KR102608734B1 - 암반 터널의 심발 제거시 커팅-스플리팅 공법을 이용하는 방법, 및 이를 이용한 터널면 굴착방법 - Google Patents

암반 터널의 심발 제거시 커팅-스플리팅 공법을 이용하는 방법, 및 이를 이용한 터널면 굴착방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 방법은 터널 막장면이나 암반 사면 등에서 심발을 커팅-스플리팅 공법으로 효과적으로 제거하는 방법에 대한 것이다. 구체적으로, 본 발명은, (i) 블레이드에 의한 커팅과 치즐에 의한 타격으로 암반으로부터 분리된 심발블록을 판재형 포크를 이용하여 밖으로 인출하는 방법과, (ii) 블레이드에 의한 커팅으로 형성된 심발 블록을 다시 여러 개의 작은 암석블록으로 커팅한 후 치즐로 타격하여 밖으로 인출하는 방법을 제안한다.

Description

암반 터널의 심발 제거시 커팅-스플리팅 공법을 이용하는 방법, 및 이를 이용한 터널면 굴착방법 {Methods using the cutting-splitting method for center-cut of a rock tunnel, and tunnel excavation method using the same}
본 발명은 암반터널의 심발을 제거하기 위해 커팅-스플리팅 공법을 이용하는 방법에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는, (i) 블레이드에 의한 커팅과 치즐에 의한 타격으로 암반으로부터 분리된 심발블록을 판재형 포크를 이용하여 밖으로 인출하는 방법과, (ii) 블레이드에 의한 커팅으로 형성된 심발블록을 다시 여러 개의 작은 암석블록으로 커팅한 후 치즐로 타격하여 밖으로 인출하는 방법에 대한 것이다.
아울러, 본 발명은 이 방법을 이용한 터널면 굴착방법에 대한 것이기도 하다.
통상적으로, 터널 굴착이나 지반 공사시 암반의 강도가 일정 강도 이상인 경우에는 발파를 이용하여 제거하는 것이 효율적이다. 그리고, 이러한 발파 공법은 당업계에 널리 알려져 있다.
그러나, 공사 지역이 도심지이거나 축사 또는 민가가 인접한 곳이면 발파가 허용되지 않는 경우가 많다. 이러한 경우에는 유압 브레이커를 이용하여 굴착하거나 암반 노두를 제거하고 있다.
유압 브레이커는 유압에 의해 왕복 이동하는 치즐이 암반을 타격하여 파쇄하는데, 치즐의 타격은 수직 방향에서 이루어진다.
그러나, 암석은 인장 강도에 비해 압축 강도가 매우 크기 때문에 수직 방향에서 이루어지는 타격은 효과적이지 못하다. 예를 들어, 암반이 중경암 이상인 경우에는 유압 브레이커의 1일(10시간) 작업량이 10m3 미만이고, 경암인 경우에는 유압 브레이커의 1일(10시간) 작업량이 3m3 미만이다.
이런 문제점을 해결하기 위해서 유압을 크게 하여 타격력을 크게 하면 소음이 크게 발생하고 에너지 소모가 많다는 문제점이 있다. 나아가, 유압 브레이커를 이용한 암반 노두 제거 작업은 수동으로 이루어지기 때문에 많은 시간과 인건비가 소요된다는 문제점이 있다.
한편, 일본 공개특허 JP 1997-125867A는 터널 막장면을 워터젯으로 수직, 수평으로 커팅한 후 치즐을 이용하여 파쇄하는 공법을 개시하고 있다.
그러나, 이 공법은 심발을 제거하는 방법에 대해 전혀 기재하고 있지 않다. 터널 막장면에서 심발을 제거하지 않으면 암석블록의 측방향에 빈공간이 발생하지 않으므로, 치즐을 이용하여 타격하더라도 암석블록의 기저면에 인장파괴를 발생시키기가 거의 불가능하다.
본 출원인은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 터널 막장면을 수평, 수직방향으로 커팅하여 사각 단면 형상의 심발블록을 형성하되, 심발블록의 아랫면이 수평면에 대해 특정각도로 상향으로 경사지게 함으로써, 치즐을 이용하여 심발블록을 타격했을 때 심발블록이 슬라이딩되어 제거(인출)되도록 하였다.
그러나, 이 방법은 심발블록 및 인접한 부분의 암반을 모두 위쪽으로 경사지도록 커팅하는 것이 매우 어렵고, 이에 따라 그 시공이 매우 난해하다는 문제점이 있다.
아울러, 심발블록을 치즐로 타격했을 때, 심발블록의 기저면(심발블록의 하단)에 인장균열이 수평으로 발생 및 전파되지 않는 경우가 있는데, 이 경우에는 심발블록이 완전히 제거되지 않으므로, 동일한 작업을 다시 반복해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 암반 터널 굴착시 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발 블록을 제거하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. 구체적으로, 본 발명은 블레이드에 의한 커팅과 치즐에 의한 타격으로 암반으로부터 분리된 심발 블록(암석블록)을 판재형 포크를 이용하여 밖으로 인출하는 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖고 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 블레이드에 의한 커팅으로 형성된 심발 블록을 다시 여러 개의 작은 암석블록으로 커팅한 후 치즐로 타격하여 밖으로 인출하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 심발 블록(암석블록)의 기저면에 수평방향의 인장균열이 생성 및 전파되도록 커팅 설계를 하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 위와 같은 방법을 이용한 터널면 굴착방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 이루기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법은, (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계; (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계; (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 심발블록(10) 둘레의 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 한 곳을 치즐로 타격하여 심발블록(10)을 암반으로부터 분리하는 단계; 및, (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 판재형 포크(100)(100a)를 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입하는 단계; (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크(100)(100a)를 후방으로 이동시켜 심발블록(10)을 인출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 커팅은 모터에 의해 회전되는 블레이드(4)에 의해서 이루어질 수 있다. 판재형 포크(100) 중 적어도 (d) 단계에서 심발블록(10)의 아래에 삽입되는 부분은 수평으로 형성된 아랫면과, 경사지도록 형성된 윗면을 갖고, 윗면의 경사진 각도(θ)는 아래 식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[식 1]
Figure 112021111042017-pat00001
식 1에서,
HF : 판재형 포크의 두께로서, 판재형 포크의 선단이 커팅홈(14)의 기저면까지 삽입된 경우에 심발블록의 앞면 하단과 대응되는 지점의 두께
D : 암반의 표면에서 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리(커팅 깊이, 심발 블록의 높이)
T : 블레이드의 두께
판재형 포크(100)는 하나의 평판으로 이루어지고 상기 평판의 폭(WF)은 아래 식 2를 만족하는 것이 바람직하다.
