KR100972357B1 - 확장가능한 튜브형 락 볼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 암반보강 작업에 사용되는 락 볼트에 관한 것으로서, 특히, 락 볼트의 확장부 내부에 형성된 폴딩부를 일자("1") 형태로 형성하여 확장부의 내부공간을 반원 형태의 2개의 공간으로 구획하는 한편, 압력유체가 주입되는 락 볼트의 주입부를 파이프 형태로 형성하고 상기 파이프 형태의 주입부 끝단을 압력유체가 주입되는 주입구멍으로 사용함으로써, 락 볼트의 시공 시 고압의 압력유체를 확장부 내부로 신속하고 용이하게 주입시켜 락 볼트의 설치시간을 단축시킬 수 있고, 락 볼트의 시공이 완료된 상태에서 락 볼트 내부에 잔류하는 압력유체를 외부로 완전히 자연 배수시켜 잔류 압력유체에 의한 락 볼트의 부식을 미연에 방지할 수 있는 확장가능한 튜브형 락 볼트를 제공한다.

Description

확장가능한 튜브형 락 볼트{Expandable tube type rock bolt}

본 발명은 암반보강 작업에 사용되는 락 볼트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 락 볼트의 시공 시 고압의 압력유체를 락 볼트 내부로 신속하고 용이하게 주입시켜 락 볼트의 팽창 및 설치시간을 단축시킬 수 있고, 락 볼트의 시공이 완료된 상태에서 락 볼트 내부에 잔류하는 압력유체를 외부로 완전히 자연 배수시켜 잔류 압력유체에 의한 락 볼트의 부식을 미연에 방지할 수 있는 확장가능한 튜브형 락 볼트에 관한 것이다.

일반적으로 터널을 굴착함에 있어서는 일정한 높이와 넓이로 기초터널을 뚫고 난 후, 이 기초터널의 붕괴 방지를 위해 기초터널의 안쪽에 면하여 무수히 많은 기초 볼트(락 볼트)를 박고 메쉬(mesh) 형상의 망사체를 설치하며, 그 위에 최종적으로 콘크리트를 타설하는 암반보강공사를 수행하게 된다.

상기 암반보강공사에서 암반보강을 위해 일반적으로 락 볼트 공법이 채택된다. 락 볼트 공법은 벽면에 구멍을 뚫고 그 속에 락 볼트를 끼운 다음 너트를 단단히 죔으로써 굴착시 발파 등으로 인하여 연약해진 암반을 견고하고 안정된 암반에 고정시켜 암반의 보강 및 낙석을 방지하는 공법이다.

상기 락 볼트 공법은, 원지반 자체의 강도를 이용해서 원지반을 지지한다는 장점과 함께, 보다 폭넓은 범위의 지질에 사용할 수 있고, 사용량이 비교적 적으면서 터널 내의 공간을 넓게 하는 이점이 있으며, 터널 내의 강도 및 경제성을 높일 수 있고 터널의 단면 형상의 변화에 대해서 적응성이 크다는 장점을 가져 터널 또는 갱도 굴착 시 일반적으로 널리 채택되고 있다.

한편, 종래의 터널 또는 갱도 굴착시 사용되는 보강용 락 볼트로서 팽창형 락 볼트가 있다. 상기 팽창형 락 볼트는 중공형 강철관 내부에 고압의 물을 공급하여 강철관을 팽창시킴으로써 락 볼트가 암반의 내벽에 강하게 밀착하여 견고히 정착될 수 있도록 되어 있었다.

이러한 팽창형 락 볼트는, 도 1에 도시한 바와 같이, 외주면의 일측이 내부로 요입된 형태를 갖는 튜브 형태의 강철관(6)과, 상기 강철관(6)의 한쪽 끝단에 연통되며 고압의 물이 주입되는 주입부(5)와, 상기 강철관(6)의 다른 한쪽 끝단을 밀폐하는 밀폐부(9)로 구성되어 있다.

상기한 구조의 팽창형 락 볼트는 시공대상의 암반(16)에 일정 깊이로 천공홀(19)을 형성한 후, 상기 천공홀(19) 내에 락 볼트(6)를 삽입한 다음, 락 볼트(6)의 주입부(5) 측면에 형성된 주입구멍(4)을 통해 고압의 물을 락 볼트(6) 내부로 공급하여 팽창시킴으로써 락 볼트(6)가 암반(16)의 내벽면(14)에 강하게 밀착하여 정착되도록 되어 있다.

여기서, 도 1의 (a)는 락 볼트의 팽창 전 상태인 A- A 선 단면도이고, (b)는 락 볼트의 팽창 후 상태인 B- B 선 단면도이다. 또한, 도면부호 (6)은 팽창 전의 락 볼트 단면모습이고, (20)은 팽창 후 락 볼트의 단면모습을 나타낸다.

도 2는 종래의 팽창형 락 볼트에 있어서 고압의 물이 주입되는 주입부(5)와 강철관(6) 사이의 결합방법을 순차적으로 보여주는 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 팽창형 락 볼트는 (a)에서 보는 바와 같이 일측에 요입부(7)를 갖는 강철관(6)의 끝단을 주입부(5) 내부에 삽입하고, 상기 강철관(6)이 주입부(5)의 끝단까지 완전히 삽입되면 상기 강철관(6)의 끝단의 요입부(7)를 (b)에서와 같이 C-자 형태로 만든 다음, 상기 강철관(6)의 외주면과 주입부(5)의 내주면이 접하는 원형 테두리 부분을 (c)의 화살표 방향을 따라 용접하고, 주입부(5)의 측면에 주입구멍(4)을 뚫어 강철관(6)의 내부공간까지 연결시키게 된다. 이렇게 되면 (d)에서 보는 것처럼 강철관(6)의 끝단은 용접에 의해 주입부(5)의 내주면에 완전히 결합되는 한편 용접에 의해 완전히 밀봉된다. 이에 따라, 상기 강철관(6)이 결합된 주입부(5)의 끝단은 물이 출입될 수 없는 완전한 폐쇄 상태를 유지하게 된다. 그런 다음 (e)와 같이 상기 주입부(5) 측면에 형성된 주입구멍(4)을 통해 고압의 물을 강철관(6) 내부로 공급하여 강철관(6)을 팽창시키게 되는 것이다.

