KR20220032908A - Rock excavation method in tunnel using non-explosion type crushing material and crusher - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 암반에 파쇄재 충전공과 파쇄기 삽입공을 각각 천공하고, 비폭성 파쇄재의 주입에 의해 1차로 암반의 균열을 확보한 후 파쇄기에 의해 2차로 암반을 파쇄함으로써, 극경암이나 경암 등을 진동과 소음이 거의 없이 파쇄할 수 있고, 전용 파쇄재 주입장치를 이용하여 유동성의 파쇄재를 파쇄재 충전공에 간편하게 주입할 수 있으며, 터널 좌우 및 전후방에서 연속적인 천공, 파쇄, 버력처리 작업이 가능하도록 한, 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법에 관한 것이다. The present invention relates to a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, and more specifically, drilling a crushing material filling hole and a crusher insertion hole in the rock, respectively, and first cracking the rock by injecting a non-explosive crushing material By second crushing the rock by a crusher after securing It relates to a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, which can be injected and allows continuous drilling, crushing, and burr processing in the left and right and front and rear sides of the tunnel.
지하철, 철도, 고속도로 등을 건설하기 위한 터널 공사시 또는 지하공간을 확보하기 위해 암반을 파쇄해야 할 경우가 있다. During tunnel construction for subways, railways, highways, etc., or to secure an underground space, there are cases in which bedrock must be crushed.
이러한 암반을 파쇄하여 터널을 굴착하는 방법으로는, 폭약을 이용하는 발파에 의한 굴착공법, 암반에 다수의 천공홀을 천공한 후 천공홀에 파쇄기를 삽입하여 천공홀을 확장시켜 암반을 파쇄하는 공법, 천공홀에 경화시 부피가 확장되는 팽창재(이하 '비폭성 파쇄재'라 칭하기로 한다)를 주입하여 암반을 파쇄하는 공법, 다수의 대구경 천공홀과 소구경 천공홀을 형성한 후 천공홀을 묶어서 발파하는 공법 등이 있다. As a method of excavating a tunnel by crushing such rock, an excavation method by blasting using explosives, a method of drilling a number of drilling holes in the rock, and inserting a crusher into the drilling hole to expand the drilling hole to crush the rock; A method of crushing rock by injecting an expandable material (hereinafter referred to as 'non-explosive crushing material') that expands in volume when hardening into the drilling hole, forming a number of large-diameter drilling holes and small-diameter drilling holes There are blasting techniques, etc.
상기한 공법 중 파쇄기를 확장시켜 파쇄하는 공법과 팽창재를 이용하는 파쇄공법은, 진동이 거의 발생되지 않아 '무진동 파쇄공법'이라 부르며, 다수의 대구경 천공홀과 소구경 천공홀을 묶어서 발파하는 공법은, 통상의 발파공법에 비해 미세한 진동이 발생하기 때문에 '미진동 파쇄공법'이라 부르기도 한다. Among the above methods, the method of crushing by expanding the crusher and the crushing method using an expandable material are called 'vibration-free crushing method' because vibration is hardly generated. It is also called 'micro-vibration crushing method' because it generates minute vibrations compared to the normal blasting method.
상기 발파에 의한 굴착공법은, 터널의 막장면 중심부에 복수의 심발부를 먼저 굴착한 후, 상기 심발부 영역으로부터 반경방향 외측을 향해 나머지 부분을 발파하는 방식으로 진행된다.The excavation method by blasting proceeds in such a way that a plurality of deep-foot parts are first excavated in the center of the final surface of the tunnel, and then the remaining parts are blasted outward in the radial direction from the deep-foot region.
이러한 발파에 의한 굴착공법은, 작업이 비교적 편리하고 굴착효율과 굴착비용 측면에 있어서 유리하다는 장점이 있다.The excavation method by blasting has the advantage of being relatively convenient in operation and advantageous in terms of excavation efficiency and excavation cost.
그러나 상기한 발파 굴착 공법은, 다량의 폭약을 폭파시키기 때문에 정밀한 굴착이 어렵고, 격심한 진동, 소음 및 분진이 발생한다는 문제점이 있다.However, the blasting and excavation method described above has problems in that precise excavation is difficult because it blasts a large amount of explosives, and severe vibration, noise and dust are generated.
이에 따라, 진동과 소음 및 분진의 발생이 없이 암반을 파쇄하는 공법이 요구되고 있으며, 이러한 이유로 상기한 '무진동 파쇄공법'이나 '미진동 파쇄공법'이 터널의 굴착에 널리 사용되고 있다. Accordingly, there is a demand for a method of crushing rock without vibration, noise and dust, and for this reason, the above-mentioned 'vibration-free crushing method' or 'micro-vibration crushing method' is widely used for tunnel excavation.
상기한 무진동 파쇄공법은, 진동이 발생하지 않는다는 장점이 있지만, 발파에 의한 굴착공법에 비해 굴착 효율이 낮다는 단점이 있다. The above-described vibration-free fracturing method has the advantage that vibration does not occur, but has a disadvantage in that the excavation efficiency is low compared to the excavation method by blasting.
상기한 무진동 파쇄공법 중에서 할암기 장비를 이용하는 종래의 터널 암반 굴착 방법은, 대형의 드릴장비로 암반에 다수의 구멍을 천공한 후, 이 천공홀에 할암기 장비의 파쇄부를 삽입하여 천공홀 내에서 상기 파쇄부를 반경 방향으로 확장시킴으로써 암반을 파쇄하고 있다. Among the above-mentioned vibration-free crushing methods, in the conventional tunnel rock excavation method using a rock rock drilling device, a large number of holes are drilled in the bedrock with a large drilling device, and then the crushing part of the rock rock cutting device is inserted into the drilling hole to be inserted into the drilling hole. The rock is crushed by expanding the crushing part in the radial direction.
상기 할암기 장비를 이용하여 암반을 파쇄하는 방법은, 발파 공법을 이용한 굴착 방법에 비해 진동과 소음 및 분진이 대폭 감소하고, 팽창재를 이용하는 암반 파쇄 방법에 비해서 굴착 효율이 높은 장점이 있다.The method of crushing rock using the rock crusher equipment significantly reduces vibration, noise, and dust compared to the excavation method using the blasting method, and has the advantage of high excavation efficiency compared to the rock crushing method using an expandable material.
또한 종래의 터널 암반 굴착공법 중, 도 1에 도시된 바와 같이, 터널의 내부를 상하로 분할하여 상부와 하부의 굴착 작업을 별도로 수행하는 방법이 있다. In addition, among the conventional tunnel rock excavation methods, as shown in FIG. 1 , there is a method in which the inside of the tunnel is divided up and down to separately perform the excavation work of the upper part and the lower part.
도 1에 도시된 종래의 암반 굴착 방식은, 터널의 중앙에 자유면 형성공(H1)을 천공하고, 다수의 파쇄기 삽입공(H2)을 천공한 후, 상기 파쇄기 삽입공(H2)에 파쇄기 또는 브레이커를 삽입하여 암반을 파쇄한다. In the conventional rock excavation method shown in Figure 1, a free surface forming hole (H1) is drilled in the center of the tunnel, a plurality of crusher insertion holes (H2) are drilled, and then a crusher or a crusher in the crusher insertion hole (H2) Break the rock by inserting a breaker.
그런데 극경암(RMR 80~100), 경암(RMR 60~80), 보통암(RMR 40~60)의 경우에는, 상기 파쇄기 삽입방식에 의해 파쇄가 곤란하므로, 화약에 의한 발파 방식을 이용하고 있다.However, in the case of hard rock (RMR 80~100), hard rock (RMR 60~80), and normal rock (RMR 40~60), since it is difficult to crush by the above crusher insertion method, a blasting method using gunpowder is used. .
이에 따라 극경암이나 경암 등의 파쇄시에 진동과 소음이 많이 발생하게 된다는 문제점이 지적되고 있다. Accordingly, a problem has been pointed out that a lot of vibration and noise are generated during crushing of hard rock or hard rock.
또한 터널의 내부를 상하로 분할하여 굴착하는 종래의 방식은, 상반부 굴착 작업시에는 하반부의 굴착 작업을 중지하여야 하고, 하반부 굴착 작업시에는 상반부 굴착 작업을 중지하여야 하므로, 공사가 지연된다는 문제점이 있다.In addition, in the conventional method of digging by dividing the interior of the tunnel up and down, the excavation work of the lower half must be stopped during the excavation work of the upper half, and the excavation work of the upper half must be stopped during the excavation work of the lower half, so there is a problem that the construction is delayed. .
즉 도 1에 도시된 종래의 방식은, 상반부와 하반부를 모두 수평방향으로 천공하므로 상반부 굴착과 하반부 굴착을 동시에 진행할 수가 없고, 작업 차량이 원활하게 통행하기 어렵다는 문제점이 있다.That is, in the conventional method shown in FIG. 1, since both the upper and lower halves are drilled in the horizontal direction, the excavation of the upper half and the excavation of the lower half cannot be carried out at the same time, and there is a problem in that it is difficult for the work vehicle to pass smoothly.
또한, 도 1에 도시된 종래의 굴착방식은, 먼저 상반부 중간에 자유면 형성공(H1)을 천공하고 주변을 군집천공하는 방식이므로, 터널의 외곽을 형성하는 굴착선을 파쇄하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다. In addition, since the conventional excavation method shown in FIG. 1 is a method in which the free surface forming hole H1 is first drilled in the middle of the upper half and then grouped around the periphery, it is not easy to crush the excavation ship forming the periphery of the tunnel. There is this.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.On the other hand, as a result of investigating the prior art related to the present invention, a number of patent documents were searched, and some of them are introduced as follows.
특허문헌 1은, 터널시작점인 원지반에서 시작하여 토사층 내부의 암반층까지 복수의 지지관체를 소정의 압입기로 압입시키는 단계; 상기 압입된 복수의 지지관체 하부의 토사를 암반층까지 굴착하는 단계; 및 상기 토사가 굴착된 지지관체의 하부 공간에 이 지지관체를 떠받치기 위한 지보를 설치하는 단계;를 포함하며, 원지반에서부터 토사층 내부의 암반층까지 지지관체를 터널 형상으로 압입시킨 후 그 내부의 토사를 굴착하고 내부공간에 지보를 설치하여 암반층에 대한 터널 굴착작업을 수행할 수 있도록 함으로써, 원지반을 훼손시키지 않고 자연경관을 그대로 보존할 수 있게 되어 환경파괴를 미연에 예방할 수 있는 터널굴착공법에 대하여 개시하고 있다.Patent Document 1, starting from the original ground, which is the starting point of the tunnel, includes the steps of pressing a plurality of support pipes to the rock layer inside the soil layer with a predetermined press-in device; excavating the soil under the plurality of press-fitted support pipes to the bedrock layer; and installing a support for supporting the support pipe in the lower space of the support pipe in which the soil has been excavated. By excavating and installing supports in the inner space to perform tunnel excavation work on the rock layer, the natural landscape can be preserved without damaging the original ground. are doing
특허문헌 2는, 완성될 터널의 하부에 터널의 길이방향을 따라 하부선굴착부를 굴착하는 단계와, 상기 하부선굴착부의 상측에 위치된 잔여터널부를 굴착하는 단계 및 상기 잔여터널부의 굴착 시 상기 하부선굴착부로 낙하하는 버력들을 제거하는 단계를 포함함으로써, 굴착 시 지표면으로 전달되는 진동과 소음을 최소화하면서 경제적 측면에서도 유리한 이중공법을 통한 터널굴착 방법에 대하여 개시하고 있다.Patent Document 2 discloses the steps of excavating a lower excavation part along the longitudinal direction of the tunnel in the lower part of the tunnel to be completed, excavating the remaining tunnel part located above the lower pre-excavation part, and excavating the residual tunnel part when the lower part is excavated. Disclosed is a tunnel excavation method through a double construction method, which is advantageous in terms of economy while minimizing vibration and noise transmitted to the ground during excavation by including the step of removing the burrs falling to the pre-excavation part.
