KR20060001953A

KR20060001953A - 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치

Info

Publication number: KR20060001953A
Application number: KR1020050125911A
Authority: KR
Inventors: 유장욱; 남상수
Original assignee: 주식회사 도원지질
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-01-06

Abstract

본 발명은 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나식으로 다단 신축되는 케리바 종단으로 상,하 수직회전하는 한쌍의 체인커터를 형성함으로써, 굴착 단면이 평면 사각형으로 형성되어 중첩굴착이 필요없을 뿐만 아니라, 그로 인하여 굴착 및 교반 작업의 효율성을 증대시키고, 케리바 내부의 로드가 벤딩되는 것과 리더 마스트의 높이 증대에 따른 기계의 넘어짐을 방지할 수 있어 작업의 안전성과 장치의 수명을 증대시킬 수 있는 굴착교반장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 리더 마스트 일측으로 케리바가 형성되고, 상기 케리바 내부에는 다단으로 신축되는 다수개의 로드가 형성되며, 상기 로드의 종단으로는 한쌍의 체인형 커터가 장착됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치가 제공된다.

연속 토류벽체, 체인형 컷터, 케리바, 로드, 다단 신축.

Description

연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치{Device of excavation and mixing}

도 1은 종래의 굴착교반장치를 도시한 상태도

도 2는 본 발명의 전체를 도시한 상태도

도 3은 본 발명에서 케리바와 로드의 연결상태를 도시한 부분 단면도

도 4a,4b는 본 발명에서 체인형 커터를 도시한 부분 사시도 및 결합도

도 5a,5b는 본 발명에서 굴착 교반 상태를 도시한 상태도

도 6은 본 발명에서 H 형강을 이용한 굴착 교반 상태를 도시한 상태도

도 7a,7b는 본 발명에서 다른 실시예를 도시한 실시예도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 베이스 머신 20: 리더 마스트 21: 가이드

30: 케리바 31: 슬라이더 32: 가이드부재

40: 로드 50: 체인형 커터 51: 프레임

52: 티스 53: 고정판 54: 체인

70: 고화재 주입장치 71: 주입관 72: 선단 분사부

본 발명은 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나식으로 다단 신축되는 케리바 종단으로 상,하 수직회전하는 한쌍의 체인커터를 형성함으로써, 굴착 단면이 평면 사각형으로 형성되어 중첩굴착이 필요없을 뿐만 아니라, 그로 인하여 굴착 및 교반 작업의 효율성을 증대시키고, 케리바 내부의 로드가 벤딩되는 것과 리더 마스트의 높이 증대에 따른 기계의 전도(넘어짐)을 방지할 수 있어 작업의 안전성과 장치의 수명을 증대시킬 수 있는 굴착교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속 토류벽체를 시공하기 위해서 필요한 굴착교반장치는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스 머신(Base Machine)(10) 일측으로 리더 마스트(20)(leader mast)가 장착되고, 상기 리더 마스트(20)의 일측으로는 병렬다축 회전 로드(40)가 장착되며, 상기 회전 로드(40) 상측으로는 수평회전 및 승강을 가능케 하는 수평회전 구동기(30')가 장착되고, 하측의 회전 로드(40) 외주연으로는 교반날개(41)가 형성된 구조이다.

상기와 같은 굴착교반장치로 연속 토류벽체를 시공하고자 할 경우, 먼저 회전로드를 수평회전시키면서 땅속의 목적 심도까지 평면 장원형으로 굴착교반하고, 동시에 이 굴착교반을 오버랩하며 순차적으로 반복 굴착교반하며, 고화재를 주입 충진시키면서 회전로드를 인발한 후, 굴착교반부분의 경화로 연속토류벽체를 형성 한다.

하지만 상기와 같은 굴착교반장치는 굴착심도가 깊을 수록 회전로드가 벤딩되고, 리더 마스트의 높이가 높게 요구되어 장치의 전도(넘어짐) 등 작업 안정성에 문제가 발생하며, 회전로드의 굴착헤드는 교반날개와 굴착교반 후 품질이 저하되는 동시에 지층이 단단한 경우 강력한 선행굴착이 요구되는 등의 문제가 발생하였다.

뿐만 아니라, 병렬다축 회전로드에 의한 굴착은 굴착단면이 평면 장원형으로 형성되므로, 중첩굴착이 수반되어 작업 효율성이 저하되는 등의 문제가 발생하고 있는 실정이다.