[식 2]
Figure 112021111042017-pat00002
식 2에서,
S : 심발블록의 폭
판재형 포크(100)는 소정 간격으로 이격된 두 개의 평판(130)으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 평판(130)의 폭(Wg)과 판재형 포크(100)의 전체 폭(WT)은 아래 식 3을 만족하는 것이 바람직하다.
[식 3]
Figure 112021111042017-pat00003
식 3에서,
S : 심발블록의 폭
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 방법은, (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계; (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계; (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중에서 심발블록(10)의 아랫면의 커팅홈(14)에 판재형 포크(100)(100a)를 삽입하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 심발블록(10)의 윗면의 커팅홈(11)을 치즐로 타격하여 심발블록(10)을 암반으로부터 분리하는 단계; 및, (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크(100)(100a)를 후방으로 이동시켜 심발블록(10)을 인출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 커팅은 모터에 의해 회전되는 블레이드(4)에 의해서 이루어질 수 있다.
판재형 포크(100a)는 본체부(150)와, 본체부(150)의 폭방향 양측 끝단에 형성된 가이드부(160)를 포함할 수 있다. 가이드부(160)는 본체부(150)의 길이방향을 따라 길게 연장되도록 형성되며, 본체부(150)가 커팅홈(14)에 삽입되거나 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이에 삽입되면 가이드부(160)는 심발블록(10)의 양측 커팅홈(12)(13)에 삽입된다.
본체부(150)는 수평으로 형성된 아랫면과, 경사면(151)과 수평면(156)으로 이루어진 윗면을 포함할 수 있다. 경사면(151)은 본체부(150)의 선단에서부터 D/3까지 형성되고, 수평면(156)은 경사면(151)의 후방에 형성될 수 있다. 이 때, D는 암반의 표면에서 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리이다.
본체부(150)가 커팅홈(14)에 삽입되거나 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이에 삽입될 때 가이드부(160)는 본체부(150)가 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 심발블록(10)의 스플리팅시 정상균열이 발생 및 전파되는 폭(S)과 높이(D)의 비(S/D)를 미리 구한 후 상기 (a), (b) 단계의 커팅을 할 수 있다. 구체적으로, (a1) 상기 심발블록(10)과 동일한 암석으로 이루어진 시험용 암석블록(20)(21)(22)을 고정용 박스(210)에 수직으로 고정시키는 단계; (a2) 지지대(220)와 시험용 암석블록(20)(21)(22)의 사이에 치즐을 삽입한 후 타격하여 시험용 암석블록(20)(21)(22)이 고정용 박스(210)의 상단 부근에서 수평방향 균열로 파괴되는지 여부를 시험하는 단계; 및, (a3) 시험용 암석블록(20)(21)(22)의 S/D값을 변화시키면서 (a1), (a2) 단계를 반복하는 단계;를 포함할 수 있다.
시험용 암석블록(20)(21)(22)이 고정용 박스(210)의 상단 부근에서 수평방향 균열로 정상 파괴되는 S/D값 중에서 최대값 또는 이 최대값 보다 작은 값을 갖도록 (a), (b) 단계의 커팅이 이루어질 수 있다.
한편, 심발블록(10)의 아래에 판재형 포크(100)(100a)를 삽입하기 어려운 경우에는 심발블록(10)을 여러 부분으로 커팅하여 분리 제거할 수 있다.
구체적으로, 상기 방법은, (가) 암반을 수평방향으로 커팅하여 제1 수평 커팅면(31)을 형성하는 단계; (나) 암반을 수직방향으로 2회 커팅하여 2개의 수직 커팅면(32)을 형성하되, 2개의 수직 커팅면(32)은 수평 방향으로 소정 간격으로 형성되고 제1 수평 커팅면(31)과 교차되도록 하는 단계; (다) 상기 (나) 단계 이후에, 제1 수평 커팅면(31)보다 아래에서 위를 향해 경사지는 각도(θ)로 암반을 커팅하여 경사 커팅면(33)을 형성하되 2개의 수직 커팅면(32)과 교차하도록 하는 단계; (라) 제1 수평 커팅면(31)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 제1 수평 커팅면(31)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성된 암석블록(34)을 제거하는 단계; (마) 상기 (라) 단계 이후에, 경사 커팅면(33)의 하단 또는 경사 커팅면(33)의 하단보다 아래쪽에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제2 수평 커팅면(35)을 형성하는 단계; 및, (바) 제2 수평 커팅면(35)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 제2 수평 커팅면(35)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성된 암석블록을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 각도(θ)는 기본마찰각(Φb) 보다 크다.