특허문헌 3은, 굴착 위치에 제1 방향으로 복수개의 제1 천공을 형성하고 상기 제1 천공의 전부 또는 일부에 팽창성 모르타르를 주입하여 상기 제1 천공과 인접한 암반을 파쇄하는 제1 굴착 단계 그리고, 상기 제1 굴착 단계에 의해 굴착된 공간의 하측 방향에 해당하는 제2 방향으로 복수개의 제2 천공을 형성하고 상기 제2 천공의 전부 또는 일부에 상기 팽창성 모르타르를 주입하여 상기 제2 천공과 인접한 암반을 파쇄하는 제2 굴착 단계를 포함하는 터널 굴착 방법에 대하여 개시하고 있다.Patent Document 3, a first excavation step of forming a plurality of first perforations in a first direction at an excavation position and crushing the rock adjacent to the first perforations by injecting an expandable mortar into all or part of the first perforations; A plurality of second perforations are formed in a second direction corresponding to the downward direction of the space excavated by the first excavation step, and the expandable mortar is injected into all or part of the second perforations to form a bedrock adjacent to the second perforations. Disclosed is a tunnel excavation method comprising a second excavation step of crushing.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터널 암반 굴착시 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 병용하여 사용함으로써, 공사기간을 단축하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to shorten the construction period by using a non-explosive crusher and a crusher together when excavating a tunnel rock.
본 발명의 다른 목적은, 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 병용함으로써, 파쇄기 삽입공의 천공 수량을 감소시키는 데 있다. Another object of the present invention is to reduce the number of drilling holes in the crusher insertion hole by using the non-explosive crusher and the crusher together.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널의 상반부와 하반부를 동시에 굴착할 수 있도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to enable the excavation of the upper and lower halves of the tunnel at the same time.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널의 굴착작업시 작업 중단이 없이 연속적인 작업이 가능하도록 하여 공사기간을 단축하는 데 있다.Another object of the present invention is to shorten the construction period by enabling continuous work without interruption of work during tunnel excavation work.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널의 굴착작업시 작업차량이 원활하게 통행할 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to allow a work vehicle to pass smoothly during tunnel excavation work.
본 발명의 또 다른 목적은, 유동성의 파쇄재를 파쇄재 충전공에 간편하게 주입할 수 있는 전용 파쇄재 주입장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a dedicated crushing material injection device capable of easily injecting a fluid crushing material into a crushing material filling hole.
본 발명의 또 다른 목적은, 파쇄재 주입장치에 의해 파쇄재를 충전공에 주입할 때 파쇄재가 충전공 외부로 흘러내리지 않도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to prevent the crushing material from flowing down to the outside of the filling hole when the crushing material is injected into the filling hole by the crushing material injection device.
본 발명의 또 다른 목적은, 팽창시간을 지연시켜 터널의 좌우측에서 연속적으로 작업을 수행할 수 있는 비폭성 파쇄재를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a non-explosive crushing material capable of continuously performing work on the left and right sides of a tunnel by delaying the expansion time.
본 발명의 또 다른 목적은, 극경암이나 경암과 같이 경도가 높은 암반의 경우에도 파쇄시에 진동이 거의 발생하지 않도록 하는 데 있다. Another object of the present invention is to prevent vibration from almost occurring at the time of crushing even in the case of rock with high hardness, such as pole-hard rock or hard rock.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널 공사시 진동 및 소음을 최소화하여 민원이 발생하지 않도록 하는 데 있다. Another object of the present invention is to prevent civil complaints from occurring by minimizing vibration and noise during tunnel construction.
본 발명의 또 다른 목적은, 터널의 좌우측 및 전후방에서 암반의 천공, 파쇄, 버력처리 작업을 병행할 수 있도록 하는 데 있다. Another object of the present invention is to enable parallel drilling, crushing, and burr treatment of rock in the left and right sides and front and rear of the tunnel.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파쇄재 주입장치는, 터널시공 및 지하공간 확보시 암반에 수평 또는 경사지게 천공된 파쇄재 충전공에 비폭성 파쇄재를 주입하기 위한 파쇄재 주입장치에 있어서, 분말상태의 파쇄재와 물을 혼합하기 위한 믹서와, 상기 파쇄재 충전공의 입구부에 삽입되는 원통형의 고무 캡과, 상기 원통형 고무 캡을 통과하여 파쇄재 충전공에 삽입되는 공기배출관과, 상기 원통형 고무 캡을 통과하여 파쇄재 충전공에 유동성의 파쇄재를 공급하기 위한 파쇄재 파쇄재 이송관와, 상기 파쇄재 파쇄재 이송관 라인에 구비되어 파쇄재를 주입하기 위한 튜브 펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The crushing material injection device of the present invention for achieving the above object is a crushing material injection device for injecting a non-explosive crushing material into a crushing material filling hole drilled horizontally or obliquely in a bedrock during tunnel construction and securing an underground space, A mixer for mixing powdered crushing material and water, a cylindrical rubber cap inserted into the inlet of the crushing material filling hole, an air outlet pipe passing through the cylindrical rubber cap and inserted into the crushing material filling hole; A crushing material conveying pipe for supplying a fluid crushing material to the crushing material filling hole through the cylindrical rubber cap, and a tube pump provided in the crushing material crushing material conveying pipe line for injecting crushing material. characterized in that
또한 상기 고무 캡은, 완만한 경사를 갖는 콘 형상으로서, 외주면의 둘레에 구비되는 다수의 돌기와, 고무 캡의 단부에 구비되어 파쇄재 파쇄재 이송관의 통과를 허용하는 플랩을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rubber cap is a cone shape having a gentle inclination, and a plurality of protrusions provided on the periphery of the outer circumferential surface, and a flap provided at the end of the rubber cap to allow passage of the crushing material conveying pipe. characterized.
또한 상기 고무 캡의 단부 상측에 공기배출관이 통과되도록 하기 위한 관통부가 형성되고, 상기 플랩은 상기 공기배출관의 하부에 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a through portion for allowing the air exhaust pipe to pass through is formed on the upper side of the end of the rubber cap, and the flap is provided at a lower portion of the air exhaust pipe.
그리고 본 발명에 따른 비폭성 파쇄재는, 터널의 암반에 천공된 파쇄재 충전공에 주입되어 시간이 경과함에 따라 팽창되어 암반에 균열을 발생시키는 비폭성 파쇄재로서, 산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유되고, 밀도가 3~3.3g/㎤이며, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 1,700~1,800㎠/g인 것을 사용하여 파쇄재를 충전하고 3~5 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 한다.And the non-explosive crushing material according to the present invention is a non-explosive crushing material that is injected into the crushing material filling hole drilled in the rock of a tunnel and expands over time to generate cracks in the rock, calcium oxide (CaO) 89 to 93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 1.5-2 wt%, magnesium oxide 0.7-1 wt%, Sulfur trioxide (SO 3 ) 0.1 to 1% by weight, chlorine (Cl) 0.1 to 1% by weight, the density is 3 to 3.3 g / ㎤, and the specific surface area fineness by the brain method is 1,700 ~ 1,800 ㎠ / g It is characterized in that the expansion effect is expressed after 3 to 5 hours of filling the crushing material.
또한 상기 비폭성 파쇄재는, 산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유되고, 밀도가 3~3.5g/㎤이며, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 3,000~3,100㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전하고 2.5~4 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-explosive crushing material is calcium oxide (CaO) 89 to 93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) ) 1.5 to 2% by weight, magnesium oxide 0.7 to 1% by weight, sulfur trioxide (SO 3 ) 0.1 to 1% by weight, chlorine (Cl) 0.1 to 1% by weight, the density is 3 to 3.5g/cm 3 , the brain method It is characterized in that by using a powder having a specific surface area of 3,000 to 3,100 cm 2 /g, the expansion effect is expressed after 2.5 to 4 hours of filling the crushing material.
또한 비폭성 파쇄재와 물은, 1kg:0.3kg의 비율로 믹서에서 혼합되어 튜브 펌프에 의해 암반의 파쇄재 충전공에 주입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-explosive crushing material and water are mixed in a mixer at a ratio of 1 kg:0.3 kg and injected into the crushing material filling hole of the bedrock by a tube pump.
또한 상기 비폭성 파쇄재는, 1액형의 충전재로서, 전용 파쇄재 주입장치에 의해 1Shot 방식으로 주입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-explosive crushing material is a one-component type filler, private It is characterized in that it is injected in a 1-shot method by the crushing material injection device.
또한 상기 비폭성 파쇄재는, 부직포 주머니에 의해 밀봉된 상태로 물에 7~10분간 담근 후 파쇄재 충전공에 직접 삽입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the non-explosive crushing material is characterized in that it is directly inserted into the crushing material filling hole after being immersed in water for 7 to 10 minutes in a sealed state by the nonwoven bag.
그리고 본 발명에 따른 터널 암반 굴착공법은, 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용하여 터널의 암반을 굴착하기 위한 굴착공법에 있어서, (a) 터널의 막장면에 일정 간격으로 파쇄재 충전공을 천공하는 단계, (b) 상기 파쇄재 충전공의 사이에 파쇄기 삽입공을 천공하는 단계, (c) 상기 파쇄재 충전공에 파쇄재를 충전하여 암반에 1차로 균열을 발생시키는 단계, (d) 상기 파쇄기 삽입공에 파쇄기를 삽입하여 2차로 암반을 파쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And the tunnel rock excavation method according to the present invention, in the excavation method for excavating the rock of a tunnel using a non-explosive crusher and a crusher, (a) drilling crushing material filling holes at regular intervals in the final surface of the tunnel Step, (b) drilling a crusher insertion hole between the crushing material filling holes, (c) filling the crushing material filling hole with crushing material to create a crack in the bedrock primarily, (d) the crusher It is characterized in that it comprises the step of secondly crushing the rock by inserting a crusher into the insertion hole.
