新しい脚部補強工(ＢＡＦ工法)を採用した都市ＮＡＴＭの施工事例（その２）
－施工方法・品質管理・計測結果について－
青森県むつ県土整備事務所 非会員 白川 裕彦 非会員 宮崎 典夫 鹿島建設株式会社 非会員 本田 豊 ○正会員 小野塚大輔
１．はじめに
田名部川広域基幹河川改修工事は山岳トンネル工法により最小土被り 4ｍの住宅密集地直下を施工する水 路トンネル工事であり、特にトンネル掘削に伴う地表面沈下を抑制することが命題となっている。地質は、切 羽部は比較的良質な洪積砂質土層(N値50以上)であるが、上部は軟弱な砂質土層、シルト層、ローム層(N値 10以下)が分布している。掘削工法はショートベンチ掘削により計画されているが（図-1 参照）、設計段階で 上半支保工脚部に過大な脚部沈下が発生することが分かった。このため、脚部補強工として新しく開発したＢ ＡＦ工法を採用し、対応することとした。本報文は、報告その２として、現在施工中であるＢＡＦ工法の施工 方法、品質管理、計測結果を取りまとめたものである。
２．施工方法
ＢＡＦ工法の特徴は掘削サイクルに組み込まれており、
トンネル特殊工による施工が可能なことである。
掘削はオーガー方式とし、図-2 に示すように鋼管を外 管とする二重管で拡孔ビットとオーガーロッドの回転に より削孔し、鋼管は押込みシリンダーにより圧入する。
スライムはオーガーロッド軸内から送られるエアーによ って鋼管とオーガーの間を通って排土される。
ＢＡＦ工法の注入は中詰め注入方式により行う。この方式は削孔完了後、曲がり鋼管とオーガーロッ ドを同時に引き上げながら置換注入を行う方式である。これにより、孔壁が自立しないような脆弱な地 山においても確実に改良体に置換えが可能となる。ただし、削孔地山が自立するような場合には曲がり 鋼管とオーガーをすべて引抜き、注入ホースを杭底まで挿入し注入を行う。注入材は 1 回での使用量が 2.0m3程度と多いため、作業効率向上をねらいとして、ベース材となるＡ液（特殊セメントミルク）を吹 付けプラントにて混練り可能な仕様とした。
キーワード 都市ＮＡＴＭ、脚部補強工、補助工法、地表面沈下、ＢＡＦ工法
連絡先 〒107-8502 東京都港区赤坂 6-5-30 ㈱鹿島建設土木設計本部 ＴＥＬ03-6229-6638 写真-1 坑口部全景
図-2 BAF工法削孔概念図 図-1 標準断面図
土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）
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３．品質管理
支保工建込み時（施工サイクルより3時間後）の注入材 の弾性係数7.0×105kN/m2以上が設計上の要求品質である ため、弾性係数と一軸圧縮強度の関係を試験施工により求 め、必要３時間強度をσ3h＝4.55N/mm2と設定した。図-4 に現場における強度試験の結果を示す。バラツキはあるも のの、全ての改良体において管理基準値を満たす結果とな っている。
４．計測結果
現場におけるＡ計測結果の経時変化図を図-5に示す。脚 部沈下量は下半掘削完了段階において7mm程度と設計値と 同等の値を示しており、その効果が確認できる。特に、下半 掘削時に内空変位が10mm以上変位しているにも拘わらず 脚部沈下は3mm程度の増加に留まっており、鉛直変位の抑 制に非常に有効であると言える。地表面沈下についても、
現状では許容値以下に収まっている。
５．むすび
本工事において初めて採用されたＢＡＦ工法であるが、
現場での計測結果によりその地表面抑制効果が確認でき た。今後はこれらの計測データをさらに収集し、分析を 加えていきたいと考えている。
参考文献
・中原他 曲がりオーガーによる大口径脚部補強工の開発 第 58 回年次学術講演会講演論文集 Ⅲ-264 pp527-528 2003
・中原他 曲がりオーガーによる大口径脚部補強工の開発 第 38 回地盤工学研究発表会講演集 859 pp1717-1718 2003.7
バッチャープラント 計量、練混ぜ
注入台車 練混ぜ・注入 トラミキで運搬
急硬材・セッター投入
注入 φ50ホース
トンネル坑外 トンネル坑内
分散材
図-3 注入材現場生成フロー図
写真-2 ＢＡＦ工法施工状況
図-4 改良体３時間強度試験結果
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
No1 No7 No13 No19 No25 No31 No59
測点番号
一軸圧縮強度 Ｎ/㎜2 （３時間）
σ3h=4.55N/mm2
写真-3 フェノール試験結果
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10
2003/10/26 2003/11/15 2003/12/5 2003/12/25 2004/1/14 2004/2/3 2004/2/23 2004/3/14 2004/4/3
全測点(mm)
-40 -20 0 20 40 60 80 100
切羽離れ(m)
天端沈下 脚部沈下（左）
脚部沈下（右）
内空変位 上半進行 下半進行
図-5 Ａ計測結果経時変化図
測点 No.20+05
図-6 脚部最大沈下量（上半完了時）
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
測点(m)
沈下量(mm)
脚部沈下（左）
脚部沈下（右）
No.19+30 No.20 No.20+20 No.20+40 No.21 No.21+20
土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）
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