KR101202000B1

KR101202000B1 - 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법

Info

Publication number: KR101202000B1
Application number: KR1020120084563A
Authority: KR
Inventors: 두준기
Original assignee: 고병우; 두준기
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2032-08-01

Abstract

본 발명은 터널 및 수직구 발파공사의 단일 자유면을 발파할 때 최대진동이 발생하는 확대공의 진동과 소음을 감소시킬 수 있도록 하는 터널 및 수직구 발파공사의 진동제어 발파방법에 관한 것으로, 보조심발공(10), 심발공(20), 심발확대공(30), 확대공(40)을 상기 터널 또는 상기 수직구의 중앙을 기준으로 하여 좌우 대칭을 이루도록 이격되게 천공하는 단계; 상기 보조심발공, 상기 심발공, 상기 심발확대공, 상기 확대공의 내부에 장약을 장전하되, 상기 심발공과 심발확대공을 상부장약(20a,30a)과 하부장약(20b,30b)으로 각각 다단 분할 장전하고, 상기 확대공을 상부장약(40a)과 하부장약(40b)으로 다중 장전하는 단계; 상기 보조심발공(10), 상기 심발공의 상부장약(20a), 심발확대공의 상부장약(30a), 상기 심발공의 하부장약(20b), 심발확대공의 하부장약(30b), 확대공(40)을 순차적으로 발파하는 단계;로 구성된다.

Description

터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법{BLAST METHOD VIBRATION CONTROL OF MULTISTAGE FOR BLAST PERPENDICULAR SHAFT AND TUNNEL}

본 발명은 터널 및 수직구 발파공사의 진동제어 발파방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널 및 수직구 발파공사의 단일 자유면을 발파할 때 최대진동이 발생하는 심발공과 확대공의 진동과 소음을 감소시킬 수 있도록 하는 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법에 관한 것이다.

일반적으로 터널 및 수직구의 암반 굴착 방법은 굴착 면적의 크기, 암반의 상태, 보안 물건과의 거리등에 의해 굴착방법이 결정된다. 이러한 굴착방법의 기술개선은 발파당 단일 굴착장을 극대화 시키기 위한 심발 발파법과 굴착면의 손상을 방지시키기 위한 조절 발파법 그리고 굴착 발파시 발생되는 지반진동과 소음을 제어하는 방법으로 구분되어 진다.

통상적인 터널 굴착 방법은 다음과 같은 3단계로 구분되어 실시되는데, 이를 테면 보조심발공, 심발공, 심발확대공 및 확대공, 주변공, 바닥공등을 일정한 깊이로 천공하는 천공단계와, 상기 천공된 구멍에 폭약과 뇌관을 채워 장전하는 장전단계 및 장전된 뇌관을 결선하여 발파기로 기폭시키는 단계로 이루어진다.

장전된 폭약의 기폭에 사용되는 뇌관들로서는 순발 또는 미리세컨드(M.S), 데시세컨드(D.S)의 지발시차로 기폭되어지는 전기 또는 비전기뇌관을 사용하며, 뇌관의 단차는 20~500㎳시차를 유지하여 39~41 단계로 발파하거나, 전기뇌관의 경우에는 다단 발파기를 이용하고 비전기식 뇌관은 표면지연 뇌관을 이용하여 단계를 더욱 세분하여 발파한다.

그런데 이러한 종래의 발파방법은 장전 방법에 있어 천공된 구멍의 공저에서부터 장전에 필요한 폭약량을 연속적으로 채우고 한 개의 뇌관을 같이 장전하여 뇌관을 기폭시키므로서 단일 뇌관에 의해 폭발되는 폭약량이 많아 발파 진동이 크게 발생되는 문제가 있다. 다시 말해 터널 굴착을 위한 발파가 진행되는 과정에서 중요한 단계는 천공위치에 따라 심발공과 심발확대공이 발파되는 단계와 확대공, 바닥공, 주변공이 순차적으로 발파되는 단계가 있다.

그 중에서 발파 진동이 가장 크게 발생되는 심발공과 심발확대공의 발파단계가 전체적인 발파의 성공 여부를 좌우하는 가장 중요한 요소로써, 이 심발 발파작업시 발생되는 초기 발파 진동이 전체 발파 작업에서 가장 크게 발생되어 공해가 발생한다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위한 기술로 국내등록특허 제10-0294819호가 개시되어 있다.

