KR100802901B1

KR100802901B1 - 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법 및 이를위한 환봉 구조물

Info

Publication number: KR100802901B1
Application number: KR1020070100065A
Authority: KR
Inventors: 김재선
Original assignee: 김재선
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2008-02-13

Abstract

직전에 천공한 자리에 환봉을 삽입하고 진동 방지 라인을 따라 트렌치를 형성함으로써 암반 파쇄 지역에서의 소음 및 진동을 작업 구간 내에서 흡수할 수 있는 트렌치(Trench) 형성 방법 및 이를 위한 환봉 구조물이 제공된다. 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법은, 암반 발파에 의해 발생하는 진동을 방지하는 트렌치를 형성하는 방법에 있어서, a) 진동 방지 라인을 따라 천공기로 무장약공을 천공하는 단계; b) 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계; c) 무장약공 내에 천공기의 드릴 비트와 동일한 직경의 환봉을 삽입하는 단계; d) 환봉의 가이드면을 따라 천공기로 다음 무장약공을 천공하는 단계; e) 다음 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계; 및 f) 진동 방지 라인 상에 진동 방지용 트렌치가 완성될 때까지 c) 내지 e) 단계를 반복하는 단계를 포함한다. 또한, e) 단계 이후, 무장약공에 삽입된 환봉을 배출하고, 무장약공 내에 무장약공 차단재를 삽입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

암반 발파, 방진, 트렌치, 환봉, 가이드면

Description

암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법 및 이를 위한 환봉 구조물 {Method of forming trench for protecting quake by bedrock blast, and pipe structure for the same}

본 발명은 암반 발파에 의한 진동 방지에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 건설기초 공사에 있어서, 암반 발파 시에 발생하는 진동을 방지하는 트렌치(Trench)를 형성하는 방법과 이러한 트렌치 형성을 위한 환봉 구조물(pipe structure)에 관한 것이다.

건설 및 토목공사에 있어서, 암반을 파쇄하는 발파 공법은 다른 공법들보다 공사기간이 짧고 공사비용을 최소로 할 수 있기 때문에, 건설 및 토목 공사 현장의 기초 공사로서 암반이나 기타 장애물을 제거하기 위한 발파 작업이 빈번하게 이루어지고 있다.

이러한 발파 작업은 제거 대상이 되는 암반이나 기타 장애물을 화약의 강력한 폭발력을 이용하여 제거하기 때문에, 발파 작업에 따른 진동으로 인해 주변의 건물이나 거주자의 안전을 해치고, 나아가 커다란 환경 문제를 일으키고 있다.

도 1은 일반적인 암반 절단 및 이에 따른 진동을 방지하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 건설 현장의 주변에는 건물 또는 시설물(11)이 형성되어 있고, 건설 및 토목 현장의 지하에는 지반 또는 암반(12)이 형성되어 있다. 건설 및 토목 기초 공사로서, 암반을 발파할 경우, 암반 발파 영역(14)은 천공기 드릴을 사용하여 화약(16)이 장약되는 다수의 장약공(15)이 천공되는 영역으로서, 이때, 다수의 장약공(15) 내에 설치된 화약(16)의 폭발에 의해 암반을 발파할 경우, 진동이 발생하게 되고, 이러한 진동은 건설 현장 주변의 건물 또는 시설물(11)로 전달됨으로써 건설 공해가 될 수 있다.

이에 따라, 상기 진동 전달을 방지하기 위한 진동 방지 영역(13)을 설정할 필요가 있는데, 예를 들면, 진동 방지 영역(13)은 천공기 드릴을 사용하여 화약이 장약되지 않는 다수의 무장약공(17)을 천공하여 트렌치를 형성하는 영역이다. 여기서, 장약공(15)은 화약이 탑재되어 폭발하는 천공 구멍을 말하며, 무장약공(170)은 화약이 탑재되지 않음으로써 폭발하지 않는 천공 구멍을 말한다.

도 2a 내지 도 2d는 각각 종래의 기술에 따른 암반 발파에 따른 진동 방지 방법들을 나타내는 도면들이다.

