KR960009279B1 - 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음

Description

해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 전체구성과 해머드릴의 상하 기복 작동 상태를 나타낸 측면도.

제2도는 본 발명의 해머드릴의 좌우회전 작동 상태를 나타낸 평면도.

제3도는 본 발명의 해머드릴장치부의 일부 단면도.

제4도는 본 발명의 후방측 가이드홀더의 단면도.

제5도는 본 발명의 전방측 가이드홀더의 단면도.

제6도는 본 발명의 전방측 가이드홀더와 그 전면에 설치된 수압분사관의 설치 구성을 나타낸 정면도.

제7도는 제6도의 A-A선 단면도.

제8도는 본 발명의 스플라인 구조를 나타낸 원형 단면도.

제9도는 본 발명의 전방측 스플라인 구조를 나타낸 길이 방향 단면도.

제10도는 본 발명의 에어슈벨의 구성을 나타낸 단면도.

제11도는 본 발명의 에어슈벨의 길이 방향 단면도.

제12도는 본 발명으로 터널의 굴진 작동을 나타낸 굴진 공사 실시예시도.

제13도는 본 발명의 해머드릴로 암반지층을 타격파괴하는 방법의 예시도.

제14도의 (a)(b)도는 본 발명의 해머드릴로 암반지층에 타격 구멍을 친설하는 파쇄굴진 방법의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크롤러 주행장치 2 : 붐장치

3 : 유압실린더 4 : 수평타격장치

5 : 유압모우터 장치부 6 : 완충장치부

7 : 해머드릴장치부 7a : 백헤드

7b : 해머드릴 7c : 비트헷더

8 : 피스톤 9 : 센타밸브

10 : 에어슈벨 11 : 웨어스리브

12 : 공압배출로 14, 14-1 : 스플라인

15, 15-1 : 충격흡수재 16a : 공압 안내로

16b : 연통로 17a, 17b : 가이드홀더

18a,18b : 베어링 19 : 에어실린더

20 : 피스톤 21 : 수압 분사관

30 : 타격 구멍 31 : 비타격면

32 : 터널

본 발명은 크롤러 주행장치에 설치되어 상, 하, 좌, 우 이동이 가능한 수평상의 붐(Boom)상에 해머드릴을 장착하여, 그 해머드릴이 수평위치에서 굴진하고자 하는 터널 단면을 연속적이고도 짧은 간격의 전후진 작동으로 타격과 동시 회전하면서 암반층을 단계적으로 파쇄시키는 터널 굴착 공법과 장치에 관한 것으로, 터널내의 지반에 큰 진동을 주지 않으며, 터널 굴진시에는 본 발명의 기계 장치를 운전하는 작업원이의의 다른 작업원을 필요로 하지 않아 작업도중 예기치 않는 안전사고(터널(지층의 낙반이나 붕괴사고))의 발생시 인명 피해를 없앨 수 있는 기계식 터널 굴진 공법으로서, TBM 등과는 달리 지층을 형성하고 있는 터널의 어떠한 암질에도 시공이 가능하며, 특히 불규칙한 균열(암결)이 많은 화강암층과 편마암층 굴착의 경우 작업 효율을 높일 수 있는 특징이 있고, 또한 터널의 암질이 다양하게 변화하는 지층 예컨대, 경암(硬岩)과 연암(軟岩)이 불규칙하게 지층을 구성하고 있는 터널의 굴착 작업은 물론 터널 주변 조건이 고층 건물이나 고가 구조물 또는 지하 매설물이 인접한 도심지의 터널굴진 및 고층 건축물의 기초 터파기 공사에서 굴진코자 하는 터널 단면을 벗어난 지층에는 아무런 진동을 주지 않고 굴진하기 위한 터널 단면 지층에만 적은 진동이 타격과 회전 작동으로 터널을 안전하고 경제적으로 굴착 시공할 수 있게 하는데 목적을 두고 창출한 것이다.

