KR100373737B1 - 장심발공에 의한 터널발파공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장심발공에 의한 터널발파공법에 관한 것이다. 종래에는 각 막장마다 별도의 심발공 천공작업이 요구되므로 이에 따른 작업공수의 증가로 작업의 비효율성을 초래함은 물론 막대한 비용의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 1,2,3막장(11)(12)(13)의 중심부에 심발공(14)을 동시에 천공하는 제1공정과; 상기 1막장(11)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제2공정과; 상기 제2공정에 의해서 암반이 제거된 1막장(11)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제3공정과; 상기 2막장(12)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제4공정과; 상기 제4공정에 의해서 암반이 제거된 2막장(12)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제5공정과; 상기 3막장(13)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제6공정과; 상기 제6공정에 의해서 암반이 제거된 3막장(13)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제7공정으로 이루어짐으로써 공기를 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로인해 터널시공의 효율성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한 기존에 각 막장마다 별도의 심발공 천공작업에 따른 막대한 비용의 낭비를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

장심발공에 의한 터널발파공법{Tunnel blasting method by long center hole}

본 발명은 장심발공에 의한 터널발파공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 막장마다 별도의 심발공 천공작업을 하지 않고, 전 막장에 걸쳐 동시에 심발공을 천공한 후 발파에 의한 터널시공이 이루어질 수 있도록 함으로써 공기단축과 함께 이로인한 시공의 효율성 및 상기 각각의 심발공 천공작업에 따른 막대한 비용 낭비를 줄일 수 있도록 한 장심발공에 의한 터널발파공법에 관한 것이다.

일반적으로 장심발공에 의한 터널발파공법이란 터널 굴착면의 중심부에 우선 발파에 의해서 구멍을 형성한 후, 그 구멍의 주변 암반을 역시 발파에 의해서 순차적으로 제거하면서 터널시공이 이루어지는 공법을 말하고, 상기 구멍을 심발공이라 한다.

또한 상기한 바와 같은 발파에 의해서 터널의 시공이 이루어지는 경우에는 1막장, 2막장, 3막장 식으로 나뉘어져 순차적으로 발파 및 굴착이 이루어지고, 상기 막장의 길이는 암반의 상태, 즉 압축강도, 암의 분포도, 간격, 거칠기, 지하수상태 등에 의한 분류에 의해서 결정된다.

도 3a 내지 도 3c는 종래의 장심발공에 의한 터널발파공법의 공정을 순차적으로 도시한 것으로서, 먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 1막장(101)의 중심부에 발파로 심발공(101A)을 형성한다. 그런 다음 상기 심발공(101A) 주변의 암반을 발파에 의해서 제거하여 1막장(101)을 완성하게 되고, 상기 1막장(101)이 완성된 후에는 도 3b에 도시된 바와 같이 2막장(102)의 중심부에 다시 발파로 심발공(102A)을 천공한다. 그런 후 상기한 바와 같이 상기 심발공(102A)의 주변암반을 제거하여 2막장(102)을 완성하고, 다시 도 3c에 도시된 바와 같이 3막장(103)의 중심부에 심발공(103A)을 천공한 후, 상기 심발공(103A)의 주변암반을 제거함으로써 도 3d에 도시된 바와 같은 터널(100)을 완성하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 장심발공에 의한 터널발파공법은 전술한 바와 같이 각 막장마다 별도의 심발공 천공작업이 연속 반복적으로 계속 이루지므로 작업공수가 많아질 수 밖에 없고, 이로인해 시공기간이 길어짐으로써 터널시공의 비효율성을 초래하는 문제점이 있었다. 또한 상기 심발공 천공작업에 따른 많은 인력 및 장비 등의 투입으로 막대한 시공비용의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 창안된 것으로, 그 목적은 터널시공시 각 막장마다 수행하는 별도의 심발공 천공작업이 제거될 수 있도록 함으로써 공기를 단축시켜 터널시공의 효율성을 향상시키고, 상기 심발공 천공작업에 따른 막대한 비용을 절감할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 1,2,3막장의 중심부에 심발공을 동시에 천공하는 제1공정과; 상기 1막장의 심발공 주변암반을 발파하여 제거하는 제2공정과; 상기 제2공정에 의해서 암반이 제거된 1막장의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제3공정과; 상기 2막장의 심발공 주변암반을 발파하여 제거하는 제4공정과; 상기 제4공정에 의해서 암반이 제거된 2막장의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제5공정과; 상기 3막장의 심발공 주변암반을 발파하여 제거하는 제6공정과; 상기 제6공정에 의해서 암반이 제거된 3막장의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제7공정으로 이루어진 것을 특징으로 한 장심발공에 의한 터널발파공법이 제공된다.

