KR0158532B1 - 다단식 발파기를 이용한 터널 발파 방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 터널 및 수직구의 발파공사시에 다단식발파기에 이용하여 진동 및 소음을 감쇠시키는 터널의 발파방법에 관한 것으로서, 특히 전단면을 여러개의 영역들로 구획하여 이 영역을 일정한 형태로 천공하여 이 천공구멍으로 강전되는 폭약들의 기폭시차를 다단식발파기의 회로구성을 통하여 일정한 지연시차를 갖고 연속하여 발파되게 함으로써 전단면을 1회로 발파시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지발당 장약량을 최소로 함으로써 진동 및 소음을 저감시키는 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법에 관한 것으로서, 발파 전단면을 여러개의 영역별로 구획하여 일정한 형태로 천공구멍들을 형성시킨 후, 이 천공구멍내에 지발전기뇌관들을 폭약과 함께 장전하되, 그 영역수만큼 보조모선으로 다단식발파기의 회로에 연결하고, 이 다단식발파기에서 회로당 일정한 간격의 지연시차를 갖도록 조정한 후, 각각의 장전된 지발전기뇌관들이 상기 지연시차를 갖고 다단계의 시차로써 연속적으로 기폭되어 전단면을 1회로 발파시키게 함을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법이다.

Description

다단식발파기를 이용한 터널 발파방법

본발명은 터널 및 수직구의 발파공사시에 다단식발파기를 이용하여 진동 및 소음을 감쇠시키는 터널의 발파방법에 관한 것으로서, 특히 전단면을 여러개의 영역들로 구획하여 일정한 형태로 천공하고, 이 천공구멍으로 장전되는 폭약 및 뇌관들의 기폭시차를 다단식발파기의 회로구성을 통하여 회로별로 일정한 지연시차를 갖고 연속하여 발파되게 함으로써 전단면을 1회로 발파시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지발당 장약량을 최소로 함으로써 진동 및 소음을 저감시키는 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법에 관한 것이다.

종래 터널 및 수직구의 암반을 굴착하기 위한 발파방법으로 널리 이용되는 발파방법으로써 분할발파공법이 있다.

이 분할발파방법은 주로 터널이나 수직구 등의 전단면이 크게 형성되는 경우에 채택하여 사용하는 공법으로서, 발파시 발생되는 진동 및 소음을 최소로 하기 위하여 터널의 전단면을 여러개의 소구획으로 구분하여 1구획 천공-발파, 2구획 천공-발파등의 작업을 여러차례에 걸쳐 반복하여 발파하는 공법이다.

즉, 터널이나 수직구 등의 구축방법으로서 전단면을 여러개의 구획으로 나누어서 여러 차례에 걸쳐 반복하여 발파하는 방법으로서, 예를 들어 제1a도 및 제1b도에 도시하고, 표 1로 나타낸 바와 같이, 전단면(1)을 4개구역으로 구획하여 일정한 형태로 천공하고, 이 천공구멍에 폭약 및 뇌관들을 장전하여 여러차례로 나누어서 각 영역별로 구분하여 개별적으로 발파시키는 공법을 사용하여 왔다.

즉, 먼저 제1구역의 심빼기를 실시한 후, 제1구역의 좌우측부분인 제2구역과 제3구역의 심발확대공을 순차적으로 발파시킨 후, 제4구역의 천정공을 발파하는 형태로써 구역별로 개별적으로 발파시키는 공법을 실시하여 왔다.

이 분할발파공법은 발파시 동시에 기폭되는 폭약의 량(이를 지발당장약량(뇌관 1개번호에 같은 시간에 발파되는 화약량)이라 함)이 적게 되어 지반진동 및 소음을 최소화할 수 있는 점에서는 어느 정도 효과적이나, 전단면을 몇차례로 나누어 분할하여 발파하여야 하기 때문에 전체적인 작업능률이 저하되어 시공작업이 비능률적, 비경제적이다.

그런데, 일반적으로 발파에 의한 터널굴착방법은 다음과 같은 3단계로 구분되어 실시된다.

