KR101350065B1 - 심발 발파 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심발부의 발파 이전에 심발부를 구성하는 영역을 터널의 모암으로부터 분리함으로써, 심발부의 발파시 소음과 진동의 발생 및 발파 파쇄물의 비산을 감소시키는 심발 발파 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발파 굴착되는 터널면의 일부인 심발부를 우선적으로 발파하는 심발 발파 방법으로서, 상기 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 부분적으로 분리하는 분리 단계; 상기 심발부를 구성하는 영역에 장약공을 천공하는 천공 단계; 상기 장약공에 장약을 실시하는 장약 단계; 및 상기 장약공을 발파하는 발파 단계를 포함하는 심발 발파 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 장약량을 감소시킴으로서 외부와 노출된 터널의 갱구부를 발파할 때 발생하는 소음과 진동 파쇄물의 비산을 효과적으로 감소시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

Description

심발 발파 방법 {METHOD FOR BLASTING CORE CENTER-CUT}

본 발명은 심발 발파 방법에 관한 것으로서, 터널의 발파시 심발부의 발파 이전에 심발부를 구성하는 영역을 터널의 모암으로부터 분리함으로써, 심발부의 발파시 소음과 진동의 발생 및 발파 파쇄물의 비산을 감소시키는 심발 발파 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터널을 굴착할 때는 암반을 파쇄하기 위해 폭약을 이용한 발파작업을 수행하며, 폭약을 이용한 발파작업은 폭약의 폭발력을 이용하여 손쉽게 암반을 제거한다는 점에서 경제성과 시공성이 뛰어난 장점은 있으나, 발파시 발생하는 진동 및 소음에 의해 공해가 발생되는 단점이 있다.

최근 국토의 효율적 개발을 위해 도로 및 철도 등의 신설이 급증하면서, 이에 수반되는 많은 수의 터널이 시가지 또는 주택가에 인접하여 시공되는 사례가 늘고 있다. 주택가 또는 시가지에 인접한 터널의 경우, 터널 입구 및 출구부와 같이 외부로 노출된 위치에서 발파작업으로 인한 소음과 진동은 어느 정도 굴진이 진행된 터널 안쪽에서의 발파에 수반되는 소음과 진동에 비해 외부로 확산되는 경향이 크므로 외부로 확산된 소음과 진동에 의한 환경적 피해가 피해가 발생할 가능성이 높으며, 또한 그 피해를 호소하는 민원이 발생할 우려가 크며 이로 인하여 공사가 지연되는 경우가 빈발하고 있는 실정이다.

이러한 터널 굴착을 위한 발파의 가장 큰 특징은 자유면이 단 1개만이 존재한다는 사실이다. 이러한 이유로 인해 터널 발파에서 우선적으로 실행되는 것은 자유면이 1개인 환경에 추가적인 자유면을 생성시키는 것이다.

즉, 터널을 굴착함에 있어서, 터널 전체의 발파 이전에 추가적인 자유면을 생성시키기 위하여, 터널의 전체적인 발파 이전에 터널의 일정 영역을 심발부로 지정하고, 심발부를 먼저 발파시켜 심빼기를 한다.

이렇게 심빼기가 된 터널은 전면 뿐만 아니라, 심빼기가 된 심발부의 측면으로 자유면이 형성되어 있기 때문에, 이후 터널의 전체적인 발파에서 확장된 자유면을 이용하여 더욱 효율적으로 발파를 실시할 수 있다.

이러한 심빼기를 수행하는 종래의 심발 발파 방법에서는 심발부에 다수개의 장약공과 다수개의 무장약공을 적절히 배치한 후 발파한다. 이러한 심발부는 장약공의 기울기에 따라 크게 평행공 심발과 경사공 심발의 두 가지 형태로 나누어진다.

상기 평행공 심발의 대표적인 예는 버언-커트(burn-cut)이며, 상기 경사공 심발의 대표적인 예는 브이-커트(v-cut)이다.