상기와 같은 결합구조를 갖는 종래의 팽창형 락 볼트는 주입부(5)와 결합되는 강철관(6)의 끝단이 용접을 통해 밀봉되어 물이 출입될 수 없는 폐쇄된 구조를 이루는 한편 고압의 물이 주입되는 주입구멍(4)이 주입부(5)의 측면에 약 1mm 정도의 아주 작은 크기로 주입부(5)의 측면에 형성된 구조를 이루고 있었다. 따라서, 상기 주입구멍(4)을 통해 강철관(6)의 길이방향과 수직한 방향으로 주입된 고압의 물이 강철관(6) 끝단의 내부공간에서 반사 및 굴절된 후 강철관(6)의 길이방향을 따라 도입되어 강철관(6)을 팽창시키도록 되어 있었다. 이와 같이, 종래의 락 볼트는 고압의 물이 주입되는 주입구멍(4)이 주입부(5)의 측면에 형성됨으로써, 상기 주입구멍(4)을 통한 고압의 물이 초기 주입되는 방향과 주입된 물이 강철관(6) 내부로 이송되는 방향이 서로 수직하게 형성되어 있었기 때문에 강철관(6) 내부로 물의 도입이 빠른 시간 내에 신속하게 이루어지지 못하게 되고, 이에 따라, 락 볼트의 팽창이 지체되어 락 볼트의 설치시간을 많이 요구하게 되는 문제가 있었다.

아울러, 종래의 락 볼트는 터널 등의 벽면에 설치될 경우 도 3에서 보는 것과 같이 락 볼트가 다양한 경사각을 가지며 터널 벽면에 상향 천공 설치되는데, 여기서, 락 볼트의 팽창을 위해 락 볼트 내부로 도입되었던 물이 락 볼트의 설치 완료 이후에도 주입부(5) 측면에 형성된 작은 크기의 주입구멍(4)을 통해 외부로 제대로 배출되지 않는 문제를 야기시켰었다. 즉, 도 3에서 보는 바와 같이 락 볼트의 설치 위치에 따라 주입구멍(4)을 통해 외부로 자연 배출되지 못하고 잔류하게 되는 물로 인해 락 볼트의 부식을 일으키게 되고, 이에 따라, 락 볼트의 정착력을 약화시켜 안전상에 심각한 문제점을 발생시키는 폐단이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 락 볼트의 팽창부분인 확장부의 내부공간을 반원 형태의 2개의 공간으로 구획하는 한편, 압력유체가 주입되는 락 볼트의 주입부를 파이프 형태로 형성하고 상기 파이프 형태의 주입부 끝단을 압력유체가 주입되는 주입구멍으로 사용함으로써, 락 볼트의 시공 시 고압의 압력유체를 확장부 내부로 신속하고 용이하게 주입시켜 락 볼트의 설치시간을 단축시킬 수 있고, 시공성을 향상시킬 수 있는 확장가능한 튜브형 락 볼트를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 락 볼트의 시공 후 락 볼트 내부에 저장된 물 외부로 완전히 자연 배출되도록 함으로써, 락 볼트 내부의 잔류 물에 의한 락 볼트의 부식을 방지하고 안정성 및 시공 품질을 높일 수 있는 확장가능한 튜브형 락 볼트를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 복수의 확장부를 서로 연결가능하게 구성하여, 필요 시 락 볼트의 전체 길이를 원하는 길이로 자유롭게 조절하여 사용할 수 있고, 락 볼트의 시공깊이에 제한을 받지않으면서 암반 보강작업을 용이하게 수행할 수 있는 확장가능한 튜브형 락 볼트를 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 확장가능한 튜브형 락 볼트는, 압력유체가 도입될 수 있는 내부공간이 형성되고, 외면의 일 부분이 내측 방향으로 접혀져 형성된 폴딩부가 구비된 튜브 형태의 확장부; 상기 확장부의 내부공간과 연통되도록 상기 확장부의 한쪽 끝단에 결합되어 압력유체 공급장치로부터 공급되는 압력유체가 주입되는 주입부; 상기 주입부와 대향하는 상기 확장부의 다 른 한쪽 끝단을 밀폐하는 밀폐부를 포함하여 이루어지며, 상기 폴딩부는 일자("1") 형태로 접혀져 형성되어 상기 확장부의 내부공간을 반원 형태의 2개의 공간으로 구획하고, 상기 주입부는 양 끝단이 개방된 파이프(pipe) 형태로 이루어지되, 상기 주입부의 개방된 한쪽 끝단이 상기 확장부와 연결되고, 상기 주입부의 개방된 다른 한쪽 끝단을 통해 압력유체가 상기 주입부의 축 방향으로 주입되어 상기 확장부의 내부공간으로 도입될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 주입부와 확장부의 연결시, 상기 주입부의 개방된 끝단에 상기 확장부의 끝단이 삽입된 상태에서 상기 확장부와 상기 주입부가 만나는 원형의 테두리 부분과 상기 일자형 폴딩부 부분을 용접함으로써, 압력유체가 도입되는 상기 확장부의 입구 부분에 2개의 반원 형태의 압력유체 도입공간이 형성되도록 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 확장부에 끼워져 상기 주입부의 한쪽 끝단에 지지되는 지압판을 더 포함하되, 상기 지압판에는 몰탈을 주입하기 위한 몰탈주입구멍을 형성할 수 있다.

이때, 상기 주입부의 외면에는 나사산이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 확장부의 외면에는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 돌기는 상기 확장부의 외면에 불규칙하게 배열 형성될 수 있다.

또는, 상기 돌기를 상기 확장부의 외면에 길이방향을 따라 나선형태로 돌출되도록 형성할 수 있다.

상기 밀폐부는 콘(cone) 또는 벌릿(bullet) 형태의 외형을 가지며 상기 확장부의 끝단에 일체로 결합될 수 있다.

또는, 상기 밀폐부를 콘(cone) 또는 벌릿(bullet) 형태의 외형을 가지며 상기 확장부의 끝단에 나사체결 방식으로 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 상기 확장부는 2개 이상이 구비되어 1개 이상의 연결부재를 통해 서로 일렬로 연결 설치되며, 상기 연결부재는, 상호 연결되는 각 확장부의 끝단에 결합되며 외면에 숫나사부가 형성된 연결구와; 상기 연결구의 숫나사부와 대응하는 암나사부가 양쪽 끝단에 각각 형성되어 상기 연결구와 나사체결 방식으로 결합되는 슬리브로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에는 상기 밀폐부에 장착되는 진동감지센서가 더 포함될 수 있다.