또한 상기 파쇄재 충전공의 직경은 38~64mm로 형성하고, 상기 파쇄기 삽입공의 직경은 95~105mm로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the diameter of the crusher filling hole is formed to be 38 ~ 64mm, the diameter of the crusher insertion hole is characterized in that formed to be 95 ~ 105mm.
또한 본 발명에 따른 터널 암반 굴착공법은, 터널의 상반부와 하반부를 나누어서 굴착하고, 터널의 상반부는, 우측단면부와 좌측단면부로 구분하여 교대로 굴착하며, 터널의 하반부는, 우측단면부와 좌측단면부를 각각 복수의 단으로 나누고 작업차량의 통행을 허용하면서 교대로 굴착하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the tunnel rock excavation method according to the present invention, the upper and lower halves of the tunnel are excavated, and the upper half of the tunnel is divided into a right and left end sections and excavated alternately, and the lower half of the tunnel is a right end and a left It is characterized in that the cross-section is divided into a plurality of stages, respectively, and excavated alternately while allowing the passage of a work vehicle.
또한 상기 터널의 하반부는, 우측과 좌측이 각각 3개의 단으로 구분되고, 하반부 좌측 상부(C)→하반부 우측 상부(D)→하반부 우측 중간부(F)→하반부 좌측 중간부(E)→하반부 좌측 하부(G)→하반부 우측 하부(H) 순서로 굴착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower half of the tunnel, the right and left sides are divided into three stages, respectively, the lower half left upper part (C) → lower half right upper part (D) → lower half right middle part (F) → lower half left middle part (E) → lower half part It is characterized in that the excavation is carried out in the order of lower left (G) → lower half, lower right (H).
또한 터널 상반부에 형성된 파쇄재 충전공에 파쇄재를 주입하는 작업과, 파쇄기 삽입공을 천공하거나 파쇄기를 삽입하여 암반을 파쇄하는 작업과, 파쇄된 암반을 처리하는 작업이, 좌측과 우측에서 동시에 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the operation of injecting crushing material into the crushing material filling hole formed in the upper half of the tunnel, crushing the rock by drilling a crusher insertion hole or inserting a crusher, and processing the crushed rock are performed simultaneously on the left and right sides characterized in that
또한 터널의 상반부를 굴착하는 작업과, 터널의 하반부를 굴착하는 작업이 동시에 이루어지고, 상기 터널의 하반부를 굴착하는 작업은, 상반부를 굴착하는 작업지점의 30~50m 후방에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the work of excavating the upper half of the tunnel and the work of excavating the lower half of the tunnel are performed at the same time, and the work of excavating the lower half of the tunnel is performed 30 to 50 m behind the work point of excavating the upper half. Characterized in that.
또한 상기 터널의 하반부를 굴착하는 작업은, 상반부 파쇄시 발생한 버력의 운반차량이 상반부로 진입할 수 있도록 하반부에 경사면과 평면을 형성하면서 굴착하는 것을 특징으로 한다.In addition, the work of excavating the lower half of the tunnel is characterized in that the excavation is performed while forming an inclined surface and a flat surface in the lower half so that the transport vehicle of the burr force generated when the upper half is crushed can enter the upper half.
또한 굴삭기의 선단에 조립된 웨지형 파쇄기를 파쇄기 삽입공에 삽입하여, 무진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the wedge-type crusher assembled at the tip of the excavator is inserted into the crusher insertion hole to crush the rock by the vibration-free crushing method.
또한 상기 웨지형 파쇄기는, 한 쌍의 확장부재와 쐐기를 구비하고, 상기 쐐기의 전진운동에 의해 확장부재가 벌어지면서 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wedge-type crusher is provided with a pair of expansion members and a wedge, and the expansion member is spread by the forward movement of the wedge to crush the rock.
또한 유압에 의해 복수의 작동부재가 이동하는 유압봉 파쇄기를 하반부에 수직으로 천공된 파쇄기 삽입공에 삽입하여, 무진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the hydraulic rod crusher, in which the plurality of operating members move by hydraulic pressure, is inserted into the crusher insertion hole drilled vertically in the lower half to crush the rock by the vibration-free crushing method.
또한 굴삭기의 선단에 조립된 브레이커를 사용하여, 미진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, using the breaker assembled at the tip of the excavator, it is characterized in that the rock is crushed by the micro-vibration crushing method.
또한 상기 브레이커는 내부 상측에 겹판 스프링 또는 코일 스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the breaker is characterized in that it is provided with a leaf spring or a coil spring on the inner upper side.
또한 하반부의 파쇄작업시, 파쇄재 충전공 및 파쇄기 삽입공의 입구, 상부와 중간부의 경계면 또는 중간부와 하부의 경계면에 스펀지를 삽입하여 작업하는 것을 특징으로 한다.In addition, during the crushing operation of the lower half, it is characterized in that the operation is performed by inserting a sponge into the entrance of the crusher filling hole and the crusher insertion hole, the interface between the upper and the middle part, or the interface between the middle part and the lower part.
또한 하반부의 파쇄작업시, 파쇄재 충전공에 물이 차있을 경우 하부에 파이프를 구비한 깔때기를 삽입한 후 파쇄재를 주입하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the crushing work of the lower half is filled with water in the crushing material filling hole, it is characterized in that the crushing material is injected after inserting a funnel having a pipe in the lower part.
본 발명에 따른 파쇄재 주입장치에 의하면, 유동성의 파쇄재를 전용 주입장치를 사용하여 파쇄재 충전공에 간편하게 주입할 수 있는 효과가 있다.According to the crushing material injection device according to the present invention, there is an effect that the flowable crushing material can be easily injected into the crushing material filling hole using a dedicated injection device.
또한 파쇄기 주입장치에 구비된 플랩에 의해, 파쇄재를 충전공에 주입할 때 파쇄재가 충전공 외부로 흘러내리지 않도록 하는 효과가 있다.In addition, by the flap provided in the crusher injection device, there is an effect of preventing the crushing material from flowing down to the outside of the filling hole when the crushing material is injected into the filling hole.
또한 비폭성 파쇄재의 팽창시간에 맞추어 양쪽에서 암반의 천공작업과 파쇄 작업을 병행할 수 있으므로, 터널의 굴진속도를 향상시킬 수가 있다.In addition, the drilling speed of the tunnel can be improved because the drilling and crushing of the rock can be performed simultaneously on both sides according to the expansion time of the non-explosive crushing material.
또한 극경암이나 경암과 같이 경도가 높은 암반의 경우, 파쇄재에 의한 1차 균열발생 및 파쇄기에 의한 2차파쇄에 의해, 진동 및 소음의 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다. In addition, in the case of rock with high hardness such as hard rock or hard rock, there is an effect that can minimize the generation of vibration and noise by primary cracking by crushing material and secondary crushing by crusher.
또한 터널의 상반부와 하반부를 구분하여 시공함과 동시에, 상반부와 하반부를 좌우로 분할하여 교대로 시공함으로써 작업 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the upper and lower halves of the tunnel are separately constructed, and the upper and lower halves are divided into left and right to alternately construct, thereby improving work efficiency.
또한 터널 상반부의 시공과 하반부의 시공을 동시에 병행할 수 있으므로, 터널 굴진속도를 증가시켜 공기를 단축할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the construction of the upper half of the tunnel and the construction of the lower half can be carried out simultaneously, there is an effect of increasing the tunnel excavation speed and shortening the construction period.
또한 하반부 시공시 지반을 좌우로 구분하여 교대로 작업하고, 하반부 지반에 경사진 통행로를 형성하면서 작업함으로써, 상반부 시공을 위한 장비의 통행에 지장을 주지 않도록 하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of not interfering with the passage of equipment for the construction of the upper half by dividing the ground into left and right and working alternately when constructing the lower half, and working while forming a sloping passage in the ground of the lower half.
또한 상반부 시공과 하반부 시공을 병행하면서도, 상반부 시공에 의해 발생한 버력을 신속하게 외부로 반출할 수 있는 효과가 있다.In addition, while the construction of the upper half and the construction of the lower half are carried out simultaneously, there is an effect that the burr force generated by the construction of the upper half can be carried out quickly to the outside.
또한 비폭성 파쇄재로 1차 파쇄를 하고 파쇄기를 사용하여 2차 파쇄를 하는 방식이므로, 암반 등급과 암종에 관계없이 굴착작업이 가능하게 되는 효과가 있다.In addition, since it is a method of performing primary crushing with non-explosive crushing materials and performing secondary crushing using a crusher, there is an effect that excavation work is possible regardless of bedrock grade and rock type.
또한 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 병용함으로써, 대구경의 파쇄기 삽입공의 수량을 약 절반으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by using the non-explosive crusher and the crusher together, there is an effect that the number of large-diameter crusher insertion holes can be reduced by about half.
또한 소구경의 파쇄재 충전공에는 파쇄기를 삽입하지 않아도 되므로, 파쇄속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since it is not necessary to insert a crusher into the small-diameter crushing material filling hole, there is an effect of improving the crushing speed.
또한 일측의 파쇄재 충전작업과 타측의 천공작업을 병행할 수 있으므로, 일시적으로 작업이 중단되지 않도록 하는 효과가 있다. In addition, since the crushing material filling operation of one side and the drilling operation of the other side can be performed in parallel, there is an effect of not temporarily stopping the operation.
도 1은 종래기술에 따른 터널의 암반 굴착방식을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 터널의 암반 굴착방식을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 터널의 굴진방식을 나타낸 도면.
도 4a는 본 발명에 따라 터널 상반부를 굴착하는 과정을 나타낸 도면.
도 4b는 본 발명에 따라 터널 상반부 및 하반부를 굴착하는 과정을 나타낸 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따라 상반부 및 하반부를 동시에 굴착하는 과정을 나타낸 도면.
도 6은, 본 발명에 따른 파쇄재 주입장치를 나타낸 도면.
도 7은, 본 발명에 따른 파쇄재 주입장치의 플랩을 나타낸 도면.
도 8은, 본 발명에 따른 비폭성 파쇄재의 팽창률을 나타낸 그래프.
도 9는, 본 발명에 따른 파쇄재의 부직포 주머니를 나타낸 도면.
도 10은, 본 발명에 따른 웨지형 파쇄기의 일례를 나타낸 도면.
도 11은, 도 10에 도시된 웨지형 파쇄기의 작동과정을 간략하게 나타낸 도면.
도 12는, 하반부에 천공된 파쇄재 충전공과 파쇄기 삽입공에 스펀지를 삽입한 상태를 나타낸 도면.
도 13은, 하반부에 천공된 파쇄재 충전공에 깔때기를 사용하는 경우를 나타낸 도면.
도 14는, 유압봉 파쇄기의 일례를 간략하게 나타낸 도면.
도 15는, 겹판 스프링을 구비한 브레이커를 간략하게 나타낸 도면.1 is a view showing a rock excavation method of a tunnel according to the prior art.
2 is a view showing a rock excavation method of a tunnel according to the present invention.
