DAU Library

학위논문 동서

NPS 발파공법의 진동감쇠효과에 관한 연구

심동수

부산 : 동아대학교 2003

xiii, 173장: 삽도; 26cm

학위논문(박사) 동아대학교 대학원: 자원공학과, 2003

영문초록 : The more intensive use of land through industrial development, urban area expansion and redevelopment has led to the construction of higher buildings and various underground facilities such as subway systems and power supply tunnels. Underground excavation in densely populated urban areas is likely to generate environmental problems including noise and vibration. Such problems are difficult to solve using conventional techniques of anti-vibration as the general public's consciousness of environment changes, possibly prohibiting the implementation of blasting work itself. This necessitates the development of a new method of rock removal with economic efficiency and little noise. So far it has been recognized that the use of explosives is the most economic and effective method for the removal of rocks. Due to the environmental impacts of blasting particularly in the urban area, less economical and time-consuming methods such as breakers, hydraulic jack and chemical injection system have been employed for rock removal. This thesis introduces a new method, NPS(New Presplitting) blasting that strengthens the advantages of conventional techniques of blasting and takes advantage of anti-vibration effects of Line Drilling and Presplitting. For NPS blasting, line of holes with narrow spacing is drilled along the cutting plane as in line Drilling and charged/uncharged holes are arranged in a proper manner. Tensile failure is induced between charged and uncharged holes and this creates failure planes between narrow-spaced holes. While the method protects the rock mass outside the planned region from being fractured, it absorbers and reflects the blast vibration with the fractured line. This eventually reduces the level of vibration. The NPS blasting method is applied to the regions of andesite, granite and gneiss with 1, 2, 3 and 4 rows of NPS shot holes. Using the data obtained from the applications, the effects of vibration reduction by NPS blasting are compared with conventional blasting and economic benefits are analysed. The results show that the effects of NPS blasting application pattern on the vibration reduction are significantly larger than those of differences in rock types. Vibration reduction is in the range of 40 and 80％ when NPS blasting was applied with 2 rows of shot holes. In contrast, vibration damp is less effective and economic, if any, when the new method is given with 3 or 4 rows of shot holes. NPS blasting is also found more cost-effective when applied nearer to the security objects. / 한글초록 : 산업발달과 더불어 도심의 확대와 재개발 등으로 점점 더 토지의 집약적 이용도가 증가함으로 인해 건물은 더 고층화되고 지하철, 전력구 등 지하공간의 활용은 늘어나고 있다. 이런 도심지 인구조밀지역에서 지하굴착 작업에 있어서 가장 많이 발생하는 문제는 소음, 진동 등의 환경적문제이다. 환경문제에 대한 의식의 변화 등으로 인한 사람과 정밀기기에 대한 발파공해 문제는 기존의 방진기술로는 그 욕구를 충족하기 힘들 뿐 아니라 발파를 이용한 굴착공사자체를 어렵게 하는 경우가 늘어나고 있어 저 진동이면서 경제적인 암반제거 공법이 필요하게 되었다. 지금까지의 암반제거작업에 있어서 가장 경제적이고 효율적인 공법은 화약을 이용한 발파공법으로 인식되어져 왔다. 그러나 기존의 이런 사회 환경적 문제가 되는 특히 도심지 암반굴착에 있어서는, 발파 소음, 진동문제로 인하여 경제적인 발파방법을 적용하지 못하고, 비용과 공기가 많이 소요되는 브레이커 또는 유압잭, 약액주입법 등의 비경제적인 굴착공법을 사용할 수밖에 없었다. 이런 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서의 NPS(New Presplitting)발파공법은 기존의 발파방진기술인 Line Drilling과 Presplitting의 장점을 살리면서, 단점을 보완한 새로운 발파방진 기술로서 도심지 발파에 유용한 기술이다. 발파방진기술로서 NPS 발파공법은 절단면을 따라 Line Drilling처럼 좁은 간격으로 천공하여 장약공과 무장약공을 배열하여 장약공의 기폭으로 무장약공과 장약공사이를 인장파괴가 되도록 유도함으로써 인위적인 절단면을 먼저 형성하는 발파를 하게 되는데 천공간격사이에 균열대를 형성해 줌으로써 발파구역의 암반을 보호될 암반으로부터 격리시켜 파단면에 의해 발파진동을 흡수, 차단하게 함으로서 발파진동을 제어한다. NPS 발파공법의 분석은 안산암과 화강암, 화강편마암의 3종류의 암반을 대상으로 NPS 발파공법의 열수를 1열, 2열, 3열, 4열을 적용하여 발파로 인한 진동을 NPS 발파공법의 적용전과 후의 발파진동값을 기준으로 NPS 발파공법의 전, 후 진동감쇠 효과를 비교하고, 동일 조건을 가정한 경제성을 살펴 보았다. 그 결과 NPS 발파공법의 3가지 암석에 대한 현장적용 결과 암종에 따른 NPS 발파공법의 진동감쇠효과의 변화보다. NPS 발파공법의 적용 pattern에 대한 진동감쇠효과의 변화가 크게 나타났으며 NPS 발파공열이 2열일 때 감쇠범위는 40％∼80％로 가장 효율적으로 나타났으며 3열과 4열의 경우에도 진동감쇠효과는 있으나 그 효율이 크게 향상되지 않을 뿐 아니라 2열에 비하여 경제적으로 불리함을 알 수 있었다. 또한 NPS 발파공법은 보안물과의 거리가 가까울수록 더 경제성이 큰 것으로 분석되었다.

바로가기