이때, 상기 진동감지센서는, 락 볼트 시공 대상부로부터 이격된 곳에 위치하며, 상기 진동감지센서로부터 인가된 전기적 신호를 연산하여 락 볼트 시공 암반에 대한 안전상의 이상유무를 표출시키는 출력수단과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 압력유체가 주입되는 락 볼트의 주입구멍이 주입부의 끝단에 완전히 개방된 구조로 형성되어 주입부의 끝단 주입구멍으로부터 확장부 내부공간으로 이어지는 압력유체의 주입유로가 평행을 이루며 형성되기 때문에, 상기 주입부를 통한 압력유체의 주입시 확장부의 내부공간으로 압력유체를 신속하고 용이하게 도입시킬 수 있게 되어 확장부를 신속하게 팽창시킬 수 있다. 이에 따라, 락 볼트의 설치시간을 단축시킬 수 있고 설치에 따른 작업성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 락 볼트가 암반에 상향 천공되어 설치된 경우, 락 볼트 내부의 잔류 압력유체가 주입부 끝단에 평행하게 개방된 주입구멍을 통해 외부로 자연배수되어 락 볼트 내부의 잔류 압력유체가 100% 완전하게 자연배수될 수 있고, 따라서, 압력유체가 잔류하여 발생되는 락 볼트의 부식현상을 방지하고, 락 볼트의 부식으로 인한 정착력 저하 문제를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 락 볼트는 확장부 내부의 폴딩부 형태를 일자("1")형태로 형성하여 확장부의 내부공간을 크게 확장시킨 구조로 되어 있기 때문에, 압력유체를 비롯한 진동감지센서, 각종 전기배선 등을 용이하게 주입 및 삽입할 수 있는 등 확장부 내부의 공간활용성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트는 파이프 형태의 주입부 끝단을 압력유체의 주입구멍으로 사용함으로써, 주입부 또는 확장부의 내경과 거의 같은 크기의 주입구멍 직경을 확보할 수 있기 때문에, 상기 주입구멍을 통해 압력유체를 확장부 내부로 용이하게 주입시킬 수 있고, 락 볼트의 시공이 완료된 상태에서 락 볼트 내부의 잔류물을 외부로 쉽게 배출시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트는 파이프 형태의 주입부 끝단을 압력유체의 주입구멍으로 사용함으로써, 기존의 락 볼트처럼 락 볼트의 주입부 측면에 압력유체의 주입을 위한 별도의 작은 주입구멍을 가공할 필요가 없는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트는 주입구멍이 기존에 비해 몇십 배 정도 클 뿐 아니라 확장부의 축 방향으로 평행하게 형성되기 때문에 확장부 내부로의 접근성이 뛰어나 센서와 같은 안전장비의 삽입이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 락 볼트의 주입부와 확장부를 연결함에 있어, 주입부의 개방된 끝단에 확장부의 끝단을 삽입한 상태에서 상기 확장부와 주입부가 만나는 원형 테두리 부분을 용접하여 연결 결합하는 한편 상기 확장부 끝단의 일자형 폴딩부 부분을 용접하여 밀봉함으로써, 압력유체가 초기 도입되는 확장부의 입구 부분에 반원 형상으로 된 2개의 압력유체 주입공간이 형성되도록 하여, 주입부의 주입구멍으로부터 주입된 압력유체가 굴절되지 않고 상기 확장부의 반원형 주입공간에 평행하게 직접 유입되기 때문에 확장부의 신속한 팽창으로 인해 락 볼트의 시공시간이 단축되는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 락 볼트의 주입부 끝단에 지지되는 지압판 부분에 몰탈의 주입을 위한 몰탈주입구멍을 형성함으로써, 암반에 형성된 천공홀과 상기 천공홀에 삽입된 락 볼트 사이에 몰탈을 주입시키기 위한 몰탈주입호스를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 락 볼트 장치의 구조가 간단해지고 추가 부속품 설치에 따른 제작비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 락 볼트의 주입부 외주면에 나사산을 형성하여 압력유체 공급장치가 상기 주입부의 외주면에 나사체결방식으로 용이하게 결합 또는 분리될 수 있고, 상기 주입부를 통한 압력유체의 공급과정에서 압력유체의 공급 압력에 따른 반발력에 의해 압력유체 공급장치가 상기 주입부에서 분리되는 것을 미연에 방지할 수 있기 때문에 안전사고의 우려를 불식시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트에는 확장부 표면에 규칙 또는 불규칙적으로 돌기가 형성되기 때문에, 확장부가 팽창하는 과정에서 상기 돌기들이 천공홀 안쪽의 미세한 패턴의 암반 모서리에 걸리거나 뭉개지면서 시공 직후 상기 락 볼트가 천공홀로부터 미끄러지는 것에 저항하는 강한 저항력이 발생되므로, 락 볼트가 천공홀에 보다 견고하게 정착되면서 보다 안정된 인장력을 발휘할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 확장부 표면에 형성되는 돌기의 형태를 연속된 나선형으로 형성하게 되면, 락 볼트의 시공 시 볼트 팽창과정에서 볼트가 천공홀 바깥으로 밀려나는 슬립(slip)이 발생하더라도 볼트를 돌려 나사를 죄는 것과 같은 작업을 통해 슬립으로 인해 천공홀 바깥으로 밀려나온 볼트를 어느 정도 다시 천공홀 안쪽으로 삽입시키는 조정이 가능하므로, 볼트 팽창과정에서 발생된 슬립을 보상할 수 있다는 구조적 장점이 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트는 확장부 또는 밀폐부 부분에 진동감지센서를 설치하고, 진동감지센서로부터 연장된 전기적 배선을 안전상의 이상유무를 표출시키는 출력수단으로 연결하여 구성함으로써, 터널 또는 갱구 굴착을 위한 발파과정에서 암반의 붕괴조짐을 미연에 감지할 수 있어, 그에 따른 대형사고를 예방할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 락 볼트는 필요 시 2개 이상의 확장부를 구비하여 연결부재를 통해 상호 연결하여 사용할 수 있도록 되어 있기 때문에, 필요에 따라 락 볼트의 길이를 원하는 길이로 자유롭게 연장시켜 사용할 수 있고, 락 볼트의 시공깊이 에 제한을 받지않고 용이하게 암반 보강작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 확장가능한 튜브형 락 볼트는 터널 또는 갱도굴착 시 발파 등으로 인하여 연약해진 암반을 견고하고 안정된 암반에 고정시켜 암반의 보강 및 낙석을 방지하기 위한 것으로, 전체적으로 시공대상 면에 천공된 천공홀 안에 삽입 가능한 막대형상을 갖고, 천공홀 안에 삽입한 상태로 압력유체, 즉, 고압의 물을 공급하면 그라우팅과 같은 별도의 추가시공 없이도 볼트가 팽창하면서 천공홀 안 벽면에 강하게 밀착하여 견고히 고정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 확장가능한 튜브형 락 볼트를 도시한 사시도이고, 도 5은 도 4의 분리 사시도이다. 그리고, 도 6 및 도 7는 도 4의 A-A섹션 및 B-B섹션의 단면구조를 각각 도시한 단면도이다.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 확장 가능한 튜브형 락 볼트(1)는, 압력유체가 도입될 수 있는 내부공간(103)이 형성되고 외면의 일 부분이 내측 방향으로 접혀져 형성된 폴딩부(110)가 구비된 확장부(100)와, 상기 확장부(100)의 내부공간(103)과 연통되도록 상기 확장부(100)의 한쪽 끝단에 결합되어 압력유체 공급장치(미도시)로부터 공급되는 압력유체가 주입되는 주입부(120)와, 상기 주입부(120)와 대향하는 상기 확장부(100)의 다른 한쪽 끝단을 밀폐하는 밀폐부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 확장부(100)는 튜브(tube) 형태를 가지며 내측에는 압력유체가 도입될 수 있는 내부공간(103)과, 확장부(100)의 외주면 일측이 안쪽방향으로 접혀져 형성된 폴딩부(110)가 형성된다.