먼저, 도 2a는 줄파기(Slot) 공법을 나타내는 도면으로서, 줄파기 공법은 천공기 드릴을 사용하여 굴착 예정선(21)을 따라 무장약공(22)을 일렬로 중첩되게 천공하는 방법이다. 줄파기 공법의 경우, 무장약공(22)을 평행하게 천공하기 위해서는 숙련된 기능이 필요하며, 무장약공(22)을 일렬로 중첩되게 천공하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.

다음으로, 도 2b는 라인 드릴링(Line drilling) 공법을 나타내는 도면으로서, 라인 드릴링 공법은 굴착 예정선(21)을 따라 다수의 무장약공(22)을 소정 간격 이격되도록 천공하는 방법이다. 또한, 라인 드릴링 공법은 무장약공(22)을 평행하게 천공하기 위해서는 숙련된 기능이 필요하다.

다음으로, 도 2c는 프리-스플리팅(Pre-splitting) 공법을 나타내는 도면으로서, 프리-스플리팅 공법은 다수의 장약공을 천공한 다음에 굴착 예정선(21)을 따라 천공된 발파공(23)을 먼저 발파시켜 파단면을 만든 다음 나머지 부분을 발파시키는 방법이다. 프리-스플리팅 공법은 굴착 예정선(21)을 따라 천공된 발파공(23)이 맨 먼저 발파되어 각 발파공(23)들 사이에 선균열(24)이 발전하여 파단면이 형성되므로 후속 발파로 인한 영향을 억제시키게 된다. 프리-스플리팅 공법은 전술한 라인드릴링에 비하여 천공수는 적지만, 라인 드릴링 공법과 마찬가지로 평행한 공을 천공하여야 되므로 숙련된 기능이 요구되며, 또한 암반의 균열이 많은 경우, 발파에너지가 인접공 사이보다 암반 내의 균열을 따라 전파되므로 장약량 및 공의 간격을 암반 조건에 맞도록 결정해야만 한다.

다음으로, 도 2d는 절취제어 발파 공법을 나타내는 도면으로서, 절취제어 발파 공법은 암반을 절단함에 있어서 천공경의 크기에 비례하는 천공 간격을 두고, 장약공(23)과 무장약공(22)을 조합시켜 천공한 후, 무장약공(22)은 빈 상태로 그대로 유지하고, 장약공(23)에 소량의 폭약과 뇌관을 층상으로 수개 내지 수십 단을 장약시켜 시차에 의해 발파를 하면 폭발력에 의한 인장파괴 위주의 절개 효과를 발생시킬 수 있고, 이에 따라 폭발 압력의 손실 없이 미진동 및 저소음으로 제어하여 암반을 절단시켜 인공 단층면을 형성시키는 공법이다. 즉, 절취제어 발파 공법은 노천 및 개착 지역에서 장약공(23)과 무장약공(22)을 교대로 배치하고, 장약공(23)에는 표준 장약 및 다단 전색을 실시하여 인장파괴에 의한 암반의 균열과 절개를 이루는 선균열 발파 기술이다.

도 3은 도 2a 내지 도 2d의 암반 발파에 따른 진동 방지 방법들을 각각 비교하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 도 2a에 도시된 줄파기 공법의 비용과 시간을 100으로 할 경우, 도 2b에 도시된 라인 드릴링 공법, 도 2에 도시된 프리-스플리팅 공법 및 도 2d에 도시된 절취제어 발파 공법은 그 비용 및 시간이 적게 소요되는 반면에 진동 차단 효과가 적다는 것을 알 수 있다. 즉, 도 2a에 도시된 줄파기 공법이 진동 차단 효과가 가장 우수하지만, 다수의 무장약공을 중첩되게 일렬로 형성하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

종래의 기술에 따른 암반 지반의 파쇄는 선균열을 유도하는 방법과 제어발파에 의한 암반절단 방법이 있으나, 근본적인 건설공해를 해결할 수 없을 뿐더러 작업 공정도 복잡하여 작업의 효율성이 떨어져 건설 공정 기초 작업이 부진하여 전체 공사기간에도 영향을 미치고 있다. 또한 기존의 암반 절단방법은 암반 균열을 위한 천공간격이 300㎜에서 400㎜까지로서, 장약을 소비하며, 단지 암반 파쇄를 위해 적용되고 있다.

