KR930005276B1 - 관로(管路)구축방법 및 관로 구축장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

관로(管路)구축방법 및 관로 구축장치
제1도는 본 발명의 관로 구축장치의 1실시예를 나타낸 도면.
제2도는 본 발명의 제1도의 2-2선의 확대 단면도.
제3도는 본 발명의 관로 구축 방법에 사용하는 쉬일드형 터널 굴삭기의 1실시예를 나타낸 도면.
제4도는 본 발명의 제3도의 굴삭기의 좌측 확대 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 관로 구축장치 12 : 기설관
14 : 신설관 16 : 지반
18 : 발진 수직갱 20 : 굴삭기
22 : 주(主)구축기구 24 : 쉬일드 본체
26,28,30 : 제1,2,3의 본체부 32 : 제1공간(제1실)
34 : 제2공간(제2실) 36 : 격자
38 : 간막이벽 40 : 슬리이브
41 : 크랭크 축 42 : 구동기구
44 : 로우터 46 : 날개
48,50 : 돌출부 52 : 커터 조립체
54 : 아암 56 : 커터 비트
58 : 오일실 60 : 안정기
62 : 링 형상의 칼라 64 : 흙탕물 공급관
66 : 기초판 68 : 슬라이더
70 : 잭 72 : 반력벽
74 : 관
본 발명은, 관로의 구축 방법 및 장치 또한 관로의 구축에 사용하는 쉬일드형 터널 굴삭기에 관한 것으로, 특히, 땅속에 구축된 서로 평행으로 뻗은 여러개의 관로를 파괴하면서 그 자리에 관로를 새로 구축하는 방법 및 장치 또한 관로의 구축에 사용하는 굴삭기에 관한 것이다.
하수용관, 전력선용관, 전화선용관과 같은 여러개의 기설관로를 파괴하면서, 이 기설관로보다 큰 직경을 가진 관로를 새로 구축하는 방법으로서는, 일반적으로, 갱신하고자하는 기설치된 기설관이 배치되어 있는 부위에 도랑을 굴삭하여 상기 기설관을 노출시킨 후, 이 기설관을 빼버리고 그 자리에 신설관을 배치한 후 상기 도랑을 묻어버리는 공법이 채용되고 있다.
그러나, 이 공법은, 도랑을 굴삭하여야 하기 때문에, 적용 가능의 개소에 대한 제한이 있다. 상기 과제를 해결하기 위하여, 관추진 공법을 이용하여, 여러개의 기설관로를 하나의 신설관로로 갱신하는 방법이 고려될 수 있다.
그러나, 종래의 관 추진 공법은, 커터 조립체의 회전의 반력에 의하여 쉬일드 본체가 회전하기 때문에, 커터 조립체를 정회전 및 역회전 시키지 않으면 안되고, 또한, 굴삭기를 소정의 계획로선을 따라 전진시키기 위한 번잡한 방향제어를 하지 않으면 안된다.
본 발명은, 개삭공법에 의하지 않고, 또한 굴삭기를 소정의 계획노선을 따라 전전시키기 위한 번잡한 방향 제어를 하지 않고서, 관로를 새로 구축할 수 있는 관로 구축방법 및 장치 또한 관로의 구축에 사용하는 쉬일드형 터널 굴삭기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 관로 구축방법은, 서로 평행하게 뻗은 여러개의 기설치된 관로를 파괴하면서 새로운 관로를 구축하는 방법으로서, 상기 기설치된 관을 부채꼴 형상으로 파괴하면서 상기 기설치된 관에 평행한 방향으로 굴삭작업을 수행함으로써, 각각 상기 기설치된 관 상호간에 서로 반대되는 부채꼴의 단면을 가지는 한 쌍의 대향하는 파괴되지 않은 잔여부분이 형성되도록 쉬일드 본체를 가지는 쉬일드형 터널 굴삭기를 전진시키는 공정과 ; 상기 쉬일드형 터널 굴삭기에 의한 굴삭을 통하여 형성되는 공간을 새로운 관을 배치하는 공정으로 구성되며 ; 상기 쉬일드형 터널 굴삭기는 상기 본체상에 상호간에 대향하여 설치됨으로써 상기 본체의 한쌍의 외주부분으로부터 돌출하게 되는 한쌍의 대향하는 안정기를 더욱 포함하여 구성되며, 상기 각각의 안정기는 상기 잔여부분의 한쪽과 미끄럼가능하게 끼워맞춤됨으로써, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안, 상기 대항하는 잔여부분이 상기 안정기에 대한 일종의 레일로서 제공되는 것을 특징으로 한다.
