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터널 유지관리 계측의 국내설계기준 개선 및 최신 기술동향

Improvement of Domestic Design Criteria of Tunnel Maintenance Monitoring and Latest Technology Trend

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.7 no.2, 2014년, pp.9 - 16  

백경종 ((주)다솔컨설턴트) ,  권영억 ((주)흥인E&C)

초록

공용 중인 터널 구조물의 구조적 취약부위를 대상으로 시행되는 유지관리 계측은 효과적인 관리를 위해서 터널의 굴착에 따른 지반 및 주변 구조물의 거동을 파악하기 위한 공사 중 계측과 연계하여 판단되어져야 하나 공사시기 및 유지관리 시점을 기준으로 공사 중 계측과 유지관리 계측을 별도로 시행하고 있어 연계성 및 관련 자료의 체계적 관리가 대부분 미흡한 상태이다. 본 논문에서 국내 설계기준의 터널계측 문제점을 분석하여 개선방향을 제시하였으며, 향후 유지관리에는 첨단센서 및 무선통신 기술의 활용이 활발히 추진될 것으로 전망되므로 이와 관련된 유지관리 계측시스템의 개발 적용 및 국내 설계기준 및 시방기준의 개정이 필요하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Though the maintenance monitoring of structurally weak parts of the tunnel structure in public service must be judged in connection with the monitoring during the construction period for analysis of the behavior of the ground and surrounding structures following the tunnel excavation for the effecti...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 계측관리는 터널시공 중의 안전관리를 목적으로 한다. 제반 여건상 장기적인 안정관리가 필요한 경우에는 이를 위한 계측기를 설치하여야 하며 이에 대한 모든 사항은 준공시 발주자에게 서면으로 이관하여 시설물 운영시에도 정기적인 계측이 가능하도록 해야 한다.
  • 도로시설물인 터널의 유지관리 항목인 계측관리와 관련되어 국내 각 기관별 설계기준 및 시방서에 제시된 터널 계측 자료를 비교하여 터널 유지관리 계측의 문제점을 분석하였다. 또한, 시설물 안전 및 유지관리 기본계획 추진과제인 첨단센서 및 무선통신 기술의 활용과 관련된 최근 유지관리 계측 기술동향을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 유지관리 계측은 터널 구조물의 시공 중 계측뿐만 아니라 구조물 완공 후에도 지속적으로 수행됨으로써 시간경과와 환경변화에 따른 구조물의 이상 및 변화추이를 파악할 수 있게 되고, 결과 분석단계를 거치면서 구조물의 안전 유무도 판단할 수 자료를 제공하는 것이 유지관리 계측의 목적이다. 터널 유지관리를 위한 계측은 공사 중 계측과는 달리 장기간에 걸쳐 계측이 수행되어야 하며, 장기계측 과정에서 계측결과의 정확도와 일관성 등을 유지하기 위하여 계측 자동화에 용이한 계측설계가 이루어져야 한다.
  • 유지관리 계측의 목적은 터널이 완공된 후 터널 구조물의 변상여부에 관한 정보를 관리주체에 조기에 제공함으로서 그에 따른 대책을 세울 수 있도록 하여 터널의 안정성을 확보하는데 있다. 터널 구조물의 유지관리 계측은 공사 중 안전 및 품질관리뿐만 아니라 유지관리를 위해 설치한 계측기를 연속성 있게 활용하여 계측하는 것을 원칙으로 하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
계측과 준공된 시설물은 무엇으로 구분하는가? 계측시기에 따라서 공사기간 중 시공자 및 주변 시설물의 안전성을 확보하고, 시설물의 품질 및 초기 값을 확보하기 위하여 실시하는 공사 중 계측과 준공된 시설물에 대해서 안전성, 사용성 및 내구성을 파악하기 위하여 실시하는 유지관리 계측으로 구분하고 있다.
유지관리 계측은 터널 설계단계에서 유지관리를 위한 계측설계가 이루어져 공사 중 및 공사 완료 후에도 지속적으로 터널거동을 파악하고 위험상황에 대처하는 계측관리 계획으로 수립되어야 한 이유는? 유지관리 계측시 단면선정은 지반이 취약하고, 지질변화가 심하여 과다변위가 발생된 구간, 공사 중에 큰 범위로 붕락이 발생된 부위 등 구조적으로 가장 위험한 단면을 주계측단면으로 선정하여 시행하고 있으므로 계측관리시 지반조건, 시공이력 등을 고려하여 관련성을 파악할 수 있도록 공사 중 원 지반에서의 각종 변위와 침하 등 계측자료가 중요한 것으로 판단된다. 이와 같은 구조적 취약부위는 공사 중 계측관리 자료가 유지관리 계측 단계까지 연계하여 분석되어 공용 중인 터널 구조물이 유지 관리될 수 있도록 계획되어져야 하나 현실은 공사 중 계측과 유지관리 계측의 연계성 및 관련 자료의 체계적 관리가 대부분 미흡한 상태이다. 따라서 유지관리 계측은 터널 설계단계에서 유지관리를 위한 계측설계가 이루어져 공사 중 및 공사 완료 후에도 지속적으로 터널거동을 파악하고 위험상황에 대처하는 계측관리 계획으로 수립되어져야 한다.
무엇에 따라 계측기로 부터 자료를 인력으로 수집하는가? 계측자료의 수집방법에 따라 계측기로 부터 자료를 인력으로 수집하고 별도의 컴퓨터로 실시하는 수동계측, 저장장치에 계측자료를 기록할 때 까지를 자동화하고 별도의 컴퓨터로 실시하는 반자동 계측 및 자료수집, 해석, 그래프화 까지를 유·무선으로 온라인화 된 시스템으로 일관하여 실시하는 자동계측으로 구분하고 있다. 계측자료의 전송방법에 따라서는 계측기로부터 측정된 자료를 케이블을 통하여 전송하여 데이터 로거 또는 컴퓨터로 직접 수집하는 유선계측, 계측기로부터 측정된 결과를 케이블을 통하지 않고 무선으로 전송하여 자료를 수집하는 무선계측 및 계측자료를 수집하는 과정에서 일부분은 무선에 의해 자료를 전송하고 일부분은 유선에 의해 자료를 전송하는 유·무선계측으로 구분하고 있다.
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