KR101879995B1 - 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬이나 암초 따위의 제거와 같이 바다 또는 강물 등이 있는 곳에서의 암발파를 위한 천공발파공법에 관한 것으로, 특히 천공벽의 형성을 통해 해수면의 암버럭 매립 구간이나 암성토 구간에서 암석의 유동 및 암석 부스러기의 유입에 의해 천공이 방해되는 것을 효과적으로 해결할 수 있는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 제거하고자 하는 원지반 상부에 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간을 형성하는 단계, 그리고 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에 소정 깊이로 제1천공홀을 생성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀의 바닥면을 천공하여 상기 원지반에 제2천공홀을 생성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀 또는 제2천공홀에 폭약을 설치하고 발파하는 단계를 포함한다.

Description

해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법{BORING BLASTING METHOD AT ROCK FILL-UP GROUND}

본 발명은 섬이나 암초 따위의 제거와 같이 바다 또는 강물 등이 있는 곳에서의 암발파를 위한 천공발파공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 암버럭으로 쌓아진 구간의 암버럭 사이에 천공을 하여 천공벽의 형성을 통해 해수면의 암버럭 매립 구간이나 암성토 구간에서 암석의 유동 및 암석 부스러기의 유입에 의해 천공이 방해되는 것을 효과적으로 해결할 수 있는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법에 관한 것이다.

섬을 제거해야 하는 상황에 관한 예시인 도 1에 도시된 바와 같이, 항만이 건설될 또는 이미 건설된 상황에서 선박(컨테이너선, 화물선, 여객선 등)의 통행이 원활하게 이루어지기 위해서는 항만 주변에 섬이나 암초 등과 같은 장애물이 존재하지 않아야 한다.

따라서 항만의 원활한 통행을 위해 섬이나 암초 등이 제거되어야 할 필요성이 있는데, 항만으로 국한하지 않더라도 바다, 강물 등 물 속의 지반을 제거해야 하는 상황은 다수 존재한다.

특히 섬 같은 경우, 해수면 상부로 노출된 부분보다 해수면 하부에 대륙붕 형태로 존재하는 원지반의 제거에 어려움이 따르는데, 종래에는 원지반 제거 발파를 위한 천공 작업을 바지선을 통해 진행하고, 잠수부가 직접 잠수하여 장약을 설치하는 식으로 진행하고 있다. 그러나 이러한 종래의 방식은 바지선 위에서의 천공 작업에 어려움이 많고, 잠수부가 일일이 장약을 설치해야 하는 번거로움이 있었다.

이를 해결하기 위해, 물이 차 있는 부분을 암버럭 등으로 메워서 암버럭 구간을 형성하고 이 암버럭 구간을 거쳐 원지반(제거하고자 하는 지반)까지 천공하여 장약을 설치하는 방식으로 섬 제거가 진행될 수 있는데, 이 경우 암버럭 구간의 암석들이 유동되고, 암석의 부스러기가 발파공 내부로 유입되는 등의 문제가 발생하게 된다.

또 다른 종래의 기술로, 등록특허 제10-1666655호(2016년10월10일)(이하 종래기술)가 있는데, 종래기술은 차수구조물을 설치하여 수중작업을 최소화하고, 육지작업을 최대화하여 작업속도를 향상시킨 기술을 제시하고 있다. 그러나 제거하고자 하는 섬이 아주 큰 경우 종래기술을 적용하면 차수구조물의 크기가 엄청나게 크게 형성되어야 하는 한계가 있고, 차수구조물의 방수 밀폐가 확실하게 이루어져야 하는 바, 그 작업 비용이 매우 높다는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 암버럭으로 쌓여진 구간 등에 천공벽의 형성을 통해 해수면의 암버럭 매립 구간이나 뻘층, 퇴적층, 모래층, 자갈층 또는 암성토 구간에서 암석의 유동 및 암석 부스러기의 유입에 의해 천공이 방해되는 것을 효과적으로 해결할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 갖는 본 발명은 다음과 같은 단계 및 특징을 갖는다.

