KR20040052284A - 선진보강 플레이트 및 항타기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널 및 지하공간을 안전하게 굴착하기 위해 터널을 굴착하기전 터널의 윤곽을 따라 설치되는 선진보강 플레이트 및 상기 선진보강 플레이트의 형상에 대응되도록 구성되는 항타기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 선진보강 플레이트는 선단부(21)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(22)의 양측단에 "V"홈(23, 24)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

선진보강 플레이트 및 항타기{Pre-protective plate for constructing tunnel and pre-protective plate drive unit}
본 발명은 터널 및 지하공간을 안전하게 굴착하기 위해 터널을 굴착하기전 터널의 윤곽을 따라 설치되는 선진보강 플레이트 및 항타기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나란하게 배열되는 플레이트들이 서로 연결될 수 있도록 형성된 선진보강 플레이트 및 상기 선진보강 플레이트를 타격할 수 있도록 전방 안내지지대, 후방 안내지지대 및 샹크 아답터가 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 형성된 항타기에 관한 것이다.
일반적으로 터널시공방법은 굴착터널의 붕괴를 방지하기 위해 터널굴착부에 터널형성용 구조물을 설치한 후 터널을 굴착한다. 여기서, 도 1에 도시된 바와같이, 굴착될 터널의 윤곽을 따라 파이프(3)를 관입하고 파이프 주변을 그라우팅하여 석화시키거나, 파이프(3)와 파이프(3) 사이에 토류방지판(5)을 설치한 후 그라우팅 (7)을 실시하는 파이프 루프 공법(pipe roof method)과, 도 2에 도시된 바와같이, 굴착될 터널의 윤곽을 따라 메서실드 플레이트(11)를 관입시키고 나서, 굴착한 후 지보재(12)를 세우고 다시 유압잭(도시하지 않음)으로 지보재(12)의 간격만큼 메서실드 플레이트(11)를 진입시키고, 상기 메서실드 플레이트(11)가 있던 자리에 토류방지판(13)을 끼워넣는 공정을 반복하는 메서 실드 공법(messer shield method)이 잘 알려져 있다.
그러나, 종래의 파이프 루프 실드 공법 및 메서 실드 공법에서는 토류방지판의 설치가 요구되거나, 그라우팅 용액이 자중에 의해 굴착해야할 절삭토 부분으로 유입되어 토질이 석화되므로서 굴진작업이 어렵고, 절삭토에 그라우팅 용액이 혼합되어 있어 토양오염과 오염된 절삭토의 처리에 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 별도의 토류방지판의 설치가 요구되지 않으며, 그라우팅 용액이 절삭토로 스며들지 않도록 나란하게 배열되는 플레이트들이 서로 연결될 수 있도록 형성된 선진보강 플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위의 선진보강 플레이트를 지반에 관입할 때 선진보강 플레이트를 파지하고 안내할 수 있도록 전방 안내지지대, 후방 안내지지대 및 샹크 아답터(shank adapter)가 선진보강 플레이트의 형상에 대응되는 항타기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 파이프 루프 실드 공법을 설명하기 위한 개략도
도 2a는 종래의 메서 실드 공법을 설명하기 위한 개략도
도 2b는 도 2a의 a-a선에 따른 단면도
도 3a는 본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 일례를 도시한 사시도
도 3b는 도 3a의 A-A선에 따른 단면도
도 4는 본 발명에 따른 선진보강 플레이트를 이용한 터널굴진방법을 설명하기 위한 개략도
도 5는 도 4의 B부분의 일례를 확대 도시한 상세도
도 6a는 본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 다른 예를 도시한 사시도
도 6b는 도 6a의 C-C선에 따른 단면도
도 7은 도 4의 B부분의 다른 예를 확대 도시한 상세도
도 8a는 본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 다른 예를 도시한 사시도
도 8b는 도 8a의 D-D선에 따른 단면도
도 9a는 본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 또 다른 예를 도시한 사시도
도 9b는 도 8a의 E-E선에 따른 단면도
도 10는 도 4의 B부분의 또 다른 예를 확대 도시한 상세도
