1. 계측 개요
- 목적천단침하는 터널 천단부의 연직 침하를 측정하는 항목(KDS 4.1.5.2②). 굴착에 따른 상부 지반 · 토피 하중 재분배로 천단이 하향 변형하며, 과도한 침하는 지표 균열 · 상부 관리대상물 · 도로 · 철도 안전과 직결
- 적용 범위천단부에 설치한 천단침하 측점(프리즘 · 타깃)의 표고 변화를 자동광파기 · 수준으로 기준점 대비 측정 외부 수준점은 수준측량 네트워크 기준(BM)으로 활용하되 천단과 물리적 와이어로 연결 금지 지표침하와 비교 · 내공변위와 동일 단면 통합 해석
- 주요 구성천단침하 측점은 막장 전방 · 변곡부 · 지표 민감 구간에 우선 배치 막장거리별 침하량을 그래프로 정리하면 지보 패턴 조정 근거가 되며, 시간 이력이 설계예상변위 · 이론 곡선에서 벗어나면 지반등급 재평가 · 지보 보강 검토 터널 내 자동광파기 · 수준 측량과 지표침하 연계로 관리대상물 영향을 mm 단위로 관리
2. 주요 계측 항목
- 지표 안전상부 도로 · 건물 · 철도 등 관리대상물 영향을 조기에 파악
- 지보 검증숏크리트 · 록볼트 효과를 침하 추세로 평가
- 공정 제어침하 속도 기준 굴착 · 지보 순서를 조정
3. 대표 단면·원리
- 측정 대상천단침하는 터널 천단부 측점의 연직 변위이며, 내공변위(벽면 · 단면 변형) · 지표침하 · 지중침하와 구분 측점은 터널 축선 상부 · 변곡부에 배치하며, 내공변위 · 천단침하 측점은 동일 단면에 설치
4. 설치·운영
- 막장 전방 · 변곡부 · 지표 민감 구간 대표 단면 선정
- 천단부에 천단침하 측점(프리즘 · 타깃) 설치(여굴 · 록볼트 손상 방지)
- 터널 내 자동광파기 · 수준으로 기준점 대비 천단 표고 변화를 측정
- 외부 수준점은 수준측량 기준으로 활용하되, 천단과 와이어로 연결 금지
- 실링 숏크리트 후 측점을 설치하고, 다음 굴착 전 초기치 확정(KCS 3.5.3)
- 내공변위 · 지표침하와 동일 단면 · 시간축에서 통합 검토
- 실링 직후: 천단 측점 초기치, 기준점 · 안정화
- 굴착 진행: 천단침하, 내공변위, 변위속도 · 막장거리 연계
- 지보재 설치: 천단 · 록볼트, 수렴 추세
- 막장 근접: 천단 · 지표침하, 관리기준 · 보강 검토
- 굴착 완료: 천단 · 지표 비교, 잔류 침하 · 후속 모니터링
5. 해석·관리
| 단계 | 침하 패턴 | 판단 |
|---|---|---|
| 굴착 직후 | 급증 | 설계예상변위 대비 |
| 24~72시간 | 감속 | 변위 안정화 추세 |
| 장기 | 잔류 증가 | 최대허용변위 · 지반 검토 |
| 지표 연계 | 지표침하 비교 | 관리대상물 영향 |
- 터널 관리기준은 설계예상변위 · 최대허용변위 , 지반등급, 굴착 방법, 상부 관리대상물 민감도 기준 설정 변위 수렴 여부 (계측값 안정화)가 안정성 판단의 핵심이며, 지속 증가 추세는 지보 보강 · 굴착 방법 조정 검토 내공변위 · 천단침하 정밀도는 KCS 기준 ±1 mm
- KCS: 현장 계측책임자 · 계측관리계획서 · 측정 · 보고 · 기준 초과 대응
자주 묻는 질문
천단침하 허용값은?
설계예상변위 · 최대허용변위는 계측관리계획서 · 상부 시설물 민감도 기준 설정
내공변위와 천단침하 차이는?
내공변위는 터널 벽면 · 단면 변형, 천단침하는 천단부 연직 침하 동일 단면에서 함께 해석
한쪽만 침하하면?
비대칭 굴착 · 지반 불균질 · 편압 가능성 검토
외부 수준점을 천단에 연결?
아님. 외부 BM은 수준 네트워크 기준이며, 천단과 와이어로 물리 연결 금지