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도심지 지하철 시공시 발파의 영향과 대책

도심지 지하철 시공시 발파의 영향과 대책. 2010. 12. 8. 목 차. 1. 서 론. 1. 발파 일반. 2. 발파 환경영향. 3. 발파 설계 과정. 4 . 터널 발파. 1. 발파일반. 1. 터널굴착용 폭약류. 1. 발파일반. 2. 터널굴착용 뇌관류. 1. 발파일반. 3. 뇌관의 구조에 따른 분류. 순발뇌관 : 지연요소가 없이 점화옥의 발화나 접촉에 의해 즉시 폭발 (0ms). 지발뇌관 : 지연요소의 길이에 따라 시차가 발생하면서 폭발

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도심지 지하철 시공시 발파의 영향과 대책

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Presentation Transcript

  1. 도심지 지하철 시공시발파의 영향과 대책 2010.12. 8.

  2. 목 차 1. 서 론 1. 발파 일반 2. 발파 환경영향 3. 발파 설계 과정 4. 터널 발파

  3. 1. 발파일반 1. 터널굴착용 폭약류

  4. 1. 발파일반 2. 터널굴착용 뇌관류

  5. 1. 발파일반 3. 뇌관의 구조에 따른 분류 • 순발뇌관 : 지연요소가 없이 점화옥의 발화나 접촉에 의해 즉시 폭발 (0ms) • 지발뇌관 : 지연요소의 길이에 따라 시차가 발생하면서 폭발 • MS뇌관 : 1/100초 단위로 분할하여 시차를 발생 (20ms 단위) • LP 뇌관 : 1/10초 단위로 분할하여 시차를 발생 (100ms 단위) • 지발당장약량 : 순발이나 지발뇌관을 이용하여 장약할 경우, 같은 번호의 뇌관에 결합되는 장 • 약량의 합

  6. 1. 발파일반 4. 결합방법에 따른 사용단수

  7. 1. 발파일반 5. 전기뇌관 사용시의 문제점 및 대책 • 전기적인 위험성이 있는 정전기와 누설전류에 취약 • 낙뢰 발생시 오발 가능 • 대책 : 누설전류측정, 낙뢰발생 경보기, 비전기뇌관 등

  8. 1. 발파일반 6. 화약류 적용의 문제점 및 대책 • 화약류 규격의 상이 : 한화, 고려화약의 화약류 상이 (터널용 기준) • 발파설계상 동일규격으로 설계 불가 – 대부분 한화기준으로 설계 • 발파패턴도 Note에 감독관의 확인에 따라 동등 이상의 화약류를 쓸 수 있다고 수록됨 • 대책 • 설계도상의 화약류를 적용하는 것이 무난 • 변경시는 제조사의 화약류 규격을 고려하여 동등이상의 화약류를 적용

  9. 2. 발파환경 영향 1. 용어정리 • 허 용 치 : 발파시 발파지점에서 일정거리에 이격되어 있는 보안물건이나 인체의 영향에 대해 • 안전율을 부여한 것. • 보안물건 : 총포도검화약류단속법상 화약류 폭발과 관련하여 1～4종까지 구분하여 지정해 놓 • 은 물건들을 말한다. 토목분야에서는 구조물이나 인체에 관련된 사항으로 한정됨. • 진동속도 : cm/sec(kine), mm/sec , 구조물 피해 표시 기준 • 진동레벨 : dB(V) , 인체에 대한 가속도레벨에 수직감각을 주파수에 의한 감각보정회로를 통해 • 보정한 진동치 • 소음레벨 : dB(A) , 음압레벨을 주파수 1,000Hz기준으로 청감보정회로를 통해 보정한 소음치 • 음압레벨 : dB(L) , 음압의크기 level을 표시한 것

  10. 2. 발파환경 영향 2. 발파진동 규제기준 • 구조물 관련 터널표준시방서 2009. 서울시 지하철

  11. 2. 발파환경 영향 2. 발파진동 규제기준 • 지중 매설물 관련

  12. 2. 발파환경 영향 2. 발파진동 규제기준 • 인체 및 가축 관련 생활진동 기준(소음진동규제법[단위:Leq.dB(V)]

  13. 2. 발파환경 영향 3. 발파소음 규제기준 생활소음 기준(소음진동규제법[단위:Leq.dB(A)]

