道路トンネルリニューアル工事における全断面スライドフォームの长距离?高速移动システムを开発
お知らせ2023年03月14日
－供用下でのリニューアル工事に対応可能な多轴台车によるセントルの安全高速运搬を実现－
当社は、道路供用下での山岳トンネルの覆工リニューアル工事（场所打ちコンクリートによるアーチ部内巻补强工）を想定して、「多轴台车を用いた全断面スライドフォーム（以下，セントルと称す）移动システム」を开発し、実大移动実験により、セントルを短时间で安全かつ长距离运搬が可能であることを検証しました。
■ 開発の背景
高速道路の构造物は老朽化が进んでおり、现状のまま进むと、2030年には开通から30年以上経过した道路が约8割になる※1と言われています。このような背景から、高速道路会社は、「高速道路リニューアルプロジェクト」※3として大规模更新工事を进めています。特に山岳トンネルでは、供用下において覆工リニューアル工事を推し进める検讨※4が始まっています。
山岳トンネルの覆工コンクリートは、セントルと呼ばれる内型枠を用いてコンクリートを打设し施工します。新设の山岳トンネル工事では、一般的には，トンネル坑口でセントルを组立て坑内に搬入し、施工が行われます。同様なセントルの组立?搬入作业を供用路线下で行うためには、一时的にでも一般车両の通行止めが不可欠であり、高速道路利用者への负担となってしまいます。
そこで当社は、供用下での覆工コンクリートのリニューアル工事に伴う通行止め期间の最小化を目的に、セントルを工事箇所から离れた位置で组み立て、トンネル坑内の施工箇所までの运搬は、「多轴台车※５」の适用を検讨することと致しました。この运搬を実现させるため、実大のセントルを使用して运搬移动およびトンネル坑内への搬入?设置実験を実施し、移动速度や安全性について検証することと致しました。
■ 実大実験の概要および结果
本システムを开発するため、実大セントルおよび多轴台车を使用した运搬実験を実施致しました。セントルと多轴台车の连结には専用の运搬架台（図1）を设计し、仮设材にて构筑しました。
またトンネル坑内への安全?确実なセントル搬入?设置を想定し、钢製支保工による延长30mの模拟トンネルを构筑（平面线形：R800m）し、このトンネル内（図2、図3）にて搬入?设置実験を実施致しました。
セントル搬入时の安全管理では、セントルとトンネルの壁面间距离管理を重点项目としました。壁面间距离の计测には、レーザー距离计を使用し、连続计测かつ计测结果をモニタでリアルタイム表示できるシステムを新たに构筑（図4）しました。本システムでは、セントルのトンネル壁面への异常接近を示す管理値を设定し、计测値がこの管理値を超过した场合は、セントルに设置した回転灯を点灯させるなど「异常接近の见える化」を図ることで、より安全な运搬走行を実现させました。
実大実験を実施した结果、セントルとトンネル间距离を连続监视しながら移动させることができ、接触トラブル等なく、定速でセントルを移动させることができました。なお今回の実験の结果から、1夜间通行止め（7时间を想定）期间内でのセントルの移动可能距离は、约1kmで、セントルを短时间で安全かつ长距离运搬が可能であることが検証できました（多轴台车によるセントル运搬およびトンネル坑内への搬入、坑内の施工箇所近傍に敷设されたレール上へのセントル设置、多轴台车搬出を含む）。
■ 今后の展望
道路トンネルの老朽化が進んでいる今日において、供用しながら大規模更新を実施することは、今後の必要不可欠な技术と考えられます。高速道路会社では、供用下での大規模更新（リニューアル）を行う検討※4も始まりました。
当社はこれらに対応するため、今後もセントルを短時間で安全にかつ長距離を運搬できる移動システムの開発を進めるとともに、大規模更新に対応可能な技术開発を進めます。
図1 左：多軸台車、運搬架台 右：多軸台車、運搬架台セントル接続状況
図2 多軸台車を用いたセントル移動試験（鋼製支保工模擬トンネル内走行）
図3 多軸台車を用いたセントル移動試験（鋼製支保工模擬トンネル内走行）
図4 レーザー距離計計測結果表示モニタ画面
※1：独立行政法人日本高速道路保有?债务返済机构：パンフレット「高速道路机构の概要2021」
※2：国土交通省：「道路统计年报2021」，表74トンネル现况総括表
※3：中日本高速道路株式会社：高速道路の更新事业
※4：「供用下における矢板工法トンネル覆工再生工に関する手引き（案）中日本高速道路株式会社 金沢支社」の公表について
※５：重量物の运搬が可能な多数の车轮轴を有する平型台车（図1参照）