KR20150123376A - 에스 씨 더블유 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드에 관한 것으로, 리더에 설치되는 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 설치되는 기어박스와, 상기 기어박스에 하향으로 다단 연결되는 복수의 연결로드를 구비하고 있는 지반굴착장치를 이용하여 지중연속벽을 시공하기 위하여 상기 복수의 연결로드 각각의 하단에 복수의 굴착로드를 하나씩 연결하여 굴착작동을 진행하고자 할 때 상기한 복수의 굴착로드들이 항시 일정간격을 유지하는 상태로 지반굴착작동이 진행될 수 있도록 상기한 복수의 굴착로드들이 각각 회전가능하도록 함과 동시에 일정간격을 유지할 수 있도록 붙잡아주는 굴착로드 연결밴드에 있어서,
상기 복수의 굴착로드 각각을 회전가능하게 감싸면서 붙잡아주는 복수의 원형부와 상기한 복수의 원형부 각각을 연결하는 하나 이상의 연결부를 포함하고 있으며, 상기 복수의 원형부 각각의 양측에서 전,후방을 향해 대칭상으로 돌출되어 있는 복수의 전,후방 돌출날개와, 상기 전,후방 돌출날개 각각의 끝단을 연결하도록 서로 평행하게 형성되는 전,후방 연결날개 및 상기 전,후방 연결날개 각각의 양단에서 연장되어 굴착로드를 감싸주는 형태로 형성되는 좌,우측 반원형날개로 형성되는 강제굴착날개를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

에스 씨 더블유 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드{Connected band of excavating rod of ground excavating device used in SCW method}

본 발명은 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 지중연속벽을 시공하기 위해 2축 이상의 다축 굴착로드를 연결하기 위한 연결밴드에 굴착로드로 굴착하지 못하는 부분을 강제로 긁으면서 헐어내는 방식으로 지반을 굴착하는 강제굴착날개를 돌출 형성하여 지하에 시공하고자 하는 지중연속벽의 양측 벽면을 수직단면으로 구축될 수 있도록 하는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드에 관한 것이다.

일반적으로 SCW 공법(Soil Cement Wall 工法)은 연약지반의 지하에 물이 흐르는 것을 차단하기 위한 지중연속벽 또는 지중차수벽을 구축하기 위한 공법이다.

상기한 SCW 공법에 사용되는 지반굴착장치의 굴착로드는 사용상태에 따라 2축 내지 5축의 굴착로드가 오거드라이브유닛(Auger Drive Unit)에 연결되어 회전하면서 지반을 굴착하도록 구성되어 있으며, 또한 상기 굴착로드는 지반을 굴착하면서 시멘트풀을 토사에 주입시키면서 굴착되는 토사에 시멘트풀을 혼합하여 지하에 단단한 벽면이 형성되도록 하는 방법으로 지하에 물흐름 차단용 지중연속벽을 구축하도록 구성되어 있다.

통상 지중연속벽을 구축하기 위한 SCW 공법에 사용되는 2축 내지 5축의 지반굴착로드는 연결밴드에 의해 일정간격으로 유지하도록 연결된 상태로 회전하면서 지반을 굴착하도록 구성되어 있다.

종래 기술에서 2축 내지 5축의 지반굴착로드들을 묶어주는 연결밴드는 복수의 지반굴착로드들이 일정한 간격을 유지하도록 하는 기능은 가지고 있지만 지반을 굴착하는 기능은 가지고 있지 않기 때문에 지반을 굴착할 때에는 2축 내지 5축으로 구성되는 지반굴착로드들 각각에 막대형 또는 나선형으로 형성되어 있는 복수의 굴착날개들의 회전작동으로 지반을 굴착 및 교반하면서 지중연속벽을 구축하고 있기 때문에 지하에 구축되는 지중연속벽은 도 12의 도시와 같이 땅콩모양의 단면이 연속적으로 연결되는 구조로 구축될 수밖에 없었다.

상기한 도 12의 도시와 같이 지하에 구축되는 지중연속벽(200)이 땅콩모양의 단면이 연속적으로 연결되는 구조로 구축될 경우에는 지하에서 발생되는 토압이나 수압이 땅콘모양의 단면을 갖는 지중연속벽(200) 전체에 균등하게 가해지지 않고 두꺼운 두께(T)로 구축된 부분에 비하여 얇은 두께(t)로 구축된 부분으로 토압이나 수압이 집중되는 현상이 나타나게 되므로, 이로 인해 땅콩모양의 단면으로 구축되는 지중연속벽(200)은 얇은 두께(t)로 형성된 부분이 쉽게 파괴되거나 균열이 발생하게 되어 붕괴될 수 있다는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 지중연속벽을 보다 튼튼하게 구축하기 위해서는 지반을 굴착하는 굴착로드 자체를 대구경 굴착용 굴착로드를 사용하여야 하기 때문에 지중연속벽을 시공하는데 소요되는 비용이 비싸지게 될 뿐 아니라 시공공기도 길어지는 등 많은 비용이 소요된다는 것이 단점으로 지적되고 있다.

따라서 본 발명의 출원인은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 특허 제10-1360027호의 선행특허를 제안한 바 있다.

