
土木学会によるNATM(新オーストリアトンネル工法)の説明。ハリネズミのようです。こちらから転載させて頂きました。
前回はリニア新幹線のトンネルの内径について論考しました。断面積は従来の2倍以上とする必要が生じているようで、南アルプスの保水帯を貫通する確率も2倍以上と推定されます。
リニア新幹線はその鉄道としての基本も特異でしたが、トンネルも特殊のようです。
そこで、今回はトンネル工法にスポットを当て、リニア新幹線に関する理解をより深める試みを行います。
GROKさん(3)にリニア新幹線のトンネル工法を調べてもらった結果を以下に記します。これらは地質や環境条件に応じて使い分けられるのだそうです。
1)NATM(New Austrian Tunneling Method:新オーストリアトンネル工法)
岩盤の自然な支持力を活用しながらトンネルを掘削する工法だそうです。掘削後に速やかに支保工(スチールアーチやロックボルト)と吹き付けコンクリートでトンネル壁を補強し、岩盤の変形を制御するそうです。
地質条件に柔軟に対応可能、比較的硬い岩盤での施工に適している、 掘削と同時に補強を行うため、効率的かつ安全、などの特徴を備えているようです。
リニア新幹線のルートは山岳地帯を多く通過するため、硬い岩盤が多いエリアでNATMが多用されているそうです。たとえば、南アルプスや中央アルプスのトンネル工事で活用されているそうです。
2)シールド工法
シールドマシンと呼ばれる大型の掘削機械を用いてトンネルを掘り進める工法だそうです。円形のトンネルを形成し、掘削と同時にセグメント(コンクリート製の壁パネル)を組み立ててトンネル構造を構築するのだそうです。
軟弱地盤や都市部での施工に適しているそうで、地下水や地盤沈下のリスクを低減でき、掘削精度が高く、振動や騒音が少ないという特徴を有するそうです。
リニア新幹線では、都市部(例:東京や名古屋近郊)や軟弱地盤のエリアで使用されるそうです。比較的浅い深度のトンネルや地下駅付近でこの工法が採用されることがあるそうです。
3)オープンカット工法(開削工法)
地表面から掘り下げてトンネル構造を構築し、その後覆土する工法だそうです。主にトンネルの出入り口や浅い深度の区間で使用されるとのこと。
比較的短いトンネルや駅部に適しているが、大規模な掘削が必要なため、周辺環境への影響が大きいという特徴があるそうです。
リニア新幹線では、駅周辺やトンネルの開始・終了地点で使用されることがあるそうです。
4)その他の補助工法
薬液注入工法: 地盤が軟弱な場合や地下水が多い場合、薬液を注入して地盤を固め、安定性を高めるのだそうです。
凍結工法: 地下水の多いエリアで地盤を凍らせて掘削する特殊な工法だそうです。
ロックボルトやグラウト注入: NATMやシールド工法と組み合わせて、岩盤の強化や水漏れ防止を行うそうです。
》》》リニア新幹線特有のポイント》》》
深いトンネル: リニア新幹線は南アルプスなどの山岳地帯を通過するため、最大深度1,400m以上の「深部トンネル」が特徴なのだそうです。これにより、高い水圧や地圧に耐える設計が必要で、NATMが主に用いられるそうです。
環境配慮: トンネル工事では、湧水対策や生態系への影響を最小限に抑えるため、最新の技術やモニタリングシステムが導入されているそうです(が、具体的説明が欲しいところです)。
工期短縮: リニア新幹線は2027年の東京-名古屋開業を目指しており、効率的な掘削技術や自動化技術が活用されているそうです(が、拙速はやめて欲しいところです)。
南アルプストンネルでは、NATMが主に使用されるとのこと。地質調査を徹底し、高圧下での安定性を確保するそうです(が、保水層への配慮は特に行わないということでしょうか?)。
都市部(品川-名古屋間)では、シールド工法を活用し、地下深くにトンネルを建設することで地上への影響を低減するそうですが、、、耳に届くニュースでは地上への影響が多発しているようです。
さて、次回は南アルプストンネルで使用されるNATMとそこで多用されるとされる支保工について論考してみたいと思います。
このシリーズはこちらに続きます。また、このシリーズの初回はこちらです。
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