즉, 제1단계로 심발공·심발확대공 및 외곽공 등을 일정한 깊이로 천공하는 천공단계와, 제2단계로 상기 천공된 공에 뇌관과 폭약을 채우는 폭약장전단계, 제3단계로 이들을 기폭시키는 기폭단계로 이루어지며, 마지막 단계에서 발파기에 의하여 발파시킴으로써 이루어지며, 발파시 사용되는 뇌관들로서는 MSD지발전기뇌관과, DSD지발전기뇌관의 종류가 사용되어진다.

이 3단계 중 제1,2단계는 통상적으로 실시되고 있는 종래의 방법과 거의 동일하나, 제 3단계에서는 다음과 같은 차이가 있다.

즉, 종래의 방법은 구역별로 구분하여 발파함에 있어, 심발공·심발확대공 및 외곽공에 25-100ms(0.025-0.1초)의 간격으로 되어 있는 MS(Milli-second)지발전기뇌관을 장전시켜 보조모선으로 발파기에 직접 연결하여 기폭시키게 되는데, MS지발전기뇌관들은 그 기폭시차의 단차가 1-20번으로서, 발파시 MS지발전기뇌관이 자체적으로 갖고 있는 기폭시차의 단계, 즉 20단계로 발파시차가 제한된다.

또한, DSD(Decisecond Detonator)의 지발전기뇌관도 그 기폭시차가 250-600ms(0.25-0.6초)의 간격으로 그 기폭시차의 단차가 1-20번으로 되어 있는데, 이 DSD지발전기뇌관만으로 전단면을 발파시키는 경우에도 20단계의 발파시차로 제한받게 된다.

따라서, 터널의 전단면을 발파시키는 경우에 시판되는 MSD, DSD지발전기뇌관들이 자체 기폭시차 20단계이상의 발파시차가 불가능하고, 또한 이들을 조합하더라도 MSD 및 DSD지발전기뇌관들의 조합가능한 최대단수가 40단계에 불과하고, 각각 인접 지발전기뇌관 사이의 초시단차(예를 들면, 1번 MSD지발전기뇌관과 2번 MSD지발전기뇌관 사이)가 불확실하여 때때로 중복되는 수가 있기 때문에 각 공을 중복되지 않게, 즉 독립적으로 기폭시키기 위해서는 실제로 이용할 수 있는 상기 지발전기뇌관의 기폭시차가 40단계중 최대 20-30단계에 불과하기 때문에, 전단면을 여러개의 구역으로 나누어서 발파시키는 분할발파공법을 채택하게 되는 주된 이유가 된다.

상기한 지발전기뇌관으로 진동과 소음을 감소시키기 위하여는 지발당장약량을 적게 하여야 하나, 상기한 MSD단차 1-20번과 DSD단차 1-20번을 조합하더라도 약 36단계가 실제로 가능할 뿐이고, 36단계이상의 많은 단차가 가능한 제품이 생산되지 않아 지발당장약량을 줄이는 것은 불가능하며, 특히 시공할 터널이나 수직구의 단면적이 클 경우에는 동일한 번호의 뇌관들이 여러개가 동시에 발파되므로 진동 및 소음을 감쇠하기가 더욱 어려운 문제가 있었다.

즉, 터널 및 수직구의 단면적이 넓어 천공구멍 140-150공을 동시에 발파시켜 1개 단면을 형성할 경우에 150개공/36(MSD 및 DSD의 최대조합수)=4.166공이 된다.

그러므로, 최소한 4-5개의 뇌관이 동시에 발파하게 되며, 1개의 천공구멍에 다이나마이트 0.2kg을 장약할 경우, 4-5개이면 총 1.0kg이 최소 지발당장약량이 되므로 이러한 1.0kg의 장약량이 동시에 발파되면 진동과 소음을 감쇠시킬 수 없어 도심지의 약 20-30m 지점에서 발파할 경우에 발파진동 허용기준치 0.5kine(=cm/sec)이내로 진동과 소음을 감쇄시켜 발파하는 것은 불가능하였다.

이와같이, 종래의 발파방법은 전기뇌관의 지연시차 한계성으로 인하여 발파효과가 제한을 받게 되므로 발파단면을 1회에 발파하는 전단면 발파를 실시할 경우에는 발파진동허용 기준치를 초과하여 인접구조물이나 시설물에 피해를 주는 문제가 있었다.

