KR20150104549A - 터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록과 암분을 터널 외부로 배출할 수 있는 확공기 및, 이를 이용한 확공 방법 - Google Patents

터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록과 암분을 터널 외부로 배출할 수 있는 확공기 및, 이를 이용한 확공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록과 암분이 확공기 후진시 확공기와 함께 회전되면서 터널 밖으로 배출될 수 있고, 이에 따라 재밍(jamming)이 방지될 수 있다.

Description

터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록과 암분을 터널 외부로 배출할 수 있는 확공기 및, 이를 이용한 확공 방법{Reamer capable of discharging rock and rock particle collapsed from tunnel roof and, reaming methods using the same}
본 발명은 확공기에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록과 암분이 확공기 후진시 확공기와 함께 회전되면서 터널 밖으로 배출될 수 있고, 이에 따라 재밍(jamming)이 방지될 수 있는 확공기에 대한 것이다. 아울러, 본 발명은 이러한 확공기를 이용한 확공 방법에 대한 것이기도 하다.
일반적으로, 확공기는 지반 또는 암반 속에 이미 형성되어 있는 굴착공을 넓히기 위해 사용된다.
도 1에 나타난 바와 같이, 확공기(1)는 몸체(2)와, 몸체(2)에 설치된 해머 비트(3)와, 몸체(2)에 연결된 구동 로드(5)를 구비한다.
몸체(2)는 구동 로드(5)로부터 전달된 회전력에 의해서 회전되고, 해머 비트(3)는 몸체(2)가 회전되고 있는 상태에서 전방(前方)의 지반(암반 등)을 타격한다. 해머 비트(3)의 타격은 몸체(2)의 회전과 협력하여 효율적인 굴착이 이루어질 수 있도록 한다.
확공기(1)의 굴착에 의해 생긴 미세한 암분은 벤토나이트 또는 압축공기를 이용하여 터널 밖으로 배출한다. 도 1은 구동로드(5)를 통해 공급된 벤토나이트에 의해 미세한 암분이 터널 밖으로 배출되는 것을 보여준다. 도 1에서 화살표는 벤토나이트의 이동 경로를 나타낸다.
그런데, 풍화암이나 연암 지대를 굴착하는 경우, 터널 상부에서 이완된 암석 블록(R)이 굴착 후 확공기(1)의 상부에 잔존하다가 확공기(1)가 지나간 후 서서히 확공기(1)의 후방에 낙하된다. 크기가 큰 암석블록(R)은 벤토나이트 또는 압축공기에 의해서 터널 밖으로 배출되지 않는다는 문제점이 있다.
이러한 암석 블록(R)은 확공기가 전진하는 동안에는 문제가 되지 않지만, 터널 굴착 후 확공기가 후진할 때 확공기(1)의 외주면과 터널 벽면 사이에 끼어 확공기(1)의 회전 및 후진을 방해함으로써 결과적으로 재밍(jamming)을 야기하게 된다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록(R)과 암분이 확공기 후진시 확공기와 함께 회전되면서 터널 밖으로 배출될 수 있고, 이에 따라 재밍(jamming)을 방지할 수 있는 확공기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이러한 확공기를 이용한 확공방법을 제공하는 것에 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 확공기는, 몸체(110)(510)와, 몸체(110)(510)의 앞면에 설치된 해머비트(3)와, 몸체(110)(510)의 측면에 연속적으로 또는 소정간격으로 형성된 돌출부(120)(220)(320)(420) 및, 몸체(110)에 연결되어 몸체(110)를 당기면서 회전시키는 구동로드(5);를 포함한다.
상기 몸체(110)는 선단에서부터 후단으로 갈수록 직경이 작아지는 원뿔대 형상 또는 직경이 동일한 원통형상을 갖는다.
돌출부(120)(220)(320)(420)는 전체적으로 나선 형상을 이룬다. 터널 상부에서 떨어진 암석 블록(R) 또는 암분은 상기 나선을 따라 몸체(110)(510)와 함께 회전되면서 확공기의 후진과 함께 터널 밖으로 배출될 수 있고, 이에 따라 재밍 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 제1, 5 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 스크류 형상을 갖는다. 상기 스크류형 돌출부(120)는 상기 나선을 이루며 연속적으로 연장되되, 원통형 몸체(110)의 경우에는 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 연속되도록 연장되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 연속되도록 연장된다.
