U.
D.
C.624.
191.
57
西松彊設技報 VOL 4
NATMによる立坑掘削
要
島田
豊
喜
狩野
満
弓*
*
*
*
阿部
直
**
約
電源 開発㈱ 下郷 発電所 の ,深 さ 1
3
5mの 2本 のサ ー ジタ ンク立坑掘 削｣二事 で,我 が園最
初 の NATMを採 用 L. この程 成功 裡 に終 了させ るこ とがで きた｡
本報 文 は NATM採 用 に踏 み切 るまでの経緯 と工 事実績 につ いて報告 す る もので あ る｡
特記 事項 としては次 の数 点が挙 げ られ る｡
1)中央 パ イロ ッ ト孔 は大 口径ボー リングマ シンを用 いて,1.
4
5m￠で掘削 し, これ を
ズ1
)落下 シュー トと自然換気孔 として利 用 Lf
J｡
2)NATMの探J
机 こよ り, 当初設 計の掘 削i
i
L
l
二
径は1
6m￠か ら1
3.
6m￠ に,掘削断面積
は,2
0
1.
0
6m か ら1
4
5.
2
7m2
へ と7
2.
2
5% に減 少 させ るこ とがで きた0
2
3)坑 壁 を撞 なわないこ と,連続掘削 が可能 な こ と, 吹付｣二
や ロ ックボル ト工 との並行
作 業がで きるこ と等 の利 点 を有す る油圧 ブ レー カに よ る硬岩の無 発破掘削 に成功 し
た｡
4)大 規模 なスカ フ ォー ドを用 い るのが 普通で あ る立坑 開削で, 人界坑及 び計測用 とし
て, ビルデ ィング外壁掃 除用 の ゴン ドラを使 用 した｡
5) その他, 可能 な限 りの新 鋭機 械 の導 入,省力及 び多能技 能｣二の雇 入れ と徹 底的 な教
育 を行 なった｡
これ らによ り, 全｣二
事 の ク リテ ィカルパ ス と目されていたサ ー ジタ ンク立坑 は,工 期 を
大幅 に短縮 す るこ とがで き, その塵 を他社 の 工区 に譲 るこ とがで きた｡
ク リー トダ ム(
有効 貯 水容量4
4.
5
×1
06m3
,
流域面積 8
25.
6
1
§ 1. まえが き
k
m2大川 ダ ム) を下 部 貯水池 として,｣ T池間 に得 られ
§2.工事 概要
8
7mを利用 して,散 大.
t
旧]
1,
0
0
0,
0
00k
Wの
る有効 落差 3
§3.施工実績
発電 を行 な う純揚 水式 発電所で あ る｡ 本立坑 の掘 削 は,
§4.計測
上記発電 所主要構 造物 の内,調 庄水槽 (
制水乱 単胴 聖)
2m (
掘削 内径1
3,
6m)高
の掘削で ,仕上 り寸法 は内径 1
§5.あ とが き
さ1
3
6.
2
5mが
§1. まえが き
2基 で あ るOこの調庄水槽 の位 置す る場所
は,大川 羽鳥 損立 自然 公園内の急峻 なI
L
J
の斜面 にあ り,
電源 開発㈱下郷 発電所 は,福 島児南会 津郡下 郷町 に位
EL.8
41m)
かつ 当発電所構 造物 の内で は一 番 高い所 (
置 し,阿賀野川水系小野川 に高 さ 1
0
2mの ロックフ ィル
で あ る｡ そのた め,坑 口までの資崩搬 入, 人員輸送 用 と
6×1
0
6m
3(
流域面積
ダ ムを築造 して,有効貯水量 1
して イン クライン設備 を含 む大 規模 な仮 設備 が計画 され
3.
