KR20190083778A - Overcutting system and method using waterjet - Google Patents

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KR20190083778A
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Abstract

An overbreak excavation device using a water jet, according to the present invention, comprises: a rotatable first body portion; and a second body portion connected to the first body portion and accommodating a water jet portion provided with a flow rate generation portion. The first body portion includes an abrasive input portion provided with an abrasive tank, a water jet nozzle portion connected to the water jet portion and the abrasive input portion, and a cutter portion provided with a depth measuring portion and a rock cutter. The water jet nozzle portion includes nozzle head portions formed on both sides of the first body portion. Overbreak is generated by the water jet nozzle portion while the first body portion rotates. According to the present invention, excavation and overbreak generation can proceed simultaneously and quickly even in a steep curve section of the hard rock ground. An operation mode can be changed according to the depth of the overbreak required for rapid excavation in the steep curve section, thereby making stable and efficient excavation construction.

Description

워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치 및 방법{Overcutting system and method using waterjet}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a water jack drilling apparatus,

본 발명은 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 급곡구간에서도 용이하게 전진할 수 있도록 구성된 여굴 굴착 장치 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for excavation using water jets, and more particularly, to a excavation apparatus and method that can be easily advanced even in a steep section.

도심지 공동구 평면선형 계획시에는 수많은 지장물이 존재하여 노선의 선정에 악 영향을 주고 지장물 완곡우회로 인한 연장 및 심도증가로 공사비 증가 요인, 예를 들면, 부지점유, 민원, 교통체증 증가, 공사비 상승 등을 발생시킨다. 이에 따라 경제성을 고려할 때 급곡구간 계획이 불가피함. 그러나 공동구는 일반적으로 R(급곡반경)=300m로 시공되고 있으며, 국내의 경우 R=60m의 시공실적은 있으나 R=30m 급 급곡구간의 시공장비와 기술이 부족한 실정이다. There are many obstacles in the planning of the urban area in the plan of the large-scale urban area, which has a negative effect on the selection of the route and the increase of the construction cost due to the extension of the obstacle and the increase of the depth, for example, the occupancy, . Therefore, it is inevitable to plan the ramp area considering the economical efficiency. However, in general, the cavity is constructed with R (radius of curvature) = 300m. In the case of Korea, there is a construction achievement of R = 60m, but the construction equipment and technology of R = 30m grade is not enough.

급곡구간 시공기술 개발을 위해서는 급곡구간에서 쉴드 터널 굴착 장비(TBM, Tunnel Boring Machine)의 원활한 이동을 위하여 회전반경 외측 부분에 추가적인 여굴생성 기술이 필요하다. 여굴 굴착에 사용되는 커터는 급곡구간 굴착 전진을 위한 카피 커터(copy cutter)와 원활한 굴착 전진을 위한 오버 커터(over cutter)로 구별된다. In order to develop the construction technology of the steep section, additional excavation technology is needed in the outer part of the turn radius in order to smoothly move the shield tunnel drilling machine (TBM, Tunnel Boring Machine) in the steep section. The cutter used for the excavation is distinguished by a copy cutter for advancing the steep section and an over-cutter for smooth excavation.

굴착면 주변에 충분한 여굴이 생성되지 않으면 TBM 장비가 급곡구간에서 주변지반에 끼여서, 전진이 불가능하게 된다. 따라서 이와 같은 급곡구간에서는 일반적으로 카피 커터를 이용하여 추가적인 여굴을 생성하게 된다.If sufficient excavation is not created around the excavation surface, the TBM equipment is caught in the surrounding ground in the rushing section, making it impossible to advance. Therefore, in such a steep section, an additional excavation is generally generated by using a copy cutter.

그러나, 기존의 카피 커터를 이용한 여굴생성 기술은 지반이 단단한 곳(암반지역)에서 활용이 불가능 하다는 한계가 있다. 단단한 지반에서 카피 커터가 파손되는 시공 사례들이 많이 보고되었다. 이에 따라 곡선부의 굴진이 불가능하고 공사기간의 연장으로 경제성이 감소하는 문제들이 발생한다. However, there is a limitation that the excavation technology using the existing copy cutter can not be utilized in a hard ground (rocky area). Many cases of construction where the copy cutter is damaged in hard ground have been reported. As a result, it is impossible to bend the curved portion and the economical efficiency is decreased due to the extension of the construction period.

일반적으로 터널 굴착 장비는 원형의 단면을 형성하도록 터널을 굴착할 수 있고, 지반 굴착에 따른 지반 변형을 최소화하여 시공 과정에서의 안전성을 최대한 확보할 수 있다. 또한, 터널 굴착 장비를 사용하여 시공된 터널은 구조물의 품질이 우수하고, 시공 관리가 용이하다. 다만, 터널 굴착 장비는 굴진 속도가 느리고, 가격이 높은 단점이 있다.Generally, the tunnel excavation equipment can excavate the tunnel to form a circular cross section, and minimizes the ground deformation caused by excavation of the ground, thereby maximizing the safety in the construction process. In addition, the tunnel constructed using the tunnel excavation equipment is excellent in the quality of the structure and easy to manage the construction. However, the tunnel excavation equipment has a drawback that the speed is slow and the price is high.

종래기술의 한 예로선 특허문헌 1(미국공개특허 제2015-0233242호)이 있다. 특허문헌 1은 TBM에 관한 것으로, 더 상세하게는 시공 과정에서 지반 상태를 예측하여 용이하게 시공을 진행할 수 있도록 지질학적 검출 시스템이 구비된 TBM을 제공한다.An example of the prior art is Patent Document 1 (US Patent Publication No. 2015-0233242). Patent Document 1 relates to a TBM, and more particularly, to a TBM equipped with a geological detection system so that a construction can be easily performed by predicting a ground condition in a construction process.

특허문헌 1에 의하면, 신속하게 지반 상태를 예측하여 이에 대한 데이터를 기반으로 시공과정의 안정성을 높일 수 있으며, 땅 속 물줄기, 단단한 지반 등에 의한 장치의 파손을 방지하는 데에 데이터가 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 기술만으로는 굴진속도를 효과적으로 높일 수 없으며, 여전히 급곡구간에서 필요한 여굴을 생성하는 데에 사용될 수 없어 굴진 속도가 느리고 가격이 높다. According to Patent Document 1, data can be used to predict the ground condition quickly, to increase the stability of the construction process based on the data, and to prevent breakage of the apparatus due to ground water, hard ground, and the like. However, such a technique alone can not effectively increase the pumping speed, and can not be used to generate the necessary excavation in the steep section, so that the pumping speed is low and the price is high.

지질학적 검출 시스템에 의해 지반 상태를 예측할 수 있더라도, 지반 상태가 예측되어 특히 단단한 지반이 발견됨에 따라 TBM은 이를 피하거나 추가적인 작업을 통해 장애물을 제거해야 하며, 결국 종래와 동일한 방법으로 여굴 생성을 해야한다. 즉, 실질적으로 급곡구간에서 필요한 여굴을 생성하는 데에는 추가적인 장치와 작업들이 요구되며, 여전히 단단한 지반에 의해 TBM의 카피 커터는 파손될 수 있다는 한계가 있다. Even if the geological condition can be predicted by the geological detection system, the ground condition is predicted and especially the hard ground is found. Therefore, the TBM should avoid this or remove the obstacle through additional work, do. That is, additional devices and operations are required to generate the necessary excursions in the substantially steep section, and the copy cutter of the TBM can still be damaged by the hard ground.

따라서, 현재는 급곡구간에서 필요한 여굴을 용이하게 생성할 수 있으며, 단단한 암반지반에서 사용하더라도 파손되지 않는 내구성이 양호한 TBM이 필요한 실정이다.
Therefore, it is now necessary to produce a TBM that can easily generate necessary excavation in a steep section, and has good durability without being damaged even when used in a hard rock foundation.

