KR102571974B1 - 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법 - Google Patents

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KR102571974B1 KR1020230019471A KR20230019471A KR102571974B1 KR 102571974 B1 KR102571974 B1 KR 102571974B1 KR 1020230019471 A KR1020230019471 A KR 1020230019471A KR 20230019471 A KR20230019471 A KR 20230019471A KR 102571974 B1 KR102571974 B1 KR 102571974B1
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윤교영
이전희
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(주)영광건설
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Abstract

본 발명은 터널을 더욱 효과적으로 굴착할 수 있도록 된 새로운 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 다르면, 여러개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착하여 자유면(3)이 측방향으로 연장되도록 형성됨으로, 하나의 천공홀만을 굴착하여 자유면(3)을 형성하는 종래의 굴착방법에 비해, 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 암반(1)을 잘라낼 때, 한꺼번에 넓은 면적을 잘라낼 수 있게 된다.
따라서, 상기 보조천공홀(4)의 간격을 넓게 형성할 수 있어서, 보조천공홀(4)을 굴착하거나 암반(1)을 잘라내는 횟수를 줄여 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법{tunnel excavation method using core drill}
본 발명은 터널을 더욱 효과적으로 굴착할 수 있도록 된 새로운 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 관한 것이다.
일반적으로, 암반지역에 무진동방식으로 터널을 굴착할 때는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 암반(1)의 면에 지름이 큰 천공홀을 천공하여 자유면(3)을 형성하고, 상기 자유면(3)의 둘레부에 원형으로 지름이 작은 보조천공홀(4)을 천공한 후, 상기 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 보조천공홀(4)의 내부면을 상기 자유면(3)쪽으로 밀어내어 암반(1)을 잘라내는 방법을 이용한다.
상기 암반(1)에 천공홀이나 보조천공홀(4)을 형성할 때는 일반적인 천공기를 이용한다.
그리고, 상기 할암기(A)는 등록특허 10-1874708호를 비롯한 다수의 선행문건에 자세히 나타나 있음으로, 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.
그런데, 이러한 방법으로 암반(1)을 굴착할 경우, 상기 천공홀에 의해 형성된 원형의 자유면(3)의 둘레부에 원형을 이루도록 여러개의 보조천공홀(4)을 형성하고, 각 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 작업을 하여야 함으로, 작업이 매우 번거롭고, 할암기(A)를 이용하여 한 번에 잘라낼 수 있는 암반(1)의 면적이 좁은 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터널을 더욱 효과적으로 굴착할 수 있도록 된 새로운 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 암반(1)의 면에 천공홀을 천공하여 자유면(3)을 형성하는 단계와, 상기 자유면(3)의 둘레부에 보조천공홀(4)을 천공하는 단계와, 상기 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 보조천공홀(4)의 내부면을 상기 자유면(3)쪽으로 밀어내어 암반(1)을 잘라내는 단계를 포함하는 터널굴착방법에 있어서, 상기 자유면(3)을 형성하는 단계에서는 회전식 코어드릴(10)을 이용하여 암반(1)의 면에 복수개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착하는 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 자유면(3)을 형성하는 천공홀 중에서 중앙부에 형성된 천공홀은 양측에 형성된 다른 천공홀에 비해 지름이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 회전식 코어드릴(10)은 전후방향으로 연장된 가이드바(12)가 구비되며 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(11)과, 상기 가이드바(12)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 유압실린더(17)에 의해 전후방향으로 슬라이드되어 암반(1)에 천공홀을 형성하는 드릴링유닛(15)을 포함하고, 상기 지지프레임(11)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(11a)와, 상기 가이드바(12)가 구비되며 후단부 상면에 구비된 회전구동수단(14)을 통해 상기 고정부(11a)에 측방향으로 방향조절가능하게 결합되는 지지부(11b)를 포함하여, 상기 회전구동수단(14)을 제어하여 상기 드릴링유닛(15)을 측방향으로 회동시켜 방향을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 할암기(A)는 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(21)과, 전후방향으로 연장되며 상기 지지프레임(21)에 측방향으로 회동가능하게 결합되는 가이드바(22)와, 상기 가이드바(22)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되는 