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10.施工法検討

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10.施工法検討

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10. 施工法検討10.1 検討方針

トンネルの安全性、耐久性、経済性を考えれば、できるだけ地山を緩ませず、余掘りを少なく

することがトンネル掘削に当たっての基本理念といえる。しかしながら、地山条件、作業能率等

を考慮した場合、ある程度の地山の緩みや余掘りは避けられない。このため、トンネルの掘削に

際しては、

a)地形、地質および土被り

b)湧水、断層破砕帯の有無

c)トンネルの形状、線形、延長および工事規模

d)工期

e)周辺環境

等を勘案して、総合的に安全で経済的となるような掘削方式、掘削工法および補助工法を選定

しなければならない。

本トンネルの施工法は、地質調査結果および周辺環境条件、近接構造物に対する影響等を総合

的に評価し、下記に示すフローにしたがい、検討を行うものとする。

図 10.1.1 施工計画検討フロー

『発破掘削』、『機械掘削』の選定 ・地山条件・環境条件・周辺環境

終 了

①掘削方法の選定

③環境対策

『施工方向』の検討 ・トンネル規模(延長・縦断勾配)・工事用設備ヤード・工事用道路・土捨場

『施工に伴う環境影響』の検討

・発破振動・発破騒音・低周波音

・機械騒音(仮設備ヤードからの騒音)

(必要に応じて)

施工法の検討

②トンネル施工方向の検討

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10.2 掘削方式

(1) 掘削方式の選定目安

掘削方式には発破掘削、機械掘削、人力掘削があるが、作業能率や施工性の面から、一般

的に発破掘削と機械掘削が主体である。

・発破掘削は主に硬岩から中硬岩地山に適用されるが発破振動等周辺環境への影響に配慮

する必要がある。

・機械掘削は中硬岩から軟岩等の一軸圧縮強度 qu=49N/mm2(500kgf/cm2)以下とされてい

る。これより硬い場合にはビット等の損傷が著しく、機械の能力が低下する。

本計画区間のトンネル掘削方式を選定するに当たっては、以下に示す掘削方式選定フロー

図での流れを目安に、トンネル毎の地山条件(地質・一軸圧縮強度・岩盤状況)や環境条件、

施工条件などを総合的に判断し決定する。

※大半の区分は 90%程度を目安とする。

図 10.2.1 掘削工法選定フロー

出典:『国土交通省土木工事標準積算基準書(河川・道路編)

平成 25年度 P.Ⅳ-5-①-2、48』

騒音・振動等の環境

対策が必要か?

D区分が大半で qu=49N/mm2(500kgf/cm2)

以下か

YES

D区分が大半で qu=49N/mm2(500kgf/cm2)

以下か

YES

YES NO

NO

発 破 工 法

NO

機械掘削工法

(自由断面掘削機)

その他の工法

工法の選定

10-2

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(2) 掘削方式の選定

トンネル掘削方式の選定に当たっては、トンネル地山を構成する地質、岩盤状況を把握す

ることが重要であり、特にトンネル切羽に出現が予想される岩盤の強度を事前に推定するこ

とで、施工性、経済性において適正な掘削方式を選定することが出来る。

よって、掘削方式の選定に際し、以下の観点から総合的に判断する。

・岩盤強度の推定

・経済性

掘削方式とは掘削の手段を言い、発破掘削、機械掘削、人力掘削の 3 方式があるが、作業

能率、施工性、作業環境の面から小断面トンネルおよび特殊地山を除き、発破掘削と機械掘

削が一般的である。

発破掘削は、軟岩~硬岩地山まで幅広く適用でき柔軟性に富んでいるので、我が国のよう

に地質の変化の激しいところにおいては、山岳トンネルの一般的工法として多用されている。

効率と経済性の点で他の方式に比べ有利な場合が多いが、余掘りが多くなる事や地山をいた

め易いなどの欠点がある。

機械掘削は、主に第三紀層の軟岩~土砂地山を対象に採用され、一般に一軸圧縮強度が qu

=49N/mm2(500kg/cm2)までの地山に適用できる。発破掘削と比較しての 大の長所は、地山

を緩ませることが少なく、余掘を小さくでき、かつ平滑な掘削面が得られることである。ま

た、周辺環境に及ぼす騒音・振動が少ない環境保全上の諸問題に対して有利である。

本計画トンネルの地山条件は、トンネル全線がD区分であり、準岩盤強度も 49N/mm2 以下

(当該地山;CL 級)であることから、掘削方式は「機械工法」を選定する。

表 10.2.1 掘削方式の選定

トンネル

地山区分

の割合 岩石名

準岩盤強度:qu’