US 2015-0233242 A1US 2015-0233242 A1

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 급곡구간이 있는 단단한 암반지반에서 사용될 수 있는 여굴 굴착 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an excavator drilling apparatus and method which can be used in a hard rock foundation having a steep section.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치는, 회전가능한 제1 몸체부; 및 상기 제1 몸체부와 연결되고 유량 생성부가 구비된 워터젯부를 수용하는 제2 몸체부;를 포함하고, 상기 제1 몸체부는, 연마재 탱크가 구비된 연마재 투입부; 상기 워터젯부 및 상기 연마재 투입부와 연결되는 워터젯 노즐부; 및 깊이 측정부와 암반용 커터가 구비된 커터부;를 포함하고, 상기 워터젯 노즐부는 상기 제1 몸체부의 양측에 형성된 노즐 헤드부를 포함하며, 상기 제1 몸체부가 회전하면서 상기 워터젯 노즐부에 의해 여굴이 생성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an excavator drilling apparatus using a water jet, comprising: a rotatable first body part; And a second body part connected to the first body part and accommodating a water jet part having a flow rate generating part, wherein the first body part comprises: an abrasive insert part having an abrasive tank; A water jet nozzle part connected to the water jet part and the abrasive charging part; And a cutter unit having a depth measuring unit and a rocker cutter, wherein the water jet nozzle unit includes a nozzle head unit formed on both sides of the first body unit, and the first body unit is rotated by the water jet nozzle unit The oyster is generated.

또한, 상기 유량 생성부는 상기 노즐 헤드부와 수압관에 의해 연결되고, 상기 유량 생성부에서 생성된 고압의 유체는 상기 수압관을 통해 상기 노즐 헤드부로 전달되고, 상기 수압관에 로타리 조인트부가 구비되어 상기 제1 몸체부 측의 상기 수압관은 회전하되, 상기 제1 몸체부 측 상기 수압관의 회전은 방지되는 것이 바람직하다.The high-pressure fluid generated in the flow rate generator is transmitted to the nozzle head through the pressure pipe, and the rotary pipe joint is provided in the pressure pipe. It is preferable that the hydraulic pipe on the first body portion side is rotated while the rotation of the hydraulic pipe on the first body portion side is prevented.

또한, 상기 연마재 투입부는, 연마재를 수용하는 상기 연마재 탱크; 상기 연마재 탱크와 연결되어 상기 연마재 탱크 내의 압력을 유지하는 압력 유지부; 상기 연마재 탱크 내의 연마재 양을 측정하는 연마재 측정부; 및 상기 워터젯 노즐부로 투입되는 연마재의 양을 조절하는 투입량 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.The abrasive insert unit may further include an abrasive tank for accommodating the abrasive material; A pressure holding part connected to the abrasive tank to maintain a pressure in the abrasive tank; An abrasive measuring unit for measuring an abrasive amount in the abrasive tank; And an injection amount adjusting unit for adjusting an amount of the abrasive to be introduced into the water jet nozzle unit.

또한, 기설정된 목표 절삭 깊이는 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부 간의 관절 각도(articulation angle) 및 TBM의 크기에 의해 결정되는 것이 바람직하다.In addition, the predetermined target cutting depth is determined by the articulation angle between the first body part and the second body part and the size of the TBM.

또한, 상기 연마재 투입부는, 연마재를 수용하는 상기 연마재 탱크; 상기 연마재 탱크 내의 연마재 양을 측정하는 연마재 측정부; 및 상기 연마재 탱크의 압력을 조절함으로써 상기 워터젯 노즐부로 투입되는 연마재의 양을 조절하는 투입량 조절부를 포함하는 것이 바람직하다.The abrasive insert unit may further include an abrasive tank for accommodating the abrasive material; An abrasive measuring unit for measuring an abrasive amount in the abrasive tank; And an injection amount adjusting unit for adjusting an amount of the abrasive to be supplied to the water jet nozzle unit by controlling the pressure of the abrasive tank.

또한, 상기 워터젯 노즐부는, 적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부; 상기 노즐 헤드부를 외부와 차단하는 헤드 보호부; 상기 노즐 헤드부와 연결된 노즐 이동부; 및 선택적으로 적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부 중 어느 하나를 통해 유체를 전달할 수 있도록 구성된 바이패스부를 포함하는 것이 바람직하다.The waterjet nozzle unit may include at least two nozzle heads; A head protector for blocking the nozzle head from the outside; A nozzle moving part connected to the nozzle head part; And a bypass portion configured to selectively deliver fluid through at least one of the at least two nozzle heads.

또한, 상기 노즐 헤드부는 상기 제1 몸체부 양측에 형성된 수용부에 수용가능하고, 상기 헤드 보호부는 상기 제1 몸체부에 구비되어 슬라이딩 이동하면서 상기 수용부를 개폐하는 것이 바람직하다.Preferably, the nozzle head portion is accommodated in the accommodating portion formed on both sides of the first body portion, and the head protector is provided on the first body portion to open and close the accommodating portion while slidingly moving.

또한, 상기 노즐 헤드부는 사용되지 않을 경우에 상기 수용부에 수용되고, 사용될 경우에 상기 노즐 이동부에 의해 상기 수용부로부터 돌출이동할 수 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the nozzle head portion is accommodated in the accommodating portion when not in use, and can be protruded from the accommodating portion by the nozzle moving portion when used.

또한, 적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부는 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부를 포함하며, 상기 제1 노즐 헤드부를 통해 유체가 통과되어 1차 워터젯 여굴 생성 작업이 완성되면, 상기 바이패스부에 의해 상기 제2 노즐 헤드부를 통해 유체가 통과되어 2차 워터젯 여굴 생성 작업이 진행되는 것이 바람직하다.At least two of the nozzle head portions include a first nozzle head portion and a second nozzle head portion. When fluid is passed through the first nozzle head portion to complete the first water jet creating operation, the bypass portion It is preferable that a fluid is passed through the second nozzle head portion to perform a second water jetting operation.

또한, 상기 1차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴과 상기 2차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴은 서로 기설정된 거리로 이격되는 것이 바람직하다.It is preferable that the excavation generated in the primary waterjet creation work and the excavation generated in the secondary waterjet creation work are spaced apart from each other by a predetermined distance.

또한, 상기 제1 노즐 헤드부 및 상기 제2 노즐 헤드부는 상기 제1 몸체부의 내외측으로 왕복이동이 가능하며, 상기 제1 몸체부의 길이 방향으로도 왕복이동이 가능한 것이 바람직하다. Preferably, the first nozzle head and the second nozzle head are reciprocally movable inward and outward of the first body, and also reciprocate in the longitudinal direction of the first body.

또한, 상기 1차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴과 상기 2차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된, 서로 기설정된 거리로 이격된 여굴 사이의 암반은 상기 암반용 커터에 의해 파쇄되는 것이 바람직하다.It is preferable that the rock between the excavation produced in the primary waterjet excavation operation and the excavation spaced apart from each other by a predetermined distance generated in the secondary waterjet excavation operation is broken by the rock cutter.

또한, 상기 암반용 커터는 상기 제1 몸체부의 양측에 구비된 수용부에 수용가능하며, 상기 암반용 커터는 커터 이동부와 연결되어 상하좌우로 왕복이동 가능한 것이 바람직하다.
Preferably, the rock cutter is accommodated in a receiving portion provided on both sides of the first body portion, and the rock cutter is connected to the cutter moving portion so as to be reciprocally movable up and down and right and left.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법은, 급곡구간에서 요구되는 목표 절삭 깊이가 입력되는 단계; 상기 목표 절삭 깊이를 기반으로 연마재 투입량이 조절되고 유체의 수압이 조정되는 단계; 워터젯 노즐부가 작동되어 상기 연마재 및 상기 유체로 워터젯 절삭이 진행되는 단계; 상기 워터젯 절삭에 의해 생성된 여굴의 깊이가 측정되는 단계; 상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이와 비교되는 단계; 홈 형태로 여굴이 생성되었는지 판단되는 단계; 및 연속된 상기 홈 형태에 의해 요철이 생성된 경우, 커터부가 작동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of excavating an excavated water using a water jet, comprising: inputting a target depth of cut required in a steep section; Adjusting an abrasive input amount based on the target cutting depth and adjusting a hydraulic pressure of the fluid; The water jet nozzle portion is operated to advance the water jet cutting with the abrasive and the fluid; Measuring the depth of the excavation produced by the waterjet cutting; Comparing the depth of the generated excavation with the target depth of cut; A step of judging whether a calligraphy is formed in a groove form; And a step in which the cutter unit is operated when irregularity is generated by the continuous groove shape.

또한, 상기 워터젯 노즐부는 제1 몸체부의 양측에 형성된 노즐 헤드부를 포함하며, 상기 제1 몸체부가 회전하면서 상기 워터젯 노즐부에 의해 여굴이 생성되는 것이 바람직하다.The waterjet nozzle unit may include a nozzle head formed on both sides of the first body, and the first body may rotate while the water jet nozzle unit generates the excavation.

