1. 서 론
2. MDS 발파공법
2.1 개요
2.2 이론적 배경
2.3 공법의 원리
3. 현장 시험시공
3.1 지질 상황
3.2 시험시공 방법
4. 시험시공 결과
4.1 현장 전경 및 암질
4.2 파쇄체적
4.3 발파진동 및 소음
4.4 결과 검토
5. 결 론
1. 서 론
전 국토의 약 70%가 산지인 국내 지형에서 인프라를 건설하기 위한 지반의 굴착은 크게 기계식 굴착과 발파로 나눌 수 있다. 기계식 굴착에는 대표적으로 굴삭기(backhoe), 브레이커(breaker), 리퍼(ripper) 및 할암(rock splitting) 등이 있으며, 다양한 현장에서 토사와 암반 제거를 위한 용도로 폭넓게 활용되고 있으나, 시간과 비용이 많이 소모된다는 단점이 있다. 반면, 발파는 기계식 굴착에 비해 시간과 비용을 절감할 수 있지만, 폭약을 사용한다는 점에서 진동(vibration)과 소음(noise) 같은 공해가 필연적으로 수반된다.
이러한 이유로 건설교통부(현행 국토교통부)는 원활한 발파공사를 위해 국내외 발파 사례와 연구 결과를 종합하여 도로공사 노천발파 설계․시공 지침(MOLIT, 2006)을 발간하였다. 이 지침에서는 지발당 장약량(charge per delay)을 기준으로 발파의 규모(TYPE)를 6개로 세분하고 ‘표준발파공법’으로 선정하여 설계와 시공에 반영되도록 하였으며, 발파공해에 대한 기준을 제시함으로써 무분별한 발파로 인한 민간의 피해를 최소화하고자 하였다.
정부의 노력과 최근 비약적으로 상승한 시민의식 수준으로 인해 발파공해에 대한 경각심이 상당 부분 고취되었으며, 이에 따라 최근에는 발파공해 감소를 전제로 하되 시공 효율성에 초점을 맞춘 기술들이 속속 개발되고 있다(Baluch et al., 2017, Choi et al., 2023, Kim et al., 2016, Min et al., 2023, Yang et al., 2015). 이 중에서도 특히 MDS 발파공법(G·SlopeEnC Co. et al., 2019)은 혼합기폭(mixture detonation)과 충전층(Rock-filled deck)의 두 가지 요소를 접목하여 발파의 효율성을 높이고자 하였으며, 본 연구에서는 이 MDS 발파공법과 국토교통부 지침에서 제시하는 ‘표준발파공법’을 함께 시공한 뒤 결과를 비교함으로써 MDS 발파공법의 현장 효율성을 확인코자 하였다.
2. MDS 발파공법
2.1 개요
MDS (Mixture Detonation System) 발파공법은 발파공 주변 암반의 상․하부가 균일하게 파괴될 수 있도록 기폭 뇌관을 인접 발파공과 서로 반대로 위치시켜 발파에너지의 전달 양상을 서로 달리하는 공법이다. 또한 발파공 내에 발파 보조용 충전층을 형성함으로써, 발파에너지를 주변 암반에 효과적으로 전달하여 효율을 극대화한다. Fig. 1은 이러한 MDS 발파공법의 특징을 표준발파공법과 비교하여 나타낸 모식도이다.
2.2 이론적 배경
2.2.1 정기폭과 역기폭
뇌관(detonator)을 포함한 전폭약(primer)의 배치, 위치 및 빈도는 발파 결과에 영향을 미치며, 그간 여러 가지 방법이 논의되어 왔다(ISEE, 2011). 그중에서도 전폭약을 장약의 상부에 위치시키는 정기폭(direct priming)은 발파시 충격파(shock wave)와 가스압(gas pressure)의 진행 방향이 공저로 향하는 기폭방법으로, 충격파가 자유면에 도달하는 시간이 상대적으로 짧기 때문에 반사파(reflect wave)의 세기가 크고 순폭성(sympathetic detonation)이 우수하나, 인접 발파공의 균열을 형성하여 불발의 원인이 되고 발파시 폭약의 일부가 공구로 탈출할 가능성이 있다(Du Pont, 1977, Gi and Kim, 2002). 반면, 역기폭(indirect priming)은 전폭약을 공저에 두어 발파시 충격파와 가스압의 진행 방향이 공구로 향하는 기폭방법으로, 초기 가스압의 작용이 발파공 하부에 집중되어 공저 주변 암반의 잔류를 제어할 수 있지만, 발파공 상부에서의 가스압은 다소 감소하여 대괴 발생의 원인이 될 수 있다(Atlas Powder Co., 1987).
