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벌크폭약을 이용한 대단면 장대터널 시공 사례

The Construction of large and Long Tunnel Using Bulk Explosives

화약·발파 = Explosives & blasting, v.22 no.3, 2004년, pp.65 - 70  

노상림 (LG건설(주) 기술본부) ,  문상호 (LG건설(주) 기술본부) ,  조영천 (LG건설(주) 기술본부) ,  이상필 (LG건설(주) 기술본부) ,  유지영 (LG건설(주) 기술본부)

초록
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최근 신설되는 도로의 경우 고속화/직선화로 인하여 터널의 연장 및 평균터널 길이, 3차선이상의 대 단면 터널이 날로 증가하고 있어 이에 따른 굴착 효율 극대화가 필요한 시점에 있다. 사패산 터널은 약 4km의 4차선 대단면 도로터널로, 환경문제로 인해 늦춰진 공기를 단축시키기 위하여 터널 굴착 시 굴진효율에 가장 큰 영향요소인 굴진장과 여굴관리, 발파효율의 개선을 위한 다양한 신 공법이 적용되고 있다. 본 논문은 당 현장에서 시도되고 있는 신 공법 중, 새로운 형태의 폭약인 Bulk 폭약에 대하여 소개하고, Bulk 폭약의 대 단면 터널 적용에 대한 효율을 검증하고자 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Lately, the length of tunnel, the number of long-large tunnel over 3 lanes are steeply increased because of the request for high-speed and straight road. Therefore, the maximization of excavation efficiency is needed in tunnel construction. The sapaesan tunnel (4 lanes with the length of 4km) constr...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • Bulk 폭약과 카트리지 폭약의 성능을 비교 평가하기 위하여 시험발파를 실시하였다. 시험 발파의 비교항목으로는 굴진율, 천공수, H.
  • Bulk 폭약의 경우 총 7회 시험발파를 실시하였으며, 카트리지 폭약의 경우에는 총 4회의 시험 발파를 실시하였다. 각 시험에 앞서 막장관찰과 RMR 과 Q system등의 암반분류를 실시하였으며, 암반 상태에 따른 시험 결과치의 영향을 최소화하기 위하여 RMR값 50-70과 Q system의 값 4-26까지의 범위에 드는 데이터 들을 상호 비교하였다.
  • 실시하였다. 각 시험에 앞서 막장관찰과 RMR 과 Q system등의 암반분류를 실시하였으며, 암반 상태에 따른 시험 결과치의 영향을 최소화하기 위하여 RMR값 50-70과 Q system의 값 4-26까지의 범위에 드는 데이터 들을 상호 비교하였다.
  • 본 시공사례는 4차선의 대단면 터널 중 국내 최장의 길이를 가지고 있는 사패산 터널에서의 굴착에 관한 시공사례에 대한 내용을 포함하고 있으며, 아울러 사패산 터널공사시 가장 큰 화두로 대두되고 있는 공기단축을 위한 굴착방법에 대한 개선사항으로 굴착효율을 증가시키기 위해서 기존의 카트리지 형태의 폭약에서 밀장전이 가능한 Bulk 폭약으로 설계변경을 하였다.
  • 본 시공사례는 사패산 터널에서 굴진효율 증대를 위하여 적용 중에 있는 Bulk 폭약의 성능 평가을 실시하여 현장에 적용하였으며 이를 요약하면 다음과 같다.
  • 상기의 식을 이용하여 Bulk폭약과 카트리지 폭약을 각각 사용했을 때 굴진율, 천공수, H.C.F(Half Cast Factor), 비산거리/ 장약시간, 비장약량에 통계적으로 유의한 차이가 있는지를 검증하였다.
  • 시험 발파의 비교항목으로는 굴진율, 천공수, H.C.F(Half cast factor), 비산거리, 장약시간, 비장약량 등의 항목을 비교평가 하였으며, 평가에 영향을 줄 수 있는 요인인 암반의 상태 등을 미리 파악하여 분석에 활용하였다.

대상 데이터

  • 동일하다. 당 현장에서 사용된 Bulk 폭약의 특성치는 표 1과 같고 제품 규격은 Brrel 당 300kg 이다.
  • 본 조사지역은 행정 구역상 경기도 양주군 장흥면 일대에서 경기도 의정부시에 위치하며 계획노선의 대부분이 북한산 국립 공원내에 걸쳐 있다. 노선 구간의 대부분이 산악지힝으로 전체적인 지형은 지질분포의 영향을 받아 북한산에서 사패산의 남-북 산계에 대하여 북동 방향으로 위치해 있으며 흑운모 화강암을 기저로 하고 있다.
  • 본 현장은 경기도 양주군 장흥면 교현리-경기도 의정부시 호원동에 위치하고 있고(그림 1 참조), 연장은일산[/C 기 점 18km332.677-25km814.084 (L=7.481km)이다. 터널현황은 그림 2에 도시하였고, 현장의 구조물 개요는 다음과 같다.

데이터처리

  • 1) Bulk 폭약과 카트리지 폭약의 성능을 비교 평가하기 위하여 시험발파를 하여 그 결과를 비모수적인 통계기법을 이용하여 분석하였다.
  • F, 비장약량, 진동은 7%, 3%, 30%, 37%가 증가하였다. 이러한 결과들이 통계적으로 얼마나 유의한 값을 가지고 있는지 확인하기 위하여 3.2절에서 제시한 비모수적인 통계기법을 이용하여 분석한 결과를 표 3에 제시하였다.
  • 표본의 크기가 매우 작은 경우에 모수통계분석에 비해 적용이 용이한 비모수통계분석 이용하였으며 Bulk 폭약을 사용한 집단과 카트리지폭약을 사용한 집단의 효용성을 비교하기 위하여 Mann-Whitney Test를 적용하여 차이에 대한 유의성을 확인하였다. Mann-Whitney U-통계량은 식(2)와 같이 정의할 수 있다.
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참고문헌 (3)

  1. LG건설(주), 2003, 사패산터널 공기단축 방안 검토보고서 

  2. 송문섭, 박창순, 이정진, 2003, 비모수통계학, 자유아카데미, pp. 81-124 

  3. 기경철, 김일중, 2002, 産學人을 위한 발파공학, 동화기술, pp. 162-171 

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