또한, 상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이보다 작은 경우, 상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이와 일치될 때까지 상기 워터젯 절삭이 진행되는 것이 바람직하다.
In addition, when the depth of the generated excavation is smaller than the target depth of cut, the waterjet cutting may proceed until the depth of the generated excavation matches the target depth of cut.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다. The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention and the manner of achieving them will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully explain the scope of the present invention to those skilled in the art.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 단단한 암반지반에서의 급곡구간에서도 신속하고 용이하게 굴진 및 여굴 생성이 동시에 진행될 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to rapidly and easily perform the swing and excavation even in the steep section of the hard rock foundation.

또한, 본 발명에 의하면, 급곡구간에서 신속한 굴진을 위해 요구되는 여굴 깊이에 따라 작동 모드의 변경이 가능하여 안정적이며 효율적인 굴착 시공이 가능하다.
In addition, according to the present invention, it is possible to change the operation mode according to the depth of excavation required for rapid pumping in a steep section, thereby enabling stable and efficient excavation construction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 워터젯부의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 연마재 투입부의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 워터젯 노즐부의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 커터부의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 단부 일부가 절단된 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 단부 일부가 절단되어 확대된 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치에 의해 여굴이 생성되는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치가 급곡구간 내에 있는 모습을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram for explaining the overall configuration of a water-drilling excavator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a water jet unit of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual view for explaining a configuration of an abrasive material input unit of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a water jet nozzle unit of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a cutter of an excavation excavator using a water jet according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic longitudinal sectional view showing a water-drilling excavator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an end portion of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged schematic cross-sectional view of an end portion of an excavation drilling apparatus using a waterjet according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a step of generating excavation by an excavator using a water jet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing a water excavator using a water jet within a steep section according to an embodiment of the present invention. FIG.
11 is a flowchart illustrating an excavation method using a waterjet according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Before describing the present invention in detail, terms and words used herein should not be construed as being unconditionally limited in a conventional or dictionary sense, and the inventor of the present invention should not be interpreted in the best way It is to be understood that the concepts of various terms can be properly defined and used, and further, these terms and words should be interpreted in terms of meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.That is, the terms used herein are used only to describe preferred embodiments of the present invention, and are not intended to specifically limit the contents of the present invention, It should be noted that this is a defined term.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Also, in this specification, the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise, and it should be understood that they may include singular do.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Where an element is referred to as "comprising" another element throughout this specification, the term " comprises " does not exclude any other element, It can mean that you can do it.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Further, when it is stated that an element is "inside or connected to" another element, the element may be directly connected to or in contact with the other element, A third component or means for fixing or connecting the component to another component may be present when the component is spaced apart from the first component by a predetermined distance, It should be noted that the description of the components or means of 3 may be omitted.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, it should be understood that there is no third component or means when an element is described as being "directly connected" or "directly connected" to another element.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions that describe the relationship between the components, such as "between" and "immediately", or "neighboring to" and "directly adjacent to" .

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.In this specification, terms such as "one side", "other side", "one side", "other side", "first", "second" Is used to clearly distinguish one element from another element, and it should be understood that the meaning of the element is not limited by such term.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.It is also to be understood that terms related to positions such as "top", "bottom", "left", "right" in this specification are used to indicate relative positions in the drawing, Unless an absolute position is specified for these positions, it should not be understood that these position-related terms refer to absolute positions.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.Furthermore, in the specification of the present invention, the terms "part", "unit", "module", "device" and the like mean a unit capable of handling one or more functions or operations, Or software, or a combination of hardware and software.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.In this specification, the same reference numerals are used for the respective components of the drawings to denote the same reference numerals even though they are shown in different drawings, that is, the same reference numerals throughout the specification The symbols indicate the same components.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to the present specification, the size, position, coupling relationship, and the like of each constituent element of the present invention may be partially or exaggerated or omitted or omitted for the sake of clarity of description of the present invention or for convenience of explanation May be described, and therefore the proportion or scale may not be rigorous.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.Further, in the following description of the present invention, a detailed description of a configuration that is considered to be unnecessarily blurring the gist of the present invention, for example, a known technology including the prior art may be omitted.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 전체 구성을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 개념도이다.First, referring to FIG. 1, the overall structure of an excavator drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a conceptual diagram for explaining the overall configuration of a water-drilling excavator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치는 유량 생성부가 구비된 워터젯부(100), 연마재 탱크가 구비된 연마재 투입부(200), 워터젯부(100) 및 연마재 투입부(200)와 연결된 워터젯 노즐부(300), 깊이 측정부 및 암반용 커터가 구비된 커터부(400)를 포함한다. The water jet drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention includes a water jet unit 100 having a flow rate generating unit, an abrasive material input unit 200 having an abrasive tank, a water jet unit 100 and an abrasive material input unit 200, And a cutter unit 400 having a depth measuring unit and a rock cutter.

도 2 내지 도 5를 더 참조하여 각각의 워터젯부(100), 연마재 투입부(200), 워터젯 노즐부(300), 및 커터부(400)를 더 상세하게 설명한다. The water jet unit 100, the abrasive insert unit 200, the water jet nozzle unit 300, and the cutter unit 400 will be described in further detail with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯부(100)를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 워터젯부(100)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.Referring to FIG. 2, a water jetting unit 100 according to an embodiment of the present invention will be described. 2 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a water jet unit 100 of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.

워터젯부(100)는 고압으로 물이 워터젯 노즐부(300)를 통해 단단한 암반에 분사될 수 있도록 구성된 것으로, 유량 생성부(110), 압력 조절부(120), 및 부하 알림부(130)를 포함할 수 있다. The water jet unit 100 is configured such that water can be jetted to a hard rock through a water jet nozzle unit 300 at a high pressure and includes a flow rate generating unit 110, a pressure adjusting unit 120, and a load informing unit 130 .

유량 생성부(110)는 수압/유량을 생성하는 장치로서 물과 같은 유체를 수용하는 유체 수용 공간 및 고압 펌프를 포함할 수 있으며, 압력 조절부(120) 및 워터젯 노즐부(300)와 연결된다. 수압을 견딜 수 있는 관(이하, 수압관으로 지칭)에 의해 유량 생성부(110) 및 워터젯 노즐부(300)와 연결된 것이 바람직하다. The flow rate generating unit 110 may include a fluid receiving space for receiving a fluid such as water and a high pressure pump and is connected to the pressure regulating unit 120 and the water jet nozzle unit 300 . And is connected to the flow rate generating unit 110 and the water jet nozzle unit 300 by a pipe capable of withstanding water pressure (hereinafter referred to as a hydraulic pipe).

압력 조절부(120)는 고압 펌프를 제어하는 펌프 제어부와 같은 구성을 포함할 수 있으며, 이에 의해 유량 생성부(110)에서 워터젯 노즐부(300)로 전달되는 유체의 수압/유량이 조절될 수 있다. 바람직하게는, 고압 펌프에 의해 50MPa ~ 500MPa 범위의 고압수가 생성되어 노즐 헤드부(310)로 수압관을 통해 전달된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 조절부(120)는 유체의 압력을 단계적으로 제어할 수 있다. The pressure regulator 120 may have the same configuration as the pump controller for controlling the high pressure pump so that the hydraulic pressure / flow rate of the fluid delivered from the flow generator 110 to the waterjet nozzle unit 300 can be adjusted have. Preferably, high-pressure water in the range of 50 MPa to 500 MPa is generated by the high-pressure pump and is delivered to the nozzle head 310 through the hydraulic pipe. The pressure regulator 120 according to an embodiment of the present invention can control the pressure of the fluid stepwise.

부하 알림부(130)는 워터젯 생성부(110)에서 생성된 고압의 유체가 워터젯 노즐부(300)로 암반에 분사될 때 과도한 부하가 감지됨에 따라 알림을 발생시키도록 구성된 것이 바람직하다. 부하 알림부(130)가 구성됨에 따라 과부하에 의한 워터젯 노즐부(300) 또는 유량 생성부(110)의 고장이 방지될 수 있다. The load notification unit 130 may be configured to generate a notification when an excessive load is detected when the high-pressure fluid generated by the waterjet generator 110 is jetted to the rock by the water jet nozzle unit 300. As the load informing unit 130 is constructed, the failure of the water jet nozzle unit 300 or the flow rate generating unit 110 due to overload can be prevented.