본 발명의 제2, 6 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 톱니형상을 갖는다. 톱니형 돌출부(220)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선을 이룬다.
원통형 몸체(110)인 경우에는 톱니형 돌출부(220)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성된다.
확공기가 전진하는 동안 톱니형 돌출부(220)의 이격된 간격을 통해 암분이 후방으로 이동할 수 있고, 확공기가 후진하는 동안 톱니 끝단의 뾰족한 부분(222)이 암석 블록을 분쇄할 수 있다.
본 발명의 제3, 7 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 커터비트를 갖는다. 커터비트형 돌출부(320)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선 형상을 이룬다.
원통형 몸체(110)인 경우에는 커터비트형 돌출부(320)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성된다.
커터비트형 돌출부(320)의 앞,뒷면에는 블레이드 형상의 커터비트(322)(324)가 각각 형성된다. 확공기가 전진하는 동안 상기 이격된 간격을 통해 암분이 후방으로 이동할 수 있고 전방 커터비트(322)가 터널 공벽을 부드럽게 형성한다. 그리고, 확공기가 후진하는 동안 후방 커터비트(324)가 암석 잔분을 분쇄할 수 있다.
본 발명의 제4, 8 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 픽커터(424)(422)를 갖는다. 픽커터형 돌출부(420)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선 형상을 이룬다.
원통형 몸체(110)인 경우에는 픽커터형 돌출부(420)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성된다.
확공기가 전진하는 동안 전방을 향한 픽커터(424)는 터널 공벽을 부드럽게 하고, 확공기가 후진하는 동안 후방을 향한 픽커터(422)는 암석 잔분을 분쇄할 수 있다.
본 발명의 다른 측면인 확공방법은, (a) 상기 확공기를 전진시켜 굴착공을 확공하는 단계; 및, (b) 상기 (a) 단계 이후에 확공기를 후진시키는 단계;를 포함한다.
상기 (b) 단계에서, 터널 상부에서 떨어진 암석 블록(R) 또는 암분은 돌출부(120)(220)(320)(420)의 나선을 따라 몸체와 함께 회전되면서 확공기의 후진과 함께 터널 밖으로 배출된다. 확공기의 후진 방향과 암석 블록(R) 또는 암분의 이동 방향(배출 방향)이 동일하다.
본 발명에 따르면, 터널 상부에서 이완 또는 붕락된 암석 블록(R)과 암분이 확공기 후진시 확공기와 함께 회전되면서 터널 밖으로 배출될 수 있고, 이에 따라 재밍(jamming)을 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 확공기를 이용하여 암반을 굴착하는 것을 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 확공기를 보여주는 측면도.
도 4는 도 2의 확공기가 후진할 때, 암석 블록 등이 확공기와 함께 회전되면서 터널 입구쪽으로 이동하는 것을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 6은 도 5의 확공기를 보여주는 측면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 8은 도 7의 확공기를 보여주는 측면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 10은 도 9의 확공기를 보여주는 측면도.
도 11은 전방(前方)을 향한 픽커터형 돌출부를 갖는 확공기를 보여주는 측면도.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 13은 도 12의 확공기가 후진할 때, 암석 블록 등이 확공기와 함께 회전되면서 터널 입구쪽으로 이동하는 것을 보여주는 단면도.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
도 16은 본 발명의 제8 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제1 실시예
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이고, 도 3은 상기 확공기를 보여주는 측면도이다.
도면을 참조하면, 확공기(100)는 몸체(110)와, 몸체(110)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(110)의 측면에 형성된 돌출부(120)를 구비한다.
몸체(110)는 구동 로드(5)에 의해서 앞쪽으로 당겨지면서 소정의 회전속도(R.P.M.)로 회전된다.
몸체(110)는 원통 형상을 갖고, 이에 따라 그 선단에서 후단까지의 직경이 동일하다.
해머비트(3)는 외부로부터 공급된 압축공기에 의해 왕복이동하면서 전방(前方)의 지반(암반 등)을 타격한다. 즉, 몸체(110)가 구동 로드(5)에 의해 당겨지면서 회전되고 있는 상태에서 해머 비트(3)가 전방의 지반을 타격함으로써 굴착(확공)이 이루어진다. 다수 개의 해머비트(3)는, 효과적인 굴착을 위해서, 몸체(110)의 중심으로부터 서로 다른 반경을 갖도록 배치될 수 있다.
