KR20180101849A - 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법 - Google Patents

다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법에 관한 것으로서, 특히 다수개의 와이어쏘를 이용하여 동시에 암벽에 다수개의 절삭부를 형성할 수 있는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법에 관한 것이다.

Description

다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법 { ROCK CUTTING APPARATUS, ROCK CUTTING METHOD, AND EXCAVATION METHOD USING THE SAME }
본 발명은 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법에 관한 것으로서, 특히 다수개의 와이어쏘를 이용하여 암벽을 절삭하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법에 관한 것이다.
일반적으로, 산악지역을 관통하는 도로, 철로 또는 도심지 지하철을 건설하기 위하여 터널을 굴착하고 있으며, 산악지역 및 도심지 지하공간은 통상 여러 종류의 암류로 구성된 연암층과 경암층의 지질구조를 가지고 있다.
이와 같이 터널을 굴착할 때 발파에 의한 굴착이 기계굴착에 비하여 비용이 저렴하고 굴착속도가 빠르기 때문에 널리 사용되고 있다.
그러나, 이러한 발파에 의한 터널 굴착은 대부분 화약을 사용하기 때문에 발파에 의한 소음과 진동에 의하여 터널이 굴착되는 주변환경에 예기치 못한 피해가 발생될 수 있다.
따라서, 발파의 효율성을 높이기 위해서는 1회로 발파당 굴진장을 증대시켜야 하는 반면, 발파에 의한 지반진동, 소음, 폭풍압 및 분진발생 등의 발파 피해를 저감시켜야만 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 터널의 심발부에서 심빼기를 하는 터널발파 공법이 이용되고 있다.
터널 시공시 암벽에서 심빼기 즉 암석블럭을 절삭하여 분리하는 기술과 관련하여, 최근에는 대한민국 공개특허 제10-2015-0139232호, 등록특허 제10-1508205호 등에 나타나 있는 바와 같이 와이어쏘를 이용한 방법 및 장치가 개발되고 있다.
또한 등록특허 제10-16934119호에는 발파진동 저감을 위한 굴착공법이 나타나 있다.
이러한 선행기술에는 발파공과 보호대상물 사이에 구간완충부(절삭부)를 형성하여, 발파진동이 구간완충부에서 저감되도록 함으로써, 보호대상물에 전달되는 것을 저감시키도록 하였다.
그러나, 위와 같이 빈공간 즉 구간완충부만으로는 보호대상물에 전파되는 발파진동을 효과적으로 저감시키는데 한계가 있었다.
또한 1개의 구간완충부 즉 1개의 절삭부만으로는 발파진동을 저감시키는데 한계가 있어 보호대상물과의 사이에 다수개의 절삭부를 형성하고자 할 경우 절삭작업을 배수로 진행하여야 하는바, 작업시간이 오래 소요되는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 암벽을 와이어쏘에 의해 절삭하여 발파진동이 보호대상물(건물 등)에 전달되는 것을 저감시키기 위한 절삭부를 동시에 다수개 형성하여 절삭 작업시간 등을 단축시킬 수 있고 발파진동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치는, 와이어쏘를 구동시키는 구동부와; 막대 형상으로 이루어지고, 상호 이격된 진입홀에 삽입되는 다수개의 진입암과; 상기 진입암의 타단에 결합되는 방향전환부와; 상기 구동부, 진입암 및 방향전환부를 따라 설치된 폐루프 형상의 와이어쏘;를 포함하여 이루어지되, 상기 구동부의 작동에 의해 상기 와이어쏘는 이동하고, 상기 구동부의 전후 이동에 의해 상기 와이어쏘의 장력이 조절되며, 상기 진입암은 상호 이격되어 배치되는 제1진입암과 제2진입암으로 이루어지고, 상기 방향전환부는, 상기 진입암의 타단에서 결합된 브라켓과; 상기 브라켓에 결합되어 상기 진입암의 길이방향과 수직된 방향을 중심축으로 하여 회전하는 제1안내롤러 및 제2안내롤러;를 포함하여 이루어지며, 상기 와이어쏘는, 상호 이격된 상기 제1진입암의 제1안내롤러와 상기 제2진입암의 제1안내롤러를 경위하는 제1와이어쏘와; 상호 이격된 상기 제1진입암의 제2안내롤러와 상기 제2진입암의 제2안내롤러를 경위하는 제2와이어쏘;로 이루어져, 상기 제1진입암과 제2진입암 사이에서는 다수개의 와이어쏘가 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 상호 독립적으로 회전된다.