7
k
m2)の調 整池 を設 け, これ を上 部調整 池 (
大 内調 整 池)
3
年度 ,5
4
年度 (
冬期 間 1月∼3月は休 止 ) は,
た｡昭 和 5
とし, 阿 賀川 に建 設省 の築造す る高 さ7
8mの重 力式 コン
仮 設 に著 したた めに,立坑掘削 は昭和 5
5
年度 に開始 され
るこ とになった｡ この立坑掘削 の進捗状 況如何 に よって
は, 当下郷 発電所新 設工事 全体 の工程上の ク リテ ィカル
東北 (
支)下郷 (
出)所 長
出)副所長
東北 (
支)下郷 (
東北 (
支)下郷 (
出)
係長
128
パ ス とな る懸念が あ り, そのた め, いか に早 く安 全 に立
坑掘削 を施工す るかが,最 大 の詔題 となった｡ 率 い昭和
西松 建設子
支報 VOL 4
NATMによる立坑掘削
図- 1 卜郷発 船 中耕 乱 日 用乾要 図
図- 2 ､
l
'
l
汁I
J
kL
L
.
沌l
州く
l
5
4
年度 に,調庄7
1
q暫下部へ適ず る水平 トンネル をNAT
§2.工事概要
Mで施 工 して,良 い結果が得 られた と同時 に,調庄水槽
2-1
概要
地点の岩の状況等 も把握で き, この立坑掘削 もNATM
昭和 5
3
年 3月の契約時 には,立坑の掘削切拡 げは手
合巻
で施工す るのが最良で あ る とい う結論 に達 し,昭利5
5
年
コンク リー トを打設 しなが ら,順次上部か ら下部へ掘削
の各期間 に本社土木設計部 に協力を願 い,施工罰画 を立
してい く在来工法 を予定 していたが, この工法では,工
案 した｡
程的 に満足で きない とい う結論 に達 し,掘削 と同時 に吹
本報告書 は, その計画,施工過程及び結果 について述
べて,問題点及び今後の対策等 について言及 した｡
付 コンク リー トとロックボル トで壁面 をイ
対寺させ るNA
TM工法 を採用 し,施工速度 を速 め るこ とに した｡
次 に,立坑掘削 まで に至 る施工順序の大要 を簡単 に述
べ る｡ まず立坑の坑 口付近が,県立 自然公園内であ り,
129
NATMによる立坑掘削
西松建設枝報
表-1
工
掘
l
'
:
l
l
硝姑7
.
.
1 号立坑
種
削
V
OL4
2号立坑
合
計
1
9,
9
6
9rn3 1
9,
9
7
0m3 3
9,
9
3
9ma
コンクリー ト吹付 5,
4
3
3m2 5,
49
6m2 1
0,
9
2
9m..
ロ ッ ク ボ ル ト 3,
1
45本 3,
2
3
2
本
6,
3
77本
写真 - 1 ､
J
r
_
f
J
t施1
.
状況
帰の放帯がで きないた糾 こ,循搬出用の先進立坑 (
1.
4
5
部の水平 トンネル までボー リング (
BM-1
0
0
m￠) を ド
を使用)で貫通 させたO この立坑 には 1.
3m￠ケー シン
ロ ックボ ルト
打設パターン
グを挿入,七メンテング して同定 させた (
1.
4
5mめの孔
に対 して,1.
3mめのケー シングパ イプ挿 入は,非常に困
難で 1
.
2-1.
2
5mが適 当である)
oその孔 を適 し, 叩‖)描
出し,EL.841.
0
0盤に立
坑 坑 Hを取 り付 ける平面 を整形 した｡次 に, 立 坑 坑日に
シー トパ イル (
Ⅰ
H型)をr
招羊1
4mで円形状 に打込み,周
削
(
約1
8,
0
0
0
m3
)を切取 り搬
:
二次吹 付
図- 3 標準 支保 パ ター ン
囲を額縁 コンクリー トで 固定 させ るとともに,将来,立
ガ調 l
伸 二必要なワッシンダゴン ドラ
(
3
60
旋 回 ) のレー
0
ルを取 り付 けた｡抗 日レベルに映什 コンクリー ト用プラ
ロックボル トは全面接着方式 とし,定着剤は, 1号立
ン ト,揚 垂設備, ゴン ドラ等の仮設備 を完了させ昭 和5
5
坑 にポ リウレタン, 2号立坑 にはポ リエ ステル系の もの
年 5日よ り立坑の据 付E
j
を日
印J
f
;
Lた｡立坑の掘削は,内径
を使用 した｡
1
4mO
O
Oの円形で深 さ135.
25mあ り,この ような大 口径
地l
Mi
r
.
