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問 2.0 

隙 1.5

ハU

4 ti ‑ 1レ︺ ‑

Lly 

0.5 

4‑ハU11ム 10⁵  10⁶ 

堆 積 年 代

10⁷  (年)

10⁸ 

図 7.2. 1 各 地 質 時 代 に お け る 堆 積 物 の 間 隙 比 12)

228 

る。この考えに基づ け ば ， 提 案 し た浸透崩壊試験を適JtJするよ劫令， j7iji杭してカ ら比較的新しい砂質土では基本的に撹乱状態、の試験試料をJfJし1た結果と大きな 差はないと考え ら れ る 。 つ ま り ， 密 度 を 調 整 し た 適 当 な 相 対 密 度 に お け る 限 界 動 水 勾 配 を 求 め る こ と に よ り ， あ る 程 度 の 精 度 で 地 山 を 評 価 す る こ と が 可 能 で ある。ただし，試料の密度と強度の関係を不撹乱状態と撹乱状態、で比較した場 合 ， 明 ら か に 不 撹 乱 試 料 で は 砂 質 土 の 微 視 的 構 造 に よ る 強 度 効 果 が 働 く こ と が 知られている 13)。この点で，上記の問題は確率論的な問題であり，その差の原 因の定量評価は今後の問題と考えられる。

さ ら に ， 固 結 度 の 評 価 に あ た っ て は ， 同 じ 形 成 年 代 の 地 層 群 の 中 で も

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結 度 が 大 き く 異 な る 場 合 が あ る 。 こ れ は そ の 堆 積 時 の 環 境 や 構 成 物 の 違 い ， あ る い は 局 所 的 な 応 力 履 歴 等 の 差 に 起 因 す る と 考 え ら れ ， そ の 違 い は 調 室 段 階 で は 特 に ボ ー リ ン グ 調 査 に よ る コ ア の 状 況 に 最 も 顕 著 に 表 れ る。い く つ か の 調 査 事 例 か ら 概 指 す る と ， 同 種 地 山 で ボ ー リ ン グ コ ア が 棒 状 で 採 取 さ れ る 場 合 は ， 切 羽 状況は

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lJlね安定した状態、と考えられる。また， 4.3.3Cl)b.で 検 討 し た 実 験 結 果 で な 俸 状 コ ア と し て 採 取 さ れ た 区 間 に 相 叶 す る 砂 質 土 が ￨ 高 い 強 度 を 持 つ こ と を示した。た だ し ， こ の コ ア も 間 後 に ， 同一，一連 の 地 層 中 で 俸 状 コ ア と 士 砂 状のスライム (コ ア パ ッ ク チ ュ ー ブ 等 に よ る 採 取 で 解 肢 に よ り 土 砂 化 す る 場 合 を含む〉が 混 在 す る よ う な 強 度 的 な 不 均 質 性 を 呈 す る 場 合 が あ る 。 こ の 場 合 に は，地山全体が強度的に上記の状態、区分の境界域にあることや，あるいは一部 が 火 山 砕 屑 物 で あ る 等 の 不 均 質 性 を 示 す 可 能 性 が あ る 。 実 務 的 に は ， 標 準 貫 入 試 験 や 孔 内 横 方 向 載 荷 試 験 を 合 わせ て 行 い ， 総 合 的 に評価する必要がある。

以 上 ， 土 砂 地 山 に 分 類 さ れ る 砂 層 に つ い て は ， ボ ー リ ン グ 調 査 に よ っ て 概 ね 全 体 が 棒 状 コ ア と し て 係 取 さ れ る 場 合 は 自 立 性 は 高 く ， 地 山 等 級 1Nに相‑uう す る と 判 断 さ れ る 。 さ ら に 詳 細 な 検 討 を 行 う 必 要 が あ る 場 合 に は ， 第4草で提 案した浸透崩壊試験等を適用する。

C 3 ) 磯 分 含 有 率 に 関 す る 評 価

4.  4.  2の検討結果から，彦経質土でも一般の{沙質土と同様に相対密度が高いほ どその限界動ノ

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勾配が大きく， 自 立 性 が 高 い こ と が わ か っ た 。 特 に ， 燦 分 合 有 率 が 高 い ほ ど 限 界 動 水 勾 配 は 大 き く な る こ と が 実 験 凶 に 検 証 さ れ た 。 こ の 胞 ζ