본 발명은 크롤러 주행장치에다 상, 하, 좌, 우 회전이 가능한 수평상의 붐(Boom)위에 해머드릴을 장착하고, 그 해머드릴은 거의 수평상태를 유지하도록 하면서 동시에 천공하고자 하는 암반층(혹은 지층) 단면에 대하여는 거의 수직 상태를 유지하도록한 상태에서, 굴착하고자 하는 터널 횡단면을 유니트(Unit)화한 분할 단면(Unit 단면)로 분할구획한 다음 유니트 단면을 일정 굴진 깊이(h)(약 50-70Cm)만큼 떼어내고 순차적으로 또다른 유니트 단면도 동일 작업을 수행하어 터널 횡단면 전체를 굴진 깊이 h만큼썩 단계적으로 굴진해 나가는 터널 굴진 방법 및 그 장치인데 특히, 유니트 분할 단면을 일정 깊이만큼 떼어내는 방법에 있어서는 유니트 단면에다 수명 깊이 h만큼 소구경의 구멍을 다수개 뚫은 다음 구멍과 구멍을 연결하는 형태가 대략 삼각형이나 사각형 또는 다각형의 모양이 되도록 선택하여 선택된 형태의 중심부를 타격함으로써 h 길이의 다각형 구멍끼리의 직선연결선이 파괴와 동시에 다각형내의 h 깊이의 수직면의 파괴가 유도되어 유니트 단면을 쉽고 경제적 및 효율적으로 떼어낼 수 있으며, 이때, 소구경의 구멍을 수평적으로 h 깊이만큼 천공하는 기술적 수단 역시 매우 중요한 본원의 특징인바, 터널지층의 대략 경암일 경우 경암을 대상으로 하고서 경암에다 수평 구멍을 뚫을때 가령 헤드비트만을 단순히 회전시켜서 오로지 헤드비트의 회전력만을 의존하여 경암을 갉아서 천공할 수 있다손 치더라도 h 깊이의 수명 구멍을 뚫는데는 장시간을 요하게 되어 사실상 경제적으로나 시공기술상 불가능할 뿐이어서 지금까지 적용된 사실도 본원에서는 유니트 분할 단면에다 소구경의 다각형 형태를 선정하여 떼어내는 기술을 주기술로 하면서 소규모의 장비로 짧은 시간에 소수의 인원으로 시공상의 효율화를 기할 수 있도록 수평 구멍의 천공수단을 제공하기 위한 것으로 대략 수평 상태로 헤드드릴을 유지시켜 수평 천공작업을 하되, 경암을 쪼아내듯이 짧고 연속적인 타격을 헤드드릴에 가하면서 동시에 헤드드릴에 회전을 주어 헤드드릴의 타격점의 위치를 변경시켜 주는 타격-회전 방식으로 경암에다 소구경의 수평 구멍을 천공하게 되는 것이다.

본 발명과 같이 터널을 굴착하는 공법으로서 현재 채택되고 있는 공법을 알아보면 다음과 같다.

가장 재래적인 공법으로서 화약에 의한 발파 공법이 있는데, 이는 암의 질과 주변의 시설물 그리고 안전을 고려할때 매우 불합리한 공법이다. 즉, 이 발파공법은 일정간격과 깊이 그리고 화약의 량을 정확히 계산하여야 하는 것이 선행 조건인데, 정확한 계산의 기대는 쉽게 해결될 수 없다는데 그 문제점이 있으며, 발파작업시 암의 결을 따라 화약의 고압개스가 침투하게 되므로서 필요 이상의 암반을 손상시킴과 아울러 터널 낙반 사고의 주원인을 증가시키계 된다는 결점이 있었다.

상기 발파 공법의 단점을 보안하여 작업하는 방법과 기계장치로는 로드헷더가 있는데, 이는 적게는 직경이 50Cm부터 크게는 1m 가량의 원뿔형 철제에 텅스텐으로 된 독수리 발톱형의 팁이 나선형을 이루고 있는 이 로드헷더는 매우 큰 회전력으로 회전과 큰 추진력을 가하여 긁어내는 방법으로 높은 전류와 전압의 동력원에 부착된 기계장치를 이용한 공법으로서 이러한 로드헷더의 단점으로는 기계의 가격이 매우 비싸고 크기 또한 거대하여 작은 터널 굴진의 작업장에는 설치하기가 부적합하고, 또 설치후 해체 작업이 매우 힘든 단점이 있으며, 또한 로드헷더의 경우 암의 압축 강도가 500kg/Cm²이상이 되면 작업이 불가능하다.