또, 쉬일드본체와, 상기 본체의 축방향에 평행한 축의 주위로 회전되도록 상기 본체의 전방에 설치된 커터조립체를 포함하는 쉬일드형 터널 굴착기로 구성되는, 서로 평행으로 뻗은 여러개의 기설치된 관로를 파괴하면서 새로운 관로를 구축하는 장치에 있어서, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기는, 상기 본체상에 상호간에 대향하여 설치됨으로써 상기 본체의 한쌍의 외주부분으로부터 돌출하게되는 한쌍의 대향하는 안정기를 더욱 포함하여 구성되며 ; 상기 커터조립체는, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안 상기 각각의 기설치된 관의 상호간에 서로 반대되는 파괴되지 않은 잔여부분을 형성하도록 상기 기설치된 관로를 부채꼴형상으로 굴삭하기 위한 크기로 형성됨으로써, 상기 잔여부분이 상기 안정기에 대한 일종의 레일로서 제공되며 ; 상기 각 안정기는, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안, 상기 서로 대향하는 잔여부분중의 한쪽에 미끄럼 가능하게 끼워맞춤되도록 크기가 형성되고 설치되는 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치가 제공된다.
또한 상기 안정기는 반구(半球)형상으로 형성되고, 상기 쉬일드 본체를 따라서 대칭부상에 연장되도록 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 쉬일드 본체는, 상호간에 동축적으로 접속된 제1본체, 제2본체 및 제3본체로 구성됨으로써, 상기 안정기가 본체를 따라서 제2본체의 대칭부상으로 연장되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 안정기의 양끝단의 외주면이 구형(球形)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하면서 상기 쉬일드형 터널 굴삭기의 굴삭에 의하여 형성된 공간내로 새로운 관로를 밀어넣기 위한 본적인 밀어 넣기 기구를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 쉬일드형 터널 굴삭기는, 전진시에 쉬일드 본체로부터 돌출하는 안정기와 서로 대향하는 1쌍의 기설관로의 잔부가 미끄럼이동 가능하게 걸어 맞춤함에 따라, 굴삭기의 축선과 직각의 면내에서의 변위를 규제하면서, 기설관로를 따라 전진한다.
이 때문에, 본 발명에 의하면, 굴삭기를 소정의 계획로선을 따라 전진시키기 위한 번잡한 방향제어를 할 필요없이, 신설관로를 구축할 수가 있다.
또한, 기설관을 철거하고, 신설관을 배치하기 위한 도랑을 굴삭할 필요가 없다.
또한, 쉬일드 본체의 회전이, 안정기와 기설관로의 나머지부위와의 걸어맞춤에 의하여 방지되기 때문에, 한쪽방향으로 회전하는 커터조립체를 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 도면에 나타내는 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
제1도 및 제2도에 나타내는 관로 구축장치(10)는, 땅속에 구축되어 서로 평행으로 뻗은 여러개의 기설관(12)중, 서로 인접하는 4개의 기설관의 일부를 파괴하면서, 이 기설관보다 큰 직경 치수의 1개의 신설관(14)을 부설하는 공사에 사용된다.
관로 구축장치(10)는, 지반(16)에 구축된 발진 수직갱(18)으로부터 도달 수직갱(도시않음)을 향하여 추진되는 쉬일드형 터널굴삭기(20)와, 신설관(14)을 굴삭기(20)에 의한 굴삭한 자리로 밀어넣어, 굴삭기(20)를 전진시키는 주구축기구(22)를 포함한다.
제3도에 나타내는 바와같이, 쉬일드형 터널 굴삭기(20)는, 원통형상의 쉬일드 본체(24)를 포함한다.
본체(24)는, 서로 동축적으로 맞붙인 제1, 제2 및 제3의 본체부(26), (28), (30)로 분할되어 있다.
