JP2005083679A - 発破振動・発破音の低減工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発破工法における低周波音の低減効果と保安上の有利性、施工性が改善し、従来の打ち掛け発破に比べバックブレイクや根切れへの影響が少なくすると共に飛び石を未然に防ぎ、安全性を向上すること。
【解決手段】 ベンチ発破後、ベンチ切羽面を覆うように破砕ズリを１列分残して次の発破に備えた発破振動・発破音の低減工法。
【選択図】 図１

Description

この出願の発明は、発破振動・発破音の低減工法に関し、特にベンチ発破に伴う発破振動・発破音の低減工法に関するものである。

従来から、大規模な土砂採取事業やダム・造成工事などにおける岩盤掘削では、経済的かつ効率的であることから一般的に発破工法が良く用いられている（たとえば、非特許文献１および２参照）。

しかし発破工法の施工に際しては発破振動や発破音による周辺環境への影響を十分考慮した計画と施工が求められるものであった。

たとえば、市街地に近接した区域での発破工法を用いた土砂採取事業では、発破振動・発破音による周辺環境への影響を考慮して、発破振動・発破音レベルの管理基準値を設定して、ベンチ発破や盤下げ発破が計画・施工される。

発破振動・発破音レベルの管理基準値を満足できず、周辺区域からの苦情が発生した場合、事業の進捗に大きな影響を及ぼすことになる。このリスクは、事業の成否に係る重要なリスクの一つとなるため、そのため、リスクマネジメントとして発破振動・発破音の計測による情報化施工が重要となる。

発破に伴い発生する発破音の内１００Ｈｚ以下の音は低周波音と言われており、これは、遠距離（数百ｍ〜数ｋｍ）まで伝播し、音圧レベルが１００ｄＢを超えると窓ガラスや戸障子のがたつきを発生させ、特にベンチ発破において、切羽正面方向で顕著になることが多く、この現象によって苦情が発生する場合がある。

従来から、この低周波音に起因する現象は発破施工の現場では良く知られていたが、現場条件等の制約から有効な対策を講じられることは少なかった。また、低周波音の法的な規制値が定められていないため、社会的な認識も通常の騒音問題と比較すると希薄であったといえる。

現場における実際の低周波音の計測結果では、通常ベンチ発破の場合、１ｋｍ離れた計測地点での低周波音の音圧レベルの平均値は９８ｄＢ（平均特性）であった。現状では苦情の発生はないが工事進捗に応じてベンチ標高が下がるに伴い、低周波音が大きくなる可能性が予測された。そのため、今後円滑に土砂供給を進めるためには、周辺区域の人家における窓ガラスや戸障子のがたつき現象が、苦情として発生することを未然に防ぐ必要があった。

上記のように、市街地や重要構造物に近接したところにおける発破工事では、発破工事に伴う発破振動・発破音が問題となる場合には、周辺環境への影響をできる限り軽減することが要求される。このための周辺環境への影響を十分考慮した発破振動・発破音の低減対策が必要不可欠となるものであった。

そこで、発明者らは、発破に伴う低周波音の低減工法開発に取り組むなか、ベンチ面の向きの違いや起爆順番による影響を確認するための多点計測、それに基づく予測式の構築など、これらの知見を現場に反映させてきた。例えば、実際の施工ではベンチ面の向きをできる限り周辺民家に影響の少ない向きに修正するなどしてきた。
「ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ」１９７７，Ｖｏｌ．７Ｎｏ．１，Ｐ２〜１０；「打掛け発破」の項、山口梅太郎、柳瀬昇時 「発破工学ハンドブック」社団法人火薬学会発破専門部会編、共立出版株式会社、Ｐ．２８７〜２８９、「５．８ 打ち掛け発破」

