KR101972124B1 - 터널 발파를 위한 데크차지 공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1차 장약의 폭발시에 전색물이 발파공 내벽 방향으로 몰리도록 유도하여 전색물 스스로 강한 밀폐력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 전색물이 발파공 내벽 방향으로 밀리는 것을 이용하여 플러그 자체가 발파공 내벽에 강하게 밀착되면서 걸리도록 하여 발파공 내벽과의 마찰력이 증가하도록 하여, 보다 효과적으로 2차 장약의 유폭 내지 사압을 방지할 수 있는 터널 발파를 위한 데크차지 공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 터널 발파에 관한 것이며, 구체적으로는 터널 발파를 위하여 다단 장약 보호용 플러그를 이용하는 데크차지 공법에 관한 것이다.
일반적으로 터널 또는 수직구 등의 굴착은 경제성 및 시공성이 뛰어난 발파굴착공법을 이용한다.
종래의 발파 공법은, 그 최초 자유면 형성 방법에 따라 크게 평행발파공법(Parallel Cut)과 경사발파공법(Angle Cut)으로 분류되며, 각각의 대표적인 공법으로는 번컷공법(Burn Cut)과 브이컷공법(V-Cut)이 있으며, 이 이외에 이를 응용한 다양한 공법들이 알려져 있다.
경사발파공법의 대표적인 공법인 브이컷공법은, 막장면의 중심선을 기준으로 심발공을 좌우에 대칭 형태로 일정한 각도(약 60°)를 주어 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.
평행발파공법의 대표적인 공법인 번컷공법은, 막장면에 무장약공을 중심으로 일정간격으로 장약공을 평행 천공함으로써, 브이컷공법에 비하여 단위면적당 심발공의 천공수는 증가하나 터널의 단면폭에 따른 천공장에 제한을 받지 않으므로, 발파당 굴진장을 길게 하여 시공능률을 증대시킬 수 있고, 뇌관의 시차를 이용하여 진동을 최대한 분산시킬 수 있으며, 파쇄입도를 균일하게 할 수 있는 장점이 있다.
그러나 평행발파공법의 경우 무장약공을 중심으로 한 심발공 발파시 파쇄된 암석이 무장약공으로 집중되고 이때 무장약공이 원활한 자유면 효과를 다하지 못할 경우 파쇄석이 외부로 추출되지 못하고 한꺼번에 충진되면서 막혀버리는 소결현상이 발생되어 발파 전체의 실패로 되거나, 발파당 굴진장을 길게 하기 위하여 장공 천공을 하게 되면 심발공 및 심발확대공의 공당 장약량 증가로 인하여 진동 및 소음이 증가하게 된다는 문제가 있다.
이와 같이 평행발파공법은 경사발파공법에 비하여 진동 및 소음발생이 적고 파쇄석이 균일하며 발파당 굴진장의 제한을 받지 않는 등 많은 장점을 가지고 있으나, 비이상적인 소결현상에 따른 발파 실패 가능성과 굴진장을 길게 하기 위하여 장공 천공을 할 경우 심발공의 공당 장약량이 증가되어 소음 및 진동이 증가하게 된다는 단점을 가지고 있다.
이를 보완하기 위하여 기존의 평행발파공법과 경사발파공법에 데크차지(Deck Charge)공법에 의한 분할발파가 시도되고 있다.
데크차지 공법의 대표적인 예로서, 본 명세서에 일체화된 대한민국 특허공개번호 특1999-0045944호 "터널 및 수직구 발파공사의 다단장약에 의한 진동제어 발파공법", 대한민국 특허공개번호 특2000-0038502호 "단계별전진식번카트발파공법" 등이 알려져 있다.
