横浜地下鉄の施工

U,D.C.624,191.2

横浜地下鉄の施工

菊 池 敏 雄 * 黒 田 正 司 ***

粥松4乱没柁縄 VOIJ.:i

* * * * * * 昇 宏

福

川 乎

東 西

要 約

横浜地下鉄,下永谷工区は,地下水で飽和 された洪積砂層で,水位低下のためのパイロットシール ドを先進 させ,山岳 トンネル工法で掘削中である｡

この引込横坑で,砂層に対する日本最初のNATM試験工事 を施工 し,地表沈下量,地中相対変位 鼠 内空変位量,土圧等の計測や,吹付 コンクリー トの配合, ロックボル トの引抜試験等を実施 した｡

これによって,砂層に対するNATMb優矧 生を実証す ることができたO

又,本工事 で経験 した二,三の事項について説明するが,曲率半径の小さい曲線をシール ドで通過 する際のオ‑バ‑ か ソト量を求める簡便法 として,次式を提唱する｡

x‑L2/2R

x:オーバー カット量

,i

:シール ド機長

,R:

曲線の半径

§

1. は じめ に

§

2. 全体工事概要

§

3. 砂層 に対す る

N

ATM試験工事

§

4. お わ りに

§1. は じめに

横 浜市 では六大事業 の一つ として高 速鉄道 (地下鉄 ) の建 設 を行 ってお り,4路線,総延長67.8kmに及ぶ もの であ る｡ この 内横 浜 〜上 永 谷間11,7kmは昭和51年9月 に営業運転 に入 ってい るo その後,建 設工事 は一時 中断 され ていたが, 昭和53年 か ら再 開 され,現在 1号線の延 長工事 として,上 永 谷〜戸塚 間,約3.5kmを第22‑ 2

7工 区の6工 区に分割 して施工 中で, 当社 は その内第23 工 区 (下永 谷工 区) を昭和53年9月か ら着手 してい る｡

当工事 の特徴 は土被 りが40‑13mと少 な く,地表が分 譲住宅街 であ る所 を, 山岳 トンネル (サ イロ ッ ト)工 法 で施工 す るこ とであ る｡ さらに, 通過地層 は帝 風 ヶ浦層 と呼 ばれ てい る洪積砂層 で,地下 水 で飽 和 され てい る｡

この よ うな条件 の も とで, 日本 では例 の ないNATM 試験工事 を作業用 引込横坑 で成功 裡に施工 したの で,｢砂 層 のNATM｣ を主 として報告 したい｡

*横浜(支)横浜地下鉄(出)所長

**横浜(支)横浜地下鉄(出)副所長

***横浜(支)横浜地下鉄(也)係長

*辛**横浜(支)土木課副課長

§ 2. 全体工事概要

2 1 工事概要

工事件 名 高速鉄 道 1号線下 永 谷工 区 (第23工 区 )土 木工事

工 期 自 昭和53年7月19日 至 昭和56年7月18日 主要数 量 全工 区延長655.5m

一般2線構築 86.5m 山岳 随道構築 569.0m 山岳 隠道

掘 さ く 鋼 7‑ チ支保工

コン クリー ト 薬 液 注 入 立坑 設置撤去 横坑 設置 中理工 パ イロ ッ トトンネル 地下 水位低下工 デ ィー プ ウェル工 開 さ く部他

2‑2 路線 及構造

39,206m3

633基 13,658m3

9,837m3

1式 1式 ′ 586m 2,127m 234m 省略

図‑1に示 す よ うに, 当工 区は上永 谷駅 (地上 高架 ) よ り戸 塚 に 向 か って 随 道 の 入 口 を始 点 と して,延 長 655.5mを施工 す る もの で あ り,工 区始 点 よl)86.5mは 開 さ く部,残 りの569mは山岳 トンネル部 で,縦断勾配 は

一

律35/1000であ り, 山岳 トンネル部 は工 区終点 よ り工

Eltl松埴(投托撤 V()L .'3

■■

図‑ 1 1 号 線 戸 塚 〜 関 内 ､ 3号線 山 下 町〜 新横 浜 間 路 線 略 図

d̲

図‑2 山岳ずい道橋 標準断面図

横浜地 下鉄の施 工

区始点に向か って施工す る｡路線の地上状況 は,全長 に 亘 り閑静 な住宅街 である｡

施工 法 としては図‑ 2に示す よ うに, 随道直下2.3m の位置にパ イロッ トトンネル を泥水 シー ル ドで施工 して, この中か らウェルポイン トを打設運転 して,上部 山岳 ト ンネル部 の地下水 を抜 き, 山岳 トンネル をサ イロ ッ ト工 法 で施工す る ものである｡

