KR20100071324A - 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법 - Google Patents

복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합중압S형관과 복합중압T형관으로 이루어진 복합중압관을 사용함으로써, 연속된 급곡선 구간과 1km 이상인 장거리 구간에서도 재밍현상 등에 의한 장애없이 시공이 가능하고, 다수의 중압관의 사용으로 인한 공기지연을 예방하며, 세미쉴드공법에 복합중압관을 적용시 필요한 후방터널과 대단면의 수직구의 축조가 필요 없을 뿐만 아니라 공기단축 및 경제적 효과를 얻을 수 있도록 한 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치는 굴진기와; 상기 굴진기의 후단에 다수개가 연결 설치되는 추진관과, 상기 추진관과 추진관과의 사이에 설치되며, 일정한 길이와 원호를 갖는 원통형 강관으로 복합중압S형관과 복합중압T형관으로 구성되는 복합중압관과 상기 복합중압관의 후단에 고정 설치되는 원압잭으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 터널 굴착방법은 전면은 복합중압잭과 차단장치가 부착된 복합중압S형관과, 볼트박스가 내장된 복합중압T형관을 연결하여 복합중압관을 조립하는 단계(Ⅰ); 상기 복합중압관을 설치하기 위해, 굴진기의 후단에 다수개의 추진관을 연결하고, 상기 추진관의 후단에 원압잭을 설치하며, 상기 원압잭을 수축 및 팽창시켜, 원압잭의 스트로크만큼 추진관을 추진시킨 후, 상기 추진관과 추진관과의 사이에 복합중 압관을 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 복합중압S형관에 설치된 복합중압잭을 이용하여 복합중압잭의 스트로크만큼 굴진기를 전진시킨 후, 상기 복합중압잭의 스트로크만큼 추진관을 추진시킨 후, 기 설치된 복합중압관과 복합중압관과의 사이에 세그먼트를 설치하고, 복합중압S형관에 설치된 복합중압잭을 반복하여 스트로크시켜 선두의 추진관을 굴진시키는 단계(Ⅲ); 상기 단계(Ⅲ) 후 최종에는 원압잭의 스트로크를 전진시켜 마지막 복합중압관을 압입하는 단계(Ⅳ)를 순차적으로 반복 시행하여 터널을 구축함을 특징으로 한다.
복합중압관, 중압T형관, 중압S형관, 추진관, 차단장치, 굴진기

Description

복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법{The semi shield excavator and it's tunnel excavation method with complex double pressure pipe}
본 발명은 기계화 시공에 의한 터널 굴착시 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법에 관한 것으로, 특히 여러 개의 급곡선과 장거리 구간의 추진에서 굴진기의 천공부가 구멍 속에서 구속되어 회전불능으로 되는 재밍(jamming) 현상 등에 의한 주변마찰력으로 추진관의 응력증가와 또는 다수의 중압관 사용으로 인한 공기의 지연 등 세미쉴드공법 자체만으로는 설계적용 및 시공에 한계가 있는 기계화 터널 굴착공사시에 적용할 수 있는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법에 관한 것이다.
일반적으로 세미쉴드공법(semi-shield driving method)은 도시기반 시설인 전력구, 통신구, 상수도, 가스 등 관로나 터널을 시공함에 있어, 지하수가 많은 곳, 지중 장애물이 있는 곳 등 개착공법(open cut method)으로 시공하기 어려운 부분을 기계식 장비를 통해 비개착식으로 터널을 굴착하는 공법으로 굴진기의 전면의 커터 헤드(cutter head)가 회전하면서 지중을 굴착하며, 이완된 원압잭을 다시 수 축하여 그 공간에 추진관을 설치하는 반복된 공정으로 수직구 내에 설치된 원압잭에 의해 추진관 전체가 유동되며, 전진하는 공법이다.
따라서, 상기한 바와 같은 세미쉴드공법은 100m 이상인 거리에서는 도 1에 도시된 바와 같은 중압관(20)을 사용하여 시공하고 있다.
