KR101867598B1

KR101867598B1 - ahead reaming method of drilling method

Info

Publication number: KR101867598B1
Application number: KR1020170115985A
Authority: KR
Inventors: 조태희
Original assignee: 조태희
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2018-06-15
Anticipated expiration: 2037-09-11

Abstract

The present invention relates to a method to perform reaming from a start hole in an excavation method, comprising: a step of performing a shooting work at a start hole and performing first excavation to a first excavation section just before an arrival hole; a recovery step of recovering all rods to the start hole; a reaming step of mounting a reamer capable of performing reaming while moving forward from the start hole, so as to perform a reaming work to the first excavation section while moving towards the arrival hole from the start hole; and a step of performing a pulling work simultaneously performing second excavation and reaming works to the arrival hole from the first excavation section. According to the present invention, excavation is performed from the start hole up to only the first excavation section just before the arrival hole, and excavation and reaming are performed from the first excavation section to the arrival hole at the same time with a reamer, which performs reaming while moving forward with a high speed mud motor, so as to reduce human power, equipment, and the like required for the arrival hole, thereby providing an effect capable of reducing a construction period and providing remarkable economic efficiency.

Description

[0001] The present invention relates to a method of drilling by a drilling method,

본발명은 굴착공법에서의 시작구로부터 확공을 하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도달구 직전인 1차 굴착 구간까지만 굴착을 하고, 1차 굴착 구간부터 도달구까지는 고속의 머드모터와 전진하며 확공이 가능한 확공기를 이용하여 굴착과 확공을 동시에 하여 경제적일 뿐만 아니라 공사기간을 줄이는 수평굴착에서의 굴착 및 확공방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of performing a drilling operation from a starting point in a drilling method, more specifically, to a drilling operation up to a first drilling section just before a reaching point, This paper deals with excavation and expansion in horizontal excavation, which is economical as well as reducing the construction period by simultaneous excavation and expansion using the expandable reamer.

일반적으로 수평굴착공법의 작업은 도 1의 흐름과 같이 슈팅작업 후 도달구(도서지역)에서 확공작업을 거친 후 최종 풀링작업을 통해 관로의 매설이 완성된다.In general, as shown in the flow of FIG. 1, the work of the horizontal excavation method is completed after completion of the shooting operation in the arrival area (the book area), and then the pipeline is completed through the final pooling operation.

그러나 상기 종래 공법은 확공을 위해 도달구에 확공을 위한 별도의 시설이 필요하므로 비경제적이다. 곧 일반적으로 도달구에서 확공작업을 실시하면 벤토나이트 재활용기, 발전기. 크레인 인력등이 필요하여 경제적 손실을 가져온다.However, the above-mentioned conventional method is not economical because it requires a separate facility for opening the access port for opening. In general, when the wastewater is operated in the reaching area, the bentonite recycler, the generator. Crane manpower and so on are required, resulting in economic loss.

그리고 장비의 회전력에 의한 확공속도가 느리며, 예를 들어 암반일 경우 기존확공량은 30M/일 정도이다.Also, the speed of expansion due to the rotational force of the equipment is slow. For example, the existing capacity is about 30M / day.

상기 수평굴착방법에 대해 본출원인이 출원 등록한 종래기술인 등록특허공보 등록번호 10-1310715호에는 배경기술로서, 일반적으로, 해저관로 및 하천을 횡단하는 관로의 매설시에는 수심이 낮은 지역을 선택하고, 뻘층 혹은 하천바닥을 광범위하게 개착하여 매설(개착식 공법)하거나, 시트파일 공법을 이용하여 매설하는 방법을 선택하고 있다.In the prior art Patent Registration No. 10-1310715 filed by the present applicant on the above horizontal excavation method, as a background technique, generally, an area having a low depth of water is selected when a pipeline traversing a submarine pipeline and a river is buried, (Mooring method), or a method of burial using a sheet pile method is selected.

이때, 개착식 공법 및 시트파일 공법은 광범위한 환경파괴가 발생되는 문제점이 있다. 즉, 해저관로 및 하천을 횡단하는 관로의 매설시 태풍, 해일 및 준설장비로부터 관로가 보호되도록 하기 위해, 관로는 일정 깊이 이상으로 매설하여야 하는데, 개착식 공법과 시트파일 공법은 뻘층 및 하천바닥을 훼손하여 이루어지므로, 생태계를 파괴하여 심각한 환경문제를 유발시키게 된다. 그리고, 이와 같은 개착식 공법과 시트파일 공법은 뻘층 및 하천바닥을 개착으로 매설함으로 해당 지역에 대한 어업권 보상, 각종 환경단체들의 반발 등 여러 가지 민원문제에 봉착하게 되는 문제점이 있다.At this time, the open-type method and the sheet-file method have a problem that extensive environmental destruction occurs. That is, in order to protect the pipeline from typhoon, tidal wave and dredging equipment when the pipeline crossing the underwater channel and the river is buried, the pipeline should be buried at a certain depth or more. The open type and the sheet pile method, It can destroy ecosystems and cause serious environmental problems. In addition, such an open-type method and a sheet-file method are problematic in that they are buried with a mud layer and a river bottom so as to compensate for various complaints such as reward of fishing rights for the area and opposition of various environmental groups.

