KR830001908B1 - 연속수직굴삭배토공법(連續垂直堀削排土工法) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속수직굴삭배토공법(連續垂直堀削排土工法)

도면은 본 발명 연속수직굴삭배토공법의 1실시예를 나타낸 것으로서,

제1도는 본 발명 공법을 설명하는 개략측면도.

제2도는 하부토사재적부가대(下部土砂載積部架帶)의 구조의 개요를 나타내는 사시설명도.

제3a도는 접동계지기구의 요부측면도.

제3b도는 제3a도의 X-X선상에 따르는 상기 접동계지기구의 횡단면도.

제4도는 체인유지기구의 사시 설명도.

제5도는 상부토사 배출부의 개략 측면도.

본 발명은 수직굴삭공사, 특히 대규모의 수혈굴삭(竪穴掘削) 등에 있어서 지반면하(地盤面下)를 연속적으로 굴삭하여 굴삭토사를 연속적으로 지표에 배출하면 연속수직굴삭배토공법에 관한 것이다.

종래 지하 굴삭공사에 있어서, 굴삭토사를 수직으로 지상에 반출하는데는 일반적으로 바켓엘리베이터(bucket Elevator)가 널리 사용되고 있으나, 이것은 하부토사적재부와 수지반송부와 상부토사 배출부를 철골로 일체구조로 조립하고, 이것을 굴삭현장에 설치하여 굴삭토사를 하부토사 적재부에 투입하며, 회동하는 체인에 일정간격으로 부착된 바켓으로 연속적으로 지상에 반송하여 상부토사 배출부에서 배출하는 방법의 것이다.

이 방법에 따른 수직반송장치는 지하철도 공사나 하수도 공사등과 같이 일정의 심도에서 수평으로 굴삭이 행하여지는 경우에는 장치의 변경없이 공사의 계속이 가능하여 편리하지만, 대규모 구조물의 기초공사등과 같이 대심도의 지반 굴하(掘下)를 하는 경우에는, 지반의 굴하에 수반하여, 수직반송부를 하부에 이어 보탬연장하고 이것과 더불어 하부토사 적재부도 하부에 이동 설치하지 않으면 안된다.

종래 이 이어보탬은 수직반송부를 일시 매어달아 유지하고 하부토사 적재부를 분리하여 따로의 장소에 임시로 놓으며, 수직반송부 구조를 연장하여 다시 하부토사 적재부를 부착하는 등의 방법이 행하여져, 이로 인하여 큰 노력을 요하고, 또 굴삭공사의 중단등 노력, 시간의 손실, 공사비의 막대한 증대를 초래하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 고려하여 된 것으로서, 본 발명에 의하면 수직반송부구조는 당초 예정굴삭심도 이하로 타격설치된안내지주로 구성되므로 구조의 연장을 필요로 하지 않으며, 또 하부토사적재부는 안내지주로 되는 수직반송부 구조에 따라서 접동 상하 이동시켜지므로 그 분리, 재부착등의 시간을 요하지 않고 단순히 체인의 연장 및 반송용기의 보충부착만으로 반송장치의 하부연장이 행하여지며, 이 체인의 연장은 하부토사 적재부에 일체로 부착 설치된 체인유지기구에 의하여 행하여지기 때문에 안전, 용이하게 고능률적인 굴삭반출이 가능하게 되는 것이다.

이하 본 발명의 연속수직 굴삭배토공법의 1실시예를 제1도를 기초로 하여 설명하면 1은 굴삭지점의 지표면이며 우선 지반의 굴하작업에 수반하는 샘솟는 물을 저지 하기 위하여 굴삭현장의 주위에 현장의 지질조건에 대응하여 지수벽(上水壁)(2)을 잠설한다.

한편 지수벽(2)에 가까운 위치에 안내지주(3)를 연직으로 또한 주두(柱頭)를 지표면으로부터 적당한 길이만큼 돌출시켜 타격 설치하지만, 최종심도까지 굴삭을 한때에 이 안내지주(3)가 아직 자립하고 있도록 예정굴삭심도보다 깊이 타격 설치된다.

본 실시예에서는 후술하는 바와 같이 안내지주(3)는 좌굴강도(座掘强度)를 갖도록 하기 위하여 제3a도에 표시하는 바와 같이 브레이싱(bracing)(3₁)…을 계착係着)한 2개의 강관파일(pile)(3'), (3")을 사용한다.

