JP5335120B2 - 爆圧誘導制御装置 - Google Patents

Description

本発明はトンネルの最外郭孔や都心の近接構造物が位置した場所の道路面、壁面などの発破作業の時、爆圧誘導制御装置を利用して爆圧が発破予定線を超えないで、発破領域のみに制限的に伝達されるように爆圧の伝達経路を制御して、さらに滑らかで美麗な発破面を確保し、過大掘りを防止し、且つ震動と騷音を最小化する革新的な発破技術に関する。

一般に、建設及び土木工事は国家の基幹産業で、産業が発達するにつれて、工事の規模や回数が増加し、このような建設及び土木工事を行うための基礎工事として発破作業は各種工事現場（道路建設、トンネル、都心の近接構造物が位置した場所など）で最も頻繁に行われる作業の一つである。

前記発破作業は岩盤を取り除くための作業で、これを最も簡単に取り除くことができる方法としては普遍的に爆薬を利用し、前記爆薬は購入が容易で、且つ運用が便利な長所がある。

周知のように、一般的な発破工法は、円形の発破孔を穿孔して中央に爆薬を装填して発破する方式で、発破孔の孔壁全体に均一な爆圧を加えることで、特に、トンネルの施工の時、トンネル断面が滑らかでなく凸凹で、発破震動及び騷音が強くて、爆圧がトンネルの発破予定線を越えてさらに掘削されながら過大掘りが発生される問題点がある。

従って、このような問題点を解消するためには爆圧を制御することが非常に重要で、現在までこのような爆圧を制御する方法として、自由面の位置と孔間隔を適切に調節する方法、デカップリング装薬方法などが提案されているが、これらは費用が高く、制御効果があまり大きくないという短所がある実情である。

特に、前記デカップリング装薬方法は最も普遍的に多く使っている精密爆薬を利用した発破方法で、発破孔の中央に設置された爆薬と前記発破孔の孔壁との間に空気層を形成することによって、前記発破孔の孔壁全体に均一に作用する爆薬の衝撃効果が全体的に減少しながら、破壊範囲が減少される現象を利用して発破予定線に沿って割れ目が発生するようにしている。

しかし、この場合爆薬の全体的な衝撃効果が減少されるにつれて、前記発破予定線の内側方向（発破領域）にはむしろ爆圧が不足して、過小掘りが発生する問題点があり、既存の発破方法に比べて、過大掘りの発生領域が若干減る程度の微細な効果を提供することに過ぎない実情である。

本発明は従来の技術による発破工法が内包している諸問題点を積極的に解消するためのもので、爆薬の長手方向に沿って一方のみを部分的に包んで爆圧遮断カバーに爆薬を装填した後、前記爆圧遮断カバーが発破予定線を向けるように発破孔に挿入して、発破作業の時、前記爆圧遮断カバーによって、発破予定線方向には爆圧が伝達されないながらも、前記発破予定線の他側方向である発破領域のみに爆圧が伝達されるように爆圧の伝達経路を自由に制御することができる爆圧誘導制御装置を提供することを発明の解決課題とする。

本発明は前記課題を解決するための手段で、円形断面状を有する爆圧遮断カバーの一側に部分的に開放された爆圧誘導路を形成し、前記爆圧誘導路の内側には爆薬装填部を形成し、前記爆圧遮断カバーの内面に二重壁及び三重壁を連続的に一体に形成する一方、前記二重壁は長手方向の一側に外側へ突出された結合突起を形成し、他側には結合溝を形成させたカバー組立手段を備えることによって、前記爆圧遮断カバーを爆薬の数に合わせて組み立てて連結して用いることができる爆圧誘導制御装置の技術を提供する。

本発明によれば、爆薬の一方のみを部分的に包む爆圧遮断カバーが発破予定線を向けるように発破孔に配置されることによって、発破作業の時、前記爆圧遮断カバーは爆圧が発破予定線に伝達されることを遮断し、爆圧は前記発破予定線を超えないで前記発破予定線の内側方向である発破領域のみに制限的に伝達することで、前記発破予定線に沿って発破面が正確に形成され、前記発破面はより滑らかで美麗になるとともに、過大掘りを効果的に防止しながらも、震動と騷音を最小化して工事品質を画期的に向上させる効果を奏する。

