KR910002230B1 - 쉬일드터널 굴진장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

쉬일드터널 굴진장치

제1도는 본 발명에 따르는 쉬일드터널 굴진장치의 일실시예를 도시한 종단면도.

제2도는 제1도의 도시한 굴진장치의 측면도.

제3도는 본 발명에 따르는 쉬일드터널 굴진장치의 다른 실시예를 도시한 종단면도.

본 발명은 터널을 굴진하는 쉬일드(shield)터널 굴진장치에 관한 것으로 특히 두 종류의 비트를 구비한 커터헤드에 의하여 현장을 굴삭하면서 터널을 굴진하는 쉬일드터널 굴진장치에 관한 것이다.

종래에 있어서는 가압된 진흙물이나 물을 사용하여 현장굴착의 봉괴를 방지하면서 터널을 굴진하는 쉬일드터널 굴진장치는 일반적으로 점토층과 같은 연질층의 굴진시에 사용하는 다수의 커터비트와 암반층과 같은 경질층의 굴진시에 사용하는 다수의 롤러비트중 어느한쪽의 비트를 커터헤드에 착설하고 있다. 그러나 커터비트를 설치한 장치로 경질층을 굴진하면 커터비트가 현장굴착에 의해 손상되며 또 롤러비트를 설치한 장치로 연질층을 굴진하면 작업능률이 저하되어진다. 이 때문에 한쪽의 비트만을 설치한 일반적인 장치에서는 커터헤드에 착설한 비트의 종류에 따라서 연질층과 경질층 어느한쪽의 굴착에 사용하게 되는데 불과하다.

다수의 커터비트 및 롤러비트를 커터헤드에 설치한 굴진장치도 알려져 있다. 그러나 이 공지의 장치는 각 커터비트와 롤러비트가 커터헤드에 고정되어 있기 때문에 연질층의 굴진시에 점토나 진흙이 롤러비트에 부착하여 그 결과 롤러비트가 굴진작업의 지장을 주며 또 경질층의 굴진시에 커터비트가 손상되는 결점이 있었다.

본 발명은 연질층 및 경질층 어느층의 굴착에도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 커터비트와 롤러비트를 구비하고 있음에도 불구하고 연질층의 굴진시에 롤러비트가 굴진작업에 지장을 주지않으며 또 경질층의 굴진시에 커터비트가 손상되지 않는 쉬일드터널 굴진장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르는 굴진장치는 통상(筒

)의 쉬일드본체와 이 쉬일드본체내에 설치된 격벽과 이 격벽에 회전자유롭게 지지되며 상기 쉬일드본체의 전후방향으로 뻗는 회전축과 이 회전축의 전단부에 배치된 커터헤드로서 다수의 커터비트가 설치된 제1의 커터와 다수의 롤러비트가 설치된 제2의 커터를 포함한 커터헤드와 상기 회전축을 통하여 커터헤드를 회전시키는 기구(機構)와 상기 제1 및 제2의 커터의 한쪽을 다른쪽에 대하여 전후방향으로 직선운동시키는 기구를 구비한다.

본 발명에 따르면 커터비트를 제1의 커터에 롤러비트를 제2의 커터에 각각 설치하고 양커터의 한쪽을 다른쪽에 대하여 전후방향으로 직선운동시키는, 기구를 비치한 것에 의하여 현장굴착의 지질에 따라서 상기커터비트와 롤러비트의 한쪽을 돌출시키고 다른쪽을 후퇴시켜서 굴착할 수 있으며 따라서 연질층 및 경질층 어느층의 굴착에도 사용할 수 있으며 또 연질층과 경질층이 번갈아 존재하는 지반의 굴착에도 사용할 수 있을 뿐만 아니라 연질층의 굴진시에 롤러비트가 굴착작업에 지장을 주지않으며 경질층의 굴진시에 커터비트가 손상되지도 않는다.

이하 도면에 도시한 실시예에 대하여 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시한 쉬일드터널 굴진장치(10)는 통상의 쉬일드본체(12)내로 가로질러서 설치된 간막이벽(14) 및 격벽(16)을 포함한다. 간막이벽(14)은 분쇄실(18)을 규정할 수 있게 격벽(16)보다도 뒤쪽으로 떨어져 있다. 간막이벽(14)과 격벽(16)에는 쉬일드본체(14)의 중심부를 전후방향으로 뻗는 중공의 회전축(20)이 회전가능하게 지지되어 있다.