한편, 비개착식 굴착공법은 상하수도관, 전력관, 통신관, 가스관 등의 지중관로의 매설시 노면 터파기를 통해 이루어지는 개착식 공법과 달리 도로를 직접 굴착하지 않고 지하에 터널을 만드는 공사 방식이다. 이와 같은 비개착식 굴착공법은 통상 지향성압입공법(H.D.D공법; Horizontal Directional Drilling method)으로 알려져 있고, 이 공법은 타 공법에 비해 사회적 비용절감, 안전성 확보에 우수한 것으로 인식되고 있다.On the other hand, unlike the excavation method, which is made through road surface trenching, when the underground pipelines such as water supply and drainage pipes, power pipes, communication pipes and gas pipes are buried, Such an unbonded excavation method is known as a horizontal directional drilling method (H.D.D. method), and this method is recognized to be superior to other methods in reducing social cost and securing safety.

이와 같은 지향성압입공법은 압입장비를 이용하여 중공의 로드(Rod)를 연속적으로 연결해가면서 지하로 압입하되, 선단 로드의 앞쪽에는 소구경의 드릴헤드(bit)을 연결하여 추진시킴과 동시에 로드내의 중공을 통하여 물과 벤토나이트 혼합액을 고압으로 공급·분사하면서 작업구간의 시작지점(시작구)에서 도달지점(도달구)까지 관통하는 선단 굴착공(Pilot borehole)을 형성한다. 그리고, 선단 굴착공 형성 후 선단 로드에 연결된 드릴헤드를 직경이 점점 커지는 확공기로 교체해가면서 굴착공이 원하는 구경에 도달될 때까지 벤토나이트 혼합액(물, 벤토나이트, 첨가제 등의 혼합액)을 공급·분사하면서 원하는 구경의 굴착공을 형성시키는 방식이다.In such a directional indentation method, a hollow rod is continuously connected using a press-fitting machine, and the rod is press-fitted into the underground while a drill head of a small diameter is connected to the front end of the front rod, A pilot borehole is formed which penetrates from the starting point (starting point) to the reaching point (reaching point) of the working section while supplying and spraying the mixed liquid of water and bentonite at a high pressure. After the tip drilling is completed, the drill head connected to the tip rod is replaced with a reamer increasing in diameter, and a bentonite mixture (a mixture of water, bentonite, and additives) is supplied and sprayed until the drilling hole reaches a desired diameter It is a way to form a drilling hole.

그러나, 이와 같은 지향성압입공법은 벤토나이트 오니(벤토나이트 혼합액과 굴착시 혼합되는 점토, 잔토, 이물질 등)의 처리에 있어서 개선할 필요성을 갖고 있었다. 즉, 지향성압입공법의 특성상 굴착과정에서 발생되는 많은 양의 벤토나이트 오니가 시작구와 도달구에 쌓여 넘치게 되는데, 종래 각 시공현장에서는 벤토나이트 오니의 적절한 처리가 이루어 지지 않아, 벤토나이트 오니가 주변의 하수구나 하천, 우수관으로 흘러들어 심각한 환경피해를 유발시키고 있었다. 또한, 상하수도관을 매설할 때, 굴착공의 체적에서 상하수도관이 차지하는 체적만큼의 벤토나이트 오니가 시작구와 도달구에 급격히 쌓여 주변환경을 오염시키는 문제점이 있었다.However, such a directional indentation method needs to be improved in the treatment of bentonite sludge (clay mixed with bentonite mixed solution and excavated soil, soil, foreign matter, etc.). That is, due to the nature of the directional indentation method, a large amount of bentonite sludge generated during the excavation process is piled up at the starting point and the reaching point. Conventionally, the bentonite sludge is not properly treated at each construction site, , And it was causing serious environmental damage by flowing into the gutter. In addition, when the water supply and drainage pipes are buried, the bentonite sludge as much as the volume occupied by the water supply and drainage pipes in the volume of the excavation hole is piled up in the opening and the opening, thereby contaminating the surrounding environment.

이와 같이 벤토나이트의 사용량이 많아짐에 따라 자원 낭비 및 벤토나이트 오니에서 환경적인 문제가 발생되는 지향성압입공법을 개선하기 위해 본 발명자는 등록특허공보 등록번호 제10-0836626호 “피엠지공법 및 그를 위한 시공장치”를 통해 피엠지공법 (P.M.G공법; ProMole Grouting method)을 제안한 바 있다.In order to improve the directional indentation method in which waste of resources and environmental problems are caused in the bentonite sludge due to an increase in the amount of bentonite used, the inventor of the present invention has proposed a technique of " (PMG method; ProMole Grouting method).