한편, 전술한 암반 진동을 방지하기 위한 방안으로서, 무진동 화약을 사용하거나, 액화 압축가스를 사용하여 발파하는 방법, 충격흡수 유닛을 사용하는 방법 등과 발파공에 화약과 뇌관을 설치한 후, 경화성 수지액으로 발파공을 메우는 방법과, 발파공 주변에 무장약공을 추가로 천공하여 진동을 감소시키는 방법들이 제시되어 있다.

그러나 무진동 화약의 경우, 물리적인 폭발 에너지보다는 화학적 반응을 이용하는 방법이므로 암반의 파쇄 효율이 매우 낮다는 문제점이 있다. 액화압축가스나 충격흡수 유닛을 사용하는 방법은 각 단계의 공정마다 공기주머니, 충격흡수제, 충격흡수 유닛 및 밀봉재를 차례로 삽입해야하는 번거러움과 여러 재료들을 사용해야 하기 때문에 원가 상승으로 경제성이 없고 실제로 발파 공정에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 발파공에 화약과 뇌관을 설치한 후, 경화성 수지액으로 메우는 방법이나 발파공 주변에 무장약공을 추가로 천공하여 진동을 감소시키는 방법은 기존의 발파 공정에 약간의 공정만 추가되므로 복잡하지는 않지만, 이러한 방법들은 모두 발파 작업이 이루어지는 폭발원에서의 진동을 감소시키는 방법들이고, 실제로 피해 보호가 요구되는 지점에 대한 직접적인 대책은 아니기 때문에 발파 작업시 주변 건물이나 거주자의 안전에 문제점이 있다.

한편, 선행 기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2000-33474호(출원일자: 2000년 06월17일)에는 '에어커튼을 이용한 진동제어 발파공법'이라는 명칭의 발명이 개시되어 있다. 도 4는 선행 기술에 따른 에어커튼을 이용한 진동제어 발파 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 종래 기술에 따른 에어커튼을 이용한 진동제어 발파 방법은, 암반발파를 위해 장약된 발파공의 외곽, 특히, 건물, 가축, 기기, 인체 등에 피해가 예상되는 쪽에 1열 이상의 무장약공을 더 천공하거나, 기존의 진동 제어공으로 사용하고 있는 라인드릴링(line drilling)공이나 무장약공에 에어파이프(air pipe)와 연결된 에어호스(air hose)를 삽입하고, 콤프레서(compressure)에서 송출되는 고압의 공기를 이용한 에어커튼(air curtain)을 형성하여, 암반 발파에 따라 전달되는 진동을 에어커튼이 흡수하도록 하여 차단하는 진동제어 발파 공법이다.

구체적으로, 에어커튼을 이용한 진동제어 발파 방법은, 건물(41)들 사이의 암반층에 장약공(45)을 천공하고, 장약공(45)의 외곽에 무장약공(46)을 천공하며, 장약공(45)에 폭약과 뇌관 및 뇌관각선을 설치한다. 이후, 무장약공(46) 주변에 콤프레서(42)를 설치하고, 콤프레서(42)와 에어파이프(43) 및 에어호스(44)를 연결하여 설치하며, 무장약공(46) 내에 에어파이프(43)와 연결된 에어호스(44)를 설치한다.

이후, 상기 에어파이프(43)와 연결된 콤프레서(42)를 가동시키고, 에어파이프(43)의 각 분관들의 압력을 확인하여, 각 분관들의 압력 이상시 압력을 조정하게 된다. 다음으로, 상기 각 분관들의 압력이 정상일 때 폭약을 폭발시키고, 폭발이 완료된 후 콤프레서(42)를 정지시키고, 콤프레서(42) 정지 후에 에어파이프(43)와 에어호스(44)를 철수하게 된다.