회전축(20)의 전단부에는 커터헤드(22)가 배치되어 있다. 이 커터헤드(22)는 제1의 커터(24)와 제2의 커터(26)를 구비하고 있다.

제1의 커터(24)는 회전축(20)의 전단부에 끼워지며 체결나사(도시하지 않음)에 의하여 회전축(20)에 고정된 보스(28)와 이 보스(28)의 전단부에 설치된 원형의 면판(30)을 포함한다.

면판(30)의 전면에는 그 중앙부에 다수의 센터비트(32)가 착설되어 있다. 면판(30)은 상기 중앙부의 외주에 있어 면판(30)의 반경방향으로 뻗는 다수(도시예에서는 2)의 슬리트(34)를 비치한다. 슬리트(34)의 상대하는 양측부분에는 다수의 커터비트(36)가 고정되어 있다. 면판(30)의 후면에는 슬리트(34)를 거쳐 면판(30)과 격벽(16)사이의 공간부로 받아들인 토사를 면판(30)의 회전에 따라서 긁어올리는 다수(도시예에서는 4)의 스크레이퍼(38)가 착설되어 있다. 면판(30)은 또 슬리트(34)사이에서 반경방향으로 열로되는 다수의 트인곳을 설치한다. 각 트인곳은 후에 설명하는 롤러비트(44)의 창공(窓孔)(48)으로 참조된다.

제2의 커터(26)는 회전축(20)의 전단부에 끼워지며 슬라이딩키이(도시하지 않음)에 의하여 전후방향으로 이동가능하게 지지된 보스(40)와 이 보스(40)로부터 그 반경방향 외측으로 뻗는 다수(도시예에서는 2)의 스포우크(42)를 포함한다. 각 스포우크(42)는 면판(30)의 뒤쪽에 배치되어 있다. 스포우크(42)에는 다수의 롤러비트(44)가 각각 브래키트(46)를 거쳐 회전가능하게 지지되어 있다. 각 브래키트(46)는 롤러비트(44)가 상기 한 창공(48)을 통하여 면판(30)의 전후방향으로 진퇴할 수 있도록 스포우크(42)에 배치되어 있다.

커터헤드(22)는 회전축(20)의 후단측에 배치된 회전기구(50)에 의하여 회전된다. 이 회전기구(50)는 가역모터(52)와 그 출력축에 연결된 감속기(54)와 그 출력축에 착설된 치차(56)와 이 치차(56)와 치합하는 큰치차(58)를 비치하고 있다. 모터(52)와 감극기(54)는 간막이벽(14)에 나사(도시하지 않음)에 의하여 고정된 기어케이스(60)에 착설되며 큰치차(58)는 회전축(20)의 후단부에 착설되어 있다.

장치(10)는 또한 커터헤드(22)의 제2의 커터(26)를 제1의 커터(24)에 대하여 상기 전후방향으로 직선운동시키는 직선운동기구(62)를 비치한다. 이 기구(62)는 기어케이스(60)에 착설된 공기압 또는 액압의 2개의 실린더(64)와 양 실린더(64)의 피스톤로드(66)를 서로 연결하는 연결암(68)과 회전축(20)을 그 축선방향으로 관통하는 중공부(20a)내에 배치된 활동축(70)과 제1의 커터(24)의 보스(28)를 전후방향으로 관통하는 다수의 링크봉(72)과 각 링크봉(72)의 전단부를 서로 연결하는 링크편(74)을 비치한다. 각 링크봉(72)의 후단부는 제2의 커터(26)의 보스(40)에 연결되어 있다. 활동축(70)의 후단부는 다수의 스러스트베어링(76)에 의하여 연결암(68)에 회전가능하게 연결되어 있으며 또 그 전단부는 링크편(74)에 연결되어 있다.

