KR101319736B1

KR101319736B1 - 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법

Info

Publication number: KR101319736B1
Application number: KR1020130098417A
Authority: KR
Inventors: 김영근; 우주식
Original assignee: 우주식; 김영근
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-10-17
Also published as: WO2015026155A1

Abstract

본 발명은 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법에 관한 것으로, 발파용 구조체는 상하부가 개방된 파이프 형상의 관체(10)와; 상기 관체(10)의 개방된 상하부에 각각 설치되어 상기 관체(10)를 밀봉시키는 상,하부캡(20A, 20B)과; 상기 관체(10) 내측 하부에 삽입되며, 폭약이 수용되는 장약부(30)와; 상기 관체(10)의 내측 상부에 충전되어 상기 장약부(30)를 커버하는 전색부(40)로 이루어지고, 상기 하부캡(20B)의 외측 둘레에는 복수 개의 판 스프링(S)이 설치되며, 상기 판 스프링(S)의 외측에는 상기 판 스프링(S)을 감싸면서 와이어(13)에 의해 판 스프링(S)으로부터 제거되는 슬리브(12)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 발파용 구조체를 사용하여 수중의 암반에 폭약을 설치 고정할 수 있기 때문에 사압 현상의 발생이 방지되어 일반 폭약을 사용하면서도 수중 발파작업을 확실하고 효율적으로 행할 수 있다.

Description

수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법{Structure for Underwater Blasting and Blasting Method Therewith}

본 발명은 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양구조물의 구축이나 선박의 운행을 위한 수로의 조성 또는 항만을 구축하기 위해 수중의 돌출된 암반을 발파작업에 의해 제거할 때 사용되는 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하상이나 해상에 교량 등과 같은 구조물을 설치하거나 선박 등이 통행하는 수로 또는 항만을 구축할 때에는 수중 바닥을 준설하는 작업을 선행하게 되며, 이때 수중에 암반이 존재하는 경우 이를 발파 등의 작업을 통해 제거하여야 하는데, 이러한 수중의 암반을 제거하기 위한 수중 발파 작업은 일반적으로 수중의 암석이나 구조물 표면에 폭약을 부착하여 발파하는 수중 부착발파, 수중에 폭약을 매어단 형태로 발파하는 수중 현수발파, 또는 천공기를 이용하여 수중의 암반 등의 피파괴물의 내부에 천공을 뚫은 다음, 이 천공된 구멍에 폭약을 설치하여 발파하는 수중 천공발파에 의해 이루어진다.

그런데 수중 부착발파에 의한 발파 작업은 주로 잠수부가 잠수하여 폭약을 설치하기 때문에 작업이 어렵고 위험할 뿐만 아니라 발파효율이 낮으며, 또한 수중 현수발파에 의한 발파 작업은 수중에서의 폭약의 폭발에 의해 생성된 압력에 의해 물체의 변형이나 파괴를 목적으로 하는 것으로 수중 생태계에 크게 영향을 미치고 또한 암반 제거 효율이 수중 천공발파에 비해 낮기 때문에 수중 암반의 제거에는 통상 수중 천공발파 공법이 사용되고 있다.

수중 천공발파 공법에 대한 예로서 특허 제581174호에 개시된 '수중 암반 발파장치 및 공법'을 들 수 있는데, 이 특허문헌에 개시된 수중 암반 발파방법은 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 바지선(110)을 발파작업 암반의 상부에 고정시킨 다음, 천공기(100)에서 비트를 수직 하강시키면서 암반을 천공한 다음, 천공된 구멍에 폭약을 장전하여 폭파시키는 방법으로서, 이때 이전 발파공의 폭발에 의한 가스압력이나 충격압력, 또는 수중에서의 폭약의 압축이나 워터햄머에 의해 발열반응이 지속되지 못하고 폭약이 잔류하는 현상, 소위 사압(dead pressure)현상이 발생될 우려가 있기 때문에 이러한 사압 현상을 방지하기 위해 통상 다이너마이트와 같은 고성능 폭약이 사용되며, 이러한 고성능 폭약은 뇌관이 없이도 마찰이나 충격에 의해 폭발하기 때문에 자칫 안전사고의 발생 우려가 있다.

