1. 계측 개요
- 목적터널 철근응력계는 2차 라이닝 철근망에 매립해 철근의 인장 · 압축 응력 변화를 자동 수집하는 계측기(KR C-12150 §7) · 운영기 10분 상시(KR C-02050) · 공사중 계획서 · 이벤트 고속. 대표 단면의 천단부 · 어깨부 · 측벽부 등 응력 집중 예상 위치에 제한적으로 배치하고, 라이닝응력계 · 전단면내공변위계와 함께 해석
- 적용 범위응력 급증 · 비대칭 → 라이닝 부족 · 철근 손상 가능성 검토 · 설계 허용응력 대비 실측으로 라이닝 적정성 검토
- 주요 구성철근응력계는 라이닝 철근격자 조립 후 대표 단면 · 응력 집중 구간에 매립 · 케이블-데이터로거-원격계측으로 10분 상시 자동 수집(KR C-02050). 라이닝응력 · 전단면내공변위와 동일 단면 종합 해석 · 초기값 대비 응력 변화 추적
- 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
- 철근 응력라이닝 철근 부담 상태 정량 확인
- 라이닝 검증철근 배근 · 피복 · 타설 시점 검증
- 과부하 징후응력 급증 · 편차로 보강 필요 여부 검토
- 통합 해석라이닝응력 · 전단면내공변위와 시간 동기화 추적
3. 대표 단면·원리
- 측정 대상라이닝 철근: 터널 단면 수축 · 휨에 따른 인장 · 압축 부담을 분담. 철근응력계(변형률계 기반)로 철근 축응력을 연속 기록 · 설계 허용응력 · 변형률과 비교
4. 설치·운영
- 철근응력계는 콘크리트 타설 전 라이닝 철근에 결속 또는 용접해 설치하며, 타설 후에는 라이닝 내부에 매립
- 케이블은 철근망을 따라 보호 · 인출해 접속함과 데이터로거에 연결
- 대표 단면 · 응력 집중 구간에 제한 배치 · 전주 배치 금지
- 타설 · 양생 직후 · 굴착 재개 전 초기값 기록
- 라이닝응력 · 전단면내공변위 데이터와 통합
- 케이블 · 센서 보호 및 방청 조치
- 이상 시 육안 · 피복 두께 측정 등 현장 조사 병행
- 감리 · 시공 확인: 센서가 설계 대표 철근 · 위치에 매립되었는지 확인
- 감리 · 시공 확인: 타설 · 양생 직후 초기값 기록 여부 확인
- 감리 · 시공 확인: 케이블 손상 · 노출 보호 상태 확인
- 매립 · 타설 직후: 변형률 · 응력, 초기치 · 피복
- 굴착 진행: 응력 · 내공변위, 단계별 부담
- 추가 굴착: 응력 재분배, 라이닝응력 연계
- 이상 시: 급증 · 편차, 보강 · 교체
- 통과 후: 잔류 응력, 이력 보관
현장계측(KR C-12150 §7 · 표18~20): 아래 표의 계기 사양·배치 정본. 굴착·막장·발파 등 공사중은 계측관리계획서·이벤트 모드로 고빈도·연속 기록.
전생애주기계측(KR C-02050 §4.3 · 해설5 §2): 공사 중 설치 → 유지관리 단계 연속 · 운영기 기본 10분 상시 자동 수집 · 표준 프로토콜 · 시간 동기 · 로컬 버퍼 · 암호화·재전송 · 유지관리 시스템 연계 (원격계측시스템 · KR C-02050 해설5 §2)
전생애주기계측 항목
| 현장계측 항목 | 본 페이지 | 계기 사양(12150) | 전생애·수집(02050) | 배치 요약 |
|---|---|---|---|---|
| 전단면내공변위계 | 전단면내공변위계 | 정밀도 0.1 mm 또는 0.001° | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 함몰·붕괴 이력 · 지보 재시공 · 장기변형 예측 단면 |
| 간극수압계 | 간극수압계 | 20~700 kPa(현장별) · 분해능 0.1%FS | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 라이닝 수압·안정성 확인 필요 구간 |
| 라이닝응력계 | 라이닝응력계 | 정밀도 1 με 이하 | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 콘크리트 라이닝 철근 조립 후 · 기준 초과 이력 단면 |
| 철근응력계 | 본 항목 | 정밀도 1 με 이하 | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 응력 집중·상재하중 변화 예상 구간 |
| 지중변위계 | 지중변위계 | 통합계측 · 지반조건별 추가 | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 이완영역·주변지반 거동 확인 |
| 지표침하계 | 지표침하계 | 토피·인접구조물 영향권 | 운영기 10분 상시 · 공사중 계획서·이벤트 고속 | 얕은 토피·연약지반·인접 영향 구간 |
5. 해석·관리
| 현상 | 검토 방향 | 현장 확인 |
|---|---|---|
| 응력 점진 증가 | 굴착 · 이완에 따른 부담 | 전단면내공변위 · 막장거리 |
| 응력 급증 | 라이닝 부족 · 과부하 | 철근 배근 · 보강 |
| 좌우 편차 큼 | 비대칭 지반 · 시공 | 단면 좌우 · 지질 조건 |
| 응력 감소 · 이탈 | 철근 손상 · 접촉 불량 | 육안 · 교체 · 보강 |
- 근거 기준: KR C-12150 Rev.1「터널 계측」§7(표18~20 · 현장계측 6종) · KR C-02050 Rev.6「계측」§4.3 · 해설5 §2(전생애 · 10분 · 이관) · KDS 4.1.5 · KCS 3.5 · 설계도서 · 계측관리계획서 · 발주처 관리기준
- KCS: 계측책임자 · 측정 · 보고 · 기준 초과 대응