KR102341682B1 - Tunneling machine for non-open cut type to install excavation device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널을 시공하고자 하는 곳의 토양의 특성에 최적화된 굴착성능을 나타내는 한편 굴착장비가 장착되어 있기 때문에 자체 굴착이 가능하여 터널시공시 그 효율을 향상시킬 수 있도록 한 굴착장비가 장착된 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체에 관한 것으로서,
터널을 시공하고자 하는 곳의 지중 전단에 배치되는 관형 구조체; 상기 관형 구조체의 내주 측면 길이방향으로 장착되는 가이드부; 상기 가이드부에 삽입 장착되어 전후로 이동되는 지지판을 포함하여 구성되는 지지판부; 상기 지지판부의 상부 선단에 장착되어 지반을 굴착하기 위한 암과 버킷으로 구성되는 굴착부; 상기 지지판부의 하부에 장착되어 상기 굴착부에 의해 굴착된 토사를 후방으로 배출하기 위한 배송부; 및 상기 지지판을 전후로 이동하기 위해 상기 지지판의 후방에 설치되는 지지판 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체를 제공한다.The present invention relates to a tip structure of a non-opening type tunnel excavator, and more particularly, it exhibits an excavation performance optimized for the characteristics of the soil in a place where a tunnel is to be constructed, while self-excavation is possible because excavation equipment is installed. It relates to the tip structure of a non-opening tunnel excavator equipped with excavation equipment to improve the efficiency during construction,
A tubular structure disposed at the underground front end of the tunnel to be constructed; a guide portion mounted in the longitudinal direction of the inner peripheral side of the tubular structure; a support plate part inserted and mounted on the guide part and configured to include a support plate moving back and forth; an excavation part mounted on the upper end of the support plate part and comprising an arm and a bucket for excavating the ground; a delivery unit mounted on a lower portion of the support plate to discharge the soil excavated by the excavation unit to the rear; and a support plate transfer unit installed at the rear of the support plate to move the support plate back and forth.

Description

굴착장비가 장착된 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체{TUNNELING MACHINE FOR NON-OPEN CUT TYPE TO INSTALL EXCAVATION DEVICE}The tip structure of a non-opening tunnel excavator equipped with excavation equipment.

본 발명은 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널을 시공하고자 하는 곳의 토양의 특성에 최적화된 굴착성능을 나타내는 한편 굴착장비가 장착되어 있기 때문에 자체 굴착이 가능하여 터널시공시 그 효율을 향상시킬 수 있도록 한 굴착장비가 장착된 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a tip structure of a non-interleaved tunnel excavator, and more particularly, it exhibits an excavation performance optimized for the characteristics of the soil in a place where a tunnel is to be constructed, while self-excavation is possible because it is equipped with an excavator. It relates to a tip structure of a non-opening type tunnel excavator equipped with excavation equipment to improve the efficiency during construction.

국가기간교통망(國家基幹交通網, key national traffic network)의 확충과 함께 다양한 종류의 교통수요 해결, 여객 및 물류수송 소요경비의 대폭 단축을 위한 신규도로 및 철도노선 선정과 연차별 건설사업이 추진되고 있으며, 이와 관련하여 터널공사가 지속적으로 증가하는 추세이다.Along with the expansion of the national key national traffic network, the selection of new roads and railroad routes and annual construction projects are being promoted to solve various types of transportation demand and to significantly reduce the cost of passenger and logistics transportation. In this regard, the tunnel construction is continuously increasing.

여기서, 상기 터널공사시에는 지산(地山, natural ground / 터널 내벽의 땅속)의 변형이나 허물어져 떨어짐을 억제·방지하여 누수를 막고 터널 안의 소요단면과 기능을 유지하기 위한 구조체(構造體 / tunnel lining)의 시공이 매우 중요한바, 대표적인 터널구조체 시공방법으로는 터널을 시공하고자 하는 곳의 땅을 완전히 개착(開鑿)하여 터널구조체를 시공 후 그 터널구조체 위를 굴착토(掘鑿土, spoil)로 덮어 시공을 완성하는 오픈트렌치공법(Open Trench Method; OTM)이 있다.Here, during the tunnel construction, a structure for preventing water leakage and maintaining the required cross-section and function in the tunnel by inhibiting and preventing deformation or collapse of the natural ground (under the ground of the inner wall of the tunnel) lining) is very important, and as a typical tunnel structure construction method, the tunnel structure is constructed by completely excavating the ground where the tunnel is to be constructed, and then excavated soil (掘鑿土, spoil) over the tunnel structure. There is an Open Trench Method (OTM) method that completes construction by covering it with a

또한, 터널을 시공하고자 하는 곳의 땅을 개착하지 않고 쉴드터널링머신(Shield Tunneling Machine)을 사용하여 비개착(非開鑿) 방식으로 터널을 형성한 후 그 터널 내측에 터널구조체를 시공하여 완성하는 터널보링공법(Tunneling Boring Method; TBM)이 있다.In addition, a tunnel is completed by constructing a tunnel structure inside the tunnel after forming a tunnel in a non-interleaving method using a Shield Tunneling Machine without excavating the land where the tunnel is to be constructed. There is a boring method (Tunneling Boring Method; TBM).