한편, 고성능 폭약이 아닌 일반폭약, 예를 들면 에멀전 폭약은 유중수적형(油中水滴形)으로서 그 내부에 기포가 존재하기 때문에 이러한 일반폭약을 수중에 설치하게 되면 수압에 의해 기포가 터지면서 자칫 불폭될 우려가 있으며, 따라서 수중 발파작업에 일반 폭약을 사용하기가 곤란하다.

더구나 가루 폭약(초유 폭약)과 같은 경우에는 폭약의 밀도가 낮기 때문에 수중에서의 사용이 사실상 불가능하다.

따라서 고성능 폭약이 아닌 일반 폭약 또는 가루 폭약을 사용하면서도 수중 발파작업을 정확하고 효과적으로 행할 수 있도록 하는 수중 발파방법의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 수중 발파방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 일반 폭약을 사용할 수 있으면서도 천공된 암반 구멍에 폭약을 정확하고 안전하게 장전할 수 있는 동시에 사압의 발생으로 인한 잔류 폭약의 발생을 방지할 수 있는 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

수중 발파용 구조체를 제공하고자 하는 본 발명의 목적은 수중 발파용 구조체를, 상하부가 개방되고 상하부가 개방된 파이프 형상의 관체와; 상기 관체의 개방된 상하부에 각각 설치되어 상기 관체를 밀봉시키는 상,하부캡과; 상기 관체의 내측 하부에 삽입되며, 폭약이 수용되는 장약부와; 상기 관체의 내측 상부에 충전되어 상기 장약부를 커버하는 전색부로 이루어지고, 상기 하부캡의 외측 둘레에는 복수 개의 판 스프링이 설치되며, 상기 판 스프링의 외측에는 상기 판 스프링을 감싸면서 와이어에 의해 판 스프링으로부터 제거되는 슬리브가 설치되도록 구성하는 것에 의해 달성된다.

수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파방법을 제공하고자 하는 본 발명의 또 다른 목적은 수중 발파방법을, 작업 현장의 해상에 천공기가 구비된 바지선을 고정하는 준비 단계와; 상기 천공기를 이용하여 수중의 암반에 가이드 케이싱이 안착되는 안착공을 형성하는 안착공 형성 단계와; 상기 안착공에 가이드 케이싱을 안착하는 가이드 케이싱 설치 단계와; 상기 가이드 케이싱의 내부에 천공 비트를 삽입하여 암반에 일정 깊이의 폭약 장전공을 천공하는 폭약 장전공 형성 단계와; 상기 천공 비트를 제거한 다음, 상기 가이드 케이싱을 따라 내부에 장약부가 구비되며 하단에 판 스프링과 슬리브가 구비된 발파용 구조체를 상기 폭약 장전공에 안착시킨 다음, 상기 슬리브에 연결된 와이어를 당겨 상기 슬리브를 제거함으로써 상기 판 스프링의 단부가 확장되도록 하여 상기 폭약 장전공에 상기 발파용 구조체를 고정하는 발파용 구조체 설치 및 고정 단계 및; 수중으로부터 상기 가이드 케이싱을 제거한 상태에서 상기 장약부와 연결된 기폭 와이어를 이용하여 폭약을 폭발시키는 발파 단계로 구성하는 것에 의해 달성된다.

본 발명은 상부캡에는 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통해 상기 관체 내부의 기폭뇌관과 연결되는 기폭케이블이 상부로 인출되며, 상기 기폭케이블의 외주면에는 열수축 튜브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 슬리브가 테플론 재질로 이루어지거나 또는 내주면에 복수 개의 가이드 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 관체가 PVC 또는 PE로 이루어진 합성수지재인 것을 특징으로 한다.

