KR20140104808A - Apparatus for boring tunnel and thereof method - Google Patents

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KR20140104808A KR1020130018763A KR20130018763A KR20140104808A KR 20140104808 A KR20140104808 A KR 20140104808A KR 1020130018763 A KR1020130018763 A KR 1020130018763A KR 20130018763 A KR20130018763 A KR 20130018763A KR 20140104808 A KR20140104808 A KR 20140104808A
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Abstract

The present invention relates to a method for boring a tunnel and an apparatus using the method, in which a tunnel is bored as a tunnel boring machine (TBM) (10) is propelled by an external propelling jack (50) reliant on a reaction wall (40) giving bearing power by being compressed onto the inner side of a tunnel, and thus the external propelling jack (50) can be located forward as much as the distance between TBM (10) and the reaction wall (40). Accordingly, the boring distance [about 1.5 to 2.7 m per 1 STROKE of head (12) of TBM (10)] is farther than that in prior art document 1, thereby increasing the boring speed and reducing the construction period.

Description

터널 굴착 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR BORING TUNNEL AND THEREOF METHOD}[0001] APPARATUS FOR BORING TUNNEL AND THEREOF METHOD [0002]

본 발명은 터널 굴착 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴진 속도를 더 빠르게 할 수 있음과 동시에 공사기간의 단축을 기할 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavating apparatus and method, and more particularly, to a tunnel excavating apparatus and method which can speed up excavation and shorten a construction period.

일반적으로 터널 굴착은 도수로[농업용수의 취수(取水)시설에서 물을 끌어오기 위해 설치하는 수로]나 도로 또는 철로 등을 개설함에 있어서 각 구간의 땅속을 굴착하여 터널링을 하는 것을 말한다.
In general, tunnel excavation refers to tunneling by excavating the underground of each section when opening roads or railways, etc., which are installed to pull water from irrigation water intake facilities of agricultural water.

도 1은 종래의 제 1 기술에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 공정도이다.1 is a process diagram showing a tunnel excavation method according to a first conventional technique.

종래의 제 1 기술에 따른 터널 굴착 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축하고(S11), 후방벽에 추진잭(J)을 설치한 후 이 추진잭(J)의 전방으로 제1추진관(C1), 제2추진관(C2), …, 제N추진관(Cn)을 굴진 길이만큼 전체적으로 밀어내면서 굴진머신(G)으로 하여금 땅속을 굴진할 수 있도록 하는 방법(S12)이 동원되고 있다.1, the tunnel is preliminarily plowed to construct a tunnel (S11), a propulsion jack J is installed on the rear wall, and the propulsion jack J The first propelling pipe C1, the second propelling pipe C2, ... , A method S12 is used to push the N-th propelling tube Cn as far as the pumping length so that the piercing machine G can pierce the ground.

그런데, 종래의 제 1 기술에 따른 터널 굴착 방법은 굴진머신(G)이 제1추진관(C1) 내지 제N추진관(Cn) 전체를 통해 후방벽에 설치된 추진잭(J)의 추진력을 전달받아 굴진할 수 있도록 설계되어, 초기 땅속의 굴진은 무리가 없으나 굴진의 길이가 길면 길수록 추진잭(J)이 제1추진관(C1) 내지 제N추진관(Cn) 모두를 추진할 수 있어야만 하여 설비비용이 지나치게 많이 요구될 뿐만 아니라 충분한 길이의 굴진을 할 수 없는 한계를 안고 있다.
However, in the tunneling method according to the first conventional technique, the rotary machine G transmits the propulsion force of the propulsion jack J installed on the rear wall through the entire first to Nth propulsion pipes C1 to Cn The propulsion jack J must be able to propel both the first propulsion pipe C1 to the Nth propulsion pipe Cn as long as the length of the excavation is long, Not only the cost is too much, but also there is a limit that can not be made in sufficient length.

도 2는 종래의 제 2 기술에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 공정도이다.2 is a process diagram showing a tunnel excavation method according to a second conventional technique.

종래의 제 2 기술에 따른 터널 굴착 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축하고(S21), 후방벽에 제1세그먼트(S1)를 위치시킨 후 굴진 길이만큼 제2세그먼트(S2), 제3세그먼트(S3), …, 제N세그먼트(Sn)를 설치함과 동시에 TBM(T)으로 하여금 제1세그먼트(S1)에서부터 제N세그먼트(Sn)에 지지되면서 땅속을 굴진할 수 있도록 하는 방법(S22)이 동원되고 있다.As shown in FIG. 2, the tunnel excavation method according to the second conventional technique preliminarily excavates the ground to construct a tunnel as a preliminary step (S21), places the first segment S1 on the rear wall, 2 segments (S2), a third segment (S3), ... And a method S22 for enabling the TBM (T) to pivot the ground while the TBM (T) is supported by the first segment S1 to the Nth segment Sn.

그런데, 종래의 제 2 기술에 따른 터널 굴착 방법은 TBM(T)의 굴진시 후방벽에 제1세그먼트(S1)에서부터 제N세그먼트(Sn)까지 차례로 설치하면서 전진할 수 있도록 설계되어 굴진 길이만큼의 제N세그먼트(Sn)가 필요로 하여 설비비용의 과다와 더불어 굴진 속 역시 현저히 떨어지는 한계를 안고 있다.
However, the conventional tunnel excavation method according to the second technique is designed to be able to advance while sequentially installing the first segment S1 to the Nth segment Sn on the rear wall of the TBM (T) The Nth segment (Sn) is required, so that the cost of the equipment is excessively increased, and the speed of the engine is also significantly reduced.