따라서, 지발당장약량을 조절하는데 제한을 받게 되므로 발파단면을 여러개의 구역으로 구획하여 발파하는 분할발파를 실시할 수 밖에 없기 때문에 1차발파 후, 다음 차례의 발파를 시행할 때에 발파모선이 단절되는 경우가 있을 뿐만 아니라, 결선이 완료된 각선에 단락이 자주 발생되어 작업자들이 발파장소를 왕복함에 따라 붕괴나 낙석에 의한 안전사고의 원인이 되었다.

또한, 각 영역별로 파단면이 부석제거등 사후처리가 완전하지 않은 상태에서 계속적으로 발파작업을 수행하여야 하기 때문에 안전사고의 위험이 높다.

또한, 작업환경상 제1분할 발파로 인하여 제2분할 경계부에서의 뇌관 각선 연결 부분이 단선되기 쉬우며, 통기시간 및 조명설치에 소비되는 시간과 기타 결선을 위한 막장접근시 낙석 및 부석의 위험으로 안전재해가 발생되기 쉽다.

또한, 분할경계부의 굴착 암반의 최소저항선 간격의 확장으로 인하여 대괴가 발생하므로 소할발파로 인한 파쇄시간이 소요되어 버럭처리에도 많은 시간이 소요된다.

그런데, 터널이나 수직구 등의 전단면을 굴착하고자 할 때, 단면의 크기에 따라 차이가 있으나, 대부분의 경우 100-400개의 장약공을 갖기 때문에 동일시간에 기폭되는 장약공의 수가 3-10여개씩 중복됨이 불가피하다.

이와 같은 경우, 기폭되는 장약공수가 중복되지 않고 각각 1공씩 기폭되는 경우에 비하여, 지반진동 및 소음의 크기가 중복되는 것만큼 커지게 되는 문제점을 갖고 있다.

따라서, 본발명은 이러한 문제점들을 해결하는 방법으로, 이들 뇌관들을 다시 다단식발파기의 회로구멍을 통하여 회로별로 연결하게 되면, 회로별로 세분화된 지연시차, 즉 다단식발파기를 이용하여 동일한 번호의 뇌관간의 기폭시차간격을 회로별로 일정한 지연시차를 갖고 발파가 가능하도록 조정이 가능하여 시차조정의 범위를 더욱 확대시킬 수 있으며, 그에 따라 시차범위가 확대되면 지발당장약량을 최소로 줄이게 되어 진동을 감소시킬 수 있는 발파방법을 제시하고자 하는 것이다.

본발명의 목적은 터널이나 수직구의 전단면의 장약공에 장전되는 지발뇌관의 기폭시차를 다단식발파기에서 회로구멍을 통하여 일정한 지연시차를 갖고 서로 다른 기폭시차로 분산, 기폭시킴으로써 전단면을 1회에 발파시키는 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법을 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 전단면에 천공된 장약공에 장전되는 뇌관들이 서로 다른 기폭시차를 갖고 기폭이 가능함으로써 전단면에 천공된 장약공의 지발당장약량을 최소로 함으로써 진동 및 소음을 저감시키는 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또 다른 목적은 발파패턴을 설계할 때, 심발중앙부에 무장약공을 천공하여 인위적인 자유면을 형성하기 때문에 발파시 초기진동의 감소와 효율적인 심빼기를 달성하는 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 터널이나 수직구의 전단면을 여러개의 구역으로 구획하여 순차적으로 발파되면서 전체의 단면적이 1회에 발파되므로 발파작업이 간단하고, 발파시간이 종래의 발파방법에 비해 1/10로 절약될 뿐만 아니라, 1회의 발파시공만으로도 굴착이 가능하기 때문에 공기단축등 시공성향상과 인력 및 원가 절감, 사고방지등 굴착작업이 수월한 다단식발파기를 이용한 터널 발파방법을 제공하는데 있다.

제1a도는 종래기술의 분할발파방법에 따른 터널의 단면도.

제1b도는 제1a도의 천공 배치도.

제2a도는 본발명의 다단식발파방법에 따른 터널의 단면도.

제2b도는 제2a도의 천공배치도.

