KR20070029333A

KR20070029333A - 구조물 파쇄공법

Info

Publication number: KR20070029333A
Application number: KR1020050084003A
Authority: KR
Inventors: 이찬
Original assignee: 주식회사 이디마이트
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-14

Abstract

본 발명은 구조물 파쇄공법에 관한 것으로, 구조물에 천공하는 파쇄공의 위치를 파쇄재 채움공과 자유공으로 구분하여 구조물의 유형에 따라 설계하고 선정하는 단계와, 상기 단계로부터 선정된 파쇄공의 위치를 구체화하여 파쇄공 천공 패턴을 결정하고 파쇄재의 종류를 선택하여 결정하는 단계와, 상기 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공을 천공하는 단계와, 상기 단계를 통해 구조물에 계획된 패턴대로 파쇄공이 천공되면 열팽창압으로 구조물에 균열을 발생시키는 준비된 파쇄재를 주입하는 단계 및 상기 단계를 통해 파쇄공에 주입된 파쇄재의 1차 반응이 시작되고 소정의 대기시간이 경과되면 파쇄재의 물리적 변화에 따른 열팽창압이 구조물에 천공된 파쇄공의 패턴에 의해 구조물의 압축 및 인장강도를 초과함에 따라 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

구조물,콘크리트,암반,발파,파쇄

Description

구조물 파쇄공법{Method for crushing structure}

도 1은 종래의 구조물 파쇄공법을 설명하기 위한 참고도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구조물 파쇄공법의 파쇄원리를 설명하기 위한 도식도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공법의 진행 순서도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공 패턴 설계의 한 예를 보인 도면

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공 패턴 설계의 다른 예를 보인 도면

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공 패턴 설계의 또 다른 예를 보인 도면

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공 패턴 설계의 또 다른 예를 보인 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 구조물 30 : 파쇄공

31 : 채움공 32 : 자유공

33 : 천공군 40 : 파쇄재

본 발명은 구조물 파쇄공법에 관한 것으로, 환경적인 문제나 안전상의 요인으로 발파작업이 이루어질 수 없는 콘크리트를 포함하는 다양한 인공구조물 및 암반 등과 같은 천연구조물 등을 부분적으로 깨거나 절단 및 파쇄하는데 광범위하게 사용되어 질 수 있게 하는 것이다. 특히 작업중 진동이나 비산 파편들로 손상이 우려되는 밀집된 빌딩 주변, 지하철, 교량 등 기타 국부적인 파쇄를 필요로 하는 구조물에 이상적으로 적용될 수 있으며, 작업에 있어서 숙련된 기능공이나 시설물 관리 등을 필요로 하지 않게 하여 작업성과 경제성이 우수한 파쇄공법을 제공하기 위한 것이다.

건설, 건축, 토목 공사 등에서 목적물의 파괴 및 파쇄는 광범위하게 적용되는 기술이다. 인공 및 천연구조물 등을 사전 계획된 대로 형상화 하거나 처리하는 기술은 다양하게 알려져 있으며, 특히 밀집된 구조물의 특정 부위를 파쇄하기 위하여 정교하고 정밀한 공법은 적용되고 있으며, 이는 건설 공학의 한 분야를 이루게 되었다.

예를 들면, 건축 구조물 시공에서 기초터파기나 도로 신설 및 확장 그리고 보수공사 등에서 암반 파쇄는 중요한 시공기술이다. 암반 파쇄에서는 통상적으로 화약발파가 적용되는데, 화약발파는 천공기 등으로 암반에 발파공을 복수 개로 뚫고 그 구멍에 화약을 장입한 후 외부 전원과 연결되는 뇌관을 설치하여 스위치 조작으로 발파하는 기술이다.

그러나 화약발파는 암반의 파쇄와 함께 발생 되는 충격을 완화할 수 없어 발파순간 상당한 폭음과 압력으로 암반조각이 비산 하는 등의 현상이 나타나며 진동과 폭음으로 근거리 건축 구조물이나 시설물 등에 직간접적으로 영향을 주어 구조물 및 시설물에 균열을 일으키고 소음 공해 등을 피할 수 없었다. 특히 도심권에서의 터파기나 지하철공사, 축산농가 등의 주변에서 화약발파는 주의와 고숙련 발파기술이 요구되며, 피해를 줄이기 위한 사전 계획에 상당한 기간이 필요하고 고비용이 소요되며, 실패할 확률도 있어 저효율성 작업이다.

