본 연구에서는 정밀한 초시설정이 가능한 전자뇌관을 이용하여 터널에서의 다단 시차 분할발파(OBM)를 실시하며 대형 대단면 지하 공간 창출 요구에 발맞추어 기존뇌관(비전기뇌관)과의 비교를 통해 진동 소음 저감효과와 시공성, 효율성을 비교 검토하자 하였다. 본 연구를 통해 전자뇌관 적용 시 진동 소음 제어 및 비산거리, 여굴량, 파쇄입도가 비전기뇌관가 비교하여 양호한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 정밀한 초시설정이 가능한 전자뇌관을 이용하여 터널에서의 다단 시차 분할발파(OBM)를 실시하며 대형 대단면 지하 공간 창출 요구에 발맞추어 기존뇌관(비전기뇌관)과의 비교를 통해 진동 소음 저감효과와 시공성, 효율성을 비교 검토하자 하였다. 본 연구를 통해 전자뇌관 적용 시 진동 소음 제어 및 비산거리, 여굴량, 파쇄입도가 비전기뇌관가 비교하여 양호한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.
Today, Large and bigger underground construction are increased. In this study, Blating used electronic detonation (OBM Method) and non-electric detonation are carried out. Through comparison with two method, reduction of vibration and noise and efficiency of construction are investigated. As a resul...
Today, Large and bigger underground construction are increased. In this study, Blating used electronic detonation (OBM Method) and non-electric detonation are carried out. Through comparison with two method, reduction of vibration and noise and efficiency of construction are investigated. As a result of this study, using electronic detonation is shown that it can control lower vibration and noise level, and better HCF, mucfile, advance rate and fragmentation.
Today, Large and bigger underground construction are increased. In this study, Blating used electronic detonation (OBM Method) and non-electric detonation are carried out. Through comparison with two method, reduction of vibration and noise and efficiency of construction are investigated. As a result of this study, using electronic detonation is shown that it can control lower vibration and noise level, and better HCF, mucfile, advance rate and fragmentation.
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문제 정의
비교를 통해 진동.소음 저감효과와 시공성, 효율성을 비교 검토하고자 한다.
작은 오차로 입력이 가능하다. 이를 이용하여 기존의 비전기뇌관을 이용한 발파와 전자뇌관을 적용한 다단 시차 발파(OBM)를 비교하여 전자뇌관을 적용하는 경우가 진동, 소음 저감, 효율성 증대를 이룰 수 있음을 증명하는 것이 이 논문의 목적이라 할 수 있다. 비 전기뇌관을 적용한 발파와 전자뇌관을 적용한 발파의 비교 결과는 다음과 같다.
제안 방법
공간 지연초시는 기초 단발발파에서 얻어진 발파 파형을 파형합성프로그램을 이용하여 도출한 적용 가능 초시 17, 21, 45, 66 ms를 각각 실험에 따라 분할하여 적용하고 영역 간 지연초시는 800 ms를 적용하였다. 파형 합성프로그램에 의해 도출하는 초시결정과정과 각 실험 별 적용초시는 다음 그림 4, 표 4와 같다.
본 연구에서는 정밀한 초시설정이 가능한 전자뇌관을 이용하여 터널에서의 다단 시차 분할발파(OBM)를 실시하며 대형 대단면 지하 공간 창출 요구에 발맞추어 기존 뇌관(비전기뇌관)과의 비교를 통해 진동.소음 저감효과와 시공성, 효율성을 비교 검토하고자 한다.
전자뇌관과 비전기뇌관을 비교하기 위하여 비 전기뇌관을 이용한 발파를 두 번 수행한 후 전자뇌관을 이용한 발파를 총 5회 실시하였다 전자뇌관을 이용한 발파는 전자뇌관을 전 영역에 활용하고 단공발파를 원칙으로 하며 공수 및 발파규모를 고려하여 총 12개의 소영역으로분할하여 하여 발파를 수행하였다. 각 실험의 적용 초시와 적용발파패턴 및 실험제원은 다음 표 1, 2, 3에 나타내었다
합성하고자 하는 정현파(正弦波)의 시간차를 조절하여 임의의 시간대에서 +, - 수치를 가감의 수치합성을 수행함으로써 각 파형간의 간섭 효과로 진동이 제어되도록 한다.
대상 데이터
1 구간에서 실시하였다. 본 구간은 백악기 하양층군 퇴적암류와 혼펠스 백악기 흑운모 화강암 화산암 복합체등이 혼재해있으며 주요 암종은 셰일~사암이다 층리면이 주향 N10°W, 경사 15°SW, 용연단층이 주향 N14°E, 경사 90° 퇴적암7혼펠스 경계부 단층 이주향 N75°W, 경사 85°NE로 분포해있으며 RMRe 18~29이고 IV, V등급의 암반등급을 나타내고 있다.
실험은 경부고철 구간의 00 터널 STA.377k225.5~ STA, 372K 183.1 구간에서 실시하였다. 본 구간은 백악기 하양층군 퇴적암류와 혼펠스 백악기 흑운모 화강암 화산암 복합체등이 혼재해있으며 주요 암종은 셰일~사암이다 층리면이 주향 N10°W, 경사 15°SW, 용연단층이 주향 N14°E, 경사 90° 퇴적암7혼펠스 경계부 단층 이주향 N75°W, 경사 85°NE로 분포해있으며 RMRe 18~29이고 IV, V등급의 암반등급을 나타내고 있다.