또는, 상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 함께 회전된다.
상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 평행하게 배치되고 동일한 회전축에 의해 상기 브라켓에 회전 가능하게 결합된다.
상기 브라켓은 상기 진입암의 타단에서 상기 진입암의 길이방향을 중심으로 회전 가능하게 결합된다.
상기 진입암의 내부에는 상기 와이어쏘가 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 와이어쏘는 상기 진입암의 내부에 형성된 상기 관통공을 관통한 후 상기 제1안내롤러 또는 제2안내롤러에 의해 방향이 전환된다.
상기 브라켓에는 외측방향으로 이격돌기가 돌출 형성되되, 상기 이격돌기는 상기 제1안내돌기 및 제2안내돌기가 진입홀의 내측면과 접하는 것을 방지한다.
상기 제1와이어쏘와 제2와이어쏘는 각각 별도의 폐루프로 이루어지고, 상기 구동부는, 구동본체와; 상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 제1와이어쏘를 이동시키는 제1구동롤러와; 상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 제2와이어쏘를 이동시키는 제2구동롤러;를 포함하여 이루어진다.
또는, 상기 제1와이어쏘와 제2와이어쏘는 일체로 연결되어 상기 와이어쏘는 하나의 폐루프로 이루어지고, 상기 구동부는, 구동본체와 ; 상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 와이어쏘를 이동시키는 제3구동롤러;를 포함하여 이루어지되, 상기 와이어쏘는 제3구동롤러 , 제1안내롤러 , 제3구동롤러 , 제2안내롤러 및 제3구동롤러를 경위하여 배치된다.
상기 진입암의 일단과 타단 사이에서 상기 진입암의 외주면에 배치되는 스토퍼와; 상기 스토퍼와 상기 진입암 사이에 삽입되는 이동쐐기와; 상기 이동쐐기를 이동시키는 쐐기구동부;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 이동쐐기가 상기 스토퍼와 진입암 사이에 삽입됨에 따라 상기 스토퍼는 상기 진입암의 외주면으로부터 멀어진다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭방법은, 암벽에 다수개의 진입홀을 형성하는 홀형성단계와; 와이어쏘를 이용하여 상호 이격된 진입홀 사이의 암벽을 절삭하여 절삭부를 형성하는 절삭단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 절삭단계에서는 다수개의 와이어쏘를 이용하여 2개의 진입홀 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부를 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 발파진동을 저감시키기 위한 굴착공법은, 암벽에 다수개의 진입홀을 형성하는 홀형성단계와; 와이어쏘를 이용하여 상호 이격된 진입홀 사이의 암벽을 절삭하여 절삭부를 형성하는 절삭단계; 상기 절삭부의 내부에 매트를 삽입하는 매트삽입단계와; 상기 장약공에 삽입된 화약을 이용하여 암벽을 발파하는 발파단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 절삭단계에서는 다수개의 와이어쏘를 이용하여 2개의 진입홀 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부를 동시에 형성하고, 상기 발파단계에서 발생된 발파진동은 2개 이상의 상기 절삭부 및 매트에 의해 저감되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
암벽을 와이어쏘에 의해 절삭하여 발파진동이 보호대상물(건물 등)에 전달되는 것을 저감시키기 위한 절삭부를 형성하고자 할 때, 제1와이어쏘와 제2와이어쏘를 이용하여 동시에 다수개의 절삭부를 형성함으로써 절삭 작업시간 등을 단축시킬 수 있고 발파진동을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 와이어쏘에 의해 형성된 절삭부에 매트를 삽입함으로써, 종래에 빈공간으로 이루어진 절삭부만으로 된 것보다 발파진동이 보호대상물로 전파되는 것을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 평면구조도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 측면구조도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 개략적인 암벽 절삭장치의 정면구조도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 진입암을 진입홀에 고정시키는 과정도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치에 의해 절삭된 암벽의 정면도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 암벽 절삭장치의 평면구조도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 암벽 절삭장치의 측면구조도,
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 평면구조도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 측면구조도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 개략적인 암벽 절삭장치의 정면구조도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치의 진입암을 진입홀에 고정시키는 과정도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 암벽 절삭장치에 의해 절삭된 암벽의 정면도이다.
