굴삭기

방가!

용어

• 굴착기(掘鑿機, excavator) 또는 굴삭기(掘削機)

(땅이나 암석 따위를 파내는 기계이다. 대한민국 건설기계관리법 시행령에서는 "무한궤도 또는 타이어식으로 굴착장치를 가진 자체중량 1톤 이상의 것"으로 정의한다. 최초의 근대적인 기계식 스팀 굴착기는 1835년 미국의 윌리엄 오티스(William S. Otis)가 발명했다. 참고로, 윌리엄 오티스는 현대식 엘리베이터의 발명자 엘리샤 오티스와 사촌지간이다.)

특징

• 포크레인은 장비의 이동 역학을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다. 경우에 따라서 여러 장비를 연결 혹은 교체시키는 식으로 사용하는 것도 가능하다. 간혹 백호(Backhoe)로 달리 칭하기도 하는데, 이건 포크레인을 뜻하는 말이 아니라 트랙터나 로더 뒤쪽에 굴삭용 장비를 장착한 경우일 때 부른다. 일반적으로 크게 휠타입(일반 바퀴를 사용)과 크롤러 타입(무한궤도를 사용)으로 나뉜다. 무한궤도 타입은 일반 철제 궤도를 사용하는 것부터 고무를 씌운 고무트랙식, 위에 나온 스파이더 타입같이 경사지 작업이나 목재 채취, 광산작업 등에 특화된 특수 기종같이 여러 가지 형태의 장비가 있다. 이외에도 트럭의 후방에 굴착기를 장착한 것도 있다. 다만 백호는 작업과 이동을 병행하는 것이 어려우며, 무엇보다 굴착 작업의 반경이 180도로 제한되어 있다. 포크레인 조종을 하려면 포크레인 운전기능사 자격을 취득하고, 1종 보통 면허증을 지참해 주소지 시/구청 교통과를 방문해 면허를 발급받아야 운전이 가능하다. 기능사 자격만 취득하거나, 자격증과 1종 보통 면허가 있다 하더라도 건설기계 조종면허증을 발급받지 않으면 무면허 운전이 된다. 국내에서는 주로 버킷 용적(m³)에 따라서 구별하는데 크게 미니, 공투(0.2m³), 공삼(0.3m³), 공육(0.6m³), 공팔(0.8m³), 공텐(1.0m³) 순으로 나눈다. 미니는 고무 트랙만 존재하고, 공투는 철제 크롤러 타입만, 공삼부터 공팔까지는 휠 타입과 크롤러 타입이 공존, 텐은 휠 타입 없이 크롤러 타입만 있다. 하지만 크롤러 타입은 주행 속도가 매우 느리며, 애초에 크롤러 타입을 사용할 정도의 노면이 거친 곳은 텐급 이상의 포크레인들이 작업해야 하루 목표량이 채워지는 수준의 대형 공사 지역이기에 공육과 공팔 크롤러 타입은 쉽게 보기 힘들다. 외국에서는 보통 포크레인의 중량(ton)으로 구분한다. 작업 장치는 유압펌프를 가동해 발생시킨 유압으로 유압 실린더를 작동시키고, 회전과 주행에 유압 모터를 사용하는 것이 대부분이다. 2000년대에 들어서는 전기구동식 모델도 추가됐으나, 초소형 소선회장비에 비해 이점이 없어서인지 보기 힘들다. 위키

종류

• 초소형 포크레인

- 초소형 포크레인은 소형 포크레인보다 작은 규격의 작업 중량 4톤 미만인 포크레인이다. 일부 작업 중량 1톤 미만의 포크레인들은 농기계로 분류되기도 한다. 기존 소형 포크레인에 비하면 아주 작아 흔히 '미니'라고 불린다. 보통 좁은 곳에서 작업하기 좋도록 소선회형으로 많이 만들어지며, 같은 이유로 굴절식 붐이나 붐 자체가 각도를 틀 수 있는 스윙붐 형상으로 만들어진다. 특히 도심에서 작업하기 편하도록 금속이 아닌 고무궤도를 흔히 사용한다.

• 소형 포크레인

- 소형 포크레인은 흔히 공투(0.2㎥급 버켓이 기본인 모델들)라 불리는 체급의 포크레인이다. 형식명에 보통 55~80이 붙는다. 휠 타입과 크롤러 타입이 공존하며, 2000년대부터 카운터 웨이트 배치를 바꿔 좁은 곳에서 작업이 가능한 소선회장비가 많아지는 추세이다. 도심의 상하수 관거 공사 등으로 가장 흔하게 볼 수 있는 형태이기도 하다.

