KR102695990B1 - 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차; 및 상기 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비되는 파쇄부;를 포함하여 구성되되, 상기 파쇄부는 상기 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비되는 하우징; 및 상기 하우징 양 끝단 각각에 유압으로 작동되어 슬라이드 이동 가능한 로드;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에 있어서, 서로 이격된 위치의 지면을 각각 굴착하여 추진기지와 도달기지를 형성시키는 터파기단계; 상기 추진기지에 이동식 대차, 파쇄부, 추진부 및 유압실린더를 배치하는 설치단계; 상기 파쇄부가 구비된 이동식 대차를 굴착로로 압입하는 압입단계; 상기 파쇄부를 작동시켜 유압으로 파쇄시키는 파쇄단계; 파쇄된 불순물을 굴착로 외부로 반출시키는 반출단계; 상기 이동식 대차가 진행하면서 상기 추진부를 동작시켜, 추진기지에서 도달기지 방향으로 추진관을 순차적으로 추진시키는 관로부설단계; 및 상기 추진기지와 도달기지를 되메우는 되메우기단계;를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법{PROPULSION SYSTEM AND PROPULSION PIPE CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차 및 상기 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부를 통해 기존 관로 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관을 추진시켜 추진관 시공이 이루어지도록 함으로써, 노후화된 기존 관로 뿐만 아니라 암석 등의 파쇄 및 반출이 용이하게 이루어지도록 하는 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법에 관한 것이다.

관로의 추진공사는 도로, 철도, 하천, 건물 또는 문화재 등 지상 장애물과의 간섭 및 하수도, 수도, 전력, 난방, 통신 케이블 등 지하 지장물과의 간섭을 회피하기 위하여 비개착식으로 관로를 부설하는 공사를 의미한다.

특허 노후된 관로를 교체하여 시공하는 과정에서 작업자가 관로 안으로 들어가 유실된 부위를 부분적으로 보수하는 것과, 정도가 심한 경우 매설된 관로를 모두 새것으로 교체하는 방법이 있다.

그러나 상기 두 가지 방법은 전자의 경우 작업자가 안전사고의 위험성에 노출되는 문제점이 있으며, 후자의 경우 장시간 도로통제에 따른 불편함과 비용이 증대되는 문제점이 있다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해소하고자 비굴착 관로 교체방법으로, 관파쇄공법(pipe bursting), 마이크로터널링(microtunneling), 천공법(directional drilling), 제트류절삭법(fluid jet cutting), 충격식 몰링(impact moling), 충격식 래밍(impact ramming), 오거보링(auger boring)과 같은 공법이 사용되어 왔다.

이러한 비굴착 관로 교체방법 중 하나로, 고압의 물을 분사(워터제트)하여 일차 노후 관로을 파쇄하고, 스크류오거 구동축의 전방에 부착된 파쇄 비트를 통하여 잔류 노후하수관을 완전 분쇄시킨 후 이를 하수에 혼합시켜 스크류 오거를 통하여 전진기지내의 하면에 설치한 하수 폐기물 집거박스를 통해 제거하면서 새로운 관로를 반력대와 추진잭을 이용하여 압입 설치하는 방법이 제안되었다.

드러나 상기와 같은 방법은 관로를 파쇄하기 위하여 고압의 물을 사용해야 하기 때문에 이에 필요한 전력, 물 등을 별도 공급함에 있어 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 비굴착 관로 교체방법 중 하나로, 노후 관로를 파쇄시키기 위하여 고압의 물을 분사하지 않고 선도추진관)에 파쇄체를 설치하되, 상가 파쇄체는 선도추진관의 회전드럼에 고정되어 노후관로를 분쇄하는 분쇄날을 가지도록 제작된 노후 관로 제거장치가 제안되었다.

