Transcript トンネル工法の種類と方法

矢板工法
掘削した壁面に、矢板や鋼矢板をあてがい、
支保工という支柱で支え、その内側をコンクリートなどで固める「巻き立
て」によって仕上げる。在来工法とも呼ばれる。
開削工法
オープンカット工法とも呼ばれる。地表から掘削してトンネル構造物を
構築し、その後埋め戻す工法。
道路のような地表面に近い部分や、駅のように大規模になる施設の構
築に用いられる。
1960年代までは主流の工法であったが、1970年代以降はより深い位
置にトンネルを建設するため、シールド工法が主体となっている。
また開削工法にシールド工法を組み合わせた工法としてオープンシー
ルド工法がある。
沈埋トンネル工法
あらかじめ海底に溝状に掘っておき、ボックスカルバート（沈埋函）を沈
めて埋戻す。
NATM（新オーストリアトンネル工法）
掘削した部分を直ちに吹き付けコンクートで固め、ロックボルトを岩盤
奥深くにまで打ち込み、できるだけ支保工を少なくした工法。
日本では1980年代より 主流
シールド工法
シールドマシンを用いた土質地盤での全断面掘削。地下水位以下でも
可。泥土圧式シールド ・土圧バランス式など種類がある。
ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）工法
機械先端に取付けたカッターを回転させて岩盤を全断面掘削するもの
従来のダイナマイトによる掘削工法と比較して、3～4倍の速度で掘り
進め、シールドマシンに比較して、硬い岩盤を掘削するのに適する
パイプルーフ工法
パイプ（鋼管）を本体構造物の外周に沿って、等間隔にアーチ状また
は柱列状に水平に打設し、ルーフや壁を作る補助方法。中の本体構
造物の掘削作業を行うために、作業の安全性を確保する工法
場所による分類
山岳トンネル
山を貫通するように掘られたトンネル。
トンネル中央部を高く、両端の出口を低くする勾配とすることで、自
然排水が可能である。
都市トンネル
都市の建造物の中や地下を通るトンネル。
地下水対策が重要。地表沈下のモニタリング
水底トンネル
川底や海底に掘られたトンネル。
構造的に中央部が低くなるため、排水を機械的に行う必要がある。
地下水対策が重要
用途による分類
1)交通運輸用トンネル
道路，鉄道，地下鉄，地下駐車場，地下河川，運河など
2) 用水（路）用トンネル
上水道，水力発電用，工業用水用，灌漑用など
3) 公益事業用トンネル
電力用，ガス用，通信用，下水道など／共同溝も含む
4) 地下空間
地下街，地下発電所，地下貯蔵施設など
共同溝
（電気・ガス・通信線などが共に通る、矩形／円形のトンネルの総称）
火災時
地震時
緊急避難用
交通事故や火災などが発生した場合、
全ての放送局の再送信を休止して、
緊急時の正しい行動を周知する放送を流す。
情報・ラジオ
高速道路や主要道路を中心に、ラジオの再送
信を行っているケースもある。
落とし戸実験
砂
落とし戸実験
アーチング
（アーチ作用）
塑性化
崩落
クラウン部に引張応力が発生し、砂の脱落
が起きやすい
被りが大きくなると、アーチングが作用
Φが大きく、変形し難いとアーチングが発生しや
すくなる
馬蹄形
円形
たまご型
山岳トンネルの掘削可能性の判断基準
地山強度比α
q
＝一軸圧縮強度／土被り圧   u
th
α ＞ 2：トンネル周辺の地山は弾性限度内
α ＞１：トンネル掘削の可能性判断
地山速度(Vpf) ≧ 試料速度(VpL)
地山の一軸圧縮強度＝岩石の一軸圧縮強度
Vpf ＜ VpL
地山の一軸圧縮強度＝岩石の一軸圧縮強度
 V pf 