しかしながら、発破箇所の標高が下がり、ベンチ延長も長くなり、ベンチの向きを修正するのみでは、周辺区域への影響を低減できなくなってきた。

そこで、発明者らは、１５ｍベンチ発破の低周波音低減工法として、２列ベンチ発破の発破音は、実際の現場計測結果から、切羽面側である前列１列目から発生する音に大きく左右されることが確認できたため、前列１列目の発破音の低減に着目することにした。

この技術的な課題を解決するために、破砕ズリをベンチ切羽面に１列分残し、切羽全体を残した１列分の破砕ズリで覆うことで、前列１列目の切羽面が直接暴露することの無いようにした発破音を低減する新技術を見出し、実際の施工に適用し、その有効性を実証することができるものであった。

一般に発破音の低減対策は、次の３つに大別できる。
（１）発生源（音源）対策
（２）伝播経路対策
（３）受信源対策
ここで、ベンチ発破における発破音の低減対策としては、上記（２）伝播経路対策、及び（３）受信源での対策は一般的に困難であることから、（１）発生源での対策が非常に重要になる。ベンチ発破での発生源対策は、その発破音の発生機構から考えると起爆による自由面への入射応力を小さくすること、あるいはベンチ面積を小さくして面音源を小さくする方法などがあげられる。対策方法について、所定の現場で適用した場合、（ａ）岩盤からの入射応力削減、（ｂ）面音源の縮小、（ｃ）発破方法の変更及び（ｄ）波動干渉の利用、が挙げられ、それらの具体的な方法として表１に示すような方法が考えられる。

検討の結果、対策方法（ａ）については、制御発破用の爆薬は費用高となるので適当でなく、また穿孔数についても、１発破当たりの爆破量が確保できないので減らすのは好ましくない。方法（ｂ）については、いずれの具体的方法も費用高になるため適用できない。さらに、方法（ｄ）についても費用高となること、また低周波音が波動の干渉作用でどの程度低減できるかが不明であることから適用できないと判断された。

一方、方法（ｃ）に関して、抵抗線の拡大、ベンチ切羽面の向きの変更、打ち掛け発破への変更、多列発破等の観点から、実際的な適用が可能であると判断された。

ベンチ発破における一般的な発生源（音源）対策と現場への適用可否の検討の結果を、表１に示した。

ベンチ発破における発破音の低減対策として、鉱山などでは、盤下げ発破の発破音が一般的に小さいことから、ベンチ発破に於いて低周波音を低減するために、盤下げ発破の延長として打ち掛け発破を使用する場合がある。

以下に、打ち掛け発破の検証について説明する。

図５（ａ）には、打ち掛け発破の概念図を示した。打ち掛け発破は、発破後の破砕ズリ（１６）を置いたまま、次回発破を行う方法であり、盤下げ発破と同じように発破時の思わぬ飛石を防止でき、また、発破音、発破振動を低減することが可能であり、保安上も有利であると言われている。また、この打ち掛け発破は、前回の発破作業に関係なく次回の穿孔作業が終了すれば、装薬し発破が可能となるため、積み込み、運搬など重機械による作業が同時に独立して行えるメリットもあり、作業効率が良くなるとされている。

しかしながら、盤下げ発破の深度を１５ｍに大きくした打ち掛け発破では、次のような問題点が発生した。
（i）発破後の破砕ズリをそのまま全部残すため、実際の最小抵抗線長が大きくなり、図
５（ｂ）に示すように、発破後にバックブレイク（亀裂）が背面１０ｍ程度まで発生し、この亀裂から、次回発破時に爆発ガスが噴出して甲高い発破音が発生する。
（ii）バックブレイクの発生は、発破効果の低減に繋がるため、大塊の発生が多くなり
、追加的に必要な小割作業の負担と費用が増大する。
（iii）亀裂の幅が大きいと、次回の穿孔作業が困難になる場合がある。
（iv）大量の破砕ズリをベンチトォー部分に残すため、ベンチ基盤での根切れが悪くな
り基盤が斜めに上がり修正発破を余儀なくされる。
（v）前回発破のベンチ肩が不明瞭になるため、次回発破の穿孔作業における穿孔位置決めの作業に手間がかかる。

