KR101185154B1 - 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 발파공법은 전색물이 설치된 구간에서 대괴가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 이와 동시에 비석(飛石)을 방지하고 폭약의 폭발력을 유효하게 활용할 수 있다.

Description

대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법{Blasting methods for preventing formation of boulder}
본 발명은 발파공법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 전색물이 설치된 구간에서 대괴(boulder, 大塊)가 발생되는 것을 방지할 수 있고, 이와 동시에 비석(飛石)을 방지하고 폭약의 폭발력을 유효하게 활용할 수 있는 발파공법에 대한 것이다.
일반적으로, 발파공법은 건설 및 토목공사 현장에서 지반 파쇄, 터널 굴착 등을 위해 수행되는데, 암반이나 기타 장애물을 폭약의 폭발력을 이용하여 빠른 시간에 손쉽게 제거한다는 장점이 있기 때문에 널리 이용되고 있다.
상기 발파공법은 발파대상 지반에 발파공을 천공하는 단계, 발파공에 폭약을 설치하는 단계, 상기 폭약의 상부를 전색하는 단계, 및 상기 폭약을 발파하는 단계를 포함한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 전색물(3)은 발파공(10)의 내부에서 폭약(1)의 상부에 설치되는데, 폭약(1) 이외의 비장약 부분에 모래 등의 비가연성 물질을 충진함으로써 폭발 후 가스 등의 누출을 방지하여 폭발력을 유효하게 활용할 수 있도록 한다.
전색물(3)을 설치하지 않거나 전색물(3)의 설치 구간이 충분하지 않으면 비석(飛石)이 발생되고 폭약의 폭발력이 유효하게 활용될 수 없게 된다는 문제점이 있다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 전색물(3)의 설치 구간을 길게 하면 즉, 전색이 이루어지는 깊이가 깊어지면 전색물(3) 설치 구간에서 대괴(boulder, 大塊)가 많이 발생된다는 문제점이 있다. 즉, 전색이 이루어지는 구간에는 폭약이 설치되지 않기 때문에 폭약이 발파된 경우에 대괴가 발생될 수 있다. 도 1에서 '대괴발생구간'은 이러한 대괴가 발생할 수 있는 구간을 의미한다.
상기 대괴는 발파공(10)의 길이(천공장), 발파공(10) 사이의 간격, 저항선의 크기에 따라 대략 30cm ～ 수 m 정도의 크기를 갖는다. 이러한 대괴는 추가적인 발파(소할 발파)를 통하여 작은 크기 예를 들어, 30cm ～ 60cm로 만들어야 하는데, 이러한 추가적인 발파로 인해서 공사기간이 길어지고 소음, 진동, 먼지 등이 발생하며 민원이 발생하게 되어 공사가 중단되기도 하여 공사 진행에 막대한 영향을 미치게 될 뿐만 아니라, 환경법(65dB(A))을 준수할 수도 없게 된다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 전색물이 설치된 구간에서 대괴가 발생되는 것을 방지할 수 있는 발파공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 대괴가 발생되는 것을 방지하면서도 비석(飛石)을 방지하고 폭약의 폭발력을 유효하게 활용할 수 있는 발파공법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발파공법은, (a) 주발파공을 지반에 천공하는 단계; (b) 주발파공 사이에 보조 발파공을 천공하는 단계; (c) 주발파공에 주폭약을 설치하는 단계; 및, (d) 보조 발파공에 보조 폭약(7b)을 설치하는 단계;를 포함한다.
상기 주발파공에서 주폭약의 상측에는 보조폭약(7a)이 설치될 수 있지만 보조폭약(7a)이 설치되지 않을 수도 있다. 보조폭약(7a)이 설치되는 경우, 보조 폭약(7a)은 주폭약의 상측에서 전색물(9a)이 설치되는 구간에 설치될 수 있다.
상기 보조 발파공의 깊이는 주발파공의 전색물(9a)이 설치되는 구간의 깊이와 대응되는 것이 바람직하다.
상기 보조 발파공의 보조 폭약(7b)의 상,하부에는 전색물(9b)이 설치되고, 주발파공의 보조폭약(7a)의 상,하부에는 전색물(9a)이 설치될 수 있다.
상기 주발파공은 적어도 두 개의 행을 이루도록 천공되고, 보조 발파공은 상기 두 개의 행 사이에 천공될 수 있다.
상기 보조 발파공의 직경 크기는 주발파공의 직경 크기와 같거나 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
상기 주발파공은 이웃하는 주발파공과 함께 정사각형 또는 직사각형 또는 삼각형 또는 지그재그 형태를 이루도록 천공될 수 있다.