도 11은 본 발명에 따른 항타기를 도시한 개략도
도 12는 도 11의 전방 안내지지대를 도시한 정면도
도 13은 도 11의 후방 안내지지대를 도시한 정면도
도 14a 및 도 14b는 도 11의 샹크 아답터를 도시한 정면도 및 일부를 확대 도시한 측단면도
도 15는 본 발명의 항타기를 이용하여 선진보강 플레이트를 사선방향으로 터널의 윤곽을 따라 관입하는 과정을 설명하기 위한 개략도
*도면의 주요부분에 대한 부호설명*
20, 30, 40, 50 : 선진보강 플레이트
22, 32, 42, 52 : 수평부 23, 24, 33, 43, 53 : "V"홈
34, 44, 54 : 경사부 45, 55 : 요홈
56 : 그라우팅 파이프
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 일례는 선단부가 뾰족하게 형성되고, 수평부의 양측단에 "V"홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
어느 한 선진보강 플레이트의 좌측 "V"홈에 다른 선진보강 플레이트의 우측 "V"홈이 겹쳐지는 방식으로 굴착터널의 윤곽을 따라 항타기에 의해 관입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 다른 예는 선단부가 뾰족하게 형성되고, 수평부의 좌측단에 "V"홈이 형성되고, 상기 수평부의 우측단에 경사부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
어느 한 선진보강 플레이트의 "V"홈에 다른 선진보강 플레이트의 경사부가 겹쳐지는 방식으로 굴착터널의 윤곽을 따라 항타기에 의해 관입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 또 다른 예는 선단부가 뾰족하게 형성되고, 수평부의 좌측단에 "V"홈이 형성되고, 상기 수평부의 우측단에 경사부가 형성되고, 상기 수평부의 중간에 요홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선진보강 플레이트의 또 다른 예는 선단부가 뾰족하게 형성되고, 수평부의 좌측단에 "V"홈이 형성되고, 상기 수평부의 우측단에 경사부가 형성되고, 상기 수평부의 중간에 요홈이 형성되고, 상기 요홈에 그라우팅 파이프가 용접에 의해 일체로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 선진보강 플레이트에 대응되는 본 발명에 따른 항타기는 붐대에 설치되어 선진보강 플레이트를 안내하는 전방 안내지지대, 후방 안내지지대 및 샹크 아답터에 있어서,
상기 전방 안내지지대는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부와 상기 원형부들 사이에 절개부가 형성된 장착부가 플레이트에 형성되어 선진보강 플레이트를 상기 장착부에 끼울 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 후방 안내지지대는 상기 전방 안내지지대와 같은 방식으로 상부 플레이트가 하부 플레이트에 대해 힌지를 축으로 하여 각회전할 수 있으며, 본 발명의 선진보강 플레이트가 장착부에 장착된 후 힌지 반대편에 배치된 록킹수단에 의해 상부 플레이트가 하부 플레이트에 결합되므로서 상기 선진보강 플레이트가 장착부에 파지될 수 있으며, 상기 장착부는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부를 가지며, 상기 원형부 사이에 절개부가 형성되어 상기 선진보강 플레이트가 장착되었을 때 원형부에 선진보강 플레이트의 "V"홈, 요홈 및 경사부가 배치되고, 선진보강 플레이트의 수평부가 절개부에 배치될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 샹크 아답터는 선선진보강 플레이트를 파지할 수 있도록 절개부의 중앙에 원형부가 형성되거나, 절개부만이 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선진보강 플레이트(20)는 선단부(21)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(22)의 양측단에 "V"홈(23, 24)이 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기와 같이 구성된 선진보강 플레이트는 다음과 같이 설치될 수 있다.
다수의 선진보강 플레이트(20)의 "V"홈(23, 24)이 서로 겹쳐지도록 설치된다. 즉, 제 1 선진보강 플레이트(20a)의 좌측 "V"홈(23a)에 제 2 선진보강 플레이트(20b)의 우측 "V"홈(24b)이 겹쳐지는 방식으로 다수개의 선진보강 플레이트가 굴착터널의 윤곽(29)을 따라 항타기(도시하지 않음)에 의해 관입된다.
