都市トンネルにおけるプレライニング工法の先受け機構の解明

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都市NATM工法をかぶりの小さいトンネルに適用する場合,切羽前方の防護を事前に施工し,地表面沈下を防止しながら安定した掘削を行う工法が求められ,プレライニング工法が開発された.そこで本研究では,その先受け機構の解明のため以下の項目を明らかにする.1)トンネル掘削による土圧の評価2)三次元的な先受け効果の評価3)プレライナングと地山の相互作用の評価本研究で取り上げた長尺受け工法は,トンネル掘削時の地表面沈下抑制とトンネル周辺地山の安定化を目的とし,トンネル上部にアーチ状に施工した長尺のフォアパイルと,フォアパイルからの注入により周辺地山を改良する補助工法である.アーチ状に入れた長尺先受け工と脚部の支持力によって地山を直接支持し,応力の再分配・ゆるみを極力抑え,変形・沈下を防止する工法といえる.本研究では,まず始めに長尺先受け工の現状と課題を考察した.さらに長尺先受け工の補助効果を明らかにするために,アルミ棒積層体を地山材料に用いた,相似形単断面トンネルの2次元掘削シミュレーション実験を実施した.大断面トンネルの上部半断面掘削時における長尺先受け工法の補助効果に対して,地表面の沈下挙動およびトンネル覆工土圧に着目し,種々のパターンの模型実験でその効果を比較検討した.その結果,フォアパイルのアーチ効果により地表面沈下が大幅に抑さえられ,縦断方向のはり効果も十分期待できることを示した.