3 is a view showing a tunnel excavation method according to the present invention.
Figure 4a is a view showing the process of excavating the upper half of the tunnel according to the present invention.
Figure 4b is a view showing the process of excavating the upper half and lower half of the tunnel according to the present invention.
Figures 5a and 5b is a view showing the process of excavating the upper and lower halves at the same time according to the present invention.
Figure 6 is a view showing a crushing material injection device according to the present invention.
7 is a view showing a flap of the crushing material injection device according to the present invention.
8 is a graph showing the expansion rate of the non-explosive crushing material according to the present invention.
9 is a view showing a nonwoven bag of the crushing material according to the present invention.
10 is a view showing an example of a wedge-type crusher according to the present invention.
11 is a view schematically showing the operation process of the wedge-type crusher shown in FIG.
12 is a view showing a state in which a sponge is inserted into the crusher filling hole and the crusher insertion hole drilled in the lower half.
13 is a view showing a case in which a funnel is used in the crushing material filling hole drilled in the lower half.
Fig. 14 is a diagram schematically showing an example of a hydraulic rod crusher.
Fig. 15 is a schematic representation of a breaker with leaf springs;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<비폭성 파쇄재 주입장치><Non-explosive crushing material injection device>
본 발명에 따른 비폭성 파쇄재 주입장치는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 터널의 암반에 수평 또는 경사지게 천공된 파쇄재 충전공(h)에 비폭성 파쇄재를 주입하기 위한 장치로서, 분말상태의 파쇄재와 물을 혼합하기 위한 믹서(40)와, 상기 파쇄재 충전공(h)의 입구부에 삽입되는 원통형의 고무 캡(10)과, 상기 원통형 고무 캡(10)을 통과하여 파쇄재 충전공(h)에 삽입되는 공기배출관(20)과, 상기 원통형 고무 캡(10)을 통과하여 파쇄재 충전공(h)에 유동성의 파쇄재를 공급하기 위한 파쇄재 파쇄재 이송관(30)와, 상기 파쇄재 파쇄재 이송관(30) 라인에 구비되어 파쇄재를 주입하기 위한 튜브 펌프(50)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 6 and 7, the non-explosive crushing material injection device according to the present invention is a device for injecting the non-explosive crushing material into the crushing material filling hole h drilled horizontally or obliquely in the rock of the tunnel. , The
여기서 상기 공기 배출관(20)의 노출 단부는 상측을 향해 구부러지게 구비된다. 이로써 유동성의 파쇄재가 파쇄재 충전공(h)의 외부로 흘러내리는 것을 최소화하고, 파쇄재를 밀실충전 할 수 있다. Here, the exposed end of the
또한 상기 파쇄재 파쇄재 이송관(30)과 튜브 펌프(50)는 커플링(30a)에 의해 조립된다.In addition, the crushing
상기한 파쇄재 주입장치에 의해, 물과 혼합된 파쇄재를 별도의 장비를 사용하지 않고 파쇄재 충전공(h)에 삽입할 수가 있다.By the above-described crushing material injection device, it is possible to insert the crushing material mixed with water into the crushing material filling hole (h) without using a separate equipment.
또한 파쇄재 충전공(h)에 공기 배출관(20)을 삽입한 후 파쇄재를 주입함으로써, 유동성의 파쇄재를 끝까지 밀실충전할 수 있다.In addition, by inserting the
여기서 상기 고무 캡(Cap)(10)은, 완만한 경사를 갖는 콘(Cone) 형상으로서, 외주면의 둘레에 구비되는 다수의 돌기(10b)와, 일단부에 구비되어 파쇄재 파쇄재 이송관(30)의 통과를 허용하는 플랩(10a)을 포함하여 구성된다. Here, the rubber cap (Cap) 10 has a cone shape having a gentle slope, a plurality of
상기 플랩(10a)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 파쇄재 이송관(30)을 삽입하면 상측으로 올라가고, 파쇄재의 주입이 완료되어 파쇄재 이송관(30)을 후퇴시키면 파쇄재 충전공(h)에 주입된 파쇄재와 플랩의 원상 회복 성질에 의해 아래로 내려와 닫히게 된다.As shown in FIGS. 6 and 7 , the
이에 따라, 유동성의 파쇄재가 역류하여 파쇄재 충전공(h)의 외부로 흘러내리는 것을 최대한 방지할 수가 있다. Accordingly, it is possible to prevent as much as possible that the flowable crushing material flows backward to the outside of the crushing material filling hole (h).
또한 막장면(W)이 고르지 못하거나 고무 캡(10)을 고정시키기 어려운 경우에는, 막장면(W)으로부터 돌출되는 고무 캡(10)의 외주면에 코킹재(10c)를 사용하여 고정시킨다.In addition, when the makjangmyeon W is uneven or it is difficult to fix the
상기 코킹재(10c)로는, 발포 우레탄 또는 시멘트 모르타르를 사용하는 것이 바람직하다. As the
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공기 배출관(20)의 단부에는 이보다 작은 직경의 내부관(20a)이 조립된다. 상기 내부관(20a)은 투명 아크릴관으로 형성되는 것이 바람직하다.And, as shown in FIG. 6, an
파쇄재 주입재가 주입된 후 20~30분이 경과하면 파쇄재가 겔(Gel) 상태가 되는데, 이때 상기 공기 배출관(20)을 외부에서 당기면 상기 내부관(20a)은 그대로 있고 공기 배출관(20)만 빠지게 된다.After 20-30 minutes have elapsed after the crushing material injection material is injected, the crushing material is in a gel state. do.
또한 상기 파쇄재 이송관(30)의 내부에도 이보다 작은 직경의 내부 이송관(30a)이 조립되도록 하여 파쇄재의 누출을 방지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to prevent leakage of the crushing material by having an inner conveying
그리고 상기 내부 이송관(30a)은, 고무 캡(10)의 플랩(10a)을 밀고 들어가 약 5~10cm 진입하도록 하는 것이 좋다. And it is preferable that the
파쇄재의 주입이 완료된 후, 상기 파쇄재 이송관(30)을 빼내면, 상기 내부 이송관(30a)이 같이 빠지면서 플랩(10a)이 닫히게 된다. After the injection of the crushing material is completed, when the crushing
본 발명에 따른 비폭성 파쇄재 전용 주입장치에 의하면, 간단한 구조에 의해 유동성 파쇄재를 쉽게 파쇄재 충전공(h)에 밀실 충전할 수가 있다.According to the dedicated injection device for non-explosive crushing materials according to the present invention, it is possible to easily fill the flowable crushing material into the crushing material filling hole h with a simple structure.
특히 고무 캡(10)에 형성된 플랩(10a)에 의해 파쇄재의 역류를 최대한 억제할 수 있으므로, 상방향을 향해 경사지게 천공된 파쇄재 충전공에도(도 2 참조) 파쇄재를 간편하게 주입할 수가 있다. In particular, since the backflow of the crushing material can be suppressed as much as possible by the
<비폭성 파쇄재><Non-explosive crushing material>
본 발명에 따른 비폭성 파쇄재는, 터널의 암반에 천공된 파쇄재 충전공(h)에 주입되어 일정 시간이 경과한 후에 팽창되어 암반에 균열을 발생시키는 특징이 있다.The non-explosive crushing material according to the present invention is characterized in that it is injected into the crushing material filling hole (h) perforated in the rock of the tunnel and expands after a certain period of time to generate cracks in the rock.
상기 비폭성 파쇄재는, 산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유된다.The non-explosive crushing material is calcium oxide (CaO) 89 to 93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 1.5 to 2% by weight, magnesium oxide 0.7 to 1% by weight, sulfur trioxide (SO 3 ) 0.1 to 1% by weight, chlorine (Cl) 0.1 to 1% by weight.
또한 본 발명에 따른 파쇄재는, 밀도가 3~3.3g/㎤이고, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 1,700~1,800㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전한 후 3~5 시간에 팽창효과가 발현되도록 한다.In addition, the crushing material according to the present invention has a density of 3 to 3.3 g/cm 3 and a specific surface area fineness of 1,700 to 1,800 cm 2 / g by the brain method, and expands in 3 to 5 hours after filling the crushing material let the effect take effect.
또한 상기 분말도가 3,000~3,100㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전한 후 2.5~4 시간에 팽창효과가 발현되도록 할 수도 있다.In addition, by using a powder having a fineness of 3,000 to 3,100 cm 2 /g, the expansion effect may be expressed in 2.5 to 4 hours after the crushing material is filled.
또한 비폭성 파쇄재와 물은, 1kg:0.3kg의 비율로 믹서(40)에서 혼합되어 튜브 펌프(50)에 의해 암반의 파쇄재 충전공(h)에 주입된다.In addition, the non-explosive crushing material and water are mixed in the
상기한 조성의 파쇄재에 의해, 비폭성 파쇄재가 파쇄재 충전공(h)에 주입되고 3~5시간 경과 후 수화반응시 발생되는 팽창압에 의해 암반에 균열을 발생시킬 수 있다.By the crushing material of the above composition, the non-explosive crushing material is injected into the crushing material filling hole (h), and after 3 to 5 hours have elapsed, cracks can be generated in the bedrock by the expansion pressure generated during the hydration reaction.
또한 본 발명에 따른 비폭성 파쇄재는, 1액형의 충전재로서, 도 6에 도시된 파쇄재 전용 주입장치에 의해 1Shot 방식으로 주입된다.In addition, the non-explosive crushing material according to the present invention, as a one-component type filler, is injected in a 1-shot method by the crushing material-only injection device shown in FIG. 6 .
도 8은 위와 같은 조성을 갖는 비폭성 파쇄재의 실험결과를 나타낸 것으로, 주입 후 3~5 시간에 급속히 팽창되고, 5~8 시간에 팽창률이 서서히 감소되며, 12시간이 지나면 거의 팽창되지 않음을 알 수 있다.Figure 8 shows the experimental results of the non-explosive crushing material having the above composition, it can be seen that after injection, it expands rapidly at 3 to 5 hours, the expansion rate gradually decreases at 5 to 8 hours, and hardly expands after 12 hours. there is.
따라서 파쇄재를 파쇄재 충전공(h)에 주입한 후 2.5~5시간에, 파쇄기를 파쇄기 삽입공(H2)에 삽입하여 파쇄작업을 하는 것이 바람직하다.Therefore, 2.5 to 5 hours after injecting the crushing material into the crushing material filling hole (h), it is preferable to insert the crusher into the crusher insertion hole (H2) to perform crushing operation.
본 발명에 따른 비폭성 파쇄재는, 다른 한쪽에서 천공 및 파쇄작업을 하는 데 필요한 시간을 고려하여 그 성분과 함량을 조절한 것이다.The non-explosive crushing material according to the present invention has its components and content adjusted in consideration of the time required for drilling and crushing on the other side.