그리고 우리나라의 암층은 암의 강도가 매우 불규칙하고, 또 암결이 매우 불규칙한 곳이 많아 우리나라의 실정에 맞지 않는 단점이 있는 반면, 암층이 일정하고 무른곳에서는 능률적인 작업성을 나타내는 장점을 가지고 있다.

다음으로는 일명 T. B. M. 이라는 장비가 있는데, 이는 터널 단면형상이 정원형 단면으로 굴착하는 전면굴착 공법으로서, 터널 전체면을 로울러로서 부셔뜨려 굴진하는 방법으로 현대화된 자동화 기계이기는 하나 터널 단면이 정원형으로 구성되지 않을 경우에는 필요 이상으로 지층을 굴착하게 되는 문제점과, 그 필요 이상으로 굴착된 부분을 다시 메워야 하는데 따른 불필요한 공사의 추가 요인이 발생하게 되는등 비경제성의 단점이 있으며, 이러한 T. B. M. 장비는 앞서 설명한 고가의 로드헷더의 가격보다 수십배 비싼 가격이기 때문에 실용적으로 사용할 수 없는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

따라서 본 발명은 위에 열거한 종래의 각 터널 공법의 장단점을 감안하여 장출한 것으로서, 터널 지층을 회전타격하여 쪼아내는 방법을 채택하여 가장 적은 동력으로 가장 큰 효과를 거둘 수 있도록 하는 공법과, 매우 경제적인 장비를 제공하고자 창출한 것으로 이하 본 발명으로 암반지층의 터널 굴진 공사를 진행하는 공법과 장치를 상술하기로 하면 다음과 같다.

먼지 장치에 대하여 설명하면, 제1도는 본 발명장치의 전체 구성이 나타난 측면도로서, 무한궤도 바퀴(1a)와 운전실이 마련된 선회본체(1b)로 구성된 크롤러 주행장치(1)에 붐장치(2)를 설치한다.

상기 크롤러 주행장치(1)의 선회본체(1b)는 360도 회전이 가능하며, 붐장치(2)는 부착점(2a)을 기점으로 하여 상하로 기복작동이 가능하게 유압실린더(3)에 연설한다. 유압실린더(3)는 크롤러 주행장치의 자체에서 발생되는 유압에 의해 작동하도록 구성하였으며, 또 붐장치(2)의 상하 기복 작동의 각도 폭은 수평 상태를 기준으로 하여 위로는 약 60도 정도이고, 밑으로는 약 30도 정도로 각도 조정이 가능하게 설계되어 있다.

상기 붐장치(2)의 상면에는 본 발명에서 말하는 해머드릴을 포함하는 수평타격장치(4)가 전후로 이동 조정이 가능하도록 가이드레일(2b)을 설치하여 수평타격장치(4)의 선단측을 붐장치(2) 선단으로부터 멀리 또는 가깝게 위치시킬 수 있도록 한다.

수평타격장치(4)의 구성은 후방측(크롤러 주행장치 운전실측)에서부터 유압모우터 장치부(5)와 완충장치부(6) 그리고 해머드릴장치부(7)로 크게 구분할 수 있으며, 여기서 유압모우터 장치부(5)는 크롤러 주행장치(1) 자체의 유압 핌프의 고압에 의해 회전력을 얻는 유압모우터(5a)와, 유압모우터의 회전 속도를 일차적으로 감소시켜 주는 제1감속장치(5b) 그리고 제2감속장치(5c)가 차례로 연설된 상태로 설치되며, 이는 수평타격장치(4)를 고출력으로 회전시킬 수 있도록 구성하였다.