본 발명의 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치는, 절삭본체(10)와, 구동부(20)와, 진입암(30)과, 방향전환부(40)와, 와이어쏘(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 절삭본체(10)는 굴착기, 이동대차 또는 기타 장비에 연결되고, 상기 절삭본체(10)에 결합된 상기 진입암(30)이 요(Yaw)운동 뿐만 아니라 피치(Pitch)운동도 가능하게 여러 개의 부품으로 구성된다.
상기 구동부(20)는 상기 와이어쏘(50)를 구동시키기 위한 것으로써, 상기 절삭본체(10)에 직접 결합되어 있을 수도 있고, 상기 절삭본체(10)에 이격되어 있을 수도 있다.
본 실시예의 도면에서는 상기 구동부(20)가 상기 절삭본체(10)로부터 이격되어 다른 곳에 장착된 것을 도시하였다.
상기 구동부(20)는 상기 와이어쏘(50)가 회전되도록 구동시키면서 동시에 상기 와이어쏘(50)를 전체적으로 전후방향으로 이동시킨다.
위와 같이 상기 구동부(20)가 상기 와이어쏘(50)를 회전시키면서 이동시키는 구조는, 가이드레일 구조, LM가이드, 실린더 구조 등 종래의 공지된 구조를 이용하면 충분하다.
위와 같은 상기 구동부(20)에 의해 상기 와이어쏘(50)는 회전 이동되면서 전체적으로 전후방향으로 이동될 수 있게 되고, 상기 구동부(20)에 의한 상기 와이어쏘(50)의 전후 이동에 의해 상기 와이어쏘(50)의 장력이 조절될 수 있게 된다.
상기 진입암(30)은 다수개의 막대 형상으로 이루어져 일단이 상기 절삭본체(10)의 전방에 결합되고 타단이 전방으로 돌출되어 배치된다.
본 실시예에서 상기 진입암(30)은 2개로 이루어져 상기 절삭본체(10)의 전방 양단으로 상호 이격되어 결합되고, 타단은 전방으로 돌출되게 배치되어 있다.
본 실시예의 도면에서 상기 진입암(30)은 2개 즉 상호 이격되어 배치되는 제1진입암(31)과 제2진입암(32)으로 도시되어 있지만, 상기 진입암(30)은 3개 이상으로 이루어질 수도 있다.
이러한 상기 진입암(30)은 후술하는 바와 같이 암벽에 형성된 진입홀(71)에 삽입된다.
경우에 따라 상기 절삭본체(10)없이 상기 진입암(30)이 상호 별개로 구비되어 상기 진입홀(71)에 각각 삽입되도록 할 수도 있다.
상기 절삭본체(10)의 양단에 장착된 상기 진입암(30)은 상기 절삭본체(10)의 양측방향으로 이동되어 그 이격간격이 조절될 수 있다.
그리고, 상기 절삭본체(10)에 결합된 상기 진입암(30)의 일단은 상호 독립적으로 상기 절삭본체(10)에 대하여 선회 가능하게 장착될 수도 있다.
따라서, 암벽에 형성된 진입홀(71)이 비틀어지게 형성된 경우 상기 진입암(30)을 상기 절삭본체(10)에 대하여 선회시켜 비틀어진 진입홀(71)에도 상기 진입암(30)이 용이하게 잘 삽입되도록 할 수 있다.
또한, 상기 진입암(30)은 실린더 구조 등을 통해 그 길이가 신장될 수도 있다.
상기 진입암(30)의 내부에는 상기 와이어쏘(50)가 배치되는 관통공(33)이 형성된다.