즉 한쪽에서 파쇄재 충전공(h)에 비폭성 파쇄재를 충전하고, 다른 쪽에서는 암반의 천공 또는 파쇄작업을 병행할 수 있다. That is, the non-explosive crushing material is filled in the crushing material filling hole (h) from one side, and the drilling or crushing operation of the bedrock can be performed in parallel at the other side.
또한 한쪽에서 파쇄재가 충전되고 팽창하는 2.5~5시간 동안, 다른 쪽에서는 필요한 작업을 연속하여 진행할 수 있다. In addition, during 2.5 to 5 hours of filling and expansion of the crushing material on one side, the necessary work can be carried out continuously on the other side.
상기한 방식에 의하면, 터널의 좌우측에서 연속적인 천공 및 파쇄작업이 가능하게 되므로 터널의 굴진속도를 크게 향상시킬 수가 있다. According to the above method, since continuous drilling and crushing operations are possible on the left and right sides of the tunnel, the excavation speed of the tunnel can be greatly improved.
또한 본 발명에 따른 비폭성 파쇄재는, 도 6에 도시된 바와 같은 주입장치를 사용하지 않고, 직접 파쇄재 충전공(h)에 삽입하여 팽창시킬 수도 있다.In addition, the non-explosive crushing material according to the present invention may be expanded by directly inserting it into the crushing material filling hole (h) without using an injection device as shown in FIG. 6 .
이 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같은 부직포 주머니(60)를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use the
즉 부직포 주머니(60)에 파쇄재를 넣어 밀봉하고, 20℃의 물에 7~10분간 담근 후 파쇄재 충전공(h)에 직접 삽입한다.That is, the crushing material is put into the
여기서 상기 부직포는, 비스코스 레이온(Viscose Rayon) 30%, 폴리에스터(Polyester) 70%로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. Here, the nonwoven fabric is preferably made of 30% of viscose rayon and 70% of polyester.
또한 하부면에 수직으로 형성된 파쇄재 충전공(h)에 물이 차 있을 경우에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 파이프(82)를 구비한 깔때기(80)를 삽입하여 파쇄재를 주입한다. In addition, when the crushing material filling hole (h) formed vertically on the lower surface is filled with water, as shown in FIG. 13 , a
<비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법><Tunnel rock excavation method using non-explosive crushing material and crusher>
본 발명에 따른 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법은, (a) 터널의 막장면(W)에 일정 간격으로 파쇄재 충전공(h)을 천공하는 단계(S1), (b) 상기 파쇄재 충전공(h)의 사이에 파쇄기 삽입공(H2)을 천공하는 단계(S2), (c) 상기 파쇄재 충전공(h)에 파쇄재를 충전하여 1차로 암반에 균열을 발생시키는 단계(S3), (d) 상기 파쇄기 삽입공(H2)에 파쇄기를 삽입하여 2차로 암반을 파쇄하는 단계(S4)를 포함한다.The tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher according to the present invention, (a) drilling crushing material filling holes (h) at regular intervals in the makjang surface (W) of the tunnel (S1), (b) Step (S2) of drilling a crusher insertion hole (H2) between the crushing material filling holes (h) (S2), (c) filling the crushing material filling hole (h) with crushing material to primarily generate cracks in the bedrock Steps (S3), (d) inserting a crusher into the crusher insertion hole (H2) includes a step (S4) of secondly crushing the rock.
즉 본 발명은, 1차적으로 비폭성 파쇄재의 팽창에 의해 암반에 균열을 발생시킨 후, 2차적으로 도 10에 도시된 웨지형 파쇄기나 도 14에 도시된 유압봉 파쇄기와 같은 무진동 파쇄기를 사용하여 암반을 파쇄한다.That is, the present invention primarily uses a non-vibration crusher such as the wedge type crusher shown in FIG. 10 or the hydraulic rod crusher shown in FIG. 14 after generating cracks in the rock by the expansion of the non-explosive crusher crush the rock
이에 따라 경도가 높은 극경암, 경암 등의 암반의 경우에도 진동이나 소음을 거의 발생시키지 않고 암반을 파쇄할 수가 있다. Accordingly, even in the case of hard rock, such as hard rock and hard rock, it is possible to crush the rock without generating vibration or noise.
또한 상기한 무진동 파쇄기 대신에, 도 15에 도시된 바와 같이, 겹판 스프링을 구비한 브레이커를 사용하여 미진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하여 기계굴착할 수도 있다.In addition, instead of the above-described non-vibration crusher, as shown in FIG. 15, using a breaker having a leaf spring, crushing the rock by a micro-vibration crushing method may be mechanically excavated.
그리고 본 발명은, 도 2에 도시된 바와 같이, 터널 상반부에는 수평방향으로 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)이 천공되고, 하반부 또는 바닥(이를 통상 '난장'이라 한다)에는 수직방향으로 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)이 천공된다.And in the present invention, as shown in FIG. 2, in the upper half of the tunnel, a crusher filling hole (h) and a crusher insertion hole (H2) are perforated in the horizontal direction, and in the lower half or the floor (this is usually referred to as a 'dwarf') The crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) are perforated in the vertical direction.
여기서 파쇄재 충전공(h)의 직경은 38~64mm로 형성하고, 상기 파쇄기 삽입공(H2)의 직경은 95~105mm로 형성하는 것이 바람직하다.Here, the diameter of the crusher filling hole (h) is formed to be 38 to 64 mm, and the diameter of the crusher insertion hole (H2) is preferably formed to be 95 to 105 mm.
상기 파쇄재 충전공(h)의 직경을 파쇄기 삽입공(H)의 직경보다 작게 함으로써, 파쇄공에 주입되는 비폭성 파쇄재의 양을 절감할 수 있다. By making the diameter of the crusher filling hole (h) smaller than the diameter of the crusher insertion hole (H), the amount of non-explosive crushing material injected into the crushing hole can be reduced.
또한 파쇄재와 파쇄기를 병용함으로써, 대구경의 파쇄기 삽입공(H)의 천공수를 약 절반으로 줄일 수가 있다.In addition, by using the crusher and the crusher together, the number of perforations of the large-diameter crusher insertion hole (H) can be reduced to about half.
상기 파쇄재 충전공(h)과 파쇄기 삽입공(H)은, 팽창 파쇄작업시 자유면으로 사용한다. The crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H) are used as free surfaces during the expansion crushing operation.
그리고 터널 상반부의 수평선과 원호선을 형성하는 굴착선은, 파쇄재 충전공(h)과 파쇄기 삽입공(H2)을 번갈아가면서 겹공으로 형성하고, 반원 형상의 터널 굴착면은 파쇄재 충전공(h)과 파쇄기 삽입공(H2)을 격자공으로 형성한다. And the excavation ship forming the horizontal line and the arc line of the upper half of the tunnel is formed by alternating the crushing material filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) into double holes, and the semicircular tunnel excavation surface is crushing material filling hole (h) ) and the crusher insertion hole (H2) are formed as a grid hole.
또한 상기 파쇄기 삽입공(H2)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 격자 형태로 천공되는 파쇄재 충전공(h)의 사이에 형성하는 것이 바람직하다. In addition, the crusher insertion hole (H2), as shown in Figure 2, it is preferable to form between the crushing material filling holes (h) perforated in the form of a grid.
상기 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H)의 간격 및 천공깊이는 암반의 상태에 따라 결정하며, 보통암의 경우 간격은 60~70cm, 천공깊이는 1~3m 정도로 하는 것이 바람직하다. The spacing and the drilling depth of the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H) are determined according to the condition of the bedrock. .
상기 파쇄재 충전공(h)에는 전술한 본 발명의 파쇄재를 충전하고, 상기한 파쇄재 주입장치를 이용하여 파쇄재를 주입하는 것이 바람직하다.The crushing material filling hole (h) is preferably filled with the crushing material of the present invention described above, and injecting the crushing material using the above crushing material injection device.
또한 파쇄재 주입장치를 사용하지 않고, 파쇄재를 부직포 주머니에 넣어 밀봉하고 20℃의 물에 7~10분간 담근 후 파쇄재 충전공(h)에 직접 삽입할 수도 있다. In addition, without using a crushing material injection device, the crushing material can be put in a nonwoven bag, sealed, and then immersed in water at 20° C. for 7 to 10 minutes, and then directly inserted into the crushing material filling hole (h).
그리고 하반부 지면에 수직으로 형성되는 파쇄재 충전공(h)에는, 깔때기를 사용하여 유동성의 파쇄재를 주입하면 된다.And what is necessary is just to inject a fluid crushing material into the crushing material filling hole (h) formed perpendicularly to the ground of the lower half using a funnel.
또한 본 발명에 따른 터널 암반 굴착공법은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 터널의 상반부와 하반부를 나누어서 굴착한다.In addition, in the tunnel rock excavation method according to the present invention, as shown in FIGS. 2 to 5 , the upper and lower halves of the tunnel are divided and excavated.
이때 상반부 단면은 전체 단면의 4/7~3/4, 하반부 단면은 전체 단면의 1/4~3/7의 범위로 구분하여 시공하는 것이 바람직하다. 이는 터널 굴착에 사용되는 장비의 높이를 고려한 것이다.At this time, it is preferable to divide the upper half section into 4/7 to 3/4 of the entire section, and to construct the lower half section by dividing it into 1/4 to 3/7 of the entire section. This is considering the height of the equipment used for tunnel excavation.
또한 본 발명에 따른 터널 암반 굴착공법은, 터널의 상반부는 우측단면부와 좌측단면부로 구분하여 교대로 굴착하고, 터널의 하반부는 우측단면부와 좌측단면부를 각각 복수의 단으로 나누어서 교대로 굴착한다.In addition, in the tunnel rock excavation method according to the present invention, the upper half of the tunnel is alternately excavated by dividing the right section and the left section, and the lower half of the tunnel is alternately excavated by dividing the right section and the left section into a plurality of steps. .
여기서 상기 터널의 하반부는, 도 2에 도시된 바와 같이, 우측과 좌측을 각각 3개의 단으로 구분하여 굴착하는 것이 바람직하다.Here, the lower half of the tunnel is preferably excavated by dividing the right side and the left side into three stages, respectively, as shown in FIG. 2 .
이 경우, 굴착순서는, 하반부 좌측 상부(C)→하반부 우측 상부(D)→하반부 우측 중간부(F)→하반부 좌측 중간부(E)→하반부 좌측 하부(G)→하반부 우측 하부(H) 순서로 굴착하는 것이 바람직하다.In this case, the excavation order is: Lower left upper part (C) → Lower half right upper part (D) → Lower half right middle part (F) → Lower half left middle part (E) → Lower half left lower part (G) → Lower half right lower part (H) It is desirable to excavate in order.
이하 터널의 상반부 및 하반부를 굴착하는 과정을 도 2 내지 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the process of excavating the upper and lower halves of the tunnel will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 5 .
먼저 드릴 장비를 사용하여 상반부 우측단면(A)에 파쇄재 충전공(h)을 천공한다. 상기 드릴 장비는 붐이 3개인 점보 드릴을 사용하는 것이 바람직하다.First, drill a crushing material filling hole (h) in the upper right side section (A) using a drilling device. It is preferable to use a jumbo drill with three booms as the drilling equipment.