また、一般の廉価の爆薬を前記爆圧遮断カバーに装填して簡便に使用することによって、既存に使っていた高価の精密爆薬を取り替えることができて、発破費用を大幅に節減しながらも発破効率は増大されて、経済的な波及効果が非常に大きい有用な効果を奏する。

本発明の一実施形態による爆圧誘導装置がトンネルの発破作業の時発破孔に設置された状態の縦断面図である。 本発明の図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の爆圧遮断カバーの正面図である。 本発明の爆圧遮断カバーの分離状態斜視図である。 本発明の爆圧遮断カバーに爆薬が装填される状態の平面図である。 本発明の爆薬が装填された爆薬遮断カバーが発破孔に設置された拡大断面図である。 本発明の爆圧遮断カバーが相互連結して組み立てられる状態の拡大断面図である。 本発明の他の実施形態による爆圧誘導制御装置の平断面図である。 本発明また他の実施形態による爆圧誘導制御装置の平断面図である。 本発明による発破工法を順次に示すブロック図である。

本発明が解決すべき課題の解決手段をより具体的に具現するための好ましい実施形態について説明する。

本発明の好ましい実施形態による爆圧誘導制御装置を利用した発破工法を概略的に説明すると、爆圧誘導路１１１が形成された複数の爆圧遮断カバー１１０にそれぞれ爆薬１を装填した後、連結バンド１１５で爆薬１を包んで固定する爆薬装填段階Ｓ１０と；前記複数の爆圧遮断カバー１１０を長手方向に連結して組み立てるカバー組み立て段階Ｓ２０と；前記連結して組み立てられた複数の爆圧遮断カバー１１０が発破予定線４を向けるように発破孔２に挿入するカバー設置段階Ｓ３０と；前記発破孔２に填塞物７を充填する填塞物充填段階Ｓ４０と；前記雷管脚線５を発破母線と一体に連結した後、爆薬１を発破する雷管脚線連結及び発破段階Ｓ５０とを含む。

以下、前記概略的な段階からなる本発明を容易に実施するようにそれぞれの段階別に詳しく説明する。

（１）爆薬装填段階（Ｓ１０）
まず、本発明は長手方向に沿って一側に爆圧誘導路１１１が形成された複数の爆圧遮断カバー１１０にそれぞれ爆薬１を装填する。

即ち、前記爆薬１を、図５のように、爆圧遮断カバー１１０の内側に形成された爆薬装填部１１２に押し入れながら装填した後、連結バンド１１５で前記爆薬１を包みながら流動が発生しないように堅固に固定する。

この時、前記爆圧遮断カバー１１０は、一側に爆圧誘導路１１１が開放して形成されることによって、前記爆圧誘導路１１１を基点に、図５のように、両端部が図面において上下に自由に流動することができるテンションを確保し、それによって、爆薬１の大きさや形態及び種類に関係なく、多様な爆薬１をさらに順調に装填することができるという効果を奏する。

また、前記爆圧遮断カバー１１０は、爆薬１と同じ長さに形成されることによって、一つの爆圧遮断カバー１１０には一つの爆薬１を装填することができ、前記爆薬１の使用量に合わせて対応する数だけ爆圧遮断カバー１１０を使用すれば良い。

（２）カバーの組み立て段階（Ｓ２０）
前記爆薬１が１：１の割合で装填された複数の爆圧遮断カバー１１０は、相互一体性を維持することができるように、前記爆圧遮断カバー１１０の長手方向の一側に形成された結合突起１４１を、図７のように、他の爆圧遮断カバー１１０に形成された結合溝１４２に挿入する方法で前記爆薬１が装填された爆圧遮断カバー１１０を連続的に一体化に連結することができる。

