株式会社大林組（本社：東京都港区、社長：蓮輪賢治）は、株式会社亀山（本社：福岡県柳川市、社長：亀山元則）と新日鐵住金株式会社（本社：東京都千代田区、社長：進藤孝生）と共同して、山岳トンネル工事における長尺鋼管先受け工法（以下、AGF工法）（※1）に用いる長尺鋼管を薄肉化することで大幅に軽量化し、作業の負荷軽減、生産性の向上ならびに工期短縮を実現する新AGF工法を開発しました。

山岳トンネル工事では、切羽（掘削面）天井部の岩盤が不安定な場合に、AGF工法を施工することでトンネルの前方および上部からの崩落を防止します。標準的なAGF工法は、外径φ114.3mm、肉厚t=6mmの鋼管をトンネル頂部から120°の範囲に、掘削作業に先行して打ち込み岩盤を補強します。

打ち込み箇所ごとに、長さ約3mの鋼管を4本つないで約12m打ち込みますが、鋼管1本当たりの重量は50kgもあり、運搬する作業員の大きな負担になっていることが問題でした。また、重い鋼管は、作業の安全性を確保するために路盤上から天井部まで削岩機アームに載せて持ち上げざるを得ないため、その間は打ち込むための削孔作業の中断を余儀なくされ、作業効率の低下を招いていました。

そこで3社は、自動車業界などで適用が拡大している高強度材料を使用してAGF用鋼管を薄肉、軽量化するとともに、従来と同等以上の曲げ強度を実現する工法を開発しました。鋼管を大幅に軽量化させることで、作業の負荷が軽減するとともに、削岩機アームを使わずに鋼管を天井部まで持ち上げられることから削孔作業を中断する必要がなくなり生産性が向上しました。鋼管の接続作業時間を約40%短縮することが可能で、工期短縮にも寄与します。

本工法に用いる鋼管の曲げ強度試験では、従来の鋼管と同等以上の曲げ強度があることを確認しており、また、実際の山岳トンネル新設工事の岩盤を使った試験施工では本工法の施工性の高さを確認しました。

本工法の特長は以下のとおりです。

• ※1　長尺鋼管先受け工法（AGF工法）
  トンネル掘削用の標準機械であるドリルジャンボを用いて打設する長尺先受け工法（※2）。主としてφ114.3mmの鋼管を用い、標準の打設長は9.5～12.5mである。All Ground Fastening工法の略。注入式長尺鋼管先受け工法ともいう

• ※2　長尺先受け工法
  打設長5m程度以上で、トンネル前方天井部の補強を目的とした先受け工法。通常、鋼管と注入材により補強改良する。長尺先受け工法は、主にトンネル掘削用の標準機械であるドリルジャンボで施工する方法と専用の削岩機を用いる方法の2種類がある

• ※3　STK400
  JIS規格における一般構造用炭素鋼鋼管の種類記号であり、引張強さ400N/mm²以上の鋼管

• ※4　NSP-1000-TK
  新日鐵住金が製造する高強度鋼管