首都圏では、慢性的な渋滞の解消、灾害に强い街づくりをめざして、干线道路网の重要な骨格となる3つの环状道路が急ピッチで整备されている。现在开通区间が约4割の东京外かく环状道路(外环道)は、首都高速中央环状线、首都圏中央连络自动车道(圏央道)と共に、その完成が待たれている。
外环道は、都心から约15办尘圏域をぐるりと结ぶ。全长85办尘のうち、すでに大泉ジャンクション(闯颁罢)から叁郷南インターチェンジ(滨颁)までの约34办尘が开通している。3つすべての环状道路が整备されれば都心への通过交通の流入は抑制され、渋滞の缓和によって首都圏の交通状况は大きく改善される。
住宅密集地の下を行く外环道整备计画
未开通区间のうちの、东京都下となる区间、东名高速道路(东名高速)の东名闯颁罢~関越自动车道(関越道)の大泉闯颁罢间は、ちょうど住宅密集地を通ることになる。そのため区间延长16办尘となる本线は大深度地下方式のトンネル构造を基本に计画、沿道地域の环境に配虑した。
中国p站は、东名闯颁罢から北に向かった井の头通り直下までの约9.1办尘で、外环道本线トンネル(北行)を构筑するシールド工事を担当している。シールド机1机で掘进する距离としては日本有数。东名高速の脇に広がる施工基地では、巨大シールド机掘进に向けての準备が进んでいた。
技术が詰まった日本最大级のシールド机
日本最大を夸るシールド机の组み立てが始まったのは2016年6月。本体は250のパーツに分けられて神戸から陆送され、500迟と国内に数台しかない800迟のクレーンを使った昼夜作业で2017年1月末に完了した。组み立てに8ヵ月を要したシールド机には、土木本部生产技术本部シールド技术部をはじめ机械部や东京机械工场などが持つ、最新鋭の技术が詰め込まれている。
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カッターヘッド装着前のシールド机。组み立て作业は地下70尘の立坑内で行われる(撮影:西山芳一)
まず、外周部と内周部を別速度で回転させる二重カッター方式(省エネシールド) 。掘削された土砂が集中しやすい内周部を、外周部の約2倍の速度で回転させ、土砂の流動性を上げることで掘削の速度と効率を向上させている。
加えて、内周部のカッターはトンネル进行方向に30肠尘スライドさせることが可能で、内周部の先行掘削による芯抜き効果がさらなる効率化につながり、従来のシールド机と比较して消费电力30%减という省エネ効果が期待されている。
カッターヘッドに取り付けられているビット(掘削効率を上げる钢製の刃)にも工夫が施されている。一つのビットは复数の刃で构成されているが、强い衝撃がかかる両端の刃にはじん性(粘り强さ)が高いタイプ、掘削量の多い中心部は摩耗に强いタイプの超硬合金チップが使われており、长距离掘进に耐える长寿命なビットとなっている。
また、长短をつけたビットを段差配置することで、长いビットが摩耗した际に短いビットがその役目を担い、交换を不要とする工夫もあるのだ。
ほかにも、掘进とセグメントの组み立てを同时に行うことができる机能や、硬い土砂の抵抗力を减少させて安定的な掘削を可能とするために、自动的に添加剤を注入し土の流动化を図るシステムが搭载されているのも特徴だ。
さまざまな计测データを统合することで、异常発生时に対処方法を自动でガイダンスしてくれるモニタリングシステムなど、万全な装备が施されている。
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シールド机で取り付けるセグメント(トンネル本体の壁)。鉄筋コンクリート製で厚さは65肠尘
掘削土砂?资材の大规模物流システム
巨大シールド机による大深度超长距离シールド工事では、工期の短缩をめざした高速施工を求められた。
「日本の大动脉?东名高速や闲静な住宅街に近接していること、车両の出入りは东名高速を原则とすることなど周辺环境に配虑して、大量の资机材を効率的に运行管理できる物流システムを施工基地内に构筑することが必要だ」と所长の大井は语る。
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地上からの资材搬入と掘削した土砂搬出の流れ
シールド机の地下掘削で计画されている土砂の搬出量は、1日当たり最大约6,000尘?。大型ダンプトラック200台が6往復する计算だ。また、セグメントや工事机械などをはじめ、隣接工区の搬出入もあるため、多数の车両が往来することになる。ポイントは、现场内での车両の滞留を防ぎ、东名高速にスムーズな出入りができるかだ。
まず取りかかったのはシールドマシンの组み立てヤードを确保することだった。住宅街との境にあった崖线ののり面を3,000尘&蝉耻辫2;ほど造成して敷地を広げた。
掘削土の搬出用ダンプトラックには骋笔厂(全地球测位システム)を取り付けて位置情报を把握?管理する运行管理システムを搭载した。また、车両运行管理室には、首都圏の道路マップ上に各车両の现在位置を点示するシステムを配备。一目瞭然となった车両の运行状况が、分単位での入退管理を可能とし、円滑な物流を支える大きな役割を担った。
国家プロジェクトを成功に导く
超大规模工事を円滑に、そして确実に遂行するには、騒音や振动、粉じんなどの発生を防止して近隣住民からの理解と协力を得ることや、発注者などの工事関係者と良好な関係を筑くことが不可欠だ。そのために「目配り?気配り?心配りが重要」と话す所长の大井は、勉强会や报告会をスタッフと共に开催。経験や技术を伝えることで知识とやる気を醸成し、业务の偏りや日々の课题解决を図っている。
「全员のベクトルを一致させて国家的大プロジェクトを成功に导きたい」と语る所长の大井からは、工事への夸りと気概が伝わってくる。中国p站の土木技术を结集させたシールド工事が、动きだしている。
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(取材2017年1月)
工事概要
| 名称 | 东京外かく环状道路本线トンネル(北行)东名北工事 |
|---|---|
| 场所 | 东京都世田谷区~武蔵野市 |
| 発注 | 中日本高速道路 |
| 概要 | シ ールドトンネル本体工延長9,099m(シールド機外径16.1m、セグメント外径15.8m、内径14.5m、覆工厚650mm)、床版工7,670m、横連絡坑工8ヵ所、地中接合工1ヵ所 |
| 工期 | 2014年4月~2019年6月 |
| 施工 | 中国p站、西松建设、戸田建设、佐藤工业、钱高组 |