본 발명은, 제거하고자 하는 원지반 상부에 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간을 형성하는 단계, 그리고 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에 소정 깊이로 제1천공홀을 생성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀의 바닥면을 천공하여 상기 원지반에 제2천공홀을 생성하는 단계, 그리고 상기 제1천공홀 또는 제2천공홀에 폭약을 설치하고 발파하는 단계를 포함한다.

또한 상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계는, 상기 제1천공홀의 내부로 메움재가 투입되는 단계, 상기 제1천공홀의 내벽을 구성하는 암버럭의 틈새가 상기 메움재로 채워지는 단계 및, 상기 메움재가 양생 및 경화되어 상기 천공벽이 형성되는 단계를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

아울러 상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계는, 상기 제1천공홀의 내부로 파이프가 투입되는 단계 및, 상기 제1천공홀의 내벽에 상기 파이프의 외면이 접하도록 상기 파이프가 배치되어, 상기 파이프가 상기 천공벽을 형성하는 단계를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

상기 단계 및 특징을 갖는 본 발명은 고유의 방식으로 형성되는 천공벽을 통해 암버럭 매립 구간이나 암성토 구간에서 암석의 유동 및 암석 부스러기의 유입에 의해 천공이 방해되는 것을 방지하여, 시공 편의성 향상은 물론 시공비용 절감 및 시공 효율 증대 효과를 제공한다.

도 1은 섬을 제거해야 하는 상황에 관한 예시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명의 구조도(측단면 시점).
도 5는 본 발명의 제1실시예(측단면 시점).
도 6은 본 발명의 제2실시예(측단면 시점).

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 섬이나 암초 따위의 제거와 같이 바다 또는 강물 등이 있는 곳에서의 암발파를 위한 천공발파공법에 관한 것으로, 특히 천공벽의 형성을 통해 해수면의 암버럭 매립 구간이나 암성토 구간에서 암석의 유동에 의해 천공이 방해되는 것과 뻘층, 모래층, 자갈층, 퇴적층에서의 천공 발파 작업을 효과적으로 해결할 수 있는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법(이하 본 방법)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

(이하에서는 설명의 편의상 장애물을 섬(I)으로 한정하여 설명하기로 한다. 이러한 한정이 본 발명의 권리범위를 제한하여서는 안 된다는 것을 밝히는 바이다.)

섬(I)의 노출된 부분에 대한 제거에 대해서는 종래의 기술들을 참조하여 충분히 실시할 수 있으나, 섬(I)의 노출된 부분이 아닌 해수면(H) 아래의 원지반(R1)에 대한 암발파에 관한 획기적인 기술의 안출은 아직 미진한 편이다.

본 발명은 바지선을 통한 발파공(B) 천공 작업과 잠수부를 통한 장약 설치 작업을 회피하기 위해 원지반(R1) 상부에 암버럭 매립 구간(R2)을 형성하고, 그 상부에 암성토 구간(R3)을 형성하여 육지에서 발파공(B) 천공 작업을 진행할 수 있도록 하는 것을 핵심으로 한다.

또 다른 핵심으로, 본 발명은 암버럭 매립 구간(R2) 및 암성토 구간(R3)에서 발파공(B) 천공 시 암버럭이 유동되고, 부스러기 등이 발파공(B) 내부로 유입되는 문제를 해소하는 것을 핵심으로 한다.