그러나 선행 기술에 따른 에어커튼을 이용한 진동제어 발파 방법은, 암반 발파에 따라 전달되는 진동을 에어커튼이 흡수하도록 하는 방법이므로, 기존의 라인 드릴링 공법과 유사하고근본적인 암반 발파에 의한 진동을 방지할 수 없다는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 직전에 천공한 자리에 환봉을 삽입하고 진동 방지 라인을 따라 트렌치를 형성함으로써 암반 파쇄 지역에서의 소음 및 진동을 작업 구간 내에서 흡수할 수 있는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 진동 방지 라인을 따라 형성되는 트렌치를 용이하게 형성할 수 있는 환봉 구조물을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법은, 암반 발파에 의해 발생하는 진동을 방지하는 트렌치를 형성하는 방법에 있어서, a) 진동 방지 라인을 따라 천공기로 무장약공을 천공하는 단계; b) 상기 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계; c) 상기 무장약공 내에 상기 천공기의 드릴 비트와 동일한 직경의 환봉을 삽입하는 단계; d) 상기 환봉의 가이드면을 따라 상기 천공기로 다음 무장약공을 천공하는 단계; e) 상기 다음 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계; 및 f) 상기 진동 방지 라인 상에 진동 방지용 트렌치(Trench)가 완성될 때까지 상기 c) 내지 e) 단계를 반복하는 단계를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 c) 단계의 환봉은 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 암나사로 형성된 환봉 헤드부를 각각 구비하며, 상기 환봉의 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 다른 환봉의 암나사로 형성된 환봉 헤드부가 일렬로 체결되어 상기 무장약공 내에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 c) 단계의 무장약공에 삽입된 환봉은 상기 d) 단계의 다음 무장약공을 천공한 후에, 상기 무장약공으로부터 방출되며, 상기 무장약공으로부터 방출된 환봉은 상기 다음 무장약공에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 d) 단계의 환봉 가이드면은 상기 환봉의 몸체부 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 천공 깊이 및 직경에 대응하여 상기 호(Arc)의 크기가 조절될 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 e) 단계 이후, 상기 무장약공에 삽입된 환봉을 배출하고, 상기 무장약공 내에 무장약공 차단재를 삽입하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 진동 방지용 트렌치 형성을 위한 환봉 구조물은, 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성할 수 있도록, 천공기 드릴 비트에 의해 천공된 무장약공에 삽입되며, 상기 천공기 드릴 비트와 동일한 직경을 갖는 합금강으로 형성된 환봉 몸체부; 상기 환봉 몸체부의 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 상기 무장약공에 일렬로 연결되는 다음 무장약공 천공시 가이드 역할을 하는 환봉 가이드면; 상기 환봉 몸체부의 상부에 암나사 형상을 갖도록 형성된 환봉 헤드부; 및 상기 환봉 몸체부의 하부에 형성되며, 나사산을 갖는 환봉 나사산부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 환봉 나사산부는 다른 환봉 구조물의 환봉 헤드부에 형성된 암나사와 체결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 환봉 나사산부의 하측으로부터 상기 환봉 몸체부까지 연장되도록 형성된 중공(hole)으로서, 암반의 천공에 의해 발생된 파쇄물을 외부로 배출하기 위한 파쇄물 배출구를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 환봉 몸체부 내에 형성된 소정 간격의 틈으로서, 상기 파쇄물 배출구를 통해 상기 파쇄물을 외부로 용이하게 배출시키는 이격실을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 합금강으로 구성된 환봉을 직전에 천공한 자리에 삽입하여 파쇄하고자 하는 암반 가장자리를 트렌치로 형성함으로써 파쇄구간에서의 건설공해 즉, 소음 및 진동은 더 이상 대지 경계 밖으로 전달되지 않고 작업구간 내부에만 흡수되므로 어떠한 악조건에서도 작업의 효율성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 도심지 대형 건물의 대심도 터파기 공사의 암반 발파 작업시 진동의 공사장 외부 유출을 차단하여 환경보호(민원예방) 및 위해 요인을 해소할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법 및 이를 위한 환봉 구조물을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예로서, 건설 기초 공사 중 암반 파쇄에 따른 암반 절단 방법으로서, 트렌치 형태로 암반을 미리 절단함으로써 파쇄하고자 하는 암반 발파에 따른 진동을 방지하고, 이에 따라 건설공해를 최소화할 수 있는 암반 발파에 의한 진 동 방지용 트렌치 형성 방법 및 이를 위한 환봉 구조물이 제공된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법은, 먼저, 최초 무장약공(110) 천공 후, 드릴비트 직경과 동일한 환봉(120)을 제작하여 소정의 깊이까지 삽입한다. 이때, 상기 환봉(120)은 나사식으로 결합하여 연결함으로써 그 길이를 연장할 수 있고, 이에 따라 소정의 깊이까지 견고함을 유지하게 된다.