또한, 상기와 같이 굴착터널의 윤곽을 따라 설치된 선진보강 플레이트(20)의 상부에 필요에 따라 그라우팅을 실시할 수 있다. 이때, 선진보강 플레이트(20)이 완전히 서로 겹쳐져 배열되기 때문에 그라우팅 용액(26)이 절삭토(27)로 유입되는 것이 방지된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선진보강 플레이트(30)는 선단부(31)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(32)의 좌측단에 "V"홈(33)이 형성되고, 상기 수평부(32)의 우측단에 경사부(34)가 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기와 같기 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선진보강 플레이트는 제 1 선진보강 플레이트(30a)의 "V"홈(33a)에 제 2 선진보강 플레이트(30b)의 경사부(34b)가 겹쳐지는 방식으로 다수개의 선진보강 플레이트가 굴착터널의 윤곽을 따라 항타기(도시하지 않음)에 의해 관입되며, 필요에 따라 상기 선진보강 플레이트의 상부에 그라우팅(36)을 실시할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선진보강 플레이트(40)은 선단부(41)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(42)의 좌측단에 "V"홈(43)이 형성되고, 상기 수평부(42)의 우측단에 경사부(44)가 형성되고, 상기 수평부(42)의 중간에 요홈(45)이 형성된다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선진보강 플레이트(50)는 선단부(51)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(52)의 좌측단에 "V"홈(53)이 형성되고, 상기 수평부(52)의 우측단에 경사부(54)가 형성되고, 상기 수평부(52)의 중간에 요홈(55)이 형성되고, 상기 요홈(55)에 그라우팅 파이프(56)가 용접에 의해 일체로 배치된다.
상기 제 3 및 제 4 실시예의 선진보강 플레이트은 제 2 실시예의 선진보강 플레이트의 설치방법과 동일하며, 특히, 도 10에 도시된 바와같이, 제 4 실시예의 선진보강 플레이트(50)는 그라우팅 파이프(56)가 일체로 요홈에 배치되어 관입공정시 그라우팅 파이프(56)가 함께 지반에 삽입되므로서, 그라우팅을 위한 천공작업을 별도로 할 필요가 없어 편리한 잇점이 있다.
도 11을 참조하면, 위에서 설명한 본 발명의 선진보강 플레이트를 굴착터널의 윤곽을 따라 관입하기 위한 본 발명에 따른 항타기(60)는 붐대(61)에 설치되어 선진보강 플레이트(20)를 안내하는 전방 안내지지대(71), 후방 안내지지대(81) 및 샹크 아답터(91)를 개선한 것이다.
도 12를 참조하면, 상기 전방 안내지지대(71)는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부(76a, 76b, 76c)와 상기 원형부(76a, 76b, 76c) 사이의 절개부(77a, 77b)가 형성된 장착부(75)가 플레이트(72)에 형성되어 선진보강 플레이트를 상기 장착부(75)에 끼울 수 있다.
본 발명의 선진보강 플레이트(20)가 장착부(75)에 장착되었을 때, 상기 원형부(76a, 76b, 76c)에 선진보강 플레이트의 "V"홈, 요홈 및 경사부가 배치되고, 절개부(77a, 77b)에 선진보강 플레이트의 수평부가 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 후방 안내지지대(81)는 상부 플레이트(82)가 하부 플레이트(83)에 대해 힌지(84)를 축으로 하여 각회전할 수 있으며, 본 발명의 선진보강 플레이트가 장착부(85)에 장착된 후 힌지 반대편에 배치된 록킹수단(86)에 의해 상부 플레이트(82)가 하부 플레이트(83)에 결합되므로서 상기 선진보강 플레이트가 장착부(85)에 파지될 수 있다.
상기 장착부(85)는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부(86a, 86b, 86c)를 가지며, 상기 원형부(86a, 86b, 86c) 사이에 절개부(87a, 87b)가 형성되어 상기 선진보강 플레이트가 장착되었을 때 원형부(86a, 86b, 86c)에 선진보강 플레이트의 "V"홈, 요홈 및 경사부가 배치되고, 선진보강 플레이트의수평부가 절개부(87a, 87b)에 배치될 수 있다.
