KR102240711B1 - 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비에 관한 것으로서, 터널공사용 갱문의 앞 부분에 설치되어, 터널 공사에서 갱도 내에서 폭약을 이용한 발파[發破]작업시 발생하는 발파소음과 폭풍압을 현저히 감소시킬 수 있도록 하고, 터널 공사의 초기발파(시작지점) 과정부터 설치 및 사용할 수 있도록 구성하여 주변 건물이나 주민, 가축의 피해를 방지하는 기술이 관한 것이다.
본 발명은 터널 공사용 갱문의 앞 부분에 설치되어 터널 굴착시 발파과정에서 내부에서 발생하는 소음 및 폭풍압을 저감하는 저감설비에 있어서, 상기 저감설비는; 갱문의 입구에서 시작되어 일정거리만큼 터널형태로 연장 설치되는 가설방음터널부와, 상기 가설방음터널부의 연장 끝부분에 설치되어 가설방음터널부를 통과한 소음 및 폭풍압을 저감하여 외부로 배출하는 가설벽체부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 터널 공사용 갱문의 앞 부분에 설치되어 터널 굴착시 발파과정에서 내부에서 발생하는 소음 및 폭풍압을 저감하는 저감설비에 있어서, 상기 저감설비는; 갱문의 입구에서 시작되어 일정거리만큼 터널형태로 연장 설치되는 가설방음터널부와, 상기 가설방음터널부의 연장 끝부분에 설치되어 가설방음터널부를 통과한 소음 및 폭풍압을 저감하여 외부로 배출하는 가설벽체부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비에 관한 것으로서, 터널공사용 갱문의 앞 부분에 설치되어, 터널 공사에서 갱도 내에서 폭약을 이용한 발파[發破]작업시 발생하는 발파소음과 폭풍압을 현저히 감소시킬 수 있도록 하고, 터널 공사의 초기발파(시작지점) 과정부터 설치 및 사용할 수 있도록 구성하여 주변 건물이나 주민, 가축의 피해를 방지하는 기술이 관한 것이다.
일반적으로, 터널을 굴착할 때 선정되는 터널 굴착공법은 굴착 대상부의 지질상태에 기초한 시공의 안전성, 경제성, 시공의 편이성 등을 종합적으로 검토하여 이루어진다. 예를 들면, 가장 선호하는 터널 굴착공법으로는 재래식의 터널 굴착공법과 함께 NATM(New Austrian Tunnel Method) 공법, TBM(Tunnel boring Machine) 공법 등이 있다.
상기 NATM 공법은 재래식 공법에 비해서 월등한 경제성과 안정성이 입증되어 도심지 및 산악지역의 대부분 터널에 적용되고 있다. 재래식 공법이 철재 스틸 립(Steel Rib)과 콘크리트 라이닝(터널내벽을 보호하는 콘크리트 보강벽체)을 주요한 지보재(支保材)로 사용한다면, NATM 공법은 지반 자체가 주요한 지보재로서 숏크리트(Shotcrete), 락 볼트(Rock Bolt)를 사용하여 굴착 표면을 강화시켜 암질이 연약한 부위에서도 효과적으로 공사를 수행할 수 있다.
상기 NATM 공법은 지주를 세우지 않더라도 전술한 바와 같이 터널 주변의 지반 자체로 하여금 지주 역할을 하도록 하여 막대한 하중을 견디게 하므로, 토질과 지반의 영향에 관계 없이 터널시공을 할 수 있다는 장점을 가진다.