상기한 선행특허는 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 3축의 굴착로드를 연결시키는 굴착로드 연결밴드(100)에서 굴착로드를 회전가능하게 붙잡아주는 복수의 연형부(110)들 사이사이에 형성되어 있는 복수의 연결부(120) 각각의 양측에 대칭상으로 돌출하는 복수의 돌출날개(130)들을 형성한 구조로서, 지중연속벽을 구축하기 위해 지반을 굴착하는 작업을 진행하게 되면 각 굴착로드에 형성되어 있는 복수의 굴착날개들이 지반을 굴착 및 교반하게 될 때 서로 이웃하는 양측 굴착로드 각각에 형성되어 있는 굴착날개들이 지반의 토사를 굴착 및 교반하는 회전반경을 벗어난 위치에 있는 미굴착영역에 있는 토사층을 상기한 복수의 돌출날개(130)들이 강제로 긁어주면서 굴착하는 작동으로 각 굴착로드의 굴착날개들이 굴착할 수 없는 미굴착영역에 있는 토사층을 굴착하도록 하여 지하에 구축하고자 하는 지중연속벽의 양측 벽면을 수직단면으로 구축할 수 있도록 구성되어 있다.

그런데, 상기한 선행특허는 지중연속벽을 시공하고자 하는 지층이 연약지반으로 이루어져 있고, 또한 지층이 크고 작은 돌멩이가 없을 경우에는 굴착로드 연결밴드의 연결부(120) 양측에 대칭상으로 돌출 형성된 복수의 돌출날개(130)들이 각 굴착로드에 형성된 굴착날개들의 회전반경을 벗어난 미굴착영역에 위치하는 토사층을 강제로 긁어내는 방법으로 굴착하는 굴착작동이 원만하게 이루어지게 되지만, 토사층이 진흙과 같은 차진 토질이거나 지하에 암석이나 크고 작은 돌멩이가 많이 분포되어 있을 경우에는 굴착로드 연결밴드(100)의 연결부(120)에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 복수의 돌출날개(130)가 각 굴착로드에 형성된 굴착날개들의 회전반경을 벗어난 미굴착영역에 위치하는 토사층을 강제로 굴착하는 굴착작동이 제대로 이루어지지 않게 되는 문제점이 나타날 수 있다는 것을 알게 되었다.

왜냐하면, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 굴착로드 연결밴드(100)의 원형부(110) 사이사이에 형성된 복수의 연결부(120)의 양측에 대칭으로 돌출 형성되어 있는 복수의 돌출날개(130)들은 복수의 원형부(110) 사이사이의 공간(S)을 축소시키게 될 뿐만 아니라 서로 이웃하는 돌출날개(130)들 사이의 간격(D)이 좁게 형성되어 있기 때문에 지반을 굴착할 때 굴착되는 토사 덩어리 또는 크고 작은 몰멩이가 서로 이웃하는 돌출날개(130)들 사이에 끼이게 되는 현상이 나타날 수 있으며, 이러한 현상으로 인해 굴착로드 연결밴드(100)의 하강작동이 제대로 이루어지지 않게 되어 지반굴착작동이 더디어지게 되는 문제점이 발생할 수 있게 되기 때문이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 감안하여 제안된 것으로, 지중연속벽을 시공하기 위한 SCW 공법에 사용되는 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드의 구조를 개선하여 2축 내지 5축의 굴착로드들 중 서로 이웃하는 양측 굴착로드 각각에 형성된 복수의 굴착날개들이 서로 교차하는 회전반경을 벗어난 부분에 위치하는 토사층을 강제로 긁어주는 굴착작동으로 굴착할 수 있도록 하였으며, 또한 진흙과 같이 단단하게 뭉쳐있는 토사층을 톱질하듯 잘라낼 수 있을 뿐 아니라 크고 작은 돌멩이는 옆으로 밀어내도록 하여 굴착로드 연결밴드의 하강작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 개선된 굴착로드 연결밴드를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

리더를 따라 상,하로 승강작동이 가능하게 설치되는 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 위치하여 오거드라이브유닛으로부터 전달받은 회전동력을 감속하는 감속기어장치가 장착되어 있는 기어박스와, 상기 기어박스에 하향으로 다단 연결되는 복수의 연결로드를 구비하고 있는 지반굴착장치를 이용하여 지중연속벽을 시공하기 위하여 상기 복수의 연결로드 각각의 하단에 복수의 굴착로드를 하나씩 연결하여 굴착작동을 진행하고자 할 때 상기한 복수의 굴착로드들이 항시 일정간격을 유지하는 상태로 지반굴착작동이 진행될 수 있도록 상기한 복수의 굴착로드들이 각각 회전가능하도록 함과 동시에 일정간격을 유지할 수 있도록 붙잡아주는 굴착로드 연결밴드에 있어서,

상기 굴착로드 연결밴드는,

상기 복수의 굴착로드 각각을 회전가능하게 감싸면서 붙잡아주는 복수의 원형부와 상기한 복수의 원형부 각각을 연결하는 하나 이상의 연결부를 포함하고 있으며,

