都市部のアンダーパス工事をより早く、より安く! - スーパーリング工法を応用した非開削工法「スーパーリングK-UP工法」を開発

2019/12/03  鹿島建設 株式会社 

[2019/12/03]

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都市部のアンダーパス工事をより早く、より安く!

スーパーリング工法を応用した非開削工法「スーパーリングK-UP工法」を開発

鹿島(社長:押味至一)はこのたび、都市部のアンダーパス工事に適用できる新たな非開削工法「スーパーリングK-UP(Kajima Under Pass)工法」を開発しました。
2017年に開発した大断面トンネルの構造物をフルプレキャスト化する「スーパーリング® 工法」と、トンネルなどの本体構造物の外周に沿ってパイプ(鋼管)を等間隔に打設しルーフや壁を構築する「パイプルーフ工法」を組み合わせた工法です。本工法を適用することで、従来の非開削工法に比べて約40%の大幅な工期短縮が可能となり、10~15%程度のコスト低減が期待できます。

「スーパーリングK-UP工法」の施工イメージ

開発の背景

交通量の多い都市部では近年、渋滞緩和などを目的とした立体交差化事業が推進されています。その際、構造物の構築には、既存の交通機能に影響を与えない非開削工法によるアンダーパス工事が広く採用されます。同工事では一般に、道路や線路などの横断構造物の両側に施工基地となる立坑を設け、トンネル工事を行いますが、都市部では立坑や施工ヤードに必要な用地の確保が難しく狭隘な施工環境となることや、トンネル上部の横断構造物に影響を与えない工法が求められ、工事が長期化するなどの課題がありました。

スーパーリングK-UP工法の概要

本工法は、まず立坑内から円形にパイプルーフを打設し、パイプルーフの内側を掘削しながらパイプ間にモルタルを打設して、周辺土圧を支える鋼・モルタル合成構造を形成します(=パイプルーフアーチ工法)。次に、地上で組み立てたスーパーリングを立坑内に吊り下ろして、先行設置したスーパーリングと連結し、順次トンネル内へスライド前進させることにより、パイプルーフアーチの内部空間に本設構造物であるトンネルを構築します。最後にスーパーリングとパイプルーフアーチの隙間に流動化処理土を充填して固定します。

スーパーリングK-UP工法の施工手順
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スーパーリングK-UP工法の特長

(1) 施工の省人化・高速化を実現
パイプルーフを円形に構築することで支保工のない大空間ができるためスーパーリング工法の適用が可能となります。同工法は、プレキャスト化により現場での鉄筋、型枠、コンクリート打設、防水などの作業が不要なことに加え、地下での組立作業をほとんど伴わないこと、地上の地組み作業と地下の掘削作業を並行して行えることなどから大幅な生産性の向上が可能となります。これにより、従来の矩形パイプルーフ+場所打ちコンクリート工法に比べて約40%の大幅な工期短縮が可能となり、10~15%程度のコスト縮減も期待できます。

(2) 耐震性、止水性に優れた地下躯体を実現
スーパーリング工法は、工場製作したセグメントを地上で地組みし、地下に吊り下ろします。力学的に有利なリング構造であることに加えて、円周方向、軸方向にプレストレスを与えて強固に各パーツを一体化することで、耐震性、止水性に優れた躯体を構築します。2018年3月に実物大の施工実験を行いその性能を確認しました。

(3) コンパクトな立坑・ヤードでの施工が可能
リングの地組みを地上で行うため、立坑内に組立て作業スペースを設ける必要がありません。また、リングが軽量で、レール上に敷き詰めたローラーの上をスライドする構造であるため、小さいジャッキ推力で前方へスライドでき、反力架台の設置が不要となるなど、設備の軽装備化が図れます。そのため立坑をコンパクトにすることができ、狭隘な施工環境となることが多い市街地での施工に適しています。

(4) 地表への影響を最小化
円形に打設したパイプルーフによって大空間を安定的に保持し、鋼・モルタル合成リング構造によるアーチ効果で地表面への影響を最小限に抑えます。

立坑および地上ヤード配置の例
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従来工法との比較
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今後の展開

今後、実工事への早期適用を図り、本工法の有用性を確認します。併せて、本工法を近年需要が増している立体交差化事業に適用し、都市部の交通問題など社会的課題の早期解決に貢献していきます。

(参考)
都市部の開削トンネル工事の大幅な省力化と工程短縮を可能に! (2017年12月12日プレスリリース)

「スーパーリング® 工法」実物大の施工実験を実施 (2018年10月15日プレスリリース)

動画でみる鹿島の土木技術「スーパーリング® 工法」

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その後予告なしに変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。

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