鉄道技術研究所 　　　　池　田　俊　雄

防災科学技術総合研究報告 第12号・ 1966年3月

橋りょ う

624，042．7：624．21： 624．19：

およびずい道に関する調査研究

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二・高橋彦治・飯 塚 鉄道技術研究所

    池 田 俊 雄 日本国有鉄道構造物設計事＝務所

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       −31一

新潟地震防災総合研究報告（その2）防災科学技術聡合研究報告第12号1966

arch crown of lining．

 It is recognized that these cracks had a1ready been made during construction and were en1arged by the earthquake．

 At the surface of a s1ope above the Terasaka tunne1，which indicates a 1andslide topography，severa1 cracks occurred immediate1y after the earthquake，but the subsequent displacement could not be recognized by measurement．However，the measurement of a load cell insta11ed at the foot of rail centre shows that the1oad on the centre though1ining acts intermittent1y．

 Ana1ysis of the deformation of lining due to earthquake could not be advanced，unless the mechanism of that due to the earth pressure would be made clear．

 まえがき

 この報告書は国立防災科学技術セソターの依頼による 新潟地震防災総合研究における橋りょうおよびずい道 に関する調査研究 の報告書の概要である．

 被害のいちじるしかった越後線信濃川橋りょう，羽越 線鼠ケ関ずい道，同寺坂ずい道にっいて，主として土

質，地質の面から調査解析をおこない，震害の原困を究 明し，今後の設計，施工の指針をのべたものである・

 調査結果の解析，とりまとめは第1編鉄道橋は池出俊 雄が，第2編ずい道は高橋彦治が担当し，全編の調整を 山田剛二が行なった．

第1編鉄道橋の震害

池 川 俊 雄＊

 1．震害を受1ナた帽邊川僑リようの概要

新潟地震による鉄道橋りょうの被害は越後線信濃川橋 りょうほかは重大なものはなく，大部分は軽微なもので

あった．

 信濃川橋りょうは昭和14年に建設され，上路プレート ガーター（19．2m×2，22．3mx13）よりなる延長336．8 mの橋りょうである．基礎は径4．5m中空中埋砂方式 の無筋コソクリート井筒で，河水巾にある2〜13Pは井 筒長18mである．井筒長は，地盤の砂の内部摩擦角を 30。とL，水平震度Kκ＝O．2として物部式により所要根

入長9mを算出し，これに最大洗掘深度9mを加えて

設計根入長としたものである．1Pと14Pの位置はもと は信濃川の河川敷内であるが，完成後は埋立地となるの で洗掘はなく井筒長は1O mとなっている．

 2．侶遭川椿リようの震嘗状況

 被害は左岸の1A（アバット）と1P（ピア）が箸し

く，他のピアは被害が少ない．

 1Aは，前方に約50cmすべり出し，約3。後傾した．

この結果バラペットは第一桁の下フラソジと接触し，橋 台裏の盛土は約2m陥没した．翼壁も亀裂変位を生じ

た．

 1Pは河心方に約7．40 傾斜し，天端の移動量は線路 方に約1．8m，上流方に約O．5mである。（写真一1，2）

1Pの傾斜にかかわらず第一桁が落ちなかったのは，第

写真一1越後線信濃川橋梁1号ピアの傾斜 Tit1ing of pier No．1，Shinanogawa Bridge．

＊目本国有鉄道構造物設計事務所

一32一

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橋り．llうおよびずい道に閑する調査研究

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新潟地 三防災総介研究俄㍍（そσ）21防災附技術舳化＝i究舳一1 ＝兇12ト｝  1966

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僑りょうおよびずい道に関する調査研光一山圧1・高橋・飯塚・池111

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一桁のトフラソジが第二桁の腹部に食込んだのと，桁■ド にガス管2木が通っていたため連続桁様になったためで ある・1Pの払礎を根掘して調べた結果，躯体と井筒の 接合部にはヒビワレが認められず，1Pは井筒下端付近 を1可転中心として一体となって傾斜したものであること が判明した（図一1）．

 他のピアの移動量は河心付近が最も大きく，川上方に 10〜25cm程度である．線路方向への移動は極めて少な い．沈下良1は左片方が大きく，1A47cm，1〜5Pは16