상기의 유압모우터 장치부(5)와 전방측의 해머드릴장치부(7) 사이에 연결되는 완충장치부(6)는 그 양단이 스플라인(Spline) 구조로 연결되어진다.

위와 같이 연결되는 완충장치부(6)의 구체적인 구성과 그 작용효과는 후술하기로 한다.

해머드릴장치부(7)는 백헤드(7a)와 해머드릴(7b) 그리고 비트헷더(7c)로 구성되며, 여기서 비트헷더(7c)는 암반지층의 강도 등에 따라 규격별로 된 것을 선택적으로 교체하기 편리하도록 척(Chuck) 등으로 조립되는 것이며, 또한 해머드릴(7b) 내부에는 공압에 의해 진퇴 작동을 하는 피스톤(8)이 장설되어 있다(제3도 참조).

상기의 해머드릴(7b)의 피스톤 체크 밸브(9)의 작용으로 백헤드(7a) 외주에 설치된 에어슈벨(10)에서 공급되는 공압을 전후로 공급받아 해머드릴 내부에서 진퇴 작동을 연속적으로 반복하여 비트헷더(7c)에 타격력을 부여하는 것으로 이와 같은 피스톤의 왕복 진퇴 작동에 따른 구체적인 구성은 기존의 공압용 착암기등과 유사하므로 이에 대한 구체적인 공압 유통 구조와 그 작용에 대해서는 기술을 생략하기로 한다.

피스톤(8)과 그의 왕복 진퇴 작동에 의해 타격력을 부여받는 비트헷더(7c) 사이에는 웨어스리브(11)가 장착되며, 이 웨어스리브(11)는 내충격성, 내마모성이 우수한 우레탄등의 재질의 것을 사용하여 체크 밸브(9)를 통해 유입되는 공압이 피스톤을 왕복 진퇴 작동시킨 다음 공압 배출로(12)로 배기시킬 수 있도록 구성하여야 한다(제3도 참조).

한편, 전술의 완충장치부(6)의 전, 후방측 스플라인 구조를 설명하면, 제8도와 제9도의 도시예는 전방측 스플라인 구조를 도시한 것으로, 백헤드(7a)에 연결되는 스플라인(14)은 완충장치부(6)의 원통체(6a) 선단에 나사 조립되어 있으며, 백헤드(7a)의 연결부(7a-1)는 스플라인(14)의 톱니모양과 같은 모양으로 스플라인과 치합되는 구조로 구성됨과 아울러 그 스플라인을 타고 전후 완충적으로 이동할 수 있도록 연결되며, 스플라인(14)의 선단에는 우레탄, 고무 또는 고장력 합성수지로 된 충격흡수재(15)가 게재되어 있다.

상기의 충격흡수재(15)는 수평타격장치(4)를 이용하여 암반지층을 타격할때 비트헷더(7)의 타격작동에 대한 상대적 반력이 해머드릴장치부(7)에 전달될때 이를 일차적으로 흡수 제거하는 기능을 담당하며, 충격흡수재(15)에는 압축되는 작용이 잘 일어나도록 수개의 압축홈(부호 생략)을 형성하였으며 충격흡수재가 흡수제거하지 못한 반력은 백헤드(7a)의 연결부(7a-1)가 스플라인(14)을 타고 후방으로 약간 탄력적으로 후퇴하므로서 충격흡수재(15)의 반력 흡수제거 능력은 매우 탁월해지는 것이다.

또한 완충장치부(6)의 원통체(6a)의 후방부는 백헤드의 후방측 연결부(7a-1)과 같은 구조로서 유압모우터 장치부(5)의 제2감속장치(5c)의 출력단측에 정착된 스플라인(14-1)에 연결되어지며, 스플라인(14-1)의 선단측에도 충격흡수재(15-1)가 설치되어 있다.

따라서 전방측의 충격흡수재(15)와 스플라인(14)이 흡수, 제거하지 못한 타격에 대한 반력 작용은 후방측 충격흡수재(15-1)와 스플라인(14-1)에 의하여 이차적으로 흡수, 제거되는 것이다.

