トンネル土木工事における杭打ち工事の安全対策
トンネル土木工事における杭打ち工事の安全対策
ボーリングホールの崩壊防止
掘削杭の施工工程と掘削機械の特性に応じて、掘削孔の崩壊を防止するために以下の安全対策が採用されています。
杭工事のための岩盤掘削を行う前に、地盤の工学的地質条件に基づいた掘削計画を策定する必要があります。スラリーパラメータの適切な選定と管理が、掘削孔の崩壊を防ぐ鍵となります。
仮設ケーシングは厚さ10mmの鋼板で製作し、内径は設計杭径より20～40cm大きく、上部に2つの越流口を設けます。設置後、ケーシング上端は地表から0.5mの高さに設置する必要があります。軟弱土、シルト層、砂層のある深い河床では、ケーシング上端は水面から少なくとも3mの高さに設置する必要があります。軟弱土やシルト層が比較的厚い場合は、ケーシングを下部の不透水性粘土層に少なくとも1.5m根入れする必要があります。
掘削孔形成時の孔壁支持には、粘土スラリーが使用されます。スラリーの性状は、以下の範囲に厳密に管理する必要があります。相対密度1.2～1.6、砂含有量≤4%、粘度16～28秒、コロイド率≥95%、流体損失≤20ml/30分、ろ過ケーキ厚さ≤3mm/30分、pH値8～11。施工中は、スラリー液面をケーシング上面から0.5m以上に保つ必要があります。地盤条件が悪い区間では、スラリー密度を高め、掘削速度を適切に減速することで、孔内圧力のバランスを取り、崩壊を効果的に回避します。
掘削孔の逸脱防止
岩盤掘削を開始する前に、掘削リグのベース直下の地盤を均平化し、十分に締め固め、不均一な沈下によるリグの変位を防ぐため、リグの下に枕木を敷設する必要があります。リグの位置決めは正確でなければならず、ドリルビットの芯出し誤差は2cm未満、回転テーブル、クラウンブロック、ケーシングの中心は同一の垂直線上になければなりません。これにより、ベースが移動し、それに伴う偏差が生じるのを防ぎます。
建設中は、掘削リグの水平レベルを定期的に点検する必要があります。掘削孔の偏差をなくすため、掘削深度が設計深度の半分に達した時点と掘削完了後に、掘削孔の垂直度を測定する必要があります。
ケーシング周囲の崩落、逸脱、スラリー流出に対する対策
岩盤掘削中にボーリング孔の傾斜が検出された場合は、まずドリルビットを傾斜箇所まで持ち上げ、低速でボーリング孔を繰り返し掃引することで傾斜を修正します。傾斜が大きく修正できない場合は、傾斜箇所より約0.5m上までボーリング孔を埋め戻します。埋め戻しが沈下して密になった後、掘削を再開します。
掘削中にケーシング内のスラリーレベルが急激に低下し、泡立ちを伴う場合は、ボーリング孔の崩壊の可能性があります。軽微な崩壊であれば、掘削速度を落とし、スラリーの密度を高めることで、影響を受けた区域を通過できます。深刻な崩壊が発生した場合は、直ちに掘削を中止し、ボーリング孔を粘土で埋め戻してください。ボーリング孔の壁が安定した後にのみ、掘削を再開できます。
ボーリング杭の施工においては、「ボーリング孔1本、杭1本のコンクリート打設」の原則を厳守する必要があります。これは、ボーリング孔完成からコンクリート打設までの工期が長くなり、杭の崩落につながる可能性があるためです。施工は、施工技術概要書に定められた手順に沿って実施する必要があります。隣接する2本の杭の施工間隔は、ボーリング孔同士の相互接続（杭の連通）を避けるため、24時間以上あける必要があります。
コンクリートの打設が完了したら、作業員が誤って穴に落ちて安全事故を引き起こすのを防ぐために、杭頭およびボーリング孔周辺の開口部を鉄筋メッシュまたは板材を使用して覆い、保護する必要があります。