상기 복수의 원형부 각각의 양측에서 전,후방을 향해 대칭상으로 돌출되어 있는 복수의 전,후방 돌출날개와, 상기 전,후방 돌출날개 각각의 끝단을 연결하도록 서로 평행하게 형성되는 전,후방 연결날개 및 상기 전,후방 연결날개 각각의 양단에서 연장되어 굴착로드를 감싸주는 형태로 형성되는 좌,우측 반원형날개로 형성되는 강제굴착날개를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강제굴착날개에는 전,후방 연결날개 각각의 외부를 감싸는 상태로 슬라이드 이동가능하게 형성되어 있으며, 하단에는 토사덩어리를 절단하거나 돌멩이를 좌,우 양측으로 밀어내는 역활을 하는 톱날(47a)(48a)이 형성되어 있는 전,후방 왕복작동날개를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전,후방 왕복작동날개는 강제굴착날개에 형성된 복수의 전,후방 돌출날개 각각의 상단에 고정되는 힌지핀에 회전가능하게 연결된 채 복수의 원형부 각각에 회전가능하게 설치되는 굴착로드 각각의 외주에 대칭상으로 돌출된 양측 캠돌기에 의하여 상기 힌지핀을 축으로 하여 일정각도범위 내에서 회전작동을 반복하는 복수의 왕복회전레바에 의하여 좌,우 방향을 향해 일정간격 왕복운동을 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 왕복회전레바는 좌측 왕복회전레바와 우측 왕복회전레반 및 상기한 좌,우측 왕복회전레바 사이에 형성되는 중간 왕복회전레바로 구성되어 있으며, 상기 좌측 왕복회전레바는 굴착로드 연결밴드의 좌측에 형성된 후방 돌출날개의 상단에 고정된 힌지핀에 의해 회전가능하게 연결되어 후방 왕복작동날개를 우측방향으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하며, 상기 우측 왕복회전레바는 굴착로드 연결밴드의 우측에 형성된 후방 돌출날개의 상단에 고정된 힌지핀에 의해 회전가능하게 연결되어 전방 왕복작동날개를 좌측방향으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하며, 상기 중간 왕복회전레바는 전,후방 돌출날개 각각의 상단에 고정된 양측 회전핀에 의해 대칭을 이루도록 한 쌍으로 형성되어 전,후방 왕복작동날개 각각을 좌,우측 방향을 향해 교대적으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 굴착로드 연결밴드에 설치되는 3축의 굴착로드 각각에 굴착비트가 하나씩 연결 조립되어 있으며, 상기 3축의 굴착로드들 중 좌,우측에 설치되는 2축의 굴착로드 각각의 하단에 장착되는 굴착비트보다 가운데 설치되는 1축의 굴착로드의 하단에 장착되는 굴착비트가 굴착로드 연결밴드에서 더 멀리 떨어진 위치에 연결 조립되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 SCW 공법으로 지반을 굴착하면서 지하에 물막이용 지중연속벽을 구축하고자 할 때 굴착로드 연결밴드의 양측으로 돌출 형성되어 있는 강제굴착날개가 지반굴착장치에 장착되어 있는 복수의 굴착로드 각각에 형성되어 지반을 굴착 및 교반하는 복수의 굴착날개들이 서로 이웃하는 것끼리 중복 교차하는 중복회전영역을 벗어난 부위에 위치하는 미굴착영역의 토사층을 긁어주는 상태로 강제로 굴착하여 시공하고자 하는 지중연속벽의 양측 벽면이 수직단면을 구축되게 하는 효과가 있으며, 또한 상기 강제굴착날개는 지반이 진흙과 같이 응집력이 우수한 토질일 경우에는 굴착시 덩어리상태로 굴착되는 토사덩어리를 톱질하듯 절단할 수 있을 뿐 아니라 크고 작은 돌멩이가 많이 분포된 지반을 굴착할 때에는 돌멩이를 강제굴착날개의 좌,우측 방향으로 밀어내면서 지반을 굴착할 수 있으므로 지반굴착작동이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있으므로, 본 발명은 지중연속벽의 시공공기를 단축시킬 수 있을 뿐 아니라 제방이나 댐 등이 건설되는 연약지반의 지하에 물흐름을 차단하는 지중연속벽을 균일한 강도를 갖도록 시공할 수 있게 하는 장점이 있는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 지반굴착장치의 설치상태도
도 2는 본 발명의 지반굴착장치의 설치상태를 나타낸 굴착로드 연결밴드 사시도
도 3 및 도 4는 본 발명의 굴착로드 연결밴드의 작동상태를 나타낸 정면도
도 5 및 도 6은 도 3의 A-A선 단면도 및 도 4의 B-B선 단면도
도 7은 도 5의 C-C선 단면도
도 8은 본 발명의 굴착로드 연결밴드로 지반을 굴착하는 작동상태 평면도
도 9는 본 발명의 굴착로드 연결밴드를 사용하여 지중연속벽을 시공하였을 때의 지중연속벽 구축상태 단면도
도 10은 종래 기술의 굴착로드 연결밴드 사시도
도 11은 종래 기술의 굴착로드 연결밴드로 지반을 굴착하는 상태를 보여주는 평면도
도 12는 종래 기술을 설명하기 위한 지중연속벽의 구축상태 단면도

본 발명에 의한 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1은 지반굴착장치를 나타내는 것이다.