이는 석분 등에 의한 재밍(jamming) 현상 등으로 외주면과의 주변마찰력을 줄이고 또한 원압잭의 힘만으로는 추력이 작아 추진이 곤란할 경우, 추력 계산에 의해 여러 개의 중압관(20)을 설치하는데, 첫 번째(No.1) 중압관(20)에 내재되어 있는 중압잭(21)을 사용하여 중압잭(21)의 행정(stroke)만큼 굴진기를 전진시키고, 이어서 두 번째(No.2) 중압관(20)을 전진시켜 신장되어 있는 첫 번째 중압관(20)의 중압잭(21)의 행정을 수축시킴과 동시에 전진하는 방식으로 추진되며, 최종으로는 원압잭을 전진시켜 마지막 중압관(20)을 밀어붙이는 1싸이클(cycle)로 하여 지하 터널을 굴축한다.
그러나, 상기한 바와 같은 세미쉴드공법은 굴착길이가 길어지면 길수록 그 길이에 따라 중압관(20)의 설치수량도 따라 늘어나므로 1싸이클의 길이 30-70cm로 추진관(40) 1개 2.5m를 설치하기 위하여는 중압잭(21) 1개에 4-8회의 행정을 중압관(20) 수량만큼 무수히 많이 움직여야 하므로 공기의 손실이 발생되며, 장거리인 경우에는 추력 계산에 의한 중압관(20)과 추진관(40)의 거리가 약 80m인 점을 고려할 때 어느 한 곳의 중압관(20)에 재밍(jamming) 현상 등으로 외주면과의 주변마찰력이 증가하여 매우 위험한 경우를 초래하였다.
또한, 상기한 세미쉴드 공법용 중압관은 도 1에 도시된 바와 같이, 중압관(20)은 크게 중압T형관(23)과, 중압S형관(22)으로 구성되며, 상기 중압T형관(23)의 앞부분에 두 개의 고무링(26)이 있고, 고무링(26)과 고무링(26) 간에 윤활재 주입구(27)가 형성되고, 상기 윤활재 주입구(27)에 외부로 윤활재를 주입하여 중압S형관(22)과 중압T형관(23)의 마찰을 줄여 이완 및 수축시키면서 전진하며, 작업후에는 추진관(40)과 추진관(40)간에 삽입되어 터널을 형성하므로 중압관(20)의 재사용을 할 수 없다.
상기한 바와 같은 세미쉴드공법에서는 여러 개의 급곡선 및 1km 내외의 장거리 구간에서는 굴진기와 추진관(40)의 굴진방향의 수정이 어려워 도시의 지하에서 공간적인 제약조건과 민간용지 통과의 곤란으로 인해 곡률반경이 작은 곡선구간의 굴착이 불가피한 경우에는 사실상 사용이 불가능하며, 굴진기의 천공부가 구멍 속에서 구속되어 회전불능으로 되는 재밍(jamming) 현상 등에 의한 주변마찰력으로 추진관의 응력증가와 또는 다수의 중압관(20)의 사용으로 인한 공기의 지연 등으로 시공에 적용되지 못하며, 막장의 자립성이 부족하고 굴진기를 사용하기 어려운 환경의 터널 굴착에서 인력이나 반기계식으로 굴착하는 경우에는 막장의 단부가 무너져 안전사고가 발생할 가능성이 있는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 복합중압S형관과 복합중압T형관으로 이루어진 복합중압관을 사용함으로써, 연속된 급곡선 구간과 1km 이상인 장거리 구간에서도 재밍현상 등에 의한 장애없이 시공이 가능하고, 다수의 중압관의 사용으로 인한 공기지연을 예방하며, 세미쉴드공법에 복합중압관을 적용시 필요한 후방터널과 대단면의 수직구의 축조가 필요 없을 뿐만 아니라 공기단축 및 경제적 효과를 얻을 수 있도록 한 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치는 굴진기와; 상기 굴진기의 후단에 다수개가 연결 설치되는 추진관과, 상기 추진관과 추진관과의 사이에 설치되며, 일정한 길이와 원호를 갖는 원통형 강관으로 복합중압S형관과 복합중압T형관으로 구성되는 복합중압관과 상기 복합중압관의 후단에 고정 설치되는 