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山岳トンネル(2) 膨張性・脆弱・不良地山対策


断層や亀裂の発達した岩盤地山対策
2020.5.10
・トンネルと地下 Vol.50,No.12(2019年12月) 各種前方探査を組み合わせた地山評価により長大トンネルを掘削−北陸新幹線 新北陸トンネル(奥野々工区)−鉄道・運輸機構 吉森 佑介ほか
 福井県内に計画された新北陸トンネル延長約20kmの山岳トンネルで、奥野々工区はそのうち延長約5kmの中間工区である。中古生層地山で断層幅数mから最大80mの断層が想定され、亀裂の発達した脆弱な地山、突発湧水が懸念された。このため、中尺ノンコア削孔検層(L=150〜180m/回、ダウンザホール式水圧ハンマー;前方湧水計測システム付き)、短尺ノンコア削孔検層(L=30〜50m/回、パーカッション型)、坑内弾性波探査(TSP;速度解析、反射面、Vp/Vs比)および湧水圧測定を実施し、前方地山の脆弱性と湧水状況を予測した。これらの事前地山情報によって、支保パターンの変更、注入式フォアポーリング、核残し掘削、排水管及び濁水処理施設の増設を行い、工事は遅延なく、安全な掘削を行われたことが報告された。
 

膨張性地山の変状現象と対策工
2020.5.10

(1)トンネルと地下 Vol.50,No.12(2019年12月) 第84回(山岳)施工体験発表会最優秀賞;大変位を伴う泥質片岩・蛇紋岩での山岳トンネルの施工−国道197号松柏トンネル建設工事−大林・奥村・浅田組JV 古家義信ほか
 愛媛県八幡浜(佐田岬付近)の三波川変成岩類が分布する延長1.1kmの山岳トンネル。地山は泥質片岩、塩基性片岩および蛇紋岩から構成される。泥質片岩では内空水平変位が最大770mm、蛇紋岩で最大450mmにおよび、インバートの隆起と鋼製支保工の座屈や脚部沈下が発生したため、インバートストラット(SS400,H150×150×7@1m)、高強度吹付コンクリート(強度36N/mm2,t=200)、インバートコンクリート(18-8-40BB,t=300)でインバートを構築し、一部で早期閉合を実施した。ここでの前半の施工実績から後半の施工において、インバートは切羽離れ1Dで100mm以上の変位を生じた場合、高強度吹付コンクリートは初期変位速度が7mm以上の場合に採用し、工区の無事貫通を迎えた。

(2)トンネルと地下 vol.48,no.7 (2017年8月) 全断面早期閉合工法によるパターン化施工で低強度地山を掘削−中部横断自動車道 八之尻トンネル−中日本高速道路(株)田丸浩行・前田崇文、清水・岩田地崎JV 谷村浩輔、清水建設(株)楠本 太

 2017年3月に開通した中部横断自動車道の六郷IC〜増穂IC間に位置する八之尻トンネルは、地山強度比が0.5を下回る低強度の押し出し性地山(強風化泥岩、一軸圧縮強度0.26N/mm2,土被り155m)が出現したため、全断面早期閉合工法を採用した。
 本稿では全断面早期閉合工法のパターン化施工について、早期閉合施工単位区間3〜7m、曲面切羽による掘削・支保方法を実施し、地山強度比、切羽評価点、初期変位速度に基づく早期閉合パターン選定法を報告している。


既設トンネルの盤ぶくれ現象と対策工
2021.5.31



(1)2020年10月号Vol.51,No.10 トンネルと地下,「プレキャストインバートを用いた供用中トンネルの盤膨れ対策−国道289号 甲子トンネル−」福島県 渡邉 長浩

 この施工報告の概要は次の通り。
 国道289号甲子トンネルは,福島県南会津郡下郷町と同県西白河郡西郷村に位置する延長4,345mのトンネルで,2008年9月に供用した。下郷町坑口から約1,700m地点にて路面隆起が発生し,隆起量は累計約470mmが観測され,既設インバートは破損した状態であった。
 対策工は地山初期膨張への対応,長期的なトンネルの安全性確保,工事中の社会的損失最小化の観点からインバートのプレキャスト化を図った。昼夜連続規制にて既設インバートの撤去を行い,平日夜間通行止めにてプレキャストインバートの設置を行っている。 本稿は,供用中トンネルのインバート再構築をプレキャストにより計画し,その施工サイクルを検証したものであり,本工事の設計・施工内容および施工時の地山状況について以下の報告を行った。
 1)路面の隆起は2011年3月に初めて確認され,それ以降急速に進行し,2014年に最初の応急対策時に30cmを超えていた。
 2)変状発生区間のトンネル地山は第四紀の自破砕玄武岩溶岩から成り,膨張性粘土鉱物のスメクタイトを30wt%以上含み,底版下深度3mまで粘土化したD級岩盤,深度3〜5mまでは軟質化したCL級岩盤であり,地中変位分布も調和的である。
 3)設計計画は,地山の膨張に伴う作用外力のシミュレーションにより,インバートコンクリートに発生する曲げモーメントと軸力分布からコンクリート規格を選定した。
 4)既存インバートの撤去工は3次元弾性解析により,アーチが片持ちになる延長を極力短く計画した。
 5)施工は平日夜間通行止めによるプレキャストインバート設置工を,週4日縦断方向に2.0m(0.5mもの4本)とし,他日は準備工とした。また,内空変位抑制のため縦断方向1m毎に左右1本ずつ,長さ6mのロックボルトを打設し,各種の計測管理を行い施工した。

以上当サイト抜粋



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