(N/mm2)

掘削

方式 評 価

古口 TN

(L=299m)

山岳 TN

C= %(0m)

D=100%(299m)

硬質泥岩

(273m) Km

17.2(平均値)

(一軸圧縮強度;56.4) 機械 掘削

・当該地山の準岩盤強度は

17.2N/mm2であり、49N/mm2

以下となる。礫質土

( 26m) - -

※ 古口トンネルの地質は大半が硬質泥岩であり、一軸圧縮強度はあるものの、亀裂が発達した

地質状況であることから、準岩盤強度を用いて掘削方式を選定した。

※ 準岩盤強度の算出に当たっては、弾性波速度 2.0km/s~2.2km/s にトンネルが位置することか

ら、弾性波速度 2.2km/s を用いて算出した。

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表 10.2.2 岩石試験結果一覧

位置 孔名 深度 岩

湿潤密

ρt0

g/cm3

一軸圧

強度

qu MN/m2

静弾性

係数

E MN/m2

静ポア

ソン比

P 波速

Vp km/s

弾性

速度

km/s

準岩盤

強度

MN/m2

①NO.370+6.0H23BV-

7 8.3-8.6

岩 CL 2.36 68.00 27800 0.150 3.81 2.2 22.7

②NO.371+16.5H23BV-

8

11.6-11

.8

岩 CL 2.40 55.30 23600 0.187 3.89 2.2 17.7

③NO.371+16.5H23BV-

8

21.7-22

.0

岩 CM 2.41 45.80 25200 0.308 4.42 2.2 11.3

出典:猪ノ鼻トンネル、高屋トンネル周辺の地質 (株)復建技術コンサルタント 平成 23 年 10月

以下に、各供試体における準岩盤強度を示す。

【準岩盤強度の算出】

① qu’= ( 2.20 / 3.81 )2 × 68.0 = 22.7 N/mm2

② qu’= ( 2.20 / 3.89 )2 × 55.3 = 17.7 N/mm2

③ qu’= ( 2.20 / 4.42 )2 × 45.8 = 11.3 N/mm2

平均 17.2 N/mm2

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1) 発破掘削による影響評価

高屋トンネルを発破掘削とした場合、発破施工に伴い発生する振動により、既設の JR

トンネルに対して影響を及ぼすと考えられる。

したがって、本項では既設の JR トンネルへの影響照査を行う。

① 照査位置

発破振動影響検討の照査位置は下図に示すとおり、既設の JR トンネルと も近接す

る位置(NO.381+10)で検討を行った。

図 10.2.2 発破振動照査位置

② 許容振動速度

本検討による許容振動速度は、「陸羽線 小口・高屋間 第二高屋トンネル下横断トン

ネル新設工事に伴う影響調査報告書 平成 22 年 2 月」によると、既設トンネル覆工の健

全度は「A2」と評価されているが、本検討においては安全側を考慮し「AA」として検

討を行う。

ただし、JR トンネルに内巻工法を実施した場合は、4cm/sec でも良い。

表 10.2.3 振動速度の許容値(鉄道トンネル)

トンネル覆工の

健全度判定区分 許容振動速度

AA 2 cm/sec(kine)

A1,A2 3 cm/sec(kine)

B,C,S 4 cm/sec(kine) 注 1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

2cm/sec とする。

注 2:落下防止工等の処置済みの場合は 4cm/sec としてよい。

出典:既設トンネル近接施工マニュアル H7.1 鉄道総合技術研究所 P-31

照査位置;NO.381+10

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③ 検討結果

検討の結果、古口トンネルを発破掘削で施工した場合、制御発破を用いても既設の

JR トンネルに対して影響を及ぼす結果となった。

したがって、高屋トンネルについては「機械掘削工法」とする。

C:削孔数(踏まえ) (孔)

P:火薬量 (kg/孔)

(kg)

r:発破地点から対象物件までの距離 (m)

m:薬量指数 (m=3/4に設定)

n:距離減衰指数 (m=2と設定)

kine dB 判定 kine dB 判定 kine dB 判定

11.2 4.9 2.9

> 2.00 > 2.00 > 2.00

2.0kine離隔(m) 26 17 13

9

3/4 3/4 3/4

2 2 2

700 700 700

11.0 11.0 11.0

0.4 0.4 0.4

2.4 0.8 0.4

健全度判定区分:AA 2.0kine

DⅢa

6.0 2.0 ※(6.0/3) 1.0 ※(6.0/6)