상기 방법은, (i) 상기 (라) 단계와 (바) 단계의 사이에, 제2 수평 커팅면(35)보다 높은 위치에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제3 수평 커팅면(37)을 형성하는 단계; 및, (ii) 제3 수평 커팅면(37)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 경사 커팅면(33)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 제3 수평 커팅면(37)에 의해 형성된 암석 블록을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면인 터널면 굴착방법은 위에서 설명된 방법을 이용하여 심발블록을 제거한 후, 커팅-스플리팅이나 발파로 막장면을 굴착할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 블레이드에 의한 커팅과 치즐에 의한 타격에 의해 암반으로부터 분리된 심발 블록(암석블록)을 판재형 포크를 이용하여 심발공의 밖으로 효과적으로 인출할 수 있다.
둘째, 블레이드에 의한 커팅으로 형성된 심발블록(암석블록)을 다시 여러 개의 작은 암석블록으로 커팅한 후 치즐로 타격하여 밖으로 인출하므로, 심발블록을 효과적으로 제거할 수 있다.
셋째, 심발 블록(암석블록)의 기저면에 수평방향의 인장균열이 생성 및 전파되도록 커팅 설계를 하므로, 심발제거 작업의 반복을 피할 수 있다.
넷째, 위와 같은 방법을 이용한 터널면 굴착방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따라 암반을 커팅하기 위한 장치가 굴삭기에 설치된 것을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 커팅장치에 의해 터널 막장면에 형성된 커팅홈을 보여주는 도면.
도 3~4는 종래기술에 따라 심발 블록을 스플리팅했을 때 심발블록을 심발공에서 인출(제거)하기 어렵다는 것을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 스플리팅된 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 판재형 포크가 삽입된 것을 보여주는 평면도.
도 6은 도 5의 측단면도.
도 7은 판재형 포크의 또 다른 변형예가 스플리팅된 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입된 것을 보여주는 평면도.
도 8은 판재형 포크의 또 다른 변형예를 보여주는 사시도.
도 9는 도 8의 판재형 포크가 스플리팅된 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입된 것을 보여주는 측단면도.
도 10은 직사각 단면 형상의 시험용 암석블록의 폭(S)과 커팅깊이(D, 암석블록의 높이)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면.
도 11은 치즐을 이용하여 암석블록을 타격할 때 암석블록에 발생하는 정상 균열(a)과 비정상 균열(b)을 보여주는 사진.
도 12는 사다리꼴 단면 형상의 시험용 암석블록의 폭(S)과 커팅깊이(D)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면.
도 13은 삼각 단면 형상의 시험용 암석블록의 폭(S)과 커팅깊이(D)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따라, 암반을 수평 및 수직방향으로 커팅하여 제1 수평 커팅면과 수직 커팅면을 형성하는 것을 보여주는 도면.
도 15는 제1 수평 커팅면의 아래에 경사 커팅면을 형성하는 것을 보여주는 도면.
도 16은 제1 수평 커팅면과 수직 커팅면 및 경사 커팅면에 의해 형성된 암석블록을 치즐로 타격하여 제거하는 것을 보여주는 도면.
도 17은 제2 수평 커팅면을 형성하는 것을 보여주는 도면.
도 18은 제2 수평 커팅면과 수직 커팅면 및 경사 커팅면에 의해 형성된 암석블록을 치즐로 타격하여 제거하는 것을 보여주는 도면.
도 19는 제2 수평 커팅면의 위에 제3 수평 커팅면을 형성한 후, 경사 커팅면과 수직 커팅면 및 제3 수평 커팅면에 의해 형성된 암석블록을 치즐로 타격하여 제거하는 것을 보여주는 도면.
도 20은 제2,3 수평 커팅면과 수직 커팅면에 의해 형성된 암석블록을 치즐로 타격하여 제거하는 것을 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
아래의 도면들에서 동일한 구성요소에는 동일한 도면 참조부호가 기재되었다.
본 발명은 터널 막장면이나 암반 사면을 대상으로 수직 커팅과 수평 커팅을 실시하고, 수직 커팅과 수평 커팅으로 형성된 심발블록(암석블록)을 치즐로 타격하여 제거한다. 본 발명의 이러한 기술적 사상은 심발블록 뿐만 아니라 심발블록 주변의 다른 암석블록에도 적용될 수 있다. 하지만, 설명의 편의를 위해, 아래에서는 심발블록을 예로 들어서 설명하기로 한다. 그리고, 본 발명의 방법에 따라 심발블록이 제거된 후, 터널 막장면이나 암반 사면의 나머지 부분은 발파 공법이나 커팅-스플리팅 공법 등으로 굴착될 수 있다.
알려진 바와 같이, '심발블록'은 터널 막장면이나 암반사면 등에서 자유면을 형성하기 위해 제거 대상이 되는 부분이다. 아울러, 본 명세서에서는 이 심발블록의 제거에 의해 암반에 형성되는 홈을 '심발공'이라 하기로 한다.
상기 커팅은 도 1과 같은 커팅장치에 의해 이루어질 수 있고, 도 2는 커팅장치에 의해 터널 막장면에 형성된 커팅홈을 예시적으로 보여주는 도면이다.
상기 커팅 장치(1)는 본 출원인이 등록받은 대한민국 특허등록 제10-2221392호에 개시되어 있다. 상기 특허의 출원 명세서와 도면에 기재된 내용은 본 명세서에 모두 포함된다.