従って、前記爆圧遮断カバー１１０は相互一体性を維持するとともに、爆薬１の場合にも長手方向に一体に連結された状態を維持することによって、何れか一つの爆薬１に雷管を連結して発破しても爆薬１が全体的に一緒に爆破されることができる。

（３）カバー設置段階（Ｓ３０）
前記爆圧遮断カバー１１０の連結組み立てが完了されると、何れか一つの爆薬１と連結された雷管脚線５を発破孔２の外部に露出させた状態で、前記連結して組み立てられた複数の爆圧遮断カバー１１０を発破孔２に挿入する。

この時、特に、図１のように、トンネル３の発破作業の時、爆圧が発破予定線４を超えないで前記発破予定線４の内側のみに制限的に伝達されるように制御するためには、必ず前記爆圧遮断カバー１１０が発破予定線４を向けるように発破孔２に挿入されなければならない。

即ち、前記爆圧遮断カバー１１０は、図６のように、発破予定線４を向けるように配置した時、前記爆圧遮断カバー１１０を挟んで発破予定線４と爆薬１とは相互隔離された状態を維持し、それによって、発破作業の時、前記爆圧遮断カバー１１０は爆圧が発破予定線４を超えないように防止して、正確に発破予定線４に沿ってさらに滑らかで、美麗な発破面を形成し、過大掘りの発生を効率的に防止するとともに、震動と騷音を減少することができる。

また、爆圧は前記爆圧遮断カバー１１０に形成された爆圧誘導路１１１を通じて所望の発破領域に順調に集中誘導されることによって過大掘りが発生しない効果を奏する。

同時に、前記爆圧遮断カバー１１０の外周面に形成された緩衝突起１１３は、発破の時、発破孔２の孔壁にぶつかる時緩衝作用をすることによって、爆圧が発破予定線４に伝達されることをさらに効率的に遮断する。

一方、前記雷管脚線５の前端に連結される通常の雷管は、前記連結して組み立てられた複数の爆圧遮断カバー１１０の真中に位置する爆圧遮断カバー１１０に装填された爆薬１と一体に連結した状態で、前記雷管脚線５を爆圧遮断カバー１１０の内面と爆薬１との間に発生する隙間６に沿って外部に長く露出されるようにすることによって、爆圧遮断カバー１１０の設置作業の時、前記雷管脚線５を発破孔２の外部に便利に露出させることができる。

（４）填塞物充填段階（Ｓ４０）
前記爆薬１が装填された爆圧遮断カバー１１０の設置が完了された後には、爆薬１が密閉効果によって十分な威力を発揮し、同時に騷音及び飛散を防止することができるように、前記発破孔２に砂や粘土などの填塞物７を充填する。

（５）雷管脚線結束及び発破段階（Ｓ５０）
前記填塞物７の充填が完了されると、発破孔２で外部に露出された雷管脚線５を発破母線と電気的に一体化に連結する。

また、前記発破母線と連結された発破操作機を利用して遠く離れた場所で雷管に電気を供給して爆薬１を発破する。

一方、以下では本発明の発破工法に適用される爆圧誘導制御装置１００の技術構成に対して説明する。

まず、本発明の爆圧誘導制御装置１００は、図３〜図７のように、一側に形成された爆圧誘導路１１１の内側に爆薬装填部１１２が形成された複数の爆圧遮断カバー１１０と；前記爆圧遮断カバー１１０の内側に連続的に曲面状に一体化に形成される二重壁１２０及び三重壁１３０と；前記複数の爆圧遮断カバー１１０を長手方向に一体化に連結して組み立てることができるようにするカバー組立手段１４０との有機的な結合構成からなる。

このような爆圧遮断カバー１１０は爆薬１を１：１の割合で装填することができるように、通常の爆薬１と同じ長さで形成され、前記爆薬１を部分的に包むことができるように円形断面状に製作され、長手方向に沿って一側が部分的に開放された爆圧誘導路１１１が形成され、前記爆圧誘導路１１１の内側には爆薬１を装填することができる爆薬装填部１１２が形成される。