이에 더하여 본 발명은 상,하부캡과 관체 사이에는 접착제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 폭약 장전공의 천공 깊이가 일정 깊이 이하인 경우 상기 발파용 구조체는 관체, 상,하부캡, 장약부 및 전색부가 완전히 조립되어 일체화된 상태로 상기 가이드 케이싱의 내부에 설치되고, 상기 폭약 장전공의 천공 깊이가 일정 깊이 이상인 경우에는 상기 관체의 하단에 상기 판 스프링과 슬리브가 부착된 하부캡이 설치된 상태에서 상기 폭약 장전공에 밀어 넣은 다음, 상기 와이어를 당겨 상기 폭약 장전공의 내부에 관체가 고정되도록 한 후, 상기 관체의 내부에 장약부를 충진하여 관체의 하부쪽에 위치시키고, 상기 장약부의 상부에 전색부를 형성한 다음, 상기 상부캡으로 관체의 상부를 밀봉함으로써 발파용 구조체가 가이드 케이싱의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 발파용 구조체를 사용하여 수중의 암반에 형성된 폭약 장전공에 폭약을 견고하게 설치 및 고정할 수 있기 때문에 사압 현상의 발생이 방지되어 일반 폭약을 사용하면서도 수중 발파작업을 안전하고도 효율적으로 행할 수 있다.

또한 본 발명은 수중 암반에 발파용 구조체를 사용하여 폭약을 설치하기 때문에 육상에서와 똑같은 폭약 설치환경이 제공되며, 그 결과 일반 폭약이나 가루 폭약을 쉽게 사용할 수 있기 때문에 경제성과 안전성이 향상된다.

그리고 본 발명은 발파용 구조체의 하부에 복수 개의 판 스프링이 설치되고, 이에 의해 발파용 구조체가 수중 암반에 형성된 폭약 장전공의 내벽에 관체가 걸려 고정되기 때문에 해수의 부력에 의해서도 발파용 구조체가 부상하지 못하고 그 설치위치가 고정됨으로써 폭약 장전공 내에 폭약을 정확하게 위치시킬 수 있으며, 그 결과 폭파작업이 정확하고도 안전하게 이루어질 수 있다.

이에 더하여 본 발명의 발파용 구조체를 밀봉시키는 상하부캡에 각각 복수 개의 오링이 설치되고, 기폭케이블의 외주면에는 열수축 튜브가 설치됨으로써 발파용 구조체의 내부로 해수의 유입이 효과적으로 방지된다.

도 1은 종래의 수중 천공 방법의 예를 보인
도 2는 본 발명에 따른 발파용 구조체의 예를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 분리 사시도,
도 4는 도 2의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 상부캡의 예를 보인 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파 방법의 예를 보인 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 수중 천공장치의 예를 보인 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 안착공 형성 단계와 케이싱 안착 단계의 예를 보인 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 암반 폭약 장전공 형성 단계의 예를 보인 구성도,
도 10은 본 발명에 다른 발파용 구조체 설치 단계와 발파용 구조체 고정 단계의 예를 보인 구성도이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 수중의 암반을 안전하게 제거할 수 있도록 하는 수중 발파용 구조체 및 이를 이용한 수중 발파 방법을 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 수중 발파용 구조체는 도 2에 도시된 바와 같이 관체(10), 상,하부캡(20A, 20B), 장약부(30) 및 전색부(40)로 이루어지고, 이때 하부캡(20B)의 하부 둘레에는 판 스프링(S)과 슬리브(12)가 구비되고, 슬리브(12)의 상부에는 복수 개의 와이어(13)가 연결 설치된다.

관체(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상하부가 개방되고 내부에 관통공(11)이 형성된 중공의 파이프 형상으로서, 이러한 관체(10) 내부의 관통공(11)에는 폭약이 충전되어 천공기(2)에 의해 암반에 형성된 폭약 장전공(4)의 내부에 삽입된 다음 고정된다.

이때 관체(10)는 PVC나 PE와 같은 경량의 합성수지재의 파이프가 사용됨으로써 취급이 용이할 뿐만 아니라, 관체(10) 내부에 충전된 폭약이 폭발할 때 관체(10)도 쉽게 파손되기 때문에 폭발력의 손실을 줄일 수 있다.

