석회암 지역 터널 굴착에서 적정 비장약량 산출 및 발파패턴 연구

Abstract

터널 발파 작업에서 발파 효율을 결정하는 요소는 기반암의 물리 역힉적 특성과 발파 기술의 메커니즘, 이 두 가지로 분류할 수 있다. 우리나라의 경우, 터널 굴착을 위한 발파 패턴 설계 기준은 대부분 화강암 또는 편마암을 대상으로 설정되어 있으며, 석회암 구간에 대한 터널 발파 설계는 아직 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이론적 검토와 현장 적용을 위한 실규모 시험발파를 통해 석회암 구간에서의 적정 비장약량과 심발 공법을 분석하였다. 연구 결과, 석회암 구간에서의 비장약량은 일반적인 화강암 및 편 마암에 비해 약 40% 적게 소요되는 것으로 분석되었으며, 굴진장 3.0 m 확보를 위해서는 약 0.670 kg/m 수준으로도 가능한 것으로 나타났다. 또한, 심발 공법으로는 퇴적암류의 생성 및 지층 구조 특성을 고려할 때, 경사심발과 평행심발을 혼합한 SAV-Cut 발파 공법을 적용함으로써 시공성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

In tunnel blasting operations, the factors that determine blasting efficiency can be broadly classified into two main categories: the physical and mechanical properties of the bedrock and the mechanism of blasting techniques. In South Korea, most tunnel blasting pattern design standards have been established for granite or gneiss, while design guidelines for limestone sections remain limited. This study aims to determine the optimal specific charge and appro- priate cut blasting methods for limestone by combining theoretical analysis and full-scale field test blasting. The results show that the specific charge required for limestone is approximately 40% lower than that for typical granite or gneiss. It was also found that a specific charge of approximately 0.670 kg/m is sufficient to achieve an advance length of 3.0 meters. Considering the geological structure and formation characteristics of sedimentary rocks, the proposed SAV-Cut blasting method, which combines inclined and parallel cut blasting techniques, demonstrated significantly improvement in constructability and overall efficiency.