이 타격설치방법은 적합한 방법을 사용할 수 있으나, 무리한타격설치를 피하여 미리 토사굴삭용 송곳(earth auger) 등으로 연직공을 굴삭하고, 이것에 상기 2개의 강관파일(3'), (3")로 조립한 안내지주(3)를 수직으로 삽입하여 매설하는 방법도 선택된다.

다음에 일반적인 굴삭기로 안내지주(3)의 주위를 파내려서 하부토사 적재부(4)를 설치하도록 심도 H₁의 소수혈(小竪穴)을 굴삭한다. 이 심도 H₁은 하부토사 적재부(4)의 호퍼(hoper)(4₁)의 높이, 사용되는 굴삭기의 종류 등에 응하여 적절히 설정되는데, 본 출원인의 설계에서는 약 8m가 적당한 것으로 되었다.

다음에 안내지주(3)에 따라서 안내 상하이동되는 하부토사적재부(4)를 그 가대(4')의 상하에 설치된 후술하는 접동계지기구(5), (5')를 상기 안내지주(3)에 삽통강하(揷通降下)하여 심도 H₁의 구멍밑의 레벨(l₁)에 위치시키고 접동계지기구(5), (5')로 안내지주(3)에 계지한다.

한편, 지표부에는 먼저 잠설한 지수벽(2)의 주연부에 지구(支構)(6')를 입설하고, 이것과 안내지주의 두단에 상부토사 배출부(6)를 수평 가설하며, 하부토사적재부(4)와 안내지주(3)와 상부토사 배출부(6)로 구성되는 반송구조로 체인(7), 반송용기(8)등을 부착하여 반송장치를 조립한다.

여기에서 하부토사 적재부(4)는 접동계지기구(5), (5')에 의하여 그 중량을 안내지주(3)로 지지되기 때문에 구멍밑(l₁)의 레벨에 있어서의 지반이 연약부정(軟弱不整)하더라도 기초공사의 필요없이 하부토사 적재부(4)를 설치할 수 있다.

이와 같이 하여 지표(1)의 표토 A를 적당한 굴삭기를 사용하여 굴삭하고, 화살표 a방향으로 이것을 호퍼(4₁)에 투입한다. 굴삭이 진행하여 굴삭레벨이 B, C가 됨에 따라 화살표 b, c의 방향에 호퍼투입을 행하며, 이렇게 하여 주위의 지수벽(2)에 이르는 (l₁)의 레벨까지의 굴삭배토를 끝마친다.

다음에 후술하는 방법으로 하부토사적재부(4)를 그 하면이 굴삭할 수 있을만큼의 적당한 높이로 상승시켜 접동계지기구(5), (5')로 안내지주(3)에 계지 유지시키고, 하부토사 적재부(4)의 하면을 제1회의 소수혈을 굴삭한 것과 같이 심도 H₂로 파내려서 이 레벨(l₂)에 하부토사적재부(4)를 강하 계지한다. 이때의 하부토사적재부(4)의 일시상승의 높이, 및 제2의 소수공의 굴하깊이 H₂는 사용하는 굴삭기계의 종류와 성능에 응하여 적합 선정되는데 본 출원인의 설계에 있어서는 일시 상승놀이를 4m, H₂를 6m로 하는 것이 적당하다고 인정되었으므로 이하의 실시예 설명은 이 치수에 기초하여 기술한다.

상기한 하부토사적재부(4)의 안내지주(3)에 따르는 접동상하에 수반하는 체인길이의 실축은 상부토사배출부(6)상의 말단쇄차(末端鎖車)(6₁)의 이동에 의하여 대응된다.

즉, 원동기(6₂)에 의하여 구동되어 체인(7)을 회동하는 말단쇄차(6₁)는 대차(6₃)상에 설치되고, 이 대차(6₃)는 상부토사배출부(6)의 상면에 병설된 레일(6₄)상에 실리며, 상부토사 배출부(6)의 좌단에 고정설치된 원동기(6₅)에 의하여 정역구동(正逆驅動)되는 쇄차(6₆)와 우단에 고정설치된 쇄차(6₇)에 장착된 대차이동용체인(6₈)에 의하여 좌 또는 우방향으로 견인 이동할 수 있도록 되어 있다.