슬라이드블록(23)과, 상기 가이드바(22)에 구비되며 상기 슬라이드블록(23)에 연결되어 신축에 따라 슬라이드블록(23)이 전후방향으로 슬라이드되도록 하는 유압실린더(24)와, 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 구비된 지지부재(25)와, 전후방향으로 연장된 봉형상으로 구성되며 상면에는 유압이 공급되면 상측으로 돌출되는 가압피스톤(32)이 구비되고 후단부가 상기 지지부재(25)에 결합된 할암봉(30)을 포함하고, 상기 지지프레임(21)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(21a)와, 상기 고정부(21a)의 전단부에 구비되며 상기 가이드바(22)가 구비된 지지부(22b)를 포함하며, 상기 지지부재(25)에는 전후면을 관통하는 결합공(25a)이 형성되고, 상기 할암봉(30)은 후단부에 구비된 구면베어링(40)을 통해 상기 결합공(25a)에 상하 및 측방향으로 회동가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 할암봉(30)의 후단부에는 구면베어링(40)의 후방으로 연장된 연장관부(31d)가 구비되고, 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상기 연장관부(31d)가 삽입되는 결합공(51)이 전후면을 관통하도록 형성된 지지블록(50)과, 상기 지지블록(50)에 연결되어 지지블록(50)을 전후진시키는 실린더기구(61)와, 상기 할암봉(30)의 선단부에 구비되어 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것을 감지하는 삽입감지수단(62)과, 상기 삽입감지수단(62)의 신호를 수신하며 상기 실린더기구(61)의 작동을 제어하는 제어수단(63)을 더 포함하고, 상기 지지블록(50)이 전진되어 연장관부(31d)가 결합공(51)에 결합되어 할암봉(30)이 상하 또는 좌우방향으로 유동되지 않도록 고정된 상태에서, 상기 할암봉(30)의 선단부를 보조천공홀(4)에 삽입하면, 상기 제어수단(63)이 상기 삽입감지수단(62)을 통해 이를 확인하고 상기 실린더기구(61)를 제어하여 지지블록(50)을 후퇴시킴으로써, 할암봉(30)의 고정을 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법이 제공된다.
본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 다르면, 여러개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착하여 자유면(3)이 측방향으로 연장되도록 형성됨으로, 하나의 천공홀만을 굴착하여 자유면(3)을 형성하는 종래의 굴착방법에 비해, 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 암반(1)을 잘라낼 때, 한꺼번에 넓은 면적을 잘라낼 수 있게 된다.
따라서, 상기 보조천공홀(4)의 간격을 넓게 형성할 수 있어서, 보조천공홀(4)을 굴착하거나 암반(1)을 잘라내는 횟수를 줄여 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 터널굴착방법을 도시한 정면도,
도 2는 종래의 터널굴착방법을 도시한 측단면도,
도 3은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법을 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법을 도시한 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 회전식 코어드릴을 도시한 측면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 회전식 코어드릴의 작용을 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기를 도시한 측면도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기의 할암봉을 도시한 단면도,
도 11 내지 도 15는 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기의 작용을 도시한 참고도,
도 16은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법의 변형예를 도시한 참고도,
도 17은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기의 제2 실시예를 도시한 측단면도,
도 18은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기의 제2 실시예의 블록도,
도 19 내지 도 21은 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 사용되는 할암기의 제2 실시예의 작용을 도시한 참고도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 15는 본 발명에 따른 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법을 도시한 것으로, 암반(1)의 면에 천공홀을 천공하여 자유면(3)을 형성하는 단계와, 상기 자유면(3)의 둘레부에 보조천공홀(4)을 천공하는 단계와, 상기 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 보조천공홀(4)의 내부면을 상기 자유면(3)쪽으로 밀어내어 암반(1)을 잘라내는 단계로 구성된 것은 종래와 동일하다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 자유면(3)을 형성할 때, 회전식 코어드릴(10)을 이용하여 암반(1)의 면에 복수개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착한다.
즉, 종래에는 상기 자유면(3)을 형성할 때, 암반(1)의 면에 하나의 큰 천공홀을 형성하지만, 본 발명의 경우, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 여러개의 작은 천공홀을 양측단이 조금씩 중첩되도록 굴착하여, 자유면(3)이 측방향으로 연장된 직선형태로 형성되도록 한다.