〜12㎝1で，右岸方にほぼ直線的に減少している．

 3一復旧工事

 1P部分のステージソグによる仮受けと，桁の整正，

軌道直しの応急復旧工箏は7∫l10口までに完成し，11目 より閉逓Lた．

 1Pの本復旧工市は種々検討の結果，傾斜した井筒は そのまま放棄し，その周閉に径1m，長さ24m場所打杭

6本で支持する方法が採川された．設計条例：として地盤 0）内部摩擦角30o，水平震度O．2，地盤反力係数1kg／cm3

35一一一一

新潟地震防災総合研究報ヂf（その2）防災科学技術総榊雌報告第12号1966

＾れ

写真一一2 信濃川橋梁1A，lP付近川片の移莇

      と上也ブ〜旧iのクラックニ1火〜兇

Displacement and cracks of river bank between pier No．1and abutment No．1．

とL，K S一一18荷皿によっている．基礎工小はリバース サーキュレーショソエ法により施工され，ピア躯体は旧

躯体を取りこわL新しい躯体を建造して12月28n完成

した．

 他のピアは躯体頭部の鉄筋コソクリート巻 による杣強 と桁座の補強が行なわれた．

 4．地盤調査結果

 国立防災科学技術セソターよりの委託費および国鉄新 潟支杜調査費により，信濃川橋りょう1A・および1P 付近において，深さ25．5mの標準貞1入試！験ポーリソグ3 本と，深さ16．5mの不捜乱試料採取ポーリソグおよび上 質試験が行なわれた．調査試験結果は図一一2に示す一一 面せん断■試験により得られた中砂層と細砂屑の隈州川げ き比は表一1のとおりである．

    表一一一1限界閉げき比試、験結果

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 これらの試！険他から得られる各土かぶり荷」亙に対応す る限界問げき比と，実際の砂脳の測定された閉げき比を 比較すると，上部の約10m程度までの細砂を主とする脳 は，ほぽ限界問げき比以下のゆる言．㌃の状態，10m以架の 中砂層および細砂腐は1狼界問げき比より幾分密な状態に あることが認められる．

 5I耐震計算法による検討

 傾斜した1P O1二削乏1（jm），およびほぽ完令な他の ピア（ル筒長18m）について従来行なわれてきた耐震 言1一算汰によって検討を行なった．

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について検討した結巣，1Pについては〔）・2gに対して は内部摩擦川25．5。（常1パJ1のfl①以上，0．3gに対しては 35。以Lあれぼ安定となモ），り三際の砂の内部陣擦川30〜

35。（平均33．5。）に比1咬すると，計算．LにおいてはO・2 gでは安定，O．3gては不安定となる（凶一・4）．

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 同様な計算を2Pにっいて行なったところ，O．2gに 対しては内部陣擦戸j15o以1二，O・3gに対しては27。以ト であオしぼ安定となり，計算1二かピ）も 2〜13Pは安定であ

一36一一一

橋りょうおよびずい道に閑する調布研件一■111日・高橋・飯塚・池川

ったことにたる、

 6．問題点の考．察

 従来慣用的に用いられている耐震計算法，すなわち基 礎を含む構造物躯体に水平震度を乗じ，これに対し基礎 周辺部分の十が抵抗するという考え方にもとづいた設計 法によれば，1Pは少なくとも0．2gの震度に対し安定で なけれぼならない．しかし1Pが傾斜したのは，この耐 震計算で仮定した条作とは異たった力がづ1：筒に加えられ たためと思われる．

 地盤調布で閉らかになった表胴部のゆる詰砂（二1三に岬

立一1二）の部分が，地すべり的に河心方向に移動し，この 移動に1Pが抗したため，l Pの力：筒ヒ部には計算で用い た主動十圧よりむしろ受動土圧的な，かなり大きい土圧 が作mし，この力に抗し切れずに傾斜したものと推定さ

れる．

 したがって，地盤の方から井筒を押すような現象が生 じうるような地盤と構造物の条件，およびそれに対する 設計，計算法にっいての検討，研究が今後必要であると 考えら加る．

第2系扁 金失道トソネノレo）浸…1害

高 橋 彦 ^治＊・飯 塚  企＊

 1．調査トンネルの選定

 脹害トソネルとして風ケ閑トソネルおよび■与坂トソネ ル，無L 三害トソネルとLてrl・浜トソネルおよび早mトソ ネルを遺んだ．その選定の珊山は，それほど呪確でない が，変状が蜘■杵であって，地形，地質との閉係がわかり 易いことを旨とした．

 2．農客の状況と応急工事  111 賦ケ閉トソネル

 新津方坑rIj付近σ）伍裂は，こう］n付近i1呵側，右側アー チおよび左側壁部に閉いたものが拷しく，こう旧のもσ）

は上方に延びて坑1 」壁の山側に水平に迫跡される．ただ し，犯裂而は新鮮でない．この変状は1l1側（1イi）から海 側に向う仙舳1によるも0）である．内部ではこう旧に沿う