2.2.2 에어데크 이론
에어데크(air deck)는 특정 재질의 간격재를 이용하여 발파공 내부에 빈 공간을 형성하는 것으로, 1940년대 러시아에서 시작되었으며 Mel’nikov and Marchenko(1970), Mel’nikov et al.(1979), Fourney et al.(1981) 및 Marchenko(1982)에 의해 이론적, 실험적으로 고찰되었다. 오늘날 적용되는 에어데크 공법은 Moxon et al.(1993)에 의해 제시되었으며, Liu and Katsabanis(1996)에 의해 수치해석으로 검토되었다. 이 연구에서는 에어데크의 유무와 길이 등에 따른 발파공 내 초기압력을 계산하였으며, 에어데크의 재질(또는 방법)을 전색(stemming), 디커플링(decoupling; 천공경에 비해 작은 약경을 갖는 폭약을 사용하여 공벽과의 빈 공간을 형성하는 장약 방법) 및 공기(air)로 구분하여 발파 효과를 비교한 결과, 전색 < 디커플링 < 공기 순서로 암반 손상 효과가 개선되었다고 하였다.
이러한 선행 연구에 따라 에어데크는 주로 분산장약(deck charge)에 따른 지발당 장약량의 감소 등의 목적으로 활용되었으나(ISEE, 2011), 최근 국내에서는 발파 압력에 의한 파쇄 상황의 개선을 위한 목적으로 연구가 수행되었다. Park(2009)은 에어데크의 적용으로 인해 폭약이 폭굉(detonation)하는 과정에서 지반에 전달되는 초기압력이 감소하고, 에어데크에서 충격파의 반사로 인해 지반에 전달되는 발파압의 지속시간(duration)이 증가한다고 하였으며, Kang and Hur(2011)에 따르면 에어데크 공법이 적용될 경우 이론상 10~100배의 공내 압력상승이 유도될 수 있다는 연구 결과도 제시되고 있다.
2.3 공법의 원리
2.3.1 혼합기폭
혼합기폭은 정기폭과 역기폭을 혼용하는 방법으로, 인접 발파공과 전폭약의 위치를 장약의 상부와 하부에 번갈아 배치함으로써 적용되며, 발파시 충격파와 가스압의 전달 방향이 서로 교차하여 에너지의 편중을 제어할 수 있다. Fig. 2는 표준발파와 MDS발파의 에너지의 전이방향을 비교하여 모식도로 나타낸 것이다.
한편, Choi et al.(2023)은 MDS 발파공법의 혼합기폭에 대한 파쇄효과를 수치해석으로 검토한 바 있으며, 공저에서 MDS발파가 표준발파에 비해 우수한 파쇄효과를 나타냄을 제시한 바 있다. 또한 이와 같은 파쇄영역의 증가는 정기폭에 의한 공구부 암반의 파괴 효과가 인접한 역기폭 발파공의 공저부 구속도를 감소시켜 전체적인 파괴효과가 증대된 것으로 설명하고 있다.