이 중, 현재 대표적으로 쓰이는 상기 터널보링공법(TBM)은, 주로 도시지역 또는 지반이 암반층으로 이루어진 곳의 터널굴착에서 널리 사용되는데, 이는 터널을 시공하는 과정에서 지상구조물(도로, 건물 등)과 지하구조물(하수도, 가스관 등) 및 지상의 교통흐름에 최소한의 영향을 끼치면서 터널을 시공할 수 있기 때문이다.Among them, the tunnel boring method (TBM), which is currently used as a representative, is widely used in tunnel excavation mainly in urban areas or in places where the ground is made of bedrock. This is because tunnels can be constructed with minimal impact on underground structures (sewers, gas pipes, etc.) and ground traffic flow.

그러나, 상기 오픈트렌치공법(OTM)은 지하구조물을 시공하기 위해 토층을 개착한 후 시공을 하는데, 이는 지상의 건축구조물에 의해 시공장소가 제약받는 문제점이 있어 왔고, 상기 터널보링공법(TMB)은 주로 암반층에 터널을 비개착(非開鑿)하여 시공하는 것으로 지중에는 적용하기 어렵고, 대부분의 터널링머신은 원형 터널구조 또는 아치형 터널구조만을 구축할 수 있으므로 원형 터널구조 또는 타원형 터널구조가 아닌 사각형태의 터널구조를 시공하기 위해서는 터널구조체의 직경보다 큰 직경의 터널을 굴착하여야 하거나, 오픈트렌치공법 또는 파이프루프공법(pipe-roof protection) 등을 병행해야 함에 따라 시공상 번거로움이 가중되는 문제점이 있어 왔다.However, the open trench method (OTM) is constructed after excavating the soil layer to construct an underground structure, which has a problem in that the construction site is restricted by the above-ground building structures, and the tunnel boring method (TMB) is It is difficult to apply underground as it is mainly constructed with tunnels in the rock layer, and most tunneling machines can only build a circular tunnel structure or an arch-shaped tunnel structure. In order to construct a tunnel structure, a tunnel with a diameter larger than the diameter of the tunnel structure must be excavated, or an open trench method or pipe-roof protection method must be used in parallel, which increases the complexity of construction. .

이에, 대한민국 등록특허공보 제10-0360560호에서는, 지중에 터널구조체를 안정적이고, 신속하게 시공할 수 있으며, 원형, 아치형 및 사각형 등 다양한 터널구조체를 지하에 시공할 수 있는 터널구조물 시공장치 및 이에 따른 시공방법이 개시된바 있다.Accordingly, in Korean Patent Publication No. 10-0360560, a tunnel structure construction apparatus capable of stably and rapidly constructing a tunnel structure underground and capable of constructing various tunnel structures such as round, arched and rectangular tunnel structures underground, and this A construction method has been disclosed.

도 1은 종래 기술에 따른 터널구조물 시공장치의 요부구성을 나타낸 단면도로써, 종래의 상기 터널구조물 시공장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 터널 구조물(이하 "터널구조체"라 함)을 시공하고자 하는 지중에 일정한 깊이로 수직 굴착된 수직갱에 설치되는 버팀 반력벽에 지지되어 수직갱에서 수평방향으로 터널 구조물을 밀어 압입추진시키도록 힘을 가하는 압입 추진수단과; 압입 추진수단에 의해 밀려 압입추진되는 터널 구조물(817)의 선단부에 설치되어 압입 추진수단의 힘에 의해 지중에 밀어 넣어져 지중의 붕괴를 방지하는 토사 붕괴 방지수단(810)과; 토사 붕괴 방지수단(810)에 의해 붕괴가 방지된 지중을 굴착하는 굴착수단(813)과; 굴착 수단(813)이 굴착한 토사를 터널굴착 공간으로 이송시키는 이송수단(818)을 포함하여 이루어진다.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of a tunnel structure construction apparatus according to the prior art. As shown in FIG. 1, the conventional tunnel structure construction apparatus is used to construct a tunnel structure (hereinafter referred to as "tunnel structure"). a press-in propulsion means supported by a support reaction wall installed in a vertical shaft excavated to a certain depth in the underground to apply a force to push the tunnel structure in a horizontal direction in the vertical shaft; Sediment collapse prevention means 810 installed at the tip of the tunnel structure 817 pushed by the press-in propulsion means and pushed into the ground by the force of the push-in propulsion means to prevent the collapse of the ground; An excavation means 813 for excavating the ground whose collapse is prevented by the soil collapse prevention means 810 and; The excavation means 813 comprises a transfer means 818 for transferring the excavated soil to the tunnel excavation space.

종래 기술에 따르면, 기존 오픈트렌치공법(OTM)과 터널보링공법(TMB)이 안고 있는 문제점 해결을 위해, 지중에 단거리 터널 구조물을 안정적이고, 신속하게 시공할 수 있으며, 원형 또는 아치형 및 사각형 등의 다양한 터널구조체를 지하에 시공할 수 있다.According to the prior art, in order to solve the problems of the existing open trench method (OTM) and tunnel boring method (TMB), it is possible to stably and quickly construct a short-distance tunnel structure underground, and to Various tunnel structures can be constructed underground.