이와 같이 본 발명자가 제안한 피엠지공법은 압입장비를 사용하여 비개착식 공법으로 다수개의 관을 한번에 굴착공에 매설하도록 하여 작업효율을 높이고, 벤토나이트 재활용기계를 통해 굴착시 발생되는 벤토나이트 오니를 여과시켜 벤토나이트(벤토나이트 현탁액)를 재사용할 수 있도록 하므로써(본 발명에서는 이를 ‘벤토나이트 오니재활용’ 또는 ‘벤토나이트 재활용’이라고 지칭한다), 환경상의 문제점을 해결하는 동시에 원가절감을 도모할 수 있도록 하였다. 즉, 해저 관로 및 하천 하월 관로를 매설하기 위해 일반적인 지향성압입공법으로 굴착하면 다량의 벤토나이트 오니가 발생되고, 이 벤토나이트 오니는 건설폐기물로써 처리해야 하기 때문에 처리비용의 증가를 가져오고 나아가 공사비용을 증가시키는 문제점이 있는데, 본 발명자가 제안한 기술은 벤토나이트 오니의 재활용을 통해 이와 같은 점을 극복하고자 한 것이다.As described above, according to the PEM method, proposed by the present inventor, a plurality of pipes are buried in a drilling hole at one time by a non-adherent method using a press fitting device to increase work efficiency. Bentonite sludge generated during excavation through a bentonite recycling machine is filtered, (Bentonite sludge recycle) or bentonite recycle (in the present invention, this is referred to as "bentonite sludge recycle" or "bentonite recycling"), thereby solving environmental problems and reducing the cost. In other words, a large amount of bentonite sludge is generated by excavation using a general directional indentation method to bury the underwater pipeline and river overflow channel, and this bentonite sludge must be treated as construction waste, resulting in an increase in processing cost, However, the technology proposed by the present inventor is intended to overcome this point through the recycling of bentonite sludge.

이와 같이 제안된 기술은 벤토나이트 오니를 재활용하는 측면에서 그 기대효과를 가지지만, 아직 개선해야 할 점을 가지고 있다. 즉, 섬과 섬을 연결하는 해저관로 매설작업과 같이 굴착 거리가 크거나, 벤토나이트 오니를 처리할 장비 및 운송수단을 쉽게 적용하게 어려운 경우, 이와 같은 방법의 적용은 제한이 따르게 되는 것이다. The proposed technique has the expected effect in terms of recycling bentonite sludge, but it still needs improvement. In other words, if the excavation distance is large, such as buried underwater pipelines connecting the islands to the islands, or if it is difficult to easily apply equipment and transportation means to treat the bentonite sludge, the application of such a method will be limited.

지향성압입공법의 특성상 긴 거리의 굴착 작업은 벤토나이트 오니의 발생량을 그 만큼 증가시켜 시공비 증가를 가져오고, 특히 섬과 섬을 연결하는 해저관로 시공의 경우 바지선이나 배를 이용하여 벤토나이트 오니를 처리해야 하기 때문에 처리비용의 증가를 가져오게 되고, 나아가 공사비용을 증가시킨다. 또한, 이와 같은 공법은 도달구 측에서 회수된 벤토나이트를 시작구 측으로 이송해서 재사용해야 하는 문제점이 있다. 즉, 하철하월 혹은 바다횡단시 배출되는 벤토나이트 오니를 처리한다 하더라고 도달구 측 섬지역에서는 처리된 벤토나이트를 다시 배나 바지선을 이용하여 시작구 측으로 옮겨서 공정중에 재사용해야 하므로, 재활용되는 벤토나이트를 이송시키는데 많은 비용이 들고 또한 작업능률을 크게 저하시키는 원인이 된다.Because of the nature of the directional indentation method, the long distance excavation works increase the amount of bentonite sludge generated by that much and increase the construction cost. Especially, in case of underwater pipe construction connecting island to island, the bentonite sludge should be treated by barge or ship. This leads to an increase in the processing cost and further increases the construction cost. In addition, such a method has a problem that bentonite recovered from the arrival side must be transferred to the opening side and reused. In other words, even though the treated bentonite sludge is discharged from the subseaflow or sea crossing, the treated bentonite should be transported again to the starting sidewall by using the barge line and reused during the process, so that the cost of transferring the recycled bentonite And it also causes a serious deterioration of the working efficiency.

