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[국내논문] 제주도 현무암에서 파쇄도 향상을 위한 최적 발파 설계 연구
Study on Optimization of Blast Design for Improving Fragmentation in Jeju Basalt Rock Area 원문보기

화약·발파 = Explosives & blasting, v.29 no.2, 2011년, pp.89 - 99  

양형식 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  김남수 (NSB 기술사사무소) ,  장형두 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  김원범 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  고영훈 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  김승준 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  김정규 (전남대학교 에너지지원공학과) ,  문희숙 (전남대학교 에너지지원공학과)

초록
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최근 제주도 개발을 위한 많은 토목공사가 실시되고 있다. 하지만 화산활동 과정에서 생성된 클링커층과 다공질 현무암이 불규칙하게 분포된 제주도 암반은 그 구조적 특성으로 인해 발파효율이 매우 낮아 공사에 큰 지장을 주고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 3지역에서 실시된 시험발파결과를 분석한 결과 효과적인 발파를 위한 비장약량은 0.40~0.45 $kg/m^3$이 되어야 할 것으로 판단할 수 있었다. 또한 굴착심도 내에 클링커층의 존재유무로 나누어 발파설계를 해야 할 것으로 판단되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently on Jeju island there has been a lot of development and construction. However random distribution of porous basalt and clinker seam generated from volcanic activities often interrupt and greatly reduce efficiency of blasting necessary for construction. Three test blasts were operated to solv...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 또한 발파 소음 및 진동의 계측을 위하여 SD값을 고려하여 최저 40m에서 최고 240m까지 9대의 계측기를 일 열로 배치하였다. 각 위치에서 계측기는 발파 위치를 기점으로 최 근거리의 보안물건 방향으로 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 200, 240m 위치에 설치되었다. Area #1에서는 발파위치로부터 남서쪽 704m에 위치하는 서광종마장 방향으로 설치되었다.
  • Area #1, #2, #3의 시험발파 천공 후 공 내시경을 이용하여 클링커층을 확인하였다. 관찰된 공들은 천공 시 최대한 클링커층을 통과하여 천공을 시도 하였다. Area #1에서 실시된 2공은 모두 3.
  • 또한 발파 소음 및 진동의 계측을 위하여 SD값을 고려하여 최저 40m에서 최고 240m까지 9대의 계측기를 일 열로 배치하였다. 각 위치에서 계측기는 발파 위치를 기점으로 최 근거리의 보안물건 방향으로 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 200, 240m 위치에 설치되었다.
  • 신화역사공원조성사업 부지조성공사 사업장 내 3곳에서 실시된 시험발파를 통한 현장 발파진동추정식과 2008년 6월 실시된 1차 시험발파((주)대영지오발파엔 지니어링, 2008)8), 2008년 4월 실시된 제주 서귀포 혁신도시 개발사업 조성공사에서 실시된 시험발파(도올발파기술사사무소, 2008)2) 및 제주 안덕-대정간 국도 확장 및 포장공사의 시험발파 및 발파영향평가보 고서(신안화약기술사사무소, 2005)를 비교함으로서 제주도 암질에 대한 발파특성을 비교해 불 수 있을 것으로 판단된다. Table 4를 통해 각 현장에서 도출된 95%의 신뢰도를 갖는 자승근의 발파진동추정식을 확인할 수 있다.
  • 그러나 이러한 토목공사를 진행하면서 실시되는 발파공사는 화산활동으로 생성된 다공질 현무암 및 암반 중에 불규칙하게 분포하고 있는 클링커층(송이층)의 영향으로 매우 비효율적으로 이루어지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고 제주도 암반의 발파특성과 최적 발파 설계를 제안하고자 서귀포시 안덕면에 위치한 제주 신화-역사 공원조성사업 부지조성공사 현장 내 3개의 장소에서 총 15회에 걸쳐 시험발파가 이루어졌으며 제주에서 실시된 발파 설계 도서를 일반적인 암반에서의 발파결과와 비교 검토하였다. 시험발파를 통해 얻어진 총 128개의 진동데이터를 분석한 결과 현장의 발파진동 추정식은 자승근 환산거리를 적용시킬 경우 V95% = 295(SD)-1.
  • 현장을 대표할 수 있는 3개의 장소에서 총 15회에 걸쳐 시험발파가 이루어졌다. 시험발파를 통해 얻어진 Table 2의 128개 진동데이터를 SRSD(squre root scaled distance)로 처리할 경우 95%의 신뢰수준 발파진동추정식은 V95% = 295.
  • 88(자승근)으로 비교적 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 현장의 발파진동추정식은 도로 공사 노천발파 설계시공요령에서 제시한 설계 발파진 동추정식 V=200(SD)-1.6과 비교함으로서 발파 진동에 대한 현장 암반의 반응특성을 알아볼 수 있다. 현장 발파진동추정식의 n값의 절대값이 1.