화약발파에 따른 문제점을 보완하기 위해 화약의 대체재로서 프로판 개스와 같은 폭발성 개스를 사용하는 방법도 알려져 있으나 진동 및 소음 등을 충분히 낯추기는 어려웠고, 그 밖에 파쇄 조각의 비산과 폭음을 줄이는 무진동발파공법도 발파기술로서 제시되었다. 예를들면 암반에 발파공을 뚫고 발파공 내에 폭약캡슐과 모래주머니 및 유체튜브로된 발파유니트를 장입해서 폭약캡슐을 폭발시켜 유체튜브내의 유체가 폭약캡슐의 폭발에 의한 미진동과 수압작용으로 주위의 암반이 파쇄되도록 하는 것이다. 그러나 반복적 발파와 작업의 번거로움 그리고 효율성이 낮아 활용도가 떨어졌다.

도 1은 종래의 미진동 암반파쇄공법을 설명하기 위한 모식도 이다. 이 공법은 암반(10)에 발파공(11)을 뚫어 각각 폭약캡슐(12)과 모래주머니(13) 및 유체튜브(14)로 이루어진 발파유니트를 복수층으로 밀봉한 상태에서 최상층 발파유니트의 폭약캡슐(12)에 설치한 뇌관을 점화시켜 조작기(15)로 조작하여 폭발시킴으로써 2차층 이하 발파유니트의 폭약캡슐이 각각 그 상부층의 폭발에 의한 충격으로 기폭 되어 미세한 시간차로 연속해서 폭발되도록 한 것이다.

그러나, 폭약캡슐, 모래주머니, 유체튜브 등의 여러 가지 부속물로 발파유니트를 만들고 직접 폭약을 점화시켜 폭발시켜야 하므로 정밀한 제어와 유도파쇄 등이 불가능하다.

발파공법은 여러 형태로 다양하게 알려져 있고, 이 밖에 다른 파쇄공법으로는, D.W.S(Diamond Wire Saw)공법, 다루다 공법 등이 알려져 있다.

DWS 공법은, 콘크리트나 암반을 절단할 수 있는 와이어 톱을 파쇄 대상 구조물에 둘러 절단하는 공법으로써, 중.소형 굴착공사에 적용되고, 진동이 거의 없으며, 절단면이 확실하여 공사 후 주변 정리 작업이 불필요하고, 원하는 형태로의 절단이 가능한 반면 와이어톱의 마모로 인해 교체 빈도가 큰 점과 공사비의 과다 소요, 안정성이 떨어지는 등의 단점이 있다.

다루다 공법은, 천공된 홀에 쐐기 형상의 웨지-라이너(Wedge-Liner)를 삽입한 후 유압펌프를 작동시켜 웨지-인너를 확대 시킴으로서 천공열을 따라 암반에 균열을 발생시켜 파쇄하는 공법이다. 이 공법은 소형 굴착공사에 적용되며, 소음과 진동이 미세하게 발생하고, 협소한 작업공간에서 유리하며, 이동 및 현장적응에 유리하고, 좁은 터파기에 적합한 장점이 있는데 반해 파쇄 비용이 발파 비용에 비교해 많이 들고 2차 파쇄 비용이 별도로 소요되며, 공법 적용을 위한 부속 장비가 고가이고 비용 소모가 크며 장비 운용에 따르는 교체 시간이 길어 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

이와 같이 종래의 다양한 파쇄공법들은 기술적으로 파쇄에 따른 진동 및 소 음을 공법 적용의 선택에 따라 충분히 저감시킬 수 있고 조각의 비산을 억제할 수 있는 등 현장 여건에 따라 적절한 공법을 적용하여 목적하는 구조물 파쇄작업을 할 수 있으나, 안정성, 경제성, 발파제어 그리고 효율성 등을 효과적으로 수행하기 어려운 문제점이 있었다.