그러므로, 본출원인은 상기 문제점을 해결하여 등록번호 10-0935439로 특허출원등록받았으며, 그 기술적 요지는 지중관로의 매설시 시작구와 도달구가 지하로 굴착되는 굴착공을 통해 연통되도록 하고, 상기 굴착공의 굴착시 벤토나이트 혼합액을 사용하도록 하는 친환경적인 비개착 해저관로 매설공법에 있어서, 상기 시작구에 압입장비 를 설치하여 상기 시작구로부터 도달구로 선단 굴착공이 형성되도록 하는 단계 및; 상기 도달구 측에 벤토나이트 오니를 처리하기 위한 벤토나이트 재활용 유니트를 설치하여 상기 도달구로부터 상기 시작구로 확장 굴착공이 형성되도록 하는 단계를 포함하되; 상기 선단 굴착공이 형성되도록 하는 단계는 상기 압입장비를 통해 벤토나이트 혼합액이 공급되도록 하고, 상기 확장 굴착공이 형성되도록 하는 단계는 상기 도달구 측에서 스위블 커넥터를 결합시켜 상기 압입장비에 의해 상기 도달구 측에서 상기 시작구 측으로 당겨지는 확공기에 상기 도달구측 벤토나이트 재활용 유니트를 통해 재활용 처리된 벤토나이트 혼합액이 공급되도록 한다.Therefore, the applicant of the present invention has solved the above problem and obtained a patent application registration with the registration number 10-0935439. The technical point of the invention is to allow the starting port and the reaching port to communicate with each other through the excavation hole underground when the underground pipeline is buried, Wherein the pressurized equipment is installed in the start hole so as to form an end drilling hole from the start hole to the reach hole; And a bentonite recycling unit for treating the bentonite sludge is provided on the side of the reaching port to form an extended drilling hole from the reaching port to the starting port. The step of forming the end drilling hole may include supplying the bentonite mixed solution through the press fitting device and forming the extended drilling hole may include a step of coupling the swivel connector on the side of the arrival port, And the recycled bentonite mixture liquid is supplied to the reamer pulled toward the start port side through the reaching port side bentonite recycling unit.

또한, 등록번호 10-1193086호에는 시작구와 도달구 사이에 굴착공을 천공하되, 먼저 굴착장비를 시작구(1) 측에 설치한 후, 선단에 드릴헤드가 결합된 중공형 로드를 연속적으로 도달구 측으로 압입시켜 굴착공을 천공하는 천공단계와; 상기 천공된 굴착공을 통하여 도달구측에서부터 시작구측까지 매설하고자 하는 관을 중공형 로드로 당겨서 설치하되, 상기 중공형 로드끝단에는 연결고리가 형성된 풀링폴리셔가 결합되며, 상기 풀링폴리셔 연결고리에 매설하고자 하는 관의 선단이 결합됨으로써, 천공단계에서 형성된 굴착공의 거친부분을 깍아 매끄럽게 만들면서 당기게 되는 풀링단계;를 포함하는 풀링폴리셔를 이용한 해저관로 매설공법이 공개되어 있다.No. 10-1193086 discloses a method in which a drilling hole is drilled between a starting hole and a reaching hole, the drilling rig is first installed on the side of the start hole 1, and then the hollow rod coupled with the drill head is continuously reached A drilling step of drilling the drilling hole by press-fitting into the sphere; Wherein a pulling polisher having a connecting hook is coupled to the end of the hollow rod, and the pull ring is connected to the pull ring by a hollow rod, And a pulling step of pulling a rough part of the excavation hole formed in the drilling step by making the slit smooth by joining the tip of the pipe to be buried.

그러나 상기 종래기술들은 굴착장비로 굴착공을 형성할 시 여전히 벤토나이트 오니가 생겨서 환경을 오염하며, 건설폐기물이 다량으로 발생되며, 또한 작업이 복잡하며 시공비가 비싸진다는 단점이 남아 있었다.However, the above-mentioned prior arts still have disadvantages in that bentonite sludge is formed when the excavation tool is formed by the excavation equipment, the environment is polluted, a large amount of construction waste is generated, and the work is complicated and the construction cost is expensive.

그러나 상기 종래기술들은 풍력단지내 풍력발전기에서 생산된 전기를 육상으로 공급하고자 할 시 고가의 해저케이블을 사용하고 있고 해저케이블 매설시 해저면의 개착작업으로 인해 환경적인 문제와 주변에 어업보상 문제로 공사의 어려움이 많이 발생되었다. 상기와 같은 작업 환경에서는 시작구는 육상에 도달구는 해저 또는 해저를 거쳐 육상에 설치함으로 해저로 벤토나이트 오니가 누출로 인하여 환경오염이 발생하였다. 또한 해저관로 매설공법으로 작업시 해저의 암반의 종류에 따라 암반에 결이 형성된 암반이 있고, 그 결 틈새로 벤토나이트가 누출되면 벤토나이트오니 처리비가 과다하게 발생되며 작업이 복잡하여 시공에 어려움이 있었다.However, when the above-mentioned conventional techniques are used to supply electricity generated from a wind turbine in a wind farm to the land, an undersea cable is used. When the submarine cable is buried, The difficulty of In the above-mentioned working environment, since the starting point was installed on the ground via the seabed or the sea bed, the pollution occurred due to leakage of the bentonite sludge by the seabed. In addition, there is a bedrock in which the rocks are formed by the type of bedrock in the submarine under the submarine piping system, and when the bentonite leaks into the gaps, the bentonite sludge processing cost is excessively incurred and the work is complicated.

