최근 환경규제에 대한 기준이 대폭 강화되고 있는 추세이다. 화약을 사용하는 현장은 발파에 의해 발생되는 소음과 진동의 영향으로 사용상 제약을 받게 되며, 보안물건이 근접해 있는 경우 대부분 기계식굴착에 의해 작업이 이루어지고 있다. 기존의 기계식굴착 구간에 대해, 발파작업에 의한 암반굴착이 확대되고 있으며 이는 전자뇌관에 의해 가능하게 되었다. 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)은 한화에서 진보된 전자기술을 이용하여 생산하는 4세대 뇌관으로 높은 정밀도(0.01%)를 구현하여 초정밀발파가 가능하다. 전자뇌관의 수요처는 고속도로 및 철도현장, 대형 석회석 광산을 비롯한 도심지 터파기 등에서 널리 사용되고 있다. 본고에서는 대단면 터널에서 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)를 사용하고 있는 현장의 사례를 소개하고자 한다.
최근 환경규제에 대한 기준이 대폭 강화되고 있는 추세이다. 화약을 사용하는 현장은 발파에 의해 발생되는 소음과 진동의 영향으로 사용상 제약을 받게 되며, 보안물건이 근접해 있는 경우 대부분 기계식굴착에 의해 작업이 이루어지고 있다. 기존의 기계식굴착 구간에 대해, 발파작업에 의한 암반굴착이 확대되고 있으며 이는 전자뇌관에 의해 가능하게 되었다. 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)은 한화에서 진보된 전자기술을 이용하여 생산하는 4세대 뇌관으로 높은 정밀도(0.01%)를 구현하여 초정밀발파가 가능하다. 전자뇌관의 수요처는 고속도로 및 철도현장, 대형 석회석 광산을 비롯한 도심지 터파기 등에서 널리 사용되고 있다. 본고에서는 대단면 터널에서 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)를 사용하고 있는 현장의 사례를 소개하고자 한다.
The measures for environmental regulations have become more strict over the recent years. Due to vibration and noise arising from blasting, every site that chooses to handle explosives has to be under certain restrictions in its use. Especially a site where a safety thing is situated within close pr...
The measures for environmental regulations have become more strict over the recent years. Due to vibration and noise arising from blasting, every site that chooses to handle explosives has to be under certain restrictions in its use. Especially a site where a safety thing is situated within close proximity, the chosen method is through mechanical excavation. However, various applications of electronic detonators has made blasting possible where mechanical excavation used to be the only alternative. Hanwha Corporation has developed an electronic detonator, $HiTRONIC^{TM}$, which is an advanced fourth-generation detonator with a high accuracy of delay time(0.01%). At this moment, $HiTRONIC^{TM}$ is widely used in highway and railway construction sites, large limestone quarries, and many other blasting sites where blasting had not been an available option before. In this paper, I would like to introduce a case study on construction of utilizing $HiTRONIC^{TM}$ at a large-scale tunnel site.
The measures for environmental regulations have become more strict over the recent years. Due to vibration and noise arising from blasting, every site that chooses to handle explosives has to be under certain restrictions in its use. Especially a site where a safety thing is situated within close proximity, the chosen method is through mechanical excavation. However, various applications of electronic detonators has made blasting possible where mechanical excavation used to be the only alternative. Hanwha Corporation has developed an electronic detonator, $HiTRONIC^{TM}$, which is an advanced fourth-generation detonator with a high accuracy of delay time(0.01%). At this moment, $HiTRONIC^{TM}$ is widely used in highway and railway construction sites, large limestone quarries, and many other blasting sites where blasting had not been an available option before. In this paper, I would like to introduce a case study on construction of utilizing $HiTRONIC^{TM}$ at a large-scale tunnel site.
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문제 정의
본고에서는 보안물건이 인접해 있어 설계단계에서 기계굴착 공법으로 반영되어 있던 대단면 터널현장에서 전자뇌관(HiTRONIC™)을 이용하여 발파로 설계변경이 이루어져, 성공적으로 작업이 진행되고 있는 현장에 관한 사례를 소개하고자 한다.
제안 방법
천공작업 전에 심발부 위치를 결정한 다음 암반 자유면에 천공위치를 표시하여 정확한 천공작업이 이루어지도록 하였다. 공별 천공장 및 공간격을 확인하여 장약장과 메지작업이 이루어지도록 하였다. 또한작업전 교육을 통해 작업순서와 방법에 대해 설명함으로서 신속한 작업이 진행되도록 하였다.
8는 발파진동 영향을 고려한 굴착공법 선정한 결과로 보안물건별 적용 패턴 범위를 나타내고 있다. 굴착공법 선정결과 Table 7와 같이 기존 PWM-2, PWM-1의 기계굴착, 무진동굴착 구간을 미진동 전자 발파 공법으로 전환 하였다.
기폭순서는 심발부 → 심발확대 → 상부확대 → 외곽공 → 바닥공으로 설계 하였으며 심발부분은 40ms, 확대 및 외곽⋅바닥부분은 25ms로 설정하였다(SK건설(주),2018).
전자뇌관을 이용한 시험발파를 통해 PWM-1(CB5, Type A) 및 PWM-2(CB5, Type B)에 대한 최종 발파 패턴도를 확정하였다(Table 8, 9).
