KR20200021299A - 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관이나 기설 인공 등을 향해 강관을 다양한 각도에서 추진하여 개착하지 않고도 다방향으로의 관로를 일률적으로 형성하면서 강관을 효율적으로 매설함을 제공하도록, 기설 본관에 대응하여 지반을 굴착가능하되 지중에 새로운 경로의 관로를 형성가능하게 구비되는 추진관세트부와; 지면에 고정 설치되고 상하로 적층 형성되되 일단이 힌지축 결합하여 회전가능한 구조를 이루는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 전후로 왕복이동가능하게 설치되는 추진프레임과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부를 장착 지지하되 상기 추진관세트부가 전방을 향해 추진될 수 있게 구비되는 추진유닛으로 구성된 추진로드부;를 포함하고, 상기 추진로드부에는 상기 베이스프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부의 기설 본관을 향하는 추진방향을 설정토록 상기 추진프레임의 각도를 조정하는 각도조정수단을 포함하는 특수 설치관 다각도 추진장치를 제공한다.

Description

특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법 {Multi-Angle Propulsion Apparatus and Method for Special Pipe}

본 발명은 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하수관이나 기설 인공 등을 향해 강관을 다양한 각도에서 추진하여 개착하지 않고도 다방향으로의 관로를 일률적으로 형성하면서 강관을 효율적으로 매설하는 것이 가능한 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 전선관이나 가스관, 송유관, 하수관, 우수관 등의 다양한 목적 및 용도로 사용되는 관로는 도시기반시설로서 지중에 구획된 안전한 지하공간을 이루되 1000㎜ 이하의 소구경 터널을 이룰 수 있도록 지중에 매립시공하여 사용하게 된다.

이러한 각종 관로를 지중에 매립 시공함에는 지금까지 지상에서 땅을 파내어 관로를 연결설치한 후 다시 복개 등의 시공을 진행하는 개착 공법의 실시가 대부분이었다.

그러나 도심 시가지 내에서 개착 공법으로 관로를 매설하는 경우에는 공사기간 중 도로나 지반 등을 사용할 수 없기 때문에 공사위치의 우회도로를 개설하고 교통을 통제해야하는 등 도로나 지반 이용에 막대한 차질을 가져오며 경제적 손실 및 각종 민원발생 등으로 작업이 매우 어렵다는 문제가 있었다.

따라서 기존의 개착 공법이 아닌 비개착 공법에 의한 관로 공사가 시장을 점유해가고 있는 실정이다.

여기서 비개착 공법에 의한 관로의 시공과정을 간단히 살펴보면, 지중에 관로를 매설하고자 하는 시작지점과 도달지점을 각각 수직방향으로 천공하여 추진기지와 도달기지를 형성하고, 추진기지에서 지중의 굴진 방향을 향해 관로관을 추진하여 관로를 형성한 다음 추진장치를 이용해 관로 내부의 구조물을 압입 굴진시켜 매설하게 된다.

상기와 같은 비개착 공법의 관로 추진장치와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제231188호(1999.08.27.)에는 지중 매설용 관로의 주친장치에 있어서, 중압추진장치에 의해 최초로 지중에 매설되도록 구비되는 추진수단; 상기 추진수단내에 고정브래킷에 의해 설치되어 관로에 토사압이 일정 이상가해질 때 추진수단을 추진시키는 작동수단; 하단부가 원점을 중점으로 하여 30°의 원호를 갖도록 절개편이 길이방향으로 절개되며, 내주면에는 작동수단과 동일한 위치에 다수의 브래킷이 상호 직각으로 대응되게 용접된 관로의 전,후방 내주면에 고정되어 관로들의 내경을 가변시키는 가변수단을 포함하여 구성됨에 따라 매설시간을 단축하면서 시공비를 절감할 수 있는 지중 매설용 관로의 추진장치가 공지되어 있다.

또한 등록특허공보 제814711호(2008.02.13.)에는 시공하고자 하는 지반에 설치된 전진기지와, 상기 전진기지 내에는 최하부에 설치되며 내부공간이 구비된 반직육면체의 발판과, 상기 발판의 상부에 설치된 레일과, 상기 레일의 상부에 안치되는 소형고성능유압모터 및 로드회전속도 변환장치와, 상기 소형고성능유압모터의 상부 일측에 설치된 유압호스부착구와, 상기 발판의 다른 한 방향에 설치된 로드고정장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초소구경관 추진장치에 있어서, 상기 로드고정장치는 중앙에 형성된 통공과, 상기 통공에 설치된 로드고정베아링과, 상기 로드고정베아링과 상,좌,우 면의 통공에 삽입되어 상,좌,우 세 방향에서의 맞물려 있는 방향을 조정하는 방향수정용 조절나사를 포함하여 구성됨에 따라 추진 공사비용을 절약할 수 있는 초소구경관 추진장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 추진장치의 경우에는 모두 지중을 향한 일정깊이의 심도에서 수평 직선방향을 향해서만 추진하기 때문에 반드시 최초 추진시작지점인 전진기지 등의 공간을 굴착해야만 한다는 작업상 불편은 물론 추진작업까지의 준비공정으로 인한 작업지연이 불가피하여 공기가 길어지며, 수평방향을 향해서만 추진가능하여 작업유형에 한계가 있다는 문제가 있었다.