이와 같은 종래 노후 관로 제거장치는 고압의 물을 사용하지 않는다는 장점은 있으나 분쇄날을 사용하다 보니 이러한 분쇄날을 관리하는 비용이 많이 소요될 뿌만 아니라 장치의 설치, 운용 및 유지관리에 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1022382호(2011.03.08.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차 및 상기 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부를 통해 기존 관로 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관을 추진시켜 추진관 시공이 이루어지도록 함으로써, 노후화된 기존 관로 뿐만 아니라 암석 등의 파쇄 및 반출이 용이하게 이루어지도록 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법을 제공하는 데 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차; 및 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비되는 파쇄부;를 포함하여 구성되되, 파쇄부는 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비되는 하우징; 및 하우징 양 끝단 각각에 유압으로 작동되어 슬라이드 이동 가능한 로드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

또한, 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에 있어서, 서로 이격된 위치의 지면을 각각 굴착하여 추진기지와 도달기지를 형성시키는 터파기단계; 추진기지에 이동식 대차, 파쇄부, 추진부 및 유압실린더를 배치하는 설치단계; 파쇄부가 구비된 이동식 대차를 굴착로로 압입하는 압입단계; 파쇄부를 작동시켜 유압으로 파쇄시키는 파쇄단계; 파쇄된 불순물을 굴착로 외부로 반출시키는 반출단계; 이동식 대차가 진행하면서 추진부를 동작시켜, 추진기지에서 도달기지 방향으로 추진관을 순차적으로 추진시키는 관로부설단계; 및 상기 추진기지와 도달기지를 되메우는 되메우기단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차 및 상기 이동식 대차에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부를 통해 기존 관로 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관을 추진시켜 추진관 시공이 이루어지도록 함으로써, 노후화된 기존 관로 뿐만 아니라 암석 등의 파쇄 및 반출이 용이하게 이루어지도록 하는 현저한 효과를 보유하고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차 및 파쇄부를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차 및 파쇄부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차로부터 파쇄부의 회전 및 동작되는 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 파쇄부의 로드가 관통공을 통과하는 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차에 지지부가 구비된 예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 지지부에 연결턱이 형성된 예를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 연결턱에 추진관이 지지되는 예를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 터파기단계를 나타낸 지중 측단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 설치단계 및 압입단계를 나타낸 지중 측단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 파쇄단계 및 반출단계를 나타낸 지중 측단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 관로부설단계를 나타낸 지중 측단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 되메우기단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100) 및 상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부(200)를 통해 기존 관로(A) 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관(300)을 추진시켜 추진관(300) 시공이 이루어지도록 함으로써, 노후화된 기존 관로(A) 뿐만 아니라 암석 등의 파쇄 및 반출이 용이하게 이루어지도록 하는 추진관 추진 시스템 및 이를 이용한 추진관 지오공법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 나타낸 개략도이다.

본 발명에 따른 추진관 추진 시스템은 구착로에 추진관(300)을 추진시켜 시공하기 위한 것으로, 노후된 기존 관로(A) 및 암석 등을 파쇄하고 이를 반출시켜, 굴착로 내 추진관(300) 시공 공간을 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 추진관(300)의 추진이 보다 용이하게 이루어지도록 하는 것으로, 이동식 대차(100), 파쇄부(200), 추진관(300), 추진부(400) 및 유압실린더(500)를 포함하여 구성된다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 이동식 대차(100) 및 파쇄부(200)에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차 및 파쇄부를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차 및 파쇄부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차로부터 파쇄부의 회전 및 동작되는 예를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 파쇄부의 로드가 관통공을 통과하는 예를 나타낸 단면도이다.

이동식 대차(100)는 굴착로를 따라 이동되는 것으로, 후술되는 파쇄부(200)가 회전 가능하게 결합된다.

이러한 이동식 대차(100)는 기초프레임(110), 기둥프레임(120), 회전축(130) 및 이동수단(140)을 포함하여 구성된다.

기초프레임(110)은 관통공(111)이 형성되도록 사각 틀 형태로 이루어지는 것으로, 하측에 구비된다.

이러한 기초프레임(110)은 후술되는 이동수단(140)이 구비되어 굴착로를 따라 구름운동을 통해 이동이 가능하도록 구성된다.

여기에서, 기초프레임(110)에 형성되는 관통공(111)은 후술되는 파쇄부(200)의 로드(220)의 직경보다 큰 넓이를 갖도록 형성될 수 있다.

이에, 파쇄부(200)의 로드(220)가 외측으로 슬라이드 이동되어 길이가 가변되는 과정에서 기초프레임(110)에 형성된 관통공(111)을 관통하여 굴착로 내주면 측으로 이동될 수 있도록 한다.