상술한 전, 후방측의 스플라인(14),(14-1)은 유압모우터 장치부(5)의 회전력을 해머드릴장치부(7)에 전달하는 기능을 담당하고 있으며, 백헤드(7a)상에 설치된 에어슈벨(10)는 백헤드의 회전 작동에 관계없이 리테이너(10a)에 의해 고정 상태로 설치되어지며, 내주면 가운데 부분에는 공압유통용 환홈(10b)이 형성되고, 또 백헤드(7a)에는 그 중심부에 공압 안내로(16a)와, 이 공압 안내로가 공압유통용 환홈(10b)과 항시 상통된 상태를 유지할 수 있도록 하는 수개의 연통로(16b)가 천설되어 있으므로서 에어슈벨(10)의 공압주입구(10)측으로 공급되는 공압은 백헤드(7a)의 공압 안내로(16a)를 통해 해머드릴(7b)로 주입되어 피스톤(8)을 작동시킨후 비트헷더(7c)의 공압 배출로(l2)를 통해 분출되면서 암반지층 타격시 발생되는 파쇄물을 불어내도록 하였다.

수평타격장치(4)를 구성하는 백헤드(7a)와 원통체(6a)상에는 두개의 가이드홀더(17a)(17b)가 장착되어 수평타격장치(4)를 붐장치(2)의 가이드레일(2a)에 수평상으로 안정되게 설치할 수 있게 하는데, 이들 가이드홀더(l7a)(17b)에는 나이론이나 백크라이트 또는 F. R. P. 유리섬유 강화 플라스틱 및 우레탄 등으로 된 내마모성 고장력 합성수지로 된 베어링(18a)(18b)이 백헤드와 원통체를 감싸도록 구성하여 수평타격장치(4)의 회전 속도를 감시키지 않도록 하면서 그 수평타격장치를 견고하게 지지하고 있도록 하였으며, 이들 가이드홀더(17a)(17b)의 베어링과 에어슈벨의 리테이너에는 윤활유를 공급하여 그들의 원활성을 기대케 하였다.

또한 전방측 가이드홀더(17a)에는 브라켓트를 이용하여 붐장치(2) 내부에 장설된 에어실린더(19)의 피스톤(20)에 연결하며, 이 실린더의 피스톤을 진출 또는 몰입작동시켜 주는 방법으로 수평타격장치(4) 자체를 붐장치(2)상에서 전, 후로 이동 조정할 수 있도록 구성하므로서 터널 굴진 공사 진행시 운전자의 운전조작으로 수평타격장치를 정해진 이동 범위 안에서 전방을 향해 단계적으로 진출 이동시키면시 작업을 진행할 수 있게 하였으며, 이 에어실린더의 다른 기능으로서는 비트헷더(7c)의 타격 작동에 대한 반력을 흡수, 제거하는 전, 후방측의 충격흡수재(15),(l5-1) 스플라인(14),(14-1)이 흡수하지 못한 반력이 수평타격장치에 남아 있게 될 때 이를 흡수, 제거하는 특별한 기능이 있고, 이러한 기능을 붐장치(2)를 충격으로부터 보호하는데 가장 중요한 기능중에 하나인 것이다.

그리고, 제6도와 제7도의 도시예에서 보여지는 바와같이 전방측 가이드홀더(17a)의 전면에는 환형의 수압분사관(21)을 설치하여 물을 비트헷더(7c) 주위로 고압, 분사하도록 하므로서 비트헷더의 암반타격시 발생되는 파쇄물과 그 분진들이 흩어지는 것을 막아 터널 작업 현장이 먼지로부터 오염되는 현상을 막아 터널 굴진 작업 현장의 대기를 맑게 하는 특별한 효과를 나타낸다.

이와같은 구성원리로 된 본 발명으로 암반지층에 터널을 만드는 굴진공사 진행에 따른 장치의 작용 효과와 함께 터널 굴진 공사의 공법을 설명하면 다음과 같다.

