【現場最前線】凍結工法に初のCIM導入！地下40mの大深度を進む隅田川幹線その3工事

既設セグメント背面の凍土

　荒川と隅田川に挟まれた東京都足立区の千住地区で、浸水被害対策を目的に雨水を収容する隅田川幹線の整備が進んでいる。東急建設が施工を手掛ける東京都下水道局発注の「隅田川幹線その3工事」では、既設のシールドトンネルに新設のシールドトンネルを大深度の地下40mで地中接合するため、凍結工法によるトンネルの拡幅が進行中。接合部の凍土量は3700m3にも達し、近年の下水道工事では国内最大級の凍土量となる。「これまでに前例がない」（堀浩之現場代理人）という困難な条件だが、CIMの導入により周辺地盤の変状や凍土造成過程などを見える化し、安全かつ効率的な施工に取り組んでいる。　隅田川幹線その3工事は、「隅田川幹線工事」と「隅田川幹線その2工事」で施工した内径4750mmの管路に、建設中の千住関屋ポンプ所へ流入させる内径5500mmの管路を地中接合させるため、接合部周辺の地盤に遮水性と強度を確保した凍土を造成する。その後、凍土を維持しながら既設セグメントの撤去、凍土の掘削、拡幅セグメントの組立により延長16.5mの区間を外径5500mmから外径9500mmまで拡幅する。そのほか、既設トンネルの2次覆工にも取り組む。工期は2014年5月26日から18年1月31日まで。
　凍結工では始めに、地中接合部を包み込むように長さ5－17.2mにおよぶ186本の放射凍結管をトンネル内からボーリングマシンで地中に埋設、トンネル壁面には貼付凍結管を704本設置した。工法の検討では拡大シールドトンネル工法や上部からの地盤改良なども挙げられたが、大深度でセグメント背面への土水圧が高いことに加え、「トンネルの拡大率や地中の埋設物を考慮し、凍結工法の採用を決めた」（高松伸行土木本部土木技術設計部担当部長）。

延長16．5mの区間を外径9．5mまで拡幅する

　16年5月からは凍土造成を開始。凍結管にマイナス30度のブライン（不凍液）を計170m3循環させ、106日間で目標としていた3.4mの凍土厚を構築した。堀現場代理人は「凍土が増えると現場近くを走る京成本線にも影響を及ぼしてしまうため、凍結管を囲む温水管で凍土の成長を調整しながら造成を進めた」と振り返る。拡幅工事の期間中は凍土を低温に維持し続ける必要があり、「水と電気を途絶えさせないためにも、現場には非常用電源とブラインを冷やす水を確保している」（堀現場代理人）と非常時への備えを語る。
　3700m3と大規模な凍土の掘削には通常、アスファルト舗装の切削に使用するビットをティンカッターに装着することで作業効率の向上を実現した。堀現場代理人は「拡幅部の両端が決まっており、構造物としての品質を確保するためにも精度良く作業を進めることが重要」と語り、拡幅セグメント組立後の計測作業にも神経を注ぐ。
　現場周辺には京成本線を始め、東武線や墨堤通りのほか、地中にはガスや水道などの埋設管が輻輳（ふくそう）している。そうした困難な環境下で、凍結による地盤の隆起や構造物への影響などのリスク判定と対策を迅速化するため、凍結工法による工事としては国内で初めてCIMを導入した。

凍土を掘削するティンカッターのビット

　京成線の擁壁部や橋台などに沈下計や傾斜計を設置したほか、坑内の各所にもトータルステーションなど各種計測装置を取り付け、約1500点の計測データから周辺地盤の変状を見える化。凍土造成過程や坑内で作業を進める重機オペレーション状況もそれぞれ見える化するモデルを独自開発し、3種類のCIMで各データを視覚的かつ直感的に一元管理することで安全な施工を進めている。田中悠一土木本部土木技術設計部技術グループ主任は「今回の工事では多くの知見を得られた。このCIMのシステムを体系化して別の現場にも適用していきたい」と展望する。
　現在、拡幅工事の進捗率は50％を超えており、9月の完了を目指す。その後、18年6月に予定されている地中接合に向けて、開口補強材やエントランス装置の組立、温水循環による凍土の強制解凍、空隙へのセメントベントナイトの充填などに取り組む。

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