  14. 2. 발파환경영향 4. 발파진동 관련 논쟁 • 발파진동 단위 이원화 : 진동레벨 dB(V)와 진동속도 cm/sec(kine) • 국토해양부(시공사), 경찰청 : cm/sec (구조물 기준) • 환경부 : dB(V)(구조물, 인체나 가축) • 중앙환경분쟁조정위원회 : cm/sec (구조물), dB(V) (인체나 가축) • 진동레벨과 속도변환식 • dB(V)=20logV+71 (V가 mm/sec일때) : 에지마식, 환경부권고식 • 논쟁 • 각 기관별 적용상이로 판정의 어려움 • 발파진동에서 에지마식의 상관성이 낮아 적용 곤란 (허용치 65dB(V)=0.05 cm/sec) • 대책 • 인체나 가축에 대해서는 진동레벨(dB(V)) 적용 및 진동레벨측정기로 계측 • 구조물에 대해서는 진동속도(cm/sec) 적용 및 진동속도측정기로 계측 • 진동속도와 진동레벨에 대한 상관관계 현실화 연구를 위한 실험 지속

  15. 2. 발파환경 영향 5. 발파소음 관련 논쟁 • 발파소음치 산정식 • dB(A)=측정소음치(최대값)+10logN : 소음진동환경오염공정시험기준(2008,환경부) • 논쟁 • 발파횟수 보정 추가(+10logN) - 환경부의 과도하고 엄격한 기준적용으로 도심지 토공 • 발파 곤란 • 측정치 적용시 발파소음만 최대치 적용 - 다른소음(생활, 철도, 항공 등)은 등가소음도 • 또는 측정치 상위10개의 산술평균으로 측정치 적용 • 발파소음만 완화보정값이 없음 - 철도(-32.6)나 항공기(-27)는 완화보정값이 있음 • 대책 • 측정치 상위10개의 산술평균 방식으로 완화 요구 • 철도나 항공기의 경우처럼 완화보정값을 적용 요구 • 최근정보 : 65dB(A) 이상값만 N 횟수에 포함하기로 협의중

  16. 2. 발파환경영향 6. 시공중 발파관련 민원 • 시공중 발파민원 처리 : 중앙환경분쟁조정 위원회 (3가지 근거) • 진동으로 인한 건축물 피해평가에 관한 연구(2002.4) • 건축물의 진동피해 및 인과관계 규정 • 진동기여도 산정방식으로 진동허용치 산정 및 배상액 산정 • 공사장 환경분쟁사건 소음.진동도 산출방법 개선연구 (2007.11) • 진동속도와 진동레벨의 환산관계식 제안 : VL(dB(V))=13.54logV+72.33 • 환경분쟁 피해배상액 산정기준 조정보완시행 (2008.1) • 인체 및 가축의 정신적 피해기준 규정 • - 인체 : 발파소음 ; 75dB(A), 발파진동 ; 75dB(V), • - 가축 : 발파소음 ; 60dB(A), 발파진동 ; 57dB(V)≒0.02kine

  17. 2. 발파환경영향 6. 시공중 발파관련 민원 • 중앙환경분쟁조정 위원회 분쟁조정 사례 (최근) • 용인전철공사장 소음진동으로 인한 건물 피해 (2010.8) • 진동피해 개연성 판단기준 1.5cm/sec이내로 기각 (진동기여도산정방식 적용) • 종로구건물공사장 소음진동먼지로 인한 정신적 피해 (2009.7) • 진동피해 인정수준 0.56cm/sec이상으로 배상 (진동기여도산정방식 적용) • 소음허용기준 75dB(A)이상으로 배상 • 용인도로공사장 건물 및 정신적 피해 (2009.6) • 정신적피해 : 소음 인정기준 80dB(A)이내, 진동인정기준 75dB(V)이내로 기각 • 건물피해 : 진동 인과관계 인정수준 0.21cm/sec초과배상 (진동기여도산정방식 적용) • 순천도로공사장 소음진동먼지 피해 (2009.6) • 정신적피해 : 소음 인정기준 80dB(A)이상, 진동인정기준 75dB(V)이내로 배상 • 건물피해 : 진동 건물피해 인정기준 0.3cm/sec이내로 기각(진동기여도산정방식 적용)

  18. 3. 발파 설계 과정 1. 현장 시험발파 • 현지 시험발파를 통한 진동 특성치 산정 진 동 계 측 시 추 공 시험발파 터널실규모 시험발파 • 시험발파를 통한 진동계측 데이터 확보 • 현지지반 발파특성치 K, n 값산정 누 두 공 시험발파

