KR20230097853A - A hammer-hitting horizontal excavation device that improves straightness - Google Patents
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Abstract
본 발명은 직진성을 향상시킨 햄머 수평 굴착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도시 기반 시설 확중을 위해 도로, 철도 등의 기존 구조물을 파괴 또는 변형시키지 아니하면서 비개착식으로 지중에 비교적 짧은 길이에 걸쳐 소구경 강관을 수평으로 압입 매설함에 있어 굴착성능이 우수한 햄머로서 타격 굴착하면서 관로를 매설하여 굴착 작업에 따른 시공시간을 단축과 추진이 어려운 지반에 대한 굴착효율을 향상시키고, 특히 굴착과정에서 매설경로를 벗어날 경우 굴착방향을 정방향으로 간단하게 보정하면서 직진성을 향상시킬 수 있도록 한 직진성을 향상시킨 햄머 타격식 수평 굴착장치에 관한 것이다. The present invention relates to a hammer horizontal excavator with improved straightness, and more particularly, to expand urban infrastructure without destroying or transforming existing structures such as roads and railroads, and extending relatively short lengths in the ground in a non-cutting type. It is a hammer with excellent excavation performance in press-in burial of small-diameter steel pipes horizontally. It reduces construction time for excavation work and improves excavation efficiency in difficult ground by burying pipelines while percussion excavation, especially in the excavation process. It relates to a hammer strike type horizontal excavator with improved straightness that can improve straightness while simply correcting the excavation direction in the forward direction when out of range.
Description
본 발명은 직진성을 향상시킨 햄머 수평 굴착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도시 기반 시설 확중을 위해 도로, 철도 등의 기존 구조물을 파괴 또는 변형시키지 아니하면서 비개착식으로 지중에 비교적 짧은 길이에 걸쳐 소구경 강관을 수평으로 압입 매설함에 있어 굴착성능이 우수한 햄머로서 타격 굴착하면서 관로를 매설하여 굴착 작업에 따른 시공시간을 단축과 추진이 어려운 지반에 대한 굴착효율을 향상시키고, 특히 굴착과정에서 매설경로를 벗어날 경우 굴착방향을 정방향으로 간단하게 보정하면서 직진성을 향상시킬 수 있도록 한 직진성을 향상시킨 햄머 타격식 수평 굴착장치에 관한 것이다. The present invention relates to a hammer horizontal excavator with improved straightness, and more particularly, to expand urban infrastructure without destroying or transforming existing structures such as roads and railroads, and extending relatively short lengths in the ground in a non-cutting type. It is a hammer with excellent excavation performance in press-in burial of small-diameter steel pipes horizontally. It reduces construction time according to excavation work and improves excavation efficiency in the ground where propulsion is difficult by burying pipelines while percussion excavation, especially in the excavation process. It relates to a hammer strike type horizontal excavator with improved straightness that can improve straightness while simply correcting the excavation direction in the forward direction when out of range.
일반적으로, 각종 건축물과 구조물이 설치된 도심지 등에서 상하수도관이나 통신관을 매설하는 관로공사에는 추진장치의 헤드부에 의한 지반의 굴착과 파쇄로서 강관을 수평으로 압입 추진하는 비개착식 공법이 사용된다. In general, in the pipeline construction of burying water and sewage pipes or communication pipes in downtown areas where various buildings and structures are installed, a non-cutting method is used to press-in and propel steel pipes horizontally by excavating and crushing the ground by the head of the propulsion device.
이러한 관로공사에 사용되는 강관은 직경이 용도에 따라 200mm 이상의 다양한 크기가 매설되며, 시공길이는 10m에서 100m 이상되는 경우도 있다.Steel pipes used in such pipeline construction are buried in various sizes of 200 mm or more in diameter depending on the purpose, and the construction length may be 10 m to 100 m or more.