그리고 중공 파이프 형상의 관체(10)의 개방된 상하부에는 상,하부캡(20A, 20B)이 각각 삽입 설치됨으로써 관체(10)의 상하부가 밀폐되는데, 이러한 상,하부캡(20A, 20B)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 중실의 원형봉 형상으로서, 관체(10)의 상하부에 삽입되어 관체(10)의 내벽과 접촉되는 부분에는 복수 개의 O링(21)이 설치되며, 이에 의해 상,하부캡(20A, 20B)을 관체(10)의 상하부에 끼움 결합하는 것만으로도 상,하부캡(20A, 20B)과 관체(10) 사이의 기밀이 유지되며, 이때 이들 간의 기밀을 더욱 확실하게 유지하기 위해 상,하부캡(20A, 20B)과 관체(10)가 서로 접촉하는 부분에 접착제를 도포한 다음 끼움 결합하는 것도 바람직하다.

그리고 상부캡(20A)에는 도 5에 도시된 바와 같이 후술하는 관체(10) 내부의 장약부(30)에 설치된 기폭뇌관(31)과 연결되어 상부로 인출되는 기폭케이블(C)이 통과하기 위한 관통공(22)이 형성되는데, 이때 관통공(22)을 통해 해수가 유입되지 않도록 기폭케이블(C)의 외주면에는 열수축성 튜브(T)가 설치되며, 이에 의해 관통공(22)의 기밀이 견고하게 유지된다.

상기한 바와 같이 관체(10)의 상하부에 상,하부캡(20A, 20B)을 설치하게 되면 관체(10)가 밀폐된 형태가 되는데, 이와 같이 밀폐된 형태의 관체(10)를 수중의 암반에 천공된 폭약 장전공(4)에 삽입하게 되면 관체(10)가 폭약 장전공(4)의 내부에 머물지 못하고 폭약 장전공(4)의 내부에 충전된 해수의 부력에 의해 상승되기 때문에 관체(10)를 폭약 장전공(4)의 내부에 견고하게 고정할 필요가 있다.

이에 따라 본 발명에서는 관체(10)의 하부에 설치되는 하부캡(20B)의 둘레를 따라 복수 개의 판 스프링(S)을 설치하여 관체(10)가 폭약 장전공(4)에 삽입되고 나면 판 스프링(S)의 단부를 해방시켜 판 스프링(S)의 단부가 폭약 장전공(4)의 측면에 걸려 고정될 수 있도록 하는데, 이를 위해 복수 개의 판 스프링(S)은 각각 경사진 형태를 가짐으로써 하부캡(20B)에 설치되었을 때 관체(10)의 외측으로 돌출된 상태가 되고, 이때 판 스프링(S)은 나사 등에 의해 하부캡(20B)의 측면에 각각 고정된다.

한편, 천공기에 의해 암반에 폭약 장전공(4)을 형성한 다음에는 폭약 장전공(4)이 정확하게 천공되었는지 또는 폭약 장전공(4)에 관체(10)가 정확하게 삽입되었는지 등을 확인할 필요가 있고, 만약 폭약 장전공(4)이 정확하게 천공되지 않았거나 또는 폭약 장전공(4)에 관체(10)가 정확하게 삽입되지 않은 경우 관체(10)를 폭약 장전공(4)에서 다시 꺼낼 수 있어야 하는데, 상기한 바와 같이 판 스프링(S)이 관체(10)의 외측으로 돌출되게 되면 관체(10)를 폭약 장전공(4)으로부터 꺼내기가 쉽지 않다.

이에 따라 본 발명에서는 하부캡(20B)의 측면에 고정된 판 스프링(S)의 외부에 상하부가 개방된 원통 형상의 슬리브(12)를 설치하여 감싸도록 함으로써 판 스프링(S)의 단부의 외측으로 팽창을 저지하여 폭약 장전공(4)의 측벽에 걸리지 않도록 한다.

이때 슬리브(12)의 상하 높이는 판 스프링(S)의 높이를 충분히 커버하면서 후술하는 와이어(13)에 의해 슬리브(13)가 위쪽으로 당겨졌을 때 관체(10)의 외주면에 걸리더라도 이를 극복하고 쉽게 상승될 수 있는 정도의 높이를 가지는 것이 바람직하다.