1
辺排水は排水 ドレー ンをコンクリー ト釘等で固
の水槽 を NATMで施工す るのは,我が同では初めてな
定 し,順次延長 した｡
ので,安全碓 実性 を優先 して計画 を進 めた｡基本的 には,
2-3 地質
機械化 施工 によ り｣
二
期の知新i
及び徹底 的 な省力化 を図っ
1) 掘削- ジャイアン トブ レーカ
EL8
41-EL8
0
0の問は,細粒砂岩が主で,かな り風
化 している｡EL8
00か らEL7
3
0にかけては,硬 い ･節
た｡主 に採用 した新 しい ものでは,
(
油圧)･--･
帝同さ
く岩機 UB-7
2
)計測 ･点検 ･榊 年上 ワッシンダゴン ドラ--三精
判ま
の発達 した流紋岩が,3
0mの厚 さで貫入 している｡ そ
の ドば,硬 い砂岩で,節理 もあまり発達 していない (
図
-4地質図参照)
｡
1
0
k
g
3
6
0
0
旋回アー ム伏仰型
コンベ ア5
3) ロックボル ト削孔用- 2ブーム ･クローラ ･ド
リル--･
古河さ く岩機 MC-1
1
0C
4
) 測量 一重l
E
l
.
レザー- 0.
5mm W防水型--1
基
当 り6ケ設置
5) 多能技能工の雇入れ及び養成 と管理
§3.施工実績
3-1 主要機械及び施工手順
安全碓 実性 を優先に, また,急速施工と徹底的な省力
化 をはか るために,量新設備 と最新機械 を投入す ること
を基本方針 とし表 -2に示す主要機械 を封画 した｡
等であ る｡
次 に施工手順 を述べ る｡
2-2 工事数畳
①
表 - 1に示す とお りであ るO
m,2次吠付1
0
c
mとし, 1次 吹付後,
吹付は 1次吹付 5c
4m
m
￠×100mmXIOOmm,大 きさ 1mX2mを張った｡
1
30
破砕及び〕
矧I
J
'
J
j
油圧ブレー カ UB-7にて岩を破砕 し,次 にアタ
ッチメン トをバケ ットに取 り換 え掘削 し,先進立坑
に桶 を投下す る｡ピックにて壁面 をコソク･整形す るO
NATMによる立坑掘削
西松 建設 枝 幸
P
XVOL 4
S
】
27
0
0
N
】
9
0
1
80
こコ
;
:.
E
コ 流
/y
断層 とその走取
/1/
亀裂 とその走向
/
1
削 バ ックフ ォー シ ョベル
掘
2 吹
付
亀裂の掛 こ多い疑 弱 な個所
能
型
式
日立 UHO
45
2
MC1
1
0C2ブー ム
2
油圧 ブ レー カ
帝 国 さ くk
l
j
i
機 UB7
2
吹付 プ ラン ト
ア リバー2
6
0BC6-1
0m3
/h
2
ブー スタポンプ2
0k
g
/
c
m
℡
2
3-3
0旦/
mi
n
2
2
簡 易バ ッチ ャープ ラン ト 石川 島 製 強 制練 ミキサ AE5
0
0
日本度簸衝讃
落計量署
賢1
0
0
0
k
g
骨材貯蔵 ホ ッパ 5ma
桶
搬
台数
ク ロー ラ ドリル
急結剤 自動供 給 装置
3
傾斜
傾 斜
i
'
_
要機 械 ･
覧表
性
称
名
離
1号調1
I
:
.
水 槽地質 r
S
(
)
表-2
使 用工種
岩
地 層 の 走 臥
杉…
図- 4
1
l
紋
出 タ イヤ シ ョベ ル
/
/
ダ ンプ トラ ック
4 コンク リー ト コンク リ- トキ ンプ
5 共 通 機 械 コンプ レ ッサ
(
立杭 2基分) ゴ ン ドラ設備
ベ ル トコンベ ア4
00m/mi
n
小松JH6
5 2.
3m3
三精 コンベ ア5
1
0kg
タ ロ- ラク レー ン
日立U1
0
6
ASL 32
t
f
タ イヤ シ ョベ ル
小松5
1
0
イン ク ライン設備
材料 1
0
t1
3
7
k
W 人車 用7.