상기 방향전환부(40)는 상기 진입암(30)의 타단에 결합되어 상기 진입암(30)을 따라 설치된 상기 와이어쏘(50)의 이동방향을 변환시킨다.
상기 방향전환부(40)는 브라켓(41)과 제1안내롤러(42) 및 제2안내롤러(43)로 이루어진다.
상기 브라켓(41)은 상기 진입암(30)의 타단에서 결합된다.
상기 제1안내롤러(42) 및 제2안내롤러(43)는 상기 브라켓(41)에 결합되어 상기 진입암(30)의 길이방향과 수직된 방향을 중심축으로 하여 회전한다.
상기 제1안내롤러(42)와 제2안내롤러(43)는 상호 독립적으로 회전되거나, 함께 회전된다.
바람직하게는 상기 제1안내롤러(42)와 제2안내롤러(43)는 상호 독립적으로 회전되게 상기 브라켓(41)에 장착되도록 한다.
상기 제1안내롤러(42)와 제2안내롤러(43)는 평행하게 배치되고 동일한 회전축에 의해 상기 브라켓(41)에 회전 가능하게 결합된다.
상기 제1안내롤러(42)와 제2안내롤러(43)는 각각 상기 제1진입암(31)과 제2진입암(32)에 각각 설치되어 있다.
상기 브라켓(41)은 상기 진입암(30)의 타단에서 고정설치될 수도 있으나, 본 실시예와 같이 상기 브라켓(41)은 상기 진입암(30)의 길이방향을 중심으로 회전 가능하게 결합되도록 함이 바람직하다.
그리고, 상기 브라켓(41)에는 외측방향으로 이격돌기(44)가 돌출 형성되어, 상기 제1안내돌기 및 제2안내돌기가 진입홀(71)의 내측면과 접하는 것을 방지한다.
이러한 상기 이격돌기(44)는 상기 브라켓(41)의 외주면에서 외측방향 즉 상기 진입암(30)의 길이방향의 수직방향으로 돌출 형성되도록 한다.
상기 와이어쏘(50)는 무한궤도의 폐루프 형상으로 이루어져, 상기 구동부(20), 진입암(30) 및 방향전환부(40)를 따라 설치된다.
본 실시예에서 상기 와이어쏘(50)는, 별도의 폐루프로 이루어진 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)로 이루어진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1와이어쏘(51)는 상호 이격된 상기 제1진입암(31)의 제1안내롤러(42)와 상기 제2진입암(32)의 제1안내롤러(42)를 경위한다.
상기 제2와이어쏘(52)는 상호 이격된 상기 제1진입암(31)의 제2안내롤러(43)와 상기 제2진입암(32)의 제2안내롤러(43)를 경위한다.
즉, 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)는 서로 별개로 이루어져 상호 이격된 상태에서 상호 독립적으로 회전하게 된다.
이러한 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)는 상기 제1진입암(31)과 제2진입암(32) 사이에서는 상호 이격되어 배치된다.
본 실시예와 달리 상기 와이어쏘(50)는 3개 이상으로 이루어질 수도 있다.
상기 구동부(20)의 작동에 의해 상기 와이어쏘(50)는 이동하고, 상기 구동부(20)의 전후 이동에 의해 상기 와이어쏘(50)의 장력이 조절되면서 전후방향으로 이동된다.
상기 와이어쏘(50)는 상기 진입암(30)의 내부에 형성된 상기 관통공(33)을 관통한 후 상기 제1안내롤러(42) 또는 제2안내롤러(43)에 의해 방향이 전환된다.
즉 상기 제1와이어쏘(51)는 한쌍의 상기 제1안내롤러(42)에 의해 방향이 전환되고, 상기 제2와이어쏘(52)는 한쌍의 상기 제2안내롤러(43)에 의해 방향이 전환된다.
상기 와이어쏘(50)가 상기 진입암(30)의 내부에 형성된 관통공(33)을 관통함으로써, 상기 와이어쏘(50)가 이탈됨이 없이 안정적으로 이송되도록 할 수 있다.
