KR20210061591A - Drilling Apparatus for Reaming and Method Using the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서에 개시된 기술은 굴착 시스템 및 굴착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴착과 동시에 확공도 동시에 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 관한 것이다. The technology disclosed in the present specification relates to an excavation system and an excavation method, and more particularly, to an excavation system capable of both excavation and expansion at the same time, and an excavation method using the same.
기존의 굴착 시스템은 크게 회전식 굴착 시스템과 타격식 굴착 시스템을 포함한다. Existing excavation systems largely include a rotary excavation system and a strike excavation system.
먼저, 회전식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장에서 사용하는 천공기나 원유 시추를 위해 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 스파이럴 형태의 굴착 날이 회전하는 동시에 땅 속에 삽입되고 해당 날 면을 따라 굴착 방향과 반대 방향으로 땅속 물질이 외부로 이송되는 특징이 있다. 그러나, 경우에 따라 굴착 물질이 산업용 폐기물, 방사능 물질 등 위험 물질에 해당할 경우 해당 기술의 특징인 땅속 물질의 외부 노출은 환경오염을 발생시킬 수 있으며, 작업자들에게 유해 물질 등의 노출이 불가피하다는 단점이 있다. First, a rotary excavation system is a representative example of a drilling machine used in a construction site or a case where a hole is drilled in the ground for drilling crude oil. This technology is characterized in that the spiral-shaped excavation blade rotates and is inserted into the ground at the same time, and the underground material is transferred to the outside along the surface of the blade in a direction opposite to the excavation direction. However, in some cases, if the excavated material corresponds to a hazardous material such as industrial waste or radioactive material, external exposure of the material under the ground, which is a characteristic of the technology, may cause environmental pollution, and workers are told that exposure to hazardous materials is inevitable. There are drawbacks.
한편, 타격식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장이나 사용 종료 매립지 등의 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 굴착기 등에 항타기(혹은 타공기)를 연결하여 한쪽 끝이 쐐기 형태인 봉의 다른 쪽 끝을 내려쳐서 땅을 뚫는 방식에 해당한다. 그러나 이러한 방식은 굴착된 구멍의 형상이 봉의 절단면(원형)과 동일한 형상을 갖는다는 한계가 있다. 경우에 따라서 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 기술로는 해당 천공 형상을 형성할 수 없는 단점이 있다. On the other hand, the hitting excavation system is a typical example in the case of drilling a hole in the ground, such as a construction site or an end-of-use landfill. The technology corresponds to a method of piercing the ground by connecting a driving machine (or a perforated machine) to an excavator and hitting the other end of a wedge-shaped rod at one end. However, this method has a limitation in that the shape of the excavated hole has the same shape as the cut surface (circular shape) of the rod. In some cases, when the shape of the excavated hole requires a three-dimensional unevenness, there is a disadvantage that the corresponding hole shape cannot be formed with the technology.
본 명세서에 개시된 기술은 기존에 존재하는 흙/자갈/매립지 등의 땅에 구멍을 뚫는 굴착 시스템과는 달리 굴착과 동시에 확공도 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. The technology disclosed in the present specification provides an excavation system capable of expanding simultaneously with excavation, and an excavation method using the same, unlike an existing excavation system for drilling a hole in the ground such as soil/gravel/reclamation.
또한, 본 명세서에 개시된 기술은 기존 굴착 시스템의 경우 굴착을 할 경우 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed in the present specification provides an excavation system capable of solving a problem in which materials in the ground are exposed to the outside when excavation is performed in the case of an existing excavation system, and an excavation method using the same.
그리고, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 천공 형상을 형성할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed in the present specification provides an excavation system capable of forming a corresponding perforation shape when the shape of the excavated hole is required to have a three-dimensional unevenness, and an excavation method using the same.
아울러, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착 및 확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed in the present specification provides an excavation system capable of inserting a pipe, such as a pipe, into the ground at the same time as excavation and expansion, and an excavation method using the same.
본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problem to be achieved by the excavation system and the excavation method using the same according to the technical idea of the technology disclosed in the present specification is not limited to the above-mentioned problem, and another problem that is not mentioned is clearly to a person skilled in the art from the following description. It will be understandable.
앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 수단으로서 확공용 굴착 시스템을 제공하며, 이러한 확공용 굴착 시스템은, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 및 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함한다. As a means for solving the exemplary problems described above, it provides an excavation system for expansion, and the excavation system for expansion includes: a striking unit configured to transmit a blow for excavation; A wedge-shaped excavation unit configured to contact the excavation object; A central rod coupled to the wedge-shaped excavation portion and penetrating the inside in the longitudinal direction of the striking portion; And a first position located between the striking part and the wedge-shaped excavation part and protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part and the striking It includes a plurality of expansion blades configured to be movable between the second position and the same outer diameter of the negative.
상기 복수의 확공날 각각은, 확공을 수행하도록 형성된 날 부분 및 상기 확공날의 일정한 수평이동을 가능하도록 구성된 복수의 가이드를 포함한다. Each of the plurality of expansion blades includes a blade portion formed to perform expansion and a plurality of guides configured to enable constant horizontal movement of the expansion blade.
상기 타격부는, 상기 확공날의 날 부분과 슬라이딩 접촉 가능하도록 구성된 경사면; 및 상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함한다. The hitting unit may include an inclined surface configured to be in sliding contact with the blade portion of the expansion blade; And a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade when the expansion blade is moved by pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade.
상기 쐐기형 굴착부는, 상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함한다. The wedge-shaped excavation unit includes a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade when the expansion blade is moved by a pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade.
상기 타격부의 가이드는 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고, 상기 확공날의 복수의 가이드는, 상부에 형성된 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 확공날의 하부에 형성된 수평방향 가이드 돌기부로 구성되며, 상기 쐐기형 굴착부의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈으로 구성되고, 상기 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 타격부의 경사방향 가이드 홈과 상기 쐐기형 굴착부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합된다. The guide of the striking part is composed of an inclined guide groove formed at a lower portion, and the plurality of guides of the expansion blade includes an inclined guide protrusion formed at an upper portion and a horizontal guide protrusion formed at a lower portion of the expansion blade, and the wedge The guide of the type excavation part is composed of a horizontal guide groove formed on the top, and the inclined guide protrusion of the expansion blade and the horizontal guide protrusion are respectively in the inclined guide groove of the striking part and the horizontal guide groove of the wedge-shaped excavation part. Are combined.
앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 또다른 수단으로서 확공용 굴착 시스템을 제공하며, 이러한 확공용 굴착 시스템은, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이에 위치되는 확공날 가이드부; 상기 타격부와 상기 확공날 가이드부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 제1단의 복수의 확공날; 및 상기 확공날 가이드부와 상기 쐐기형 굴착부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 제2단의 복수의 확공날을 포함한다. As another means for solving the above-described exemplary problems, there is provided an excavation system for expansion, and the excavation system for expansion includes: a striking unit configured to transmit a blow for excavation; A wedge-shaped excavation unit configured to contact the excavation target; A central rod coupled to the wedge-shaped excavation portion and passing through the inside in the longitudinal direction of the striking portion; A expansion blade guide part positioned between the striking part and the wedge-shaped excavation part; The first position and the striking part, which are located between the striking part and the expansion blade guide part, and protrude more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part. A plurality of expansion blades of the first stage configured to be movable between the second position and the same outer diameter; And a first position located between the expansion blade guide part and the wedge-shaped excavation part and protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part. It includes a plurality of expansion blades of the second stage configured to be movable between the second position and the same outer diameter of the hitting part.
상기 확공날 가이드부는, 상기 확공날의 날 부분과 슬라이딩 접촉 가능하도록 구성된 경사면; 및 상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 복수의 가이드를 포함한다. The expansion blade guide portion, the inclined surface configured to be in sliding contact with the blade portion of the expansion blade; And a plurality of guides configured to enable constant horizontal movement of the expansion blade when the expansion blade is moved by pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade.
상기 타격부의 가이드는 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고, 상기 확공날 가이드부의 복수의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈과 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고, 상기 쐐기형 굴착부의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈으로 구성되고, 상기 제1단 및 제2단의 확공날의 복수의 가이드는, 상부에 형성된 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 확공날의 하부에 형성된 수평방향 가이드 돌기부로 구성되며, 상기 제1단의 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 타격부의 경사방향 가이드 홈과 상기 확공날 가이드부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합되고, 상기 제2단의 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 확공날 가이드부의 경사방향 가이드 홈과 상기 쐐기형 굴착부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합된다. The guide of the striking part is composed of an inclined guide groove formed in the lower part, and the plurality of guides of the expansion blade guide part is composed of a horizontal guide groove formed in the upper part and an inclined direction guide groove formed in the lower part, and the guide of the wedge-shaped excavation part Is composed of a horizontal guide groove formed on the upper part, and the plurality of guides of the expansion blades of the first and second stages are composed of an inclined guide protrusion formed on the upper part and a horizontal guide protrusion formed on the lower part of the expansion blade. And, the inclined guide protrusion of the first end of the expansion blade and the horizontal guide protrusion are coupled to the inclined guide groove of the striking unit and the horizontal guide groove of the expansion blade guide, respectively, and the expansion blade of the second end The inclined guide protrusion and the horizontal guide protrusion are coupled to the inclined guide groove of the expansion blade guide part and the horizontal guide groove of the wedge-shaped excavation part.
상기 확공날 가이드부는 상기 확공날의 외부 이탈을 방지하도록 구성된 스토퍼를 포함한다. The expansion blade guide portion includes a stopper configured to prevent separation of the expansion blade from the outside.
상기 확공날 가이드부는 굴착 시 이물질이 시스템 내부로 들어오는 것을 방지하도록 구성된 이물질 삽입 방지벽을 포함한다. The expansion blade guide portion includes a foreign material insertion prevention wall configured to prevent foreign matter from entering the system during excavation.
상기 제1단의 복수의 확공날과 상기 제2단의 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축방향으로부터 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배열된다. The plurality of expansion blades of the first stage and the plurality of expansion blades of the second stage are arranged so as not to overlap each other when viewed from the axial direction of the center rod.
상기 타격부는 상기 확공날의 외부 이탈을 방지하도록 구성된 스토퍼를 포함한다. The striking unit includes a stopper configured to prevent separation of the expansion blade from the outside.
상기 타격부는, 상부에 구멍이 형성된 타격판; 및 상기 타격판 아래에 형성된 복수의 위치 제어 슬릿을 포함한다. The striking part, a striking plate having a hole formed thereon; And a plurality of position control slits formed under the striking plate.
상기 위치 제어 슬릿은 상기 위치 제어 슬릿과 매칭되는 형상의 블록이 삽입 결합되도록 구성되며, 상기 결합에 의하여 쐐기형 굴착부와 상기 중심 봉의 결합체가 상기 타격부와 서로 일체로 동작할 수 있다. The position control slit is configured such that a block having a shape matching the position control slit is inserted and coupled, and a combination of the wedge-shaped excavation portion and the center rod may operate integrally with the striking portion by the coupling.
상기 쐐기형 굴착부는 굴착 시 이물질이 시스템 내부로 들어오는 것을 방지하도록 구성된 이물질 삽입 방지벽을 포함한다. The wedge-shaped excavation unit includes a foreign material insertion prevention wall configured to prevent foreign matter from entering the system during excavation.
상기 중심 봉은, 상기 제2위치에서는 상기 위치 제어 슬릿이 형성된 위치로부터 상방으로 돌출되지 않고 상기 제1위치에서는 상기 위치 제어 슬릿이 형성된 위치를 상회하여 돌출되도록 그 길이가 결정된다. The length of the center rod is determined so that at the second position, the position control slit does not protrude upward from the position where the position control slit is formed, and at the first position, the center rod protrudes beyond the position at which the position control slit is formed.
앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 또다른 수단으로서 굴착 및 확공 동시 수행 방법을 제공하고 이러한 방법은, 앞서 설명한 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계; 상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계; 상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 고정된 상대적 위치를 해제시키는 단계; 상기 타격부에 타격을 인가하여 상기 확공날을 제1위치로 이동시켜 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및 상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 다시 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시킨 상태에서 상기 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함한다. As another means for solving the above-described exemplary problems, a method for simultaneously performing excavation and expansion is provided, and this method includes the steps of: preparing an excavation system for expansion as described above; Applying a blow to the striking part while moving the expansion blade to a second position by fixing a relative position between the center rod and the striking part; Releasing a fixed relative position between the center rod and the striking part; Applying a blow to the striking unit to move the expansion blade to a first position to perform excavation and/or expansion; And removing the excavation system while moving the expansion blade to the second position by fixing the relative position between the center rod and the striking part again.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 고정시키는 것은, 상기 타격부의 위치 제어 슬릿에 매칭되는 형상의 블록을 삽입하는 것에 의한다. Fixing the relative position between the center rod and the striking part is by inserting a block having a shape matching the position control slit of the striking part.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 고정된 상대적 위치를 해제시키는 것은, 상기 타격부에 형성된 위치 제어 슬릿에 삽입된 블록을 제거하는 것에 의한다. The fixed relative position between the center rod and the striking part is released by removing the block inserted in the position control slit formed in the striking part.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 다시 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시키는 것은, 상기 타격부의 상판에 형성된 확공날 회수용 구멍에 별도의 강체를 삽입하고 상기 강체의 바닥면이 상기 중심 봉의 돌출된 윗면에 맞대어 하방으로 가압하는 것에 의한다. To move the expansion blade to the second position by fixing the relative position between the central rod and the striking part again, a separate rigid body is inserted into the hole for recovery of the expansion blade formed in the upper plate of the striking part, and the bottom surface of the rigid body is By pressing downward against the protruding upper surface of the center rod.
앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 또다른 수단으로서 굴착 및 파이프 동시 매설 방법을 제공하며, 이는 앞서 설명한 확공용 굴착 시스템의 타격부의 상단부에 형성된 위치 제어 슬릿에 블록을 삽입한 후 상기 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계; 상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 쐐기형 굴착부를 땅 바닥과 맞닿게 하는 단계; 상기 중심 봉의 윗면이 타격부의 상단부에 삽입된 블록의 아랫면과 맞닿게 함에 의하여 확공날의 윗면과 파이프 아랫면이 맞닿게 되어 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않게 하는 단계; 이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입하는 단계; 및 상기 타격부의 상판에 형성된 확공날 회수용 구멍에 별도의 강체를 삽입하고 상기 강체의 바닥면이 상기 중심 봉의 돌출된 윗면에 맞대어 하방으로 가압한 후 상기 굴착 시스템만을 퇴거시키는 단계를 포함한다. As another means for solving the above-described exemplary problems, it provides a method of simultaneously drilling and burying pipes, which is the outer diameter of the drilling system after inserting the block into the position control slit formed at the upper end of the striking part of the above-described expansion drilling system. Inserting the drilling system into a pipe having a larger inner diameter; When the pipe is located on the upper surface of the expansion blade, bringing the wedge-shaped excavation unit into contact with the ground; Making the upper surface of the center rod abut with the lower surface of the block inserted in the upper end of the striking part so that the upper surface of the expansion blade and the lower surface of the pipe come into contact with each other so that the pipe does not fall under the excavation system; In the state maintained in this state, by hitting the striking unit and inserting the excavation system into the ground, and inserting the pipe at the same time as the expansion/excavation; And inserting a separate rigid body into the hole for retrieving the expansion blade formed in the upper plate of the striking part, pressing the bottom surface of the rigid body against the protruding upper surface of the center rod, pressing downward, and then removing only the excavation system.
이러한 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착과 동시에 확공도 가능하다. According to the excavation system of the technology disclosed in this specification and the excavation method using the same, it is possible to expand the excavation at the same time as the excavation.
또한, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착된 구멍의 형상을 3차원의 요철 등으로 형성할 수 있다. In addition, according to the excavation system of the technology disclosed in the present specification and the excavation method using the same, the shape of the excavated hole can be formed into three-dimensional irregularities.
아울러, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. In addition, according to the excavation system of the technology disclosed in the present specification and the excavation method using the same, a pipe, such as a pipe, can be inserted into the ground at the same time as excavation/expansion, and materials in the ground can be prevented from being exposed to the outside.
한편, 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects that can be achieved by the excavation system and the excavation method using the same according to an embodiment of the technology disclosed in the present specification are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are conventional from the following description. It will be clearly understandable to the engineer.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 시스템 상태를 나타내며 도면이다.
도 2 (a) 내지 (d)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 일부 구성의 도시가 생략된 2단 확공날 시스템을 45도 간격으로 회전한 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 제1단 확공날과 제2단 확공날의 결합상태를 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 타격부(100)을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 쐐기형 굴착부(400)와 중심 봉(500)이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날(200)을 나타낸 도면이다.
도 7 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날 가이드부(300)을 나타낸 도면이다.
도 8 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날(200)와 확공날 가이드부(300)가 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 (a) 내지 (c)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 이물질 삽입 방지벽(330a)을 나타내는 도면과 이러한 방지벽이 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날 회수를 위한 일부 상방 돌출된 중심 봉(500)과 타격판(110) 및 구멍(111)을 나타낸 부분 확대도이다.
도 11 (a) 내지 (c)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 의한 파이프(P) 동시 삽입을 위한 공정을 나타내는 도면이다.
도 12 (a) 및 (b)는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 의한 실험실 테스트 및 필드 테스트 결과인 확공 상태를 나타내는 사진이다.In order to more fully understand the drawings cited in the present specification, a brief description of each drawing is provided.
1 (a) and (b) are diagrams showing system states before (a) and (b) after expansion as an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed in the present specification.
2 (a) to (d) are views showing a state in which a two-stage expansion blade system, in which some configurations are omitted, is rotated at intervals of 45 degrees as an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed herein.
3 (a) and (b) are partially enlarged views showing a combined state of a first-stage expansion blade and a second-stage expansion blade as an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed in the present specification.
4 is a view showing the
5 is a view showing a state in which the wedge-
6 (a) and (b) are views showing the
7 (a) and (b) are views showing the expansion
8 (a) and (b) are views showing a state in which the
9 (a) to (c) are views showing a foreign
FIG. 10 is a partially enlarged view showing a
11 (a) to (c) are views showing a process for simultaneously inserting a pipe (P) by an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed in the present specification.
12 (a) and (b) are photographs showing a state of expansion, which is a result of a laboratory test and a field test by an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed in the present specification.
본 명세서에 개시된 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 명세서에 개시된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 기술은 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the technology disclosed in the present specification can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings, and will be described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the technology disclosed in this specification to a specific embodiment, and the technology disclosed in this specification is understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the technology disclosed in this specification. It should be.
본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the technology disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the technology disclosed in the present specification, a detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from other components.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "coupled" with another component, the one component may be directly connected or combined with the other component, but is particularly opposite As long as the substrate does not exist, it will be understood that it may be connected or combined via another component in the middle.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, as for the constituent elements represented by'~ unit' in the present specification, two or more constituent elements may be combined into one constituent element, or one constituent element may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the components to be described below may additionally perform some or all of the functions that other components are responsible for in addition to its own main function, and some of the main functions that each component is responsible for are different. It goes without saying that it may be performed exclusively by components.
다양한 실시예에서 사용된 "제 1", "제 2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Expressions such as "first", "second", "first", or "second" used in various embodiments may modify various elements regardless of their order and/or importance, and the corresponding elements Not limited. For example, without departing from the scope of the technology disclosed in the present specification, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be renamed to a first component.