그 외 TRD공법(Texture Reinforced Dam)에 사용되는 굴착장치로, 베이스 머신 일측의 리더 마스트 하측으로 길이가 20~30m인 체인 형상의 커터를 형성한 것(특허등록 제296547호 '굴착방법')이 있으나, 이는 체인 형상의 커터를 땅속(지중)에서 수평으로 이동시켜 굴착하여야 하므로 수직으로 휨하중이 발생할 뿐만 아니라, 불균일한 지표면에서 베이스 머신이 이동할 경우 20~30m 체인 형상의 커터장치가 땅속(지중)에서 수평으로 이동하므로 장치의 오작동이나 파손이 발생할 수 있어 안정성이 매우 낮은 문제가 발생한다.

또한 이는 일본지층에 맞게 개발된 것이므로 단단한 지층으로 형성된 한국의 지형에는 적용하기가 힘든 실정이다.

본 발명의 목적은 종래의 이와같은 문제점을 해소하고자 한 데 있는 것으로, 리더 마스트 내부의 로드를 다단 신축케 형성하여 로드 및 리더 마스트의 벤딩을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 로드 종단의 커터를 체인으로 형성하여 굴착 및 교반을 효율적으로 수행할 수 있고, 굴착 단면이 사각형으로 형성되어 별도의 중첩굴착작업을 시행할 필요가 없어 작업의 효율성을 증대시키고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 베이스 머신 일측의 리더 마스트에 내부에 다단 신축이 가능한 로드가 형성된 케리바를 장착하고, 상기 케리바의 로드 종단으로는 한쌍의 체인으로 형성된 커터를 형성한 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치를 제공코자 한다.

베이스 머신 일측으로 리더 마스트가 장착되고, 상기 리더 마스트의 일측으로는 병렬다축 회전 로드가 장착되되, 상기 회전 로드 상측으로는 수직회전 및 승강을 가능케 하는 수직회전 구동기가 장착되고, 하측의 회전 로드 외주연으로는 교반날개가 형성된 통상의 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 있어서, 상기 리더 마스트 일측으로 케리바가 형성되고, 상기 케리바 내부에는 다단으로 신축되는 다수개의 로드가 형성되며, 상기 로드의 종단으로는 한쌍의 체인형 커터가 장착됨을 특징으로 한다.

상기에서, 케리바의 외부 상측으로는 리더 마스트 외표면 일측에 형성된 가이드와 맞물려 상하 승강하는 슬라이더가 형성되고, 외부 하측으로는 리더 마스트 의 가이드와 맞물려 케리바를 가이드하는 가이드부재가 형성된다.

상기에서, 체인형 커터는 타원형 프레임 외주연으로 체인이 형성되고, 상기 체인 일측 외표면으로는 다수개의 티스가 형성되며, 각 체인형 커터 사이에는 로드에 연결된 고화재 주입장치가 형성되어 있되, 상기 고화재 주입장치는 주입관과 선단 분사부로 형성되어 진다.

베이스 머신 일측으로 리더 마스트가 장착되고, 상기 리더 마스트의 일측으로는 병렬다축 회전 로드가 장착되되, 상기 회전 로드 상측으로는 수직회전 및 승강을 가능케 하는 수직회전 구동기가 장착되고, 하측의 회전 로드 외주연으로는 교반날개가 형성된 통상의 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 있어서, 가이드가 형성된 리더 마스트 일측으로 케리바가 형성되고, 상기 케리바 외부 상측으로는 가이드와 맞물려 상하 승강하는 슬라이더가, 외부 하측으로는 케리바를 가이드하는 가이드부재가 형성되되, 케리바 내부에는 다단으로 신축되는 다수개의 로드가 형성되고, 상기 로드의 종단으로는 한쌍의 체인형 커터가 장착됨을 특징으로 한다.

상기에서, 체인형 커터는 타원형 프레임 외주연으로 체인이 형성되고, 상기 체인 일측 외표면으로는 다수개의 티스가 형성되며, 각 체인형 커터 사이에는 로드에 연결된 고화재 주입장치가 형성되어 있되, 상기 고화재 주입장치는 주입관과 선단 분사부로 형성된 것이다.