상기 폴딩부(110)는 도 7의 단면도에서 보는 것처럼 일자("1") 형태로 접혀진 단면구조를 가지며, 상기 폴딩부(110)는 확장부(100)의 내부공간(103)을 좌우 양측의 반원형 2개의 공간으로 구획한다.

상기 확장부(100)는 평판형 플레이트를 밴딩(bending)하여 튜브(tube) 또는 파이프(pipe) 형태로 만든 후 외주면 일측을 길이방향을 따라 내측으로 가압하여 일자("1") 형태로 접혀지도록 폴딩(folding) 가공 또는 롤링(rolling) 가공을 하여 제작된다.

이와 같이, 본 발명의 락 볼트는 상기 확장부(100) 내부의 폴딩부(110) 형태가 일자("1") 형상으로 형성되기 때문에 기존의 C-자형 폴딩부를 갖는 락 볼트보다 확장부(100)의 내부공간이 크기 때문에 압력유체를 용이하게 주입할 수 있음은 물론 진동감지센서, 각종 전기배선 등을 용이하게 삽입할 수 있고, 확장부(100) 내부의 공간활용성을 높일 수 있다.

한편, 일반적인 락 볼트의 경우, 시공 후 천공홀 내에서 강력하지만 제한된 락 볼트의 움직임에 의해 천공홀로부터 미끄러져(슬립 발생) 지정된 위치에서 벗어나면 안정된 인장력을 발생시킬 수 없으며, 특히 상기 확장부의 표면이 평탄한 경우라면, 상기 확장부가 확장되더라로 불규칙한 표면 모폴로지(morphology)를 갖는 내면을 갖는 천공홀과의 충분한 마찰력 확보가 불가능하여 요구되는 충분한 정착력을 확보할 수 없다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 본 발명의 락 볼트에는 확장부(100) 표면에 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 복수의 돌기(102)를 형성하여, 상기 확장부(100)가 팽창하는 과정에서 상기 돌기(102)들이 천공홀 안쪽의 미세한 패턴의 암반 모서리에 걸리거나 뭉개지면서, 시공 직후 상기 락 볼트(1)가 천공홀로부터 미끄러지는 것에 저항하는 강한 저항력을 발생시키도록 하고, 락 볼트(1)가 천공홀에 보다 견고하게 정착되면서 보다 안정된 인장력을 발휘할 수 있도록 하고 있다.

이때, 상기 확장부(100) 표면에 돌기(102)를 규칙 또는 불규칙하게 형성하는 하나의 예로서, 도 4에서 보는 것처럼 반구(半球) 형상의 돌기(102)를 확장부(100) 표면에 엠보싱 형태로 돌출되도록 형성할 수 있다.

이 밖에, 상기 돌기(102)의 형태를 확장부(100) 길이방향을 따르는 연속된 나선형태로 형성할 수도 있다. 이러한 나선 형태의 돌기(102)는 락 볼트(1)의 시공 시 락 볼트의 팽창과정에서 락 볼트가 천공홀 바깥으로 밀려나는 슬립(slip)이 발생하더라도 볼트를 돌려 나사를 죄는 것과 같은 작업을 통해, 상기 슬립으로 인해 천공홀 바깥으로 밀려나온 볼트를 어느 정도 다시 천공홀 안쪽으로 삽입시키는 조정이 가능하여 락 볼트 팽창과정에서 발생된 슬립을 보상할 수 있다.

상기 주입부(120)는 확장부(100)를 확장시킬 압력유체, 예컨대, 고압의 물을 확장부(100)의 내부공간(103)으로 주입시킬 수 있도록 압력유체 공급장비가 물리는 부분으로서, 락 볼트가 암반 벽면에 시공된 상태에서 상기 확장부(100)는 천공홀 내에 위치하게 되고 상기 주입부(120)는 암반 벽면의 외부로 노출된다.

여기서, 상기 락 볼트의 시공시 주입부(120)의 후방 측에는 지압판(bearing plate; 160)이 지지되어, 락 볼트(1) 시공 시 상기 락 볼트에 도입된 힘(인장력)은 상기 지압판(160)을 통하여 원지반에 전달되고 정착부와 지압판(160) 사이의 원지반에 압축력을 작용시켜 지반을 보강하고 낙석을 방지한다.

상기 주입부(120)는 파이프(pipe) 형태로 이루어져 양 끝단이 개방된 형태를 갖는다. 이러한 주입부(120)의 개방된 한쪽 끝단에는 확장부(100)의 일측 끝단이 끼워져 결합되고, 상기 주입부(120)의 개방된 다른 한쪽 끝단은 압력유체가 주입되는 주입구멍(221)으로 사용된다.

이처럼, 본 발명의 락 볼트는 기존 락 볼트 구조와 달리 주입부(120)가 파이프 형태로 이루어져 양단이 완전히 개방된 구조로 되어 있고, 개방된 한쪽 끝단을 압력유체가 주입되는 주입구멍(221)으로 사용하고 있다는 점에서 하나의 구조적인 특징을 가지고 있다.

이때, 본 발명의 주입부(120) 끝단에 형성되는 주입구멍(221)은 주입부(120) 또는 확장부(100)의 내경과 거의 같은 약 5㎝ 정도에 달하는 큰 직경을 갖는다. 이는 기존 락 볼트의 주입부 측면에 형성되는 약 1mm 정도의 주입구멍보다 몇십 배 정도 큰 직경이다. 이에 따라, 락 볼트 내부에 압력유체의 주입시 주입부(120)의 길이방향과 평행하게 고압의 압력유체를 신속하게 도입시켜 락 볼트를 빠른시간 내에 팽창시킬 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 락 볼트는 파이프 형상을 갖는 주입부(120)의 한쪽 끝단을 압력유체가 주입되는 주입구멍(221)으로 사용함으로써, 락 볼트의 시공시 상기 주입구멍(221)을 통해 확장부(100) 내부로 압력유체를 신속하고 용이하게 도입시킬 수 있다.

이와 함께, 본 발명의 락 볼트를 도 14의 시공 예에서 보는 것처럼 기초터널 암반 상부에 상향 경사지게 설치할 경우, 락 볼트 내부에 주입되었던 압력유체, 즉, 고압의 물이 주입부(120)의 끝단에 큰 직경을 이루며 형성된 주입구멍(221)을 통해 외부로 자연 배수되기 때문에 락 볼트 내에 물이 잔류하지 않고 전량 락 볼트 밖으로 완벽하게 배수될 수 있다. 이에 따라, 락 볼트의 확장부(100)를 팽창시키기 위해 도입되었던 물이 락 볼트 내부에 잔류함으로써 발생하게 되던 락 볼트의 부식을 방지할 수 있다.