최선단에 배치된 제1의 본체부(26)는, 내경이 뒤쪽으로 향하여 점차 감소하는 절두원추형의 파쇄실 즉 제1공간(32)을 규정한다.
제2의 본체부(28)는, 제1공간(32)의 뒤부분으로 계속되고 또한 이 제1공간 보다 넓은 단면적으로 갖는 흙탕물실 즉 제2공간(34)을 규정한다.
제1 및 제2의 본체부(26), (28)는, 제1의 본체부(26)의 뒤끝단부와 제2의 본체부(28)의 앞끝단부에서 여러개의 보울트에 의하여 분리 가능하게 연결되어 있다.
제2 및 제3의 본체부(28), (30)는, 제2의 본체부(28)의 뒤끝단부와 제3의 본체부(30)의 앞끝단부와에서 여러개의 보울트에 의하여 분리 가능하게 연결되어 있다.
제2의 본체부(28)의 앞끝단부 내측에는, 제1 및 제2의 공간(32), (34)을 구획하는 링 형상의 격자(36)가 형성되어 있다.
격자(36)은, 작은 굴삭물이 제1공간(32)으로부터 제2공간(34)으로 이동하는 것을 허용하나, 큰 굴삭물이 제1공간(32)으로부터 제2공간(34)으로 이동하는 것을 저지하도록, 쉬일드 본체(24)의 축선의 둘레에 등각도 간격으로 분리된 여러개의 개구를 가진다.
제2의 본체부(26)에는, 쉬일드 본체(24)내를 앞쪽 영역과 뒤쪽영역으로 구획하는 간막이벽(38)이 형성되어 있다.
간막이벽(38)에는, 간막이벽(38)을 쉬일드본체(24)의 축선방향으로 관통하여 뻗은 원통형상의 슬리이브(40)가 미끄럼 이동이 불가능하게 및 회전이 불가능하게 지지되어 있다.
슬리이브(40)에는, 이 슬리이브(40)를 쉬일드 본체(24)의 축성방향으로 관통하는 크랭크 축(41)이 회전가능하게 지지되어 있다.
간막이벽(38)의 뒤부분에는, 상기 크랭크축(41)을 회전시키는 구동기구(42)가 여러개의 보울트에 의하여 고정되어 있다.
구동기구(42)는 전동기와 감속기와를 구비한다. 구동기구(42)의 출력축은 상기 크랭크 축(41)의 뒤끝단부분에 연결되어 있다.
상기 크랭크축(41)에는, 제1의 본체부(26)와 함께 분쇄기를 구성하는 로우터(44)로 지지되어 있다. 로우터(44)는, 상기 크랭크 축(41)의 회전을 따라서 쉬일드 본체(24)의 축선으로부터 편심되어 회전된다. 로우터(44)는, 직경 치수가 뒤끝단쪽으로 향하여 점차 증대하는 바깥 표면을 갖는 절두원추형의 형상을 가진다. 로우터(44)의 뒤끝단 바깥면과 제1의 본체부(26)의 뒤끝단 안쪽면과의 간격은, 쉬일드 본체(24)의 직경 방향에 있어서의 격자(36)의 개구의 치수보다 작다. 로우터(44)의 절두원추형부의 바깥표면에는, 로우터(44)의 회전에 따라 제1공간(32)내의 굴삭물을 교반하고, 이 굴삭물에 유동성을 부여하는 여러개의 날개(46)가 붙임 고정되어 있다.
제1공간(32)을 규정하는 제1의 본체부(26)의 내면과, 로우터(44)의 바깥표면에는, 그 둘레방향으로 뻗은 여러개의 돌출부(48), (50)가 형성되어 있다. 로우터(44)의 앞끝단부에는 커터 조립체(52)가 고정되어 있다.
커터조립체(52)는, 로우터(44)로부터 쉬일드 본체(24)의 반경방향으로 뻗은 여러개의 아암(54)과 이 아암(54)에 고정된 여러개의 커터 비트(56)을 구비한다.
간막이벽(38)에는 슬리이브(40)를 둘러싸는 링 형상의 오일실(58)이 형성되어 있고, 이 오일실(58)에는 윤활유가 수용되어 있다.