이는, 파쇄부(200)에 의해 기존 관로(A) 또는 암석을 파쇄하는 과정에서 기초프레임(110)과의 간섭을 최소화하고, 바닥측에 형성되는 기초프레임(110)의 관통공(111)을 통해 바닥 부분 파쇄도 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

기둥프레임(120)은 기초프레임(110) 상단에 연장되도록 형성되되, 서로 이격되도록 기초프레임(110)의 정면측과 배면측 각각에 구비되는 것으로, 후술되는 파쇄부(200)가 결합되도록 한다.

이와 같은 기초프레임(110) 및 기둥프레임(120)은 금속 재질의 사각 파이프로 이루어질 수 있다.

회전축(130)은 한 쌍의 기둥프레임(120)을 연결하며, 후술되는 파쇄부(200)가 회전 가능하도록 한다.

이동수단(140)은 기초프레임(110)에 구비되어 구름운동을 하는 것으로, 이동식 대차(100)가 굴착로를 따라 이동되도록 한다.

이때, 이동수단(140)은 바퀴로 이루어질 수 있다.

설계조건에 따라, 이동수단(140)의 구동은 별도의 엔진이 부착되어 배터리의 전기 에너지나 기름 등에 의해 동작되도록 구성될 수 있으며, 무선 및 유선에 의해 동작되도록 구성될 수 있음은 물론이다.

파쇄부(200)는 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비되는 것으로, 하우징(210) 및 로드(220)를 포함하여 구성된다.

하우징(210)은 이동식 대차(100)의 회전축(130)에 회전 가능하도록 연결된다.

이러한 하우징(210)은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 양측으로 장축 길이방향을 갖도록 길게 형성되며, 후술되는 로드(220)가 양 끝단 각각에 슬라이드 이동 가능하게 구비된다.

로드(220)는 하우징(210) 양 끝단 각각에 유압으로 작동되어 슬라이드 이동 가능하게 구성되는 것으로, 외측으로 슬라이드 이동되어 길이가 가변되면 기존 관로(A)나 암석 등을 가압하여 파쇄가 이루어지도록 한다.

이때, 하우징(210) 양 끝단에 한쌍으로 구비되는 로드(220)는 유압에 의해 동시에 동작되거나 또는 선택된 하나의 구성만 동작되도록 구성될 수 있다.

이러한 구성에 따라, 도 4를 참조하여 설명하면, 이동식 대차(100)는 이동수단(140)의 구름운동에 의해 굴착로를 따라 이동이 가능하고, 상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하게 구비되는 파쇄부(200)는 유압에 의해 동작되는 로드(220)가 슬라이드 이동되어 가변됨에 따라, 기존 관로(A)나 암석 등을 가압하여 파쇄가 이루어지도록 한다.

나아가, 파쇄부(200)의 회전에 의해 다양한 위치 및 지점에 파쇄가 이루어지도록 함으로써, 기존 관로(A)나 암석의 파쇄가 보다 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

즉 이동식 대차(100)와 파쇄부(200) 동작에 의해 기존 관로(A)나 암석 등을 파쇄하고 이를 반출시킴으로써, 굴착로 내 추진관(300)이 시공될 수 있는 공간을 충분히 확보할 수 있어 추진관(300) 추진이 보다 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 이동식 대차(100)로부터 파쇄부(200)가 회전되어 수직인 상태에서도 파쇄부(200)의 로드(220)는 도 5에서와 같이, 기초프레임(110)에 형성된 관통공(111)을 통과하여 기존 관로(A)의 바닥면이나 암석의 바닥면을 파쇄함으로써, 이동식 대차(100)와의 간섭을 최소화하고, 다양한 위치에 파쇄지점을 형성할 수 있어 파쇄가 용이하게 이루어지도록 한다.

이에, 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄가 균일하게 이루어지도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 이동식 대차에 지지부가 구비된 예를 나타낸 사시도이다.

설계조건에 따라, 이동식 대차(100)는 한 쌍의 기둥프레임(120) 중 선택된 하나 이상에 외측으로 절곡되어 연장된 형태로 이루어진 지지부(150)가 구비될 수 있다.