본 발명에 따른 발파공법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 전색물이 설치된 구간에서 대괴가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 대괴가 발생되는 것을 방지하면서도 비석(飛石)을 방지하고 폭약의 폭발력을 유효하게 활용할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따라 지반을 발파하기 위한 발파공, 폭약 및 전색물을 보여주는 종단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공, 보조 발파공, 주폭약, 보조폭약 및, 전색물을 보여주는 종단면도.
도 3(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공 및 보조 발파공의 배치를 보여주는 평면도.
도 3(b)는 도 3(a)의 종단면도.
도 4(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공 및 보조 발파공의 배치를 보여주는 평면도.
도 4(b)는 도 4(a)의 종단면도.
도 5(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공 및 보조 발파공의 배치를 보여주는 평면도.
도 5(b)는 도 5(a)의 종단면도.
도 6(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공 및 보조 발파공의 배치를 보여주는 평면도.
도 6(b)는 도 6(a)의 종단면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공, 보조 발파공, 주폭약, 보조폭약 및, 전색물을 보여주는 종단면도이다.
본 발명에 따른 발파공법은, 주발파공(20)을 지반에 천공하는 단계(a 단계), 주발파공(20) 사이에 보조 발파공(30)을 천공하는 단계(b 단계), 주발파공(20)에 주폭약(5)을 설치하고 주폭약(5)의 상부에 전색물(9a)과 보조 폭약(7a)을 설치하는 단계(c 단계), 보조 발파공(30)에 전색물(9b)과 보조 폭약(7b)을 설치하는 단계(d 단계) 및, 주폭약(5)과 보조폭약(7a)(7b)을 발파하는 단계(e 단계)를 포함한다.
상기 단계들 중에서 a～d 단계는 반드시 a => b => c => d 단계의 순서대로 이루어져야 하는 것은 아니고 예를 들어, a 단계와 b 단계의 순서가 바뀌거나 c 단계와 d 단계의 순서가 바뀔 수도 있다.
아래에서는 상기 각 단계를 설명하기로 한다.
상기 a 단계는 발파대상 지반에 주발파공(20)을 천공하는 단계이다. 주발파공(20)은 발파대상 지반의 물성에 따라 배치간격 및 천공장(주발파공의 길이) 등이 정해진다.
주발파공(20)은 이웃하는 주발파공(20)과 함께 정사각형 또는 직사각형 또는 삼각형 또는 지그재그 형태를 이루도록 천공될 수 있다. 예로서, 도 3은 주발파공(20)이 이웃하는 주발파공(20)과 함께 정사각형(굵은 점선)을 이루는 것을 보여준다. 상기 지그재그 형태를 이루는 것은 A행의 주발파공(20) 사이에 B행의 주발파공(20)이 천공되는 경우이다.
상기 b 단계는 주발파공(20) 사이에 보조 발파공(30)을 천공하는 단계이다. 보조 발파공(30)은 전색물(9a)이 설치되는 구간(덮개암층)을 발파하기 위한 공이다. 보조 발파공(30)의 깊이는 전색물(9a)이 설치되는 구간(전색의 깊이)과 대응되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 '보조 발파공의 깊이가 전색물(9a)의 설치구간(전색의 깊이)과 대응된다'는 것은 보조 발파공의 깊이가 전색의 깊이(덮개암층의 깊이)와 동일하거나, 조금 깊거나 얕더라도 실질적으로 동일하다는 것을 의미한다.
보조 발파공(30)의 직경 크기는 주발파공(20)의 직경 크기와 동일하거나 작은 것이 바람직하다. 또한, 보조 발파공(30)에 설치되는 보조 폭약(7b)의 직경은 보조 발파공(30)의 직경보다 작은 것(높은 맹도의 디커플링 장약)이 바람직하다. 아울러, 보조 발파공(30)의 전체 구간에 걸쳐서 보조 폭약(7b)이 설치되는 것 보다는 보조 발파공(30)의 일부 구간에만 보조 폭약(7b)이 설치되는 것(즉, 부분 장약)이 바람직하다. 이것은 보조 발파공(30)의 보조 폭약(7b)은 덮개암층을 발파함으로써 대괴 발생을 방지할 수 있으며 그 목적을 달성하기 때문에 과도한 폭발력이 필요하지 않기 때문이다.
상기 c 단계는 주발파공(20)에 주폭약(5)을 설치하고 주폭약(5)의 상부에 전색물(9a)과 보조 폭약(7a)을 설치하는 단계이다.
주폭약(5)은 발파대상 지반을 제거하기 위한 것으로서, 통상적인 장약 방법으로 설치될 수 있다. 전술(前述)한 바와 같이, 전색물(9a)은 주폭약(5)의 폭발력이 효과적으로 발휘되도록 하고 비석을 방지한다.
