株式会社大林組（本社：東京都港区、社長：白石達）は、山岳トンネル掘削中に路盤下の地山の隆起を計測できる「インバート変位計」を開発し、東九州道（清武～北郷）椿山トンネル新設工事（宮崎県宮崎市、発注者：国土交通省九州地方整備局）および、新名神高速道路野登トンネル西工事（三重県鈴鹿市～亀山市、発注者：中日本高速道路株式会社）に使用しました。
地質が不良な地山においては、トンネルへの外圧が上部のアーチ部分からだけでなくトンネル底部（インバート部）からも作用し、路盤部が隆起する現象が見られます。中には、年間数mm程度の路盤の隆起が長期間にわたり少しずつ累積し、供用後の鉄道や道路トンネルで、車両の走行に支障を来す事例も発生しています。このような事態を防ぐためには、トンネル施工時に路盤の変位を経時的に計測し、変位が収まらない場合はインバート部にコンクリートを吹き付けるなどの対策を講じて、収束を確認する必要があります。
内空変位計測
本来、トンネルの外圧による内空部分の変位の計測は、水平方向と鉛直方向にそれぞれ基準点を設け、その距離を経時的に計ることで両方向の変位を確認することが理想ですが（右図）、施工中は重機やダンプトラックなどが頻繁に通行するため、路盤に基準点を設けることが難しく、これまでは鉛直方向の変位の確認が困難でした。
そこで大林組は、路盤下に埋設することで通行車両の影響を受けず、なおかつ高精度に鉛直方向の変位を計測できる「インバート変位計」を開発しました。これにより、施工中に路盤の隆起を確認し、対策を講じることで、トンネル供用後の路盤隆起を防止することができます。
「インバート変位計」の特長は以下のとおりです。
- 路盤下の地山の隆起を高精度で常時監視できます
路盤下に埋設した水圧計を、水で満たしたビニール管で地上の基準水槽と連結し、路盤の隆起量を水頭差で自動計測するため、通行車両の影響を受けずに隆起を常時監視できます。また、隆起量に応じてLED光を変化させる警報システムにより、隆起レベルを可視化することもできます。
インバート変位計の概要
データロガーとLED警報信号
水頭差で隆起量を計測することと、フレキシブルな構造で地山のわずかな変形にも追従することから、0.1mmの高精度で計測でき、長期間の緩やかな隆起の計測も可能です。
計器用保護管の設置状況
インバート変位計の計測器本体（左）と保護管（右）
- 設置が容易で繰り返し転用できます
地中内部にはあらかじめ保護管のみを設置し、埋め戻し後に計器を挿入するため、短時間に設置でき、かつ繰り返しの転用が可能です。
計器本体の挿入状況
大林組は、今回開発した「インバート変位計」を今後も積極的に活用し、安全性の高いインフラの構築に取り組んでいきます。
以上
この件に関するお問い合わせ先
大林組 CSR室広報部広報第一課
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