비트부의 구동을 위한 공압 및 워터의 공급, 배출토의 배출, 방향조절기의 작동을 위한 공압의 공급, 굴삭첨가제의 공급이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

본 발명은 작은 직경의 배출파이프가 아니라, 이중비트부의 코어비트와 해머비트 사이의 비트부 배출로와, 추진외통과 해머본체 사이의 외통배출로 및 다관추진기의 제3관과 제2관 사이의 배출통로를 통해 배출토가 배출되어지도록 되어 있어, 배출토의 신속한 이송배출이 이루어지고, 이를 통해 추진시공속도가 향상되어지는 효과가 있다.

본 발명은 이중비트부와 추진부의 추진외통 사이에 바커터부가 설치되어 있어, 배출토내의 암석편 또는 노후관 파쇄물 또는 노후관 철근 등등이 바커터부에 의해 파쇄되어 이송되어지므로, 배출토의 이송배출속도가 향상되어지고 철근콘크리트 재질의 노후관 개축시공시에도 적용될 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 압축공기에 의해 지반에 지압되어 이중비트부의 추진방향을 조정하는 방향조절기가 더 설치되어 있어, 추진직진성 및 추진정밀성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 노후관의 개축시공시, 바이패스관이 설치되도록 되어 있어, 노후관의 교체작업시에도 하수/오수의 흐름에 영향이 발생되지 않을 뿐 아니라, 이로 인해 충분한 작업시간이 확보되는 효과가 있다.

본 발명은 노후관 교체구간 및 신규 매설관 매설구간 전체를 굴착하지 않고 추진장치에 의한 추진에 의해 굴착 및 교체작업이 이루어지므로, 굴착 면적 및 도로 점거면적이 최소화되어 교통체증 및 교통사고 발생원인이 감소될 뿐 아니라, 시공비용이 감소되는 효과가 있다.

본 발명은 배출토 분리기가 설치되도록 되어 있어, 배출토내의 압축공기를 제외한 배출잔류물에 대한 분리 배출이 용이하게 이루어지는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진부의 결합구성을 보인 예시도
도 3 은 도 2 의 단면구조를 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진부의 구성을 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진외통의 구성을 보인 예시도
도 6 은 본 발명에 따른 바 커터부의 작동관계를 보인 예시도
도 7 은 본 발명에 따른 방향조절기의 구성을 보인 예시도
도 8 은 본 발명에 따른 다관추진기의 구성을 보인 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 외/내부고정나사의 구성을 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 배출토 분리기의 구성을 보인 예시도
도 11은 본 발명의 전체 설치상태를 보인 예시도(노후관 개축)
도 12는 본 발명에 따른 이중비트부의 구성을 보인 또다른 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진부의 결합구성을 보인 예시도를, 도 3 은 도 2 의 단면구조를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진부의 구성을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 이중비트부와 추진외통의 구성을 보인 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 바 커터부의 작동관계를 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명에 따른 방향조절기의 구성을 보인 예시도를, 도 8 은 본 발명에 따른 다관추진기의 구성을 보인 예시도를, 도 9 는 본 발명에 따른 외/내부고정나사의 구성을 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 배출토 분리기의 구성을 보인 예시도를, 도 11 은 본 발명의 전체 설치상태를 보인 예시도(노후관 개축)를, 도 12 는 본 발명에 따른 이중비트부의 구성을 보인 또다른 예시도를 도시한 것으로,

본 발명은 추진부(200)의 선단에 설치된 이중비트부(100)에 의해 지반이 굴삭되어지면서 신설관(900)이 설치되는 복합천공을 이용한 추진장치(800)에 있어서;

상기 이중비트부(100)는, 회전구동되는 코어비트(110)와, 코어비트(110)내에 위치하도록 코어비트(110)와 일체로 연결설치된 해머비트(120)를 포함하여, 코어비트(110)에 의해 막장 선단의 토사가 일정 넓이로 절삭되고, 코어비트(110)내에서 작동되는 해머비트(120)의 타격과 회전에 의해 막장 선단의 굴삭이 이루어져, 해머비트(120)의 요동에 의한 주변지반의 교란, 붕괴, 지반침하 및 여굴발생이 방지되면서 신설관(900)의 설치가 이루어지도록 되어 있다.

이하, 본 발명에서 선단 및 후단은 진행방향을 기준으로, 추진장치의 진행방향에 위치하는 부분이 선단을 의미하고, 추진장치의 진행방향에 반대되는 방향 즉, 추진원압부를 향하는 방향에 위치하는 부분이 후단을 의미한다.

상기 이중비트부(100)는, 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 추진원압부(600)의 유압에 의해 회전구동되는 해머본체(130)와, 해머본체(130)의 선단에 연결설치되어 압축공기 또는 수압에 의해 타격작동되는 해머비트(120)와, 해머비트(120)의 둘레에 위치하도록 해머본체(130)와 바커터부(140)에 의해 일체로 연결되어 회전구동되는 중공의 원통형상의 코어비트(110)를 포함한다.

상기 해머본체(130)는 추진원압부(600)의 동력을 전달받아 회전구동되는 것으로, 선단둘레에 방사형으로 설치된 바커터부의 전방 바커터(141)에 의해 코어비트(110)와 일체로 연결설치되어 있다.

상기 해머비트(120)는 해머본체(130)와 일체로 회전구동되고, 해머본체(130)내로 공급되어진 압축공기에 의해 타격작동되어지도록 해머본체(130)의 선단에 연결 설치되어 있다.

이때, 상기 해머비트(120)는 평면해머비트(120a) 또는 경사해머비트(120b)가 설치될 수 있다.

상기 평면해머비트(120a)는 굴착시공에 사용되어지고 있는 공지의 것이므로, 이에 대한 상세한 구성 및 설명은 생략한다.

상기 경사해머비트(120b)는 비트선단면(121)이 소정의 경사면으로 이루어진 것으로, 도 12 에 도시된 바와 같이, 다수의 팁이 설치되는 비트선단면(121)이 선단수직면(H)에 대하여 약 20°∼60°의 경사각(θ), 바람직하게는 약 30°∼45°의 경사각(θ)을 구비하도록 형성되어 있다. 이때, 상기 선단수직면(H)은 추진기의 진행방향(F)에 대하여 직교되는 수직면을 의미한다.

이와 같이 구성된 경사해머비트(120b)는 지반에 대한 타격 및 굴삭전진 기능을 구비할 뿐 아니라, 연약지반에 대한 굴삭전진시, 방향전환기능을 구비하게 된다. 즉, 연약지반에서는 지반의 특성상 별도의 방향전환수단이 설치되어 있어도, 추진기에 대한 방향전환에 어려움이 발생된다.