다음으로, 무장약공(110) 천공시에는 최초 삽입한 환봉(120)에 중첩되게 천공한다. 이러한 단계를 반복함하여 암반을 절단하고, 방진 라인(210)의 가장자리를 트렌치로 형성함으로써, 실제 암반 파쇄 구간을 천공하여 파쇄한다. 따라서 기존에 널리 사용되고 있는 암반용 드릴 천공기의 드릴 비트의 직경 크기와 동일하게 천공하여 트렌치를 형성함으로써, 암반 파쇄 지역에서의 소음 및 진동을 작업구간에서 흡수하여 외부로부터의 건설 공해를 최대한 방지하게 된다.

구체적으로, 전술한 바와 같이, 도 2a에 도시된 줄파기 공법이 진동 차단 효과가 가장 우수하지만, 그 작업 공정이 용이하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성함으로써, 기존의 줄파기 공법과 동일한 형태로 무장약공을 형성하되, 그 작업 공정이 매우 용이하게 진행될 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌 치 형성 방법의 동작 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법은, 먼저, 암반 발파를 위한 방진 라인을 설정한다(S101).

다음으로, 상기 진동 방지 라인을 따라 천공기를 사용하여 무장약공을 천공한다(S102).

다음으로, 상기 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키고(S103), 상기 무장약공 내에 상기 천공기의 드릴 비트와 동일한 직경의 환봉을 삽입한다(S104). 이때, 상기 환봉은 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 암나사로 형성된 환봉 헤드부를 각각 구비하며, 상기 환봉의 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 다른 환봉의 암나사로 형성된 환봉 헤드부가 일렬로 체결되어 상기 무장약공 내에 삽입된다. 또한, 상기 무장약공에 삽입된 환봉은 다음 무장약공을 천공한 후에, 상기 무장약공으로부터 방출되며, 상기 무장약공으로부터 방출된 환봉은 상기 다음 무장약공에 삽입될 수 있다.

다음으로, 상기 환봉의 가이드면을 따라 상기 천공기로 다음 무장약공을 천공하고(S105), 이후, 상기 다음 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시킨다(S106). 이때, 상기 환봉 가이드면은 상기 환봉의 몸체부 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 천공 깊이 및 직경에 대응하여 상기 호(Arc)의 크기가 조절될 수 있다.

다음으로, 상기 S104 단계에서 삽입된 환봉을 배출하고(S107), 이후, 상기 환봉이 배출된 무장약공 내에 무장약공 차단재를 삽입한다(S108). 여기서, 상기 차단재를 삽입하는 이유는 상기 무장약공에 이물이 침투할 수 있는 것을 방지하는 한편 진동 전달 방지 효과를 배가시키기 위한 것이다. 상기 무장약공 차단재로는, 스펀지, 솜, 폴리에틸렌 등의 다공성 재료로서 이러한 목적을 달성할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.

다음으로, 상기 진동 방지 라인 상에 진동 방지용 트렌치(Trench)가 완성될 때까지 상기 S104 내지 S108 단계를 반복한다(S109).

후속적으로, 암반 발파 라인 내에 장약공을 천공하고(S110), 소정의 발파 공법에 따라 암반을 발파한다(S111).

결국, 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법은, 건설 공해 중에서 건설 소음의 저감 및 건설 공사의 원활한 작업을 위해서, 암반 파쇄에 앞서서 천공기의 드릴 비트 직경의 환봉을 삽입하고, 방진 라인의 가장자리를 트렌치 형태로 암반을 미리 절단함으로써, 암반 파쇄로 인한 소음 및 진동을 작업 구간에만 흡수할 수 있게 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트렌치 형성을 위한 환봉 구조물을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트렌치 형성을 위한 환봉 구조물(120)은, 환봉 몸체부(121), 환봉 나사산부(122), 환봉 헤드부(123) 및 환봉 가이드면(124)을 포함하며, 또한, 파쇄물 배출구(125) 및 이격실(126)을 추가로 포함할 수 있다.

환봉 몸체부(121)는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성할 수 있도록, 천공기 드릴 비트에 의해 천공된 무장약공(110)에 삽입되며, 상기 천공기 드릴 비트와 동일한 직경을 갖는 합금강으로 형성된다. 예를 들면, 상기 환봉 몸체부(121)의 직경은 70㎜ 내지 106㎜로 형성될 수 있고, 암반 발파 여건에 따라 달라질 수 있다.