그리고 폭약 장전공(4)에 관체(10)가 정확하게 안착되었을 때에는 판 스프링(S)을 동작시켜 폭약 장전공(4)의 내부에 삽입된 관체(10)를 폭약 장전공(4)의 내부에 고정하여야 하는데, 이를 위해 슬리브(12)에는 판 스프링(S)의 외부를 감싸도록 설치된 슬리브(12)를 쉽게 제거하여 판 스프링(S)의 단부가 관체(10)의 외측으로 팽창될 수 있도록 복수 개의 와이어(13)가 연결 설치되고, 이 와이어(13)의 타단은 해수면 위의 바지선(1)까지 연장되어 연결되어 작업자가 이 와이어(13)를 당김으로써 판 스프링(4)의 외부에 설치된 슬리브(12)가 제거되어 판 스프링(S)의 단부가 관체(10)의 외측으로 팽창됨으로써 폭약 장전공(4)의 내부에 고정될 수 있도록 한다.

이때 슬리브(12)는 금속제로 제작되거나 또는 바람직하게는 와이어(13)의 당김에 의해서도 판 스프링(S)으로부터 쉽게 제거될 수 있도록 마찰력이 적은 테플론(Teflon) 재질로 제작된다.

한편, 슬리브(12)의 상하 높이가 상기한 바와 같이 와이어(13)에 의해 상부로 당겨졌을 때 관체(10)의 외주면에 걸리더라도 쉽게 상승될 수 있는 정도의 높이를 가지거나 또는 마찰력이 적은 테플론으로 제작된다 하더라도 슬리브(12)의 상승과정에서 슬리브(12)의 내면이 관체(10)의 외주면에 걸려 더 이상 상승되지 않을 수도 있는데, 이를 방지하기 위해 슬리브(12)의 내주면에 복수 개의 반구형 가이드 돌기(12A)를 형성함으로써 이에 의해 슬리브(12)가 쉽게 상승될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

관체(10)의 내측 하부에 삽입되는 장약부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 기폭뇌관(31)과 폭약(32)으로 이루어지는데, 이러한 장약부(30)의 구조는 일반적으로 널리 사용되고 있는 폭약의 구조와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

관체(10)의 내부는 폭약이 충전되는 장약부(30)와, 장약부(30)의 상부에 위치하는 전색부(40)로 이루어지고, 이때 전색부(40)에는 모래 등이 충전되는데 이에 의해 그 하부에 충전된 장약부(30)의 폭약이 폭발할 때 폭발력이 상부로 작용하는 것을 억제하고, 그 대신 폭발력이 수평방향으로 작용하도록 유도함으로써 폭발효율이 향상된다.

본 발명은 상기와 같은 구조로 이루어진 발파용 구조체를 사용하여 수중 발파를 행하게 되는데, 이때 본 발명에 따른 수중 발파 방법은 도 6에 도시된 바와 같이 준비 단계(S100), 안착공 형성 단계(S200), 가이드 케이싱 설치 단계(S300), 폭약 장전공 형성 단계(S400), 발파용 구조체 설치 및 고정 단계(S500) 및 발파 단계(S600)로 이루어진다.

(1) 준비 단계(S100)

이 단계는 수중 발파가 필요한 암반의 상부에 바지선(1)을 위치시켜 천공기(2)에 의해 수중 암반에 필요한 개수의 폭약 장전공(4)을 천공하기 위해 준비하는 단계이다.

본 발명에 따른 바지선(1)은 도 7에 도시된 바와 같이 소형의 바지선을 한 쌍으로 배치한 다음, H빔과 같은 연결부재를 이용하여 연결함으로서 하나의 바지선(1)을 이루고, 이러한 바지선(1)의 상부에 일반적으로 사용되는 천공기(2)를 승선하여 고정한 것으로 실시된다.

상기와 같은 과정에 의해 바지선(1)이 적정의 위치에 위치되고 나면, 바지선(1)이 천공 작업 도중에 이동되거나 또는 상하로 유동되지 않도록 고정할 필요가 있는데, 이를 위해 바지선(1)의 가장자리에는 각각 고정빔(도면부호 없음)을 설치하여 수중 바닥에 이 고정빔의 하단이 닿도록 하강시킴으로써 바지선(1)이 해수면 상에 적정 높이로 고정된다.