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 개념을 설명하기 위한 설명도인 도 2 및 도 3을 참고하여 섬(I) 제거를 위한 천공발파공법에 관한 용어를 정리하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 원지반(R1)은 섬(I) 중에서 해수면(H) 아래에 대륙붕과 같은 형태로 존재하는 제거 대상을 말한다. 또한 암버럭 매립 구간(R2)은 원지반(R1)에 발파공(B)을 천공하기 위해 원지반(R1) 상부에 암석 등을 활용하여 메운 구간을 말한다. 또한 암성토 구간(R3)은 암버럭 매립 구간(R2)에 발파공(B)을 천공하기 위해 역시 암석 등을 활용하여 해수면(H)보다 높게 형성한 구간을 말한다. 마지막으로 추가 천공 구간(R4)은 계획된 암반선까지의 암반을 제거하기 위하여 추가로 천공하는 구간으로, 뇌관 삽입 등을 위해 추가로 천공되는 해저면(원지반(R1))의 하부 구간을 말한다. 이러한 추가 천공 구간(R4)은 육상에서와 달리 해상에서는 해수면의 깊이에 따라서 받는 수압과 압력이 대단히 크고 부력 등이 작용하기 때문에, 해수의 깊이에 따른 부력이나 수압 등을 감안하여 육상에서보다 수심에 따라 더 많은 깊이를 천공할 필요가 있기 때문에 구비될 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 구조도, 도 5는 본 발명의 제1실시예, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 관한 것이며, 도 4 내지 도 6은 모두 본 공법의 실시를 측면 시점(일종의 측단면도)에서 도시하고 있다. 이하 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명에 관한 구체적인 설명을 진행하기로 한다.

구체적으로, 먼저 본 방법은 제거하고자 하는 원지반(R1) 상부에 암버럭 매립 구간(R2) 및 암성토 구간(R3)을 형성하는 제1단계를 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1단계는 원지반(R1) 상부에 암버럭 매립 구간(R2)을 형성하고, 암버럭 매립 구간(R2) 상부에 암성토 구간(R3)을 형성하는 단계로, 바지선 및 잠수부를 통한 암발파 작업을 회피하기 위한 작업 단계이다.

암버럭 매립 구간(R2)은 약 0 ~ 15m 정도 깊이를 가질 수 있고, 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간(R3)에 사용되는 암석은 그 직경이 수mm ~ 1500mm정도 될 수 있으며, 각지거나 둥근 암석이 사용될 수 있다.

해수면(H) 아래 암버럭 매립 구간(R2) 또는 해수면(H) 위 암성토 구간(R3)의 암석들은 다져지지 않은 상태이기 때문에 쉽게 유동되고 발파 시에 부스러기가 발생하는 바, 발파공(B)의 천공이 매우 어렵다는 문제가 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 원지반(R1)에 발파공(B)을 형성할 때 발생하는 상기 문제점들을 해결하고자 안출된 것이다.

다음으로, 본 방법은 암버럭 매립 구간(R2) 및 암성토 구간(R3)에 소정 깊이로 제1천공홀(1)을 생성하는 제2단계를 포함한다.

제1천공홀(1)은 암버럭 매립 구간(R2) 및 암성토 구간(R3)에 형성되는 발파공(B)의 일종으로, 도 5에 도시된 바와 같이 다단으로 구성될 수 있으며, 제1천공홀(1)의 단수는 작업 환경에 따라 달리할 수 있다. 도 5에는 제1 내지 제7단(1A)(1B)(1C)(1D)(1E)(1F)(1G), 총 7단으로 제1천공홀(1)을 형성한 예를 도시하고 있다.

또한 제1천공홀(1)은 그 직경이 46mm ~ 400mm가 될 수 있는데, 이 역시 작업 환경 및 설계 상황에 따라 상기 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있으며, 가령 제1천공홀(1)의 직경이 46mm 미만인 경우에는 후술하는 천공벽(3)을 생성하기가 어렵고, 400mm를 초과하는 경우에는 유동되는 암석에 의해 발파공(B) 생성 작업에 차질이 발생한다.

그리고 제1천공홀(1)의 깊이가 암성토 구간(R3) 및 암버럭 매립 구간(R2)의 길이에 상응하는 깊이로 형성되어야 한다. 따라서 원지반(R1)이 대륙붕의 형태로 경사지게 구성되어 있기 때문에 제1천공홀(1)의 깊이 역시 그 위치에 따라 달라진다는 것은 자명하게 유추할 수 있는 것이며, 해수면 아래에 있는 원지반(R1)과 해수면 사이에는 뻘층, 퇴적층, 모래층, 자갈층도 존재할 수 있다는 것은 자명한 것이다.