그러나 데크차지공법은 동일 장약공 내부에 전색물을 중심으로 바깥쪽의 1단 장약과 안쪽의 2단 장약으로 이중 장약을 하여야 하며, 1단 장약과 2단 장약 사이에 유폭방지를 위한 최소 30cm이상의 전색장을 유지하여야 함에 따라, 단위체적당 필요한 비장약량을 충분히 확보할 수 없어 전체 발파실패로 이어지거나, 1단 장약의 폭발로 인하여 발생된 충격압이 전색물을 통하여 2단 장약으로 전달되어 2단 장약을 사압시킴으로써 전체 발파가 실패하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 데크차지공법에서 1단 장약의 폭발시 2단 장약의 사압 내지 유폭 방지를 위한 데크차지공법의 다단 장약 보호용 플러그를 제공하고자 한다.
한편, 발파공의 밀폐와 관련하여, 대한민국 등록실용신안 제20-0290362호 "쇄기형 전색용 마개"(2002. 9.12. 등록), 대한민국 등록특허 제10-0467483호 "암반발파공 밀폐마개"(2005. 1.14. 등록), 대한민국 등록특허 제10-0936630호 "발파공 밀폐장치"(2010. 1. 5. 등록) 등이 제안된 바 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0290362호 및 대한민국 등록특허 제10-0467483호는 폭약이 폭발하여 압력이 작용할 때, 밀폐마개 자체가 확장되어 발파공 내벽과의 마찰력을 증가시키도록 한 기술로서 밀폐력이 밀폐마개에만 의존하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0936630호 "발파공 밀폐장치"(2010. 1. 5. 등록)는 쐐기 구조에 의하여 전색물 자체의 힘 작용 방향을 발파공 입구 방향이 아닌 발파공 내벽 방향으로 유도하여 전색물 스스로 강한 밀폐력을 나타낼 수 있도록 한 것으로서, 밀폐력이 전색물에만 의존하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 1차 장약의 폭발시에 전색물이 발파공 내벽 방향으로 몰리도록 유도하여 전색물 스스로 강한 밀폐력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 전색물이 발파공 내벽 방향으로 밀리는 것을 이용하여 플러그 자체가 발파공 내벽에 강하게 밀착되면서 걸리도록 하여 발파공 내벽과의 마찰력이 증가하도록 하여, 보다 효과적으로 2차 장약의 유폭 내지 사압을 방지할 수 있는 터널 발파를 위한 데크차지 공법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 암반에 천공을 실시하여 터널 발파를 위한 발파공을 형성하는 단계 ; 뇌관이 장착된 다단용 폭약의 일단부를 다단 장약 보호용 플러그에 삽입한 후 상기 다단 장약 보호용 플러그와 상기 다단용 폭약을 상기 발파공에 장착하여 다단 장약을 실시하는 단계 ; 상기 다단 장약 실시 후 다단 장약용 전색물을 상기 발파공에 장착하는 단계 ; 상기 다단 장약용 전색물 장착 후 뇌관이 장착된 일단용 폭약을 상기 발파공에 장착하여 일단 장약을 실시하는 단계 ; 상기 일단 장약 실시 후 일단 장약용 전색물을 상기 발파공에 장착하는 단계 ; 를 포함하며, 상기 다단 장약 보호용 플러그는, 일측을 향하여 뾰족한 고깔 형태의 고깔형 몸체와, 상기 고깔형 몸체의 타측단에서 타측을 향하여 연장되는 실린더 형태의 폭약 장착용 실린더와, 상기 고깔형 몸체의 타측단에서 일측을 향하여 방사상 방향 외측으로 경사지게 연장되는 복수의 발파공 지지용 탄성 날개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기에 있어서, 상기 발파공 지지용 탄성 날개의 외측면에 타측으로의 이동을 제한하기 위한 걸림턱이 돌출되며, 상기 발파공 지지용 탄성 날개들의 사이에는 탄성 날개용 이격홈이 형성되며, 상기 고깔형 몸체의 타측단부에는 상기 탄성 날개용 이격홈과 연결되는 몸체용 이격홈이 형성되며, 상기 폭약 장착용 실린더에는 상기 탄성 날개용 이격홈과 연결되는 복수의 실린더용 이격홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 1차 장약의 폭발시에 전색물이 발파공 내벽 방향으로 몰리도록 유도하여 전색물 스스로 강한 밀폐력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 전색물이 발파공 내벽 방향으로 밀리는 것을 이용하여 플러그 자체가 발파공 내벽에 강하게 밀착되면서 걸리도록 하여 발파공 내벽과의 마찰력이 증가하도록 하여, 보다 효과적으로 2차 장약의 유폭 내지 사압을 방지할 수 있는 터널 발파를 위한 데크 차지 공법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 다단 장약 보호용 플러그의 사시도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 정면도,
도 4는 도 1의 A-A 기준 단면도,
도 5는 도 1의 B-B 기준 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 일 실시예인 도 1의 다단 장약 보호용 플러그의 사용 상태도.