• 중형 포크레인

- 중형 포크레인은 흔히 말하는 공육, 공팔급이 중형급이며 보통 형식명에 붙는 숫자가 120~210대 번호가 붙는다. 터파기, 다지기부터 자재 상차, 구조물 견인 등 다방면에서 두루 쓰이기에 건설 및 토목 현장에서 못해도 한 두대 이상 볼 수 있으며, 무게는 공육 14톤~ 공팔 21톤 내외이다. 국내에서는 크롤러 타입보다 휠 타입이 압도적으로 많이 보인다.

• 대형 포크레인

- 대형 포크레인은 말 그대로 크기가 큰 대형 포크레인이다. 형식명 뒤에 300~800이 붙고 공텐, 텐으로 불리며 무게는 27톤에서 80톤 내외이다. 아파트 공사 현장, 석회석 광산이나 도로 신설 현장, 채석장과 대규모 토목 공사 현장 등에 있는 수많은 크롤러 포크레인들의 대부분이 여기에 속한다. 이 정도 크기가 되면 극히 드문 경우를 제외하고 크롤러타입이 쓰이며, 처참한 수준의 기동성 때문에 현장을 옮겨 다닐 때는 로베드 트레일러로 옮기는게 기본이지만, 운송 제한을 넘는 사이즈와 중량으로 인해 분해 후 재조립하기도 한다.

• 초대형 포크레인

- 초대형 포크레인은 대형 포크레인보다 더 거대한 종류로, 주로 한 번에 대량의 굴착능력이 요구되는 광산 등지에서 사용된다. 무한궤도를 계단 삼아 밟고 올라가 탑승하면 되는 초소형~대형 포크레인과 달리 크기가 거대하다 보니 따로 탑승용 계단이 있다. 이때부터는 자기보다 높은 지표를 굴착해야 할 일도 생기기 때문에 버킷 방향이 다르게 제작되는 모델도 있다.

• 휠 포크레인

- 휠 포크레인은 가장 흔하게 볼 수 있는 무한궤도 대신 바퀴로 움직이는 포크레인이다. 그리고 바퀴로 움직이기 때문에 자동차 전용 도로를 제외한 일반 도로에서도 주행이 가능하다. 08급 휠 포크레인은 앞부분에 아우트리거라는 고정용 다리가 있어서 뒤에 달린 블레이드와 함께 지면에 고정을 해서 작업하면 롤링 현상 없이 작업이 가능하다. 휠 타입 포크레인의 단점인 무게 중심이 높아 전복, 전도의 위험성 또한 줄어든다. 현장에서는 간혹 타이어를 붙여서 궤도와 구분 짓고는 한다.

• 크롤러 포크레인

- 크롤러 포크레인은 바퀴나 무한궤도로는 안정적인 자세를 잡기 힘든 지형인 바위 밭이나 급경사에서 2개 이상의 지지대를 펴 자세를 잡고 작업하기 위한 포크레인이다. 국내에서는 유지보수 측면에서 크게 쓰일 일이 많지 않아 험준한 산지 이외에는 보기 힘들다.

• 전기 포크레인

- 전기 포크레인은 디젤 엔진의 포크레인을 대체할 수 있는 매연과 소음이 없고 유지·운영비도 저렴한 친환경 포크레인이다. 전기 포크레인은 국산화로 수입산 대체 효과도 크다. 국내 진출한 20여 국내외 건설기계 업체 중 양산형 전기 포크레인을 처음 개발한 곳은 국내 건설기계 제작업체인 호룡이다. 독자 기술로 3.6톤급 친환경 전기 포크레인을 개발했다. 특히 배터리, 전동모터, 감속기, 인터버 등 핵심 장치를 전부 국산품으로 완성했다. 전기 포크레인은 매연 등 배출가스를 배출하지 않기 때문에 실내나 도심 작업에 환경 친화형이다. 기존 포크레인은 중유를 연료로 사용하는 디젤엔진을 주동력원으로 한다. 회전과 2개의 구동용으로 각각 유압식 전기모터를 사용했다. 디젤엔진이 이들 3개 모터를 가동하기 위해 발전기 역할을 하는 형태이다. 그러나 전기 포크레인은 애초부터 전동 모터를 주동력으로 2개의 구동용 모터와 회전용 모터로 제작하기 때문에 유압펌프 등 별도의 기계 장치를 갖출 필요가 없다. 이 때문에 기존의 포크레인과 비교해 에너지 효율이 뛰어나다. 매연을 발생하지 않는 것은 물론이다. 배터리는 콤보 방식의 중속충전(14kW)과 완속충전(7kW)이 가능하다. 작업 회전 반경은 77cm로 공간 활용도까지 뛰어나다. 전동화 기반으로 제작돼 최대 200m 떨어진 작업장에서도 원격 조정을 할 수 있다. 오염원, 위험 지역 등 작업 환경에 따른 안전과 편리성을 고려할 수 있다.