또한 지중에서 단순 굴착에 따른 추진작업만으로 관로를 신설할 수 있을 뿐, 하수관이나 기설 인공 등 이미 매설된 관로와의 연결작업이 곤란하다는 작업상의 한계가 있다는 문제가 있었다.

KR 등록특허공보 제10-0231188호 (1999.08.27.) KR 등록특허공보 제10-0814711호 (2008.02.13.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지상에서 바로 기설 본관을 향해 추진하여 새로운 설치본관을 연결 설치할 수 있게 구성하므로 작업공정을 간소화하면서 작업의 편의성 및 신속성을 도모하며 설치본관에 대한 기설 본관과의 연결작업이 용이하고, 나아가 기설 본관의 위치에 따라 다양한 각도로 추진방향을 조정할 수 있게 구성하므로 다방향으로의 설치본관을 효율적으로 신설하면서 작업유형의 다양성을 도모할 수 있는 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 특수 설치관 다각도 추진장치는 기설 본관에 대응하여 지반을 굴착가능하되 지중에 새로운 경로의 관로를 형성가능하게 구비되는 추진관세트부와; 지면에 고정 설치되고 상하로 적층 형성되되 일단이 힌지축 결합하여 회전가능한 구조를 이루는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 전후로 왕복이동가능하게 설치되는 추진프레임과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부를 장착 지지하되 상기 추진관세트부가 전방을 향해 추진될 수 있게 구비되는 추진유닛으로 구성된 추진로드부;를 포함하고, 상기 추진로드부에는 상기 베이스프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부의 기설 본관을 향하는 추진방향을 설정토록 상기 추진프레임의 각도를 조정하는 각도조정수단을 포함하여 이루어진다.

상기 추진관세트부는 전방에 지면을 굴착가능하게 접하는 굴착헤드를 구비하며 상기 굴착헤드의 후방에 굴착 길이방향으로 연속 결합하여 굴착 토사 또는 자갈을 배출시키기 위한 굴착스크류를 구비하는 굴착수단과, 상기 굴착수단으로부터 굴착된 경로를 따라 추진되어 관로를 형성하는 외부강관을 포함하여 지중에 관로를 삭진할 수 있게 이루어진다.

또한 상기 추진관세트부는 전방에 기설 본관의 벽면을 향해 접하여 중심부를 절단가능하게 구비되는 중심커터수단과, 상기 중심커터수단의 내측에서 전방을 향해 돌출가능하며 상기 중심커터수단으로부터 절단된 중심부를 회수하는 중심회수수단을 포함하여 기설 본관을 절단 및 회수할 수 있게 이루어진다.

상기 추진로드부의 베이스프레임은 하부에서 지면에 고정 설치될 수 있게 구비되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상부에 위치하되 상기 고정프레임의 일단에 힌지축 결합하고 상기 각도조정수단에 의해 회전가능하게 구비되는 가변프레임을 구비한다.

상기 각도조정수단은 상기 고정프레임 및 상기 가변프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임의 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임을 회전시킬 수 있게 신장운동하는 가변구동실린더와, 상기 가변구동실린더로부터 각도 조정된 가변프레임을 위치고정토록 신장운동하는 보조구동실린더를 구성한다.

또한 상기 각도조정수단은 상기 고정프레임 및 상기 가변프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임의 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임을 회전시킬 수 있게 신장운동하는 가변구동실린더와, 상기 가변구동실린더 상에 설치되고 상기 추진프레임의 각도 조정을 신장상태를 유지할 수 있게 상기 가변구동실린더의 로드를 잠금 고정하는 로크수단을 구성하는 것도 가능하다.

상기 추진로드부의 추진유닛은 상기 추진프레임의 전방에 상기 추진관세트부를 결합 고정하여 회전동력을 인가하는 제1추진유닛과, 상기 추진프레임의 전방에 상기 추진관세트부를 지지 고정하여 전방을 향한 추진동력을 인가하는 제2추진유닛을 구성한다.

상기 제1추진유닛은 상기 추진프레임의 전방에 돌출 형성되되 회전가능하게 구비되고 상기 추진관세트부의 일단을 연결 고정하는 공구장착수단과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 공구장착수단에 회전동력을 인가하는 구동모터를 구비한다.

상기 제2추진유닛은 상기 제1추진유닛의 외측에 간격을 두고 위치하고 상기 추진관세트부에 끼움 접촉상태로 고정하는 관장착수단과, 상기 추진프레임 상에 설치되되 일단이 상기 베이스프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임을 전후로 직선왕복운동시키는 구동실린더를 구비한다.