5
k
聯
コン トラフ アン
三井 三池 6
00￠1
5k
WX2
トラン ス容 量1
8
0
0k
W
1
0t
f
用
自動 フ ィーダ 内蔵
自動 フ イ-ダ 内蔵
1
1
北 非 製 作 所1
7.
5
t
fX1
5m
トラ ック クレ- ン
1
2
石川島WN1
1
4 1
8
0k
l
V
ロ ックボル トに併
1式
1
0トン
石川 島PTF9
0SH
要
1
東 洋運搬機 TCM7
5I
I
I2.
0m3
三脚 デ レ ッキ設備
受電 設備
1
摘
1式 揚 程1
5
0m
2 吹 付 則孔 用
2
2
1
計測用3
6
0
○旋 回
2
骨材 セ メン ト用
1式
3
1式
1
131
西キ
公建 設技 稚 V
OL 4
NATMによる立坑 掘 削
先進 立坑のケ ー シングパ イプは,適時切断す る｡
(
2) ブレーカ工法 について
･安全優先の考 えか ら,ブ レーカ工法で施 工で きる
② 地山排 水処理
壁 面 鉛 直方向に与
勘 二沿って,排水 ドレーンを入れ
0
る (
コンクリー ト釘で国定)
範囲は,で きるだけブレーカで行ない,やむを得な
破工法で施T_
す る訓 画であった｡
い場合のみ判 断 離 芭
して, 当初予定
実際 には,ブレーカ 目送のみで､
施｣二
③ コンクリー ト1次晩付
i
J
,
L
I
'
･
J
削後ただちに, 5c
m厚で,映付コンクリー トを
を上廻 って貫通させることがで きた｡ これは,大断
施l
二
する (
地山の挙動 を抑制す るため,掘削後す ぐ
であった
面であるため比較的大聖機械の使用が 舶 巨
おこなう)
｡吹付プラン トは, ト
部 ステージに設置 L,
ことと,上方か ら下 方に掘 り卜げるためブ レーカが
切羽-ホー ス及び鋼管でJ
J
送 す る｡材料はインクラ
下向 き作業で機能が最大限発揮で きる等の利点があ
,
汁
i
ステー ジまで運搬す るO
イン台車 こよ り, 日'
ったため と考 えられる｡
④ ロックボル ト打 設
1次吹付完 (後,長 さ 3mの ロックボル トを打込
以下にその長所及び短所 (
注意点)を述べ る｡
(
A) 長所
J
I
'
l
仔LL,削孔後項
む0 2ブームクローラ ドリルにてt
(
丑 発破 を使用 しないので,衝撃が少ない｡従って,
允材を孔内に挿入 L, ロックボル トをオーガで回転
後で述 べ る計測結果か らわか るように, トンネル
させなが ら･
汀設す る｡
の変位が小さ く, トンネル施 Lの安全裾 二とって
⑤ コンクリエ ト2次吹什
以 卜の施 I
1
.
が終 )
'
後, 1次吠伸 l
H
L
より 約 5n
l
離
,
c
して,金網を鉄線 にて固定 し, 2次吹付 を映什厚 1
0
c
mで施 ｢
.
す る｡
L
:
1仁の作業を,1.
0m∼2.
0mご と繰 り返 L施工す
る｡
設備･使用機
械の接傷 も少な く,作業環境 も発破日去に比べて
は,大きな利点であった｡ また,仮
良かった｡
② 無発破のため,防護 ･退避 ･換気等の必要がな
いので労働時間のロスが少ない｡
③ 掘削申においで も,他の作業が同時にで きる｡
従って, l
二
期の短縮 に役立つO 妬榊 i
l
i
･
のサ イクル
を表-3に示す｡
3-2 実績
(
1
) 一
般
1号l
l
I
.
l
'
;
〔
は,昭利5
5年 5日8に苦手 し,1
2
)
13日
に完 (したO稼動率は,8
6%で,手
揖加 楼如二村す る
④ カ沸 か 少ない｡当現場では,精度1
粧l
A
:
及び省力
化のために, t
l
.
[
二
坑 1基あた り6ケの レザー 垂庶器
平均 日進は0.