도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연마재 투입부(200)를 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 연마재 투입부(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.3, an abrasive insert unit 200 according to an embodiment of the present invention will be described. 3 is a conceptual diagram for explaining a configuration of an abrasive insert unit 200 of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에서 연마재 투입부(200)는 연마재를 수용하는 연마재 탱크(210), 연마재 탱크(210)와 연결되어 연마재 탱크(210) 내의 압력을 유지하는 압력 유지부(220), 연마재 탱크(210) 내의 연마재 양을 측정하는 연마재 측정부(230), 및 워터젯 노즐부(300)로 투입되는 연마재의 양을 조절하는 투입량 조절부(240)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the abrasive insert unit 200 includes an abrasive tank 210 for receiving an abrasive, a pressure holding unit 220 connected to the abrasive tank 210 to maintain the pressure in the abrasive tank 210, An abrasive measuring unit 230 for measuring the amount of abrasive in the tank 210 and an input adjusting unit 240 for adjusting the amount of abrasive to be supplied to the water jet nozzle unit 300.

연마재 탱크(210)는 기설정된 양의 연마재를 수용하도록 구성될 수 있다. 압력 유지부(220)는 워터젯 노즐부(300)로 연마재가 투입될 경우에, 연마재가 안정적으로 투입될 수 있도록 연마재 탱크(210) 내의 압력을 유지하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 용이하게 의도된 만큼의 연마재의 투입이 가능하다. The abrasive tank 210 may be configured to receive a predetermined amount of abrasive material. The pressure holding portion 220 may be configured to maintain the pressure in the abrasive tank 210 so that the abrasive material can be stably injected when the abrasive material is input into the water jet nozzle portion 300. Accordingly, it is possible to easily insert as many abrasives as intended.

연마재 측정부(230)는 연마재 탱크(210) 내의 연마재의 양을 측정하여, 연마재의 부족에 의한 문제들을 방지할 수 있다. 연마재의 양이 모니터링 가능함으로써, 연마재가 추가적으로 필요할 것으로 예측할 수 있으며, 이에 따라 신속한 재료의 조달 및 충전이 이루어질 수 있다. 연마재는 1.0 mm 이하의 입도를 가지는 모래입자, 고강도 금속 및 세라믹 등을 포함하는 재료일 수 있다. The abrasive measuring unit 230 measures the amount of the abrasive in the abrasive tank 210, thereby preventing problems caused by shortage of abrasive. By monitoring the amount of abrasive material, it is anticipated that an additional abrasive material may be required, thereby enabling rapid material procurement and filling. The abrasive may be a material including sand particles having a particle size of 1.0 mm or less, high strength metals, ceramics and the like.

투입량 조절부(240)는 밸브와 같은 수단으로 구성된 것일 수 있으며, 밸브의 개폐에 따라 투입되는 연마재의 양이 조절될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 연마재 센서(미도시)를 더 포함하여, 연마재가 모두 소진될 경우, 센서에 의해 감지되어 관리자에게 알림이 전달될 수도 있다. The amount adjusting unit 240 may be constituted by means such as a valve, and the amount of the abrasive to be input may be adjusted according to the opening and closing of the valve. In an embodiment of the present invention, an abrasive sensor (not shown) may be further included so that when the abrasive material is exhausted, the sensor may be sensed and informed to the manager.

목표 절삭 깊이는 급곡구간에서 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치가 용이하게 이동하기 위해 요구되는 암반(500)에서의 여굴의 깊이로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 몸체부(20) 및 제2 몸체부(30) 간의 관절 각도(articulation angle)(α) 및 TBM의 크기에 의해 결정되는 것이 바람직하다. 여기서 제1 몸체부(20) 및 제2 몸체부(30) 사이에는 굴절이 가능한 부분이 구비되어 제1 몸체부(20) 및 제2 몸체부(30)를 연결할 수 있다.The target depth of cut is the depth of the excavation in the rock mass 500 required for easy movement of the excavator using the water jet of the present invention in a steep section, The articulation angle alpha between the first and second body portions 30 and 30, and the size of the TBM. Here, the first body part 20 and the second body part 30 can be connected to each other by providing a refractable part between the first body part 20 and the second body part 30.

도 10은 급곡구간 내에서의 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치를 나타낸 도면으로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 커터 헤드부(10) 및 제1 몸체부(20)에 의해 굴진이 가능하며, 관절 각도(α)를 기반으로 요구되는 여굴 깊이가 계산되어 목표 절삭 깊이가 결정되어 제1 몸체부(20)와 연결된 제2 몸체부(30) 및 세그먼트부(40)가 모두 암반(500)에서의 급곡구간을 용이하게 지날 수 있도록 할 수 있다. Fig. 10 is a view showing an apparatus for excavating a water jets using the water jet of the present invention in a steep section. As shown in Fig. 10, the cutter head portion 10 and the first body portion 20 can be pivoted The desired depth of cut is determined and the second body 30 and the segment 40 connected to the first body 20 are all determined to have the desired depth of cut based on the joint angle? So that it is possible to easily pass through the leaping period in FIG.

본 발명의 다른 일 실시예에서는 연마재 탱크(210), 연마재 측정부(230), 및 투입량 조절부(240)만을 포함할 수도 있다. 이러한 경우에는 투입량 조절부(240)가 연마재 탱크(210)의 압력을 조절할 수 있는 펌프와 같은 구성일 수 있다.In another embodiment of the present invention, only the abrasive tank 210, the abrasive measurement unit 230, and the input amount control unit 240 may be included. In this case, the input amount adjusting unit 240 may be configured as a pump capable of adjusting the pressure of the abrasive tank 210.

도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯 노즐부(300)를 더 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 워터젯 노즐부(300)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. The water jet nozzle unit 300 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a water jet nozzle unit 300 of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.

워터젯 노즐부(300)는 제1 몸체부(20)의 양측에 구비된 노즐 헤드부(310), 노즐 헤드부(310)를 외부와 차단하는 헤드 보호부(320), 노즐 헤드부(310)와 연결된 노즐 이동부(330), 워터젯 노즐부(300)와 워터젯부(100)를 연결하는 수압관에 구비된 로타리 조인트부(340), 및 선택적으로 어느 한 노즐 헤드부(310)를 통해 유체를 전달할 수 있도록 구성된 바이패스부(350)를 포함한다. The water jet nozzle unit 300 includes a nozzle head unit 310 provided on both sides of the first body unit 20, a head protecting unit 320 for blocking the nozzle head unit 310 from the outside, a nozzle head unit 310, A rotary joint part 340 provided in a water pressure pipe connecting the water jet nozzle part 300 and the water jet part 100 and a fluid joint part 340 selectively connected to the nozzle head part 310 through a nozzle head part 310, And a bypass unit 350 configured to be able to transmit the signal.

노즐 헤드부(310)는 적어도 두 개로 구성되어 제1 몸체부(20)로부터 돌출될 수 있도록 구성된 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서 노즐 헤드부(310)가 두 개인 경우, 이는 서로 반대되는 방향, 즉 서로에 대해 180°인 위치에서 제1 몸체부(20) 양측에 형성된 수용부로부터 돌출될 수 있다. It is preferable that the nozzle head 310 is configured to be at least two and protrude from the first body 20. In an embodiment of the present invention, when there are two nozzle heads 310, they may protrude from the receptacles formed on both sides of the first body portion 20 in opposite directions, .

이와 같이 위치된 노즐 헤드부(310)에 의하면, 제1 몸체부(20)가 회전하면서 노즐 헤드부(310)가 구비된 위치와 대응되는 암반에 워터젯 절삭기술에 의해 여굴이 생성될 수 있다. According to the nozzle head unit 310 positioned in this way, the first body part 20 is rotated to generate the excavation by the water jet cutting technique on the rock bed corresponding to the position where the nozzle head unit 310 is provided.

노즐 헤드부(310)가 사용되고 있지 않을 경우에는 제1 몸체부(20) 양측에 형성된 수용부에 수용되도록 형성되는 것이 바람직하다. 헤드 보호부(320)는 노즐 헤드부(310)가 수용부에 수용되면 노즐 헤드부(310)를 외부로부터 차단하는 역할을 하는 것으로, 제1 몸체부(20)에 구비되어 슬라이딩 이동하면서 수용부를 개폐하도록 구성된 것이 바람직하다. It is preferable that the nozzle head part 310 is formed to be accommodated in the receiving part formed on both sides of the first body part 20 when the nozzle head part 310 is not used. The head protector 320 serves to cut off the nozzle head 310 from the outside when the nozzle head 310 is received in the receiving portion. The head protector 320 is provided on the first body portion 20, And is configured to open and close.

