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岩盤工学 – トンネル工事用語解説と使い方について

岩盤工学は、トンネル工事や地下構造物の設計・施工に欠かせない分野です。本記事では、初心者向けに岩盤工学の基本的な用語やその使い方について解説します。

岩盤工学とは

岩盤工学は、地盤や岩石の特性を理解し、トンネルや地下構造物の安全性を確保するための学問です。地下に構造物を作る際には、地質や岩盤の状態を把握することが重要です。岩盤工学は、地質学、土木工学、機械工学などの知識が融合した分野であり、トンネル工事の成功に大きく寄与します。

トンネル工事の基本用語

トンネル工事に関連する基本的な用語をいくつか紹介します。

地質調査は、トンネル工事を行う前に地盤の状態を調べる作業です。ボーリング調査や地表調査を通じて、岩盤の種類や強度、地下水の状況を確認します。これにより、施工方法や工事のリスクを評価することができます。

トンネルを掘る方法は大きく分けて二つあります。ひとつは「開削工法」で、地上から掘削していく方法です。もうひとつは「シールド工法」で、シールドマシンを使って地下で掘削する方法です。どちらの方法も、地質条件に応じて選択されます。

支保工とは、トンネルの壁や天井を支えるための構造物です。掘削中に岩盤の崩壊を防ぐために設置されます。支保工の設計は、岩盤の強度や掘削の進捗に応じて行われます。

岩盤の特性を理解することは、トンネル工事において非常に重要です。以下に岩盤の特性に関する基本的な用語を紹介します。

岩盤の強度は、外部からの力に対する抵抗力を示します。強度が高いほど、トンネルの施工が容易になります。強度は、地質調査によって測定され、設計に反映されます。

透水性は、岩盤が水を通す能力を示します。透水性が高い岩盤では、地下水の流れが速く、施工時に水の管理が重要になります。透水性の評価も地質調査の一環として行われます。

変形特性は、岩盤が外部の力を受けたときにどのように変形するかを示します。これを評価することで、トンネルの安定性を確保するための設計が可能になります。

トンネル工事は、以下のような流れで進められます。

まず、トンネルの目的やルートを決定し、地質調査を行います。この段階で得られた情報を基に、工法や設計が検討されます。

施工に必要な機材や資材を準備し、作業員の安全教育を行います。また、周辺環境への影響を考慮し、必要な対策を講じます。

実際にトンネルを掘削します。掘削中は、支保工の設置や水の管理を行いながら進めます。掘削が進むにつれて、岩盤の状態を常に確認し、必要に応じ