이러한 지지부(150)는 이동식 대차(100) 후단측으로 추진되는 추진관(300)의 선단이 지지되는 것으로, 상기 이동식 대차(100) 및 파쇄부(200)가 추진관(300)의 선단에 걸림되어 상기 추진관(300) 내부 공간으로 이동되는 것을 방지하고, 나아가, 추진관(300) 선단에 지지된 이동식 대차(100) 및 파쇄부(200)가 추진관(300) 추진시 함께 이동되도록 하는 기능을 수행한다.

즉 지지부(150)는 추진관(300)의 선단에 걸림됨으로써, 이동식 대차(100) 및 파쇄부(200)가 항상 추진관(300) 선단측에 위치할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 지지부에 연결턱이 형성된 예를 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템에서 연결턱에 추진관이 지지되는 예를 나타낸 평면도이다.

설계조건에 따라, 지지부(150)는 끝단에 절곡되어 형성된 연결턱(151)이 구비될 수 있다.

상세하게는, 도 7에 도시된 바와 같이, 연결턱(151)은 한 쌍의 지지부(150) 각각에 형성되어 한 쌍으로 이루어지되, 지지부(150) 끝단 일부분이 후단측으로 1차 절곡된 후, 서로 마주보는 측으로 2차 절곡된 후, 다시 후단측으로 3차 절곡되어 연장된 형태로 이루어진다.

즉 지지부(150)가 절곡되어 연결턱(151)이 형성된다.

이에, 추진관(300) 추진시, 상기 추진관(300)의 선단 일부분은 절곡되어 형성된 공간으로 안내되어 끼워지되, 연결턱(151)에 걸림됨으로써, 추진관(300) 추진 방향으로 이동식 대차(100)와 파쇄부(200)가 편심되지 않고 굴착로를 따라 직진성을 갖게 된다.

추진관(300)은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 터파기된 추진기지(10)에 투입되어 목표가 되는 도달기지(20)까지 추진됨에 따라 지중에 시공되는 것으로, 이동식 대차(100)의 후단측에 위치하여 굴착로로 추진되며, 기존의 개착식 공법에 의해 발생되는 소음, 분진, 지반침하 및 교통장애 등의 문제점을 최소화하기 위하여 사용된다.

이러한 추진관(100)은 그 내부가 비어있는 원통형 형태로 이루어지며, 내부 공간에는 파쇄부(200)에 의해 선단측에서 파쇄된 기존 관로(A)의 파쇄된 불순물이나 암석 또는 토사 등이 유입된 후 반출되도록 하는 공간을 제공한다.

이때, 추진관(300)이 추진되는 방향, 즉 추진관(300)의 선단에는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 추진관(300)의 겉면을 감싸도록 링 형태의 선단보강부재(310)가 구비될 수 있다.

선단보강부재(310)는 추진관(300)의 외주면을 따라 구비되어 추진관(300) 추진시 추진관(100) 선단측 부분이 마모되거나 또는 파손되는 것을 최소화하여 추진관(300)을 보호하는 기능을 수행한다.

이러한 선단보강부재(310)는 도 8을 참조하여 설명하면, 추진관(300)의 선단측으로 갈수록 폭이 점점 얇아지도록 경사면이 형성되며, 추진관(300) 선단측에서 파쇄부(200)에 의해 파쇄된 파쇄된 불순물이 상기 선단보강부재(310)의 경사면을 따라 추진관(300) 내부 공간으로 원활하게 유입되도록 하여 반출 작업이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

나아가, 선단보강부재(310)의 경사면에 의해 선단측으로 폭이 점점 좁아지는 형태로 이루어지기 때문에 추진관(300) 추진시 마찰을 최소화하여 원활하고 유연하게 추진이 이루어질 수 있도록 한다.

추진부(400)는 추진기지(10)에 설치되어 추진관(300)의 후단측에 구비되며, 상기 추진관(300)을 도달기지(20) 방향으로 추진시키는 기능을 수행한다.

이때, 추진부(400)는 후술되는 유압실린더(500)에 결합된다.

즉 후단측은 유압실린더(500) 끝단에 결합되어, 상기 유압실린더(500) 동작시 함께 슬라이드 이동되며, 선단측은 굴착로로 추진시키기 위한 추진관(300) 후단측에 지지되어 상기 추진관(300)을 추진시킨다.