다음으로, 본 방법은 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 천공벽(3)을 형성하는 제3단계를 포함한다.

암버럭 매립 구간(R2) 및 암성토 구간(R3)에서는 암석의 유동에 의해 발파공(B) 천공 작업이 어렵고, 또한 암석의 부스러기 등이 발파공(B) 내부로 유입되는 문제가 발생한다는 것을 상기한 바 있다.

제3단계는 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 강성을 갖는 천공벽(3)을 형성하여 이러한 암석의 유동 및 부스러기의 유입을 방지할 수 있도록 하는 단계이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 천공벽(3)은 제1천공홀(1)의 내벽(11) 전체에 걸쳐서 형성되는 것이 바람직하고, 이에 천공벽(3)의 외경은 제1천공홀(1)의 직경에 상응하고, 천공벽(3)의 높이는 제1천공홀(1)의 깊이에 상응하도록 구비되어야 할 것이다.

특징적인 것은, 이 제3단계는 상기한 제1 및 제2단계 이후 이루어질 수 있는데, 특히 제2단계에서 제1천공홀(1)이 다단으로 이루어지는 경우, 하나의 단을 천공한 이후 천공벽(3)을 형성하고, 그 다음 다음 단을 천공하는 과정으로 진행되는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1천공홀(1)의 제1단이 천공된 후 제1단의 내벽에 천공벽(3)이 형성되고, 이 후 제2단이 천공되고 제2단의 내벽에 천공벽(3)이 형성되는 식으로 진행된다는 것이다. 이는 천공벽(3)의 구비 목적이 암버럭 유동에 의한 방해 방지 및 부스러기 유입 방지 효과를 보다 공고히 하기 위함이다.

본 발명의 핵심 특징인 천공벽(3)에 대한 실시를 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 본 발명의 제1실시예인 도 5에 도시된 바와 같이, 본 방법은 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 천공벽(3)을 형성하는 제3단계가, 메움재(31) 투입 단계, 메움재(31) 채움 단계 및 천공벽(3) 형성 단계를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

각 단계 별로, 메움재(31) 투입 단계는 제1천공홀(1)의 내부로 메움재(31)가 투입되는 단계로, 메움재(31)는 진흙, 찰흙, 토사, 시멘트류, 그라우트재 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 양생 효율 및 견고성 측면에서도, 그리고 진흙 또는 찰흙 또는 해수면의 깊이에 따른 암버럭의 되메움재 깊이도 다를 뿐만 아니라 바닷물 등이 항상 천공되는 공 내에 차 있을 수 있기 때문에, 되메움 깊이에 따른 부력, 수압의 정도에 따라 토사와 Soil 시멘트가 9:1 내지 3:7의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한 메움재(31)의 투입은 작업자의 수작업 또는 별도의 투입 장비를 활용할 수 있다.

다음, 메움재(31) 채움 단계는 제1천공홀(1)의 내벽(11)을 구성하는 암버럭의 틈새가 메움재(31)로 채워지는 단계로, 외면이 둥글거나 각진 형태의 암버럭들 간의 틈새를 메움재(31)로 채워서, 메움재(31)의 점성에 의해 암버럭 간의 결합을 제공하여 유동을 억제하고, 메움재(31)를 통한 암버럭들 간의 일체화를 통해 부스러기의 발생을 억제하며, 발생한 부스러기가 제1천공홀(1) 측으로 유입되는 것을 방지한다.

다음, 천공벽(3) 형성 단계는 메움재(31)가 양생 및 경화되어 천공벽(3)이 형성되는 단계로, 천공벽(3)은 암버럭들과 메움재(31) 간의 결합에 의해 형성되며, 즉 소정 시간이 경과하게 되면 메움재(31)가 양상 및 경화되어 암버럭들과 메움재(31)가 일체를 이루면서 천공벽(3)을 형성하게 되는 것이다. 이 때 메움재(31)의 경화 소요 시간을 단축하기 위해 급결제(경화촉진제)가 사용될 수 있다.