이에 본 발명의 경사해머비트(120b)는 비트선단면(121)이 소정의 경사면으로 이루어져 있어, 방향을 전환하고자 하는 방향으로 경사해머비트(120b)의 선단 즉, 뽀족한 부분이 위치하도록 한 후, 경사해머비트(120b)의 회전구동이 멈추진 상태에서 타격추진하게 될 경우, 소정경사면으로 이루어진 비트선단면(121)과 연약지반의 마찰타격에 의해 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 방향전환이 이루어지게 된다.

상기 추진원압부(600)의 유압에 의한 해머본체(130)의 회전작동 및, 압축공기에 의한 해머비트(120)의 타격작동은 공지의 기술에 의해 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 코어비트(110)는 중공의 원통형상으로 이루어져 있으며, 복수의 전방 바커터(141)에 의해 해머본체(130)와 일체로 연결되고, 후단이 지지베어링(150)에 의해 추진부(200)에 회전가능하도록 연결설치되어 있다. 즉, 상기 코어비트(110)는 추진원압부(600)의 유압에 의해 해머본체(130)가 회전작동될 시, 해머본체(130)와 일체로 회전구동되어 막장 선단의 토사를 절삭하게 된다.

상기 바커터부(140)는 도 4 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 해머본체(130)와 코어비트(110)에 연결설치되는 전방 바커터(141)와, 전방 바커터(141) 후단에 위치하도록 추진부의 추진외통 내면에 고정설치되는 후방 바커터(142)를 포함하여, 배출토 및 기설관 파쇄시 유입되어지는 철근(701) 등을 파쇄하는 기능을 구비한다.

상기 전방 바커터(141)는 도 3 의 A-A` 에 도시된 바와 같이, 해머본체(130)를 중심으로 방사형으로 해머본체(130)의 둘레에 다수개가 설치되어 있으며, 양단에 절단초경(141a)이 설치되어 있다.

상기 전방 바커터(141)는 일측 전방 바커터와 이에 인접하는 또다른 전방 바커터 사이에 배출토의 유입이 이루어질 수 있도록 다수개가 등각도를 구비하며 이격설치되어 있다. 일 예로, 상기 전방 바커터(141)는 3∼4개가 등각도를 구비하며 방사형으로 해머본체(130)와 코어비트(110)에 연결설치될 수 있다.

이와 같이 구성된 전방 바커터(141)는 해머본체(130)와 코어비트(110)가 일체로 연결되도록 하는 기능, 해머본체(130)와 코어비트(110)의 사이간격을 일정하게 유지시켜 배출토의 유입 및 이송이 원활하게 이루어지도록 하는 기능 및, 해머본체(130)와 코어비트(110)가 동심원을 구비하며 회전작동되도록 하는 기능을 동시에 구비하게 된다.

상기 후방 바커터(142)는 도 3 의 B-B`에 도시된 바와 같이, 전방 바커터(141) 후단에 위치하도록 추진부의 추진외통 내면에 다수개가 고정설치되어 있으며, 양단에 절단초경(142a)이 설치되어 있어, 회전구동되는 전방 바커터의 절단초경(141a)과 고정설치된 후방 바커터의 절단초경(142a)의 교차에 의해 배출토 또는, 노후관 등의 기설관 파쇄시 유입되어지는 철근 등의 파쇄가 이루어지게 된다.

이때, 상기 후방 바커터(142)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 해머본체(130)와 소정의 사이틈새(G)를 구비하도록 추진부의 추진외통 내면에 고정설치되어 있어, 해머본체(130)의 회전구동에 따른 간섭이 발생되지 않도록 되어 있다.

상기 후방 바커터(142)는 일측 후방 바커터와 이에 인접하는 또다른 후방 바커터 사이에 배출토의 유입배출이 이루어질 수 있도록 다수개가 등각도를 구비하며 이격설치되어 있다. 상기 후방 바커터는 전방 바커터와 동일한 개수를 구비하도록, 일예로 3∼4개가 등각도를 구비하며 방사형으로 외통 내면에 연결설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 이중비트부(100)는 코어비트의 선단라인(A)이 해머비트의 선단라인(B)보다 추진방향(F)의 선단에 위치하도록 설치되어 있어, 코어비트(110)의 회전구동에 의한 막장 선단의 토사절삭이 이루어진 후, 해머비트(120)의 회전 및 타격구동에 의해 막장의 굴삭 또는 기설관이 파쇄가 이루어지게 되며, 굴삭된 배출토 및 파쇄물은 코어비트(11)와 해머비트(120) 사이의 비트부 배출로(160)를 통해, 바터커부(140)에 의해 파쇄된 후, 추진부(200)의 외통배출로(250) 및 배출통로(210)를 통해 추진원압부(600) 방향으로 이송배출된다.

이때, 상기 이중비트부(100)는 코어비트(110)에 의해 막장 선단의 토사가 일정넓이로 절삭되어진 상태에서 해머비트(120)의 회전 및 타격에 의해 굴삭이 이루어지게 되므로, 굴삭작업속도가 빠르게 이루어질 뿐 아니라, 해머비트(120)의 요동에 의한 주변지반의 교란, 붕괴, 지반침하 및 여굴발생이 방지되게 된다.

상기 추진부(200)는 이중비트부(100)에 의한 굴삭작업이 원활하게 이루어지도록 추진원압부(600)의 동력전달, 압축공기의 공급, 배출토와 파쇄물의 이송배출 기능 뿐 아니라, 신설관(900)을 압입시키는 기능을 구비한다.

상기 추진부(200)는 도 2 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 이중비트부(100)가 선단에 연결설치되는 추진외통(300)과, 추진외통(300)의 외부둘레에 설치되는 다수의 방향조절기(400)와, 추진외통(300)의 후단에 연결설치되어 추진원압부(600)의 동력을 이중비트부(100)로 전달하는 다관추진기(500)를 포함한다.

상기 추진외통(300)은 도 3 내지 도 5 에 도시된 바와 같이, 이중비트부의 코어비트(110)를 지지하기 위한 다수의 지지베어링(150)이 외측에 설치되고 바커터부의 후방 바커터(142)가 내면에 고정설치되는 선단외통(310)과, 다관추진기(500)가 연결설치되는 후단외통(330)과, 선단외통(310)과 후단외통(330) 사이에 위치하고 외면 둘레에 방향조절기(400)가 설치되는 다수의 설치홀(321)이 형성된 중단외통(320)을 포함한다.

또한, 상기 추진외통(300)은 선단외통(310)과 중단외통(320) 및 후단외통(330)을 관통하도록 형성되어 해머본체(130)가 삽입되고 비트부 배출로(160)와 연통되어지는 외통배출로(250)가 형성되어 있다.

상기 후단외통(330)은 외부고정나사(580)에 의해 다관추진기(500)와 연결되어 있으며, 중단외통(320)과 단차를 구비하고 일체로 형성되어 있다.

