• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.261-275
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• 2011

차량이 통행하는 상태에서 기존터널을 확대하기 위해서는 굴착 시 발생하는 버력의 비산으로부터 차량을 보호하고 착공간과 차량운행공간을 분리하기 위해 프로텍터를 기존터널 내부에 설치하게 된다. 기존에 제안된 이론해에서는 버력을 탄성체로 가정하였으나 일반적으로 암석은 탄소성거동을 하므로 본 논문에서는 Explicit FEA (ABAQUE) 프로그램을 이용하여 버력의 재료 거동에 따른 수치해석을 실시하였다. 수치해석결과를 토대로 버력의 재료거동에 따른 충격하중을 분석하였으며 제안된 이론해와도 비교분석 하였다. 수치해석결과 버력이 탄소성거동을 할 경우 탄성거동에 비해 충격하중이 약 7~12% 수준인 것으로 나타났다. 탄생거동 시 이론해와 수치해석결과를 선형회귀분석한 결과 매우 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 탄소성 거동 시에는 직선선형관계를 보이나 탄성계수별로 직선회귀식의 기울기가 다르게 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권2호
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• pp.1-11
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• 2004

일반적으로 국내 석회석 광산에서의 발파는 20ms나 25ms 시차를 가지는 지발발파로 시행되어지고 있다. 국외에서는 전자뇌관을 사용하여 암반의 지질학적인 특성에 따라 지발 시차를 사용자의 현장에 따라 선정하여, 주변 보안 물건에 따른 진동 및 소음을 경감하면서, 1회 발파의 생산량을 증대할 수 있으며, 2차 파쇄 비용 및 적재비용을 절감하는 최적의 시차를 적용하여 발파 규모를 줄이지 않는 발파패턴을 적용하고 있다. 본 연구는 해외에서 사용되고 있는 전자뇌관을 국내 현장 석회석 광산(단양)에 적용함으로 최적지연시차를 찾아내는 방법과 초시의 오차에 따른 문제점과 향후 국내 적용성을 판단하고자 하였다. 대규모 석회석 광산을 대상으로 최적시차를 판단하고자 동일 패턴에서 시차를 6ms ~ 30ms로 시험발파를 시행하여 4가지 요소 발파진동속도, 주 주파수특성, 파쇄입도, 암석 이동 및 버력의 상태를 분석하여 각 시차에 따른 배점을 두어, 당 현장에 요구되는 개별 가중치를 선정하여 분석하였다. 분석 결과 당 현장에서의 발파결과에 따른 요소별 가중치를 발파진동속도(20), 주 주파수 특성(20), 파쇄입도(40), 암석 이동(10) 및 버력의 상태(10)로 하여 분석한 결과 15ms가 최적시차로 나타냈다. 향후 각 현장에 적합한 요소별 가중치를 선정하여 현장별 최적시차를 도출한다면 최적의 발파효과를 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제30권12호
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• pp.8-19
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• 2014

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.25-38
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• 2002

터널 굴착선 여굴(Overbreak)은 발파공법에 의한 괄착 중에 필연적으로 발생하는 현상으로서 숏크리트, 라이닝 등의 보강비 추가 발생과 버력 처리량의 증대로 공기 및 공사비를 증가시키는 주요한 요인으로 작용한다. 또한 터널 굴착선 암반의 손상으로 균열층이 형성되거나 부석이 발생하여 안전문제를 야기시키기도 한다. 이러한 여굴 발생은 천공오차, 발파패턴의 오류, 잘못된 화약선정, 불규칙한 암반 특성 등에 그 원인이 있으나, 지금까지 터널 여굴은 천공 및 발파기술에 의해 좌우된다라는 인식이 대부분이었다. 그러나 여굴 발생에 중요한 원인으로 터널 굴착선 암반의 특성과 이에 적합한 발파패턴 및 화약류를 들 수 있다. 본 연구는 여굴 발생에 영향을 미치는 암반상태를 파악하기 위해서 터널 굴착선 주변암반의 균열정도, 강도, 불연속면의 간격, 방향, 간극, 충전물 상태 등의 6가지 요소를 이용하여 암반을 분류하는 발파암 분류법(BI)을 새로 제안하였고, 이 분류에 따라 외곽 공의 간격과 장약밀도를 달리 하는 발파패턴을 정립하였다. 또한 화약의 순폭도와 Air Deck 효과를 이용하여 장약밀도를 조절할 수 있는 N.D.C(New Deck Charge) 발파공법을 개발함으로써 여굴을 최소화할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.26-35
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• 2020