이 대차(6₃)는 통상 반송시는 상부토사반송부(6)의 거의 중앙 D위치에 잇고, 하부토사 적재부(4)가 당초 설치레벨로부터 4m 상승될때에는 이것에 추종하여 D위치로부터 좌방향 4m의 E위치에 이동되며, 당초 설치레벨로부터 6m 강하될때에는 D위치로부터 6m 우방향의 F위치로 이동되어 체인(7)의 긴장을 일정하게 유지하고 쇄차로부터의 탈락등의 부적합을 방지한다.

하부토사적재부(4)를 심도 H₁부터 H₂의 레벨(l₂)에 강하하면 이것을 접동계지기구(5), (5')로 계지하고, 다음의 강하에 대비하여 체인(7)의 연장 및 반송용기(8)의 보충부착을 한다. 이것에는 후술하는 바와 같이 하부토 사적재부의 가대(4')의 상부에 부착된 체인연장발판(scaffold)(9')에 있어서 체인유지기구(9)를 사용하여 체인(7)을 유지하며 유지부의 바로 위에서 절단하고, 다음에 굴삭하여야 할 6m 분의 체인을 절단부의 상방의 체인(7) 각조에 연장한다.

그리고 상부토사배출부(6)의 우단 F위치에 이동되어 있었던 대치(6₃)를 6m 좌방향에 E위치로 되돌리면 연장체인은 끌어올려지고 그 하단은 정확히 절단유지된 체인상단에 일치하여 용이하게 계합 접속할 수 있다. 이 체인끌어올림에 수반하여 축차반송용기(逐次搬送容器)(8)를 추가 부착하여 간다.

이와 같이 하여 다음의 굴삭배토공정이 준비되어, 순차이상과 같은 싸이클을 반복하고 심도 H₂씩 단계적으로 파내려서 예정심도에 달하여 굴삭공사를 완료하는 것이다.

안내지주(3)는 예정굴삭심도보다 깊이 타격 설치되어 있으므로, 주위가 굴삭되어도 최후까지 자립을 유지하고 있으며, 굴삭공사가 끝나면 안내지주를 인출장치로 제거시키고 그 후의 구축공사를 한다.

다음에 상술의 연속수직굴삭배토공법에 사용되는 장치에 관하여 설명하면, 제2도는 하부토사적재부(4)의 가대(4')의 개요를 나타내고, 가대(4')는 상부접동계지기구(5)와 바닥프레임(gloor frsme)(4₂)을 상하에 배치하여 사재(斜材) 및 종재(從材)로 조립된 철골구조체로서, 바닥프레임(4₂)상에는 호퍼(4₁), 스크류피이더(screw feeder)(4₃), 쇄차(4₄)등이 배치되고, 또 바닥프레임(4₂)의 중앙부에는 하부접동계지기구(5')가 또 가대(4') 상부에는 후술하는 체인연장발판(9')이 설치되어 있다.

상기 접동계지기구(5), (5')는 상하동형으로 그 구조는 제3도에 예시하는 바와같이 구형외부프레임(5₁)내에 안내지주(3)를 이루는 2개의 강관파일(3'), (3")의 각각 외측면에 접접(摺接)하도록 안내슈우(guide shoes)(5₂)가 부착되어 있으며, 또 강관파일(3'), (3")에 설계적으로 정하여진 간격으로 천공된 계지공(3₂)과 대응하는 계지공(5₄)이 구형외부프레임(5₁)측면에 천설되어 있고, 양공(3₂), (5₃)을 동축상에 정렬한 위치에서 보울트(5₄)를 삽입 관통함에 의하여 하부토사 적재부(4)를 강관파일(3'), (3")에 대하여 계지할 수 있도록 되어 있다.

안내지주(3)는 본 실시예에서는 강도를 갖도록 하기 위하여 2개의 강관파일(3'), (3")을 평행하게 하고 상호를 브레이싱(3₁)들로 계착한 것으로서, 브레이싱(3₁)들의 계착은 도시한 바와 같이 강관파일의 계지공(3₂)들을 이용하여 다수의 브레이싱을 그들의 단들을 보울트로 죄임으로써 가로로 장착하여도 또 별도 부착부재를 사용하여도 좋으나, 작업의 단계에 응하여 접동계지기구(5), (5')에 고정되는 개소의 브레이싱은 제거하고, 이동후는 다시 부착될 수 있도록 탈착용이한 방법이 취하여진다.

