표제지
목차
1. 서 론 10
2. 터널 굴착공법의 종류 및 특성 11
2.1 터널 공법의 소개 11
2.2 재래식 공법의 특성 12
2.3 침매(沈埋) 공법의 특성 13
2.4 TBM(Tunnel Boring Machine) 공법의 특성 15
2.5 NATM(New Austrian Tunneling Method) 공법의 특성 16
3. 발파이론 19
3.1 화약의 폭발현상 19
3.2 발파의 3단계 22
3.3 발파공 주변 암반의 상태 24
3.4 조절발파(smooth blasting) 효과 25
3.5 발파에 의한 암석 파괴 27
3.5.1 누두공 이론 27
3.5.2 암석의 파괴 28
3.6 터널발파 30
3.6.1 터널발파의 특성 30
3.6.2 터널 발파공의 명칭 31
3.6.3 심빼기 공법의 종류 32
4. 터널 발파 하중 산정 33
4.1 매질의 종류에 따른 응력파의 전파특성 33
4.2 밀장전시의 발파하중 35
4.3 Decoupling 장전시 발파하중 41
5. 발파가 암반손상 및 여굴에 미치는 영향 43
5.1 발파에 의한 주변암반의 영향 43
5.2 암반 손상영역 예측 및 측정방법 45
5.2.1 발파진동속도에 의한 예측 45
5.2.2 물리탐사기법의 적용 49
5.2.3 투수계수의 측정 50
5.2.4 미소파괴음의 측정 50
5.2.5 기타 50
5.3 수치해석에 의한 양반손상 영역 파악 51
5.3.1 수치해석 모델링 51
5.3.2 수치해석 결과 54
5.4 여굴의 개념 56
5.5 여굴의 발생원인 57
5.5.1 확천량(look-out)에 의한 원인 57
5.5.2 천공장비 및 천공 숙련도에 따른 원인 58
5.5.3 암반의 특성 및 상태에 따른 원인 58
5.5.4 발파공의 형상에 따른 원인 59
6. 과다여굴 발생 방지 대책 60
6.1 노치(notch) 선 균열 발파 60
6.2 노치(notch) 선 균열 발파를 이용한 시험발파 64
6.2.1 대전동부 순환고속도로 3공구 비래터널 종점부 64
6.2.2 서해안 고속도로 제21공구 영광 1터널 69
6.2.3 서해안 고속도로 제21공구 영광 2터널 70
6.2.4 고령~성산간 도로공사 ○○터널 71
6.2.5 대구~포항간 고속도로 ○○터널 72
6.2.6 예산 우회도로 ○○터널 73
6.2.7 보은~내북간 도로공사 ○○터널 74
6.2.8 현동~내서간 도로공사 ○○터널 75
6.3 기존발파와 노치(notch)선균열 시험발파 여굴량 비교분석 76
7. 결 론 77
참고문헌 78
Abstract 79
요약문 80
감사의 글 81
표 3.1 심빼기 공법의 종류 33
표 4.1 국내터널에 사용되는 화약의 특성 36
표 4.2 국내 화강암 및 편마암의 특성 36
표 4.3 화약종류에 따른 발파응력의 특성 40
표 5.1 Steel Rib 설치 유무에 따른 여굴량 기준 57
표 5.2 허용 여굴량 설계 반영기준 58
표 6.1 발파패턴 66
표 6.2 비래터널 여굴 측정 결과 68
표 6.3 영광1터널 여굴 측정 결과 69
표 6.4 영광2터널 여굴 측정 결과 70
표 6.5 고령~성산간 도로공사 ○○터널 여굴 측정 결과 71
표 6.6 대구~포항간 고속도로 ○○터널 여굴 측정 결과 72
표 6.7 예산 우회도로 ○○터널 여굴 측정 결과 73
표 6.8 보은~내북간 도로공사 ○○터널 여굴 측정 결과 74
표 6.9 현동~내서간 도로공사 ○○터널 여굴 측정 결과 75
표 6.10 기존발파와 노치(notch)선 균열 발파 여굴량 비교 76
그림 2.1 착암기를 이용하여 터널의 천장을 천공하는 모습 13
그림 2.2 상단면과 하단면으로 나누어 콘크리트 라이닝 작업을 하는 모습 13
그림 2.3 육상에서 제작되는 구조체 모습 14
그림 2.4 구조체를 해저로 이동하는 모습 14
그림 2.5 TBM 장비의 배치모습 16
그림 2.6 Shotcrete 타설장면 17
그림 2.7 Rock Bolt를 삽입할 구멍 뚫는 장면 18
그림 2.8 3 Boom Jumbo Drill 18
그림 3.1 화약의 폭발상황 20
그림 3.2 화약의 폭굉에 의한 상태변화 21
그림 3.3 가스팽창에 의해 수행되는 일 22
그림 3.4 방사상 균열의 형성 23
그림 3.5 발파공 주위에서의 압축 응력파 발생 23
그림 3.6 균열 내부로의 가스침투 24
그림 3.7 발파하중에 의한 암반의 상태 24
그림 3.8 하중의 종류에 따른 균열양상 27
그림 3.9 누두공의 모양 27
그림 3.10 터널 발파공의 명칭 31
그림 4.1 매질의 종류에 따른 응력-변형 관계 그래프 34
그림 4.2 고체매질에서의 거리에 따른 응력파의 형상 35
그림 4.3 밀장전시의 발파압력(ANFO, r=162.5mm) 39
그림 4.4 밀장전시의 발파압력(Emulsion, r=177.4mm) 40
그림 4.5 밀장전시의 발파압력(dynamite, r=248.9mm) 41
그림 4.6 Decoupling 장전시의 발파압력(발파공벽) 43
그림 5.1 장약량을 달리하여 거리 R에 관한 함수로 나타낸 진동속도 V 대한 적분 45
그림 5.2 임의의 관측점에서 입자속도를 계산하기 위한 장약길이에 대한 적분 47
그림 5.3 일반적인 2차선 도로터널 발파 패턴도 52
그림 5.4 수치해석에 사용된 요소망 52
그림 5.5 주변공에 작용하는 발파하중 53
그림 5.6 외곽공 발파시 시간에 따른 응력 54
그림 5.7 응력파의 전파에 따른 입자 속도 55
그림 5.8 굴착면으로부터의 거리에 따른 최대 입자속도 56
그림 5.9 외곽공 천공시 확천량(look-out) 57
그림 6.1 발파공벽에 작용하는 발파압력 형상 61
그림 6.2 노치(notch)비트가 설치된 점보드릴 62
그림 6.3 노치비트와 일반비트 63
그림 6.4 노치(notch)비트로 천공한 발파공의 모습 64
그림 6.5 천공 및 기폭패턴 65
그림 6.6 장약패턴 65
그림 6.7 60등분한 터널단면 모식도 67
그림 6.8 비래터널 여굴 측정 결과 그래프 68
그림 6.9 영광1터널 여굴 측정 결과 그래프 69
그림 6.10 영광2터널 여굴 측정 결과 그래프 70
그림 6.11 고령~성산간 도로공사 여굴 측정 결과 그래프 71
그림 6.12 대구~포항간 고속도로 ○○터널 여굴 측정 결과 그래프 72
그림 6.13 예산 우회도로 ○○터널 여굴 측정 결과 그래프 73
그림 6.14 보은~내북간 도로공사 ○○터널 여굴 측정 결과 그래프 74
그림 6.15 현동~내서간 도로공사 ○○터널 여굴 측정 결과 그래프 75