백열광을 이용한 무진동, 무소음 암반파쇄공법의 이론적 고찰

Theoretical study on rock excavation method by whitelight thermal stress

현재 우리 나라의 각종 건설공사에 수반되는 암반 굴착작업은 아직까지 화약류에 의한 발파공법이 주를 이루고 있는 실정이다. 이는 발파공법이 다른 굴착방법에 비하여 경제성 및 작업 효율성 등에서 효과적이기 때문이다. 그러나, 도심지에서 발파작업은 작업에 수반되는 환경 공해적 요소인 소음, 진동, 암석의 비산 및 분진 등의 끊임없는 민원발생과 많은 피해가 발생되어 미진동 및 무진동 굴착방법이 대체공법으로 사용되고 있기는 하나 이들은 경제성 및 효율성이 낮아 궁극적인 해결책이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 백열광에 의해 유도된 열 응력 (인장 및 전단 응력)을 이용한 무진동, 무소음 암반 파쇄공법의 특성, 암석파쇄효과 및 경제성에 대하여 검토하였다. 본 연구에서 백열광에 의한 암반굴착방법은 500Kw의 전력소비로 $16ft{\times}16ft$정도의 터널단면을 하루에 약 90ft 굴진이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 본 굴착방법은 전기를 동력원으로 이용하기 때문에 화약발파에 의한 작업 중단이 필요 없으며 화이트라이트 유니트를 추가로 설치하면 굴착속도를 더욱 단축할 수 있게 된다.

Nowadays, the blast method is mainly operated in the fields of the rock excavation accompanied by construction site in Korea. Blast method has many merits such as improvement of workability, reducement of operation period, and etc. However, blast operation also create much loss and troubles with the neighbours for the environmental pollutions such as the noise, blast vibration, fly rocks and dusts. Thus, the non-vibration and shallow vibration methods have been used but they have also another problems in the view of the economy and the efficiency in operation. In this study, we had made laboratory tests for the breaking of the various Rock types by White Light Thermal Stress. The tests shows that one unit consuming 500kilowatts of electricity, would go 90 feet a day in tunneling if the tunnel was 16 feet by 16 feet. Also, if a faster rate of tunneling could be handled, other white light units could be added.