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パイプルーフ工法の施工過程を考慮した地盤変状解析 早稲田大学

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Academic year: 2022

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(1)土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月). Ⅰ‑313. パイプルーフ工法の施工過程を考慮した地盤変状解析 早稲田大学. フェロー会員. 赤木 寛一. 千葉工業大学. フェロー会員. 小宮 一仁. 尼崎築港株式会社 正会員 早稲田大学. 岡部 安治. 学生会員. ○田添 郷一. 1.まえがき パイプルーフ工法とは、パイプ(鋼管)をトンネルなどの本体構造物に沿って等間隔にアーチ 状、または柱列状に水平に打設することで上層地盤を支える屋根の目的で採用された防護工であ る。この工法は短距離のトンネル掘削を経済的に施工するものである。ここでは 2009 年 3 月 20 日に開通した阪神なんば線での工事を取り上げ、パイプルーフ施工に伴う地盤変状の実測結果と 施工過程を考慮した有限要素法による解析結果との比較をもとにパイプルーフによる地盤支保 機構について考察した。 2.工事概要 阪神なんば線は阪神西九条駅を起点に、近鉄難波駅. 西九条. に至る建設延長 3.4km の路線である。 そのうち、中央大通り交差部は図1に示すように阪. 阿波座側. 神高速道路高架の基礎、大阪市交通局鉄道の基礎、水 道、下水、電力、NTT、ガスの工作物が輻輳してい るため、開削による切りまわし工事は困難であった。. 弁天町側. そのため、パイプルーフ工法が選択された。 図1 工事位置. 3.パイプルーフ掘削手順と計測 図2は中央大通り交差部にお. 測点1. けるパイプルーフ掘削部を西九 条側から見た掘削断面図である。. 5m 先進導坑. 沖積砂質土. 31 本のパイプルーフ打設後に先. 上半掘削. 9m. 進導坑、上半掘削後に下半掘削が 施工された。. 測点2. 0m 表土 2m. 沖積砂質粘性土. 下半掘削. 12m. 図3は掘削部の平面図上に掘 削手順を示したものであり、図の. 18m. 1.5m. 沖積粘性土. 番号は先進導坑、上半掘削の施工. 阿波座側. 順序を示している。また九条側に 近い測点 1,2 の 2 箇所で層別沈 下計、傾斜計による 3 次元地盤変 17m 状計測が実施された。. 上半掘削. 1 8 7. 弁天町側. 図2 掘削横断面図(西九条側) 40m. 阿波座側 先進導坑. 2 5. 11 10. 6. 15 13. 弁天町側. 測点 1 3 9. 4 17 14. 図3 平面図と掘削順序. キーワード パイプルーフ工法 変形 有限要素法 連絡先 〒169-8555 東京都新宿区大久保 3-4-1 西早稲田キャンパス 赤木研究室 TEL 03-5286-3405. ‑625‑. :計測点 1.5m. 17m. 58-205. 12. 18 16. 測点 2. 掘削推進方向.

(2) 土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月). Ⅰ‑313. 4.有限要素法解析 X. 図4は内部掘削に伴う地盤変状解析に用い. Z. た有限要素メッシュ図であり、初期の節点数 が 4620 個、要素数が 3780 個であった。解析 にあたっては、図3に示す内部掘削手順に従 って掘削要素除去に伴う応力解放による等価. 阿 波 座 側. Y. 弁 天 町 側. 節点力を作用させた時の測点 1、2 における変 位量を求めた。. 図4 メッシュ図. 表1は解析に用いた材料のヤング率であ. 表1 材料のヤング率. り、パイプルーフ施工前に薬液注入による地. 材料. 盤改良が行われたので、やや大きめの値を用 いた。. 5.実測結果と解析結果との比較 図5(a) (b)は先進導坑掘削時の測点 1、2 で深さ 9m 位置における、図4に示す XYZ 方向の変位量の実測 値と解析値を比較したものである。測点 1 では先進 導坑 4 の掘削に伴って弁天町側に最大 8mm の側方変. [kN/m 2] 表土(深さ 0~2m). 1.00×104. 沖積砂質土(深さ 2~9m). 5.54×103. 沖積砂質粘土(深さ 9~12m). 6.91×103. 沖積粘性土(深さ 12~18m). 4.60×103. 地盤改良土(深さ 2~9m). 5.54×104. パイプルーフ. 2.42×107. 位が生じ、ほぼ同じ大きさの沈下が発生している。 しかし、有限要素法による解析では側 方変位、沈下量ともに 1mm 程度の変位 であった。 測点 2 では先進導坑掘削位置から離 れているために、側方変位、沈下量と もに 2mm 程度の変位しか生じなかった が、解析でもほぼ同等の値が得られた。 パイプルーフによる地盤支保性能 図5(a). は、門型部分の脚部支持力または内部. 測点 1 深度 9m. 支保工の支持杭等に支配される。今回 の解析では仮設支持杭を考慮しなかっ たが、仮設支持杭を考慮した先進導坑、 上半掘削、下半掘削における地盤変状 解析を進める予定である。 本研究実施にあたり、地域地盤環境 研究所、足立紀尚先生、阪神電鉄木戸 洋二様、奥村組関係者各位に種々ご配 図5(b). 慮を頂いたことに謝意を表する。. ‑626‑. ヤング率. 測点 2 深度 9m.

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