상기 회전식 코어드릴(10)은 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 전후방향으로 연장된 가이드바(12)가 구비되며 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(11)과, 상기 가이드바(12)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 유압실린더(17)에 의해 전후방향으로 슬라이드되어 암반(1)에 천공홀을 형성하는 드릴링유닛(15)으로 구성된다.
상기 지지프레임(11)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(11a)와, 상기 가이드바(12)가 구비되며 후단부 상면에 구비된 회전구동수단(14)을 통해 상기 고정부(11a)에 측방향으로 방향조절가능하게 결합되는 지지부(11b)로 구성된다.
상기 고정부(11a)는 상단부가 굴삭기의 아암(5)에 탈착가능하게 결합된다.
상기 지지부(11b)는 전후방향으로 연장되도록 구성되며, 상기 가이드바(12)는 지지부(11b)의 상측에 전후방향으로 연장되도록 구비된다.
상기 회전구동수단(14)은 고정부(11a)와 지지부(11b)의 사이에 구비되는 유압모터를 이용하는 것으로, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 지지부(11b)가 전후방향으로 연장된 상태에서 회전구동수단(14)을 구동시키면, 지지부(11b)가 좌측이나 우측으로 회동된다.
상기 드릴링유닛(15)은 상기 가이드바(12)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상기 유압실린더(17)에 의해 전후진되는 슬라이더(16)와, 상기 슬라이더(16)에 구동축이 전방을 향하도록 구비된 모터(18)와, 상기 모터(18)의 구동축에 전방을 향하도록 구비된 드릴본체(19)로 구성된다.
상기 드릴본체(19)는 후측면 중앙부에서 후단부로 연장된 지지축(19a)에 의해 상기 모터(18)의 구동축에 연결되어, 모터(18)가 구동되면 일방향으로 회전된다.
따라서, 상기 굴삭기를 제어하여 드릴본체(19)를 암반(1)에서 천공홀을 형성할 위치에 근접되도록 한 후, 모터(18)를 제어하여 드릴본체(19)를 회전시키면서, 상기 유압실린더(17)를 제어하여 드릴유닛을 전진시키면, 드릴본체(19)가 암반(1)을 파고들면서 암반(1)에 천공홀을 형성하게 된다.
그리고, 상기 아암(5)을 조절하여 드릴본체(19)를 조금씩 측방향으로 이동시키면서 도 3에 도시한 바와 같이, 여러개의 천공홀이 상호 조금씩 겹쳐지도록 형성함으로써, 암반(1)에 측방향으로 연장된 자유면(3)을 형성할 수 있다.
상기 천공홀의 둘레부에 보조천공홀(4)을 천공하는 단계에서는, 전술한 회전식 코어드릴(10)이나 일반적인 종래의 천공기를 이용하여, 상기 자유면(3)의 둘레부에 적절한 간격으로 보조천공홀(4)을 천공할 수 있다.
상기 암반(1)을 잘라내는 단계에 사용되는 할암기(A)는 도 8 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(21)과, 전후방향으로 연장되며 상기 지지프레임(21)에 측방향으로 회동가능하게 결합되는 가이드바(22)와, 상기 가이드바(22)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 유압실린더(24)에 의해 전후진되는 슬라이드블록(23)과, 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 구비된 지지부재(25)와, 전후방향으로 연장된 봉형상으로 구성되어 후단부가 상기 지지부재(25)에 결합되며 상면에는 유압이 공급되면 상측으로 돌출되는 가압피스톤(32)이 구비된 할암봉(30)으로 구성된다.
상기 지지프레임(21)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(21a)와, 상기 고정부(21a)의 전단부에 구비되며 상기 가이드바(22)가 구비된 지지부(22b)로 구성된다.
이때, 상기 고정부(21a)와 지지부(21b)의 사이에는 회동구동수단(21c)이 구비되어, 지지부(21b)를 도 8 또는 도 12에 도시한 바와 같이, 상하방향으로 회전시킬 수 있도록 구성된다.
상기 회동구동수단(21c)은 작동에 따라 상기 지지부(21b)가 상하방향으로 회동되도록 하는 유압모터를 이용한다.