상기 지반굴착장치(1)는 크롤로 크레인(11)의 선단에 연결되어 하단이 지상에 고정 지지된 채 상향을 향해 수직상으로 고정 설치되는 리더(12)와, 상기 리더(12)를 따라 상,하로 이동가능하게 설치되는 오거드라이버유닛(13)과, 상기 오거드라이브유닛(13)의 하측에 위치하도록 설치되어 오거드라이브유닛(13)으로부터 감속되어 전달되는 회전동력에 의하여 회전하도록 맞물린 상태로 설치되는 복수의 회전기어가 장착되어 있는 기어박스(14)와, 상기 기어박스(14)로부터 감속된 회전동력을 전달받을 수 있도록 상단이 연결된 채 하향을 향해 다단상으로 연결 조립되는 2축 내지 5축으로 구성되는 복수의 연결로드(15)와, 상기 복수의 연결로드(15) 각각의 하단에 연결 조립되는 복수의 굴착로드(2) 및 상기 복수의 굴착로드(2)들이 일정한 간격을 유지하도록 함과 동시에 회전가능하게 연결하는 굴착로드 연결밴드(3) 등을 구비하는 구조로 구성된다.

본 발명에서는 상기 지반굴착장치(1)에 다단상으로 연결 설치되는 복수의 연결로드(15) 및 복수의 연결로드 각각의 하단에 연결 설치되는 복수의 굴착로드(2) 각각을 3축으로 연결 설치한 구성을 실시예로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 특징은, 상기 지반굴착장치(1)에 3축으로 연결 설치되는 굴착로드(2)들을 회전이 가능한 상태에서 일정간격을 유지할 수 있도록 붙잡아주는 굴착로드 연결밴드(3)에 상기한 복수의 굴착로드(2)들이 굴착하지 못하는 미굴착영역(6b) 위치에 있는 토사층을 긁어주는 방법으로 강제 굴착하는 강제굴착날개(4)를 형성하여 지하에 시공하고자 하는 지중연속벽(6)의 양측 벽면이 수직단면을 갖는 -자형 단면을 갖도록 구축할 수 있도록 구성한 것에 있다.

이를 위해, 상기 굴착로드 연결밴드(3)는 도 2의 도시와 같이 복수의 굴착로드(2) 각각의 외부를 회전가능하게 감싸주는 복수의 원형부(31)와, 상기 복수의 원형부(31)를 연결하는 복수의 연결부(32)가 형성되어 있으며, 상기와 같이 구성된 굴착로드 연결밴드(3)에는 복수의 굴착로드(2) 각각의 하단에 형성되어 지반을 굴착하는 복수의 굴착비트(21) 및 상기 굴착비트(21)에 의해 굴착된 토사를 교반시키기 위해 막대형 및 나선형으로 형성된 복수의 교반날개(22)(23)들의 회전영역을 벗어난 위치의 미굴착영역(6b)의 토사층을 강제로 긁어주는 방법으로 굴착하는 강제굴착날개(4)를 구비하고 있다.

상기 강제굴착날개(4)는 복수의 원형부(31) 각각에서 전,후 방향을 향해 대칭상으로 돌출하는 전,후방 돌출날개(41)(42)와, 상기 전,후방 돌출날개(41)(42) 각각의 끝단을 연결하도록 평행하게 형성되는 전,후방 연결날개(43)(44)와, 상기 전,후방 연결날개(43)(44) 각각의 양단을 연결하면서 굴착로드(2)를 감싸도록 반원형 형태로 형성되는 좌,우측 반원형날개(45)(46)와, 상기 전,후방 연결날개(43)(44)를 감싸는 상태로 설치된 채 좌,우측 방향을 향해 상호 교대적으로 왕복운동을 하도록 형성되는 전,후방 왕복작동날개(47)(48) 및 상기 전,후방 왕복작동날개(47)(48)을 좌,우측 방향으로 교대적으로 이동시켜주기 위한 전,후방 왕복회전레바(49a)(49b) 및 대칭상으로 형성된 한 쌍의 중간 왕복회전레바(49c)(49d)를 포함하는 구성으로 형성되어 있다.

또한 상기 전,후방 왕복회전레바(49a)(49b) 및 한 쌍의 중간 왕복회전레바(49c)(49d) 각각은 복수의 굴착로드(2) 각각의 외주에 대칭상으로 돌출 형성되어 있는 양측 캠돌기(71a)(71b),(72a)(72b),(73a)(73b)에 의하여 왕복 회전하면서 상기 전,후방 왕복작동날개(47)(48)를 좌,우 방향으로 왕복작동시키도록 구성되어 있는바, 이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 좌측 왕복회전레바(49a)는 도면상 3축의 굴착로드(2)들 중 좌측에 위치한 굴착로드(2)를 붙잡아주는 원형부(32)에서 후방측으로 돌출하는 후방 돌출날개(42)의 상단에 고정된 힌지핀(50a)에 회전가능하게 설치된 채 상기 후방 왕복작동날개(48)의 상단에 형성된 고정핀(51a)을 도면상 좌측 방향으로 밀어주는 작동으로 상기 후방 왕복작동날개(48)를 도면상 우측 방향으로 슬라이드 이동시키도록 구성되어 있으며(도 2, 도 5∼6 참조),

