大規模断層破砕帯での双設後行ﾄﾝﾈﾙ拡幅掘削時の挙動特性

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(1)3‑108. 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）. 大規模断層破砕帯での双設後行ﾄﾝﾈﾙ拡幅掘削時の挙動特性日本道路公団東京建設局上野原工事事務所. 正会員. 佐藤. 淳. 清水・熊谷・竹中土木共同企業体. 正会員. 松本. 茂美. 清水・熊谷・竹中土木共同企業体. 正会員. 上岡. 真也. １．はじめに第二東名高速道路富士川ﾄﾝﾈﾙは、延長約 4,500ｍの長大ﾄﾝﾈﾙであるので、TBM 導坑先進拡幅工法を採用した。ﾄﾝﾈﾙの中央付近には、入山断層破砕帯が分布し、地山強度比は 0.3〜0.7 と低く、強度不足による押し出し性地山である。先行掘削した上り線では、変形余裕量の範囲内で、無事に通過することができた。後行下り線の掘削では、先行ﾄﾝﾈﾙでの挙動特性を考慮し、ﾄﾝﾈﾙ支保構造仕様を修正し、施工した。その結果、先行ﾄﾝﾈﾙの掘削影響を受けた後行ﾄﾝﾈﾙの挙動特性とともに先行ﾄﾝﾈﾙへの掘削影響が明らかになったので報告する。２．地質概要. φ114.3×6×22070 Shotcrete t=350 Lining concrete t=600. Steel support H‑250. 上半断面内での TBM 導坑の先行掘削により、下り線入山断層破砕帯の地質は、TBM 導坑切羽の自立度が低い破. Allowance of deformation t=300 Rock bolt L=6000. 砕質、TBM 導坑掘削時に鋼製ﾗｲﾅが座屈した粘土質と鋼製 13.8m. ﾗｲﾅが健全である破砕質、上り線掘削時に下り線 TBM 導坑. 000 φ5 Steel support H‑250. 鋼製ﾗｲﾅが座屈した粘土質、砂礫層との層境を含む粘土質. Shotcrete t=250. Shotcrete t=350. φ114.3×6×22070 ＳＬ. t=600. に大別でき、約 100ｍの規模で分布する。上り線と下り. Steel support H‑250 19.4m. 線の離れは、ﾄﾝﾈﾙ中心で約 55ｍであるが、上り線掘削時. 図−１支保構造概要. に、下り線 TBM 導坑に明らかな掘削影響が現れた。. 表−１支保構造仕様. ３．支保構造仕様. 断面区分入山断層破砕帯粘土の変形能は高く、軟質、断層幅１掘進長脆弱であるので、「鋼繊維補強高強度吹付け変形余裕量. DⅡ‑K‑P 72ｍ 1.00ｍ 30cm 35cm. E‑K1‑P 36ｍ. E‑K‑P 先行ﾄﾝﾈﾙ 0.75ｍ 15cm 30cm 50cm 35cm ｺﾝｸﾘｰﾄと高耐力鋼ｱｰﾁ支保工を主要支保部材吹付け厚（強度） 2 （36N/mm ）,SFRS(1%) とし、周辺地山強度と背面地圧に見合う剛性支保鋼ｱｰﾁ支保工 H‑250（SS590）ﾛｯｸﾎﾞﾙﾄ本数上半 6 本（L=6m）290kN と耐力を有する剛な支保構造体とする」、上半 39 本、下半 10 本、L=22.07ｍ、長尺鋼管ﾌｫｱﾊﾟｲﾘﾝｸﾞ φ114,7×6. 「Cycle3‑6‑12 方式（ﾄﾝﾈﾙと地下、2004.3 月）. を採用し、早期断面閉合による支保の軸力閉構造化により、保有耐力の早期発現と掘削影響域の深部進展を抑制し、不安定地山を安定化させる」は、上り線と同様であるが、後行下り線では、上り線掘削時の応力再配分を受けているのと、上り線での挙動特性を反映させると、粘土質 E‑K1‑P は、変形余裕量 30cm は 15cm、吹付けｺﾝｸﾘｰﾄ厚 35cm は 50cm に修正する。このほかに、不安定切羽での確実な施工と掘削ｻｲｸﾙの短縮を目的として、L=22.07ｍの注入式長尺鋼管ﾌｫｱﾊﾟｲﾙﾝｸﾞを採用する。４．計測概要支保構造仕様の検証と次施工の判断のための挙動特性把握を目的として、計測工Ｂを３断面と自動追尾機能を有する三次元自動測量ｼｽﾃﾑの PaM‑Net を用いて、吹付けｺﾝｸﾘｰﾄ表面に取り付けた最大約 200 測点の鉛直・水平方向変位を 3〜6 時間毎に自動測定する。. 図−２３D 自動測量ｼｽﾃﾑ（PaM−NET）. この計測断面は、ﾄﾝﾈﾙ進行方向 5ｍ間隔に 22 断面を設け、1 断面当りの測点数は 7 点である。先行掘削した上り線側は、下り線の掘削影響を把握するために、計測工 A,B は継続した。ｷｰﾜｰﾄﾞ：双設ﾄﾝﾈﾙ、大断面ﾄﾝﾈﾙ、断層破砕帯、変形余裕量、断面閉合連絡先：第二東名高速道路富士川ﾄﾝﾈﾙ西（その３）工事共同企業体 ‑215‑. Tel.0544‑65‑0810、Fax.0544‑65‑0885.