75mであった0 2号､
'
I
i
.
;
ui,昭和5
5年
を設置 Lたことと,発破ではな くブ レーカにより
5日1
3Hに苦 手L,1
2
日5日に完了 Lた｡不
豪助率は
掘削 Lたことにより余据猿を少な くで きた｡平均
8
5%で,平均 日進 は0.
7
7mであった｡
5.
3
c
mで,ほぼ 設計余掘旋1
5
c
mに抑 える
余据厚は1
ことがで きた｡
⑤ 先進 )
雄 が 確でつ まる咽 巨
性が小 さい (
岩を小
さ く砕 くことがで きる)
0
(
Ⅰ
壬
)如,
j叶 (
注意点)
① 点検 ･整備が重要である｡ 当現場では,毎J
j
第
1, 第 3〔
川針 Ⅰ
に整備士による点検 を行なったが,
それで もアキュームレ-タの故 障等 によ り,立 坑
の作業が
判
Jf
:
F
,
)
I
.
ス トップすることが, 3-4回あ
った｡
図-5 ′
)
雄t
'
進行図
擁二
坑 夫5人/ 方 と,
作業日は1号, 2号立坑 各切)
両立坑 共通入貢 として,プラン ト運転,重機運 転
閲搬出等2
5
人配置 した｡昼夜作業で行なったが∼昼
番作業で､
必要な資材は全て, 卜部ステージまで運搬
Lてお き,夜番作業員はで きるだけ少な くなるよう
にした｡
132
② ブ レーカ及びその部品,バ ックホーの消耗品が
高 価である｡ また, 1日申ブレーカで岩を破砕 L
f
l
j
粍が敵 Lい (
例 えば,
でいる過酷な状態なので,r
1
本も
ブレーカのタガネは, 1, 2号両 立坑で,1
使用 した)
0
③ 適応岩質の範囲がせ まい｡当現場の地質は竪岩
であ るが,節理が亨
む窒Lでいたので,ブレーカに
よ り掘削で きたが,実状 に応 じて他の工法 を検討
西松建設 子
支栽 V
OL 4
NATMによる立坑掘 削
表 -3 サ イクル表 (1E
,
3
.
'
I
二
坑j
柚川̀サ イクル)
時間
二
l
二
種
抜
7
8
9 1
0 ll 1
2 1
3 1
4 1
5 1
6 1
7 1
8】1
9 20 21 2
2 23 2
4 1 2
3 4
1 次
吹
付
吹
付
6
7
l
取
ブレーカー掘削
バ ケ ッ ト掘 削
2 次
5
】
】
ロックボル ト
】
網
金
地 山 周辺 排 水
ケーシング拙析
ト
Lなければな らない｡ また,水平坑では利 用で き
庄弁 を設け, 水 圧 を調整したO ロッド及び ビットの
ない と思 う｡
消耗度合は,ロッドは,223m/本, ビットは,157m
④
/本であった｡
肖
嘱L
時間は,機械の移動 も含めて 1本
作業者は, 多能な有資格者を必要 とす る｡
以上,長所 ･如 叶があ るが, トンわ レ施_
i
.