通常発破(DS雷管)

多段発雷管の使用(MS雷管)

多段発雷管の使用(EDD雷管)

標準歩掛によるもの 通常発破に対して、多段発破を行える雷管を使用する

基本案 A案 B案

管 理 基 準 値

断 面 区 分

K:振動係数

W1:段当たりの 最大薬量

単位

予測値

検討結果

参考 4.0kine離隔(m)

管理基準値× × ×

18 12

概 要

低 減 策

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10.3 掘削工法

(1) 掘削工法の選定

掘削工法とは、トンネルの掘進方法をいい、代表的な掘削工法は以下に挙げるものがある。

掘削工法の選定にあたっては、断面の大きさ、形状、地山条件、立地条件、工期等を十分考

慮しなければならない。

出典:道路トンネル技術基準(構造編)・同解説,平成 15 年 11 月 (社)日本道路協会」(P191)

図 10.3.1 代表的な掘削工法

本トンネルの掘削方式は『国土交通省土木工事標準積算基準書(河川・道路編) 平成 25 年度)』

に準じた場合、「機械掘削」を採用していることから、「上半先進ベンチカット工法」が標準とな

る。

表 10.3.1 掘削区分、掘削方式及び掘削工法

トンネル名 工 法 掘削

区分 掘削方式 掘削工法

古口トンネル 機械掘削工法 C、D 上半先進ベンチカット工法

(ショートベンチカット工法) 上下半同時併進工法

注)地山条件等により切羽の安全性の確立や地上の崩落防止等のために必要に応じて適切な補助工法を別途考慮する。

ただし、古口トンネルについては、トンネル中央付近から終点側坑口までの間が「JR近接影

響区間」となり、FEM解析による照査の結果、「補助ベンチ付き全断面(インバート早期閉合)

工法」を採用している。

(2) JR近接影響区間の施工法

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表 10.3.2 JR近接影響区間の施工法比較表

項 目 1案:上半先進ベンチカット工法(機械掘削) 2案:早期閉合全断面掘削工法(機械掘削)

概 要

国土交通省積算基準による機械掘削における「標準工法」となる。

トンネル断面を上半部と下半部に分けて上半と下半を同時あるいは交互に掘削する工法で、各種地

山条件に適用可能であり、施工機械も通常のトンネル施工機械の適用が可能である。

1案に対して、上半のベンチ長を3m程度とし、下半部を同時に全断面掘削し、吹付コンクリー

トおよび鋼製支保工を施工した後に引き続きインバート部を掘削し、インバート吹付およびインバ

ート部鋼製支保工を一連のサイクルとして施工する工法。

上・下半を同時に全断面掘削を行うために施工可能高さの高い大型機械が必要となる。

効 果

従来、トンネル断面を上半部と下半部に分けて掘削することにより、切羽面積を小さくし、切羽の

自立を確保することを目的に採用されている。同時に機械掘削においては、特殊な大型機械の採用の

必要はなく、汎用性の高い機械で施工可能であることから、国土交通省および NEXCO の機械掘削

における標準工法としている。施工時において地山条件が悪い場合には、ベンチ長(上半切羽と下半

切羽との離隔)を短くして、早期に断面を併合する等により切羽の安定を図ってきた。ただし、上半

盤に掘削機械を載せての掘削となることから、上半盤の延長は 小でも 15m 程度は必要となる。

近年、未固結地山や大きな塑性地圧が作用する膨張性地山等において、掘削時に支保工の変状や

過大な変形、沈下が生じる場合、支保的インバートにより断面を併合して、支保剛性を高め、かつ、

安定した形状とすることにより、トンネルの変形や沈下を軽減することが可能となる。

また、構造物等に対して近接施工を行う場合には、一次インバートによりトンネル断面を早期に

併合することにより、トンネル変位・沈下を抑制することにより、構造物への影響を軽減すること

が可能である。

施工機械(機械掘

削)

ロードヘッダ S-200(国土交通省積算基準による機械掘削における標準機械) ロードヘッダ S-200(標準機械)の施工可能高さは、 大で H=6.0m 程度であり、古口トンネル

の掘削高さ約 8.7m の施工は不可となることから、ロードヘッダ S-300 等の大型機械が必要となる。

解析結果

(変位図)

