Application of a Hydraulic Rock Splitting System to Bench-Cut Field Experiments

This study applied a hydraulic rock splitting system equipped with a hybrid packer to the bench-cut method. The hybrid packer system is an improvement of the packer developed in previous studies; it is designed efficiently to reduce vibration and noise during rock excavation by combining the two functions of inducing hydraulic fractures using injection pressure and then expanding and extending them using a rubber packer. Field experiments assessed the efficiency of rock excavation with respect to the injection conditions; the adjusted experimental conditions included the distance from the free surface and the test holes drilled at the top of the slope and the injection settings. Using a separation of 5 m left some unexcavated parts, but using a separation of 1 m left no unexcavated parts. The hydraulic fractures generated by the injection pressure developed generally parallel to the free surface and expanded and extended as the rubber packer expanded, thus facilitating bench-cut excavation. For hydraulic rock splitting to be broadly applicable to bench-cut rock excavation, it is important to accumulate results from many field experiments conducted under varying experimental conditions for various types of rockmass.

수압암반절개시스템을 이용한 벤치컷 현장 적용 사례 연구

본 연구에서는 기존 패커를 개량한 하이브리드패커를 장착한 수압암반절개시스템을 벤치컷 공법에 적용하였다. 하이브리드패커는 주입압을 이용하여 수압파쇄균열을 생성시키고 고무패커를 팽창시켜 수압파쇄균열을 확장하고 연장시키는 두 가지 기능을 하나의 패커에 접목시킨 패커시스템으로, 무소음·무진동 수압암반절개에 효율적으로 적용할 수 있도록 설계되었다. 본 연구에서는 벤치컷 굴착을 위해 사면 최상단에 설치된 실험공과 자유면으로부터의 이격거리와 주입설정 등 실험조건을 조정하면서 현장실험을 수행하여 주입 조건에 따른 암반 굴착 효율성을 비교하였다. 5 m의 이격거리를 지닌 조건에서는 굴착이 이루어지지 않은 부분이 발생하였으나 1 m의 이격거리에서는 굴착되지 않은 부분이 발생하지 않았다. 주입압에 의해 생성된 수압파쇄균열은 대체적으로 자유면과 평행하게 발달하여 고무팽창에 의해 확장 및 연장되어 벤치컷 굴착이 용이하게 이루어졌다. 벤치컷 암반 굴착에 수압암반절개공법을 체계적으로 적용하기 위해서는 다양한 암반 상태에 대하여 실험조건을 변화하면서 현장실험 결과를 축적하여야 할 것으로 판단된다.