したがって、これらの問題が解決されなければ本格的な現場への適用は困難であることが判明した。

特にバックブレイクが発生する問題は、打ち掛け発破にとって致命的であり、重要な技術課題である。そこで、この現象を考察した。

図６（ａ）は、打ち掛け発破における発破時の岩盤（１１）内部の破壊過程の概念図を示し、ベンチ（Ｂ）１列発破をモデルとしている。図中の点線（１１ａ）は岩盤内部節理である。切羽前面（１５）側には前回発破で破砕した破砕ズリ（１６）が存在するため、前面の抵抗線側（図６（ａ）の矢印Ｆ方向）への移動が制約される。これによって、抵抗線側への岩盤の移動に伴う空気振動に起因する低周波音が低減される。

一方、通常のベンチ発破では切羽（１５）が前方に移動するためエネルギーが、打ち掛け発破では岩盤内部の破砕に使われ、盤打ち発破に近い破砕現象を生じる。したがって、岩盤（１１）は装薬孔（１２）に近い部分は破砕され、遠い部分は衝撃圧を受け引張亀裂を生じる。図６（ａ）に示すように、地表面に多くのバックブレイク（亀裂）を発生させる。この亀裂の発生は、次回発破において、発破ガスが噴出することにより破砕効果を悪くし、亀裂からいわゆる鉄砲音が発生し、発破音が逆に大きくなる場合もある。

このため、このような低周波音の低減のためには、このバックブレイクの現象を解決する必要があった。

なお、従来工法による１５ｍベンチ発破においては、図６（ｂ）に示すように、雷管（１３）は、装薬孔（１２）に充填された爆薬（１４）の頂部に設置されるものであった。

実際の試験施工によってバックブレイクの発生を観察・比較しながら、試験施工によって残すべき破砕ズリ（１６）の最適な形状を試行によって模索した。

この出願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、発破振動・発破音を低減することのできる新規な工法を提供することを課題としており、盤下げ発破の延長にある打ち掛け発破とは全く違う新規な発破工法を提供するものである。

この出願の発明は、前記課題を解決するものとして、第１には、打ち掛け発破後、ベンチ切羽面を覆うように破砕ズリを１列分残して次の発破に備えたことを特徴とする発破振動・発破音の低減工法を提供する。

また、この出願の発明は、第２には、ベンチ発破を、非電気式雷管を孔底起爆するベンチ発破とする方法を、第３には、ベンチ発破を段発発破として施工する方法を、第４には、ベンチ発破を２列千鳥穿孔の段発発破とする方法を、さらに、第５には、破砕ズリの幅をベンチ最小抵抗線と同じ幅として、破砕ズリの高さをベンチ高さの（０．６〜１．０）倍としたことを特徴とする発破振動・発破音の低減工法をも提供する。

以上のとおりのこの出願の発明は、発明者らによる前記バックブレイク現象を解決し、低周波音の低減を図るための詳しい検討に基づいて完成したものである。

図１（ａ）には、本願発明のＦＣＢ工法における１５ｍベンチ発破の形態として、非電気式雷管・孔底起爆の形態をとるものであることを示している。

図１（ｂ）には、本来の打ち掛け発破の概念図を示したが、この打ち掛け発破の工法は、主目的が掘削・積み込み作業と穿孔作業を独立して作業効率を向上、破砕量の確保といったことから発想されており、盤下げ発破に近い形態であるといえる。