2.3.2 발파 보조용 충전층
에어데크 이론에 착안하여 고안된 발파 보조용 충전층은 서로 다른 입도를 갖는 세 개의 골재층으로 구성되며, 발파시 골재 사이의 틈을 통해 가스압이 통과하여 발파공의 상부까지 도달함으로써 약실 체적이 증가하는 효과를 갖는다. 따라서 발파시 발파공 하부 주변 암반에 집중된 발파에너지를 발파공의 상부 주변까지 확대시키는 역할을 하게 되며, 그로 인해 파쇄영역이 증가하는 효과를 기대할 수 있다. 또한 장약의 상부에서 공구쪽으로 갈수록 골재층의 입도가 감소하여 가스가 통과하는 단면적이 줄어듦으로써 가스압이 공구로 분출되는 공발(blown-out)과, 파괴된 암석이나 부석이 예측하지 못한 형태로 날아가는 비산(fly-rock)을 예방할 수 있다(MOEL, 2023, Rustan, 1998). Fig. 3은 이러한 충전층의 기능을 나타낸 모식도이다.
MDS 발파공법은 수치해석 결과와 이론 등을 토대로 혼합기폭과 발파 보조용 충전층을 적용한 발파공법으로, 본 연구에서는 현장 시험시공을 통해 그 효과를 표준발파와 비교하였다.
3. 현장 시험시공
3.1 지질 상황
시험시공은 부산광역시 기장군에 위치한 A 현장과 경상남도 창원시 진해구에 위치한 B 현장에서 진행되었다(Fig. 4). A 현장의 지질은 중생대 백악기 화산암류인 응회암류 및 안산암질 암류를 기반암으로 경상계 퇴적암층과 이를 관입한 불국사화강암류, 마산암류 및 맥암류 등으로 대별되며, 이들을 신생대 제4기 충적층이 부정합으로 피복하고 있다(Gijang, 2013). B 현장의 지질은 경상누층군의 진동층에 속하는 퇴적암을 기저로, 백악기 불국사 관입암과 화산쇄설물 및 용암층이 포함되며, 주변 산봉우리들이 병풍처럼 이어지는 환상구조(annulation)를 갖는다(NPUD Co., 2014).
3.2 시험시공 방법
시험시공의 횟수는 A 현장에서 3회, B 현장에서 1회로 총 4회 수행하였으며, 회차별로 표준발파와 MDS발파를 동일한 발파구역에서 함께 진행하였다. 또한 1~3회차에서는 암질(rock quality)에 따른 발파효과의 영향을 최소화하고자 자유면(계단 사면)을 바라보는 시점을 기준으로 표준발파와 MDS발파를 좌/우 번갈아 시공하였다(1회차: 표준-우/MDS-좌, 2회차: 표준-좌/MDS-우, 3회차: 표준-우/MDS-좌).
3.2.1 발파조건
앞서 살펴본 이론과 원리를 바탕으로 한 MDS 발파공법의 특장점을 실제 현장에서 확인하기 위해 MDS발파의 저항선(burden), 공간격(spacing), 계단 높이(bench height) 및 충전층의 길이를 표준발파와 다르게 설계․시공하였으며, 이외 천공장(drilling length)과 지발당 장약량 등의 나머지 제원들은 동일하게 설계․시공하였다.
A 현장의 시험발파 보고서에 따르면 주변으로 축사, 민가 및 병원 등 여러 보안물건이 분포하고 있으며, 각 보안물건의 발파진동 및 소음의 규제기준과 이격거리를 종합적으로 고려하여 본 발파의 패턴(규모)을 제안하고 있다(Hyundai Engineering Co., Ltd, 2018). 따라서 당 시험시공에서도 표준발파와 MDS발파 모두 본 발파 패턴 중 하나인 중규모진동제어발파(TYPE Ⅳ; 지발당 장약량 1.6 kg 이상 5.0 kg 미만)로 시공하였으며, B 현장에서도 주변으로 민가와 도로 등이 산재해 있어 시험발파 보고서에 따라 일반발파(TYPE Ⅴ; 지발당 장약량 5.0 kg 이상 15.0 kg 미만)로 시공하였다(Seokjin Construction Co., 2022). 발파규모를 포함한 회차별 세부적인 발파제원과 천공배치는 Table 1과 Fig. 5에 나타내었다.
Table 1.