2‑3 地質概要

図‑3に示す よ うに,地質的 には洪積続のローム層及 び界 風 ヶ浦層 に大別 され る｡延長

6 5 5 . 5 m

間に第四紀の 地殻変動 を受 けた とみ られ る谷が2ヶ所 あ り, これは昭 和

4 3

年

〜4 5

年に宅造工事 のため埋立 られている｡図

‑3

中のFの表示がそれであ る｡

隊道 は この地質の中で,犀風 ヶ浦層の砂層 を通過 して い る｡ この砂 は非常 に締 ってお り, N値 は大部分が50以 上 である｡地質調査 の物理試験の結果 は,均等係数3‑

105メ｣ 420FL 2

,

∝OFL 952mm25.4mm508mm 74/̀ 250/J 810I( 4.760〃 19.1mm381mm 粒径加楕曲線 】 ^′′一 ,卜/｢

/′

【 /

‑ P1‑4 /

i‑ pl1‑3

∫/

∫

.̲.三

一

¹

ー0001 0.01 01 1.0 100 50.0

イ五 経 (mm)

粘 土 ^ソ

ルト

砂 レ 辛

0.001 0.005 0.074 2.0 図

‑4

トンネル土質粘度試験結果

図‑3 下永谷工 区 (第23工 区)地質縦断図

横浜地 下鉄の施工

4,Dl｡‑0.07‑0.08の粒度分布 の均一 な細砂 であ るOバ インダ‑は7‑12%と非常に小 さ く,地下水位 は図‑3 中 トンネル上部 に1点鎖線 で示 す よ うに, 天端 よ り約

3m上部 にある｡

2‑4 立坑の概要

パ イロ ッ トトンネルの発進 と本坑掘 削用の横坑 の施工 のため,立坑 を掘削 した｡断面 は10mx15mで

,

深 さは 床付 でGL‑25mである｡構造 は連続地 中壁 で鋼製の土 留支保工 を使用 した｡

塗厚60cm,深 さ28mの連続地 中壁 をバ ケ ッ ト式掘 削 で施工 したが,地質が硬 いため,掘削能率 は 1エ レメン ト5日〜6日と悪か った｡公称600m のバ ケ ッ トは巾が 580mm(肉盛 り20mm)であ り,普通の地層では これで 600‑620mm程度 となるのが,590‑600mmとなって了 い,609mm卓の インタロ ッキングパ イプの連 込み,鉄 筋 龍の吊込み,パ イプの引抜 きに非常 に苦労 した｡ この種 の地層に対 しては,掘 削の際バ ケ ッ トの肉盛 りを良 く管 理 して壁厚 を確保す るこ とと,鉄筋の カプリを8cmよ り 若干大 き くした方が施工性が良 くなる と考 える｡ また,

インター ロ ッキングパ イプ よ りⅤ型鉄板 と砕石 で施工 し た方が良い と思 われた｡

安定液 はm3当 り,ベ ン トナ イ ト75kg,CMClkg,分 散剤1.5kgの配合 とした｡孔壁 は完全に保持 され,逸水 も

な く良好 な結果 を得 たO

スライム処理 はバケ ッ ト処理 で充分 と判断 していたが,

弼松4敷設柁織 vo1‑3

砂分の浮遊 した微粒子が4‑6時間に捗 って沈降 し続け, 底部 に1mも溜 ま り,バ ケ ッ ト処理 後 に も80cm程 度溜

る現 象が生 じた｡ この対策 としてはバ ケ ッ ト掘削終了直 後下部

1/3

の安 定液 をサ ン ドポンプに よ り新 液 と置換 す る工 法 を探 った｡

2‑5 泥水シール ド

本坑掘 削の水抜用 トンネルで, ウェル ポイン トを打設 し強制排 水 を行 い,使用後は砕石 に よ り項充す る｡

施工 延 長 は586m,外径2.7mの スチー ル セ グ メン ト で, 勾配は本坑 と同 じである｡特記事項 としては,半径 80m,延長50mの曲線部の通過 であった｡