(2) 안착공 형성 단계(S200)

이 단계는 바지선(1)의 상부에 위치하는 천공기(2)를 이용하여 수중의 암반에 가이드 케이싱(2A)이 안착될 수 있도록 암반에 안착공(3)을 형성하는 단계로서, 이러한 가이드 케이싱(2A)은 이후 천공비트(2B) 또는 관체(10)가 삽입되는 경로를 안내하는 역할을 한다.

수중의 암반에 가이드 케이싱(2A)이 안착될 안착공(3)을 형성할 때에는 내측과 외측에 각각 비트가 형성된 안착공 형성용 공구를 사용하는데, 이러한 안착공 형성용 공구는 정회전 시에는 원심력에 의해 외측 비트가 외측으로 돌출되어 직경이 상대적으로 큰 안착공(3)을 형성하고, 역회전 시에는 돌출된 외측 비트가 내측으로 오므려지면서 안착공(3)에서 쉽게 제거되는 구조로 이루어지며, 이에 의해 도 8에 도시된 바와 같이 가이드 케이싱(2A)이 적정 직경과 깊이를 가지는 안착공(3)이 형성된다.

(3) 가이드 케이싱 설치 단계(S300)

이 단계는 상기 안착공 형상 단계(S200)에서 형성된 안착공(3)에 가이드 케이싱(2A)을 하강시켜 안착시키는 단계로서, 도 8에 도시된 바와 같이 안착공(3)을 형성한 안착공 형성용 공구의 외주면을 따라 가이드 케이싱(2A)을 하강시킴으로서 안착공(3)의 상부에 가이드 케이싱(2A)을 위치시킨 다음, 공구를 역회전시켜 돌출된 외측 비트를 내측으로 오므린 상태에서 가이드 케이싱(2A)을 하강시켜 가이드 케이싱(2A)의 일단을 안착공(3)에 설치하며, 이에 의해 가이드 케이싱(2A)은 후술하는 천공비트(2B)와 관체(10)의 인입출 경로를 안내하게 된다.

(4) 폭약 장전공 형성 단계(S400)

이 단계는 상기 과정에 의해 안착공(3)에 가이드 케이싱(2A)이 안착되고 나면, 도 9에 도시된 바와 같이 가이드 케이싱(2A)의 내부에 천공 비트(2B)를 삽입하여 암반에 일정 깊이의 폭약 장전공(4)을 천공하는 단계로서, 이때 천공 비트(2B)에 물과 함께 압축공기를 공급함으로써 암반 천공에 따른 암반 파쇄물 등을 제거해 가면서 천공 작업이 이루어지도록 한다.

(5) 발파용 구조체 설치 및 고정 단계(S500)

이 단계는 상기 폭약 장전공 형성 단계(S400)에 의해 폭약 장전공(4)이 적정 깊이로 천공되고 나면 천공 비트(2B)를 제거한 상태에서 가이드 케이싱(2A)을 따라 폭약 장전공(4)에 본 발명에 따른 발파용 구조체(5)를 삽입하여 설치하는 단계이다.

본 발명은 폭약 장전공(4)의 천공 깊이에 따라 설치 방법을 달리하는데, 먼저 폭약 장전공(4)의 천공 깊이가 일정 깊이(약 4m) 이하로 얕은 경우에는 바지선 상에서 상,하부캡(20A, 20B)과 장약부(30) 및 전색부(40)로 이루어진 발파용 구조체를 조립한 상태에서 가이드 케이싱(40)의 내부에 삽입한 다음, 긴 길이의 장약봉 등을 이용하여 관체(10)의 상부를 가압하여 폭약 장전공(4) 내에 완전히 삽입되도록 밀어 넣고, 폭약 장전공(4)에 발파용 구조체가 정확하게 삽입된 것이 확인되고 나면, 와이어(13)를 당겨 하부캡(20B)의 외부에 판 스프링(S)을 감싸고 있는 슬리브(12)를 제거함으로써 복수 개의 판 스프링(S)이 탄성력에 의해 자유단이 외측으로 펼쳐지면서 폭약 장전공(4)의 내벽에 밀착되고, 이에 의해 관체(10)가 부력에 의해 부상되지 않고 폭약 장전공(4)의 내부에 정확하게 위치 고정된다.