천공벽(3)에 대한 또 다른 실시를 설명하면, 본 발명의 제2실시예인 도 6에 도시된 바와 같이, 본 방법은 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 천공벽(3)을 형성하는 단계가, 파이프(32) 투입 단계, 파이프(32) 배치 및 천공벽(3) 형성 단계를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

각 단계 별로, 파이프(32) 투입 단계는 제1천공홀(1)의 내부로 파이프(32)가 투입되는 단계로, 파이프(32)는 제1천공홀(1)의 크기에 상응하는 직경을 갖는 것이 바람직하며, 제1천공홀(1)이 다단으로 천공되는 경우, 이에 맞추어 다수의 파이프(32)가 투입될 수도 있다. 이러한 파이프(32)는 철재류, PVC류, 종이류, 비닐류, 고무류, PP필름지류 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

다음, 파이프(32) 배치 및 천공벽(3) 형성 단계는 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 파이프(32)의 외면이 접하도록 파이프(32)가 배치되어, 파이프(32)가 천공벽(3)을 형성하는 단계로, 파이프(32)의 외면과 제1천공홀(1)의 내벽(11)이 접촉하게 되고, 파이프(32)의 중공이 제1천공홀(1)의 역할을 하게 된다.

상기 제1실시예에 비해 제2실시예는 시공이 간편하고 양생 및 경화를 위한 시간을 필요로 하지 않아 시공 시간이 단축될 수 있다는 장점을 갖는 반면, 기 성형된 파이프(32)를 사용해야 하기 때문에 다양한 시공 상황에 유연하게 대처하기는 어렵다는 단점이 있다. 따라서 상기한 제1실시예와 제2실시예를 상황에 맞추어 적용하는 것은 실시자의 선택에 따라야 할 것이다.

다음으로, 본 방법은 제1천공홀(1)의 바닥면을 천공하여 원지반(R1)에 제2천공홀(2)을 생성하는 제4단계를 포함한다.

제2천공홀(2)은 원지반(R1) 구간에 형성되는 발파공(B)의 일종으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1천공홀(1)과 마찬가지로 다단으로 구성될 수 있으며, 역시 작업 환경에 따라 달리 선택될 수 있다. 도 5에는 제1 내지 제3단(2A)(2B)(2C), 총 3단으로 제2천공홀(2)을 형성한 예를 도시하고 있다.

제2천공홀(2) 역시 제1천공홀(1)에 상응하여 그 직경이 46mm ~ 400mm가 될 수 있다. 그리고 제2천공홀(2)의 깊이는 상기한 제1천공홀(1)의 깊이에 상응하는 깊이로 형성될 수 있는데, 해저면이 일정하다고 할 때, 제1천공홀(1)의 깊이가 깊어지는 만큼 제2천공홀(2)의 깊이는 얕아지게 되는 것이 바람직하며, 제1천공홀(1)과 제2천공홀(2)의 경계면에는 뻘층이나 토사, 모래, 자갈 등의 퇴적층(R5)(도 5 및 6 참조)이 위치할 수 있다.

다음으로, 본 방법은 제1천공홀(1) 또는 제2천공홀(2)에 폭약을 설치하고 발파하는 제5단계를 포함한다.

제5단계는 폭약 설치 및 발파하는 단계로, 종래의 기술과의 큰 차별점은 없는 바, 구체적인 설명은 종래에 이미 널리 알려진 기술 상식 및 공지된 기술을 참조하는 것으로 대신한다.

다만, 본 방법은 제5단계가 원지반(R1) 하부 추가 천공 구간(R4)에 뇌관 산입을 위한 추가 천공홀(4)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 추가 천공홀(4)은 최소 저항선 길이 이상으로 천공되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 총 천공되는 깊이가 천공경 등에 따라서 0.6m ~ 6m의 범위로 천공되는 것이다.