또한 발파 및 파쇄공법의 적용에 있어서 만족할 만한 발파 및 파쇄 결과를 얻을 수 없는 요인으로는 구조물의 파쇄 또는 발파 대상 부분에 천공하는 발파공의 위치를 제어하지 않고 임의로 선정하여 원하는 파쇄 및 발파 작업 결과를 얻지 못하는 요인이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 환경적인 문제나 안전상의 요인으로 발파작업이 이루어질 수 없는 콘크리트를 포함하는 다양한 인공구조물 및 암반 등과 같은 천연구조물 등을 부분적으로 깨거나 절단 및 파쇄하는데 광범위하게 사용될 수 있는 파쇄공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 파쇄 작업중 진동이나 비산 파편들로 손상이 우려되는 밀집된 빌딩 주변, 지하철, 교량 등기타 국부적인 파쇄를 필요로 하는 구조물에 이상적으로 적용될 수 있는 파쇄공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 파쇄작업에 있어서 숙련된 기능공이나 시설물 관리 등을 필요로 하지 않게 하여 작업성과 경제성이 우수한 파쇄공법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구조물 파쇄공법은,

구조물의 파쇄를 의도된 대로 유도하기 위하여 구조물의 파쇄 대상 부분에 파쇄공을 뚫는 파쇄공 천공과정, 천공된 파쇄공에 파쇄재를 넣는 파쇄재 투입과정, 파쇄공에 투입된 파쇄재의 화학반응을 일으켜 구조물 파쇄를 유도하는 파쇄과정을 포함하는 파쇄공법에 있어서,

구조물에 천공하는 파쇄공의 위치를 파쇄재 채움공과 자유공으로 구분하여 구조물의 유형에 따라 설계하고 선정하는 단계와,

상기 단계로부터 선정된 파쇄공의 위치를 구체화하여 파쇄공 천공 패턴을 결정하고 파쇄재의 종류를 선택하여 결정하는 단계와,

상기 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공을 천공하고, 그 파쇄공에 파쇄재를 투입하는 단계와,

상기 단계를 통해 파쇄공에 주입된 파쇄재의 물리적 변화에 따른 압력으로 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다른 구조물 파쇄공법은,

상기 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공을 천공하는 단계와,

상기 단계를 통해 구조물에 계획된 패턴대로 파쇄공이 천공되면 열팽창압으로 구조물에 균열을 발생시키는 준비된 파쇄재를 주입하는 단계 및,

상기 단계를 통해 파쇄공에 주입된 파쇄재의 1차 반응이 시작되고 소정의 대기시간이 경과되면 파쇄재의 물리적 변화에 따른 열팽창압이 구조물에 천공된 파쇄공의 패턴에 의해 구조물의 압축 및 인장강도를 초과함에 따라 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 구조물 파쇄공법의 파쇄원리를 설명하기 위한 도식도 이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 파쇄공법의 진행 순서도 이다. 도 4 내지 도 7은 구조물에 따른 본 발명의 실시에 있어서 파쇄공 패턴 설계의 한 예를 구조물 조건에 따라 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 구조물 파쇄공법은, 도 2 내지 도 7과 같이, 구조물(20)의 파쇄를 의도된 대로 유도하기 위하여 구조물의 파쇄 대상 부분에 파쇄공(30)을 뚫는 파쇄공 천공과정, 천공된 파쇄공(30)에 파쇄재(40)를 넣는 파쇄재 투입과정, 파쇄공(30)에 투입된 파쇄재(40)의 반응을 일으켜 구조물 파쇄를 유도하는 파쇄과정 으로 진행된다.

구체적으로는, 구조물(20)에 천공하는 파쇄공(30)의 위치를 파쇄재 채움공(31)과 자유공(32)으로 구분하여 구조물(20)의 유형에 따라 설계하고 선정하는 1단계(S100)와, 상기 S100 단계로부터 선정된 파쇄공(30)의 위치를 구체화하여 파쇄공 (30)천공 패턴을 결정하고 파쇄재(40)의 종류를 선택하여 결정하는 2단계(S200)와,상기 S200 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공(30)을 천공하고, 그 파쇄공(30)에 파쇄재(40)를 투입하는 3단계(S300)(S400)와, 상기 S300,S400단계를 통해 파쇄공(30)에 주입된 파쇄재(40)의 물리적 변화에 따른 압력으로 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 4단계(S500)로 구조물을 파쇄한다.