따라서 본발명자는 위 문제점을 해결하여 시작구(1)로부터 도달구(2)까지의 경로중 일정구간까지는 굴착장비의 중공로드 선단에 드릴헤드를 연결하여 굴착하는 기존공법으로 드릴헤드 굴착공(110)을 굴착하고, 나머지 구간은 상기 굴착장비의 드릴헤드를 제거하고 중공로드 선단에 역분출기(300)를 연결하여, 이미 굴착된 드릴헤드 굴착공(110)에 삽입한 후, 역분출기(300)를 통하여 청수와 에어를 불어넣어 드릴헤드 굴착공(110) 내부의 돌가루 및 벤토나이트를 시작구(1) 방향으로 불어서 배출한 다음, 드릴헤드 굴착공(110)부터 도달구(2)까지는 청수분출기(200)를 통하여 청수를 공급하여 상기 청수의 압력에 의해 청수굴착공(210)을 굴착한 후, 해저관로를 매설하는 친환경 해저관로 매설공법에 있어서, 상기 시작구(1)로부터 도달구(2)까지의 경로중 일정구간까지는 굴착장비의 드릴헤드를 사용하여 드릴헤드 굴착공(110)을 굴착하고, 상기 드릴헤드 굴착공(110)부터 일정구간까지는 굴착장비의 청수분출기(200)를 사용하여 청수에 의해 청수굴착공(210)을 굴착하며, 상기 청수굴착공(210)부터 일정구간까지 는 다시 굴착장비의 드릴헤드를 사용하여 드릴헤드 굴착공(110)을 굴착하며, 상기 드릴헤드 굴착공(110)부터 도달구(2)까지는 다시 굴착장비의 청수분출기(200)를 사용하여 청수에 의해 청수굴착공(210)을 굴착한 후, 해저관로를 매설하는 것으로, 상기 굴착장비에 부착되는 청수분출기(200)는 물유입공(201)이 후방에 형성되고, 측면에는 공기유입구(202)가 형성되며, 전방에는 물 또는 공기가 유출되는 유출공(203)이 형성되는 본체(220)와, 상기 본체(220)가 안착되는 케이스(230)와, 상기 본체(220)를 회전시킴으로써 회전되며 분출되는 청수의 압력으로 굴착하는 모터로 이루어 지는 것이며, 또한, 상기 역분출기(300)는 원통형의 바디(303) 외주면에 다수 개의 커터가 형성되고, 바디(303) 후방에는 역분사노즐(302)이 설치되고 상기 바디(303) 후단에는 중공로드와 연결되는 연결샤프트(301)가 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 해저관로 매설공법으로 출원, 등록하였다.Accordingly, the present inventor has solved the above problem and has proposed a drill head drilling machine 110 (see FIG. 1) in which a drill head is connected to a hollow rod front end of a drilling rig through a predetermined section of the path from the start port 1 to the reach port 2, And the remaining section is inserted into the already drilled drill head drilling hole 110 by removing the drill head of the drilling rig and connecting the reverse sprinkler 300 to the hollow rod end, 300 and blowing clean water and air through the drill head drilling hole 110 to the inlet 2 after blowing the stone powder and bentonite inside the drill head hole 110 in the direction of the start hole 1, A method for installing an eco-friendly submarine pipeline in which clean water is supplied through a fresh water discharge device (200), the fresh water discharge hole (210) is excavated by the pressure of the fresh water, (2). The drill head drilling hole 110 is drilled using the drill head of the excavation equipment, and the drill head drilling hole 110 of the drill head drilling hole 110 is used for a certain period from the drill head drilling hole 110, The drill head drilling hole 110 is drilled using the drill head of the drilling equipment from the fresh water drilling hole 210 until a certain interval, The fresh water discharger 200 attached to the excavation equipment is constructed by drilling the fresh water discharge hole 210 by fresh water using the fresh water discharge device 200 of the excavation equipment, A main body 220 in which a water inlet hole 201 is formed at the rear side and an air inlet port 202 is formed at a side surface and an outlet hole 203 through which water or air flows is formed at a front side; A case 230 on which the main body 220 is mounted, A plurality of cutters are formed on the outer circumferential surface of the cylindrical body 303 and the reverse injection nozzle 302 is provided at the rear of the body 303 And a connection shaft 301 connected to the hollow rod is formed at the rear end of the body 303. [

그러나 상기 종래기술은 시작구에서 도달구까지 굴착을 한 후 다시 시작구에서 도달구까지 확공을 하게 되어 장비도 많이 들고 공정도 오래걸리며 경비도 많이 드는 단점이 있었다.However, the above-mentioned prior art has a disadvantage in that it requires a lot of equipment, takes a long time, and requires a lot of expenses because it is extended from the starting point to the arrival point after excavation from the starting point to the reaching point.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 도달구 직전인 1차 굴착 구간까지만 굴착을 하고, 1차 굴착 구간부터 도달구까지는 고속의 머드모터와 전진하며 확공이 가능한 확공기를 이용하여 굴착과 확공을 동시에 하면 도달구에 필요한 인력, 장비 등이 필요치 않아 공사기간을 줄이고 경제적인 수평굴착에서의 굴착 및 확공방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an excavator that excavates up to a first excavation section just before a reaching point and advances to a reaching point from a first excavation section to a high- The purpose of this study is to provide a method of excavation and drilling in economical horizontal excavation by reducing construction period because manpower and equipments necessary for reach are not required when excavation and expansion are simultaneously performed using air.