上半先進ベンチカット工法+パイプルーフ工 早期閉合全断面掘削工法+パイプルーフ工

「上半先進ベンチカット工法+パイプルーフ工」における軌道部沈下量は、-20.4mm に対して、「早期閉合全断面掘削工法+パイプルーフ工」については、-13.7mm と 70%程度に軽減されているよう

に、「早期閉合全断面掘削工法」を採用することにより、JR 既設トンネルに対する影響は大きく軽減できる。

評 価 × ○

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表 10.3.3 JR近接影響区間の施工機械比較表

自由断面トンネル掘進機 200kw 級 自由断面トンネル掘進機 300kw 級 油圧式トンネル切削機 2.1t級 大型ブレーカー 油圧式 3.0t級

概 要 図

機 種 ロードヘッダ MRH-200(三井三池製作所) ロードヘッダ SLB-300(三井三池製作所) ツインヘッダ MT-2000S(三井三池製作所) 大型ブレーカー バックホウ 30~46t(各社)

機械概要

・国土交通省 機械掘削方式 標準掘削機

・切削機動力:200~240kw

・全装備重量 49t~56t

・切削範囲 6.4m(W)×6.0m(H)~-0.35m(H)

・ずり処理:掻き寄せ方式(別途積込みが一般的)

・切削機動力:300~330kw

・全装備重量 92t~120t

・切削範囲 8.3m(W)×8.8m(H)~-0.45m(H)

・ずり処理:別途積込み機による

・ベースマシン:バックホウ 1.4m3級(30t 級)

・切削範囲 約 10m(H)~-6m(H)

・ずり処理:別途積込み機による

・ベースマシン:バックホウ 1.4m3級(30t 級)

・切削範囲 9.6m(H)~-3.5m(H)

・ずり処理:別途積込み機による

掘削対象地山

(適用地山)

軟岩~中硬岩(qu=49N/mm2以下:国交省積算基準)

(実用 qu=20N/mm2程度)

軟岩~中硬岩(qu=130N/mm2程度以下)

(実用 qu=50N/mm2程度)

未固結~軟岩(qu=20N/mm2以下:NEXCO 規準)

(実用 qu=10N/mm2程度)

軟岩~中硬岩(qu=100N/mm2程度以下)

(実用qu=50N/mm2程度以下、割岩併用の場合あり)

特 徴

・国土交通省積算基準の機械掘削方式の標準機械

・施工範囲より、上半先進工法に適用(上半盤に機

械が乗っての施工が可能)

・ビットを装着したカッタードラムを回転させ、岩

盤を切削する。

・中硬岩地山における機械掘削方式(qu=50N/mm2 程

度以上)での使用実績が多い。

・機体が大きいため、上半盤に乗っての施工が難し

く、補助ベンチ付き全断面での施工となる。

・ビットを装着したカッタードラムを回転させ、岩

盤を切削する。

・未固結~軟岩地山の機械掘削方式(qu=20N/mm2

以下)での施工実績が多い。

・施工範囲より、上半先進工法、補助ベンチ付き

全断面工法共に施工が可能。

・ビットを装着したツインヘッダをバックホウに

取り付け、油圧モーターで回転、切削する。地

山強度が適合すれば、コンパクトで経済的とな

る。

・中硬岩地山において、弾性波速度 3.5km/s 以下

の亀裂の多い場合(qu=50N/mm2程度以下)での

実績が多く、割岩併用での使用実績が多い。

・3.0t 以上の大型ブレーカーにより、節理・亀裂

に沿って破砕する。高強度の場合は割岩併用と

する必要がある。

・機体が大きいため、上半盤での施工が難しく、

補助ベンチ付き全断面での施工実績が多い。

切削能力

(m3/h)

DⅠ:28.0m3/h(上半)

DⅡ、DⅢ:32.0m3/h(上半)

(H18 国土交通省積算基準より)

qu=20N/mm2→54.0m3/h(メーカー平均値)

qu=50N/mm2→27.5m3/h(メーカー平均値)

(硬岩用機械掘削機の掘削性能に関する調査研究

報告書、2011.3、ジェオフロンテ研究会資料より)

qu=20N/mm2→13.5m3/h

qu=50N/mm2→3.0m3/h(ビットの損耗著しい)

(メーカー資料より)

DⅠ:3.0km/s→20.0m3/h(上半)