종래 수평으로 굴착하여 강관을 압입식으로 매설하는 공법은 강관을 직접 타격하여 압입시키면서 강관 내부의 흙을 외부로 배출시키는 공법과, 세미실드와 같은 굴착장치로서 지반을 굴착하면서 유압잭으로 강관을 전진시켜 압입시키는 공법이 있다.The conventional method of excavating horizontally and burying a steel pipe by press-in method is a method of directly hitting and press-fitting the steel pipe and discharging the soil inside the steel pipe to the outside, and an excavation device such as a semi-shield, which advances the steel pipe with a hydraulic jack while excavating the ground. There is a technique for pressing.
그러나, 강관을 직접적으로 타격하여 압입하는 방식은 소음과 진동이 심하고 암반 노출시 시공이 불가능하며, 유압식은 소음과 진동이 없고 암반구간의 시공이 가능하나 암반에 따라 암반을 직접 타격하여 굴착해야 하는 문제점이 있다. 특히 강관의 직경이 큰 경우에는 인력이 투입되어 암반을 타격하게 되나 직경이 작은 강관의 경우에는 인력이 투입될 수 없어 암반작업을 할 수 없고 인력에 의한 토사배출작업을 할 수 없을 뿐 아니라 굴착속도가 느리고 안전사고에 노출되는 문제점이 있었다.However, the press-fitting method by directly hitting the steel pipe causes severe noise and vibration and is impossible to construct when the rock is exposed. There is a problem. In particular, if the diameter of the steel pipe is large, manpower is put in to hit the bedrock, but in the case of a steel pipe with a small diameter, manpower cannot be put in, so bedrock work cannot be performed, soil discharge work by manpower cannot be performed, and excavation speed is reduced. There was a problem that it was slow and exposed to safety accidents.
또한, 공개특허 10-2007-0087933 과 같이 유압식 회전장치인 관로개설장치에 의해 강관을 홀딩한 상태에서 회전시키면서 다수개의 팁을 가진 선단의 금속크레인(링빗트)에 의해 지반을 굴착하면서 강관을 삽입하여 관로를 개설하는 장치도 안출된 바 있으나, 이는 선도 추진관의 선단에 설치된 금속크레인(링빗트)의 강도가 약하여 암반을 파쇄할 수 없으므로 굴착도중에 암반 등 추진이 어려운 문제가 있었다. In addition, as in Patent Publication 10-2007-0087933, the steel pipe is inserted while excavating the ground by a metal crane (ring bit) at the tip having a plurality of tips while rotating the steel pipe in a holding state by a pipe opening device, which is a hydraulic rotary device A device for opening a pipeline has also been devised, but this has a problem in that it is difficult to propel the rock during excavation because the strength of the metal crane (ring bit) installed at the tip of the leading propulsion pipe is weak and cannot crush the bedrock.
따라서, 암반층을 굴착할 때는 햄머를 회전시키면서 타격하여 암반을 파쇄하면서 강관을 압입하는 햄머굴착 방법을 시공하게 되나 이는 암반 파쇄효과가 우수한 햄머에 의해 굴착효율이 높은 반면에 햄머로서 타격시 햄머와 연결되어 압입되는 강관이 타격충격과 진동에 의해 이를 감쇄하는 베어링과 강관이 충격을 극복하지 못하고 파손되는 등의 여러가지 문제로 햄머에 의한 굴착 시공이 용이하지 않을 뿐 아니라 특히, 햄머에 의한 수평굴착의 경우 햄머와 비트는 시계 방향으로 3.5~13rpm(분당 회전 속도)으로 회전 하면서 수평 보링 작업을 진행하게 된다. 이때에 오른쪽으로 회전하므로 점진적으로 그쪽으로 치우치면서 이동하게 되며, 또한 인력의 법칙에 따라서 1.5톤 전후의 고중량 햄머와 비트의 자중에 의하여 점진적 하향으로 이동하여 정해진 매설 경로를 이탈하게 되므로 굴착 초기 위치와 종료 위치의 오차가 크게 발생하게 되고 이러한 문제를 해결하기 위해 수시로 굴착방향을 보정하게 되는 번거러운 작업이 수반되는 문제점이 있었다. Therefore, when excavating the rock layer, the hammer excavation method is constructed in which the hammer is rotated and hit to press the steel pipe while crushing the rock mass. It is not easy to excavate with a hammer due to various problems such as bearings and steel pipes that attenuate the impact and vibration of the steel pipe to be press-fitted due to shock and vibration and are damaged without overcoming the impact. In particular, in the