특히 파쇄공(30)은 파쇄재(40)를 채워넣을 수 있는 채움공(31)과 자유공(32)으로 구분하여 구조물에 대한 사전 패턴 형성을 통해 자유면이 없는 암반이나 철근 구조물 등에 최적의 채움공(31)과 자유공(32)의 형상 및 배열 패턴을 설계한 뒤 파쇄재(40)를 채움공(31)에 채워서 반응을 일으키고 그 과정에서 빈 천공상의 자유공(32)으로 크랙 균열을 유도하여 대상 부위를 최적 상태로 파쇄할 수 있다.

도 2는 본 발명을 적용한 구조물(20) 파쇄의 기본 원리로서, 파쇄재(40)를 채워 넣는 채움공(31) 사이에 자유공(32)을 형성함으로서, 파쇄재(40)의 열팽창압력이 채움공(31)안에서 형성되면 이 압력은 구조물(20)에 주어진 압축 및 인장응력 보다 큰 압력으로 자유공(32)이 위치한 부분으로 구조물의 변화를 일으키고 이를 통해 구조물의 균열을 유도하게 된다.

최적의 파쇄공(30) 패턴은 대상 구조물의 특성 및 부피, 파쇄목적, 선택된 파쇄재 등을 종합적으로 검토하여 설계될 수 있으나, 실험 결과 채움공(31)의 배열 간격은 그 직경의 약8~10배, 자유공(32)의 간격은 그 직경의 간격은 0~1배가 적당한 것으로 나타났다.

사용되는 파쇄재(40)로는 특정 온도나 물질과 반응하여 부피 또는 열팽창압력을 형성하는 모든 파쇄재(40)를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 파쇄공법은, 파쇄재(40)로서 열팽창압을 발생하는 파쇄재(40)를 사용하는 공법이다. 도 2 내지 도 7과 같이, 구조물(20)의 파쇄를 의도된 대로 유도하기 위하여 구조물의 파쇄 대상 부분에 파쇄공(30)을 뚫는 파쇄공 천공과정, 천공된 파쇄공(30)에 파쇄재(40)를 넣는 파쇄재 투입과정, 파쇄공(30)에 투입된 파쇄재(40)의 반응을 일으켜 구조물 파쇄를 유도하는 파쇄과정으로 진행된다.

구체적으로는, 구조물(20)에 천공하는 파쇄공(30)의 위치를 파쇄재 채움공(31)과 자유공(32)으로 구분하여 구조물(20)의 유형에 따라 설계하고 선정하는 1단계(S100)와, 상기 S100 단계로부터 선정된 파쇄공(30)의 위치를 구체화하여 파쇄공 (30)천공 패턴을 결정하고 파쇄재(40)의 종류를 선택하여 결정하는 2단계(S200)와,

상기 S200단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물(20)에 파쇄공(30)을 천공하는 3단계(S300)와, 상기 S300단계를 통해 구조물(20)에 계획된 패턴대로 파쇄공(30)이 천공되면 열팽창압으로 구조물(20)에 균열을 발생시키는 준비된 파쇄재(40)를 주입하는 4단계(S400), 상기 S400단계를 통해 파쇄공(30)에 주입된 파쇄재(40)의 1차 반응이 시작되고 소정의 대기시간이 경과되면 파쇄재(40)의 물리적 변화에 따른 열팽창압이 구조물(20)에 천공된 파쇄공(30)의 패턴에 의해 구조물(20) 의 압축 및 인장강도를 초과함에 따라 구조물(20)에 균열을 발생시켜 구조물(20)을 파쇄하는 5단계로 진행된다.

여기서, 파쇄재(40)로는, 별도의 화합물과 혼합되지 않은 상태에서 분말상의 입자이고 산화칼슘을 주성분으로 하며, 적절한 온도의 물을 함수비 30%의 비율로 약 5~10min 시간 동안 교반된 모르타르를 사용한다.

산화칼슘을 주성분으로 하는 파쇄재(40)의 교반 및 사용 방법은 파쇄공(30)을 채워 넣을 수 있는 적정량의 파쇄재(40)를 충분히 교반할 수 있는 용기에 물을 약 1.5리터 부은 다음 약 5kg의 분말상의 산화칼슘을 점진적으로 첨가하면서 용기의 바닥면까지 충분히 교반 시킨다.