상기 커팅 장치(1)는 별도의 완성형 커팅장비로 설계될 수 있고, 굴삭기에 어태치먼트로서도 설치될 수 있다. 구체적으로, 커팅 장치(1)는 굴삭기 암의 선단에 체결되는 헤드 브라켓(2)과, 헤드 브라켓(2)의 하부에 설치된 회전 유닛(3)과, 회전 유닛(3)에 의해 회전 가능하고 블레이드(4)를 선형 이동시키는 선형 이동유닛(5) 및, 선형 이동유닛(5)에 설치되고 모터에 의해 회전되어 암반을 커팅하는 블레이드(4)를 포함한다.
커팅 장치(1)는 암 선단의 헤드 브라켓(2)을 중심으로 블레이드(4)를 회전시킬 수 있고 블레이드(4)를 선형 이동유닛(5)을 따라 직선으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 커팅 장치(1)는 수평 또는 경사진 커팅 대상체(암반, 콘크리트 구조물 등)를 경사 방향, 수평 방향, 및 수직 방향 등으로 커팅할 수 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 심발방법은 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하여 수평방향 커팅홈을 형성하고 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하여 수직방향 커팅홈을 형성한 후 수직 및 수평방향 커팅홈이 교차하여 형성되는 심발블록(10)을 치즐로 타격(스플리팅)하여 제거한다.
아래에서는 설명의 편의를 위해, 터널 막장면의 중앙에 형성된 블록을 심발블록(10)으로 하고 이 심발블록(10)의 둘레에 형성된 네 개의 커팅홈에 11, 12, 13, 14의 도면 참조부호를 각각 부여하기로 한다. 그리고, 심발블록(10)은 폭과 높이가 동일한 정사각 단면을 갖는 것으로 한다.
치즐은 굴삭기의 선단에 어태치먼트로서 설치될 수 있다. 치즐의 납작한 면을 커팅홈과 평행하게 하여 치즐을 커팅홈에 삽입한 후 타격하면 심발블록(10)의 기저면(심발블록과 심발공의 경계면)에 인장균열을 유발하여 심발블록을 제거할 수 있다. 도 3은 심발블록(10)과, 심발블록(10)의 위, 아래의 커팅홈(11)(14)을 보여주고, 도 4는 치즐 타격에 의해 암반과 분리된 심발블록(10)을 보여준다.
그런데, 심발블록(10)이 암반과 분리되더라도 심발블록(10)의 아랫면과 암반 사이의 마찰력으로 인해 심발 블록(10)을 외부로 꺼내기가 매우 어렵다. 특히, 커팅홈(14)이 수평으로 형성되어 있고 암반의 마찰계수가 크므로 더욱 그러하다.
[제1 실시예]
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라, 스플리팅된 심발블록의 아랫면과 심발공의 아랫면 사이에 판재형 포크가 삽입된 것을 보여주는 평면도이다. 그리고, 도 6은 도 5의 측단면도이다.
판재형 포크(100)는 높낮이 조절이 가능한 기구(도면에 미도시)에 전,후진이 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 전,후진은 유압실린더 등에 의해 이루어질 수 있다. 일 예로서, 판재형 포크(100)는 굴삭기 암의 선단에 어태치먼트로서 설치될 수 있다. 상기 어태치먼트는 암의 선단에 설치된 유압 실린더와, 유압실린더에 의해 전,후진이 가능하도록 설치된 판재형 포크(100)를 구비할 수 있다.
굴삭기 암이 작동하여 판재형 포크(100)가 심발공(19)의 아랫면과 평행하도록 배치된 후, 유압 실린더가 작동되어 판재형 포크(100)가 스플리팅된 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이에 삽입될 수 있다.
판재형 포크(100)는 소정의 폭(WF)과 두께를 가진 납작한 판재이다. 판재형 포크(100)는 경사면(110)과 수평면(120)으로 이루어진 윗면과, 평평한 아랫면을 포함할 수 있다.
경사면(110)은 판재형 포크(100)의 선단으로부터 대략 커팅 깊이(D)에 해당되는 부분까지 형성될 수 있고, 수평면(120)은 경사면(110)의 후방에 형성될 수 있다. 경사면(110)으로 인해 판재형 포크(100)의 선단이 뾰족한데, 이것은 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이로 판재형 포크(100)를 삽입할 때 삽입이 잘 이루어지도록 한다. 그리고, 판재형 포크(100)는 선단에서 후방으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지다가 경사면(110)의 끝부분(판재형 포크의 선단이 심발공(19)의 기저면에 닿을 때 심발블록의 앞면의 하단에 대응되는 부분)에서는 수평면(120)이 이어지는 것이 바람직하다.
블레이드(4)에 의해 암반에 형성된 커팅홈(11)(12)(13)(14)은 블레이드 두께(T)의 1.2~1.5배의 폭(도 3의 g)을 갖는다. 그러므로, 도 6에 나타난 바와 같이, 판재형 포크(100)를 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이에 삽입할 경우, HF는 최대 2.4T가 될 수 있지만 심발블록(10)을 밖으로 인출할 때 심발블록(10)의 윗면과 심발공(19)의 저촉을 방지하기 위해 심발블록(10)의 윗면과 심발공(19)의 윗면 사이는 0.4T의 간격을 두는 것이 바람직하다. 따라서, 판재형 포크(100)는 아래 식 1, 2를 만족하는 것이 바람직하다.