상기와 같은 종래의 발파방법은 심발공에서 발생되는 진동이 가장 크게 발생되므로 확대공에서 발생하는 발파 진동을 경감시킬 필요가 없었으나, 발파 진동이 가장 크게 발생하는 심발공의 진동을 제어하여 확대공의 발파 진동 보다 더 적게 발생되어지는 국내등록 특허 제10-0294819호는 심발공에서 발생되는 진동이 확대공에서 발생되는 진동 보다 적게 발생되므로 확대공에서 최대진동이 나타나 피해가 발생하고 있는 실정이다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 터널 및 수직구 발파공사의 심발공에 다단으로 장약하여 발파할 때 확대공에서 발생하는 발파 진동을 심발공에서 발생되는 진동의 크기와 비슷하게 제어하여 최대진동의 크기를 33% 이상 감소시킬 수 있도록 하는 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일자유면 터널 또는 수직구의 굴착을 위한 발파방법에 있어서, 보조심발공, 심발공, 심발확대공, 확대공을 상기 터널 또는 상기 수직구의 중앙을 기준으로 하여 좌우 대칭을 이루도록 이격되게 천공하는 단계; 상기 보조심발공, 상기 심발공, 상기 심발확대공, 상기 확대공의 내부에 장약을 장전하되, 상기 심발공과 심발확대공을 상부장약과 하부장약으로 각각 다단 분할 장전하고, 상기 확대공을 상부장약과 하부장약으로 다중 장전하는 단계; 상기 보조심발공, 상기 심발공의 상부장약, 심발확대공의 상부장약, 상기 심발공의 하부장약, 심발확대공의 하부장약, 확대공을 순차적으로 발파하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 장전단계에서 상기 확대공을 공저에서부터 전색 이전 까지의 장약구간에 대하여 공저부분에 폭약을 장전하고, 무장약 공간(막대)을 형성하거나 또는 에스비(SB)폭약을 장전한 후, 상부에 폭약을 장전하여 장약장을 맞추고 전색하는 터널 및 수직구 발파공사의 진동제어 발파방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 장전단계에서 상기 확대공의 상기 무장약 공간은 튜브 또는 막대를 삽입하여 형성하는 터널 및 수직구 발파공사의 진동제어 발파방법을 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법에 의하면, 심발공과 심발확대공을 다단으로 장전하고, 발파를 위한 확대공의 주상장약으로 폭약을 채울 때 중간에 무장약공간을 형성하거나 또는 에스비폭약이나 막대를 채워 상기 폭약을 다중으로 장전하므로, 상기 폭약의 중심부에서 과도하게 발생하는 발파 진동을 심발공의 발파 진동의 크기와 비슷하게 제어할 수 있도록 하여 확대공의 최대진동의 크기를 33% 이상 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법에 적용되는 천공 배치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 확대공에 폭약이 장전된 상태를 나타낸 상세도이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터널 및 수직구 발파공사의 진동제어 발파방법을 상세하게 설명한다.

본 실시 예에 따른 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일자유면 터널(1) 또는 수직구의 굴착을 위하여 보조심발공(10), 심발공(20), 심발확대공(30), 확대공(40)을 상기 터널 또는 상기 수직구의 중앙(C)을 기준으로하여 좌우 대칭을 이루도록 이격되게 천공하는 단계와, 보조심발공(10), 심발공(20), 심발확대공(30), 확대공(40)의 내부에 장약을 장전하되, 심발공(20)과 심발확대공(30)을 다단 장약(역기폭)으로, 확대공을 다중 장약으로 장전하는 단계와, 보조심발공(10), 심발공(20)의 상부장약(20a), 심발확대공(30)의 상부장약(30a), 심발공(20)의 하부장약(20b), 심발확대공(30)의 하부장약(30b), 확대공(40)을 순차적으로 발파하는 단계를 포함한다.

상기 천공단계에서는 바닥공(50) 및 최외곽공(60)을 더 천공하며, 각 천공의 깊이를 다르게 천공한다. 예를 들어 상기 보조 심발공(10)은 터널(1)의 자유면과 60도의 각을 이루고, 깊이를 심발공의 1/2로 형성한다. 또한, 상기 심발공(20)은 보조 심발공(10)의 외측에서 자유면과 60도의 각을 이루도록 형성한다.

또한, 상기 천공단계에서는 각 천공(10, 20, 30, 40, 50, 60)의 직졍을 45mm로 형성한다.

상기 폭약 장전 단계에서는 상기 보조 심발공(10)의 공저에 장약(10a)을 장전하고, 상기 장전된 장약이 공발(공구방향으로 폭발하는 것)하는 것을 방지하도록 상기 보조 심발공(10)을 전색(10b)한다. 이때, 발파 효과가 향상되도록 상기 보조 심발공(10)은 장약(10a)구간을 전색(10b)구간보다 길게 형성한다.

또한, 상기 폭약 장전 단계에서는 상기 심발공(20)의 장약을 다단으로 장전 즉, 상부장약(20a)과 하부장약(20b)으로 장전하고, 상기 상부장약(20a)과 하부장약(20b) 사이와 입구를 전색(20c,20d)한다. 상기 심발공(20)을 장전할 때에도 상부장약(20a)과 하부장약(20b)의 구간을 전색(20c,20d) 구간보다 길게 형성한다.