헤드 보호부(320)에 의해 수용부가 폐쇄되면, 외부로부터 파쇄석 및 슬러리 등의 물질로부터 노즐 헤드부(310)를 보호할 수 있다. 이러한 물질들이 노즐 헤드부(310)로 유입되지 않음으로써 노즐 헤드부(310)의 내구성을 증가시킬 수 있다. When the receiving portion is closed by the head protecting portion 320, the nozzle head portion 310 can be protected from materials such as crushed stone and slurry from the outside. The durability of the nozzle head 310 can be increased by preventing these substances from flowing into the nozzle head 310.

노즐 헤드부(310)가 사용될 경우, 제1 몸체부(20) 양측에 형성된 수용부로부터 돌출될 수 있으며, 이를 위한 동력은 노즐 이동부(330)에서 제공하는 것이 바람직하다. 즉, 노즐 이동부(330)는 노즐 헤드부(310)와 연결되어, 노즐 헤드부(310)가 수용부로부터 왕복이동할 수 있도록 동력을 제공한다. 노즐 이동부(330)는 노즐 헤드부(310)가 사용될 시에는 노즐 헤드부(310)를 수용부로부터 돌출시키고, 사용되지 않을 시에는 노즐 헤드부(310)를 수용부에 다시 수용시킨다. When the nozzle head 310 is used, it may protrude from the receiving portion formed on both sides of the first body portion 20, and the power for the nozzle head 310 may be provided by the nozzle moving portion 330. That is, the nozzle moving part 330 is connected to the nozzle head part 310 to provide the power for the nozzle head part 310 to reciprocate from the receiving part. The nozzle moving part 330 protrudes the nozzle head part 310 from the receiving part when the nozzle head part 310 is used and accommodates the nozzle head part 310 again in the receiving part when not in use.

또한, 노즐 이동부(330)에 의해 노즐 헤드부(310)가 수용부로부터 돌출되는 정도도 조절될 수 있으므로, 생성하고자 하는 여굴의 깊이도 조절 가능하다. Further, since the degree of protrusion of the nozzle head part 310 from the accommodating part can be adjusted by the nozzle moving part 330, the depth of the excitation to be generated can also be adjusted.

로타리 조인트부(340)는 수압관에 구비된 것으로, 제1 몸체부(20)가 회전되더라도 수압관이 꼬이지 않도록 한다. 이에 따라 제1 몸체부(20)가 회전되면서 굴착 시공이 진행될 때, 안정적으로 워터젯부(100)로부터 유체가 꼬이지 않는 수압관을 통해 노즐 헤드부(310)로 전달될 수 있다. The rotary joint portion 340 is provided in the hydraulic pipe so that the hydraulic pipe is not twisted even if the first body portion 20 is rotated. Accordingly, when the first body part 20 is rotated and the excavation construction progresses, the water can be stably transferred from the water jet part 100 to the nozzle head part 310 through the water pressure pipe which is not twisted.

바이패스부(350)는 수압관에 더 구비된 것으로, 적어도 두 개의 노즐 헤드부(310)에 대해 선택적으로 유체가 전달될 수 있도록 구성된 바이패스 밸브와 같은 구성일 수 있다. The bypass unit 350 may further include a bypass valve configured to selectively transmit the fluid to at least two nozzle heads 310. The bypass valve 350 may be a bypass valve.

예를 들면, 노즐 헤드부(310)가 두 개 구비된 경우(이하, 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부로 지칭), 수압관은 제1 수압관 및 제2 수압관으로 나눠져서 형성되고, 바이패스부(350)를 통해 각각의 노즐 헤드부(310)와 연결된 제1 수압관 및 제2 수압관에 선택적으로 유체를 통과시킬 수 있다. 이에 따라 워터젯부(100)의 고압 펌프와 같은 유량 생성부(110) 하나만으로도 적어도 두 개의 노즐 헤드부(310)를 운용할 수 있다. For example, when two nozzle head portions 310 are provided (hereinafter, referred to as a first nozzle head portion and a second nozzle head portion), the hydraulic pressure tube is divided into a first hydraulic pressure pipe and a second hydraulic pressure pipe The bypass pipe 350, and the first and second hydraulic pipes connected to the respective nozzle heads 310, respectively. Accordingly, at least two nozzle head units 310 can be operated by only one flow rate generating unit 110 such as a high-pressure pump of the water jet unit 100.

제1 노즐 헤드부 및 제1 수압관을 통해 유체가 통과되어 1차 워터젯 여굴 생성 작업(제1 작동 모드)이 완성되면, 바이패스부(350)에 의해 제2 노즐 헤드부 및 제2 수압관을 통해 유체가 통과되어 2차 워터젯 여굴 생성 작업(제2 작동 모드)이 진행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치는 제1 작동 모드와 제2 작동 모드로 교대로 작동될 수 있다. When the fluid is passed through the first nozzle head and the first hydraulic pipe to complete the first water jetting operation (first operation mode), the bypass nozzle 350 moves the second nozzle head and the second hydraulic pipe (Second operation mode) can be carried out. The water-drilling rig according to an embodiment of the present invention can be alternately operated in the first operation mode and the second operation mode.

목표 절삭 깊이를 달성하기 위해 이와 같은 1차 및 2차 워터젯 여굴 생성 작업이 이루어질 수 있으며, 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부는 제1 몸체부(20)의 양측에 구성되되, 회전되면서 생성되는 여굴이 서로 기설정된 거리로 이격되도록 위치될 수 있다. The first and second nozzle head portions may be formed on both sides of the first body portion 20 so that the first and second nozzle head portions are formed while being rotated May be positioned so that they are spaced apart from each other by a predetermined distance.

즉, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부는 각각에 연결된 노즐 이동부(330)에 의해 수직 및 수평 이동을 할 수 있다. 노즐 헤드부(310)는 제1 몸체부(20)의 내외측으로 왕복이동뿐만 아니라 제1 몸체부(20)의 길이 방향으로도 왕복이동이 가능하다. 이에 따라 여굴을 생성할 때 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부가 서로 동일한 암반 일부에 유체 및/또는 연마재를 공급하여 워터젯 절삭이 이루어질 수 있다. That is, in one preferred embodiment of the present invention, the first nozzle head and the second nozzle head are vertically and horizontally moved by the nozzle moving part 330 connected to the first nozzle head and the second nozzle head, respectively. The nozzle head 310 can reciprocate not only inward and outward of the first body part 20 but also in the longitudinal direction of the first body part 20. Accordingly, when generating the excavation, the first nozzle head portion and the second nozzle head portion supply fluid and / or abrasive material to a part of the same rock portion, whereby water jet cutting can be performed.

바이패스부(350)에 의해 유체를 유량 생성부(110)로부터 특정 노즐 헤드부(310)로 선택적으로 전달할 수 있어, 고압 펌프가 온/오프될 필요가 없고, 기존과 달리 고압 펌프에 온/오프됨에 따른 장비 무리의 발생이 방지될 수 있다. The bypass unit 350 can selectively transmit the fluid from the flow rate generator 110 to the specific nozzle head unit 310 so that the high pressure pump does not need to be turned on and off and the on / It is possible to prevent the occurrence of equipment clash caused by turning off.

도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 커터부(400)를 더 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 커터부(400)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 5, the cutter unit 400 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail. 5 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a cutter unit 400 of an excavation excavator using a water jet according to an embodiment of the present invention.

커터부(400)는 깊이 측정부(410), 깊이 측정부(410)와 연결된 제어부(420), 제어부(420)와 연결된 암반용 커터(430), 및 암반용 커터(430)와 연결된 커터 이동부(440)를 포함할 수 있다. The cutter unit 400 includes a depth measuring unit 410, a controller 420 connected to the depth measuring unit 410, a rocking cutter 430 connected to the controller 420, and a cutter moving unit 430 connected to the rocking cutter 430. (440).

깊이 측정부(410)는 제1 몸체부(20)의 양측에 구비될 수 있으며, 여굴 깊이를 측정할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다. 예를 들면, 깊이 측정부(410)는 레이저를 조사하여 생성된 여굴의 깊이를 측정하거나, 통상의 깊이 측정 장치가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The depth measuring unit 410 may be provided on both sides of the first body 20 and may be configured to measure an excavation depth. For example, the depth measuring unit 410 may measure the depth of an excitation generated by irradiating a laser, or a conventional depth measuring apparatus may be used, but is not limited thereto.