본 명세서에서 기술되는 확공용 굴착 시스템의 기본 개념은, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 및 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함한다는 것이다. The basic concept of the excavation system for expansion described in the present specification includes a striking unit configured to transmit a blow for excavation; A wedge-shaped excavation unit configured to contact the excavation object; A central rod coupled to the wedge-shaped excavation portion and passing through the inside in the longitudinal direction of the striking portion; And a first position located between the striking part and the wedge-shaped excavation part and protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part and the striking It is to include a plurality of expansion blades configured to be movable between the second position and the same outer diameter of the negative.
이하, 본 명세서에 개시된 기술의 실시예들을 차례로 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the technology disclosed in the present specification will be sequentially described in detail.
굴착 시스템Excavation system
본 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템은 전체적으로 도 1에서와 같은 2단 확공날 시스템으로 이루어진다. The excavation system for expansion according to this embodiment consists of a two-stage expansion blade system as in FIG. 1 as a whole.
도 1 (a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 시스템 상태를 나타내며, 도 2 (a) 내지 (d)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템의 일부 구성의 도시가 생략된 2단 확공날 시스템을 45도 간격으로 회전한 상태를 나타내며, 도 3 (a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 있어서 제1단 확공날과 제2단 확공날의 결합상태를 나타내는 부분 확대도를 나타낸다.1 (a) and (b) are an excavation system according to an embodiment, showing the state of the system before (a) and (b) after expansion, and FIGS. 2 (a) to (d) are excavation according to an embodiment It shows a state in which a two-stage expansion blade system, in which some configurations of the system are omitted, is rotated at intervals of 45 degrees, and FIGS. 3 (a) and (b) show a first-stage expansion blade and a first-stage expansion blade in the excavation system according to an embodiment. It shows a partial enlarged view showing the combined state of the second expansion blade.
이러한 2단 확공날 굴착 시스템은 설명의 편의상 크게 4개의 기능적 부분으로 구성되어 있으며, 각 부분 별 상세도는 도 4 이하에 도시된다. 한편, 도 2 이하에서는 설명과 이해의 편의를 도모하기 위하여 각 단에서의 확공날과 같이 동일한 형상의 서로 대칭되는 구성(가령, 스토퍼, 이물질 삽입 방지벽 등)에 대해서는 하나의 구성만을 도시하였음을 이해하여야 하며 당업자라면 이러한 도시 및 설명으로부터 도시 생략된 구성에 대해서도 충분히 재현 및 실시 가능할 것이다. This two-stage expansion blade excavation system is largely composed of four functional parts for convenience of explanation, and a detailed view of each part is shown in FIG. 4 or less. On the other hand, in FIG. 2 below, for convenience of explanation and understanding, only one configuration is shown for a configuration (for example, a stopper, a wall for preventing foreign matter insertion, etc.) of the same shape as the expansion blade at each end. It should be understood and those skilled in the art will be able to sufficiently reproduce and implement the configurations omitted from the illustrations and descriptions.
먼저 도 4는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 타격부(100)을 나타낸다. First, Figure 4 shows the
타격부(100)는 외부 타공기(미도시)로부터 가해지는 힘을 직접적으로 받는 기능을 수행한다. 이는 예시적으로 실린더 형상으로 이루어질 수 있으며, 상부에 구멍(111)이 형성된 타격판(110)을 포함하며, 그 아래에는 중심 봉(500)의 수직방향 위치 및/또는 이동을 제한하도록 구성된 위치 제어 슬릿(120)이 다수 형성되어 있다. 위치 제어 슬릿(120)에는 매칭되는 형상의 블록 강체(미도시)가 삽입 결합되도록 구성되며 이러한 결합에 의하여 쐐기형 굴착부(400)와 중심 봉(500)의 결합체가 타격부(100)와 서로 상대적인 운동없이 일체로 동작할 수 있도록 구성된다. The
타격부(100)의 하부에는 확공날(200)의 수평방향 움직임을 일정하고 안정되게 안내하도록 구성된 홈(140)이 형성되어 있다. 이러한 타격부의 가이드 홈(140)은, 확공날(200)에 형성된 경사방향 가이드 돌기부(220)와 이동 가능하게 결합되며, 타격부(100)의 수직이동에 의한 압력으로 확공날(200)을 반경방향으로 밀어내도록 경사지게 형성된다. 이러한 확공날(200)의 결과적인 수평이동을 통하여 타격부 반경방향의 외부로 확공날(200)의 날 부분(210)이 펼쳐지고(제1위치로서 확공 위치로 명명될 수 있음) 또한 반경방향 내부로 확공날의 날 부분이 다시 회수되는(제2위치로서 굴착 위치로 명명될 수 있음) 작동이 가능하게 된다. A
또한 타격부(100)에는 굴착 시스템의 확공 시 확공날(200)의 외부 이탈을 방지하는 멈춤 장치인 스토퍼(130)가 포함되어 있다. In addition, the hitting
도 5는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 쐐기형 굴착부(400)와 중심 봉(500)이 결합된 상태를 나타낸다.5 shows a state in which the wedge-shaped
쐐기형 굴착부(400)는 굴착 대상물(가령, 지면)과 직접적으로 맞닿는 부위로서 굴착 진입의 용이성을 위해 쐐기 형상으로 구성된다. 굴착 시 이물질이 시스템 안으로 들어가지 못하게 이물질 삽입 방지벽(410)이 포함되어 있다. 이는 도 9에 도시되어 있으며, (a)는 이물질 삽입 방지벽(330a)을 나타내며 (b) 내지 (c)는 이러한 방지벽이 실제 설치된 상태를 나타낸다. The wedge-shaped
또한, 2단 확공날로 이루어진 본 실시예에서는 쐐기형 굴착부는 하단의 제2단 확공날(200)를 게재한 상태에서 확공날 가이드부(300)와 접하게 된다. 이 때, 쐐기형 굴착부는 확공날(200)의 하부에 형성된 수평방향 가이드 돌기부(230)의 수평방향 움직임을 가이드 하도록 구성된 홈(410)이 형성된다. In addition, in this embodiment made of a two-stage expansion blade, the wedge-shaped excavation portion comes into contact with the expansion
중심 봉(500)은 예시적으로 세장형 실린더 형상으로 구성되며 일 선단은 쐐기형 굴착부(400)의 중심에 형성된 홈에 결합되어 확공용 굴착 시스템이 상하로 움직일 수 있도록 가이드 하는 역할을 한다. 중심 봉(500)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 굴착 상태에서는 위치 제어 슬릿이 형성된 위치에서 돌출되지 않고 확공 상태에서는 위치 제어 슬릿이 형성된 위치를 상회하여 돌출하도록 그 길이가 결정되어야 한다. The