제3도는 본발명에 따라 터널의 전단면을 영역별로 회로구성을 통하여 다단식발파기에 연결하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전단면 2 : 보조모선

3 : 회로단자판 4 : 케이블

5 : 다단식발파기 6 : 장약공

7 : 무장약공

본발명을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제2a도 내지 제3도에 도시한 바와 같이, 본발명은 터널이나 수직구를 발파시키는 방법에 있어서, 발파할 전단면(1)을 여러개의 영역별로 구획하여 일정한 형태로 천공구멍들을 형성시킨 후, 이 천공구멍내에 지발전기뇌관들을 폭약과 함께 장전하되, 지발전기뇌관들의 각선을 영역별로 보조모선(2)들에 연결하여 회로단자판(3)을 거쳐 다단식발파기(5)에 연결하여 회로구성을 하고, 이 다단식발파기에서 회로당 일정한 간격의 지연시차를 갖도록 조정한 후, 각각의 장전된 지발전기뇌관들이 자체 기폭시차에 상기 다단식발파기에서 조정된 지연시차를 갖고 다단계의 시차로써 연속적으로 기폭되게 함으로써 전단면을 최소의 지발당장약량으로 1회로 발파시키게 함을 그 기술구성의 특징으로 한다.

즉, 본발명은 장약공(6)에 장전되어진 지발전기뇌관들의 자체 기폭시차이외에, 다단식발파기(5)의 회로별 시차조정을 통한 지연시차를 조합하여 발파할 전단면에 장전된 뇌관들을 각각 서로 다른 시차로 기폭되게 하는 것을 본발명의 핵심적인 기술사상으로 하고 있다.

초기 발파진동을 제어하기 위하여 심발공의 심빼기 천공형태는 무장약공(7)을 중앙부에 3개, 그 좌우측주변에 각각 장약공(6)을 3열, 2행의 배열로 브이컷 방식으로 천공하고, 장약공의 외부로 무장약공을 각각 3개씩 천공한다. 이와 같이, 전단면의 심발중앙부에 무장약공을 형성시키는 이유는 초기 심빼기시의 발파진동을 인위적으로 감소시키도록 자유면으로서의 기능과 심빼기의 제발효과를 높히기 위해서이다.

본발명에서 사용되는 다단식발파기(5)는 1회로당 최소 9joule의 에너지를 방출하는 10회로 콘덴서식 연속발파기로 9개의 3자리 스위치가 있어 1ms(0.001초)에서 999ms(0.999초)까지 지연시차(delay time)를 임의로 조절할 수 있는 장치로서, 1-10번까지의 계기창이 형성되어 있고, 10개까지의 보조모선(2)들을 회로단자판(3)에 연결시켜 케이블(4)을 통하여 다단식발파기(5) 본체에 접속시켜 회로구성을 할 수 있는 장치이다.

한편, 장약공(6)에 장전된 지발전기뇌관들의 각선들은 영역별로 구분하여 각각의 보조모선(2)들에 접속되어져서 다단식발파기에 연결되어 회로구성을 하게 된다.

[실시예]

본발명의 다단식 발파방법에 대한 일실시예를 제2a도 내지 제3도에 의하여 설명한다.

먼저, 터널의 전단면(1)을 6개의 영역으로 구별하여 일정한 형태로 천공하고, 이 천공구멍내에 지발당장약량을 0.25-0.625kg으로 하여 폭약과 지발전기뇌관들을 장전하여 전색시키고, 장전된 뇌관들의 각선을 영역별로 보조모선(2)에 연결시키되, 하단부 좌측에 1번 보조모선, 하단부 우측에 2번보조모선, 중앙부 좌측에 3번 보조모선, 중앙부 우측에 4번 보조모선, 상단부 좌측에 5번 보조모선, 상단부 우측에 6번 보조모선으로 된 6개의 보조모선들을 각각 회로단자판(3)에 연결시켜 케이블(4)을 통하여 다단식발파기(5)에 연결하여 회로구성을 한 후, 다단식발파기에서 회로당 42ms (0.042초)의 지연시차를 갖도록 조정한 후, 발파시 각각의 뇌관들이 순차적으로 발파되어 1회의 발파로써 터널의 전단면 발파가 이루어진다.

상기와 같은 본발명 일실시예에 따른 다단식 발파방법에 의한 천공배치는 제2a도 및 제2b도에 도시되어 있으며, 그 천공 및 장약조건은 표 2와 같다.