선행기술문헌 1(10-2000-0042833; 3차원적 다단계 터널 굴착 방법 및 장치)Prior Art Document 1 (10-2000-0042833; Three-Dimensional Multistage Tunnel Excavation Method and Apparatus) 도 3a는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.FIG. 3A is a schematic view showing the overall configuration of a tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1. FIG. 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치는 도 3a에 도시된 바와 같이 전진 이동하면서 파일롯 터널(1)의 굴진 작업을 수행하는 TBM 본체(100), TBM 후속트레일러(101) 및 TBM 후속설비(102)로 이루어진다. 이때, 미 설명부호 400은 버럭이송장치이며, 도면 부호 500은 버럭이송수단이다.The TBM main body 100, the TBM follower trailer 101 and the TBM follow-up facility 102, which perform a pivoting operation of the pilot tunnel 1 while moving forward as shown in FIG. 3A, . At this time, the unexplained reference numeral 400 is a buck transfer device, and reference numeral 500 is a buck transfer device. 도 3b는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 헤드를 나타내는 정면도이고, 도 3c는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 외측 켈리를 나타내는 사용상태도이다.FIG. 3B is a front view showing a head of a tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1, and FIG. 3C is a use state diagram showing an outer side Kelly of the tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1. 선행기술문헌 1에 따른 TBM 본체(100)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 고속으로 회전하여 암석을 분쇄하기 위한 다수의 커터(112)와, 커터(112)에 의해 발생된 버럭(muck)을 후방으로 배출시키기 위한 다수의 버켓(bucket; 114)이 구비되어 헤드재킷(116)으로 둘러싸인 헤드(110)와, 헤드(110)의 후방에 장착되며 헤드(110)를 전진시키기 위한 유압실린더(122)와, 헤드(110)에 회전력을 제공하는 구동유닛(124)이 구비된 내측 켈리(inner kelly; 120)와, 내측 켈리(120)의 외주부에 장착되며 파일롯 터널(1)의 벽면을 향해 설치된 다수의 고정패드(132)와, 고정패드(132)를 파일롯 터널(1)의 방사방향으로 이동시키기 위한 다수의 패드 실린더(134)와, 파일롯 터널(1)의 굴진 작업시 헤드(110)를 지지하는 외측 켈리(outer kelly; 130)와, 헤드의 버켓(114)에 담겨진 버럭을 TBM 본체(100)에서 후속 트레일러(101) 후방측으로 반송하기 위한 벨트 컨베이어(141) 및 보조 컨베이어(142)를 구비한 구조로 이루어진다.The TBM main body 100 according to the prior art document 1 includes a plurality of cutters 112 for crushing rocks at a high speed as shown in Figs. 3A to 3C and a plurality of cutters 112 A head 110 mounted on the rear of the head 110 and provided with a bucket 114 for discharging the head 110 to the rear so as to be surrounded by the head jacket 116, An inner kelly 120 provided with a drive unit 124 for providing a rotational force to the head 110 and an inner kelly 120 mounted on the outer periphery of the inner kelly 120 and having a wall surface of the pilot tunnel 1 A plurality of pad cylinders 134 for moving the fixed pads 132 in the radial direction of the pilot tunnel 1 and a plurality of pad cylinders 134 for moving the fixed pads 132 in the radial direction of the pilot tunnel 1 during the pivoting operation of the pilot tunnel 1, The buckets 114 of the TBM main body 100 are supported by the outer kelly 130, Trailer (101) comprises a structure having a conveyor belt 141 and the secondary conveyor 142 for transport to the rear side. 도 3d는 도 3a의 A-A'선을 따라 나타낸 단면도이다.FIG. 3D is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 3A. TBM 후속 트레일러(101)의 플랫포옴 위치(103)에 장착된 점보드릴(200)은 도 3d에 도시된 바와 같이 발파공 및 락볼트공의 천공작업을 수행하는 드릴(210)과, 드릴(210)을 구동시키기 위한 드리프터(drifter; 220)와, 드리프터(220)를 길이방향으로 전후 이송시키기 위한 피드실린더(230)를 구비한다.The jumbo drill 200 mounted on the platform position 103 of the TBM follower trailer 101 includes a drill 210 for performing the drilling operation of the blasting hole and the rock bolt hole as shown in FIG. A drifter 220 for driving the drifter 220 and a feed cylinder 230 for feeding the drifter 220 longitudinally. 피드실린더(230)는 터널 굴착 단면의 원하는 천공길이 만큼 드릴의 이송길이를 제어하도록 외부 제어부의 제어신호에 의해 구동되도록 설계된다.The feed cylinder 230 is designed to be driven by a control signal of the external control unit to control the feed length of the drill by a desired drilling length of the tunnel drilling section. 그런데, 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치는 TBM 본체(100) 속에 구비된 패드 실린더(134)에 의해 파일롯 터널(1)에 압착되는 고정패드(132)에 지지되면서 헤드(110)가 굴진할 수 있도록 설계되어 도 3a에 도시된 바와 같이 헤드(110)의 굴진 간격이 헤드(110)와 고정패드(132) 사이의 근접한 거리[TBM 헤드의 1 STROKE 당 약 1.2m]만큼 제한되어 굴진 속도가 현저히 떨어지는 한계를 안고 있다.The tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1 is supported by the pad cylinder 132 provided in the TBM main body 100 while being supported by the fixed pad 132 pressed on the pilot tunnel 1, So that the pivoting distance of the head 110 is limited by the close distance between the head 110 and the fixed pad 132 (about 1.2 m per STROKE of the TBM head) as shown in FIG. 3A, It has a limit to fall significantly. 그리고, 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치는 TBM 본체(100)가 오픈되어 파일롯 터널(1)로부터 낙하되는 버럭이나 토사 등으로 인하여 장비에 손상이 가거나 작업자에게 위험을 줄 수 있는 문제점을 안고 있다.The tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1 has a problem that the TBM main body 100 is opened and the equipment is damaged due to burrs falling from the pilot tunnel 1, . 선행기술문헌 2(10-2010-0079441; 강화 플라스틱 세그먼트 라이닝 공법을 이용한 관로 및 콘크리트 구조물의 보수 보강 공법)Prior Art Document 2 (10-2010-0079441) Repair and Reinforcement Method of Pipeline and Concrete Structures Using Reinforced Plastic Segment Lining Method 도 4a는 선행기술문헌 2에 따라 보수 보강된 지하 관로를 개략적으로 보여주는 구조도이고, 도 4b는 선행기술문헌 2에 따라 제조된 호형 또는 비호형(준 구형) 강화 플라스틱 세그먼트를 나타내는 구조도이다.FIG. 4A is a schematic view showing an underground conduit that is repaired and reinforced according to the prior art document 2, and FIG. 4B is a structural view showing an arc-shaped or unsupported (semi-spherical) reinforced plastic segment manufactured according to the prior art document 2. 선행기술문헌 2는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상수관로, 하수관로, 수로, 가스관로, 통신관로, 전력관로 및 수직구 등의 터널과 같은 관로 구조물 및 지상 구조물을 시공할 때 사용되는 세그먼트(20)를 공지하고 있다.The prior art document 2 discloses a method for constructing a pipeline structure and a ground structure such as a tunnel for a water pipe, a sewage pipe, a waterway, a gas pipe, a communication pipe, a power pipe and a water pipe as shown in Figs. 4A and 4B, (20) are known.

본 발명의 목적은 지압벽에 의존되는 외부 추진잭에 의해 TBM이 추진되면서 굴진되도록 하여 굴진 속도를 훨씬 더 빠르게 할 수 있음과 동시에 공사기간의 단축을 기할 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a tunnel drilling apparatus and method which can speed up the excavation speed by allowing the TBM to be pushed by an external propulsion jack depending on the acupressure wall, have.

본 발명의 목적은 지압 스킨플레이트에 의해 서포터를 비롯한 지압잭이 내장될 수 있도록 지압벽을 완성하여 버럭이나 암석으로부터 철저하게 보호받을 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a tunnel excavating apparatus and a method thereof, which can secure an acupressure wall so that an acupressure jack including a supporter can be built up by an acupressure skin plate to be thoroughly protected from buckles and rocks.

본 발명의 목적은 지지체에 외부 추진잭이 조립되어 일측지압판 및 타측지압판이 확장될 경우 보다 강력한 지지력으로 외부 추진잭을 추진시킬 수 있도록 할 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a tunnel excavating apparatus and method in which an external propulsion jack is assembled to a support so as to propel an external propulsion jack with a stronger supporting force when one propeller plate and another propeller plate are expanded.