여기에서 사용되는 폭약의 뇌관은 전기식, 비전기식, 전자식 등 다양한 방식이 활용될 수 있으며 폭약은 벌크 형태의 폭약, 겔(하이맥스) 형태의 폭약과 카트리지 형태의 폭약 등이 활용될 수 있다.

아울러 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1천공홀(1)과 제2천공홀(2)로 구성되는 발파공(B)의 상부는 전색 범위(B1)가 될 수 있고, 발파공(B)의 하부는 폭약 범위(B2)가 될 수 있다. 전색 범위(B1)는 천공 깊이와 장약량에 따라 1.0 내지 5.0m가 될 수 있고, 폭약 범위(B2)는 다단으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 제1천공홀(1)에도 구비될 수 있다.

한편, 본 방법은 제1천공홀(1)의 내벽(11)에 천공벽(3)을 형성하는 단계 이후, 천공벽(3)에 방수강화제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 방수강화제는 천공벽(3)의 방수성을 보다 향상시키기 위하여 구비되는데, 이러한 방수강화제는 실리카 충전제 10 중량부와 물이 혼합된 혼합재, 포졸란(Pozzolan) 0.2 ~ 0.3 중량부, 왁스 또는 파라핀 0.3 ~ 0.4 중량부, 스티렌 열가소성 엘라스토머 0.1 ~ 0.2 중량부, 아민계 경화제 0.25 ~ 0.35 중량부 및, 비정질 폴리올레핀(APO: Amorphous Polyolefin) 0.15 ~ 0.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

각 구성 별로, 먼저 혼합재는 실리카 충전제와 물의 혼합에 의해 만들어지며, 방수강화제의 응고, 도포 등과 같은 제작 설계에 따라 물의 비중을 높이거나 또는 낮추거나 하는 식의 실시가 가능하다.

특히 실리카 충전제는 인장강도, 경도 등의 물리적인 성질의 향상을 위하여 첨가되며, 실리카 충전제는 황변 현상 발생률이 상대적으로 낮은 건식 실리카(fumed silica)를 사용할 수 있으며, 소수성 건식 실리카 및 친수성 건식 실리카 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다.

각 조성물 별로 보다 구체적인 설명을 진행하면, 먼저 포졸란(Pozzolan)은 규조토(Diatomite)와 같은 천연 광물성 소재로서, 음이온 방출과 탈취 효과 및 항균 작용에 의해, 방수강화제를 도포한 외면에 접착되는 이물질의 정화를 제공하고, 크랙이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이 포졸란이 2 중량부 미만이면 정화 효과가 낮고, 3 중량부를 초과할 경우에는 결합력이 저하된다.

다음으로, 방수강화제는 왁스 또는 파라핀이 3 ~ 4 중량부가 더 포함될 수 있는데, 왁스 또는 파라핀은 40 ∼ 60℃의 녹는점을 갖기 때문에, 방수강화제의 생산 온도를 낮추는 역할을 하고, 내화학성으로 방수강화제 도포면의 경화 후, 휘발되지 않아 품질을 저하시키지 않는 효과를 제공한다. 이 왁스 또는 파라핀은 3 중량부 미만으로 첨가되면 첨가효과가 거의 없으며, 4 중량부를 초과하여 첨가되면 방수강화제 도포면의 취성이 증가하여 쉽게 크랙이 발생하는 현상이 발생된다.

다음으로, 방수강화제는 스티렌 열가소성 엘라스토머도 1 ~ 2 중량부가 더 포함될 수 있는데, 스티렌 열가소성 엘라스토머는 양말단기의 폴리스치렌 블록(polystyrene block)을 하드세그먼트(hard segment)로 하고 중간에는 폴리부타디엔이 소프트 세그먼트(soft segment)의 구조를 가지고 있으며 혼합용제에 용해 시 저점도화 시킬 수 있고 고탄성, 저온 내구성이 우수하여 시간이 경과함으로서 발생되는 방수강화제의 도포면의 균열현상과 동절기의 저온 내구성 부족으로 발생되는 방수강화제의 도포면의 들뜸 현상을 방지하는 기능을 발휘하며 미립자상태로 분산시킨 합성 제오라이트 분말은 내부의 규칙적인 미세기공에 의하여 방수강화제의 도포면이 외력에 대한 일정 완충을 가질 수 있도록 하는 이점을 지니고 있다.