깊이 측정부(410)에 의해 목표된 여굴 깊이만큼 여굴이 생성되었는지가 모니터링될 수 있다. 또한, 노즐 헤드부(310)를 통해 유체 및/또는 연마재에 의해 단단한 암반에 여굴이 생성되면, 깊이 측정부(410)에 의해 생성된 여굴의 깊이를 측정할 뿐만 아니라, 연속적인 깊이 측정에 의해 그 주변부의 암반 형태도 예측될 수 있다. Whether or not the excavation has been generated by the depth measuring unit 410 by the target excavation depth can be monitored. In addition, when the excavation is performed on the hard rock by the fluid and / or the abrasive material through the nozzle head 310, not only the depth of the excavation produced by the depth measuring part 410 is measured, The rock form of the periphery can also be predicted.

이때, 각각의 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부로부터 공급된 유체 및/또는 연마재에 의해 단단한 암반(500)에 생성된 여굴이 홈(kurf) 형태로 형성될 수 있다. 특히, 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 굴진 속도가 매우 빠를 경우에 여굴생성이 이와 같은 홈 형태로 나타날 수 있으며, 절삭 홈(510)이 연속적으로 생성됨으로써 여굴이 요철 형태로 암반에 형성될 수 있다(도 9 참조). At this time, the excrement produced in the hard rock bed 500 by the fluid and / or the abrasive supplied from each of the first nozzle head part and the second nozzle head part can be formed in the form of a kurf. Particularly, when the excavation speed of the excavator using the water jet of the present invention is extremely fast, excavation can be performed in such a groove shape, and cutting grooves 510 are continuously formed, so that the excavation is formed on the rock (See FIG. 9).

요철 형태의 여굴은 깊이 측정부(410)에 의해 감지될 수 있으며, 감지됨에 따라 제어부(420)는 암반용 커터(430)가 작동하도록 명령한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 암반용 커터(430)는 노즐 헤드부(310)를 통해 암반에 생성된 다수의 절삭 홈(510) 사이를 파쇄할 수 있다. Asperities can be detected by the depth measuring unit 410, and the controller 420 instructs the rocking cutter 430 to operate. As shown in FIG. 9, the rock cutter 430 can break a plurality of cut grooves 510 generated in the rock through the nozzle head portion 310.

제어부(420)는 깊이 측정부(410)로부터 여굴 깊이 정보를 받고 암반용 커터(430)는 제어부(420)의 명령에 따라 다수의 절삭 홈 사이로 남은 암반(520)을 파쇄할 수 있다. 암반용 커터(430)는 노즐 헤드부(310) 또는 깊이 측정부(410) 주변부에 위치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. The controller 420 receives the excavation depth information from the depth measuring unit 410 and the rock cutter 430 can crush the rock mass 520 remaining between the plurality of cut grooves according to the command from the controller 420. [ The rock cutter 430 is preferably located at the periphery of the nozzle head 310 or the depth measuring unit 410, but is not limited thereto.

암반용 커터(430)는 종래의 카피 커터 또는 비트로 형성될 수 있으며, 커터 이동부(440)와 연결되어 상하좌우로 왕복이동 가능하게 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 암반용 커터(430)는 제1 몸체부(20)의 양측에 구비된 수용부에 수용될 수 있다. 암반용 커터(430)는 노즐 헤드부(310)가 수용되는 수용부에 함께 수용될 수 있으며(도 8 참조), 헤드 보호부(320)에 의해 사용되지 않을 시에 보호받을 수 있다. The rock cutter 430 may be formed by a conventional copy cutter or a bit, and may be connected to the cutter moving unit 440 to be reciprocally movable up and down and left and right. In an embodiment of the present invention, the rock cutter 430 may be received in a receiving portion provided on both sides of the first body portion 20. [ The rock cutter 430 can be received together with the receiving portion where the nozzle head portion 310 is received (see FIG. 8), and can be protected when not used by the head protecting portion 320.

도 6을 더 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치를 나타내는 개략적인 종단면도이다. Referring to FIG. 6, a water jet drilling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a water-drilling excavator according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치는 커터 비트(11)가 구비된 커터 헤드부(10) 및 커터 헤드부(10)와 연결된 제1 몸체부(20)를 포함할 수 있다.6, the water excavation apparatus using the water jet includes a cutter head 10 having a cutter bit 11 and a first body 20 connected to the cutter head 10, can do.

커터 비트(11)는 통상적인 터널 굴착 장치에 구비된 비트일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 몸체부(20) 내에는 연마재 투입부(200) 및 워터젯 노즐부(300)가 구비될 수 있으며, 제2 몸체부(30)에는 워터젯 노즐부(300)와 수압관 및 로타리 조인트부(340)로 연결된 워터젯부(100)가 구비될 수 있다. The cutter bit 11 may be a bit included in a conventional tunnel excavator. The second body part 30 may be provided with a water jet nozzle part 300 and the second body part 30 may be provided with an abrasive material injection part 200 and a water jet nozzle part 300. In the present invention, And a water jet unit 100 connected to the hydraulic pipe and the rotary joint unit 340.

본 발명의 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치는 커터 헤드부(10) 및 제1 몸체부(20)가 회전함으로써 굴진이 가능하고, 워터젯 노즐부(300)가 구비됨으로써 곡선부, 즉 급곡구간에서 여굴생성이 가능하다. 로타리 조인트부(340)가 구비됨으로써 커터 헤드부(10) 및 제1 몸체부(20)가 회전되더라도 제2 몸체부(30)에 있는 워터젯부(100)와 수압관이 회전되지 않고 안정적인 수압 공급이 가능하다. In the excavation apparatus using the waterjet according to the present invention, the cutter head portion 10 and the first body portion 20 can be pivoted by rotating, and the water jet nozzle portion 300 is provided to generate a curved portion, This is possible. Even if the cutter head portion 10 and the first body portion 20 are rotated by the rotary joint portion 340, the water jetting portion 100 in the second body portion 30 and the water pressure tube are not rotated, This is possible.

도 7을 더 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 노즐 헤드부(310), 바이패스부(350), 헤드 보호부(320), 및 깊이 측정부(410)를 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치의 단부 일부가 절단된 개략적인 단면도이다. 7, the nozzle head unit 310, the bypass unit 350, the head protection unit 320, and the depth measurement unit 410 of the excavation drilling apparatus using the water jet according to the embodiment of the present invention Explain. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an end portion of an excavation drilling apparatus using a water jet according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 본 발명의 작동 상태에서, 먼저 제1 노즐 헤드부(310)로부터 유체 및/또는 연마재가 암반 측으로 공급되도록 제1 노즐 헤드부(310)가 작동될 수 있다. 제1 노즐 헤드부(310)에 의해 생성된 여굴의 깊이는 깊이 측정부(410)에 의해 측정되고, 바이패스부(350)에 의해 제2 노즐 헤드부(미부호)가 작동될 수 있도록 한다. In the operating state of the present invention shown in FIG. 7, the first nozzle head portion 310 may be operated so that fluid and / or abrasive material is first supplied to the rock side from the first nozzle head portion 310. The depth of the jig generated by the first nozzle head 310 is measured by the depth measuring unit 410 and enables the second nozzle head (not shown) to be operated by the bypass unit 350 .

제1 노즐 헤드부(310) 및 제2 노즐 헤드부에 의해 생성된 여굴의 깊이가 다시 깊이 측정부(410)에 의해 측정될 수 있으며, 이에 따라 생성된 여굴의 형상 파악이 가능하다. 이에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 구성의 과정들을 거쳐 최종적으로 도 10에 도시된 바와 같이 급곡구간에서도 용이하게 굴진할 수 있는 여굴 굴착 장치가 제공될 수 있다.
The depth of the excitation generated by the first nozzle head part 310 and the second nozzle head part can be measured again by the depth measuring part 410 and thus the shape of the generated excitation can be grasped. Accordingly, the excavator drilling apparatus can be easily pivoted even in the steep section, as shown in FIG. 10, through the steps shown in FIGS. 8 and 9.

다음은 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴굴착 방법을 설명한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Next, a water excavation method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11 is a flowchart illustrating an excavation method using a waterjet according to an embodiment of the present invention.

먼저 커터 헤드부(10) 및 제1 몸체부(20)가 회전함에 따라 굴착 공사가 이루어지고, 급곡구간에서 요구되는 여굴 깊이가 계산되어 진단된다(S100). 이때 계산은 인공지능과 같은 연산부에 의해 이루어질 수 있으며, 기계학습과 같은 수단에 의해 이루어질 수 있다. 관절 각도(α) 및 TBM의 크기 기반으로 요구되는 여굴 깊이가 계산될 수 있으며, 제1 몸체부(20)와 연결된 제2 몸체부(30) 및 세그먼트부(40)가 모두 암반(500)에서의 급곡구간을 용이하게 지날 수 있도록 여굴 깊이를 결정하는 것이 바람직하다. As the cutter head portion 10 and the first body portion 20 are rotated, excavation work is performed, and the required excavation depth is calculated and diagnosed at step S100. In this case, the calculation may be performed by a computing unit such as artificial intelligence, or by means such as machine learning. And the second body portion 30 and the segment portion 40 connected to the first body portion 20 are all formed on the basis of the joint angle? It is preferable to determine the depth of the excavation so as to easily pass through the steep section of the excavation.