The description of blasting conditions
3.2.2 측정 및 분석 요소
암질은 불연속면과 함께 대표적인 지반 조건으로, 발파 결과에 많은 영향을 미칠 수 있다. 따라서 표준발파와 MDS발파의 효율성만을 비교하고자 하는 본 연구에서는, 지반 조건에 대한 영향을 최소화하고자 비교적 측정이 간편한 암질에 대해 간이 시험을 시행하고 이를 발파 결과분석에 반영하였다. 암질 측정에 활용된 방법은 슈미트 반발경도(Schmidt rebound hardness) 측정법으로, 현재까지도 토목 현장에서 암판정(rock classification) 시 널리 활용된다는 점에서 현장에서 빠르고 간편하게 암질을 측정하는 방법이다(Korea Highway Co., 2000).
파쇄체적(excavated rockmass volume)은 굴착공사에서 경제성과 직결되는 중요한 요소로, MDS 발파공법의 기대효과 중 하나이다. 본 시험시공에서는 GPS 측량을 이용하여 각 발파공의 공구 부분(발파 전)과 공저 부분(발파 후) 및 자유면(계단 사면) 상․하단의 3차원 좌표를 획득하고, 컴퓨터 프로그램(3D systems Inc 2021)을 활용하여 표면을 형성한 뒤 체적을 산출하였다. GPS 측량은 대부분의 토목 현장에서 물량 산출을 위해 활용되는 방법으로, 접근성이 뛰어난 장점이 있다.
발파효율 증가와 함께 반드시 고려되어야 할 요소는 발파진동 및 소음과 같은 발파공해의 감소이다. 대규모 노천 광산, 채석장 또는 일부 발파공사 현장에서는 주변으로 보안물건이 없어 오직 발파효율만을 추구하는 경우가 종종 있다. 하지만 대다수의 발파공사 현장 주변에는 사육시설, 주거시설, 교육시설 및 상업시설 등의 보안물건이 분포하여 진동과 소음에 대한 관리가 필요하다. 이에 본 연구에서는 계측기를 활용하여 발파진동과 소음을 측정하고 표준발파와 비교함으로써 MDS 발파공법의 발파공해 감소율을 분석하였다.
Fig. 6은 상기 세 가지 요소별 측정 방법(예시)과 분석 흐름을 간략히 나타낸 그림이다.
4. 시험시공 결과
4.1 현장 전경 및 암질
4.1.1 현장 전경
Table 2에 회차별 발파 전/후 사진을 비교하여 나타내었다. 전반적인 발파 결과는 대체로 양호한 수준이었으나, 동일한 발파구역임에도 국부적인 암질 차이로 인해 효율이 달라짐을 확인하였다. 특히 2회차와 3회차 시험시공에서는 육안으로도 확연히 구분될 만큼 파쇄상황이 차이를 보였다.
Table 2.
View of test sites before and after blasting
Constructions | Site | Before blasting | After blasting |
1st construction | A | ![]() | ![]() |
2nd construction | A | ![]() | ![]() |
3rd construction | A | ![]() | ![]() |
4th construction | B | ![]() | ![]() |
4.1.2 암질
발파구역 내 국부적인 암질 차이는 발파 전 수행한 간이 시험(슈미트 반발경도 측정)으로 분석하였다(Table 3과 Fig. 7). 슈미트 반발경도는 회차마다 표준발파와 MDS발파 구역에서 각각 24회씩 측정하였으며, 표준시험법(KSRM, 2007)의 계산에 따라 상위 50%의 평균값으로 비교하였다.
표준발파와 MDS발파의 평균값 비교 결과, 1회차 시험시공에서는 표준발파 구역(오른쪽)과 MDS발파 구역(왼쪽)의 차이는 0.6으로 크지 않았지만, 2회차 시험시공에서는 표준발파 구역(왼쪽)이 MDS발파 구역(오른쪽)에 비해 6.5 높게 측정되었고, 3회차 시험시공에서도 MDS발파 구역(왼쪽)이 표준발파 구역(오른쪽) 보다 5.3 높게 측정되었다. 4회차 시험시공에서는 표준발파 구역(왼쪽)과 MDS발파 구역(오른쪽)의 평균값 차이가 0.6으로 1회차와 유사한 결과를 나타내었다.