상기 우측 왕복회전레바(49b)는 도면상 3축의 굴착로드(2)들 중 우측에 위치한 굴착로드(2)를 붙잡아주는 원형부(32)에서 전방측으로 돌출하는 전방 돌출날개(41)의 상단에 고정된 힌지핀(50b)에 회전가능하게 설치된 채 상기 전방 왕복작동날개(47)의 상단에 형성된 고정핀(51b)을 도면상 우측 방향으로 밀어주는 작동으로 상기 전방 왕복작동날개(47)를 도면상 좌측 방향으로 슬라이드 이동시키도록 구성되어 있다.(도 2, 도 5∼6 참조)

그리고, 상기 한 쌍의 중간 왕복회전레바(49c)(49d) 중 전방에 위치하는 하나의 중간 왕복회전날개(49c)의 경우는 3축의 굴착로드(2)들 중 가운데에 위치한 굴착로드(2)를 붙잡아주는 원형부(32)에서 전방측으로 돌출하는 전방 돌출날개(41)의 상단에 고정된 힌지핀(50c)에 회전가능하게 설치된 채 상기 전방 왕복작동날개(47)의 상단에 형성된 고정핀(51c)을 도면상 좌측 방향으로 밀어주는 작동으로 상기 전방 왕복작동날개(47)를 좌측 방향으로 슬라이드 이동시키도록 구성되어 있으며, 후방에 위치하는 다른 하나의 중간 왕복회전날개(49d)의 경우는 후방측으로 돌출하는 후방 돌출날개(42)의 상단에 고정된 힌지핀(50d)에 회전가능하게 설치된 채 상기 후방 왕복작동날개(48)의 상단에 형성된 고정핀(50d)를 도면상 좌측으로 밀어주는 작동으로 상기 후방 왕복작동날개(48)를 좌측 방향으로 슬라이드 이동시키도록 구성되어 있다.

또한 상기 강제굴착날개(4)에 형성된 복수의 전,후방 돌출날개(41)(42)와 전,후방 연결날개(43)(44) 및 좌,우측 반원형날개(45)(46)들은 지반 굴착시 하강하는 복수의 굴착로드(2)와 같이 하강하면서 강제로 토사층을 긁어주는 작동으로 굴착하는 것이며, 전,후방 왕복작동날개(47)(48) 각각은 좌,우 방향을 향해 일정간격으로 왕복이동하면서 토사층을 톱질하듯 긁어주면서 굴착작동을 하는 것이다.

상기 전,후방 왕복작동날개(47)(48) 각각의 하단에는 토사덩어리를 톱질하듯 절단하거나 또는 크고 작은 돌멩이들을 좌,우측 방향으로 밀어낼 수 있도록 톱날(47a)(48a)이 각각 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 굴착로드 연결밴드(3)를 장착한 지반굴착장치(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 지반굴착장치(1)는 종래 기술과 마찬가지로 크롤러 크레인(11)의 선단에 연결되어 지상에 수직상으로 고정 설치되는 리더(12)에 설치되어 있는 오거드라이브유닛(13)으로부터 전달되는 감속된 회전동력으로 기어박스(14)에 일정간격을 유지하도록 수직설치된 복수의 연결로드(15)를 회전시키게 되는데, 이때 도면에 도시되어 있는 바와 같이 복수의 연결로드(15)가 3축으로 구성되어 있을 경우에는 도면상 좌,우측에 위치한 2축의 연결로드(15)는 도면상 시계방향으로 회전하도록 구성되어 있는 한편, 가운데 위치하는 1축의 연결로드(15)는 도면상 반시계방향으로 회전하도록 구성되는 것이다.

따라서 상기한 3축의 연결로드(15)의 하단측에 연결 조립되는 3축의 굴착로드(2)들 중 좌,우측에 위치하는 2축의 굴착로드(2)는 도면상 시계방향으로 회전하게 되며, 가운데에 위치한 1축의 굴착로드(2)는 반시계방향으로 회전하게 되는 것이다.(도 3, 4 참조)

그리고 상기 3축의 굴착로드(2) 각각의 하단에는 지반을 굴착하는 굴착비트(21)가 하나씩 연결 조립되어 있다.

본 발명에서는 지반굴착장치(1)를 구성함에 있어 도면에 도시되어 있는 바와 같이 3축의 굴착로드(2)를 사용하여 지중연속벽(6)을 구축하고자 할 경우에는 굴착로드 연결밴드(3)의 상단에서부터 상기 좌,우측에 설치되는 2축의 굴착로드(2) 각각의 하단에 하나씩 설치되는 굴착비트(21)의 하단까지의 거리(L₁)에 비하여 가운데 설치되는 1축의 굴착로드(2) 하단에 설치되는 굴착비트(21)의 하단까지의 거리(L₂)가 더 길도록 구성한다. 예를 들어, 좌,우측 굴착로드(2)의 하단에 설치되는 굴착비트(21)의 거리(L₁)가 50cm라고 가정한다면, 가운데 설치된 굴착로드(2)의 하단에 설치되는 굴착비트(21)의 거리(L₂)는 100cm가 되도록 설치되는 것이다.

따라서 가운데 굴착로드(2)의 하단에 설치되는 굴착비트(21)는 좌,우측 굴착로드(2) 각각의 하단에 설치되는 굴착비트(21)보다 배(倍) 정도 굴착로드 연결밴드(3)에서 멀리 떨어진 위치에 설치되는 것인데, 이는 굴착로드 연결밴드(3)에 설치되어 있는 강제굴착날개(4)가 지하에 시공되는 지중연속벽(6)의 하단에 가장 가까운 위치까지 양측 벽면을 수직단면으로 형성되도록 하기 위함이다.