더우기, 안내지주(3)의 형상은 설계적으로 적합하게 변경되는 것으로서, 이것에 수반하여 접동계지기구(5), (5')의 형상도 이것에 대응하도록 변경되는 것은 물론이다.

하부토사적재부(4)의 안내지주(3)에 따르는 상하이동은 크레인(crane)등 적절한 달아올리는 기계를 사용하여도 좋으나 안내지주(3)의 적당한 상방의 계지공(3₂)을 이용하여 이것에 체인블록(chainblock)등 달아올리는 기계를 걸고 달아올림, 달아내림을 하면 대단히 간편하며, 또 상기 상부토사배출부(6)의 이동대차(6₃)와 그 이동용 원동기(6₂) 및 기타 쇄차, 체인등에 설계적으로 필요한 강도와 구동력을 주어놓고, 대차(6₃)의 이동에 의하여 토우틀시스템(total system)적으로 하부토사 적재부(4)의 상하이동을 행하는 것도 가능하다.

다음에 체인유지기구(9)에 관하여 제4도에 기초하여 설명하면, 이 유지기구(9)는하부토사적재부의 가대(3')의 상부에 체인(7)들을 둘러사고 설치된 일방형철골프레임 구조의 체인연장발판(9'')중에 조립된 것으로서, 상하 철골프레임사이에 대향하여 입설된 나사주(柱)(9₁), (9₁)와 이것에 나합된 넛트(9₂), (9₂)에 의하여 지승되고 나사주(9₁), (9₁)상을 상하 접동할 수 있는 1쌍의 행거(hanger)(9₃), (9₃)와 이상면의 반원

부에 지승되어 양 행거(9₃), (9₃)에 걸쳐진 2개의 수봉(受捧)(9₄), (9₄) 및 이것에 걸쳐지는 체인(7)들의 병렬조수에 의하여 2개 내지 4개의 보울트(9₅), (9₅)들로 구성되며, 이와같은 체인유지기구가 체인(7)들의 병렬수직부에 대응하여 3조(祖) 설치된다.

체인(7)들을 절단, 연장할때에는 넛트(9₂), (9₂)를 돌려 행거(9₃), (9₃)의 위치를 조절하고 도시와 같이 체인의 링크(link)의 간격에 보울트(9₅), (9₅)들을 삽입 통과하여, 넛트(9₂), (9₂)를 약간 상승방향으로 돌리면 보울트(9₅), (9₅)들보다 하방의 체인의 하중은 이 체인유지기구(9)에 의하여 지지되고 보울트(9₅), (9₅)들 상방 바로 가깝게 있는 체인은 장력이 현저하게 완하되므로 체인의 핀(pin)의 제거는 안전, 용이하게 행하여진다. 또 체인연장후는 넛트(9₂)를 하강방향으로 돌리면 보울트(9₅), (9₅)들에 걸려있는 하중은 제거되어 보울트(9₅), (9₅)들은 용이하게 제거할 수 있다.

다음에 상부토사배출부(6)의 구성을 제5에 기초하여 설명하면 이 배출부(6)는안내지주(3)의 상단과 지수벽(2)의 주연부에 입설된 지구(支構)(6')에 수평가설되고, 안내지주(3)에 따라서 수직 상승하여 온 반송용기(8)들은 이 부(部)의 우단에서 수평방향으로 변향하여 좌방향으로 이동하며 원동기(6₂)에 의하여 구동되고 체인(7)들을 회동하는 말단쇄차(6₁)의 주위에서 반전하여 토사를 방출하며 반송되어 가는 것이다.

이 말단쇄차(6₁) 및 원동기(6₂)차륜을 가지는 대차(6₃)상에 설치되어 있어 상부토사배출부(6) 상면에 병설된 레일(6₄)상을 좌우로 이동할 수 있도록 되어 있다.