이와 달리 폭약 장전공(4)의 천공 깊이가 일정깊이 이상으로 깊은 경우에는 관체(10)의 중량이 무거워 핸들링하기가 어려우며, 따라서 위의 얕은 경우에서와 같이 장약봉 등을 이용하여 관체(10)의 상부를 가압하여 폭약 장전공(4)의 내부에 밀어 넣기가 쉽지 않다. 따라서 이 경우에는 관체(10)를 폭약 장전공(4)으로부터 연장되어 수면 위로 돌출될 수 있을 정도의 길이로 준비한 다음, 관체(10)의 하단에 판스프링(S)과 슬리브(12)가 부착된 하부캡(20B)을 설치하여 하단이 밀봉된 상태의 관체(10)를 가압하여 폭약 장전공(4)에 밀어 넣은 다음, 와이어(13)를 당겨 판 스프링(S)을 감싸고 있는 슬리브(12)를 제거함으로써 판 스프링(S)에 의해 폭약 장전공(4)의 내부에 관체(10)가 고정되도록 한다.

그런 다음, 관체(10)의 내부에 폭약이 포함된 장약부(30)를 충진하여 관체(10)의 하부에 위치시키고, 그 상부에 모래 등을 충전하여 전색부(40)를 형성한 다음, 상부캡(20A)을 이용하여 관체(10)의 상부를 밀봉하며, 이에 의해 폭약 장전공(4)의 깊이가 깊은 경우에도 관체(10)를 폭약 장전공(4)의 내부에 보다 정확하고도 효과적으로 삽입 설치할 수 있게 된다.

(6) 발파 단계(S600)

이 단계는 폭약 장전공(4)에 발파용 구조체가 정확하게 삽입되어 고정되고 나면, 가이드 케이싱(2A)을 제거하고 바지선(1)을 안전한 위치로 이동시킨 다음, 장약부(30)와 연결된 기폭 와이어(C)를 이용하여 구조체 내부의 폭약을 폭발시키는 단계로서, 이에 의해 수중의 암반이 파쇄된다.

한편, 위의 상세한 설명과 도면에서는 발파용 구조체의 내부에 기폭뇌관(31)만 설치하여 기폭뇌관(31)의 작용에 의해 일부 폭약의 폭발이 전폭(傳爆)됨으로써 전체 폭약이 폭발되는 것으로 하여 설명하였으나, 이와 달리 발파용 구조체의 내부에 설치된 폭약(32)을 도폭선(도시하지 않음)으로 연결한 다음, 이 도폭선을 기폭뇌관(31)과 다시 연결(도시하지 않음)하여 기폭뇌관(31)의 작용에 의해 도폭선이 동시에 폭발함으로써 일부의 폭약이 불폭되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 발파용 구조체를 사용하여 수중의 암반에 형성된 폭약 장전공에 폭약을 설치 고정할 수 있기 때문에 사압 현상의 발생이 방지되어 일반 폭약을 사용하면서도 수중 발파작업을 안전하고도 효율적으로 수행할 수 있다.

1: 바지선 2: 천공기
2A: 가이드케이싱 2B: 천공비트
3: 안착공 4: 폭약 장전공
5: 발파용 구조체 10: 관체
11: 관통공 12: 슬리브
12A: 가이드돌기 13: 와이어
20A: 상부캡 20B: 하부캡
21: O링 22: 관통공
30: 장약부 31: 기폭뇌관
32: 폭약 40: 전색부
C: 기폭케이블 T: 열수축 튜브
S: 판 스프링