상기 지반굴착장치(1)로 지하에 지중연속벽(6)을 시공하기 위하여 지반을 굴착할 때에는 복수의 굴착로드(2) 각각의 하단에 설치된 각 굴착비트(21)가 회전하면서 지반을 굴착하게 되며, 굴착된 토사는 각 굴착로드(2)에 일정간격으로 형성되어 있는 막대형의 교반날개(22)와 나선형의 교반발개(23)의 회전작동에 의해 교반되는 것인데, 이때 복수의 굴착로드(2) 각각에 일정간격으로 형성된 교반날개(22)(23)들은 굴착된 토사를 교반하는 작동과 함께 각 교반날개(22)(23)의 회전반경 범위에 있는 토사층을 굴착하는 작동을 겸하게 된다.

그런데, 상기 복수의 굴착로드(2) 각각에 일정간격으로 형성되어 있는 교반날개(22)(23)들은 도 8의 도시와 같이 서로 이웃하는 것끼리 회전반경이 중복되어 중복굴착영역(5a)이 있는 반면에, 각 교반날개(22)(23)의 회전반경을 벗어난 미굴착영역(5b)이 존재하게 되는데, 본 발명에서는 굴착로드 연결밴드(3)에 장착되어 있는 강제굴착날개(4)가 상기와 같이 굴착비트(21) 및 교반날개(22)(23)로 굴착하지 못하는 미굴착영역(6b)을 굴착하게 되므로 지중연속벽(6)의 양측 벽면을 수직단면으로 구축할 수 있게 되는 것이다.

상기 굴착로드 연결밴드(3)에 장착된 강제굴착로드(4)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3의 도시와 같이 전방 왕복작동날개(47)가 도면상 좌측 방향(화살표 참조)으로 이동한 상태에서는 도 5의 도시와 같이 도면상 우측의 굴착로드(2) 외주에 형성된 양측 캠돌기(73a)(73b)들 중 전방측을 향해 시계방향으로 회전하는 일측 캠돌기(73b)가 우측 왕복회전레바(49b)를 밀어내게 되므로, 이에 따라 상기 우측 왕복회전레바(49b)는 힌지핀(50b)를 회전기점으로 하여 도면상 시계방향으로 회전하면서 전방 왕복작동날개(47)의 상단에 고정된 고정핀(51b)를 도면상 좌측 방향(화살표 참조)으로 이동시키게 되므로 결국 상기 전방 왕복작동날개(47)는 도면상 좌측으로 슬라이드 이동하게 되는 것인데, 이때 상기 전방 왕복작동날개(47)의 상단에 형성된 고정핀(51b)이 이동시키는 우측 왕복회전레바(49b)의 끝단에는 힌지핀(50b)을 회전기점으로 회전하면서 고정핀(51b)을 밀어줄 수 있게 하는 장공(부호 생략)이 형성되어 있는 것이다.

상기와 같이 우측 왕복회전레바(49b)가 캠돌기(73b)에 의하여 시계방향으로 회전하면서 전방 왕복작동날개(47)를 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킬 때에는 중간 왕복회전레바(49c)(49d) 각각은 가운데 설치된 굴착로드(2)의 양측에 대칭상으로 돌출되어 있는 양측 캠돌기(72a)(72b)를 벗어난 위치에서 굴착로드(2)의 외주에 접촉하고 있는 상태(도 5 참조)이며, 상기 좌측 왕복회전레바(49a)는 좌측의 굴착로드(2)에 설치된 일측 캠돌기(71a)에 의해 힌지핀(50a)을 회전기점으로 하여 시계방향으로 회전한 상태인데, 이때에는 상기 좌측 왕복회전레바(49a)의 일측 끝단이 후방 왕복작동날개(48)의 상단에 고정된 고정핀(51a)을 도면상 우측 방향(화살표 참조)으로 밀어낸 상태이며, 이에 따라 상기 후방 왕복작동날개(48)는 도면상 우측 방향(도 5의 화살표 참조)으로 슬라이드 이동한 상태가 된다.

한편, 상기와 같이 우측 왕복회전레바(49b)가 캠둘기(73b)에 의하여 시계방향으로 회전하면서 전방 왕복작동날개(47)를 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킬 때에는 상기 전방 왕복작동날개(47)의 상단에 고정된 고정핀(51c)에 연결되어 있는 중간 왕복회전레바(49c)는 힌지핀(50c)을 회전기점으로 하여 시계방향으로 회전하면서 굴착로드(2)의 외주에 접촉하는 상태가 되며, 또한 상기와 같이 좌측 왕복회전레바(49a)가 캠돌기(71a)에 의하여 시계방향으로 회전하면서 후방 왕복작동날개(48)를 우측 방향으로 슬라이드 이동시킬 때에는 상기 후방 왕복작동날개(48)의 상단에 고정된 고정핀(51d)에 연결되어 있는 중간 왕복회전레반(49d)는 힌지핀(50d)를 회전기점으로 하여 시계방향으로 회전하면서 굴착로드(2)의 외주에 접촉하는 상태가 된다.(도 5 참조)