표 2의 조건에 의하여 전단면을 천공하고, 뇌관 및 장약을 장전하는 데, 전단면을 6개구역으로 분할하여 각구역을 초시간격 250-600ms의 단차를 갖는 DS지발뇌관들을 152개의 천공구멍에 지발당장약량 0.25-0.625kg의 폭약과 함께 순차적으로 배열 장전한 다음, 뇌관의 각선들을 영역별로 6개의 보조모선에 접속시켜 회로단자판을 통하여 다단식발파기에 연결시킨다.

그리고 다단식발파기에 의하여 각 영역별로 회로당시차를 42ms의 지연시차를 갖도록 설정한 후 기폭시키면 표 3에 나타낸 바와 같이 연속적으로 다단계의 시차를 갖고 발파가 이루어진다.

표 2에서 영역별로 천공조건 및 장약조건들이 제시되어 있는 데, 1번·2번영역은 DSD#2-20, 3번·4번영역은 DSD#5-20. 5번·6번영역은 DSD#8-20의 지발전기뇌관들이 천공된 공에 실제적으로 장전되는 것을 나타내고 있다.

그런데, 표 3에서 영역별로 DSD#2-20번까지 모두를 나타내고 있는 데, 이는 지발전기뇌관들의 지연시차를 일정한 간격으로 설정하여 주기 위하여, 즉 발파설계(발파 패턴작성)를 용이하기 위해서이며, 실제적으로는 3번·4번영역에서는 DSD#2-4까지는 장전되지 않으며, 이와 마찬가지로 5번·6번영역에서는 DSD#2-7까지의 지발전기뇌관들이 장전되지 않는 것임을 밝혀 둔다.

본발명에서 6개의 회로를 이용하여 다단식으로 발파할 때에 발파패턴을 설계함에 있어서의 지발전기뇌관들의 지연시차는 표 3과 같다.

상기 표 3에서의 알 수 있는 바와 같이, 다단식발파기에서 회로를 통전시켜 지발뇌관이 갖고 있는 자체 기폭시차는 물론, 다단식발파기에 의한 회로별로 각각 42ms(0.042초)의 일정한 지연시차를 갖고 영역별로 적정시차의 선택이 가능하여 정밀시차조정이 이루어진다.

이렇게 하여 다단식발파기에서 시차조정이 완료되어 스위치를 누르면 0.25초에 최초의 폭약이 발파되면서 순차적으로 0.042-0.390초 간격으로 연속적으로 발파되면서 최종적으로는 7.71초에 이르러 발파가 완료됨으로써 전단면을 1회로 발파되게함을 알 수 있다.

한편, 터널굴착을 위한 발파시 가장 중요한 단계는 전체적인 발파의 성공여부를 좌우하는 가장 중요한 요소로서 심빼기작업이 있다. 이 심빼기작업시에 발생되는 초기 발파진동이 전체 발파작업에 있어서 가장 크게 나타나게 됨으로 이를 제어할 수 있어야 한다.

즉, 터널발파시 자유면이 1개인 상태에서 발파시키게 되는 것이 통상적이나, 제2a도에서 도시한 바와 같이, 심발공 중앙부에 무장약공(7)들을 형성하면, 인위적인 자유면을 형성시키므로 상대적으로 발파진동 및 소음이 감소되는 요인이 된다.

따라서, 본발명의 발파방법은 전단면을 동시에 천공하고, 뇌관 및 폭약을 장전하여, 뇌관들의 각선을 발파모선에 연결하여 발파기에 결선시키되, 기폭은 다단식발파기에 의하여 6개구역으로 분할되어 회로별로 지연시차를 두기 때문에 1회발파와 같은 시공성 및 안정성을 확보하면서도 분할발파와 같은 진동감소효과를 얻을 수 있는 장점을 갖고 있다.

본발명은 상기와 같이, 연속적으로 기폭시키도록 하면 지발뇌관에 의한 시차조정과, 다단식발파기에 의한 시차조정으로 지발당장약량을 최소로 하면서 발파되기 때문에 진동 및 소음이 감소되는 새로운 발파방식이다.

따라서, 본발명은 종래의 분할발파에 비하여 발파모선이 단절되거나, 작업인원들이 결선하기 위하여 수차에 걸쳐 작업장을 왕복하여야 하는 작업이 없기 때문에 안전하고 간편하게 시행할 수 있는 장점이 있어 발파공사시 시공성, 경제성, 안전성을 도모할 수 있는 장점을 갖고 있다.

