1. 계측 개요
- 목적막장전방 선행변위는 터널 굴착면 전방 지반의 침하 · 변위를 전체변위량 차원에서 관리하는 항목(KDS 4.1.5.2⑥). 막장전방 선행변위계를 터널 전방에 설치 → 파쇄대 · 공동 등 불량구간 존재 여부를 사전에 인지하고, 굴진 속도 · 지보를 조정
- 적용 범위선행변위 급증은 전방 지반 불량 · 지하수 영향 · 굴착 과속을 시사 가능. 내공변위 · 천단침하 · 지중변위와 시간 · 막장거리 통합 해석
- 주요 구성막장전방 선행변위는 굴진 속도 · 지보 순서 결정의 핵심 입력 선행변위 급증 시 굴진 중지 · 물리탐사 · 시추 등 추가 조사를 연계하고, 내공변위 · 천단침하 데이터와 시간축에서 비교
- 운영 포인트계측관리계획서: 계측 빈도 · 설계예상변위 · 최대허용변위 연계 운영. 터널 현장: 추세 · 변화속도 · 인접 센서 동시 변화 우선 검토. 상세 시방 · 허용값 → 설계도서 · 발주처 기준
2. 주요 계측 항목
- 전방 지반막장 앞 불량구간 · 침하 정도를 조기에 파악
- 굴진 제어선행변위 추세로 굴진 속도 · 지보 순서를 조정
- 안전전방 지반 붕괴 · 과다 침하 위험을 사전에 관리
3. 대표 단면·원리
- 측정 대상막장전방 선행변위계는 굴착면 전방 일정 거리에 설치 → 전방 지반의 연직 · 수평 변위를 통합 관리 KDS 기준 터널 영향권 내 구조물 안전 판단 시 막장전방 선행변위 측정을 터널계측에 포함 가능
4. 설치·운영
- 지반등급 · 지질 조건 기준 막장 전방 대표 단면 선정
- 막장전방 선행변위계를 설계 간격 · 심도 기준 설치
- 굴착 진행 기준 측점 위치 · 간격을 조정
- 내공변위 · 천단침하와 동일 시간축으로 기록
- 선행변위 급증 시 물리탐사 · 시추 등 추가 조사 연계
- 원격계측으로 막장 근접 구간 고빈도 모니터링 적용
- 막장 접근: 선행변위, 전방 지반 상태
- 굴진 중: 선행 · 내공 · 천단, 막장거리 연계
- 불량 의심: 급증 · 비대칭, 조사 · 굴진 중지
- 지보 후: 변위 안정, 다음 굴진 허용
- 통과 후: 잔류 추세, 측점 이동 · 해제
5. 해석·관리
| 징후 | 가능 원인 | 조치 |
|---|---|---|
| 급증 | 전방 불량지반 | 굴진 중지 · 조사 |
| 지속 증가 | 지하수 · 약지반 | 그라우팅 · 지보 보강 |
| 안정화 | 정상 이완 | 설계예상변위 대비 |
| 비대칭 | 편압 · 층리 | 3차원 계측 검토 |
- 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
막장전방 선행변위와 천단침하 차이는?
선행변위는 굴착면 전방 지반의 사전 침하 · 변위, 천단침하는 이미 굴착된 터널 천단부 연직 변위
모든 터널에 필수인가요?
지반조건 · 상부 시설물 · 설계 계획 기준 선정 민감 구간 · 불량 지질에서는 필수에 가깝
굴착면 변위와 천단변위를 같이 검토해야 하나요?
천단변위는 전방 지반 · 지보 상태를, 굴착면 변위는 작업면 안정을 검토. 계측관리계획서에 정한 측점을 함께 해석
TBM과 NATM에서 계측 차이는?
TBM은 실링 · 토압 · 천단변위 중심, NATM은 굴착면 · 천단 · 지보(숏크리트 · 락볼트) 연계가 핵심