て覆工材がはく離した跡が白線となって約20m問追跡 される・亀裂付近の覆工材の風化は著しい．

 凹 寺坂トソネル

 

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Cracks of Porta1，Nezugaseki Tllnnel．

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1）amage to concretc l〕lock at crown of lining，

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 こう頂に沿うて覆工材のはく離した跡の白線が，同様 に約30m閉認められた、この区問の山側側壁下部がはら み出し，道床が盛り上っている． トンネル上部の地表 に，主としてトソネル横断方向の亀裂が認められた．他 に多くの毛状亀裂が認められたが，その破面は新鮮でな い．その付近の覆工材は風化している．

 （3〕応急工事

 覆丁材のはく離した区閉および道床の盛り、止二った区問

＊j次川と舳リ1伽リ丁地川〃 先十

一一37一

新潟地震防災総合研究報告（その2）防災科学技術総合研究報告第12号1966

は，90cm問隔の37kg古レールのアーチセソトルによっ て補強された．

 3．震審トンネルの背景（表一1）

 （1）地形との関連

 鼠ケ関，寺坂，早田の各トソネル出口において地形上 の偏圧要素がある．鼠ケ関，寺坂の両トソネルは，広範 囲な地すべり地の中にあって比較的安定性を示す地塊

（馬の背）の中に貫かれている．中浜トソネル出口，鼠 ケ関トソネル出口，寺坂トソネル両口，早田トソネル出 口には，それぞれ土砂セットがあるが，変状は寺坂トソ ネルの土砂セットに認められるのみである．

 （2）地質との関連

 鼠ケ関トソネルおよび寺坂トソネルの地質は，鼠ケ関 層の泥岩を主とした砂岩，泥岩の互層であるが，粘土の 薄層と破砕帯をもっている．粘土の薄層は成層面に一致 し，構造性のすべりによって生じたものと考えられるも ので，トソネノレ上部の地すべり地形に関係がある．両ト ソネルが貫く馬の背地形では，構成基盤には問隙が多

く，地層が乱れて破砕構造を示すので，両トソネルに一は 地形的要素とあいまって偏圧の影響が容易に現われる条 件が十分ある．

 早田トソネルは，鼠ケ関層の泥岩を貫いているが，こ こには地すぺりは認められない．中浜トソネルは，硬さ の異なる安山岩および凝灰岩のけん崖を薄く貫くもので あるが，岩盤強度は地形的偏圧に対しても十分抵抗しう るものである．

 （3）覆工材質，巻厚たど設計施工との関連

 調査トソネルは，すべて大正末期の建設によるもの

で，覆工はコソクリート塊稜みであり，覆工背面の間隙 は掘削ズリで充旗されている．地質条件の悪いところ は，巻厚が大きく，更にイソバートが施工されている．

地形上の偏圧に対しては，イソバートを厚くした上，海 側に抱きコソクリートが施工されている．建設時，高厚 の覆工として補強されたところは，その後の変状の程度 が小さく，補強の度合が小さい部分では変状が大きい．

このような変状は，建設後早い時期に生じて，これが逐 年進行して現在に至ったものである．中浜トソネルおよ び早田トソネルにはこの種の変状が認められない．今回 の震害は，既に存在した変状個所に生じたことになる．

 4．ポーリングおよび測定

 国立防災科学技術セソターの依託費および国鉄新潟支 杜の調査費により，ポーリソグによる地質調査，伸縮計 および測桿を用いての寺坂トソネル上部の地すべりの測 定，支柱式ロードセルを用いての覆工に作用する荷重の 測定なゼを行なった．

 （1）ポーリソグ

 鼠ケ関トソネルおよび寺坂トソネルのそれぞれ両口付

近の線路横断方向に3本ずっ計12本，延長303mのボ

ーリソグを実施した．その結果を図一3，4に示す．

 ポーリソグの結果に現われた地質は，泥岩を主とした 砂岩，泥岩の互層である．泥岩の一部はドロミテックな 岩相を示し，更に，その一部は粘土化している．この部 分が深さ2〜3m毎に現われる．これより，上部は概ね破 砕岩と崩土よりなることは明らかであり，成層状態に乱 れが認められることから深部もまた地すべり塊の一部で あるとみなされる．現状においては何れも顕著な動きが

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寺坂ずい道亀裂展開

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図

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新潟地簑防災給で†研究報作（その2）防災科学技術総合棚1究報告 _{第12り・1966}

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新潟地震1防災総合研究蛾告（その2）防災科学技術総榊閉翻沓 寮；12弓・ 1966