그리고 본 발명이 제안하는 특수 설치관 다각도 추진공법은 작업위치에 특수 설치관 다각도 추진장치를 고정 설치하는 단계와; 기설 본관에 대응하여 새로운 설치본관을 시공할 수 있게 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 추진방향을 설정토록 각도 조정하는 단계와; 상기 특수 설치관 다각도 추진장치을 전방 지중을 향해 추진구동하여 기설 본관을 향한 새로운 굴착 경로를 형성함과 동시에 설치본관 중 외부강관을 설치토록 관 삭진하는 단계와; 상기 외부강관 내 잔토를 처리하면서 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 굴착수단을 회수하는 단계와; 상기 외부강관 내 중심커터수단을 진입시킨 후 기설 본관의 벽면 중심부를 절단하고, 상기 중심커터수단을 철수함과 동시에 절단된 중심부를 회수하는 단계와; 상기 외부강관의 내측에 내관을 설치하고, 상기 외부강관과 상기 내관의 사이에 중간몰탈을 채워 설치본관을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법에 의하면 지상에서 지중을 향한 설치본관의 신설작업을 일률적으로 진행할 수 있게 추진하므로 지반 개착작업 또는 전진기지의 굴착작업 등의 준비공정이 불필요하여 작업이 매우 간편함과 동시에 시공공기를 대폭 단축하고, 기설 본관을 향해 설치본관의 추진방향이 다양한 각도로 조정될 수 있게 구성하므로 설치본관의 신설작업이 매우 용이함은 물론 작업유형을 다양하게 개선할 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예에서 추진관세트부의 제1실시예를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예에서 추진관세트부의 제2실시예를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예에서 각도조정수단의 제1실시예를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예에서 각도조정수단의 제2실시예를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예에서 각도조정수단 중 로크수단의 다른 실시예를 나타내는 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진공법의 일실시예를 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진공법의 일실시예를 나타내는 공정도.
도 10은 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진공법의 일실시예에 의하여 시공된 설치본관을 나타내는 부분확대도.

본 발명은 기설 본관에 대응하여 지반을 굴착가능하되 지중에 새로운 경로의 관로를 형성가능하게 구비되는 추진관세트부와; 지면에 고정 설치되고 상하로 적층 형성되되 일단이 힌지축 결합하여 회전가능한 구조를 이루는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 전후로 왕복이동가능하게 설치되는 추진프레임과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부를 장착 지지하되 상기 추진관세트부가 전방을 향해 추진될 수 있게 구비되는 추진유닛으로 구성된 추진로드부;를 포함하고, 상기 추진로드부에는 상기 베이스프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부의 기설 본관을 향하는 추진방향을 설정토록 상기 추진프레임의 각도를 조정하는 각도조정수단을 포함하는 특수 설치관 다각도 추진장치를 기술구성의 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 작업위치에 특수 설치관 다각도 추진장치를 고정 설치하는 단계와; 기설 본관에 대응하여 새로운 설치본관을 시공할 수 있게 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 추진방향을 설정토록 각도 조정하는 단계와; 상기 특수 설치관 다각도 추진장치을 전방 지중을 향해 추진구동하여 기설 본관을 향한 새로운 굴착 경로를 형성함과 동시에 설치본관 중 외부강관을 설치토록 관 삭진하는 단계와; 상기 외부강관 내 잔토를 처리하면서 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 굴착수단을 회수하는 단계와; 상기 외부강관 내 중심커터수단을 진입시킨 후 기설 본관의 벽면 중심부를 절단하고, 상기 중심커터수단을 철수함과 동시에 절단된 중심부를 회수하는 단계와; 상기 외부강관의 내측에 내관을 설치하고, 상기 외부강관과 상기 내관의 사이에 중간몰탈을 채워 설치본관을 형성하는 단계;를 포함하는 특수 설치관 다각도 추진공법을 기술구성의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면들에 한정되지 않는다.

먼저 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 추진관세트부(100)와, 추진로드부(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 추진관세트부(100)는 하수관이나 인공 등의 기설 본관(PP)에 대응하여 지반을 굴착가능하게 적용되는 관로 형성용 공구로서의 기능을 수행한다.

상기 추진관세트부(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 추진로드부(200)의 전방에 장착가능한 구조를 이루며, 지반에 직접적으로 접촉하여 지중에 새로운 경로의 관로를 형성가능하게 구비된다.

상기 추진관세트부(100)는 두 가지 기능적 유형으로 구분 적용할 수 있는 구조로서, 지중에 관로를 삭진하기 위한 기능적 유형으로 적용하여 구성하는 것도 가능하고, 기설 본관(PP)을 절단 및 회수하기 위한 기능적 유형으로 적용하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 추진관세트부(100)의 제1실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 지반에 직접적으로 접하여 회전운동 및 직선운동을 복합적으로 작용시킴에 따라 지중에 관로를 삭진시킬 수 있게 구성한다. 즉 상기 추진관세트부(100)는 전방에서 지반을 굴착하는 굴착수단(110)과, 굴착 경로에 관로를 형성하는 외부강관(120)을 구비토록 구성한다.