본발명은 수평굴착에서의 굴착 및 확공방법에 관한 것으로, 시작구에서 슈팅작업을 실시하되 도달구 직전인 1차 굴착 구간까지 1차굴착하는 단계; 로드를 모두 시작구까지 회수하는 회수단계; 시작구에서 전진하며 확공이 가능한 확공기를 장착하여 시작구에서 도달구 방향으로 전진하면서 상기 1차굴착 구간까지 확공작업을 하는 확공단계; 1차굴착 구간부터 도달구까지를 2차 굴착 및 확공작업을 동시에 하는 풀링 작업을 하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of excavating and widening in a horizontal excavation, comprising the steps of: performing a first excavation from a starting point to a first excavation section immediately preceding a reaching point; A collecting step of collecting all the loads to the starting point; A widening step of advancing from the starting mouth to the reaching mouth while performing a widening work to the primary excavation section, Performing a pooling operation simultaneously from the primary excavation section to the reaching point by performing a secondary excavation and a widening operation; And a control unit.

따라서 본발명은 시작구에서 도달구 직전인 1차 굴착 구간까지만 굴착을 하고, 1차 굴착 구간부터 도달구까지는 고속의 머드모터와 전진하며 확공이 가능한 확공기를 이용하여 굴착과 확공을 동시에 하면 도달구에 필요한 인력, 장비 등이 절감되어 공사기간을 줄이고 경제적인 현저한 효과가 있다.Therefore, the present invention is based on the premise that the excavation is performed only from the starting point to the first excavation section just before the arrival point, and from the first excavation section to the arrival point, using the high speed mud motor and the reamer capable of advancing and expanding, The manpower and equipments needed in the city are saved, which reduces the construction period and has a remarkable economic effect.

도 1은 종래 수평굴착공법 공정도
도 2는 본발명의 수평굴착공법 공정도
도 3은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 정면도
도 4는 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 평면도
도 5는 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 전방부와 후방부 크기 비교도
도 6은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기의 벤토나이트 토출홀과 오목부의 상관도
도 7은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기를 머드모터에 장착한 설명도FIG. 1 is a cross-sectional view
2 is a schematic view of a horizontal excavation process step
Fig. 3 is a front view of a reamer which can be used for the present invention,
Fig. 4 is an exploded perspective view of an air-
Fig. 5 is a front view of a rear airbag section and a rear airbag section
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the bentonite discharge hole and the concave portion of the reamer which can be used for the present invention
Fig. 7 is an explanatory view of a mud motor having a reamer capable of being expanded and used for the present invention; Fig.

또한, 상기 전진하며 확공이 가능한 확공기는 굴착과 확공을 동시에 하는 것을 특징으로 한다.Further, the reamer capable of advancing and expanding is characterized by simultaneous excavation and expansion.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래 수평굴착공법 공정도, 도 2는 본발명의 수평굴착공법 공정도, 도 3은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 정면도, 도 4는 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 평면도, 도 5는 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기 전방부와 후방부 크기 비교도, 도 6은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기의 벤토나이트 토출홀과 오목부의 상관도, 도 7은 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기를 머드모터에 장착한 설명도이다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a horizontal excavation process of the present invention; Fig. 3 is a front view of a reamer capable of being advanced and extended for use in the present invention; Fig. 4 is a front elevation view FIG. 5 is a front view of a rear airbag section and a rear airbag section of a rear airbag section of the airbag apparatus of the present invention. And Fig. 7 is an explanatory view of a mud motor equipped with a reamer capable of being advanced and extended, which is used in the present invention.

본발명의 공법은 시작구에서 슈팅작업을 실시하되 최종적으로 도달구까지 굴착하지 않고 95%~98%정도로만 슈팅작업을 실시한다. 이후 로드를 모두 시작구까지 회수한 후 시작구에서 전진하며 확공이 가능한 확공기를 장착하여 시작구에서 도달구 방향으로 전진하면서 작업을 시행한다. 확공작업이 완료되면 풀링 작업을 실시하여 최종 관 매설을 완료하고 작업을 마무리한다.In the method of the present invention, the shooting operation is performed in the starting point, but the shooting operation is performed only in the range of 95% to 98% without finally reaching the reaching point. After that, all the load is recovered to the starting point, and the work is performed while advancing from the starting point to the reaching direction by installing a widening air which advances in the starting point and can be extended. When the drilling operation is completed, the pooling operation is carried out to complete the final pipe laying and finish the work.

