터널의 계측 관리
1. 개요
- 계측관리란 터널 굴착 시 지반의 거동과 지보재의 응력 변화를 실시간으로 측정하여, 설계 시 예상한 지반 조건과 실제 상태를 비교·분석하는 과정입니다.
- 지반 자체의 지지력을 활용하는 NATM공법에서 계측은 '정보화 시공'을 가능하게 하는 가장 중요한 요소입니다.
2. 계측의 목적
주변 원지반 거동 파악
지보재 안정상태 확인
지보패턴 결정
주변구조물 영향 파악
보조공법 적용 판단
6) 공사 경제성, 안전성 확보
3. 터널계측 절차
- 계측 계획 수립: 지반 조건에 따른 계측 항목 및 빈도 결정
- 기기 설치 및 초기치 측정: 굴착 직후 즉시 설치하여 초기 변위 포착
- 정기 측정: 공정 진행에 따른 데이터 수집
- 분석 및 그래프 작성: 시간-변위 곡선 등을 통해 안정성 판단
- 피드백(Feed-back):
- 안정 시: 공사 계속 진행
- 불안정 시: 지보 보강, 공법 변경 또는 설계 변경 실행
4. 계측항목
일상계측
일상계측(A계측)
| 항목 | 목적 | 주요 기기 |
|---|---|---|
| 갱내 관찰 (Face Mapping) | 막장면 지질 상태 및 지하수 용수 확인 | 육안, 클리노미터 |
| 내공변위 측정 | 터널 벽면의 수평 수축 정도 파악 | 광파기, Tape Extensometer |
| 천단침하 측정 | 터널 상부(천정)의 수직 침하 파악 | 광파기, 레벨 및 스타프 |
| 록볼트 인발시험 | 록볼트의 정착력 및 지지 효과 확인 | 인발 시험기(Jack) |
대표계측
대표계측(B계측)
| 항목 | 목적 | 주요 기기 |
|---|---|---|
| 지중 변위 측정 | 터널 주변 지반 내부의 이완 범위 파악 | 내공다점 변위계 (Extensometer) |
| 록볼트 축력 측정 | 록볼트에 걸리는 하중 및 분포 파악 | 록볼트 축력계 (Load Cell) |
| 숏크리트 응력 측정 | 숏크리트 라이닝의 압축 상태 파악 | 숏크리트 응력계 (Stress Cell) |
| 지표/지중 침하 | 터널 상부 지반 및 도로면 침하 확인 | 지표 침하계, 침하 핀 |
| 간극수압/지하수위 | 지하수 변화에 따른 수압 변동 파악 | 간극수압계, 수위계 |
5. 계측결과의 정리 및 활용
계측결과 정리
- 터널 시공기록 총괄표 작성
- 시공구간 및 막장의 관찰 기록
- 측정결과의 시간변화 기록
- 기타 계측항목에 대한 기록
계측자료의 활용
- 시공 중 안전확보
- 설계의 타당성 검증
- 설계변경 자료
- 주변 구조물에 대한 영향 분석
계측 관리 기준
- 1차 관리(주의): 설계치 이내. 일상적인 주의 관찰
- 2차 관리(경보): 설계치 근접. 계측 빈도를 높이고 지보 보강 검토
3차 관리(위험): 설계치 초과. 즉시 시공 중단, 긴급 보강(대구경 강관다단 등) 및 설계 변경
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