하지만, 상기 터널구조물 시공장치에 있어서, 지중을 굴착하는 굴착수단(813)으로 붐(boom)과 암(arm) 그리고 버킷(bucket)으로 조합된 굴착기(掘鑿機, excavator / 이하 "굴착장비"라 함)의 작업장치를 단순채용한 것인바, 상기 굴착수단(813) 동작특성에 따른 굴착범위 제한상의 이유로 터널구조체 추진공간을 효율적으로 굴착해 나아가는데 한계가 뒤따랐다.However, in the tunnel structure construction apparatus, an excavator (掘鑿機, excavator / hereinafter "excavator") combined with a boom, an arm, and a bucket as an excavation means 813 for excavating the ground )), there was a limitation in efficiently excavating the tunnel structure propulsion space due to the limitation of the excavation range according to the operation characteristics of the excavation means 813.

더욱이, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 굴착수단(813)이 토사 붕괴 방지수단(810)의 상측에 단순고정된 설치구조상, 굴착과정에서 발생한 충격과 진동이 상기 토사 붕괴 방지수단(810)에 그대로 전달될 수밖에 없어 토사 붕괴 방지수단(810)의 형태변형은 물론이거니와 그로 인한 터널 내벽의 땅속(지산) 변형이나 허물어져 떨어짐에 의한 터널붕괴, 이에 따른 공기지연 및 공비증가를 초래해 왔다.Furthermore, as shown in FIG. 1 , in the installation structure in which the excavation means 813 is simply fixed to the upper side of the soil collapse preventing means 810 , the shock and vibration generated during the excavation process are applied to the soil collapse preventing means 810 . It has to be transmitted as it is, and not only the shape change of the soil collapse prevention means 810, but also the underground (mountain) deformation of the tunnel inner wall or tunnel collapse due to collapse and fall, resulting in delay in air and increase in azeotrope.

대한민국 등록특허공보 제10-0360560호(등록일자 : 2002. 10. 29.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0360560 (Registration date: 2002. 10. 29.) 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0095938호(공개일자 : 2016. 08. 12.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0095938 (published date: August 12, 2016)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터널굴착을 위한 장치로 굴착장비(굴착기)를 채용하여, 굴착장비의 전후 이동에 따른 터널의 효율적 굴착이 가능함과 아울러 굴착장비의 재활용이 가능한 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체를 제공함에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, and by employing an excavator (excavator) as a device for excavating a tunnel, efficient excavation of the tunnel according to the forward and backward movement of the excavation equipment is possible and recycling of the excavation equipment It is to provide a tip structure of an excavator-linked non-opening type tunnel excavator that can do this.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 터널을 시공하고자 하는 곳의 지중 전단에 배치되는 관형 구조체; 상기 관형 구조체의 내주 측면 길이방향으로 장착되는 가이드부; 상기 가이드부에 삽입 장착되어 전후로 이동되는 지지판을 포함하여 구성되는 지지판부; 상기 지지판부의 상부 선단에 장착되어 지반을 굴착하기 위한 암과 버킷으로 구성되는 굴착부; 상기 지지판부의 하부에 장착되어 상기 굴착부에 의해 굴착된 토사를 후방으로 배출하기 위한 배송부; 및 상기 지지판을 전후로 이동하기 위해 상기 지지판의 후방에 설치되는 지지판 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, a tubular structure disposed at the underground front end of the tunnel to be constructed; a guide portion mounted in the longitudinal direction of the inner periphery of the tubular structure; a support plate part inserted into the guide part and configured to include a support plate moving back and forth; an excavation part mounted on the upper end of the support plate part and comprising an arm and a bucket for excavating the ground; a delivery unit mounted on a lower portion of the support plate to discharge the soil excavated by the excavation unit to the rear; and a support plate transfer unit installed at the rear of the support plate to move the support plate back and forth.

본 발명에서 가이드부는, 관형 구조체의 내주면 양측에 설치되고, 일정간격으로 지지판을 고정하기 위한 지지판 위치고정홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the guide portion is installed on both sides of the inner peripheral surface of the tubular structure, characterized in that the support plate position fixing holes for fixing the support plate at regular intervals are formed.

본 발명에서 지지판부에는, 지지판의 일측에 장착되는 모터와, 지지판의 타측에 장착되는 컨트롤유닛과, 지지판의 후방에 굴착부를 구동하기 위한 운전레버가 장착되어, 상기 모터와 컨트롤유닛이 측면에 장착되어 중앙측 시야를 확보할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the support plate portion is equipped with a motor mounted on one side of the support plate, a control unit mounted on the other side of the support plate, and a driving lever for driving the excavation unit at the rear of the support plate, the motor and the control unit are mounted on the side It is characterized in that it is possible to secure a central view.

본 발명에서 지지판부에는, 굴착부의 좌우 이동을 위한 유압잭의 일단이 장착되고, 상기 유압잭의 타단은 상기 굴착부의 측면에 연결되어, 상기 굴착부를 좌우이동되게 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, one end of the hydraulic jack for left and right movement of the excavation part is mounted on the support plate part, and the other end of the hydraulic jack is connected to the side surface of the excavation part, so that the excavation part moves left and right.

