トンネルの中にトンネル、一般車両を通しながら断面拡幅に挑む国道465号蔵玉トンネル拡幅工事

トンネルの中にトンネル、一般車両を通しながら断面拡幅に挑む
国道465号蔵玉トンネル拡幅工事

橋本 剛志
日経クロステック/日経コンストラクション
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02011/040500002/

 ※ 「トンネル拡幅工事」の話しだ…。

 ※ 通常は、「通行止め」にして、その間に「拡幅工事」するんだろうが…。

 ※ しかし、『トンネルの拡幅工事は、通行止めで実施するのが一般的。だがトンネルの周囲には迂回路がないため、県は一般交通を確保しながら拡幅する「活線拡幅」の採用を決めた。』…、ということだ…。

 ※ 「一体、どういう”工法”で実現するんだろう…。」と思って、興味しんしんで読んだ…。

『一般車両を通しながらトンネルを掘削して拡幅する――。そんな難題に取り組む現場が千葉県君津市にある。車両の通行路を複数回変えるなど施工手順を工夫。作業スペースが限られるなか、コンクリートの吹き付けと支保の建て込みの機能を兼ねた重機を導入し、手待ち時間を減らした。

 千葉県君津市の内陸部を東西に貫く国道465号を走っていると、トンネルの中に一回り小さい門型断面のトンネルが出現する。千葉県君津土木事務所上総出張所が発注し、飛島建設と伊藤土建(君津市)による特定建設工事共同企業体(JV)が施工する蔵玉(くらだま)トンネルの拡幅工事の現場だ。

トンネル拡幅部上部の掘削が進む蔵玉トンネルの北側坑口。プロテクターで覆われた写真右側の道路を一般車両が通行する。(写真:大村 拓也)
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 一般車両は、青いLED照明が取り付けられている幅3.5m、高さ4.0mの門型断面のトンネル内を交互で通行する。実はこのトンネルは、その真横で進む蔵玉トンネルの拡幅工事から安全を確保するプロテクターとしての役目も担う。

トンネルの中に一回り小さい門型断面のトンネルが出現する(写真:大村 拓也)
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トンネルの拡幅部分を掘削する様子。動画右下がプロテクターで保護された一般車両の通行路(動画:大村 拓也)

 トンネルの拡幅工事は、通行止めで実施するのが一般的。だがトンネルの周囲には迂回路がないため、県は一般交通を確保しながら拡幅する「活線拡幅」の採用を決めた。

拡幅した坑内の様子。写真右にプロテクターが見える。作業スペースは狭く、ドリルジャンボがアームを伸ばして施工している(写真:大村 拓也)
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 拡幅の手順は以下の通り。まずは、幅約6m、高さ約5mの既設トンネルにプロテクターを設置して、側面にモルタルを充填。プロテクターの外周を掘削しながら支保を建て込む。
 続いて、拡幅した空間に新しいプロテクターを設置して一般車両の通行路を変更してから、先に設置したプロテクターを撤去。プロテクターで覆っていた箇所を掘削して支保を施工する。

 その後、プロテクターを中央に移動し、再度通行路を変更。防水シートや覆工コンクリートを施工した後、最後に舗装や排水溝を1車線ずつ施工して完成だ。

トンネル拡幅の主な施工プロセス。千葉県君津土木事務所の資料と取材を基に日経クロステックが作成
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『支保が打てない場所には鋼管を打設

 活線拡幅には上半盤と下半盤に分けて掘削するベンチカット工法を採用したが、プロテクターがあったために工夫が必要だった。

 例えば上半盤を掘削し過ぎると、プロテクターの上部にバックホーやドリルジャンボのアームを伸ばしづらくなる。さらに重機の運転席からプロテクター上部の様子が見えなくなるため、施工の効率が落ちる。

 逆に上半盤の掘削を抑え過ぎると、フォアポーリングやロックボルトを施工する際にガイドセルを動かしにくくなる。

 寿建設(福島市)の工事第一部の田沢正滋氏は、「現場に重機を搬入してから作業員と話し合い、上半盤の掘削度合いを調整した」と話す。同社は下請け会社で掘削や覆工を手掛ける。

 支保の施工にも苦労した。拡幅するトンネル断面のうち、鋼製のプロテクターで覆っているスプリングライン付近については、アーチ支保やロックボルトを施工できない。

 そこで、プロテクターの天端からアーチ支保間に「フットパイル」と呼ばれる直径11.4cm、長さ3mの鋼管を斜め下向きに施工。ウレタン系注入剤を注入して地山に固定した。プロテクターを撤去するまで、アーチ支保の端部にかかる力を仮受けさせた。

フットパイルには直径11.4cm、長さ3mの鋼管を使い、先端にはビットを取り付ける(写真:大村 拓也)
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アーチ支保間ごとに鋼管1本を打設する。打設後にウレタン系注入剤を注入して地山に固定する(写真:大村 拓也)
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支保パターンDI-bのトンネル断面図。千葉県君津土木事務所の資料と取材を基に日経クロステックが作成
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 フットパイルはプロテクターの脇に止めたドリルジャンボからアームを伸ばして施工する。トンネルの延長方向に1m間隔で設置したアーチ支保の間に、フットパイル1本を打設する。

フットパイルを打設する様子(動画:大村 拓也)』

『エレクター一体型吹き付け機を導入

 坑内ではプロテクターがあるために重機がすれ違えない。さらに重機の待機場所へはトンネル坑口から出て一般車両の通行路を横切る必要があるため、重機の入れ替えに時間がかかる。

トンネル北側の坑口を上空から見る。写真右下が重機の待機場所。重機の入れ替え時は一般車両が通る国道を横切らなければならないため時間がかかる(写真:大村 拓也)
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 そこで、アーチ支保を保持するエレクターを一体化した吹き付け機を導入した。1次吹き付けと支保の建て込み、その後の2次吹き付けで重機を入れ替える時間を削減した。

1台の重機で支保の設置とコンクリート吹き付けを進め、重機の入れ替え回数を削減した(写真:大村 拓也)
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支保をつかんで設置するエレクターを備えた吹き付け機を導入した(写真:大村 拓也)
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 飛島建設JV蔵玉トンネル作業所の野地敦夫所長は「エレクター一体型の吹き付け機は高額だが、工期短縮のメリットがコストを上回る」と説明する。

拡幅部の切り羽にコンクリートを吹き付ける様子。重機のアームに支保を建て込むエレクターの機能を搭載している(動画:大村 拓也)

 その他、坑内の換気でも工夫を凝らした。プロテクターと既設トンネルの隙間を通気口として利用。拡幅掘削の終点側に設置した集じん機を使って、切り羽で発生する粉じんを吸引する。終点側の坑口付近での騒音を抑えるために、坑口には遮音壁を設置している。
掘削の終点側に遮音壁を設置して、集じん機の騒音や掘削時の騒音を抑える(写真:大村 拓也)
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 今後の工程でも難所が待ち構えている。支保を全て施工し終えた後のプロテクターの移動だ。覆工コンクリートを打設するために、全長158mのプロテクターをトンネル中央に移す。

 昼間の一般交通の確保は避けられないので、午後9時から翌朝の午前5時までトンネルを通行止めにして、プロテクターをまとめて一晩で動かす必要がある。野地所長は「プロテクターの持ち上げや移動設備の取り付け作業などを慎重に検討したい」と話す。

平面図(資料:千葉県君津土木事務所)
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標準断面図(資料:千葉県君津土木事務所)
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縦断図(資料:千葉県君津土木事務所)
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