광섬유센서 내장 FRP 스트립을 이용한 철도터널 내공변위 상시계측

초록

일반적으로 터널은 지층의 형태가 다양하고 분포가 일정하지 않은 지중에 건설되므로 시공단계부터 시공 안전성, 지반조건, 지보부재의 응력거동 및 안정성 등을 확보하기 위한 계측관리를 실시여야 한다. 또한 터널의 안정성 평가를 위한 유지관리 기준치들은 시공단계부터 계측된 지반의 특성 및 거동 등을 고려하여 선정하는 것이 바람직하다. 그러나 현재 대부분의 철도터널 여건에서는 이러한 시공 초기부터의 계측관리가 거의 이루어지지 않고 있는 상황이다. 따라서 철도터널의 안전성 판단을 위하여 열차 운용 중 변형에 대한 계측을 수행하고 있다. 따라서 철도터널의 변형을 상시 계측하는 것이 현재로서는 가장 적절한 안전관리 방안이라고 할 수 있다. 본 기사에서는 철도터널의 변형을 상시 계측할 수 있는 시스템으로써 FBG 센서를 FRP 스트립에 부착한 계측 시스템을 소개한다. 개발된 시스템은 기존 시스템과 달리 이미 시공된 터널의 라이닝에 추가적인 손상없이 직접 부착하여 설치가 가능하므로 현재 사용 중인 철도터널의 위험단면에 대한 변형 계측 방안으로 적합하다. 본 기사에서는 이 시스템의 특징과 경부고속선 복안터널에 대한 시험 구축 사례를 소개한다.