상기 굴착수단(110)은 최전방에 위치하며 상기 추진로드부(200)로부터 회전운동가능하되 지면과의 접촉으로 굴착진행할 수 있는 굴착헤드(111)를 구비한다.

상기 굴착헤드(111)는 지반과의 회전접촉으로 지반이 굴착될 수 있게 복수의 분쇄날(112)을 구비하며, 지반의 굴착 토사나 자갈은 복수의 분쇄날(112) 사이 공간을 통해 후방으로 이동될 수 있게 형성한다.

상기 굴착수단(110)에는 상기 굴착헤드(111)로부터 굴착이동된 토사나 자갈을 후방으로 배출 이송시키는 굴착스크류(113)를 구비한다.

상기 굴착스크류(113)는 상기 외부강관(120) 내 위치하고 상기 굴착헤드(111)의 후방에 굴착 길이방향으로 연속해서 축 연결하여 결합 설치된다.

상기 굴착스크류(113)는 축을 기준으로 외측에 나선형의 날개가 반복 형성된 구조를 이룬다.

상기 외부강관(120)은 상기 굴착수단(110)으로부터 굴착된 경로를 따라 직선방향으로 추진되어 새로운 설치본관(NP)의 외벽을 이루는 관로를 형성한다. 즉 상기 외부강관(120)은 상기 굴착수단(110)으로부터 굴착된 공간을 따라 추진되어 굴진 경로 상에 관로를 형성토록 매설된다.

상기 외부강관(120)은 지중에 매설할 설치본관(NP)의 길이에 맞춰 복수 개를 반복적으로 투입 연결토록 구성한다.

또한 상기 추진관세트부(100)의 제2실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 기설 본관(PP)에 대응하여 중심부(5)를 절단함과 동시에 중심부(5)를 회수할 수 있게 구성한다. 즉 상기 추진관세트부(100)는 전방에서 기설 본관(PP)의 중심부(5)를 절단하는 중심커터수단(130)과, 관로 내 중심부(5)를 회수하는 중심회수수단(140)을 구성한다.

상기 중심커터수단(130)은 전방에 기설 본관의 벽면을 향해 접하여 중심부를 절단할 수 있는 구조로서, 전방에는 복수 개의 다이아몬드 커터를 구비토록 구성한다.

상기 중심커터수단(130)은 상기 추진로드부(200)로부터 상기 기설 본관(PP)에 대응하여 위치한 상기 중심커터수단(130)에 회전력이 전달될 수 있게 복수 개의 드릴로드(135)가 연결 결합된 구조를 이룬다.

상기 중심회수수단(140)은 상기 중심커터수단(130)의 내측에서 전방을 향해 돌출가능하게 구비되고, 상기 중심커터수단(130)으로부터 절단된 중심부(5)를 회수토록 회수비트(141)를 구비한다.

상기 추진로드부(200)는 지상에 위치하고 상기 추진관세트부(100)가 지반의 추진방향을 향해 굴진될 수 있게 회전력 및 추진력을 생성시키는 기능을 수행한다.

상기 추진로드부(200)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 베이스프레임(210) 및 추진프레임(220)과, 추진유닛(230)을 구비토록 구성한다.

상기 베이스프레임(210)은 지면에 고정 설치되되 상하로 적층 형성된 구조를 이루며 일단이 힌지축(215) 결합하여 회전가능한 구조를 이루는 구성으로서, 하부에서 지면에 고정 설치될 수 있게 구비되는 고정프레임(211)과, 상기 고정프레임(211)의 상부에 위치하되 상기 고정프레임(211)의 일단에 힌지축(215) 결합하는 가변프레임(213)을 구성한다.

상기 가변프레임(213)에는 상부에 가이드레일(214)이 형성된다. 즉 상기 가이드레일(214)은 상기 가변프레임(213) 상에 전후로 연장 형성되고, 상기 추진프레임(220)의 폭 만큼 좌우 일정한 거리를 두고 한 쌍을 구비토록 형성한다.

상기 베이스프레임(210)에는 기설 본관(PP)을 향하는 상기 추진관세트부(100)의 추진방향을 설정토록 상기 추진프레임(220)의 각도를 조정하는 각도조정수단(240)을 구성한다. 즉 상기 가변프레임(213)은 상기 각도조정수단(240)에 의해 회전가능하여 상기 추진프레임(220)의 각도를 다양하게 조정하는 것이 가능하도록 구성한다.

상기 각도조정수단(240)은 로드의 신장운동을 통해 상기 가변프레임(213)의 각도를 조정함을 기초로 한다.

상기 각도조정수단(240)에서는 상기 고정프레임(211)을 기준으로 상기 가변프레임(213)을 0~90°의 범위 내에서 각도조정가능하다. 즉 상기 가변프레임(213)은 상기 고정프레임(211)과의 평행상태인 0°에서 상기 고정프레임(211)과 직각상태인 90°의 각도범위까지 상기 각도조정수단(240)에 의하여 조정가능하게 구성한다.

