본 시공사례는 "성남~여주 복선전철 제 O공구 노반건설공사"중 도로 하부통과 구간으로서 터널의 노선을 따라 진동 및 소음으로 인한 피해 영향권 내에 아파트, 도자기 생산공장 및 국도 등 주요 보안물건 등이 위치하고 있다. 특히, 터널 노선 12m 상부의 국도를 따라 도시가스관(${\varphi}500mm$)이 매설되어 있어, 진동허용기준(1.0cm/sec) 이하로 안전하게 굴착하기 위하여 전자발파 공법을 적용하였으며, 굴착에 따른 지반의 변위를 최대한 방지하기 위하여 정밀 진동제어와 함께 신속한 굴착 및 보강이 이루어짐으로서 안전하게 완료되었다.
최근 도심 발파작업이 증가함에 따라 발파진동 및 소음에 대한 주변 민원문제가 증가되고 있으며, 이에 굴착 시공성 저하로 인하여 시공사와 민원간의 분쟁이 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 본 사례는 전자뇌관에 의한 분산장약 발파공법을 적용하여, 발파진동 및 소음에 대한 제어뿐만 아니라 공사기간을 단축시킴으로서 발파에 대한 민원간의 분쟁을 최소화하였다. 도심 구조물 근접구간의 발파공사에서 발파진동 및 소음을 허용기준 이하로 제어하면서 굴착 시공성을 높일 수 있는 굴착방법으로 널리 활용될 것으로 예상된다.
본 연구는 인천, 수원, 원주, 양산 지역에서 발파작업 동안 취득한 320개의 발파 진동 및 발파 소음 데이터를 사용하여, 발파 진동 및 발파 소음 추정에 적용가능한 예측식을 개발하였다. 발파진동 예측식은 회귀분석결과, SRSD 및 CRSD에 의한 상관계수가 각각 0.879, 0.890이며 두 경우 모두 R2 ≥ 0.7로 나타났다. 발파소음 예측식은 단계적 회귀분석을 수행한 결과, 상관계수는 0.911, R2 ≥ 0.7로 유의미하게 높은 상관관계를 보였다. 상수값 결정을 위한 추가 회귀분석 결과 상관계수는 0.881, R2 ≥ 0.7로 나타났다. 상기의 결과, 개발된 예측식이 다른 도시지역의 재건축사업이나 공동주택 건설에 따른 환경영향평가나 교육환경평가의 소음·진동분야 보고서 작성 시 정합성이 높은 발파소음·진동 예측값을 도출할 수 있을것으로 기대한다.
발파작업시 발생하는 진동 소음은 주변에 존재하는 보안물건에 손상을 입힐 수 있다. 또한, 사람 및 가축에게 정신적으로 피해를 줄 수 있다. 그래서 피해가 예상되는 보안물건의 특성을 고려하여 허용 진동 소음 기준을 설정하여 관리하고 있다. 특히, 어패류는 수중에서 생활하기 때문에 지표면에서 사육되는 동물보다 더욱 진동에 대하여 민감하게 작용하는 것으로 알려져 있다. 본 논문의 현장에서는 발파지점으로부터 약 840m정도 떨어진 지점에 대규모 장어 양식장(이하 양만장)이 존재하고 있다. 그래서, 현장 발파작업시 진동 소음으로 인한 피해가 우려된다. 본 논문에서는 발파 작업을 수행하기 전 설계단계에서 실규모 시험발파를 수행하여 양만장의 발파진동 소음을 측정하였다. 그 결과 발파소음은 설정한 허용기준 이내로 나타났다. 그러나 발파진동이 허용기준을 초과하였다. 따라서, 발파진동에 대해서는 기존의 경험적 방법을 통해 영향검토를 수행하였다. 그리고 새로운 3차원 수치해석방법을 통해검증하였다. 이 검토과정을 간략히 서술하였다. 그리고 양만장과 같이 발파진동 소음에 민감한 보안물건 주변 발파설계시의 발파진동 영향검토 방법을 제안하였다. 또한 발파진동 소음제어 설계방법을 소개하고자 한다.
The cut is placed high up in the section, the 1st sloping holes below the cut, and divided all the holes located below the 1st sloping holes into a certain area with longitudinal section, to lower pollution made from tunnel blasting. With the sequential blasting machine, after I first blasted holes around the cut holes by a pre-splitting method, blasted the cut area and the 1st sloping holes. The 1st and 2nd sloping holes divided areas are initiated gradually to free face upwards made by the cut. Especially, I pre-splinted contour holes previous blast the before sloping holes from the contours. The ground vibration from the earth surface just over the advance face decreased about 42.0% compare with the down blasting method under the condition of equal charge weight per delay. I controlled the crack and over break of the mother rock by pre-splitting contour holes before blast the first sloping holes from the contours. The peak values of noise and air blast by blasting decreased about 10dB more than the down blasting method. the noise and air blast diminished gradually as a round. The throw distance of the fly rock was decreased about 55%.
Most engineers, related to soil and civil dynamic field, have been interested in the dynamic response of building transmitted from soil and rock to structure due to blasting. However it is not easy to estimate the dynamic response of structures and utilities due to blasting by using analytical method because of difficulties of soil modeling, prediction of excitation force and so on. In this paper, dynamic response analysis have been performed to predict vibration levels of structure due to blasting and the semi-empirical method. which is based on vibration measurement data. has been employed to consider blast vibration characteristics.
Most engineers, related to soil and civil dynamic field, have been interested in the direct dynamic design of building transmitted from soil and rock to structure due to blasting. However it is not easy to estimate the dynamic response of structures due to blasting by using analytical method because of difficulties of soil modeling, prediction of excitation force and so on. In this paper, dynamic analysis have been performed to predict vibration level and evaluate dynamic safety of structure adjacent to tunnel blast and the semi empirical method, which is based on vibration measurement data, has been employed to consider blast vibration characteristics.
본 연구에서는 이완식 발파공법과 건교부 제시 발파공법을 적용한 현장에서 지반진동과 소음을 측정, 분석하고 비교하였다. 건교부 방식 발파에 비해 이완식 발파공법이 다소간 진동감쇠 효과가 있었다 발파매트를 사용한 이완식 발파시험 견과가 건교부 방식 발파에 비하여 소음이 감쇠되는 것으로 나타났으며, 파쇄입도는 다소 떨어졌다.
This study aims to predict the particle size of blasted rock. For this purpose, Predicted particle sizes were compared with the measured particle sizes at the rock blasting sites, where various blasting patterns which controls the bench height, depth of blasted hole, burden, spacing etc were tested. the difference of mean fragment size between measured and predicted values was 0.11m.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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