한편, 상기 주입부(120)이 구조는, 원통 형태의 주입부 몸체(220)와, 확장부(100)의 둘레에 끼워진 지압판(160)을 지지할 수 있도록 상기 몸체(220)의 끝단에 형성되는 플랜지부(226)로 구성된다.

이때, 상기 플랜지부(226)의 반대편에 위치한 상기 몸체(220)의 단부 외주면에는 일정간격으로 나사산(222)이 가공 형성된다.

여기서, 상기 주입부의 몸체(220)에 형성된 나사산(222)은 별도의 부가장치를 이용하여 락 볼트(1)를 천공홀에 삽입시키는 경우 부가장치와의 조립성을 용이하게 확보할 수 있도록 하고, 상기 주입부(120)에 압력유체 공급장비(30)를 나사체결 방식으로 안정되게 물릴 수 있도록 함으로써, 압력유체의 공급과정에서 압력유체의 반발력에 의해 상기 주입부에 물린 압력유체 공급장치가 분리되어 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지한다.

아울러, 확장부(100)가 팽창하여 천공홀 내에 본 발명의 락 볼트의 정착이 이루어지면, 상기 락 볼트로부터 압력유체 공급장비를 분리시킨 다음 간단한 인장시험을 통해 암반에 대한 락 볼트의 정착력을 테스트하게 되는데, 이때, 인장시험장치를 상기 주입부 몸체(220)에 형성된 나사산(222) 부분에 나사 체결한 후 유압을 이용하여 락 볼트를 인장시킴으로써 락 볼트의 인발시험을 용이하게 수행할 수 있다.

이와 함께, 본 발명의 락 볼트가 터널 내에 시공된 상태에서 터널의 암반 표면에 노출된 락 볼트의 나사산(222)이 형성된 주입부(120) 부분에 연결고리가 달린 원통형 고정구(미도시)를 나사체결방식으로 결합하고, 상기 고정구 끝단의 연결고리 부분에 환기, 전기, 조명장치 등의 다양한 부수적인 장치들을 메달아 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 락 볼트가 암반에 상향 설치된 상태에서 나사산(222)이 형성된 락 볼트의 주입부(120) 부분에 연결고리를 구비한 고정구를 부착하고 상기 고정구 끝단의 연결고리에 팬(fan), 튜브 과 같은 터널의 환기장치와 전기선, 전등과 같은 조명장치 등 다양한 부가장치를 걸어 사용할 수 있는 장점이 있다.

이때, 상기 주입부 몸체(220)의 나사산(222)과 인접한 외주면에는 원주 형태의 홈(224)이 형성될 수 있는데, 이 원주 형태의 홈(224)은 압력유체 공급장비가 상기 주입부(120)에 체결될 경우 상기 압력유체 공급장비에 구비된 원호 형태의 걸림구(미도시)가 상기 홈(224)에 걸려 지지되도록 하여 압력유체 공급장치가 상기 주입부(120)에 안정적으로 결합상태를 유지할 수 있도록 해준다.

또한, 본 발명에 따른 락 볼트의 시공시 지압판(160)은 주입부(120)의 반대편에 위치된 확장부(100)의 끝단으로부터 삽입되어 주입부(120)의 끝단에 형성된 플랜지부(226)에 지지된다.

여기서, 상기 지압판(160)의 일측에는 락 볼트의 시공시 상기 락 볼트가 삽입된 천공홀 내부로 몰탈을 공급할 수 있도록 별도의 몰탈주입구멍(162)을 형성할 수 있는데, 이러한 몰탈주입구멍(162)을 통해 외부에서 락 볼트가 삽입된 천공홀 내부로 몰탈을 공급할 수 있기 때문에 확장부(100)의 내부 공간에 별도의 몰탈주입호스를 설치할 필요가 없다.

도 8은 상술한 본 발명의 락 볼트 구조에 있어서, 주입부(120)와 확장부(100)의 결합방법을 순차적으로 보여주는 도면이고. 도 9는 본 발명에 따른 락 볼트의 주입부(120)를 통해 확장부(100) 내부에 압력유체를 도입하는 과정을 보여주는 도면이다.

먼저, 도 8의 (a)는 락 볼트의 확장부(100) 끝단을 주입부(120) 내부에 끼워 삽입하는 초기 단계를 보여주고 있다. 그리고, 상기 (a)의 단계를 거쳐 확장부(100)의 끝단이 (b)와 같이 주입부(120)의 끝 부분까지 완전히 끼워져 삽입되면 상기 확장부(100) 내측에 위치한 폴딩부(110)를 최대한 일자("1") 형태가 되도록 만든다. 그런 다음, (c)의 화살표 방향(W1)(W2)과 같이 확장부(100)의 외주면과 주입부(120)의 내주면이 접하는 원형 테두리 부분을 1차 용접한 후 일자형 폴딩부(110) 부분을 2차 용접한다. 이렇게 용접이 완성되면 (d)에서와 같이 확장 부(100)와 주입부(120) 사이가 용접(Z1)에 의해 밀봉되는 한편 폴딩부(110) 부분도 용접(Z2)에 의해 밀봉되어 상기 폴딩부(110)를 중심으로 좌우 양측에 압력유체가 주입될 반원형태의 2개의 공간부가 형성된다. 이와 같은 방법을 이용하여 결합된 락 볼트는 주입부(120) 끝단의 주입구멍(221) 측에서 바라본 확장부(100) 내부가 2개의 반원형 내부공간으로 형성되고, 도 8의 (e) 및 도 9에서 보는 것처럼 상기 주입부(120)의 주입구멍(221)을 통해 압력유체를 확장부(100)의 축 방향과 평행하게 신속하게 주입할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 락 볼트는 압력유체가 주입되는 락 볼트의 주입구멍(221)이 주입부(120) 또는 확장부(100)의 내경과 거의 같은 수준의 직경(약 5㎝ 정도)을 가지며 주입부(120)의 끝단에 완전히 개방된 구조로 형성됨으로써, 상기 주입부(120) 끝단의 주입구멍(221)으로부터 확장부(100)의 내부공간(103)으로 이어지는 압력유체의 주입유로가 수평을 유지하기 때문에, 상기 주입부(120)를 통한 압력유체의 주입시 확장부의 내부공간으로 압력유체를 신속하게 용이하게 도입시켜 락 볼트를 신속하게 팽창시킬 수 있고, 락 볼트의 설치시간을 현저하게 단축시킬 수 있다.