경우에 따라 상기 와이어쏘(50)는 상기 진입암(30)의 내부가 아닌 외부에 설치되어 상기 방향전환부(40)로 연결될 수도 있다.
별도의 폐루프로 이루어진 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)를 각각 독립적으로 회전 이동시키기 위해, 본 실시예에서 상기 구동부(20)는 구동본체(21)와 제1구동롤러(22)와 제2구동롤러(23)를 포함하여 이루어진다.
상기 구동본체(21)에는 상기 제1구동롤러(22) 및 제2구동롤러(23)를 회전시키는 모터, 와이어쏘(50)의 장력을 조절하기 위한 구성이 장착되어 있다.
상기 제1구동롤러(22)는 상기 구동본체(21)에 회전 가능하게 결합되고 상기 제1와이어쏘(51)를 이동시킨다.
상기 제2구동롤러(23)는 상기 구동본체(21)에 회전 가능하게 결합되고 상기 제2와이어쏘(52)를 이동시킨다.
위와 같은 상기 제1구동롤러(22)와 제2구동롤러(23)에 의해 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)는 상호 독립적으로 회전 이동할 수 있게 되고, 상기 제1진입암(31)과 제2진입암(32) 사이에서 다수개의 와이어쏘(50)가 상호 평행한 상태로 이격 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 진입암(30)이 진입홀에 삽입될 때, 진입암(30)을 흔들림 등을 저지시키기 위한 유동저지부(60)가 상기 진입암(30)에 형성되어 있다.
상기 유동저지부(60)는, 상기 진입암(30)의 일단과 타단 사이에서 상기 진입암(30)의 외주면에 배치되는 스토퍼(61)와, 상기 스토퍼(61)와 상기 진입암(30) 사이에 삽입되는 이동쐐기(62), 상기 이동쐐기(62)를 이동시키는 쐐기구동부(63)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 스토퍼(61)는 다수개의 조작으로 이루어지고, 상기 이동쐐기(62)는 외주면이 경사진 형상으로 이루어지며, 상기 쐐기구동부(63)는 유압실린더 등으로 이루어진다.
도 4에 도시된 바와 같이 상기 쐐기구동부(63)에 의해 상기 이동쐐기(62)가 상기 스토퍼(61)와 진입암(30) 사이에 삽입됨에 따라 상기 스토퍼(61)는 상기 진입암(30)의 외주면으로부터 멀어지게 된다.
따라서 다수개의 조각으로 이루어진 상기 스토퍼(61)를 상기 진입홀(71)에 배치한 상태에서 상기 쐐기구동부(63)에 의해 상기 이동쐐기(62)가 상기 스토퍼(61)와 진입암(30) 사이에 삽입됨으로써, 상기 스토퍼(61)는 상기 진입암(30)의 외주면으로부터 멀어지면서 상기 진입홀(71)의 내주면에 밀착되게 된다.
따라서, 상기 진입홀(71)에 삽입된 상기 진입암(30)은 흔들림없이 고정된 상태를 유지할 수 있어, 작업이 보다 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치를 이용하여 암벽을 절삭하는 방법은 주로 터널을 굴착할 때 사용되며, 홀형성단계와 절삭단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 암벽 절삭방법은 반드시 터널 굴착에만 사용되는 것이 아니라, 다양한 분야에서 암벽을 절삭할 때 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 터널을 굴착하는 것을 일예로 하여 설명한다.
상기 홀형성단계는 도 5에 도시된 바와 같이, 암벽에 별도의 천공장치를 이용하여 다수개의 진입홀(71)을 형성한다.
상기 절삭단계는 와이어쏘(50)를 이용하여 상호 이격된 진입홀(71) 사이의 암벽을 절삭하여 절삭부(73)를 형성하는 단계이다.
상기 절삭단계에서는 화약이 삽입된 장약공(72)과 보호대상물(76) 사이에서 와이어쏘(50)를 이용하여 상기 진입홀(71) 사이를 직선으로 절삭하여 상기 절삭부(73)를 형성한다.