즉, 상기 후단외통(330)은 추진부의 추진시, 신설관이 추진부(200)와 함께 자동으로 압입되어지도록 신설관(900)이 끼움연결되며, 중단외통(320)과의 단차에 의해 지반(910)과의 사이에 굴삭첨가제가 충전되는 테일보이드(tail void,V)를 형성하게 된다.

또한, 상기 선단외통(310)과 중단위통(320) 및 후단외통(330)은 이중관 구조를 구비하고 일체로 형성되어 있으며, 중단외통(320)과 후단외통(330)내에는 내부에 막장안정을 위하여 분사되는 굴삭첨가제의 이송을 위한 굴삭첨가제 호스(230) 및, 방향조절기(400)의 작동을 위한 압축공기를 이송시키는 에어호스(240)가 설치되어 있다.

상기 굴삭첨가제 호스(230)는 중단외통(320)을 통해 굴삭첨가제가 외부로 분사되어지도록 설치되고, 에어호스(240)는 중단외통(320)을 통해 방향조절기(400)에 연결되어지도록 설치되어 있다.

즉, 상기 굴삭첨가제 호스(230)에 의해 추진외통(300)과 지반(910) 사이로 굴삭첨가제가 분출(분사)되어지고, 분출(분사)된 굴삭첨가제는 신설관(900)이 연결되는 추진외통의 테일보이드(V)내로 이동되어, 지반(910)과 신설관(900) 사이를 충전시킴으로써, 지반의 붕괴를 감소시키면서 추진에 의한 신설관과 지반 사이의 마찰증가를 방지시키게 된다.

상기 방향조절기(400)는 도 3 내지 도 5 및, 도 7 에 도시된 바와 같이, 추진외통의 중단외통(320)에 형성된 설치홀(321)에 설치되고, 에어호스(240)를 통해 공급된 압축공기에 의해 설치홀(321) 외측으로 돌출되어지도록 개별 작동되어 주변의 지반(910)을 지압하도록 되어 있다. 즉, 상기 방향조절기(400)는 에어호스(240)로부터 공급되어지는 압축공기에 의해 주변의 지반(910)을 지압하여 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 추진방향을 전환(보정)시키는 기능을 구비한다.

상기 방향 조절기(400)는 중단외통의 설치홀(321)에 고정설치되고 에어호스(240)가 연결설치되는 내부 스티어링(410)과, 내부 스티어링(410)을 중심으로 슬라이딩 되도록 내부 스티어링(410)에 암수결합되는 외부 스티어링(420)을 포함한다.

상기 내부 스티어링(410)은 선/후단이 지지판(430)에 의해 중단외통(320)에 고정설치되도록 설치홀(321)내에 삽입설치되어 있으며, 수평베이스(411)와 수직베이스(412)가 직교되는 'ㅗ'자 형상으로 이루어지고, 수직베이스의 끝단면(413)에는 에어호스(240)와 연결되어지도록 소정깊이를 구비하는 하나 이상의 에어공급구(414)가 형성되어 있으며, 수직베이스의 끝단면(413) 양측에는 스토퍼돌기(415)가 돌출형성되어 있다.

상기 외부 스티어링(420)은 내부 스티어링의 수직베이스(412)가 삽입결합되어지도록 개방구(422)를 구비한 슬라이딩 결합홈(421)이 소정깊이로 형성된 '∩'자 단면형상으로 이루어져 있으며, 슬라이딩 결합홈의 끝단 즉, 개방구(422)의 양측에는 수직베이스의 스토퍼돌기(415)에 걸림접촉되어지는 이탈방지돌기(423)가 돌출형성되어 있다.

또한, 상기 외부 스티어링(420)은 슬라이딩 결합홈(421)의 선/후단이 폐쇄되어 형성되어, 슬라이딩 결합홈(421)내로 공급되어진 압축공기가 추진외통 외부로 누출되는 것이 방지되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 방향조절기(400)는, 에어호스(240) 및, 내부 스티어링의 에어공급구(414)를 통해 외부 스티어링의 슬라이딩 결합홈(421)내로 압축공기가 공급되면, 압축공기의 에어압에 의해 추진외통(300)의 외측방향으로 외부 스티어링(420)이 이동되어 외면이 주변의 지반(910)에 지압되어 추진부(200)의 추진방향(진행방향)이 제어되게 된다.

이때, 상기 외부 스티어링(420)은 양측면(424)이 추진외통의 삽입홀(321) 내면에 접촉슬라이딩되어지도록 또한, 선/후단이 지지판(430)에 접촉슬라이딩되어지도록 추진외통의 삽입홀(321) 및 내부 스티어링(410)에 연결설치되어 있으므로, 슬라이딩 결합홈(421)내로 공급되어진 압축공기의 외부 누출현상이 거의 발생되지 않게 되며, 슬라이딩 결합홈(421)내로 공급되어진 압축공기는 외부 스티어링(420)과 내부 스티어링(410)의 사이공간(S)을 통해 추진외통(300)의 내부 즉, 추진외통(300)과 해머본체(130) 사이로 이송되어, 배출토의 이송을 보조하는 기능을 구비하게 된다.

또한, 상기 방향조절기(400)는 압축공기에 의해 외부 스티어링(420)이 추진외통(300)의 외측방향으로 슬라이딩 이동될 시, 외부 스티어링의 이탈방지돌기(423)가 내부 스티어링의 스토퍼돌기(415)에 접촉되도록 되어 있어, 압축공기에 의한 외부 스티어링(420)의 이탈이 방지되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 방향조절기(400)는 추진외통(300)에 다수개가 설치되어 있으며, 바람직하게는 2개의 방향조절기 또는 4개의 방향조절기가 서로 대칭되어지도록 설치된다.

상기 다관추진기(500)는 도 4 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 원통형상을 구비하는 제1,2,3관(510,520,530)이 삼중관 구조로 연결되어 있으며, 제2관(520)은 외부 스페이서(540)에 의해 제3관(530)내에 지지되고, 제1관(510)은 내부 스페이서(550)에 의해 제2관(520)내에서 지지되도록 설치되어 있다.

즉, 상기 다관추진기(500)는 추진외통(300)과 결합되어지는 중공형상의 제3관(530)과, 제3관(530)의 중공내에 위치하도록 설치되어 이중비트부(100)의 작동을 위한 압축공기의 통로기능을 구비하는 중공형상의 제2관(520)과, 제2관(520)의 중공내에 위치하도록 설치되고 선단에 타깃이 부착된 중공형상(원통형상)의 제1관(510)과, 제3관(530)과 제2관(520) 사이에 위치하도록 제2관(520)에 연결설치되는 외부 스페이서(540)와, 제2관(520)과 제1관(510) 사이에 위치하도록 제1,2관(510,520)에 연결설치되는 내부 스페이서(550)를 포함하도록 구성되어 있다.