상기 버언 커트 공법은, 막장면에 무장약공을 중심으로 일정간격으로 장약공을 평행 천공함으로써, V-Cut공법에 비하여 단위면적당 심발공의 천공수는 증가하나 터널의 단면폭에 따른 천공장에 제한을 받지 않으며, 무장약공을 중심으로 한 심발공 발파시 파쇄된 암석이 무장약공으로 집중되고 이때 무장약공이 원활한 자유면 효과를 발휘하지 못할 경우 파쇄석이 외부로 추출되지 못하고 한꺼번에 충진되면서 막혀버리는 소결현상이 발생될 수 있다. 따라서, 결과적으로 발파 전체가 실패할 수 있고, 만약 발파당 굴진장을 길게 하기 위하여 장공 천공을 하게 되면 심발공 및 심발확대공의 공당 장약량 증가로 인하여 진동 및 소음이 증가하게 된다는 문제가 있다.

한편, 상기 브이-커트 공법은 막장면의 중심선을 기준으로 심발공을 좌우에 대칭 형태로 일정한 각도(약 60°)를 주어 발파공을 천공함으로써 단위면적당 천공수는 적으나, 발파당 굴진장이 터널의 단면폭에 따라 제한되며, 심발공의 동시 기폭수 증가 및 채석용적 과다로 발파진동 및 소음이 크게 발생되고, 대괴형성 및 발파석의 비산거리가 길다는 문제점이 있다.

본 발명은 터널의 발파시 심발부의 발파 이전에 심발부를 구성하는 영역을 다수의 무장약공을 이용하여 터널의 모암으로부터 부분적으로 분리함으로써, 심발부의 발파시 소음과 진동의 발생 및 발파 파쇄물의 비산을 감소시키는 심발 발파 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 발파 굴착되는 터널의 심발부를 우선적으로 발파하는 심발 발파 방법으로서,

상기 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 부분적으로 분리하는 분리 단계;

상기 심발부를 구성하는 영역의 내부에 장약공을 천공하는 천공 단계;

상기 장약공에 장약을 실시하는 장약 단계; 및

상기 장약공을 발파하는 발파 단계를 포함하는 심발 발파 방법을 제공한다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역 내부에, 상기 심발부를 구성하는 영역의 폭보다 좁은 직경을 갖는 다수의 무장약공을 상기 터널의 정면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 천공하는 과정을 포함하고,

상기 다수의 무장약공은 서로 이격되어 있으며, 전체적으로 상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 띠형상일 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서,

상기 다수의 무장약공은 전체적으로 다중의 띠형상일 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서,

상기 다수의 무장약공은 전체적으로 원형의 띠형상일 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서,

상기 다수의 무장약공은 전체적으로 다각형의 띠형상일 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서,

상기 다수의 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 인접한 상기 무장약공 사이의 간격이 d 라고 할 때,

0.2r < d < 1.5r 의 관계식을 만족시킬 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서,

상기 다수의 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 다수의 무장약공이 전체적으로 형성한 원의 반지름을 R 이라고 할 때,

0.05R < r < 0.78R 의 관계식을 만족시킬 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 분리 단계에서는 상기 터널 정면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 터널의 굴진장보다 길게 상기 무장약공을 천공할 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 천공 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역의 중앙부에 장약공을 천공할 수도 있다.

본 발명에서는,상기 천공 단계는, 상기 장약공의 직경이 45mm ~ 75mm 일 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 천공 단계는 다수의 장약공을 천공할 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 장약 단계는 다단으로 분산하여 장약할 수도 있다.