상기 각도조정수단(240)은 상기 추진유닛(230)에 따른 추진작업을 위하여 복수 개의 실린더를 구비한 구조로 구성하는 것도 가능하고, 독립된 실린더 구조로부터 로드를 잠금가능한 구조로 구성하는 것도 가능하다.

상기 각도조정수단(240)의 제1실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 실린더를 구비한 구조로서, 가변구동실린더(241) 및 보조구동실린더(243)를 구비토록 구성한다.

상기 가변구동실린더(241)는 상기 고정프레임(211) 및 상기 가변프레임(213)에 연결 결합하고, 상기 추진프레임(220)의 추진구동가능한 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임(213)을 회전시킬 수 있게 신장운동한다.

상기 보조구동실린더(243)는 상기 가변구동실린더(241)로부터 각도 조정된 가변프레임(213)에 재차 힘을 가해 위치 고정토록 신장운동한다. 즉 상기 추진프레임(220) 및 추진유닛(230)의 추진구동에 의하여 각도설정된 가변프레임(213)이 흔들리거나 각도변형됨을 방지할 수 있게 신장운동한다.

또한 상기 각도조정수단(240)의 제2실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 독립된 실린더 구조로부터 로드를 잠금가능한 구조로서, 가변구동실린더(241) 및 로크수단(245)을 구비토록 구성한다.

상기 가변구동실린더(241)는 상기 고정프레임(211) 및 상기 가변프레임(213)에 연결 결합하고, 상기 추진프레임(220)의 추진구동가능한 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임(213)을 회전시킬 수 있게 신장운동한다.

상기 로크수단(245)은 상기 가변구동실린더(241) 상에 설치되고 상기 가변구동실린더(241)의 로드를 잠금 고정할 수 있게 구성한다.

상기 로크수단(245)은 상기 추진프레임(220)의 각도 조정된 상기 가변구동실린더(241)의 신장상태를 잠금 고정하여 가변구동실린더(241)의 움직임을 방지한다.

상기 로크수단(245)은 핀 형 또는 유압형으로 구성하는 것이 가능하다.

상기 로크수단(245)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 핀 형 로크수단(245)의 구조로서, 상기 가변구동실린더(241)의 로드 상에 길이방향으로 간격을 두고 형성된 복수 개의 핀공(245a)을 구비하고, 상기 핀공(245a)에 대응하여 결속가능하게 구비되는 로크핀부재(245b)를 구비토록 구성한다.

상기 로크핀부재(245b)와 상기 핀공(245a)은 상호 나사 결합가능한 구조를 이루어 결속력을 보다 향상시킬 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 로크수단(245)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 유압형 로크수단(245)의 구조로서, 상기 가변구동실린더(241)의 로드에 직접적인 압력을 가할 수 있게 유압의 공급 여부에 따라 구동토록 구성한다.

상기 로크수단(245)은 상기 가변구동실린더(241)의 로드를 수용토록 수직관통된 하우징(246)과, 상기 하우징(246) 내 설치되어 유체의 공급 여부에 따라 상하로 이동하여 가압가능한 피스톤(247)과, 상기 피스톤(247)으로부터 가해지는 압력에 의해 상기 가변구동실린더(241)의 로드를 압착 고정하는 잠금부재(248)를 구성한다.

상기 하우징(246)에는 하향할수록 좁은 공간을 갖는 경사지지면(249)을 형성하고, 상기 잠금부재(248)는 상기 경사지지면(249)에 대응하여 면 접촉상태로 상하 미끄럼 이동가능하게 설치된다.

상기 잠금부재(248)는 상하 직경이 다른 원형의 단면형상으로 이루어진다.

상기 잠금부재(248)에는 서로 간격을 두고 이격된 공간을 갖는 절개구(C)를 형성한다.

상기 잠금부재(248)는 내측에 상기 가변구동실린더(241)의 로드를 수용하면서 상기 피스톤(247)을 향한 유체의 공급 여부에 따라 가변하여 로드에 압력을 가할 수 있게 면 접촉하는 가압공(H)을 형성한다. 즉 외부로부터 유압공급 여부에 따라 상기 피스톤(247)이 상기 잠금부재(248)를 접촉 이동시키며, 상기 잠금부재(248)의 경우 상기 하우징(246)의 경사지지면(249)을 따라 미끄럼 이동하여 상기 절개구(C)의 이격 거리를 좁힐 수 있으므로 상기 가압공(H)이 상기 가변구동실린더(241)의 로드에 지속적으로 압착하여 로드를 잠금상태로 고정하는 것이 가능하다.

상기와 같이 로크수단(245)을 구성하게 되면, 추진작업시 각도설정상태를 유지하기 위한 로드의 밀림현상을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.

