3) 시험발파 방법
시험발파는 발파공사에 대한 중요도 및 위험요인을 감안하여 엔지니어링기술진흥법에 의한 용역업체 (화약 류관리) 또는 기술사법에 의한 화약류관리 기술사사무소 등 발파전문기관에 의뢰하여 실시하고, 발파진동과 발파소음에 대한 계측결과는 화약류관리 전문기술자에 의해 검토와 검증절차를 거쳐 객관적인 자료를 유지한다.
시험발파 설계패턴이 자료와 경험에 의한 추정으로 설계되기 때문에 시험발파 위치는 가급적 보안물건과 근 접된 지점을 선택하되 위험을 피하기 위하여 각종 시설물에 피해가 미치지 않는 범위 내에서 가능한 한 실시 설계에 가까운 규모로 한다.
또한, 시험발파 시 신뢰성을 확보하기 위해 공사관계자(발주청, 시공회사, 감리단), 관할 경찰관과 발파영향 권 내 시설물 소유자 또는 주민 입회하에 합동으로 실시함을 원칙으로 한다. 발파진동의 크기는 궁극적으로 발파조건에 좌우되며, 발파조건의 주요 요소로는 다음과 같다. ① 사용 화약류의 종류 및 특성
② 지발당 장약량
③ 기폭 방법 및 뇌관의 종류
④ 폭원과 보안물건 (측점)과의 거리
⑤ 전색상태와 장전밀도
⑥ 자유면의 수
⑦ 전파경로와 지반상태 (지형, 암질, 지하수상태)
발파진동을 예측할 수 있는 일반적인 발파진동공식은 다음과 같이 사용된다.
V=K(D/Wb)n
여기서, V : 진동속도 (cm/s)
D : 폭원으로부터의 거리 (m)
W: 지발당 장약량 (kg)
K : 발파진동 상수
b: 장약지수
n: 감쇠지수
이 식에서 K, n 은 정량적으로 평가할 수 없는 인자에 의한 영향을 대표하는 값으로서 지질조건, 발파방법,화약류의 종류에 따라 변화되므로, 시험발파에 의한 계측결과를 분석하여 그 현장에 적합한 발파진동 추정 식을 구하는 것이다. 지발당 장약량을 고정시키고 계측점을 달리하여 측정함으로써 거리에 따른 감쇠지수를 파악한다. 즉, 계측 기 5대 이상을 일정한 건축물이나 시설물에 대해 일직선상으로 거리를 달리하여 설치하고, 30 측점 이상의 계측 결과치를 얻어 분석을 실시한다. 또한, 거리를 고정시키고 지발당 장약량을 달리하여 측정함으로써 장약량 변화에 따른 발파진동상수와 장약 지수 등을 파악하도록 한다. 암발파의 경우는 발파진동 지속시간과 발파 소음의 전파성향을 파악하기 위하여, 동시발파 공수(보통 5~20 공 정도)를 달리하고 뇌관의 기폭단차도 달리하여 실시한다. 이는 지속시간에 따른 인체의 반응이 현저하게 다르게 나타나므로, 이에 따른 분석으로 각종 민원을 예방하기 위함이다.
4) 진동측정 방법
① 측정방법 측정은 원칙적으로 수직방향(V, vertical)과 상호간 직교하는 수평의2방향 즉 진행방향(L, longitudinal)과 접선방향(T, transverse)에 대한 3성분을 동시에 측정한다. 거리에 따른 진동감쇠를 측정하고 싶은 경우에는 넓은 범위의 환산거리를 고려하여 최상의 감쇠 관계를 구하 기 위해 적어도 5개 이상의 측정점에 대해 동시계측을 실시한다. 거리에 따른 감쇠 곡선은 대수 그래프에 작 성하는 일이 많기 때문에 대수 그래프 상에서 등 간격이 되는 위치에 측정점을 선택하면 편리하지만, 때로는 측정지형에 따라 적절하게 운용한다. 또한 최상의 감쇠 관계를 구하기 위해서는 지질상황이 일정한 지역에 측선을 설정하여 장비를 배치한다. 이 상적으로는 토층의 두께가 일정한 지역에 측선을 설정하는 것이 바람직하며, 단층과 같은 큰 구조의 지질적 불연속면을 가로지르는 것을 피한다. 구조물의 진동을 측정할 경우에는 구조물과 동시에 지반 위의 진동을 측정해두고, 지반에 대한 진동배율을 구할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
② 센서의 설치 센서와 지반운동이 같이 거동할 수 있도록 지반 위나 구조물상에 센서를 견고하게 고정시킨다. 단단한 지반 에서는 센서에 부착된 스파이크 (spike)를 이용하여 지반에 견고하게 설치한다. 또한 진동수준이 높지 않은 곳에서 센서의 스파이크가 지반에 삽입되지 않을 경우에는 모래주머니를 이용하여 센서를 완전히 고르게 덮어주어 하중을 가해 줌으로써 지반과 같이 움직이도록 해준다. 센서의 설치 방향은 센서에 표시된 방향표시와 발파원의 방향이 항상 일치하도록 설치하고, 발파원의 장소 가 다른 여러 발파의 경우는 센서의 방향과 일치하지 않기 때문에 그 상황을 기록해둔다.
