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大林組・亀山・新日鉄住金、山岳トンネル工事における薄肉化した高強度鋼管を用いた新AGF工法を開発

2018/11/27 13:50
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発表日:2018年11月27日

薄肉化した高強度鋼管を用いた新AGF工法を開発

~不安定な岩盤におけるトンネル掘削作業の負荷を軽減し、生産性を向上~

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、生産性の向上並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込み岩盤を補強します。打込み箇所ごとに、長さ約3mの鋼管を4本つないで約12m打込みますが、鋼管1本あたりの重量は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、自動車業界等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 作業の負荷が軽減

鋼管の鋼材は従来のSTK400(※3)(引張強さ 400N/mm2以上)より強度が高いNSP-1000-TK(※4)(引張強さ 1000N/mm2)を採用しました。従来、高強度・薄肉の鋼材を鋼管に加工することは困難でしたが、造管の安定化により、AGF用鋼管の肉厚をt=3.5mmに薄肉化する技術を確立しました。鋼材の引張強さを2倍以上にすることで、薄肉化しながらも従来以上の曲げ強度を確保しており、トンネルの崩落を防止します。

また、鋼管1本あたりの重量を従来の50kgから29.4kgに40%以上軽量化したことで、運搬する作業員の負担が軽減されます。

*以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0496631_01.pdf

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