본 발명의 목적은 일측지압판 또는 타측지압판이 확장될 때 터널의 연약지반으로 인하여 지지력이 저하될 경우를 대비하여 그라우팅 홀을 통해 그라우팅재를 충진할 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a tunnel drilling apparatus and method which can fill a grouting material through a grouting hole in case the supporting force of the tunnel is lowered due to the soft ground of the tunnel when the one side or the other side pressure plate is expanded.

본 발명의 목적은 TBM, 외부 추진잭, 컨트롤박스 나아가 지압벽까지 각각의 TBM 스킨플레이트, 추진 스킨플레이트, 컨트롤 스킨플레이트 및 지압 스킨플레이트로 쉴드될 수 있도록 함으로써 더욱 안전하게 땅속을 굴착할 수 있는 터널 굴착 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
The object of the present invention is to provide a TBM, an external propulsion jack, a control box, and a TBM skin plate, a propulsion skin plate, a control skin plate and an acupressure skin plate, And a method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

땅속을 굴진하여 터널을 구축하면서 버럭을 퍼내는 TBM과, 상기 TBM의 굴진에 의해 얻어진 버럭을 후방으로 실어내는 컨베이어를 포함하는 터널 굴착 장치에 있어서,1. A tunnel excavating apparatus comprising a TBM that pierces a ground to plow a tunnel while building a tunnel, and a conveyor that conveys the buckle obtained by pivoting the TBM to the rear,

상기 TBM의 굴진으로 만들어진 터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽과,An oil pressure wall which is pressed on the inner surface of the tunnel made by the TBM,

상기 TBM 및 지압벽 사이에 위치되며 상기 지압벽에 지지되어 반발되면서 상기 TBM의 굴진방향으로 추진력을 주는 외부 추진잭과,An external propulsion jack positioned between the TBM and the pressure wall and supported by the acupressure wall to repel the TBM,

상기 지압벽의 후방에 위치되어 상기 TBM의 굴진 동작, 상기 외부 추진잭의 추진 동작 및 상기 지압벽의 지압 동작을 각각 제어하는 컨트롤박스를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
And a control box located behind the pressure wall for controlling a pivoting motion of the TBM, a pushing operation of the external pushing jack, and a pushing action of the pressurizing wall, respectively.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터널 굴착 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a tunnel excavation method,

땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축하는 스텝과,A step of preliminarily drilling the ground to construct a tunnel as a reserve,

상기 터널 속에 TBM, 컨베이어, 외부 추진잭, 지압벽, 컨트롤박스 및 화차를 세팅시키는 스텝과,A step of setting a TBM, a conveyor, an external propulsion jack, an acupressure wall, a control box and a freight car in the tunnel,

상기 터널의 내측면을 지압벽으로 압착시킨 상태에서 상기 외부 추진잭을 추진시켜 상기 컨트롤박스의 제어에 의해 상기 TBM으로 하여금 굴진되도록 하다가 상기 TBM의 굴진을 멈춘 후 상기 터널의 내측면으로부터 상기 지압벽의 압착을 해제한 상태에서 상기 외부 추진잭을 끌어당겨 상기 지압벽 및 컨트롤박스를 견인하는 동작을 반복하여 터널을 구축하는 스텝과,The TBM is pivoted by the control of the control box while pushing the external propulsion jack in a state in which the inner side surface of the tunnel is compressed by the pressure wall. After stopping pivoting of the TBM, Pulling up the external propulsion jack to pull the shi pressure wall and the control box in a state of releasing the compression of the external propulsion jack,

상기 터널의 구축으로 발생된 버럭을 상기 컨베이어를 통해 후방으로 실어 나르는 스텝과,A step of rearwardly carrying the buckle generated by the construction of the tunnel through the conveyor,

상기 컨베이어를 통해 후방으로 실어낸 버럭을 화차로 배출시키는 스텝을 포함하는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.
And a step of discharging the buckle loaded rearward through the conveyor by a car.

본 발명은 터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽에 의존되는 외부 추진잭에 의해 TBM이 추진되면서 굴진되도록 함으로써 TBM과 지압벽 사이의 거리만큼 외부 추진잭이 위치될 수 있게 되어 굴진 거리[TBM 헤드의 1 STROKE 당 약 1.5∼2.7m]를 더 멀리하여 굴진 속도를 훨씬 더 빠르게 할 수 있고, 이에 따라 공사기간의 단축을 기할 수 있는 효과가 있다.The present invention allows the external propulsion jack to be positioned as far as the distance between the TBM and the acupressure wall by causing the TBM to be pushed by the external propulsion jack, which is dependent on the pressure wall, TBM head of 1.5 ~ 2.7 m per STROKE] can be farther away and the pumping speed can be made much faster, thus reducing the construction period.

본 발명은 TBM의 굴진 도중 연약지반이 나타날 경우 일렉터를 통해 세그먼트를 가설토록 하여 보다 안전한 터널링 작업을 가능케 할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of enabling a safer tunneling work by placing a segment through a selector when a soft ground is present during a TBM pivot.

본 발명은 지압 스킨플레이트에 의해 서포터를 비롯한 지압잭이 내장될 수 있도록 지압벽을 완성하여 버럭이나 암석으로부터 철저하게 보호받을 수 있고, 지지체에 외부 추진잭이 조립되어 일측지압판 및 타측지압판이 확장될 경우 보다 강력한 지지력으로 외부 추진잭을 추진시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention, an acupressure wall such as a supporter can be built up by the acupressure skin plate, and the acupressure wall can be completed to be thoroughly protected from buckles or rocks. An external propulsion jack is assembled to the support body to expand the one side and the other side It is possible to propel the external propulsion jack with a strong supporting force.

본 발명은 일측지압판 또는 타측지압판이 확장될 때 터널의 연약지반으로 인하여 지지력이 저하될 경우를 대비하여 그라우팅 홀을 통해 그라우팅재를 충진할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of filling the grouting material through the grouting hole in case the supporting force is lowered due to the soft ground of the tunnel when the one side pressure plate or the other side pressure plate is expanded.

본 발명은 TBM, 외부 추진잭, 컨트롤박스 나아가 지압벽까지 각각의 TBM 스킨플레이트, 추진 스킨플레이트, 컨트롤 스킨플레이트 및 지압 스킨플레이트로 쉴드될 수 있도록 함으로써 더욱 안전하게 땅속을 굴착할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of excavating the soil more safely by allowing the TBM, the external propulsion jack, the control box, and the pressurized wall to be shielded with respective TBM skin plates, propulsion skin plates, control skin plates, and acupressure skin plates.

본 발명은 터널의 내측면을 지압벽으로 압착시킨 상태에서 외부 추진잭을 추진시켜 컨트롤박스의 제어에 의해 TBM으로 하여금 굴진되도록 하다가 TBM의 굴진을 멈춘 후 터널의 내측면으로부터 지압벽의 압착을 해제한 상태에서 외부 추진잭을 끌어당겨 지압벽 및 컨트롤박스를 견인하는 동작을 반복하여 터널을 구축토록 함으로써 굴진 속도를 상대적으로 더 빠르게 할 수 있고, 이에 따라 공사기간의 단축을 기할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the TBM is pushed to the outside by pushing the external propulsion jack under the control of the control box while the inner side of the tunnel is compressed by the pressure wall. Then, after the TBM stops pivoting, Pulling the external propulsion jack in a state where the propulsion wall and the control box are pulled up repeatedly to construct the tunnel, thereby making it possible to relatively speed up the pumping speed and thus to shorten the construction period .