그러나 상기 NATM 공법은 폭약을 이용한 터널 발파시 발생되는 폭풍압이 약 340m/sec로 전파되어 주변 건물의 창문이 심하게 흔들리고, 발생되는 소음이나 진동으로 인해 가축이나 인근 주민이 피해를 입는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위한 관련 선행기술로서, 등록특허 제10-0939495호(터널 갱구의 방음장치)에는 터널의 입구쪽에 위치되되, 중앙부에 제1출입문이 구비된 제1차단벽과, 터널의 안쪽에 위치되되, 중앙부에 제2출입문이 형성되어 제1차단벽과 소정의 간격으로 이격되게 구비되는 제2차단벽과, 상기 제1차단벽 및 제2차단벽의 사이에 설치되되, 제2차단벽의 출입문 양측의 제1커버부재에 절개공이 형성되고,상기 제2차단벽의 절개공에 노출된 제2골조에 일측부가 체결 고정되고, 타측부는 제1차단벽의 제1골조에 체결 고정되는 다수개의 가이드축이 구비되며, 상기 가이드축에 슬라이드 되게 끼워져 절개공을 커버하는 제1유동판이 구비되고, 상기 가이드축에 끼워져 제1차단벽과 제1유동판의 사이에는 제1탄성부재가 구비된 완충부;를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술은 스프링 형태의 완충부로 차단벽으로 전달되는 충격을 줄이고 있으나, 차단벽이 전반적으로 막혀있는 구조여서 폭풍압을 견뎌내기 어려우며, 강한 폭풍압에 의해 도어가 파손되면서 개방되기 때문에 외부로 소음이 그대로 배출되는 문제점이 있었다.
그리고 상기 선행기술을 비롯한 갱구의 입구부분에 설치되는 종래의 방음시설은 터널공사의 초기에는 설치가 불가능하였다. 따라서, 방음시설 없이 수십 미터 굴진[掘進]한 다음 방음시설을 설치하게 되는데, 이때 주민들의 민원이 자주 발생하였으며, 공사가 지연되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 갱문의 입구에서 일정거리만큼 소음 및 폭풍압의 감소구간을 형성하고, 감소구간이 끝나는 지점에 본격적으로 소음 및 폭풍압을 저감할 수 있도록 한 구조물을 터널공사의 초기(시작)부터 설치할 수 있도록 함으로써 주변 건물, 주민, 가축 등에게 피해를 주지 않고 차질없이 공사진행이 이루어지도록 한 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비를 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 터널 공사용 갱문의 앞 부분에 설치되어 터널 굴착시 발파과정에서 내부에서 발생하는 소음 및 폭풍압을 저감하는 저감설비에 있어서, 상기 저감설비는; 갱문의 입구에서 시작되어 일정거리만큼 터널형태로 연장 설치되는 가설방음터널부와, 상기 가설방음터널부의 연장 끝부분에 설치되어 가설방음터널부를 통과한 소음 및 폭풍압을 저감하여 외부로 배출하는 가설벽체부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가설방음터널부의 설치길이는 20 내지 30m로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가설방음터널부;에는 길이방향 전체에 대하여 외주면의 둘레상에 간격을 두고 다수의 제1소음기가 설치되며, 상기 제1소음기는 가설방음터널부의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가설벽체부는; 일정두께의 벽체를 형성하는 메인벽체와, 상기 메인벽체의 내/외측에 설치되어 메인벽체를 지지하는 강재프레임과, 상기 메인벽체에 다수 매립설치되되, 메인벽체의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되는 제2소음기;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 메인벽체의 재질은 스펀지로 적용되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 강재프레임의 일측면에는 차단매쉬가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가설벽체부에는 판상의 이루어지는 방음패널이 가설방음터널부의 반대방향에 마감처리된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 갱문의 입구에서 일정거리만큼 터널형태의 가설방음터널부를 설치하고, 상기 가설방음터널부의 끝부분에 가설벽체부를 구성함으로써, 가설방음터널부를 통과하면서 소음 및 폭풍압을 어느 정도 저감한 상태로 안내하여 가설벽체부를 보호할 수 있고, 어느 정도 저감된 소음 및 폭풍압을 가설벽체부에서 효과적으로 저감할 수 있다.