원압잭으로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 터널 굴착방법은 전면은 복합중압잭과 차단장치가 부착된 복합중압S형관과, 볼트박스가 내장된 복합중압T형관을 연결하여 복합중압관을 조립하는 단계(Ⅰ); 상기 복합중압관을 설치하기 위해, 굴진기의 후단에 다수개의 추진관을 연결하고, 상기 추진관의 후단에 원압잭을 설치하며, 상기 원압잭을 수축 및 팽창시켜, 원압잭의 스트로크만큼 추진관을 추진시킨 후, 상기 추진관과 추진관과의 사이에 복합중압관을 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 복합중압S형관에 설치된 복합중압잭을 이용하여 복합중압잭의 스트로크만큼 굴진기를 전진시킨 후, 상기 복합중압잭의 스트로크만큼 추진관을 추진시킨 후, 기 설치된 복합중압관과 복합중압관과의 사이에 세그먼트를 설치하고, 복합중압S형관에 설치된 복합중압잭을 반복하여 스트로크시켜 선두 의 추진관을 굴진시키는 단계(Ⅲ); 상기 단계(Ⅲ) 후 최종에는 원압잭의 스트로크를 전진시켜 마지막 복합중압관을 압입하는 단계(Ⅳ)를 순차적으로 반복 시행하여 터널을 구축함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치 및 터널 굴착방법은 여러 개의 급곡선과 장거리 추진에서 재밍(jamming) 현상 등에 의한 주변마찰력으로 추진관의 응력 증가와 또는 다수의 중압관의 사용으로 인한 공기의 지연 등으로 세미쉴드공법으로는 설계적용 및 시공이 곤란한 기계화 터널 굴착공사에서 복합중압관을 세미쉴드공법에 적용함으로써 연속된 급곡선 구간과 1km 이상인 장거리 구간에서도 재밍(jamming) 현상 등에 의한 장애 없이 시공이 가능하고, 다수의 중압관의 사용에 따른 공기지연이 발생하지 않으며, 또한 쉴드공법 적용시 필요한 후방터널과 대단면의 수직구의 축조가 필요 없어, 세미쉴드 굴착장치 하나로 두 가지 세미쉴드와 실드공법을 모두 만족할 수 있고, 공기단축 및 경제적 측면에서 유리한 이점이 있다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치는 굴진기(46)와; 상기 굴진기(46)의 후단에 다수개가 연결 설치되는 추진관(40)과, 상기 추진관(40)과 추진관(40)과의 사이에 설치되며, 일정한 길이와 원호를 갖는 원통형 강관으로 복합중압S형관(12)과 복합중압T형관(14)으로 구성되는 복합중압관(10)과 상기 복합중 압관(10)의 후단에 고정 설치되는 원압잭(41)으로 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 세미쉴드 굴착장치의 복합중압관을 도시한 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 세미쉴드 굴착장치의 차단장치를 도시한 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 복합중압S형관(12)은 추진관(40)과 접속되도록 앞부분이 소켓(14)으로 형성되고, 상기 소켓(14)의 상단에는 고무링(16)이 부착되며, 상기 소켓(14)의 좌우측에는 강재압력판(15)이 설치되며, 상기 강재압력판(15)의 상하단에는 내측에는 복합중압잭(11)이 설치되며, 상기 복합중압잭(11)의 상단에는 이물질의 유입을 차단하는 차단장치(30)가 부착된다.
또한, 상기 복합중압T형관(13)은 외관은 원형강관이며, 내부는 콘크리트로 충전된 원형구조체이며, 상기 복합중압T형관(13)의 내부 상단부에는 볼트박스(17)가 설치되며, 뒷부분에는 고무링(16)이 설치된다.