Table 3.
Results of measurement for Schmidt rebound hardness
※ Note: According to the standard test method (KSRM, 2007), the top 50% of the measured values were used for analysis.
4.2 파쇄체적
파쇄체적은 발파 전/후 획득한 GPS 측량 좌표를 컴퓨터 프로그램으로 시각화하고, 체적을 계산하는 방식으로 산출하였다. Fig. 8은 좌표에 표면을 형성한 모델링의 결과이며, Tables 4와 5는 회차별, 공법별로 계단 높이, 굴착깊이(excavated depth), 저항선 및 공간격에 대한 설계값(Table 1)과 측량 좌표로 계산된 값의 최소, 최대 및 평균을 나타내고, 설계값과 평균값을 비교한 표이다. Table 6에는 파쇄체적에 대한 회차별, 공법별 설계값(계단 높이 × 저항선 수 × 공간격 수)과 3D 모델링으로 산출된 값을 비교하였고, 표준발파와 MDS발파의 산출값을 비교하여 나타내었다.
Table 4.
Results of measurement and comparison for bench height and excavated depth
Table 5.
Results of measurement and comparison for burden and spacing
Table 6.
Results of calculation and comparison for excavated rockmass volume
비교 결과, 계단 높이와 저항선 및 공간격은 천공면 정리작업과 천공작업을 통한 인위적인 시공으로 설계값과 큰 차이를 보이지 않았지만, 굴착깊이는 1회차 시험시공의 MDS발파에서 8.9% 증가한 것을 제외하면 1~3회차에서 모두 10% 이상 증가하였다. 특히 2회차 시험시공의 MDS발파와 3회차 시험시공의 표준발파에서 15% 이상 증가하였다. 파쇄체적의 경우 4회차 시험시공의 표준발파에서 9.1% 증가한 것을 제외하면 설계값 보다 모두 10% 이상씩 증가하였으며, 표준발파와 MDS발파를 비교한 결과 회차별로 25.2%, 26.1%, 16.1% 및 26.5% 증가하였다.
4.3 발파진동 및 소음
회귀분석을 통해 산출된 추정식으로 표준발파와 MDS발파를 비교하였다. Figs. 9, 10, 11, 12는 측정값과 회귀분석의 결과를 그래프로 나타낸 것이고, Table 7은 SD (Scaled Distance) 값에 따른 발파진동과 소음의 추정값을 표준발파와 MDS발파 간 비교한 표이다. SD 10과 100을 기준으로 발파진동은 MDS발파가 표준발파에 비해 회차별 18.8%~19.4%, 17.6%~17.8%, 6.0%~9.2% 및 15.8%~16.2% 감소하여 평균 14.5%~15.6% 감소하였다. 발파소음은 MDS발파가 표준발파에 비해 회차별로 5.7%~6.6%, 5.7%~9.8%, 1.6%~3.6% 및 4.5%~4.9% 감소하여 평균 4.4%~6.2% 감소하였다.
Table 7.