또한, 상기 다관추진기(500)는 외부스페이서(540)가 설치되어지는 제3관(530)과 제2관(500) 사이공간이 배출토의 배출통로(210)에 해당되며, 상기 배출통로(210)는 추진외통의 외통배출로(250)에 연통되어 있다.

상기 제3관(530)은 도 4, 도 5 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 굴삭첨가제 호스(230) 및 방향조절기의 작동을 위한 에어호스(240)가 구비되도록 이중관 구조로 형성되어 있으며, 외부고정나사(580)에 의해 추진외통(330)에 고정설치된다. 즉, 상기 제3관(530)은 외부고정나사 삽입구(531)가 구비되어 있으며, 상기 외부고정나사 삽입구(531)를 통해 삽입설치된 외부고정나사(580)에 의해 추진외통(330)에 고정설치된다.

상기 외부고정나사(580)는 도 9 에 도시된 바와 같이, 일측단에 수나사부(581)가 구비되고 타측단에 암나사부(582)가 구비된 봉타입으로 이루어져 있으며, 제3관의 외부고정나사 삽입구(531)내로 삽입될 시, 수나사부(581)는 제3관(530)의 외부로 돌출되어지고, 암나사부(582)는 제3관의 외부고정나사 삽입구(531)내에 접촉지지되도록 설치된다.

또한, 상기 외부고정나사(580)는 암수나사결합에 의해 연속연결되어, 복수의 제3관(530)이 연속적으로 결합되도록 하는 기능을 구비한다. 즉, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 일측 제3관의 외부로 돌출되어지도록 설치된 외부고정나사의 수나사부가, 또다른 제3관에 삽입설치된 외부고정나사의 암나사부에 체결되어 복수의 제3관이 일렬로 연속 결합되어지게 된다.

또한, 상기 제3관(530)은 도 3, 도 4 및 도 8 에 되된 바와 같이, 내면(530a)에 다수개의 토사 스크레이퍼(532)가 설치되어 있다.

상기 토사 스크레이퍼(532)는 배출토가 외부 스페이서(540)에 쌓여 배출통로(210)가 폐쇄되는 것을 방지하기 위한 것으로, 외부 스페이서(540) 선단에 위치되어지도록 제3관 내면(530a)에 하나 이상이 설치되어 있다.

이때, 상기 토사 스크레이퍼(532)는 러버 등과 같이 후렉시블 재질로 이루어져 있어, 제2관(520)과 일체로 회전되는 내부고정나사(590)가 접촉시에도 손상이 방지되어지도록 되어 있다.

상기 제2관(520)은 도 3, 도 4 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 제3관(530)과의 사이에 배출통로(210)가 구비되도록 복수개의 외부 스페이서(540)에 의해 제3관(530)내에 지지되며, 일측 제2관의 선단이 이에 인접한 또다른 제2관의 후단에 형성된 확관내로 삽입결합되어 일렬로 연결되어지도록 구성되어 있다.

이때, 제2관의 연결부위 즉, 일측 제2관의 선단과, 또다른 제2관의 후단에 구비된 확관내에는 오-링 등의 실링재(521)가 다수개 설치되어 있어, 복수의 제2관(520)이 일렬로 밀착연결되어지도록 되어 있다.

상기 외부스페이서(540)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 제2관(520)이 삽입관통되는 중앙스페이서(541)와, 중앙스페이서(541)에서 방사형으로 돌출형성된 복수의 지지스페이서(543)와, 지지스페이서(543)의 끝단에 회전가능하게 연결되고 제3관의 내면(530a)에 구름접촉되어지는 스페이서 롤러(542)를 포함한다. 이와 같이 구성된 외부스페이서(540)는 제2관(520)의 선단과 후단에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부스페이서의 지지스페이서(543)에는 내부고정나사(590)가 삽입관통되는 내부 고정나사 연결구(543a)가 형성되어 있다.

상기 내부고정나사(590)는 도 9 에 도시된 바와 같이, 일측단에 수나사부(591)가 구비되고 타측단에 암나사부(592)가 구비된 봉타입으로 이루어져 있으며, 수나사부(591)가 지지스페이서의 내부고정나사 연결구(543a)에 삽입관통되도록 설치되고 암나사부(592)는 제2관(520)과 평행하도록 지지스페이서(543)에 접촉지지되어 설치된다.

즉, 상기 내부고정나사(590)는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 암나사부(592)가 내부고정나사 연결구(543a)를 관통하지 않고, 내부고정나사 연결구(543a)가 구비된 지지스페이서(543)에 접촉지지되며, 내부고정나사 연결구(543a)를 관통한 수나사부(591)에 너트(593)가 체결되어 지지스페이서(543)에 연결 설치된다.

또한, 상기 내부고정나사(590)는 일측 내부고정나사의 수나사부가 이에 인접하는 또다른 내부고정나사의 암나사부에 체결되어 복수개가 일렬로 연결되며, 이와 같은 내부고정나사(590)의 연속연결설치에 의해 도 2 에 도시된 바와 같이, 제1,2관(510,520) 다수개가 일렬로 연속결합되어지게 된다.

상기 제1관(510)은 도 3, 도 4 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 제2관(520)과의 사이에 이중비트부(100)를 작동시키기 위한 구동매체의 이동통로가 구비되도록 복수의 내부 스페이서(550)에 의해 제2관(520)과 일체로 연결설치되어 있다.

상기 내부 스페이서(550)는 제1관(510)과 제2관(520)의 간격이 일정하게 유지되도록 하여, 이중비트부의 구동매체인 압축공기 또는 물의 이동통로를 형성하는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제1관(510)이 삽입관통되는 고정스페이서(551)와, 고정스페이서(551)에서 방사형으로 돌출형성되어 고정스페이서(551)와 제2관(520)에 일체로 연결되는 복수의 연결스페이서(552)를 포함하도록 구성되어 있다. 이때, 상기 연결스페이서(552)는 2개 이상 바람직하게는 3∼4개가 등각도를 구비하며 형성되어 있다.

또한, 상기 제1관(510)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 복수개가 일렬로 밀착 끼움결합되어지도록 연결되어 있다. 즉, 일측 제1관의 선단이 이에 인접한 또다른 제1관의 후단에 형성된 확관내로 삽입결합되어 일렬로 연결되어지도록 구성되어 있으며, 제1관의 연결부위 즉, 일측 제1관의 선단과, 또다른 제1관의 후단에 구비된 확관내에는 오-링 등의 실링재(511)가 다수개 설치되어 있어, 복수의 제1관(510)이 일렬로 밀착연결되어지도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 다중추진기(500)는, 제1관(510)과 제2관(520)이 내부스페이서(550)에 의해 이동통로(220)를 구비하며 일체로 연결되고, 제2관(520)이 외부스페이서(540)에 의해 배출통로(210)를 구비하며 제3관(530)과 분리작동되어지도록 연결되어, 추진원압부(600)에서 발생되어지는 회전구동력이 제1,2관(510,520)을 통해 이중비트부의 해머본체(130)에 전달되어 제1,2관(510,520), 해머본체(130), 해머비트(120), 전방 바커터(141) 및, 코어비트(110)가 일체로 회전작동된다.