돌출부(120)는 몸체(110)의 측면에 나선 스크류 형상으로 돌출된 것으로서, 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 나선형으로 연속적으로 형성된다.
도 4에 나타난 바와 같이, 확공기(100)가 회전하면서 후진(도 4의 우측방향으로 이동)할 때, 터널 상부에서 붕락된 암석 블록(R)이나 암분은 상기 나선을 따라 확공기(100)와 함께 회전되면서 스크류형 돌출부(120)에 의해 터널 바깥쪽(터널 입구쪽, 즉, 도 4의 우측)으로 이동된다. 즉, 확공기(100) 후진시, 확공기(100)의 후진 방향과 암석 블록(R) 등의 이동 방향(배출 방향)이 동일하다. 도 4에서 점선 화살표는 암석 블록(R)이나 암분이 이동하는 경로를 나타낸다.
제2 실시예
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이고, 도 6은 상기 확공기를 보여주는 측면도이다. 도 5와 도 6의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 4의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
상기 확공기(200)는 몸체(110)와, 몸체(110)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(110)의 측면에 형성된 돌출부(220)를 구비한다. 상기 구성 중에서 몸체(110)와 해머 비트(3)는 제1 실시예의 몸체(110) 및 해머 비트(3)와 각각 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
돌출부(220)는 몸체(110)의 측면에 톱니형상으로 돌출되도록 형성된다. 상기 톱니형 돌출부(220)는 소정 간격으로 이격되도록 형성되고, 전체적으로는 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 나선 형상을 이룬다. 톱니형 돌출부(220)는 그 끝단(edge)에 뾰족한 부분(222)을 갖는다.
확공기(200)가 회전하면서 전진할 때는 상기 이격된 간격 사이로 미세한 암분이 후방으로 직선으로 이동하여 신속히 배출될 수 있다.
그리고, 확공기(200)가 회전하면서 후진할 때, 터널 상부에서 붕락된 암석 블록(R)이나 암분은 상기 나선을 따라 확공기(200)와 함께 회전되면서 톱니형 돌출부(220)에 의해 터널 바깥쪽(터널 입구쪽)으로 이동된다. 이 때, 톱니형 돌출부(220) 끝단(edge)의 뾰족한 부분(222)이 암석 블록(R)을 분쇄하는 역할을 한다. 따라서, 큰 암석블록(R)이라고 할지라도 확공기(200)와 함께 터널 입구쪽으로 원활히 배출될 수 있다.
제3 실시예
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이고, 도 8은 상기 확공기를 보여주는 측면도이다. 도 7과 도 8의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 6의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
상기 확공기(300)는 몸체(110)와, 몸체(110)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(110)의 측면에 형성된 돌출부(320)를 구비한다. 상기 구성 중에서 몸체(110)와 해머 비트(3)는 제1,2 실시예의 몸체(110) 및 해머 비트(3)와 각각 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
돌출부(320)는 몸체(110)의 측면에 돌출되도록 형성되는데, 전방(前方)을 향해 형성된 커터비트(322) 및, 후방(後方)을 향해 형성된 커터비트(324)를 구비한다.
상기 커터비트형 돌출부(320)는 소정 간격으로 이격되도록 형성되고, 전체적으로는 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 나선 형상을 이룬다.
확공기(300)가 회전하면서 전진할 때는 상기 이격된 간격 사이로 미세한 암분이 후방으로 직선으로 이동하여 신속히 배출될 수 있고, 전방(前方)을 향해 형성된 커터비트(322)가 터널 공벽을 부드럽게 형성한다.
그리고, 확공기(300)가 회전하면서 후진할 때, 터널 상부에서 붕락된 암석 블록(R)이나 암분은 상기 나선을 따라 확공기(300)와 함께 회전되면서 커터비트형 돌출부(320)에 의해 터널 바깥쪽(터널 입구쪽)으로 이동된다. 이 때, 후방을 향한 커터비트(324)는 암석 잔분을 분쇄하는 역할을 한다. 따라서, 큰 암석블록(R)이라고 할지라도 확공기(300)와 함께 터널 입구쪽으로 원활히 배출될 수 있다.
