KR101314223B1 - 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장공 발파 천공시 발생되는 천공편차를 정확하고, 안전하고, 정확하게 측정할 수 있도록 한 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 시공 대상 수직터널을 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 일정한 직경 및 길이로 천공하여 천공홀을 형성하는 단계; 상기 천공홀에 비닐로프의 일단에 폭약을 테이프로 묶어 매달고, 상기 비닐로프의 외부는 도폭선으로 감싼 후, 장약 및 발파하는 단계; 상기 발파된 천공홀 내에 착암호스를 삽입하고, 상기 착암호스에 에어를 주입하여 천공홀의 발파굴진장을 확인하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법{Slotted holes for blasting drilling, blasting charge and step-by-step check the length of the excavation method}

본 발명은 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법에 관한 것이다.

일반적으로 수직터널을 시공하기 위해 시행하는 장공 발파(long hole blasting) 천공방법은 장약공과 무장약공을 같은 규격으로 하는 버언트 커트발파(burnt-cut blasting) 방법과 심발 자유면을 증가시키기 위하여 중앙에 대구경(200-300mm) 무장약공을 천공하고 근접 심발공(51-75mm)을 천공하는 평행심발법(parallel hole cut)이 사용된다.

여기서, 상기 팽행심발법은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 가운데에 무장약공을 천공하고 10㎝∼20㎝ 근접하여 심발공을 4공 천공하는 방법과 20㎝∼30㎝ 내외의 대구경 무장약공을 천공하고, 여기에 10㎝∼20㎝ 근접하여 심발공을 4공 천공하는 방법으로써, 상기한 2가지 방법 모두 천공편차가 많을 경우 발파작업이 실패하므로 비교적 10m 내외의 짧은 거리에서 널리 쓰이나 20m 이상의 긴 거리에서는 적용하기에 문제점이 있다.

한편, 시공 대상 수직터널의 길이에 비례하여 천공홀의 편차가 발생되는데 일반적으로 30m 수직터널에서 10㎝∼100㎝의 편차가 발생되며, 이것은 심빼기 발파의 성패여부를 좌우하며, 이는 장공 발파 시공의 성패를 결정한다.

이러한 천공 편차가 발생되는 원인으로는 천공장비의 정밀 천공성, 수직터널의 길이 및 터널 암질 즉 절리, 단층 등 지질적인 여건에 영향을 받는데 천공장비의 발달과 우수 기능 인력에 의하여 천공편차를 줄이려 노력하고 있으나, 시공 대상 수직터널의 길이가 길어질수록 이 천공편차가 크게 되어, 장공 발파를 적용하는 굴착 심도에 제약을 가하는 문제점이 있으므로 시공안전, 공사비 절감 공기단축 등 많은 이점이 있음에도 널리 사용되지 않고 있는 실정이다.

또한, 상기 장공발파시 장약방법은 시공 대상 수직터널에 천공된 천공홀 전체길이에 장약 뇌관을 기폭순서에 따라 사용 뇌관에 시차를 두고, 전체적으로 한번에 장약하며, 동시에 발파하는 방법이 있는데 이것은 수직터널의 길이가 10m 전후로 작은 경우에는 별 문제점이 없으나, 20-40m의 경우 발파시 암석 팽창으로 파쇄된 암석의 재응집 현상이 나타나 발파가 실패하는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점 때문에 실질적으로 장공 발파가 시공안전, 공사비 절감, 공기단축 등 많은 이점이 있음에도 널리 사용되지 않는 실정이다.

비교적 널리 통용되는 또 다른 발파방법으로는 위에 기술한 발파시 암석 팽창으로 인한 파쇄된 암석의 재응집 현상을 피하기 위하여 수직터널 전 길이를 천공한 후 2-5m 씩 분할 장약하여 발파하는 방법이 많이 사용되는데, 이러한 발파 방법에서는 수직터널 하부에서 분할하여 장약할 때 수직터널 상부에서 원격으로 진쇄후 장약할 때 그 시공이 매우 어려운 문제점이 있으며, 그것은 1회 분할 발파 후 2회 장약시 전면 발파 굴진장을 정확히 알 수 없어 그 장약장을 얼마 길이로 해야할지 알 수 없는 문제점이 있다.

또한, 분할하여 장약발파 할 경우에는 선행 발파 성공 굴진장을 정확히 파악해야 다음 장약장을 결정할 수 있으므로 단계별 발파 굴진장을 확인하는 것이 중요하다.