一方、発明者らによる試験施工によって得られた最適な破砕ズリの形状を図１（ｃ）に示したが、基本的にはベンチ形状を残している。この出願の発明の工法の主目的が、ベンチ切羽面の移動を抑制し低周波音を低減することであるから、破砕ズリで切羽面を恰も覆うようにして、発破音の発生を小さくしている。したがって、盤下げ発破の延長である打ち掛け発破（発破後破砕ズリを残したまま、その内側に発破を掛けるというのが本来の意味）とは発想、思想を異にするため、この出願の発明の工法について、発明者は独自にＦＣＢ（Ｆａｃｅ−Ｃｏｖｅｒｅｄ−Ｂｌａｓｔｉｎｇ；切羽面の覆い発破）工法と称することにした。

このＦＣＢ工法の概略な作業手順について、図１を用いて説明すると、まず、図１（ａ）に示したように、ベンチ発破は、非電気式雷管（３）を用いた孔底起爆により、さらに図１（ｂ）に示す２列千鳥穿孔（２）の段発発破で行われる。発破後、図１（ｂ）において点線で囲んで示される（６３）の部分、図１（ｃ）の状態が発破後の破砕ズリの形状である。

発破後、図１（ｂ）において先ず（６１）の部分をブルドーザーで整形し、緩んだベンチの肩を明確にする。次に（６２）の部分を積み込み重機械で掘削し重ダンプに積み込む。その結果、（６３）の部分の残余破砕ズリを、切羽面（５）を覆うような形状で残すことができる。この覆われた切羽面（５）は次の発破時にその移動が抑制されることで、低周波音の低減が可能となる。また、この形状によって、バックブレイクの発生も抑制できる。

上記この出願の発明においては、後述の実施の形態の説明からも明らかなように、低周波音の低減効果と保安上の有利性、施工性、経済性が改善され、発破後の最初の破砕ズリを1列分残したまま次を発破するため、発破ズリの防音壁効果により、発破音が低減でき、1列分だけの発破ズリを残すため、従来の打掛け発破に比べバックブレイクや根切れへの影響が少なくすることができ、発破ズリによって飛び石を未然に防ぐことができるため、安全性を向上することができる。

また、この出願の発明は、発破箇所の標高が下がり、ベンチ延長も長くなった場合でも、発破音で特に低周波音を低減することができる。

この出願の発明による効果は、次のようにまとめることができる。

第１の発明によれば、従来の１５ｍベンチ発破では、発生源での低周波音の低減は難しかったが、ＦＣＢ工法によって、コストは変らず低周波音の低減が可能であって、低周波音レベルは１０００ｍ地点での平均値で約２．３ｄＢの低減効果が確認された。音圧波形の最大振幅では、従来のベンチ発破に比較して１／３まで小さくできる。

また、ベンチ前面からの飛石が防止できるので、安全性が向上する。

第２の発明によれば、非電気式雷管により孔底起爆が可能となり、サブドリリング長を短くすることができ、このため、施工能率が向上し、斉発薬量を小さくすることができるため、発破コストを低減できる。

非電気式雷管を用いた孔底起爆によるため、サブドリリング無しでも施工ができる。また、非電気式雷管により、雷や迷走電流に対する安全性が高く、気象の変動に対する工程への影響が少なく、気象の変化などによる雷発生時の安全性が確保される。

孔底起爆により、ベンチの根切れがよく、振動Ｋ値が小さくなり、同じ斉発薬量でも振動を低減できる。
非電気式雷管であるため、第３の発明によれば、段発発破における段数に制限がないため、ベンチ延長に合わせて最適な孔数が決定でき、斉発薬量を小さくできるため、経済性が向上し、発破振動・発破音が低減できる。

起爆秒時間隔の精度が良いため、波の重畳による発破振動の低減効果が向上する。

発破孔数に制約がないため、一発破による破砕量の確保・安定供給が可能となり、経済性が向上する。

そして、第４の発明によれば、2列千鳥穿孔の段発発破の採用によれば、2列穿孔することで、ＦＣＢ工法を適用しても1発当りの破砕量（1列分）を確保することができ、千鳥穿孔にすることで、正方穿孔と比較して薬量に対する破砕量が大きく、効率的となり、段発発破（1列づつ順番に時間差をつける発破）にすることで、瞬発発破（全孔を同時に発破）に比べて、斉発薬量を小さくできるため、発破振動・発破音を小さく抑制することができる。また、地盤振動レベルについて、ベンチ前面では従来のベンチ発破と比較して変化はないが、背面での振動は大きくなるため、背面での振動には注意を要する。

