암파쇄공법 검토

암파쇄공법 검토

 

□ 제목 : 암파쇄공법 검토

□ 등록 : 2023. 10.

□ 형식 : hwp 16 page

□ 작성 : 고려컨설턴트

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암파쇄공법 검토

 

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주요 내용

 

4. 공법별 특성

1) HRS (Hydraulic Rock Splitter) 공법

① 개요

HRS(Hydro Rock Splitter System)은 유압으로 고무튜브를 팽창시켜, 이를 감싸고 있는 웨지와 하우징(Thrust Member)을 팽창시켜 암반에 힘을 전달하여 암반을 파쇄하는 공법.

 

② 공법의 특성

- 작동부에서 기기조작 위치까지 충분한 안전거리를 유지할 수 있어서 재해로부터 안전한 작업이 가능하다.

- 작업원은 천공된 구멍에 작동부(Element)를 밀어 넣고 절개 후 이를 회수하여 다음 구멍에 장착하고 리모콘에 스위치를 ON-Off하는 작업만 하므로 작업이 수월하다.

- 적용범위가 연암에서 경암까지 다양하다. 유압유가 들어가서 암반을 절개하고 나면 회수되므로 소음, 진동, 분진, 비석 등 공해요소가 전혀 발생치 않으며 소모품과 유지, 운반비가 최소 수준이다.

※ 유사공법으로 GNR 70(70mm), PRS 80(80mm)등이 있다. 이러한 공법은 적용하는 천공직경의 크기에 따라 붙여진 명칭이며 근본적인 작동원리는 대동소이(大同小異)하다.

 

③ 장점

- 무진동․무소음․무분진 (단, 천공소음 및 2차 파쇄시 중장비 가동소음 및 진동 발생)

- 절개선의 자유 조절 - 초강력 할암력(한번에 5공까지 작업가능).

- 전자동․컴퓨터 제어 - 초경량․초소형

- 수중, 난간, 절벽 등 어디에서나 전천후 적용가능.

 

④ 적용 대상

연암, 경암, 극경암, 철근 콘크리트 구조물

 

⑤작업순서 : 천공 → 작동부 삽입 → 절개 → 2차 파쇄

 

 

2) BIGGER 공법

① 개요

사전 천공한 공에 wedge와 wedge liner가 조합된 둥근 형태의 봉 삽입하고 쐐기를 유압 실린더로 밀어 넣어 취약한 암반 부분의 인장응력을 증가시킴으로서 파단면을 형성하는 것이다.

 

② 공법의 특성

- 장비에의한 유압력을 이용함으로 인하여 진동이 거의 없다.

- 파쇄하는 깊이보다 천공을 길게 한다.(wedge의 선단이 통과할 수 있는 깊이만큼)

- 이러한 이유로 이중천공으로 인한 천공비가 증대한다.

※ 이러한 시공개념 및 장비를 대형화한 공법을 KNBB 공법이라 한다.

 

③ 장점

- 별도의 전기시설 및 보조장구가 필요 없다.

- 작업이 간단하며 소음 및 진동에 유리하다.

 

④ 적용대상

암질에 관계없이 시공이 가능하다.

 

⑤ 작업순서

천공 → 할암(1차 파쇄) → 2차 파쇄

 

 

3) DARDA 공법

① 개요

구동장치, 1～5 개의 유압실린더, 고압 및 저압호스와 쐐기로 구성되며 힘을 극대화시킬 수 있는 유압의 원리와 전통적인 쐐기와 원리를 조화시킨 것.

 

② 공법의 특성

- 무공해 파쇄공법이다.

- 쉬운 작동방법.

- 천공후 즉시 파쇄.

- 전천후 작업가능.

 

③ 장점

- 소량의 작업에 효과가 있다.

- 작업공간에 지장을 받지 않는다.

 

④ 적용대상

- 각종 암반 및 구조물의 제거에 효과적이다.

 

⑤ 작업순서

천공 → 삽입 → 파쇄

 

 

4) Super Wedge 공법

① 개요

Super Wedge공법은 하나의 쐐기(Wedge)와 2개의 날개(Count-Wedge)로 해서 천공공내에 삽입하여 유압실린더로 압력을 가하면 쐐기가 하강하면서 암반이 파쇄되는 원리이며, 역학적으로는 빗면의 원리를 이용하여 빗면에 수직방향분력으로 암반이 파쇄되는 쐐기이론을 이용한 것

 

② 공법의 특성

- 암반파쇄 전 공정을 중장비로 무진동 암반 파쇄기를 운용하는 공법으로 암반 파쇄시 무진동 무소음이다.

- 굴삭기에 장착되어 이동이 용이하다.

- 무진동 암반파쇄기가 단일품으로서 굴삭기에 탈,부착, 이동,보관이 용이하다.

 

③ 장점

- 수직 천공을 함으로서 천공기의 가동효율을 극대화 시킬 수 있다.

- 기계화 시공으로 전천후 작업이 가능하다.

- 천공, 파쇄, 집토가 연속적으로 가능하다.