유압실린더(500)는 유압에 의해 추진부(400)를 추진시키기 위한 것으로 유압에 의해 동작된다.

이때, 유압실린더(500)를 동작시키기 위해 공급되는 유압은 파쇄부(200)의 로드(220) 또한 동작되도록 구성될 수 있다.

즉 파쇄부(200)의 로드(220)는 추진관(300)을 추진시키기 위한 유압실린더(500)에 공급되는 유압을 이용하여 작동되도록 함으로써, 별도의 장치 없이 파쇄부(200)의 동작이 이루어지도록 할 수 있다.

이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100) 및 상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부(200)를 통해 기존 관로(A) 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관(300)을 추진시켜 추진관(300) 시공이 이루어지도록 함으로써, 노후화된 기존 관로(A) 뿐만 아니라 암석 등의 파쇄 및 반출이 용이하게 이루어지도록 하여 추진관(300) 추진이 원활하게 이루어지도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에 대해 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 8에서 이미 서술한 내용 중에서 중복되는 부분은 서술하지 않았음을 밝혀둔다.

여기에서, 추진관 지오공법(GEO공법 : Guiding Excavation Operation system)은 추진관 추진 시스템을 활용하여 기존 관로(A) 또는 암석을 파쇄한 후 반출시켜 새로운 추진관(300)을 시공하기 위한 공법을 의미한다.

도 9는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법의 흐름도이다.

본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법은 추진관(300)을 추진시키는 과정에서 굴착로에 선시공된 기존 관로(A)나 암석 등을 파쇄하고, 파쇄된 공간으로 새로운 추진관(300)을 추진시켜 신설하기 위한 것으로, 터파기단계(S10), 설치단계(S20), 압입단계(S30), 파쇄단계(S40), 반출단계(S50), 관로부설단계(S60) 및 되메우기단계(S70)를 포함하여 구성된다.

도 10은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 터파기단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

터파기단계(S10)는 추진관(300)을 추진시켜 관로를 형성하기 위한 시작점과 끝점, 즉 서로 이격된 추진기지(10)와 도달기지(20)를 터파기하는 단계이다.

이러한 터파기단계(S10)에서 추진기지(10)는 이동식 대차(100)와 파쇄부(200)를 통해 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄 및 다수 개의 추진관(300)을 추진시키기 위한 시작점을 의미하며, 추진부(400)와 유압실린더(500)가 설치되는 공간을 제공한다.

즉 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄 및 추진관(300) 추진에 따른 작업공간을 확보할 수 있도록 충분히 여유있게 터파기 하여 형성될 수 있다.

또한, 추진기지(10)와 도달기지(20)의 깊이는 지중에 매설되는 관로의 깊이에 따라 적절한 깊이로 터파기되어야 함은 자명한 사항이므로, 특별히 한정하지 않는다. 다만, 기존 관로(A)를 파쇄하고 새로운 추진관(300)을 신설하는 경우, 기존 관로(A)의 파쇄 및 반출이 용이하도록 충분한 깊이로 터파기되어야 한다.

도 11은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 설치단계 및 압입단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

설치단계(S20)는 추진기지(10)에 이동식 대차(100), 파쇄부(200), 추진부(400) 및 유압실린더(500)를 배치하는 단계이다.

이때, 유압실린더(500)에 공급되는 유압은 파쇄부(200)에도 공급되도록 구성된다.

압입단계(S30)는 이동식 대차(100)를 굴착로 초입부분에 배치하여 추진관(300) 선단측에서 먼저 굴착로로 이동되도록 하는 단계로, 기존 관로(A)의 초입부분 또는 압석 파쇄를 위한 별도의 굴착로 초입부분에 배치된다.

도 12는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 파쇄단계 및 반출단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

파쇄단계(S40)는 압입단계(S30)에서 굴착로 초입부분에 배치된 이동식 대차(100)의 이동수단(140)을 구동시켜 상기 이동식 대차(100)가 굴착로를 따라 이동되도록 하는 단계이다.

이때, 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100)는 파쇄부(200)가 회전되면서, 유압에 의해 로드(220)가 슬라이드 이동되어 가변됨에 따라, 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄가 이루어지도록 한다.