또한 상기 1,2,3막장의 심발공을 제어발파에 의해서 천공한 것을 특징으로 한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 의한 공정을 막장순에 따라 도시한 것으로서,

도 1a는 전막장에 걸쳐 심발공이 형성된 상태를 보인 사시도.

도 1b는 1막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

도 1c는 2막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

도 1d는 3막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 의한 공정을 심방공을 중심으로 한 주변암반을 따라 도시한 것으로서,

도 2a는 심발공이 형성된 상태를 보인 정면도.

도 2b는 심발공 주변암반이 1차적으로 제거된 상태를 보인 정면도.

도 2c는 심발공 주변암반이 완전 제거된 상태를 보인 정면도.

도 3a 내지 도 3d는 종래의 장심발공에 의한 터널발파공법의 공정을 막장순에 따라 도시한 것으로서,

도 3a는 1막장에 심발공을 형성한 상태를 보인 사시도.

도 3b는 1막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

도 3c는 2막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

도 3d는 3막장이 완성된 상태를 보인 사시도.

*도면의주요부분에대한부호의설명

1:터널

11,12,13:1,2,3막장 14:심발공

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 공법을 상세히 설명한다.

제1공정

이 공정은 도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이 1,2,3막장(11)(12)(13)의 중심부에 심발공(14)을 제어발파에 의해서 동시에 형성하는 공정으로서, 우선 장약위치를 빨간색 스프레이로 표시한 후 보오링장비를 이용해 그 장약위치에 구멍을 뚫는다. 그런 다음 심발공(14)이 형성되는 부분을 따라 천공된 구멍에 장약을 한 후 발파시킴으로써 심빼기가 완성되고, 이의 심빼기로 굴진장, 즉 상기 보오링장비를 이용해 천공된 구멍의 깊이(여기서는 1,2,3막)만큼 심발공(14)이 형성되는 것이다.그리고 상기 제어발파는 통상적으로 구멍을 천공하게 되면 구멍의 안쪽으로 갈수록 그 직경이 점차 좁아지는 테어퍼(taper) 현상이 나타나게 되는데, 이때 그 구멍이 테이퍼됨이 없이 입구와 출구의 직경이 동일하게 천공된 후 장약하여 발파하는 공법이다.

제2공정

이 공정은 도 1a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이 1막장(11)의 심발공(14) 주변 암반을 역시 발파에 의해서 제거시키는 공정으로서, 이를 위해 상기 심발공(14) 주변의 구멍에 2차장약이 이루어진 후 발파됨으로써 1막장(11)의 굴착이 완료된다. 그런 다음 상기 발파에 의해서 1막장(11)에 쌓인 파쇄돌인 버럭을 제거하게 되고, 이 버럭 제거작업을 완료한 후에는 1막장(11)의 내측벽을 따라 거칠게 형성된 부석을 제거하게 되며, 1막장의 안정을 위해 강지보재가 설치된다.

제3공정

이 공정은 제2공정에 의해서 굴착된 1막장(11)의 신속한 안정화를 위해 상기 1막장(11)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 공정으로서, 상기 숏크리트는 탈락방지를 위해 1,2,3차에 걸쳐 분리 타설되고, 1차숏크리트를 타설한 후에는 리벳팅볼트(riveting bolt)의 박음으로 2차 안정화를 기하게 되며, 3차 숏크리트 타설로 일련의 1막장의 굴착을 완료하게 되는 것이다.

제4공정

이 공정은 도 1b 및 제2공정과 같이 2막장(12)의 심발공(14) 주변 암반을 발파에 의해서 제거시키는 공정으로서, 먼저 심발공(14) 주변의 구멍에 2차장약이 이루어진 후 발파된다. 그런 후 상기 발파에 의해서 2막장(12)에 쌓인 파쇄돌인 버럭을 제거하게 되고, 버럭 제거작업을 완료한 다음에는 2막장(12)의 내측벽을 따라 거칠게 형성된 부석을 제거하게 되며, 다시 2막장의 안정을 위해 강지보재가 설치된다.