또한, 전단면에 형성되는 천공구멍을 1회로 천공하여, 천공된 공에 지발뇌관 및 폭약을 장전하되, 기폭은 6개구역으로 분할하여 1회발파와 같은 시공 및 안정성을 확보하면서도 분할발파와 같은 진동감소효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 지발당 장약량을 최소화함으로써 발파시에 발생되는 진동과 소음을 최대로 감소시킬 수 있으며, 따라서 시공원가를 단축시키는 문제점들을 해결하고 있다.

종래의 분할발파와 본발명의 다단식발파에 따른 진동측정결과를 대비하여 보기로 한다.

표 4에서 나타난 분할발파에 따른 진동측정결과를 해석하면 다음과 같다.

종래의 분할발파 패턴에 의한 1단면 4분할 발파순서는 첫번째로 심빼기 부분을 먼저 발파하고, 좌측부·우측부 및 상단부 순으로 발파를 시행한 결과, 심빼기 부분의 발파에서 가장 큰 진동치를 나타내고 있다.

이것은 첫번째 부분발파인 심빼기는 1차 자유면인 데 비하여, 그다음 시험되는 2, 3, 4부분의 부분발파는 선행발파로 인해 형성된 자유면을 이용한 2자유면발파이기 때문에 발파진동의 크기가 감소하는 현상으로 볼 수 있다.

한편, 분할발파의 경우 분할발파로 인하여 다음 차례의 발파를 시행할 때 종종 발파모선이 단절되며, 또한 이미 결선이 완료된 각선에 단락이 자주 일어나는 관계로 발파작업이 지하 약 20m 거리의 계단을 작업자들이 자주 왕복해야 하는 문제가 발생한다. 이때 발파작업장 접근시 발파가스나 낙석에 의한 위험성이 있기 때문에 작업의 안전성이나 작업공정에 커다란 영향을 주기도 한다.

본발명의 다단식 발파에 의한 터널발파의 측정결과는 표 5와 같다.

다단식발파기(BM 175-10PT)는 지발당장약량을 감소시키기 위해 보조모선을 최대 10개까지 연결시킬 수 있으나, 본실험에서는 6개의 보조모선을 연결시켜 총 152공의 장약공을 전단면 1회로 기폭시켰으며 총 89회 측정하였으며, 또한, 다단식발파에 의한 발파진동의 측정은 분할발파의 경우와 마찬가지로 1번 보조모선 발파시의 계측자료를 사용하였다.

여기에서 발파진동의 총 측정회수는 89회로 하였고, 폭원과 측점간의 거리는 21.1-42.0m이며, 최대 지발당장약량은 0.25-0.625kg으로써, 분할발파의 경우보다 약간 감소하였다. 이때 진동속도의 크기는 0.064-0.611cm/sec 로써 분할발파의 경우에 비하여 전체적으로 약간의 감소를 나타내고 있다.

이때 측정회수별 진동치의 상대적인 크기의 차이는 폭원으로부터의 거리, 지발당장약량외에도 불연속면의 발달정도 등 현지 암반의 조건에 기인한 것으로 추정된다.

여기에서 측정한 89회 측정치중 폭원으로부터 21.4m에서 계측된 값이 0.611cm/sec로 최고치를 보이고 있고, 반면에 최저치는 36.8m 떨어진 곳에서 0.064cm/sec로 나타났다.

따라서, 몇몇 측정자료를 제외하고는 모두 일반적인 진동허용기준치인 0.5cm/sec이하였음을 알 수 있었다. 이것은 다단식발파기에 의해 6개의 보조모선으로 지발당 장약량을 감소시켜 발파하였기 때문이라고 생각되며, 현장여건상 심발공의 경우 3공의 무장약공을 추가시켜 발파하였기 때문으로 추정된다.

한편, 다단식발파기는 10개의 보조모선까지 연결할 수 있어 더 많은 보조모선으로 지발당장약량을 감소시킬 수 있으나, 결선의 어려움과 단락(cut off)현상 때문에 2-3회 시도하였으나 단락으로 인한 작업지연과 사고위험 때문에 중지하였다.