이하 첨부된 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발 명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 굴착교반장치를 도시한 상태도, 도 2는 본 발명의 전체를 도시한 상태도, 도 3은 본 발명에서 케리바와 로드의 연결상태를 도시한 부분 단면도, 도 4a,4b는 본 발명에서 체인형 커터를 도시한 부분 사시도 및 결합도, 도 5a,5b는 본 발명에서 굴착 교반 상태를 도시한 상태도, 도 6은 본 발명에서 H 형강을 이용한 굴착 교반 상태를 도시한 상태도, 도 7a,7b는 본 발명에서 다른 실시예를 도시한 실시예도로서,

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 베이스 머신(10) 일측으로는 가이드(21)가 형성된 리더 마스트(20)를 장착하고, 상기 리더 마스트(20) 일측으로는 케리바(30)를 형성하는데, 이때 케리바(30)의 최상단은 리더 마스트(20) 상단에 형성된 탑시브(22)를 통해 고정한다.

또한 케리바(30) 상측에는 리더 마스트(20)의 가이드(21)와 맞물려 상하 승강하는 슬라이더(31)를 장착하고, 하측에도 리더 마스트(20)의 가이드(21)와 맞물리는 가이드부재(32)를 장착하는데, 이때 가이드부재(32)는 상하 승강하는 케리바(30)를 가이드하게 된다.

그리고 상기 케리바(30) 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 다수개의 로드(40)를 장착하는데, 상기 각 로드(40)는 케리바(30) 내부에서 안테나식으로 2단 또는 3단 등 다단 신축케 형성하고, 베이스 머신(10)에 형성된 윈치(11)를 통해 탑시브(22)로 연결된 와이어(12)를 케리바(30)와 각 로드(40)에 개별 연결하여 케리바(30)와 각 로드(40)를 동시에 또는 개별로 상하 승강케 한다.

그리고 마지막에 인출되는 로드(40)의 종단에는 유압모터를 통해 구동되는 한쌍의 체인형 커터(50)를 형성하는데, 이때 한쌍의 체인형 커터(50)는 도 4a 또는 4b에 도시된 바와 같이 서로 소정 간격 이격시켜 이격 공간부에는 로드(40)와 연결된 고화재 주입장치(70)를 형성한다.

상기에서 고화재 주입장치(70)는 로드(40) 내부에 형성된 주입관(71)과 이격 공간부로 연장된 상기 주입관(71) 종단의 선단 분사부(72)로 형성한다.

그리고 각 체인형 커터(50)는 타원형상의 프레임(51) 외주연으로 티스(52)가 형성된 체인(54)을 형성한 것으로, 각 체인형 커터(50) 양측으로는 체인(54)의 측면부를 보호하기 위한 고정판(53)을 장착한다.

이상과 같은 굴착교반장치를 통해 연속 토류벽체를 형성하는 방법에 대해 좀 더 상세히 설명하면,

먼저 도 5a,5b에 도시된 바와 같이 베이스 머신(10)의 윈치(11)를 조절하여 케리바(30)와 로드(40)를 굴착하고자 하는 해당 위치에 하강시키고, 유압모터를 통해 체인(54)을 구동시킨다.

상기 구동으로 인하여 체인(54)이 프레임(51) 외주연을 수직회전하게 되고, 그로 인하여 체인형 커터(50)가 자중에 의해 땅속으로 하강하며 굴착 교반하게 되는 것이다.

이때 굴착 깊이가 낮으면 케리바(30)나 로드(40) 중 택일하여 하강시키고, 굴착 깊이가 깊으면 슬라이더(31)를 하강한계위치에 도달시킨 후, 케리바(30)와 로 드(40)를 함께 하강시켜 케리바(30)에서 로드(40)가 신축케 한다.

그리고 굴착교반시 굴삭과 병행하여 고화재로 벤토나이트(Bentonite)를 배합시킨 시멘트계 밀트(Cement Milk) 또는 시멘트계 밀트(Cement Milk)를 분사하여 굴착토사와 교반 혼합시키는데, 이는 체인형 커터(50)의 프레임(51) 중앙 선단에 지상의 분사관과 연결된 분사노즐을 설치하여 지상에서 분사관을 통해 공급되는 고화재를 굴착토사로 분사케 한다.

굴착교반부분이 적정심도에 도달하면 체인(54)을 역회전시켜 굴착토사를 아래방향으로 이송케 하는 동시에 케리바(30)를 지상으로 상승시켜 하나의 굴착교반구를 형성하고, 상기 굴착교반구에서 소정너비만큼 이격된 위치에 케리바(30)와 로드(40)를 재하강시켜 새로운 굴착교반구를 반복 형성하면 땅속에 연속 토류벽체를 구축할 수 있게 된다.

