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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 Lilly가 제시한 발파지수를 이용한 발파 설계법을 검토하였으며, 현지 암반 의 시험발파 시 측정되는 발파지수 결과로부터 터널발파에 필요한 설계인자를 도출하였다.
제안 방법
- 2자유면 누두공 시험발파시 1공 발파/지발을 실시하였으며, 매 발파 결과를 토대로 후속 발파시 공당 장약량을 산출하여 실시하였다.
- 각 지역별 BI. Vs. C값의 상관식을 토대로 확대 공내 공당 장약량을 산정하였다. 산정시 기초 자료 는 아래와 같다.
- 불연속면의 주된 발달방향은 557219°, 507178°, 46°/126°로 나타나고 있으며, 총 6개방향으로 자유 면을 형성하여 발파를 실시하였다. 이에 따른 발파방향은 발파방향-1 : 857040°, 발파방향-2 : 85°/305°, 발파방향-3 : 87°/350°, 발파방향-4 : 857130°, 발파방향-5 : 85°/100, 발파방향-6 :80°/230°로 하였다.
- 불연속면의 주요 발달방향은 14°/186°, 757351°, 71°/100°로 나타나고 있으며, 총 2개방향으로 자유 면을 형성하여 발파를 실시하였다. 이에 따른 발파
- 시험 대상 지역별로 실측된 BI와 C값의 상관성을 토대로 산출한 공당 장약량과 기존의 경험적 방식인 RM正과 C값의 상관성을 토대로 산출한 공당장 장약량을 비교 분석하였다. 아래의 표는 Type-1 을 근거로 분석하였다.
- 실험에 사용한 화약류는 에멀젼 계열의 NewMite Plus-1 0)25㎛이었으며, 터널 발파 특성을 고려할 수 있도록 2자유면 누두공 시험발파를 적용하였다. 실험시 천공장과 저항선의 비율은 을 유지하도록 하였으며, 천공장은 0.6~ 1.5m로 변화를 주어 실험을 실시하였다.
- 현장에서 BI값 획득을 위하여 천공 작업전 BI 평가 요소를 조사한 후, 발파 방향에 따른 천공 위치 및 천공 제원을 선정하였다. 이때 천공은 2자 유면의 벤치발파와 동일하게 하였으며, 각 발파공별로 시험 장약량을 장약하여 발파를 실시하여 발파로 인해 형성된 누두공 형상과 파쇄량을 기초로 하여 수정된 폭약상수 C값(정장약 발파시의 C값)을 산출하여 BI값과 C값 사이의 상관성을 산출하였다. 이와 같은 일련의 과정은 Fig.
- 이에 따라 다양한 C값을 토대로 실험을 실시하였으며, 이에 따른 BI에 대한 C값 산출의 기본 자료로 활용하였다.
- 조사 구간내 불연속면의 주된 발달 방향은 30°/041oz 75°/072°, 20°/135°, 32°/302°로 나타나고 있으며, 발파 방향은 71°/100°의 1개 방향으로 자유면을 형성하여 발파를 실시하였다. 불연속면의 간격은 대체로 0.
- 30m로 나타나고 있으며, 부분적으로 수cm로 매우 조밀한 불연속면 의 형태로 나타낸다. 총 발파 횟수는 18회로서, 적용 천공장 및 저항선은 0.7m~1.0m를 유지하며 발파를 실시하였다. 공당 장약량은 0.
- 터널발파 설계시 현지 암반의 공학적 특성을 반영하기 위하여 시험발파 결과를 토대로 발파지수 (BI)와 폭약상수(값) 사이의 상관성을 도출하였다. 실험 지역의 분포 암종은 편마암 2개소, 퇴적 암 1개소이었으며, 기존의 방식과 비교하기 위하여 RMR 분류값으로 도출한 C값도 산정하였다.