본 발명은 TBM의 굴진에 의해 뚫려진 터널의 내측면에 숏크리트를 타설하여 연약지반의 강화를 도모토록 할 수 있고, 나아가 숏크리트 속에 락 볼트를 설치하여 더욱 강화된 터널을 보장토록 할 수 있는 효과가 있다.
The present invention can enhance the strength of the soft ground by placing the shotcrete on the inner side of the tunnel pierced by the tunneling of the TBM, and furthermore, it is possible to secure a strengthened tunnel by installing the rock bolt in the shotcrete have.

도 1은 종래의 제 1 기술에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 공정도.
도 2는 종래의 제 2 기술에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 공정도.
도 3a는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 전체 구성을 나타낸 개략도.
도 3b는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 헤드를 나타낸 정면도.
도 3c는 선행기술문헌 1에 따른 터널 굴착 장치의 외측 켈리를 나타낸 사용상태도.
도 3d는 도 1a의 A-A'선을 따라 나타낸 단면도.
도 4a는 선행기술문헌 2에 따라 보수 보강된 지하 관로를 개략적으로 보여주는 구조도.
도 4b는 선행기술문헌 2에 따라 제조된 호형 또는 비호형(준 구형) 강화 플라스틱 세그먼트를 나타내는 구조도.
도 5는 본 발명에 따른 터널 굴착 장치를 나타내는 전체 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 TBM의 헤드를 나타내는 정면도.
도 7a는 도 5의 A-A선 단면도.
도 7b는 도 5의 B-B선 단면도.
도 7c는 도 5의 C-C선 단면도.
도 7d는 도 5의 D-D선 단면도.
도 7e는 도 5의 E-E선 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 세그먼트를 설명하기 위하여 특허출원 제2010-0124356호를 인용 참조한 조립 상태도.
도 9는 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 지압벽을 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 흐름도.
도 11a는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축한 모습을 나타내는 구조도.
도 11b는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 TBM, 컨베이어, 외부 추진잭, 지압벽, 컨트롤박스, 일렉터 및 화차를 세팅시키는 모습을 나타내는 구조도.
도 11c는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속의 굴착모습을 나타내는 구조도.
도 11d는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속의 굴착 진행모습을 나타내는 구조도.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법을 설명하기 위하여 TBM, 외부 추진잭 및 지압벽의 동작을 개략적으로 나타내는 공정도.
도 13a는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법에 적용된 숏크리트 타설 모습을 나타내는 구조도.
도 13b는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법에 적용된 락 볼트 설치 모습을 나타내는 구조도.1 is a process diagram showing a tunnel excavation method according to a first conventional technique;
2 is a process diagram showing a tunnel excavation method according to a conventional second technique;
FIG. 3A is a schematic view showing the entire configuration of a tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1; FIG.
FIG. 3B is a front view showing the head of the tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1; FIG.
FIG. 3C is a view showing the outer side Kelly of the tunnel drilling apparatus according to the prior art document 1; FIG.
FIG. 3D is a sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 1A; FIG.
FIG. 4A is a schematic view showing a subway under repair reinforced according to the prior art document 2. FIG.
Fig. 4B is a structural view showing an arc-shaped or unsupported (semi-spherical) reinforced plastic segment manufactured according to the prior art document 2. Fig.
5 is a general view showing a tunnel drilling apparatus according to the present invention.
6 is a front view showing a head of a TBM applied to a tunnel drilling apparatus according to the present invention.
FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5; FIG.
FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5; FIG.
7C is a cross-sectional view taken along the line CC of Fig.
7D is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
FIG. 7E is a sectional view taken along line EE of FIG. 5; FIG.
FIG. 8 is an assembled state diagram of a tunnel excavating apparatus according to the present invention, which is referenced by reference to Patent Application No. 2010-0124356.
9 is a perspective view showing an acupressure wall applied to a tunnel excavating apparatus according to the present invention.
10 is a flow chart illustrating a tunnel excavation method according to the present invention.
11A is a structural view showing a tunnel preliminary construction of a tunnel excavation method according to the present invention, in which the ground is initially plowed.
11B is a structural view showing a TBM, a conveyor, an external propulsion jack, an acupressure wall, a control box, a reflector, and a wagon in the tunnel excavation method according to the present invention.
FIG. 11C is a structural view showing excavation of a ground in a tunnel excavation method according to the present invention; FIG.
FIG. 11D is a structural view showing a tunnel excavation method according to the present invention, in which excavation of the ground is proceeded. FIG.
12A to 12C are schematic views showing operations of a TBM, an external propulsion jack, and an acupressure wall to explain a tunnel excavation method according to the present invention.
FIG. 13A is a structural view illustrating a shotcrete installation method applied to a tunnel excavation method according to the present invention. FIG.
FIG. 13B is a structural view showing a rock bolt installation state applied to a tunnel excavation method according to the present invention; FIG.

본 발명에 따른 터널 굴착 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하며, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. I can understand it well.

도 5는 본 발명에 따른 터널 굴착 장치를 나타내는 전체 구성도이다.FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a tunnel drilling apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 터널 굴착 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 땅속을 굴진하여 터널을 구축하면서 버럭(muck)을 퍼내는 TBM(10)과, 이 TBM(10)의 굴진에 의해 얻어진 버럭을 후방으로 실어내는 컨베이어(30)를 기본적으로 포함한다.As shown in FIG. 5, the tunnel drilling apparatus according to the present invention includes a TBM 10 for pumping a ground and piercing a tunnel while constructing a tunnel, and a bucket obtained by pivoting the TBM 10 to the rear And a conveyor 30 for conveying the same.

도 6은 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 TBM(10)의 헤드(12)를 나타내는 정면도이다.6 is a front view showing the head 12 of the TBM 10 applied to the tunnel drilling apparatus according to the present invention.

TBM(10)은 Tunnel Boring Machine으로 도수로나 도로 또는 철로 등을 개설함에 있어서 각 구간의 땅속을 굴착하여 터널링하는 기기를 말하고, 이러한 TBM(10)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 내부 추진잭(15)의 추진력을 받아 롤러 커터(Roller Cutter; 13)나 바이트 커터(Bite Cutter; 14)를 회전시키면서 굴진할 수 있도록 설계되어 있다.The TBM 10 is a tunnel boring machine that excavates and tunnels the underground of each section when opening a waterway, a road or a railroad track. The TBM 10 is an internal propulsion unit, as shown in FIGS. 5 and 6, And is designed to be able to pivot while rotating a roller cutter 13 or a bite cutter 14 by receiving the driving force of the jack 15.

