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トンネル解析業務 のご案内
総合建設コンサルタント トンネル解析業務 のご案内 1. トンネル解析技術 ＊トンネルのＦＥＭ解析とは、トンネ 都市部における未固結土砂地盤でのトンネル建設は、近年、生活環境の向上や都市再 ル設計における数値解析手法の一種で 生による資本整備といったニーズの高まりによる地下空間の有効利用の機会とともに、 トンネル周辺地山を小要素に分割した 益々増えています。従来、土砂地盤におけるトンネルの建設は、開削工法やシールド工 メッシュモデルの節点に作用する外力 から節点の変位を求めこの変位から各 要素のひずみ・応力を算出し周辺地お 法が一般的ですが、これらの工法は、地表支障物件の移転補償や経済性、工程に難があ ります。 よびトンネル支保構造の安定性・影響 山岳トンネルで発達した NATM では、地盤への適応性の良さと豊富な施工経験及び施 等を数値的に解析する手法です。 工技術の向上により、今まで適用が難しかった含水土砂地盤での NATM を安全かつ経済 的に施工できるようになりました。その背景には、先き受け工や切羽安定工等の補助工 法の発達や高度な解析技術により支えられるようになってきたからです。 私どもは、これらの土砂トンネル、都市 NATM の他にもメガネトンネルや第二東名、 名神高速道路等の今までに例の無かった扁平超大断面他、特殊断面形状のトンネル、地 すべりや偏圧、膨圧等の特殊地山トンネルなど、FEM による数値解析により、多くの実 績を積んでまいりました。大深度地下利用制度や都市再生事業等による都市トンネルや 特殊断面トンネル等の建設は、今後益々多くなると思われます。これらのニーズに対応 できるよう、高度な解析技術を用いて経済的かつ合理的な設計提案のお手伝いをさせて 頂きます。 2. ＦＥＭ解析でできること FEM 解析は構造物の近接施工、地すべりや周辺地山への影響等今まで予測できなかった地山の挙動を電子計算機上で シミュレーション予測し、安全度合いを事前に知ることができます。当社では FEM 解析により、トンネル設計の可能性 を追及し、安全かつ合理的な計画を提案します。 ①断面設計 ●トンネル断面の最適形状、形状効果の検討 ●トンネル加背割効果の検討 ●合理的な支保工構造規模（設計）の検討 ②施工方法の検討 ●複数トンネルや加背割毎の施工順序による影響、最適施工方法の検討 ●補助工法の効果検討 ③周辺地域や近接構造物への影響 ●トンネル掘削による周辺地盤の変形、応力の変化、破壊安全率等安定性の評価 ●応力集中箇所と対策方針の検討と効果検証 ●地山荷重の変化によるトンネル構造物への影響と支保検証 ④逆解析 ●トンネル計測結果（地中、内空変形、支保工応力）が設計値と大きく外れるときなど、設計時 に仮定した地盤変形係数や応力解放率、支保剛性等の逆解析を行い仮定値を修正し解析精度を 高め、施工管理を支援する。 ⑤三次元解析 ●線状構造物であるトンネルの解析では掘削による断面方向の影響の他に掘進方向、上下方向、 即ち、三次元の地盤の緩みや掘削の影響が解析上重要な意味を持つことがあります。例えば、 分岐や交差トンネルの影響、前方構造物の影響が懸念される場合には三次元による高度な解析 が有効かつ必要となってきます。 ⑥三次元浸透流解析 ●トンネル掘削による地下水脈や河川、湖沼等の地表水への影響、断層破砕帯の掘削による影響 等は三次元浸透流解析によってトンネルの湧水量や枯渇影響度を予測し、合理的な対策検討を 行えます。 