터널공사는 국내 공공건설공사의 중요한 부분을 차지하고 있으며, 다양한 장비와 기술의 개발로 터널공사 시공방법이 발전하였고 현장에 적용되고 있으나 공사비산정기준은 아직까지 현장실태를 제대로 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 현장실태를 반영한 공사비산정기준 수립을 위하여 관련 문헌조사 및 현장조사를 통해 합리적인 터널공사비 산정기준을 제시하였다. 먼저 현재 건설공사 표준품셈에서 정하는 터널공사비 산정기준의 각 항목들을 분석하고 현장조사를 통한 실제 현장시공의 실태와 비교 분석하였다. 주요 조사내용으로는 암판정 및 내공측량, 천공속도, 버력처리 장비조합 등 싸이클 시간과 관련된 작업 시간에 대한 조사와, 굴착 투입인원에 대한 현장별 적용실태를 확인하였다. 현장 조사결과를 바탕으로 터널굴착 1발파당 싸이클 시간, 천공기계의 천공속도, 버력처리 장비조합, 터널굴착 투입 작업인원에 대한 개선안을 제시하였다. 싸이클 시간의 경우 천공준비 시간에 암판정 및 내공측량 시간을 반영하였으며, 천공기계 속도는 컴퓨터 점보드릴의 천공속도를 반영하였다. 버력처리는 상차장비의 규격을 현장 시공실태에 맞추어 개정하였으며, 터널굴착 투입 작업조를 현장실태에 맞추어 개선안을 제시하였다. 본 연구를 통하여 현장 시공실태를 반영한 공사비산정기준이 제시되었으며, 터널공사 적정공사비 확보에 일조할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.511-524
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• 2016

주방식 지하구조물은 룸과 암주로 이루어진 격자 형태의 지하구조물로 굴착순서에 따라 주방식 지하구조물의 시공성과 경제성이 좌우될 수 있다. 선행연구에서는 주방식 지하구조물의 굴착공정에서 중요하게 다뤄질 수 있는 발파굴착 공정을 장비 운영과 현행 발파 규정 및 건설공사 표준품셈에 근거하여 검토하였다. 굴착공법으로는 점보드릴을 이용한 발파공법을 가정하였으며, 기존 연구에서 제시한 가로 세로 병행시공방식으로 검토하였다. 연구에서 고려한 단면의 크기에 따라 필요한 착암 공정에 대한 천공시간을 산정하였으며 기존 도로터널 사례를 통해 버력처리 및 지보재 설치 공정의 소요시간을 산정하였다. 굴진면 운용 수를 고려하여 굴착 사이클을 산출하였으며 이를 통해 운영가능한 천공장비의 최대 대수와 최소 대수를 수식화하여 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.637-658
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• 2022

쉴드TBM 터널은 지반 굴착, 세그먼트 링 빌드(Segment ring-build), 뒷채움의 반복적인 공정으로 단순하다. 재래식 터널공법인 발파공법(Drill and Blast)은 막장관찰, 천공, 장약, 발파, 환기, 버력처리, 지보재 설치의 반복으로 쉴드TBM 터널보다 공정이 복잡하고 일부 제약조건이 따른다. 하지만 굴진을 위한 준비 작업은 지반을 보강하고 갱문조성 후 터널을 형성해 나가는 Drill and Blast에 비해서 쉴드TBM 터널은 매우 상세한 계획을 바탕으로 시간과 비용이 필요하다. 이는 대상지반을 굴착하는 쉴드TBM 장비의 성능 확보가 공사의 성패를 좌우하기 때문인데, 고가의 주문제작 장비인 쉴드TBM이 조립단계에서 잘못 구성되면 본 굴진은 물론 초기굴진 단계에서부터 구동이 어렵게 되고, 조립된 쉴드TBM 장비를 다시 해체하는 경우가 발생하게 되어 재조립하는 상황으로 진행되면, 공기는 물론 경제적인 손실이 발생하여 공사 기간 내내 어려움이 발생한다. 이에 본 연구에서는 한강 하저를 통과하는 국내 최대 직경의 도로터널을 건설하기 위한 이수식 쉴드TBM 조립을 위한 발진부지의 배치와 계획, 쉴드TBM 장비의 주요 부분별 조립공정을 검토하였고, 타공정과 의 간섭 최소화 및 커터헤드 조립과 운반의 효율성을 분석하여 현장여건에 맞게 개선하여 적용하였다.