Transcript 다자유면을 이용한 굴착공법 - 신기술 발표자료

다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
2009. 05.
계림하이텍주식회사
KERIM HI-TEC CO.,LTD
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
목차
1
서론
2
공법의 원리 및 특징
3
현장시험
4
시험결과
5
현장 적용시험
6
결론
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
1. 서론(1/2)
1
공법 개발 배경
시가지에 근접한
터널 및 굴착 공사
발파에 의한
진동, 소음 문제 발생
발파 부분, 전면제한
대체 공법
구조물에 근접한
터널 및 굴착 공사
무진동 공법
저효율, 고비용
2차 파쇄
미진동 공법
제어 발파
1
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
1. 서론(2/2)
2
다자유면 터널 굴착 공법 개요
공법 개요도
공법 개요
터널 막장면 특정부분(심발부
또는 굴착선부) 또는 진동전파
경로상의 특정부분에 연속천공
에 의해 인공절단면 형성
절단면을 자유면으로 활용(다
자유면)
절단면을 통해 진동 차단
벽면암반의 손상 방지
2
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
2. 공법의 원리 및 특징(1/4)
1
터널 발파 굴착 공법의 특징
단일 자유면
심발발파에 의한 자유면 확대 후 후속공 발파
심발발파가 발파 성패 좌우
심발부 비장약량 상당히 높음
대부분 심발부 발파시 진동이 크게 나타남
3
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
2. 공법의 원리 및 특징(2/4)
2
심발 공법 비교
경사형 심발
구
분
평행형 심발
V-Cut
Double VCut
Burn-Cut
CylinderCut
1자유면
1자유면
2자유면
2자유면
PLHBM
SUPEXCut
다자유면
2자유면
2자유면
5자유면
개요도
최 초
자유면
4
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
2. 공법의 원리 및 특징(3/4)
3
다자유면 굴착공법의 원리 및 특성
터널 막장면 특정부분(심발부 또는 굴착선
부) 또는 진동전파 경로상의 특정부분에 연속
천공에 의해 인공절단면 형성
절단면을 통해 진동 차단 및 벽면 암반 보호
심발부 다자유면
심발부 3자유면 이상의 다자유면 형성
종방향, 횡방향, 사각, 원형 등 여러가지 형
태의 심발부 다자유면 형성 가능
기존 경사형 또는 평행형 심발법에 비해 현
저히 낮은 비장약량으로 진동의 제어 가능
심발+외곽부 다자유면
5
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
2. 공법의 원리 및 특징(4/4)
4
다자유면 시공 순서
a) 기준공 천공
b) 가이드 조립
c) 기 천공내 가이드 삽입
d) 연속 다자유면 천공
천공 시스템 슬라이드
굴착면
6
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
3. 현장 시험
1
시험 패턴 비교
심발 발파
터널 발파
구 분
V-Cut
Cylinder-Cut
다자유면 발파
V-Cut 발파
다자유면 발파
천공경
∅45mm
(발파공)
∅102mm
(무장약공)
∅45mm
(발파공)
∅90mm
(다자유면)
∅45mm
(발파공)
∅45mm
(발파공)
∅90mm
(다자유면)
∅45mm
(발파공)
천공장
1.3m
1.3m
1.3m
1.3m
1.3m
지발당
장약량
0.375kg
0.375kg
0.375kg
0.5kg
0.5kg
발파
패턴
7
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
4. 현장 시험 결과(1/4)
1
진동 비교
심발발파
터널발파
거리
(m)
V-cut
Cylinder
-cut
다자유면
V-cut
다자유면
15
0.682
0.645
0.256
0.856
0.428
20
0.595
0.584
0.215
0.812
0.362
25
0.512
0.485
0.182
0.675
0.314
30
0.428
0.447
0.165
0.497
0.257
35
0.352
0.364
0.125
0.382
0.215
40
0.265
0.254
0.114
0.304
0.156
60
0.125
0.112
0.048
0.148
0.072
70
0.086
0.074
0.032
0.115
0.054
진동전파
에너지
100%
105%
40%
100%
50%
8
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
4. 시험 결과(2/4)
2
진동 파형 비교
심
발
발
파
V-cut 발파(심발)
Cylinder-cut 발파(심발)
다자유면 발파(심발)
터
널
발
파
V-cut 발파(터널)
다자유면 발파(터널)
9
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
4. 시험 결과(3/4)
3
발파 전,후 현황
a) 발파 전 현황
b) 발파 후 현황
10
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
4. 시험 결과(4/4)
진동 추정식 비교
심발발파 추정식 비교