본 발명에서 배송부는, 공기 흡입형 이송관 또는 컨베이어 벨트로 구성되는 것을 특징으로 한다.The delivery unit in the present invention is characterized in that it is composed of an air suction type transfer pipe or a conveyor belt.

본 발명에서 지지판 이송부는, 가이드부에 장착되어 고정되는 유압잭 지지판과, 상기 유압잭 지지판에 일측이 연결되고 타측은 상기 지지판의 후방에 연결되는 유압잭으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the support plate transfer unit is characterized in that it is composed of a hydraulic jack support plate mounted and fixed to the guide unit, and a hydraulic jack having one side connected to the hydraulic jack support plate and the other end connected to the rear of the support plate.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체는, 교통이 복잡한 도시지역의 소음·분진 등등 환경공해 해결, 공항과 도로, 철도 등 터널공사로 인한 지반침하로 교통장해 피해가 우려되는 지역에서의 안정된 공사를 하기 위해 발달한 공법으로써, 특히 굴착장비의 채택을 통한 상황별 굴착작업이 가능함과 아울러, 터널굴착 시 지반을 파낼 수 있기 때문에 굴착공정 및 작업효율 향상의 효과가 있다.As can be clearly seen from the above description, the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator of the present invention solves environmental pollution such as noise and dust in urban areas with complicated traffic, and the ground due to tunnel construction such as airports, roads, and railways. This is a construction method developed for stable construction in areas where traffic disturbance is likely to occur due to subsidence. In particular, excavation work is possible through the adoption of excavation equipment, and excavation process and work because it is possible to dig the ground during tunnel excavation. It has the effect of improving the efficiency.

또한, 터널 굴착 시공에 필요한 굴착장비와 지지판을 이용하여 일정거리까지 선굴착이 가능함과 아울러 터널 시공 후 지지판과 굴착장비를 재사용할 수 있다는 장점이 있다.In addition, it is possible to pre-excavate up to a certain distance using the excavation equipment and support plate required for tunnel excavation construction, and there are advantages in that the support plate and excavation equipment can be reused after tunnel construction.

또한, 굴착장비를 사용하기 위한 시야의 확보가 가능하여 작업자의 작업능률이 현저히 증가될 수 있다는 장점이 있다.In addition, since it is possible to secure a field of view for using the excavation equipment, there is an advantage that the work efficiency of the worker can be significantly increased.

도 1은 종래 기술에 따른 터널구조물 시공장치의 요부구성을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 중앙부 측의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 지지판이 이동하는 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 상부에서 본 절단면도.
도 7은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 가이드부에 지지판부가 결합되는 것을 도시한 결합사시도.
도 8은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 가이드부에 지지판 이송부가 결합되는 것을 도시한 결합사시도.
도 9는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 전체를 조립한 상태의 측단면도.
도 10은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 작동상태도.1 is a cross-sectional view showing the main configuration of a tunnel structure construction apparatus according to the prior art.
Figure 2 is a perspective view of the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention.
4 is a front view of the central portion of the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a state in which the support plate of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator moves according to the present invention.
6 is a cross-sectional view from the top of the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention.
7 is a combined perspective view showing that the support plate part is coupled to the guide part of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved type tunnel excavator according to the present invention.
8 is a combined perspective view showing that the support plate transfer part is coupled to the guide part of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved type tunnel excavator according to the present invention.
9 is a side cross-sectional view of the entire assembled state of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention.
10 is an operating state diagram of an excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings to the extent that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention. First, in adding reference numerals to the components of the drawings, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 중앙부 측의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 지지판이 이동하는 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 상부에서 본 절단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 가이드부에 지지판부가 결합되는 것을 도시한 결합사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체의 가이드부에 지지판 이송부가 결합되는 것을 도시한 결합사시도이고, 도 9는 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 전체를 조립한 상태의 측단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 작동상태도이다.2 is a perspective view of the tip structure of the excavation equipment-linked non-opening type tunnel excavator according to the present invention, and FIG. It is a front view of the central part of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view from the top of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator according to the present invention, and FIG. It is a combined perspective view showing that the support plate part is coupled to the guide part, and FIG. 8 is a combined perspective view showing that the support plate transport part is coupled to the guide part of the tip structure of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator according to the present invention, FIG. 9 is a side cross-sectional view of the entire assembled state of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator according to the present invention, and FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체(1)는, 관형 구조체(11)와, 관형 구조체(11)의 내부에 장착되는 가이드부(12)와, 가이드부(12)에 장착되어 전후로 이동하는 지지판부(13)와, 지지판부(13)의 전방에 장착되는 굴착부(14)와, 굴착부(14)에서 굴착된 토사는 배송부(15)를 통해서 외부로 반출된다. 관형 구조체(11)는 원통형 관으로 도시되어 있으나, 원통형 관에 한정되지 않고, 사각관 등의 다각관에도 적용될 수 있다. 관형 구조체(11)의 내주면 측부에는 가이드부(12)가 설치된다. 가이드부(12)는 양측 모두에 설치되며, 도 5에 도시된 바와 같이 설치된 가이드부(12)를 따라 지지판부(13)가 전후로 이동할 수 있다.As shown in FIG. 2, the tip structure 1 of the excavation equipment-linked non-interleaved tunnel excavator has a tubular structure 11 and a guide part 12 mounted on the inside of the tubular structure 11, and a guide The support plate part 13 mounted on the part 12 and moving back and forth, the excavation part 14 mounted in front of the support plate part 13, and the soil excavated from the excavation part 14 are delivered to the delivery part 15 is brought out through The tubular structure 11 is illustrated as a cylindrical tube, but is not limited to a cylindrical tube, and may be applied to a polygonal tube such as a square tube. A guide part 12 is installed on the inner peripheral surface side of the tubular structure 11 . The guide part 12 is installed on both sides, and the support plate part 13 can move back and forth along the installed guide part 12 as shown in FIG. 5 .