입력된 기설정된 목표 절삭 깊이에 따라 연마재의 투입량이 조절되고 유체의 수압이 조정된다(S200). 연마재 및 유체는 워터젯 노즐부(300)로 투입되어 워터젯 노즐부(300)가 작동된다(S300). 워터젯 노즐부(300)가 작동되면서 노즐 헤드부(310)에 의해 연마재가 유체와 함께 암반(500)을 워터젯 절삭하여 절삭 홈(510)이 생성된다. 여기서 생성되는 절삭(여굴) 깊이는 연마재의 투입량뿐만 아니라 수압으로도 조절 가능하여, 효율적이면서도 경제적인 워터젯 절삭 작업이 가능하다.The input amount of the abrasive material is adjusted according to the inputted target cutting depth and the hydraulic pressure of the fluid is adjusted (S200). The abrasive and fluid are introduced into the water jet nozzle unit 300 to operate the water jet nozzle unit 300 (S300). The water jet nozzle unit 300 is operated and the abrasive material is water-jetted along with the fluid by the nozzle head unit 310 to generate the cutting grooves 510. The depth of cut created here can be adjusted not only by the amount of abrasive input but also by the hydraulic pressure, thus enabling an efficient and economical water jet cutting operation.

깊이 측정부(410)에 의해 생성된 여굴의 깊이가 측정된다(S400). 측정된 여굴의 깊이는 목표 절삭 깊이와 비교되어 목표 절삭 깊이의 달성 여부가 판단된다(S410). 생성된 여굴의 깊이가 목표 절삭 깊이보다 작은 경우, 생성된 여굴의 깊이가 목표 절삭 깊이와 일치될 때까지 워터젯 절삭이 진행되는 것이 바람직하다. The depth of the excitation generated by the depth measuring unit 410 is measured (S400). The measured depth of the excavation is compared with the target depth of cut to determine whether the target depth of cut is achieved (S410). When the depth of the generated excavation is smaller than the target cutting depth, it is preferable that the waterjet cutting progresses until the depth of the generated excavation agrees with the target cutting depth.

이때 투입되는 연마재의 양 및/또는 유체의 수압은 다시 조절된 후 워터젯 절삭이 진행될 수 있다. 즉, 수압과 연마재 투입량이 조절됨으로써 목표된 깊이만큼의 절삭이 가능하다.At this time, the amount of the abrasive to be introduced and / or the hydraulic pressure of the fluid may be regulated and the water-jet cutting may proceed. That is, by controlling the hydraulic pressure and the abrasive input amount, it is possible to cut the target depth.

목표 절삭 깊이를 갖는 여굴이 생성되면, 깊이 측정부(410)가 사용되어 홈 형태로 여굴, 즉, 절삭 홈(510)이 생성되었는지가 판단된다(S420). 이때 홈 형태로 여굴이 생성되고, 이러한 다수의 절삭 홈(510)에 의해 암반(500)에 요철이 생성된 것이 파악되면 커터부(400)의 암반용 커터(430)가 작동하여 다수의 절삭 홈(510) 사이에 남은 암반(520)을 파쇄한다(S430). 절삭 홈(510)은 파쇄 자유면 역할을 하여 용이하게 절삭 홈(510) 사이에 남은 암반(520)이 제거될 수 있다. When the excavation having the target cutting depth is generated, it is determined whether the depth measuring unit 410 is used to form a groove, that is, a cutting groove 510 is generated (S420). When it is recognized that the concave and convex portions are formed by the plurality of cut grooves 510, the rock cutter 430 of the cutter portion 400 operates to form a plurality of cut grooves The rock mass 520 remaining between the rocks 510 is fractured (S430). The cutting grooves 510 serve as fracture-free surfaces, and the remaining rocks 520 can easily be removed between the cutting grooves 510.

워터젯 노즐부 작동 단계(S300)에서는 제1 노즐 헤드부(310)로부터 유체 및/또는 연마재가 암반 측으로 공급되도록 제1 노즐 헤드부(310)가 작동될 수 있다. 그 다음으로, 제1 노즐 헤드부(310)에 의해 생성된 여굴의 깊이가 깊이 측정부(410)에 의해 측정되고, 바이패스부(350)에 의해 제2 노즐 헤드부(미부호)가 작동될 수 있다. 제1 노즐 헤드부(310) 및 제2 노즐 헤드부에 의해 생성된 여굴의 깊이가 다시 깊이 측정부(410)에 의해 측정될 수 있으며, 이에 따라 생성된 여굴의 형상 파악이 가능하다. In the operation S300 of the water jet nozzle unit, the first nozzle head unit 310 may be operated so that the fluid and / or the abrasive material are supplied to the rock side from the first nozzle head unit 310. [ Next, the depth of the excitation generated by the first nozzle head part 310 is measured by the depth measuring part 410, and the second nozzle head part (not marked) is operated by the bypass part 350 . The depth of the excitation generated by the first nozzle head part 310 and the second nozzle head part can be measured again by the depth measuring part 410 and thus the shape of the generated excitation can be grasped.

이에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 구성의 과정들을 거쳐 최종적으로 도 10에 도시된 바와 같이 급곡구간에서도 용이하게 굴진할 수 있는 여굴 굴착 장치가 제공될 수 있다.
Accordingly, the excavator drilling apparatus can be easily pivoted even in the steep section, as shown in FIG. 10, through the steps shown in FIGS. 8 and 9.

10: 커터 헤드부
11: 커터 비트
20: 제1 몸체부
30: 제2 몸체부
40: 세그먼트부
100: 워터젯부
110: 유량 생성부
120: 압력 조절부
130: 부하 알림부
200: 연마재 투입부
210: 연마재 탱크
220: 압력 유지부
230: 연마재 측정부
240: 투입량 조절부
300: 워터젯 노즐부
310: 노즐 헤드부
320: 헤드 보호부
330: 노즐 이동부
340: 로타리 조인트부
350: 바이패스부
400: 커터부
410: 깊이 측정부
420: 제어부
430: 암반용 커터
440: 커터 이동부
500: 지반
510: 절삭 홈
520: 남은 암반
10: Cutter head part
11: Cutter bit
20: first body part
30: second body part
40:
100: water jet part
110:
120: Pressure regulator
130: load notification unit
200: abrasive input part
210: abrasive tank
220: pressure holding portion
230: abrasive measuring part
240:
300: Waterjet nozzle part
310: nozzle head
320: head protection portion
330:
340: Rotary joint part
350: Bypass section
400: cutter part
410: Depth measuring unit
420:
430: Rock cutter
440: Cutter moving part
500: ground
510: cutting groove
520: Remaining rock mass

Claims (16)