아울러, 정착대상 암반에 상향 설치된 락 볼트에 있어서, 락 볼트 내부에 잔류해 있던 압력유체가 주입부(120) 끝단에 개방된 주입구멍(221)을 통해 외부로 자연 배수되어 압력유체의 100% 완전 배수가 이루어지도록 할 수 있고, 이에 따라, 락 볼트 내에 압력유체가 잔류하여 발생되는 락 볼트의 부식현상 및 부식으로 인한 정착력 저하 문제를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 락 볼트에 있어서, 주입부(120)의 반대편에 위치한 확장부(100)의 단부는 밀폐부(140)를 통해 폐쇄된다. 이러한 밀폐부(140)는 벽면에 구멍 뚫어 형성된 천공홀 속에 락 볼트를 삽입시킴에 있어, 상기 천공홀을 이루는 암반이 국소적으로 붕괴하여 천공홀이 일부 막히더라도 틈새를 비집고 삽입될 수 있도록 전방으로 갈수록 축소된 단면을 갖는 콘(cone)이나 벌릿(bullet), 또는 돔(dome) 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 밀폐부(140)는 확장부(100)와의 결합시, 상기 밀폐부(140)의 내부에 확장부(100)의 끝단을 끼워 삽입한 후, 상기 밀폐부(140)와 상기 확장부(100)가 만나는 외부 테두리를 용접하여 일체로 결합하게 된다.

또한, 본 발명의 락 볼트에 있어서, 천공홀 내부에 위치되는 락 볼트의 확장부(100)나 밀폐부(140)에 진동감지센서(미도시)를 설치하고 진동감지센서로부터 연장된 전기적 배선을 안전상의 이상유무를 표출시키는 외부의 출력수단(미도시)으로 연결하면, 터널 또는 갱구 굴착을 위한 발파과정에서 암반의 붕괴조짐을 미연에 감지할 수 있고 그에 따른 대형사고를 예방할 수 있다.

이렇게 진동감지센서를 포함하는 경우에 있어서는, 상기 진동감지센서가 확장부(100)에 설치되면 확장부(100) 팽창과정 중 암반과의 사이에 압착되어 파손될 우려가 있으므로, 이 경우 상대적으로 안전한 상기 밀폐부(140)에 홈(미도시)을 형성하고 그 홈에 센서가 삽입되는 형태로 설치될 수 있도록 구성할 수 있다.

이하, 상기한 구성을 갖는 확장가능한 튜브형 락 볼트를 통해 수행되는 터널 또는 갱도 굴착 시 굴착 암반면을 안정화시키는 과정을 본 발명에 따른 락 볼트의 시공과정과 연계하여 설명한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 일실시 예에 따른 락 볼트의 시공과정을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 13은 본 발명에 따른 락 볼트 시공 시 시공 전과 시공 후의 락 볼트 단면 형상의 변화를 보여주는 도면이다.

본 발명에 따른 락 볼트를 이용하여 수행되는 암반에 대한 보강공사는, 보강대상 암반 면에 구멍을 뚫는 단계(도 10)와, 천공된 구멍 속에 락 볼트를 삽입시키는 단계(도 11)와, 천공홀에 위치한 락 볼트의 확장부를 팽창시켜 정착시키는 단계(도 12)를 포함한다.

먼저, 보강대상 암반 면에 구멍을 뚫는 단계에서는, 도 10에서와 같이, 통상의 암반 드릴을 이용하여 암반의 천공작업이 수행되고, 그 천공방향은 락 볼트의 작용효과를 보다 높일 수 있는 굴착면에 수직한 방향이 적합하다.

이때, 천공홀의 시공길이는 굴착에 의한 영향범위를 고려하여 암반의 물리적 성질, 층상 형태 등 다양한 조건을 고려하여 결정될 수 있으며, 연약해진 암반을 견고하고 안정된 암반에 고정시켜 암반이 일체화될 수 있을 정도면 충분하다.

상기 도 10에서와 같이 암반에 구멍을 뚫는 과정을 거쳐 암반 면에 천공홀(202)이 형성되면, 본 발명에 따른 락 볼트(1)의 주입부(120)를 제외한 확장부(100) 및 밀폐부(140)가 상기 천공홀에 위치하도록 락 볼트(1)를 끼운 다음, 도 11과 같이 별도의 압력유체 공급장비(30)를 이용하여 주입부(120)를 통해 확장부에 압력유체(300bar 정도의 고압의 물)를 공급한다.

천공홀(202)에 락 볼트(1)가 끼워진 상태로 상기 락 볼트(1) 속에 압력유체 (고압의 물)가 계속해서 도입되면, 상기 확장부(100)가 팽창되고 천공홀(202)을 이루는 암반면에 강하게 밀착됨으로써 천공홀(202)에 락 볼트(1)는 안정된 상태로 정착된다(도 12).

이때 천공홀(202)에 위치한 확장부(100)는 팽창 전과 팽창 후 도 13에 도시한 바와 같은 단면 변화를 갖는다.

이와 같이, 확장부(100)가 팽창하여 천공홀(202)에 본 발명에 따른 락 볼트(1)의 정착이 이루어지면, 상기 락 볼트(1)로부터 압력유체 공급장비(30)를 분리시킨 다음 간단한 인장시험을 통해 암반에 대한 락 볼트의 정착력을 테스트하게 된다.

락 볼트의 정착력 테스트 결과 충분한 락 볼트의 정착력이 확보되었다고 판단되면, 락 볼트(1)를 인장시켜 지압판(160)이 정착부와 지압판(160) 사이의 원지반에 압축력을 작용시켜 지반을 보강하고 낙석을 방지할 수 있도록 함으로써 시공을 완료한다.

여기서, 일반적인 터널 또는 갱구 굴착의 경우에 암반면에 락 볼트(1)가 상향으로 설치되므로, 확장부(100)를 팽창시키기 위해 주입되었던 압력유체 예컨대, 고압의 물은 도 14에서 보는 것 같이, 주입부(120)의 끝단에 평행하게 형성된 주입구멍(120)을 통해 외부로 자연 배출된다. 따라서 락 볼트 속에는 물이 전혀 잔류하지 않게 되고, 그에 따른 부식의 우려 또한 없게 된다.

또한, 본 발명의 확장부(100) 표면에 형성된 돌기(102)로 인해, 확장부(100)가 팽창하는 과정에서 상기 돌기(102)들이 천공홀(202) 안쪽의 미세한 패턴의 암반 모서리에 걸리거나 뭉개지면서 시공 직후 상기 락 볼트가 천공홀(202)로부터 미끄러지는 것에 저항하는 강한 저항력이 발생되므로, 락 볼트(1)가 천공홀(202)에 보다 견고하게 정착되면서 보다 안정된 인장력이 발휘되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 락 볼트의 또 하나의 특징적인 구조는 락 볼트의 전체길이를 필요에 따라 자유롭게 조절할 수 있는 구성에 있다.

도 15는 본 발명에 따른 락 볼트의 다른 실시 예로서, 연결부재에 의한 락 볼트의 길이 확장 구조를 보여주는 부분 사시도이고, 도 16 내지 19는 길이 확장이 가능한 락 볼트를 구현하기 위한 락 볼트의 각 구성요소들을 구성 별로 나열한 예시도이고, 도 20 및 도 21은 상기 도 16 내지 도 19에 나타낸 구성요소들을 연결하여 락 볼트의 길이가 확장된 상태를 보여주는 예시도이다.