보조폭약(7a)은 덮개암층을 제거하기 위한 것이다. 보조 폭약(7a)의 상,하부에는 전색물(9a)이 설치되는 것이 바람직하다. 주발파공(20)에 설치되는 보조 폭약(7a)의 직경은 주발파공(20)의 직경보다 작은 것(즉, 디커플링 장약)이 바람직하다. 아울러, 전색물(9a) 설치구간 중 일부 구간에만 보조 폭약(7a)이 설치되는 것(즉, 부분 장약)이 바람직하다.
한편, 주발파공(20)에 보조 폭약(7a)이 설치되지 않을 수도 있다. 즉, 보조 폭약(7a)은 본 발명에서 필수적인 구성은 아니며 필요에 따라 설치되거나 설치되지 않을 수 있다.
상기 d 단계는 보조 발파공(30)에 전색물(9b)과 보조 폭약(7b)을 설치하는 단계이다. 보조 폭약(7b)의 직경과, 보조 폭약(7b)을 디커플링 장약하는 것과, 보조 폭약(7b)을 부분 장약하는 것에 대해서는 전술한 바 있다.
상기 e 단계는 주폭약(5)과 보조폭약(7a)(7b)을 발파하는 단계이다. 주폭약(5)과 보조폭약(7a)(7b)은 한꺼번에 발파될 수 있다. 덮개암층(전색구역)에서 전방(前方) 이동은 자유면과 비교해서 상대적으로 작기 때문에 주폭약(5)의 발파를 시행하면서 보조 폭약(7a)(7b)의 발파가 동시에 실시되므로 공정상이나 안전상의 문제는 전혀 없다.
이러한 발파공법은 노천발파, 지하철 발파, 터파기, 터널 발파 및, 수직구 발파 등에서 전기뇌관, 비전기식 뇌관, 전자뇌관 등을 이용하여 이루어질 수 있기 때문에 모든 발파공법에 적용할 수 있는 최적의 소할방지 공법이라 할 수 있다.
도 3(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 지반을 발파하기 위한 주발파공 및 보조 발파공의 배치를 보여주는 평면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 종단면도이다. 도 3(a) 및 도 3(b)의 참조부호 중에서 도 1 및 도 2의 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도면에 나타난 바와 같이, 주발파공(20)은 적어도 두 개의 행(A)(B)을 이루도록 천공될 수 있고, 이 경우에 보조 발파공(30)은 두 개의 행(A)(B) 사이에 천공될 수 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)는 보조 발파공(30)이 두 개의 행(A)(B) 사이에서 두 개씩 근접하도록 천공된 것을 보여준다.
한편, 도 5(a) 및 도 5(b)는 주발파공(20)의 두 개의 행(A)(B) 사이에 보조 발파공(30)이 두 개의 행(X)(Y)을 이루도록 천공된 것을 보여주는데, 동일한 행에 속하는 보조 발파공(30)이 두 개씩 근접하도록 천공되었다.
그리고, 도 6(a) 및 도 6(b)는 주발파공(20)의 두 개의 행(A)(B) 사이에 보조 발파공(30)이 두 개의 행(X)(Y)을 이루도록 천공된 것을 보여주는데, 동일한 행에 속하는 보조 발파공(30) 사이의 간격이 일정한 것을 보여준다.
이와 같이, 보조 발파공(30)의 천공 패턴은 발파대상 지반의 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있는데, 이러한 다양한 천공 패턴들도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다는 것을 본 명세서를 참조한 당업자라면 자명하게 알 수 있을 것이다.
5 : 주폭약 7a, 7b : 보조 폭약
9a, 9b : 전색물 20 : 주발파공
30 : 보조 발파공 A, B : 주발파공의 행
X, Y : 보조 발파공의 행

Claims (7)

  1. (a) 주발파공을 지반에 천공하는 단계;
    (b) 주발파공 사이에 보조 발파공을 천공하는 단계;
    (c) 주발파공에 주폭약을 설치하는 단계; 및
    (d) 보조 발파공에 보조 폭약(7b)을 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  2. 제1항에 있어서,
    주발파공에 보조 폭약(7a)을 설치하되, 보조 폭약(7a)은 주폭약의 상측에서 전색물(9a)이 설치되는 구간에 설치되는 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보조 발파공의 깊이는 주발파공의 전색물(9a)이 설치되는 구간의 깊이와 대응되는 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보조 발파공의 보조 폭약(7b)의 상,하부에는 전색물(9b)이 설치되고, 주발파공의 보조폭약(7a)의 상,하부에는 전색물(9a)이 설치된 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    주발파공은 적어도 두 개의 행을 이루도록 천공되고,
    보조 발파공은 상기 두 개의 행 사이에 천공된 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    보조 발파공의 직경 크기는 주발파공의 직경 크기와 같거나 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    주발파공은 이웃하는 주발파공과 함께 정사각형 또는 직사각형 또는 삼각형 또는 지그재그 형태를 이루도록 천공되는 것을 특징으로 하는, 대괴 발생을 방지하기 위한 발파공법.
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