Waterjet has been used in cleaning, milling, and resource engineering with high-pressure water technology, and has recently been applied to civil engineering for rock cutting and hydraulic demolition. In particular, some excavation methods using water jets and blasting for reducing noise and vibration have been studied. However, it is difficult to apply it on site because of the time and expense consumed in equipment replacement. Therefore, there is a need for a new method that can reduce the downtime and cost of replacing equipment using only waterjet technology. In this paper, new method of rock excavation by drilling and hydraulic fracturing with one waterjet system was studied. Through experiments and theoretical analysis, the feasibility of water jet drilling in the field was studied. Feasibility of waterjet hydraulic fracturing is confirmed through theoretical research, numerical analysis, and experimental study. Based on this research, a new excavation method using waterjet drilling and hydraulic fracturing and explained the application method with some examples.
워터젯은 고압수를 이용한 기술로 클리닝, 밀링, 그리고 자원공학 분야에서 사용되어왔고 최근에는 토목공학 분야에도 적용되고 있다. 특히, 워터젯과 발파를 함께 이용하여 소음과 진동을 줄이기 위한 공법들이 연구되어왔다. 그러나, 장비교체 시 소모되는 많은 시간과 비용으로 인해 현장에 적용하기 어려운 실정이다. 따라서, 워터젯만을 이용해 장비교체에 소모되는 다운타임과 비용을 감소시킬 수 있는 새로운 공법이 필요하다. 본 논문에서는 워터젯 하나의 장비로 천공과 수압파쇄를 하여 암반굴착을 할 수 있는 공법에 대해 연구하였다. 실험과 이론적 분석을 통해 워터젯 천공의 현장적용가능성을 파악하였고, 이론적 연구, 수치해석, 그리고 실험을 통해 워터젯 수압파쇄가 가능함을 살펴보았다. 이를 바탕으로 워터젯 천공과 수압파쇄를 이용한 새로운 암반 굴착 방안을 제안하였고 그 적용방법을 예시를 통해 설명하였다.