상기의 도 3의 도시와 같이 전방 왕복작동날개(47)는 좌측 방향으로 슬라이드 이동하는 작동과 후방 왕복작동날개(48)는 우측 방향으로 슬라이드 이동하는 작동이 완료된 후에는 이어서 도 4의 도시와 같이 전방 왕복작동날개(47)가 도면상 우측 방향(화살표 참조)으로 이동하게 되는데, 이때에는 도 6의 도시와 같이 가운데 설치된 굴착로드(2)가 반시계방향으로 회전함에 따라 대칭상으로 설치된 양측 캠돌기(72a)(72b)는 동시에 양측 중간 왕복회전레바(49c)(49d)를 굴착로드(2) 외측 방향으로 밀어내게 되며, 이에 따라 전,후방측 중간 왕복회전레바(49c)(49d) 각각은 힌지점(50c)(50d)을 회전기점으로 하여 반시계방향으로 회전하면서 전,후방 왕복작동날개(47)(48)을 좌,우측 방향으로 이동시키게 된다. 즉, 전방측 중간 왕복회전레바(49c)는 힌지점(50c)을 회전기점으로 하여 반시계방향으로 회전하면서 고정핀(51c)을 우측 방향(화살표 방향 참조)으로 밀어내게 되므로 결국 전방 왕복작동날개(47)는 도면상 우측 방향으로 슬라이드 이동하게 되는 한편, 후방측 중간 왕복회전레바(49d)는 힌지점(50d)을 회전기점으로 하여 반시계방향으로 회전하면서 고정핀(51d)을 좌측 방향(화살표 방향 참조)으로 밀어내게 되므로 결국 후방 왕복작동날개(48)는 도면상 좌측 방향으로 슬라이드 이동하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 전,후방측 중간 왕복회전레바(49c)(49d)가 동시에 반시계방햐응로 회전하면서 전,후방 왕복작동날개(47)(48)를 우측 및 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킬 때에는 좌측 왕복회전레바(49a)는 힌지점(50a)을 회점기점으로 하여 반시계방향으로 회전하면서 좌측 굴착로드(2)의 외주에 접촉하는 상태가 되며, 이와 때를 같이 하여 우측 왕복회전레바(49b)는 반시계방향으로 회전하면서 우측 굴착로드(2)의 외주에 접촉하는 상태가 되는 것이다.(도 6 참조)

이상에서 설명한 바와 같이 3축의 굴착로드(2)들 중 좌,우측에 설치된 2축의 굴착로드(2)는 시계방향으로 회전하는 상태로 작동하면서 지반을 굴착하게 되며, 가운데 설치된 1축의 굴착로드(2)가 반시계방향으로 회전상태로 작동하면서 지반을 굴착하게 되는데, 이때 굴착로드 연결밴드(3)에 장착되어 있는 강제굴착날개(4)는 3축의 굴착로드(2)가 하강함에따라 상기 굴착로드 연결밴드(3)와 같이 하강하면서 3축의 굴착로드(2)에 설치되어 있는 굴착비트(21) 및 교반날개(22)(23)들이 굴착 및 교반하지 못하는 미굴착영역(5b)에 있는 토사층을 강제로 긁어내는 방법으로 굴착하게 되는 것이며, 이와 같이 미굴착영역(6b)을 강제로 긁어내는 강제굴착날개(4)의 전,후방 돌출날개(41)(42) 및 전,후방 연결날개(43)(44)는 미굴착영역(6b)에 있는 토사층을 긁어내는 방법으로 강제 굴착하게 되지만, 상기 전,후방 연결날개(43)(44)를 감싸는 상태로 설치되어 있는 전,후방 왕복작동날개(47)(48)는 좌,우측 방향으로 왕복 이동하면서 미굴착영역(5b)의 토사층을 굴착하게 될 때 톱날(47a)(48a) 부분이 토사층을 톱질하듯 좌,우측으로 왕복 이동하면서 굴착하게 되므로, 미굴착영역(6b)의 토사층이 진흙덩어리로 형성되어 있을 경우에는 톱날(47a)(48a)로 절단하면서 굴착하게 되며, 미굴착영역(6b)의 토사층에 크고 작은 돌멩이가 많이 분포되어 있을 경우에는 톱날(47a)(48a)이 돌멩이들은 좌,우측 방향으로 이동시키면서 굴착하게 되므로 미굴착영역(6b)의 토사층을 완벽하게 굴착 제거할 수 있게 되는 것이다.

그리고 본 발명에서는 3축의 굴착로드(2)들 중 좌,우측에 설치되는 굴착로드(2)의 각 하단에 설치되는 굴착비트(21)와 굴착로드 연결밴드(3)의 거리(L)에 비하여 가운데에 설치되는 굴착로드(2)의 하단에 설치되는 굴착비트(21)와 굴착로드 연결밴드(3)의 거리(L₂)를 더 긴 구조로 구성되어 있으므로 지중연속벽(6)을 구축할 때 좌,우측 굴착로드(2)의 하단에 설치된 굴착비트(21)에 가까운 위치에 있는 미굴착영역(6b)까지 강제굴착날개(4)로 강제 굴착할 수 있게 되므로 지중연속벽(6)의 하단에 가까운 위치까지 양측 벽면이 수직단면으로 형성되도록 구축할 수 있게 되는 것이다.