터널 상반부를 우측부터 천공하는 이유는, 파쇄작업에 사용되는 굴삭기의 아암이 오른쪽에 배치되어 있다는 점을 고려한 것이다.The reason for drilling the upper half of the tunnel from the right is to consider that the arm of the excavator used for the crushing operation is arranged on the right.
상반부 우측단면(A)에 파쇄재 충전공(h)의 천공이 완료되면 고소작업차를 사용하여 파쇄재를 주입하고, 이와 동시에 드릴장비를 상반부 좌측단면(B)으로 이동시켜 파쇄재 충전공(h)을 천공하기 시작한다.When the drilling of the crushing material filling hole (h) in the upper right end face (A) is completed, the crushing material is injected using a high-place work vehicle, and at the same time, the drilling equipment is moved to the upper left end surface (B) of the crushing material filling hole ( h) begins to be drilled.
상기 상반부 좌측단면(B)의 파쇄재 충전공(h)의 천공이 완료되면, 드릴장비를 다시 상반부 우측단면(A)으로 이동시켜 파쇄기 삽입공(H2)을 천공한다.When the drilling of the crushing material filling hole (h) of the upper left end surface (B) is completed, the drill equipment is moved to the upper right end surface (A) again to drill the crusher insertion hole (H2).
이때 자유면 형성공(H1)부터 파쇄를 시작하여 우측 상반부 전체 단면으로 확대해 나간다.At this time, crushing starts from the free surface forming hole (H1) and expands to the entire cross section of the upper right half.
이와 동시에, 상반부 좌측단면(B)에는 고소작업차를 이용하여 천공이 완료된 파쇄재 충전공(h)에 파쇄재를 주입한다.At the same time, the crushing material is injected into the crushing material filling hole (h) in which the perforation is completed by using a high-place work vehicle in the upper left end surface (B).
상반부 우측단면(A)에서 파쇄기 삽입공(H)의 천공이 완료되면, 드릴장비를 다시 상반부 좌측으로 이동시켜 상반부 좌측단면(B)에 파쇄기 삽입공(H2)을 천공한다.When the drilling of the crusher insertion hole (H) in the upper right section (A) is completed, the drill equipment is moved to the left side of the upper half again to drill the crusher insertion hole (H2) in the upper left section (B) of the upper half.
이와 동시에 우측에서는, 파쇄기 삽입공(H)에 파쇄기를 삽입하여 암반을 파쇄하는 작업을 병행한다. At the same time, on the right side, the crusher is inserted into the crusher insertion hole (H) to perform the operation of crushing the rock.
이때 상기 굴삭기의 선단에, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 웨지형 파쇄기를 조립하여 파쇄작업을 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to assemble a wedge-type crusher as shown in FIGS. 10 and 11 at the tip of the excavator to perform crushing operation.
상기한 웨지형 파쇄기는, 쐐기(72)의 전진운동에 의해 확장부재(71)가 벌어지면서 암반을 파쇄하게 되므로, 무진동으로 암반을 파쇄할 수 있다.Since the wedge-type crusher described above crushes the rock while the
이때 비폭성 파쇄재의 팽창에 의해 이미 암반에는 1차 균열이 발생된 상태이므로, 암반의 파쇄작업이 매우 간편해진다.At this time, since the primary crack has already occurred in the bedrock due to the expansion of the non-explosive crushing material, the crushing operation of the bedrock becomes very simple.
또한 하반부에 수직으로 천공된 파쇄기 삽입공(H)에는, 도 14에 도시된 유압봉 파쇄기(90)를 삽입하여 무진동으로 암반을 파쇄할 수도 있다. In addition, in the crusher insertion hole (H) drilled vertically in the lower half, the
상기 유압봉 파쇄기(90)는, 유압에 의해 외부로 돌출하는 복수의 작동부재(91)에 의해 암반을 파쇄하는 구조로서, 상부에는 손잡이(92)가 구비되어 있다. The
상기 유압봉 파쇄기(90)를 사용할 경우에는, 상기 손잡이(92)에 로프(93)를 연결한 다음 수직으로 천공된 파쇄기 삽입공(H)에 삽입하여 암반을 파쇄한다.When the
파쇄가 완료되면 손잡이(92)에 연결한 로프(93)를 당겨 유압봉 파쇄기(90)를 밖으로 빼내면 된다.When the crushing is completed, pull the rope 93 connected to the handle 92 and pull the
또한 도 15에 도시된 바와 같이, 겹판 스프링(S) 또는 코일 스프링(도시 생략)을 구비한 브레이커(100)를 사용하여 미진동 방식에 의해 암반을 파쇄할 수도 있다. In addition, as shown in Figure 15, using a
상기 브레이커(100)를 사용할 경우 약간의 진동은 발생하지만, 비폭성 파쇄재에 의해 암반에는 1차 균열이 발생되어 있으므로, 통상의 파쇄방식에 비해 진동을 현저히 감소시킬 수 있다. 이런 의미에서 "미진동 기계굴착"이라 할 수 있다. When the
상반부 우측에서 일정거리 암반의 파쇄작업이 완료되면, 발생된 버력을 페이로더와 운반차량에 의해 터널의 외부로 반출하는 동시에, 굴삭기를 좌측으로 이동시켜 좌측단면(B)에서 암반의 파쇄작업을 시작한다.When the crushing of rock at a certain distance from the right side of the upper part is completed, the generated burr force is taken out of the tunnel by the payloader and transport vehicle, and at the same time, the excavator is moved to the left to start crushing the rock at the left section (B). do.
상기한 과정을 교대로 반복하여 터널의 상반부 굴진 길이가 30~50m가 되면, 하반부의 굴착작업을 시작한다. By repeating the above process alternately, when the excavation length of the upper half of the tunnel reaches 30-50 m, the excavation work of the lower half begins.
즉 하반부의 굴착작업은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상반부 굴착작업 위치의 30~50m 후방에서 시작한다.That is, the excavation work of the lower half, as shown in FIG. 5, starts 30-50 m behind the position of the excavation work of the upper half.
이에 따라 상반부 굴착시 발생한 버력의 상차 작업이 용이해지고, 버력을 운반하는 차량이 원활하게 통행하도록 할 수 있다. Accordingly, the loading operation of the burr force generated during excavation of the upper half is facilitated, and the vehicle carrying the burr force can be smoothly passed.
터널 하반부의 굴착작업시에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상반부 파쇄시 발생한 버력의 운반차량이 상반부로 쉽게 진입할 수 있도록 하반부 지면에 경사면 및 평면을 형성하면서 굴착한다.During the excavation work of the lower half of the tunnel, as shown in FIG. 5 , it is excavated while forming an inclined surface and a flat surface on the ground of the lower half so that the transport vehicle of the burr force generated when the upper half is crushed can easily enter the upper half.
터널 하반부 굴착작업은, 상반부 굴착작업과 동일한 방식으로 진행되며, 다만 파쇄재 충전공(h)과 파쇄기 삽입공(H2)을 수직으로 천공한다.The excavation work of the lower half of the tunnel proceeds in the same way as the excavation work of the upper half, except that the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) are vertically drilled.
즉 먼저 직경 38~64mm의 파쇄재 충전공(h)을 격자 모양으로 천공하고, 이어서 직경 95~105mm의 파쇄기 삽입공(H2)을 격자 모양으로 천공한다. That is, first, a crusher filling hole (h) having a diameter of 38 to 64 mm is drilled in a grid shape, and then, a crusher insertion hole (H2) having a diameter of 95 to 105 mm is drilled in a grid shape.
천공홀의 깊이는 천공장비, 천정 높이 등을 고려하여 결정하며, 1회에 1~ 3m 정도 천공을 하는 것이 좋다.The depth of the drilling hole is determined in consideration of the drilling equipment and ceiling height, and it is recommended to drill 1-3m at a time.
하반부의 천공작업에 의해 형성되는 천공홀은 상부가 오픈된 상태가 되므로, 천공홀의 천공 즉시 파쇄재 충전작업을 하거나, 천공을 일부 완료한 후 파쇄재를 즉시 충전하는 것이 바람직하다.Since the upper part of the drilling hole formed by the drilling operation of the lower half is in an open state, it is preferable to immediately charge the crushing material after the drilling of the drilling hole is drilled, or to fill the crushing material immediately after partially completing the drilling.
또한 본 발명은 도 12에 도시된 바와 같이, 1회 천공을 하반부에 깊게 형성할 경우, 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)의 상부와 중간부의 경계면 또는 중간부와 하부의 경계면에 스펀지(A)를 삽입하여 작업한다.In addition, the present invention, as shown in Figure 12, when one-time perforation is deeply formed in the lower half, the interface between the upper and middle parts of the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) or the interface between the middle part and the lower part Insert the sponge (A) into the work.
또한 차량이 통과하는 하반부에는, 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)의 입구에도 스펀지(A)를 삽입한다.In addition, in the lower half through which the vehicle passes, the sponge (A) is also inserted into the inlet of the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2).
상기한 방식에 의해, 차량 통행시 상기 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)에 이물질이 혼입되는 것을 방지할 수가 있다.By the above method, it is possible to prevent the mixing of foreign substances into the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) during vehicle passage.
또한 상기 스펀지(A)를 일정 구간에 삽입함으로써, 파쇄재를 각 구간별로 나누어 주입한 후 각 구간별로 파쇄작업을 진행할 수 있다.In addition, by inserting the sponge (A) in a certain section, the crushing material can be divided into each section and injected, and then the crushing operation can be performed for each section.
상기 파쇄기 삽입공(H2)에 삽입된 스펀지(A)는 파쇄기로 계속 밀어 넣으면서 작업을 하고, 파쇄작업이 완료되면 인발기 등을 사용하여 스펀지(A)를 뽑아낸다.The sponge (A) inserted into the crusher insertion hole (H2) works while continuously being pushed into the crusher, and when the crushing operation is completed, the sponge (A) is pulled out using a drawing machine or the like.
또한 하부면의 파쇄작업시, 파쇄재 충전공(h)에 물이 차있을 경우에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 깔때기(80)의 하부에 파이프(82)를 연결하여 삽입한 후 파쇄재를 주입한다.Also, when the crushing material filling hole (h) is filled with water during the crushing operation of the lower surface, as shown in FIG. 13, after connecting and inserting the
그러면 비중 차이에 의해 파쇄재가 아래로 가라앉으면서, 파쇄재 충전공(h)에 있던 물은 외부로 자연스럽게 배출된다. Then, as the crushing material sinks down due to the difference in specific gravity, the water in the crushing material filling hole (h) is naturally discharged to the outside.