여기서 나타낸 바와 같이, 본발명의 다단식발파기에 의한 발파는 진동의 감소효과를 위해서 MSD지발전기뇌관을 사용하는 분할발파보다는 다단식발파기에 의한 발파방법이 시공작업이 원활할 뿐만 아니라, 도심지에서의 민원의 대상이 되고 있는 진동제어에 훌륭한 방법임을 입증할 수 있었다.

상기와 같은 본발명과 종래의 발파방법에 따른 장단점을 표7에 나타내었다.

상기 표 7에서 나타낸 바와 같이, 본발명은 발파할 전단면을 1회의 발파로 연속적으로 분산기폭시켜 발파함으로써 발파진동을 최대한 제어할 수 있으며, 발파모선이 단절되거나 작업자들이 왕복하여야 하는 일 없이 안전하고 간편하게 시행할 수 있으며, 지발당장약량을 최소로 함으로써 발파시 발생되는 진동과 소음을 최대로 감쇠시키며, 또한, 본발명은 초시단차가 250ms의 DSD뇌관을 사용하기 때문에 시공원가를 저렴하게 할 수 있는 것임을 명확하게 알 수 있다.

상기와 같은 본발명은 터널이나 수직구의 전단면을 여러개의 구역으로 구획하여 다단식발파기에서의 회로구성을 통하여 회로별로 각 장전된 뇌관들이 자체 기폭시차이외에 일정한 지연시차를 갖고 순차적으로 발파되게 함으로써 전단면을 1회의 발파로 발파가 가능하므로 발파작업이 간단하고, 발파시간이 종래의 발파방법에 비해 1/10로 절약될 뿐만 아니라, 발파후 굴착작업이 수월하여 전체적인 공정 및 시간을 단축할 수 있고, 또한 분할발파에 따른 컷오프 현상(폭발에 의하여 인접되어 있는 천공이 파괴되어 불발되는 현상)을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본발명은 터널이나 수직구의 전단면을 1회에 발파하기 위하여 전단면에 천공된 장약공들에 최소의 지발당장약량으로 기폭시키게 함으로써 진동 및 소음을 저감시키는 효과가 있다.

또한, 경제적인 면에서는 다단식 발파기에서는 값이 싼 DSD지발전기뇌관을 사용하여도 충분한 시차를 줄 수 있기 때문에 MSD지발전기뇌관을 사용할 시와 거의 동일한 파쇄효과를 나타낼 수 있으며, 뇌관구입비용도 다단식 발파의 경우 약 29% 원가절감이 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 터널이나 수직구를 발파시키는 방법에 있어서, 발파 전단면을 여러개의 영역별로 구획하여 일정한 형태로 천공구멍들을 형성시킨 후, 이 천공구멍내에 지발전기뇌관들을 폭약과 함께 장전하되, 지발전기뇌관들의 각선을 영역별로 보조모선(2)들에 연결하여 회로단자판(3)을 거쳐 다단식발파기(5)에 연결하여 회로구성을 하고, 이 다단식발파기에서 회로당 일정간격의 지연시차를 갖도록 조정한 후, 각각의 장전된 지발전기뇌관들이 자체 기폭시차에 상기 다단식발파기에서 조정된 지연시차를 갖고 다단계의 시차로써 연속적으로 기폭되게 함으로써 전단면을 최소의 지발당장약량으로 1회로 발파시키게 함을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 지발당장약량은 0.25-0.625kg인 것을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 지발전기뇌관은 초시단차 250ms-600ms인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법.
4. 제1항에 있어서, 초기 발파진동을 제어하기 위하여 심빼기 천공형태는 무장약공(7)을 중앙부에 3개, 그 좌우측주변에 각각 장약공(6)을 3열, 2행의 배열로 브이컷 방식으로 천공하고, 장약공의 외부로 무장약공을 각각 3개씩 천공하여 발파시킴을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법.
5. 제1항에 있어서, 발파할 전단면을 6개의 구역으로 구획하여 다단식발파기에서 회로구성시 42ms의 지연시차를 갖도록 조정하여 장약공에 장전된 각각의 지발전기뇌관들이 자체 기폭시차이외에 영역별로 42ms의 지연시차를 갖고 다단계의 시차로써 연속적으로 기폭되게 함을 특징으로 하는 다단식발파기를 이용한 터널발파방법.