오일실(58)은, 간막이벽(36)에 뚫린 여러개의 구멍(도시하지 않음) 및 슬리이브(40)에 형성된 여러개의 구멍(도시하지 않음)을 거쳐, 상기 크랭크 축(41)과 슬리이브(36)와의 사이의 공간에 연결되어 통하여 있다.
이 때문에, 크랭크 축(41)과 슬리이브(36)와의 사이는 윤활유로 채워져 있다.
제2의 본체부(28)의 바깥둘레에는, 제3도 및 제4도에 나타낸 바와같이, 제2의 본체부(28)로부터 돌출하는 1쌍의 안정기(60)가 형성되어 있다. 안정기(60)는, 반원기둥의 형상을 가지며, 또한 제2의 본체부(28)의 바깥둘레의 대칭 분위를 본체(24)를 따라 뻗도록 형성되어 있다. 안정기(60)의 양끝단부의 바깥둘레면은, 둥근면으로 되어 있다. 굴삭기(30)의 뒤끝단부와 최선단의 신설관(14)과의 사이에는, 링 형상의 칼라(62)가 배치된다.
굴삭기(20)는, 또한 흙탕물을 굴삭기(20)의 뒤쪽으로부터 제2의 공간(34)으로 공급하는 흙탕물 공급관(64)과, 제2의 공간(34)으로 공급된 흙탕물을 굴삭물과 같이 굴삭기(20)의 뒤쪽으로 배출하는 흙탕물 배수관(도시하지 않음)을 구비한다.
주구축기구(22)는 제1도에 나타내는 바와같이, 굴삭기(20)의 앞, 뒤 방향으로 뻗도록 수직갱(18)의 바닥부에 설치된 기초판(66)과, 이 기초판(66)에, 이 기초판을 따라 왕복이동 가능하게 지지된 슬라이더(68)와, 슬라이더(68)를 이동시키는 여러개의 잭(70)을 구비한다.
잭(70)은, 수직갱(18)에 구축된 반력벽(72)에 연결되어 있다.
굴삭시, 잭(70)이 신장되어 가면서, 굴삭기(20)의 구동기구(42)가 작동된다. 이에 따라, 굴삭기(20) 및 신설관(14)은 전진력을 받고, 또한 로우터(44) 및 커터 조립체(42)는, 쉬일드 본체(24)의 축선의 둘레를 회전(공전)하면서, 자기의 축선의 둘레도 회전(자전)한다.
이 결과, 사로 인접된 4개의 기설관(12)의 일부가 파괴되고, 또한 이들 사이의 토사 또는 콘크리이트가 굴삭된다.
큰 굴삭물은, 제1실(공간)(32)에서 제1의 본체부(26)와 로우터(44)에 의하여 잘게 파쇄된다. 굴삭물은 제1실(32)로부터 격자(36)를 지나 제2실(34)로 유동한다. 제2실(34)내의 굴삭물은 관(64), (74)을 거쳐 지상으로 배출된다.
잭(70)은, 최후 부위의 신설관(14)과 슬라이더(68)와의 사이에 새로운 신설관이 배치된 후에 신장된다.
이로 인하여, 슬라이더(68)과 전진되어, 신설관(14)이 굴삭기(20)의 굴삭된 자리로 밀어 넣어짐과 동시에 굴삭기(20)가 전진된다.
잭(70)의 소정의 길이로 뻗어지면, 구동기구(42)가 정지되고, 또한, 잭(70)이 수축됨에 따라 슬라이더(68)가 되돌아 같다. 이 상태에서, 슬라이더(68)와 최후부의 신설관(14)과 사이에 새로운 신설관이 배치된다.
굴삭기(20)의 안정기(60)는, 제1도 및 제2도에 나타내는 바와같이 대향하는 1상의 기설관(12)의 잔부에 미끄럼이동이 가능하게 걸어맞춤되어, 이 상태에서 굴삭기(20)의 전진에 따라 이동된다.