[식 1]
Figure 112021111042017-pat00004
식 1에서,
θ : 경사면(110)의 경사진 각도
HF : 판재형 포크의 두께로서, 판재형 포크의 선단이 심발공(19)의 기저면까지 삽입된 경우에 심발블록(10)의 앞면 하단과 대응되는 지점의 두께
D : 암반의 표면에서 커팅홈의 기저면까지의 거리. 즉, 심발블록(10)의 커팅깊이 또는 심발블록(10)의 높이
T : 블레이드(4)의 두께
[식 2]
Figure 112021111042017-pat00005
식 1에서,
S : 심발블록(10)의 폭
WF : 판재형 포크의 폭
상기 폭(WF)이 0.4S 보다 작으면 심발블록(10)과의 접촉면적이 너무 작으므로 심발블록(10)을 인출하는 데 실패할 수도 있고, 상기 폭(WF)이 0.8S 보다 크면 판재형 포크(100)이 심발공(19)의 측면과 충돌할 가능성이 커지므로 바람직하지 않다.
한편, 도 7에 나타난 바와 같이, 판재형 포크(100)는 소정 간격으로 이격된 두 개의 평판(130)으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 각각의 평판(130)은 윗면과 평평한 아랫면을 갖고, 윗면은 경사면(110)과 수평면(120)을 가질 수 있다. 또한, 각각의 평판(130)은 식 1, 2를 만족할 수 있다. 아울러, 평판(130)의 폭(Wg)과 판재형 포크(100)의 전체 폭(WT)은 아래 식 3을 만족하는 것이 바람직하다.
[식 3]
Figure 112021111042017-pat00006
식 3에서,
S : 심발블록(10)의 폭
상기 폭(Wg)이 0.1S 보다 작으면 판재형 포크(100)를 심발블록(10)의 아랫면과 심발공(19)의 아랫면 사이로 삽입할 때 평판(130)이 휘어지거나 좌굴될 가능성이 커지고, 상기 폭(Wg)이 0.3S 보다 크면 평판(130)이 심발공(19)의 측면과 충돌할 가능성이 커지므로 바람직하지 않다.
그리고, 상기 폭(WT)이 0.5S 보다 작으면 심발블록(10)과의 접촉면적이 너무 작으므로 심발블록(10)을 인출하는 데 실패할 수도 있고, 상기 폭(WT)이 0.8S 보다 크면 판재형 포크(100)이 심발공(10)의 측면과 충돌할 가능성이 커지므로 바람직하지 않다.
도 8은 판재형 포크의 또 다른 변형예를 보여주는 사시도이고, 도 9는 상기 판재형 포크가 스플리팅된 심발블록의 아랫면과 심발공의 아랫면 사이에 삽입된 것을 보여주는 측단면도이다.
상기 판재형 포크(100a)는 심발블록(10)의 스플리팅(치즐의 타격으로 인해 심발블록(10)의 기저면(하단)에 인장파괴가 발생한 것)이 이루어진 후에 심발블록(10)의 아래에 삽입될 수도 있지만, 심발블록(10)의 스플리팅이 이루어지기 전에 심발블록(10)의 아래쪽 커팅홈(14)에 미리 삽입될 수도 있다. 후자의 경우, 판재형 포크(100a)가 커팅홈(14)에 삽입된 상태에서 치즐이 심발블록(10)을 타격하여 스플리팅이 이루어지므로, 스플리팅된 심발블록(10)은 판재형 포크(100a)에 안착하게 된다.
상기 판재형 포크(100a)는 본체부(150)와, 본체부(150)의 폭방향 양측 끝단에 형성된 가이드부(160)를 포함할 수 있다.
본체부(150)는 수평으로 형성된 아랫면과, 경사면(151)과 수평면(156)으로 이루어진 윗면을 포함할 수 있다. 경사면(151)은 본체부(150)의 선단에서부터 D/3 이하까지 형성되고, 수평면(156)은 경사면(151)의 후방에 형성된다. 상기 D는 암반의 표면에서부터 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리이거나 심발블록(10)의 커팅 깊이(또는 심발블록의 높이)를 나타낸다. 만약, 경사면(151)의 길이(도 9의 L)가 본체부(150)의 선단에서부터 D/3을 초과하여 형성되면 심발블록(10)이 수평면(156)에 안착하지 않고 경사면(151)에 안착된 상태를 유지할 수 있으므로 바람직하지 않다. 즉, 판재형 포크(100a)를 심발블록(10)의 아래에 삽입할 초기에는 경사면(151)이 심발블록(10)의 아랫면에 접하게 되지만 삽입이 진행됨에 따라 심발블록(10)이 수평면(156) 쪽으로 회동하여 심발블록(10)의 아랫면이 수평면(156)에 안착하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 길이(L)의 하한과 경사면(151)의 경사각도는 판재형 포크(100a)가 심발블록(10)의 아래에 삽입될 수 있는 정도이면 된다.
수평면(156) 부분에서 본체부(150)의 두께(도 9의 P)는 1.0T 보다 얇고 0.5T 보다는 두꺼운 것이 바람직하다. 이것은 본체부(150)의 두께(P)가 1.0T 보다 두꺼우면 스플리팅 전에 본체부(150)를 커팅홈(14)에 삽입하기가 어려워지고 두께(P)가 0.5T 보다 얇으면 커팅홈(14)에 삽입되는 도중에 파손되거나 휘어질 가능성이 크기 때문이다. 더욱 바람직하게, 본체부(150)가 커팅홈(14)에 쉽게 삽입되도록 본체부(150)의 두께(P)는 0.6T~0.9T이다.
가이드부(160)는 본체부(150)의 길이 방향을 따라 길게 연장되도록 형성되며, 본체부(150)가 심발블록(10)의 아래쪽 커팅홈(14)에 삽입되면 가이드부(160)는 심발블록(10)의 양쪽 커팅홈(12)(13)에 삽입된다. 즉, 양쪽 가이드부(160) 사이의 거리는 심발블록(10)의 폭(S)과 동일하다.