회전가능한 제1 몸체부; 및
상기 제1 몸체부와 연결되고 유량 생성부가 구비된 워터젯부를 수용하는 제2 몸체부;를 포함하고,
상기 제1 몸체부는,
연마재 탱크가 구비된 연마재 투입부;
상기 워터젯부 및 상기 연마재 투입부와 연결되는 워터젯 노즐부; 및
깊이 측정부와 암반용 커터가 구비된 커터부;를 포함하고,
상기 워터젯 노즐부는 상기 제1 몸체부의 양측에 형성된 노즐 헤드부를 포함하며, 상기 제1 몸체부가 회전하면서 상기 워터젯 노즐부에 의해 여굴이 생성되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
A rotatable first body part; And
And a second body part connected to the first body part and accommodating a water jet part provided with a flow rate generating part,
The first body portion may include:
An abrasive insert having an abrasive tank;
A water jet nozzle part connected to the water jet part and the abrasive charging part; And
And a cutter unit having a depth measuring unit and a cutter for rock,
Wherein the water jet nozzle unit includes a nozzle head unit formed on both sides of the first body unit, and the first body unit is rotated to generate the excavation by the water jet nozzle unit.
Drilling rig using waterjet.
제 1 항에 있어서,
상기 유량 생성부는 상기 노즐 헤드부와 수압관에 의해 연결되고,
상기 유량 생성부에서 생성된 고압의 유체는 상기 수압관을 통해 상기 노즐 헤드부로 전달되고,
상기 수압관에 로타리 조인트부가 구비되어 상기 제1 몸체부 측의 상기 수압관은 회전하되, 상기 제2 몸체부 측 상기 수압관의 회전은 방지되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the flow rate generator is connected to the nozzle head by a hydraulic tube,
The high-pressure fluid generated in the flow rate generator is transmitted to the nozzle head through the pressure pipe,
Wherein the hydraulic pipe is provided with a rotary joint so that the hydraulic pipe on the first body portion side is rotated while the rotation of the hydraulic pipe on the second body portion side is prevented.
Drilling rig using waterjet.
제 1 항에 있어서,
상기 연마재 투입부는, 연마재를 수용하는 상기 연마재 탱크;
상기 연마재 탱크와 연결되어 상기 연마재 탱크 내의 압력을 유지하는 압력 유지부;
상기 연마재 탱크 내의 연마재 양을 측정하는 연마재 측정부; 및
상기 워터젯 노즐부로 투입되는 연마재의 양을 조절하는 투입량 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 1,
The abrasive insert may comprise: an abrasive tank for receiving an abrasive;
A pressure holding part connected to the abrasive tank to maintain a pressure in the abrasive tank;
An abrasive measuring unit for measuring an abrasive amount in the abrasive tank; And
And an amount adjusting unit for adjusting an amount of abrasive to be supplied to the water jet nozzle unit.
Drilling rig using waterjet.
제 3 항에 있어서,
목표 절삭 깊이는 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부 간의 관절 각도(articulation angle)및 TBM의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method of claim 3,
Wherein the target cutting depth is determined by the articulation angle between the first body part and the second body part and the size of the TBM.
Drilling rig using waterjet.
제 1 항에 있어서,
상기 연마재 투입부는, 연마재를 수용하는 상기 연마재 탱크;
상기 연마재 탱크 내의 연마재 양을 측정하는 연마재 측정부; 및
상기 연마재 탱크의 압력을 조절함으로써 상기 워터젯 노즐부로 투입되는 연마재의 양을 조절하는 투입량 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 1,
The abrasive insert may comprise: an abrasive tank for receiving an abrasive;
An abrasive measuring unit for measuring an abrasive amount in the abrasive tank; And
And an amount adjuster for adjusting the amount of abrasives to be supplied to the water jet nozzle by adjusting the pressure of the abrasive tank.
Drilling rig using waterjet.
제 1 항에 있어서,
상기 워터젯 노즐부는,
적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부;
상기 노즐 헤드부를 외부와 차단하는 헤드 보호부;
상기 노즐 헤드부와 연결된 노즐 이동부; 및
선택적으로 적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부 중 어느 하나를 통해 유체를 전달할 수 있도록 구성된 바이패스부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 1,
The waterjet nozzle unit includes:
At least two nozzle heads;
A head protector for blocking the nozzle head from the outside;
A nozzle moving part connected to the nozzle head part; And
And a bypass portion configured to selectively transmit fluid through at least one of the at least two nozzle heads.
Drilling rig using waterjet.
제 6 항에 있어서,
상기 노즐 헤드부는 상기 제1 몸체부 양측에 형성된 수용부에 수용가능하고,
상기 헤드 보호부는 상기 제1 몸체부에 구비되어 슬라이딩 이동하면서 상기 수용부를 개폐하는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the nozzle head portion is receivable in a receiving portion formed on both sides of the first body portion,
Wherein the head protecting portion is provided in the first body portion and slidably moves to open and close the receiving portion.
Drilling rig using waterjet.
제 7 항에 있어서,
상기 노즐 헤드부는 사용되지 않을 경우에 상기 수용부에 수용되고, 사용될 경우에 상기 노즐 이동부에 의해 상기 수용부으로부터 돌출이동할 수 있는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
8. The method of claim 7,
Characterized in that the nozzle head portion is accommodated in the accommodating portion when not in use and can be projected from the accommodating portion by the nozzle moving portion when used.
Drilling rig using waterjet.
제 6 항에 있어서,
적어도 두 개의 상기 노즐 헤드부는 제1 노즐 헤드부 및 제2 노즐 헤드부를 포함하며,
상기 제1 노즐 헤드부를 통해 유체가 통과되어 1차 워터젯 여굴 생성 작업이 완성되면, 상기 바이패스부에 의해 상기 제2 노즐 헤드부를 통해 유체가 통과되어 2차 워터젯 여굴 생성 작업이 진행되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 6,
The at least two nozzle head portions include a first nozzle head portion and a second nozzle head portion,
When the fluid is passed through the first nozzle head to complete the first water jetting operation, fluid is passed through the second nozzle head by the bypass unit to perform the second water jetting operation. doing,
Drilling rig using waterjet.
제 9 항에 있어서,
상기 1차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴과 상기 2차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴은 서로 기설정된 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the excitation generated in the primary waterjet generating operation and the excitation generated in the secondary waterjet generating operation are spaced from each other by a predetermined distance.
Drilling rig using waterjet.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 노즐 헤드부 및 상기 제2 노즐 헤드부는 상기 제1 몸체부의 내외측으로 왕복이동이 가능하며, 상기 제1 몸체부의 길이 방향으로도 왕복이동이 가능한 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the first nozzle head portion and the second nozzle head portion are reciprocally movable inward and outward of the first body portion and reciprocally movable in the longitudinal direction of the first body portion.
Drilling rig using waterjet.
제 10 항에 있어서,
상기 1차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된 여굴과 상기 2차 워터젯 여굴 생성 작업에서 생성된, 서로 기설정된 거리로 이격된 여굴 사이의 암반은 상기 암반용 커터에 의해 파쇄되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the rock cutter between the excavation produced in the primary waterjet excavation producing operation and the excavation spaced apart from each other by a predetermined distance generated in the secondary waterjet excavating operation is broken by the rock cutter,
Drilling rig using waterjet.
제 1 항에 있어서,
상기 암반용 커터는 상기 제1 몸체부의 양측에 구비된 수용부에 수용가능하며, 상기 암반용 커터는 커터 이동부와 연결되어 상하좌우로 왕복이동 가능한 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the rock cutter is accommodated in a receiving portion provided on both sides of the first body portion and the rock cutter is reciprocally movable up and down and left and right connected to the cutter moving portion.
Drilling rig using waterjet.
급곡구간에서 요구되는 목표 절삭 깊이가 입력되는 단계;
상기 목표 절삭 깊이를 기반으로 연마재 투입량이 조절되고 유체의 수압이 조정되는 단계;
워터젯 노즐부가 작동되어 상기 연마재 및 상기 유체로 워터젯 절삭이 진행되는 단계;
상기 워터젯 절삭에 의해 생성된 여굴의 깊이가 측정되는 단계;
상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이와 비교되는 단계;
홈 형태로 여굴이 생성되었는지 판단되는 단계; 및
연속된 상기 홈 형태에 의해 요철이 생성된 경우, 커터부가 작동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법.
A target cutting depth required in a steep section is input;
Adjusting an abrasive input amount based on the target cutting depth and adjusting a hydraulic pressure of the fluid;
The water jet nozzle portion is operated to advance the water jet cutting with the abrasive and the fluid;
Measuring the depth of the excavation produced by the waterjet cutting;
Comparing the depth of the generated excavation with the target depth of cut;
A step of judging whether a calligraphy is formed in a groove form; And
And when the concave and convex is formed by the continuous groove shape, the cutter part is operated.
Excavation method using waterjet.
제 14 항에 있어서,
상기 워터젯 노즐부는 제1 몸체부의 양측에 형성된 노즐 헤드부를 포함하며, 상기 제1 몸체부가 회전하면서 상기 워터젯 노즐부에 의해 여굴이 생성되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the waterjet nozzle unit includes a nozzle head formed on both sides of the first body part, and the first body part is rotated to generate the excavation by the waterjet nozzle unit.
Excavation method using waterjet.
제 14 항에 있어서,
상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이보다 작은 경우,
상기 생성된 여굴의 깊이가 상기 목표 절삭 깊이와 일치될 때까지 상기 워터젯 절삭이 진행되는 것을 특징으로 하는,
워터젯을 이용한 여굴 굴착 방법.
15. The method of claim 14,
When the depth of the generated excavation is smaller than the target cutting depth,
Wherein the waterjet cutting process is performed until the depth of the generated excavation matches the target cutting depth.
Excavation method using waterjet.
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