격벽(16)의 상부에는 트인곳(78)이 형성되어 있으며 이 트인곳(78)에는 격벽(16)에 힌지된 뚜껑(80)이 배치되어 있다. 뚜껑(80)은 간막이벽(14)에 착설된 공기압 또는 액압실린더(82)의 피스톤로드(84)에 암(86)을 거쳐 지축연결되어 있으며 항시 실린더(82)에 의해서 트인곳(78)을 폐쇄하고 있으나 격벽(16)과 커터헤드(22)사이의 공간부에 받아들인 토사압력이 실린더(82)에 설정된 압력을 넘었을때 실린더(82)의 압력에 대항하여 뚜껑(80)을 간막이벽(14)측으로 회동시켜 토사를 분쇄실(18)내에 유입시키도록 트인곳(78)을 개방한다.

분쇄실(18)에는 이 분쇄실내로 들어온 비교적 큰 조약돌을 파쇄하는 크러셔를 구성하는 로우터(88) 및 스테이터(90)가 배치되어 있다. 로우터(88)는 회전축(20)에 착설되며 스테이터(90)는 로우터(88)아래쪽에 있어 격벽(16)에 착설되어 있다. 상기 분쇄실(18)에는 고압수가 급수파이프(92)를 통하여 보내지며 공급된 물은 분쇄실(18)내의 토사와 함께 배출파이프(94)를 통하여 쉬일드본체(12)의 뒤쪽으로 배출된다.

쉬일드본체(12)는 세그엔트(96)를 반력체로 하는 다수의 유압잭(98)에 의하여 전진된다. 쉬일드본체(12)가 전진된 것에 의하여 이 쉬일드본체(12)와 세그멘트(96)사이에 형성된 스페이스에는 새로운 세그멘트가 배치된다.

굴진시에 이 장치(10)는 회전기구(50)의 모터(52)의 회전을 감속기(54) 치차(56) 및 큰치차(58)를 거쳐서 회전축(20)으로 전달하고 회전축(20)으로부터 제1 및 제2의 커터(24), (26)의 보스(28), (40)로 전달하는 것에 의하여 커터헤드(22)를 회전시킨다. 이것에 의하여 상기 현장굴착은 커터비트(36) 또는 롤러비트(44)에 의하여 굴착되며 굴착된 토사는 면판(30)의 슬리트(34)를 통하여 격벽(16) 앞쪽의 상기실로 들어가고 그후격벽(16)의 트인곳(78)을 통하여 분쇄실(18)내로 유입된 다음 분쇄실(18)로부터 배출파이프(94)를 통하여 물과함께 배출된다.

장치(10)의 작동시 직선운동기구(62)의 실린더(64)의 피스톤로드(66)가 돌출하면 활동축(70)이 회전축(20)에 대하여 제1도에서 외측으로 이동되는 것에 의하여 스포우크(42)도 같이 우측으로 이동되어 면판(30)으로부터 뒤쪽으로 떨어져서 그 결과 롤러비트(44)는 면판(30) 뒤쪽으로 즉 커터비트(36)보다도 뒤쪽으로 퇴각한다. 상기한 것과는 반대로 실린더(64)의 피스톤로드(66)가 실린더(64)내로 퇴각하면 활동측(70)이 회전축(20)에 대하여 제1도에서 좌측으로 이동된다. 이것에 의하여 스포우크(42)도 같이 좌측으로 이동되어 면판(30)에 접근하고 그 결과 롤러비트(44)는 면판(30)의 창공(48)을 통하여 앞쪽으로 즉, 면판(26)위에 고정된 커터비트(36)보다도 앞쪽으로 돌출한다.

이 때문에 장치(10)는 롤러비트(44)를 커터비트(36)보다도 앞쪽으로 돌출시켜 암반층을 굴착할 수 있으며 이것에 의하여 커터비트(36)가 암반에 의해서 손상되는 것을 방지할 수 있다. 반대로 롤러비트(44)를 커터비트(36)보다도 뒤쪽으로 퇴각시킬 수 있으므로 상기 연질층의 굴착시에 점토의 롤러비트(44)의 부착을 방지할 수 있다. 따라서 이 장치(10)는 연질층과 경질층 어느층의 굴착에도 사용될 수 있으며 또 지층의 경계부에서 제2의 커터(26)를 제1의 커터(24)에 대하여 돌출 또는 퇴각시키는 것만으로 지질의 변화에 대응할 수 있으므로 특히 연질층과 경질층이 번갈아 존재하는 지반에 사용하면 커터비트와 롤러비트를 면판에 고정한 쉬일드터널 굴진장치에 비하여 굴착작업 능률이 현저하게 향상한다.