この時、前記爆圧遮断カバー１１０の外周面には複数の緩衝突起１１３が等間隔で突出して形成されることによって、発破の時、前記爆圧遮断カバー１１０が発破孔２の孔壁にぶつかる時緩衝作用をして爆圧が発破予定線４方に伝達されることを遮断する効果がさらに増加される。

また、前記爆圧遮断カバー１１０は内側に連続的に二重壁１２０及び三重壁１３０が曲面状に一体化に形成されることによって、爆圧が発破予定線４方向に伝達されることを二重、三重に遮断し、同時に前記爆圧誘導路１１１の方向にさらに集中して伝達するように爆圧の伝達経路を制御することができる。

同時に、前記二重壁１２０及び三重壁１３０の外周面には、図６のように、複数の緩衝突起１２３、１３３が等間隔で形成されることによって、発破の時緩衝作用をし、前記緩衝突起１２３、１３３の各間にはエア層１２５、１３５が形成されることによって、発破作業の時、エアバッグの役割を果たしながら、衝撃を吸収して爆圧が望ましくない方向、即ち、発破予定線４の方に伝達されることをさらに効率的に遮断する。

一方、前記複数の爆圧遮断カバー１１０を長手方向に一体化に連結して組み立てることができるようにするカバー組立手段１４０は、前記二重壁１２０の長手方向の一側に、図７のように、結合突起１４１が外側へ延長して一体に突出して形成され、前記二重壁１２０の他側には結合溝１４２が内側へ凹まれて形成される構成からなり、それによって、前記結合突起１４１を他の爆圧遮断カバー１１０の結合溝１４２に挿入する方法で、迅速且つ簡便に爆圧遮断カバー１１０を爆薬１の使用量によって複数を選択的に連結して組み立てて使うことができる。

ここで、前記結合突起１４１の内側面の前端には傾斜面１４３を有するロック１４４がさらに突出して形成され、前記ロック１４４は結合溝１４２と連結された状態で三重壁１３０を貫通して形成されたロッキング孔１４５に嵌合されて、ロッキングを設定してさらに一体化された堅固な連結組み立て状態を維持することができる。

また、前記爆圧遮断カバー１１０の外周面の一側には爆薬１を包んで固定する連結バンド１１５の一側が一体に固定され、前記連結バンド１１５の他側には接着剤が塗布され、この接着剤の塗布面に離型紙１１６が付着される。

従って、前記爆薬１を爆圧遮断カバー１１０に１：１の割合で装填した後、前記連結バンド１１５を利用して、爆薬１を包んだ状態で離型紙１１６を剥離して爆薬遮断カバー１１０の外周面に付着すれば前記爆薬１が爆圧遮断カバー１１０から分離しないで一体化された堅固な装填状態を維持することができる。

このように、前記爆圧遮断カバー１１０にそれぞれ爆薬１を装填した後には、複数の爆圧遮断カバー１１０を長手方向に連結して組み立て、この時、必ずまず爆薬１の装填作業を行い、その次に爆圧遮断カバー１１０の組み立て作業を行うことに限定されないで、これら作業の順序を異なるようにして実施しても構わないので、これら順序を異なるようにするだけで、本発明の範疇を逸脱することができない。

また、本発明は前記連結して組み立てられた複数の爆圧遮断カバー１１０を発破孔２に挿入するにおいて、爆圧遮断カバー１１０が、図６のように、発破予定線４を向けるように挿入しなければならない。

即ち、前記爆圧遮断カバー１１０が発破予定線４を向けるように配置されてこそ、爆薬１の発破の時、前記爆圧遮断カバー１１０は爆圧が発破予定線４に伝達されないように遮断する役割を果たし、それによって、非常に滑らかな発破面を得ることができるとともに、過大掘りを効果的に防止して工事品質を画期的に向上し、震動と騷音を最小化する効果を奏する。