본 발명에 의하면, 터널의 막장, 상부면 및 하부면에 파쇄재 충전공(h)과 파쇄기 삽입공(H2)을 격자상으로 천공하고, 1차로 상기 파쇄재 충전공(h)에 주입된 비폭성 파쇄재의 팽창작용에 의해 암반에 균열을 형성한 다음, 2차로 파쇄기 삽입공(H2)에 파쇄기를 삽입하여 암반을 파쇄한다.According to the present invention, the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2) are drilled in a grid shape in the max, upper and lower surfaces of the tunnel, and the specific width injected into the crushing material filling hole (h) first After forming a crack in the rock by the expansion action of the crushing material, the crusher is inserted into the crusher insertion hole (H2) to crush the rock.
이에 따라 경도가 높은 극경암 및 경암의 경우에도, 진동과 소음의 발생이 거의 없이 쉽게 암반을 파쇄할 수 있다.Accordingly, even in the case of hard rock and hard rock with high hardness, the rock can be easily crushed without generating vibration and noise.
또한 본 발명에 따른 파쇄재 주입장치에 의하면, 파쇄재의 주입시 물과 혼합된 유동성 파쇄재가 외부로 흘러나오는 것을 방지하면서 경사진 천공홀에 대해서도 간편하게 파쇄재를 주입할 수 있다.In addition, according to the crushing material injection device according to the present invention, it is possible to simply inject the crushing material into the inclined perforation hole while preventing the flowable crushing material mixed with water from flowing out when the crushing material is injected.
또한 파쇄재 충전 후 약 2.5~5시간에 급속히 팽창되는 비폭성 파쇄재를 사용함으로써, 좌쪽에서 파쇄재의 팽창이 진행되는 동안, 우측에서 계속 필요한 작업을 진행할 수가 있다.In addition, by using a non-explosive crushing material that rapidly expands about 2.5 to 5 hours after filling the crushing material, necessary work can be continued on the right side while the crushing material is expanded from the left side.
즉 터널의 막장 양쪽에서 동시에 굴착작업이 가능하게 되므로, 터널의 굴진속도를 크게 향상시킬 수가 있다.That is, since excavation work is possible at both ends of the tunnel at the same time, the excavation speed of the tunnel can be greatly improved.
또한 본 발명은, 터널의 상반부를 우측과 좌측으로 나누어 굴착하고, 하반부를 우측과 좌측으로 구분하여 굴착함과 동시에, 하반부를 상부, 중간부, 하부로 나누어서 굴착하며, 하반부의 굴착을 상반부 굴착작업 위치의 30~50m 후방에서 진행한다.In addition, the present invention divides the upper half of the tunnel into right and left and excavates the lower half by dividing it into right and left, and at the same time, divides the lower half into upper, middle, and lower parts and excavates, excavating the lower half of the upper half excavation work It proceeds 30-50m behind the position.
이에 따라 상반부와 하반부의 굴착작업이 서로 방해를 받지 않도록 할 수 있고, 좌측에서의 작업이 우측에서의 작업에 지장을 주지 않도록 할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the excavation work of the upper and lower halves from interfering with each other, and it is possible to prevent the work on the left from interfering with the work on the right.
또한 하반부의 굴착시 경사면을 형성하면서 굴착을 진행하므로, 전방의 상반부 파쇄시 발생한 버력을 처리하는 장비 및 운반 차량이 원활하게 통행하도록 할 수 있다. In addition, since the excavation proceeds while forming a slope during the excavation of the lower half, it is possible to smoothly pass equipment and transport vehicles that handle the burr force generated when the front upper half is crushed.
즉 터널의 천공작업, 파쇄작업, 버력의 처리작업을 좌측와 우측, 전방과 후방에서 동시 다발적으로 진행할 수 있으므로, 터널의 굴진속도를 크게 향상시킬 수가 있고, 공사기간을 대폭 단축할 수가 있다. That is, since the drilling work, crushing work, and processing work of the burr force of the tunnel can be carried out simultaneously on the left and right, front and rear, the excavation speed of the tunnel can be greatly improved and the construction period can be greatly shortened.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. In the above, preferred embodiments of the present invention have been exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments described above. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications and changes are possible without departing from the scope of the technical spirit of the present invention.
10: 고무 캡(Cap) 10a: 플랩(Flap)
10b: 돌기 10c: 코킹(Caulking)재
20: 공기배출관 30: 파쇄재 이송관
40: 믹서(Mixer) 50: 튜브 펌프(Tube Pump)
60: 부직포 주머니 70: 파쇄기
71: 확장부재 72: 쐐기
80: 깔때기 82: 파이프(Pipe)
90: 유압봉 파쇄기 91:작동부재
92: 손잡이 93: 로프(Rope)
100: 브레이커(Breaker)
A: 스펀지(Sponge) H1: 자유면 형성공
H2: 파쇄기 삽입공 h: 파쇄재 충전공
W: 막장면 10: rubber cap (Cap) 10a: flap (Flap)
10b:
20: air exhaust pipe 30: crushed material transfer pipe
40: Mixer 50: Tube Pump
60: non-woven bag 70: crusher
71: extension member 72: wedge
80: funnel 82: Pipe
90: hydraulic rod crusher 91: operating member
92: handle 93: rope (Rope)
100: Breaker
A: Sponge H1: Free face forming hole
H2: shredder insert hole h: shredder filling hole
W: The last scene
Claims (27)
분말상태의 파쇄재와 물을 혼합하기 위한 믹서(40)와,
상기 파쇄재 충전공(h)의 입구부에 삽입되는 원통형의 고무 캡(10)과,
상기 원통형 고무 캡(10)을 통과하여 파쇄재 충전공(h)에 삽입되는 공기배출관(20)과,
상기 원통형 고무 캡(10)을 통과하여 파쇄재 충전공(h)에 유동성의 파쇄재를 공급하기 위한 파쇄재 파쇄재 이송관(30)와,
상기 파쇄재 파쇄재 이송관(30) 라인에 구비되어 파쇄재를 주입하기 위한 튜브 펌프(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재 주입장치.In the crushing material injection device for injecting the non-explosive crushing material into the crushing material filling hole (h) drilled horizontally or obliquely in the bedrock of the tunnel,
A mixer 40 for mixing the crushed material in the powder state with water, and
A cylindrical rubber cap 10 inserted into the inlet of the crushing material filling hole (h),
An air exhaust pipe 20 that passes through the cylindrical rubber cap 10 and is inserted into the crushing material filling hole (h);
A crushing material conveying pipe 30 for supplying a fluid crushing material to the crushing material filling hole (h) through the cylindrical rubber cap 10;
Non-explosive crushing material injection device, characterized in that it is provided in the crushing material crushing material transfer pipe (30) line and comprising a tube pump (50) for injecting crushing material.
상기 고무 캡(10)은, 완만한 경사를 갖는 콘(Cone) 형상으로서,
외주면의 둘레에 구비되는 다수의 돌기(10b)와,
일단부에 구비되어 파쇄재 파쇄재 이송관(30)의 통과를 허용하는 플랩(10a)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재 주입장치.The method of claim 1,
The rubber cap 10 is a cone shape having a gentle inclination,
A plurality of projections (10b) provided on the periphery of the outer peripheral surface,
Non-explosive crushing material injection device, characterized in that it is provided at one end and configured to include a flap (10a) that allows the passage of the crushing material crushing material conveying pipe (30).
상기 고무 캡(10)의 단부 상측에 공기배출관(20)이 통과되도록 하기 위한 관통홀이 형성되고,
상기 플랩(10a)은 상기 공기배출관(20)의 하부에 구비되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재 주입장치.3. The method of claim 2,
A through hole for allowing the air exhaust pipe 20 to pass through is formed on the upper end of the rubber cap 10,
The flap (10a) is a non-explosive crushing material injection device, characterized in that provided in the lower portion of the air discharge pipe (20).
상기 파쇄재 충전공(h)에 주입되는 비폭성 파쇄재는,
산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유되고,
밀도가 3~3.3g/㎤이며, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 1,700~1,800㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전하고 3~5 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재.In the non-explosive crushing material that is injected into the crushing material filling hole (h) perforated in the rock of the tunnel and expands over time to generate cracks in the rock,
The non-explosive crushing material injected into the crushing material filling hole (h) is,
Calcium oxide (CaO) 89-93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 1.5-2 wt%, 0.7 to 1% by weight of magnesium oxide, 0.1 to 1% by weight of sulfur trioxide (SO 3 ), 0.1 to 1% by weight of chlorine (Cl),
It has a density of 3 to 3.3 g/cm3 and a specific surface area and fineness of 1,700 to 1,800 cm2/g by the brain method. non-explosive crushing material.
상기 비폭성 파쇄재는,
밀도가 3~3.3g/㎤이고, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 3,000~3,100㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전하고 2.5~4 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재.5. The method of claim 4,
The non-explosive crushing material,
It has a density of 3 to 3.3 g/cm3 and a specific surface area fineness of 3,000 to 3,100 cm2/g by the brain method, characterized in that the expansion effect is expressed after 2.5 to 4 hours after filling the crushing material. non-explosive crushing material.
비폭성 파쇄재와 물은, 1kg:0.3kg의 비율로 믹서(40)에서 혼합되어 튜브 펌프(50)에 의해 암반의 파쇄재 충전공(h)에 주입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재. 6. The method according to claim 4 or 5,
The non-explosive crushing material and water are mixed in the mixer 40 at a ratio of 1 kg: 0.3 kg and injected into the crushing material filling hole h of the bedrock by the tube pump 50.
상기 비폭성 파쇄재는,
1액형의 충전재로서, 전용 파쇄재 주입장치에 의해 1Shot 방식으로 주입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재.7. The method of claim 6,
The non-explosive crushing material,
As a one-component type filler, non-explosive crushing material, characterized in that it is injected in a 1-shot method by a dedicated crushing material injection device.
상기 비폭성 파쇄재는,
부직포 주머니에 의해 밀봉된 상태로 20℃ 물에 7~10분간 담근 후 파쇄재 충전공(h)에 직접 삽입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재.6. The method according to claim 4 or 5,
The non-explosive crushing material,
A non-explosive crushing material, characterized in that it is directly inserted into the crushing material filling hole (h) after being immersed in water at 20°C for 7 to 10 minutes in a sealed state by a non-woven bag.
(a) 터널의 막장면(W)에 일정 간격으로 파쇄재 충전공(h)을 천공하는 단계(S1),
(b) 상기 파쇄재 충전공(h)의 사이에 파쇄기 삽입공(H2)을 천공하는 단계(S2),
(c) 상기 파쇄재 충전공(h)에 파쇄재를 충전하여 암반에 1차로 균열을 발생시키는 단계(S3),
(d) 상기 파쇄기 삽입공(H2)에 파쇄기를 삽입하여 2차로 암반을 파쇄하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.In the excavation method for excavating the rock of a tunnel using a non-explosive crusher and a crusher,
(a) drilling crushing material filling holes (h) at regular intervals in the makjang surface (W) of the tunnel (S1),
(b) drilling a crusher insertion hole (H2) between the crushing material filling holes (h) (S2),
(c) filling the crushing material filling hole (h) with crushing material to first generate cracks in the bedrock (S3),
(d) inserting a crusher into the crusher insertion hole (H2) to secondarily crush the rock (S4).