성능/효과
2) 비산거리 측정 결과 전자뇌관을 사용했을 경우 비 전기뇌관을 사용했을때와 비교하여 27.5%의 거리감소를 나타내었으며 굴진률은 전자뇌관의 경우 5.4% 정도 낮았으나 차이는 거의 없었다. 전자뇌관 적용 시의 평균파쇄입도는 비전기뇌관 적용시 보다 50% 정도 낮게 나타났으며 비전기뇌관 적용 시 전자뇌관에 비하여 대괴의 발생량이 큰 것으로 나타났다.
3) 기존 비전기뇌관의 경우 지연시차의 높은 오차범위를 가지고 있으며 단수의 제약을 받는 단점을 가지고 있으나 전자뇌관의 경우 0~25,000 ms까지의 범위안에서 자유로운 단차를 줄 수 있으며 초시의 오차가 적은 장점을 가지고 있다. 이를 이용하여 본 실험을 통해 확인한 진동.
계측된 데이터를 통한 95% 신뢰도의 발파진동 추정 식 산출 결과 근소하지만 K값 및 n값 모두 낮은 값으로 전자뇌관이 발파진동에 유리한 결과를 나타내었다. 발파진동 추정식 산출 결과는 표 5와 같다.
9%이다. 굴진율 비교 시 전자뇌관 적용이 약 5.4% 높은 굴진율을 보였다. 비산거리 측정결과 및 굴진율 측정결과는 다음 그림 6,7과 같다.
굴진율 측정 결과는 비전기 뇌관 적용 평균 굴진율은 77.5% 전자뇌관 적용 평균 굴진율은 81.9%이다. 굴진율 비교 시 전자뇌관 적용이 약 5.
비교가 필요할 것으로 사료된다. 또한 소음의 크 기는 전자뇌관을 사용했을 경우 비전기와 비교하여 전체적으로 낮은 값을 나타내었고 8%정도의 감소를 보였다
비산거리 측정 결과 비전기뇌관을 사용한 경우의 평균 비산거리는 13.7 이를 나타내었고 전자뇌관을 사용한 경우는 10.74 m를 나타내었다 이는 전자뇌관을 적용했을 경우 비전기뇌관 적용 시 보다 27.5%의 거리감소를 보였다
비전기뇌관을 적용한 경우의 평균 소음 레벨은 131.2 dB을 나타냈고 전자뇌관을 적용한 경우는 120.68 dB을 나타내었다. 이는 전자뇌관을 사용했을 때 비 전기 뇌관을 사용한 경우보다 8%의 감소를 보였고 그림 3에서 가장 적은 소음을 나타낸 실험3의 경우는 비 전기뇌관 사용 시 평균 소음레벨과 비교하여 14%의 소음감소를 보였다.
소음측정 결과 전체적으로 비전기뇌관을 적용했을 경우가 전자뇌관을 적용했을 경우보다 소음레벨이 크게 측정되었다. 비전기뇌관을 적용한 경우의 평균 소음 레벨은 131.
여굴량 측정 결과 두 경우 거의 차이가 없는 13% 를 나타내었다 일반 터널 굴착공법 적용 시 최외곽 굴착에 사용되는 smooth blasting 공법의 경우 제 발로 인한 높은 지발당 장약량을 나타내지만 전자뇌관을 활용할 경우 최외곽영역도 분할이 가능하며 실제 적용 시 큰 차이를 나타내지 않았으므로 낮은 진동, 소음 레벨과 적은 손상영역을 나타낼 것이라사료된다.
4% 정도 낮았으나 차이는 거의 없었다. 전자뇌관 적용 시의 평균파쇄입도는 비전기뇌관 적용시 보다 50% 정도 낮게 나타났으며 비전기뇌관 적용 시 전자뇌관에 비하여 대괴의 발생량이 큰 것으로 나타났다. 이는 전자뇌관의 큰 특징 중 하나인 매우 높은 정밀도로 발파가 효율적으로 이루어졌기 때문인 것으로 사료된다.
평균 파쇄입도(P50)분석 결과 전자뇌관의 파쇄입도가비전기뇌관 적용시 보다 양호한 결과를 나타내었으며 전자뇌관 적용 파쇄입도의 평균값과 비전기 적용의 파쇄 입도 평균값을 비교한 결과 전자뇌관을 적용한 경우의 파쇄입도가 약 50%정도 낮게 나타났다. 여굴량 측정과 평균파쇄입도 분석결과는 그림 8, 9와 같다.
후속연구
1) 진동치 계측자료의 회기분석결과, 전자뇌관의 파형 합성에 의해 도출된 지연초시를 이용한 다단 분할발파의 결과가 K값, n 값 모두 근소하게 더 낮은 진동치를 나타낼 수 있는 낮은 값을 나타내었다 하지만 낮은 실험횟수로 회기분석에서 큰 신뢰도를 갖지 못하므로 추후 많은 데이터를 확보한 K, n치의 비교가 필요할 것으로 사료된다. 또한 소음의 크 기는 전자뇌관을 사용했을 경우 비전기와 비교하여 전체적으로 낮은 값을 나타내었고 8%정도의 감소를 보였다
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