DⅡ、DⅢ:2.5km/s→22.0m3/h(上半)

(ブレーカー工法積算基準(案)報告書、

1999.11.29、ジェオフロンテ研究会より)

本体価格

古口トンネル

の地山状況

・地質は、硬質泥岩を主体とする。JR近接影響区間として「全断面早期併合工法」を採用する区間の弾性波速度は、一部 大で 2.8~3.5km/s を示すが、大部分は 2.2km/s 程度以下となる。

・地山の一軸圧縮強度は、qu=45.80~68.00N/mm2(平均 56.4N/mm2)、準岩盤強度は、qu´=17.2N/mm2(平均値)と硬質ではあるが、比較的亀裂の発達した地山が想定される。

古口トンネル

への適応性

・古口トンネルを全断面掘削とした場合の施工高さ

は、H=8.676m であり、当機械の切削高さ H=6.0m を

超えることから、全断面掘削(早期併合)は不可。

全断面掘削への対応( 大切削高さ H=8.8m)、切削

能力(実用 qu=50N/mm2程度)共に対応可能であり、

古口トンネルの施工に対応可能。

全断面掘削への対応( 大切削高さ H=10m)は可

能であるが、切削能力(実用 qu=10N/mm2程度)が

不足することから、古口トンネルの施工に対応不

可。

全断面掘削への対応( 大切削高さ H=9.6m)、切

削能力(掘削対象となる区間は亀裂が発達した弾

性波速度 2.2km/s、一軸圧縮強度 qu=50N/mm2程度)

共に対応可能であるが、JR近接施工時の振動に

対する影響が大きく、好ましくない。

評 価

古口トンネルの施工で求められる、「全断面掘削」

に適用できないことから、採用は不可となる。

古口トンネルの施工を行うにあたり、「全断面掘削」

および地山強度に対する施工能力に適用可能であ

ると共に近接施工時の振動等の影響もない。

古口トンネルの施工を行うにあたり、「全断面掘

削」への対応は可能であるが、切削能力に劣り、

施工は困難である。

古口トンネルの施工を行うにあたり、「全断面掘

削」への適用は可能であるが、削岩時の振動が大

きく、JR近接施工に対して好ましくない。

× ○ × △

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(3) 標準区間の施工法

起点側坑口から NO.376+00 までの標準部の施工法について、「国土交通省、標準積算

(機械掘削:ロードヘッダS200)の場合と「補助ベンチ付全断面掘削(機械掘削:ロ

ードヘッダS300)とした場合について、以下に比較検討を行う。

1) 工程計画

a) 国土交通省、標準積算(機械掘削:ロードヘッダS200)

月当り稼働日数は、以下に示す事項より 20.9 日/月とする。

① 施工の効率化

施工効率は以下に示す事項より 1.3 とする。

1ヶ月の稼働日数については厚生労働省の統計より、「第4表年間休日総階級別企業数

割合,1企業平均年間休日総数および労働者1人平均年間休日総数(日)」が 113.7 日であ

ることから、以下のとおりとなる。

365 日-113.7 日 =251.3 日

251.3 日÷12 ヶ月 =20.942 ≒20.9 日

国土交通省のホームページの報道発表資料(平成 20 年 10 月 15 日)から下記に示すよ

うに、労働時間に対する改訂が行われた。

上記に記述されている「施工歩掛」に注目すると下式より「係数 0.769」が施工の効率

化による能力アップ率と判断できる。このため、施工歩掛が 0.769 少なくなっており、

1/0.769= 1.3 倍施工能力が向上されていることになる。

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② 標準歩掛による週当り・月当り作業量(掘進長)

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25 年度」における機

械掘削方式)の時間当り作業量および設計掘削断面積の適用範囲は、次表に示すとおり

である。

なお、下表は1日当りの労働時間を 8 時間,2方(2交替)・週5日施工を標準とし

ている。

表 10.3.4 週当り掘進長(機械掘削方式)

(掘削工~支保工) :機械掘削方式 m/週当り

掘削方法 岩区分 設計掘削断面積(㎡)