본 발명에서는, 상기 발파 단계는 상기 터널 단면에 인접한 장약부터 기폭시킬 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 장약량을 감소시킴으로서 외부와 노출된 터널의 갱구부 및 민간주택과 같은 보안물건이 인접한 지역을 발파할 때 발생하는 소음과 진동 파쇄물의 비산을 효과적으로 감소시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 터널의 중심부에 있어서도 소음과 진동을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 터널의 발파시 심발부의 발파 이전에 심발부를 구성하는 영역을 터널의 모암으로부터 부분적으로 분리시, 심발부를 구성하는 영역의 경계부 전체를 모암으로부터 절삭하는 방식이 아니라 경계부를 따라 다수의 무장약공을 일정한 간격으로 전체적으로 띠형상으로 천공하기 때문에, 드릴 작업을 효율적으로 하면서 심발부를 구성하는 영역을 모암으로부터 분리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 방호벽 또는 방음벽 등의 특수 시설의 설치 없이도 법적 규제기준의 범위내에서 민원 발생의 우려없이 후속 공사를 효율적으로 실시할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면 진동특성 중 진공속도가 0.5 카인(kine) 이하가 될 수 있어, 발파를 용이하게 진행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 심발부의 발파을 통하여 형성되는 자유면의 형상이 터널 형상과 유사하게 되도록 함으로써 계속하여 진행되는 확대공에 의한 확대 발파에 의해 자유면이 터널 전체의 굴착면으로 자연스럽게 확대되도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 심발 발파를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 심발 발파를 도시하는 사면도.
도 3은 본 발명의 심발 발파를 도시하는 측면도.
도 4는 실제 치수가 기입된 본 발명의 심발 발파의 실시예를 도시하는 개략도.
도 5은 본 발명의 제1 실시예의 심발 발파의 천공 형태를 도시하는 정면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예의 심발 발파의 천공 형태를 도시하는 정면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예의 심발 발파의 천공 형태를 도시하는 정면도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예의 심발 발파의 천공 형태를 도시하는 정면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 심발 발파 방법을 이용한 터널의 발파 방법은 첨부된 도 1 에 도시된 바와 같다. 터널의 발파 패턴은 발파시의 메커니즘과 역할에 의해 통상적으로, 심발부(1), 주변공(2), 바닥공(3), 및 최외곽공(4)의 4가지로 분류되어지며, 이 4구역을 상호보완적으로 설계하고 순차적으로 발파함으로써 터널의 발파가 이루어진다. 특히, 전술한 바와 같이 터널 단면의 발파 굴착에 있어서 자유면을 확장시키기 위하여 선행적으로 기폭되는 심발부(1)의 심발 발파가 이루어진다. 상기 도 1 에서 이탤릭으로 표기된 숫자는 발파 순서를 의미한다.

자유면이 터널 정면 하나인 상태인 터널의 발파굴착에 있어서, 추가적인 자유면을 형성하기 위한 상기 심발부(1)의 발파에서 실질적으로 단위부피당 장약량이 가장 많고 가장 큰 진동 및 소음이 발생한다.

즉, 추가적인 자유면의 생성을 위하여 암반 내에 일정 크기의 공간을 만들어야 하므로 다른 부분에 비해 장약량이 많아지게 되고, 그러한 과장약의 결과로써 발파 진동 및 소음이 커지게 되기 때문에, 심발부의 발파 방법이 터널 시공 현장 주변의 환경에 대한 주요 영향 요인으로 작용한다. 그러나, 상술한 종래 방법에 따른 심발 방법을 채택하는 경우에는 발파 작업시 소음과 진동이 크게 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 심발 발파 방법은 하기와 같은 단계로 구성된다.

1) 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 부분적으로 분리하는 분리 단계

2) 상기 심발부를 구성하는 영역에 장약공을 천공하는 천공 단계

3) 상기 장약공에 장약을 실시하는 장약 단계

4) 상기 장약공을 발파하는 발파 단계

본 발명의 경우는 필요시, 터널단면에 다수의 심발부를 조성해서, 이후 터널의 전체적인 발파시 적은 구속상태에서 발파를 할 수도 있다

상기 분리 단계와 관련하여, 도 2 는 심발부의 주변을 포함하는 영역인 도 1 의 도면부호 10 으로 지시되는 영역을 입체적으로 확대하여 도시한다.

종래의 다양한 심발 발파 방법의 경우 그 기조는 1 자유면 상태의 강력한 암반 구속 상태에서 발파가 이루어지고 있어, 이를 파쇄하기 위해서는 높은 에너지가 필요하다. 따라서 고폭속(5,000m/s 이상) 폭약과 집중장약으로 터널단면적중 다른 부분에 비해 심발부의 발파 진동 및 소음 발생이 가장 클 수 밖에 없다.

본 발명의 경우는 이러한 고폭속의 집중장약이 필요할 수 밖에 없는 암반구속 상태를 상기 분리 단계에 의하여, 발파에 선행하여 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 분리하여 자유면을 확장한다.

분리 단계는 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 기계적으로 부분적으로 분리한다. 이러한 분리 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역 내부에, 상기 심발부를 구성하는 영역의 폭보다 좁은 직경을 갖는 다수의 무장약공(20)을 상기 터널의 정면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 천공하는 과정으로서 이루어진다.