상기 S1 단계에서, 상기 파쇄재 충전공(h)의 직경은 38~64mm로 형성하고,
상기 S2 단계에서, 상기 파쇄기 삽입공(H2)의 직경은 95~105mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.10. The method of claim 9,
In the step S1, the diameter of the crushing material filling hole (h) is formed to be 38 ~ 64mm,
In the step S2, a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the diameter of the crusher insertion hole (H2) is 95 to 105 mm.
상기 S3 단계에서, 상기 파쇄재 충전공(h)에 충전되는 파쇄재는,
산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유되고,
밀도가 3~3.3g/㎠이고, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 1,700~1,800㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전하고 3~5 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.10. The method of claim 9,
In the step S3, the crushing material filled in the crushing material filling hole (h),
Calcium oxide (CaO) 89-93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 1.5-2 wt%, 0.7 to 1% by weight of magnesium oxide, 0.1 to 1% by weight of sulfur trioxide (SO 3 ), 0.1 to 1% by weight of chlorine (Cl),
It has a density of 3 to 3.3 g/cm2 and a specific surface area fineness of 1,700 to 1,800 cm2/g by the brain method. A tunnel rock excavation method using non-explosive crushing materials and crushers.
상기 S3 단계에서, 상기 파쇄재 충전공(h)에 충전되는 파쇄재는,
산화칼슘(CaO) 89∼93 중량%, 산화철(Fe2O3) 1~4 중량%, 산화알루미늄(Al2O3) 1~3 중량%, 이산화규소(SiO2) 1.5∼2 중량%, 산화마그네슘 0.7~1 중량%, 삼산화황(SO3) 0.1∼1 중량%, 염소(Cl) 0.1~1 중량% 함유되고,
밀도가 3~3.3g/㎠이고, 브레인방법에 의한 비표면적 분말도가 3,000~3,100㎠/g인 것을 사용하여, 파쇄재를 충전하고 2.5~4 시간 경과 후 팽창효과가 발현되도록 하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.10. The method of claim 9,
In the step S3, the crushing material filled in the crushing material filling hole (h),
Calcium oxide (CaO) 89-93 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) 1-4 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 1-3 wt%, silicon dioxide (SiO 2 ) 1.5-2 wt%, 0.7 to 1% by weight of magnesium oxide, 0.1 to 1% by weight of sulfur trioxide (SO 3 ), 0.1 to 1% by weight of chlorine (Cl),
It has a density of 3 to 3.3 g/cm2 and a specific surface area fineness of 3,000 to 3,100 cm2/g by the brain method, characterized in that the expansion effect is expressed after 2.5 to 4 hours after filling the crushing material. A tunnel rock excavation method using non-explosive crushing materials and crushers.
상기 파쇄재 충전공(h)에 주입되는 파쇄재는, 제1항에 기재된 전용 파쇄재 주입장치를 사용하여 주입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.13. The method according to claim 11 or 12,
The crushing material injected into the crushing material filling hole (h) is a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that it is injected using the dedicated crushing material injection device according to claim 1.
상기 파쇄재 충전공(h)에 충전되는 파쇄재와 물은, 1kg:0.3kg의 비율로 믹서에서 혼합되어 튜브 펌프에 의해 주입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.14. The method of claim 13,
The crushing material and water filled in the crushing material filling hole (h) are mixed in a mixer at a ratio of 1kg:0.3kg and injected by a tube pump. .
상기 파쇄재는,
부직포 주머니(60)에 의해 밀봉된 상태로 20℃의 물에 7~10분간 담근 후 파쇄재 충전공(h)에 직접 삽입되는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.13. The method according to claim 11 or 12,
The crushing material is
A tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that it is directly inserted into the crushing material filling hole (h) after being immersed in water at 20° C. for 7 to 10 minutes in a sealed state by the nonwoven bag 60.
터널의 상반부와 하반부를 나누어서 굴착하고,
터널의 상반부는, 우측단면부와 좌측단면부로 구분하여 교대로 굴착하며,
터널의 하반부는, 우측단면부와 좌측단면부를 각각 복수의 단으로 구분하여 작업차량의 통행을 허용하면서 교대로 굴착하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.10. The method of claim 9,
Divide the upper and lower halves of the tunnel to excavate,
The upper half of the tunnel is divided into a right section and a left section and excavated alternately,
A tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the lower half of the tunnel is alternately excavated while allowing the passage of work vehicles by dividing the right and left end portions into a plurality of stages, respectively.
상기 터널의 하반부는, 우측과 좌측이 각각 3개의 단으로 구분되고,
하반부 좌측 상부(C)→하반부 우측 상부(D)→하반부 우측 중간부(F)→하반부 좌측 중간부(E)→하반부 좌측 하부(G)→하반부 우측 하부(H) 순서로 굴착하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.17. The method of claim 16,
The lower half of the tunnel is divided into three stages, on the right and on the left, respectively,
Lower half left upper part (C) → lower half right upper part (D) → lower half right middle part (F) → lower half left middle part (E) → lower half left lower part (G) → lower half right lower part (H) A tunnel rock excavation method using non-explosive crushing materials and crushers.
터널 상반부에 형성된 파쇄재 충전공(h)에 파쇄재를 주입하는 작업과, 파쇄기 삽입공(H2)을 천공하거나 파쇄기를 삽입하여 암반을 파쇄하는 작업과, 파쇄된 암반을 처리하는 작업이, 좌측과 우측에서 병행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법.10. The method of claim 9,
The operation of injecting crushing material into the crushing material filling hole (h) formed in the upper half of the tunnel, the operation of drilling the crusher insertion hole (H2) or inserting the crusher to crush the rock, and the operation of processing the crushed rock are on the left A tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that it is performed in parallel with the right side.
터널의 상반부를 굴착하는 작업과, 터널의 하반부를 굴착하는 작업이 동시에 이루어고,
상기 터널의 하반부를 굴착하는 작업은, 상반부를 굴착하는 작업지점의 30~50m 후방에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 17. The method of claim 16,
The work of excavating the upper half of the tunnel and the work of excavating the lower half of the tunnel are carried out at the same time,
The work of excavating the lower half of the tunnel is a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that it is performed 30 to 50 m behind the work point of excavating the upper half.
상기 터널의 하반부를 굴착하는 작업은, 상반부 파쇄시 발생한 버력의 운반차량이 상반부로 진입할 수 있도록 하반부 지면에 경사면과 평면을 형성하면서 굴착하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 20. The method of claim 19,
The operation of excavating the lower half of the tunnel is a tunnel bedrock using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the excavation is carried out while forming an inclined surface and a flat surface on the ground of the lower half so that the transport vehicle of the burr force generated when the upper half is crushed can enter the upper half. excavation method.
상기 S4 단계에서,
굴삭기의 선단에 조립된 웨지형 파쇄기를 파쇄기 삽입공(H2)에 삽입하여 무진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 10. The method of claim 9,
In step S4,
A tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the wedge-type crusher assembled at the tip of the excavator is inserted into the crusher insertion hole (H2) to crush the rock by a non-vibration crushing method.
상기 웨지형 파쇄기는,
한 쌍의 확장부재(71)와 쐐기(72)를 구비하고, 상기 쐐기(72)의 전진운동에 의해 확장부재(71)가 벌어지면서 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 22. The method of claim 21,
The wedge-type crusher,
A non-explosive crusher and crusher comprising a pair of expansion members 71 and a wedge 72, and crushing the rock while the expansion member 71 is opened by the forward movement of the wedge 72 Tunnel rock excavation method using
상기 S4 단계에서,
유압에 의해 복수의 작동부재가 이동하는 유압봉 파쇄기(90)를 파쇄기 삽입공(H2)에 삽입하여 무진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 10. The method of claim 9,
In step S4,
Tunnel rock excavation using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the hydraulic rod crusher 90, in which a plurality of operating members move by hydraulic pressure, is inserted into the crusher insertion hole (H2) to crush the rock by a vibration-free crushing method Method.
상기 S4 단계에서,
굴삭기의 선단에 조립된 브레이커(100)를 사용하여 미진동 파쇄방식에 의해 암반을 파쇄하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 10. The method of claim 9,
In step S4,
A tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that the rock is crushed by a micro-vibration crushing method using the breaker 100 assembled at the tip of the excavator.
상기 브레이커(100)는, 내부 상측에 겹판 스프링(S) 또는 코일 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 25. The method of claim 24,
The breaker 100 is a tunnel rock excavation method using a non-explosive crusher and a crusher, characterized in that it has a leaf spring (S) or a coil spring on the upper side.
하반부의 파쇄작업시, 파쇄재 충전공(h) 및 파쇄기 삽입공(H2)의 입구, 상부와 중간부의 경계면 또는 중간부와 하부의 경계면에 스펀지(A)를 삽입하여 작업하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 17. The method of claim 16,
When crushing the lower half, insert the sponge (A) at the entrance of the crusher filling hole (h) and the crusher insertion hole (H2), the interface between the upper and middle parts, or the interface between the middle and lower parts, characterized in that the non-width Tunnel rock excavation method using crushing material and crusher.
하반부의 파쇄작업시, 파쇄재 충전공(h)에 물이 차있을 경우 하부에 파이프(82)를 구비한 깔때기(80)를 삽입한 후 파쇄재를 주입하는 것을 특징으로 하는 비폭성 파쇄재와 파쇄기를 이용한 터널 암반 굴착공법. 17. The method of claim 16,
Non-explosive crushing material, characterized in that when the crushing material filling hole (h) is filled with water during the crushing operation of the lower half, the funnel 80 having the pipe 82 is inserted at the bottom and then the crushing material is injected; Tunnel rock excavation method using crusher.
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| KR1020200114818A KR102383679B1 (en) | 2020-09-08 | 2020-09-08 | Rock excavation method in tunnel using non-explosion type crushing material and crusher |
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|---|---|---|---|---|
| JPH1113379A (en) * | 1997-06-23 | 1999-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Bedrock crushing electrode device |
| KR101041301B1 (en) | 2010-07-29 | 2011-06-14 | 이평우 | Method for digging tunnel |
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| KR20120136692A (en) | 2011-06-09 | 2012-12-20 | 최세호 | Tunnel construction method |
| KR20160067649A (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-14 | 박재현 | Non-vibration and rock splitting type constructing tunnel method for shortening of the construction time |
| KR101827341B1 (en) * | 2016-11-25 | 2018-02-08 | 양재이엔지 주식회사 | Rock Excavation Method in Tunnel |
-
2020
- 2020-09-08 KR KR1020200114818A patent/KR102383679B1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH1113379A (en) * | 1997-06-23 | 1999-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Bedrock crushing electrode device |
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| KR20120063210A (en) | 2010-12-07 | 2012-06-15 | (주)한국투아치 | Tunnel constructing method using double excavation method |
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