도 6 (a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날(200)을 나타낸다.6 (a) and (b) show the
확공날(200)는 크게 경사 단면의 날 부분(210)과 경사방향 가이드 돌기부(220) 및 수평방향 가이드 돌기부(230)로 구성된다. 경사방향 가이드 돌기부(220)는 확공날(200)의 상부에 형성되어 상부 결합 구성에 형성된 홈(도 2를 참조하면, 제1단 확공날의 경우 타격부(100) 하단에 형성된 경사방향 가이드 홈(140)에 해당하며, 제2단 확공날의 경우 확공날 가이드부(300) 하단에 형성된 경사방향 가이드 홈(320)에 해당함)과 이동 가능하게 결합된다. 그리고 수평방향 가이드 돌기부(230)는 확공날의 하부에 형성되어 하부 결합 구성(도 2를 참조하면, 제1단 확공날의 경우 확공날 가이드부(300) 상단에 형성된 수평방향 가이드 홈(310)에 해당하며, 제2단 확공날의 경우 쐐기형 굴착부(400) 상단에 형성된 수평방향 가이드 홈(410)에 해당함)과 이동 가능하게 결합된다. The
한편, 이러한 확공날(200)은 동 실시예에서는 상단인 제1단에서는 0도 180도의 위치에 형성되고 하단인 제2단에서는 90도 270도의 위치에 형성되지만 필요에 따라서는 각도와 개수, 그리도 단수가 변경될 수 있음을 이해할 것이다. Meanwhile, in this embodiment, the
도 7 (a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날 가이드부(300)을 나타낸다.7 (a) and (b) show the expansion
확공날 가이드부(300)는 장치가 확공 시 복수의 1단, 2단 확공날(200)의 움직임을 가이드 하는 홈(310, 320)이 각각 형성되어 있으며, 확공 시 발생하는 이물질이 시스템 안으로 들어오지 못하게 하는 이물질 삽입 방지벽(330)이 포함되어 있다. 또한, 확공날 가이드부(300) 하부에는 확공 시 확공날(200)의 외부 이탈을 방지하는 스토퍼(340)가 포함되어 있다. The expansion
당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 확공날 가이드부(300)는 확공날이 2 이상의 복수 단에 설치될 경우 필요로 되는 구성에 해당한다. 따라서, 만일 동 굴착 시스템을 1단의 확공날로 구현한다면 별도의 확공날 가이드부(300)는 필요하지 않을 것이며(즉, 1단의 확공날 하부의 수평방향 가이드 돌기부(230)가 쐐기형 굴착부(400)의 수평방향 가이드 홈(410)에 직접 결합 가능함), 또한 만약 동 굴착 시스템을 3단의 확공날로 구현한다면 확공날 가이드부(300)는 2개가 필요할 것이다. 이는 일 실시예에 의한 확공날(200)과 확공날 가이드부(300)가 결합된 상태를 나타낸 도 8 (a) 및 (b)을 참조한다면 명확하게 이해될 것이다.As can be appreciated by those skilled in the art, the expansion
또한, 앞서 설명한 각종 돌기부와 홈으로 구성된 가이드 결합 구조는 서로 상보적인 반대의 구조로 변형될 수 있음을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이므로, 이러한 상보적 구조에 대한 기타 변형 실시예의 설명에 대해서는 생략하도록 한다. In addition, since it will be sufficiently understood by those skilled in the art that the guide coupling structure composed of various protrusions and grooves described above can be transformed into complementary opposite structures, descriptions of other modified embodiments for such complementary structures will be omitted. .
굴착 시스템 작동 방법How the excavation system works
① 확공 전 굴착 작동 단계① Excavation operation stage before expansion
앞서 설명한 본 실시예에 의한 굴착 시스템에 있어서, 확공을 위해 타격부(100)의 상판(110)을 타격할 경우 확공과 동시에 중심 봉(500)이 타격부의 위치 제어 슬릿(120) 상부로 돌출되기 시작한다(도 1 (b) 참조). 만약 타격부(100)에 형성된 위치 제어 슬릿(120)을 가령 동일한 크기의 직육면체의 블록 등으로 막아서 중심 봉(500)이 슬릿 하단부 위치보다 상부로 돌출되지 못하도록 한다면 중심 봉(500)은 타격부(100)에 대해 상대적 위치가 고정되며, 그에 따라 확공날도 펼쳐지지 못하여 확공 동작을 더 이상 수행하지 않게 된다. 따라서 확공 전 타격부(100)의 직경과 동일한 직경으로 굴착 시에는 타격부(100)의 위치 제어 슬릿(120)에 매칭되는 형상의 블록을 삽입한 상태에서 타격하여, 타격부(100)와 중심 봉(500)이 함께 이동하도록 하여 둘 사이의 상대이동이 발생되지 않도록 한다(도 1 (a) 참조). In the excavation system according to the present embodiment described above, when hitting the
한편, 동 실시예에 의한 굴착 방법에서는 위치 제어 슬릿(120)과 이러한 슬릿을 막도록 구성된 별도의 블록 구성을 예로 들었으나, 당업자라면 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며 타격부(100)와 중심 봉(500) 사이의 상대이동이 발생되지 않도록 하는 대안적인 구성으로 응용 가능함을 이해할 것이다. On the other hand, in the excavation method according to the same embodiment, the position control slit 120 and a separate block configuration configured to block such a slit were exemplified, but those skilled in the art are not necessarily limited to this configuration, and the
② 굴착 및 확공 작동 단계② Excavation and expansion operation stage
굴착 후 확공(또는 동시 작동)을 할 때는 타격 시 타격부(100)와 중심 봉(500) 사이의 상대이동이 발생되도록 하여야 한다. 앞선 단계 1에서의 예에 있어서는, 타격부(100)의 위치 제어 슬릿(120)에 삽입된 블록을 제거한 후 타격부(100)의 상판(110)을 타격하면 된다. When performing expansion (or simultaneous operation) after excavation, the relative movement between the
타격 시, 통상적으로 굴착 대상인 땅 바닥과 맞닿은 쐐기형 굴착부(400)에서 작용하는 땅에 의한 반력이 확공날(200)의 경사방향 가이드 돌기부(220)에서 작용하는 마찰력보다 크기 때문에 확공날(200)과 타격부(100) 사이의 상대 운동이 발생하여 타격부의 경사면이 하강하고 결과적으로 확공날이 반경방향 외측으로 밀려 이동하여 날 부분이 외부로 돌출 확장되게 된다(도 1 (b) 참조). 이로써 타격과 동시에 확공 및 굴착이 이루어진다. When hitting, since the reaction force by the ground acting on the wedge-shaped
앞서 설명한 바와 같이, 이 경우, 확공을 위해 타격부(100)의 상판(110)을 타격할 경우 확공과 동시에 중심 봉(500)이 타격부의 위치 제어 슬릿(120) 상부로 돌출되기 시작한다(도 1 (b) 참조).As described above, in this case, when hitting the
③ 확공날 회수 동작 단계③ Operation step of retrieval of expansion blade
굴착 및 확공 후 확공용 시스템을 땅 밖으로 다시 위치시킬 때 확공날은 확장 이전의 위치로 회수되어야 한다. 이를 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 확공 시 슬릿 하단부 위치보다 상방으로 돌출된 중심 봉(500)을 굴착 시의 원 위치로 이동시켜 타격부(100)와 중심 봉(500) 사이의 상대이동을 방지하여야 한다. When relocating the expansion system off the ground after excavation and expansion, the expansion blade must be returned to the position prior to expansion. To this end, as described above, the
도 10은 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공날 회수를 위한 일부 상방 돌출된 중심 봉(500)과 타격판(110) 및 구멍(111)을 나타낸다. 도 10으로부터 확인되는 바와 같이 타격부(100)의 상판(110)에는 확공날 회수를 위한 구멍(111)이 존재한다. 가령, 해당 구멍(111)에 별도의 원기둥(미도시)을 삽입하고 이러한 원기둥의 바닥면이 중심 봉(500)의 돌출된 윗면에 맞대어 하방으로 가압한다면 중심 봉(500)과 타격판(110)과의 상대적 거리가 벌어지게 되고, 확공날(200)의 경사방향 가이드 돌출부(220)가 타격부(100), 확공날 가이드부(300) 내에 수직으로 비스듬히 형성된 경사방향 가이드 홈(140, 320)을 따라 상방으로 이동하고 확공날(200)이 시스템의 중심축 방향으로 이동하게 되어 확공날이 원위치로 회수된다. FIG. 10 shows a