シ‑ル ド機の製作 に当っては,半径 の小 さい曲線部 の 施工 と,上 り勾配に対処す るためにQ)シ‑ ル ド長 さ外径 比 を で き る だ け 小 さ くす る (L/D‑4215/2850‑

1.48)0② オ‑バ‑ か ソトの最大量 は シー ル ド外殻 か ら 65mmとす る.③可動 ソ リを設け る｡④ テー ルボイ ドは 75mmと大 き くす る,等 を組 入れた｡

ところが実際には地 山の緩みや変位 が期待 で きない硬 い地 山では, このオーバ‑ カッ ト量 では足 りないこ とが 判明 したO カ ッタ‑中心は常 に軌道中心上 にあ り, か ソ

タ‑面 は軌道 中心の法線面 と一致 し, しか もシール ド機 の後部外側 の軌道外周の地 山に当らない条件が必要 とな るo

図‑7

において オーバー か ソト量 をXとす る と,吹 式が成立す る｡

( R+D/2)2

十

L2 ‑( R+D/2+Ⅹ)2

lltl一松雄 段根轍 VOl..:i

｢ ｢ ‑ 4′065 n t

墾 ≦汚 1粉雪**ギ救,潮艶愛､l､‑ ,,‑アミ

誓言索 蔓草 宅診等宣言ミミ漉 き,%Thyb ⊂)⊂⊃｢■.ヽ ⊂)LCOn

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＼

＼

＼＼

＼

‑‑可斬 ソリ3ヶ所

図‑ 6 泥水 シー ル ド機パ イロッ トトンネル用

これ を整理す ると,

Ⅹ2 +(

2R

+

D)Ⅹ‑

L2

‑ 0

とな り, これ によ り,Ⅹを求め るこ とがで きるが,計算 が面倒 なので,簡便法 を考 えた｡ Xは元来非常 に小 さい のでx2は さらに小 (なるか ら無視 す る と,‑次項だけが 残 り, さらに簡略化す るこ とも可能 である｡

x≒L2 /(2R+D)

又 は

≒L2 /2

R

この式に当現場 の数値 を入れ る とxの値 は110mmに な り, 原設計65mmに対 して45mm も足 りないこ とが 分 った｡ さらに若干 の余裕 を見込 み, オーバー カッター の最大値 を125mmに改造 して, この小曲線 を施工す る ことがで きたO

図‑ 7 曲線部 に於け る地 山 とシー ル ド機 の関係位 置図

2‑ 6 盛 土 部

図

‑3

の

F

で表示 した部分は宅造工事 のため に盛土 さ

横浜地下鉄の施工

れた所 で,パ イロ ッ トトンネルの通過 に伴 なって,地表 部 に15mm前後の沈下 を生 じた｡

図

‑8

一般的に云 って, トンネル掘削による地表面沈下 の原 因 としては,次の

4

つが挙 げ られ る｡

① 地 中応力解放 による弾塑性 沈下

② 地下水位低下 による圧密沈下

③ 間隙水圧の変化 による圧密沈下

⑥ 余掘 の空隊に よる圧縮沈下

これ らにつ いて,今 回の場合 を検討 した｡(丑につ いて は,土被 りが40mもあ り,掘 削断面が小 さ く,沈下 に至 る時 間 が短 か過 ぎ る こ と等 か ら除 外 で きる｡② は50

‑60m離れ た地 点 で ウェル ポイン トに よ る揚水 を実施 してい るので,一つの原因 とはなるが,揚水開始か ら20 日程度 しか経過 していないこ と, 及び地下水位観測 を続 けているが,揚水開始後5ヶ月経 って も水位変化がない こ とか ら,主 原因 とは考 えられない｡ また,⑥ も通過時 の シール ドの掘削状況はこの区域外 と何等変 らず,泥水 症,濃度及び乾砂量等の変化が認め られず, テー ルボ イ ドのみの空隙 では土被 りか ら判断 して除外 で きる もの と 考 えた｡以上 の理 由か ら(卦が主原因 と考 えられたo