 

④ 적용대상 : 각종 암반

 

⑤ 작업순서

천공작업 → 파쇄작업 → 집석작업 → 구멍청소작업 → 파쇄작업

터널시공시에는 선대구경(∅382mm) 수평보링공법 적용

 

 

5) 미진동 파쇄기

① 개요

미진동 파쇄기는 Gas 량이 적고 반응온도가 높으며, 그 반응속도가 늦은 특수한 조성물이 사용되며, 그 파괴원리는 폭굉반응의 충격파에 의한 파괴가 아니라 주로 압축 주응력에 의한 정적파괴에 근거한다.

 

② 공법의 특성

- 고열을 이용한 가스 팽창으로 암반에 균열을 발생시키는 화공품으로, 발파공 사이로 가스가 새어나가지 않도록 밀폐를 철저히 하여야 한다.

- 전색의 재료는 시멘트 + 모래 + 급결재를 중량비로 1:1:1로 혼합하여 하절기에는 30분, 동절기에는 60분이 경과후 점화하여야 한다.

- 점화공의 밀폐가 불완전하면 철포현상이 일어나 비석의 원인이 되고, 파괴효과가 저하된다.

- 미진동 파쇄기 1개당 반드시 1개의 뇌관을 삽입한다.

- 뇌관은 전부 순발뇌관이므로 지발효과는 기대하기 어렵다.

- 경암에서는 효과가 떨어진다.

- 가급적 열(列; Row)발파를 하여야 한다.

 

③ 장점

암보다는 콘크리이트가 작업상 효율적이고 약액주입에 비해 작업시간 단축된다.

 

④ 적용대상

- 도심지의 건물이나 교각

- 연암 이하의 암석, 암반 파괴시

- 콘크리트 파쇄작업에 이용

 

⑤ 작업방법

천공 → 미진동파쇄기에 점화구 연결 → 시먼멘 모르타르 충전 → 대기(60분) → 안전덥개 사용 → 점화 → 점화의 확인

 

 

6) 프라즈마 공법

① 개요

축전기에 충전된 약200 Mega Joule의 전기에너지를 암반속에 설치된 전극에 순간적으로 방전시킴으로 전해액중 알미늄(AL)과 금속산화물(CuO)의 골드슈미트(Gold Schmidt)환원 반응에 따라 고온･고밀도의 에너지를 가진 플라즈마의 충격파에 의한 강한 타격력을 발생시켜 이 에너지를 이용하여 암석이나 암반을 파쇄하는 것이다.

 

② 공법의 특성

- 경암 파암시 한 공당 2㎥ 이상의 암석을 일시에 파쇄할 수 있는 파암력을 가지고 있다.

- 파암방법이 초기의 순간적 폭굉압에 의해 암석이나 암반을 파쇄시키므로 분진이나 파편의 비산이 없다고 알려져 있으나 적절치 못한 저항선 설정시 철포현상 및 비산의 우려

- 반드시 전문가의 기술지도가 필요하다.

 

③ 장점

- 암파쇄 효과면에서는 화약발파와 거의 동일효과를 발휘하며 허가사항이 아님으로 인하여 시공이 용이하며 발파와 대비하여 진동이 양호하다.

- 과거에는 단일 공만 작업이 가능하였으나 최근 동시에 여러 공도 작업이 가능함으로 인하여 작업효율이 증대함.

 

④ 적용대상

모든 암에 적용이 가능하나 미진동 및 진동제어 암파쇄에 유리하다.

 

⑤ 시공방법

현장조사 → 시공계획 → 시험파쇄 → 천공 → 공청소 → 전해액 주입 → 전선삽입 → 충전 → 파암(1차파쇄) → Breaker(2차파쇄) → 굴삭 및 제거 → 새로운 천공위치선정

 

 

7) CARDOX 공법

① 개요

천공된 구멍에 액체 탄산가스를 주입하여 이 액체가스를 기체화시킴으로서 액체가 기체로 변할 때 순간적으로 발생되는 ENERGY 활용하여 암을 파쇄하는 방식으로 40년 전 영국의 Pikrose 사에서 개발된 공법이다.

 

② 공법의 특성

다양한 천공경(57, 64, 76mm)에서 작업이 가능한 공법이 장점이다. 그러나 단발파쇄만 가능함으로 인하여 제발효과(Synergy효과)를 발휘할 수 없음으로 인하여 생산성이 저조하다.

보통암(압축강도 : 1200/㎠)이상의 굴착작업에는 효율저하로 인하에 작업성이 저하되고 가급적 3자유면에서 효율적이다.

최근에는 거의 사용실적이 없으며 국내에서는 시공하는 업체도 없음.

 

③ 장점

CO₂가스 구입 및 취급 용이.

Tube 반영구적(10년)이며 수중암반제거 가능공법.

 

④ 적용 대상

연암, 콘크리트 구조물 등이다.

 

⑤ 작업 순서

천공 → Tube(충전)삽입 → 전기선결선 → 비석방호장치 → 전기장치연결 → 점화 → Tube회수 → 2차 파쇄(브레이커) → 집토

 

 

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