천공작업 전에 심발부 위치를 결정한 다음 암반 자유면에 천공위치를 표시하여 정확한 천공작업이 이루어지도록 하였다. 공별 천공장 및 공간격을 확인하여 장약장과 메지작업이 이루어지도록 하였다.
하지만 작업 진행 중 주변 지역주민의 민원(장기간 브레이커 등 소음⋅진동 영향으로 피해 호소하여 발파작업 전환 요청)과 시공성 저하(기계굴착으로 약 0.4~0.5m/일 굴진)로 시공사의 공사기간 단축을 충족시키기 위한 대안으로 미진동 전자발파 시험발파를 검토하게 되었다.
대상 데이터
8. 발파진동 영향을 고려한 굴착공법 선정.
본 사례는 터널 굴착단면 108.78m2에서 1회 발파에 100kg이상의 폭약(뉴마이트플러스 Φ32mm)과 전자뇌관(HiTRONIC™) 408발을 사용하여, 인근에 위치한 보안물건에서 계측한 결과 기준치 이내로 측정되었다.
소음과 진동을 줄이면서 원할한 발파가 이루어지도록 하기 위해 폭약은 뉴마이트플러스 Φ32mm를 사용하였으며 뇌관은 HiTRONIC™ 408발과 무장약공 4공을 적용하였다(Table 3).
이론/모형
당 현장 발파패턴도는 Fig. 5와 같으며 심발부는 다단평행 미진동 전자발파공법을 적용하였다. 기폭순서는 심발부 → 심발확대 → 상부확대 → 외곽공 → 바닥공으로 설계 하였으며 심발부분은 40ms, 확대 및 외곽⋅바닥부분은 25ms로 설정하였다(SK건설(주),2018).
7 이상으로 적합하였다(국토교통부, 2006). 시험발파 결과로부터 도출된 발파진동 추정식을 교차 분석(D=23m)하여 근거리에서는 삼승근 추정 식을 원거리에서는 자승근 추정식을 적용하여 보수적으로 평가하였다. Fig.
성능/효과
ΟΟ선 복선전철 ΟΟ공구 건설공사와 관련하여 본선터널 0km544.9 지점에서 PWM-1 패턴으로 시험 발파 결과 인근 보안물건에서 발파진동 및 소음은 허용기준치 이내로 측정되었다.
9 지점에서 PWM-1 패턴으로 시험 발파 결과 인근 보안물건에서 발파진동 및 소음은 허용기준치 이내로 측정되었다. 발파진동 영향분석 결과 0km509.4 ~ 0km519.9(L=10.5m) 구간은 미진동 전자발파(우측상단면 Type A + 좌측상단면 Type B) 적용, 0km519.9 ~ 0km544.9(L=25m) 구간은 미진동 전자 발파(Type A) 공법이 적용 가능할 것으로 분석되었다. 발파진동 전파속도는 대상현장의 지형⋅지질적 특성 및 발파위치에 따라 변화되므로 지속적인 발파진동 모니터링을 실시하여 현장 지반의 발파진동 전파특성이 반영된 진동추정식을 재산정하여 시공관리가 이루어져야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전자뇌관을 이용한 발파를 시행한 이후 OO석산에서 취한 이득은 무엇인가?
현재 전자뇌관을 사용하고 있는 ○○석산의 경우, 전자뇌관을 이용한 발파를 시행한 이후, 파쇄입도를 개선하여 2차 소할비용을 절감하였으며 진동과 소음을 억제하여 민원 발생을 최소화 하였다. 또한 발파수량에 제한을 받아 매주 약 5회 이루어지던 발파횟수가, 1회 사용하는 화약량이 증가하여 약 2회로 줄어드는 효과를 얻고 있다((주)한화, 2018; 네스트엔지니어링, 2017). 이처럼 그동안 발파작업이 불가능했던 현장이나 화약 사용에 제약을 받던 현장에서 최근 전자뇌관을 이용한 시공 사례가 폭넓게 늘어나고 있다.
화약을 사용하는 발파현장의 문제점은 무엇인가?
하지만 최근 환경규제가 강화되는 추세임에 따라 작업여건은 갈수록 어려워지고 있다. 화약을 사용하는 발파현장은 소음과 진동, 비산 등의 발파공해는 주변시설물에 피해를 줄 수 있으며 이로 인해 사용상 제약을 받는다. 때문에 보안물건이 근접해 있는 경우, 설계단계에서 기계식굴착에 의한 공법이 설계에 반영되고 있다.
전자뇌관을 사용함으로써 얻을 수 있는 장점은 무엇인가?
특히 화약 원가상승에 따른 부담으로 그동안 전자뇌관 사용에 다소 소극적이던 석산에서 전자뇌관에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 이는 전자뇌관을사용함으로서 화약 원가는 다소 증가 하더라도 후속공정의 비용을 대폭 절감할 수 있기 때문이다. 현재 전자뇌관을 사용하고 있는 ○○석산의 경우, 전자뇌관을 이용한 발파를 시행한 이후, 파쇄입도를 개선하여 2차 소할비용을 절감하였으며 진동과 소음을 억제하여 민원 발생을 최소화 하였다.
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