地盤沈下 の分布 は盛土部一帯 に発生 し,盛土厚 に比例 す るよ うな形 で,緩や か な勾配の コンター ラインが書 け る状況 である｡ この よ うな分布か ら,地下水圧 の減少に よる圧密 に よるもの と考 えられ るo シール ド切羽か らの 土 の過剰取込みに よって空洞がで き, それが地表 に影響 す る場合は,局所的 な陥没 となることが 多い｡地下水圧 の減少はデ ィープ ウェルや ウェルポイン トに よる吸水だ けでな く, シール ド切羽の土の除去,泥水圧 と外圧 との 力の不均衡 によってシー ル ド周辺の砂層が緩み, ダ イレ イタンシーに よって, 周辺の水圧が減少 し, それが周辺 の地下水圧 を減少 させ た もの と考 える｡

横浜地下鉄の施工 !lLlL',〜,'LuL桝 と斡i＼'川 ...‑i

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図

‑9

小断面のパ イロ ッ トシール ドにおいて, この よ うな沈 下現 象が発生 した

ので,大断面の本坑 掘削 を同 じ条件 で 施工すれば, よ り 大 きな沈下が発生 連

す る可能性 が極め 綻

て大 きいので, そ れを防止す る意味 で全断面薬液注入 工法 を行 った｡薬 注はサ イロ ッ トか らの切羽注入 とし, 薬液は溶液型水 ガ ラス系で二重管瞬 結工法 を採用 した｡

§ 3 .砂層 に対 す る NATM 試験工事

引 込 横 坑 で 洪 積 砂 層 に 対 す る 日本 で は じめ て の NATM試験工事 を行 ったので, これ につ いて

詳細 な報告 をす る｡

麺 ｣ 枇 ンクリ】卜配合紙 SNアンプヨー

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図‑10 NATM施工乎面罵

lILH二rこ/IL‖lL托緋＼川 う

ラ ス ￠ 3 2 m m X i 0 0 × 1 0 0 ( 2 ′ 大 ) 支 _{/ 穴} 鉄 _吹 筋 _付 ￠ _{i O} 2 2 _{O m m}

＼ 支 保 工 汁 1 5 0 × 1 5 0

^×

7

^×10

図‑ll NATM標準断面図

3‑ 1 NATM試験工事の概要 試験 内容 は下記の とお りであ るO

① 地表面沈下測定

( 1 2

点 )

② 地 中相対変位測定 (1点 )

③ 内空変位測定 (3点 )

⑥ 各種配合 コン クリー ト吹付試験

⑤ ロックボル ト試験

⑥ 土圧測定 (4点 )

⑦ 各工程歩掛測定 3‑ 2 施工順序

① リングカッ ト(ピック掘 り, 肌落防止用 トレンチ)

② 支保工建込み

③ 溶接金網取付 (一次用 )

⑥ 一次吹付 コン クリー ト (厚50mm)

⑤ 溶接 金網 取付 (二次用 )

⑥ 二次吹付 コン クリ‑ ト (厚100mm)

⑦ 斜め前方 ロ ックボル ト

⑧ 核部掘削

⑨ ロ ックボル ト打込 (主計測断面付近 )

⑲ インバ‑ ト吹付 コン クリー ト (厚150mm‑5m区 間のみ試験施工 )

⑪ 切羽吹付 コン クリー ト試験

横浜地下鉄の施工

3‑3 施工要点 (1) リングか ソト

バ インダーの少 ない微細砂 なので, 人力によるピ ック掘 り.を行 ったO核部 は3‑4R(lR‑90cm)残 し なが ら施工 した｡NATMでは通常 は矢板 をかけ な いのが原則であるが,両肩部分に肌落 ちが あ り,作 業上 危険なので, トレンチ又は松 矢板 を40cm程度 の間隔 で設置 した｡

(2) 支保工の連込み

150Hの支保工 を人力で連 込ん だ｡ トレンチ等 を 送 っているので,吹付前 に連込む変則的 な使 い方 と

なる｡

(3)一次用溶接金網取付

吹付対象が砂層 なので‑次吹付用に金網 を使用 し

た ｡

溶接 金網 は3.0￠×50×50と3.2￠×100×100の2 種類 につ いて実験 したが,前者の方が コン クリー ト のつ きが良好 であった0秒地盤の ため吹付の際,也 山が洗掘 され る現 象が生 じたが, これに対 して も前 者が良かった｡砂層に対 しては細 くて 目の細かい も のが良 い と潜 論 で きる｡