본발명은 굴착 및 확공을 동시에 효과적으로 하기 위해 본발명의 특별한 확공기를 사용하게 되며, 본발명에 사용되는 전진하며 확공이 가능한 확공기에 대해 설명하면, 재질은 Polycrystalline Diamond Cutter 이며 앞의 전방부인 둥근부분(A)은 기존 슈팅되어 있는 루트를 따라갈 수 있도록 가이드 역활을 할 수 있도록 된 것이며 전방부뒤의 후방부는 경사부분(B)과 후방수평부에는 암반을 파쇄할 수 있는 초경재질의 비트가 장착되어 있어 전진하면서 확공이 가능한 구조로 되어 있다.The present invention utilizes the special reamer of the present invention to simultaneously effect excavation and widening. In describing the reamer which can be expanded and used in the present invention, the material is a Polycrystalline Diamond Cutter, The portion (A) is designed to be able to serve as a guide to follow the route that is already shot, and the back portion of the front part is equipped with a tapered portion (B) and the rear horizontal portion is made of a carbide bit capable of breaking the rock It is structured to be able to expand while moving forward.

확공기의 자세한 제원은 다음과 같다.The detailed specifications of the air conditioner are as follows.

슈팅 220mm일 때 1차 확공기 A: 350mm , B: 170mm이며, 2차 확공기 A: 450mm , B: 280mm이다.When the shooter is 220mm, the primary airflow A is 350mm, B is 170mm, and the secondary airflow A is 450mm and B is 280mm.

즉, B의 크기는 전단계의 확공크기의 75 ~ 85%정도이며 80%정도가 적정한 것으로, A의 크기는 작업자가 임의적으로 결정할 수 있다. B의 크기가 전단계 굴착공의 75 ~ 85%의 크기를 지내게 되는 이유는 굴착공 안쪽으로 원활하게 들어가 가이드 역할을 해주기 위해서이다.In other words, the size of B is about 75 ~ 85% of the bubble size of the previous stage, and 80% is proper, and the size of A can be arbitrarily determined by the operator. The reason why the size of B is 75 ~ 85% of the size of the previous excavation hole is to smoothly enter the inside of the excavation hole and serve as a guide.

확공기 전방은 원통형이며, 후방으로 갈수록 경사가 지며 지름이 커지는 것이다. 후방 끝단부가까이에서는 단차가 지며 상기 단차부위로부터는 후방 끝단부까지 수평면을 유지한다. 특히 원주면을 따라서 돌출된 날개부와 오목부가 교호로 형성된다. 상기 날개부와 오목부는 전방에서 후방으로 형성된다. 상기 날개부와 날개부 사이이 오목부에는 시작구에서 공급되는 벤토나이트가 토출되는 홀이 형성된다. 특히 날개부에는 다수개의 초경재질의 굴착비트인 돌부가 형성되는 것으로 상기 돌부는 원판형상이거나 원기둥을 길이방향으로 둘로 잘라낸 반원기둥형상이다. 상기 원판형상은 확공기의 전방부와 후방부인 평면부에 형성되고, 상기 반원기둥형상은 경사부위에 형성되는 것으로, 잘라낸 네모진 면을 날개부에 결합하고 곡면은 상부로 향하는 형상으로 굴착 및 확공이 용이하게 한다.The front of the reamer is cylindrical, inclined and getting larger as it goes backward. A step is provided near the rear end portion and a horizontal surface is maintained from the stepped portion to the rear end portion. Particularly, wings and protrusions protruding along the circumferential surface are alternately formed. The wing portion and the concave portion are formed from the front to the rear. In the concave portion between the wing portion and the wing portion, a hole through which the bentonite supplied from the start hole is discharged is formed. Particularly, a wedge portion is formed with a plurality of stone portions, which are excavation bits of a carbide material. The stone portion is in the form of a disk or a semicircular columnar shape in which a columnar body is cut in two in the longitudinal direction. The circular plate shape is formed in a front part and a rear part of a reamer of the reamer, and the semicircular shape is formed in an inclined part. The quadrilateral face is joined to the wing part and the curved face is excavated and extended Make the ball easier.

상기 후방부의 후면은 다시 단차가 지며 연결봉과 같은 지름으로 축소된다.The rear surface of the rear portion is stepped again and reduced to the same diameter as the connecting rod.

곧 상기 도 6의 C의 공간들은 D의 구멍에서 분사된 벤토나이트 현탁액이 뒤쪽으로 원활하게 흐를 수 있도록 몸체로부터 날개처럼 형성되어 벤토나이트 현탁액의 배출로를 형성시키게 된다.The spaces C in FIG. 6 are formed like wings from the body so that the bentonite suspension injected from the holes of D smoothly flows backward, thereby forming a discharge passage of the bentonite suspension.

날개부는 암반을 파쇄할 수 있는 PDC(Polycrystalline Diamond Cutter)가 장착되어 있어 암반을 직접 갈아 hole을 형성시킬 수 있는 구조로 되어 있다. The PDC (Polycrystalline Diamond Cutter) that can break the rocks is installed in the wing part, so that it is possible to form the rocking hole directly.

pdc확공기의 후방부에는 머드모터가 장착될 수 있는 구조(나사산)로 되어 있어 머드모터와 체결된 후 머드모터의 회전력을 받아 회전할 수 있다.The rear part of the pdc reamer has a structure (screw thread) that can be attached to the mud motor, and after it is fastened to the mud motor, it can rotate by receiving the rotational force of the mud motor.