Results of estimation and comparison for blasting vibration and noise
Constructions | Method | Vibration | Noise | |||||||||
Estimated value (cm/sec) |
Variation (%) (Normal vs. MDS) |
Estimated value (dB(A)) |
Variation (%) (Normal vs. MDS) | |||||||||
SD = 10 | SD = 100 | SD = 10 | SD = 100 | SD = 10 | SD = 100 | SD = 10 | SD = 100 | |||||
1st construction | Normal | 3.210 | 0.074 | -18.8 | -19.4 | 95.5 | 69.8 | -6.6 | -5.7 | |||
MDS | 2.606 | 0.060 | 89.2 | 65.8 | ||||||||
2nd construction | Normal | 5.617 | 0.135 | -17.6 | -17.8 | 94.4 | 65.7 | -9.8 | -5.7 | |||
MDS | 4.630 | 0.111 | 85.2 | 62.0 | ||||||||
3rd construction | Normal | 4.934 | 0.116 | -6.0 | -9.2 | 92.2 | 60.4 | -3.6 | -1.6 | |||
MDS | 4.638 | 0.106 | 88.9 | 59.4 | ||||||||
4th construction | Normal | 6.111 | 0.139 | -15.8 | -16.2 | 88.7 | 67.5 | -4.9 | -4.5 | |||
MDS | 5.145 | 0.116 | 84.3 | 64.4 | ||||||||
Average | -14.5 | -15.6 | -6.2 | -4.4 |
4.4 결과 검토
본 연구의 목적은 표준발파와 MDS발파의 효율성을 비교하는 것으로, 암질에 따른 영향을 최소화하고자 회차별, 공법별 발파구역에서 암질을 측정하였다. 하지만, 암질의 측정은 슈미트 반발경도 값을 측정하는 간이 시험으로 진행되었기에 해당 암반의 상태나 암질을 특정하여 구분하기보다, 동일한 발파구역임에도 암맥의 관입과 같은 모종의 이유로 인한 국부적인 암질 차이가 있음을 정량적으로 밝히고, 이를 발파 결과분석에 반영하고자 하였다. 분석 결과 2회차와 3회차에서 슈미트 반발경도 값이 평균 5 이상 차이가 났으며, 이는 과거 국내에서 풍화암(weathered rock)~극경암(extremely hard rock)을 구분하는 슈미트 반발경도 범위(Table 8)를 참고하여 볼 때 의미 있는 수치라 사료된다.
Table 8.
Classification of UCS, PLI and SHV according to rock quality in Korea (Korea Highway Co., 1992, Lee, 1987)
Rock quality | UCS (MPa) | PLI (kg/cm2) | SHV | Note : Impact strength by hammer |
Weathered rock | 30~70 | 10~33 | 10~33 | It can usually be easily broken into small pieces with a hammer, and sometimes even by hand |
Soft rock | 70~100 | 34~43 | 34~43 | It usually breaks relatively easily when struck with a hammer |
Moderate rock | 100~130 | 44~50 | 44~50 | When struck with a large hammer, it falls off along the crack |
Hard rock | 130~180 | 51~88 | 51~60 | It breaks slightly when hit with a large hammer |
Extremely hard rock | 180 < | 88 < | 60 < | It bounces when hit with a large hammer and does not break easily |
측량과 3D 모델링을 통한 파쇄체적의 산출 결과를 살펴보면, 전 회차에서 표준발파와 MDS발파 모두 설계값 보다 큰 값이 산출되었다(Table 6). 이는 체적 계산 요소인 계단 높이와 저항선 및 공간격을 설계와 최대한 동일하게 시공하여도, 직육면체로 계산되는 설계 체적값과 실제 측정값은 차이가 있을 수밖에 없는 현장 특성이 반영된 것으로 해석할 수 있으며, 특히 체적 계산에 있어서 인위적으로 조정할 수 없는 굴착깊이의 영향이 큰 것으로 판단된다. MDS발파의 체적은 전 회차에서 표준발파 보다 크게 산출되었으며, 이는 MDS 발파공법의 원리에 따라 파쇄영역이 증가한 것으로 해석된다. 다만, 3회차 시험시공에서 타 시험시공에 비해 낮은 증가율을 보인 것은 국부적인 암질 차이로 인한 영향인 것으로 판단된다.
발파진동과 소음의 측정 결과를 이용하여 추정식을 산출하고 SD 10과 100을 기준으로 추정값을 계산하여 비교한 결과, MDS발파가 표준발파에 비해 발파진동은 평균 15% 내외, 발파소음은 평균 5% 내외 감소하였다(Table 7). 이러한 결과 역시 파쇄체적에서와 마찬가지로 MDS 발파공법의 특징, 즉 혼합기폭과 충전층에 의한 에너지의 분산으로 인해 나타난 결과로 해석된다. 일반적으로 발파위력이 같을 때 주변 암반 내 불연속면이 적고 암반의 강도가 클수록 발파진동은 커지게 된다(Atlas Powder Co., 1987, ISEE, 2011). 따라서 3회차 시험시공의 표준발파 대비 MDS발파의 진동 감소율이 타 시험시공에 비해 낮은 것 또한 암질에 대한 영향으로 짐작되며, 전체적인 발파소음의 감소율이 발파진동에 비해 현저히 낮은 것은 공기를 매질로 하여 전파되는 음파의 특성상 기온이나 바람과 같은 기상 조건에 대한 영향으로 생각할 수 있다.
