地山の吸水膨張による山岳トンネルの路盤隆起現象とその対策工に関する研究

Abstract

山岳トンネルにおいて, 供用開始後路盤隆起が発生し, 対策が必要となることがあるが, 対策工の選定は経験に頼ることが多く, 合理的な対策工の設計は重要な課題となっている. そこで本研究では路盤隆起のメカニズムとしてとくに路盤下地山の吸水膨張に着目し, 模型実験および数値解析を実施した. その結果, 実トンネルで計測される事例と同様に, 時間とともに進行する路盤隆起現象を再現することができた. また, 路盤隆起対策工としての下向きロックボルトは, インバートの剛性を向上させる効果を発揮していることを確認した. さらに下向きロックボルトの本数, 径, 長さ, プレストレスといった設計諸元が路盤隆起の抑制効果に与える影響を定量的に評価した.

Some mountain tunnels suffered from ground heaving require some countermeasures in service, but these designs often depend on empirical methods. Therefore, reasonable countermeasures against heaving become a significant problem. In this study, swelling is focused on as the mechanism of ground heaving, and the model experiment and numerical analysis that express swelling are carried out. As the result, the model test can simulate the heaving phenomenon which progress as time goes on, and it is confirmed that downward rock bolts curb the heaving by the effect of stiffness improvement of tunnel structure. Additionally, the effect of downward rock bolts specifications such as the number of bolts, their diameter, length and the value of prestress are estimated quantitatively.