• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.511-524
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• 2016

주방식 지하구조물은 룸과 암주로 이루어진 격자 형태의 지하구조물로 굴착순서에 따라 주방식 지하구조물의 시공성과 경제성이 좌우될 수 있다. 선행연구에서는 주방식 지하구조물의 굴착공정에서 중요하게 다뤄질 수 있는 발파굴착 공정을 장비 운영과 현행 발파 규정 및 건설공사 표준품셈에 근거하여 검토하였다. 굴착공법으로는 점보드릴을 이용한 발파공법을 가정하였으며, 기존 연구에서 제시한 가로 세로 병행시공방식으로 검토하였다. 연구에서 고려한 단면의 크기에 따라 필요한 착암 공정에 대한 천공시간을 산정하였으며 기존 도로터널 사례를 통해 버력처리 및 지보재 설치 공정의 소요시간을 산정하였다. 굴진면 운용 수를 고려하여 굴착 사이클을 산출하였으며 이를 통해 운영가능한 천공장비의 최대 대수와 최소 대수를 수식화하여 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.145-151
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• 2017

콘크리트 구조물 또는 암석의 해체 공정에서 소음, 진동, 분진 등의 발생을 초래하는 기존의 발파공법을 대신하여 비폭성 파쇄제의 이용을 고려할 수 있다. 본 연구는 유한한 정사각형 콘크리트 구조물을 대상으로 하여 비폭성 파쇄제의 팽창이 준정적으로 균열을 발생, 진전시키는 과정을 유한요소해석으로 예측하고 기존 문헌에 보고된 실험결과와 비교함으로써 해석결과의 정확성을 검증하였다. 또한 비폭성 파쇄제 및 천공 홀의 배치에 따른 영향을 최소요구팽창압 관점에서 분석하였다. 더 나아가서 비폭성 파쇄제가 채워지지 않은 천공 홀이 비폭성 파쇄 공정에 미치는 영향을 분석하고, 분리 조각의 수를 증가시켜 파쇄도를 향상시키기 위한 비폭성 파쇄제 및 천공 홀의 효과적인 배치에 대하여 고찰하였다.

• 산업기술연구
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• 제24권B호
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• pp.3-17
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• 2004

Overbreak, underbreak and range of disturbed rock zone (DRZ) are the most important factors in evaluating the results of tunnel blasting. These factors, which depend on the discontinuities in rock mass, the blasting patterns and drilling conditions, have been studied. The range of DRZ can be estimated by relationships between vibration velocity and associated tensile stress. A new computerized rocket jumbo drill has been adopted to reduce overbreak based on the analysis of drilling accuracy. In-situ blasting tests were also performed by varying initiating systems. Overbreak can be reduce from 34.5cm to 20cm. The range of DRZ is 0.2m with stoping holes and 0.4m with wall holes respectively. In addition, some methods to reduce DRZ have been presented in this study.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.418-426
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• 2008

인도네시아 파시르탄광에서 적용되고 있는 전형적인 발파방법은 지표면을 유일한 자유면으로 하는 일자유면 노천발파 공법이다. 일반적으로 일자유면 발파방법은 자유면이 하나뿐이므로 구속이 커서 큰 지반진동을 일으키게 된다. 큰 지반진동은 다시 채광장의 경계를 이루는 사면의 안정성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 이런 측면에서 발파로 인한 지반진동으로부터 파시르탄광의 채광장 사면과 폐석장의 안전을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하기로 하였다 먼저, 파시르탄광에서 발파로 발생될 수 있는 지반진동 수준을 예측할 수 있는 예측식을 유도하였다. 다음으로, 채광장 사면과 폐석장의 폐석더미를 관리하기 위한 지반진동 허용수준을 PPV 측정치로 각각 120mm/s 및 60mm/s로 설정하였다. 도출된 예측식과 설정된 허용수준으로부터 현장에서 사용할 수 있는 안전발파를 위한 환산거리 조건식을 설정하였다. 설정된 환산거리 조건식은 채광장 사면과 폐석더미에 대해 각각 $D_s{geq}5$ 및 $D_s{geq}10$이다. 또한, 환산거리 조건식을 만족시킬 수 있도록 천공장 $3.3{sim}8.8m$에 대하여 몇 가지 표준발파패턴을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.1069-1077
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• 2015

발파를 이용한 터널굴착시, 와이어쏘를 이용하여 심빼기 부분 외곽에 불연속면을 발생시켜 발파진동을 차단함으로써 소음 및 진동을 저감시키고자 하는 방법은 타 방법에 비해 시공이 간편하고 경제적일 것으로 예상된다. 본 논문에서는 터널굴착용 와이어쏘의 절삭 메커니즘을 규명하기 위하여 시간에 따른 절삭 깊이 변화와 절삭 중 암석 내부의 와이어쏘 곡선 형태를 파악할 수 있는 절삭 모델을 구축하고 검증하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 터널굴착용 와이어쏘 절삭의 특징을 살펴보고, 와이어쏘 인장력, 와이어쏘 속도, 피드 속도, 천공 깊이 및 천공 직경과 같은 주요 조건들이 절삭 성능에 미치는 영향을 검토하였으며, 이러한 검토 결과를 바탕으로 절삭 성능을 높이기 위한 방안을 제시하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.64-76
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• 2008

