천공기(drill machine)

1 천공기계
 1) 천공기계 정의
   - 구멍을 뚫는 기계를 총칭
   - 천공기계는 회전식과 충격식으로 구분된다.
     * 회전식은 일반적으로 천공속도가 늦지만 깊은 천공이 가능함.
     * 충격식은 천공속도는 빠르지만 깊은 천공이나 대구경의 천공은 기술적으로 곤란하다.
 2) 천공기계의 종류
   - 회전식
     a 보링기계(boring machine)
     b 어스오거(earth auger)
     c 어스드릴(earth drill)
     d 배노토굴착기(benoto)
     e 로타리케이싱드라이버(rotary casing driver)
     f 리버스서큘레이션드릴(reverse circulation drill)
   - 충격식
     a 스토퍼(stoper)
     b 잭해머(jack hammer)
     c 렉드릴(leg drill)
     d 드리프터(drifter)
     e 크롤러드릴(crawler drill)
 
2 보링기계
 1) 보링기계 정의
   - 보링기계는 천공기계의 한 종류임.
   - 기초지반을 구성하는 흙이나 암반 판단하거나 지중물질의 종류와 상태 및 규모등을 파악하거나 지반을 개량하기 위해 지중을 천공하는 기계
     * 지반을 개량하기 위해서 천공하는 기계를 보링기계로 간주한다.
   - 코어 천공기(core drilling machine)이라고 불림
 2) 보링기계의 용도
   - 지질조사용
   - 약액주입용
   - 심층탐사용
   - 터널선진조사용
   - 석유 착정용
 3) 보링기계의 구분
   - 회전식 : 중공 로드(rod)끝에 크라운(crown) 또는 비트(bit)를 설치하고 회전시켜 천공함.
     * 로터리방식(rotary type)이라고 불림.
     * 거의 모든지반에 천공가능하고 작업능률이 확실함. 구조가 복잠함.
   - 충격식 : 로프 끝에 추를 달고 60~70m 높이에서 낙하시켜 그 충격력으로 천공을 진행하는 방식
     * 퍼커슨식(percussion type)이라고 불림.
     * 연약지반에서는 원지반을 교란시킬우려가 있고, 코어(core)를 채취할 수 없어서 천공외 목적으로 사용되지 않음.
   - 회전충격식 : 충격식과 회전식을 혼합한 형식.  천공 성능/효율이 우수, 원 지반의 변화에 대응가능하여 많이 사용.

     * 유니버셜 보링법(universal voring)이라고 불림.
     * 스핀들형(spindle type)과 파워스위벨형(power swivel type)으로 구분됨
 
3 착암기(rock drill)
 1) 착암기 정의
   - 암석에 구멍을 뚫는 기계로 천공기계의 한 종류
   - 장약공의 천공, 대괴암의 파쇄나 분쇄, 록볼트(rock bolt))의 타설을 위한 천공 작업 수행
 2) 천공 동력원에 따른 구분
   - 공압식 : 5~7bar 정도의 공기압으로 로드(rod)를 작동시켜 타격력으로 암석을 파쇄
   - 유압식 : 100~200bar 정도의 유압을 사용하여 공압식 대비 큰 타격력을 얻을 수 있다. 압축공기가 불필요하고 배기소음 분진 발생이 없어서 작업환경측면에서 유리하다.

착암기

4 어스오거 어스드릴
 1) 어스오거(earth auger)
   - 여러형태의 스크류 비트(screw bit)를 설치한 스크류로드를 전동기로 회전시켜 지중에 조여 넣고 흙과함께 빼내어 천공하는 방식의 천공기계
   - 천공전용기계로 제작되기도 하지만 전용기에 해머리드(hammer leader)를 설치하여 항타기로 사용되므로 파일드라어버(pile driver) 또는 말뚝박이기계라고 불린다.
   - 로드에 설치된 스크류의 유무로 선단오거, 연속스크류식으로 구분됨
     a 선단오거식 : 연약지반을 개량하기 위해 로드 선단부분 일정구간만 스크류가 설치된 형식
     b 연속스크류오거식 : 일반 지반 천공용으로 로드 전구간에 걸쳐 스크류가 설치된 형식, 일반적인 어스오거 형태

earth auger

리드가 부착된 어스오거

 2) 어스드릴(earth drill)
   - 보링기계를 개량한 대구경 천공기
   - 캘리바(kelly bar) 끝에 설치된 회전식 버킷을 굴착지반면에 내리고 버켓을 회전시키면서 추력을 주어 버킷 저면에 장착된 티스에 의해 굴착하며 흙이 버켓에 만재되면 버켓을 들어올려 배토하는 방식
   - 현장타설 말뚝 시공을 위한 지반 천공에 많이 이용됨
   - 보통 토사를 굴착할때는 드릴링버켓(drilling bucket), 경암을 굴착할때는 쵸핑버켓(chopping bucket), 구멍 바닥면을 확공할때에는 베어링버켓(bearing bucket)을 사용한다.
   - 기동성이 우수하고 독자적인 작업이 가능하며 굴착토질 파악이 가능하며 지하수가 용출되지 않는 양질의 지반에서는 케이싱없이 천공이 가능.(반대로 지하수위가 높고 표층의 토질이 약할때는 케이싱이 필요)
   - 전성이나 매목등이 혼재된 지반은 굴착이 거의 불가능하며 사질지반인때에는 천공이 공벽에 무너지기 쉽다.

어스드릴 로드