5. 결 론
본 연구에서는 국토교통부에서 제안한 표준발파공법 대비 MDS 발파공법의 효율성을 확인하기 위해 발파현장에서 시험시공을 수행하고, 파쇄체적과 발파진동 및 소음을 측정하여 비교하였다. 시험시공은 2개의 현장에서 총 4회 수행되었으며, 발파효과에 대한 암질의 영향을 최소화하고자 1~3회차 시험시공에서 표준발파와 MDS발파를 좌/우 번갈아 시공하였다. 또한 회차별로 발파 전 표준발파 구역과 MDS발파 구역에서 슈미트 반발경도를 측정하여, 국부적인 암질 차이를 발파결과에 반영하였다. 다음은 시험시공의 주요 결과이다.
1. 슈미트 반발경도 측정을 통한 암질 시험 결과, 1회차와 4회차에서는 표준발파 구역과 MDS발파 구역에서 평균값의 차이가 0.6으로 나타나 두 구역이 유사한 암질을 보였으나, 2회차에서는 표준발파 구역(왼쪽)이 MDS발파 구역(오른쪽)에 비해 6.5 높게 측정되었고, 3회차에서 MDS발파 구역(왼쪽)이 표준발파 구역(오른쪽) 보다 5.3 높게 측정되어 두 구역간 암질 차이를 확인하였다.
2. GPS 측량과 3D 모델링을 통해 산출된 파쇄체적의 분석결과, 4회차 표준발파를 제외한 전 회차에서 표준발파와 MDS발파 모두 설계값 보다 10% 이상 증가하였으며, 특히 2회차 시험시공의 MDS발파와 3회차 시험시공의 표준발파에서 15% 이상 증가하여 암질에 따른 파쇄효과의 차이를 확인하였다. 표준발파 대비 MDS발파의 파쇄체적 증가율은 회차별로 각각 25.2%, 26.1%, 16.1% 및 26.5%로 나타나 MDS발파의 효율성을 확인하였으며, 3회차 시험시공의 경우 타 시험시공에 비해 증가율이 약 10% 낮게 나타나 암질에 대한 영향도 확인할 수 있었다.
3. 발파진동 및 소음을 측정하고 회귀분석을 통한 추정값 비교 결과, 표준발파 대비 MDS발파의 진동 감소율은 평균 15% 내외, 소음 감소율은 평균 5% 내외로 나타나, MDS발파의 발파공해 감소 효과를 확인하였다. 다만, 발파소음의 경우 기상 조건과 같은 외부적 요인으로 인해 발파진동보다 낮은 감소율을 보였다.
이렇듯 암질에 대한 영향을 고려하더라도 표준발파공법 대비 MDS 발파공법의 파쇄체적 증가와 발파공해 감소를 수치적으로 확인할 수 있었으며, 이는 MDS 발파공법에 대한 파쇄입도(fragmentation size)와 대괴 발생률(occurrence rate of oversize rock)을 분석한 선행 연구(Lee and Choi, 2024)의 결과와도 상응하여 MDS 발파공법의 현장 적용성을 재확인하였다. 하지만, 본 연구는 경상남도 지역 2개의 현장에서만 수행된 만큼 지질적인 한계를 포함하고 있다. 따라서 향후 다양한 지역의 현장에서 MDS 발파공법에 대한 검증이 충분히 이루어진다면, 발파굴착에 있어 효율성과 환경성을 두루 갖춘 탁월한 발파공법으로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.