이때, 제3관(530)은 외부스페이서(540)에 의해 제2관(520)과 분리설치되어 있어, 제2관(520)의 회전시 비회전상태가 유지되게 된다.

또한, 상기 다중추진기(500)는 제1관(510)과 제2관(520) 사이에 형성되어진 이동통로(220)를 통해 해머본체(130)내로 공압 또는 유압 또는 수압등의 구동매체가 전달되어 해머비트(120)의 타격작동이 이루어지게 된다.

또한, 상기 다중추진기(500)는 외부고정나사(580)에 의해 다수의 제3관(530)이 길이방향으로 연속연결되고, 내부고정나사(590)에 의해 제2관(520)에 연결설치된 다수의 외부스페이서(540)가 연속연결되어, 추진원압부(600)에서 발생되어지는 동력 및 추진원압부를 통해 전달되어지는 구동매체가 제1,2,3관(510,520,530)을 통해 연속적으로 전달되어지게 된다.

상기 추진원압부(600)는 추진구(950)내에 설치되어 추진부(200)를 가압추진하는 것으로, 세미쉴드 추진장치, 소구경 추진장치 등에 사용되어지는 공지의 추진원압부가 사용되어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명에 따른 복합천공 추진시스템(800)은, 추진방향에 대한 각도를 감지하는 추진각도 감지부(810)를 더 포함하되,

상기 추진각도 감지부(810)는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 추진원압부(600)가 설치된 추진구(950)의 바닥콘크리트(951)에 설치되는 트랜싯(데오돌라이트,811)와, 이중비트부의 해머본체 후단에 위치하는 다관추진기의 제1관의 선단에 설치된 타킷(812)을 포함한다.

즉, 상기 타킷(812)은 추진진행방향에 대하여 최선단에 위치하는 다관추진기의 제1관 선단에 설치되고, 제1관은 중공구조로 이루어져 있어, 추진구(950)내에 설치된 트랜싯(데오돌라이트,811)의 레이저가 일렬로 연결설치된 복수의 제1관 내부를 통해 타킷에 도달되어, 추진직진성과 같이 추진방향에 대한 각도가 측정되어지도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 이중비트부의 코어비트와 해머비트의 복합천공에 의해 여굴 및 지반침하현상 없이 추진이 이루어지고, 절삭된 배출토 및 파쇄물은 비트부 배출로로 유입되어 바커터부에 의해 파쇄된 후 외통배출로와 배출통로를 통해 외부로 이송배출되어지도록 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합천공 추진시스템(800)은, 배출토를 분리시키기 위한 배출토 분리기(820)가 더 설치되어 있다.

상기 배출토 분리기(820)는 도 1 에 도시된 바와 같이, 추진부의 배출통로(210)와 배출토 이송관(830)에 의해 연결되어 있으며, 이송배출된 배출토(굴삭토, 압축공기, 암편, 파쇄물, 물 등등의 혼합상태)를 압축공기와 배출잔류물(굴삭토, 암편, 파쇄물, 물 등등)로 분리배출시키기 기능을 구비한다.

상기 배출토 분리기(820)는, 도 10 에 도시된 바와 같이, 배출토 이송관(830)이 일측에 연결되고 타측에 공기배출구(821a)가 연결설치된 분리기 몸체(821)와, 분리기 몸체내부 바닥에 수직되어지도록 설치되는 다수의 하단격벽(822)과, 다수의 하단격벽(822)에 의해 다수개로 구획되는 분리기(823)와, 분리기(823)의 상측에 위치하도록 분리기 몸체(821)내 천장에 수직되어지도록 설치되는 상단격벽(824)과, 분리기(823)내 하단에 각각 장탈착되어지도록 설치되는 배출버킷(825)과, 공기배출구(821a)가 설치된 일측 분리기내 상단에 설치되어 물을 하향분사시키는 복수의 살수노즐(826)을 포함하도록 되어 있다.

즉, 본 발명의 배출토 분리기는 분리기 몸체내에 다수의 하단격벽(822)과 다수의 상단격벽(824)이 서로 엇갈리도록 설치되어 있으며. 소정거리 이격설치된 다수의 하단격벽(822)에 의해 다수의 분리기(823)가 형성되도록 되어 있다.

상기 다수의 하단격벽(822)과 다수의 상단격벽(824)은 배출토내 배출잔류물을 포집하는 기능 및 배출잔류물이 포함된 공기가 상향흐름과 하향흐름이 반복적으로 이루어지도록 하는 기능을 구비한다.

일 예로, 본 발명의 도면에는 제1,2하단격벽(822a,822b)과 제1,2상단격벽(824a,824b)에 의해 제1,2,3분리기(823a,823b,823c)가 형성되고, 제1,2,3분리기(823a,823b,823c)내에 제1,2,3배출버킷(825a,825b,825c)가 설치되며, 제3분리기(823c)에 살수노즐(826)이 설치된 배출토 분리기(820)가 도시되어 있다.

상기와 같이 구성된 배출토 분리기(820)는, 제1분리기(823a)내로 배출토가 공급되고, 제1분리기(823a)내로 공급되어진 배출토는 제1분리기(823a)에 설치된 제1하단격벽(822a)에 부딪히게 되어, 배출토내의 배출잔류물(토사, 암편, 파쇄물, 물 등등)은 제1하단격벽(822a)을 타고 제1분리기의 제1배출버킷(825a)으로 유입되어 적재되며, 배출잔류물(분진)이 포함된 공기는 상향흐름을 형성하며 제1하단격벽(82a)을 타고 넘어 제2분리기(823b)내로 이송된다.

또한, 제2분리기(823b)로 이송된 배출잔류물(분진)이 포함된 공기는 제1상단격벽(824a)에 부딪히면서 하향흐름을 형성하며 제2배출버킷 방향으로 이동되어 공기내 배출잔류물(분진)이 제2배출버킷(825b)으로 유입되어 적재되며, 소정의 배출잔류물(분진)이 포함된 공기는 다시 상향흐름을 형성하며 제2하단격벽(822b)을 타고 넘어 제3분리기(823c)내로 이송된다.

또한, 제3분리기(823c)로 이송된 소정의 배출잔류물(분진)이 포함된 공기는 제2상단격벽(824b)에 부딪히면서 하향흐름을 형성하며 제3배출버킷 방향으로 이동되어 공기내 배출잔류물(분진)이 제3배출버킷(825c)으로 유입되어 적재되며, 압축공기는 다시 상향흐름을 형성하며 공기배출구(821a) 방향으로 이송된다.