- 현장에서 BI값 획득을 위하여 천공 작업전 BI 평가 요소를 조사한 후, 발파 방향에 따른 천공 위치 및 천공 제원을 선정하였다. 이때 천공은 2자 유면의 벤치발파와 동일하게 하였으며, 각 발파공별로 시험 장약량을 장약하여 발파를 실시하여 발파로 인해 형성된 누두공 형상과 파쇄량을 기초로 하여 수정된 폭약상수 C값(정장약 발파시의 C값)을 산출하여 BI값과 C값 사이의 상관성을 산출하였다.
대상 데이터
- 본 연구를 위하여 실시한 시험발파 지역은 3개소로서, 강원도 홍천군 일대, 전라남도 장훙군 일대, 전라남도 광양시 일대이다. 현장별 주요 분포 암종은 각각편마암 및 퇴적암 계열의 사암과 .
- 터널발파 설계시 현지 암반의 공학적 특성을 반영하기 위하여 시험발파 결과를 토대로 발파지수 (BI)와 폭약상수(값) 사이의 상관성을 도출하였다. 실험 지역의 분포 암종은 편마암 2개소, 퇴적 암 1개소이었으며, 기존의 방식과 비교하기 위하여 RMR 분류값으로 도출한 C값도 산정하였다.
- 실험에 사용한 화약류는 에멀젼 계열의 NewMite Plus-1 0)25㎛이었으며, 터널 발파 특성을 고려할 수 있도록 2자유면 누두공 시험발파를 적용하였다. 실험시 천공장과 저항선의 비율은 을 유지하도록 하였으며, 천공장은 0.
- 공당 장약량 산정시 각 발파공에 장약하는 화약 종류는 직경 32mm로 통일하였다. 적용 화약류는 Type-1, 2에서는 다이너마이트계열을 선정하였으며, Type-3~6에서는 에멀젼 계열 화약류를 선정하였다.
- 전라남도 장흥군에서 실시한 본 실험구간의 분포 암종은 편마암으로 나타난다.
성능/효과
- 그 결과, BI 실측 결과를 토대로 도출한 C값의 경우 0.343~0.416kg/mi/ RMR에 의한 C값 산출 결과는 0.290~0.520kg/mJe 범위를 나타내며, 지보패턴 Type-1, 2의 경우 RMR로 산출한 C값이 크게 나타났고 Type-4~6의 경우에는 BI 실측 결과로부터 도출한 C값이 크게 나타났다.
- 기존 RMR 분류값에서 도출한 C값을 이용하여 산출한 경우의 공당 장약량이 실험을 토대로 산출한 장약량보다 많이 산출되었다. 그러나, Type-1의 경우, 천공장과 장약장의 비가 70%로서, 일반적인 장약장보다 크게 산출되었다.
- 또한 지보패턴별 공당장약량 산정 결과는 Type-1, 2와 같이 굴진장이 비교적 긴 패턴에서 차이를 보이고 있으며, Type-3이하와 같이 굴진장 2.0m이하에서는 공당 장약량이 3개 현장 및 RMR과 C값 산정 결과가 동일하게 나타났다. 이와 같은 결과는 굴진장과 저항선, 선형 장약 밀도와 공 당 1본 단위로 장약량을 산정하는 것 등에 의한 제약 조건에서 기인한 것으로 분석되었다.
- 시험발파 결과로부터 도출한 C값을 이용하여, 공당 장약량 산정 결과, 홍천군과 장흥군에서의 장약량은 동일하게 나타났다. 또한 대체로 Type-1, 2에서 장약량에 차이가 있으나, Type-3이하의 패 턴에서는 장약량이 거의 동일하게 나타나고 있다.
후속연구
- 절 리면의 특성은 발파시 파쇄도에 영향을 주는 요소 로 암반 블록의 크기, 절리면의 전단강도 등이다. 따라서 이러한 특성을 파악하여 발파 설계에 활용 한다면 발파 효율의 증대에 도움이 될 것으로 기대 된다.지
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