그러나 이러한 굴진장 확인작업은 작업원이 그 발파된 부분에 접근할 수 없는 관계로 수직터널 상부에서 시행하며, 수직터널 하부에서는 파쇄 암석의 부석이 존재하여 작업원 접근이 불가하다.

따라서, 종래의 굴진장 확인작업은 발파된 파쇄 암석의 양을 개략 측정하여 이를 환산하는 방법과 상부에서 남은 천공홀에 추를 삽입하여 측정하는 방법이 있는데 이 두 가지 모두 정확한 자료를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

즉, 천공된 20-40공(수직터널 규격에 따라 상이함) 모두를 측정하여 남아있는 불규칙한 발파 굴진장을 알아야 하는데 그것이 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 장공 발파 천공시 발생되는 천공편차를 정확하고, 안전하고, 정확하게 측정할 수 있도록 한 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 시공 대상 수직터널을 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 일정한 직경 및 길이로 천공하여 천공홀을 형성하는 단계; 상기 천공홀에 비닐로프의 일단에 폭약을 테이프로 묶어 매달고, 상기 비닐로프의 외부는 도폭선으로 감싼 후, 장약 및 발파하는 단계; 상기 발파된 천공홀 내에 착암호스를 삽입하고, 상기 착암호스에 에어를 주입하여 천공홀의 발파굴진장을 확인하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 천공편차에 좌우되는 발파 실패를 방지하는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 장약방법의 신속, 정확 및 안전을 도모할 수 있다.

셋째, 본 발명은 매 발파 굴진장의 정확한 확인으로 다음 발파 작업의 확실성을 확보할 수 있다.

넷째, 본 발명은 공사기간의 단축은 물론 시공안전 및 상대적으로 공사비를 절감할 수 있다.

도 1a, 1b은 종래의 심발공 배열상태를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 장공 발파시 천공 및 발파패턴을 도시한 예시도,
도 3은 도 2의 A-A선 단면도,
도 4는 천공홀 부위를 버림콘크리트로 타설 및 양생한 상태를 도시한 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 장공 발파시 천공홀에 장약 충전패턴을 도시한 예시도,
도 6은 도 5의 "A"부분을 확대 도시한 상세도.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 장공 발파시 천공 및 발파패턴을 도시한 예시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 4는 천공홀 부위를 버림콘크리트로 타설 및 양생한 상태를 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 장공 발파시 천공홀에 장약 충전패턴을 도시한 예시도이며, 도 6은 도 5의 "A"부분을 확대 도시한 상세도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 시공 대상 수직터널을 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 일정한 직경 및 길이로 천공하여 천공홀(10)을 형성하는 단계; 상기 천공홀(10)에 비닐로프(12)의 일단에 폭약(14)을 테이프(16)로 묶어 매달고, 상기 비닐로프(12)의 외부는 도폭선(18)으로 감싼 후, 장약 및 발파하는 단계; 상기 발파된 천공홀(10) 내에 착암호스를 삽입하고, 상기 착암호스에 에어를 주입하여 천공홀(10)의 발파굴진장을 확인하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 천공홀(10) 형성단계는 공냉식 또는 유압식 천공기로 심발공 9공을 동일 간격을 천공한다.

그리고, 상기 천공홀(10) 형성단계는 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 천공홀(10)을 형성하되, 상기 천공홀(10)의 하부에서 상부와 분리하여 근접된 천공홀(10)을 선택하여 제1심발공으로 하며, 가운데 천공홀(10)을 무장약공으로 하고, 나머지를 제2심발공으로 형성한다.

또한, 상기 착암호스는 그 표면에 눈금이 형성된다.

그리고, 상기 천공홀(10)의 상부에 버림콘크리트(20)를 타설한다.

즉, 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 천공홀(10) 형성단계, 장약 및 발파단계, 발파 굴진장 확인단계를 순차적으로 시행함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 천공홀(10) 형성단계는 심빼기 천공 배열을 일정한 간격으로 동일하게 9공의 천공홀(10)을 배열 천공하되, 중앙으로부터 순차적으로 바깥으로 천공해 나가며, 각 천공은 하부터널과 관통시킨다.

이러한 천공작업을 용이하게 하며, 천공홀(10) 간격을 일정하게 유지하기 위하여 천공홀(10) 바닥을 버림콘크리트(20)를 타설한다.

한편, 상기 천공이 완료되면 하부터널에서 상기 9개공의 각각 천공편차를 측정하여 파악하는데 번호를 부여한 천공홀(10) 각각에 비닐로프(12) 끝에 천공홀(10) 번호를 부착한 후, 상기 비닐로프(12)를 천공홀(10)에 집어넣어 하부터널에서 그 번호를 식별하여 측정하도록 한다.