溶接 金網 の固定方法につ いて も2種類の実験 を行 ったO‑ つ は6mm卓の30cmの鉄 筋 を地 山に打 込 み, 金網 を地 山に密着 させ る方法 で,他 の一つは ト

レンチ シー トの間隔 を小 さ くして, トレンチ とキャ ンバー で金網 を密着 させ る方法であ る｡何 回かの実 験 の結果, 後者の方が良好 であった｡前者は吹付 コ ン クリー トは良 くつ くけれ ど, ある程度の量がつ く と鉄筋の ピンが コン クリー トの 自重に よ り地 山か ら 抜けて, 金網が コン クリ‑ トと共 に地 山か ら剥離 し, 垂れ下 って了 うのが分 った｡鉄筋長 を長 くす るこ と

も検討 したが,砂層なので ビンを深 く打込む と地 山 全体 を緩め て,大 きな肌落 ちを生ず る心配があ り, 施工 には至 らなか った｡後者の場 合は金網 の垂れ下

りもな く,結果は良好であったO (4)吹付 コン クリー ト (一次,二次 )

付着性 の良 い (リバ ウン ド量の少い)吹付 コン ク リー トの配合や,送気圧 を決定す るため に, これ ら を変化 させ て試験 を実施 した｡表 ‑1に これ らを示 すが,配合 としては

E

が付着性が最 も良か った｡傾 向 としては,砂率

(S/A)

が大 きい程,付着性 は 良か ったが

,7 2 %

の ものではホー スづ ま りが発生 し た｡粗骨材同志の衝撃が付着性 を減殺す るこ とと, 粗骨 材が ホー ス内壁面の掃除に役立つ ことを裏付 け

している もの といえる｡

横浜地下鉄の施工

∞9080706050403020100(㌔)播常滑欝ぷ

表 ‑ l コンク リー ト配合送気圧表

粥松埋.没托報 VOL:i

配 単 位 セ 細骨材 粗骨材 S/A W/C シグニ 送気圧 適 否 4週強度

′＼

｢】 メント量kg kg kg % % ツ トkgG kgf/cm2 kgf/^{c m と}

A 350 1,085 915 54 40‑45 10,5 3.5 B 400 1,250 750 62 40‑45 18.0 3.0 C 400 1,250 750 62 40‑45 18.0 3.5 D 400 1,350 650 67 40‑45 18.0 3,0

E 400 1,350 650 67 40‑45 18,0 3.5

◎

240 F 400 1,450 550 72 40‑45 18.0 3.0 ホー ス詰 まる

105/L 420/1 2,000〃 952mm25.4rTm508mm 74/L 250/J 8101L､ 4,760/L 19lmrn38.1mm

職 権 加 硝 曲 線 ‑ /

′

′ 付着性の良い紹 【骨材 / 租

首 ヰ オ

R‑ /

/

∫

/ /

/

I

^{/ 〜}

】

｣/ …

｢ 粘 土 l シ ル ト l 砂 l レ キ

0001 0.005 0.074 20

図‑12 吹付 コンクリー ト用骨材 の粒度分布

細骨 材は

2

種類使用 したが,細 目の方が付着性が 優 れていた｡ また,乾 いているよ り,やや湿 ってい る方が付着性 は良か ったが, 反面 ホー スが詰 ま り易 か った｡

粗骨材

は6

号砕石 を使 用 したO 当初は粒径の均一 な粒 度分布 の悪 い もの を用 いたが,後半 に な って 15mmア ンデの粒 度分布 の良 い もの に切 換 えてか

ら付着が良 くなった｡

送気圧試験 は2.5‑4kgf/cm2(0.245‑0.392Mpa) を0.5刻 み で 4種 類 実 施 し た が3.5kgf/cm²

(0.343Mpa)が最良 であった.

