터널굴진발파에서 정량적인 발파결과 평가기법에 대한 연구

Abstract

발파공사는 위험물의 관리와 공공의 안전에 대한 엄격한 규제 때문에 쉽게 접근하기 어려운 분야로서 전문 인력이 부족하고 연구개발과 성과관리 시스템이 미흡한 실정이다. 특히, 발파 시행 이후 발파공사의 성취도 수준을 판정하기 어려우며 발파결과의 원인에 대해서도 정확한 진단을 내리기가 어려운 것이 현실이다. 또한, 발파결과의 성적을 판단하는 척도가 굴진량에 국한되는 경우, 여굴 방지, 소할 제어, 소음진동 제어가 필요한 현장에서는 적절한 대처방안을 찾지 못함으로 해서 시공효율이 급격히 떨어지는 경우가 많다.

본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 발파결과를 정량적으로 평가할 수 있는 평가시스템을 개발하고, 발파결과를 변화시키는 원인에 속하는 암반조건, 천공 및 장약작업 조건 등에 대한 평가를 통하여 발파설계와 발파결과의 상호관계를 찾음으로써 발파공사의 효율성을 높이고자 하였다. 기존의 연구에서는 발파결과에 영향을 미치는 여러 가지 요인을 찾고 발파대상 암반의 평가와 분류를 바탕으로 발파지수를 설정하거나 터널발파에 적정한 비장약량을 산정하였다. 그러나 발파지수는 발파의 용이성을 나타내는 지표일 뿐 발파결과를 대표하는 굴진율 및 여굴 상태 등을 설명하기에는 부족하다.

따라서, 본 연구에서는 발파결과를 굴진율, 여굴, 소할, 소음․ 진동의 4가지 항목으로 분류하여 각각의 항목마다 평가척도에 따라 점수화함으로써 1차 평가를 실시하였다. 또한, 발파공사의 준비 작업에 해당하는 천공과 장약 등의 계획과 실행정도를 평가척도에 따라 점수화함으로써 2차 평가를 실시하였다. 본 연구는 이 1차 및 2차 평가로 구성된 발파 평가시스템을 개발함으로써 터널 굴진발파에 대해 더 객관적이고 정량적인 평가를 가능케 하였다. 또한, 개발된 평가시스템을 실제 발파현장에 적용함으로써 발파현장의 특성에 따라 발파효율을 높일 수 있는 방안을 모색하였다. 향후, 다양한 조건의 더 많은 현장에 본 평가시스템을 적용하여 충분한 자료가 확보된다면 더 정확한 진단을 할 수 있을 것으로 기대한다.