상기 추진프레임(220)은 상기 베이스프레임(210) 중 상기 가변프레임(213)의 가이드레일(214) 상에 연결 결합하여 설치된다.

상기 추진프레임(220)은 상기 추진관세트부(100)의 추진방향 즉 전방을 향해 추진시킬 수 있게 상기 가변프레임(213)의 가이드레일(214)을 따라 전후로 왕복이동가능하게 설치된다.

상기 추진유닛(230)은 상기 추진프레임(220) 상에 설치되고 상기 추진관세트부(100)를 장착 지지할 수 있게 구성한다.

상기 추진유닛(230)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 추진관세트부(100)가 전방을 향해 추진될 수 있게 구동하는 구성으로서, 제1추진유닛(231) 및 제2추진유닛(233)을 구비토록 구성한다.

상기 제1추진유닛(231)은 상기 추진프레임(220)의 전방에 상기 추진관세트부(100)를 결합 고정하여 회전동력을 인가하는 기능을 수행한다.

상기 제1추진유닛(231)은 상기 추진관세트부(100)의 일단을 연결 고정할 수 있게 구비되는 공구장착수단(231a)과, 상기 공구장착수단(231a)에 회전동력을 인가하는 구동모터(231b)를 구성한다.

상기 공구장착수단은 상기 추진프레임(220)의 전방에 돌출 형성되고, 상기 구동모터(231b)로부터 전달되는 회전동력에 의해 회전가능하게 구비된다.

예를 들면, 상기 공구장착수단(231a)에는 상기 추진관세트부(100) 중 지반 굴착작업을 위한 굴착스크류(113) 및 굴착헤드(111)로 이루어진 굴착수단(110)이 장착되고, 상기 굴착수단(110)에 지속적인 회전동력을 인가할 수 있게 구성한다. 나아가 상기 공구장착수단(231a)에는 상기 굴착수단(110) 외에도 상기 추진관세트부(100) 중 중심커터수단(130)이나 중심회수수단(140) 등의 구성들을 장작하여 회전구동시킬 수 있게 구성한다.

상기 구동모터(231b)는 상기 추진프레임(220) 상에 설치되고, 상기 공구장착수단(231a)에 다양한 형태의 벨트 등으로 동력전달가능하게 서로 연결된 구조를 이룬다.

상기 제2추진유닛(233)은 상기 추진프레임(220)의 전방에 상기 추진관세트부(100)를 지지 고정하여 전방을 향한 추진동력을 인가할 수 있는 기능을 수행한다.

상기 제2추진유닛(233)은 상기 추진관세트부(100)를 장착하는 관장착수단(233a)과, 상기 관장착수단(233a)에 추진동력을 인가할 수 있게 구동하는 구동실린더(233b)를 구성한다.

상기 관장착수단(233a)은 상기 제1추진유닛(231) 중 공구장착수단(231a)의 외측에 간격을 두고 위치하고, 상기 추진관세트부(100)를 장착시킬 수 있게 구성한다.

상기 관장착수단(233a)은 관 형태의 상기 추진관세트부(100)를 추진가능하게 고정하는 구성으로서, 상기 추진관세트부(100) 중 설치본관(NP)의 외벽을 이루는 외부강관(120)의 후방을 끼움 접촉상태로 고정할 수 있게 구성한다.

상기 관장착수단(233a)은 상기 추진관세트부(100)와 대응하여 상기 추진관세트부(100)를 끼움 상태로 지지할 수 있게 지지단턱(234)을 형성한다.

상기 구동실린더(233b)는 상기 추진프레임(220) 상에 좌우 간격을 두고 설치되고, 상기 구동실린더(233b) 중 로드의 일단이 상기 베이스프레임(210)에 연결 결합하여 상기 구동실린더(233b)의 신장운동에 따른 상기 추진프레임(220)의 전후 직선왕복운동을 도모할 수 있게 구동한다. 즉 상기 제2추진유닛(233)에서는 상기 구동실린더(233b)의 직선운동에 따른 무회전 추진구조로서, 상기 외부강관(120)의 손상을 최소화하면서 토사층 등의 지중에 보다 효율적으로 시공하는 것이 가능하다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 특수 설치관 다각도 추진장치를 이용한 특수 설치관 다각도 추진공법을 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진공법의 일실시예는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 추진장치 설치단계(S10)와, 각도 조정단계(S20)와, 관 삭진단계(S30)와, 굴착수단(110) 회수단계(S40)와, 중심부 절단 및 회수 단계(S50)와, 설치본관(NP) 형성단계(S60)를 포함하여 이루어진다.

상기 추진장치 설치단계(S10)에서는 작업위치에 특수 설치관 다각도 추진장치(A)를 위치한 후 해당 위치의 지면에 부동상태로 고정 설치한다.

상기 특수 설치관 다각도 추진장치(A)는 베이스프레임(210) 및 추진프레임(220), 추진유닛(230), 각도조정수단(240)으로 구성된 추진로드부(200)와, 관로 형성을 위한 추진관세트부(100)를 포함하되, 상기 추진로드부(200)의 베이스프레임(210)을 지면에 설치 고정하고, 상기 추진로드부(200)의 추진유닛(230) 상에 상기 추진관세트부(100)를 작업가능하게 장착한다.