吹付設備 は28切ユニバ ッチ ャー, 8切傾胴型 ミキ サー,7mクライマーベ ル トコンベヤー,ア リバ260 型吹付機, ノズル及 び ホー スは50mm径 を使 用 し た｡水圧 は4.5kgf/cm2(0.441Mpa)を用 いたO

結果 として分 ったこ とを列記す ると,

① ノズルか ら吹付面 までの距離 は1m位 が最適 で あるO

② 吹付面に直角に吹付け る と付着性 が良 い｡ ただ 当工事 では核部 を残 しての吹付が主 であったため 45度前後の角度 となったので,リバ ウン ド量が 多

か った｡引込横坑 の終端 で鏡止め として吹付けた 時には,直角に吹付けたため,付着性 は極め て良 好 であった｡

③ ノズルマ ンの経験 と技術 の差 で リバ ウン ド量に 大 きな差が でた｡

リバ ウン ド量は,38‑50%で,平均す る と約45%

であった｡

( 5 )

二次用溶接金網取付

二次吹付 (厚 さ10cm)は3.2￠×100×100の溶接金 網 を使用 した｡支保工に鉄筋 を渡 して, その上 に金 網 をのせ て固定 したO金網 はな くて も付着 はす るが,

リバ ウン ド量が 多 く不経済 であるこ とが分 った｡

(6) ロ ックボル ト

穿孔機械 はAAL5型 レッグオーガ,長さ 3mの38

￠スパ イラルロ ッ ド,42￠ビッ トを使用 した｡ロック ボル トは

SN

ツイス トボル ト(TD24,長 さ3m),フ ラ ッ トワ ッシャを用 いた｡

施工順序 は,穿孔, モル タルフ ィー ダにて1次 モ ル タル注入, トパ ックカプセルB型(25￠×500)柿 入

,2

次 モル タル注入

,SN

ツイス トボル トをコ‑

1レピックにアダプ タをつけて押込み, アンカプ レ‑

ト, ワ ッシャ,ナ ッ トの締付けで終 了す る｡

主計測断面付近

5

間につ いて施工 したが, モル タ ル注入後

, SN

ボル トが スムー ズに入 らなか った｡こ の原因は砂質地盤のため, モル タルの水分が地 山に 吸収 され,流動性が失 なわれ るため と判断 され るC 従 ってモル タル注 入か ら

SN

ボル ト押 込 み までの 時間 をで きるだけ短か くす る必要が あ り, 今 回はな ん とか施工 したが,今後の問題 としては, ウレタン あ るいはレジン型の定着剤 を用いた方が有利 と考 え る｡

また斜め前方 に打込むフォアア ンカは2問程実施

zILl松碓l投托糾 V川 ..i

したが,却 って砂地盤 を乱 し, 肌落 ちの原因 となっ たので中止 した｡

SNア ンカの引抜試験 を行 った｡施工 後3時間20 分 で

8 . 9 t f ( 8 7 . 2 kN) ,

72時間で

1 3 t f( 1 2 7 . 4 kN)

の耐 力 を得 た｡砂地盤の よ うに早期に耐力 を必要 とす る 場合には, モル タル系でない接着剤型の方が良 いこ

とは, この結果か らも結論づ け られ る｡

(7) サ イ クル タイム

工事 の 目的が,種 々の試験 を行 な うこ とであった ため,本格的 な操業 に至 らなか ったので,サ イ クル タイム としては余 り参考 になるよ うな値 はでていな い｡

3‑4

計 測 (1) 地表面沈下測定

被 りが薄 い こと,砂層であるこ と及 び地表が道路 であるこ と等か ら

,1 2

点の測点につ いて,地表面沈 下量の測定 を実施 したQ結果 は

1 2

点 ともすべ て沈下 量 0を記録 し,所期の 目的 を達成す るこ とが で きた｡

( 2 )

地 中相対変位測定

横浜地下鉄の施工

図

‑1 3

地 中相対変位 測定

秦‑2

ナ トム試験工事 サ イ クル タイム

作 業 内 容 6/ll 12 13 14 15 5

横坑掘 削及 び‑ 次金網 10:37:00 803:3人0 7:010:25 803:2人5 17:00:405 83:4人5 7:010:500 83 :5人0 7:010:405 83:4人5

支 保 工 組 立 1l0:3l:000 80

:

人301l0:2l:050 80

:

人35 1l0:4l:155 8

0 :

人^{301l0:5l:200 80}

^:

^{人301l0:4l:350 80}

:

^人45

溶接 金網 取付 lll:0l:300 80

:

人30lll:0l:205 8

0 :

人^{25 lll:1l:45 85}

0 :

^{人25lll:2l:400 80}

^:

