トンネル

解答正解 4

NATM（New Austrian Tunnelling Method）は、掘削直後の地山を吹付けコンクリートとロックボルトで速やかに補強し、地山自体を支保構造の一部として取り込む工法である。支保は地山の変形を適度に許容しながら地山アーチの形成を助け、施工中の計測で挙動を確認して支保を調整する。切羽が自立することが適用の前提で、自立しない地山では補助工法が必要になる。

解答正解 1

ロックボルトの効果には、吊下げ、縫付け、内圧、地山物性の改良（はり・アーチ形成）などがある。定着したロックボルトは軸方向の引張りとともにせん断にも抵抗する。吹付けコンクリートは、掘削面の保護、応力集中の緩和、地山との一体化による支保効果を持つ。

解答正解 3

地山強度比は、地山の一軸圧縮強度を土被り圧（γH）で除した無次元の値で、トンネル周辺地山が塑性化して大きな変形（押出し）を生じるかどうかの目安となる。この比が小さい地山ほど、膨張性・押出し性地山として変形が大きくなりやすく、支保の強化やインバートの設置などの検討が必要になる。単位は MPa に統一して計算する（22×100＝2,200 kN/m²＝2.2 MPa）。

解答正解 5

トンネルは、地表からの調査（地表地質調査、ボーリング、弾性波探査など）で地山を事前に予測するが、情報量には限界がある。そのため、施工中の切羽観察、先進ボーリング、計測の結果に基づき、支保パターンを見直す情報化施工が基本となる。切羽観察は地山等級の判定と支保パターン変更の根拠を与える。

解答正解 2

計測Aは、日常の施工管理のための計測で、坑内観察調査、天端沈下測定、内空変位測定を基本とし、全線にわたって実施する。計測Bは、地山試料試験、地中変位測定、ロックボルト軸力測定、吹付けコンクリート応力測定、鋼アーチ支保工応力測定など、設計の妥当性の検証と設計資料の蓄積を目的とし、地山条件に応じて代表断面で行う。

解答正解 4

補助工法は「何を安定させるか」で整理する。天端の安定は先受け工（フォアポーリング、長尺鋼管先受け工）、切羽面の安定は鏡吹付け・鏡ボルト、支保脚部の沈下抑制は脚部補強工（サイドパイル、ウイングリブ付き支保工など）、地下水対策は水抜きボーリング、ウェルポイント、止水注入などである。

解答正解 1

NATMでは、掘削直後の地山の安定は吹付けコンクリート、ロックボルト等の支保が受け持ち、覆工は供用期間中の機能（内空保持、防水、剥落防止、設備取付け）を受け持つ。このため覆工の打設は、内空変位などの計測で支保による地山の変位の収束を確認してから行う。収束していない場合は打設時期を遅らせるか、補強を行う。

解答正解 5

泥水式は、加圧泥水で切羽の土圧・水圧に対抗し、掘削土を泥水として送排泥管で坑外に運び、泥水処理設備で土砂と水を分離する。土圧式（泥土圧式）は、掘削土に添加材を加えて塑性流動性・止水性のある泥土とし、その圧力で切羽を安定させ、スクリューコンベヤで排土する。いずれも、セグメント背面の裏込め注入が必要である。

解答正解 3

道路トンネルの換気は、排気ガスの希釈と視界の確保を目的とする。縦流式は坑口から坑口へ空気を流し（ジェットファンを併用）、交通換気力を利用できる。横流式は給気ダクトと排気ダクトの両方、半横流式はどちらか一方のダクトを設けて、トンネル全長にわたって給排気を分散する。選定は延長、交通量、通行方式、火災時の排煙性などによる。