이때 상기 절삭부(73)는 상기 와이어쏘(50)에 의해 형성된 빈공간(틈)을 의미한다.
그리고, 암벽의 중심부 쪽에 육면체형상의 중심홈(74)을 형성하여, 상기 절삭부(73)와 더불어 자유면이 형성되도록 한다.
이때, 상기 장약공(72), 절삭부(73) 및 중심홈(74)은 그 형성순서에 차이가 있어도 상관없다.
위와 같은 상기 절삭부(73)는 서로 연속적으로 형성되어 대략 터널굴착예정선과 비슷한 형상으로 갖도록 하고, 상기 절삭부(73)는 상기 터널굴착예정선보다 바깥쪽에 형성되도록 한다.
상기 절삭단계에서는 다수개의 와이어쏘(50)를 이용하여 2개의 진입홀(71) 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부(73)를 동시에 형성하도록 한다.
즉, 상기 암벽 절삭장치에서 상호 이격되어 설치되는 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)에 의해 2개의 상기 진입홀(71) 사이에는 상기 진입홀(71)을 상호 연결하는 2개의 절삭부(73)가 형성되게 된다.
이는 종래에 2개의 진입홀(71) 사이에 1개의 절삭부(73)가 형성된 것과 비교하여 다수개의 절삭부(73)가 형성되었다는 점에서 차이고 있고, 특히 2개의 진입홀(71) 사이에 형성되는 다수개의 절삭부(73)를 순차적으로 형성하는 것이 아니라 동시에 형성된다는 점에서 종래기술과 차이가 있다.
즉, 본 발명은 2개의 진입홀(71)을 연결하는 절삭부(73)를 동시에 다수개 형성할 수 있다는 점에서 종래기술과 차이가 있으며, 위와 같이 다수개의 상기 절삭부(73)를 동시에 형성할 수 있어 1개씩 형성하는 것보다 작업시간 및 작업공정을 단축시킬 수 있다.
위와 같은 암벽 절삭방법을 이용하여 발파진동을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 발파진동을 저감시키기 위한 굴착공법은, 홀형성단계와, 절삭단계와, 매트삽입단계와, 발판단계를 포함하여 이루어진다.
상기 홀형성단계 및 절삭단계는 상술한 암벽 절삭방법과 동일한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 절삭단계에 의해 다수개의 와이어쏘(50)를 이용하여 2개의 진입홀(71) 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부(73)가 동시에 형성되게 된다.
상기 매트삽입단계는 상기 절삭부(73)의 내부에 매트(75)를 삽입하는 단계이다.
상기 매트(75)는 탄성을 갖는 재질 및/또는 다공성 재질로 이루어진다.
상기 매트(75)는 고무, 스폰지, 스티로폼, 합성수지패널 등 종래의 공지된 다양한 방음 또는 방진매트(75)로 이루질 수 있다.
상기 발파단계는 상기 장약공(72)에 삽입된 화약을 이용하여 암벽을 발파하는 단계이다.
상기 발파단계에서 발생된 발파진동은 2개 이상의 상기 절삭부(73) 및 매트(75)에 의해 저감되게 되고, 이는 곧 발파진동이 보호대상물(76)로 전파되는 것을 최소화시킬 수 있다는 것을 의미한다.
위와 같이 상기 와이어쏘(50)에 의해 형성된 상기 절삭부(73)에 상기 매트(75)를 삽입함으로써, 종래에 빈공간으로 이루어진 절삭부(73)만으로 된 것보다 발파진동이 보호대상물(76)로 전파되는 것을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명은 상술한 암벽 절삭장치 및 방법에 의해 2개의 진입홀(71) 사이에 다수개의 절삭부(73)를 형성함으로써, 발파진동이 보호대상물(76)로 전파되는 것을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
본 실시예에서는 터널의 굴착을 일예로 설명하였지만, 터널 뿐만 아니라 지하를 굴착할 경우에도 본 원발명을 적용하여 발파진동의 저감시킬 수 있다.
제2실시예
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 암벽 절삭장치의 평면구조도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 암벽 절삭장치의 측면구조도이다.
