利用者:加藤勝憲/新オーストリアトンネル工法(既存の項目を充実させるための翻訳）
新オーストリア トンネル工法( NATM ) は、逐次掘削工法( SEM ) またはスプレー コンクリート ライニング工法[1] ( SCL ) としても知られている。トンネルの掘削が進むにつれて遭遇する岩の種類について。この技術は、1957 年から 1965 年にかけてオーストリアで行われたLadislaus von Rabcewicz 、 Leopold Müller 、およびFranz Pacherの研究に基づいて、1960 年代に初めて注目を集めました。 NATM という名前は、トンネル全体を補強するのではなく、可能な限りトンネルを安定させるために、周囲の岩盤で利用可能な固有の地質学的強度を利用するという経済的な利点を持つ、以前の方法と区別することを目的としていました。 [2]
NATM/SEM は一般に、現代のトンネル業界に革命を起こすのに役立ったと考えられています。現代のトンネルの多くは、この掘削技術を使用しています。
シーケンシャル・エクスカベーション工法で建設された作品は、経済的な観点から非常に魅力的であり、カルスト条件では合理的です。 [3]
原理
[編集]NATM は、負荷がかかった岩塊の挙動の原理と、建設中の地下建設のパフォーマンスの監視を統合します。 NATM は、観測された地盤条件に基づいて最適化されたサポートを提供することにより、「設計に合わせて設計する」アプローチと呼ばれることがよくあります。より正確には、これは「監視するように設計する」アプローチとして説明できます。これは、ライニングで観察された収束と発散、および優勢な岩石の状態のマッピングに基づいています。特定の掘削・支援技術のセットではありません。
NATM には 7 つの要素があります。
- 自然岩塊の強さの活用 – トンネル支持の主成分として保存されている周囲の岩塊の固有の強度に依存しています。一次支持は、岩がそれ自体を支持できるように向けられています。
- 吹付けコンクリート保護 – 緩みや過度の岩盤の変形を最小限に抑える必要があります。これは、表面前進の直後に吹付けコンクリートの薄い層を適用することによって達成されます。
- 測定とモニタリング – 掘削の潜在的な変形を注意深く監視する必要があります。 NATM には、高度な測定機器のインストールが必要です。これは、ライニング、地面、およびボアホールに埋め込まれています。動きが観察された場合、追加のサポートは必要な場合にのみ設置され、その結果、プロジェクトの総コストに対する全体的な経済性がもたらされます。
- 柔軟なサポート – プライマリ ライニングは薄く、最近の地層の状態を反映しています。パッシブサポートではなくアクティブサポートが使用され、厚いコンクリートライニングではなく、ロックボルト、ワイヤーメッシュ、スチールリブの柔軟な組み合わせによってトンネルが強化されます。
- インバートの閉鎖 –特に軟弱地盤では重要であり、耐荷重リングを作成するインバート（トンネルの底部）をすばやく閉じることが重要であり、トンネルを囲む岩塊の固有の強度に関与するという利点があります.
- 契約上の取り決め – NATM はモニタリング測定に基づいているため、サポートと建設方法の変更は可能ですが、契約システムがそれらを可能にする場合に限られます。
- 非常に硬いものから非常に柔らかいものまでの岩盤の分類により、必要な最小限のサポート手段が決定され、不必要に強力なサポート手段による経済的損失が回避されます。サポート システムの設計は、主要なロック クラスごとに存在します。トンネル補強の目安となります。
最適断面の計算に基づいて、薄い吹付けコンクリート保護のみが必要です。掘削されたトンネル切羽のすぐ後ろに適用され、自然な耐荷重リングを作成し、岩の変形を最小限に抑えます。掘削後の変形を測定するために、地盤工学機器が設置されています。岩盤内の応力分布のモニタリングが可能です。
この監視により、チームが岩盤の岩盤の一貫性に予想外の変化 (割れ目やピットの水など) に遭遇した場合でも、この方法は非常に柔軟になります。補強は、より厚い吹付けコンクリートではなく、スチールリブまたはラグボルトと組み合わせることができるワイヤーコンクリートによって行われます.