case of horizontal excavation with a hammer The hammer and bit rotate clockwise at 3.5 to 13 rpm (rotation per minute) to perform horizontal boring. At this time, since it rotates to the right, it gradually leans toward that direction and moves, and according to the law of gravity, it gradually moves downward by the weight of a heavy hammer and bit of around 1.5 tons and departs from the prescribed burial path, There was a problem that a large error in the end position occurred, and cumbersome work was accompanied by correcting the excavation direction from time to time to solve this problem.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 추진관의 선단에 직경이 다른 대구경 햄머와 소구경 햄머를 편심 설치하되 동일면에 설치하지 않고 대구경 햄머가 소구경 햄머 보다 앞으로 더 돌출되게 설치함으로써 매설경로를 이탈시 대구경 햄머에 의한 선굴착으로 수시로 간단하게 경로를 보정하면서 굴착할 수 있게 하여 직진성을 향상시키고 정해진 경로로 굴착할 수 있게 한 직진성을 향상시킨 햄머 타격식 수평 굴착장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to solve this conventional problem, and to eccentrically install a large-diameter hammer and a small-diameter hammer having different diameters at the tip of a propulsion pipe, but not installed on the same surface, so that the large-diameter hammer protrudes forward more than the small-diameter hammer. By installing it, it is possible to excavate while simply correcting the path from time to time by pre-excavation by a large-diameter hammer when departing from the buried path, improving straightness and providing a hammer strike type horizontal excavator with improved straightness that enables excavation in a fixed path. is to do
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 강관을 홀딩하여 유압장치에 의해 회전시키는 통상의 강관 추진장치와 상기 강관추진장치에 홀딩되어 회전되는 선도 추진관과, 상기 선도 추진관의 선단 내부에 설치되어 암반을 타격과 진동으로 파쇄하는 다수개의 햄머를 포함하여 이루어진햄머 타격식 수평 굴착장치에 있어서, 상기 햄머는 소구경 제1햄머와 대구경 제2햄머로 구성되어 서로 선도 추진관의 내부에 선단의 비트 부분이 돌출되도록 편심되게 축설되어지되 소구경 제1햄머와 대구경 제2햄머가 동일면으로 돌출되지 않고 대구경 제2햄머가 소구경 제1햄머보다 전방으로 돌출되도록 설치됨을 특징으로 하는 직진성을 향상시킨 햄머 타격식 수평 굴착장치가 제공된다. The present invention is a means for achieving this object, a conventional steel pipe propulsion device for holding a steel pipe and rotating it by a hydraulic device, a lead propulsion pipe held and rotated by the steel pipe propulsion device, and an inside of the front end of the lead propulsion pipe. In a hammer strike type horizontal excavation device comprising a plurality of hammers installed and crushing rock by hitting and vibration, the hammer is composed of a small diameter first hammer and a large diameter second hammer, leading each other to the inside of the propulsion pipe. Improves straightness, characterized in that the bit part of is installed eccentrically to protrude, but the small-diameter first hammer and the large-diameter second hammer do not protrude in the same plane, and the large-diameter second hammer is installed so that it protrudes forward than the small-diameter first hammer A hammer strike type horizontal drilling rig is provided.
또한, 상기 햄머는 각각 한 개 이상 복수개로 구성하되 비대칭되게 설치됨을 특징으로 한다. In addition, the hammers are characterized in that they are installed asymmetrically, each consisting of one or more, but a plurality.