교반 시간을 길게 하면 모르타르 자체의 열이 발생하여 용기 내에서 반응이 일어날 수 있으므로 약 5~10분안에 충분히 섞어 물의 함수비를 약 30%로 조성하여 채움공(31)에 주입한다.

충분히 교반된 파쇄재(40)인 모르타르는 함수비가 30%이므로 시간 내에 작업이 실시되면 채움공(31)에 직접 채워넣을 수 있다. 다만 채움공(31)에 충분히 채워넣어야만 밀집도를 통한 모르타르의 효과가 커지므로 스폰지나 딱딱하지 않은 봉으로 약간의 다짐 채워넣기도 가능하고, 채워 넣은 뒤 파쇄공을 막으면 정상적인 파쇄 작업이 실행되지 않는다.

또한 물의 함수비가 높아지면 모르타르의 팽창강도가 저하되므로 주입이 되기 전 파쇄공은 건조가 된 상태를 유지하도록 하며, 모르타르로 혼합 된 후 5분 안에 채움공(31)에 붓는다. 이는 물에 산화칼슘이 혼합되면 수화반응이 시작되고 그 결과로 수화열이 급속도로 발생하기 때문에 위험성이 크므로 혼합 즉시 채움공(31)에 주입하는 것이 적당하다.

파쇄재(40)를 넣기 위해 구조물에 천공하는 파쇄공(30)은 파쇄재(40)를 채워넣기 위한 파쇄재 채움공(31)과, 상기 파쇄재 채움공(31)과 구분되는 동시에 그 파쇄재 채움공(31)의 위치에 따라 적소에 천공되어 구조물의 균열을 유도하는 자유공(32)으로 구분되는데, 구조물의 특성과 파쇄목적 그리고 크기 및 파쇄환경 등을 종합하여 파쇄공(30)의 패턴을 설계한다.

파쇄재 채움공(31)의 직경이 32~75mm인 경우, 자유공(32)의 직경은 75~100mm를 유지하도록 함으로서 채움공(31)에 비해 자유공(32)의 직경을 같거나 더 크게 하여 구조물의 균열을 적절하게 유도할 수 있다.

파쇄공(30)의 천공 위치 및 패턴 결정은 구조물 파쇄 조건에 따라 다음과 같이 할 수 있다.

도 4는 파쇄공의 천공 대상 구조물이 지하 터널의 암반과 광역 암반 그리고 콘크리트 바닥인 경우에 파쇄공(30) 패턴으로서, 개개의 파쇄재 채움공(31) 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군(33)을 형성하고, 그 밀집된 채움공(31) 들의 사이인 서로 이웃하는 파쇄재 채움공(31)의 경계면을 기준으로 자유공(32)을 나란히 연속적으로 천공하되 그 자유공의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 +자형으로 교차 되도록 천공하여 파쇄공(30)의 천공 위치를 결정한 경우이다. 이 패턴은 지하 터널 암반, 광역 암반 및 콘크리트 바닥을 파쇄하는데 적당한 패턴이다.

도 5는 파쇄공의 천공 대상 구조물이 지하 터널의 암반인 경우에 적용하기 위한 파쇄공(30) 패턴으로서, 개개의 파쇄재 채움공(31) 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군(33)을 형성하고, 그 밀집된 채움공(31)들의 외곽 방향으로는 자유공(32)을 상부가 원형상을 갖는 반달형으로 나란히 천공하되 그 자유공(32)의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 교차 되도록 천공하여 파쇄공(30)의 천공 위치를 결정한 경우이다. 이 패턴은 지하터널 암반 파쇄에 적당한 패턴이다.

도 6은 파쇄공의 천공 대상 구조물이 협소한 콘크리트 구조물 암반인 경우에 적용하기 위한 파쇄공(30) 패턴으로서, 개개의 파쇄재 채움공(31) 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 수평 수직 방향으로 나란한 정열로 천공하고, 그 천공된 채움공(31)들 사이로 자유공(32)을 나란히 천공하되 그 자유공(32)의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 나란히 천공하여 채움공(31)과 자유공(32)이 서로 V자형으로 교차 되도록 파쇄공의 천공 위치를 결정한 경우이다. 이 패턴은 특히 협소한 콘크리트 구조물 암반 파쇄에 적당한 패턴이다.