초대형 포크레인	휠 포크레인	크롤러 포크레인	전기 포크레인
		파일:크롤러 포크레인.jpg

부속품(장치)

포크레인은 버켓을 떼고 다른 작업 장치를 달 수 있다. 버켓 작업 외에 다양한 작업이 가능한 장점이 있으며, 2000년 이후로 보급된 유압식 커플러로 작업 장치 교환 속도가 획기적으로 빨라지게 되었으며 여러 작업 장치 또한 계속 개발되고 있다. 단순 어태치먼트와 작업 장치를 구분하는 방법은 간단한데, 용접이나 링크 분해 조립 과정을 거치지 않고 장착하는 경우에는 어태치먼트 탈부착으로, 반대로 용접이나 직접적인 분해 조립 과정을 거쳐서 장착하는 경우에는 작업 장치 변경으로 구분되어 구조 변경 검사를 받아야 한다는 차이점이 존재한다.

• 브레이커 : 돌이나 콘크리트, 아스팔트 등 단단한 물질을 파쇄하는 유압식 작업 장치이다. 착암기라고도 불린다. 과거에는 건물 철거에도 많이 사용되었으나, 요즘에는 크라샤(crusher)로 많이 대체된 상태이다. 현장에서는 브레이커나 착암기라는 단어보다 주로 뿌레카(브레이커)라고 칭한다.
• 리퍼 : 연한 암반, 돌부리, 다져진 지반 등을 버켓으로 작업이 안될 시 사용하는 작업 장치이다. 수 공구로 비유하자면 곡괭이 같은 존재이다.
• 쪽버켓 : 보통 버켓이 투스 5개가 있다면, 쪽 버켓은 3개가 달려 있으며 보통 버켓보다 작은 폭을 갖고 있다. 좁은 곳을 팔 때 사용한다.
• 체버켓 : 버켓에 돌을 거를 수 있도록 일정 크기로 격자 모양의 환봉을 때워서 만든 버켓이다. 기존에는 버켓이 닳았을 경우 공업사에서 산소로 버켓 등부분을 불어내고 환봉을 때워 많이 만들었지만, 요즘은 전용 채버켓을 장비 기사들이 구입하는 추세이다.
• 대버켓 : 보통 버켓보다 폭이 넓은 버켓이지만 논란이 많은 작업 장치 중 하나이다. 5종의 작업 장치는 03급 이하 영업용 포크레인에서 기본 세트나 마찬가지로 되어버렸는데, 그 시발점이 대버켓으로부터 시작되었다. 기사들이 경쟁력을 높이려고 하나둘씩 구입하자 기본 세트처럼 굳어져 버렸다. 이것이 문제가 되는 이유는 버켓 용량을 초과하여 장비에 무리를 주기 때문이다. 예를 들면 06급 포크레인를 써야 하는 상황에서도 03 포크레인으로 06급 포크레인과 비슷한 버켓 용량을 갖고 있어서 06급 포크레인을 찾지 않게 되는 현상이 발생한다. 아직도 중장비 기사들 사이에서 논란으로 꼽히며, 06급 이상은 장착하지 않게 서로 약속하고 있다지만 상당수의 06급 포크레인은 대버켓을 가지고 다닌다. 작업용으로 쓰지 않을 때는 여기에 브레이커, 리퍼 등을 수납하기도 한다.
• 지게발 : 보통 팔레트에 담겨 있는 보도블록이나 보강토, 그 밖에 물건 등을 트럭에서 하차할 때 많이 쓰인다. 이 지게발 때문에 지게차 기사들이 일감이 줄었다고 한다.
• 마이티백 : 진동 다짐용 작업 장치로 법면, 사면 등 인공지반을 다질 때 사용한다. 사실상 롤러를 대신하는 것이다.
• 집게 : 콘크리트 등을 파쇄하는 크랴샤라는 집게가 있고, 돌을 운반 및 쌓는 돌집게가 있으며, 목재 등을 쌓거나 운반하는 나무집게도 있고, 폐기물 등을 집는 폐기물 집게가 있다. 용도별로 수많은 종류의 집게가 있다. 크게 분류하자면 회전이 안 되는 유압식 집게도 있고, 회전이 되는 회전 집게로 나뉘게 된다. 또한 유압 없이 작동하는 무유압 집게도 있고, 포크레인에 용접하여 부착하는 코끼리, 호랑이, 딱따구리 등등 메이커별로 부르는 이름이 다른 집게들도 있다. 정식 명칭은 다용도 집게로 표기하며 장착 시 구조 변경 검사 대상이다.