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선단구조체(1)의 외부를 형성하는 관형 구조체(11)는 관의 형태로 형성된다. 도 2 내지 도 4에서는 관형 구조체(11)를 원통형으로 도시하고 있으나, 관형 구조체(11)는 사각관의 형태로도 이루어질 수 있다.2 to 4, the tubular structure 11 forming the outside of the tip structure 1 of the present invention is formed in the form of a tube. 2 to 4 shows the tubular structure 11 in a cylindrical shape, the tubular structure 11 may also be made in the form of a square tube.

도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 가이드부(12)는 상하 한 조로 형성되는 가이드 플레이트(121)와 가이드 플레이트(121)에 형성되는 고정홀(122)과, 고정홀(122)을 통해 지지판(131)의 고정홀(137)에 삽입되는 고정볼트(123)으로 구성된다. 가이드부(12)는 지지판부(13)의 위치를 고정함과 아울러 가이드부(12)를 따라 전후로 움직일 수 있도록 가이드한다. 즉, 가이드부(12)에 지지판(131)은 고정볼트(123)에 의해 위치가 고정된다. 고정된 상태에서 지지판(131)의 굴착부(14)에 의해 굴착이 이루어진다. 굴착이 완료되면 굴착부(14)를 앞쪽으로 이동시켜야 하므로, 고정볼트(123)를 뺀 다음 지지판(131)을 앞쪽으로 이동시킨 후 다시 고정볼트(123)로 위치를 고정한다. 고정한 상태에서 다시 굴착부(14)를 이용하여 지반을 굴착하게 된다.As shown in FIGS. 3 and 7 , the guide part 12 includes a guide plate 121 formed in an upper and lower pair, a fixing hole 122 formed in the guide plate 121 , and a fixing hole 122 . It consists of a fixing bolt 123 inserted into the fixing hole 137 of the support plate 131 . The guide part 12 guides the support plate part 13 so as to move back and forth along the guide part 12 as well as fixing the position thereof. That is, the position of the support plate 131 on the guide part 12 is fixed by the fixing bolt 123 . In the fixed state, excavation is performed by the excavation part 14 of the support plate 131 . When the excavation is completed, the excavation unit 14 needs to be moved forward, so after removing the fixing bolt 123 , the support plate 131 is moved forward and the position is fixed again with the fixing bolt 123 . In the fixed state, the ground is excavated again using the excavation unit 14 .

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 지지판부(13)는 지지판(131)과, 지지판(131)의 전방 단부에 형성되는 힌지 조인트(132)와, 지지판(131)의 상부의 일측에 장착되는 컨트롤러 및 오일탱크(134)와, 상부의 타측에 장착되는 모터(133)와, 지지판(131)의 후방측에 마련되어 작업자자 굴착부(14)를 조정하기 위한 운전레버(135)와, 전방에 장착되어 굴착부(14)의 좌우 회전운동을 위한 좌우 조절 유압잭(136)과, 지지판(131)의 양측에 일정 간격으로 형성되는 고정홀(137)로 구성된다. 지지판(131)은 작업자의 시야를 확보할 수 있도록 양측에 컨트롤러 및 오일탱크(134)와 모터(133)를 장착하고, 중앙 후방측에 운전 레버(135)를 장착하여 작업자의 전방 굴착시 시야를 충분히 확보할 수 있도록 한다. 전방 단부의 힌지 조인트(132)에는 굴착부(14)가 힌지 결합되고, 굴착부(14)의 측면에는 좌우 조절 유압잭(136)의 연결되어 굴착부(14)의 좌우 회전을 가능하게 하며, 굴착부(14)의 좌우 회전을 의한 측면 회전 유압잭(136)과 전방 굴착을 위한 굴착부(14)의 유압잭은 운전 레버(135)를 통해서 운전되며, 이러한 운전 레버(135)의 작동에 의해 컨트롤러(134)는 각 장치로 신호를 보내어 작동될 수 있도록 한다. 오일탱크는 유압잭으로 오일을 공급하기 위해 사용된다. 또한, 모터(133)가 장착되어 오일탱크의 오일이 각 유압 실린더로 공급 및 배출될 수 있도록 한다. 3 to 7 , the support plate 13 is mounted on one side of the support plate 131 , a hinge joint 132 formed at the front end of the support plate 131 , and an upper portion of the support plate 131 . a controller and an oil tank 134, a motor 133 mounted on the other side of the upper portion, a driving lever 135 provided on the rear side of the support plate 131 to adjust the operator excavation part 14, and a front side It is mounted to the left and right control hydraulic jack 136 for the left and right rotational movement of the excavation unit 14, and is composed of a fixing hole 137 formed at regular intervals on both sides of the support plate (131). The support plate 131 is equipped with a controller, an oil tank 134, and a motor 133 on both sides to secure the operator's field of vision, and a driving lever 135 is mounted on the central rear side to reduce the operator's field of vision during forward excavation. make sure you have enough. The excavation part 14 is hinged to the hinge joint 132 of the front end, and the left and right control hydraulic jack 136 is connected to the side of the excavation part 14 to enable left and right rotation of the excavation part 14, The side rotation hydraulic jack 136 by the left and right rotation of the part 14 and the hydraulic jack of the excavation part 14 for front excavation are operated through the operation lever 135, and by the operation of the operation lever 135, the controller ( 134) sends a signal to each device so that it can be activated. The oil tank is used to supply oil to the hydraulic jack. In addition, the motor 133 is mounted so that the oil in the oil tank can be supplied and discharged to each hydraulic cylinder.