孔底起爆によること、補助のブルドーザーが必要であること、また積み込み重機はホイルローダまたはバックホーでも可能であり、第５の発明により、前ズリのかぶりが小さくなったことにより問題なくベンチ面のレベルは保たれ、根切れについて解決が可能とる。

この出願の発明は、前述のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。

発破計画では発破振動・発破音に関して、一定の管理基準値をそれぞれ設定し、発破振動・発破音の予測に基づき最適な発破設計による発破工法が選定される。

しかし、実際の施工では、大規模な岩盤掘削の場合、発破箇所が広範に位置し施工進捗に応じて地形・地質・地盤等の条件が変化するため、計測に基づく発破計画の見直しが必要不可欠となる。

発破情報化施工システムでは、精密計測機器とハンディ−ＧＰＳを用いた計測・モニタリングによる発破振動・発破音のデータを波形解析し、最適なパラメーターを設定できるように独自に開発した予測プログラムを用いて発破設計を見直し、施工へ反映させることができる。

ＦＣＢ工法における標準施工断面決定については、図１（ｃ）に示すように、断面を決める因子を次のように定義する。

Ｈ１：ベンチ高さ、Ｈ２：破砕ズリ高さ
Ｂ１：破砕後のズリ幅、Ｂ２：最小抵抗線、Ｂ３：孔間隔
これによって、各因子の寸法は、次によって求めることができる。

Ｈ１、Ｂ２、Ｂ３はランゲフォース式などによって求めることができる。

また、Ｈ２、Ｂ１は次の式によって求めることができる。

Ｈ２＝（０．６〜１．０）Ｈ１・・・・（式１）
Ｂ１＝Ｂ２・・・・・・・・・・・・・（式２）
但し、Ｈ１の係数は、バックブレイクの発生のないように試験発破によって確認して定める。

以下、この出願の発明について、図面を用いてさらに詳細に説明する。

このＦＣＢ工法の概略な作業手順について、図１を用いて再度説明する。図１（ａ）は１５ｍベンチ発破（非電気式雷管・孔底起爆）の例を示し、図１（ｂ）に示す装薬孔（２）は２列千鳥状に穿孔され、装薬孔（２）にはその孔底に非電気式雷管（３）を装填して爆薬（４）が装薬される。ベンチ発破は、非電気式雷管を用いた孔底起爆による２列千鳥穿孔の段発発破で行われる。初回の発破後、図１（ｂ）の点々で示される部分（６）全体が発破後の破砕ズリの形状である。

発破後、図１（ｂ）において、先ず（６１）の高さ調整部分を除去する。その際、Ｈ１：ベンチ高さ、Ｈ２：破砕ズリ高さとして、Ｈ２＝（０．６〜１．０）Ｈ１（式１）を満足する高さとなるようにブルドーザーで整形し、緩んだベンチの肩を明確にする。次に（６２）のズリ幅調整部分を除去する。その際、Ｂ１：破砕後のズリ幅、Ｂ２：最小抵抗線として、Ｂ１＝Ｂ２（式２）を満足するように、積み込み重機械で掘削し重ダンプに積み込む。その結果、（６３）の部分を、残余破砕ズリ（６３）として、切羽面（５）を覆うような形状で残すことができる。この場合、岩盤（１）の表面には次回の発破に必要な、１５ｍベンチ発破（非電気式雷管・孔底起爆）のための非電気式雷管を用いた孔底起爆用の２列千鳥穿孔が穿設される。この穿孔作業は、ブルドーザーによる整形作業、積み込み重機械による掘削及び重ダンプへの積み込む作業中又は作業後に実施することができる。