이러한 확공날 회수 동작에 의하여 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결할 수 있다. The problem of exposing the material in the ground to the outside can be solved by the retrieval blade retrieval operation.
④ 확공/굴착과 동시에 파이프 삽입 기능④ Pipe insertion function at the same time as expansion/excavation
한편, 본 실시예의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 이로 인하여 땅 속에 있는 가스상 물질을 파이프를 통한 즉각적인 수거가 가능하여 이들 가스가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, according to the excavation system and the excavation method using the same, a pipe, such as a pipe, can be inserted into the ground at the same time as excavation/expansion, whereby gaseous substances in the ground can be immediately collected through the pipe. You can prevent it from being exposed to the outside.
도 11 (a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 의한 파이프(P) 동시 삽입을 위한 공정을 나타낸다. 11 (a) and (b) show a process for simultaneously inserting a pipe P by an excavation system according to an embodiment.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템의 타격부(100)의 상단부에 형성된 위치 제어 슬릿(120)에 블록을 삽입한 후 해당 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 시스템을 삽입한다. 이 때, 파이프가 제1단 확공날의 상면에 위치하면 쐐기형 굴착부(400)를 땅 바닥과 맞닿게 한다. 그 후 중심 봉(500)의 윗면이 타격부(100)의 상단부에 삽입된 블록의 아랫면과 맞닿게 되면 상부 제1단 확공날의 윗면과 파이프 아랫면이 맞닿게 되어 파이프가 시스템 아래로 빠지지 않게 된다(도 11 (b) 확대도 참조).As shown in Figure 11, after inserting the block into the position control slit 120 formed on the upper end of the
이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부(100)의 상판인 타격판(110)을 가격할 경우 확공용 굴착 시스템은 땅 속으로 삽입되고 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입할 수 있게 된다. 이와 같이 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 이로 인하여 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. When hitting the
테스트 결과Test result
앞서 설명한 일 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템을 사용하여 각각 실험실 테스트 및 필드 테스트를 수행하였으며, 도 12 (a) 및 (b)는 이들 각각에 의하여 확공된 구멍을 나타내는 사진이다. Laboratory tests and field tests were performed, respectively, using the excavation system for expansion according to an embodiment described above, and FIGS. 12 (a) and (b) are photographs showing holes expanded by each of them.
동 도면으로부터 확인되는 바와 같이, 본 실시예에 의한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착된 구멍의 형상을 3차원의 요철 등으로 형성할 수 있으며, 이러한 형상에 의하여 가령 기존 대비 매우 신속한 오염지의 안정화 단계를 수행할 수 있게 된다. As can be seen from the drawing, according to the excavation system and the excavation method using the same according to the present embodiment, the shape of the excavated hole can be formed into three-dimensional irregularities. The stabilization step can be performed.
이상, 본 명세서에 개시된 기술을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.Above, the technology disclosed in the present specification has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the technical idea of the technology disclosed in the present specification is not limited to the above embodiments, and within the scope of the technical idea of the technology disclosed in the present specification. Various modifications and changes are possible by those with ordinary knowledge.
100
타격부
110
타격판
120
위치 제어 슬릿
130
스토퍼
140
경사방향 가이드 홈
200
확공날
210
확공날 부분
220
경사방향 가이드 돌기부
230
수평방향 가이드 돌기부
300
확공날 가이드부
310
수평방향 가이드 홈
320
경사방향 가이드 홈
330a
이물질 삽입 방지벽
330b
이물질 삽입 방지벽 결합부
340
스토퍼
400
쐐기형 굴착부
410
수평방향 가이드 홈
500
중심 봉100 Strike Division
110 Strike Plate
120 position control slits
130 stopper
140 Inclined guide groove
200 Expansion Day
210 Expansion blade
220 Inclined direction guide protrusion
230 horizontal guide protrusion
300 Expansion blade guide
310 horizontal guide groove
320 Inclined guide groove
330a foreign matter insertion barrier
330b foreign substance insertion prevention wall coupling part
340 stopper
400 wedge excavation
410 horizontal guide groove
500 center rod
Claims (24)
굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부;
상기 쐐기형 굴착부에 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 및
상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
A striking unit configured to transmit a blow for excavation;
A wedge-shaped excavation unit configured to contact the excavation object;
A central rod coupled to the wedge-shaped excavation portion and penetrating the inside in the longitudinal direction of the striking portion; And
The first position and the striking part which are located between the striking part and the wedge-shaped excavation part and protrude more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part. Including a plurality of expansion blades configured to be movable between the outer diameter and the same second position,
Excavation system for expansion.