즉, 상기한 복합중압관(10)은 일정한 길이와 원호를 갖는 원통형 강관으로 복합중압S형관(12)과 복합중압T형관(13)으로 구성되며, 상기 복합중압S형관(12)에는 복합중압잭(11) 가동시 여러개의 조각으로 이루어진 세그먼트(50)에 균등한 압력을 가할 수 있도록 강재압력판(15)이 설치되고, 복합중압S형관(12)의 내측 뒷부분에는 외부의 지하수 등이 유입되지 않도록 차단하는 차단장치가 내장되며, 앞쪽 부분은 선행 추진관(40)과 접속되도록 고무링(16)이 있는 소켓(14) 형상으로 구성되며, 세그먼트(50)와 복합중압T형관(13)과 연결되도록 볼트박스(17)가 내장되어 있다.
또한, 상기 복합중압T형관(14)에는 복합중압관(10)의 사용 전까지 차단장치(30)에 이물질이 유입되지 않도록 고무링(16)도 내장되어 있다.
여기서, 상기 차단장치(30)는 여러개의 철브러쉬(31)를 겹쳐 놓은 상태로 외부의 지하수 유입 등에 대응하도록 철브러쉬(31) 위에 철판(32)으로 보강 용접한 것으로, 용접 반대 방향이 열려 있어 지하수의 외부 유입시 철브러쉬(31)와 철판(32)이 세그먼트 방향으로 벌어져 이를 차단하는 역할을 한다.
또한, 상기 차단장치(30)의 철브러쉬(31)에는 그 내부에 고점도 그리스를 주입할 수 있도록 그리스 주입파이프(34)가 내장되며, 상기 그리스 주입파이프(34)를 통해 고점도 그리스를 주입하여 주입된 그리스가 차단장치(30)속에 침투되어 외부의 지하수 유입을 더욱 억제시키는 기능을 한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치로 터널 굴착하는 과정에 대해 설명한다.
도 4a ∼ 도 4f는 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치로 터널을 굴착하는 상태를 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착방법은 전면은 복합중압잭(11)과 차단장치(30)가 부착된 복합중압S형관(12)과, 볼트박스(17)가 내장된 복합중압T형관(13)을 연결하여 복합중압관(10)을 조립하는 단계(Ⅰ); 상기 복합중압관(10)을 설치하기 위해, 굴진기(46)의 후단에 다수개의 추진관(40)을 연결하고, 상기 추진관(40)의 후단에 원압잭(41)을 설치하며, 상기 원압잭(41)을 수축 및 팽창시켜, 원압잭(41)의 스트로크만큼 추진관(40)을 추진시킨 후, 상기 추진관(40)과 추진관(40)과의 사이에 복합중압관(10)을 설치하는 단계(Ⅱ); 상기 복합중압S형관(12)에 설치된 복합중압잭(11)을 이용하여 복합중압잭(11)의 스트로크만큼 굴진기(46)를 전진시킨 후, 상기 복합중압잭(11)의 스트로크만큼 추진관(40)을 추진시킨 후, 기 설치된 복합중압관(10)과 복합중압관(10)과의 사이에 세그먼트(50)을 설치하고, 복합중압S형관(12)에 설치된 복합중압잭(11)을 반복하여 스트로크시켜 선두의 추진관(40)을 굴진시키는 단계(Ⅲ); 상기 단계(Ⅲ) 후 최종에는 원압잭(41)의 스트로크를 전진시켜 마지막 복합중압관(10)을 압입하는 단계(Ⅳ)를 순차적으로 반복 시행하여 터널을 구축한다.