したがって、ＦＣＢ工法における発破においては、図１（ｃ）に示すように、ベンチ切羽面を覆うように破砕ズリを１列分残して次の発破に備えられている。

そこで、低周波音の低減効果を検証するため、ＦＣＢ工法と通常ベンチ発破の場合における各低周波音の比較を行った。

図２（ａ）に、現場内及び現場外で計測した低周波音圧レベル（周波数特性ＦＬＡＴ、動特性ＳＬＯＷ）と距離Ｄの計測結果を示す。

これによれば、ベンチ発破箇所から場外近隣区域までの距離は数百ｍ以上のケースがほとんどである。したがって、距離Ｄ＞５００ｍの範囲に着目した。多少のバラツキがあるものの、概ねＦＣＢ工法（●印）が通常ベンチ発破（×印）と比べて音圧レベルが地位小さくなっていることが確認できた。

一方、距離Ｄ＞１０００ｍの遠距離では、この傾向が顕著に現れる。両方のデータの平均値を比較すると、通常ベンチ発破が９７．２ｄＢであるのに対しＦＣＢ工法では９４．９ｄＢと約２．３ｄＢ小さくなっており、ＦＣＢ工法により低周波音の低減に有効であることが確認できた。また、通常ベンチ発破に比べＦＣＢ工法ではデータのバラツキが小さくなっており、前回発破による破砕ズリを全て除去する通常のベンチ発破に比べて、破砕ズリを重機械で整形して切羽形状を管理するＦＣＢ工法のほうが、低周波音の制御がし易く確実性があるといえる。

図３には、通常ベンチ発破とＦＣＢ工法の距離が近距離（それぞれ３２９ｍ、３１４ｍ）の場合の音圧波形及び周波数分析（ＦＦＴ）結果の比較が示される。
図３（ａ）から音波波形を見ると、ＦＣＢ工法が通常ベンチ発破に比べて音圧が約1／３と小さく、周波数の低い音圧波形を示している。また、図３（ｂ）から周波数分析結果では、両者とも５Ｈｚ未満のスペクトルが卓越しているが、ＦＣＢ工法ではこの傾向が顕著であり、１０Ｈｚ未満の振幅スペクトルは通常ベンチ発破に比べて５Ｈｚ未満に比べて非常に小さい。

一方、図４には、通常ベンチ発破とＦＣＢ工法の距離が遠距離（それぞれ１１９２ｍ、１１９３ｍ）の場合の音圧波形及び周波数分析（ＦＦＴ）結果の比較が示される。図４（ａ）から音波波形を見ると、ＦＣＢ工法が通常ベンチ発破に比べて約1／３と音圧が小さくなっていることが判る。図４（ｂ）による周波数分析結果では、ＦＣＢ工法は通常ベンチ発破に比べて２０Ｈｚ未満の振幅スペクトルはベンチ発破に比べて小さく、１０Ｈｚ以上のスペクトルはほとんど見られない。

低周波音の制御では、一般に２０Ｈｚ未満の超低周波音の低減が、窓ガラスや
戸障子のがたつきの抑制に有効であるといわれている。一方、人の可聴域２０Ｈｚ以上での低減も重要となる。例えば、鉄砲音の発生は人をびっくりさせ苦情の要因となる場合もある。

以上、今回の低周波音計測では、１００Ｈｚ未満の低周波音の低減効果が確認できた。また、ＦＣＢ工法による発破音の低減効果は、明らかに実感できるほど小さく感じられた。

また、周辺区域での発破振動レベルについて、自主管理基準値５５ｄＢを満足しており、ＦＣＢ工法と通常ベンチ発破での振動の平均Ｋ値は、図２（ｂ）に示す計測結果から２１で同じであることが確認できた。