상기에서 추진관세트부(100)로는 굴착스크류(113) 및 굴착헤드(111)로 구성된 굴착수단(110)과, 설치본관(NP)의 최외측 벽면을 이루는 외부강관(120)을 적용토록 설치한다.

상기 각도 조정단계(S20)에서는 기설 본관에 대응하여 새로운 설치본관(NP)을 시공할 수 있게 상기 특수 설치관 다각도 추진장치(A)의 추진방향을 설정토록 각도 조정한다.

상기에서 특수 설치관 다각도 추진장치(A)를 각도 조정함에는 상기 각도조정수단(240)을 구동시켜 상기 베이스프레임(210)을 회전시키므로, 상기 추진프레임(220)이 설정 경사각도를 설정토록 구동한다.

상기 관 삭진단계(S30)에서는 상기 특수 설치관 다각도 추진장치(A)을 전방 지중을 향해 추진구동하여 기설 본관(PP)을 향한 새로운 굴착 경로를 형성함과 동시에 설치본관(NP) 중 외부강관(120)을 설치토록 관 삭진한다.

상기 관 삭진단계(S30)에서는 상기 굴착수단(110) 중 굴착헤드(111) 및 굴착스크류(113)를 회전구동시킴에 따라 지반을 굴착하면서 외부로 토사 및 자갈을 배출시키고, 상기 외부강관(120)을 무회전 직선이동시켜 지중에 외부강관(120)을 매립 설치한다.

상기 굴착수단(110) 회수단계(S40)에서는 상기 외부강관(120) 내 잔토를 연속적으로 처리하면서 상기 특수 설치관 다각도 추진장치(A)의 굴착수단(110)을 순차적으로 회수한다.

상기 중심부 절단 및 회수 단계(S50)에서는 상기 외부강관(120)이 설치된 설치본관(NP)의 설치경로에 대응하여 기설 본관(PP)의 벽면 중심부(5)를 절단한 후 회수토록 진행한다.

상기에서 중심부(5)를 절단함에는 상기 굴착수단(110)이 분리된 상기 특수 설치관 다각도 추진장치(A)의 추진로드부(200)에 중심커터수단(130)을 장착하고, 상기 중심커터수단(130)을 상기 외부강관(120) 내 진입시킨 후 회전구동시켜 기설 본관(PP)의 벽면을 절단한다.

상기 중심커터수단(130)에는 전방에 돌출가능하게 구비된 회수비트(141)로부터 중심부(5)를 취득하고, 상기 중심커터수단(130)을 외부로 철수시킴과 동시에 절단된 중심부(5)를 자연히 회수한다.

상기 설치본관(NP) 형성단계(S60)에서는 상기 외부강관(120)이 설치된 관로경로를 설치본관(NP)으로 제작형성한다.

상기 설치본관(NP) 형성단계(S60)에서는 상기 외부강관(120)의 내측에 내관(10)을 설치한다.

상기에서 내관(10)은 도 10에 나타낸 바와 같이, 특수지관(10a)과 염화비닐관(10b)이 서로 연결된 조립체로서, 상기 특수지관(10a)이 기설 본관(PP)의 관통된 중심부(5)에 결속되고, 상기 특수지관(10a)의 일단에 염화비닐관(10b)이 반복적으로 연결 결합하여 상기 외부강관(120)과 대응되는 길이의 내관(10)을 형성한다.

상기 기설 본관(PP) 내 결속된 상기 특수지관(10a)의 연결지점에는 수밀을 위한 물막이 접착제(11)가 도포된다.

상기 외부강관(120)과 상기 내관(10)의 사이에는 중간몰탈(13)을 채워 양생시킴에 따라 완성된 설치본관(NP)을 형성한다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 특수 설치관 다각도 추진장치 및 그 추진공법에 의하면, 지상에서 지중을 향한 설치본관의 신설작업을 일률적으로 진행할 수 있게 추진하므로 지반 개착작업 또는 전진기지의 굴착작업 등의 준비공정이 불필요하여 작업이 매우 간편함과 동시에 시공공기를 대폭 단축하고, 기설 본관을 향해 설치본관의 추진방향이 다양한 각도로 조정될 수 있게 구성하므로 설치본관의 신설작업이 매우 용이함은 물론 작업유형을 다양하게 개선하는 것이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 추진관세트부 110 : 굴착수단 111 : 굴착헤드
113 : 굴착스크류 120 : 외부강관 130 : 중심커터수단
135 : 드릴로드 140 : 중심회수수단 200 : 추진로드부
210 : 베이스프레임 211 : 고정프레임 213 : 가변프레임
214 : 가이드레일 215 : 힌지축 220 : 추진프레임
230 : 추진유닛 231 : 제1추진유닛 231a : 공구장착수단
231b : 구동모터 233 : 제2추진유닛 233a : 관장착수단
233b : 구동실린더 240 : 각도조정수단 241 : 가변구동실린더
243 : 보조구동실린더 245 : 로크수단