크롤러 주행장치(1)는 기동성이 뛰어나므로 작업 현장으로의 이동이 빠르고 또 붐장치(2)는 운전실에 탑승한 운전자의 운전조작에 의하여 상향으로는 약 60도 정도, 하향으로는 약 30도 정도의 상, 하 각도폭의 범위내에서 고정시킬 수 있음과 아울러 선회본체(1b) 자체는 360도 회전범위에서 자유자재로 고정시킬 수 있으므로 터널 단면의 크기와 형태에 맞추어 터널을 굴진할 수 있을 뿐 아니라 암반지층의 구조를 관계하지 않고 지층을 뚫고 들어갈 수 있는 것으로, 우선 터널 굴진 작업 현장에 이동된 크롤러 주행장치(1)는 선회본체(lb)가 굴진코자 하는 암반지층을 향해 정지된 상태로 위치함과 동시 붐장치(2)에 설치된 수평타격장치(4)를 원하는 각도로 조정 고정시킨 다음 작업을 진행하는 것인데, 이를 제12도의 도시예를 빌어 설명하면, 수평타격장치가 수평 상태로 고정된 상태에서 별도의 에어콤푸레샤(도시 없음)의 공압공급용 호오스를 에어슈벨(10)의 공압 주입구(10c)에 연결하여 공압을 공급함과 동시 유압모우터 장치부(5)를 구동시키면 수평타격장치(4) 자체는 고출력으로 감속 회전하게 되고, 이와같은 회전은 비트헷더(7c)에까지 전달되는데, 이때 회전되는 비트헷더(7c)는 에어슈벨(10)을 통해 주입되는 공압에 의해 해머드릴(7b) 내부에서 왕복 진퇴 작동을 하는 피스톤(8)에 의하여 타격력을 부여받고 있게 되어 비트헷더 자체는 회전과 함께 타격 작동을 동시에 하는 상태가 된다.

상기의 비트헷더(7c)가 암반지층을 타격하는 순간에는 회전하지 않는 상태이며, 비트헷더(7c)가 타격후 후진하였다가 다시 전진, 타격하는 동안에는 팁(7c-1)이 앞서 타격했던 부분을 벗어난 위치를 타격하게끔 회전한 상태가 되도록 수평타격장치의 회전 속도를 감소시켰다.

위 설명과 관련하여 비트헷더의 텅스텐 재질의 팁(7c-1)들은 공압 배출로(12)를 중심으로 하여 나선 모양을 이루고 있으므로 비트헷더(7c)의 타격 작동시 암반지층에 형성된 팁들의 타격분쇄홈과, 다음 타격작동시의 분쇄홈과의 관계는 같은 곳이 아니고 서로 근접 내지는 절반 정도 겹친 상태가 되고 나선형을 이루는 팁(7c-1)들은 다수개이기 때문에 비트헷더(7c)의 타격면은 그것의 타격 작동에 의해 구멍이 뚫어지게 되는 것이며, 이러한 타격 작동은 크롤러 주행장치(1)를 정차시킨 상태하에서 운전자의 운전조작만으로, 또 에어실린더(19)의 피스톤(20)을 조금씩 진출시키는 작동으로 암반지층에 적당 깊이의 타격 구멍(30)을 뚫어준 다음에는(제12도 참조) 다시 에어실린더(19)의 피스톤(20)을 몰입 작동시켜 타격 구멍(30)내에서 비트헷더(7c)를 탈출시켜 그 옆을 다음 타격면으로 하여 다른 타격 구멍(30)을 형성시키는 방법을 좌우, 상하로 연속하여 타격 구멍을 형성시키는데(제13도 참조) 이때의 타격 구멍(30)들간의 간격과 그 모양은 제14도의 (가)(나)도에 도시한 예와 같이 각 타격 구멍들은 서로 근접하면서 삼각형이나 사각형 또는 그 이상의 다각형의 모양을 이루도록 한 후 그 다각형 모양을 이루고 있는 각 타격 구멍들의 중심부를 비타격면(31)을 타격하는 방법으로 다각형의 고리를 구성하는 타격 구멍들을 파괴 제거하는 방법으로 터널(32)을 단계적으로 굴진하는 것이 매우 효율적이다.