이하, 본 발명의 길이 확장 가능한 락 볼트의 구성을 설명하기에 앞서, 전술한 실시 예의 락 볼트 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호 및 명칭을 사용하고 그에 대한 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 락 볼트는 길이 확장이 필요할 경우 전술된 형태의 확장부(100)를 길이방향으로 복수 개를 연결하여 락 볼트의 길이를 원하는 길이로 확장시킬 수 있도록 되어 있다. 이때, 상기 복수의 확장부(100)를 일렬로 서로 연결시켜 주는 구성요소로서 연결부재가 사용된다.

상기 연결부재는 도 15에 도시한 바와 같이 서로 연결되는 각 확장부(100)의 끝단에 결합되는 연결구(310)와, 상기 각 연결구(310) 사이를 연결하는 슬리브(330)로 구성된다.

여기서, 상기 확장부(100)에 연결구(310)를 결합할 경우, 상기 확장부(100)의 끝단을 상기 연결구(310) 내부에 끼워 삽입한 상기 연결구(310)와 상기 확장부(100)가 만나는 외부 테두리 부분을 용접하여 결합하게 된다. 이때, 상기 각 연결구(310)의 외주면에는 슬리브(330)와 나사체결 방식으로 결합될 수 있도록 숫나사부가 형성되어 있다.

상기 슬리브(330)는 파이프(pipe) 형태로 이루어져 있으며, 그 중앙부 내측의 격벽(332)을 중심으로 양쪽 끝단부 내주면에는 상기 연결구(310)의 숫나사부와 대응하는 암나사부가 형성되어 있다. 이와 같은 슬리브(330)는 연결구(310)와 나사체결 방식으로 결합 또는 분리가 가능하여, 상기 슬리브(330)를 통해 복수의 확장부(100)를 일렬로 연결하여 락 볼트의 길이를 확장시킬 수 있게 된다.

도 16은 본 발명에 따른 길이 확장이 가능한 락 볼트를 구현하기 위한 하나의 구성요소로서, 주입부(120)-확장부(100)-연결구(310)로 구성된 제품요소를 나타낸 것이다.

도 16에 보이는 락 볼트의 구성요소에서, 주입부(120)와 확장부(100)의 결합은 전술된 실시 예에서 설명한 것과 같이 확장부(100)의 한쪽 끝단을 주입부(120)에 삽입한 후 주입부(120)의 내주면과 확장부(100)의 외주면이 접하는 테두리 부분을 용접하여 결합하게 된다.

아울러, 상기 확장부(100)와 연결구(310)의 결합은 상기 확장부(100)의 다른 한쪽 끝단을 연결구(310)에 끼워 삽입한 후 상기 확장부(100)와 연결구(310)가 만나는 외부 테두리 부분을 용접하여 결합하게 된다.

또한, 도 17는 전술된 도 16의 구성요소와 상호 연결되는 락 볼트의 또 하나의 구성요소로서, 연결구(310)-확장부(100)-연결구(310)로 구성된 제품요소를 도시한 것이다.

도 17에서 보는 것처럼, 확장부(100)의 양 끝단에 연결구(310)를 결합하되, 상기 확장부(100)의 양 끝단을 상기 각 연결구(310)에 삽입한 후 상기 확장부(100)와 각 연결구(310)가 만나는 테두리 외부를 용접하여 일체로 제작한다.

또한, 도 18은 전술된 도 17의 구성요소와 상호 연결되는 락 볼트의 또 하나의 구성요소로서, 연결구(310)-확장부(100)-밀폐부(140)로 구성된 제품을 도시한 것이다.

도 18에서 확장부(100)와 연결구(310)와의 결합은 전술된 도 16 및 도 17에서 설명된 결합방법에 따른다. 그리고, 상기 확장부(100)와 밀폐부(140)와의 결합은 상기 확장부(100)의 끝단을 밀폐부(140)에 끼워 삽입한 후 상기 확장부(100)와 상기 밀폐부(140)가 만나는 외부 테두리 부분을 용접하여 제작한다.

도 21은 확장부(100)의 연결구(310)와 슬리브(330)와의 연결구조를 보여주는 단면도로서, 전술된 도 17의 형태와 같은 제품요소를 복수 개 일렬로 연결할 경우 도 19에서 보는 것처럼 슬리브(330)의 양 단에 연결구(310)를 나사체결하여 연결시키게 된다.

도 20는 전술된 도 16 및 도 18에 도시한 구성요소를 하나의 슬리브(330)로 상호 연결하여 락 볼트의 길이를 확장시킨 예를 도시한 것이고, 도 21은 전술된 도 16 내지 도 18에 도시한 구성요소를 2개의 슬리브(330)를 통해 연결하여 락 볼트의 길이를 확장시킨 예를 도시한 것이다.

도 20 및 도 21에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 락 볼트는 앞서 설명된 락 볼트를 구성하는 주입부-확장부-연결구, 연결구-확장부-연결구, 연결구-확장부-밀폐부 등으로 구성된 몇 개의 제품요소를 하나 이상의 슬리브(330)를 통해 연결하여 락 볼트를 원하는 길이로 자유롭게 연결시켜 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

즉, 기존의 락 볼트는 압력유체가 주입되는 주입구멍이 락 볼트의 측면부에 1mm 정도의 매우 작은 크기로 형성되어 상기 주입구멍을 통한 압력유체의 초기 주입방향이 주입부 또는 확장부의 길이방향과 수직한 방향으로 되어 있었기 때문에 락 볼트의 길이를 연장시킬 경우 압력유체의 주입압력이 밀폐부가 위치한 락 볼트의 끝부분까지 온전하게 전달되기가 기술적으로 매우 어려웠던 단점이 있었으나, 본 발명의 락 볼트는 압력유체가 주입되는 주입구멍이 주입부(120) 또는 확장부(100)의 내경과 거의 동일한 5㎝ 정도의 큰 직경으로 형성되는 한편 압력유체의 초기 주입방향이 주입부 또는 확장부의 길이방향과 평행한 방향으로 되어 있어서 압력유체를 단시간 내에 큰 압력으로 신속하게 주입시킬 수 있기 때문에 락 볼트의 길이를 길게 연장시킬 경우에도 압력유체의 압력을 락 볼트의 끝단부까지 효과적으로 전달시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 구조에 따라, 터널, 갱도 등 락 볼트의 시공깊이가 깊지 않은 암반 보강작업 시에는 전술된 도 4에 도시한 형태와 같은 하나의 확장부(100)를 갖는 락 볼트를 사용하여 암반 보강작업을 수행할 수 있고, 천공홀이 비교적 깊게 형성된 암반이나 사면보강 시에는 도 20 및 도 21에 도시한 형태와 같은 2개 이상의 확 장부를 갖는 락 볼트를 사용하여 보강작업을 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 락 볼트는 2개 이상의 확장부(100)를 연결부재를 통해 서로 연결함으로써 필요에 따라 락 볼트의 전체 길이를 자유롭게 연장시킬 수 있기 때문에 락 볼트의 시공깊이에 제한을 받지않고 용이하게 암반 보강작업을 수행할 수 있다.