도 7a는 도 5의 A-A선 단면도로서 내부 추진잭(15) 및 TBM 스킨플레이트(11)를 보여주고 있고, 도 7b는 도 5의 B-B선 단면도로서 외부 추진잭(50) 및 추진 스킨플레이트(51)를 보여주고 있고, 도 7c는 도 5의 C-C선 단면도로서 외부 추진잭(50)과 지압벽(40)의 결합된 모습 그리고 서포터(43), 지압잭(44) 및 지압 스킨플레이트(41)를 더불어 보여주고 있고, 도 7d는 도 5의 D-D선 단면도로서 서포터(43)에 지지되는 지압잭(44)의 푸싱에 의해 일측통공(41a) 및 타측통공(41b)을 경유하여 일측지압판(45) 및 타측지압판(46)이 터널의 내측면을 향해 확장되는 모습을 보여주고 있고, 도 7e는 도 5의 E-E선 단면도로서 컨베이어(30) 및 화차(70)를 보여주고 있다.FIG. 7A is a sectional view taken along the line AA in FIG. 5, showing the inner propulsion jack 15 and the TBM skin plate 11, and FIG. 7B is a sectional view taken along the BB line in FIG. 5 and showing the outer propulsion jack 50 and the propulsion skin plate 51 5C is a cross-sectional view taken along the line CC of Fig. 5 and shows the combined appearance of the external propulsion jack 50 and the acupressure wall 40 and the combined appearance of the supporter 43, the acupressure jack 44 and the acupressure skin plate 41. Fig. And FIG. 7D is a sectional view taken along the line DD of FIG. 5, showing one side press plate 45 (see FIG. 5) via the one through hole 41a and the other through hole 41b by the pushing of the acupressure jack 44 supported by the supporter 43 And the other side pressure plate 46 are extended toward the inner side of the tunnel. FIG. 7E is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 5, showing the conveyor 30 and the wagon 70.

본 발명에 따른 터널 굴착 장치는 도 5 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 TBM(10)의 굴진으로 만들어진 터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽(40)과, TBM(10) 및 지압벽(40) 사이에 위치되며 지압벽(40)에 지지되어 반발되면서 TBM(10)의 굴진방향으로 추진력을 주는 외부 추진잭(50)과, 지압벽(40)의 후방에 위치되어 TBM(10)의 굴진 동작, 외부 추진잭(50)의 추진 동작 및 지압벽(40)의 지압 동작을 각각 제어하는 컨트롤박스(60)를 핵심 구성으로 포함한다.5 to 7E, the tunnel excavating apparatus according to the present invention includes an oil pressure wall 40 that is pressed against an inner surface of a tunnel formed by the bending of the TBM 10 and provides a supporting force, An external propulsion jack 50 positioned between the pressure chamber 40 and the pressure chamber 40 and exerting an urging force in the urging direction of the TBM 10 while being repulsively supported by the pressure wall 40; A pushing operation of the external propulsion jack 50, and a pushing operation of the acupressure wall 40, respectively.

터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽(40)에 의존되는 외부 추진잭(50)에 의해 TBM(10)이 추진되면서 굴진되도록 함으로써 TBM(10)과 지압벽(40) 사이의 거리만큼 외부 추진잭(50)이 위치될 수 있게 되어 선행기술문헌 1에 비해 굴진 거리[TBM(10) 헤드(12)의 1 STROKE 당 약 1.5∼2.7m]를 더 멀리하여 굴진 속도를 상대적으로 더 빠르게 할 수 있고, 이에 따라 공사기간의 단축을 기할 수 있게 된다.The TBM 10 is pushed while being pushed by the external propulsion jack 50 depending on the pressure applying wall 40 which is pressed on the inner surface of the tunnel and is supported by the distance between the TBM 10 and the acupressure wall 40 The external propulsion jack 50 can be positioned so that the excursion distance [TBM (10) about 1.5 to 2.7 m per STROKE of the head 12) is farther than in the prior art document 1, And the construction period can be shortened accordingly.

그리고, 본 발명에 따라 터널의 길이가 길어질수록 컨베이어(30)에 의해 이송된 버럭을 후방으로 배출시키는 화차(70)를 더 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, the wagon 70 may further include a wagon 70 for discharging the buckets conveyed by the conveyor 30 rearward as the length of the tunnel becomes longer.

도 8은 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 세그먼트(20)를 설명하기 위하여 특허출원 제2010-0124356호(프리스트레스 강선을 이용한 실드터널 세그먼트 구조 및 이를 이용한 실드터널 세그먼트 라이닝 체결시스템)를 인용 참조한 조립 상태도로서, 세그먼트(20)를 공지로 하고 있음과 동시에 이 세그먼트(20)를 설치하기 위한 일렉터(21)를 더불어 공지로 활용하고 있음을 알려주고 있다.FIG. 8 is a view for explaining a segment 20 applied to a tunnel drilling apparatus according to the present invention. In order to describe the segment 20, a patent application No. 2010-0124356 (a shield tunnel segment structure using a prestressed steel wire and a shield tunnel segment lining fastening system using the same) As a state diagram, it is indicated that the segment 20 is known and that a selector 21 for installing the segment 20 is also used as a known one.

본 발명에 따른 터널 굴착 장치는 컨트롤박스(60)의 후방에 조립되어 터널 속의 연약지반에 설치키 위한 도 8에 도시된 세그먼트(20)를 가설하는 일렉터(21)를 도 5와 같이 더 포함할 수 있다.The tunnel excavating apparatus according to the present invention further includes a reflector 21 mounted on the rear side of the control box 60 for installing the segment 20 shown in FIG. 8 for mounting on the soft ground in the tunnel as shown in FIG. 5 can do.

본 발명은 지압벽(40)에 지지되어 추진력을 주는 외부 추진잭(50)에 TBM(10)이 추진되면서 땅속을 신속하게 굴진하는 것을 핵심으로 하는데, 굴진 도중 연약지반이 나타날 경우 일렉터(21)를 통해 세그먼트(20)를 가설토록 하여 보다 안전한 터널링 작업을 가능케 하는 것이다.The present invention is characterized in that the TBM 10 is pushed to the external propulsion jack 50 supported by the acupressure wall 40 to provide propulsive force so that the ground is promptly pushed. When the soft ground is present during the excavation, So as to allow a more secure tunneling operation.

도 9는 본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 지압벽(40)을 나타내는 사시도이다.9 is a perspective view showing an acupressure wall 40 applied to a tunnel drilling apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 터널 굴착 장치에 적용된 지압벽(40)은 도 5, 도 7c, 도 7d 및 도 9에 도시된 바와 같이 일측통공(41a) 및 타측통공(41b)이 뚫려져 터널 속에 위치되는 지압 스킨플레이트(41)와, 외부 추진잭(50)에 지지력을 주도록 지압 스킨플레이트(41)의 전방에 조립된 지지체(42)와, 지압 스킨플레이트(41)의 내측 하부에 직립된 서포터(43)에 지지되며 컨트롤박스(60)의 제어에 의해 일측통공(41a) 및 타측통공(41b)을 경유하여 터널의 내측면을 향해 확장되거나 역으로 수축되는 일측지압판(45) 및 타측지압판(46)을 각각 밀어내거나 끌어당기는 지압잭(44)을 포함한다.The acupressure wall 40 applied to the tunnel excavating apparatus according to the present invention is constructed in such a manner that the one side through hole 41a and the other side through hole 41b are pierced and the acupressure wall 41a, A supporter 42 assembled in front of the acupressure skin plate 41 to give a supporting force to the outer propulsion jack 50 and a supporter 43 erected on the inner lower side of the acupressure skin plate 41. [ The one side support plate 45 and the other side support plate 46 which are supported by the control box 60 and expand or contract toward the inner side surface of the tunnel via the one through hole 41a and the other through hole 41b, And an acupressure jack 44 for pushing or pulling, respectively.