제4 실시예
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이고, 도 10은 상기 확공기를 보여주는 측면도이다. 도 9와 도 10의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 8의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
상기 확공기(400)는 몸체(110)와, 몸체(110)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(110)의 측면에 형성된 돌출부(420)를 구비한다. 상기 구성 중에서 몸체(110)와 해머 비트(3)는 제1~3 실시예의 몸체(110) 및 해머 비트(3)와 각각 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
돌출부(420)는 몸체(110)의 측면에 돌출되도록 형성된다. 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이 돌출부(420)는 후방(後方)을 향해 형성된 픽커터(422)로 이루어지거나(후방 픽커터형 돌출부), 도 11에 나타난 바와 같이 전방(前方)을 향해 형성된 픽커터(424)로 이루어질 수 있다(전방 픽커터형 돌출부). 아울러, 도면에 나타나지는 않았지만, 전방 픽커터형 돌출부(420)와 후방 픽커터형 돌출부(420)가 하나의 확공기에 모두 구비될 수도 있다.
상기 픽커터형 돌출부(420)는 소정 간격으로 이격되도록 형성되고, 전체적으로는 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 나선 형상을 이룬다.
확공기(400)가 회전하면서 전진할 때는 상기 이격된 간격 사이로 미세한 암분이 후방으로 직선으로 이동하여 신속히 배출될 수 있고, 전방(前方)을 향해 형성된 픽커터(420)가 터널 공벽을 부드럽게 형성한다.
그리고, 확공기(400)가 회전하면서 후진할 때, 터널 상부에서 붕락된 암석 블록(R)이나 암분은 상기 나선을 따라 확공기(400)와 함께 회전되면서 픽커터형 돌출부(420)에 의해 터널 바깥쪽(터널 입구쪽)으로 이동되고, 후방을 향한 픽커터(422)는 암석 잔분을 분쇄하는 역할을 한다. 따라서, 큰 암석블록(R)이라고 할지라도 확공기(400)와 함께 터널 입구쪽으로 원활히 배출될 수 있다.
제5 실시예
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이고, 도 13은 상기 확공기가 터널에서 후진하는 것을 보여주는 단면도이다. 도 12와 도 13의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 11의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도면을 참조하면, 확공기(500)는 원뿔대 형상의 몸체(510)와, 몸체(510)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(510)의 측면에 형성된 스크류형 돌출부(120)를 구비한다. 확공기(100)(200)(300)(400)와 비교하여, 확공기(500)는 원뿔대형 몸체(510)를 갖기 때문에 곡선 궤도로 굴착하기에 용이하고 후진시 암석 블록(R)이나 암분을 외부로 배출하기에 용이하다. 즉, 확공기(500)는 그 선단 보다 후단의 직경이 작기 때문에 곡선 궤도로 굴착 전진시(즉, 도 13의 좌측으로 이동시) 그 선단과 후단이 굴착공의 바깥쪽 벽면(W1)에 접촉하고 그 측면이 굴착공의 안쪽 벽면(W2)에 접하게 되고, 이에 따라 곡선 궤도를 굴착(확공)할 수 있다. 그리고, 원뿔대형 몸체(510) 구조는 확공기(500)가 후진하는 경우(즉, 도 13에서 우측으로 이동하는 경우), 터널 상부에 있던 암석 블록(R)이 돌출부(120)에 의해서 확공기(500) 후단쪽으로 이동한 후 확공기 후단 앞쪽으로 잘 이동(배출)될 수 있기 때문에 유리하다.
확공기(500)는, 확공기(100)와 비교하여, 몸체(510)의 형상이 상이하다는 점을 제외하면 동일하다. 따라서, 확공기(500)의 해머 비트(3)와 돌출부(120)는 확공기(100)의 해머 비트(3) 및 돌출부(120)와 각각 동일하다.
몸체(510)는 그 선단에서부터 소정 구간에 걸쳐 형성된 원통형 구간과, 원통형 구간의 후방에 형성된 경사구간을 포함한다. 그리고, 돌출부(120)는 상기 경사구간의 시작에서부터 끝까지 연속적으로 형성된다.
위와 같은 몸체(510)의 구성에 대한 대안으로서, 몸체는 그 선단에서부터 후단까지 점차로 직경이 작아지도록 경사지게 형성될 수도 있다(즉, 몸체는 원통형 구간 없이 경사 구간으로만 이루어질 수도 있다). 이 경우, 돌출부(120)(220)(320)(420)는 몸체의 선단에서부터 후단까지 연장된다. 한편, 본 명세서에서 '원뿔대 형상'이라 함은 이러한 두 가지 경우를 모두 포함하는 의미로 사용된다.