の安全
あた り (
長さ 3m) 約1
0
分であった｡ ロックボル ト
性 ･ L期の知新 i
等,当現場では有効な方法であった｡
1
本, 2 立坑で1
5
本
の引抜 き強度 は, 1号立坑で2
号
試験 した｡ 5時間後 と2
4
時間後に試験 したが, 引扱
(
3) ロックボル ト打設について
ロックボル ト削乱用 として,古 河さく岩橡 輔に開
発依頼 Lて,2ブームクロー ラ ドリルを購入 し,投
入 した｡ これについて も,毎月第 1 ･第 3r
:
湖用 に
定期点検 を行なった｡大 きな故障 もな く順調であっ
強度は,使用墳充材,試験時間による差 はあまりな
5
t
f
であった｡
く,約 1
(
4) 吹付 コンクリー トについて
上部 ステージに設置 した吹什プラン トを図 -6に
示す｡ 映イ
て
J
磯 はア 1
)バー 2
6
0型を2台設置 L,立坑
た｡
までは,マテ リアルホー スで,立坑内は, 3Bのガ
ス管で報 道 した｡7
両ま,上部 ステー ジ貯水槽 よ り耐
圧ホー スで∴ 切羽 まで送った｡ア リバー位置か ら切
羽 まで､
最高 1
3
5mの高低差があったが, それによっ
て,配管内に材料がつ まるということはなかった｡
雨等によ り,骨材が湿った時は,骨材表面水最が 8
%を超 えれば,つ まって圧送で きな くなることがあ
った｡ 吠什最は 3-4m3/h
であったoコンクリー ト
の配合及び使用骨材ふ るい分 け試験結果 を表 -4,
図-7に示す｡深 さ2
0
c
r
r
L 大 きさ5
0
c
mX5
0
c
mの箱に
コンクリー トを吹付 け, 4週間後にコンクリー ト桐
コア ドリルで､
供試体 をつ くり,強度試験 を行なった
写真 - 2 2ブーム ･クローラー ド1
)ル
が,強度は平均 1
86k
gf
/c
m
で あった｡
i
'
胴L
水 は, 2Bのガス管を立琉 軸 二
配管 し,Jl
部
今回施｣二Lてみて, 映付 コンクリー トで注意 Lな
ステー ジに設置 した貯水槽 よ り送った｡使用水圧は
ければな らないのは, その次 厚の管理である｡ブ
5k
gf
/c
m
J
l
なので,T.D.
70m (
立坑深さ)付近 に滅
珊I
l
レーカで掘 削 Lた とはいえ, どうLで も壁面にl
什
:
･
_
一
二
.
て
{
1
:
I
.
耳骨そ
,
三
百
千
蔽ピン
図-6 吹付プラン ト
133
西松 建 設 技 報 VOL 4
NATMによる立坑掘削
秦-4 吠付コンク1
)- 卜配合表
l
暮
i
位
施
③ 将来の資料
を目的 として行なう｡ これを もとに,施工中の岩盤の状
(
k
g/m3
)
態を知 り当初の設計 と比較 し,必要に応 じて現場 に合っ
た設計 に修正す るもので, この工法の最 も重要な揮散で
あ り,かかせ ることので きない ものである｡
4-1 計測方法
6
【
∃
月
1
畠
竣実
立坑であるために,任意なl
l
l
周方向での計 測足場の確
)
骨材
Z の種声
d ビリ(
7:3
I5年 7
施 日時
昭和5
保を目的 として,当現場では, アー ム仲仰 型 ゴン ドラ
(
3
600
旋軌
高層ビルの窓ふ き用 と同山の もの) を採用
｡土木呪場
した (
これは,昇 降及び立坑の点検に も利用)
用は,我国において, 当現場が最
におけるゴン ドラの採
初であったが,有効 にその機能を発揮 した と考 えている｡
今後の立坑施工 には大いに採用すべ きものであろう｡
0
01
5
03
06
12
25
5
計 測方法の詳細 については,参考文献 1
)
2)
3)
によった｡
1
0
2
0
ふるいの寸′
まく
E
Wl
)
図 - 7 吹付コンクリー ト.
馴 オ粒度曲線
がで きるので, 1次映付を行ない,金網を張った時
点では,金網 と1次吹付面 まで,多い ところで 3
0c
m
離れた｡ その金網を2次吠付で全部覆 うためには,
かな りの吹付厚 になるということがある｡ 1次吠付
5
c
mの規定厚であったが,今回の
と2次吹付合せて1
実績 は,1号で1
8.
3
c
m,2号で1
9.
8
c
mとなった. これ
か らの施工 においては,面倒で も数多 くのアンカを
1次吠付に とり (1次吹付施工時,1
2
番線 を細 い塩
写薬 -3 ゴン ドラ足場 を利用 Lf
=計 測
ビ管の穴 に差 L込み,先端か ら1
0c
m程度番線 を.