PDC 확공기를 이용하면 수평굴착공법 작업 시 도달구에서 확공작업을 실시하지 않기 때문에 도달구에서 발생하는 벤토나이트 폐기물이 없어 별도의 작업시설이 필요치 않아 경제적인 이득이 발생한다.Using PDC ream, it is economically advantageous because there is no need for a separate work facility because there is no bentonite wastes generated at the arrival port because the wastewater is not carried out at the reaching point during the horizontal excavation method.

또한 머드모터의 강력한 회전력을 이용하여 확공을 시행할 수 있어 공기를 줄여 큰 경제적 이득을 취할 수 있는 장점이 있다.Also, it is possible to carry out the widening by using the strong rotating force of the mud motor, which is advantageous in that the air can be reduced and a large economic gain can be obtained.

따라서 본발명은 확공을 위해 도달구에 확공을 위한 별도의 시설이 필요치 않아 경제적이다. 일반적으로 도달구에서 확공작업을 실시하면 벤토나이트 재활용기, 발전기. 크레인 인력등이 필요하여 경제적 손실을 가져온다.Therefore, the present invention is economical because there is no need for a separate facility for accessing the access point for access. Generally, when a wrecking operation is performed in the reaching area, the bentonite recycler, the generator. Crane manpower and so on are required, resulting in economic loss.

고속회전 머드모터를 이용해 확공하므로 기존방식인 장비의 회전력으로 인한 확공에 비해 약 3배의 확공속도가 증가한다.Because it uses a high-speed rotating mud motor, the widening speed is increased by about 3 times compared to the conventional wing due to the rotating force of the equipment.

예를 들어, 암반일 경우 기존확공량은 30M/일인 비해, 본발명의 전진하며 확공이 가능한 확공기는 90M/일이다.For example, in the case of bedrock, the existing amount of expansion is 30M / day, while the expansion of the present invention is 90M / day.

결론적으로 도달구에서 확공을 하지 않고 고속의 머드모터와전진하며 확공이 가능한 확공기를 이용하면 도달구에 필요한 인력, 장비 등이 절감되어 경제적일 뿐만 아니라 확공의 속도가 증가하여 공기를 줄이고 경제적인 이득을 발생시킬 수 있다.In conclusion, using a high-speed mud motor and a reamer capable of advancing and expanding without reaching the arrival point, the manpower and equipment required for the arrival point are reduced, which is economical as well as increasing the speed of spreading, A gain can be generated.

10 : 날개부 20 : 오목부
30 : 벤토나이트 토출홀 41 : 원판형상 굴착비트
42 : 반원기둥형상 굴착비트10: wing portion 20: concave portion
30: Bentonite discharge hole 41: Disk excavation bit
42: semi-cylindrical excavation bit

Claims

A first excavation from the starting point to the first excavation section immediately before the reaching point; A collecting step of collecting all the loads to the starting point; A drilling step of carrying out a drilling operation up to the primary drilling section while advancing from the start mouth to the reaching mouth by attaching a clearance bit in the start mouth; Performing a pooling operation simultaneously from the primary excavation section to the reaching point by performing a secondary excavation and a widening operation; A method for making a wedge from a starting opening in a digging method,
By using the reamer for simultaneous excavation and widening of the positioning bit, the rounded portion A, which is the front part of the front part, can follow the existing route of the shooting and can serve as a guide. The rear portion of the slope portion B and the rear horizontal portion are equipped with a hard metal bit capable of breaking the rock,
The size of the inclined portion B is 75 to 85% of the bore size of the previous stage,
The front portion of the reamer is cylindrical, inclined and increasing in diameter toward the rear, a stepped portion near the rear end portion, a horizontal surface extending from the stepped portion to the rear end portion, a wing portion projecting along the circumferential surface, Wherein the wing portion and the concave portion are formed from the front to the rear and the concave portion between the wing portion and the wing portion is formed with a hole through which the bentonite supplied from the starting mouth is discharged,
The wing portion is formed with a plurality of stone portions as a digging bit of a carbide material. The stone portion may have a disk shape or a semicircular shape in which a column is cut in two in the longitudinal direction,
The disc shape is formed in a front part and a rear part of a reamer of the reamer, and the semicircular shape is formed in an inclined part, and the cut square is connected to the wing part, It makes the ball easier. The rear surface of the rear portion is stepped again and reduced to the same diameter as the connecting rod,
The bentonite suspension injected from the holes is formed like a wing from the body so as to smoothly flow backward, thereby forming a discharge passage of the bentonite suspension,
Wherein the mud motor is mounted on a rear portion of the reamer, and the mud motor is coupled to the mud motor and is rotated by receiving a rotational force of the mud motor.

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