환봉 가이드면(124)은 상기 환봉 몸체부(121)의 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 상기 무장약공(110)에 일렬로 연결되는 다음 무장약공 천공시 가이드 역할을 한다. 이때, 상기 환봉 가이드면(124)은 천공 깊이 및 직경에 대응하여 상기 호(Arc)의 크기가 조절될 수 있다.

환봉 헤드부(123)는 상기 환봉 몸체부(121)의 상부에 암나사 형상을 갖도록 형성된다.

환봉 나사산부(122)는 상기 환봉 몸체부(121)의 하부에 형성되며, 나사산을 갖는다. 예를 들면, 환봉 나사산부(122)의 직경은 38㎜로 형성될 수 있다.

또한, 상기 환봉 나사산부(122)는 다른 환봉 구조물의 환봉 헤드부에 형성된 암나사와 체결될 수 있다. 예를 들면, 상기 환봉 구조물(120)의 수직 방향 길이가 1500㎜이고, 상기 환봉과 환봉의 결합에 의해 그 길이가 연장될 수 있다.

파쇄물 배출구(125)는 상기 환봉 나사산부(122)의 하측으로부터 상기 환봉 몸체부(121)까지 연장되도록 형성된 중공(hole)으로서, 암반의 천공에 의해 발생된 파쇄물을 외부로 배출하게 된다. 예를 들면, 상기 파쇄물 배출구(125)의 직경은 12.5㎜일 수 있다.

이격실(126)은 상기 환봉 몸체부(121) 내에 형성된 소정 간격의 틈으로서, 상기 파쇄물 배출구(125)를 통해 상기 파쇄물을 외부로 용이하게 배출시키는 역할 을 한다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물의 반지름과 호의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물(120)은 무장약공(110)을 형성한 후 무장약공(110)의 천공 자리에 삽입된다. 이때, 환봉 가이드면(124)은 상기 환봉 몸체부(121) 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 중심점(C)을 기준으로 반지름(R)과 호(Arc)의 장반경(L)이 설정된다. 상기 호(Arc)의 크기는 천공 깊이 및 직경에 대응하여 조절될 수 있으며, 예를 들면, 환봉 가이드면(124)은 반지름(R)과 장반경(L)의 비(L/R)에 따라 달라질 수 있다. 따라서 L/R이 작아지면, 천공 작업의 정확도는 떨어지지만 작업이 빨라지며, L/R이 커지면, 천공 작업이 늦어지지만, 정확도는 향상된다.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물의 결합을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물은 서로 결합 가능한 구조를 갖고, 각각의 환봉은 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 암나사로 형성된 환봉 헤드부를 각각 구비하며, 상기 환봉의 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 다른 환봉의 암나사로 형성된 환봉 헤드부가 일렬로 체결되어 상기 무장약공 내에 삽입된다.

즉, 제1 환봉 구조물(120a)은 제1 환봉 몸체부(121a), 제1 환봉 나사산부(122a) 및 제1 환봉 헤드부(123a)를 포함하고, 제2 환봉 구조물(120b)은 제2 환봉 몸체부(121b), 제2 환봉 나사산부(122b) 및 제2 환봉 헤드부(123b)를 포함하며, 제3 환봉 구조물(120c)은 제3 환봉 몸체부(121c), 제3 환봉 나사산부(122c) 및 제3 환봉 헤드부(123c)를 포함한다.

제1 환봉 나사산부(122a)는 제2 환봉 헤드부(123b)와 체결되며, 제2 환봉 나사산부(122b)는 제3 환봉 헤드부(123c)와 각각 체결됨으로써, 환봉의 길이가 연장될 수 있고, 상기 무장약공을 통해 삽입된다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 환경 친화적(진동 감쇠) 기술로서 암반 처리 공사의 민원 해소뿐만 아니라 발파 진동으로 인한 구조물 피해를 극소화시켜 건설 재해 예방이 가능해진다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 대형 기초 구조물의 절단이나 도로 및 고속국도의 암반 절취 사면에서도 적용될 수 있다.

