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국토교통R&D 연구개발보고서 글보기
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과제고유번호 21CTAP-C164067-01
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 도심지 터널 굴착 진동 저감을 위한 미진동 파쇄제와 공법 개발
연구책임자 노상림 당해년도
참여 연구원수		 4명 당해년도
연구비		 정부 : 160,000,000 원
기업 : 160,000,000 원
계 : 320,000,000 원
총 연구기간
참여 연구원수		 8명 총연구비 정부 : 200,000,000 원
기업 : 200,000,000 원
계 : 400,000,000 원
연구기관명 및 소속부서 지에스건설(주)
참여기업명 -
참여연구기관명 지에스건설(주),예일회계법인
등록 발간번호 -
ISBN -
○ 당 연구과제를 요약하면, 미진동 굴착 공법 중 화학적 방법 중 하나인 증기압 파쇄제를 이용하고, 이를 이용하여 도심지 진동·소음 허용 기준치를 만족하면서 터널을 효과적으로 굴착할 수 있는 공법을 개발하는 것이다.
○ 증기압 파쇄제의 원리는 먼저 AL과 CuO가 포함된 화학조성물에 테르밋 반응을 일으키고, 수화물이 반응하면서 순간적인 증기압이 발생하여 암반을 파쇄하는 것이다. 증기압 파쇄제의 폭속은 900~1,200m/sec 정도로 5,000m/sec 이상인 화약의 폭속보다 작아 진동 및 소음이 저감되는 효과가 있으나, 강한 암반에서의 파쇄 효과는 급격히 저하된다는 문제가 있다. 또한, 일반적으로 판매되는 전기나 비전기뇌관이 아니라 전용 기폭장치를 이용해야 하므로 가격이 증가하고 이용이 다소 불편하여 현장에서 적용을 망설이는 요인이 되고 있다.
○ 새로운 미진동 파쇄제는 증기압 파쇄제의 기본적인 원리를 이용하면서, 일반적으로 판매되는 전기 및 비전기 뇌관 또는 일반 화약으로 기폭될 수 있도록 하는 것이 당 연구과제의 주요한 목표이다. 이를 위해서는 다양한 조성물과 배합에 따른 열량과 폭속을 이론적으로 산정하고 실험적으로 검증하는 과정을 거쳐야 한다. 특히 예감제의 종류와 분포도에 대한 실험연구가 필요하고, 조성물에 대한 그래뉼 공법(분말 상태의 입자를 일정한 크기의 덩어리로 가공하여 다시 건조시키는 공법)을 통해 순폭 증가 효과를 확인해야 한다. 이를 통해 개발되는 미진동 파쇄제의 폭속은 1,000m/sec 이상, 2,000m/sec 이하의 범위로서 기존의 제품보다 파괴력을 향상시키고자 한다.
○ 그렇지만 미진동 파쇄제가 개발된다 하더라도 바로 터널 굴착에 적용할 수 없다. 미진동 파쇄제의 특성에 적합한 굴착 공법이 설계와 시공 측면에서 수립되고 효과가 검증되어야 하기 때문이다. 파쇄 효과를 극대화하기 위한 방법으로 기존의 전색재(모래, 쇄석, 물, 모르타르 등) 대신 비뉴턴유체의 전색재 사용, 대구경 천공경의 적절한 배치, 새로운 심발 공법, 주변공의 배열과 장약량 등의 패턴을 정립하고, 최종적으로는 암반 등급에 따른 미진동 파쇄제를 이용하는 터널 굴착 공법을 정립하는 것이 당 연구과제의 또 하나의 목적이다.
색인어 한글 미진동 파쇄제 도심지 터널 굴착 공법 진동·소음 전색
영문 Low Vibration Rock Cracker Urban Area Tunnel Excavation Method Vibration·Noise STEM
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