^人20

吹付段 取 り跡 片付 け lll:3l:500 80

:

人^{20lll:2l:450 80}

^:

^{人15 lll:3l‑:405 8}

0 :

^人15

吹付段 取 りプ ラン ト空練 り 13:00 5人 13:30 5人 8:45 5人 13:00 5人 13:00 5人 13:25

0:

2513:25

0:

25 9:15

0 :

^{3013:20 0}

:

^{2013:40 0}

^:

⁴⁰

吹付 け (一 次 及び二次 ) 13:25 3人 13:25 3人 9:15､3人 13:20 3人 13:40 3人 13:00 8人 14:45 1:2015:40 2 :1510:00 15:00 1:4015:00 1:2014:45 1:45

吹付 け跡 片付 け 及び ロッ クア ンカー段 取り 114:455:15 8

0 :

人^{30 110:00:100 80}

:

^{人10115:05:200 80}

^:

^{人20115:05:200 80}

:

^人20

休 み 115:15:355

0 :

^{20i 110:10:300 0}

:

^{20115:25:400 0}

^:

^20115:25:405

0 :

²⁵

ロ ックア ンカー 削孔 及び打込 み 116:25:350 80

:

人^{45 7:08:45 801:4人5115:46:300 80}

:

^{人50115:46:25 85}

^0:

^人40

跡 片 付 け 116:26:405 8

0 :

人^{25115:06:000 81:0人0 116:36:405 8}

^0:

^{人15116:26:550 80}

^:

^{人25114:456;30 81:4人■5}

備 考

プ ラン ト :骨材 ミキサ‑投 入計 量及びセ メン ト投 入急結材 投 入及び ミキサ ーマ ンア リパ ー 及びベ ル コンマ ン 21人1人1人人 切 〟 羽 :ノズルマ ン:ノズルマ ン 1人1人

連 絡 :世 話 役 計 81人人 モル タル15BT モル タ配合 変更 の結莱で圧 力E配合3.ル75 BT モル タル5BT モル タル14BT モル タル12BT モル タル15BT

横浜地下鉄の施工 ^{押 松敵}役化繊 VO1...i

復 起

‑5m∩01

‑1

0

汰下0m∩1 l 3NA2エクステンソ終点0m0TM

‑ ‑

≡裂

CD

千

B

A

〜

切 羽

○ 壬 ^ , i

^{A 10取 付位 置0}

i柵 ‑

^J

､ 一 計

器 ∴ a 又 置 易 所 断 面

i i

i

累計日数(d) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 65 ー立坑側壁

図‑14 地中沈下経時変化 主計測断面に 多点式エ クステンソメー タを設置 し,

地中4点の相対変位 を測定 した｡

切羽が計測断面の手前

5 . 6 m

の位置に きた時にエ クステンソメー タの初期値 を朝 定 した｡切羽が計測 断面 を通過す るまでの変位速度は, 各アンカ毎に, ほぼ一定の傾向 を示 し,深 さ

1 2 . 5 m

の

A

で

, 1 7 0 J Lm/

d

,1 0 m

のBで

8 0 J Lm/ d,7 m

のC

で5 0 f Lm/ d

,最 も 浅 い

3m

の

D

ではほ とん ど変化 が認め られ なか っ た｡切羽前方の地 山が掘削の進行 に伴 って変位 をし ているが, その量は非常に小 さ く,締 った砂層中の 所々に分布す る

5 0‑7 0 c m

厚の砂質 シル トの存在に

よるもの と考 えられ る｡

切羽が計測断面 を通過 した時に,Aには急激 な変 位が見 られ

,B‑C‑D

と変位は減少 し

,D

ではほ とん ど認め られ なか った｡切羽通過後の変位 は通過 前に対 し

2‑3

倍であったが,計測断面か ら約

1 0 m

触れる とほぼ収 れん した｡通常, トンネル直径の

2

倍以上維れると,変位が収れんす るといわれている 他の計測例 とも一致す る｡

図‑15 内空断面相対変位測定

各点の最終変位量は

,A

で

6 . 9 mm,B

で

2 mm,C

で1

. 3 mm,D

で

0 . 5 mm

であっ.た｡地表面の変位は

0

であったので, この値はその まま各点の変位量 を示 す ものである｡

(3) 内空変位測定

内空変位の測定は,主計測断面

,2 6

聞及

び3 1

間の

3

ヶ所で, コンバー ジェンスメジャによ り測定 した.