상술한 바와같이 비트헷더(7c)로 암반지층을 타격하여 타격 구멍(30)을 천공하는 작업 진행시에는 수압분사관(21)을 통해 고압의 물을 비트헷더 주위로 분사하여 주므로서 타격시마다 비트헷더의 공기 배출로(12)로 분출되는 공압의 파쇄물을 밖으로 분출시킬때 그 분출시 발생하는 분진(먼지)을 분사되는 수막으로서 포집하여 터널(32) 공사 현장이 먼지로 오염되는 사례를 완벽하게 막아줄 수 있는 것이다.

또한 비트헷더(7c)가 암반지층을 타격할때 그 반력이 전달되는데, 이와같은 반력은 백헤드(7a)와 원통체(6a) 선단 사이에 구성된 스플라인(14)과 층격흡수재(15)가 일차적으로 흡수, 제거한다.

즉, 비트헷더(7c) 전달된 타격 반력은 백헤드(7a)의 후방 연결부(7a-1) 내부에 장착된 충격흡수재(15)를 압축하게 되고 또 그 압축작용이 잘되도록 후방측 연결부(7a-l)는 스플라인(14)의 톱니모양의 요철부를 타고 약간 탄력적으로 이동하는 작용으로 타격 반격을 어느정도 흡수, 제거하고, 일차적인 완충부를 거친 타격 반력은 완충장치부(6)와 유압모우터 장치부(5) 사이의 충격흡수재(15-1)와 스플라인(14-1)에 의하여 이차적으로 흡수, 제거되는 것인데, 이 후방측의 이차적인 충격흡수재와 스플라인으로도 흡수, 제거되지 아니한 타격 반력은 수평타격장치(4)의 전체에 작용하게 되므로서, 이때에는 전방측 가이드홀더(17a)의 브라켓트가 피스톤(20)을 몰입 작동 방향으로 반력을 전달하게 되어 에어실린더(19)가 최종적으로 타격 반력을 흡수, 제거하는 기능을 담당하여 붐장치(2)에는 타격 반격이 전혀 전달되지 않게 되는 것이며, 이는 곧 붐장치와 크롤러 주행장치의 고장원인을 배제할 수 있게 되는 것이다.

이와같은 본 발명은 가동성이 뛰어난 크롤러 주행장치에 설치되는 붐장치상에 수평타격장치를 설치하는 구성으로 암반터널 굴진 공사의 장비와 인원을 간소화시키면서 빠르게 터널을 굴진할 수 있는데 터널 굴진공사시 크롤러 주행장치를 정지시킨 상태에서 굴진코자 하는 터널 모양(형태)에 맞추어 수평타격장치를 상, 하 및 좌, 우로 각도 조절하여 타격 구멍을 다각형을 이루도록 근접되게 천공한 다음, 그 다각형의 중심부를 타격하여 파쇄시키는 방법으로 터널 모양에 따라 파괴하면서 크롤러 주행장치가 정지된 상태하에서는 수평타격장치를 앞으로 이동 조정시키는 방법과 크롤러 주행장치 자체를 앞으로 주행시키는 방법의 병행만으로 터널 단면을 원하는 모양으로 단계적으로 굴진할 수 있는 것이며, 암반지층을 큰 진동없이 굴착할 수 있어 암반지층의 암질 구조가 불규칙하더라도 작업 진행이 가능하고, 또한 본 발명의 특징의 하나로는 해머드릴을 작동시킴에 있어 내연기관과 고압전기를 사용하지 아니하므로서 매연에 의한 터널 작업 현장의 대기를 오염시키거나 누전에 따른 안전사고의 발생이 없는 것이며, 오히려 암반지층의 타격 분쇄시 발생되는 먼지는 수압분사관으로 분사되는 수막으로 깨끗하게 제거하므로서 터널 공사 현장의 공기를 오염시키는 사례를 방지할 수 있는 것으로서, 이와같은 본 발명의 사용 적합한 암반 굴착 공사를 열거하면, 각종 지하구조물 설치를 위한 터파기 공사와, 지하도로의 터널 공사, 지하철, 전철, 통신 신설용 터널 공사 및 철도의 터널 공사, 채광 터널 공사 농수로와 배수로의 터널 공사등에 적용하였을시 매우 경제적으로 공사를 진행할 수 있으면, 또 다른 용도로는 콘크리트로된 건축 구조물의 파괴 제거하는데에 적용하였을시 매우 효율적으로 사용할 수 있는 신규의 발명인 것이다.