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表一2片石の物理的性質

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一43一

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一44一

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表■■ 3朴石の化学成分と舳上鉱物

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い！い1い1No．322．7        Si（）1（廠多） CaC03、少）    ．、㍍（少） 一亡ソモリ1・ナイト   〃       28−4〜28．65     SiO1一多二  CaC03二少）

鼠ケ閑山11No，340．5        CaC（）3二多） Si02〔中㌔     三．ミ㍍（少） ｛・ンモリl1ナfト（多i       一クがあく1（巡んでl1Lの辛1㌔十鉦、物を調べ・二にけ雌んナニ〃1究を必嬰とすパ．

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      化・ 戸、，式監舳一牡；｛一■I1il，小簡，1川・

認められない．トソネルはこの．1．二部の投乱仰を貰いてい

るように判断さ、れる．

 ■！1キ ÷石の物理的性質と粘1二鉱物

 粗粒玄1武キI÷．および風ケ閑層の泥キ ｝の物理的仙1質は人2

の一仁うに示される．片石片の伽吏ば何舳1に対してもト分

、人きいので，トソネルの変状は，粘土混りの破砕質岩屑 に素因があると■考えられる．泥岩のドロミテックな部分 には，多瞳の炭酸カルシウムとモソモリロナイトが含ま

れている（尖一3）、

 13j、｛版トソネル．L部の地すべり

 一、宇坂トソネル．L部の地火に小じた絶裂f…．近て仲縮二■トを

川いて地大の水平．変位を測定したが，その勅きはI忍めら れなかっナこ．またポーリソグ子Lに抑λした測午11｛に以われ た乖11 l1変位は．洪差範1州の程度 である．

 （4）覆工に作用する荷重

 補強用セソトルの氷礎にセットさ、1した、生付1人1コードセ ルにより，セソトルの基礎反力を測定して，これより渡

■rlに作川する荷重を推定した．ロードセルのセットに際 してケ・えた反力は，一時，減哀を示したのて，その後の 桁示他は荷巾を示すものと判断される（凶一一6）．

 そわによれぼ，12月25円頃の荷恒は2R−／〜ザエ十1ぞドー・1

一一二2．3t＋2．4t一・4．7tを示し， こメしが覆．工延長O．9nlあた

りの覆工に作州する外力を示すものと考えられる．測定 断而には鋼製クサピを几』いてある0）で，セソトル．Lの荷

」厄分布が解析できる（凶■17）．

 5・地震とトンネルの変状

 ／＞1□1の調企結果によれぼ，新潟地L1三（M＝7．5）ψ）トソ

ネルに対する影響は，地質条f 1＝が小良のために，すべて

に変状がノLじていた複」二に対してそ0）変状を払人するよ うにf乍川したと判断される．その以われは，たとえぼ寺 坂トソネルの場介，似雌のはらみ山しと覆工材のはく 離，それにともなうトンネル上部の地表犯裂である．地 表の他裂力1示すすべり破峻とトソネルの変状，とくに側 壁の抑しだしとの閉には山妾の閑係がないようである、

 中浜トソネルの山□には崖錐または、lj1j⊥があり，支去、｝1

力が不足するが，わt打基礎が一施工されていて，坑門付近 に多い沈ドまたは変状が認められなかったことは江〕に

他する．

 6．今後の課題

 倣，1三がf乍川し， 覆．』二0）、比11一倣疫が小足するところ一⊂

は，」 ω三とは無1舳系に，トソネルの変状はf口J処にでも i三

じうるものて あり，水来，」山質的または地形白勺焚素の1い に素凶がある．覆工の断而形状，施工方法の連いなど人 為的あるいは二次的な史4｛が閉逃して，これを助長す

る．」也震の以乃｛1≡は，この郁の欠附を刺1伐するだ1ナではな

かろうが，今L〃）。淵介納、災によれぼ，地1貞；汕，かって変 状していたトソネルに0）み㌔1三害が認ムらられたということ

で、ある．

  トンネル1こメ寸づ一るユ也L，三ク）三杉j絆とし・うテーマ0）ド1こ一一 究少

作のある研究が㍍なわオτた一j1二例は版めて少い．榊性論的 な坂り圭及いもあるが，地形，j也至 互の条f午を考慮した岩盤 力学の分蜥の吻力が必奥てあると考えている．しかし，

その1〕＝∫に，トソネノしの変状機構．を明らかにすることが必

要である．すなわち，地形および地質条件と設計，施工 上の条件との舳系，■史に条件の■変化した場合の影響を迫

求しておかたけ、1しぼならない．

一一45一