지압 스킨플레이트(41)에 의해 서포터(43)를 비롯한 지압잭(44)이 내장될 수 있도록 지압벽(40)을 완성하여 낙하되는 버럭이나 암석으로부터 철저하게 보호받을 수 있게 되고, 지지체(42)에 외부 추진잭(50)이 조립됨으로써 일측지압판(45) 및 타측지압판(46)이 확장될 경우 보다 강력한 지지력으로 외부 추진잭(50)을 추진시킬 수 있도록 할 수 있다.The acupressure wall 40 can be completed by the acupressure skin plate 41 so that the acupressure jack 44 including the supporter 43 can be embedded therein so that the acupressure wall 40 can be thoroughly protected from falling rocks and rocks, The external propulsion jack 50 can be propelled with stronger supporting force when the one side pressure plate 45 and the other side pressure plate 46 are expanded.

한편, 일측지압판(45) 또는 타측지압판(46)은 터널 속에 보강 그라우팅 주입을 위한 그라우팅 홀(47)을 포함할 수 있다.On the other hand, the one side pressure plate 45 or the other side pressure plate 46 may include a grouting hole 47 for reinforcement grouting injection in the tunnel.

일측지압판(45) 또는 타측지압판(46)이 확장될 때 터널의 연약지반으로 인하여 지지력이 저하될 경우를 대비하여 일측지압판(45) 또는 타측지압판(46)을 축소시킨 상태에서 그라우팅 홀(47)을 통해 그라우팅재를 충진할 수 있도록 하는 것이다.The grooved hole 47 is formed in a state in which the one side pressure plate 45 or the other side pressure plate 46 is contracted in case the supporting force is lowered due to the soft ground of the tunnel when the one side pressure plate 45 or the other side pressure plate 46 is expanded. So that the grouting material can be filled.

그라우팅(Grouting)은 균열이나 공동(空洞) 등의 틈새에 그라우트(주입액)를 주입하거나 충전(充塡)하는 일을 말한다. 즉, 토목공사에서 누수방지 공사나 토질안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈·공동 등에 충전재를 주입하는 일을 말하며, 또한 그때 주입하는 주입재도 그라우트 또는 그라우트재라고 한다. 이는 주입재를 중력이나 펌프를 이용해 충전하거나, 또는 건축물의 균열 부분의 보수, 기초부분의 지지력을 보강할 목적으로 실시한다. 그라우팅의 종류는 시공목적에 따라 지수 그라우팅, 지반개량 그라우팅, 충전 그라우팅, 보강 그라우팅 등이 있고, 주입장소에 따라 공동 그라우팅, 균열 그라우팅, 공극 그라우팅 등이 있다. 그라우트재의 종류는 시멘트계·철분질계·아스팔트계·약액(藥液) 그라우트(케미컬그라우트) 등으로 분류된다.Grouting refers to the injection or filling of grout (infusion liquid) into crevices such as cracks or cavities. In other words, it means injection of filler into cracks and cavities in the ground for the prevention of leakage work and soil stabilization in civil engineering works, and the injection material to be injected at that time is also referred to as grout or grout material. This is done to fill the filling material with gravity or pump, or to repair the crack part of the building and to reinforce the bearing capacity of the base part. Types of grouting include exponent grouting, ground improvement grouting, filling grouting, reinforcement grouting, etc., depending on the purpose of construction, and there are joint grouting, crack grouting and pore grouting depending on the injection site. Types of grout materials are classified into cement, iron, zircon, asphalt, chemical grout, and chemical grout.

한편, 본 발명에 따라 TBM(10)은 TBM 스킨플레이트(11), 외부 추진잭(50)은 추진 스킨플레이트(51), 컨트롤박스(60)는 컨트롤 스킨플레이트(61)에 의해 각각 쉴드(Shield)되도록 한다.In accordance with the present invention, the TBM 10 is connected to the TBM skin plate 11, the external propulsion jack 50 to the propulsion skin plate 51, and the control box 60 to the control skin plate 61 by a shield ).

TBM(10), 외부 추진잭(50), 컨트롤박스(60) 나아가 지압벽(40)까지 각각의 TBM 스킨플레이트(11), 추진 스킨플레이트(51), 컨트롤 스킨플레이트(61) 및 지압 스킨플레이트(41)로 쉴드될 수 있도록 함으로써 더욱 안전하게 땅속을 굴착할 수 있게 된다.The TBM skin plate 11, the propulsion skin plate 51, the control skin plate 61, and the acupressure skin plate 61, to the TBM 10, the external propulsion jack 50, the control box 60, It is possible to excavate the ground more safely.

도 10은 본 발명에 따른 터널 굴착 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 11a는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축한 모습을 나타내는 구조도이고, 도 11b는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 TBM(10), 컨베이어(30), 외부 추진잭(50), 지압벽(40), 컨트롤박스(60), 일렉터(21) 및 화차(70)를 세팅시키는 모습을 나타내는 구조도이고, 도 11c는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속의 굴착모습을 나타내는 구조도이며, 도 11d는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법 중 땅속의 굴착 진행모습을 나타내는 구조도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a tunnel excavation method according to the present invention. FIG. 11A is a structural view illustrating a tunnel excavation method according to the present invention, A construction diagram showing a state in which the TBM 10, the conveyor 30, the external propulsion jack 50, the acupressure wall 40, the control box 60, the selector 21 and the wagon 70 are set in the tunnel excavation method And FIG. 11C is a structural view showing excavation of the ground in the tunnel excavation method according to the present invention, and FIG. 11D is a structural diagram showing excavation progress of the ground in the tunnel excavation method according to the present invention.

본 발명에 따른 터널 굴착 방법은 도 10 내지 도 11d에 도시된 바와 같이 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축하고(S10), 터널 속에 TBM(10), 컨베이어(30), 외부 추진잭(50), 지압벽(40), 컨트롤박스(60) 및 화차(70)를 세팅시키고(S20), 터널의 내측면을 지압벽(40)으로 압착시킨 상태에서 외부 추진잭(50)을 추진시켜 컨트롤박스(60)의 제어에 의해 TBM(10)으로 하여금 굴진되도록 하다가 TBM(10)의 굴진을 멈춘 후 터널의 내측면으로부터 지압벽(40)의 압착을 해제한 상태에서 외부 추진잭(50)을 끌어당겨 지압벽(40) 및 컨트롤박스(60)를 견인하는 동작을 반복하여 터널을 구축하고(S30), 터널의 구축으로 발생된 버럭을 컨베이어(30)를 통해 후방으로 실어 나르고(S40), 컨베이어(30)를 통해 후방으로 실어낸 버럭을 화차(70)로 배출시키는 공정(S50)으로 이루어진다.10 to 11D, the TBM 10, the conveyor 30, the external propulsion jacks 50, and the tunnel 50 are installed in the tunnel by preliminarily drilling the ground to construct a tunnel as a preliminary step (S10) The control box 60 and the wagon 70 are set (S20), and the outer propelling jack 50 is propelled by pressing the inner surface of the tunnel to the pressure-receiving wall 40, The TBM 10 is caused to be pivoted by the control of the box 60 and then the TBM 10 stops pivoting and then the external propulsion jack 50 is rotated in the state in which the compression of the pressurization wall 40 is released from the inner side of the tunnel The tunnel is constructed by repeating the operation of pulling the shi pressure wall 40 and the control box 60 in step S30 and carrying the buck generated in the construction of the tunnel backward through the conveyor 30 in step S40, And a step S50 of discharging the buckle loaded rearward through the conveyor 30 to the wagon 70.