그리고, 가이드부(160)의 두께는 본체부(150)의 두께(P)와 동일하다. 가이드부(160)는 본체부(150)가 커팅홈(14)에 삽입될 때 본체부(150)가 휘어지는 것을 방지하는 역할도 한다.
한편, 도 10은 직사각 단면 형상의 암석블록의 폭(S)과 커팅깊이(D)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면이다.
상기 시험장치(200)는 고정용 박스(210)와, 고정용 박스(210)의 일측에 설치된 지지대(220)를 포함한다. 고정용 박스(210)에는 시험용 암석블록(20)의 아랫부분이 삽입되어 고정된다. 그리고, 지지대(220)는 고정용 박스(210)와 소정 간격(Ws)으로 이격되도록 설치된다. 상기 간격(Ws)은 커팅홈의 폭(g)과 동일할 수 있다.
지지대(220)와 고정용 박스(210) 사이에 치즐의 납작한 면이 삽입된 후 타격이 이루어지면, 암석블록(20)의 폭(S)과 높이(D, 커팅깊이)의 비(S/D)에 따라 고정용 박스(210)의 상단 부근에서 수평방향의 정상균열(도 11(a))이 발생 및 전파되어 인장파괴가 이루어지거나 시험용 암석블록(20)의 상단에서 경사진 방향으로 비정상 균열(도 11(b))이 발생 및 전파되어 인장파괴가 이루어진다.
시험용 암석블록(20)의 폭(S)과 높이(D, 커팅깊이)를 변화시키면서 비(S/D)에 따른 정상균열 발생 여부를 시험하여 정상균열이 발생 및 전파되도록 하는 비(S/D)의 최대값을 구한다. 그리고, 실제 터널 막장면이나 암반사면에서 블레이드(4)에 의한 커팅을 상기 최대값과 동일하거나 최대값보다 작은 값이 도출되도록 한다.
도 12는 사다리꼴 단면 형상의 암석블록(21)의 폭(S)과 높이(D, 커팅깊이)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면이고, 도 13은 삼각 단면 형상의 암석블록(22)의 폭(S)과 커팅깊이(D)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치를 보여주는 도면이다.
도 12~13의 암석블록(21)(22)도, 도 11의 암석블록(20)과 마찬가지로, 암석블록(21)(22)과 지지대(220) 사이에 치즐의 납작한 면을 삽입한 후 타격한다. 그리고, 정상균열이 발생 및 전파되도록 하는 비(S/D)의 최대값을 구한다. 그리고, 실제 터널 막장면이나 암반사면에서 블레이드(4)로 커팅할 때, 상기 최대값과 동일하거나 최대값보다 작은 값이 도출되도록 한다.
한편, 위에서는 심발블록(10)을 스플리팅한 후 판재형 포크(100)(100a)를 심발블록(10)과 심발공(19) 사이에 삽입하였으나, 심발블록(10)을 스플리팅하기 전에 판재형 포크(100)(100a)를 심발블록(10)의 아래면의 커팅홈(14)에 미리 삽입할 수도 있는데 이 경우 스플리팅된 심발블록(10)은 판재형 포크(100)(100a)에 안착되므로 판재형 포크(100)(100a)를 후방으로 인출하면 심발블록(10)도 후방으로 인출된다.
[제2 실시예]
판재형 포크(100)(100a)를 심발 블록(10)과 심발공(19) 사이로 삽입하기 어려울 때에는 심발블록(10)을 추가로 커팅해서 제거할 수 있다. 이때 첫 번째 암석블록을 상향 커팅하면 삼각기둥형태의 블록이 미끄러져서 밖으로 인출되므로 자연스럽게 제거할 수 있다. 도 14~18은 이러한 과정을 보여준다.
먼저, 도 14에 나타난 바와 같이, 심발블록을 형성할 위치에서 블레이드(4)를 이용하여 암반을 수평방향으로 커팅하여 제1 수평 커팅면(31)을 형성하고, 수직방향으로 커팅을 2회 실시하여 2개의 수직 커팅면(32)을 형성한다. 2개의 수직 커팅면(32)은 소정 간격으로 이격되고 제1 수평 커팅면(31)과 교차된다.
이어서, 도 15~16에 나타난 바와 같이, 제1 수평 커팅면(31)보다 아래에서 위를 향해 경사지는 각도(θ)로 암반을 커팅하여 경사 커팅면(33)을 형성하되 2개의 수직 커팅면(32)과 교차하도록 한다. 상기 각도(θ)는 암반의 기본 마찰각(Φb) 보다 크다. 따라서, 경사 커팅면(33)을 형성한 후 제1 수평 커팅면(31)의 커팅홈에 치즐을 삽입하여 타격하면 경사 커팅면(33)의 선단에서부터 인장 균열이 발생 및 전파되므로 제1 수평 커팅면(31)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성되는 삼각 기둥 형상의 암석블록(34)이 미끄러져 내려와서 제거된다.
한편, 암반의 기본 마찰각(Φb)은 동일한 암석을 커팅한 면끼리 맞대어 올려놓고 틸트시험을 통해 측정된다. 틸트 시험기에 암석 블록을 올려 놓고 레버를 돌려서 경사판을 지속적으로 들어올리게 되면, 특정 각도에서 상부 암석블록의 슬라이딩이 시작되는데, 이 때의 각도가 기본마찰각이 된다. 기본 마찰각에 대해서는 '암석 절리면의 기본마찰각 결정을 위한 실험적 고찰'(장현식 등, The Journal of Engineering Geology, Vol.26, No.4, December, 2016, pp. 447-460)에 상세히 기재되어 있다.