 V pL 


2
地山の強度≠岩石の強度
土では等しい
岩盤
岩石
マス
集合体
エレメント
要素
海底トンネルの掘削可能性
・被り
・水圧
・透水層
NATM工法（New Australian Tunneling Method）
従来工法ー支保工・覆工（lining） ・ロックボルト
吹付けコンクリートおよびロックボルトにより
観測施工しながら掘削する
必要に応じ支保工を使用
空洞
１
２
３
４
アーチ部のライニング
ロックボルト
支保工
側壁のロックボルト
地表下500ｍ
幅33.0ｍ 高さ52.1ｍ 長さ215.9ｍ
全断面掘削
ベンチカット工法
１
２
出入り口の補強
立坑・竪坑・縦坑
横坑
先行ボーリング
クラウン
切刃
発進部では、地下水流入などに対し補強（凍結・薬液注入）
埋戻し
土留め
土留め
掘削時考慮すべき
設計・施工時の要
点を述べよ
通常、土留め壁と、内部のボックスカルバート壁は
別々に設計
土留め壁：仮設の土圧と水圧対策、
回収しない(本設で残る）
ボックスカルバート壁：本設の土圧と水圧対策
泥水式シールド
切羽水圧および土圧に対抗させ、
土質に応じて調合した泥水を
カッタヘッドチャンバ内にスラリポンプ
で加圧・送水し、切羽の安定を図る。
掘削土砂は排泥パイプラインにより
地上まで流体輸送。
搬出された泥水は、地上の泥水処理
設備によって土砂と水に分離処理
■特徴
1.軟弱土層の掘削が容易
2.滞水層での施工が可能
3.高水位地盤での施工に最適
4.長距離掘削に有利
泥土圧式シールド
泥土圧式シールドは、カッタービット
で掘削した土砂に作泥土材を注入
し、不透水性と流動性を持つ泥土
に変換。
■特徴
シールドジャッキの推力により発生
した泥土圧を、切羽の土圧と地下
水圧の合計圧力に対抗させ、シー
ルドの掘進量と排土量のバランス
を図りながら掘進
1.巨礫掘削・長距離掘削が可能
2.アーティキュレート装置による超急曲線施工が可能
3.ケミカル・プラグ・シールド工法(CPS)による適応土質の拡大
4.インテリジェントコントロールシステムによる地上総合管理
下水道用トンネルーマシン
ＴＢＭ（トンネルボーリングマシン）工法
機械先端に取付けたカッターを回転させて岩盤を掘削するもので、
従来のダイナマイトによる掘削工法と比較して3～4倍の速度でトンネルを掘り進
むことができる。
覆工一体型のTBMでは、掘削後のコンクリート打設まで
シールドマシンに比較して、ＴＢＭは主に硬い地盤を掘削するのに適した機械
Roof=屋根
パイプ（鋼管）を本体構造物の外周に沿って、等間隔にアーチ状または柱列状に水平に
打設し、ルーフや壁を作る方法である。
その中で本体構造物の掘削作業を行うため、作業の安全性が確保できる補助工法
扇形配置
一文字形配置
門形配置
全周形配置
縦列形配置
土被りが少ない。
ゆるみ土圧が大きい。
地盤状況が不安定。
地表や地中の既設構築物の防護。
活荷重の影響が大きい。
鹿島建設 http://www.kajima.co.jp/news/press/200612/8c1fo-j.htm
鹿島建設 http://www.kajima.co.jp/news/press/200612/8c1fo-j.htm
鹿島建設 http://www.kajima.co.jp/news/press/200612/8c1fo-j.htm
鹿島建設 http://www.kajima.co.jp/news/press/200612/8c1fo-j.htm
鹿島建設 http://www.kajima.co.jp/news/press/200612/8c1fo-j.htm
国土交通省関東地方整備局
http://www.ktr.mlit.go.jp/gaikan/dsi/05/s_03_02_05.pdf#search='曲線パイプルーフ'
凍結工法
LN2
-180゜C
薬液注入工法
☆概要
砂質地盤中に注入材（薬液、セメントミルクなど）を圧
入して固結土を造成し地盤の浸透性を低下させるととも
に、地盤の強度増加を図る工法。
施工方法
注入工法
シングル
パッカー方式
ダブル
パッカー方式
パッカー
パッカー
パッカー
圧裂・浸透
薬液・セメントグラウト
浸透では時間がかかりすぎ
圧裂では弱層に強制注入可能