즉 원형 관로 형태의 굴착로를 따라 이동식 대차(100)이 이동하면서 파쇄부(200)의 회전이 이루어지기 때문에 굴착로의 장축 길이방향을 따라 다수 개의 파쇄지점을 형성하고, 나아가, 파쇄부(200)의 회전에 의해 방사형태로 다수 개의 파쇄지점을 형성할 수 있다.

즉 다수 개의 파쇄지점이 형성됨에 따라, 기존 관로(A) 뿐만 아니라 암석의 파쇄가 원할하게 이루어지도록 하여 추진관(300)이 추진되기 위한 충분한 공간을 확보할 수 있도록 한다.

설계조건에 따라, 파쇄부(200)는 이동식 대차(100)가 이동되는 거리에 비례하여 파쇄부(200)의 회전이 이루어지도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 이동식 대차(100)가 약 25cm 선단측으로 이동되는 경우, 상기 이동식 대차(100)로부터 파쇄부(200)가 약 30도 회전되도록 구성될 수 있다.

이는, 파쇄지점을 형상하는 간격이 이동식 대차(100)가 이동하는 거리에 비례하여 균일하게 이루어지도록 하기 위한 것으로, 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄가 보다 균일하고 정확하게 이루어지도록 할 수 있다.

반출단계(S50)는 파쇄된 불순물을 굴착로 외부로 반출시키는 단계이다.

이때, 파쇄된 불순물은 굴착로 후방으로 반출시키게 되는데, 종래 회전드럼과 스크류오거 등과 같은 별도의 장비에 의해 반출이 이루어지도록 구성될 수 있다.

설계조건에 따라, 반출단계(S50)는 기존 관로(A)라 암석의 파쇄를 위해 굴착로로 이동된 이동식 대차(100)가 모표지점까지 도달하여 도달기지(20)에서 이탈되도록 하거나 기존 관로(A)로 투입된 방향, 즉 추진기지(10) 측으로 다시 이동되어 이탈되도록 구성될 수 있다.

즉 후술되는 관로부설단계(S60)에서 추진관(300)이 추진되는 방향으로 이동식 대차(100)가 함께 이동되거나 또는 이동식 대차(100)를 굴착로로부터 먼저 이탈시킨 후, 추진관(300)의 추진이 이루어질 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 관로부설단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

관로부설단계(S60)는 이동식 대차(100)가 진행하면서 추진부(400)를 동작시켜, 추진기지(10)에서 도달기지(20) 방향으로 추진관(300)을 순차적으로 추진시키는 단계이다.

즉 파쇄단계(S40)와 반출단계(S50)를 통해 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄 및 반출이 이루어지면, 추진관(300)이 추진되기 위한 공간이 확보되므로, 추진부(400)를 동작시켜 추진관(300)을 추진시킨다.

이때, 추진관(300)이 추진되어 시공되기 위한 길이에 맞추어 파쇄단계(S40), 반출단계(S50) 및 관로부설단계(S60)가 순차적으로 지루어지되, 반복하여 이루어질 수 있다.

설계조건에 따라서는, 연결턱(151)에 지지된 추진관(300)과 이동식 대차(100)가 함께 이동되면서 파쇄와 추진이 동시에 이루어질 수도 있다.

도 14는 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에서 되메우기단계를 나타낸 지중 측단면도이다.

되메우기단계(S70)는 추진기지(10)와 도달기지(20)를 되메우는 단계이다.

바람직하게는, 파쇄단계(S40), 반출단계(S50) 및 관로부설단계(S60)를 통해 추진기지(10)에서부터 도달기지(20)까지 기존 관로(A)나 암석 등의 파쇄 및 반출과 추진관(300)의 추진이 모두 완료되면, 이동식 대차(100)와 파쇄부(200) 및 추진부(400)와 유압실린더(500) 등을 지상으로 옮기고, 추진기지(10)와 도달기지(20)를 되메우기 함으로써, 시공이 완료되도록 하는 단계이다.