이때, 제3분리기(823c)의 상단에는 살수노즐(826)이 설치되어 있어, 제2분리기에서 제3분리기로 하향흐름을 형성하여 이동되는 압축공기와, 제3분리기의 제2상단격벽을 타고 상승흐름을 형성하며 이동되는 압축공기에 물이 살포되어 압축공기내의 세립질의 분진이 제3배출버킷내로 침전되고, 분진이 제거된 압축공기만이 공기배출구를 통해 외부로 배출되어지게 된다.

또한, 본 발명에 따른 복합천공 추진시스템(800)은, 노후관의 개축시공시, 개축대상 노후관(700)의 후단측에 위치하는 후단노후관(710)과 개축대상 노후관(700)의 선단에 위치하는 선단노후관(720)에 연결되는 바이패스부(840)를 더 포함할 수 있다.

상기 바이패스부(840)는 도 11 에 도시된 바와 같이, 후단노후관(710)내의 하수/오수가 선단노후관(720)내로 이송되도록 하여, 하수/오수의 흐름이 끊이지 않으면서 개축대상 노후관(700)에 대한 교체작업이 이루어지도록 하기 위한 것으로, 후단노후관(710)에 설치되는 흡인구마개(841)와, 선단노후관(720)에 설치되는 배출구마개(842)와, 흡인구마개(841)와 배출구마개(842)에 연결되는 바이패스관(843)과, 바이패스관(843) 상에 설치되어 후단노후관(710)내의 하수/오수가 선단노후관(720)내로 이송되어지도록 제어하는 바이패스 컨트롤 유닛(844)을 포함한다.

상기 바이패스 컨트롤 유닛(844)은 내부에 흡입펌프 및 제어반(도시없음)이 설치되어 있으며, 제어반에 의해 흡입펌프가 구동되어 후단노후관내의 하수/오수가 바이패스관 통해 선단노후관으로 이송배출되어지도록 되어 있다. 상기 제어반에 의한 흡입펌프의 구동제어는 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 도면에서 미설명부호 850 은 유압유닛, 860 은 컴프레셔, 870 은 중앙조작반, 880 은 유량계이다.

본 발명은 관로의 매설 시작지점과 관로의 매설 종료지점에 추진구(950)와 도달구(960)가 형성되는 수직굴착단계;

추진구의 케이싱(951)내에 본 발명에 따른 복합천공 추진시스템(800)이 설치되는 설치단계;

추진구(950)내에 설치된 복합천공 추진시스템의 추진원압부(600)와 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 구동에 의해 추진구(950)에서 도달구(960) 방향으로 관로가 형성되어지면서 추진부(200)에 연결설치된 신설관(900)이 관로내로 압입설치되는 추진단계;를 포함하되,

상기 추진단계는, 이중비트부의 코어비트(110)에 의해 막장 선단의 토사절삭이 이루어진 후, 해머비트(120)의 회전 및 타격구동에 의해 막장의 굴삭 또는 노후관의 파쇄가 이루어지고, 배출토 및 파쇄물은 해머본체(130)와 코어비트(110)의 비트부 배출통로로 유입되어 바터커부(140)에 의해 파쇄된 후, 추진부(200)내의 배출통로(210)를 통해 추진원압부(600) 방향으로 이송배출되도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 노후관의 개축시공시에는 설치단계 전에, 개축대상 노후관의 후단측에 위치하는 후단노후관을 바이패스부(840)에 의해 개축대상 노후관의 선단에 위치하는 선단노후관(720)에 연결하는 바이패스 설치단계;를 더 포함하되,

상기 바이패스 설치단계는,

개축대상 노후관의 후단측에 위치하는 후단노후관(710)의 갱구에 흡인구마개(841)가 설치되는 후단관로 폐쇄단계;

개축대상 노후관의 선단에 위치하는 선단노후관(720)의 갱구에 배출구마개(842)가 설치되는 선단관로 폐쇄단계;

흡인구마개(841)와 바이패스관의 흡인관(843a)에 의해 연결되고, 배출구마개(842)와 바이패스관의 배출관(843b)에 의해 연결되어지도록 지상에 바이패스 컨트롤 유닛(844)이 설치되는 연결단계;를 포함하여,

바이패스 컨트롤 유닛(844)의 작동에 의해 후단노후관내의 하수/오수가 흡인구마개, 흡인관, 바이패스 콘트롤 유닛, 배출관, 배출구마개를 통해 선단노후관내로 이송배출되도록 되어 있다.

또한, 상기 추진단계는 방향조절기(400)에 의해 추진부 및 이중비트부의 추진방향이 조정되는 방향조정단계를 더 포함하되,

상기 방향 조절기(400)는 추진부의 추진외통에 고정설치되고 에어호스(240)에 의해 압축공기가 공급되어지는 내부 스티어링(410)과, 내부 스티어링(410)을 중심으로 슬라이딩 되도록 내부 스티어링(410)에 암수결합되는 외부 스티어링(420)을 포함하여,

에어호스(240)를 통해 내부 스티어링으로 공급된 압축공기에 의해 외부 스티어링이 설치홀(321) 외측으로 돌출작동되어 지반(910)에 지압됨으로써, 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 추진방향이 전환(보정)되도록 되어 있다.

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) : 이중비트부 (110) : 코어비트
(120) : 해머비트 (130) : 해머본체
(140) : 바커터부 (141) : 전방 바커터
(141a,142a): 절단초경 (142) : 후방 바커터
(150) : 지지베어링 (160) : 비트부 배출로
(200) : 추진부 (210) : 배출통로
(220) : 이동통로 (230) : 굴삭첨가제 호스
(240) : 에어호스 (250) : 외통배출로
(300) : 추진외통 (310) : 선단외통
(320) : 중단외통 (321) : 설치홀
(330) : 후단외통 (400) : 방향조절기
(410) : 내부 스티어링 (411) : 수평베이스
(412) : 수직베이스 (413) : 수직베이스 끝단면
(414) : 에어공급구 (415) : 스토퍼돌기
(420) : 외부 스티어링 (421) : 슬라이딩 결합홈
(422) : 개방구 (423) : 이탈방지돌기
(424) : 양측면 (430) : 지지판
(500) : 다관추진기 (510) : 제1관
(511) : 실링재 (520) : 제2관
(521) : 실링재 (530) : 제3관
(530a): 내면 (531) : 외부고정나사 삽입구
(532) : 토사 스크레이퍼 (540) : 외부 스페이서
(541) : 중앙스페이서 (542) : 스페이서 롤러
(543) : 지지스페이서 (543a): 내부고정나사 연결구
(550) : 내부 스페이서 (551) : 고정스페이서
(552) : 연결스페이서 (580) : 외부고정나사
(581) : 수나사부 (582) : 암나사부
(590) : 내부고정나사 (591) : 수나사부
(592) : 암나사부 (600) : 추진원압부
(700) : 개축대상 노후관 (710) : 후단노후관
(720) : 선단노후관 (800) : 복합천공 추진시스템
(810) : 각도감지부 (811) : 트랜싯
(812) : 타킷 (820) : 배출토 분리기
(821) : 분리기 몸체 (821a): 공기배출구
(822) : 하단격벽 (822a): 제1하단격벽
(822b): 제2하단격벽 (823) : 분리기
(823a): 제1분리기 (823b): 제2분리기
(823c): 제3분리기 (824) : 상단격벽
(824a): 제1하단격벽 (824b): 제2하단격벽
(825) : 배출버킷 (825a): 제1배출버킷
(825b): 제2배출버킷 (825c): 제3배출버킷
(826) : 살수노즐 (830) : 배출토 이송관
(840) : 바이패스부 (841) : 흡인구마개
(842) : 배출구마개 (843) : 바이패스관
(844) : 바이패스 컨트롤 유닛 (850) : 유압유닛
(900) : 신설관 (910) : 지반
(950) : 추진구 (951) : 케이싱
(960) : 도달구