도 13에 나타난 바와 같이, 확공기(500)가 회전하면서 후진할 때, 터널 상부에서 붕락된 암석 블록(R)이나 암분은 돌출부(120)의 나선을 따라 확공기(500)와 함께 회전되면서 돌출부(120)에 의해 터널 바깥쪽(터널 입구쪽)으로 이동된다. 즉, 확공기(500) 후진시, 확공기(500)의 후진 방향(도면의 우측 방향)과 암석 블록(R) 등의 이동 방향(배출 방향)이 동일하다. 도 13에서 점선 화살표는 암석 블록(R)이나 암분이 이동하는 경로를 나타낸다.
제6 실시예
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이다. 도 14의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 13의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도면을 참조하면, 확공기(600)는 원뿔대 형상의 몸체(510)와, 몸체(510)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(510)의 측면에 형성된 톱니형 돌출부(220)를 구비한다.
확공기(600)는, 확공기(200)와 비교하여, 몸체(510)의 형상이 상이하다는 점을 제외하면 동일하다. 따라서, 확공기(600)의 해머 비트(3)와 돌출부(220)는 확공기(200)의 해머 비트(3) 및 돌출부(220)와 각각 동일하다.
톱니형 돌출부(220)는 몸체(510)의 경사구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되고 전체적으로는 나선 형상을 이룬다. 톱니형 돌출부(220)의 구성과 역할에 대해서는 상술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
제7 실시예
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이다. 도 15의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 14의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도면을 참조하면, 확공기(700)는 원뿔대 형상의 몸체(510)와, 몸체(510)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(510)의 측면에 형성된 커터비트형 돌출부(320)를 구비한다.
확공기(700)는, 확공기(300)와 비교하여, 몸체(510)의 형상이 상이하다는 점을 제외하면 동일하다. 따라서, 확공기(700)의 해머 비트(3)와 돌출부(320)는 확공기(300)의 해머 비트(3) 및 돌출부(320)와 각각 동일하다.
커터비트형 돌출부(320)는 몸체(510)의 경사구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되고 전체적으로는 나선 형상을 이룬다. 커터비트형 돌출부(320)의 역할에 대해서는 상술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
제8 실시예
도 16은 본 발명의 제8 실시예에 따른 확공기를 보여주는 사시도이다. 도 16의 도면 참조부호 중에서 도 1 내지 도 15의 도면 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도면을 참조하면, 확공기(800)는 원뿔대 형상의 몸체(510)와, 몸체(510)의 전면(前面)에 설치된 다수 개의 해머 비트(3)와, 몸체(510)의 측면에 형성된 픽커터형 돌출부(420)를 구비한다.
확공기(800)는, 확공기(400)와 비교하여, 몸체(510)의 형상이 상이하다는 점을 제외하면 동일하다. 따라서, 확공기(800)의 해머 비트(3)와 돌출부(420)는 확공기(400)의 해머 비트(3) 및 돌출부(420)와 각각 동일하다.
픽커터형 돌출부(420)는 몸체(510)의 경사구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되고 전체적으로는 나선 형상을 이룬다. 픽커터형 돌출부(420)는 전방을 향한 픽커터(424)와 후방을 향한 픽커터(422) 중 적어도 어느 하나를 구비하거나 상기 픽커터(424)(422)를 모두 구비할 수 있다. 픽커터형 돌출부(420)의 구성과 역할에 대해서는 상술한 바 있으므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
한편, 돌출부(120)(220)(320)(420)는 몸체(110)의 경사 구간에 형성되는데, 돌출부(120)(220)(320)(420)의 상단을 연결한 선은 상기 경사구간의 경사보다는 완만하지만 여전히 경사지도록 형성된다. 이러한 구조는 터널 상부에서 떨어진 암석 블록을, 재밍(jamming)을 방지하면서, 터널 바깥쪽으로 이동시키는 데에 유리하다.