여기서, 상기 복합중압관(10)의 복합중압S형관(12)은 복합중압잭(11)에 의해 복합중압T형관(13)을 반력으로 굴진기(46)의 굴진방향으로 신장되면서 전진됨과 동시에 상기 복합중압T형관(13)의 외주면을 타고 슬라이딩되며 차단장치(30)의 끝부분은 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)가 위치된 부분에서 정지한 후, 이완된 복합중압잭(11)을 수축하며 생긴 공간에 세그먼트(50)를 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)와 연결 조립하며, 이후 조립된 세그먼트(50)를 반력으로 복합중압잭(11)을 신장시켜 두 번째 세그먼트(50)를 조립하되, 이때 상기 복합중압S형관(12)의 차단장치(30)는 이미 복합중압T형관(13)을 벗어난 상태인 첫 번째 세그먼트(50)에 위치하며, 상기의 반복된 공정으로 세그먼트(50)와 세그먼트(50)를 볼트로 조립하여 연결한다.
즉, 도 4a 및 4b는 쉴드 TBM공법으로의 전환전까지의 공정을 나타낸 것으로, 세미쉴드공법 특성과 추후 공법 전환시 복합중압관(10)까지 세그먼트(50)의 운반이 용이하도록 사전에 장애요소를 제거할 목적으로 이토펌프(42), 변압기(43), 파워팩(44), 이렉터(45) 등을 설치할 수 있도록 소정의 거리(10m)까지 추진관(40)을 사용하여 추진한 것과 이후 본 발명의 복합중압관(10)을 설치한 것을 도시한 것이다.
도 4c는 현재 시행되고 있는 추진관(40)을 사용하는 세미쉴드공법에서 본 발명의 복합중압관(10)을 일반적인 중압관 용도로 사용하는 것을 도시한 것으로, 본 발명에 따른 복합중압관(10)은 세미쉴드공법에서는 일반적인 중압관으로 사용하고, 쉴드TBM공법에서는 변환장치인 복합중압관(10)으로도 사용할 수 있는 특징이 있다.
구체적으로 설명하면, 종래의 중압관(20)은 석분 등에 의한 재밍 현상 등으로 외주면과 주변마찰력 증가와 원압잭(41)의 힘만으로는 추력이 작아 추진이 곤란한 경우, 추력계산에 의해 설치된 중압관(20)을 사용하는데, 그 시공순서를 보면 도 4c에 도시된 바와 같은 수직구의 원압잭(41)을 이용하여 원압잭(41)의 능력까지 추진하며, 이후 No.2 중압관(20)을 설치하여 No.1 중압관(20)에 내장된 중압잭(21)을 사용하여 중압잭(21)의 스트로크만큼 굴진기(46)를 전진시킨 후, No.1 중압관(20) 이후에 설치된 추진관(40)을 No.1 중압관(20)의 중압잭(21)의 스트로크를 수축시킴과 동시에 다시 원압잭(41)을 사용하여 추진한다.
또한, No.1 중압관(20)의 작동이후에는 전면토압이 No.1 중압관(20)에 의해 상쇄되므로 이후부터는 중압관(20)이 기준이 되어 중압관(20)의 능력에 해당하는 거리만큼 추진한 후, No.2 중압관(20)을 설치하여 반복되는 작업으로 전진시키고, 최종에는 원압잭(41)을 전진시켜 마지막 중압관(20)을 밀어붙이는 방법으로 1싸이클로 하여 지하터널을 구축한다.
그러나, 상기한 바와 같은 기존 중압관(20)은 중압관(20) 설치 수량에 한계가 있다. 이는 상기에 설명한 바와 같이, 여러개의 중압관(20)을 1싸이클씩 움직여 추진관(40) 1개(2.5m)를 설치하기 위해서는 수 없이 많은 반복작업을 해야 하며, 장거리 구간일수록 중압관(20)의 수량이 늘어남에 따라 어느 한 곳의 중압관(20)과 중압관(20) 사이가 석분 등에 의한 재밍현상의 발생 확률도 높아질 수 있기 때문이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 복합중압관(10)을 사용하는데 복합중압관(10)의 형상은 기존 중압관(20)의 형상과 동일하나, 그 구조와 사용목적에 있어서 특징이 있다 할 수 있다.