기계화 장전시스템을 이용한 Bulk Emulsion은 외국에서는 보편화된 장약시스템으로 최근에는 국내에 보급되어 점차 사용이 증가하고 있다. 이런 Bulk Emulsion은 안전하고, 장전밀도를 증가시켜 파쇄도를 향상시킬 수 있으며, 터널발파에서 굴진효율을 향상시킬 수 있고, 발파 유해가스의 농도를 최소한 저감하여 환경친화적인 제품이라 할 수 있다. 또한, 그 종류에는 노천용과 터널용이 있으며, 사용현장 및 목적에 따라 폭약의 구성이 차이가 있으나 장전원리는 동일하다. 본 연구에서는 터널용 벌크에멀젼을 이용하여 국내 10여개 터널현장에서 본발파 및 시험발파를 실시하였고, 주요 현장의 발파 결과는 다음과 같다. 먼저, 카트리지와 비교하여 장전밀도를 $35{\sim}60%$ 증가시킬 수 있으며, 천공수는 약 $10{\sim}30%$의 절감효과가 있고, 굴진능률은 약 $8{\sim}20%$, 파쇄도는 30cm이하의 적정상차 입도 사이즈를 기준으로 약 30%정도의 증대 효과가 있었다. 또한, 발파 후가스는 약포형 에멀젼폭약의 경우 CO가 평균 34.44ppm이었으나 Bulk Emulsion의 경우 20.13ppm으로 기존 폭약 대비 58.45%수준이었고, NOx은 2ppm이하로 검측되지 않았다. 이러한 벌크 에멀젼 폭약을 이용한 기계화 장전시스템은 향후 대형 대단면 터널 현장과 $4m{\sim}5m$이상의 굴진장을 확보할 수 있는 장대터널의 장공발파현장 및 급속 시공을 요하는 현장에서 다양하게 적용될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.431-449
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• 2022

지금까지 국내에서는 수 많은 터널들이 완공되어 오면서 시공에서뿐 아니라 설계에서도 다양한 경험과 기술이 지속적으로 축적되어 왔다. 따라서 이제는 매우 복잡한 지질조건 또는 특수한 터널구조가 아니라면 일반적인 터널설계작업은 설계 항목에 따라 기존 유사 설계사례를 수정 또는 보완하는 것만으로도 충분한 경우도 적지 않다. 특히 터널발파설계의 경우, 실제 터널시공시 현장에서 시험발파를 통해 시공을 위한 발파설계를 추가로 수행하는 것이 일반적이라는 것을 감안할때, 설계단계에서 수행하는 발파설계는 예비설계 성격을 지니고 있어 기존의 유사 설계사례를 참고하는 것도 타당하다고 사료된다. 한편 최근 4차산업혁명시대에 들어서면서 전 산업분야에 걸쳐 그 활용도가 급증하고 있는 인공지능은 터널 및 발파분야에서도 다양하게 활용되고 있지만, 발파터널의 경우 발파진동 및 암반분류 등의 예측 분야에서 주로 활용되고 있을 뿐 터널발파패턴 설계에 활용된 사례는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 터널발파설계를 인공지능의 한 분야인 머신러닝 모델을 이용하여 자동화하기 위한 시도를 하였다. 이를 위하여 25개 학습용 터널설계 자료 및 2개의 시험용 설계자료에서 4가지의 입력데이터(지보패턴, 도로유형, 상반 및 하반 단면적) 및 16개의 출력데이터(심발공 종류, 비장약량, 천공수, 각 발파공 그룹별 공간격과 저항선 등)를 발췌하였다. 이를 기반으로 3가지 머신러닝 모델, 즉, XGBoost, ANN, SVM 모델을 시험한 결과 XGBoost모델이 상대적으로 최상의 결과를 나타내었다. 또한 이를 이용하여 실제 발파설계 상황을 가정하여 발파패턴을 제안하도록 한 결과 일부 항목에서 보완이 필요하긴 하지만 일반적 설계와 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구가 기초연구 성격이어서 전체 발파설계를 완벽하게 수행하기는 아직 부족하지만, 향후 충분한 발파설계데이터를 확보하고 세부적인 처리과정을 보완하여 실용적인 활용이 가능하도록 추가 연구를 수행할 계획이다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.187-195
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• 2003

