実績
鳥取自動車道
超近接した新設トンネルを安全に設計する
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超近接した新設トンネルを安全に設計する
本業務は、中国横断自動車道姫路鳥取線のうち、鳥取自動車道に位置する佐渕トンネルのⅡ期線(延長201m)の詳細設計業務です。鳥取自動車道はⅠ期線として2013年度に暫定2車線で供用が開始されており、Ⅱ期線トンネルは、供用中のトンネルへの影響を把握した上で、設計を行う必要がありました。
Ⅱ期線トンネルとⅠ期線トンネルが最も近接する箇所では、その距離は約4~5mです。Ⅱ期線トンネルの掘削により、新たな荷重や変位、変形が生じ、Ⅰ期線トンネルへ影響が及ぶことが懸念されました。また、地質が硬質な花崗岩のため、通常トンネル掘削は発破工法となりますが、発破振動によるⅠ期線トンネルへの影響も懸念されました。
こうした背景から、Ⅱ期線トンネルの設計では、Ⅰ期線トンネルへの影響について詳細な検討を行いました。
佐渕トンネル 平面図
佐渕トンネル 横断図
Ⅱ期線のトンネル掘削による影響は、Ⅰ期線トンネルの構造や地山条件によるため、これらの条件を反映した検討が必要でした。そこで、Ⅰ期線トンネルへの近接影響を2次元FEM解析で実施。トンネルの内空変位や地山のひずみから地山の安定性を、またⅠ期線トンネルの覆工コンクリートの応力から覆工の安定性を評価し、Ⅰ期線の安全性が確保できることを検証しました。
また、発破振動によるⅠ期線トンネルの覆工コンクリートへの影響を検討した結果、通常の発破掘削では影響が大きいとわかりました。地質が硬質な花崗岩であることを踏まえ、Ⅰ期線トンネルの安全を確保するため、無発破掘削工法である割岩工法による掘削を選定し、設計に反映させました。
2次元FEM解析ひずみ図(静的影響検討)