도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 굴착부(14)는 지지판(131)의 힌지 조인트(132)에 힌지 결합되는 제1암(141)과, 제1암(141)에 힌지 연결되는 제2암(143)과, 제2암(143)에 힌지 연결되는 버킷(145)과, 버킷(145)을 움직이기 위해 서로 연결되는 제1 유압잭(146)과, 제1 유압잭(146)에 연결되는 제2 유압잭(142)과, 제2 유압잭(142)에 연결되는 제3 유압잭(144)으로 구성되며, 제3 유압잭(144)은 버킷(145)와 연결되어 버킷을 상하로 움직일 수 있게 한다.As shown in FIGS. 2 to 7 , the excavation part 14 includes a first arm 141 hinged to the hinge joint 132 of the support plate 131 , and a first arm hingedly connected to the first arm 141 . The second arm 143 , the bucket 145 hingedly connected to the second arm 143 , the first hydraulic jack 146 connected to each other to move the bucket 145 , and the first hydraulic jack 146 . It consists of a second hydraulic jack 142 and a third hydraulic jack 144 connected to the second hydraulic jack 142, and the third hydraulic jack 144 is connected to the bucket 145 to move the bucket up and down. .

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 배송부(15)는 벨트컨베이어 또는 공기 흡입형 이송관으로 구성될 수 있는데, 도면에서는 벨트 컨베이어로 도시되어 있다. 공기 흡입형 이송관은 공기로 토사를 빨아들여 배출시키는 것으로 공지된 기술이다. 벨트컨베이어는 벨트(151)와 다수의 롤러(152, 153, 154)로 구성되어, 벨트(151) 컨베이어에 투입된 토사를 후방으로 배출시켜 준다.3 to 5, the delivery unit 15 may be composed of a belt conveyor or an air suction type conveying pipe, which is shown as a belt conveyor in the drawings. The air suction type transfer pipe is a known technique for sucking in and discharging soil with air. The belt conveyor is composed of a belt 151 and a plurality of rollers 152 , 153 , 154 , and discharges the soil input to the belt 151 conveyor to the rear.

도 5 내지 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 지지판 이송부(16)는 유압잭(161)과 유압잭 지지판(162) 및 유압잭 지지판(162)에 형성된 고정홀(163)로 구성된다. 지지판 이송부(16)는 지지판(131)을 전후로 이동시키기 위한 구성이다. 지지판 이송부(16)는 지지판(131)과 마찬가지로 가이드부(12)에 고정 장착되는데, 도 8에 도시된 바와 같이 가이드 플레이트(121)에 형성된 고정홀(122)과 유압잭 지지판(162)에 형성된 고정홀(163)을 통해 고정볼트(123)가 결합됨으로써 위치고정된다. 유압잭 지지판(162)이 고정된 상태에서 지지판(131)을 고정하는 고정볼트(123)을 제거한 후 유압잭(161)을 구동함으로써 지지판(131)을 전후로 움직일 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 현 위치에서 굴착부(14)를 이용하여 전방 굴착이 완료되면, 지지판(131)을 다시 전방으로 밀어서 전방 굴착이 이루어지도록 할 필요가 있다. 이 때 지지판 이송부(16)를 구동시켜 지지판(131)을 전방으로 이동시킨 후 다시 고정하고 굴착부(14)를 이용하여 전방 굴착을 계속할 수 있다. 즉, 굴착부(14)만 이동하면 되고, 선단 구조체(1) 자체는 이송할 필요가 없기 때문에 작업효율이 증대될 수 있다. 물론 선단 구조체(1) 전체를 계속 전방으로 이송하여야 하지만, 일정한 작업량이 진행될 때마다 선단 구조체(1)를 움직여야 하는 종래의 방식과는 차이점을 가진다. 일정한 작업량까지는 지지판부(13)만을 전후로 움직여 굴착 작업을 진행하고, 일정한 작업량이 완료되면 선단 구조체(1)를 전방으로 압입하고 다시 계속적인 작업을 진행한다. 따라서 전방 굴착하고, 선단 구조체(1)를 바로 압입할 필요없이 일정한 길이만큼 전방을 굴착하고, 일정한 길이만큼 전방 굴착이 완료되면 선단 구조체(1)를 압입하여 전방으로 진행하면 되기 때문에 작업 효율이 증대될 수 있다.As shown in FIGS. 5 to 6 and 8 , the support plate transfer unit 16 includes a hydraulic jack 161 , a hydraulic jack support plate 162 , and a fixing hole 163 formed in the hydraulic jack support plate 162 . The support plate transfer unit 16 is configured to move the support plate 131 back and forth. The support plate transfer unit 16 is fixedly mounted to the guide unit 12 like the support plate 131 . As shown in FIG. 8 , the fixing hole 122 formed in the guide plate 121 and the fixing hole formed in the hydraulic jack support plate 162 are fixed. The position is fixed by coupling the fixing bolt 123 through the hole 163 . After removing the fixing bolt 123 for fixing the support plate 131 in a state in which the hydraulic jack support plate 162 is fixed, the support plate 131 can be moved back and forth by driving the hydraulic jack 161 . That is, as shown in FIG. 5 , when the front excavation is completed using the excavation unit 14 at the current position, it is necessary to push the support plate 131 forward again so that the front excavation is performed. At this time, the support plate 131 is moved forward by driving the support plate transfer unit 16 , and then fixed again, and the forward excavation can be continued using the excavation unit 14 . That is, since only the excavation part 14 needs to be moved, and the tip structure 1 itself does not need to be transported, the working efficiency can be increased. Of course, the entire tip structure 1 must be continuously transported forward, but it is different from the conventional method in which the tip structure 1 must be moved whenever a certain amount of work is performed. Excavation is carried out by moving only the support plate 13 back and forth up to a certain amount of work, and when a certain amount of work is completed, the front end structure 1 is pressed forward and the work is continued again. Therefore, it is necessary to excavate forward, excavate the front by a certain length without the need to press-fit the tip structure 1 directly, and press-fit the tip structure 1 when the forward excavation is completed by a predetermined length. can be