振動Ｋ値は、段発発破の起爆順番や起爆時差などの影響や地盤の特性に左右される。２００１年７月から２００２年７月の計測データを用いて、発破工法別の振動Ｋ値をプロットし、図２（ｂ）に示す。ここで、この振動Ｋ値が大きいと振動は大きくなる。

この図２（ｂ）から、盤打ち発破では振動Ｋ値のバラツキが大きく平均値も大きいことが判る。一方、ベンチ発破及びＦＣＢ発破では、バラツキが小さく平均値も盤打ち発破と比較する小さい。盤打ち発破は指向性による影響もあると考えられるが、ベンチ発破やＦＣＢ発破に比べてＫ値が大きくなる傾向があり、振動低減には不利であるといえる。各工法別の振動Ｋ値の平均値は、次の通りであった。

ベンチ発破：Ｋ_AVE＝２１
ＦＣＢ発破：Ｋ_AVE＝２１
盤打ち発破：Ｋ_AVE＝３２
以上のように、通常のベンチ発破とＦＣＢ発破を比較して振動Ｋ値に差はなく、したがって、ＦＣＢ発破により振動レベルは大きくなっていないことが確認できた。通常ベンチ発破とＦＣＢ発破について、その前面と背面における振動Ｋ値を比較するため、同じベンチ発破に対して前面と背面で同時に計測し、各振動Ｋ値の比較を行った。ベンチ発破の前面と背面における振動Ｋ値を表２に示す。

上記表２において、４ケースのうち３ケースにおいて、前面の振動Ｋ値が背面の振動Ｋ値より大きく平均値で９の差があった。

一方、ＦＣＢ発破の前面と背面における振動Ｋ値が表３に示される。

表３において、ＦＣＢ発破では、全てのケースで背面の振動Ｋ値が前面の振動Ｋ値より大きく、ベンチ発破との平均値の差は８であった。２００２年８月２日３回目の背面振動Ｋ値８８は異常値ともいえるが、これを除いた平均値差が３６となり、前面に比べ１５も大きくなっている。

通常のベンチ発破では、ベンチ前面が完全に自由面となっているため、切羽が前面に動きやすいのに対し、ＦＣＢ発破では切羽前面が拘束されているため、背面の振動Ｋ値が大きくなる傾向が顕著となる。これが、大きくなるとバックブレイクの発生の主原因となるため注意が必要である。

以上によって、打ち掛け発破においてベンチ面の背面に多発していたバックブレイクによる亀裂は、ＦＣＢ工法では解決された。

また根切れについては、前ズリのかぶりが小さくなったことにより、ベンチの高さを水平に保ち且つベンチ上面の高さも水平に保ち、問題なくベンチ面のレベルは保たれた。但し、ＦＣＢ工法では、孔底起爆によること、補助のブルドーザーが必要であることが施工条件となる。また積み込み重機は大型のホイルローダまたはバックホーで施工可能である。

ベンチ面の水平が重要な理由は、発破による破砕効果が悪くなると、ベンチ高さを得る基準底面となるベンチ面が少し高くなり、根切れが悪くなって、結果ベンチ高さが小さくなり、当初の設計と変ってくるため、薬量の変更など支障をきたすことになる。したがって、ベンチ面の水平レベルを保つことは、発破施工において重要な管理項目の一つにあげられる。もしも根切れが悪くなると、その部分だけ別工程で追加発破を施す必要があるため、施工に甚大な支障をきたすことになる。

なお、打ち掛け発破では、2列以上による発破が行われる場合もあるが、現場での実証試験の結果から、２列以上では、バックブレイクが大きくなる可能性があること、これによって、発破振動・発破音が大きくなることが懸念されるので、2列が最適と考えられる。

コスト面から比較検討してみると、従来の１５ｍベンチ発破によるトータルコストを比較すると、重機械コストについて、掘削・積み込み等のコストは重機械編成を変えることなく施工できるため変らない。但し、補助ブルドーザーの作業工数が若干大きくなるが、十分同じ作業時間内で施工可能でありコストは変らない。