또한 본 발명은 터널공사 초기(시작)부터 설치 및 사용이 가능함으로써 공사 초기에 발생하던 주민들의 민원에 효과적으로 대처할 수 있고, 공사가 지연되지 않아 공사가 차질없이 진행되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 가설방음터널부와 가설벽체부의 내/외부로 연통하는 다수의 소음기를 구성함으로써, 종래의 완충장치 없이 소음 및 폭풍압을 효과적으로 저감할 수 있으며, 주변 건물 및 주민, 가축의 피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비 전체 구성을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 가설방음터널부를 나타낸 전면도
도 3은 본 발명의 가설방음터널부에 설치된 제1소음기 부분을 측면에서 절단한 상태를 나타낸 확대도
도 4는 본 발명의 가설벽체부를 나타낸 전면도
도 5는 본 발명에 의한 가설벽체부의 내부구조를 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명의 가설벽체부에서 제2소음기가 설치된 부분을 확대하여 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 가설방음터널부를 나타낸 전면도
도 3은 본 발명의 가설방음터널부에 설치된 제1소음기 부분을 측면에서 절단한 상태를 나타낸 확대도
도 4는 본 발명의 가설벽체부를 나타낸 전면도
도 5는 본 발명에 의한 가설벽체부의 내부구조를 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명의 가설벽체부에서 제2소음기가 설치된 부분을 확대하여 나타낸 단면도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 터널 공사용 갱문(10)의 앞 부분에 설치되어 터널 굴착시 발파과정에서 내부에서 발생하는 소음 및 폭풍압을 저감하는 저감설비(100)에 관한 기술이다.
본 발명의 저감설비(100)는; 도면에 도시한 바와 같이 갱문(10)의 입구에서 시작되어 일정거리만큼 터널형태로 연장 설치되는 가설방음터널부(200)와, 상기 가설방음터널부(200)의 연장 끝부분에 설치되어 가설방음터널부(200)를 통과한 소음 및 폭풍압을 저감하여 외부로 배출하는 가설벽체부(300);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 저감설비(100)의 시공순서는 갱문(10)의 입구에서부터 가설방음터널부(200)를 먼저 설치하고, 가설방음터널부(200)가 끝나는 지점에 가설벽체부(300)를 설치하는 것으로 저감설비(100)의 시공이 마무리된다.
상기 가설방음터널부(200)는 터널형태로 일정거리만큼 설치되는 구조물로서, 발파과정에서 발생하는 소음과 폭풍압을 어느 정도 줄이면서 가설벽체부(300) 방향으로 안내하는 구성이다. 그리고 상기 가설방음터널부(200)의 설치길이는 20 내지 30m 로 이루어지는 것이 바람직하다. 그 이유는 터널시점 발파시 비석의 영향권이 20 내지 30m의 범위이기 때문에 가설벽체부(300)의 파손을 방지하기 위함이며, 비석의 영향권 밖에 해당하는 20 내지 30m의 길이로 설치되는 것이다.
상기 가설방음터널부(200)는 가설시설이므로 재질이 철재로 적용되는 것이 바람직하며, 좀 더 바람직한 구조로는 강재로 이루어진 형강으로 뼈대를 형성하고, 금속판으로 마감하여 벽을 형성하는 것이 좋다.
상기 가설방음터널부(200)의 구성은 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이 길이방향 전체에 대하여 외주면의 둘레상에 간격을 두고 다수의 제1소음기(210)가 설치된다. 상기 제1소음기(210)는 도 3에 도시한 바와 같이 가설방음터널부(200)의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되어 있다. 따라서, 발파과정에서 발생한 소음 및 폭풍압이 가설방음터널부(200)를 통과하면서 제1소음기(210)를 통해 소음 및 폭풍압이 일정량 배출되게 된다. 이와 같이 가설방음터널부(200)를 구비함으로써 소음 및 폭풍압이 가설벽체부(300)에 도달하였을 때 어느 정도 감소한 상태에 이르게 된다.