본 기술사례는 한반도 지각속도 구조연구 과제 중 서산지역과 포항지역을 연결하는 200 kg 측선에서 2차원 지각구조를 밝히기 위한 지각규모 굴절파탐사의 지진동 source 제공을 위해 수행한 대구경 시추공발파에 관한 내용이다. 본 연구를 위하여 국내에서는 거의 실행해 본 경우가 없는 지발당 장약량이 각각 500 kg, 1,000 kg인 2회의 순발 대발파를 수행하였으며, 이 때 천공된 시추공의 직경과 깊이는 각각 300 mm와 100 m이다. 또한 1 km 간격으로 총 200 km 거리에 분포시킨 200개의 계측지점에 지진동이 전달될 수 있도록 충분한 폭속을 가진 폭약과 외부의 충격에 대해 안전하고 기폭력이 우수하며, 시차가 정확한 비전기뇌관을 특수 제작하여 사용하였다. 시추공내로 유출되는 물에 의한 사압을 방지하기 위하여 폭약은 철관용기를 제작하여 벌크 형태로 장약 하였다. 발파전 용기 밀폐 시험 및 용기제작 후 기폭실험을 통해 제작한 철제용기와 뇌관의 100 m 깊이 시추공 발파에 대한 적용성을 사전에 확인하였다. 발파 결과 서산과 영동지역 모두 성공적인 발파를 이루었으며, 모든 지진관측기에서 진동이 관측되었다. 또한 실제 발파 중 진동속도 값을 측정한 결과 주변보안물건에 가해진 진동속도의 경우 미광무국식(USBM)을 이용하여 예측한 진동속도 값보다 평균 180 % 정도 높게 나타났다. 본 연구에서는 발파를 함에 있어 진동의 해석보다는 진동 source제공방법에 그 초점을 두었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.15-23
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• 2002

철골구조물은 일반 철근 콘크리트 구조와는 달리 단순히 천공을 하고 폭약을 장약하여 기폭시키는 방법으로는 해체 또는 절단이 어렵다. 국내의 경우 최근 철골 구조로 건축되는 강교와 건축물 등이 증가하는 추세이며, 내구연한이 다하거나 구조적 결함으로 인하여 해체 대상으로 지목되는 철골구조물에 대해서는 특수한 형태의 해체 기술을 필요로 한다. 1997년 이후 국내에 철골구조물의 발파해체를 위하여 성형폭약에 의한 폭발절단기술에 관한 연구가 소개된 이후로 폭발절단력에 미치는 성형폭약의 라이너(Liner), 폭약의 종류, 형상 및 이격거리(Stand-off distance) 등에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 또한 국산화를 위한 기초적인 설계변수에 관한 연구 등이 보고 된 바 있다. 현재 성형폭약의 사용범위가 철골구조물의 절단해체 뿐만 아니라 긴급구조를 필요로 하는 특수한 용도나 군사폭약의 해체, 항공산업 등 그 적용범위가 확대되고 있는 실정이다. 그러나, 성형폭약의 성능 향상 및 품질 보증을 위한 체계적인 설계 변수의 검토 설정에 관한 연구와 산업f'의 적용을 위한 구체적인 결과는 보고 된 바 없는 실정이다. 그래서, 보다 체계적인 현장 적용 시험 등에 대한 연구가 효율적으로 진행될 경우 국내 고유 기술에 의한 철구조물의 절단 및 해체공법에 획기적인 변화를 가져올 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서는 국산화되어 현장에 적용되고 있는 성형폭약 HAKO 제품을 기준으로 이미 국내에 알려진 성형폭약과 비교 분석하였다. 또한 보다 효율적인 산업계의 적용을 위한 각종 시험 결과 및 국산화 현황과 향후 활용 방안 등에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.26-35
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• 2020

터널공사는 국내 공공건설공사의 중요한 부분을 차지하고 있으며, 다양한 장비와 기술의 개발로 터널공사 시공방법이 발전하였고 현장에 적용되고 있으나 공사비산정기준은 아직까지 현장실태를 제대로 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 현장실태를 반영한 공사비산정기준 수립을 위하여 관련 문헌조사 및 현장조사를 통해 합리적인 터널공사비 산정기준을 제시하였다. 먼저 현재 건설공사 표준품셈에서 정하는 터널공사비 산정기준의 각 항목들을 분석하고 현장조사를 통한 실제 현장시공의 실태와 비교 분석하였다. 주요 조사내용으로는 암판정 및 내공측량, 천공속도, 버력처리 장비조합 등 싸이클 시간과 관련된 작업 시간에 대한 조사와, 굴착 투입인원에 대한 현장별 적용실태를 확인하였다. 현장 조사결과를 바탕으로 터널굴착 1발파당 싸이클 시간, 천공기계의 천공속도, 버력처리 장비조합, 터널굴착 투입 작업인원에 대한 개선안을 제시하였다. 싸이클 시간의 경우 천공준비 시간에 암판정 및 내공측량 시간을 반영하였으며, 천공기계 속도는 컴퓨터 점보드릴의 천공속도를 반영하였다. 버력처리는 상차장비의 규격을 현장 시공실태에 맞추어 개정하였으며, 터널굴착 투입 작업조를 현장실태에 맞추어 개선안을 제시하였다. 본 연구를 통하여 현장 시공실태를 반영한 공사비산정기준이 제시되었으며, 터널공사 적정공사비 확보에 일조할 것으로 기대된다.