도 9는 선단 구조체(1)에 중간 연결체(2)와 터널 구조체(3)를 연결한 상태를 도시하고 있다. 선단 구조체(1)에 중간 연결체(2)는 용접 등으로 고정되고, 터널 구조체(3)는 선단 구조체(1)와 유압잭(32)으로 서로 연결된다. 터널 구조체(3)는 관형 본체(31)와 유압잭(32)으로 구성되며, 관형 본체(31)와 관형 구조체(11)가 서로 유압잭(32)으로 연결되고, 유압잭(32)에 의해 터널의 진행방향을 조절할 수도 있다. 즉, 일측의 유압잭(32)만을 구동시키고 타측의 유압잭(32)은 구동시키지 않는 경우 일정각도로 진행 각도를 조정할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 터널의 진행방향을 조절할 수 있다.9 shows a state in which the intermediate connector 2 and the tunnel structure 3 are connected to the tip structure 1 . The intermediate connecting body 2 is fixed to the tip structure 1 by welding or the like, and the tunnel structure 3 is connected to each other by the tip structure 1 and the hydraulic jack 32 . The tunnel structure 3 is composed of a tubular body 31 and a hydraulic jack 32 , the tubular body 31 and the tubular structure 11 are connected to each other by a hydraulic jack 32 , and the tunnel is progressed by the hydraulic jack 32 . You can also adjust the direction. That is, when only the hydraulic jack 32 of one side is driven and the hydraulic jack 32 of the other side is not driven, the travel angle can be adjusted to a certain angle. Through this process, the direction of the tunnel can be controlled.

도 10은 본 발명에 따른 선단 구조체(1)와 터널 구조체(3)를 이용하여 추진기지(910)에서 도달기지(920)로 터널을 굴착하는 상태를 도시하고 있다. 추진기지(910)에서는 추진기(930)를 이용하여 선단구조체(1) 및 터널 구조체(3)를 압입하게 되고, 압입된 상태에서 선단구조체(1)의 굴착부(14)를 이용하여 굴착을 진행하고, 일정길이가 굴착되면 추진기(930)를 이용하여 선단 구조체(1)와 터널 구조체(3)를 압입하며, 이러한 과정을 반복하여 터널을 완성하게 된다. 물론 터널 구조체 내부에 직접 콘크리트를 타설하여 터널을 완성할 수도 있다.10 shows a state in which the tunnel is excavated from the propulsion base 910 to the arrival base 920 using the tip structure 1 and the tunnel structure 3 according to the present invention. In the propulsion base 910, the tip structure 1 and the tunnel structure 3 are press-fitted using the thruster 930, and excavation is performed using the excavation part 14 of the tip structure 1 in the press-fitted state. And, when a certain length is excavated, the tip structure 1 and the tunnel structure 3 are press-fitted using the thruster 930, and this process is repeated to complete the tunnel. Of course, the tunnel can be completed by pouring concrete directly into the tunnel structure.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and a person skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications, changes and substitutions within the scope without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to explain, not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1 : 선단 구조체 2 : 중간 연결체
3 : 터널 구조체 31 : 관형 본체
32 : 유압잭
11 : 관형 구조체
12 : 가이드부 121 : 가이드 플레이트
122 : 고정홀 123 : 고정볼트
13 : 지지판부 131 : 지지판
132 : 힌지 조인트 133 : 모터
134 : 컨트롤러 및 오일탱크 135 : 운전 레버
136 : 좌우 회전 유압잭 137 : 고정홀
14 : 굴착부 141 : 제1암
142 : 제2 유압잭 143 : 제2암
144 : 제3 유압잭 145 : 버킷
146 : 제1 유압잭
15 : 배송부 151 : 벨트
152, 153, 154 : 롤러
16 : 지지판 이송부 161 : 유압잭 지지판
162 : 유압잭 163 : 고정홀
910 : 추진기지 920 : 도달기지
930 : 추진기1: tip structure 2: intermediate connector
3: tunnel structure 31: tubular body
32: hydraulic jack
11: tubular structure
12: guide part 121: guide plate
122: fixing hole 123: fixing bolt
13: support plate 131: support plate
132: hinge joint 133: motor
134: controller and oil tank 135: operation lever
136: left and right rotation hydraulic jack 137: fixing hole
14: excavation part 141: first arm
142: second hydraulic jack 143: second arm
144: third hydraulic jack 145: bucket
146: first hydraulic jack
15: delivery unit 151: belt
152, 153, 154: roller
16: support plate transfer unit 161: hydraulic jack support plate
162: hydraulic jack 163: fixing hole
910: propulsion base 920: arrival base
930: thruster

