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(a) 굴착기 아암의 선단에 설치된 커터 블레이드(160)를 이용하여 터널 굴착면(1)에 수평방향 커팅홈(H1)과 수직방향 커팅홈(V1)을 각각 복수 개 형성하는 단계;(b) 쐐기(211)를 수평방향 커팅홈(H1) 또는 수직방향 커팅홈(V1)에 삽입 및 타격하여 수평방향 커팅홈(H1)과 수직방향 커팅홈(V1)이 교차되어 형성되는 암석 블록을 제거하는 단계; (c) 터널 측벽(3)의 곡면을 형성하기 위해, 커터 블레이드(160)가 터널의 길이방향과 평행하거나 터널 측벽과 아웃룩 각도(θ1)를 이루도록 배치된 상태에서 터널 측벽(3)과 근접하는 직선으로 커팅하여 커팅홈(C1)을 형성하는 단계; 및,(d) 상기 (c) 단계의 커팅홈(C1)과 수평방향 커팅홈(V1)에 의해 형성된 암석블록을 쐐기(211)로 타격하여 제거하는 단계;를 포함하고, 복수 개의 커팅홈(C1)이 서로 연결되어 터널 측벽(3)의 곡면과 근접한 면을 이루는 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제1항에 있어서, (e) 터널 천정(2)의 곡면을 형성하기 위해, 커터 블레이드(160)가 터널의 길이방향과 평행하거나 천정과 아웃룩 각도(θ2)를 이루도록 배치된 상태에서 터널 천정(2)과 근접한 직선을 형성하도록 암반을 커팅하여 커팅홈(C2)을 형성하는 단계; 및, (f) 커팅홈(C2)과 수직방향 커팅홈(V1)에 의해 형성된 암석블록을 쐐기(211)로 타격하여 제거하는 단계;를 포함하고, 커팅홈(V1)이 서로 연결되어 터널 천정(2)의 곡면과 근접한 면을 이루는 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제2항에 있어서, 커터(100)는 커터 블레이드(160)를 z축을 중심으로 회전시키는 요(yaw) 회전과, 커터 블레이드(160)를 y축을 중심으로 회전시키는 피치(pitch) 회전과, 커터 블레이드(160)를 x축을 중심으로 회전시키는 롤(roll) 회전 및, 커터 블레이드(160)를 선형 이동시키는 것이 가능하며, x, y, z축은 서로에 대해 수직을 이루는 세 축인 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제2항에 있어서, 커터 블레이드(160)는 커터(100)에 설치되고, 커터(100)는, 연결헤드(110)의 아래에 설치된 제1 웜기어세트(120);제1 웜기어세트(120)의 아래에 설치되어 0°부터 적어도 90°까지 회동 가능한 틸트부(130);틸트부(130)의 아래에 설치된 제2 웜기어세트(140);제2 웜기어세트(140)의 아래에 설치된 선형 이동부(150); 및,선형 이동부(150)에 선형 이동 가능하도록 설치된 커터 블레이드(160);를 포함하고,제1 웜기어세트(120)는 틸트부(130)를 연결 헤드(110)에 대해 360° 요(yaw) 회전시키고, 틸트부(130)는 선형 이동부(150)와 제2 웜기어세트(140)를 롤(roll) 회전시키며, 제2 웜기어세트(140)는 틸트부(130)에 대해 선형 이동부(150)를 회전시키고, 틸트부(130)가 상기 회동 가능한 것에 의해 피치 회전 각도가 증가되는 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제4항에 있어서, 상기 (c) 단계의 커팅은 굴착기가 터널 측벽(3)과 이격되고 틸트부(130)에 의해서 커터 블레이드(160)가 터널의 길이방향과 평행하거나 터널 측벽(3)과 아웃룩 각도(θ1)를 이루도록 회동된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제4항에 있어서, 굴착기 아암(11)의 선단에는 퀵 커플러(12)가 회동 가능하도록 설치되고, 연결헤드(110)는 퀵 커플러(12)의 아래에 연결되며, 연결헤드(110)는 퀵 커플러(12)와 결합되는 제1 면(111)과, 제1 웜기어세트(120)와 결합되는 제2 면(112)을 포함하고, 제1,2 면(111)(112)은 35° ~ 75°의 각도(θ)를 이루며, 상기 각도(θ)와 틸트부(130)의 회동에 의해 터널의 바닥면 보다 천정쪽으로 피치 회전 각도가 증가하며, 이에 따라 커터 블레이드(160)가 선형 이동부(150)를 따라 터널의 천정 및 바닥면에서 수평으로 선형 이동하면서 커팅하는 것이 각각 가능한 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제4항에 있어서, 상기 (e) 단계는 커터 블레이드(160)가 터널의 길이방향과 평행하거나 천정(2)과 아웃룩 각도(θ2)를 이루도록 제1 웜기어세트(120)와 제2 웜기어세트(140) 중 적어도 어느 하나가 회전된 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제4항에 있어서, 커터 블레이드(160)를 회전시키는 회전모터(161)와 감속기어부(162)는 커터 블레이드(160)의 일측면에 설치되고, 상기 (c), (e) 단계에서 커터 블레이드(160)의 일측면은 터널 단면의 내측을 향하고 커터 블레이드(160)의 타측면은 터널 측벽쪽 또는 터널 천정쪽을 향하는 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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제4항에 있어서, 쐐기(211)는 유압 브레이커(210)에 설치되고, 상기 (d) 단계 또는 (f) 단계의 작업시에, 유압 브레이커(210)가 제1 웜기어세트(120)에 연결되고 틸트부(130)와 제2 웜기어세트(140)와 선형 이동부(150) 및 커터 블레이드(160)는 제거되거나 유압 브레이커(210)가 제2 웜기어세트(140)에 연결되고 선형 이동부(150)와 커터 블레이드(160)는 제거된 것을 특징으로 하는, 작업 자유도가 향상된 커터를 이용한 터널 굴착방법
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