제2실시예는 제1실시예와 비교하여 상기 와이어쏘(50) 및 구동부(20)에 차이가 있는바, 이를 중심으로 설명한다.
상기 와이어쏘(50)는 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)가 일체로 연결되어 하나의 폐루프로 이루어진다.
즉, 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)는 상호 독립적으로 폐루프를 형성하지 않고, 상호 연결되어 있다.
상기 구동부(20)는, 구동본체(21)와 제3구동롤러(24)로 이루어진다.
상기 구동본체(21)에는 모터 및 장력조절부 등이 설치되어 있다.
상기 제3구동롤러(24)는 상기 구동본체(21)에 회전 가능하게 결합되고 상기 와이어쏘(50)를 이동시킨다.
상기 와이어쏘(50)는 제3구동롤러 (24), 제1안내롤러 (42), 제3구동롤러 (24), 제2안내롤러(43) 및 제3구동롤러(24)를 경위하여 배치된다.
즉, 상기 와이어쏘(50)는 일단이 상기 제3구동롤러(24)에서 시작하여 한 쌍의 상기 제1안내롤러(42)를 거친 후 상기 제3구동롤러(24)를 감고 다시 한 쌍의 상기 제2안내롤러(43)를 거친 후 상기 제3구동롤러(24)로 다시 와서 타단에 연결됨으로서, 하나의 폐루프를 형성하게 된다.
이를 위해 상기 제3구동롤러(24)에는 상기 와이어쏘(50)가 감겨지기 위한 2개 이상의 홈이 형성되어 있다.
이때, 상기 제3구동롤러(24)는 감겨지는 와이어쏘(50) 모두에 회전력을 전달시킬 수도 있고, 2개로 이루어져 1개는 회전력을 전달시키고 나머지 1개는 회전력을 전달시키지 않고 단순히 와이어쏘(50)의 이동을 안내만하는 아이들롤러로 이루어질 수도 있다.
위와 같이, 제2실시예에서는 하나의 상기 제3구동롤러(24)를 제어함으로써, 한 쌍의 상기 방향전환부(40) 사이에서 상호 이격되게 배치되는 상기 제1와이어쏘(51)와 제2와이어쏘(52)의 이동 및 장력 등을 조절할 수 있다.
그 외 다른 사항은 제1실시예와 동일 유사한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명인 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치 및 절삭방법과 이를 이용한 굴착공법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
10 : 절삭본체,
20 : 구동부, 21 : 구동본체, 22 : 제1구동롤러, 23 : 제2구동롤러, 24 : 제3구동롤러,
30 : 진입암, 31 : 제1진입암, 32 : 제2진입암, 33 : 관통공,
40 : 방향전환부, 41 : 브라켓, 42 : 제1안내롤러, 43 : 제2안내롤러, 44 : 이격돌기,
50 : 와이어쏘, 51 : 제1와이어쏘, 52 : 제2와이어쏘,
60 : 유동저지부, 61 : 스토퍼, 62 : 이동쐐기, 63 : 쐐기구동부,
71 : 진입홀, 72 : 장약공, 73 : 절삭부, 74 : 중심홈, 75 : 매트, 76 : 보호대상물.

