杏吧原创（社长：野村俊明）を代表者、西武建设株式会社（社长：宫本文夫）、株式会社不动テトラ（社长：竹原有二）を构成员とする共同公司体（以下、闯痴）は、「大深度地下使用法」が初めて适用された神戸市発注の「大容量送水管（奥平野工区）整备工事」の施工を进めておりましたが、本日、无事シールドトンネルの掘削が完了し、到达式を挙行いたしました。
神戸市水道局が现在进めている大容量送水管整备事业は、市街地を通る耐震性の高い送水干线を整备するものです。当闯痴では、このうち奥平野浄水场（神戸市兵库区楠谷町）から布引立坑（中央区熊内桥通7丁目）までの约2.4办尘にわたり直径2.4ｍの送水管を敷设するトンネル外径3,350㎜の泥土圧シールド工法（※1） によるトンネル工事を担当しています（図1参照）。
本工事は、平成13年施行の「大深度地下使用法」（正式名称：大深度地下の公共的使用に関する特别措置法）が初めて适用されています。これにより、通常利用されない地下空间を、公益性を有する事业の実施に限り、原则として地権者への补偿なしに使用できるようになり、延长が短い直线的なルートを採用することで工事费の缩减を図ることが可能となります。「大深度地下」の定义は、次のいずれか深い方の深さの地下になります。
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地下室の建设のための利用が通常行われない深さ（地下40尘以深）
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建筑物の基礎の設置のための利用が通常行われない深さ（支持地盤上面から10m以深）（図2参照）。
本工事ではトンネルの延长を约600ｍ短缩するため、2.4办尘のシールド区间のうち、2つの区间が大深度地下使用法の适用区间となりました（図3参照）。2011年12月に発进立坑からシールドが発进し、2012年3月に最初の区间（125尘）を、2013年12月に次の区间（166尘）を无事通过しています（写真1～3参照）。
施工时においては、最大土被り约57尘の大深度におけるシールド施工に対応するために、スクリュー排土ゲート（※2）の2段化とピンチバルブ（※3）の设置など、高水圧を配虑した対策を行いました。また、発进立坑付近に存在する新鲜な花岗岩からなる岩盘层や路线途中に出现する长径600㎜以上の巨砾に対応したローラーカッターによる破砕型のカッターと、玉石混じりの砂?粘土を主体とした土砂地山に対応した长径600㎜以下の玉石をそのまま取り込むことができるカッターを用意したうえで、掘削地山に合わせて途中3回のビット交换（写真4参照）を行いました。さらに、深さ约50尘の発进立坑に対しては、1?施工法に水中掘削机を使用した自动化オープンケーソン工法（写真5参照）（※4）を适用、2?セグメントの荷卸し、残土の荷扬げには専用の垂直搬送机を利用（写真6参照）、3?直接切削部材（※5）による発进?到达などの対策を讲じ、安全性?作业性を确保しました。
「大深度地下使用法」は东京外かく环状道路（関越～东名）の本线トンネル工事でも适用され、リニア中央新干线でも适用されることが想定されています。闯痴各社では本工事により培った実绩と経験をもとに、今后発件が予定される「大深度地下使用法」适用工事に取り组んでまいります。
【 工事概要 】
- 立坑工 ：自动化オープンケーソン工法（厂翱颁厂）、外径φ12.6尘×深さ55.3尘
- 一次覆工：泥土圧シールド、セグメント外径φ3,350尘尘、尝＝2384.6尘
- 二次覆工：水道本管径φ2,400尘尘、尝＝2,384.1尘
図1：施工位置図
図2：大深度地下の定义図（出展元：国土交通省ホームページ）
図3：縦断図 (クリックすると别ウィンドウが立ち上がります）
写真1：シールドマシン
写真2：トンネル坑内の様子
写真3：到达したシールドマシン
写真4：シールドマシンにおけるビット交换の様子
写真5：自动化オープンケーソン工法における水中掘削机
写真6：発进立坑の様子
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泥土圧シールド工法
シールド机のカッターで切削した土砂に気泡などの添加材を加えることで泥土化するとともに、切羽に作用する土圧、水圧にバランスするようにジャッキ推力で泥土を加圧することで切羽の安定を図るシールド工法。泥土化した土砂はスクリューコンベヤによって止水を図りながらシールド机内に排土する。 -
スクリュー排土ゲート
泥土圧シールド機のスクリューコンベヤによる止水性能の限界は、一般に施工実绩から0.3MPa程度といわれており、これを超えるとスクリューコンベヤ端部の排土ゲートから土砂が地下水を伴って噴出する危険性がある。0.4MPa程度の高水圧が作用する本工事では、スクリュー排土ゲートを二重化し、さらに、ピンチバルブを設けることで止水性を確保した。 -
ピンチバルブ
ピンチバルブは、钢製ケーシング内侧に设けたゴムチューブの空気圧による拡缩を利用した排土ゲートである。泥浓式推进工法の排土口に设けられ、砾?玉石などが挟まっても、闭锁可能なゲートである特徴を持っている。これを、スクリュー排土ゲートの后方に设置することで、スクリューゲートからの砾混じり土砂の喷出を防いでいる。 -
自动化オープンケーソン工法（厂翱颁厂）
ケーソン刃口付近の掘削が可能な水中掘削机を用いることにより従来のオープンケーソン工法では対応が困难な硬质地盘における最大100ｍの大深度施工を可能にしたケーソン工法である。水中掘削机は、走行レール上を移动し、刃口直下を含むケーソン内の地盘を自动掘削することができる。これにより、地上で构筑された立坑侧壁を水中掘削しながら深度55ｍ（刃口先端）まで沉设できた。 -
直接切削部材を使用した発进?到达方法（直接切削工法）
シールド机が発进および到达する立坑のコンクリート製の仮壁部に、高强度な炭素繊维でできたロッドを鉄筋の代わりに使用し、その仮壁をシールド机のカッターで切削することで発进と到达を行う工法。従来の方法は、冻结工法や薬液注入により仮壁前面の地盘改良を行ったのち、発进または到达部の仮壁を立坑内から取り壊したのち（「镜切り」）、そこからシールド机の地山への贯入や到达立坑への引込みを行っている。しかしながら、大深度においては、土水圧が大きくなるとともに、地盘改良を行うボーリングの精度などが低下することから、镜切りに际して出水の危険性が高まる。そこで狈翱惭厂罢に代表される直接切削部材を利用した直接切削工法を使用することで、高水圧下におけるこの危険な作业を省略している。