상기 가이드바(22)는 상기 지지부(21b)의 중간부 상면에 구비된 측방향회동수단(22a)에 의해 상기 지지부(21b)의 상면에 측방향으로 회동가능하게 결합된다.
상기 측방향회동수단(22a)은 작동에 따라 상기 가이드바(22)가 측방향으로 회동되도록 하는 유압모터를 이용한다.
상기 슬라이드블록(23)은 상기 가이드바(22)의 상면에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합된다.
상기 유압실린더(24)는 상기 가이드바(22)의 하측에 전후방향으로 연장되도록 구비되며 전방으로 연장된 피스톤로드가 상기 슬라이드블록(23)에 연결되어 신축에 따라 슬라이드블록(23)이 전후진되도록 한다.
상기 지지부재(25)는 전후면을 관통하는 결합공(25a)이 중앙부에 형성된다.
상기 할암봉(30)은 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 전후방향으로 연장된 봉형상으로 구성되며 내부에는 공간부(31a)가 형성되고 상면에는 복수개의 승강공(31a)이 상호 전후방향으로 이격되도록 형성된 봉본체(31)와, 상기 승강공(31a)에 봉본체(31)의 상부로 출몰가능하게 결합된 복수개의 가압피스톤(32)로 구성된다.
이때, 상기 봉본체(31)의 내부에는 상승유로(31b)와 하강유로(31c)가 형성되고, 상기 상승유로(31b)와 하강유로(31c)는 유압관(33)을 통해 굴삭기에 구비된 유압펌프가 연결된다.
따라서, 상기 유압펌프를 이용하여 상기 상승유로(31b)에 오일을 공급하면 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 가압피스톤(32)이 상봉본체(31)의 상부로 돌출되고, 상기 하강유로(31c)에 오일을 공급하면, 도 9에 도시한 바와 같이, 가압피스톤(32)이 봉본체(31)의 내부로 하강된다.
이때, 상기 할암봉(30)은 후단부에 구비된 구면베어링(40)을 통해 상기 결합공(25a)에 상하 및 측방향으로 회동가능하게 결합된다.
상기 구면베어링(40)은 상기 봉본체(31)의 후단부 외측에 결합고정되는 것으로, 상기 결합공(25a)의 내주면과 내주면과 구면베이링(40)의 외주면은 상호 대응되는 호형상으로 구성되어, 구면베어링(40)이 상기 결합공(25a)에 결합된 상태서 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 측방향과 상하방향으로 유동될 수 있도록 구성된다.
바람직하게는 상기 구면베어링(40)은 상기 할암봉(30)이 상하와 측방향으로 10도 각도로 회동될 수 있도록 구성된다.
따라서, 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 굴삭기의 아암(5)과 회동구동수단(21c) 및 측방향회동수단(22a)을 제어하여 상기 할암봉(30)의 선단부가 암반에 형성된 보조천공홀(4)에 삽입되도록 한 후, 상기 할암봉(30)의 공간부(31a)에 고압의 오일을 공급하여 가압피스톤(32)이 할암봉(30)의 상측으로 돌출되도록 하면, 가압피스톤(32)에 의해 보조천공홀(4)의 둘레부가 자유면(3) 쪽으로 밀려나면서 암반(1)이 절단된다.
그리고, 전술한 과정을 반복함으로써, 반복적으로 암반(1)을 절단하여 터널을 굴착할 수 있다.
이와 같은 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 다르면, 여러개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착하여 자유면(3)이 측방향으로 연장되도록 형성됨으로, 하나의 천공홀만을 굴착하여 자유면(3)을 형성하는 종래의 굴착방법에 비해, 보조천공(4)에 할암기(A)를 삽입하여 암반(1)을 잘라낼 때, 한꺼번에 넓은 면적을 잘라낼 수 있게 된다.
