トンネルを構築する方法と作業者におすめしたいカッパ&ヘッドバンド型ライト

2021年5月26日安全教育,特別教育・技能講習,現場アイテム,現場豆知識,資格講習アイテム、豆知識,特別教育・技能講習

この記事では、トンネル構築方法について解説していきます。

また、トンネル作業者におススメしたいカッパやヘッドバンド型ライトについても紹介していきたいと思います。

そもそもトンネルってどうやって作られているのだろう?

確かに、実際にどういった作業が行われているのか分からないですよね。

しかも、トンネル作業って地下水やら土やらでとても汚れやすい現場ではないかなと思います。

足場の悪い現場もありますし…。

そこで、トンネル構築方法トンネル作業者におススメしたいカッパやヘッドバンド型ライトについても紹介していきたいと思います。

尚、トンネルの作業主任者になるための方法はこちらの記事で紹介しているので合わせて読んでみてください。

ずい道等の掘削・覆工作業主任者の受講資格は何?講習内容も紹介

このブログは他にもこのようなことがまとめてあります。合わせて気になる記事を確認してみてください。全体を確認するにはこちら

トンネル工事構築手順(ずい道等の掘削、覆工)

トンネル工事には、山岳の山を削り抜いていく山岳トンネルや地下鉄などの開削型のトンネル・シールドマシーンの施工による施工や、海などで城南島トンネルなどで採用された沈埋型など現場条件に応じた施工方法がありますが、以前は開削型の構築手順をまとめてみたと思いますが、今回は山岳トンネルに関してまとめてみました。

この工法により、新幹線のトンネルや現在工事中のリニアモーターカーのトンネルなどにもこの工法が用いられてます。

手順1:トンネル掘削工事(発破作業)

山岳トンネルの構築はまずは、掘削から始まります。(仮設工事や送気設備などの設置は省く)山岳トンネルの場合には、最初の坑口(入口部分)を掘削するときは地山表面を掘削することになり、比較的地山が緩い場合がありますので崩落等がないように、最初に坑口付近では周りを補強する等されてから掘削開始される。坑口付けと呼ばれている施工になります。

掘削はバックホーでは岩盤が掘り切れない場合もあります。そこで大仏の頭みたいな専用の削岩機やブレーカーなどで破砕したり、ダイナマイトを用いたり、掘削機を使ったりして進めていきます。

  • 削孔 → 装薬 → 発破‼ → ドカーンって! 崩します

手順2:残土搬出はズリ出し鋼製支保工設置

ずり処理は、ずり積み、ずり運搬、ずり捨てに分かれるが、基本となる作業はずり運搬であり、運搬方式はタイヤ式とレール方式が一般に採用されている。(ずりは一般建築・土木でいうと掘削残土)タイヤ式はホイルローダーやシャフトローダーなどでタイヤのある機械で搬出する方法や、トロッコなどで搬出する方法があります。あとはベルトコンベヤーで搬出とか地形や施工計画によって変わります。

トンネルを掘削することで、天井が崩落してこないように都度アーチ型で補強していく必要があります。掘削施工→ずり搬出と並行してアーチの補強材取り付けを行っていきます。

手順3:吹き付けコンクリートで支保工固定

掘削をした後は、地山を補強するために一次覆工としてのコンクリートを吹付けます。

補強材の取り付けが完了したたら、天井や側面等の剥落(はだ落ち)等しないようにコンクリート吹付で固めていきます。ちょっと掘ったら、補強、コンクリート吹付みたいなイメージです。

鋼製の支保工ごとコンクリートで吹付されてコンクリートでカチカチになるのでとりあえずは崩落の危険のリスクは減ります。

手順4:無数の補強一体化金具ロックボルト

吹付けコンクリートが固まったら、地山の強度を利用するためにロックボルトを打ち込みます。地山のすべり面により深いところに鋼材を挿入し、グラウトにより鋼材全体を定着させ、地山の変形に伴い鋼材に受動的に引張力が生じることで地山の変形ならびにすべりの発生を抑制する工法になります