상기 제1소음기(210)는 소음을 저감시키기 위한 구성으로서, 소음이 유입되는 유입관(211)과, 소음 저감이 이루어지는 본체(212)와, 상기 본체를 거쳐서 저감된 소음이 배출되는 배출관(213)으로 구성된다. 상기 제1소음기(210)의 바람직한 설치구조는 도 3에 도시한 바와 같이 본체(212)가 가설방음터널부(200)의 외측에 고정되고, 유입관(211)만 가설방음터널부(200) 내측으로 관통한 형태가 되며, 배출관(213)은 가설방음터널부(200)의 외측방향으로 절곡되어 있는 형태가 좋다.
상기 제1소음기(210)의 본체(212) 내부구조에 의해 소음저감이 이루어지는 방식은 다양하게 이루어질 수 있으므로, 본 발명에서 본체(212) 내부구조에 따른 설명은 생략하고자 한다.
본 발명의 가설벽체부(300)는 도 4 내지 5에 도시한 바와 같이 일정두께의 벽체를 형성하는 메인벽체(310)와, 상기 메인벽체(310)의 내/외측에 설치되어 메인벽체(310)를 지지하는 강재프레임(320)과, 상기 메인벽체(310)에 다수 매립설치되되, 메인벽체(310)의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되는 제2소음기(330);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 메인벽체(310)는 다수의 제2소음기(330)가 매립설치되는 벽체로서, 재질은 스펀지로 적용되는 바람직하다. 스펀지와 같은 재질로 메인벽체(310)를 구성할 경우, 스펀지의 재질 특성상 완충효과가 있고 미세한 기공이 다수형성되어 있는 구조로 되어 있어서, 메인벽체(310) 자체만으로 소음 및 폭풍압 저감이 이루어질 수 있다. 이뿐만 아니라 메인벽체(310)가 제2소음기(330)를 감싸는 형태로 지지하고 있기 때문에 제2소음기(330)의 진동을 효과적으로 감쇄시킬 수 있게 된다.
그리고 상기 강재프레임(320)은 메인벽체(310)의 내측과 외측을 각각 지지하는 것으로서, 격자 형태가 되도록 일정 간격을 두고 수평과 수직으로 배치된다. 상기 강재프레임(320)은 H형강, ㄷ자 형강, L형강 등으로 이루어질 수 있으며 이들이 복합적으로 배치될 수 있다.
상기 제2소음기(330) 역시 제1소음기(210)와 마찬가지로 유입관(331), 본체(332), 배출관(333)으로 구성된다. 제2소음기(330)는 메인벽체(310)의 두께방향으로 다수 매립설치되며, 도 4에 도시한 바와 같이 강재프레임(320)의 사이에 배치되는 형태로 설치되어 강재프레임(320)과 간섭이 발생하지 않도록 하는 것이 좋다.
그리고 제2소음기(330)의 유입관(331)은 내부방향으로 노출되고 배출관(333)은 외부방향으로 각각 노출되는 형태가 된다. 이때 상기 유입관(331)은 도 6에 도시한 바와 같이 차단메쉬(340) 후방에 위치하되, 소음 및 폭풍압의 진행방향 즉, 수평방향으로 형성되며, 배출관(333)은 상부방향으로 90°절곡하여 본체(332)를 통과하여 저감된 소음 및 폭풍압이 상부방향으로 배출되게 하는 것이 좋다.
아울러, 상기 강재프레임(320)의 일측면에는 차단매쉬(340)가 더 설치될 수 있는데, 상기 차단매쉬(340)는 발파과정에서 발생하는 돌조각이나 작은 입자형태의 이물질을 막아주는 구성으로서, 바람직하게는 철재로 이루어져 강재프레임(320)에 용접으로 고정 설치될 수 있다.