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Claims (7)

1. 크롤러 주행장치의 선회본체에 상하로 각도 조절이 가능하게 되는 붐장치위에 수평타격장치를 설치하되, 이 수평타격장치를 유압모우터 장치부와, 완층장치부 및 해머드릴장치부가 수평상으로 연결, 구성하며, 이의 해머드릴장치부와 완충장치부상에는 붐장치 상단의 가이드레일을 타고 전후로 이동 가능한 전, 후방측 가이드홀더를 감합 설치하고, 또 전방측 가이드홀더에는 에어실린더의 피스톤을 연결하여 그 피스톤의 출몰 작동에 의하여 수평타격장치를 붐장치 위에서 전후로 이동 조정이 가능하게 구성함을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진장치.
2. 제1항에 있어서, 수평타격장치의 유압모우터 장치부와 해머드릴장치부 사이에 연결되는 완충장치부 양단은 스플라인 구조로 연결됨과 아울러 스플라인 선단측에 충격흡수재를 장착시킴을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 장치.
3. 제1항 기재에 있어서, 수평타격장치의 양측을 지지하는 전, 후방측 가이드홀더는 그 내부에 내마모성 고장력 합성수지나 유리섬유 강화 플라스틱(F. R. P.)의 재질로 된 베어링을 거재시켜 수평타격장치가 회전이 원활하도록 지지케 함을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 장치.
4. 제1항에 있어서, 수평타격장치의 백헤드상에는 그 중심부에 형성된 공압 안내로에 에어슈벨로부터 주입된 공압을 공급하는 수개의 연통로를 천설하여 공압 안내로에 유입된 공압을 해머드릴 내부의 피스톤을 진퇴 왕복 작동시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 평명 타격 파괴식 터널 굴진 장치.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 수평타격장치의 해머드릴상에 설치된 가이드홀더의 전단측에 수압분사관을 설치하여 비트헷더 주위로 물을 분사하므로서 형성되는 수막으로 타격 분쇄 작동시 발생되는 파쇄물의 분진이 주위로 비산되는 것을 방지할 수 있도록 함을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 장치.
6. 크롤러 주행장치에다 상, 하, 좌, 우 회전이 가능한 수평상의 붐위에 해머드릴을 장착하고, 그 해머드릴은 거의 수평상태를 유지하도록 하면서 동시에 전공하고자 하는 암반충 단면에 대하여는 거의 수직상태를 유지하도록 한 상태에서 굴착하고자 하는 터널 횡단면을 유니트화한 분할 단면으로 분할 구획한 다음 유니트 단면에다 수평 깊이만큼 소구경의 구멍을 다수개 뚫은 후 구멍 상호간에 다각형 형상이 되도록 선택하여 다각형의 중심부를 타격함으로써 다각형내의 깊이의 수직면상의 파괴를 유도하되 수평 천공을 쪼아내듯이 짧고 연속적인 타격을 경암에다 가하면서 동시에 헤드드릴에 회전력을 주어 헤드드릴의 타격점의 위치를 변화시켜 주는 타격-회전 식으로 천공함을 특징으로 하는 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 방법.
7. 제6항에 있어서, 수평타격장치의 비트헷더로 타격 구멍을 굴삭해내는 과정에서 그 타격 구멍 주위에 수압을 분사시켜 분진제거용 수막을 형성하는 방법을 특징으로 하는 해머드릴을 이용한 암반지층의 수평 타격 파괴식 터널 굴진 방법.