따라서, 상기 보조천공홀(4)의 간격을 넓게 형성할 수 있어서, 보조천공홀(4)을 굴착하거나 암반(1)을 잘라내는 횟수를 줄여 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 자유면(3)을 형성할 때 사용되는 회전식 코어드릴(10)은 전후방향으로 연장된 가이드바(12)가 구비되며 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(11)과, 상기 가이드바(12)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 유압실린더(17)에 의해 전후방향으로 슬라이드되어 암반(1)에 천공홀을 형성하는 드릴링유닛(15)로 구성되며, 상기 지지프레임(11)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(11a)와, 상기 가이드바(12)가 구비되며 후단부 상면에 구비된 회전구동수단(14)을 통해 상기 고정부(11a)에 측방향으로 방향조절가능하게 결합되는 지지부(11b)로 구성되어, 상기 회전구동수단(14)을 제어하여 상기 드릴링유닛(15)을 측방향으로 회동시켜 방향을 조절할 수 있도록 구성됨으로, 상기 드릴본체(19)의 위치를 손쉽게 설정할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 보조천공홀(4)을 형성할 때 사용되는 할암기(A)는 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(21)과, 전후방향으로 연장되며 상기 지지프레임(21)에 측방향으로 회동가능하게 결합되는 가이드바(22)와, 상기 가이드바(22)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되는 슬라이드블록(23)과, 상기 가이드바(22)에 구비되며 상기 슬라이드블록(23)에 연결되어 신축에 따라 슬라이드블록(23)이 전후방향으로 슬라이드되도록 하는 유압실린더(24)와, 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 구비된 지지부재(25)와, 전후방향으로 연장된 봉형상으로 구성되며 상면에는 유압이 공급되면 상측으로 돌출되는 가압피스톤(32)이 구비되고 후단부가 상기 지지부재(25)에 결합된 할암봉(30)으로 구성되고, 상기 지지프레임(21)은 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(21a)와, 상기 고정부(21a)의 전단부에 구비되며 상기 가이드바(22)가 구비된 지지부(21b)로 구성되며, 상기 지지부재(25)에는 전후면을 관통하는 결합공(25a)이 형성되고, 상기 할암봉(30)은 후단부에 구비된 구면베어링(40)을 통해 상기 결합공(25a)에 상하 및 측방향으로 회동가능하게 결합됨으로, 할암봉(30)을 보조천공홀(4)에 삽입할 때, 할암봉(30)이 자유롭게 상하 및 좌우방향으로 유동되어, 할암봉(30)이 보조천공홀(4)에 원활히 삽입되는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 상기 자유면(3)을 형성하는 천공홀은 모두 동일한 지름으로 구성된 것을 예시하였으나, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 자유면(3)을 형성하는 천공홀 중에서 중앙부에 형성된 천공홀은 양측에 형성된 다른 천공홀에 비해 지름이 크게 형성될 수 있다.
또는, 상기 자유면(3)은 상하방향으로 연장되도록 형성되거나, 직선이 아닌 곡선형태로 구성될 수 있다.
도 17 내지 도 21은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 할암봉(30)의 후단부에는 구면베어링(40)의 후방으로 연장된 연장관부(31d)가 구비된다.
그리고, 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상기 연장관부(31d)가 삽입되는 결합공(51)이 전후면을 관통하도록 형성된 지지블록(50)과, 상기 지지블록(50)에 연결되어 지지블록(50)을 전후진시키는 실린더기구(61)와, 상기 할암봉(30)의 선단부에 구비되어 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것을 감지하는 삽입감지수단(62)과, 상기 삽입감지수단(62)의 신호를 수신하며 상기 실린더기구(61)의 작동을 제어하는 제어수단(63)이 더 구비된다.
상기 결합공(51)은 상기 지지블록(50)에 상기 가이드바(22)와 평행을 이루도록 형성된 수평부(51a)와, 상기 수평부(51a)에 전방으로 길수록 내경이 커지도록 형성된 확경부(51b)로 구성된다.
따라서,도 17에 도시한 바와 같이, 상기 지지블록(50)이 전진되면 상기 연장관부(31d)가 결합공(51)의 수평부(51a)에 결합되어 할암봉(30)이 상기 가이드바(22)와 평행을 이루도록 고정된다.
그리고, 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 지지블록(50)을 후퇴시키면, 상기 연장관부(31d)의 고정이 해제되어, 할암봉(30)이 자중에 의해 선단부가 하강되도록 회동되도록 하며, 할암봉(30)에 외력이 가해지면, 할암봉(30)이 자유롭게 상하방향이나 측방향으로 회동될 수 있다.
