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전자뇌관과 다단장약을 이용한 발파 사례 연구
A Case Study on Multiple-deck-charge Blasting with Electronic Detonators 원문보기

화약·발파 = Explosives & blasting, v.30 no.2, 2012년, pp.52 - 58  

고태영 (SK건설) ,  신창오 (SK건설) ,  이효 (SK건설) ,  이승철 (SK건설)

초록
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싱가포르 DTL2 C915 건설공사 중 TBM 발진을 위한 개착구간의 암발파 공사를 위해 당초 전기뇌관과 ANFO로 발파시공이 계획되었으나 1회 발파공수 제한 및 가시설에 대한 엄격한 진동관리 규정 등으로 인해 작업공정이 많이 지연되어 TBM 발진을 위한 예정된 공기를 준수하지 못하는 것으로 검토되었다. 따라서 암발파 공법의 효율을 개선하고 1회 발파공수 및 파쇄면적의 최대화를 위해 다단장약이 검토되었으며, 다단장약의 효율성을 높이기 위해 정밀성이 장점인 전자뇌관이 선정되었다. 다단장약 적용으로 천공장이 길어짐에 따라 커지는 암반 구속력에 대응하기 위해 폭약의 위력을 증대시키는 방안으로 Emulsion Cartridge 폭약을 적용하였다. 그 결과 발파효율과 시공성을 개선함과 동시에 가시설의 안정성을 확보할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A TBM launching shaft in DTL2 Contract 915 site is located in a typical hard Bukit Timah granite formation and lots of blasting work is required for shaft sinking. The original blast design used the electric detonator and ANFO blasts consisting of 30 holes per one blast with 1.5 m depth of drilling ...

주제어

#다단장약   #전자뇌관   #발파효율  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 1회 발파공수는 장약 및 Covering 시간을 고려하여 233공으로 선정하였으며, Cut & Cover 구조물 중 TBM 발진수직구(24m×32m)를 3개의 영역으로 나누어 발파하는 것으로 계획하였다(그림 5).
  • 3) 폭약류는 싱가포르 현지에서는 ANFO를 많이 사용하나, 다단장약 발파공법의 적용으로 인해 천공장이 길어짐에 따라 커지는 암반 구속력에 대항하여 발파효율을 증진시키기 위해 Emulsion Cartridge로 변경하였다.
  • 다단장약 발파 설계는 전자뇌관 특성을 활용하여 가시설 안정성을 유지하면서 시공효율을 최대한 높이는데 중점을 두었다. 천공장은 strut 사이의 높이와 작업공간을 고려하여 4.
  • 발파공법의 개선을 위해 1회 발파공수 및 파쇄면적을 증대시키는 것이 가장 효과적이어서 다단장약을 이용한 발파공법이 검토되었으며, 다단장약의 효율성을 높이기 위해 정밀성이 장점인 전자뇌관이 선정되었다. 다단장약의 적용으로 천공장이 길어짐에 따라 커지는 암반 구속력에 대항하기 위해 폭약의 위력을 증대시키는 방안으로 Emulsion Cartridge 폭약을 적용하였다. Emulsion Cartridge 폭약은 ANFO에 비해 폭약류 성능이 뛰어나서 발파효율이 높아지고 발파 진동이 저감되는 장점이 있다(Olofsson, 1988).
  • 당 현장에서 발파굴착은 1일 2회 발파라는 제약조건이 있는데, 이러한 제약조건이 전기뇌관과 전자뇌관 소요공기 차이의 가장 큰 원인이라고 할 수 있다. 또한 전자뇌관을 적용하면서 버력의 비산방지를 위해 실시되는 대단면 Covering의 시간을 축소하기 위해 Covering 방식을 토사 복토에서 Tatami와 Tire mat로 변경하였다.
  • 본 현장에서는 이러한 현지 Practice를 적용할 경우 발진수직구의 굴착작업에 공기가 상당히 많이 소요될 것으로 판단되어 발파진동과 소음을 최소화하고 발파 효율을 최대로 획득할 수 있는 방안을 검토하여 전자 뇌관 및 다단장약을 이용하여 1회 발파로 4.5m 깊이까지 굴착하는 방안을 선정하였다.
  • 싱가포르 DTL-2 C915 건설공사 중 Cut & Cover 구조물 구간에서의 암발파 공사를 위해 당초 현지 Practice인 전기뇌관과 ANFO를 이용하여 시공하기로 하였으나, 시공효율을 개선하기 위해 전자뇌관을 이용한 다단장약 발파 및 Emulsion Cartridge으로 변경하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 표 2에 Cut & Cover 구조물 중 TBM 발진수직구(24m×32m)의 1회 Strut 깊이인 4.5m 발파구간에서의 당초와 변경된 발파설계를 비교하였다.

대상 데이터

  • 본 공사는 2 곳의 TBM 발진수직구(Launching Shaft)를 포함한 Cut & Cover 구조물(폭 30m, 길이 164m) 1개소와 3기의 Slurry Shield TBM을 이용한 총 연장 2.3km의 단선병렬터널, 그리고 Drill & Blast를 이용한 9개의 피난연락갱(Cross Passages)을 굴착하는 것으로 되어있다.
  • 다단장약 발파 설계는 전자뇌관 특성을 활용하여 가시설 안정성을 유지하면서 시공효율을 최대한 높이는데 중점을 두었다. 천공장은 strut 사이의 높이와 작업공간을 고려하여 4.5m로 결정하였으며, 단(deck)수는 시험발파를 통하여 3개로 선정하였다. 그림 4는 3단 다단장약 발파 설계의 모식도로서 전자뇌관의 정교한 초시 제어를 통하여 1단부터 3단까지 순차적으로 발파된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
싱가포르의 지질은 무엇으로 구성되는가? 싱가포르의 지질은 서부의 Jurong Formation(퇴적암) 및 Kallang Formation(연약지층), 중부의 Bukit Timah Granite(화강암층), 동부의 Old Alluvium(충적층 계열), 남부 해안의 Kallang Formation으로 구성되어 있으며, C915공구는 Bukit Timah Granite 지역에 위치하고 있다(그림 3). 
싱가포르 Downtown Line(DTL) 2단계공사란? 싱가포르 Downtown Line(DTL) 2단계공사는 싱가포르의 북서부 Bukit Panjang역과 남동부 Rocher역을 연결하는 총 연장 16.6km의 도심 지하철 공사로, 12개의 정거장으로 이루어져 있으며 2015년 완공을 목표로 하고 있다. 발주처는 싱가포르 육상교통(Land Transport Authority, LTA)로서, 육상교통망을 통합 연계하고, 육상교통 정책 업무를 총괄ㆍ기획하고 있는 싱가포르 교통부 산하기관이다.
전자뇌관을 이용한 다단장약 발파사례 연구 결과 폭약은 무엇으로 변경되었는가? 3) 폭약류는 싱가포르 현지에서는 ANFO를 많이 사용하나, 다단장약 발파공법의 적용으로 인해 천공장이 길어짐에 따라 커지는 암반 구속력에 대항하여 발파효율을 증진시키기 위해 Emulsion Cartridge로 변경하였다.
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참고문헌 (3)

  1. Miller, D. and D. Martin, 2007, A review of the benefits being delivered using electronic delay detonators in the quarry industry, Proc. Quarrying 2007 Conference, Hobart, Tasmania, pp. 1-15. 

  2. Olofsson, S., 1988, Applied explosives technology for construction and mining, Arla, Sweden: Applex, pp. 

  3. Persson, P., R. Holmberg, and J. Lee, 1993, Rock blasting and explosives engineering, New York: CRC Press, pp. 540. 

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