山岳トンネルを構築する方法と施工手順は?施工で役立つ知識とNAT工法とは?トンネル工事の基礎知識

この記事では、トンネル構築方法ついて解説していきます。

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粉塵などとても汚れやすい現場ではないかなと思います。

そこで、トンネル構築方法と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。

このブログを見て連絡してきた、練馬の新人保険屋さんの千尋(ちひろ)さん。と言う方がいらっしゃいまして

建設業の実態教えて欲しいと言われてブログを一緒にやることになりました。

 
千尋さん保険屋
どうやってトンネル作るんですか?
 
ネコマル
そうですね。簡単にまとめましょう

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。

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(ふっこう)とは?

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や、海などで城南島トンネルなどで採用された沈埋工法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。

 
千尋さん保険屋
山の中でトンネル作る方法ですね
 
ネコマル
地下のトンネルはこちら

都市土木でのトンネル工事はこちらにまとめていますので合わせてみてください。

いろいろな種類のもありますが是非参考にしてください。まずはトンネル構築の手順をこちらにまとめていきます。

手順1:トンネル掘削工事は削孔・発破作業

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

残土搬出はズリ出し鋼製支保工設置
 
千尋さん保険屋
ズリって何?
 
ネコマル
掘った土砂ですね

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:支保工固定補強

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

肌落ちはトンネル工事で危険 

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:ロックボルトで 無数の補強一体化金具

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。

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 トンネルの水密性アップ

防水シート施工でトンネルの水密性アップ
 
千尋さん保険屋
シートなんか貼るんですね
 
ネコマル
結構な手順ですよね

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

まだまだこれからです。トンネル工事での覆工工事が進んでいきます。

手順6:トンネル 天井壁配筋の組立

トンネル天井壁配筋の施工

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

型枠をどう組んでいくが気になりますね。アーチ状のトンネルにコンクリートはどう流し込みするのか?

手順7:トンネルで重要セントル 天井壁面コンクリート打設

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。

 
千尋さん保険屋
えっ?10mごとに繰り返すの?
 
ネコマル
そうだから大変なんですよ

ではトンネル工事の方法はわかっていただいたと思いますので次のページでは、作業主任者と他の施工方法などを合わせてまとめてますので是非チェックしてみてください