도 4d는 쉴드TBM으로의 공법 전환을 도시한 것으로, 복합중압관(10)의 복합중압S형관(12)은 복합중압잭(11)에 의해 복합중압T형관(13)을 반력으로 굴진기(46)의 굴진방향으로 신장되면서 전진되고, 이때 복합중압T형관(13)의 외주면을 타고 슬라이딩되며, 차단장치(30)의 끝부분은 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)가 있는 부분에서 정지한 후, 이완된 복합중압잭(11)을 수축하며 생긴 공간에 세그먼트(50)를 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)와 조립하여 지하수 등의 유체 유입을 방지하며, 이후 조립된 세그먼트(50)를 반력으로 복합중압잭(11)을 신장시켜 두 번째 세그먼트(50)를 조립하는데, 이때 복합중압S형관(12)의 차단장치(30)는 이미 복합중압T형관(13)을 완전히 벗어나 첫 번째 세그먼트(50)에 위치하며, 상기의 반복된 공정으로 세그먼트(50)와 세그먼트(50)를 볼트로 조립하는 연속된 공정으로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 복합중압관(10)은 철거가 가능하여 재사용할 수 있는 특징이 있는데, 이는 도 4e 및 도 4f에 도시한 것으로, 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 터널 굴착방법은 쉴드TBM 공법으로 전환시에 사용되는 복합중압관(10)은 기존의 중압관(20)과는 다르게 외부의 지하수 등이 유입되는 것을 방지하는 장치가 복합중압T형관(13)의 외부 앞쪽에 있지 아니하고, 복합중압S형관(12)의 내부 끝부분에 부착되어 있어, 세미쉴드공법과 쉴드TBM공법을 병행할 수 있도록 제작되었으며, 복합중압S형관(12)이 복합중압T형관(13) 내지 세그먼트(50)에 슬라이딩되며 전진하면서 분리되도록 제작된 특징이 있다.
그리고, 본 발명의 쉴드TBM공법으로의 전환에 사용되는 복합중압T형관(13)은 서로 다른 종류인 세그먼트(50)와 조립이 용이하고, 지하수가 유입되지 않도록 볼트로 조립되도록 볼트박스(17)가 설치되어 있다.
이와 같이, 연속된 급곡선과 장거리 구간에는 지금까지 세미쉴드공법을 적용하기에 어려움이 많았으나, 본 발명은 복합중압관(10)을 사용함으로써, 세미쉴드 기계식 터널 굴착장치로도 현장 여건에 구애받지 않고 원활한 시공이 가능한 작용효과가 있다.
도 1은 종래의 세미쉴드 굴착장치용 중압관을 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 세미쉴드 굴착장치의 복합중압관을 도시한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 세미쉴드 굴착장치의 차단장치를 도시한 사시도,
도 4a ∼ 도 4f는 본 발명에 따른 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치로 터널을 굴착하는 상태를 도시한 공정도.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10: 복합중압관 11: 복합중압잭
12: 복합중압S형관 13: 복합중압T형관
14: 소켓 15: 강재압력판
16: 고무링 17: 볼트박스
20: 기존의 중압관 21: 중압잭
22: 중압S형관 23: 중압T형관
24: 소켓 25: 강재압력판
26: 고무링 27: 윤활재 주입구
30: 차단장치 31: 철브러쉬
32: 철판 33: 브러쉬 및 철판 용접판
34: 그리스 주입파이프 40: 추진관
41: 원압잭 42: 이토펌프
43: 변압기 44: 파워팩
45: 이렉터 46: 굴진기
50: 세그먼트

Claims (7)

