플라즈마란?

공법개요

• 전력충격기에
  전기에너지 충전
• 전력충격쎌에
  전기에너지 방전
• 전력충격쎌
  테르밋 반응
• 고열 및 충격파로
  암파쇄 진행

시공개념도

공법 전체 시공개념도

전력충격기(Electro Power Impactor)

전력충격쎌(Impact Cell)

시공순서 및 방법

시공 순서도

시공방법

1현장조사단계

다음 단계의 정확한 공정계획 수립을 위하여 공사현장의 주변 환경을 파악한다. 특히 현장 주변의 건물의 유무와 밀집도, 공사 현장과의 거리, 지질의 특성(암질, 균열상태, 지층 등) 등을 조사한다.

2공정계획수립단계

위의 현장조사를 토대로 전체 파쇄량, 공사 기간의 산정, 소음 및 진동에 따른 안전대책, 공정에 따른 장비의 위치선정 등을 결정한다.

3시험파암실시

단공 및 다공충격시험을 하여 암질에 따른 파쇄량 및 소음, 진동을 실제로 계측하여 규제치 이내가 되도록 시공패턴(전력충격쎌의 규격과 충전에너지)을 결정한다.

4천공

천공은 유압드릴 등을 이용한 기계천공을 원칙으로 하나 현장여건 및 시공성, 경제성 등을 검토하여 천공방법 결정 자료를 제출하여 공사감독자의 승인을 득하여야 한다.

• 천공은 시공패턴에 따라 위치, 방향, 깊이 등에 맞추어 정확하게 천공하여야 한다.
• 천공장비는 굴착면적, 굴착폭 및 굴착높이를 확보할 수 있는 장비를 사용하여야 한다.
• 천공중에 발생하는 용수, 가스의 분출, 지질의 변화등에 대하여 주의하여야 한다.
• 천공시에는 잔류 전력충격쎌 유무에 주의하여야 하며 잔류공에는 천공하는 일이 없도록 철저하게 교육 및 감독해야 한다.

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5전력충격쎌 지입 및 전색 작업

• 전력충격쎌 지입은 패턴도에 정해진 파암계획에 따라 안전하게 행하여야 한다.
• 전력충격쎌 지입시 끝부분을 공저 부분까지 밀착시켜 공극이 발생하지 않도록 한다.
• 전색작업은 전색마개, 모래 등을 사용하되 완전 밀폐 시켜서 전력충격쎌의 파암력을 향상시킨다.

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6전선 연결단계

• 파암전선은 직렬연결로 하여 순서에 맞도록 정확하게 결선한다.
• 압착기를 이용하여 압착될 연결부위가 완전하게 밀착되도록 해야하며 파암전선의 연결부위에 테이핑을 실시한다.
• 전력충격쎌과 동축케이블을 패스트컨넥터로 연결한다.

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7보호매트설치

• 보호매트를 파암하고자 하는 위치에 정확히 설치한다.

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8충전 및 파암단계

• 설치된 전력충전충격기의 제어부를 작동시키고 전력충전충격기의 모든 릴레이와 작동상황을 점검한다.
• 시험파암에서 결정된 충전에너지로 충전하고 주스위치를 가동시킨다.
• 전기에너지를 충전하고 암석을 파암한다.

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9작업완료 확인 및 파암된 암석제거

• 파암 후 제어기의 강제덤프 버튼을 눌러 잔류전압을 방전시킨다.
• off버튼을 눌러 전원을 차단시킨다.
• 파암된 암석을 제거하고 다음 파암공정을 준비한다.

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공법특징

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  전기에너지에 의한 파쇄방법 전력충격기에 저장된 전기에너지를 알루미늄과 산화구리로 이루어진 전력충격쎌에 주입하여 플라즈마 상태를 형성합니다.
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  충격파를 이용한 파암 축전기에 저장된 전기에너지(약 7~9KV)를 암반속의 전력충격쎌에 급속히(약1/1,000초) 주입하여 금속혼합물을 반응시켜 물질의 제 4상태로 불리는 플라즈마 상태가 되면 테르밋 반응으로 발생된 고온, 고압의 충격파로 인해 암 파쇄가 진행 됩니다.
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  비산 발생 없음 전력 충격 파암공법의 경우, 충격파로 암 파쇄 후, 플라즈마 상태는 급격히 금속물질로 다시 환원(고체화)되어 비산의 발생이 없습니다.
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  진동감소 진동지속시간 50ms이내이고 진동감쇄지수가 화약에 비해 상당히 높아 거리에 따라 진동의 감소현상이 탁월합니다.
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  공진현상 본 공법은 80%이상의 주파수가 80Hz를 상회하여 일반 구조물(15~20Hz)의 고유주파수와 일치하지 않아서 근접한 구조물에 진동이 도달할 경우 공진 영역을 벗어나게 되어 구조물에 상대적으로 영향을 주지 않습니다.

우수성

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  경제성 무진동 공법 대비 작업량이 약 5배 정도 많으며, 2차 파쇄량이 적습니다.
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  환경친화성 미진동, 저소음, 저분진 공법으로 환경위해요인이 없습니다.
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  시공성 암반의 종류에 관계없이 적용할 수 있습니다. 연암, 보통암, 경암에 따라 충격쎌의 종류 (600, 800, 1000mm)를 달리하여 시공가능하며, 충격쎌의 지관이 방수 코팅된 지관을 사용하여 지하수 발생지역에도 적용이 가능합니다.
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  안전성 비산석과 유해가스가 발생하지 않습니다. 화약류 취급자격면허나 발파허가가 필요하지 않습니다.
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  우수성 (사)한국가속기 및 플라즈마연구협회(KAPRA)에서 개발한 기술로 한국, 미국, 유럽에 특허 등록되어 세계적으로 검증된 공법입니다.

적용범위

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  도심지 진동주파수가 고주파수 대역으로 주변구조물에 공진현상을 일으키지 않아 안전성이 뛰어납니다.
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  도로인접지역 진동, 소음으로 인하여 화약 사용이 불허된 현장에서 민원발생의 우려없이 파암작업을 할 수 있습니다.
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  자연환경보존지역 전력충격쎌이 반응하는 동안 가스압이 발생하지 않아 유해가스가 없고, 가스압에 의한 폭풍압, 비산이 발생하지 않습니다.
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  가축사육지역 발파작업시 발생하는 진동, 소음, 비석, 굉음 등의 발파공해로 인해 생기는 불안감을 해소할 수 있습니다.
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  휴양지구 시공패턴을 자유롭게 설계할 수 있어, 현장의 민원우려요소를 사전에 방지할 수 있습니다.
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  주택가 100%의 충격압으로 암을 파쇄하여 구조물에 도달한 진동이 공진영역을 벗어남으로써, 진동으로 인한 구조물의 장기적인 침하나 슬라이딩 현상을 방지할 수 있습니다.