이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법은 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100) 및 상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비된 파쇄부(200)를 통해 기존 관로(A) 또는 암석을 파쇄한 후 반출시키고, 이어서 추진관(300)을 추진시켜 추진관(300) 시공이 이루어지도록 함으로써, 추진관(300)이 추진되기 위한 충분한 공간을 확보하여 추진관(300) 추진이 이루어지도록 할 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.

A : 기존 관로
10 : 추진기지 20 : 도달기지
100 : 이동식 대차 110 : 기초프레임
111 : 관통공 120 : 기둥프레임
130 : 회전축 140 : 이동수단
150 : 지지부 151 : 연결턱
200 : 파쇄부 210 : 하우징
220 : 로드
300 : 추진관 310 : 선단보강부재
400 : 추진부
500 : 유압실린더

Claims (10)

1. 삭제
2. 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100); 및
   상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비되는 파쇄부(200);를 포함하여 구성되되,
   상기 파쇄부(200)는
   상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비되는 하우징(210); 및
   상기 하우징(210) 양 끝단 각각에 유압으로 작동되어 슬라이드 이동 가능한 로드(220);를 포함하여 구성되며,
   상기 이동식 대차(100)는
   관통공(111)이 형성되도록 사각 틀 형태로 이루어지는 기초프레임(110);
   상기 기초프레임(110) 상단에 연장되도록 형성되되, 서로 이격되도록 기초프레임(110)의 정면측과 배면측 각각에 구비되는 기둥프레임(120);
   한 쌍의 기둥프레임(120)을 연결하며, 상기 파쇄부(200)가 회전 가능하도록 하는 회전축(130); 및
   상기 기초프레임(110)에 구비되어 구름운동을 하는 이동수단(140);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   한 쌍의 기둥프레임(120) 중 선택된 하나 이상에 외측으로 절곡되어 연장된 형태로 이루어진 지지부(150);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 지지부(150)는
   끝단이 절곡되어 형성된 연결턱(151);을 포함하여 구성되되,
   상기 연결턱(151)은
   추진관(300)의 선단 일부분이 끼워지는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템.
   
5. 굴착로를 따라 이동되는 이동식 대차(100);
   상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비되는 파쇄부(200);
   상기 이동식 대차(100)의 후단측에 위치하여 굴착로로 추진되는 추진관(300);
   상기 추진관(300)의 후단측에 구비되어 상기 추진관(300)을 추진시키는 추진부(400); 및
   유압에 의해 상기 추진부(400)를 추진시키기 위한 유압실린더(500);를 포함하여 구성되되,
   상기 파쇄부(200)는
   상기 이동식 대차(100)에 회전 가능하도록 구비되는 하우징(210); 및
   상기 하우징(210) 양 끝단 각각에 유압으로 작동되어 슬라이드 이동 가능한 로드(220);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 추진관(300)은
   선단 외주면을 따라 구비되며, 경사면을 갖는 선단보강부재(310);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템.
   
7. 청구항 2 내지 6 중 선택된 한 항에 기재된 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법에 있어서,
   서로 이격된 위치의 지면을 각각 굴착하여 추진기지(10)와 도달기지(20)를 형성시키는 터파기단계(S10);
   상기 추진기지(10)에 이동식 대차(100), 파쇄부(200), 추진부(400) 및 유압실린더(500)를 배치하는 설치단계(S20);
   상기 파쇄부(200)가 구비된 이동식 대차(100)를 굴착로로 압입하는 압입단계(S30);
   상기 파쇄부(200)를 작동시켜 유압으로 파쇄시키는 파쇄단계(S40);
   파쇄된 불순물을 굴착로 외부로 반출시키는 반출단계(S50);
   상기 이동식 대차(100)가 진행하면서 상기 추진부(400)를 동작시켜, 추진기지(10)에서 도달기지(20) 방향으로 추진관(300)을 순차적으로 추진시키는 관로부설단계(S60); 및
   상기 추진기지(10)와 도달기지(20)를 되메우는 되메우기단계(S70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 파쇄부(200)는
   상기 유압실린더(500)에 공급되는 유압을 이용하여 작동되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 파쇄부(200)는
   굴착로를 따라 이동하는 이동식 대차(100)로부터 회전 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 이동식 대차(100)가 이동되는 거리에 비례하여 파쇄부(200)의 회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 추진관 추진 시스템을 이용한 추진관 지오공법.