상기 샹크 아답터(91)는 선진보강 플레이트를 파지할 수 있도록, 도 14a에 도시된 바와같이, 절개부(92)의 중앙에 원형부(93)가 형성되거나, 도 14b에 도시된 바와같이 절개부(92)만이 형성될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 항타기는 본 발명의 어느 한 선진보강 플레이트(101)를 터널의 윤곽(111)을 따라 관입하고, 상기 선진보강 플레이트(101) 하부를 굴착한 후 상기 선진보강 플레이트(101)와 설계에서 요구되는 길이를 중첩하여 다시 다음의 선진보강 플레이트(102)를 터널의 윤곽(111)을 따라 관입하는 방식으로 설치한다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 선진보강 플레이트는 터널의 윤곽을 따라 서로 연결되기 때문에 별도의 토류방지판의 설치가 요구되지 않아 시공속도가 빠르고 별도의 인원이 필요치 않으며, 그라우팅 용액이 절삭토로 스며들지 않는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 항타기는 본 발명의 선진보강 플레이트에 적합하도록 구성되어 터널굴착작업을 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 선단부(21)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(22)의 양측단에 "V"홈(23, 24)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어느 한 선진보강 플레이트의 좌측 "V"홈에 다른 선진보강 플레이트의 우측 "V"홈이 겹쳐지는 방식으로 굴착터널의 윤곽을 따라 항타기에 의해 관입되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  3. 선단부(31)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(32)의 좌측단에 "V"홈(33)이 형성되고, 상기 수평부(32)의 우측단에 경사부(34)가 형성되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    어느 한 선진보강 플레이트의 "V"홈에 다른 선진보강 플레이트의 경사부가 겹쳐지는 방식으로 굴착터널의 윤곽을 따라 항타기에 의해 관입되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  5. 선단부(41)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(42)의 좌측단에 "V"홈(43)이 형성되고, 상기 수평부(42)의 우측단에 경사부(44)가 형성되고, 상기 수평부(42)의 중간에 요홈(45)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  6. 선단부(51)가 뾰족하게 형성되고, 수평부(52)의 좌측단에 "V"홈(53)이 형성되고, 상기 수평부(52)의 우측단에 경사부(54)가 형성되고, 상기 수평부(52)의 중간에 요홈(55)이 형성되고, 상기 요홈(55)에 그라우팅 파이프(56)가 용접에 의해 일체로 배치되는 것을 특징으로 하는 선진보강 플레이트.
  7. 붐대(61)에 설치되어 선진보강 플레이트를 안내하는 전방 안내지지대(71), 후방 안내지지대(81) 및 샹크 아답터(91)에 있어서,
    상기 전방 안내지지대(71)는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부(76a, 76b, 76c)와 상기 원형부(76a, 76b, 76c) 사이의 절개부(77a, 77b)가 형성된 장착부(75)가 플레이트(72)에 형성되어 선진보강 플레이트를 상기 장착부(75)에 끼울 수 있는 것을 특징으로 하는 항타기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 후방 안내지지대(81)는 상부 플레이트(82)가 하부 플레이트(83)에 대해 힌지(84)를 축으로 하여 각회전할 수 있으며, 본 발명의 선진보강 플레이트가 장착부(85)에 장착된 후 힌지 반대편에 배치된 록킹수단(86)에 의해 상부 플레이트(82)가 하부 플레이트(83)에 결합되므로서 상기 선진보강 플레이트가 장착부(85)에 파지될 수 있으며, 상기 장착부(85)는 선진보강 플레이트의 형상에 대응될 수 있도록 3개의 원형부(86a, 86b, 86c)를 가지며, 상기 원형부(86a, 86b, 86c) 사이에 절개부(87a, 87b)가 형성되어 상기 선진보강 플레이트가 장착되었을 때 원형부(86a, 86b, 86c)에 선진보강 플레이트의 "V"홈, 요홈 및 경사부가 배치되고, 선진보강 플레이트의 수평부가 절개부(87a, 87b)에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 항타기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 샹크 아답터(91)는 선진보강 플레이트를 파지할 수 있도록, 절개부(92)의 중앙에 원형부(93)가 형성되거나, 절개부(92)만이 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 항타기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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