다음으로, 방수강화제는 아민계 경화제가 2.5 ~ 3.5 중량부가 더 포함될 수 있는데, 아민계 경화제 함량이 2.5 중량부 미만이면 강도와 내구성이 낮아져 물성이 저하되는 문제점을 일으킬 수 있으며, 3.5 중량부를 초과할 경우 점도가 높아져 가공성이 떨어지게 된다.

다음으로, 방수강화제는 비정질 폴리올레핀을 1.5 ~ 3 중량부를 더 포함할 수 있는데, 비정질 폴리올레핀(APO: Amorphous Polyolefin)은 에틸렌과 프로필렌 같은 올레핀을 첨가 중합시킨 강한 접착성 소재로서, 방수강화제가 도포된 면의 내부로 전달되는 열의 전도율을 저하시켜 방수강화제의 도포면에 작용하는 온도의 변화를 최소화한다.

이하 방수강화제에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.

실시예

방수강화제로서, 실리카 충전제 500g과 물 430g을 혼합하여 혼합재 930g을 제조하고, 여기에 포졸란 10g, 파라핀 20g, 스티렌 가소성 엘라스토머 10g, 아민계 경화제 15g, 비정질 폴리올레핀 15g를 혼합하여 방수강화제 1kg을 제조하였다.

이 후 방수강화제를 시험용으로 제작된 파이프형 천공벽(3)의 내면에 도포한 후, 완전 경화하는 단계를 거쳐, 방수층을 형성한 다음, 천공벽(3) 외부에서 12시간동안 물을 분사한 후, 천공벽(3)의 내부 침습도를 검사한 결과, 습기가 전혀 검출되지 않았다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

R1: 원지반 R2: 암버럭 매립 구간
R3: 암성토 구간 R4: 추가 천공 구간
B: 발파공 H: 해수면
1: 제1천공홀 11: 내벽
2: 제2천공홀
3: 천공벽 31: 메움재
32: 파이프
4: 추가 천공홀

Claims (4)

1. 제거하고자 하는 원지반 상부에 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간을 형성하는 단계;
   암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에 소정 깊이로 제1천공홀을 생성하는 단계;
   상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계;
   상기 제1천공홀의 바닥면을 천공하여 상기 원지반에 제2천공홀을 생성하는 단계; 및
   상기 제1천공홀 또는 제2천공홀에 폭약을 설치하고 발파하는 단계;
   를 포함하는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계는,
   상기 제1천공홀의 내부로 메움재가 투입되는 단계,
   상기 제1천공홀의 내벽을 구성하는 암버럭의 틈새가 상기 메움재로 채워지는 단계 및,
   상기 메움재가 양생 및 경화되어 상기 천공벽이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계는,
   상기 제1천공홀의 내부로 파이프가 투입되는 단계 및,
   상기 제1천공홀의 내벽에 상기 파이프의 외면이 접하도록 상기 파이프가 배치되어, 상기 파이프가 상기 천공벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1천공홀의 내벽에 천공벽을 형성하는 단계 이후, 상기 천공벽에 방수강화제를 도포하는 단계;
   를 더 포함하되,
   상기 방수강화제는, 실리카 충전제 10 중량부와 물이 혼합된 혼합재, 포졸란(Pozzolan) 0. 2 ~ 0.3 중량부, 왁스 또는 파라핀 0.3 ~ 0.4 중량부, 스티렌 열가소성 엘라스토머 0.1 ~ 0.2 중량부, 아민계 경화제 0.25 ~ 0.35 중량부 및, 비정질 폴리올레핀(APO: Amorphous Polyolefin) 0.15 ~ 0.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수면의 암버럭 매립 구간 및 암성토 구간에서의 천공발파공법.

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