이와 같이 본 발명은 추진관에 편심 설치되는 대구경 햄머를 소구경 햄머보다 앞으로 돌출되게 설치됨으로써 추진관이 회전되면서 굴착 전진되는 과정에서 관측 센서에 의한 모니터링에 의해 매설 경로의 이탈시 전환할 방향으로 대구경 햄머에 의해 부분적으로 선 굴착을 진행함으로써 굴착 방향을 정방향으로 간단하게 보정할 수 있으므로 수평 굴착시 직진성을 향상시켜 굴착시점과 종료시점의 오차를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has a large-diameter hammer installed eccentrically on the propulsion pipe so that it protrudes forward from the small-diameter hammer, so that the propulsion pipe is rotated while excavating and advancing. Since the excavation direction can be easily corrected in the forward direction by partially proceeding pre-excavation with a hammer, there is an effect of reducing the error between the excavation start point and the excavation end point by improving straightness during horizontal excavation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착 예시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 햄머의 설치 구조도
도 3은 도 2의 햄머에 대한 정면도
도 4는 대구경 햄머를 180°회전시키는 설명 예시도
도 5는 본 발명에 따른 강관 삽입 실시 예시도 1 is an exemplary view of excavation according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is an installation structure diagram of a hammer according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is a front view of the hammer of Figure 2
Figure 4 is an explanatory example of rotating a large-diameter hammer by 180 °
5 is an exemplary view of inserting a steel pipe according to the present invention
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, focusing on parts necessary for understanding operations and actions according to the present invention with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Since the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, various modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 불필요한 기술 내용에 대해서는 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확한 전달을 위해 설명을 생략한다. While describing the embodiments of the present invention, descriptions of unnecessary technical details that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention are omitted for clearer delivery without obscuring the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 햄머의 설치 구조도이며, 도 3은 도 2의 햄머에 대한 정면도이고, 도 4는 대구경 햄머를 180°회전시키는 설명 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 강관 삽입 실시 예시도이다. 1 is an exemplary view of excavation according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an installation structure diagram of a hammer according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view of the hammer of FIG. 2, and FIG. 4 is a large-diameter hammer It is an explanatory example of rotating 180 °, and FIG. 5 is an exemplary view of inserting a steel pipe according to the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 직진성을 향상시킨 햄머 타격식 수평 굴착장치는 강관을 홀딩하여 유압장치에 의해 회전시키는 통상의 강관 추진장치(100)와 상기 강관 추진장치(100)에 홀딩되어 회전되는 선도 추진관(200)과, 상기 선도 추진관(200)의 선단 내부에 설치되어 암반을 타격과 진동으로 파쇄하는 다수개의 햄머(300)를 포함하여 이루어진다. 1 to 5, the hammer strike type horizontal drilling rig with improved straightness of the present invention is a conventional steel