심발확대공(30)도 상부장약(30a), 하부장약(30b), 전색(30c,30d)으로 이루어진다.

심발공(20)과 심발확대공(30)은 다단 장약으로서 상부장약뇌관과 하부장약뇌관이 2개로 구성된다.

특히, 상기 폭약 장전 단계에서는 상기 확대공(40)의 지발당 장약량을 감소시켜 과도한 파쇄를 방지함으로써, 적정한 파쇄도를 유지할 수 있도록 상부장약(40a)과 하부장약(40b)으로 다중 장전한다.

이와 같이 상기 확대공(40)을 장전할 때 상부장약(40a)과 하부장약(40b)의 다중으로 형성하기 위하여 상부장약(40a)과 하부장약(40b) 사이에 무장약구간을 형성하거나, 또는 에스비(SB) 폭약(40c)이나 막대를 채운다. 그리고 확대공(40)의 단부에는 전색(40d)구간을 형성한다.

이러한, 상기 확대공(40)은 에스비 폭약(40c)이나 막대(또는 무장약구단)으로 인하여 중심부 구간에서 과장약 상태로의 발파를 방지하여 과도한 진동 발생을 억제하고, 일정한 파쇄도를 유지할 수 있다. 즉, 상기 확대공(40)의 지발당장약량을 감소시킴으로 인하여 확대공(40)의 발파진동을 33% 이상 감소할 수 있다.

또한, 상기 확대공(40)을 장전할 때 상부장약(40a)과 하부장약(40b) 구간을 에스비 폭약(40c)구간보다 길게 형성한다.

더하여, 상기 확대공(40)을 장전할 때 상기 무장약 구간의 형성은 상기 확대공(40)에 튜브 또는 막대를 삽입하여 형성한다.

그리고, 상기 확대공(40)의 무장약구간 또는 에스비 폭약(40c)구간의 길이를 조절하여 발파 진동을 다양하게 제어할 수 있다.

발파하는 단계에서는 상기 보조 심발공(10), 상기 심발공(20), 심발확대공(30), 확대공(40)의 장약구간이 다단 내지 다중으로 분할한 상태에서 역기폭으로 순차적인 발파가 진행하는 선 발파를 통해 형성되는 자유면을 형성한 후, 이 자유면을 이용하여 바닥공(50), 최외곽공(60)을 순차적으로 발파한다. 이때, 상기 장약(20a, 30a)구간 중 상부에 위치하는 장약이 먼저 폭발하는 역기폭으로 발파를 진행한다.

아래의 표 1은 상기와 같은 본 발명에 따른 발파방법의 실시 예이다.

상기 표1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 확대공(40)을 무장약(40c)구간 또는 에스비 폭약(40c)을 형성하여 장약(40a,40b)을 다중으로 장전할 경우 종래의 발파 방법과 비교하여 장약(폭약)의 사용량이 감소하였다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 보조심발공 20 : 심발공
30 : 심발확대공 40 : 확대공
50 : 바닥공 60 : 최외곽공

Claims

보조심발공(10), 심발공(20), 심발확대공(30), 확대공(40)을 터널 또는 수직구의 중앙을 기준으로 하여 좌우 대칭을 이루도록 이격되게 천공하는 단계; 상기 보조심발공, 상기 심발공, 상기 심발확대공, 상기 확대공의 내부에 장약을 장전하되, 상기 심발공과 심발확대공을 상부장약(20a,30a)과 하부장약(20b,30b)으로 각각 다단 분할 장전하고, 상기 확대공을 상부장약(40a)과 하부장약(40b)으로 다중 장전하는 단계; 상기 보조심발공(10), 상기 심발공의 상부장약(20a), 심발확대공의 상부장약(30a), 상기 심발공의 하부장약(20b), 심발확대공의 하부장약(30b), 확대공(40)을 순차적으로 발파하는 단계를 포함하며, 상기 확대공은 공저에서부터 전색 이전까지의 장약구간에 대하여 공저부분에 폭약을 장전하고, 무장약 공간을 형성하거나 또는 에스비(SB)폭약을 장전한 후, 폭약을 장전하여 장약장을 맞추고 전색하며, 상기 무장약 공간에 튜브 또는 막대를 삽입하여 무장약 공간을 형성하되,
상기 천공하는 단계에서는 상기 보조 심발공(10)이 터널(1)의 자유면과 60도의 각을 이루고, 상기 보조 심발공의 깊이를 상기 심발공의 1/2로 형성하고, 장약(10a)구간을 전색(10b)구간보다 길게 형성하며,
상기 다중 장전하는 단계에서는 상기 확대공(40)에 상부장약(40a)과 하부장약(40b)으로 다중 장전하는 것을 특징으로 하는 터널 및 수직구 발파공사의 다단장약과 다중장약에 의한 진동제어 발파방법.
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