Claims

상하부가 개방된 파이프 형상의 관체(10)와;
상기 관체(10)의 개방된 상하부에 각각 설치되어 상기 관체(10)를 밀봉시키는 상,하부캡(20A, 20B)과;
상기 관체(10) 내측 하부에 삽입되며, 폭약이 수용되는 장약부(30)와;
상기 관체(10)의 내측 상부에 충전되어 상기 장약부(30)를 커버하는 전색부(40)로 이루어지고,
상기 하부캡(20B)의 외측 둘레에는 복수 개의 판 스프링(S)이 설치되며, 상기 판 스프링(S)의 외측에는 상기 판 스프링(S)을 감싸면서 와이어(13)에 의해 판 스프링(S)으로부터 제거되는 슬리브(12)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 상부캡(20A)에는 관통공(22)이 형성되고, 상기 관통공(22)을 통해 상기 관체(10) 내부의 기폭뇌관과 연결되는 기폭케이블(C)이 상부로 인출되며,
상기 기폭케이블(C)의 외주면에는 열수축 튜브(T)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브(12)는 테플론 재질로 이루어지거나 또는 내주면에 복수 개의 가이드 돌기(12A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 관체(10)는 PVC 또는 PE로 이루어진 합성수지재인 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 상,하부캡(20A, 20B)과 상기 관체(10) 사이에는 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체.
작업 현장의 해상에 천공기(2)가 구비된 바지선(1)을 고정하는 준비 단계(S100)와;
상기 천공기(2)를 이용하여 수중의 암반에 가이드 케이싱(2A)이 안착되는 안착공(3)을 형성하는 안착공 형성 단계(S200)와;
상기 안착공(3)에 가이드 케이싱(2A)을 안착하는 가이드 케이싱 설치 단계(S300)와;
상기 가이드 케이싱(2A)의 내부에 천공 비트(2B)를 삽입하여 암반에 일정 깊이의 폭약 장전공(4)을 천공하는 폭약 장전공 형성 단계(S400)와;
상기 천공 비트(2B)를 제거한 다음, 상기 가이드 케이싱(2A)을 따라 내부에 장약부(30)가 구비되며 하단에 판 스프링(S)과 슬리브(12)가 구비된 발파용 구조체를 상기 폭약 장전공(4)에 안착시킨 다음, 상기 슬리브(12)에 연결된 와이어(13)를 당겨 상기 슬리브(12)를 제거함으로써 상기 판 스프링(S)의 단부가 확장되도록 하여 상기 폭약 장전공(4)에 상기 발파용 구조체를 고정하는 발파용 구조체 설치 및 고정 단계(S500) 및;
수중으로부터 상기 가이드 케이싱(2A)을 제거한 상태에서 상기 장약부(30)와 연결된 기폭 와이어(C)를 이용하여 폭약을 폭발시키는 발파 단계(S600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 폭약 장전공(4)의 천공 깊이가 일정 깊이 이하인 경우 상기 발파용 구조체는 관체(10), 상,하부캡(20A, 20B), 장약부(30) 및 전색부(40)가 완전히 조립되어 일체화된 상태로 상기 가이드 케이싱(40)의 내부에 설치되고,
상기 폭약 장전공(4)의 천공 깊이가 일정 깊이 이상인 경우에는 상기 관체(10)의 하단에 상기 판스프링(S)과 슬리브(12)가 부착된 하부캡(20B)이 설치된 상태에서 상기 폭약 장전공(4)에 밀어 넣은 다음, 상기 와이어(13)를 당겨 상기 폭약 장전공(4)의 내부에 관체(10)가 고정되도록 한 후, 상기 관체(10)의 내부에 장약부(30)를 충진하여 관체(10)의 하부쪽에 위치시키고, 상기 장약부(30)의 상부에 전색부(40)를 형성한 다음, 상기 상부캡(20A)으로 관체(10)의 상부를 밀봉함으로써 상기 발파용 구조체가 상기 가이드 케이싱(40)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 슬리브(12)는 테플론 재질로 이루어지거나 또는 내주면에 복수 개의 가이드 돌기(12A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 상부캡(20A)에는 관통공(22)이 형성되고, 상기 관통공(22)을 통해 상기 관체(10) 내부의 기폭뇌관과 연결되는 기폭케이블(C)이 상부로 인출되며,
상기 기폭케이블(C)의 외주면에는 열수축 튜브(T)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 발파용 구조체를 이용한 수중 발파 방법.