그리고, 도 20에 도시한 바와 같이, 상기 지지블록(50)이 후퇴되어 할암봉(30)이 자중에 의해 하강된 상태에서, 상기 지지블록(50)을 전진시키면, 봉본체(31)의 후방으로 연장된 연장관부(31d)가 결합공(51)의 확경부(51b)에 접촉되며 지지블록(50)을 더욱 전진시키면 확경부(51b)의 경사면에 의해 연장관부(31d)가 하측으로 회동되면서 할암봉(30)이 가이드바(22)와 평행을 이루도록 상승되며, 지지블록(50)이 가장 전방으로 전진되면, 상기 연장관부(31d)가 결합공(51)의 수평부(51a)에 결합되어 할암봉(30)이 가이드바(22)와 평행을 이루도록 고정된다.
상기 실린더기구(61)는 상기 슬라이드블록(23)의 상면에 구비되며 전방으로 연장된 피스톤로드가 상기 지지블록(50)에 연결되어 신축에 따라 지지블록(50)이 전후진되도록 하는 유압실린더를 이용한다.
상기 할암봉(30)의 선단부에 구비되어 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것을 감지하는 삽입감지수단(62)과, 상기 삽입감지수단(62)의 신호를 수신하며 상기 실린더기구(61)의 작동을 제어하는 제어수단(63)이 더 구비된다.
상기 삽입감지수단(62)은 상기 봉본체(31)의 선단부 상면에 구비되며 초음파를 이용하여 봉본체(31)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것을 감지하는 초음파센서를 이용한다.
상기 제어수단(63)은 상기 지지블록(50)이 전진되어 할암봉(30)의 연장관부(31d)에 결합됨으로써, 할암봉(30)이 유동되지 않도록 고정된 상태에서, 상기 삽입감지수단(62)의 신호를 수신하여, 도 21에 도시한 바와 같이, 상기 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것이 감지되면, 상기 실린더기구(61)를 제어하여 지지블록(50)을 후퇴시킴으로써, 할암봉(30)의 고정이 해제되어 할암봉(30)이 상하방향이나 측방향으로 자유롭게 유동되도록 한다.
이와 같이 구성된 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법에 따르면, 상기 할암기(A)는 평상시에는 상기 지지블록(50)에 의해 할암봉(30)이 유동되지 않도록 고정하고, 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되면 삽입감지수단(62)을 통해 이를 감지하여 지지블록(50)을 후퇴시킴으로써, 할암봉(30)이 자유롭게 유동될 수 있도록 한다.
따라서, 할암봉(30)의 선단부를 보조천공홀(4)에 삽입하는 것이 더욱 용이해지는 장점이 있다.
즉, 전술한 제1 실시예의 경우, 상기 할암봉(30)은 구면베어링(40)을 통해 상기 지지부재(25)에 자유롭게 회동가능하게 결합됨으로, 상기 가이드바(22)가 수평을 이루도록 할암기(A)를 상승시키면, 할암봉(30)은 자중에 의해 전단부가 하측으로 하강되며, 할암봉(30)의 위치를 조절하기 위해 아암(5)을 조절하면, 할암봉(30)이 상기 구면베어링(40)을 중심으로 상하나 좌우방향으로 유동되어, 할암봉(30)의 선단부를 보조천공홀(4)에 삽입하는 것이 어려운 문제점이 발생된다.
또한, 상기 할암봉(30)의 선단부가 하강된 상태에서 할암봉(30)의 선단부를 보조천공홀(4)에 삽입한 후에는 아암(5)을 조절하여 할암봉(30)이 수평을 이루도록 하여야 함으로, 작업이 번거로운 문제점이 있다.
그런데, 본 발명의 경우, 상기 할암봉(30)을 보조천공홀(4)과 평행을 이루도록 한 상태에서 할암봉(30)을 보조천공홀(4)에 바로 삽입할 수 있음으로, 할암봉(30)을 보조천공홀(4)에 삽입하는 것이 매우 용이해지는 장점이 있다.
