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助成・表彰・審査制度 / 国土技術開発賞

    • 第16回国土技術開発賞

入賞(選考委員会委員長表彰)

部分薄肉化PCL工法 (第16回国土技術開発賞 入賞)

応募技術名称部分薄肉化PCL工法
副題建築限界の厳しい老朽化トンネルのプレキャスト覆工版による長寿命化工法
応募者名(独)土木研究所
技術開発者〔国土交通省国土技術政策総合研究所〕 真下 英人/〔(独法)土木研究所〕 石村 利明/〔PCL協会〕 小高 武
共同開発者石川島建材工業(株)/ジオスター(株)/日本コンクリート工業(株)/日本サミコン(株)

技術の概要

1.技術開発の背景及び契機

変状が発生したトンネルに対して覆工の耐荷力を向上させることを目的とした各種の補強対策が実施されているが、トンネルの内空断面に余裕が無い場合には、トンネルを支える主要な力である圧縮力に対する十分な補強対策が困難であった。圧縮力に対して有効な補強工法の一つに、プレキャスト覆工版を用いたPCL(プレキャストコンクリートライニング)工法があるが、特にトンネル肩部において余裕のない場合には、この工法でも盤下げを行って建築限界を確保するなどの対応をしていたため、工期やコストさらには交通運用等まで含めて非常に多くの問題があった。一方で、老朽化により変状の見られるトンネルには建築年次が古く、内空断面に余裕がない場合が多く、そのような制約条件の中でも適切に維持管理していくことができる補強対策技術の開発が強く求められていた。このような背景から、本工法を開発したものである。

2.技術の内容

本技術は、プレキャストコンクリート覆工版を用いて老朽化等で覆工が変状したトンネルを補強するライニング工法であるが、特に肩部において内空断面に余裕がなく、補強後の断面では必要とされる建築限界が確保できない場合に、肩部に超高強度繊維補強コンクリートを用いて薄肉構造としたプレキャストコンクリート覆工版を開発し、盤下げせずに内空断面を確保して補強ができる工法である。

3.技術の効果

部分薄肉化PCL版の性能確認を目的として、土木研究所の実物大規模の覆工載荷試験装置を用いて覆工コンクリートの補強実験を行いその効果を確認した。覆工部に緩み荷重の作用を想定した載荷形式では、あらかじめ場所打ちコンクリート覆工に損傷を与えた後に、内側に部分薄肉化PCL版を設置して覆工との隙間に裏込め材を注入した状態で載荷試験を行った。その結果、部分薄肉化PCL版を設置した損傷覆工の耐荷力(最大荷重)は、損傷がない覆工の耐荷力が2043kNであるのに対して1.93倍の3945kNまで増加し、十分な補強効果があることを確認した。

この結果より、PCL工法の高い補強効果が確認され、内空断面に余裕がないトンネルには部分薄肉化PCL工法を採用することにより、長期間の交通規制を伴う盤下げ等をすることなくトンネル補強が可能となり工期短縮を可能とした。

4.技術の適用範囲

  • 変状トンネルの補強対策に適用
  • 既設トンネルの半径2.0m〜8.0m程度の断面に適用
  • 特に通常のPCL版では所要の内空断面が確保できないトンネルに適用(通常のPCL版の部材厚140mmが部分薄肉化PCL版により部材厚75mmまで薄肉化)

5.技術の適用実績

主要地方道松代高柳線 地域連携(県道災防)田代トンネル補修工事 平成22年2月〜平成23年3月 他1件

写真・図・表

  • 図−1 部分薄肉化PCL工法の概要図
  • 写真−1 片側交互交通による施工状況写真

図−2 部分薄肉化PCL工法の用途と概要

  • 写真−2 実物大規模の覆工載荷試験状況
  • 図−3 緩み荷重を想定した試験結果グラフ