이러한 분리 단게에서, 상기 다수의 무장약공(20) 중 서로 인접한 무장약공(20)은 서로 이격되어 있으며, 전체적으로 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 띠형상으로 형성되어 있다.

따라서 본 발명의 분리 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레 전체를 절삭하는 방법보다 효율적으로 상기 심발부를 구성하는 영역을 모암으로부터 분리할 수 있다.

이러한 심발부(1)를 구성하는 영역 및 이의 테두리를 따라 형성된 띠형상의 다수의 무장약공(20)은 바람직하게는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 전체형상이 원형이고, 그 직경이 100mm ~ 1000mm 이다. 다만, 이에 한정하지 않고 다수의 무장약공(20)의 전체적인 형상은 원형이 아닌 다른 다각형 형상도 가능하다. 또한, 무장약공(20) 각각의 직경의 적정두께는 5 ~ 15mm 인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예의 심발부를 구성하는 영역의 정면도를 도시한다. 도 5 에 도시된 바와 같이 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 인접한 상기 무장약공 사이의 간격이 d 라고 할 때, r 과 d 의 관계는 하기의 식 1 을 만족시키는 것이 바람직하다.

(식 1)

0.2r < d < 1.5r

만약 d 가 0.2r 이하가 된다면 많은 수의 무장약공을 천공하게 되기 때문에, 작업 효율성이 떨어지고, 만약 d 가 1.5r 이상이 된다면 심발 발파가 불안정하게 될 수 있다.

또한, 상기 다수의 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 다수의 무장약공이 전체적으로 형성한 원의 반지름을 R 이라고 할 때, r 과 R 의 관계는 하기의 식 2 를 만족시키는 것이 바람직하다.

(식2)

0.05R < r < 0.78R

이는 무장약공 천공작업의 효율성 및 발파의 안정성을 모두 고려한 수치 범위이다.

한편, 도 6, 7, 8은 각각 본 발명의 제2, 제3, 제4 실시예의 심발부를 구성하는 영역의 정면도를 도시한다.

도 6 에 도시된 제2 실시예와 같이, 본 발명에서 다수의 무장약공은 전체적으로 2 중의 띠형상을 가질 수 있고 혹은 2 이상의 다중의 띠형상을 가질 수도 있다. 이와 같은 형태에서는 무장약공의 직경을 감소시킬 수 있다.

또하, 도 7 및 8 에 도시된 제3 실시예 및 제4 실시예에서와 같이, 본 발명에서는 필요에 따라, 다수의 무장약공을 전체적으로 원형 형상뿐만 아니라, 6 각형 혹은 8 각형과 같이 다각형 형상의 띠형상으로 형성할 수도 있다.

한편, 분리 단계에서는 그 분리하는 깊이, 즉 무장약공(20)의 천공 깊이와 관련하여 터널 단면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 터널의 굴진장보다 길게 터널 단면을 천공하되, 심발부를 굴진장보다 길게 함으로써 발파 후 모암으로 전달되는 발파진동 에너지를 차단시켜 이중의 진동감소를 도모하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 다수의 무장약공을 전체적으로 띠형상으로 천공함으로써, 심발부의 발파전 인위적으로 심발부를 원지반(모암)과 부분적으로 분리시켜 저항력을 극소화시킨 상태로 만들어 준다. 이 상태에서 심발부의 측면은 모암과 분리되어 있지만, 터널에서 외부에 노출된 전면의 반대면에 위치하는 심발부의 뒷면(35)은 모암에 연결되어 있다.

이와 같은 분리 단계 이후, 본 발명에서는 심발부를 구성하는 영역에 장약공을 천공하는 천공 단계, 상기 장약공에 장약을 실시하는 장약 단계, 상기 장약공을 발파하는 발파 단계를 순차적으로 실시한다.

본 발명의 천공 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역의 중앙부에 장약공(30) 천공하고, 이의 직경은 45mm ~ 75mm 인 것이 바람직하다.

혹은, 다른 실시예에서는 상기 천공 단계는 다수의 장약공을 천공할 수도 있다.