도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법을 설명하기 위하여 TBM(10), 외부 추진잭(50) 및 지압벽(40)의 동작을 개략적으로 나타내는 공정도이다.12A to 12C are process drawings schematically showing operations of the TBM 10, the external propulsion jack 50, and the acupressure wall 40 to explain the tunnel excavation method according to the present invention.

본 발명에 따라 도 11c 및 도 11d 그리고 도 12a 내지 도 12c에 도시된 바와 같이 터널의 내측면을 지압벽(40)으로 압착시킨 상태에서 외부 추진잭(50)을 추진시켜 컨트롤박스(60)의 제어에 의해 TBM(10)으로 하여금 굴진되도록 하다가 TBM(10)의 굴진을 멈춘 후 터널의 내측면으로부터 지압벽(40)의 압착을 해제한 상태에서 외부 추진잭(50)을 끌어당겨 지압벽(40) 및 컨트롤박스(60)를 견인하는 동작을 반복하여 터널을 구축토록 함으로써, 즉 터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽(40)에 의존되는 외부 추진잭(50)에 의해 TBM(10)이 추진되면서 굴진되도록 함으로써, TBM(10)과 지압벽(40) 사이의 거리만큼 외부 추진잭(50)이 위치될 수 있게 되어 선행기술문헌 1에 비해 굴진 거리[TBM(10) 헤드(12)의 1 STROKE 당 약 1.5∼2.7m]를 더 멀리하여 굴진 속도를 상대적으로 더 빠르게 할 수 있고, 이에 따라 공사기간의 단축을 기할 수 있게 된다.According to the present invention, as shown in FIGS. 11C, 11D, and 12A to 12C, the outer pushing jack 50 is pushed in the state in which the inner side surface of the tunnel is compressed by the pressuring wall 40, The TBM 10 is pivoted by the control so that the TBM 10 stops pivoting and then pulls the external propulsion jack 50 in the state of releasing the pressure on the pressure-tight wall 40 from the inner side of the tunnel, (TBM) by an external propulsion jack 50, which is dependent on the pressurization wall 40, which is pressed against the inner surface of the tunnel, The external propulsion jack 50 can be positioned by the distance between the TBM 10 and the shiitur wall 40 so that the excursion distance TBM 10 head 12) is about 1.5 ~ 2.7m per STROKE], so that the pumping speed is relatively faster And it can be, so that it is possible to talk to shorten the construction time.

이때, 상기 S20 스텝에서 터널 속의 연약지반에 설치키 위한 세그먼트(20)를 가설하는 일렉터(21)를 컨트롤박스(60) 후방에 조립할 수 있고, 바람직하게 상기 S30 스텝은 TBM(10)의 굴진 중 터널 속에 연약지반이 나타날 경우 일렉터(21)를 구동시켜 세그먼트(20)를 가설하는 스텝을 포함토록 할 수 있다. At this time, in step S20, a selector 21 for installing a segment 20 for installation on a soft ground in the tunnel can be assembled to the rear of the control box 60. Preferably, the step S30 is a step for assembling the TBM 10 And a step of driving the selector (21) to set the segment (20) when the soft ground appears in the middle tunnel.

본 발명에 따라 굴진 도중 연약지반이 나타날 경우 일렉터(21)를 통해 세그먼트(20)를 가설토록 하여 보다 안전한 터널링 작업을 가능케 하는 것이다.According to the present invention, when the soft ground is present during the excavation, the segment 20 is installed through the electret 21 to enable more secure tunneling work.

도 13a는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법에 적용된 숏크리트(80) 타설 모습을 나타내는 구조도이고, 도 13b는 본 발명에 따른 터널 굴착 방법에 적용된 락 볼트(90) 설치 모습을 나타내는 구조도이다.FIG. 13A is a structural view showing a shotcrete 80 installed in a tunnel excavation method according to the present invention, and FIG. 13B is a structural view showing a rock bolt 90 installed in a tunnel excavation method according to the present invention.

본 발명에 따라 상기 S30 스텝은 TBM(10)의 굴진에 의해 뚫려진 터널의 내측면에 숏크리트(80)를 타설하는 스텝을 포함하여 연약지반의 강화를 도모토록 할 수 있고, 나아가 상기 S30 스텝은 숏크리트(80) 속에 락 볼트(90)를 설치하여 더욱 강화된 터널을 완성토록 할 수 있음은 물론이다.
According to the present invention, the step S30 may include a step of placing the shotcrete 80 on the inner surface of the tunnel pierced by the TBM 10, thereby strengthening the soft ground. Further, in the step S30, It is needless to say that the rock bolt 90 is installed in the shotcrete 80 to complete the reinforced tunnel.

본 발명은 도수로, 도로 또는 철로 등을 개설함에 있어서 각 구간의 땅속을 굴착하여 터널링을 하는 토목공사 분야에 이용될 수 있다.
The present invention can be applied to the civil engineering field where tunneling is performed by excavating the underground of each section when opening the roadway, road or railway.

10 : TBM 11 : TBM 스킨플레이트
12 : 헤드 13 : 롤러 커터
14 : 바이트 커터 15 : 내부 추진잭
20 : 세그먼트 21 : 일렉터
30 : 컨베이어 40 : 지압벽
41 : 지압 스킨플레이트 41a : 일측통공
41b : 타측통공 42 : 지지체
43 : 서포터 44 : 지압잭
45 : 일측지압판 46 : 타측지압판
47 : 그라우팅 홀 50 : 외부 추진잭
51 : 추진 스킨플레이트 60 : 컨트롤박스
61 : 컨트롤 스킨플레이트 70 : 화차
80 : 숏크리트 90 : 락 볼트10: TBM 11: TBM skin plate
12: head 13: roller cutter
14: Byte cutter 15: Internal push jack
20: segment 21: reflector
30: conveyor 40: acupressure wall
41: acupressure skin plate 41a: one side opening
41b: the other through hole 42:
43: Supporter 44: Chiropractic Jack
45: one side pressure plate 46: the other side pressure plate
47: grouting hole 50: external propulsion jack
51: Propulsion skin plate 60: Control box
61: Control skin plate 70: Truck
80: shotcrete 90: rock bolt

Claims (11)