主計測断面ではロックボル トと吹付 コンクリ

ー

ト,

2 6

間では吹付 コンクリー トのみ

,31

間では在来の木 矢板のみの箇所で, これ らを比較対照できるように

した｡本 トンネルは核部 を残 しなが ら施工 したため,

l D

^●

ら

ヒ 工

'＼̲

0 司 i と 羅1D

2

0

0 ^{甑 .I,ヽ√､..t.■･ 一､ (J . .ー̲ヽ .‑〜, A 1 1} 3

‑ 2

時 間 (時)

図‑16内空変位の経時変化

l･･Lz松軌11xt稚拙 ＼rO

l

.

E i

内空変位の初期値 (0点 )は核部撤去後に測定 した が, これが変位量が小 さか った理 由ではない｡地 中 変位測定のAにお いて,切羽通過直後 と収れん値 と の差が, 僅か

1 mm

程度 であったこ とか ら も裏付 け され る｡

3箇所の測点の 自然条件 を一定 と仮定 した場合, 在来工法の変位が最 も大 き く,吹付のみが これにつ ぎ,吹付 ロックボル トが最 も小 さいこ とが明 らかに され,NATMの優秀性が証 明 されたこ とになる｡

(4) 土庄測定

主計測断面に

, 3

点の半径方向土庄計 (コン タク トセル) とインバー トに接線方向土圧計 (コン クリ ー トセル)を1点設置 し,吹付 コン クリー トに作用 す る土庄 を計測 した｡

】 千号主万 rol土庄 言1

半 迂方向土圧 計

7主将 方 向 土圧 汁

図

‑1 7

土圧測定

測定結果はほ とん ど 0で あった｡掘削後の応力再 配分の過程 で,半径方向の減少 と接線方向の増加 を 生 じるが, この変化後 の応力に対 し,N)50の締 っ た砂層が十分 な強度 をもっていたか らと考 えられ, 地 山 自身が トンネル を保持 していたこ とにな り,吹 付 コン クリー トは砂 山を崩壊 させ ない役割 (表面 を 覆 い, 崩壊が除々に地 山内部 に進行す るの を防 ぐ) を果 した もの と考 える｡

(5)計測結果 の まとめ

以上 の計測結果 をま とめ る と,次の3点が挙げ ら れ る｡

① 地盤が砂層であるため,応力変形挙動 は速かに 収れん してい る｡

② エ クステンソメー タの各深度の沈下量 は小 さか ったが,トンネル天端 よ り

2‑3 m

上方 に不連続点 が存在す る｡

③ 在 来工 法 よr)NATMの方 が 内 1L'相 対 変位 が 小 さいO

これ らの こ とか ら, ロ ックボル トの打設時期は,核残 し工法のため止む を得 なか ったが,早 い程,良か った と

棟浜地 下鉄の施 工

考 える｡

紙面の都合 に よ り省略す るが,今 回,FEMに よる解析 結果 と計測結果 との対比 を行 った｡ その結果,砂層 を対 象 とした場合,地盤要素間の不連続性 を考慮 した解析が 必要 となるであろ う｡

§ 4. おわ りに

この工事 では,対象が洪積砂層 であ るため,種 々の問 題点 を抱 えていたが,立坑の連続地 中壁,80m半径 の シ ー ル ド,盛土部 の薬液注入等,何 とか これ を切 り抜けて

きた｡ また, 日本 ではは じめ ての砂層NATM試験 を成 功 させ るこ とが で きた｡

これはひ とえに企業先 をは じめ とす る本社 ･支店関係 各位 の御指導の賜 と,紙面 を借 りて謝意 を表 したい｡

今後は現在施工 中の盛土部 の全断面薬注に よる トンネ ル施工 も55年夏頃には終 る予定 であるが, さらにその先 に も盛土部があ り, これは沖積粘性土 と埋土 その ものの 中を山岳 トンネルで通過す るものである｡ この盛土部 は

N

値

2‑3

,土被 りは

2‑7m

であ り,この ままでは掘 削で きないので,土質改良等の補助工 法 を検討 して行か なければならない｡ これ らの難問解決に当っては,関係 各位の一層の御援助 を御願 い したいO