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 정면도,
도 4는 도 1의 A-A 기준 단면도,
도 5는 도 1의 B-B 기준 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 일 실시예인 도 1의 다단 장약 보호용 플러그의 사용 상태도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 다단 장약 보호용 플러그의 사시도이며, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 정면도이며, 도 4는 도 1의 A-A 기준 단면도이며, 도 5는 도 1의 B-B 기준 단면도이다.
본 실시례의 플러그(100)는, 고깔형 몸체(110), 폭약 장착용 실린더(120), 발파공 지지용 탄성 날개(130)로 이루어진다.
고깔형 몸체(110)는 일측을 향하여 뾰족한 고깔 형태를 가진다.
고깔형 몸체(110)의 일측에는 전색물이 위치될 예정이며, 전색물이 고깔형 몸체(110)의 일측으로 이동하면 고깔형 몸체(110)의 형태로 인하여 전색물은 방사상 방향 외측으로 몰리게 된다.
고깔형 몸체(110)의 타측단에서 폭약 장착용 실린더(120)와 복수의 발파공 지지용 탄성 날개(130)가 각각 연장 형성된다.
폭약 장착용 실린더(120)는, 고깔형 몸체(110)의 타측단에서 타측을 향하여 연장되는 실린더 형태로서, 그 내부에 카트리지 폭약의 일단부가 장착된다.
발파공 지지용 탄성 날개(130)는, 고깔형 몸체(110)의 타측단에서 일측을 향하여 방사상 방향 외측으로 경사지게 연장되는 형태이다.
발파공 지지용 탄성 날개(130)는 고깔형 몸체(110)의 타측단에 복수개 마련되며, 복수의 발파공 지지용 탄성 날개(130)는 고깔형 몸체(110)의 방사상 방향 외측을 포위하는 형태로 배치된다.
발파공 지지용 탄성 날개(130)는 발파공의 내벽과 접촉되면서 발파공에 지지되기 위한 부위이다.
발파공 지지용 탄성 날개(130)의 외측면에는 본 플러그가 타측으로 이동하는 것을 제한하기 위한 걸림턱(132)이 돌출 형성된다.
한편 복수의 발파공 지지용 탄성 날개(130)들의 사이에는 탄성 날개용 이격홈(131)이 형성되어 있다. 탄성 날개용 이격홈(131)은 발파공 지지용 탄성 날개(130)가 외부의 힘에 의해 내측으로 수축되거나 혹은 외측으로 확장될 수 있도록 형성된 것이다.
아울러 탄성 날개용 이격홈(131)과 연결되는 형태로 고깔형 몸체(110)의 타측단부에는 몸체용 이격홈(111)이 형성되며, 폭약 장착용 실린더에는 실린더용 이격홈(121)이 형성되어 있다.