상기 복수의 확공날 각각은, 확공을 수행하도록 형성된 날 부분 및 상기 확공날의 일정한 수평이동을 가능하도록 구성된 복수의 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 1,
Each of the plurality of expansion blades includes a blade portion formed to perform expansion and a plurality of guides configured to enable constant horizontal movement of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 타격부는,
상기 확공날의 날 부분과 슬라이딩 접촉 가능하도록 구성된 경사면; 및
상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 2,
The hitting part,
An inclined surface configured to be in sliding contact with the blade portion of the expansion blade; And
When the expansion blade is moved by a pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade, comprising a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 쐐기형 굴착부는, 상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 3,
The wedge-shaped excavation unit includes a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade when the expansion blade is moved by pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 타격부의 가이드는 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고,
상기 확공날의 복수의 가이드는, 상부에 형성된 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 확공날의 하부에 형성된 수평방향 가이드 돌기부로 구성되며,
상기 쐐기형 굴착부의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈으로 구성되고,
상기 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 타격부의 경사방향 가이드 홈과 상기 쐐기형 굴착부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합되는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 4,
The guide of the hitting part is composed of an inclined guide groove formed at the lower portion,
The plurality of guides of the expansion blade includes an inclined guide protrusion formed at an upper portion and a horizontal guide protrusion formed at a lower portion of the expansion blade,
The guide of the wedge-shaped excavation part is composed of a horizontal guide groove formed on the top,
The inclined guide protrusion of the expansion blade and the horizontal guide protrusion are respectively coupled to the inclined guide groove of the striking part and the horizontal guide groove of the wedge-shaped excavation part,
Excavation system for expansion.
굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부;
상기 쐐기형 굴착부에 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉;
상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이에 위치되는 확공날 가이드부;
상기 타격부와 상기 확공날 가이드부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 제1단의 복수의 확공날; 및
상기 확공날 가이드부와 상기 쐐기형 굴착부의 사이에 위치되고, 상기 타격부와 상기 쐐기형 굴착부 사이의 상대적인 이동의 유무에 의하여 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 제2단의 복수의 확공날을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
A striking unit configured to transmit a blow for excavation;
A wedge-shaped excavation unit configured to contact the excavation object;
A central rod coupled to the wedge-shaped excavation portion and penetrating the inside in the longitudinal direction of the striking portion;
A expansion blade guide part positioned between the striking part and the wedge-shaped excavation part;
The first position and the striking part, which are located between the striking part and the expansion blade guide part, and protrude more radially outward than the outer diameter of the striking part by the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part. A plurality of expansion blades of the first stage configured to be movable between the second position and the same outer diameter; And
A first position located between the expansion blade guide part and the wedge-shaped excavation part, and protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part due to the presence or absence of a relative movement between the striking part and the wedge-shaped excavation part, and the Including a plurality of expansion blades of the second stage configured to be movable between the second position and the same outer diameter of the striking portion,
Excavation system for expansion.
상기 복수의 확공날 각각은, 확공을 수행하도록 형성된 날 부분 및 상기 확공날의 일정한 수평이동을 가능하도록 구성된 복수의 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 6,
Each of the plurality of expansion blades includes a blade portion formed to perform expansion and a plurality of guides configured to enable constant horizontal movement of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 타격부는,
상기 확공날의 날 부분과 슬라이딩 접촉 가능하도록 구성된 경사면; 및
상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 7,
The hitting part,
An inclined surface configured to be in sliding contact with the blade portion of the expansion blade; And
When the expansion blade is moved by a pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade, comprising a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 쐐기형 굴착부는, 상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 8,
The wedge-shaped excavation unit includes a guide configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade when the expansion blade is moved by pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 확공날 가이드부는,
상기 확공날의 날 부분과 슬라이딩 접촉 가능하도록 구성된 경사면; 및
상기 경사면과 상기 확공날의 날 부분 사이의 가압 접촉에 의하여 상기 확공날이 이동하는 경우, 상기 확공날의 일정한 수평방향 이동을 가능하도록 구성된 복수의 가이드를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 9,
The expansion blade guide part,
An inclined surface configured to be in sliding contact with the blade portion of the expansion blade; And
When the expansion blade is moved by the pressing contact between the inclined surface and the blade portion of the expansion blade, including a plurality of guides configured to enable a constant horizontal movement of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 타격부의 가이드는 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고,
상기 확공날 가이드부의 복수의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈과 하부에 형성된 경사방향 가이드 홈으로 구성되고,
상기 쐐기형 굴착부의 가이드는 상부에 형성된 수평방향 가이드 홈으로 구성되고,
상기 제1단 및 제2단의 확공날의 복수의 가이드는, 상부에 형성된 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 확공날의 하부에 형성된 수평방향 가이드 돌기부로 구성되며,
상기 제1단의 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 타격부의 경사방향 가이드 홈과 상기 확공날 가이드부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합되고,
상기 제2단의 확공날의 경사방향 가이드 돌기부 및 상기 수평방향 가이드 돌기부는 상기 확공날 가이드부의 경사방향 가이드 홈과 상기 쐐기형 굴착부의 수평방향 가이드 홈에 각각 결합되는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 10,
The guide of the hitting part is composed of an inclined guide groove formed at the lower portion,
The plurality of guides of the expansion blade guide unit are composed of a horizontal guide groove formed at an upper portion and an inclined guide groove formed at a lower portion,
The guide of the wedge-shaped excavation part is composed of a horizontal guide groove formed on the top,
The plurality of guides of the expansion blades of the first and second stages are composed of an inclined guide protrusion formed at an upper portion and a horizontal guide protrusion formed at a lower portion of the expansion blade,
The inclined guide protrusion of the first end of the expansion blade and the horizontal guide protrusion are respectively coupled to the inclined guide groove of the striking part and the horizontal guide groove of the expansion blade guide part,
The inclined guide protrusion of the second-stage expansion blade and the horizontal guide protrusion are respectively coupled to an inclined guide groove of the expansion blade guide part and a horizontal guide groove of the wedge-shaped excavation part,
Excavation system for expansion.
상기 확공날 가이드부는 상기 확공날의 외부 이탈을 방지하도록 구성된 스토퍼를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 6,
The expansion blade guide portion comprises a stopper configured to prevent the external separation of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 확공날 가이드부는 굴착 시 이물질이 시스템 내부로 들어오는 것을 방지하도록 구성된 이물질 삽입 방지벽을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 6,
The expansion blade guide portion includes a foreign material insertion prevention wall configured to prevent foreign matter from entering the system during excavation,
Excavation system for expansion.