  19. 3. 발파 설계 과정 2. 결과분석 • 회귀분석을 통한 발파진동추정식 산정

  20. 3. 발파 설계 과정 3. 발파진동 영향권 분석 • 보안물건에 대한 영향여부 분석 • 이격거리별 지발당장약량 산정 • 적용 발파패턴의 지발당장약량에 대한 허용치별 안전거리 검토

  21. 3. 발파 설계 과정 4. 구간별 발파패턴 선정 • 진동제어 공법 적용 • 보안물건별 허용진동치 초과 구간에 대해 진동제어 공법 검토 적용 • 전구간 발파패턴 결정 및 도면작성

  22. 3. 발파 설계 과정 5. 시공중 - 발파설계 적정성 검토 분석 • 시공시 현장내 시험발파 토 공 시험발파 터 널 시험발파 설계 적정성 확인 민원대비

  23. 4. 터널발파 1. 터널 각 부분 명칭

  24. 4. 터널발파 2. 동심원 기폭 system • 1차로 심발부를 기폭하고 점차 외곽으로 확대하면서 발파 • 심발부 : 1자유면 발파, 기 타 : 2자유면 발파

  25. 4. 터널발파 3. 심발공법의 종류 • 대표 심발공법

  26. 4. 터널발파 3. 심발공법의 종류 • 변형 및 복합 심발공법 (특허공법)

  27. 4. 터널발파 4. 심발부의 진동속도 영향 • 1자유면 발파형태인 심발부에서 최대로 발생 • 이후,2자유면이 형성되면서 확대공, 측벽부, 천단부, 바닥공 순으로 폭발이 일어나지만 • 진동은 급격히 줄어듬 • 터널 발파관리 • 심발공법을 이해하고, 천공간격, 장약량 등을 관리

  28. 4. 터널발파 5. 조절발파 공법 • 터널이나 사면에서 벽면의 암반 손상을 최소화 하는 발파공법 • 암반내로의 균열발생을 최소화 하여 미려한 벽면을 형성하는 것이 목적 • 터널 : Smooth Blasting, Line Drilling, S.B+L.D • 사면 : Pre-splitting, Cusion Blasting

  29. 4. 터널발파 6. 여굴관리 • 여굴발생 원인

  30. 4. 터널발파 6. 여굴관리 • 여굴 대책 • Look-out 발생의 이해 • 천공기사의 지속적인 교육관리를 통해 외곽공 Look-out 발생 최소화 • 외곽공 천공간격의 균질화

  31. 4. 터널발파 7. 수직구 발파 • 지하철 건설시 가장 많이 작업구로 이용 • 소음 및 진동에 따른 민원 발생 최대 개소로 소음 및 진동을 최소화 할 수 있는 공법 필요 • 심발 발파패턴 • 도심지 발파진동 최소화를 위해 T-4장비를 이용하는 대구경 천공 선호

  32. 4. 터널발파 7. 수직구 발파 • 진동제어 심발 대구경 천공시 주의사항 • 천공은 작업상황에 따라 가시설 설치를위한 • 천공작업(T-4)시 동시에 선시공 • 천공완료후 공내는 스티로폼 과 같은 경량의 • 재료로 채워놓음. • – 발파시 버력 공채움 방지 • 암반층이 깊은 경우는 토사부분의 토공작업후 • 암반층 노출시 천공도 가능

  33. 4. 터널발파 7. 수직구 발파 • 소음 및 비산방지를 위한 조치 • 뇌관은 전기뇌관 이용 • - Bunch connecter 사용시 • 공중발파 소음 발생 • 상단부 덮개시공 • 부직포 늘어뜨림- 특허 • 작업구 최소화 및 덮개설치 • 발파면 매트설치

  34. 4. 터널발파 8. 계측관리 • 토공발파중 인접건물 민원발생시 • 터널발파중 기존구조물 근접통과시 • 자동화 진동계측에 의한 실시간 • 데이터 확보 및 대책수립 • 민원대비 가능 계측기 설치 자동화 계측

  35. 4. 터널발파 9. 발파 대체 공법 • 무진동 공법

  36. 4. 터널발파 9. 발파 대체 공법 • 미진동 공법

  37. 감사합니다.

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