Claims (21)

1. 추진부(200)의 선단에 설치된 이중비트부(100)에 의해 지반이 굴삭되어지면서 신설관(900)이 설치되는 복합천공 추진장치에 있어서;
   이중비트부(100)는, 추진원압부(600)의 유압에 의해 회전구동되는 해머본체(130)와, 해머본체(130)의 선단에 연결설치되어 압축공기 또는 수압에 의해 타격작동되는 해머비트(120)와, 해머비트(120)의 둘레에 위치하도록 해머본체(130)와 바커터부(140)에 의해 일체로 연결되어 회전구동되는 중공의 원통형상의 코어비트(110)를 포함하여,
   코어비트(110)에 의해 막장 선단의 토사가 일정 넓이로 절삭되고, 코어비트(110)내에서 작동되는 해머비트(120)의 타격과 회전에 의해 막장 선단의 굴삭이 이루어져, 해머비트(120)의 요동에 의한 주변지반의 교란, 붕괴, 지반침하 및 여굴발생이 방지되면서 신설관(900)의 설치가 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1 에 있어서;
   해머비트(120)는 경사해머비트(120b)로 이루어지되,
   상기 경사해머비트(120b)는 다수의 팁이 설치되는 비트선단면(121)이 선단수직면(H)에 대하여 20°∼45°의 경사각(θ)을 구비하도록 형성된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
4. 청구항 1 에 있어서;
   바커터부(140)는, 해머본체(130)와 코어비트(110)에 연결설치되는 전방 바커터(141)와, 전방 바커터(141) 후단에 위치하도록 추진부의 추진외통 내면에 고정설치되는 후방 바커터(142)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
5. 청구항 1 에 있어서;
   추진부(200)는, 이중비트부(100)가 선단에 연결설치되는 추진외통(300)과, 추진외통(300)의 외부둘레에 설치되는 다수의 방향조절기(400)와, 추진외통(300)의 후단에 연결설치되어 추진원압부(600)의 동력을 이중비트부(100)로 전달하는 다관추진기(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
6. 청구항 5 에 있어서;
   추진외통(300)은, 이중비트부의 코어비트(110)를 지지하기 위한 다수의 지지베어링(150)이 외측에 설치되고 바커터부의 후방 바커터(142)가 내면에 고정설치되는 선단외통(310)과, 다관추진기(500)가 연결설치되는 후단외통(330)과, 선단외통(310)과 후단외통(330) 사이에 위치하고 외면 둘레에 방향조절기(400)가 설치되는 다수의 설치홀(321)이 형성된 중단외통(320)을 포함하고,
   상기 선단외통(310)과 중단외통(320) 및 후단외통(330)을 관통하도록 형성되어 해머본체(130)가 삽입되고 비트부 배출로(160)와 연통되어지는 외통배출로(250)가 구비된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
7. 청구항 6 에 있어서;
   후단외통(330)은 추진부의 추진시, 신설관이 추진부(200)와 함께 자동으로 압입되어지도록 신설관(900)이 끼움연결되며, 중단외통(320)과 단차를 구비하도록 형성되어 지반(910)과의 사이에 굴삭첨가제가 충전되는 테일보이드(V)가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
8. 청구항 6 에 있어서;
   선단외통(310)과 중단위통(320) 및 후단외통(330)은 이중관 구조를 구비하고 일체로 형성되어 있으며, 중단외통(320)과 후단외통(330)내에는 내부에 막장안정을 위하여 분사되는 굴삭첨가제의 이송을 위한 굴삭첨가제 호스(230) 및, 방향조절기(400)의 작동을 위한 압축공기를 이송시키는 에어호스(240)가 설치된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
9. 청구항 5 에 있어서;
   방향 조절기(400)는, 중단외통의 설치홀(321)에 고정설치되고 에어호스(240)가 연결설치되는 내부 스티어링(410)과, 내부 스티어링(410)을 중심으로 슬라이딩 되도록 내부 스티어링(410)에 암수결합되는 외부 스티어링(420)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
   