상기 제1단의 복수의 확공날과 상기 제2단의 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축방향으로부터 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배열되는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 6,
The plurality of expansion blades of the first stage and the plurality of expansion blades of the second stage are arranged so as not to overlap each other when viewed from the axial direction of the center rod,
Excavation system for expansion.
상기 타격부는 상기 확공날의 외부 이탈을 방지하도록 구성된 스토퍼를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 14,
The hitting part comprises a stopper configured to prevent the external separation of the expansion blade,
Excavation system for expansion.
상기 타격부는,
상부에 구멍이 형성된 타격판; 및
상기 타격판 아래에 형성된 복수의 위치 제어 슬릿을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 14,
The hitting part,
A striking plate with a hole formed at the top; And
Including a plurality of position control slits formed under the striking plate,
Excavation system for expansion.
상기 위치 제어 슬릿은 상기 위치 제어 슬릿과 매칭되는 형상의 블록이 삽입 결합되도록 구성되며, 상기 결합에 의하여 쐐기형 굴착부와 상기 중심 봉의 결합체가 상기 타격부와 서로 일체로 동작할 수 있는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 16,
The position control slit is configured such that a block having a shape matching the position control slit is inserted and coupled, and a combination of the wedge-shaped excavation portion and the center rod can be integrally operated with the striking portion by the coupling,
Excavation system for expansion.
상기 쐐기형 굴착부는 굴착 시 이물질이 시스템 내부로 들어오는 것을 방지하도록 구성된 이물질 삽입 방지벽을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 14,
The wedge-shaped excavation unit includes a foreign material insertion prevention wall configured to prevent foreign matter from entering the system during excavation,
Excavation system for expansion.
상기 중심 봉은, 상기 제2위치에서는 상기 위치 제어 슬릿이 형성된 위치로부터 상방으로 돌출되지 않고 상기 제1위치에서는 상기 위치 제어 슬릿이 형성된 위치를 상회하여 돌출되도록 그 길이가 결정되는,
확공용 굴착 시스템.
The method of claim 16,
The length of the center rod is determined such that it does not protrude upward from the position where the position control slit is formed in the second position, but protrudes above the position where the position control slit is formed in the first position,
Excavation system for expansion.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 의한 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계;
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계;
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 고정된 상대적 위치를 해제시키는 단계;
상기 타격부에 타격을 인가하여 상기 확공날을 제1위치로 이동시켜 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 다시 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시킨 상태에서 상기 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
굴착 및 확공 동시 수행 방법.
As a method of simultaneously performing excavation and expansion,
Preparing an excavation system for expansion according to any one of claims 1 to 14;
Applying a blow to the striking part while moving the expansion blade to a second position by fixing a relative position between the center rod and the striking part;
Releasing a fixed relative position between the center rod and the striking part;
Applying a blow to the striking unit to move the expansion blade to a first position to perform excavation and/or expansion; And
Removing the excavation system in a state in which the expansion blade is moved to a second position by fixing the relative position between the center rod and the striking part again,
How to perform excavation and expansion at the same time.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 고정시키는 것은, 상기 타격부의 위치 제어 슬릿에 매칭되는 형상의 블록을 삽입하는 것에 의하는,
굴착 및 확공 동시 수행 방법.
The method of claim 20,
Fixing the relative position between the center rod and the striking part by inserting a block having a shape matching the position control slit of the striking part,
How to perform excavation and expansion at the same time.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 고정된 상대적 위치를 해제시키는 것은, 상기 타격부에 형성된 위치 제어 슬릿에 삽입된 블록을 제거하는 것에 의하는,
굴착 및 확공 동시 수행 방법.
The method of claim 21,
Releasing the fixed relative position between the center rod and the striking part by removing the block inserted into the position control slit formed in the striking part,
How to perform excavation and expansion at the same time.
상기 중심 봉과 상기 타격부 사이의 상대적 위치를 다시 고정시켜 상기 확공날을 제2위치로 이동시키는 것은, 상기 타격부의 상판에 형성된 확공날 회수용 구멍에 별도의 강체를 삽입하고 상기 강체의 바닥면이 상기 중심 봉의 돌출된 윗면에 맞대어 하방으로 가압하는 것에 의하는,
굴착 및 확공 동시 수행 방법.
The method of claim 22,
To move the expansion blade to the second position by fixing the relative position between the center rod and the striking part again, a separate rigid body is inserted into the hole for recovery blade recovery formed in the upper plate of the striking part, and the bottom surface of the rigid body is By pressing downward against the protruding upper surface of the center rod,
How to perform excavation and expansion at the same time.
제 16 항에 의한 확공용 굴착 시스템의 타격부의 상단부에 형성된 위치 제어 슬릿에 블록을 삽입한 후 상기 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계;
상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 쐐기형 굴착부를 땅 바닥과 맞닿게 하는 단계;
상기 중심 봉의 윗면이 타격부의 상단부에 삽입된 블록의 아랫면과 맞닿게 함에 의하여 확공날의 윗면과 파이프 아랫면이 맞닿게 되어 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않게 하는 단계;
이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입하는 단계; 및
상기 타격부의 상판에 형성된 확공날 회수용 구멍에 별도의 강체를 삽입하고 상기 강체의 바닥면이 상기 중심 봉의 돌출된 윗면에 맞대어 하방으로 가압한 후 상기 굴착 시스템만을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
굴착과 확공 및 파이프 동시 매설 방법. As a method of excavation, expansion, and simultaneous pipe laying,
Inserting the block into the position control slit formed on the upper end of the striking portion of the drilling system for expansion according to claim 16, and then inserting the drilling system into a pipe having an inner diameter larger than the outer diameter of the drilling system;
When the pipe is located on the upper surface of the expansion blade, bringing the wedge-shaped excavation unit into contact with the ground;
Making the upper surface of the center rod abut with the lower surface of the block inserted in the upper end of the striking part so that the upper surface of the expansion blade and the lower surface of the pipe come into contact with each other so that the pipe does not fall under the excavation system;
In the state maintained in this state, by hitting the striking unit and inserting the excavation system into the ground, and inserting the pipe at the same time as the expansion/excavation; And
Including the step of inserting a separate rigid body into the hole for retrieving the expansion blade formed in the upper plate of the striking part, pressing the bottom surface of the rigid body downward against the protruding upper surface of the center rod, and then removing only the excavation system,
Excavation, expansion, and simultaneous piping method.
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