계측기[댐체에 매설되어 있는 계측기로 판단할 수 있는 주요 손상]

댐체에 매설되어 있는 계측기로 판단할 수 있는 주요 손상으로는
1) 댐체 내부 및 외부에서 변위거동의 이상발생
2) 댐체와 기초에서 간극수압 및 토압 등의 압력거동의 이상발생
3) 콘크리트 내에서의 변형률 및 응력 등의 변형거동의 이상발생
4) 누수측정실의 누수량 과다 및 탁도 발생 등이 있으며,
5) 매설계기 측정장치의 자체 고장이 있을 수 있다.

※ 필댐 및 표면차수벽형댐에 매설되는 매설계기 종류
․ 층별침하계
․ 가로․세로 수평변위계
․ 경사계
․ 댐마루 및 사면 변위측정계
․ 토압계
․ 간극수압계
․ 변형율계 및 응력계
․ 개도계(Jointmeter)
․ 누수량측정계 등

【해 설】
1. 변위거동의 이상발생
댐 체의 표면에서 발생되는 외부의 변형은 표면 변위측정계의 계측자료를 분석하여
판단할 수 있으며, 내부에서 발생되는 수평변위와 침하량은 각각 가로․세로 수평
변위계와 경사계, 층별침하계의 계측자료를 가지고 평가할 수 있다. 댐체에서의 변
위는 건설중인 경우, 성토하중에 의한 즉시침하와 과잉간극수압의 소산에 의한 압밀
침하로 발생하며, 건설이후에는 과잉간극수압의 소산에 의한 변위는 물론 2차압밀
형태의 변위가 계속된다. 또한 댐체의 변위에 영향을 미치는 요인으로는 불투수층의
형상, 기초지반의 형상, 축조재료의 특성, 축조속도, 저수지 수위 변화 등을 들 수
있다. 댐체에서 변위거동의 이상발생은 댐체와 기초지반의 침하, 침식, 활동, 부등침
하, 노후화 등에 의하여 발생되며, 이상발생 여부는 외부 하중조건의 변화를 고려하
여 측정치의 경시변화로 판단한다. 한편 계측기 자체의 고장은 매설시의 오류로 계
측이 불가능한 경우와 댐 운용중 국부적으로 과도한 변위가 발생하여 계측기가 파
손되는 것과 노후화, 관리 부주의로 파손되는 경우가 발생할 수 있다.

2. 압력거동의 이상발생
일 반적으로 댐체의 내부와 기초지반에서 실시되는 압력계측 항목은 토압계, 간극수
압계, 양압력계 등을 들 수 있다. 토압은 주로 상재하중에 의한 것이므로 건설기간
동안 증가하다가 건설 직후부터는 담수의 영향을 받는다. 심벽의 상 하류에 필터를
둘 경우 심벽의 상 하류측 토압은 중앙에 비하여 상당히 크게 발생할 수 있다. 이는
필터와 심벽의 강성차로 인하여 아칭현상이 발생하여 응력이 전이되기 때문이다. 또
한 댐의 기하학적 측면에서 양안이 급경사일 경우에도 응력이 양안에서 중앙을 향
하여 집중하므로 양안부에 인장균열이 발생하여 이 부분으로 누수가 발생할 가능성
이 높다. 댐체에서 발생하는 간극수압에 영향을 미치는 요인은 상재하중, 성토재료
의 시공함수비와 포화도, 성토재의 투수계수․간극비․세립분 함유량, 시공시의 다
짐방법, 시공속도, 담수시기와 담수속도, 저수지 수위 변동 등이다. 기초지반에서의
양압력 및 간극수압에 영향을 미치는 요인은 기초지반의 투수성, 불연속면 및 수용
성 암반의 존재, 저수지 수위 변동, 차수그라우팅의 노후화 등이다. 댐체 및 기초지
반에서 압력거동의 이상발생은 댐체와 기초지반의 침하, 침식, 활동, 부등침하, 노후
화 등에 의하여 발생되며, 토압과 간극수압은 서로 밀접한 상관관계를 가지게 된다.
이상발생 여부는 외부 하중조건의 변화를 고려하여 측정치의 경시변화로 판단한다.
한편 계측기 자체의 고장은 매설시의 오류로 계측이 불가능한 경우와 댐 운용중 국
부적으로 과도한 변위가 발생하여 계측기가 파손되는 것과 노후화, 관리 부주의로
파손되는 경우가 발생할 수 있다.

3. 콘크리트에서 변형거동의 이상발생
일 반적으로 표면차수벽형댐의 콘크리트 차수벽에서 실시되는 계측항목은 콘크리트
의 응력을 측정하여 파괴가능성을 판단할 수 있는 변형율계 및 응력계 계측, 콘크리
트 이음부의 열림 정도를 측정하는 개도계(Jointmeter) 계측 등을 들 수 있다. 콘크
리트 내의 변형 및 응력은 주로 상재하중에 의한 것이므로 건설기간 동안 증가하다
가 건설 직후부터는 담수의 영향을 받는다. 또한 차수벽 뒤의 사력재의 변형, 기초
지반의 변형에 의해서도 큰 영향을 받게 된다. 한편 차수벽과 직접적으로 접촉하고
있는 저수지의 수온과 대기온도도 영향을 미치게 된다.
이 음부의 개도도 차수벽의 구조적인 거동에 의하므로 저수지 수위 변동, 사력재 및
기초지반의 변형, 저수지의 수온과 대기온도의 변화에 따른 콘크리트체의 수축과 팽
창 등에 의하여 영향을 받게 된다. 특히 이음부의 개도는 누수량과 직접적인 상관관
계를 가지며 영향을 미치게 된다. 이상발생 여부는 외부 하중조건의 변화를 고려하
여 측정치의 경시변화로 판단한다. 한편 계측기 자체의 고장은 매설시의 오류로 계
측이 불가능한 경우와 댐 운용중 국부적으로 과도한 변위가 발생하여 계측기가 파
손되는 것과 노후화, 관리 부주의로 파손되는 경우가 발생할 수 있다.

4. 누수량 과다 및 탁도 발생
필 댐에서의 누수량은 점토 불투수층을 통한 누수와 기초지반 및 양안부, 댐 표면으
로부터의 유입수로 구성된다. 표면차수벽형댐에서의 누수량은 댐 상류측의 콘크리트
차수벽에 있는 이음부를 통한 누수와 기초지반 및 양안부, 댐 표면으로부터의 유입
수로 구성된다. 따라서 필댐체에서 누수량에 영향을 미치는 요인은 저수지 수위 변
동, 강우, 불투수층의 투수성 등이며, 표면차수벽형 댐체에서는 이음부의 열림상태,
저수지 수위 변동, 저수지 수온과 대기온도 등이다. 누수량 계측결과는 댐체 및 기
초지반에서의 간극수압, 양압력과 직접적인 상관관계를 가지게 된다.
이 상발생 여부는 외부조건의 변화를 고려하여 누수량 측정치의 경시변화와 탁도발
생 여부로 판단한다. 한편 계측기 자체의 고장은 드물며 다만, 누수량측정기는 순수
히 댐체를 통한 누수량과 외부 유입수량을 구분할 수 없는 구조로 만들어진 경우가
대부분이다.