제5공정

이 공정은 제3공정에서와 같이 제4공정에 의해서 굴착된 2막장(12)의 신속한 안정화를 위해 상기 2막장(12)의 내측벽을 따라 콘크리트를 뿜어 붙이는 식의 숏크리크를 타설하게 되는데, 이때 상기 숏크리트는 탈락방지를 위해 제1,2,3차에 걸쳐 타설되고, 1차 숏크리트를 타설한 후에는 리벳트볼트의 박음으로 2차 안정화를 기하게 되며, 3차 숏크리트 타설로 도 1c에 도시된 바와 같이 일련의 2막장(12)의 굴착을 완료하게 되는 것이다.

제6공정

이 공정은 전술한 제2공정 및 제4공정에서와 같이 3막장(13)의 심발공(14) 주변 암반을 발파에 의해서 제거시키는 공정으로서, 먼저 심발공(14) 주변의 구멍에 2차장약이 이루어진 후 발파된다. 그런 후 상기 발파에 의해서 3막장(13)에 쌓인 버럭을 제거하게 되고, 이 버럭제거 작업이 완료된 후에는 3막장(13)의 내측벽을 따라 거칠게 형성된 부석을 제거하게 되며, 다시 3막장(13)의 안정화를 위해 강지보재가 설치된다.

제7공정

이 공정은 전술한 제3공정 및 제5공정과 같이 제6공정에 의해서 굴착된 3막장(13) 신속한 안정화를 기하기 위해 상기 3막장(13)의 내측벽을 따라 콘크리트를 뿜어 붙이는 식의 숏크리트를 타설하게 되는 것으로, 이 역시 숏크리트의 탈락방지를 위해 제1,2,3차에 걸쳐 타설되고, 1차 숏크리트를 타설한 후에는 리벳팅볼트의 박음으로 2차 안정화를 기하게 되며, 3차 숏크리트 타설로 도 1d에 도시된 바와 같이 일련의 3막장(13)의 굴착을 완료하게 됨으로써 터널(1)을 시공할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 막장의 수는 터널의 길이에 따라 가변되고, 본 발명의 기술적 요지는 3막 또는 4막장 등과 같이 일시에 다수의 막장에 심발공을 천공한 후, 막장마다 별도로 각각 심발공 천공작업없이 주변암반만을 제거한 후 라이닝콘크리트를 타설하는 것만으로 터널을 완성할 수 있다는데 있다. 그리고 터널의 길이가 긴 경우에는 전술한 바와 같은 공정을 연속 반복적으로 시행함으로써 일련의 터널시공을 완성할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다수의 막장에 심발공을 동시에 형성할 수 있도록 하여 막장마다 별도의 심발공 천공작업이 요구되지 않게 됨으로써 공기를 보다 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업의 간편성 및 효율성을 한층 증대시킬 수 있고, 또한 상기한 바와 같이 막장마다 별도의 심발공 천공작업을 수행함에 따른 비용, 즉 장비 및 인력 등의 경비를 현저하게 절감할 수 있는 효과를 갖게 된다.

그리고 상기한 바와 같은 심발공 동시형성에 의해서 복수개의 자유면이 형성됨으로써 다음 막장내의 암반상태를 사전에 점검할 수 있도록 함으로써 시공의 안정성 확보를 기할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1,2,3막장(11)(12)(13)의 중심부에 심발공(14)을 동시에 천공하는 제1공정과;

상기 1막장(11)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제2공정과;

상기 제2공정에 의해서 암반이 제거된 1막장(11)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제3공정과;

상기 2막장(12)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제4공정과;

상기 제4공정에 의해서 암반이 제거된 2막장(12)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제5공정과;

상기 3막장(13)의 심발공(14) 주변암반을 발파하여 제거하는 제6공정과;

상기 제6공정에 의해서 암반이 제거된 3막장(13)의 내측벽을 따라 숏크리트를 타설하는 제7공정으로 이루어진 것을 특징으로 한 장심발공에 의한 터널발파공법.

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