이와 같이 발파공 지지용 탄성 날개(130)가 외부의 힘에 의해 내측으로 수축되거나 혹은 외측으로 확장될 때 몸체용 이격홈(111) 및 실린더용 이격홈(121)에 의하여 고깔형 몸체(110)의 일부 및 폭약 장착용 실린더(120)가 함께 수축되거나 확장되도록 하여 발파공 지지용 탄성 날개(130)의 탄성 변형 가능 범위를 확장하였다.
이하에서는 본 다단 장약 보호용 플러그의 사용 방법을 설명한다.
데크차지 공법은 발파공 내부의 폭약을 전색물에 의하여 분리시켜 시차가 다른 뇌관을 사용하여 각각의 폭약을 점화시켜 진동 및 소음을 저감시키는 공법이다.
이러한 데크차지 공법은 1차 장약의 강한 폭발 압력에 의한 충격으로 2차 장약이 폭발되지 못하는 사압현상 및 1차 장약의 강한 폭발 압력에 의하여 2차 장약이 1차 장약과 함께 폭발하는 유폭현상이 문제가 된다.
도 6은 본 발명에 의한 일 실시예인 도 1의 다단 장약 보호용 플러그의 사용 상태도이다.
본 실시례에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 파쇄 대상물인 암반에 천공을 실시하여 터널 발파를 위한 발파공(1)을 형성한 후, 그 발파공(1)에 뇌관(20-2)이 장착된 다단용 폭약(10-2)(2차 장약), 다단 장약 보호용 플러그(100), 다단 장약용 전색물(30-2), 뇌관(20-1)이 장착된 일단용 폭약(10-1)(1차 장약), 일단 장약용 전색물(30-1)을 순차적으로 장착한다.
즉 암반에 천공을 실시하여 터널 발파를 위한 발파공(1)을 형성하는 단계 ; 뇌관(20-2)이 장착된 다단용 폭약(10-2)의 일단부를 다단 장약 보호용 플러그(100)에 삽입하고 다단 장약 보호용 플러그(100)와 다단용 폭약(10-2)을 발파공(1)에 장착하여 다단 장약을 실시하는 단계 ; 다단 장약 실시 후 다단 장약용 전색물(30-2)을 발파공(1)에 장착하는 단계 ; 다단 장약용 전색물 장착 후 뇌관(20-1)이 장착된 일단용 폭약(10-1)(1차 장약)을 발파공(1)에 장착하여 일단 장약을 실시하는 단계 ; 일단 장약 실시 후 일단 장약용 전색물(30-1)을 발파공(1)에 장착하는 단계 ; 를 순차적으로 실시한다.
이때 다단용 폭약(10-2)을 발파공(1)에 삽입할 때 뇌관(20-2)이 장착된 다단용 폭약(10-2)의 일단부를 본 다단 장약 보호용 플러그(100)의 폭약 장착용 실린더(120)에 삽입하여 함께 삽입한다.
이와 같이 본 다단 장약 보호용 플러그(100)를 삽입할 때 발파공 지지용 탄성 날개(130)는, 방사상 방향 외측으로 벌어지지 않은 상태이므로, 플러그(100)의 삽입을 방해하지 않으면서, 다단 장약 보호용 플러그(100) 및 다단용 폭약(10-2)이 발파공(1)의 중앙에 위치할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
즉 다단 장약 보호용 플러그(100)의 삽입시 걸림턱(132)은 발파공(1)의 내벽에 걸리지 않는 상태가 된다.
이와 같은 상태에서 먼저 뇌관(20-1)을 기폭시키면 일단용 폭약(10-1)이 폭발하여 팽창 압력이 발생하게 되며, 이때 다단 장약용 전색물(30-2)은 본 다단 장약 보호용 플러그(100)를 향하여 밀리면서 고깔형 몸체(110)에 의하여 발파공(1)의 내벽으로 협착되면서 강한 밀폐력을 발휘하며, 또한 발파공(1)의 내벽으로 협착되는 다단 장약용 전색물(30-2)에 의하여 발파공 지지용 탄성 날개(130)가 외측으로 확장되면서 그 걸림턱(132)이 발파공(1)의 내벽에 걸리게 되며, 이때 몸체용 이격홈(111) 및 실린더용 이격홈(121)에 의하여 발파공 지지용 탄성 날개(130)는 발파공(1)의 내벽에 더욱 밀착되면서 보다 증진된 밀폐력을 발휘하게 된다.
