터널에서 전자뇌관을 이용한 발파진동 저감 기술 사례

초록

국내 발파 현장에서 사용되고 있는 폭약류에 강력한 폭굉력을 충분하게 발휘하기 위해서는 뇌관(Blasting cap, Detonator)의 역할이 중요하다. 그리고 이 뇌관의 정밀성에 따라 발파 효율의 차이가 있게 된다. 초기의 도화선 및 공업뇌관에서 시작하여 현재 정밀성 면에서는 MS(Milli Second)뇌관의 경우 20ms 또는 25ms의 정밀한 시차로 순차적으로 기폭함으로써 발파효과의 극대화와 소음 및 진동제어에 큰 효과를 이루었으나, 최근 개발된 전자뇌관의 경우 자체 IC회로를 내장하여 1~2ms의 초정밀시차(오차범위 0.1~0.2ms)의 구현이 가능해짐에따라 이를 적절히 조합하여 설계함으로써 각종 제어발파, 파쇄도 향상, 암 손상영역 저감 등의 효과에 대해 국외에서 연구가 진행되고 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 우리나와 같이 도심지 발파 및 터널이나 노천 현장 근거리에 보안물건이 위치해 있어 진동제어가 절실히 필요한 상황에서 효과가 있는 것으로 알려진 전자뇌관에 애한 연구가 이루어지고 있지 않은 상황에서 본 연구는 앞으로 이루어질 전자뇌관에 대한 수많은 연구에 기초자료를 제공하고자 실시하였다. 본 연구에서는 이를 위해 국내에서 최초로 2003년 9월 23일 강원도 양구 지역의 00터널에 전자뇌관을 이용한 시험발파를 실시하였고, 발파에 의한 진동 등을 조사하여 그 효율성을 검토하였다. 이를 위해 전자뇌관의 특성과 장점을 최대한 살리기 위하여 각공을 발파하는 방식, 즉 1지발에 1공을 발파하는 방식을 채택하고 비전기 뇌관과 전자뇌관으로 설계를 하여 각각의 발파효율을 비교하여 보았다. 그 결과 발파진동의 경우 비전기뇌관을 이용하여 1공씩 1지발로 발파를 한 경우에는 18~56%의 진동저감 효과가 있었고, 본 설계에 의해 진행된 발파에 비하여는 최대 70% 이상의 진동저감 효과가 있는 것으로 나타났다.