一方、発破コストは、従来の１５ｍベンチ発破では約２〜２．５ｍ程度のサブドリリング（穿孔余長）が必要となるが、孔底起爆の実現によって、サブドリリングが０〜０．５ｍ程度に削減できる。そのため、削孔機械コスト、火薬材料コストが低減できるメリットがある。また、掘削・積立作業と穿孔作業が同時に可能となり工期を短縮でき、経費を低減できる。

以上から、この発明によれば、低周波音の低減効果と保安上の有利性、施工性、経済性が改善され、発破後の最初の破砕ズリを1列分残したまま次を発破するため、発破ズリの防音壁効果により、発破音が低減でき、1列分だけの発破ズリを残すため、従来の打掛け発破に比べバックブレイクや根切れへの影響が少なくすることができ、発破ズリによって飛び石を未然に防ぐことができるため、安全性を向上することができる。

また、この出願の発明は、発破箇所の標高が下がり、ベンチ延長も長くなった場合でも、発破音で特に低周波音を低減することができる。

本願発明のＦＣＢ工法の工程を示す図であり、（ａ）は１５ｍベンチ発破（非電気式雷管・孔底起爆）の形態を示す図であり、（ｂ）は打ち掛け発破の概念図を示すと共に、除去される地盤との関係を示す図であり、（ｃ）は試験施工によって得られた最適な破砕ズリの形状と、その寸法要因を符号で示した図である。 本願発明のＦＣＢ工法による効果を表わす図面で、（ａ）は通常ベンチ発破との低周波音圧レベルの比較を、（ｂ）は発破工法別の振動Ｋ値の比較を示す図である。 本願発明のＦＣＢ工法による近距離における音圧波形と周波数分析結果の比較を表わす図であり、（ａ）は通常ベンチ発破との音圧波形比較を、（ｂ）は盤打ち発破、通常ベンチ発破との周波数分析結果の比較をそれぞれ示す。 本願発明のＦＣＢ工法による遠距離における音圧波形と周波数分析結果の比較を表わす図であり、（ａ）は通常ベンチ発破との音圧波形比較を、（ｂ）は盤打ち発破、通常ベンチ発破との周波数分析結果の比較をそれぞれ示す。 従来工法としての打ち掛け発破を示す図で、（ａ）はその打ち掛け発破の概念図を示し、ｂ）は打ち掛け発破（１５ｍベンチ発破）によるバックブレイク（亀裂）発生状況を示す図である。 従来工法としての打ち掛け発破を示す図で、（ａ）は打ち掛け発破における発破時の岩盤内部の破壊過程を示す概念図であり、（ｂ）は従来工法になる１５ｍベンチ発破を示す図である。

符号の説明

１ 岩盤
２ 装薬孔
３ 雷管
４ 爆薬
５ 切羽前面側
６ 破砕ズリ
６１ 高さ調整部分
６２ ズリ幅調整部分
６３ 残余破砕ズリ
１１ 岩盤
１２ 装薬孔
１３ 雷管
１４ 爆薬
１５ 切羽前面側
１６ 破砕ズリ

Claims (5)

1. ベンチ発破後、ベンチ切羽面を覆うように破砕ズリを１列分残して次の発破に備えたことを特徴とする発破振動・発破音の低減工法。
2. 請求項１において、ベンチ発破が、非電気式雷管を孔底起爆するベンチ発破であることを特徴とする発破振動・発破音の低減工法。
3. 請求項２において、ベンチ発破を、段発発破として施工することを特徴とする発破振動・発破音の低減工法。
4. 請求項３において、ベンチ発破は、２列千鳥穿孔の段発発破であることを特徴とする発破振動・発破音の低減工法。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、破砕ズリの幅をベンチ最小抵抗線と同じ幅とし、破砕ズリの高さをベンチ高さの（０．６〜１．０） 倍としたことを特徴とする発破振動・発破音の低減工法。