L
hL,
塩 ビ管で番線 をささえるようなかたちで,番線 を 吹
付コンクリー ト中に埋め込む方法 を とった｡番線が
固定されれば,塩 ビ管を抜 く｡)金網をで きるだけ 1
4-2 計測結果
(
1
) 一般
次吠付面 に密着 させ, 吹付厚を小さくす ることが重
表 -5に,今回実施 Lた計 測項 目を示す｡
要であると思 う｡
内空変位測定の 目的は,
(
∋ 切羽掘削後,可能な限 り男 伸 二
最終変位最を予
§4.計測
l
二
追加の
測 L,安斜 望
三
の検討を行なって, 1次俊二
NATMにおける計測は,
① 日常の施工管理指標
② 下半掘削等による 1次覆工の安全性の判断資料
② 計画時の設計 と対比 し,現場への反映資料
③
要 ･不要の判断資料
2次覆工打設時期の判断資料
秦 - 5 計 測 項目
計
測 項 目
使
用
計 器
頻
度
目視 .ク1
)ノメータ
全延 長
内空 変位 測 定
ユニテンションメジャ
T.
D.
5,1
0,20m
T.
D.
20m以降 は20m ごと
地 中変位 測 定
エクソテンソメータ
4方向/1.
53.
0 1 収 束 す るまで 1回/日
T.
D.
2
0,
8
0m4深度 し
4.
56.
0m) それ以降 は20m毎
ロックボル ト軸力測定 メカニカルアンカ
134
計 測 位 置
坑 内観 察調 査
1トト ロ
収 束 するまで 1回/日
それ以降 は1
0m毎
T.
D.
れ 80m4
4深
方向
度＼
[
2
0.
2
753
51
,
.
0
5mノ
1同
上
NATMによる立坑 掘 削
西松 建 設 技 報 VOL 4
られる｡ これは,T.
D.
4
0mまでは, 2号の岩質が
とすることである｡
地中変位測定は,地中の半径方向の変櫛 R
I
J
定を行
1号に比べて風化 しているという現場の状況に合致
ない,地中変位∼アンカー深度関係図を作成するこ
している｡設計段階において,変位許容値を立坑掘
とにより,おおまかなゆるみ領域を知 るための測定
削径 ×0.
5% (
1
4mXO.
5%)-70
m
mと設定 したが,
であ り, ロックボル ト長決定の判断資料 とするもの
実際の変位量はその約%で,設計支保パターンで安
である｡
心 して施工で きるという確信を得た｡変化が小さか
ロックボル ト軸力測定は, ロックボル トの軸力を
った原因 としては,地質状況 ･有効な支保パターン
測定 し,許容応力度以内かどうかで, ロックボル ト
等があげられるが,無発破 によるブレーカ工法 も,
トンネルの安全性 に大 きく寄与 した と思われる｡
の増 し打 ちの必要性の判断資料 とす る｡
ロノクボル ト引扱 き試験は, ロックボル トと地山
(
3) 地中変位測定
地中変位測定結果を,図-1
0
及び1
1
に示す｡地中
の定着効果を確認す るものである｡
ここでは,代表 ヶ所の計測であるT.
D.
20
m･
T.
変位 ∼アンカ深度関係図において不連続な線が現わ
D.
8
0mの結果を主にして,各々の計測結果を述べ
れた場合, その付近の深度が,地山のゆるみ領域 と
るO
支保領域の境を表わす とされている｡今回の結果で
は,変位 も小さく,明確 なゆるみ領域を確認す るこ
とがで きなかった｡ また,アンカ最深部 (
ここでは
地 中変
位
I:;I.
ド
5
1
0
1
5
2
8切羽進行
0mノ
図 -8 内空 変 佃 則定 (1号 T ･D8
Or
n
On｢
アンカ深度
ア ンカ深度
m
ア ンカ深 度
ア ンカ深度
図 -1
0 1号TD8
0mにおける地中変位l
叫(5日後)
症
〇
図-
1
0
1
5
2
0 切 羽進行 m
9 内空変 位測定 (2号T ･D2
0m)
(
2) 内空変位測定
1号立坑の内空変位は,平均収束値,
約 7m
m,最大
0
m
mであった｡2号立坑は,平均収束値約 8m
m,
変位 1
最大変位2
1
m
mであった｡両立坑 とも,収束に要す る
2日で,収束時の計測位置 と切羽 までの
日数は平均 1
距離は1
4.
5m,約 1D (
D-1
4.
0m)であった｡ 1
号立坑 と2号立坑の変位差は,T.