事 例 や 浸 透 崩 壊 実 験 の 考 察 結 果 か ら ， 機 質 土 に つ い て も 相 対 密 度 80%程 度 が臼 1L性を評価する上での基準と判断される。また，傑分合有率については， *，げを や 砂 分 ， 細 粒 分 含 有 率 等 と の 関 係 を さ ら に 検 討 す る 必 要 は あ る も の の ， 民 透 崩 壊を生じにくい安定化する傾向を示す。

以上のことから， 日本統一土 質 分 類 法 13)による傑粒土に当たる際分含有;存 50%以 上 の 場 合 に は ， 地 山 等 級 を 1ランク上げることが可能と考えられる。

229 

(  4 

) そ の 他 の 土 質 の 評 価

こ こ ま で の 対 象 と し た 砂質上 ， あ る い は 傑質土のほか， Iこ{沙地山を構成する 土 質 に 粘 性 土 や 成 図 的 に 異 な る 火 山 砕屑物 や マ サ 土等がある。このうち，粘性，[

に つ い て は 古 川 ほ か (1986)¹¹⁾が 分 類 基 準 の 検 討 お よ び 提 案 を 報 告 し て お り，

本論ではそのまま引用する。

また，火山砕屑物やマサ土等の特殊土については， 4.4.4に述べたように，

砂 質 土 と 同 伎 に 浸 透 崩 壊 実 験 に よ り ， そ の 限 界 動 水 勾 配 は 相 対 密 度 と 線 形 の 関 係 に あ る こ と が 位 認 さ れ た。さ ら に 評 価 に あ た っ て は 試 料 の 状 態 に 検 討 を 妥 す

る が ， 現 段 階 で は 砂 質 上 と rr:i]慌に扱うこととする。

( 5 ) 土 砂 地 山 の 地 山 分 類 手 順の提案5). 10) 

砂 地 山 を 評 価 す る に は 多 く の 検 討 事 項 が あ り ， 従 来 は 類 似 の 施 工 事 例 を 参 考 と し な が ら ， 各 ト ン ネ ル で 個 別 の 評 価 ， 切 羽 管 理 が 進 め ら れ て い る。以上に 述 べ た 検 討 結 果 か ら ， 土 砂 地 山 の 地 山 分 類 を 進 め る た め に は 次 の 評 価 項 目 がJ二

要と考えられる。

①土 砂 地 山 の 評 価 は 大 き く 粘 性 土 と 砂 質 上 に 区 分 し ， 粘 性 土 に つ い て は 古 川 ほ か (1986)¹¹ノによる。ま た ， そ れ 以 外 の 砂 質 土 ， 機 質 上 お よ び 火 山 砕 屑 物 や マサ土等の特殊土については砂質土として評価する。

②地 下 水 の 分 布 を 地 質 構 造 か ら 推 定 し ， 特 に 顕 著 な 帯 水 層 と 不 透 水 層 が 細 か く 互 層 を な す 場 合 や そ の 連 続 性 が 乏 し い 場 合 等 ， 事 前 の 水 位 低 下 工 法 に よ る 効 果 が 十 分 に 期 待 で き な い と 判 断 さ れ る 場 合 は ， 地 山 等 級 を lランク下げる。

③ボ ー リ ン グ 調 査 に よ っ て 概 ね 層 全 体 が 棒 状 コ ア と し て 採 取 さ れ る 場 合 は 自 立 性 は 高 い と 判 断 さ れ る の で ， 地 山 等 級 は 1Nとする。

④ 日本統一土 質 分 類 法 に よ る 磯 分 含 有 率 50%以上の機粒土は，地山等級を 1ラ ンク上げる。

上記の土砂地山での地山等級分類の考え方を， 一般 的 作 業 手1)債を考慮、した判 定 フ ロ ー と し て 図 7.2.2に示す。

230 

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吉川ほか(1986)11)による

地 下 水 低 下 工 法 等 の 設 計 と 効 果 予 測

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図 7.2. 2  砂地山の地山分類の手順 231 

7.  3 提 案 し た 地 山 分 類 の 適 用 に つ い て 10)

7.  3.  1 地 山 分 類 と 評 価 試 験 の 位 置 づ け 5) 

提 案 し た 砂 質 土 の 地 山 分 類 基 準 お よ び 土 砂 地 山 の 地 山 等 級 分 類 の 考 え 万 の 適 用は土砂地山一般 を 対 象 と す る 。 ま た ， 提 案 し た 地 山 分 類 は 切 羽 の 向 立 性 に 右 目 し た 分 類 で あ る 点 で ， 従 来 の 地 山 分 類 の 主 な 目 的 で あ る 計 画 段 階 で の 支 保 設 計 の 選 定 に 限 ら ず ， 補 助 工 法 の 選 定 等 の 施 工 中 の 切 羽 管 理 に 関 わ る 再 評 価 の 必 要が生じる場合もある。