• 틸트로테이터 : 주목받고 있는 차세대 작업 장치이다. 따지자면 링크, 커플러 쪽에 가깝다. 포크레인은 작업대 부분이 상부와 하부가 연결된 축을 중심으로 작업을 한다. 하지만 틸트로테이터는 버켓을 360도 회전할 수 있으며, 좌우 각도도 조절이 가능해서 기존에 할 수 없었던 작업들을 할 수 있다. 하지만 원래 일체형으로 만들어진 암과 버켓 부분을 나누어 틸트로테이터를 부착 후, 그 접합부에 버켓 종류를 달기 때문에 기존보다 담을 수 있는 토사량이라던지 무게량이 현저히 줄어들어, 틸트로테이터로 바꾼 후 원래 감당할 수 있었던 무게도 기계에 무리가 갈 수도 있다. 게다가 틸트로테이터 자체의 내구성도 그다지 좋지 않기 때문에 약 3,000만 원이나 들여 바꾼 로테이터가 고장 나면 수리비도 만만치 않다. 중량을 쳐야 하는 작업장이나 험한 일을 하는 작업장에서는 사용하지 않는 추세이며, 포크레인 하나로 여러 가지 일을 가볍고 세심하게 해야 하는 현장에만 사용하는 추세다. 로테이터를 달았다고 해서 임금을 더 받는 것도 아니고 수리비나 기계 구입 비용을 고스란히 감당해야 하기 때문에 현장에서는 보기 힘들다.
• 렉킹 볼 : 주로 크레인을 이용한 건물 철거 공사 시 사용되는 쇳덩이 구슬이다. 크레인뿐만 아니라 포크레인 커플러나 버킷 갈고리에 매달 수도 있다.
• 면삭기 : 포크레인을 비롯한 스키드로더 등 유압장치를 설치할 수 있는 장비에 부속 장치로 사용하는 유압장치이다. 지하 굴착 작업에서 콘크리트 연속 벽면을 다듬는 유압장치로 주로 사용하며 돌출된 아스팔트 도로 면이나 콘크리트 면을 다듬는 역할을 하기도 한다. 보통 면삭기는 비교적 작은 사이즈가 사용되나 폭이 넓거나 규모가 큰 사이즈는 작업 능률에 따라 적합한 유압장치를 설치해 사용한다. 도로 포장 공사를 하는 곳에서 아스팔트 하나의 차선을 재포장하기 위해 약 10cm 두께로 긁어내는 작업 장치가 면삭기이다. 면삭기의 면 접촉면인 돌출 부분은 특수한 재질의 금속을 사용하여 팁의 마모가 줄어들며 절삭 성능이 좋아진다. 유압장치로 만든 면삭기는 완충장치가 있어 회전하면서 타격하는 충격을 줄여 주는 기능도 있으며 다듬는 면의 재료의 특성에 따라 회전 속도를 조절하여 작업하는 것도 필요하다.

유의사항

• 산업안전보건기준에관한규칙 제196조∼제206조(차량계 건설기계 등)
• 산업안전보건기준에관한규칙 제338조∼제347조(굴착작업 등의 위험방지)
• KOSHA GUIDE C-39-2011 굴착공사 안전작업 지침
• 굴착공사표준안전작업지침(고용노동부고시 제2012-100호)
• 건설기계안전기준에 관한 규칙(국토교통부령 제7호) 2조 제10조∼제12조

사고사례

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• 타세부 사고사례 예제 및 데이터 다운로드 제공
  

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