제3도에 도시하는 쉬일드터널 굴진장치(10a)는 상기의 커터비트(도시하지 않음)가 설치된 제1의 커터(22)의 보스(28a)를 회전축(20)의 전단부에 상기 전후방향으로 이동가능하게 지지하고 또 면판(30)을 활동축(70)의 전단부에 직접 연결하여 롤러비트(44)가 설치된 제2의 커터(26)의 보스(40a)를 회전축(20)에 나사(98)에 의하여 고정하고 있는 이외는 제1도 및 제2도에 도시하는 장치(10)와 같은 구조로 만들어진다. 이 장치(10a)의 직선 운동기구(62a)는 기어케이스(60)에 착실된 공기압 또는 액압의 2개 실린더(64)와 양실린더(64)의 피스톤로드(66)를 서로 연결하는 연결암(68)과 회전축(20)의 중공부(20a)내에 배치된 활동축(70)을 비치하고 활동축(70)의 후단부를 다수의 스러스터베어링(76)에 의하여 연결암(68)에 회전가능하게 연결하고 전단부를 면판(30)에 연결하고 있다.

장치(10a)의 작동시 직선운동기구(62)의 실린더(64)의 피스톤로드(66)가 돌출하면 커터비트(36)는 롤러비트(44)보다도 후퇴한다. 이것과는 반대로 실린더(64)의 피스톤로드(66)가 실린더(64)내로 퇴각하면 커터비트(36)는 롤러비트(44)보다도 앞쪽으로 돌출한다. 이 때문에 이 장치(10a)는 제1의 커터(24)가 제2의커터(26)에 대하여 전진, 후퇴하기 때문에 커터비트(36)를 롤러비트(44)에 대하여 상기 현장굴착이 암반인때는 후퇴시키고 점토인때는 돌출시켜서 굴착할 수 있으며, 제1도 및 제2도에 도시한 실시예에서와 같이 연질층, 경질층 어느층의 굴착에도 사용할 수 있다.

Claims (7)

1. 통상의 쉬일드본체와 이 쉬일드본체내에 설치된 격벽과 이 격벽에 회전가능하게 지지되며 상기 쉬일드본체의 전후방향으로 뻗는 회전축과 이 회전축의 전단부에 배치된 커터헤드로서 다수의 커터비트가 설치된 제1의 커터와 다수의 롤러비트가 설치된 제2의 커터를 포함하는 커터헤드와 상기 회전축을 통하여 상기 커터헤드를 회전시키는 기구와 상기 제1 및 제2의 커터의 한쪽을 다른쪽에 대하여 전후방향으로 직선운동시키는 기구를 비치하는 쉬일드터널 굴진장치.
2. 상기 제1의 커터는 상기 회전축의 전단부에 끼워지는 보스와 이 보스의 전단부에 설치되며 반경방향으로 뻗는 다수의 슬리트가 형성된 면판을 포함하고 상기 커터비트는 상기 면판위에 있고 상기 슬리트의 근방에 설치되어 있는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴착장치.
3. 상기 제2의 커터는 상기 회전축의 전단부에 끼워진 보스와 이 보스로부터 그 반경방향 외측으로 뻗는 다수의 스포우크를 포함하며 상기 롤러비트는 상기 스포우크의 각각에 설치되어 있는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴진장치.
4. 상기 회전기구는 모터와 이 모터의 출력축에 연결된 감속기와 이 감속기에 연결된 치차와 이 치차와 치합되며 상기 회전축의 후단부에 착설된 큰 치차를 포함하는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴진장치.
5. 상기 직선운동기구는 상기 회전축을 그 축선방향으로 관통하는 중공부내에 배치된 활동축과 이 활동축을 상기 회전축에 대하여 전후방향으로 이동시키는 수단을 포함하는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴진장치.
6. 상기 제1의 커터는 상기 회전축, 전단부에 착설되며 상기 제2의 커터는 상기 회전축에 전후방향으로 이동가능하게 지지되며 또한 상기 직선운동기구에 연결되어 있는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴진장치.
7. 상기 제1의 커터는 상기 회전축에 전후방향으로 이동가능하게 지지되며 또한 상기 직선운동기구에 연결되어 있으며 상기 제2의 커터는 상기 회전축에 착설되어 있는 특허청구의 범위 제1항 기재의 굴진장치.

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