자승근 환산식
삼승근 환산식
10
10
C y lin d e r-C u t
다자유면
V -C u t
P eak P article V elo city(cm /s)
C y lin d e r-C u t
다자유면
V -C u t
P eak P article V elo city(cm /s)
4
1
0.1
1
`
0.1
다자유면 : V 9 5 % =30.72(S D )- 1 .3 5
다자유면 : V 9 5 % =38.29(S D )- 1 .3 5
V -C ut : V 9 5 % = 89.99(S D )- 1 .3 8
- 1 .3 8
V -C ut : V 9 5 % =112.72(S D )
C ylinder C ut : V 9 5 % =122.23(S D )- 1 .4 4
- 1 .4 4
C ylinder C ut : V 9 5 % =154.72(S D )
0.01
0.01
1
10
100
S q u a re R o o t S c a le d D is ta n c e (kg /m
1000
1/2
)
1
10
100
C u b ic R o o t S c a le d D is ta n c e (kg /m
1/2
1000
)
검토
동일 환산거리에서 진동은 기존발파에 비해 다자유면 발파시
결과
현저히 감소됨
11
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
4. 시험 결과(4/4)
진동 추정식 비교
터널발파 추정식 비교
자승근 환산식
삼승근 환산식
10
10
다자유면
다자유면
V -C u t
V -Cut
Peak Particle Velocity(cm/s)
P ea k P a rticle V elo city(cm /s)
4
1
0.1
1
`
0.1
-1.40
다자유면 : V=50.58(SD)
V-Cut : V= 102.05(SD) -1.41
다자유면 : V 95% =59.46(S D )-1.40
V-C ut : V 95% =120.11(S D )-1.41
0.01
1
0.01
1
10
100
S q u a re R o o t S c a le d D is ta n c e (kg /m
1000
1/2
10
100
Cubic Root Scaled Dis tance(kg/m1/2)
1000
)
12
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
5. 현장 적용 시험(1/3)
1
시험 패턴 비교
2007년 ○○월 ○○일 매우강한 강도의 편마암으로 이루어진 ○○철도 ○공구 터널현장`
구 분
V- Cut
다자유면
천공장
1.3m
1.3m
발파공수
132공
93공
지발당 장약량
1.125kg
1.125kg
발파 패턴도
13
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
5. 현장 적용 시험(2/3)
2
다자유면 형성 광경
심발부 다자유면 형성
외곽부 다자유면 형성
14
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
5. 현장 적용 시험(3/3)
3 `시험발파 계측 결과
0.20
57
V-CUT
다자유면
0.124
0.057
V-CUT
진동
감소율
54%
진동
측정
결과
비교
Peak Particle Velocity(cm/s)
거리
(m)
계측결과(cm/sec)
다자유면
0.15
0.10
0.05
0.00
63
0.175
0.035
57m
80%
63m
69m
74m
Distance(m)
100%
69
0.134
0.033
75%
80%
74
0.115
0.039
66%
측점별
진동
감소
효과
Damping Rate(%)
80%
75%
66%
60%
54%
40%
V-cut 대비 다자유면 발파시 진동은 최소
20%
54%이상의 진동감소 효과를 나타냄
0%
57m
63m
69m
74m
Distance(m)
15
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
6. 다자유면 심발공법 비교
구 분
연암
보통암
경암
천공장
1.1~1.5m
1.1~1.5m
1.1~1.5m
천공경
∅76~89mm
∅76~89mm
∅76~89mm
사용폭약
EMX, GD, 정밀폭약
EMX, GD, 정밀폭약
EMX, GD, 정밀폭약
심발제원
16
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
7. 다자유면 외곽공 비교
구분
보안물건이 상부
에 존재
보안물건이 좌측
에 존재
보안물건이 우측
에 존재
보안물건이 하부
에 존재
외곽공 전체에 다
자유면 형성
외곽공 좌측부만
다자유면 천공
외곽공 우측부만
다자유면 천공
바닥공 부분만 다
자유면 천공
개
요
도
비고
17
다자유면을 이용한 저공해 암반 굴착 공법
8. 결론
기존 심발공법과 비교시 단위면적당 천공수 및 비장약량 등이 현저하게 감소
진동이 감소됨
심발발파 비교시 진동감소효과는 평균 약 60%로 나타남
심발에만 다자유면을 적용할 경우 진동제어에 상당한 효과 예상
터널발파 비교시 진동감소효과는 평균 약 50%로 나타남
다자유면 발파시 굴착 예정선상에 미리 절단함으로써 벽면암반의 손상이 없고
여굴량도 크게 감소됨
다자유면을 이용한 굴착공법 적용시 공사의 안전성 및 시공성 극대화 기대
향후 연구개발 과제
천공가이드 자동화 개발 (현재 수동식 사용)
유압식 개발로 천공장(굴진장) 연장시공 및 천공시간 단축
18
감사합니다.