(2) 3‑108. 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）. ５．施工状況. 40.0. 120. 20.0. 100. 0.0. 80. 上半切羽前方の TBM 導坑鋼. 切羽鏡の自立度は、TBM 導坑掘削時の切羽が不安定であっ. 変位( mm). 間にわたって変状した。上半. ‑20.0. 60 下半S Ｌ部. ‑40.0. 40. 切羽はなれ( m). 製ﾗｲﾅは、砂礫層境を除く全区. 上半肩部. た STA.1027+05 付近や鋼製ﾗｲ ‑60.0. 20. ﾅが 100mm 以上に大変形した STA.1027+10〜STA.1027+40 の約 50ｍ間を除くと、高い。. ‑80.0. 0 上半脚部. ‑100.0. 20day. 9/29/03. ‑20 10/19/03. 11/8/03. V：−沈下、H：＋縮み. 切羽が 27ｍ進行した時点でのものであり、. 125 100. （1）STA.1027+10での内空変位の最大は、. 75. 羽通過時に倍加し、断面閉合約 1.5 ヶ月. 天端沈下 V、内空変位H （mm）. この計測ﾃﾞｰﾀから、以下のことが言える。. する。ｲﾝﾊﾞｰﾄ閉合までは単調増加し、切. 1/7/04. 1/27/04. 2/16/04. 3/7/04. 3/27/04. 4/16/04. 図−２内空変位の経日変化（破砕質 DⅡ区間 STA.1027+10）. 計測ﾃﾞｰﾀは、断面閉合が完了し、上半. 進行する間に、全変位量の約 25%が発生. 12/18/03. 延べ日数 (日 ). ６．計測結果と考察. 上半脚部測線に現われ、上半切羽が 6ｍ. 11/28/03. 後に収束傾向を示す。（2）変位の最大値は、上半切羽が度々崩壊した破砕質 DⅡ区間に生じており、上. DⅡ -K-P （破砕質）. V天端. V左肩. V 右肩. H上肩. H上脚. HSL. E-K1-P （粘土質）. V左脚. DⅡ-K-P （破砕質）. V 右脚. V左SL. E-K1-P （粘土質）. V右SL. DⅡ-K-P （粘土質/層境）. 50 25 0 -25 -50 -75. -100 -125 -10 -5. 0. 5. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40 45 50 55 60 測点（STA.1027+XX). 65. 70. 75. 80. 85. 90. 95 100 105. 図−３下り線入山断層破砕帯区間変位分布. 半脚部で 92mm の沈下である。内空変位は、. V天端 H上肩. 上半脚部測線で 86mm の内空側の変位である。変位の発. V左肩 H上脚. V 右肩 HSL. V左脚. V右脚. V左SL. V右SL. DⅡ-K-P. D Ⅱ-B -P. 15. （3）TBM 導坑掘削時に鋼製ﾗｲﾅが変状座屈した粘土質 E 区間の変位量は、上り線掘削時に下り線 TBM 導坑鋼製. 天端沈下Ｖ、内空変位Ｈ（mm）. 生量は、支保剛性の高い E 区間の方が小さい。. ﾗｲﾅが座屈した粘土質 E 区間でのものより多く発生する。（4）砂礫層との層境を含む粘土質 DⅡ区間では、鉛直方向変位は 50mm の沈下、内空変位も 50mm の内空側の変位となり、入山断層破砕帯区間内で最も小さい。. D Ⅱ-K-P. 13 10 8 5 3 0 -3 -5 -8 -10 -13. 補強区間（L=30m) (V：−沈下、H：＋縮み). -15 64. 69. （5）先行上り線への掘削影響は、下半 SL 部の内空変位に大きく現れており、全変位量に対する増分変位量. を示す。吹付けｺﾝｸﾘｰﾄで補強した区間の下半 SL 部は、全沈下量の 20〜30%が上方向に変位する。７．まとめ. 79. 84. 89. 94 99 104 109 測点（STA.1026+XX). V天端. V 左肩. V右肩. H上肩. H 上脚. HSL. DⅡ-K-P. 0.4 増分比＝増分変位/全変位. 端部の一部および下半両 SL 部は、上方に変位する傾向. 74. V 左脚. 114. V右脚. 119. 124. V左SL. 129. 134. V右SL. 0.5. は 10〜30%である。肩部では 6〜20%、上半脚部は 10〜 15%である。鉛直方向には、左側の肩部と上半脚部、天. E-K-P. E-K-P. DⅡ-K-P. DⅡ-B-P. 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3. 補強区間（L=30m). -0.4. 先行ﾄﾝﾈﾙの挙動特性を反映させた支保構造仕様で、双設後行ﾄﾝﾈﾙの力学的安定と必要内空は確保できた。. -0.5. (＋：増加、ー：減少). 64. 69. 74. 79. 84. 89. 94 99 104 109 測点（STA.1026+XX). 114. 119. 124. 129. 134. 図−４上り線入山断層破砕帯への掘削影響. 今後は、計測工を継続しながら、数値解析的な評価を加え、双設ﾄﾝﾈﾙの挙動特性としてまとめる予定である。 ‑216‑.

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