Claims (12)

  1. 와이어쏘를 구동시키는 구동부와;
    막대 형상으로 이루어지고, 상호 이격된 진입홀에 삽입되는 다수개의 진입암과;
    상기 진입암의 타단에 결합되는 방향전환부와;
    상기 구동부, 진입암 및 방향전환부를 따라 설치된 폐루프 형상의 와이어쏘;를 포함하여 이루어지되,
    상기 구동부의 작동에 의해 상기 와이어쏘는 이동하고, 상기 구동부의 전후 이동에 의해 상기 와이어쏘의 장력이 조절되며,
    상기 진입암은 상호 이격되어 배치되는 제1진입암과 제2진입암으로 이루어지고,
    상기 방향전환부는,
    상기 진입암의 타단에서 결합된 브라켓과;
    상기 브라켓에 결합되어 상기 진입암의 길이방향과 수직된 방향을 중심축으로 하여 회전하는 제1안내롤러 및 제2안내롤러;를 포함하여 이루어지며,
    상기 와이어쏘는,
    상호 이격된 상기 제1진입암의 제1안내롤러와 상기 제2진입암의 제1안내롤러를 경위하는 제1와이어쏘와; 상호 이격된 상기 제1진입암의 제2안내롤러와 상기 제2진입암의 제2안내롤러를 경위하는 제2와이어쏘;로 이루어져, 상기 제1진입암과 제2진입암 사이에서는 다수개의 와이어쏘가 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 상호 독립적으로 회전되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  4. 청구항1에 있어서,
    상기 제1안내롤러와 제2안내롤러는 평행하게 배치되고 동일한 회전축에 의해 상기 브라켓에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  5. 청구항1에 있어서,
    상기 브라켓은 상기 진입암의 타단에서 상기 진입암의 길이방향을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  6. 청구항1에 있어서,
    상기 진입암의 내부에는 상기 와이어쏘가 관통하는 관통공이 형성되고,
    상기 와이어쏘는 상기 진입암의 내부에 형성된 상기 관통공을 관통한 후 상기 제1안내롤러 또는 제2안내롤러에 의해 방향이 전환되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  7. 청구항1에 있어서,
    상기 브라켓에는 외측방향으로 이격돌기가 돌출 형성되되,
    상기 이격돌기는 상기 제1안내돌기 및 제2안내돌기가 진입홀의 내측면과 접하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  8. 청구항1에 있어서,
    상기 제1와이어쏘와 제2와이어쏘는 각각 별도의 폐루프로 이루어지고,
    상기 구동부는,
    구동본체와;
    상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 제1와이어쏘를 이동시키는 제1구동롤러와;
    상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 제2와이어쏘를 이동시키는 제2구동롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  9. 청구항1에 있어서,
    상기 제1와이어쏘와 제2와이어쏘는 일체로 연결되어 상기 와이어쏘는 하나의 폐루프로 이루어지고,
    상기 구동부는,
    구동본체와;
    상기 구동본체에 회전 가능하게 결합되고 상기 와이어쏘를 이동시키는 제3구동롤러;를 포함하여 이루어지되,
    상기 와이어쏘는 제3구동롤러 , 제1안내롤러 , 제3구동롤러 , 제2안내롤러 및 제3구동롤러를 경위하여 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  10. 청구항1에 있어서,
    상기 진입암의 일단과 타단 사이에서 상기 진입암의 외주면에 배치되는 스토퍼와;
    상기 스토퍼와 상기 진입암 사이에 삽입되는 이동쐐기와;
    상기 이동쐐기를 이동시키는 쐐기구동부;를 더 포함하여 이루어지되,
    상기 이동쐐기가 상기 스토퍼와 진입암 사이에 삽입됨에 따라 상기 스토퍼는 상기 진입암의 외주면으로부터 멀어지는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭장치.
  11. 암벽에 다수개의 진입홀을 형성하는 홀형성단계와;
    와이어쏘를 이용하여 상호 이격된 진입홀 사이의 암벽을 절삭하여 절삭부를 형성하는 절삭단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 절삭단계에서는 다수개의 와이어쏘를 이용하여 2개의 진입홀 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부를 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 와이어쏘를 이용한 암벽 절삭방법.
  12. 암벽에 다수개의 진입홀을 형성하는 홀형성단계와;
    와이어쏘를 이용하여 상호 이격된 진입홀 사이의 암벽을 절삭하여 절삭부를 형성하는 절삭단계;
    상기 절삭부의 내부에 매트를 삽입하는 매트삽입단계와;
    상기 장약공에 삽입된 화약을 이용하여 암벽을 발파하는 발파단계;를 포함하여 이루어지되,
    상기 절삭단계에서는 다수개의 와이어쏘를 이용하여 2개의 진입홀 사이에 상호 이격된 2개 이상의 절삭부를 동시에 형성하고,
    상기 발파단계에서 발생된 발파진동은 2개 이상의 상기 절삭부 및 매트에 의해 저감되는 것을 특징으로 하는 발파진동을 저감시키기 위한 굴착공법.
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