測定された岩石の特性は、トンネル強化のための適切なツールを示唆しており、サポート要件は従来、RMR または Q システムを使用して推定できます。 [4] 21 世紀に入ってから、NATM は軟弱地盤の掘削や多孔質堆積物にトンネルを作るために使用されてきました。 NATM では建設の詳細を即座に調整できますが、そのような変更をサポートするには柔軟な契約システムが必要です。
バリアント名
[編集]NATM は元々、一般的に深部で高応力状態で掘削されるアルプスでのトンネル掘削に適用する工法として開発された。 NATM の原則は、現代のトンネリングの基本であり、NATM は基本的に、遭遇する特定の土壌条件に具体的に対処することを含む。ほとんどの都市トンネルは深度の浅い地下で建設されており、元々のアルプスでのNATMの場合のように、その場での応力の解放を制御することができない。都市でのプロジェクトは定住を最小限に抑えることを優先するため、元々のNATMとは異なるサポート方法を使用する傾向があります。これにより、トンネリング エンジニアが「NATM」を異なる意味で使用するという用語の混乱が生じることになっている。
新しい用語が生まれ、その使用が広がるにつれて、NATM の特定の側面の代替名が採用されました。これは、特に軟弱な地盤の浅いトンネルで、米国でトンネル工法の使用が増加したことが原因の 1 つです。
この近代的なトンネリング スタイルには、他の指定が見られます。順次掘削法 (SEM) またはスプレー コンクリート ライニング (SCL) は、より浅いトンネルでよく使用されます。日本では、Center Dividing Wall NATM または Cross Diaphragm Method (いずれも CDM と略される) および Upper Half Vertical Subdivision method (UHVS) という用語が使用されます。
オーストリアの技術者と建築家協会は、NATM を「トンネルの周囲の岩石または土層がリング状の支持構造全体に統合される方法」と定義しています。したがって、支持構造自体がこの支持構造の一部になります。」 [5]
一部の技術者は、開放面トンネルの初期地盤サポートに吹き付けコンクリートを提案するときは常に NATM を使用します。 NATM という用語は、軟弱地盤トンネルに関して誤解を招く可能性があります。エミット・ブラウンが指摘したように、NATM は設計哲学と建設方法の両方を参照できます。 [6]
主な機能
[編集]NATM 設計哲学の主な特徴は次のとおりです。
- トンネル周辺の地盤の強度は、意図的に可能な限り最大限に活用されます。
- 地盤強度の動員は、地盤の制御された変形を可能にすることによって達成されます。
- 地盤条件に適した荷重- 変形特性を持つ最初の主要なサポートが設置され、設置は地盤の変形に関してタイミングが調整されます。
- 初期支持システムの変形を監視するため、および初期支持設計と掘削の順序を変更するための基礎を形成するために、計装が設置されています。
NATM を構築方法と見なす場合、主な機能は次のとおりです。
- トンネルは順次掘削され、サポートされます。掘削シーケンスは、遭遇する特定の岩石の状態に効率的に対処するために変更できます。
- 初期の地盤サポートは、繊維または溶接ワイヤー ファブリック補強、スチール アーチ (通常は格子桁)、および場合によっては地盤補強 (例: ソイル ネイル、スパイリング) と組み合わせたショットクリートによって提供されます。
- 恒久的なサポートは、通常、防水膜の上に配置された現場打ちのコンクリート ライニングです。
- トンネル セクションの上部に自然に作成された岩石または土の弧を利用する構造リングを作成するために、トンネルの底部であるインバートの迅速な閉鎖があります。
安全性
[編集]1994 年のヒースロー空港トンネルの崩壊は、NATM の安全性に関する疑問を引き起こしました。しかし、その後の公判では、崩壊の原因は NATM ではなく、仕上がりの悪さと建設管理の欠陥にあるとされました。 [7]
参照
[編集]- 地盤工学
- 岩盤分類
- トンネル
- 岩盤や土の制御変形解析
脚注・参考文献
[編集]- ^ Alun Thomas (2019). Sprayed Concrete Lined Tunnels – 2nd ed. Abingdon, UK: Taylor & Francis. pp. 288. ISBN 9780367209759
- ^ Levent Özdemir (2006). North American Tunneling. Abingdon, UK: Taylor & Francis. pp. 246. ISBN 0-415-40128-3
- ^ Zhang, D., Xiong F., Zhang L., 2016
- ^ RMR and Q System
- ^ Alan Muir Wood (2002). Tunneling: Management by Design. Abingdon, UK: Taylor & Francis. pp. 328. ISBN 978-0-419-23200-1
- ^ Jacobs & Associates Newsletter, Spring 2002, NATM IN SOFT-GROUND: A CONTRADICTION OF TERMS? Archived 2013-10-17 at the Wayback Machine., Victor Romero.
- ^ Tunneltalk: Heathrow failures highlight NATM (abuse?) misunderstandings
参考文献
[編集]- Johann Golser、 The New Austrian Tunneling Method (NATM)、理論的背景と実践的経験。第 2 回ショットクリート会議、イーストン、ペンシルバニア(米国)、1976 年 10 月 4 ～ 8 日。
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