상기 햄머(300)는 소구경 제1햄머(310)와 대구경 제2햄머(320)로 구성되어 선도 추진관(200)의 내부에 선단의 비트 부분이 돌출되도록 편심되게 축설되어지되 소구경 제1햄머(310)와 대구경 제2햄머(320)가 동일면으로 돌출되지 않고 대구경 제2햄머(320)가 소구경 제1햄머(310)보다 전방으로 돌출되도록 설치됨을 특징으로 한다. The
도면 중 미설명 부호 210은 선도 추진관에 접속 연결되는 접속관이며, 50은 배토공이고, 51은 굴착된 토사를 후방으로 이송시키는 스크류이다. In the drawing,
이와 같은 본 발명의 햄머(300) 타격식 수평 굴착장치는 강관 추진장치(100)에 선도 추진관(200)을 홀딩시켜 회전시키면서 선단에 설치한 햄머(300)에 의해 암반을 파쇄하고 굴착하여 배토하면서 강관을 추진하고 이의 후방에 접속관(210)을 순차적으로 연결시켜 강관의 전방으로 연속 추진하는 장치로서 강관 추진장치(100)는 유압장치와 유압모터와 홀더장치 등을 구비한 통상의 구조이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The
본 발명의 특징은 햄머(300)의 설치 구조를 통상의 구조와는 다르게 변경하여 굴착과정에서 매설경로를 이탈 시 햄머(300)를 이용하여 굴착 방향을 전환시키면서 경로를 보정하여 정해진 매설경로로 강관을 삽입할 수 있게 함을 특징으로 한다. The feature of the present invention is to change the installation structure of the
본 발명에 의한 햄머(300)의 작용효과를 설명하면, 선도 추진관(200)에 편심 설치된 햄머(300)는 두 개의 소구경 제1햄머(310)와 대구경 제2햄머(320)로 구분되고 상기 두 개의 햄머(300)는 선도 추진관(200)에 삽입 설치됨에 있어 대구경 제2햄머(320)가 소구경 제1햄머(310)보다 전방으로 더 돌출되도록 단차있게 설치되어 있으므로 강관 추진장치(100)에 의해 강관을 회전시키면서 추진되는 과정에서 앞으로 더 돌출된 대구경 제2햄머(320)가 먼저 선굴착을 하게 되고 이어서 후방에 위치한 소구경 제1햄머(310)가 후굴착을 하면서 전체적으로 굴착을 하여 강관을 삽입하고 접속관(210)을 연결하는 방식으로 관로를 개설하게 된다.Describing the action and effect of the
한편 이 과정에서 선도 추진관(200)에 편심 설치된 두 개의 햄머(300)는 시계 방향으로 회전하면서 수평 보링 작업을 진행하게 되므로 점진적으로 그쪽으로 치우치면서 이동하게 되며, 또한 햄머(300)의 고중량 자중에 의해 점진적으로 하향함으로써 정해진 경로를 이탈하게 되고 이러한 경로 이탈은 선도 추진관(200)에 설치된 관측센서의 감지에 의한 모니터링으로 경로 이탈이 확인된다. Meanwhile, in this process, the two
따라서, 이같은 경로 이탈이 확인되면, 경로를 보정하게 되는 데 이때에는 기울어진 반대 방향 즉 전환할 방향 쪽으로 선도 추진관(200)을 회전시켜 대구경 제2햄머(320)가 위치하도록 한 후 도 4와 같이 좌우로 180°왕복 회전시켜 먼저 선 굴착을 한 다음 선도 추진관(200)을 360°회전시켜 후방에 위치된 소구경 제1햄머(310) 까지 전체를 회전시키면서 굴착을 하게 되면 선 굴착 된 부분에서는 소구경 제1햄머(310)가 공회전을 하게 되어 부하가 걸리지 않게 되므로 선 굴착된 방향으로 방향 전환이 자연스럽게 이루어져 경로가 보정된다. Therefore, if such path deviation is confirmed, the path is corrected. At this time, the leading
여기서 두 개의 햄머(300)는 도면에 도시한 실시예와 같이 직경이 다른 햄머(300)를 사용하지 않고 직경이 동일한 햄머(300)를 사용하여도 어느 한 쪽의 햄머(300)가 다른 쪽의 햄머(300)보다 돌출된 경우에도 경로를 보정할 수 있으나, 본 발명의 실시예와 같이 소구경과 대구경으로 직경이 다르게 구성하고 대구경 제2햄머(320)로서 선 굴착하는 것이 방향 전화에 있어서 보다 큰 효과를 얻을 수 있으며, 소구경 제1햄머(310)와 대구경 제2햄머(320)의 갯수는 도시한 실시예에 한정되지 않고 각각 1 개 이상도 실시 가능하며, 이때에는 비대칭으로 설치되어야 방향전환 효과를 얻을 수 있다. Here, in the two
이와 같이 본 발명은 직경이 서로 다른 햄머(300)를 동일면에 설치하지 않고 단차가 있도록 어느 한쪽이 전방으로 돌출되게 설치함으로써 경로 이탈 시 돌출된 햄머(300)를 이용하여 선굴착을 행하여 부하를 감소시키는 방법으로 간단하게 방향을 전환할 수 있으므로 설정된 매설경로로 굴착을 할 수 있어 직진성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention does not install
50 : 배토공 51 : 스크류 100 : 강관 추진장치 200 : 선도 추진관 210 : 접속관 300 : 햄머 310 : 소구경 제1햄머 320 : 대구경 제2햄머50: earthwork 51: screw 100: steel pipe propulsion device 200: leading propulsion pipe 210: connection pipe 300: hammer 310: small diameter first hammer 320: large diameter second hammer
Claims (2)
According to claim 1, The small-diameter first hammer (310) and the large-diameter second hammer (320) is composed of one or more, but a hammer impact type horizontal excavator with improved straightness, characterized in that they are installed asymmetrically.
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