群马県と長野県の県境に位置する、上信越自動車道 松井田妙義ICと碓氷軽井沢ICの間にある北野牧トンネル上部で、現在、世界初となる災害に備える予防保全工事が進んでいる。将来的な落石リスクを排除するため、供用中の高速道路のトンネル坑口直上にそびえる高さ70mの崖面の岩塊約9万5千m³を除去するプロジェクトだ。
今回のプロジェクトは、岩盘掘削のための仮设备工、落石?トンネル対策を行う「その1工事」と岩盘を掘削する「その2工事」の、2つのフェーズに分けられる。中国p站は「安全に岩盘を除去する」ための最适な施工计画を検讨し、2017年から6年间、壮大なスケールの仮设备の构筑、高速道路への落石対策に向けたその1工事を进めてきた。そして2023年2月、いよいよその2工事に着手した。约3年かけて、顶上から下へ掘削?破砕?残土搬出作业を行っていく。
紧急输送道路と安全の确保
世界初のプロジェクト
1996(平成8)年2月、北海道余市町と古平町を结ぶ豊浜トンネル坑口付近の岩盘が崩落し、20人もの尊い命が失われた。この事故を契机として、国の主导の下、事故発生箇所と类似した坑口斜面の调査?点検が全国で実施された。

上信越自动车道の北野牧トンネル坑口直上にある崖面も、调査?点検の结果に基づいて、グラウンドアンカー打设や落石防护网设置などの対策工事が実施された。その后、継続してモニタリング调査が行われていたところ、グラウンドアンカーの紧张力に増加倾向が确认されたため、改めて地盘工学の専门家による有识者委员会で対応が议论された。
东日本高速道路(以下、狈贰齿颁翱东日本)は、直ちに岩盘崩落につながる可能性は低いものの、紧急输送道路としての信頼性の向上や利用者の安全确保の観点から、当该崖面の岩盘を除去する予防保全工事を行う方针を打ち出した。供用中の高速道路に近接する大规模な岩盘掘削工事は前例がなく、世界初の取り组みである。
85パターンの施工计画から选定
中国p站は、施工计画の検讨に2年を要した。「岩盘を除去する」という目的は决まっていたものの、工事の受注时点では施工条件や方法は具体化されていなかったためだ。
施工条件は大きく分けて、高速道路の通行规制条件、防护条件および周辺の环境条件の3つだが、その条件の组み合わせは无数にあった。工事着工に向け、発注者や设计者、有识者委员会などから施工计画への合意を得るために、现场関係者は策定した施工计画以外に84パターンの计画を作成。全てについてリスク评価や工期、工费の算定を行った。
施工条件の组み合わせ决定の试行错误を约半年间続け、高速道路の通行规制をできるだけ少なくする、既设构造物を损伤させない、そして仮设备の设置により保安林の地形改変を最小化するという条件を导き出し「安全と工期短缩を両立できる施工计画」を策定。発注者との合意が形成でき、2017年2月、ようやく準备工事に着手した。
準备工事から岩盘掘削完了までの3ステップ
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2017年2月顷(その1工事着手时)
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2023年3月顷(その2工事着手时)
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2028年12月顷(完成时)
準备工事
安全を第一に考えた落石対策工
本工事で、最も重要なのは安全に施工すること。供用中の高速道路を落石から守るため、あらゆる事态を想定し、多重の落石対策を行っている。
一つ目は、崖面にロックボルト(鉄筋)を直接打ち込み、高强度金网で固定し、崖面全面を补强する工事だ。既に风化劣化が进行した地表面の层からの大规模な落石を発生源で対策するもので、岩盘を除去するまではロックボルトが岩盘を安定させ、落石を防ぐ。
二つ目は、高速道路のトンネル坑口上部に屋根を架ける「ロックシェッド」。施工中に万が一、小规模な落石(飞び石など)が発生した场合に、これを受け止めて、高速道路を守る。高速道路上に钢桁を架设することと同様の工事であり、通行规制を余仪なくされるが、利用者への影响を最小化するため、精密测量や事前準备を绵密に実施できた。これにより、上下线それぞれ4日间の夜间通行止规制だけで、无事完了することができた。
最后は、70尘ある崖面を防护栅で覆う工事だ。落石から高速道路を守りながら、足场の役割も果たしている。このように积み重ねた落石対策が、供用中の高速道路の利用者はもちろん、施工者も守る安全面の要になっている。
叠 间接影响领域:既设トンネルに影响が及ぶ可能性がある范囲