상기 차단매쉬(340)는 내측에 위치한 강재프레임(320)에만 설치될 수 있고, 도면과 같이 내/외측 강재프레임(320)의 바깥쪽에 설치될 수도 있다.
또한 상기 가설벽체부(300)에는 도 6에서와 같이 메인벽체(310)로부터 외측으로 이격되어 판상의 방음패널(350)이 더 설치될 수 있다. 즉, 가설방음터널부(200)의 반대방향 외부에 방음패널(350)이 마감처리되어 제2소음기(330)를 통해 배출된 소음 및 폭풍압이 외부로 곧바로 나오지 않고 메인벽체(310)와 방음패널(350) 사이의 공간을 따라 개방된 윗부분으로 나오게 함으로써, 인근 건물, 주민, 가축 등의 피해를 최소화하는 것이다.
상기 나열한 가설벽체부(300)의 구성에 따른 실시예를 모두 종합하면, 도면에 도시한 바와 같이 차단매쉬(340)-강재프레임(320)-메인벽체(310)-강재프레임(320)-차단매쉬(340)-방음패널(350) 순서로 이루어지며, 각 구성들의 결합으로 인해 견고한 가설벽체부(300)를 형성할 수 있고 소음 및 폭풍압의 저감효과를 더욱 높일 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
10 : 갱문 100 : 저감설비
200 : 가설방음터널부 210 : 제1소음기
211 : 유입관 212 : 본체
213 : 배출관 300 : 가설벽체부
310 : 메인벽체 320 : 강재프레임
330 : 제2소음기 331 : 유입관
332 : 본체 333 : 배출관
340 : 차단매쉬 350 : 방음패널
200 : 가설방음터널부 210 : 제1소음기
211 : 유입관 212 : 본체
213 : 배출관 300 : 가설벽체부
310 : 메인벽체 320 : 강재프레임
330 : 제2소음기 331 : 유입관
332 : 본체 333 : 배출관
340 : 차단매쉬 350 : 방음패널
Claims (7)
- 터널 공사용 갱문(10)의 앞 부분에 설치되어 터널 굴착시 발파과정에서 내부에서 발생하는 소음 및 폭풍압을 저감하는 저감설비(100)에 있어서,
상기 저감설비(100)는; 갱문(10)의 입구에서 시작되어 일정거리만큼 터널형태로 연장 설치되는 가설방음터널부(200)와, 상기 가설방음터널부(200)의 연장 끝부분에 설치되어 가설방음터널부(200)를 통과한 소음 및 폭풍압을 저감하여 외부로 배출하는 가설벽체부(300);로 구성되며,
상기 가설벽체부(300)는;
일정두께의 벽체를 형성하는 메인벽체(310)와, 상기 메인벽체(310)의 내/외측에 설치되어 메인벽체(310)를 지지하는 강재프레임(320)과, 상기 메인벽체(310)에 다수 매립설치되되, 메인벽체(310)의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되는 제2소음기(330);로 이루어지고,
상기 강재프레임(320)의 일측면에는 차단매쉬(340)가 설치되고, 상기 가설벽체부(300)에는 메인벽체(310)로부터 외측으로 이격되어 판상의 방음패널(350)이 더 설치되며,
상기 제2소음기(330)는 유입관(331), 본체(332), 배출관(333)으로 구성되고,
상기 유입관(331)은 차단메쉬(340) 후방에 위치하되 수평방향으로 형성되며, 배출관(333)은 상부방향으로 90°절곡하여 본체(332)를 통과하여 저감된 소음 및 폭풍압이 메인벽체(310)와 방음패널(350) 사이의 공간을 따라 상부방향으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 가설방음터널부(200)에는 길이방향 전체에 대하여 외주면의 둘레상에 간격을 두고 다수의 제1소음기(210)가 설치되며, 상기 제1소음기(210)는 가설방음터널부(200)의 내부와 외부를 연통하는 형태로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 터널 굴착용 발파소음 및 폭풍압 저감설비
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