본 발명의 장약 단계는, 천공 깊이에 따라 장공인 경우 바람직하게는 다단으로 분산하여 장약하여 진동과 소음을 제어한다. 장약될 수 있는 화약으로는 대다수의 화약이 가능하나, 발파진동을 일반 에멀젼 폭약의 70% 수준으로 낮춘 미진동 제품으로 주로 미진동이 요구되는 발파현장에서 플라즈마, 기계굴착 등 여타의 공법보다 월등한 시공성을 달성할 수 있는 화약으로 당업자에게 알려진 미진동 화약이 사용되는 것이 바람직하다. 바람직하는 절삭부의 1 ~ 1.5 m 의 깊이당 60 ~ 250g 의 화약이 장약되는 것이 바람직하다.

본 발명의 발파 단계는 상기 터널 단면에 인접한 장약부터 기폭시켜, 자유면을 형성시키면서 발파하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에서는 심발부(1)의 중앙에 위치한 장약공(30)을 장약한 후 이를 발파하기 이전에 심발부(1)의 테두리를 따라 형성된 전체적으로 띠형상인 무장약공(20)을 천공하는 방식으로 절삭하여, 동일 체적의 심발부(1)을 파쇄시키기 때문에, 따라서 1자유면 상태에 비해 미진동 화약을 적은 장약량으로 장약하여 발파시키는 것이 가능하다.

이와 관련하여, 이하에서는 본 발명의 심발 발파 방법에서 발파진동 저감 및 발파 효율성의 증가의 원리를 도 3 을 참조하여 설명한다.

도 3 은 본 발명의 심발 발파 방법에서 상기 분리단계에 의하여 모암으로부터 분리된 심발부(1)의 측면을 입체적으로 도시한다. 도 3 에 도시된 실시예는 심발부의 외주면을 따라 절삭부를 형성한 실시예이다. 바람직한 실시예에서는 장약공(30)의 직경은 45mm 이고, 심발부(1)는 직경이 500mm 인 원형이며, 총 1200mm 의 심발부에 대하여 2 단으로 장약(40)이 되어 있으며, 터널 정면으로부터 1차 장약된 화약까지의 거리인 1 차 파쇄범위는 490mm이고, 1차 장약된 화약으로부터 2차 장약된 화약까지의 거리인 2 차 파쇄범위는 710mm이다.

심발부(1)는 상기 분리 단계에 의하여 그 측면이 모암과 분리된다. 이와 같이 모암과 분리된 심발부는 터널 정면의 1 자유면과 분리 단계에 의하여 측면에 형성된 4 자유면에 의하여 5자유면 상태가 되고, 이 경우, 폭약과 최인접한 자유면 사이의 거리인 최소저항선(50)은 중심으로부터 무장약공(20) 까지의 거리 혹은 심발부(1)로 지정된 영역의 반경으로서, 상기와 같이 심발부(1)의 직경이 500mm 인 인 경우 250mm 이하가 된다.

따라서, 이를 파쇄하기 위해서는 종래의 발파에 비해 상당히 작은 약량으로도 발파가 가능하며, 또한 진동발생의 주원인이 되는 고폭속 폭약 대신에 전술한 뉴화이넥카와 같은 저폭속의 폭약을 터널 심발부의 발파에 사용할 수 있다.

본 발명과 달리, 심발부 전체를 기계식 굴착 방식으로 굴착하여 심발부를 암반으로부터 제거하는 작업을 하는 경우, 이에 수반되는 비용 및 시간이 상당하다. 그러나, 본 발명의 경우는 분리 단계에서 심발부(1)의 테두리를 따라 전체적으로 띠형상의 무장약공을 굴착방향으로 천공한 상태에서 심발 중심부에 장약공(30)을 천공후 소량의 화약(40)으로 발파후 파쇄함으로서 이를 더욱 효과적으로 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 분리 단계에서 상기 무장약공의 천공과정에 있어서 무장약공의 직경에 해당하는 비트를 일반 점보드릴에 장착하여 사용한다면, 다른 부분의 천공과 동시에 작업이 가능하기 때문에, 상기 분리 단계에 의하여 추가적인 별도의 시간이 필요하지 않는 바, 전체 작업 사이클에 영향을 주지 않는 것이 큰 장점이다.