도 7은 파쇄공의 천공 대상 구조물이 연속 콘크리트 구조물 또는 암반인 경우에 적용하기 위한 파쇄공(30) 패턴으로서, 개개의 파쇄재 채움공(31) 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군(33)을 형성하고, 그 밀집된 채움공(31)들의 경계면을 기준으로 수직 또는 수평으로 가로지르는 방향으로 자유공(32)을 나란히 천공하되 그 자유공(32)의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 천공하여 파쇄공(30)의 천공 위치를 결정한 경우이다. 이 패 턴은 인접 구조물에 영향을 거의 주지 않고 대상 구조물을 부분적으로 파쇄하는데 적당한 패턴이다.

본 발명은 산화칼슘을 물과 혼합하여 간단히 파쇄공에 주입하면 20,000PSI(약 840~2,000KG/cm2) 이상의 팽창압력이 발생하여 암반이나 콘크리트를 효과적으로 파쇄하고 붕괴시킬 수 있으며, 사용되는 산화칼슘 모르타르는 비폭발성이므로 별도의 관리가 불필요하고 비숙련자도 취급이 가능하며, 관리 및 보관에 있어서도 취급이 용이하고, 파쇄공에 모르타르 주입 후 몰탈의 팡창압에 의해 균열이 유도 되므로 주입이 완료 된 후 2차 파쇄가 이루어질 때 까지 별도의 관리가 필요 없어 다른 파쇄공법에 비해 경제성과 효율성이 큰 장점이 있다. 또한 산화칼슘 모르타르는 인체에 전혀 무해하고 구조물에서 반응시 무소음, 무진동 상태로 구조물을 균열시킴으로서 친환경적인 특성이 있고, 더우기 환경적인 문제나 안전성 등의 요인으로 발파작업을 적용할 수 없는 구조물이나 콘크리트 또는 암반을 부분적으로 깨거나 파쇄하는데 광범위하게 사용되어 질 수 있고 진동이나 비산 파편들로 손상이 우려되는 도심권에서의 적용이 가능하고 지하철, 교량 등 국부적 파쇄를 요하는 구조물에 이상적으로 적용될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물 파쇄공법은, 환경적인 문제나 안전상의 요인으로 발파작업이 이루어질 수 없는 콘크리트를 포함하는 다양한 인공구조물 및 암반 등과 같은 천연구조물 등을 부분적으로 깨거나 절단 및 파쇄하는데 광범위하게 사용될 수 있는 효과가 있다. 또한 작업중 진동이나 비산 파 편들로 손상이 우려되는 밀집된 빌딩 주변, 지하철, 교량 등 기타 국부적인 파쇄를 필요로 하는 구조물에 이상적으로 적용될 수 있는 효과가 있으며, 작업에 있어서 숙련된 기능공이나 시설물 관리 등을 필요로 하지 않음으로서 발파 및 다른 무진동파쇄공법에 비해 작업성과 경제성이 큰 효과가 있다.

Claims

구조물의 파쇄를 의도된 대로 유도하기 위하여 구조물의 파쇄 대상 부분에 파쇄공을 뚫는 파쇄공 천공과정, 천공된 파쇄공에 파쇄재를 넣는 파쇄재 투입과정, 파쇄공에 투입된 파쇄재의 화학반응을 일으켜 구조물 파쇄를 유도하는 파쇄과정을 포함하는 파쇄공법에 있어서,

구조물에 천공하는 파쇄공의 위치를 파쇄재 채움공과 자유공으로 구분하여 구조물의 유형에 따라 설계하고 선정하는 단계와,

상기 단계로부터 선정된 파쇄공의 위치를 구체화하여 파쇄공 천공 패턴을 결정하고 파쇄재의 종류를 선택하여 결정하는 단계와,

상기 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공을 천공하고, 그 파쇄공에 파쇄재를 투입하는 단계와,

상기 단계를 통해 파쇄공에 주입된 파쇄재의 물리적 변화에 따른 압력으로 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
구조물의 파쇄를 의도된 대로 유도하기 위하여 구조물의 파쇄 대상 부분에 파쇄공을 뚫는 파쇄공 천공과정, 천공된 파쇄공에 파쇄재를 넣는 파쇄재 투입과정, 파쇄공에 투입된 파쇄재의 화학반응을 일으켜 구조물 파쇄를 유도하는 파쇄과정을 포함하는 파쇄공법에 있어서,