Claims (10)

1. 기설 본관에 대응하여 지반을 굴착가능하되 지중에 새로운 경로의 관로를 형성가능하게 구비되는 추진관세트부와;
   지면에 고정 설치되고 상하로 적층 형성되되 일단이 힌지축 결합하여 회전가능한 구조를 이루는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임 상에 전후로 왕복이동가능하게 설치되는 추진프레임과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부를 장착 지지하되 상기 추진관세트부가 전방을 향해 추진될 수 있게 구비되는 추진유닛으로 구성된 추진로드부;를 포함하고,
   상기 추진로드부에는 상기 베이스프레임 상에 설치되고 상기 추진관세트부의 기설 본관을 향하는 추진방향을 설정토록 상기 추진프레임의 각도를 조정하는 각도조정수단을 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진관세트부는, 전방에 지면을 굴착가능하게 접하는 굴착헤드를 구비하며 상기 굴착헤드의 후방에 굴착 길이방향으로 연속 결합하여 굴착 토사 또는 자갈을 배출시키기 위한 굴착스크류를 구비하는 굴착수단과, 상기 굴착수단으로부터 굴착된 경로를 따라 추진되어 관로를 형성하는 외부강관을 포함하여 지중에 관로를 삭진할 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 추진관세트부는, 전방에 기설 본관의 벽면을 향해 접하여 중심부를 절단가능하게 구비되는 중심커터수단과, 상기 중심커터수단의 내측에서 전방을 향해 돌출가능하며 상기 중심커터수단으로부터 절단된 중심부를 회수하는 중심회수수단을 포함하여 기설 본관을 절단 및 회수할 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진로드부의 베이스프레임은, 하부에서 지면에 고정 설치될 수 있게 구비되는 고정프레임과, 상기 고정프레임의 상부에 위치하되 상기 고정프레임의 일단에 힌지축 결합하고 상기 각도조정수단에 의해 회전가능하게 구비되는 가변프레임을 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 각도조정수단은, 상기 고정프레임 및 상기 가변프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임의 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임을 회전시킬 수 있게 신장운동하는 가변구동실린더와, 상기 가변구동실린더로부터 각도 조정된 가변프레임을 위치고정토록 신장운동하는 보조구동실린더를 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 각도조정수단은, 상기 고정프레임 및 상기 가변프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임의 각도 조정을 위하여 상기 가변프레임을 회전시킬 수 있게 신장운동하는 가변구동실린더와, 상기 가변구동실린더 상에 설치되고 상기 추진프레임의 각도 조정을 신장상태를 유지할 수 있게 상기 가변구동실린더의 로드를 잠금 고정하는 로크수단을 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진로드부의 추진유닛은, 상기 추진프레임의 전방에 상기 추진관세트부를 결합 고정하여 회전동력을 인가하는 제1추진유닛과, 상기 추진프레임의 전방에 상기 추진관세트부를 지지 고정하여 전방을 향한 추진동력을 인가하는 제2추진유닛을 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1추진유닛은, 상기 추진프레임의 전방에 돌출 형성되되 회전가능하게 구비되고 상기 추진관세트부의 일단을 연결 고정하는 공구장착수단과, 상기 추진프레임 상에 설치되고 상기 공구장착수단에 회전동력을 인가하는 구동모터를 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2추진유닛은, 상기 제1추진유닛의 외측에 간격을 두고 위치하고 상기 추진관세트부에 끼움 접촉상태로 고정하는 관장착수단과, 상기 추진프레임 상에 설치되되 일단이 상기 베이스프레임에 연결 결합하고 상기 추진프레임을 전후로 직선왕복운동시키는 구동실린더를 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진장치.
   
10. 작업위치에 특수 설치관 다각도 추진장치를 고정 설치하는 단계와;
    기설 본관에 대응하여 새로운 설치본관을 시공할 수 있게 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 추진방향을 설정토록 각도 조정하는 단계와;
    상기 특수 설치관 다각도 추진장치을 전방 지중을 향해 추진구동하여 기설 본관을 향한 새로운 굴착 경로를 형성함과 동시에 설치본관 중 외부강관을 설치토록 관 삭진하는 단계와;
    상기 외부강관 내 잔토를 처리하면서 상기 특수 설치관 다각도 추진장치의 굴착수단을 회수하는 단계와;
    상기 외부강관 내 중심커터수단을 진입시킨 후 기설 본관의 벽면 중심부를 절단하고, 상기 중심커터수단을 철수함과 동시에 절단된 중심부를 회수하는 단계와;
    상기 외부강관의 내측에 내관을 설치하고, 상기 외부강관과 상기 내관의 사이에 중간몰탈을 채워 설치본관을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 특수 설치관 다각도 추진공법.
    

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