이 때문에, 관로 갱신장치(관로구축장치)(10) 및 쉬일드형 터널 굴삭기(20)에 의하면, 굴삭기(20)가 이축선과 직각인 면내에서의 변위를 규제하기 때문에, 굴삭기를 소정의 계획로선을 따라 전진시키기 위한 번잡한 방향 제어를 할 필요없이, 굴삭기(20)를 기설관로를 따라 전진시킬 수 있다.
또한, 커터 조립체(52)의 회전 반력에 의한 쉬일드 본체의 방지되기 때문에, 한쪽 방향으로 회전하는 커터 조립체를 사용할 수 있다.
새로운 관을 최후부의 신설관(14)가 슬라이더(68)와의 사이에 배치하는 보충 작업은, 발진 수직갱과 도달 수직갱과의 사이에 구축되어 있는 기설관의 갱신작업이 종료할 때까지 여러회 반복된다.
이로 인하여, 서로 인접된 4개의 기설관로에 대신하여, 이 기설관로의 직경 치수보다 큰 직경치수를 가지는 1개의 신설관로가 구축된다.

Claims (6)

  1. 서로 평행하게 뻗은 여러개의 기설치된 관로를 파괴하면서 새로운 관로를 구축하는 방법으로서, 상기 기설치된 관을 부채꼴 형상으로 파괴하면서 상기 기설치된 관에 평행한 방향으로 굴삭작업을 수행함으로써, 각각 상기 기설치된 관 상호간에 서로 반대되는 부채꼴의 단면을 가지는 한쌍의 대향하는 파괴되지 않은 잔여부분이 형성되도록 쉬일드 본체를 가지는 쉬일드형 터널 굴삭기를 전진시키는 공정과 ; 상기 쉬일드형 터널 굴삭기에 의한 굴삭을 통하여 형성되는 공간에 새로운 관을 배치하는 공정으로 구성되며 ; 상기 쉬일드형 터널 굴삭기는 상기 본체상에 상호간에 대향하여 설치됨으로써 상기 본체의 한쌍의 외주부분으로부터 돌출하게 되는 한쌍의 대향하는 안정기를 더욱 포함하여 구성되며, 상기 각각의 안정기는 상기 잔여부분의 한쪽과 미끄럼가능하게 끼워맞춤됨으로써, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안, 상기 대향하는 잔여부분이 상기 안정기에 대한 일종의 레일로서 제공되는 것을 특징으로 하는 관로 구축 방법.
  2. 쉬일드본체와, 상기 본체의 축방향에 평행한 축의 주위로 회전되도록 상기 본체의 전방에 설치된 커터조립체를 포함하는 쉬일드형 터널굴삭기로 구성되는, 서로 평행으로 뻗은 여러개의 기설치된 관로를 파괴하면서 새로운 관로를 구축하는 장치에 있어서, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기는, 상기 본체상에 상호간에 대향하여 설치됨으로써 상기 본체의 한쌍의 외주부분으로부터 돌출하게 되는 한쌍의 대향하는 안정기를 더욱 포함하여 구성되며 ; 상기 커터조립체는, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안 상기 각각의 기설치된관의 상호간에 서로 반대되는 파괴되지 않은 잔여부분을 형성하도록 상기 기설치된 관로를 부채꼴형상으로 굴삭하기 위한 크기로 형성됨으로써, 상기 잔여부분이 상기 안정기에 대한 일종의 레일로서 제공되며 ; 상기 각 안정기는, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하는 동안, 상기 서로 대향하는 잔여부분중의 한쪽에 미끄럼 가능하게 끼워맞춤되도록 크기가 형성되고 설치되는 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 안정기는 반구(泮球)형상으로 형성되고, 상기 쉬일드 본체를 따라서 대칭부상에 연장되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 쉬일드 본체는, 상호간에 동축적으로 접속된 제1본체, 제2본체 및 제3본체로 구성됨으로써, 상기 안정기가 본체를 따라서 제2본체의 대칭부상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 각 안정기의 양끝단의 외주면이 구형(球形)인 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치.
  6. 제2항, 제3항, 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 쉬일드형 터널 굴삭기가 전진하면서 상기 쉬일드형 터널 굴삭기의 굴삭에 의하여 형성된 공간내로 새로운 관로를 밀어넣기 위한 기본적인 밀어 넣기 기구를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 구축 장치.
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