[논문]Kinecker 암발파의 진동발생 특성 연구

양형식; 김남수; 최미진; 김종관; 김희도; 안봉도

문제 정의

본 연구에서는 Kinecker를 이용하여 시험발파 하였으며 근접발파에 대한 적용성을 조사하였다. 시험결과 자유면이 완벽하게 형성되지 않거나 발파설계의 오차가 발생할 경우, 저항선이 길고 전색이 적은 경우에는 적용 상태에 따라서 상당한 진동이 발생하였다.
이와 같은 배경에서 미진동 발파 굴착을 위하여 콘크리트 파쇄기, 팽창성 파쇄제 등이 개발되어 실용화되고 있다. 본 연구에서는 Kinecker를 이용하여 시험발파하였으며 근접발파 가능성을 조사하였다.

제안 방법

세 현장을 중심으로 시험발파를 실시한 결과 육안 분석을 통해 입도 분포를 확인하였다. 순천 I 현장의 경우 순천U 현장에 비해 파쇄입도가 매우 크게 나타났다.
진동계측은 통계학적으로 의미 있는 수가 될 수 있도록 충분한 측점수를 확보하고 이격거리와 장약량을 변화시켜서 계측하였다. 첫 번째 시험발파는 총 20회, 두 번째 시험발파는 총 11회, 세 번째시험발파는 7회 실시하였다.
변화시켜서 계측하였다. 첫 번째 시험발파는 총 20회, 두 번째 시험발파는 총 11회, 세 번째시험발파는 7회 실시하였다. 본 연구에서 사용한 진동계측기는 DS-477, 677, 077 및 Blastmate 田, Minimate Plus 등이다.

대상 데이터

슈미트 해머를 이용하여 산출한 추정압축강도는 173 MPa로 경암에 속하며 절리가 다소 발달되어 있는 상태이다. 두 번째 시험발파가 실시된 현장은 전라남도 진도군 임회면 연동리에 위치하며, 지질시대는 백악기 하양층군으로 전남남서해안에 많이 분포하고 있는 화산암 지역이다.
첫 번째 시험발파는 총 20회, 두 번째 시험발파는 총 11회, 세 번째시험발파는 7회 실시하였다. 본 연구에서 사용한 진동계측기는 DS-477, 677, 077 및 Blastmate 田, Minimate Plus 등이다. 표 2는 Kinecker를 이용한 시험발파 패턴이다.
본 연구에서는 전라남도 순천과 진도에서 3차례에 걸쳐 총 38회 발파를 실시하였다. 첫 번째, 세번째 시험발파가 실시된 현장은 전라남도 순천시 조례동에 위치하고, 암반은 백악기 유천층군의 안산암으로 이루어져 있으며, 150 m 이격된 거리에 병원이 위치해 있다.
본 연구에서는 전라남도 순천과 진도에서 3차례에 걸쳐 총 38회 발파를 실시하였다. 첫 번째, 세번째 시험발파가 실시된 현장은 전라남도 순천시 조례동에 위치하고, 암반은 백악기 유천층군의 안산암으로 이루어져 있으며, 150 m 이격된 거리에 병원이 위치해 있다. 슈미트 해머를 이용하여 산출한 추정압축강도는 173 MPa로 경암에 속하며 절리가 다소 발달되어 있는 상태이다.

성능/효과

조사하였다. 시험결과 자유면이 완벽하게 형성되지 않거나 발파설계의 오차가 발생할 경우, 저항선이 길고 전색이 적은 경우에는 적용 상태에 따라서 상당한 진동이 발생하였다. 그러나 자유면이 완벽하게 형성되고, 발파패턴이 장약량과 잘 조합된 경우 일반 폭약보다는 진동 발생이 현저히 적었고 적절한 설계와 시공을 하면 근접 발파가 가능할 것으로 판단된다.
순천 I 현장의 경우 순천U 현장에 비해 파쇄입도가 매우 크게 나타났다. 이러한 요인은 발파 설계 시 자유면이 완전하게 확보되지 않아 폭력이 부족하여 발생한 것으로 사료되며, 2차 작업을 필연적으로 수반하는 정도의 파쇄를 보여 주었으며, 파쇄도를 통해서도 정확한 발파설계와 자유면 확보가 중요한 요인으로 작용함을 확인할 수 있다. 진도 현장의 경우 절리가 발달하지 않은 화산암 지형이지만 균열을 형성하였으며, 순천H 현장의 경우 2자유면을 완전하게 확보하여 시험발파를 실시한 결과 순천 I 현장보다 파쇄도가 양호함을 확인할 수 있다.
이러한 요인은 발파 설계 시 자유면이 완전하게 확보되지 않아 폭력이 부족하여 발생한 것으로 사료되며, 2차 작업을 필연적으로 수반하는 정도의 파쇄를 보여 주었으며, 파쇄도를 통해서도 정확한 발파설계와 자유면 확보가 중요한 요인으로 작용함을 확인할 수 있다. 진도 현장의 경우 절리가 발달하지 않은 화산암 지형이지만 균열을 형성하였으며, 순천H 현장의 경우 2자유면을 완전하게 확보하여 시험발파를 실시한 결과 순천 I 현장보다 파쇄도가 양호함을 확인할 수 있다.

후속연구

순천 I 현장의 경우 자유면 미확보, 발파설계 오차에 따른 문제, 진도 현장의 경우에는 높은자유면 형성으로 각 현장마다 K와 n값, R값의 차이가 발생하였다. 본 연구에서 사용한 Kinecker의 경우 폭력이 대단히 미약하여 발파진동의 발생과 전파가 폭력 이외의 다른 요소에 의해 크게 좌우되는 것으로 판단되며 따라서 자유면 확보와 정확한 발파 설계가 이루어져야 할 것으로 평가된다. 폭력이 약한 소규모 발파의 경우 신뢰성이 높은 진동 추정식을 얻기가 쉽지 않으며 그에 의한 발파설계가 용이하지 않다.

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