아울러, 상기 주입부(120)의 선단에 형성된 주입구멍(221)을 통해 진동감지센서를 삽입하여 확장부(100) 내부나 밀폐부(140) 부분에 위치되도록 설치하고, 상기 진동감지센서와 연결된 전기배선을 외부의 표시수단(미도시)과 연결하면, 터널 또는 갱구 굴착을 위한 발파과정에서 암반의 붕괴조짐을 미연에 감지할 수 있고 그에 따른 대형사고를 예방할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 몇몇 실시 예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 범위가 미친다고 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 락 볼트의 설치된 모습을 도시한 사용 상태도.

도 2는 락 볼트의 강철관과 주입부의 결합과정을 보여주는 예시도.

도 3은 터널에 상향 설치된 락 볼트의 배수 과정을 설명하는 예시도.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 락 볼트 구조를 도시한 사시도.

도 5는 도 4의 분리 사시도.

도 6은 도 4의 A-A섹션 단면도.

도 7은 도 4의 B-B섹션 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 락 볼트의 확장부와 주입부의 용접에 의한 결합과정을 보여주는 예시도.

도 9은 본 발명의 락 볼트의 주입부를 통한 압력유체 주입과정을 보여주는 사용 상태도.

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 락 볼트가 상향으로 시공되는 과정을 개략적으로 보여주는 도면.

도 13은 본 발명에 따른 락 볼트 시공 시 시공전과 시공후 락 볼트의 단면형상 변화를 보여주는 도면.

도 14는 터널에 상향 설치된 락 볼트의 배수 과정을 설명하는 예시도.

도 15는 본 발명의 락 볼트가 연결부재를 통해 연결된 모습을 보여주는 사시도.

도 16은 본 발명에 따른 락 볼트의 구성요소로서, 주입부-확장부-연결구로 구성된 제품을 도시한 개략도.

도 17은 본 발명에 따른 락 볼트의 구성요소로서, 연결구-확장부-연결구로 구성된 제품을 도시한 개략도.

도 18은 본 발명에 따른 락 볼트의 구성요소로서, 연결구-확장부-밀폐부로 구성된 제품을 도시한 개략도.

도 19는 본 발명에 따른 락 볼트의 구성요소로서, 연결구-슬리브-연결구로 구성된 제품을 도시한 개략도.

도 20은 도 16 및 도 18에 도시한 구성요소를 하나의 슬리브를 통해 상호 연결하여 락 볼트의 길이를 확장시킨 예를 보여주는 예시도.

도 21은 도 16 내지 도 18에 도시한 구성요소를 2개의 슬리브를 통해 연결하여 락 볼트의 길이를 확장시킨 예를 보여주는 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 락 볼트 30 : 압력유체 공급장비

100 : 확장부 102 : 돌기

120 : 주입부 140 : 밀폐부

160 : 지압판 110 : 폴딩부

162 : 몰탈주입구멍 202 : 천공홀

220 : (주입부의) 몸체 222 : 나사산

221 : 주입구멍 226 : 플랜지

310 : 연결구 330 : 슬리브

Claims (12)

1. 압력유체가 도입될 수 있는 내부공간이 형성되고, 외면의 일 부분이 내측 방향으로 접혀져 형성된 폴딩부가 구비된 튜브 형태의 확장부;

   상기 확장부의 내부공간과 연통되도록 상기 확장부의 한쪽 끝단에 결합되어 압력유체 공급장치로부터 공급되는 압력유체가 주입되는 주입부;

   상기 주입부와 대향하는 상기 확장부의 다른 한쪽 끝단을 밀폐하는 밀폐부를 포함하여 이루어지며,

   상기 폴딩부는 일자("1") 형태로 접혀져 형성되어 상기 확장부의 내부공간을 반원 형태의 2개의 공간으로 구획하고,

   상기 주입부는 양 끝단이 개방된 파이프(pipe) 형태로 이루어지되, 상기 주입부의 개방된 한쪽 끝단이 상기 확장부와 연결되고, 상기 주입부의 개방된 다른 한쪽 끝단을 통해 압력유체가 상기 주입부의 축 방향으로 주입되어 상기 확장부의 내부공간으로 도입될 수 있도록 구성하며,

   상기 주입부와 확장부의 연결시, 상기 주입부의 개방된 끝단에 상기 확장부의 끝단이 삽입된 상태에서 상기 확장부와 상기 주입부가 만나는 원형의 테두리 부분과 상기 일자형 폴딩부 부분을 용접함으로써, 압력유체가 도입되는 상기 확장부의 입구 부분에 2개의 반원 형태의 압력유체 도입공간이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 확장부에 끼워져 상기 주입부의 한쪽 끝단에 지지되는 지압판을 더 포함하되,

   상기 지압판에는 몰탈을 주입하기 위한 몰탈주입구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
4. 제1항에 있어서, 상기 주입부의 외면에는 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
5. 제1항에 있어서, 상기 확장부의 외면에는 복수의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
6. 제5항에 있어서, 상기 돌기는 상기 확장부의 외면에 불규칙하게 배열 형성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
7. 제5항에 있어서, 상기 돌기는 상기 확장부의 외면에 길이방향을 따라 나선형태로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
8. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부는 콘(cone) 또는 벌릿(bullet) 형태의 외형을 가지며 상기 확장부의 끝단에 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
9. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부는 콘(cone) 또는 벌릿(bullet) 형태의 외형을 가지며 상기 확장부의 끝단에 나사체결 방식으로 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
10. 제1항에 있어서, 상기 확장부는 2개 이상이 구비되어 1개 이상의 연결부재를 통해 서로 일렬로 연결 설치되며,

    상기 연결부재는,

    상호 연결되는 각 확장부의 끝단에 결합되며 외면에 숫나사부가 형성된 연결구와;

    상기 연결구의 숫나사부와 대응하는 암나사부가 양쪽 끝단에 각각 형성되어 상기 연결구와 나사체결 방식으로 결합되는 슬리브로 구성된 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
11. 제1항에 있어서, 상기 밀폐부에 장착되는 진동감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.
12. 제11항에 있어서, 상기 진동감지센서는,

    락 볼트 시공 대상부로부터 이격된 곳에 위치하며, 상기 진동감지센서로부터 인가된 전기적 신호를 연산하여 락 볼트 시공 암반에 대한 안전상의 이상유무를 표출시키는 출력수단과 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 확장가능한 튜브형 락 볼트.

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