대상 데이터

  • 각 위치에서 계측기는 발파 위치를 기점으로 최 근거리의 보안물건 방향으로 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 200, 240m 위치에 설치되었다. Area #1에서는 발파위치로부터 남서쪽 704m에 위치하는 서광종마장 방향으로 설치되었다. Area #2에서는 남서쪽 643m에 위치하는 고귀성씨 우사 방향으로 설치되었다.
  • 신화역사공원조성사업 부지조성공사 현장 중 가능한 시험발파 장소로 5곳을 선정하고 그 중 인근 보안 물건과의 영향범위 및 자유면 확보가 가능한 곳을 우선으로 3곳의 시험발파 위치를 다음의 Fig. 1과 같이 결정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
클링커층은 어떤 과정에서 생성되는가? 최근 제주도 개발을 위한 많은 토목공사가 실시되고 있다. 하지만 화산활동 과정에서 생성된 클링커층과 다공질 현무암이 불규칙하게 분포된 제주도 암반은 그 구조적 특성으로 인해 발파효율이 매우 낮아 공사에 큰 지장을 주고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 3지역에서 실시된 시험발파결과를 분석한 결과 효과적인 발파를 위한 비장약량은 0.
제주도는 최근 어떤 공사들이 계획중인가? 최근 제주도는 ‘제주특별자치도 설치 및 국제자유 도시 조성을 위한 특별법’에 따라 국가차원에서 제주도를 국제자유도시로 개발하기 위해 설립된 제주국제 자유도시센터(Jeju free international city development center)를 중심으로 제주도 전역에 걸쳐 대규모 토목 공사가 설계되거나 계획 중에 있다. 그러나 이러한 토목공사를 진행하면서 실시되는 발파공사는 화산활동으로 생성된 다공질 현무암 및 암반 중에 불규칙하게 분포하고 있는 클링커층(송이층)의 영향으로 매우 비효율적으로 이루어지고 있다.
클링커층은 발파를 위한 천공작업시 천공의 심도를 결정짓는 가장 큰 요인이기 때문에 무엇이 필요한가? 클링커층은 발파를 위한 천공작업시 천공의 심도를 결정짓는 가장 큰 요인이다. 그러므로 기존의 진동허용속도와 보안물건과의 안전거리에 기준한 발파설계 만으로는 효과적인 발파설계가 이뤄질 수 없으며 현장의 클링커층과 굴착심도를 확인하고 굴착심도 내에 클링커층이 존재할 경우와 존재하지 않는 경우로 나누어 심도에 따라 굴착방법을 달리해야 할 것이다.
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참고문헌 (9)

  1. 남정만, 고호성, 오동일, 2003. 12, 제주도 화산쇄설물(송이)의 강도특성에 관한 연구, 한국도로포장공학회 논문집, pp. 37-47. 

  2. 도올발파기술사사무소, 2008. 04, 제주 서귀포 혁신도시 개발사업 조성공사 시험발파에 의한 발파영향권분석, 영진종합건설(주), pp. 95-106. 

  3. 건설교통부, 2006, 도로공사 노천발파 설계 시공 요령. 

  4. 신안화약기술사사무소, 2005. 7, 안덕-대정간 국도 확장 및 포장공사, 삼환기업(주), pp. 29-106. 

  5. 양형식, 1992, 발파진동학, 구미서관, 서울, pp.91-93. 

  6. 오준호, 2007, 신화-역사공원조성사업 토질조사보고서, 제주국제자유도시개발센터, pp. 33-47. 

  7. 오준호, 유병호, 2007. 9, 신화.역사공원 조성사업 실시 설게보고서, 제주국제자유도시개발센터, pp. 117-124. 

  8. (주)대영지오발파엔지니어링, 2008.06, 신화.역사 공원 조성사업 부지조성공사 시험발파 결과 보고서, (주)중도건설, (주)동양건설산업, 용우종합건설(주), pp. 54-62. 

  9. 한국자원연구소, 2000, 모슬포 한림도폭 지질보고서, 제주특별자치도. 

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