이어서, 도 17에 나타난 바와 같이, 경사 커팅면(33)의 하단 또는 경사 커팅면(33)의 하단보다 아래쪽에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제2 수평 커팅면(35)을 형성한다. 다음으로, 도 18에 나타난 바와 같이, 제2 수평 커팅면(35)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격한다. 이 타격에 의해, 제2 수평 커팅면(35)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성되는 삼각 기둥 형상의 암석블록(36)이 제거될 수 있다.
한편, 암석블록의 기저면의 깊이(D, 암석블록의 높이)가 깊으면, 치즐 타격에 의해서 정상 균열이 아니라 비정상 균열이 발생 및 전파되므로 암석블록의 일부가 암반에서 분리되지 않게 된다.
이 경우에는, 도 19~20에 나타난 바와 같이, 제2 수평 커팅면(35)보다 높은 위치에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제3 수평 커팅면(37)을 형성하고 제3 수평 커팅면(37)의 커팅홈에 치즐을 삽입하여 타격한다. 이 타격에 의해, 제3 수평 커팅면(37)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성되는 삼각 기둥 형상의 암석블록(38)이 제거될 수 있다.
다음으로, 제2 수평 커팅면(35)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 남아 있는 암석블록(39)을 제거한다.
1 : 커팅장치 2 : 헤드 브라켓
3 : 회전 유닛 4 : 블레이드
5 : 선형 이동유닛
10 : 심발블록 11, 12, 13, 14 : 커팅홈
19 : 심발공 20, 21, 22 : 시험용 암석블록
31 : 제1 수평 커팅면 32 : 수직 커팅면
33 : 경사 커팅면 34 : 삼각 기둥 형상의 암석블록
35 : 제2 수평 커팅면 36 : 삼각 기둥 형상의 암석블록
37 : 제3 수평 커팅면 38 : 삼각 기둥 형상의 암석블록
39 : 잔여 암석블록
100, 100a : 판재형 포크 110 : 경사면
120 : 수평면 130 : 평판
150 : 본체부 151 : 경사면
156 : 수평면 160 : 가이드부
200 : 암석블록의 폭(S)과 커팅깊이(D)의 비(S/D)를 구하기 위한 시험장치
210 : 고정용 박스 220 : 지지대
HF : 판재형 포크(100)의 두께로서, 판재형 포크(100)의 선단이 커팅홈(14)의 기저면까지 삽입된 경우에 심발블록(10)의 앞면 하단과 대응되는 지점의 두께. 또는 경사면(110)의 끝부분에서의 두께
D : 암반의 표면에서 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리(커팅 깊이, 심발 블록의 높이)
T : 블레이드의 두께 S : 심발블록의 폭
WF : 판재형 포크(100)의 평판의 폭
Wg : 판재형 포크(100)의 평판(130)의 폭
WT : 판재형 포크(100)의 전체 폭
g : 커팅홈(11)(12)(13)(14)의 폭 θ : 경사면(110)의 경사각도
Φb : 암석의 기본 마찰각 L : 경사면(151)의 길이
wS : 지지대와 시험용 암석블록의 간격
P : 본체부(150)의 수평면(156) 부분의 두께

Claims (10)

  1. (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 심발블록 둘레의 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 한 곳을 치즐로 타격하여 심발블록을 암반으로부터 분리하는 단계; 및,
    (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 판재형 포크를 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크를 후방으로 이동시켜 심발블록을 인출하는 단계;를 포함하고,
    상기 커팅은 모터에 의해 회전되는 블레이드(4)에 의해서 이루어지고,
    판재형 포크는 본체부(150)와, 본체부(150)의 폭방향 양측 끝단에 형성된 가이드부(160)를 포함하고,
    가이드부(160)는 본체부(150)의 길이방향을 따라 길게 연장되도록 형성되며, 본체부(150)가 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입되면 가이드부(160)는 심발블록의 양측 커팅홈(12)(13)에 삽입되고,
    본체부(150)는 수평으로 형성된 아랫면과, 경사면(151)과 수평면(156)으로 이루어진 윗면을 포함하고,
    경사면(151)은 본체부(150)의 선단에서부터 D/3까지 형성되고, 수평면(156)은 경사면(151)의 후방에 형성되며, D는 암반의 표면에서 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리이고,
    본체부(150)가 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입될 때 가이드부(160)는 본체부(150)가 휘어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 암반 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발을 제거하는 방법.
  2. (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중에서 심발블록의 아랫면의 커팅홈(14)에 판재형 포크를 삽입하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 심발블록의 윗면의 커팅홈(11)을 치즐로 타격하여 심발블록을 암반으로부터 분리하는 단계; 및,
    (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크를 후방으로 이동시켜 심발블록을 인출하는 단계;를 포함하고,
    상기 커팅은 모터에 의해 회전되는 블레이드(4)에 의해서 이루어지고,
    판재형 포크는 본체부(150)와, 본체부(150)의 폭방향 양측 끝단에 형성된 가이드부(160)를 포함하고,
    가이드부(160)는 본체부(150)의 길이방향을 따라 길게 연장되도록 형성되며, 본체부(150)가 커팅홈(14)에 삽입되면 가이드부(160)는 심발블록의 양측 커팅홈(12)(13)에 삽입되고,
    본체부(150)는 수평으로 형성된 아랫면과, 경사면(151)과 수평면(156)으로 이루어진 윗면을 포함하고,
    경사면(151)은 본체부(150)의 선단에서부터 D/3까지 형성되고, 수평면(156)은 경사면(151)의 후방에 형성되며, D는 암반의 표면에서 커팅홈(14)의 기저면까지의 거리이고,
    본체부(150)가 커팅홈(14)에 삽입될 때 가이드부(160)는 본체부(150)가 휘어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 암반 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발을 제거하는 방법.