즉 본 다단 장약 보호용 플러그(100)는 일단 장약(10-1)의 폭발시에 다단 장약용 전색물(30-2)이 발파공(1) 내벽 방향으로 몰리도록 유도하여 다단 장약용 전색물(30-2) 스스로 강한 밀폐력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 다단 장약용 전색물(30-2)이 발파공(1) 내벽 방향으로 밀리는 것을 이용하여 다단 장약 보호용 플러그(100)의 발파공 지지용 탄성 날개(130)가 발파공(1) 내벽에 강하게 밀착되면서 걸리도록 하여 발파공 내벽과의 마찰력이 증가하도록 하여, 보다 효과적으로 다단 장약(10-2)의 유폭 내지 사압을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 플러그
110 : 고깔형 몸체 111 : 몸체용 이격홈
120 : 폭약 장착용 실린더 121 : 실린더용 이격홈
130 : 발파공 지지용 탄성 날개
131 : 탄성 날개용 이격홈 132 : 걸림턱
110 : 고깔형 몸체 111 : 몸체용 이격홈
120 : 폭약 장착용 실린더 121 : 실린더용 이격홈
130 : 발파공 지지용 탄성 날개
131 : 탄성 날개용 이격홈 132 : 걸림턱
Claims (3)
- 삭제
- 암반에 천공을 실시하여 터널 발파를 위한 발파공을 형성하는 단계 ;
뇌관이 장착된 다단용 폭약의 일단부를 다단 장약 보호용 플러그에 삽입한 후 상기 다단 장약 보호용 플러그와 상기 다단용 폭약을 상기 발파공에 장착하여 다단 장약을 실시하는 단계 ;
상기 다단 장약 실시 후 다단 장약용 전색물을 상기 발파공에 장착하는 단계 ;
상기 다단 장약용 전색물 장착 후 뇌관이 장착된 일단용 폭약을 상기 발파공에 장착하여 일단 장약을 실시하는 단계 ;
상기 일단 장약 실시 후 일단 장약용 전색물을 상기 발파공에 장착하는 단계 ;
를 포함하며,
상기 다단 장약 보호용 플러그는, 일측을 향하여 뾰족한 고깔 형태의 고깔형 몸체와, 상기 고깔형 몸체의 타측단에서 타측을 향하여 연장되는 실린더 형태의 폭약 장착용 실린더와, 상기 고깔형 몸체의 타측단에서 일측을 향하여 방사상 방향 외측으로 경사지게 연장되는 복수의 발파공 지지용 탄성 날개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터널 발파를 위한 데크차지 공법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 발파공 지지용 탄성 날개의 외측면에 타측으로의 이동을 제한하기 위한 걸림턱이 돌출되며, 상기 발파공 지지용 탄성 날개들의 사이에는 탄성 날개용 이격홈이 형성되며, 상기 고깔형 몸체의 타측단부에는 상기 탄성 날개용 이격홈과 연결되는 몸체용 이격홈이 형성되며, 상기 폭약 장착용 실린더에는 상기 탄성 날개용 이격홈과 연결되는 복수의 실린더용 이격홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 터널 발파를 위한 데크차지 공법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180139919A KR101972124B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 터널 발파를 위한 데크차지 공법 |
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| KR101972124B1 true KR101972124B1 (ko) | 2019-04-24 |
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ID=66282057
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| KR1020180139919A KR101972124B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 터널 발파를 위한 데크차지 공법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101972124B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2018
- 2018-11-14 KR KR1020180139919A patent/KR101972124B1/ko active IP Right Grant
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