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技術革新ファイル
悪条件を克服して掘り進む海底トンネル技術/青函トンネル
7 トンネル掘削方法の種類
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Innovation Story
トンネルの掘削方法は、施工技術、機械化、コンクリート、薬液などの技術開発により進歩し、さまざまな地質条件に応じた工法が工夫され、悪条件でのトンネル掘削を実現している。
開削工法
浅い位置にトンネルを掘削する場合、地表から必要な断面を掘下げ、鉄筋コンクリートなどでトンネルの断面を完成後に埋め戻す。掘削した壁面が崩壊しないように矢板(鋼鉄板)等による仮設の壁が設けられる。
普通工法
硬岩には火薬による爆破、軟らかい地層では手掘りで掘削しながら木材、レール、鋼枠などの仮の支柱で天板や壁面を支持し、その後、コンクリートなどで恒久的な支保を築造する。鉄道トンネルのような大断面の場合には断面を分割して掘削することもある。
シールド工法
シールド工法はフナクイムシにヒントを得て技術が開発された。通常のシールド工法は、土圧や水圧に耐えられる強度を持った鋼鉄製円筒を地山にジャッキで押し込み、作業員がその中で作業する工法であった。それが機械化されて先端に掘削機が取り付けられ、岩盤でも爆破によらず掘削する岩盤トンネル掘削機が使用されている。シールド工法と推進工法の違いは、シールドを押し込むジャッキがシールドの前にあるか後ろにあるかという違いで、ジャッキがシールドの後ろにある推進工法は掘り進める長さに限度がある。

また、国内では関門国道トンネルではじめて採用されたルーフシールド工法とは、天盤だけをシールドで支持する工法であり工費節約のために採用された。
薬液注入工法
トンネル掘削の際に、事前にボーリングで削孔し、その孔にセメントを圧入して岩石の亀裂などを塞いで湧水を阻止したり、地圧に対する岩盤の支持力を強化する工法。
圧気工法
湧水の多い箇所で基礎工事を行う場合に圧縮空気で水の浸入を防ぎながら掘削などの作業をする工法。トンネル内に隔壁を設けて遮蔽し、空気の圧力の高い箇所を設けてその中で掘削、覆工などを行う。
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