  3. (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 심발블록 둘레의 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 한 곳을 치즐로 타격하여 심발블록을 암반으로부터 분리하는 단계; 및,
    (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 판재형 포크를 심발블록의 아랫면과 심발공 사이에 삽입하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크를 후방으로 이동시켜 심발블록을 인출하는 단계;를 포함하고,
    심발블록은 정사각형 횡단면을 갖고,
    심발블록의 스플리팅시 정상균열이 발생 및 전파되는 폭(S)과 높이(D)의 비(S/D)를 미리 구하기 위해서,
    (a1) 상기 심발블록과 동일한 암석으로 이루어진 시험용 암석블록을 고정용 박스에 수직으로 고정시키는 단계;
    (a2) 지지대와 시험용 암석블록의 사이에 치즐을 삽입한 후 타격하여 시험용 암석블록이 고정용 박스의 상단 부근에서 수평방향 균열로 파괴되는지 여부를 시험하는 단계; 및,
    (a3) 시험용 암석블록의 S/D값을 변화시키면서 (a1), (a2) 단계를 반복하는 단계;를 포함하고,
    시험용 암석블록이 고정용 박스의 상단 부근에서 수평방향 균열로 정상 파괴되는 S/D값 중에서 최대값 또는 이 최대값 보다 작은 값을 갖도록 (a), (b) 단계의 커팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 암반 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발을 제거하는 방법.
  4. (a) 암반을 수평방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수평방향 커팅은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (b) 암반을 수직방향으로 복수 회 커팅하되, 복수 회의 수직방향 커팅은 수평 방향으로 소정 간격을 두고 이루어지는 단계;
    (c) 상기 (a), (b) 단계의 커팅에 의해 형성되는 커팅홈(11)(12)(13)(14) 중에서 심발블록의 아랫면의 커팅홈(14)에 판재형 포크를 삽입하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계의 이후에, 심발블록의 윗면의 커팅홈(11)을 치즐로 타격하여 심발블록을 암반으로부터 분리하는 단계; 및,
    (e) 상기 (d) 단계의 이후에, 판재형 포크를 후방으로 이동시켜 심발블록을 인출하는 단계;를 포함하고,
    심발블록은 정사각형 횡단면을 갖고,
    심발블록의 스플리팅시 정상균열이 발생 및 전파되는 폭(S)과 높이(D)의 비(S/D)를 미리 구하기 위해서,
    (a1) 상기 심발블록과 동일한 암석으로 이루어진 시험용 암석블록을 고정용 박스에 수직으로 고정시키는 단계;
    (a2) 지지대와 시험용 암석블록의 사이에 치즐을 삽입한 후 타격하여 시험용 암석블록이 고정용 박스의 상단 부근에서 수평방향 균열로 파괴되는지 여부를 시험하는 단계; 및,
    (a3) 시험용 암석블록의 S/D값을 변화시키면서 (a1), (a2) 단계를 반복하는 단계;를 포함하고,
    시험용 암석블록이 고정용 박스의 상단 부근에서 수평방향 균열로 정상 파괴되는 S/D값 중에서 최대값 또는 이 최대값 보다 작은 값을 갖도록 (a), (b) 단계의 커팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 암반 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발을 제거하는 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. (가) 암반을 수평방향으로 커팅하여 제1 수평 커팅면(31)을 형성하는 단계;
    (나) 암반을 수직방향으로 2회 커팅하여 2개의 수직 커팅면(32)을 형성하되, 2개의 수직 커팅면(32)은 수평 방향으로 소정 간격으로 형성되고 제1 수평 커팅면(31)과 교차되도록 하는 단계;
    (다) 상기 (나) 단계 이후에, 제1 수평 커팅면(31)보다 아래에서 위를 향해 경사지는 각도(θ)로 암반을 커팅하여 경사 커팅면(33)을 형성하되 2개의 수직 커팅면(32)과 교차하도록 하는 단계;
    (라) 제1 수평 커팅면(31)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 제1 수평 커팅면(31)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성된 암석블록(34)을 제거하는 단계;
    (마) 상기 (라) 단계 이후에, 경사 커팅면(33)의 하단 또는 경사 커팅면(33)의 하단보다 아래쪽에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제2 수평 커팅면(35)을 형성하는 단계;
    (바) 제2 수평 커팅면(35)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 제2 수평 커팅면(35)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 경사 커팅면(33)에 의해 형성된 암석블록을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 각도(θ)는 기본마찰각(Φb) 보다 크고,
    (i) 상기 (라) 단계와 (바) 단계의 사이에, 제2 수평 커팅면(35)보다 높은 위치에서 암반을 수평방향으로 커팅하여 제3 수평 커팅면(37)을 형성하는 단계; 및,
    (ii) 제3 수평 커팅면(37)의 커팅홈에 치즐을 삽입한 후 타격하여 경사 커팅면(33)과 2개의 수직 커팅면(32) 및 제3 수평 커팅면(37)에 의해 형성된 암석 블록을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 암반 커팅-스플리팅 공법을 이용하여 심발을 제거하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 및 제8항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여 심발블록을 제거하는 것을 특징으로 하는 터널면 굴착방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200179290Y1 (ko) * 1999-09-21 2000-04-15 황충식 절단식 터널굴착기
KR101774439B1 (ko) * 2017-01-18 2017-09-19 (주)하경엔지니어링 방진 절삭선 및 심발부 방진구를 이용한 발파진동 저감 굴착공법
KR102154862B1 (ko) * 2018-08-04 2020-09-10 한국생산기술연구원 암반의 커팅과 스플리팅을 이용한 터널 또는 암반 사면의 무진동 굴착 방법

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