方，第 4章 で 提 案 し た 浸 透 崩 壊 試 験 は ， 必 要 に 応 じ て 特 性 曲 線 の 比 較 や 不 撹 乱 試 料 で の 限 界 動 水 勾 配 の 評 価 に よ り 計 画 段 階 や 施 工 中 に も ト ン ネ ル 切 羽 の 自立性を把痘する有効な方法とな る。この点で，本試験は一連の評価作業のう え で 上 記 の 地 山 分 類 結 果 に 基 づ き ， 問 題 の 発 生 が 懸 念 さ れ る 場 合 の よ り 詳 細 な 評価のための手法と位置づけられる。

こ の 調 査 ， 評 価 の 位 置 づ け を 計 画 段 階 お よ び 施 工 段 階 で の 具 体 的 な 利 用 を 作 業手順として図 7.3.  1に示し，段階ごとに以下に概説する。

‑【計画段階】

日 目 ン 叫 川 地 山 を 構 成 一 砂 質よる浸透崩壊試験 11の浸透崩壊特性曲線 (A)

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地 下 水 に 関 す る 調 査

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1 1施工中の地下水挙動の予測 1 1  11 V 

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借水層分布，水位等 門 切 羽 近 傍 の 動 水 勾 配等

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粒度 特性曲線(Ai^{1.‑ト 又} 自立性ι

評価基準

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図7.3.  1 トンネルの計画段階から施工段階までの切羽 自立性評価作業の流れ 232 

( 1 )計画段階

①計画段階の地質調査で，ボーリングコア等を用いて密度，粒度分布を調貸す る。また，地質調査結果から地質構造や地下水の分布状態、を把握し，忽定さ れる地下水の分布や透水性等を総合的に評価する。

②調査結果から，図 7.2.2の土砂地山の地山等級区分を行い， 1 Nの場合は標 準設計の適用， 1ぃ 特 Lの場合には浸透崩嬢試験あるいは数値解析による 詳細検討を行う。

③浸透崩壊試験による評価は，ボーリングコアあるいは露頭で採取した撹乱試 料を用いて相対密度を調整して行う 。また，特に切羽の白立性が低いと推定 される場合や，特殊な地下水，地上環境下にある区間では，できれば三重管 ボーリング等による不撹乱試料により試験を行うことが望ましい。これらの 結果は浸透崩壊特性曲線として整理し， 4.4. 1式， 4.4.2式に示した平均的な 土質別の特性曲線と比較評価する(第 4章参照〉。

④この結果と，調査時に求める原位置密度や想定される動水勾配を比較検討し，

崩壊の危険度の評価，必要により水位低下工法の計画を行う 。

( 2 )施工段階

① 切 羽 に げ^I現 す る 砂 質 土 や 先 進 ボ ー リ ン グ 試 料 の 密 度 や 粒 度 分 布 を 切 羽 の 管 理項同として調査する。

② 事 前 調 査 結 果 に よ る 浸 透 崩 壊 特 性 曲 線 を 基 に 上 記 の 地 盤 物 性 値 や 切 羽 付 近 で求められる地下水情報を比較検討し，特性曲線よりも実際の動水勾配が小 さい時には切羽は自立し，大きい場合は崩壊の危険性があると判断する。

③必要に応じて，この結果に基づく支保工や補助工法等の修正設計の資料とす る。施工中は必要に応じてこれらの作業を繰返し，切羽の管理項目とする。

7. 3. 2 地下水挙動の評価

現段階で浸透崩壊試験の結果を現場に適用するための問題として，切羽近傍 の動水勾配の計測手法や事前評価法の検討が必要となる。具体的には， トンネ ル直径程度の長さのボーリングを切羽から行い，先端の湧水圧を測定すること により求める方法や，切羽前方に水位観測

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ポイントを設ける方法等，施工中の 計測が考えられる。これに対し，計画段階では地下水に関する調査結果から水 理定数を求め，解析的に予測する必要がある。この場合，第 6章で述べた切羽 挙動を考慮、した連成解析手法を用いることで，地下水条件の把握と掘削時の切 羽挙動の予測を行うことが望ましい。さらに，簡易な方法として，掘削前の初 期圧力水頭と切羽面との水頭差で評価する方法があり，特に前述の被圧宿水戸 の存在が懸念される場合や，地下水低下工の効果が不確実な場合に適用する。

233 

ドキュメント内 土砂トンネルの切羽安定性評価に基づく地山分類法 に関する研究 (ページ 85-94)