구조물에 천공하는 파쇄공의 위치를 파쇄재 채움공과 자유공으로 구분하여 구조물의 유형에 따라 설계하고 선정하는 단계와,

상기 단계로부터 선정된 파쇄공의 위치를 구체화하여 파쇄공 천공 패턴을 결정하고 파쇄재의 종류를 선택하여 결정하는 단계와,

상기 단계로부터 결정된 파쇄공 패턴을 따라 구조물에 파쇄공을 천공하는 단계와,

상기 단계를 통해 구조물에 계획된 패턴대로 파쇄공이 천공되면 열팽창압으로 구조물에 균열을 발생시키는 준비된 파쇄재를 주입하는 단계 및,

상기 단계를 통해 파쇄공에 주입된 파쇄재의 1차 반응이 시작되고 소정의 대기시간이 경과되면 파쇄재의 물리적 변화에 따른 열팽창압이 구조물에 천공된 파쇄공의 패턴에 의해 구조물의 압축 및 인장강도를 초과함에 따라 구조물에 균열을 발생시켜 구조물을 파쇄하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항에 있어서,

상기 파쇄재는 별도의 화합물과 혼합되지 않은 상태에서 분말상의 입자이고 산화칼슘을 주성분으로 하며, 적절한 온도의 물을 함수비 30%의 비율로 약 5~10min 시간 동안 교반한 모르타르로 만들어 사용하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항에 있어서,

상기 구조물에 천공하는 파쇄공은 파쇄재를 채워넣기 위한 파쇄재 채움공과, 상기 파쇄재 채움공과 구분되는 동시에 그 파쇄재 채움공의 위치에 따라 적소에 천공되어 구조물의 균열을 유도하는 자유공으로 구분되는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 파쇄공의 천공 위치 결정은, 파쇄공의 천공 대상 구조물이 지하 터널의 암반과 광역 암반 그리고 콘크리트 바닥인 조건에서 개개의 파쇄재 채움공 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군을 형성하고, 그 밀집된 채움공들의 사이인 서로 이웃하는 파쇄재 채움공의 경계면을 기준으로 자유공을 나란히 연속적으로 천공하되 그 자유공의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 +자형으로 교차 되도록 천공하여 파쇄공의 천공 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 파쇄공의 천공 위치 결정은, 파쇄공의 천공 대상 구조물이 지하 터널의 암반인 조건에서 개개의 파쇄재 채움공 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군을 형성하고, 그 밀집된 채움공들의 외곽 방향으로는 자유공을 상부가 원형상을 갖는 반달형으로 나란히 천공하되 그 자유공의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 교차 되도록 천공하여 파쇄공의 천공 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 파쇄공의 천공 위치 결정은, 파쇄공의 천공 대상 구조물이 협소한 콘크르트 구조물 암반인 조건에서 개개의 파쇄재 채움공 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 수평 수직 방향으로 나란한 정열로 천공하고, 그 천공된 채움공들 사이로 자유공을 나란히 천공하되 그 자유공의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 나란히 천공하여 채움공과 자유공이 서로 V자형으로 교차 되도록 파쇄공의 천공 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 파쇄공의 천공 위치 결정은, 파쇄공의 천공 대상 구조물이 연속 콘크리트 구조물 또는 암반인 조건에서 개개의 파쇄재 채움공 천공간격은 직경의 약 8~10배로 정하여 규칙 불규칙적으로 천공하여 다수로 밀집된 천공군을 형성하고, 그 밀집된 채움공들의 경계면을 기준으로 수직 또는 수평으로 가로지르는 방향으로 자유공을 나란히 천공하되 그 자유공의 천공간격은 직경의 약 0~1배 정도로 천공하여 파쇄공의 천공 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.
제 4 항에 있어서,

상기 파쇄재 채움공의 직경이 32~75mm인 경우 자유공의 직경은 75~100mm를 유지하여 채움공에 비해 자유공의 직경을 더 크게 하여 천공하는 것을 특징으로 하는 구조물 파쇄공법.