岩盤の掘削からずり出し・鋼製支保工の設置・コンクリート吹付からのロックボルト打ち込みまで終わればトンネルも、崩落やはだ落ちなどの心配がなくなります。

ロックボルト概念図

このような作業が安全かつ、適切に施工されるように施工作業指示を行うことが出来る作業主任者が必要になります。
ずい道等の掘削等作業主任者とは、ずい道等の掘削の作業、またはこれに伴うずり積み、ずい道等における落盤、はだ落ち等を防止するための支保工の組立て、ロツクボルトの取付け、もしくはコンクリート等の吹付けの作業の際、現場の監督・安全指導を担う者です。

手順5:防水シート施工でトンネルの水密性アップ

ロックボルトまで施工が完了したら、トンネルの掘削は繰り返し行われてるなかでも、ロックボルトが終わった数十mの区間ではトンネル内への漏水を防ぐためにビニール製の防水シートを貼りが進んできます。覆工工事が進んできます

手順6:トンネル天井壁配筋の施工

参考鉄筋図

防水工事が完了後、坑内の補強のために鉄筋組みが行われていきます。円形になるように鉄筋工にてくみ上げていきます

手順7:セントルにて天井壁面コンクリート打設

コンクリートがきちんと固まるよう、トンネルの形をした型枠を設置します。

コンクリートポンプ車を使って、コンクリートを流し込み、トンネルの形に固めます。その後固まったら型枠を取り外します。この作業を約10mごとに繰り返し、トンネルを完成させます。

このような覆工施工の作業関して作業指示を明確にしないとなりません。当然安全に作業できるように事故の無いようにするには、ずい道等の型枠支保工の組立て、移動、解体、コンクリート打設等の作業には作業主任者が必要になります。
 この作業主任者は、ずい道等の覆工等作業主任者技能講習を修了した者のなかから、事業主により選任されます。(参考条文:安衛則第383条の4)
 ずい道型わく支保工(ずい道等におけるアーチコンクリート及び側壁コンクリートの打設に用いる型わく並びにこれを支持するための支柱、はり、つなぎ、筋かい等の部材により構成される仮説の設備をいう)の組立て、移動若しくは解体又は当該組立て若しくは移動に伴うコンクリート打設の作業

ということで、インバートや設備関連の施工を除きましたが簡単にトンネル構築の方法をまとめてみました。

他にも、開削工法という方法があるので以下の記事も合わせて参考にしてみてください。

合わせて知っておきたい「NTAM工法」

現在の山岳トンネルのほとんどはNATMで作られています。

株式会社マシノのサイトにNTAM工法の詳しい解説が掲載されていますので、参考にしてみてください。

もう一つの工法、矢坂工法とは?

では、NATM以外の山岳トンネルではどのようなものがあるのでしょうか?

それは「矢板工法」と呼ばれ、NATMが日本で普及し始める頃まではメインの工法でした。「従来工法」と言う呼ばれ方もします。

吹付けコンクリートとロックボルトで掘削後の地山を支保するのに対し、矢板工法では、矢板を掘削面にあてがって、支保工により支え、これらをコンクリートで巻きたてることにより構築するトンネルです。

土圧が覆工に均等に作用しにくいこと、地山が緩みやすいこと、矢板と地山の間に空間ができるため止水性に問題があることなどから、NATMの方が断然品質が確保しやすく、現在の山岳トンネルではほとんどNATMが使われています。

トンネル構築工事を極めるには?
外国人にもできる?

トンネル工事をマスターするための方法は以下の記事で解説しているので合わせて読んでみてください。

また、外国人採用でトンネル工事をさせる方法について解説しているので参考に読んでみてください。

トンネル内での作業を快適に!おススメグッズを紹介

トンネル内で作業をすると作業服が汚れてしまうのでカッパを着用することが多くなります。

しかし、トンネル内は風通しも悪く、湿気が多くあります。

そこで、トンネル内でも熱中症にならないためにもこのようなカッパの着用をおすすめするので参考にしてみてください。

また、トンネル内は当然暗くなっています。

暗い中でも作業ができるようにこんな商品を集めてみましたので参考にしてみてください。

まとめ

今回は、トンネルの構築方法とトンネルで作業する際のおすすめグッズを紹介していきました。

普段何気なく使っているトンネルは、複雑な工程数を踏んでようやく出来上がったものなのです。

その作業の裏では、悪条件のトンネル内で作業にあたっている従業員がいるからです。

少しでも、そうして頑張っている方の参考になればと思います。