Tunnel Blasting Design Suited to Given Specific Charge

비장약량 맞춤형 터널발파 설계방법

Specific charge, also called powder factor, is defined as the total explosive mass in a blast divided with the total volume or weight of rock to be fragmented. It is a well-known fact that change in explosive consumption per ton or per cubic meter of rock is always a good indication of changed rock conditions. In mining, it is common to use explosive consumption per ton of ore as a measure of the blastability for rock. On the contrary, in civil engineering, it is common to use explosive consumption per cubic meter of rock. In this paper, we adopt the definition of the civil engineering because we are mainly concerned with tunnel blasting. Up to now, although various methods for tunnel blast design have been proposed, there are so many cases in which the proposed methods do not work well. These may be caused by the differences in rock conditions between countries or regions, and can give a serious technical difficulty to a contractor. But if we know the specific charge for a given rock, then the blast design can become much more easier. In this respect, we suggest an algorithm for tunnel blast design that can exactly produce the predetermined specific charge as a result of the design. The algorithm is based on the concept of assigning different fixation factors to various parts of tunnel section, and may be used in combination with the known methods of tunnel blast design.

비장약량 또는 장약계수는 어떤 발파에서 파괴대상이 되는 암석의 총 부피 당 또는 총 무게 당 폭약 소비량으로 정의된다. 암석 톤당 또는 입방미터 당 폭약 소비량의 변화는 언제나 암질변화에 대한 좋은 지표가 된다. 광산현장에서는 통상 광석(ore) 톤당 폭약 소비량을 암석에 대한 발파 용이성의 척도로 사용하는 반면, 건설현장에서는 암석 입방미터 당 폭약 소비량을 사용한다. 본 논문에서는 터널발파를 대상으로 하므로 건설현장에서 사용하는 비장약량의 정의를 채택하였다. 지금까지 다양한 터널발파 설계법들이 제안되어 있지만 이런 방법들을 현장에 적용하였을 때 잘 맞지 않는 경우가 많다. 그 이유는 무엇보다 각 나라나 지역별로 암질조건이 서로 상이하기 때문인 것으로 보이며, 이러한 문제는 발파의 설계자나 시공자에게 기술적으로 상당한 부담이 될 수도 있다. 그런데 만일 우리가 주어진 암석에 대한 적정 비장약량을 알고 있다면 발파설계가 매우 쉬워질 수 있을 것이다. 이런 측면에서 본 논문에서는 사전에 결정된 비장약량이 있는 경우 그 비장약량에 맞추어서 터널발파를 설계할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 터널단면 상의 다양한 영역에 서로 다른 구속도를 부여하는 개념을 토대로 하고 있으며, 기존에 알려진 터널발파 설계방법들과 조합하여 사용할 수 있는 경험적인 설계방법이다.