D.0-4
0mでみ
I
(
･
'
図-l
l 1号TD2
0mにおける地中変位図(6日後 )
135
西松 建 設 技 報 VOL 4
NATMによる立坑掘削
6m)が不 動点であるな らば,向いあ う測定位置の
地中変位量の和が,同 じ位置の内空変位 に等 しいと
(
5) ロックボル ト引抜試験
T.D.
2
0m･T.D.6
0m
ロックボル ト引抜試験は,
いう関係 になるが,(
例 :
450
の地中変位量 +1
3
50
の
･T.D.1
0
0mで,合計3
6
本試験 した｡結果,引抜耐
50
-1
3
50
内空変位量)
今回の結果で
の地中変位量 -4
力は,l
l
-1
7
t
f
であった｡立坑 設音
律庫, ロックボル
は, 6m より奥 において も変位があったことを示 し
0
t
fと仮定 したが, ロックボル ト
トの引抜抵抗力を1
ている｡
の定着効果は, その設計を十分満足 している｡ また,
(
4) ロックボル ト軸力測定
ロックボル ト軸力測定か らも, その定着力で十分で
が
2
及び1
3に示
ロックボル ト軸力測定結果を,図-1
あること 確認された｡
0
,D25
m
mの異形
す｡今回の ロックボル トは, SD3
4-3 今後の計測のために
鉄筋を使用 したが,図か らわかるように,最 大 軸力
NATMの計測において気づいた点 を述べてお く｡
は 7t
f
で,許容応力度の約半分であった｡ この こと
① 切羽作業員 との協力体制
か らも設計支保パターンで十分地山応力を支持 して
今帆 作業員昇 降用のゴン ドラを利用 して計測を
いることが確認される｡ また, ロックボル ト軸力分
行なったが,計測 に 1-2時間を要 し,作業に支障
布図か らも,L
g
)
るみ領域 と支保領域の判断が可能 と
を与 えることもあった｡従 って,計測の重要性 を作
されているが,地中変位測定結果 と同様, 明確 なゆ
業員に も認識 して もらい, 協力体制をつ くることが,
るみ領域は確認されなかった｡
必要である｡
0'
② 計測精度について
宗
具の条件であっ
同 じ場所 ･同 じ時間 ･同 じ測定岩
て も,計測者が異れば,測定値が異った ものになる｡
従って,最初か ら最後 まで同一
一
人物で,測定を行な
うべ きである｡ また,同一
一人物が測定 して も,測定
器が変れば,異った値 となることがあ るので測定器
具は大事 に使用 し,破損 しないように注意すべ きで
ある｡
③ 計測には多大の時制がかか るので能率的に行なう
必要がある｡ そのためには, 1回 当 りの測定時間の
(
r
n
)
u
I
O盟
1
8
(
1
*
エ
短縮 と計 測頻度が問題 となる｡測定時間の短縮 につ
いては,測定方法 ･機器の改良が待たれる.一方,
測定頻度 については,特 に変位が収束 して小 さ くな
図 -1
2
1
号TD8
0mにおけるロックボル ト軸 力分布
った時の測定頻度 を少な くして もよい と判断す るた
図(5日後 )
めの目安又は基準が欲 しいと感 じた｡
引治
繋
§5.あとが き
昭和5
3
年の春 より昭和 5
4
年 にかけて,大がか りな仮設
5
年, 日本で初めての NATMによ
工事 を行ない,昭利5
る大 口径立坑 を施工 した｡本文にもあ るように,新 しい
工法 ･新 しい機械 を採用 し,無事,貫通す ることがで き
御 鞭達をいただいた関係各位 に感
た｡ ここに,御喘 導 ･
謝する次第である｡
参考文献
1) ｢
NATM工法設計指 針｣
昭和54年 1月電源開発株
式会社
2) ｢
NATMの計測指 針に関す る調査研究報告書｣
[
閉口
5
4
年 3月 社団法人日本 トンネル技術協会
3
図 -1
136
2号TD2
0mにおけるロックボル ト軸 力分布
図(6日後)
3) ｢
酉松建設 NATM施工規準｣昭和5
4
年 8月 西松
建 設 ㈱NATM委員会
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