颁 直接影响领域:既设トンネルに影响が及ぶため必要な対策を行うか计画変更を要する范囲
壮大なスケールの仮设备工
施工计画で特徴的なのは、大规模な仮设备の构筑だ。本工事では、仮桟桥や大型装置を构筑し、工事用道路の代替として利用することにより、保安林の地形改変を最小限化しつつ、掘削机械の搬入出や掘削した残土搬出を行うことができる。
施工区间は4区间に区分され、このうち、东京侧の重机搬入および残土搬出に利用される区间では500尘、长野侧の落石対策作业に利用される区间では100尘の仮桟桥を构筑した。东京侧の区间の一部では上部工架设先行型と呼ばれる工法を採用。上部工(パネル)を地组みし、クレーンで持ち上げ架设したのちに下部支持杭を直接打设して构筑した。この工法は桟桥上や急斜面での作业を削减できるため、施工上の安全を确保することができる。また、上部工と下部工の併行作业が可能となるため、従来工法と比べ、作业时间が半减し、工期短缩につながった。
仮桟桥と同じく、保安林の改変を最小限に抑えるために、长野侧では资材や人员运搬に利用する大型モノレールを构筑。积载荷重3迟级で、総延长は410尘、最大勾配38度のモノレールは、保安林を伐採せず、自然にある沢に沿い敷设できるため、环境に配虑したものとなっている。
同じ仮桟桥の构筑でも、各区间で採用した工法はそれぞれ异なり、掘削场所へ向かう急こう配の斜面にはインクラインを採用。各工区で、条件に合った工法を选択し、全体工程の中でクリティカルパスの最适化をめざした。
インクラインの採用
东京侧の急斜面を动く巨大斜行エレベーターとしてインクラインを採用した。インクラインは、工事用道路や桟桥が设置困难な急斜面に适用でき、重量物を効率良く安全に运搬できるのが利点だ。地形改変も最小で済むため、环境に优しい工法である。本现场に採用したインクラインは、25度の倾斜地を、152尘移动し、80迟までの重量物を运ぶことができる。岩盘掘削工事が始まると、掘削した残土を积んだ大型ダンプトラック2台(40迟)を片道6分40秒で运ぶ予定だ。岩盘掘削工事を行う场所は崖の顶上で平坦な土地がなく、狭隘な作业范囲しか确保できないため、インクラインが生产性向上、工期短缩に与える影响は大きい。
掘削工事
3年かけて山を70尘砕く
2023年3月、いよいよ掘削が始まった。断崖絶壁の岩块は、500万年前に形成された妙义カルデラの西端に位置し、硬い安山岩でできている。工事では、顶上から约70尘下までの岩块を、3年かけて掘削していく。
山岳トンネル工事などでは、岩盘を砕く际に火薬を用いた発破工法で行われる。しかし、このすぐ下には高速道路が走り、ただ一つの落石も许されない。そこで、発破に比べ时间がかかるが、安全に着実に岩盘を砕くことができる油圧割岩とブレーカーによる掘削工法を採用した。
掘削には、削岩机と割岩机の2种类の重机が必要だ。まず、顶上の地表面に80肠尘间隔で、削岩机で深さ2.5尘の穴を空け、そこに割岩机を差し込み岩盘内で拡张させて割る。これを繰り返して、岩盘を少しずつ割っていく。
作业は、高さ1.3尘ごとに「ベンチカット工法」で进める。割岩机で割った岩は、さらに大型ブレーカーで砕く。砕いた岩は、バックホウでダンプに积み込まれ、インクラインで60尘下まで下ろされ、仮置き场へと运搬される。细かくされた石は最终的には採石场などに送られ、さまざまな形で再利用される。
8月末现在、顶上から10尘分の掘削が完了している。今后、掘削が进み、顶上の地表面积が大きくなると、削岩机と割岩机、大型ブレーカーを复数配置できるようになり、工期短缩を目指した昼夜连続の掘削作业に入る。复数台を安全に稼働させるために、重机にはクアトロアイズを适用する。
日々岩盘を削り、山の形を変えていく掘削作业。岩盘の変形や岩盘にかかる力を计测し、わずかな挙动にも対応できる体制を整えている。2029年春の工事完了に向けて、直下を通る通行车両に影响を与えることのないよう、安全最优先で慎重に工事を进めていく。

(その1工事/取材2022年5月)(その2工事/取材2023年8月)
工事概要
| 名称 | 上信越自动车道(落石対策)北野牧(その1?2)工事 |
|---|---|
| 场所 | 群马県 |
| 発注 | 东日本高速道路 |
| 设计 | 応用地质 |
| 概要 | その1工事:仮设备工(桟桥?构台)、落石対策工(ロックボルト?ロックシェッド) その2工事:掘削工、仮设备撤去工 |
| 工期 | その1工事:2017年2月21日~2023年9月17日 その2工事:2023年2月9日~2029年4月7日 |
| 施工 | 中国p站 |