기타, 본 발명에 따른 트렌치 형성 방법이 확대하여 적용될 수 있는 공종 분야로는, 법면의 벽면보호를 위한 암절개 작업과정, 여굴 및 과굴이 방지될 것이 요청되는 터널굴착작업, 가설 흙막이 종류인 시트파일 또는 지하 연속벽의 수직벽 조성 및 유지 작업, 대도심의 터파기 공사 전에 절개 토류벽의 수직 벽면 조성 및 유지 작업 등에서 진동 전달의 목적도 동시에 달성하면서 유리하게 적용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 4는 종래의 기술에 따른 에어커튼을 이용한 진동제어 발파 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법의 동작 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 트렌치 형성을 위한 환봉 구조물을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물의 반지름과 호의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 환봉 구조물의 결합을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면부호의 간단한 설명 *

110: 무장약공 120: 환봉

121: 환봉 몸체부 122: 환봉 헤드부

123: 환봉 나사산부 124: 환봉 가이드면

125: 파쇄물 배출구 126: 이격실

210: 진동 방지 라인

Claims

암반 발파에 의해 발생하는 진동을 방지하는 트렌치(Trench)를 형성하는 방법에 있어서,

a) 진동 방지 라인을 따라 천공기로 무장약공을 천공하는 단계;

b) 상기 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계;

c) 상기 무장약공 내에 상기 천공기의 드릴 비트와 동일한 직경의 환봉을 삽입하는 단계;

d) 상기 환봉의 가이드면을 따라 상기 천공기로 다음 무장약공을 천공하는 단계;

e) 상기 다음 무장약공 내의 암반 파쇄물을 배출시키는 단계; 및

f) 상기 진동 방지 라인 상에 진동 방지용 트렌치가 완성될 때까지 상기 c) 내지 e) 단계를 반복하는 단계

를 포함하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 c) 단계의 환봉은 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 암나사로 형성된 환봉 헤드부를 각각 구비하며, 상기 환봉의 나산산을 갖는 환봉 나사산부와 다른 환봉의 암나사로 형성된 환봉 헤드부가 일렬로 체결되어 상기 무장약공 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 c) 단계의 무장약공에 삽입된 환봉은 상기 d) 단계의 다음 무장약공을 천공한 후에, 상기 무장약공으로부터 방출되며, 상기 무장약공으로부터 방출된 환봉은 상기 다음 무장약공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 d) 단계의 환봉 가이드면은 상기 환봉의 몸체부 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 천공 깊이 및 직경에 대응하여 상기 호(Arc)의 크기가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법.
제1항에 있어서,

상기 e) 단계 이후, 상기 무장약공에 삽입된 환봉을 배출하고, 상기 무장약공 내에 무장약공 차단재를 삽입하는 단계

를 추가로 포함하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치 형성 방법.
암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성할 수 있도록, 천공기 드릴 비트에 의해 천공된 무장약공에 삽입되며, 상기 천공기 드릴 비트와 동일한 직경을 갖는 합금강으로 형성된 환봉 몸체부;

상기 환봉 몸체부의 측면에 호(Arc) 형상으로 형성되며, 상기 무장약공에 일렬로 연결되는 다음 무장약공 천공시 가이드 역할을 하는 환봉 가이드면;

상기 환봉 몸체부의 상부에 암나사 형상을 갖도록 형성된 환봉 헤드부; 및

상기 환봉 몸체부의 하부에 형성되며, 나사산을 갖는 환봉 나사산부

를 포함하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성하기 위한 환봉 구조물.
제6항에 있어서,

상기 환봉 나사산부는 다른 환봉 구조물의 환봉 헤드부에 형성된 암나사와 체결되는 것을 특징으로 하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성하기 위한 환봉 구조물.
제6항에 있어서,

상기 환봉 나사산부의 하측으로부터 상기 환봉 몸체부까지 연장되도록 형성된 중공(hole)으로서, 암반의 천공에 의해 발생된 파쇄물을 외부로 배출하기 위한 파쇄물 배출구를 추가로 포함하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성하기 위한 환봉 구조물.
제8항에 있어서,

상기 환봉 몸체부 내에 형성된 소정 간격의 틈으로서, 상기 파쇄물 배출구를 통해 상기 파쇄물을 외부로 용이하게 배출시키는 이격실을 추가로 포함하는 암반 발파에 의한 진동 방지용 트렌치를 형성하기 위한 환봉 구조물.