Claims (6)

터널을 시공하고자 하는 곳에 배치되는 관형 구조체;
상기 관형 구조체의 내주면에 상기 관형 구조체의 길이방향을 따라 장착되는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 전후로 이동되도록 상기 가이드부에 장착된 지지판을 포함하는 지지판부;
상기 지지판부의 상부 선단에 장착되고, 지반을 굴착하기 위한 암과 버킷을 포함하는 굴착부;
상기 지지판부의 하부에 장착되고, 상기 굴착부에 의해 굴착된 토사를 후방으로 배출하는 배송부; 및
상기 지지판을 전후로 이동하기 위해 상기 지지판의 후방에 설치되는 지지판 이송부;를 포함하며,
상기 가이드부는, 상기 관형 구조체의 내주면에 상기 관형 구조체의 길이방향 단면을 기준으로 대칭되도록 설치되고,
상기 지지판의 폭방향 양단부는 각각 상기 관형 구조체의 내주면에 설치된 상기 가이드부 중 어느 하나에 장착되고,
상기 가이드부 및 상기 지지판은 상기 관형 구조체의 중심축에 비해 지구 중심에 가까우며,
상기 가이드부는, 일정간격으로 상기 지지판을 고정하기 위한 지지판 위치고정홀이 형성되고,
상기 지지판부에는, 상기 지지판의 일측에 장착되는 모터와, 상기 지지판의 타측에 장착되는 컨트롤유닛과, 상기 지지판의 후방에 상기 굴착부를 구동하기 위한 운전레버가 장착되어, 상기 모터와 컨트롤유닛이 측면에 장착되어 중앙측 시야를 확보할 수 있도록 하며,
상기 지지판부에는, 상기 굴착부의 좌우 이동을 위한 유압잭의 일단이 장착되고, 상기 유압잭의 타단은 상기 굴착부의 측면에 연결되어, 상기 굴착부를 좌우이동되게 하고,
상기 배송부는, 공기 흡입형 이송관 또는 컨베이어 벨트로 구성되며,
상기 지지판 이송부는, 상기 가이드부에 장착되어 고정되는 유압잭 지지판과, 상기 유압잭 지지판에 일측이 연결되고 타측은 상기 지지판의 후방에 연결되는 유압잭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴착장비 연계형 비개착식 터널 굴착기의 선단구조체.a tubular structure disposed where a tunnel is to be constructed;
a guide portion mounted on the inner circumferential surface of the tubular structure in the longitudinal direction of the tubular structure;
a support plate portion including a support plate mounted on the guide portion to move forward and backward along the guide portion;
an excavation part mounted on the upper end of the support plate part and including an arm and a bucket for excavating the ground;
a delivery unit mounted on a lower portion of the support plate and discharging the soil excavated by the excavation unit to the rear; and
and a support plate transfer unit installed at the rear of the support plate to move the support plate back and forth.
The guide part is installed on the inner circumferential surface of the tubular structure so as to be symmetrical with respect to the longitudinal cross section of the tubular structure,
Both ends of the support plate in the width direction are mounted on any one of the guide parts installed on the inner circumferential surface of the tubular structure, respectively,
The guide part and the support plate are closer to the center of the earth compared to the central axis of the tubular structure,
The guide part is provided with a support plate position fixing hole for fixing the support plate at regular intervals,
A motor mounted on one side of the support plate, a control unit mounted on the other side of the support plate, and a driving lever for driving the excavation unit are mounted on the support plate at the rear of the support plate, so that the motor and the control unit are side surfaces It is mounted on the to secure the central view,
One end of the hydraulic jack for left and right movement of the excavation part is mounted on the support plate part, and the other end of the hydraulic jack is connected to the side surface of the excavation part, so that the excavation part moves left and right;
The delivery unit is composed of an air suction type transfer pipe or a conveyor belt,
The support plate transfer unit includes a hydraulic jack support plate mounted and fixed to the guide unit, and a hydraulic jack having one end connected to the hydraulic jack support plate and the other end connected to the rear of the support plate. The tip structure of the excavator. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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