땅속을 굴진하여 터널을 구축하면서 버럭을 퍼내는 TBM(10)과, 상기 TBM(10)의 굴진에 의해 얻어진 버럭을 후방으로 실어내는 컨베이어(30)를 포함하는 터널 굴착 장치에 있어서,
상기 TBM(10)의 굴진으로 만들어진 터널의 내측면에 압착되면서 지지력을 주는 지압벽(40)과,
상기 TBM(10) 및 지압벽(40) 사이에 위치되며 상기 지압벽(40)에 지지되어 반발되면서 상기 TBM(10)의 굴진방향으로 추진력을 주는 외부 추진잭(50)과,
상기 지압벽(40)의 후방에 위치되어 상기 TBM(10)의 굴진 동작, 상기 외부 추진잭(50)의 추진 동작 및 상기 지압벽(40)의 지압 동작을 각각 제어하는 컨트롤박스(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.1. A tunnel excavating apparatus comprising a TBM (10) for plowing a ground and constructing a tunnel while buckling, and a conveyor (30) for conveying a buckle obtained by pivoting the TBM (10)
An oil pressure wall 40 which is pressed on the inner surface of the tunnel made by the bending of the TBM 10 and gives a supporting force,
An external propulsion jack 50 positioned between the TBM 10 and the acupressure wall 40 and supported by the acupressure wall 40 to repel the TBM 10 to urge the TBM 10 in the bending direction,
A control box 60 located behind the pressure wall 40 for controlling the pivotal movement of the TBM 10, the pushing operation of the external pushing jack 50, and the pressing action of the pressure wall 40 Wherein the tunnel excavator comprises: 제 1 항에 있어서,
상기 컨베이어(30)에 의해 이송된 버럭을 후방으로 배출시키는 화차(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.The method according to claim 1,
And a wagon (70) for discharging the buckets transferred by the conveyor (30) backward. 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤박스(60)의 후방에 조립되어 상기 터널 속의 연약지반에 설치키 위한 세그먼트(20)를 가설하는 일렉터(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.The method according to claim 1,
And a selector (21) assembled at the rear of the control box (60) to place a segment (20) for installation on a soft ground in the tunnel. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지압벽(40)은
일측통공(41a) 및 타측통공(41b)이 뚫려져 상기 터널 속에 위치되는 지압 스킨플레이트(41)와,
상기 외부 추진잭(50)에 지지력을 주도록 상기 지압 스킨플레이트(41)의 전방에 조립된 지지체(42)와,
상기 지압 스킨플레이트(41)의 내측 하부에 직립된 서포터(43)에 지지되며 상기 컨트롤박스(60)의 제어에 의해 상기 일측통공(41a) 및 타측통공(41b)을 경유하여 상기 터널의 내측면을 향해 확장되거나 역으로 수축되는 일측지압판(45) 및 타측지압판(46)을 각각 밀어내거나 끌어당기는 지압잭(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The acupressure wall (40)
An acupressure skin plate 41 located in the tunnel through which the one through hole 41a and the other through hole 41b are drilled,
A supporting body 42 assembled in front of the acupressure skin plate 41 to impart a supporting force to the external propulsion jack 50,
Is supported by a supporter (43) standing upright on the inner lower side of the acupressure skin plate (41) and under control of the control box (60), passes through the one through hole (41a) and the other through hole (41b) And an acupressure jack (44) for pushing or pulling the one side pressure plate (45) and the other side pressure plate (46) which are expanded or contracted toward the lower side. 제 4 항에 있어서,
상기 일측지압판(45) 또는 타측지압판(46)은 상기 터널 속에 보강 그라우팅 주입을 위한 그라우팅 홀(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the one side support plate (45) or the other side support plate (46) includes a grouting hole (47) for reinforcing grouting injection in the tunnel. 제 4 항에 있어서,
상기 TBM(10)은 TBM 스킨플레이트(11), 상기 외부 추진잭(50)은 추진 스킨플레이트(51), 상기 컨트롤박스(60)는 컨트롤 스킨플레이트(61)에 의해 각각 쉴드되는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 장치.5. The method of claim 4,
Characterized in that the TBM 10 is shielded by a TBM skin plate 11, the external propulsion jack 50 by a propulsion skin plate 51 and the control box 60 by a control skin plate 61, respectively Tunnel excavator. 땅속을 초기 굴진하여 터널을 예비로 구축하는 스텝(S10)과,
상기 터널 속에 TBM(10), 컨베이어(30), 외부 추진잭(50), 지압벽(40), 컨트롤박스(60) 및 화차(70)를 세팅시키는 스텝(S20)과,
상기 터널의 내측면을 지압벽(40)으로 압착시킨 상태에서 상기 외부 추진잭(50)을 추진시켜 상기 컨트롤박스(60)의 제어에 의해 상기 TBM(10)으로 하여금 굴진되도록 하다가 상기 TBM(10)의 굴진을 멈춘 후 상기 터널의 내측면으로부터 상기 지압벽(40)의 압착을 해제한 상태에서 상기 외부 추진잭(50)을 끌어당겨 상기 지압벽(40) 및 컨트롤박스(60)를 견인하는 동작을 반복하여 터널을 구축하는 스텝(S30)과,
상기 터널의 구축으로 발생된 버럭을 상기 컨베이어(30)를 통해 후방으로 실어 나르는 스텝(S40)과,
상기 컨베이어(30)를 통해 후방으로 실어낸 상기 버럭을 화차(70)로 배출시키는 스텝(S50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 방법.(S10) for preliminarily piercing the ground to construct a tunnel as a reserve,
A step S20 of setting the TBM 10, the conveyor 30, the external propulsion jack 50, the acupressure wall 40, the control box 60 and the wagon 70 in the tunnel,
The TBM 10 is pushed to the TBM 10 under the control of the control box 60 by pushing the external propulsion jack 50 while the inner side surface of the tunnel is compressed by the pressure- The external pushing jack 50 is pulled up to pull the shi pressure wall 40 and the control box 60 in a state of releasing the compression of the shi pressure wall 40 from the inner side of the tunnel A step (S30) of building a tunnel by repeating the operation,
A step (S40) of carrying the burr generated by the construction of the tunnel backward through the conveyor (30)
And a step (S50) of discharging the buckle loaded rearward through the conveyor (30) to the vaults (70). 제 7 항에 있어서,
상기 S20 스텝에서 상기 컨트롤박스(60) 후방에 조립되어 상기 터널 속의 연약지반에 설치키 위한 세그먼트(20)를 가설하는 일렉터(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 방법.8. The method of claim 7,
And a selector (21) assembled at the rear of the control box (60) in the step S20 to install a segment (20) for installation on a soft ground in the tunnel. 제 8 항에 있어서,
상기 S30 스텝은 상기 TBM(10)의 굴진 중 상기 터널 속에 연약지반이 나타날 경우 상기 일렉터(21)를 구동시켜 세그먼트(20)를 가설하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step (S30) includes the step of driving the selector (21) to block the segment (20) when soft ground is present in the tunnel during the pivoting of the TBM (10). 제 7 항에 있어서,
상기 S30 스텝은 상기 TBM(10)의 굴진에 의해 뚫려진 터널의 내측면에 숏크리트(80)를 타설하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step S30 includes a step of placing the shotcrete (80) on the inner side of the tunnel pierced by the punching of the TBM (10). 제 10 항에 있어서,
상기 S30 스텝은 상기 숏크리트(80) 속에 락 볼트(90)를 설치하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 굴착 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step S30 includes the step of installing a rock bolt (90) in the shotcrete (80).
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