1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 : 확공기
2, 110, 510 : 몸체
3 : 해머비트
5 ; 구동 로드
120, 220, 320, 420 : 돌출부
222 : 톱니형 돌출부(220) 끝단의 뾰족한 부분
322 : 전방(前方)을 향해 형성된 커터비트
324 : 후방(後方)을 향해 형성된 커터비트
422 : 후방(後方)을 향해 형성된 픽커터
424 : 전방(前方)을 향해 형성된 픽커터
R : 암석 블록

Claims (6)

  1. 원통 형상 또는 원뿔대 형상을 갖는 몸체(110)(510);
    몸체(110)(510)의 앞면에 왕복 이동 가능하도록 설치된 해머비트(3);
    몸체(110)(510)의 측면에 연속적으로 또는 소정간격으로 형성된 돌출부(120)(220)(320)(420); 및,
    몸체(110)(510)에 연결되어 몸체(110)(510)를 당기면서 회전시키는 구동로드(5);를 포함하고,
    돌출부(120)(220)(320)(420)는 나선을 이루며,
    구동로드(5)에 의해서 몸체(110)(510)가 회전되고 당겨지는 상태에서 해머비트(3)가 왕복이동하여 지반을 타격함으로써 확공 및 전진이 이루어지고, 상기 전진이 완료된 후 확공기가 후진할 때 터널 상부에서 떨어진 암석 블록(R) 또는 암분은 상기 나선을 따라 몸체(110)(510)와 함께 회전되면서 이동하여 확공기와 함께 터널 밖으로 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 확공기.
  2. 제1항에 있어서,
    돌출부는 스크류형 돌출부(120)이고,
    스크류형 돌출부(120)는 상기 나선을 이루며 연속적으로 연장되되, 원통형 몸체(110)의 경우에는 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 연속되도록 연장되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 연속되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 확공기.
  3. 제1항에 있어서,
    돌출부는 톱니형 돌출부(220)이고,
    톱니형 돌출부(220)는 톱니 끝단의 뾰족한 부분(222)을 가지며,
    톱니형 돌출부(220)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선을 이루도록 형성되며,
    원통형 몸체(110)인 경우에는 톱니형 돌출부(220)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되며,
    확공기가 전진하는 동안 상기 이격된 간격을 통해 암분이 후방으로 이동할 수 있고, 확공기가 후진하는 동안 톱니 끝단의 뾰족한 부분(222)이 암석 블록을 분쇄할 수 있는 것을 특징으로 하는 확공기.
  4. 제1항에 있어서,
    돌출부는 커터비트형 돌출부(320)이고,
    커터비트형 돌출부(320)의 앞,뒷면에는 블레이드 형상의 커터비트(322)(324)가 각각 형성되고,
    커터비트형 돌출부(320)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선을 이루도록 형성되며,
    원통형 몸체(110)인 경우에는 커터비트형 돌출부(320)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되며,
    확공기가 전진하는 동안 상기 이격된 간격을 통해 암분이 후방으로 이동할 수 있고 전방 커터비트(322)가 터널 공벽을 부드럽게 형성하며,
    확공기가 후진하는 동안 후방 커터비트(324)가 암석 잔분을 분쇄할 수 있는 것을 특징으로 하는 확공기.
  5. 제1항에 있어서,
    돌출부는 픽커터형 돌출부(420)이고,
    픽커터형 돌출부(420)는 서로 이격되도록 형성되되, 전체적으로는 상기 나선을 이루도록 형성되며,
    픽커터형 돌출부(420)에는 전방(前方)을 향한 픽커터(424)와 후방(後方)을 향한 픽커터(422) 중 적어도 어느 하나가 설치되고,
    원통형 몸체(110)인 경우에는 픽커터형 돌출부(420)가 몸체(110)의 선단에서부터 후단까지 소정 간격으로 형성되고 원뿔대형 몸체(510)인 경우에는 몸체(510)의 경사 구간의 시작에서부터 끝까지 소정 간격으로 형성되며,
    확공기가 전진하는 동안 전방 픽커터(424)는 터널 공벽을 부드럽게 하며,
    확공기가 후진하는 동안 후방 픽커터(422)는 암석 잔분을 분쇄할 수 있는 것을 특징으로 하는 확공기.
  6. (a) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 확공기를 전진시켜 굴착공을 확공하는 단계; 및,
    (b) 상기 (a) 단계 이후에 확공기를 후진시키는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서,
    구동로드(5)에 의해서 몸체(110)(510)가 회전되고 당겨지는 상태에서 해머비트(3)가 왕복이동하여 지반을 타격함으로써 확공 및 전진이 이루어지고,
    상기 (b) 단계에서,
    터널 상부에서 떨어진 암석 블록(R) 또는 암분은 돌출부(120)(220)(320)(420)의 나선을 따라 몸체(110)(510)와 함께 회전되면서 확공기의 후진과 함께 터널 밖으로 배출되고,
    확공기의 후진 방향과 암석 블록(R) 또는 암분의 이동 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 확공 방법.
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