10. 청구항 9 에 있어서;
    내부 스티어링(410)은, 선/후단이 지지판(430)에 의해 중단외통(320)에 고정설치되도록 설치홀(321)내에 삽입설치되고, 수평베이스(411)와 수직베이스(412)가 직교되는 'ㅗ'자 형상으로 이루어지며, 수직베이스의 끝단면(413)에는 에어호스(240)와 연결되어지도록 소정깊이를 구비하는 하나 이상의 에어공급구(414)가 형성되고, 수직베이스의 끝단면(413) 양측에는 스토퍼돌기(415)가 돌출형성되며,
    외부 스티어링(420)은, 내부 스티어링의 수직베이스(412)가 삽입결합되어지도록 개방구(422)를 구비한 슬라이딩 결합홈(421)이 소정깊이로 형성된 '∩'자 단면형상으로 이루어지고, 슬라이딩 결합홈의 끝단 즉, 개방구(422)의 양측에는 수직베이스의 스토퍼돌기(415)에 걸림접촉되어지는 이탈방지돌기(423)가 돌출형성된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
11. 청구항 5 에 있어서;
    다관추진기(500)는, 추진외통(300)과 결합되어지는 중공형상의 제3관(530)과, 제3관(530)의 중공내에 위치하도록 설치되어 이중비트부(100)의 작동을 위한 압축공기의 통로기능을 구비하는 중공형상의 제2관(520)과, 제2관(520)의 중공내에 위치하도록 설치되고 선단에 타깃이 부착된 중공형상(원통형상)의 제1관(510)과, 제3관(530)과 제2관(520) 사이에 위치하도록 제2관(520)에 연결설치되는 외부스페이서(540)와, 제2관(520)과 제1관(510) 사이에 위치하도록 제1,2관(510,520)에 연결설치되는 내부스페이서(550)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
12. 청구항 11 에 있어서;
    제3관(530)은, 외부스페이서(540) 선단에 위치되어지도록 내면(530a)에 다수개의 토사 스크레이퍼(532)가 설치된 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
13. 청구항 11 에 있어서;
    외부스페이서(540)는, 제2관(520)이 삽입관통되는 중앙스페이서(541)와, 중앙스페이서(541)에서 방사형으로 돌출형성된 복수의 지지스페이서(543)와, 지지스페이서(543)의 끝단에 회전가능하게 연결되고 제3관의 내면(530a)에 구름접촉되어지는 스페이서 롤러(542)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
14. 청구항 11 에 있어서;
    내부 스페이서(550)는, 제1관(510)이 삽입관통되는 고정스페이서(551)와, 고정스페이서(551)에서 방사형으로 돌출형성되어 고정스페이서(551)와 제2관(520)에 일체로 연결되는 복수의 연결스페이서(552)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
15. 청구항 11 에 있어서;
    다중추진기(500)는, 외부고정나사(580)에 의해 다수의 제3관(530)이 길이방향으로 연속연결되고, 내부고정나사(590)에 의해 제2관(520)에 연결설치된 다수의 외부스페이서(540)가 연속연결되는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
16. 청구항 1 에 있어서;
    복합천공 추진시스템(800)은, 추진방향에 대한 각도를 감지하는 추진각도 감지부(810)를 더 포함하되,
    상기 추진각도 감지부(810)는, 추진원압부(600)가 설치된 추진구(950)의 바닥콘크리트(951)에 설치되는 트랜싯(데오돌라이트,811)와, 이중비트부의 해머본체 후단에 위치하는 다관추진기의 제1관의 선단에 설치된 타킷(812)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
17. 청구항 1 에 있어서;
    복합천공 추진시스템(800)은, 배출토를 분리시키기 위한 배출토 분리기(820)를 더 포함하되,
    상기 배출토 분리기(820)는, 배출토 이송관(830)이 일측에 연결되고 타측에 공기배출구(821a)가 연결설치된 분리기 몸체(821)와, 분리기 몸체내부 바닥에 수직되어지도록 설치되는 다수의 하단격벽(822)과, 다수의 하단격벽(822)에 의해 다수개로 구획되는 분리기(823)와, 분리기(823)의 상측에 위치하도록 분리기 몸체(821)내 천장에 수직되어지도록 설치되는 상단격벽(824)과, 분리기(823)내 하단에 각각 장탈착되어지도록 설치되는 배출버킷(825)과, 공기배출구(821a)가 설치된 일측 분리기내 상단에 설치되어 물을 하향분사시키는 복수의 살수노즐(826)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
18. 청구항 1 에 있어서;
    복합천공 추진시스템(800)은, 노후관의 개축시공시, 개축대상 노후관(700)의 후단측에 위치하는 후단노후관(710)과 개축대상 노후관(700)의 선단에 위치하는 선단노후관(720)에 연결되는 바이패스부(840)를 더 포함하되,
    상기 바이패스부(840)는, 후단노후관(710)에 설치되는 흡인구마개(841)와, 선단노후관(720)에 설치되는 배출구마개(842)와, 흡인구마개(841)와 배출구마개(842)에 연결되는 바이패스관(843)과, 바이패스관(843) 상에 설치되어 후단노후관(710)내의 하수/오수가 선단노후관(720)내로 이송되어지도록 제어하는 바이패스 컨트롤 유닛(844)을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치.
    
19. 관로의 매설 시작지점과 관로의 매설 종료지점에 추진구(950)와 도달구(960)가 형성되는 수직굴착단계;
    추진구의 케이싱(951)내에 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 따른 복합천공 추진시스템(800)이 설치되는 설치단계;
    추진구(950)내에 설치된 복합천공 추진시스템의 추진원압부(600)와 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 구동에 의해 추진구(950)에서 도달구(960) 방향으로 관로가 형성되어지면서 추진부(200)에 연결설치된 신설관(900)이 관로내로 압입설치되는 추진단계;를 포함하되,
    상기 추진단계는, 이중비트부의 코어비트(110)에 의해 막장 선단의 토사절삭이 이루어진 후, 해머비트(120)의 회전 및 타격구동에 의해 막장의 굴삭 또는 노후관의 파쇄가 이루어지고, 배출토 및 파쇄물은 해머본체(130)와 코어비트(110)의 비트부 배출통로로 유입되어 바터커부(140)에 의해 파쇄된 후, 추진부(200)내의 배출통로(210)를 통해 추진원압부(600) 방향으로 이송배출되는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치를 이용한 추진공법.
    
20. 청구항 19 에 있어서;
    추진단계는 방향조절기(400)에 의해 추진부 및 이중비트부의 추진방향이 조정되는 방향조정단계를 더 포함하되,
    상기 방향 조절기(400)는 추진부의 추진외통에 고정설치되고 에어호스(240)에 의해 압축공기가 공급되어지는 내부 스티어링(410)과, 내부 스티어링(410)을 중심으로 슬라이딩 되도록 내부 스티어링(410)에 암수결합되는 외부 스티어링(420)을 포함하여,
    에어호스(240)를 통해 내부 스티어링으로 공급된 압축공기에 의해 외부 스티어링이 지반(910)에 지압되도록, 설치홀(321) 외측으로 돌출작동되어 추진부(200) 및 이중비트부(100)의 추진방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치를 이용한 추진공법.
    
21. 청구항 19 에 있어서;
    노후관의 개축시공시에는 설치단계 전에, 개축대상 노후관의 후단측에 위치하는 후단노후관을 바이패스부(840)에 의해 개축대상 노후관의 선단에 위치하는 선단노후관(720)에 연결하는 바이패스 설치단계;를 더 포함하되,
    상기 바이패스 설치단계는,
    개축대상 노후관의 후단측에 위치하는 후단노후관(710)의 갱구에 흡인구마개(841)가 설치되는 후단관로 폐쇄단계;
    개축대상 노후관의 선단에 위치하는 선단노후관(720)의 갱구에 배출구마개(842)가 설치되는 선단관로 폐쇄단계;
    흡인구마개(841)와 바이패스관의 흡인관(843a)에 의해 연결되고, 배출구마개(842)와 바이패스관의 배출관(843b)에 의해 연결되어지도록 지상에 바이패스 컨트롤 유닛(844)이 설치되는 연결단계;를 포함하여,
    바이패스 컨트롤 유닛(844)의 작동에 의해 후단노후관내의 하수/오수가 흡인구마개, 흡인관, 바이패스 콘트롤 유닛, 배출관, 배출구마개를 통해 선단노후관내로 이송배출되도록 한 것을 특징으로 하는 복합천공 추진장치를 이용한 추진공법.

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