즉, 본 발명의 심발 발파 방법에서는 심발부의 구속력 저하로 동일한 파쇄효과를 얻는데 적은 약량과 저폭속 화약을 사용함 으로서 진동제어가 종래의 공법과 비교시 월등히 우수하다

도 4는 치수가 기재된 본 발명의 심발 발파 방법의 다른 실시예를 도시한다. 도 4 에 도시된 바와 심빼기 영역을 직사각형 형상으로 지정한 후, 이 심빼기 영역안에, 원형 띠형상을 갖는 절삭부를 형성하여, 분리단계를 실시할 수도 있다. 상기 도 4 에 도시된 장약공 옆에 기재된 숫자는 발파 순서를 의미한다.

이와 같은 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 장약량을 감소시킴으로서 외부와 노출된 터널의 갱구부를 발파할 때 발생하는 소음과 진동 파쇄물의 비산을 효과적으로 감소시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 민가주택과 같은 보안물건이 인접한 지역을 통과할 때에도 소음과 진동을 줄일 수 있기에 발파를 용이하게 진행할 수 있다.

또한, 본 발명은 터널의 발파시 심발부의 발파 이전에 심발부를 구성하는 영역을 터널의 모암으로부터 분리시, 심발부를 구성하는 영역의 경계부 전체를 모암으로부터 절삭하는 방식이 아니라 경계부에 다수의 무장약공을 전체적으로 띠형상으로 천공하기 때문에, 드릴 작업을 효율적으로 하면서 심발부를 구성하는 영역을 모암으로부터 부분적으로 분리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 방호벽 또는 방음벽 등의 특수 시설의 설치 없이도 법적 규제기준의 범위내에서 민원 발생의 우려없이 후속 공사를 효율적으로 실시할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 심발 발파 방법에 의하면, 심발을 통하여 형성되는 자유면의 형상이 터널 형상과 유사하게 되도록 함으로써 계속하여 진행되는 확대공에 의한 확대 발파에 의해 자유면이 터널 전체의 굴착면으로 자연스럽게 확대되도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

이상 본 발명의 일실시예를 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 구성으로 구현할 수 있다.

1 : 심발부 2 : 주변공
3 : 바닥공 4 : 최외각공
10 : 영역 20 : 무장약공
30 : 장약공 40 : 폭약
50 : 최소저항선 100 : 1차 파쇄범위
200 : 2차 파쇄범위

Claims (13)

1. 발파 굴착되는 터널의 심발부를 우선적으로 발파하는 심발 발파 방법으로서,
   상기 심발부를 구성하는 영역의 측면을 터널의 모암으로부터 분리하는 분리 단계;
   상기 심발부를 구성하는 영역의 내부에 장약공을 천공하는 천공 단계;
   상기 장약공에 장약을 실시하는 장약 단계; 및
   상기 장약공을 발파하는 발파 단계를 포함하며,
   상기 천공 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역의 중앙부에 장약공을 천공하는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 분리 단계는 상기 심발부를 구성하는 영역 내부에, 상기 심발부를 구성하는 영역의 폭보다 좁은 직경을 갖는 다수의 무장약공을 상기 터널의 정면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 천공하는 과정을 포함하고,
   상기 다수의 무장약공은 서로 이격되어 있으며, 상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 띠형상인 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 분리 단계에서,
   상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 형성되는 상기 다수의 무장약공은 다중의 띠형상인 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 분리 단계에서,
   상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 형성되는 상기 다수의 무장약공은 원형의 띠형상인 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 분리 단계에서,
   상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 형성되는 상기 다수의 무장약공은 다각형의 띠형상인 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 분리 단계에서,
   상기 다수의 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 인접한 상기 무장약공 사이의 간격이 d 라고 할 때,
   0.2r < d < 1.5r 의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 분리 단계에서,
   상기 다수의 무장약공의 반지름을 r 이라고 하고, 상기 심발부를 구성하는 영역의 둘레를 따라 원형의 띠형상으로 상기 다수의 무장약공을 천공함으로써 형성되는 원형의 반지름을 R 이라고 할 때,
   0.05R < r < 0.78R 의 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 분리 단계에서는 상기 터널 정면으로부터 발파 굴착되는 방향으로 터널의 굴진장보다 길게 상기 무장약공을 천공하는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
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10. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공 단계는, 상기 장약공의 직경이 45mm ~ 75mm 인 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공 단계는 다수의 장약공을 천공하는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
12. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장약 단계는 다단으로 분산하여 장약하는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 발파 단계는 상기 터널 단면에 인접한 장약부터 기폭시키는 것을 특징으로 하는 심발 발파 방법.
    

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