トンネルのポイント（30秒で押さえる）
- NATM（新オーストリアトンネル工法）：吹付けコンクリート＋ロックボルトで地山を支保
- シールド工法：シールドマシンで掘進しセグメントを組立て。都市部の軟弱地盤に適する
- 支保パターン：地山の等級（A〜E）に応じて吹付け厚さ・ロックボルト間隔を決定
- 出題頻度：専門土木から3〜4問。NATMの施工手順が最頻出
山岳トンネル（NATM）
NATM（New Austrian Tunneling Method）は、掘削後速やかに吹付けコンクリートとロックボルトで地山を支保し、地山自体の支保能力（アーチ効果）を積極的に活用する工法です。
NATMの施工サイクル
標準的な施工サイクル（頻出）
- 掘削：発破工法またはブレーカー・自由断面掘削機で掘削
- ずり出し：掘削土砂を搬出
- 一次吹付けコンクリート：掘削面にコンクリートを吹き付けて地山の緩みを防止
- 鋼製支保工の建込み：地山が不良な場合にH形鋼の支保工を設置
- ロックボルトの打設：地山にボルトを定着させて補強
- 二次吹付けコンクリート：所定の厚さまで吹き付け
- 防水シート設置→覆工コンクリート打設（最終仕上げ）
支保パターンと地山等級
| 地山等級 | 地山の状態 | 支保の内容 |
|---|---|---|
| A（良好） | 硬質岩盤。自立性が高い | 吹付け薄い（5cm程度）。ロックボルト間隔広い |
| B | やや良好な岩盤 | 吹付け5〜10cm、ロックボルト併用 |
| C（普通） | 亀裂の多い岩盤 | 吹付け10〜15cm、ロックボルト＋鋼製支保工 |
| D | 軟弱な地山 | 吹付け15〜20cm、密なロックボルト＋鋼製支保工 |
| E（不良） | 崩壊しやすい地山 | 厚い吹付け＋密な支保工＋補助工法（注入等） |
計測管理（A計測・B計測）
計測の種類
- A計測（日常管理）：全てのトンネルで実施。天端沈下・内空変位・地表面沈下の計測
- B計測（精密管理）：必要に応じて実施。地中変位・支保工応力・地山のゆるみ領域等を計測
- 計測結果は支保パターンの妥当性を検証し、必要に応じて設計変更に反映する
シールド工法
シールドマシンで地盤を掘進しながら、テール部でセグメント（鋼製またはRC製の円弧状部材）を組み立ててトンネルを築造する工法です。
シールド工法の分類
| 分類 | 特徴 | 適用地盤 |
|---|---|---|
| 泥水式シールド | 泥水で切羽を安定させながら掘進。泥水処理プラントが必要 | 砂質地盤・礫混じり地盤 |
| 土圧式シールド | 掘削した土砂に添加剤を混合し、チャンバー内の土圧で切羽を安定 | 粘性土〜砂質土 |
シールド工法の留意事項
- 裏込め注入：セグメント外面と地山の間の空隙にモルタルを注入。地盤沈下防止のため掘進と同時または直後に実施
- セグメントの組立て：千鳥配置（縦目地を上下でずらす）で組み立て。ボルトで締結
- テールシール：シールド機のテール部から地下水が浸入するのを防止するシール材
- 切羽の安定管理：泥水圧または土圧を適切に管理し、切羽の崩壊と地盤沈下を防止
まとめ
この記事のポイント
- NATM：掘削→吹付けコンクリート→ロックボルト→覆工コンクリートの施工サイクル
- 計測管理：A計測（日常・全トンネル）とB計測（精密・必要時）の違い
- シールド：泥水式（泥水で安定）と土圧式（土圧で安定）の使い分け
- 裏込め注入は掘進と同時または直後に実施して地盤沈下を防止