これと同時に、爆圧は部分的に開放して形成された爆圧誘導路１１１の方に順調に誘導されることによって、実際発破しようとする発破領域である発破予定線４の内側方向に大部分の爆圧が伝達されて、発破領域には過大掘りが発生しないで、完璧な発破が行われる特別な効果を提供する。

このような本発明の爆圧誘導制御装置１００ａは、図８のような他の実施例の形態で実施可能であり、爆圧遮断カバー１１０の構成は同一であるが、爆薬１が１：１の割合で装填されないで、一度に複数の爆薬１が装填されることができる長い長さに製作されることによって、前者のカバー組立手段１４０が省略されることを特徴とし、また前者のような三重壁１３０は省略され、前記爆圧遮断カバー１１０の内側には曲面状に二重壁１２０のみ単独で一体化に形成され、前記二重壁１２０の外周面には複数の緩衝突起１２３が等間隔で突出して形成され、前記緩衝突起１２３の各間にはエア層（１２５）が形成される構成からなる。

さらに、本発明の爆圧誘導制御装置１００ｂは、図９のようなまた他の実施例の形態でも実施可能であり、前者の二重壁１２０及び三重壁１３０とカバー組立手段１４０が省略された非常に簡単な構造である。

これは、前記爆圧遮断カバー１１０の構成は前者同一であるが、爆薬１が１：１の割合で装填されないで、一度に複数の爆薬１が装填されることができる長い長さに製作されることを技術的な構成にする。

１：爆薬
２：発破孔
４：発破予定線
５：雷管脚線
６：隙間
１００、１００ａ、１００ｂ：爆圧誘導制御装置
１１０：爆圧遮断カバー
１１１：爆圧誘導路
１１２：爆薬装填部
１１３、１２３、１３３：緩衝突起
１１５：連結バンド
１２０：二重壁
１２５、１３５：空気層
１３０：三重壁
１４０：カバー組立手段
１４１：結合突起
１４２：結合溝
１４３：傾斜面
１４４：ロック
１４５：ロッキング孔

Claims (5)

1. 長手方向に沿って一側が部分的に開放された爆圧誘導路（１１１）が形成され、前記爆圧誘導路（１１１）の内側に爆薬装填部（１１２）が形成された円形断面状の爆圧遮断カバー（１１０）と；
   前記爆圧遮断カバー（１１０）の内側に連続的に曲面状に一体化形成される二重壁（１２０）と；からなり
   爆圧遮断カバー（１１０）の外周面には複数の緩衝突起（１１３）が等間隔で突出して形成されることを特徴とする爆圧誘導制御装置。
2. 長手方向に沿って一側が部分的に開放された爆圧誘導路（１１１）が形成され、前記爆圧誘導路（１１１）の内側に爆薬装填部（１１２）が形成された円形断面状の爆圧遮断カバー（１１０）からなり、
   爆圧遮断カバー（１１０）の外周面には複数の緩衝突起（１１３）が等間隔で突出して形成されることを特徴とする爆圧誘導制御装置。
3. 長手方向に沿って一側が部分的に開放された爆圧誘導路（１１１）が形成され、前記爆圧誘導路（１１１）の内側に爆薬装填部（１１２）が形成された円形断面状の爆圧遮断カバー（１１０）と；
   前記爆圧遮断カバー（１１０）の内側に連続的に曲面状に一体化形成される二重壁（１２０）及び三重壁（１３０）と；からなり、
   爆圧遮断カバー（１１０）の外周面には複数の緩衝突起（１１３）が等間隔で突出して形成されることを特徴とする爆圧誘導制御装置。
4. 二重壁（１２０）の外周面には複数の緩衝突起（１２３）が等間隔で突出して形成され、前記緩衝突起（１２３）の各間にはエア層（１２５）が形成されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の爆圧誘導制御装置。
5. 二重壁（１２０）及び三重壁（１３０）の外周面には複数の緩衝突起（１２３、１３３）が等間隔で突出して形成され、前記緩衝突起（１２３、１３３）の各間にはエア層（１２５、１３５）が形成されることを特徴とする請求項３に記載の爆圧誘導制御装置。

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