  1. 굴진기(46)와; 상기 굴진기(46)의 후단에 다수개가 연결 설치되는 추진관(40)과, 상기 추진관(40)과 추진관(40)과의 사이에 설치되며, 일정한 길이와 원호를 갖는 원통형 강관으로 복합중압S형관(12)과 복합중압T형관(14)으로 구성되는 복합중압관(10)과 상기 복합중압관(10)의 후단에 고정 설치되는 원압잭(41)으로 구성됨을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복합중압S형관(12)은 추진관(40)과 접속되도록 앞부분이 소켓(14)으로 형성되고, 상기 소켓(14)의 상단에는 고무링(16)이 부착되며, 상기 소켓(14)의 좌우측에는 강재압력판(15)이 설치되며, 상기 강재압력판(15)의 상하단에는 내측에는 복합중압잭(11)이 설치되며, 상기 복합중압잭(11)의 상단에는 이물질의 유입을 차단하는 차단장치(30)가 부착됨을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 차단장치(30)는 여러개의 철브러쉬(31)를 겹쳐 놓은 상태로 외부의 지하수 유입 등에 대응하도록 철브러쉬(31) 위에 철판(32)으로 보강한 것으로, 일정부분이 열려 있어 지하수의 외부 유입시 철브러쉬(31)와 철판(32)이 세그먼트 방향 으로 벌어짐을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 철브러쉬(31)에는 그 내부에 고점도 그리스를 주입할 수 있도록 그리스 주입파이프(34)가 내장됨을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복합중압T형관(13)은 외관은 원형강관이며, 내부는 콘크리트로 충전된 원형구조체이며, 상기 복합중압T형관(13)의 내부 상단부에는 볼트박스(17)가 설치되며, 뒷부분에는 고무링(16)이 설치됨을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 굴착장치.
  6. 전면은 복합중압잭(11)과 차단장치(30)가 부착된 복합중압S형관(12)과, 볼트박스(17)가 내장된 복합중압T형관(13)을 연결하여 복합중압관(10)을 조립하는 단계(Ⅰ);
    상기 복합중압관(10)을 설치하기 위해, 굴진기(46)의 후단에 다수개의 추진관(40)을 연결하고, 상기 추진관(40)의 후단에 원압잭(41)을 설치하며, 상기 원압잭(41)을 수축 및 팽창시켜, 원압잭(41)의 스트로크만큼 추진관(40)을 추진시킨 후, 상기 추진관(40)과 추진관(40)과의 사이에 복합중압관(10)을 설치하는 단계 (Ⅱ);
    상기 복합중압S형관(12)에 설치된 복합중압잭(11)을 이용하여 복합중압잭(11)의 스트로크만큼 굴진기(46)를 전진시킨 후, 상기 복합중압잭(11)의 스트로크만큼 추진관(40)을 추진시킨 후, 기 설치된 복합중압관(10)과 복합중압관(10)과의 사이에 세그먼트(50)을 설치하고, 복합중압S형관(12)에 설치된 복합중압잭(11)을 반복하여 스트로크시켜 선두의 추진관(40)을 굴진시키는 단계(Ⅲ);
    상기 단계(Ⅲ) 후 최종에는 원압잭(41)의 스트로크를 전진시켜 마지막 복합중압관(10)을 압입하는 단계(Ⅳ)를 순차적으로 반복 시행하여 터널을 구축함을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 터널 굴착방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복합중압관(10)의 복합중압S형관(12)은 복합중압잭(11)에 의해 복합중압T형관(13)을 반력으로 굴진기(46)의 굴진방향으로 신장되면서 전진됨과 동시에 상기 복합중압T형관(13)의 외주면을 타고 슬라이딩되며 차단장치(30)의 끝부분은 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)가 위치된 부분에서 정지한 후, 이완된 복합중압잭(11)을 수축하며 생긴 공간에 세그먼트(50)를 복합중압T형관(13)의 볼트박스(17)와 연결 조립하며, 이후 조립된 세그먼트(50)를 반력으로 복합중압잭(11)을 신장시켜 두 번째 세그먼트(50)를 조립하되, 이때 상기 복합중압S형관(12)의 차단장치(30)는 이미 복합중압T형관(13)을 벗어난 상태인 첫 번째 세그먼트(50)에 위치하며, 상기의 반복된 공정으로 세그먼트(50)와 세그먼트(50)를 볼트로 조립하여 연결 함을 특징으로 하는 복합중압관을 이용한 세미쉴드 터널 굴착방법.
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