3.FEM 解析によるトンネル支保構造の安全性及び周辺環境への影響把握 業務名：南阪奈道路大黒ﾄﾝﾈﾙ詳細設計 発注機関：建設省近畿地方建設局 大阪国道工事事務所 実施時期：H11.2.3 ～ H11.3.31 業務名：第二東名高速道路 掛川第二ﾄﾝﾈﾙ詳細設計 発注機関：日本道路公団静岡建設局 実施時期：H11.7.28 ～ H12.2.22 業務名：東京外環自動車道 京葉 JCT 協議用資料作成 発注機関：日本道路公団東京建設局 実施時期：H12.9.21 ～ H13.5.18 ・地表にある遺跡の保護とⅡ期線掘削時 ・大断面トンネルの側方切土先行および ・近接輻輳するランプ相互の近接トンネ の供用トンネルの安全性の確保を目的と 後行施工に伴うトンネル支保構造の安全 ルの安全性を FEM 解析により検証し経済 する低土被り未固結地山のめがねトンネ 性および切土法面の安定検証を FEM 解析 的となる施工順序の提案および対策工を ルの設計 により実施し施工順序および補強対策等 ・ＦＥＭ解析による検証を踏まえ補助工 の施工計画を立案した。 立案した。 法を駆使した超近接めがねトンネル構造 を提案した。( 大黒トンネル設計検討委 員会を経て中央導坑案となる ) 4. 主な FEM 解析業務 年度 業務名 業務内容 発注者 H24 天竜川水系中郷砂防堰堤詳細設計 既設トンネルに対する砂防堰堤による影響検討 国土交通省 天竜川上流河川事務所 H21 新名神高速道路野登トンネル詳細設計 上部が開削される既設大断面トンネルの安定性検討 NEXCO 中日本 名古屋支社 H19 第二東名高速道路烏川地区アーチカルバート検討 軟弱地盤におけるアーチカルバートの構造検討 NEXCO 中日本 豊田工事事務所 H19 舞鶴若狭自動道鳥浜トンネル詳細設計 無導坑めがねトンネルの構造検討 NEXCO 中日本 敦賀工事事務所 H18 横湘道路 道路修正設計業務 FEM 解析による影響検討 国土交通省 横浜国道事務所 H16 北関東自動車道塩坂峠トンネル設計検討 偏圧不良地山におけるトンネルの構造検討 日本道路公団 東京建設局 H13 北海道横断自動車道 大夕張トンネル基本設計 トンネル中央のＪＲ交差区間の影響検討 日本道路公団 千歳工事事務所 H13 公共治水ダム建設事業 内ヶ谷第 1 トンネル分岐部設計 トンネル中央部でのダム堤体連絡路交差部の検討 岐阜県 長良川上流工事事務所 H13 南阪奈道路 大黒トンネル施工設計 低土被り未固結地山めがねトンネル（中央導坑）の構造検討 国土交通省 大阪国道工事事務所 H12 東京外郭環状自動車道 京葉ＪＣＴ協議用資料作成 近接交差構造物の解析検討 日本道路公団 千葉工事事務所 H11 第二東名高速道路 掛川第二トンネル詳細設計 トンネル側方切土影響並びに中央鞍部の擬似盛土構造検討 日本道路公団 掛川工事事務所 H10 北陸新幹線 歌トンネル鉄塔防護検討 トンネルに近接した低土被り区間の鉄塔安定性検討 鉄道建設公団 北陸新幹線第二建設局 H8 主要地方道白鳥板取線 越佐トンネル詳細設計 地すべり地形における橋脚とトンネルの近接施工検討 岐阜県 八幡建設事務所 H5 市道赤台上金線 測量設計 トンネル出口右折車線設置による内断面すりつけ検討及び低土被り影響検討 岐阜県 中津川市 お 本 社 問 い 合 わ せ 先 〒 500-8384 岐阜市薮田南 3-1-21 Tel 058-271-2501 Fax 058-274-5325 技術担当部署 コンサルタント事業部 道路部 Tel 058-271-2507 Fax 058-276-2640 東京本社 〒 113-0021 東京都文京区本駒込 2-29-24 Tel 03-3943-7221 Fax 03-3943-7291 名古屋支社 〒 453-0801 名古屋市中村区太閤 3-1-18 Tel 052-452-3061 Fax 052-452-3087 大阪支社 〒 532-0011 大阪市淀川区西中島 5-12-8 Tel 06-6838-1355 Fax 06-6838-1356 EG201402