3. 자유면 4. 보조천공홀
10 코어드릴 A. 할암기

Claims (5)

  1. 암반(1)의 면에 천공홀을 천공하여 자유면(3)을 형성하는 단계와,
    상기 자유면(3)의 둘레부에 보조천공홀(4)을 천공하는 단계와,
    상기 보조천공홀(4)에 할암기(A)를 삽입하여 보조천공홀(4)의 내부면을 상기 자유면(3)쪽으로 밀어내어 암반(1)을 잘라내는 단계를 포함하는 터널굴착방법에 있어서,
    상기 자유면(3)을 형성하는 단계에서는 회전식 코어드릴(10)을 이용하여 암반(1)의 면에 복수개의 천공홀을 상호 측방향으로 중첩되도록 굴착하되,
    상기 할암기(A)는
    굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(21)과,
    전후방향으로 연장되며 상기 지지프레임(21)에 측방향으로 회동가능하게 결합되는 가이드바(22)와,
    상기 가이드바(22)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되는 슬라이드블록(23)과,
    상기 가이드바(22)에 구비되며 상기 슬라이드블록(23)에 연결되어 신축에 따라 슬라이드블록(23)이 전후방향으로 슬라이드되도록 하는 유압실린더(24)와,
    상기 슬라이드블록(23)의 상면에 구비된 지지부재(25)와,
    전후방향으로 연장된 봉형상으로 구성되며 상면에는 유압이 공급되면 상측으로 돌출되는 가압피스톤(32)이 구비되고 후단부가 상기 지지부재(25)에 결합된 할암봉(30)을 포함하고,
    상기 지지프레임(21)은
    굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(21a)와,
    상기 고정부(21a)의 전단부에 구비되며 상기 가이드바(22)가 구비된 지지부(22b)를 포함하며,
    상기 지지부재(25)에는 전후면을 관통하는 결합공(25a)이 형성되고,
    상기 할암봉(30)은 후단부에 구비된 구면베어링(40)을 통해 상기 결합공(25a)에 상하 및 측방향으로 회동가능하게 결합되며,
    상기 할암봉(30)의 후단부에는 구면베어링(40)의 후방으로 연장된 연장관부(31d)가 구비되고,
    상기 슬라이드블록(23)의 상면에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 상기 연장관부(31d)가 삽입되는 결합공(51)이 전후면을 관통하도록 형성된 지지블록(50)과,
    상기 지지블록(50)에 연결되어 지지블록(50)을 전후진시키는 실린더기구(61)와,
    상기 할암봉(30)의 선단부에 구비되어 할암봉(30)의 선단부가 보조천공홀(4)에 삽입되는 것을 감지하는 삽입감지수단(62)과,
    상기 삽입감지수단(62)의 신호를 수신하며 상기 실린더기구(61)의 작동을 제어하는 제어수단(63)을 더 포함하고,
    상기 지지블록(50)이 전진되어 연장관부(31d)가 결합공(51)에 결합되어 할암봉(30)이 상하 또는 좌우방향으로 유동되지 않도록 고정된 상태에서, 상기 할암봉(30)의 선단부를 보조천공홀(4)에 삽입하면, 상기 제어수단(63)이 상기 삽입감지수단(62)을 통해 이를 확인하고 상기 실린더기구(61)를 제어하여 지지블록(50)을 후퇴시킴으로써, 할암봉(30)의 고정을 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자유면(3)을 형성하는 천공홀 중에서 중앙부에 형성된 천공홀은 양측에 형성된 다른 천공홀에 비해 지름이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전식 코어드릴(10)은
    전후방향으로 연장된 가이드바(12)가 구비되며 굴삭기의 아암(5)에 결합되는 지지프레임(11)과,
    상기 가이드바(12)에 전후방향으로 슬라이드가능하게 결합되며 유압실린더(17)에 의해 전후방향으로 슬라이드되어 암반(1)에 천공홀을 형성하는 드릴링유닛(15)을 포함하고,
    상기 지지프레임(11)은
    굴삭기의 아암(5)에 결합되는 고정부(11a)와,
    상기 가이드바(12)가 구비되며 후단부 상면에 구비된 회전구동수단(14)을 통해 상기 고정부(11a)에 측방향으로 방향조절가능하게 결합되는 지지부(11b)를 포함하여,
    상기 회전구동수단(14)을 제어하여 상기 드릴링유닛(15)을 측방향으로 회동시켜 방향을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 회전식 코어드릴을 이용한 터널굴착방법.
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KR19980068591A (ko) * 1997-02-21 1998-10-26 요시타카 사이토 백호우의 붐 선단에 장착하는 돌분할기
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