1 : 지반굴착장치 11 : 크롤러 크레인
12 : 리더 13 : 오거드라이브유닛
14 : 기어박스 15 : 연결로드
2 : 굴착로드 21 : 굴착비트
22,23 : 교반날개 3 : 굴착로드 연결밴드
31 : 원형부 32 : 연결부
33 : 보강리브 4 : 강제굴착날개
41,42 : 전,후방 돌출날개 43,44 : 전,후방 연결날개
45,46 : 좌,우측 반원형날개 47,48 : 전,후방 왕복작동날개
47a,48a : 톱날 49a,49b : 좌,우측 왕복회전레바
49c,49d : 중간 왕복회전레바 50a,50b,50c,50d : 힌지핀
51a,51b,51c,51d : 고정핀 6 : 지중연속벽
6a : 중복굴착영역 6b : 미굴착영역
71a,71b,72a,72b,73a,73b : 캠돌기

Claims (5)

1. 리더를 따라 상,하로 승강작동이 가능하게 설치되는 오거드라이브유닛과, 상기 오거드라이브유닛의 하측에 위치하여 오거드라이브유닛으로부터 전달받은 회전동력을 감속하는 감속기어장치가 장착되어 있는 기어박스와, 상기 기어박스에 하향으로 다단 연결되는 복수의 연결로드를 구비하고 있는 지반굴착장치를 이용하여 지중연속벽을 시공하기 위하여 상기 복수의 연결로드 각각의 하단에 복수의 굴착로드를 하나씩 연결하여 굴착작동을 진행하고자 할 때 상기한 복수의 굴착로드들이 항시 일정간격을 유지하는 상태로 지반굴착작동이 진행될 수 있도록 상기한 복수의 굴착로드들이 각각 회전가능하도록 함과 동시에 일정간격을 유지할 수 있도록 붙잡아주는 굴착로드 연결밴드에 있어서,
   상기 굴착로드 연결밴드는,
   상기 복수의 굴착로드 각각을 회전가능하게 감싸면서 붙잡아주는 복수의 원형부와 상기한 복수의 원형부 각각을 연결하는 하나 이상의 연결부를 포함하고 있으며,
   상기 복수의 원형부 각각의 양측에서 전,후방을 향해 대칭상으로 돌출되어 있는 복수의 전,후방 돌출날개와, 상기 전,후방 돌출날개 각각의 끝단을 연결하도록 서로 평행하게 형성되는 전,후방 연결날개 및 상기 전,후방 연결날개 각각의 양단에서 연장되어 굴착로드를 감싸주는 형태로 형성되는 좌,우측 반원형날개로 형성되는 강제굴착날개를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 강제굴착날개에는 전,후방 연결날개 각각의 외부를 감싸는 상태로 슬라이드 이동가능하게 형성되어 있으며, 하단에는 토사덩어리를 절단하거나 돌멩이를 좌,우 양측으로 밀어내는 역활을 하는 톱날(47a)(48a)이 형성되어 있는 전,후방 왕복작동날개를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전,후방 왕복작동날개는 강제굴착날개에 형성된 복수의 전,후방 돌출날개 각각의 상단에 고정되는 힌지핀에 회전가능하게 연결된 채 복수의 원형부 각각에 회전가능하게 설치되는 굴착로드 각각의 외주에 대칭상으로 돌출된 양측 캠돌기에 의하여 상기 힌지핀을 축으로 하여 일정각도범위 내에서 회전작동을 반복하는 복수의 왕복회전레바에 의하여 좌,우 방향을 향해 일정간격 왕복운동을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 왕복회전레바는 좌측 왕복회전레바와 우측 왕복회전레반 및 상기한 좌,우측 왕복회전레바 사이에 형성되는 중간 왕복회전레바로 구성되어 있으며, 상기 좌측 왕복회전레바는 굴착로드 연결밴드의 좌측에 형성된 후방 돌출날개의 상단에 고정된 힌지핀에 의해 회전가능하게 연결되어 후방 왕복작동날개를 우측방향으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하며, 상기 우측 왕복회전레바는 굴착로드 연결밴드의 우측에 형성된 후방 돌출날개의 상단에 고정된 힌지핀에 의해 회전가능하게 연결되어 전방 왕복작동날개를 좌측방향으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하며, 상기 중간 왕복회전레바는 전,후방 돌출날개 각각의 상단에 고정된 양측 회전핀에 의해 대칭을 이루도록 한 쌍으로 형성되어 전,후방 왕복작동날개 각각을 좌,우측 방향을 향해 교대적으로 슬라이드 이동시키는 작동을 담당하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 굴착로드 연결밴드에 설치되는 3축의 굴착로드 각각에 굴착비트가 하나씩 연결 조립되어 있으며, 상기 3축의 굴착로드들 중 좌,우측에 설치되는 2축의 굴착로드 각각의 하단에 장착되는 굴착비트보다 가운데 설치되는 1축의 굴착로드의 하단에 장착되는 굴착비트가 굴착로드 연결밴드에서 더 멀리 떨어진 위치에 연결 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 SCW 공법에 사용되는 지중연속벽 시공용 지반굴착장치의 굴착로드 연결밴드.

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