대차(6₃)의 전후단에는 대차이동용의 체인(6₈)이 부착디어 있고, 이 체인(6₈)은 상부토사배출부(6)의 좌단에 고정된 원동기(6₅)에 의하여 정역 구동되는 쇄차(6₆)와 우단에 고정된 쇄차(6₇)에 걸쳐져, 원동기(6₅)에 의하여 대차(6₃)가 레일(6₄)상을 좌우로 이동시켜지도록 되어 있다.

이와같이하여 통상 반송시 대차(6₂)는 상부토사배출부(6)의 거의 중앙 D위치에 위치되고, 하부토사 적재부(4)의 하면을 굴삭하기 위하여 이 적재부(4)를 상승시킬 때는 이것에 추종하여 대차(6₃)를 좌방향으로 이동시키며 하면을 굴삭 끝내고 하강시키는때는이것에 추종하여 대차(9₂)를 우단에 이동하고, 또 체인(7)들의 연장이나 끝나 체인을 끌어올려 긴장할 때눈 다시 좌방향으로 이동하여 원래의 D위치에 되돌리는 바와같이 대응 조작된다.

또한, 이 배출부(6)의 하부에 반송용기(8)들의 수평 반송경로에 따라 슈우트(chute)(6₆) 및 벨트콘베이어(6₁₀)가 병설되어, 토사퇴적장으로서의 이동을 보조함과 동시에 반송용기(8)들의 반전부에서 완전히 배출되지 않고 용기에 점착하여 반송경로로 이동하는 사이에 떨지어는 연한 흙(

)을 받아서 이것도 토사퇴적장으로 배출하도록 되어 있다.

이상, 상에히 서술한 바와같이 본 발명에 의한 연속굴삭배토공법은 종래의 공법과 같이 지반의 굴하에 수반하여 일정심도 굴하마다 하부토사 적재부를 제거하고 수직반송부 구조를 하부에 이어 보탬연장하여 재조립하며, 다음의 굴하를 행하는 비능률성을 배제하고, 당초에 있어서 예정 굴삭심도에 이르는 안내지주를 타격 설치하여, 이것을 반송구조의 일부로 함과 동시에 굴삭의 하부연장에 수반하는하부토사 적재부 하면의 굴삭 및 그 강하는 이 부의 제거 이동 설치등의 시간을 요하지 않으며 안내지주에 따라서 상하로 이동되고, 이때의 체인의 연장은 하부토사 적재부가대에 설치된 체인유지기구에 의하여 용이, 확실 또는 안전하게 향하여지며, 더우기 하부토사 적재부의 상하이동 혹은 체인 연장에 수반하는 체인 길이의 신축은 상부토사 배출부에 설치된 말단 쇄차의 이동대차로 대응되는 것이기 때문에 전 굴삭공정이 일체 구성하에 연속적으로 고능률적으로 행하여지며, 공기(工期)단축, 나아가서는 코스트절감에 유용하고, 특히 대규모 수직굴삭공사에 있어서 대단히 큰 효과를 구현하는 것이다.

Claims (1)

1. 굴삭지반면에 소정 굴삭심도 이하 안내지주(3)의 자립가능한 심도까지 연직 타격설치치된 안내지주(3)에 안내되어 접동 상하이동하고, 또한 임의 위치에 계지할 수 있어야 할 하부토사 적재부(4)에 굴삭토사를 투입하며, 안내지주(3)에 따르는 무단(舞端)체인(7)과, 이것에 계착된 반송용기(8)로 되는 수직반송수단 및 이것에 연속한 상부수평토사배출부(6)에서 굴삭토사를 지표에 반송 배출하면서 안내지주(3)의 주위를 포함한 굴삭지반의 수직굴삭을 행하고, 굴삭지반의 저하에 수반하여 무단체인(7)을 연장하여서 하부토사적재부(4)를 안내지주(3)에 따라 단계적으로 강하하며, 또 하부토사적재부(4)의 하면지반을 굴착할 때등 필요한 경우는 하부토사 적재부(4)를 안내지주(3)에 따라 일시 상승 계지하고, 이 상승강하의 조작 및 상기 무단체인(7)의 연장시에는 체인길이의 신축을 상부 수평토사배출부(6)상의 반송행정 종단의 쇄차(6₁)의 이동에 의하여 대응시키며, 그러한 조작을 반복하여 소정심도까지 수직굴삭배트를 행하는 것을 특징으로 하는 연속수직 굴삭 배토공법.

Images