즉, 굴착교반구의 연속 형성시 시멘트계 밀크가 교반혼합된 부분이 경화 응고하여 도 5b에 도시된 바와 같이 흙 시멘트(Soil Cement)의 연속 토류벽체 구축이 가능케 된다. 이 연속 토류벽체는 각 굴착교반구의 연결부분에 대해 시멘트계 밀크를 교반혼합 하는 것으로 확실하게 일체화하여 연속부분에 대한 차수성을 증대시키게 된다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이 고화제의 응고전 H-형강(60)을 응력제로 적정 간격 삽입하여 전체적인 강도를 향상시킬 수 있다.

또한 도 7a에 도시된 바와 같이 케리바(30)를 비 신축식으로 형성시켜 도 7b 에 도시된 바와 같이 연속 토류벽체를 구축시킬 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 케리바(30) 내부의 로드(40)를 다단 신축시켜 상하 승강시킴으로써 리더 마스트(20)의 높이가 많이 요구되지 않고, 그로 인하여 로드(40)의 휨이나 장치의 불안을 없앨 수 있게 된다.

더욱이 체인(54)의 수직회전을 통해 연속 굴착 교반하고, 여기에 고화제를 주입하여 충진 교반하므로 일정한 두께의 연속 토류벽체를 능률적으로 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 땅속에서의 차수성이 우수한 연속 토류벽체의 구축이 가능하다.

또한 종래와 같이 굴착 단면이 평면 장원형으로 형성되지 않고 사각형으로 형성되어 중첩굴착을 최소화시키고, 컷터의 훼손을 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다단 신축이 가능한 케리바 내부의 로드 종단에 수직회전하는 체인형 컷터를 형성함으로써, 리더 마스트의 요구 높이를 최소화시킬 수 있고, 로드의 휨과 장치의 불안정성을 없앨 수 있으며, 강력한 체인형 컷터로 별도의 선행굴착 없이 굴착교반이 가능할 뿐만 아니라, 컷터의 파손이나 손상 등을 없애 장치의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한 중첩굴착을 없애 차수성이 우수한 고품질의 토류벽체 구축이 가능한 등 그 효과가 다대하다.

Claims

베이스 머신 일측으로 리더 마스트가 장착되고, 상기 리더 마스트의 일측으로는 병렬다축 회전 로드가 장착되되, 상기 회전 로드 상측으로는 수직회전 및 승강을 가능케 하는 수직회전 구동기가 장착되고, 하측의 회전 로드 외주연으로는 교반날개가 형성된 통상의 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 있어서, 상기 리더 마스트 일측으로 케리바가 형성되고, 상기 케리바 내부에는 다단으로 신축되는 다수개의 로드가 형성되며, 상기 로드의 종단으로는 한쌍의 체인형 커터가 장착됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서, 케리바의 외부 상측으로는 리더 마스트 외표면 일측에 형성된 가이드와 맞물려 상하 승강하는 슬라이더가 형성되고, 외부 하측으로는 리더 마스트의 가이드와 맞물려 케리바를 가이드하는 가이드부재가 형성됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서, 체인형 커터는 타원형 프레임 외주연으로 체인이 형성되고, 상기 체인 일측 외표면으로는 다수개의 티스가 형성되며, 각 체인형 커터 사이에는 로드에 연결된 고화재 주입장치가 형성되어 있되, 상기 고화재 주입장치는 주입관과 선단 분사부로 형성됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장 치.
베이스 머신 일측으로 리더 마스트가 장착되고, 상기 리더 마스트의 일측으로는 병렬다축 회전 로드가 장착되되, 상기 회전 로드 상측으로는 수직회전 및 승강을 가능케 하는 수직회전 구동기가 장착되고, 하측의 회전 로드 외주연으로는 교반날개가 형성된 통상의 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치에 있어서, 가이드가 형성된 리더 마스트 일측으로 케리바가 형성되고, 상기 케리바 외부 상측으로는 가이드와 맞물려 상하 승강하는 슬라이더가, 외부 하측으로는 케리바를 가이드하는 가이드부재가 형성되되, 케리바 내부에는 다단으로 신축되는 다수개의 로드가 형성되고, 상기 로드의 종단으로는 한쌍의 체인형 커터가 장착됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서, 체인형 커터는 타원형 프레임 외주연으로 체인이 형성되고, 상기 체인 일측 외표면으로는 다수개의 티스가 형성되며, 각 체인형 커터 사이에는 로드에 연결된 고화재 주입장치가 형성되어 있되, 상기 고화재 주입장치는 주입관과 선단 분사부로 형성됨을 특징으로 하는 연속 토류벽체 구축용 굴착교반장치.