西松建設技報 VOL.41
DRISS View を活用した湧水 区間のトンネル施工
小林 優太＊ 西田 幸弘＊＊
Yuta Kobayashi Yukihiro Nishida 山本 悟＊＊＊
Satoru Yamamoto
1．はじめに
本工事は，鳥取市気高町から青谷町に至る気高青谷ト ンネル（全長L＝2,132 m）のうち米子側からL＝1,125 m の区間を施工したものである．当初設計では新第三紀安 山岩溶岩および自破砕質安山岩が想定されていた．施工 時にはそれに加えて，新第三紀凝灰角礫岩および古第三 紀鳥取花崗岩が一部区間で出現した．
坑口より約700 m地点において，上半発破完了後に突 発湧水（約2,000 L/min）が発生し，岩芯まで風化した安 山岩が約2 m3流出した（写真―1）．突発湧水は坑内の排 水能力を大きく越え，更なる崩落の恐れもあるため工事 を一時中断した．そこで，切羽前方の脆弱な帯水層の位 置を正確に予測し，トンネル掘削を再開するための合理 的な対策工の検討が必要であった．この際，「DRISS」に よ る 探 査 結 果 を 三 次 元 的 か つ 視 覚 的 に 把 握 で き る
「DRISS View」を活用した．
本稿ではその施工実績について報告する．
2．DRISS View を用いた切羽前方予測
突発湧水発生後，応急対策としてAGF鋼管（φ114.3
mm）による水抜工を実施した（写真―2，3）．水抜孔を
削孔する際に，「DRISS」による削孔検層を実施して，下 記のデータを得た．
①穿孔エネルギー（フィード圧，打撃圧，回転圧）
②穿孔速度（のみ下がり）
③穿孔反力（ダンピング圧）
④目視情報（湧水の量・色，くり粉の性状・色等）
これらのデータから，穿孔エネルギーが著しく低下し，
湧水量が増加した区間を脆弱な帯水層と判断した．そし て，脆弱な帯水層を三次元的かつ視覚的に把握するため，
弊社で開発した「DRISS View」を用いてデータ処理をし た．
図―1に，「DRISS View」で処理した三次元画像を示 す．この脆弱な帯水層は層厚が3 m程度であり，切羽面
に対し約20°程度の走向を呈していると予測した．その
ため，脆弱な帯水層はトンネル掘削を進めるに伴い，切 羽右側から徐々に切羽中央，切羽左側へ移動していくも のと予測した．
また，この脆弱な帯水層は，穿孔エネルギーが100 J/
cm3以下と非常に小さく，著しく強度の低い土砂状であ ることがわかった．そのため，脆弱な帯水層が切羽に出 現すると，切羽は自立せず崩落し，トンネル周辺地山の 緩み領域が拡大することが懸念された．
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西日本（支）気高青谷（出）（現：土木設計部設計二課）
西日本（支）気高青谷（出）（現：関東土木（支）愛川（出））
西日本（支）気高青谷（出）
（現：技術研究所土木技術グループ）
写真 ― 3 側方水抜工 写真 ― 2 前方水抜工 写真 ― 1 突発湧水発生状況
西松建設技報 VOL.41
2 DRISS View を活用した湧水区間のトンネル施工
これらの予測結果を踏まえ，工事再開後の切羽崩落防 止対策として，注入式長尺鋼管フォアパイリング（AGF）
を採用した．このとき，脆弱な帯水層以外は堅固な安山 岩であると予想されたため，AGFの打設配置を推定され る帯水層の範囲に絞った（図―1）．これにより，標準的 な打設範囲（120°）と比較して，打設本数が半分程度に 減り，コスト削減と施工サイクルの向上効果が得られた．
また，側方からの押出し対策として，鋼アーチ支保工 部材をH-125からH-150へランクアップした．
3．掘削再開後の対策
⑴ 削孔検層による帯水層の位置の推定
掘削再開後も帯水層出現位置を推定するため，水抜き も兼ねた「DRISS」による前方，周方向探査を行った
（図―2）．前方探査は，5箇所/断面を進行9 m毎に実施 した．周方向探査は，5本/断面を進行3 m毎に実施した．
これらのデータを随時整理して，帯水層の位置，帯水層 の走行，傾斜を見直しながら施工した．
切羽前方探査の結果，予側通りに帯水層は左に移動し ていくことを確認した．また，層厚は徐々に減少してい くことも確認することができた．これらの施工時のデー タをフィードバックし，対策工を見直しながら施工を行 った．
⑵ 天端安定対策
前述⑴の切羽前方探査により確認した脆弱な帯水層の 位置情報をフィードバックして，1シフトごとに事前に 計画したAGFの打設配置を見直しながら施工した．また，
坑内計測の計測断面を増設し（1 mごとに変位を確認），
1日2回の計測を行い，厳しい管理体制で施工した．
その結果，切羽，天端部の大きな崩落は発生すること なく，天端沈下，内空変位の最大変位量は10 mm程度と 管理基準1レベル以下に抑制できた．
⑶ 非常駐車帯位置の変更
突発湧水が発生した地点は，非常駐車帯であったため，
非常駐車帯の位置については，関係法令，各種準拠基準 を考慮した上で，地山状況が比較的良好となった地点に 変更した（変更距離179ｍ）．
4．まとめ
本トンネルでは，切羽前方の地山を三次元的かつ視覚 的に把握することができる「DRISS View」を用いた．こ れまでの「DRISS」による探査と同等の費用や設備で，ト ンネル周辺の地山を三次元的に可視化することによって，
切羽前方の脆弱な帯水層を容易に把握することができた．
そのため，補助工法の施工範囲や要否の判断を行うため に有効な資料とすることができ，合理的な施工を行うこ とができた．また，作業員に対しても，危険箇所を視覚 的に伝えることができ，安全面でも効果的であった．
図 ― 2 掘削再開後の切羽前方探査
図 ― 1 DRISS View に基づく切羽前方予想
DRISS
穿孔エネルギー弱 強
脆弱な帯水層
突発湧水 発生位置
推定帯水層 層厚 約 3.0 m
#1
#2 注入式長尺鋼管フォアパイリング
φ114.3 mm L = 12.5 m 1シフト10～12本 @ 450 mm シリカレジン 149 kg/本
側方水抜き孔 DRISS実施
#3