5) 시험발파 결과분석
① 분석방법 측정된 결과치를 거리별, 장약량별로 정리한 후 식 (1) 에서 변수 b를 1/2과 1/3로 취하고, D/W를 SD (환 산거리, scaled distance)라 하면 아래의 식으로 표현된다.
V=K(SD)n
측정된 진동값에 대한 회귀분석(regression analysis)을 실시하기 위해 대수눈금 그래프에 나타내면, 직선 관계가 성립되어 K값과 값이 최종적으로 결정되며, 당 현장에 적합한 발파진동 추정식을 얻게 된다. 이에 대한 결과치가 많으면 수계산이 복잡해지므로 도표를 작성하거나, 정확도를 높이기 위해 회귀분석 전 산프로그램을 이용한다. 발파진동 추정식은 최대치(PPV) 자료의 95%를 추세선 아래에 위치하게 하는 95 % 수준의 발파진동 추정식을 구한다.
② 시험발파에 대한 결과 분석내용
· 발파진동 및 발파소음에 대한 회귀분석
· 발파진동 및 발파소음 전파 추정식 산출
· 발파진동 및 발파소음 허용기준치 적합성 여부
· 거리별 지발당 허용장약량 제시
· 공당장약량 및 시험발파 패턴의 적합성 여부
·발파공해 (발파소음, 진동 등)에 대한 저감대책
③ 발파진동 추정식의 설정을 위해서는 통계적 의미가 있는 수의 측정 자료가 필요하며, 적어도 30점 이상의 자료를 측정하여 신뢰도를 높인다.
④ 계측결과 추정식의 상관계수가 0.70에 미치지 못하는 경우에는 시험발파를 다시 실시하여야 한다.
6) 분석결과 검토 및 적용
① 시험발파 결과분석에 의해 발파진동 추정식을 얻게 되면 시험발파에 따른 발파설계 패턴의 적합성을 판단하고, 주변 건축물이나 시설물에 미치는 피해 영향 등을 검토하여 현장에 맞는 지발당 허용장약량을 구한다
② 지발당 허용장약량을 기준으로 장비 및 작업효율 등을 감안하여 천공장, 천공경, 천공간격, 저항선 등 발파패턴을 설계한다.
③ 발파이론과 경험에 입각해 발파공해 저감대책 및 발파작업시 제기된 문제점을 검토하여 현장에 가장 적 합한 발파계획을 수립한다.
7) 시험발파 보고서 수록내용
- 개요
- 시험발파의 목적
-이 시험발파 위치도 및 주변현황
- 발파원 지역의 지질현황
- 발파진동 · 소음 허용기준치 검토 · 설정
- 시험 발파 조건 및 방법
- 발파진동·소음 측정방법 및 결과
- 발파진동 추정식 도출
- 지발당 허용장약량 결정
- 발파패턴 설계
- 발파공해 저감대책 등
8) 시험발파 단계별 업무 분장
① 시공회사에서는 2개 이상 시험발파업체로부터 시험발파비에 대한 견적서와 시험발파 수행계획서 등을 받아 시험발파업체를 선정한 후 감리단의 검토를 거쳐 발주청의 승인을 득하여야 한다.
② 감리단은 시공사에서 선정한 시험발파업체에 대하여 업무수행능력 등을 검토하여 적합여부를 판단한다.