이렇게 파악된 자료를 토대로 하부터널에서 그 중 근접된 4개공을을 제1심발공으로 선정하고, 그 중앙에 위치한 1개공은 무장약공으로 발파 자유면으로 이용하고, 나머지 4개공은 제2심발파공으로 선정하여 발파한다.

시공대상 수직터널 연장이 30m일 경우에는 그 1/2 즉 하부 15m까지 또는 천공작업중 확인된 각 공의 편차현황에 맞추어 수직터널 하부의 심발공 선정과 수직터널 상부의 심발공 선정을 달리하여 천공편차에 대응한다.

장약 장전 및 발파단계는 현장 지질여건을 고려하여 분할 발파장을 3∼5m 결정하고, 천공작업 후 측량한 각 천공홀(10)을 심도에 맞게 비닐로프(12)를 준비하고, 그 비닐로프(12) 일단에 결정된 3∼5m 길이에 맞춰 폭약(14)을 테이프(16)로 묶어 매달고 그 외부는 도폭선(18)으로 감아준다.

이때, 장약 최선단과 최후단에 물진쇄물 또는 일반 진쇄물을 같이 메어단다.

그 다음 각각 부여된 천공번호에 맞게 상부에서 하부로 집어넣은 후 고정시키고, 발파한다.

1회 발파가 끝난 다음 2회∼완료시점까지는 상기 작업을 반복하여 발파작업을 완료한다.

단계별 발파 굴진장 확인단계는 1회 발파가 끝난 다음 10㎝ 단위로 눈금이 표시된 착암호스에 압축공기밸브를 연결한 후, 각 발파공에 착암호스를 삽입한 후, 상기 압축공기밸브를 열어, 상기 착암호스에 압축공기를 주입하면, 상기 발파공의 천공홀(10) 벽에 압축공기가 부딪히면서 바람소리가 들리며, 이 착암호스가 발파된 천공홀(10)을 지나가면 그 순간 소리가 나지 않는 원리를 이용하여 각 발파공의 발파 굴진장을 확인한다.

이때, 상기 발파공에 발파된 암편으로 발파공이 막혀 있으면, 착암호스를 빼낸 후, 상기 착암호스에 용수라인을 연결하여 압력수를 이용하여 발파공 내부를 청소하며, 만약 이것으로도 발파공 내부의 청소가 충분치 않을 경우에는 천공장비로 다시 재천공 작업을 한다.

위와 같은 작업으로 각 공의 잔여길이가 파악되면, 상기한 바와 같은 단계를 반복하여 장약 및 발파하고, 다시 단계별 굴진장 확인작업을 반복한다.

상기한 바와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 따른 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법은 지반 천공시 발생되는 천공편차를 줄일 수 있고, 장약 및 발파시 정확하고 안전하며 용이하게 시공할 수 있으며, 매 분할 발파 굴진장 측정을 안전하고 빠르게 정확하게 측정할 수 있는 작용효과가 있다.

10: 천공홀 12: 비닐로프
14: 폭약 16: 테이프
18: 도폭선 20: 버림콘크리트

Claims (4)

1. 시공 대상 수직터널을 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 일정한 직경 및 길이로 천공하여 천공홀을 형성하는 단계;
   상기 천공홀에 비닐로프의 일단에 폭약을 테이프로 묶어 매달고, 상기 비닐로프의 외부는 도폭선으로 감싼 후, 장약 및 발파하는 단계;
   상기 발파된 천공홀 내에 착암호스를 삽입하고, 상기 착암호스에 에어를 주입하여 천공홀의 발파굴진장을 확인하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 천공홀 형성단계는 공냉식 또는 유압식 천공기로 심발공 9공을 동일 간격을 천공하여 천공홀을 형성하며, 상기 천공홀의 상부에 버림콘크리트를 타설함을 특징으로 하는 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 천공홀 형성단계는 공냉식 또는 유압식 천공기로 천공하여 천공홀을 형성하되, 상기 천공홀의 하부에서 상부와 분리하여 근접된 천공홀을 선택하여 제1심발공으로 하며, 가운데 천공홀을 무장약공으로 하고, 나머지를 제2심발공으로 형성함을 특징으로 하는 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 착암호스는 그 표면에 눈금이 형성됨을 특징으로 하는 장공 발파시 천공, 장약 및 단계별 발파 굴진장 확인방법.

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