摘要 40 45 50 55 60 65 70 75

上下半同時

併進工法

CⅠ

上半 22.98 21.98 20.22 18.72 17.43 16.31 15.32 14.87

下半は上

半の設計

掘削断面

積で読み

替える。

下半10 15 20 25 30 35

- - - - - -

CⅡ

上半40 45 50 55 60 65 70 75

21.06 20.22 18.72 18.06 17.43 16.31 15.80 14.87

下半10 15 20 25 30 35

- - - - - -

DⅠ

上半40 45 50 55 60 65 70 75

16.85 16.31 15.32 14.87 14.04 13.66 12.96 12.64

下半10 15 20 25 30 35

- - - - - -

DⅡ

上半40 45 50 55 60 65 70 75

16.31 15.32 14.87 14.44 14.04 13.66 12.96 12.64

下半10 15 20 25 30 35

- - - - - -

DⅢ

上半40 45 50 55 60 65 70 75

15.80 14.87 14.44 13.66 12.96 12.64 12.04 11.76

下半10 15 20 25 30 35

- - - - - -

※ 労働基準法に則った労働時間8時間を基本としている。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-53、91 より抜粋

10-11

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③ 設計掘削断面積の適用範囲

設計掘削断面積の適用範囲は、次表のとおりとする。

表 10.3.5 設計掘削断面積の適用範囲(機械掘削方式)

岩区分 設計掘削断面積(㎡) 適用範囲(㎡) 摘要

DⅠ

DⅡ

DⅢ

上半

40 40≦A<42.5

45 42.5≦A<47.5

50~70 上記と同様

75 72.5≦A<75.0

下半

10 10≦A<12.5

15 12.5≦A<17.5

20~30 上記と同様

35 32.5≦A<35.0

※1.上表の断面積は設計断面積である(余堀を含まない)。なお、施工歩掛には余堀(余巻,余吹)を含んでいる。

④ 週当り進行長

本トンネルにおける週当り進行長は、次表に示すとおりとなる。

尚、標準歩掛の適用外となる「補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)」に

ついては、別途、サイクルタイム表を作成することにより週当り掘進長を算出した。

表 10.3.6 週当り進行長

設計パターン・加背割

掘削断面積

(設計断面)

摘要範囲(m2)

および

掘削断面積(m2)

週当り掘進長

(m/週)

DⅠ-b 上 半 57.799 57.5≦A<62.5 60 14.04

下 半 24.574 22.5≦A<27.5 25 -

DⅢa 上 半 60.700 57.5≦A<62.5 60 12.96

下 半 25.146 22.5≦A<27.5 25 -

DⅢ-P1 全断面 97.703 - -

10.76 インバート 7.888 -

DⅢ-P2 全断面 97.703 - -

11.76 インバート 7.888 -

10-12

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⑤ 月当り進行長

週当り稼働日数を 5 日、月当り稼働日数を 20.9 日とすると、月当り掘進長としては、

下表に示すとおりとなる。

表 10.3.7 週当り進行長

設計パターン・加背割 週当り掘進長

m/週

週当り

稼働日数(日)

月当り

稼働日数(日)

月当り掘進長

(m/月)

DⅠ-b 上 半 14.04 5 20.9 58.7

下 半 - - - -

DⅢa 上 半 12.96 5 20.9 54.2

下 半 - - - -

DⅢ-P1 全断面 10.76 5 20.9 45.0

DⅢ-P2 全断面 11.76 5 20.9 49.2

※ 月当り掘進長 = 週当り掘進長/5×20.9(m/月)

⑥ 掘削進行表

表 10.3.8 掘削進行表

10-13

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b) 補助ベンチ付全断面掘削(機械掘削:ロードヘッダS300)

① サイクルタイムの算出

補助ベンチ付全断面工法断面の掘削サイクルタイム表を以下に示す。なお、固定時間

については施工効率等を想定し、下表に示すよう設定した。

表 10.3.9 固定時間

加 背 工 種 固定時間項目 時間(min) 摘 要

全断面

掘 削

準 備 10 積算基準の上半に準拠

後片付け 10 〃

測 量 10 〃

吹付け 準 備 10 〃

後片付け 10 〃

ロックボルト準 備 10 〃

後片付け 10 〃

金 網 金網設置 30 〃

鋼製支保工 準 備 10 〃

支保工建込 30 〃

以下に補助ベンチ付全断面工法を適用している断面のサイクルタイム表を掲載する。

表 10.3.10 サイクルタイム表(補助ベンチ付全断面工法)〔全断面〕

10-14

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② 月当り進行長

週当り稼働日数を 5 日、月当り稼働日数を 20.9 日とすると、月当り掘進長としては、

下表に示すとおりとなる。

表 10.3.11 週当り進行長

設計パターン・加背割 週当り掘進長

m/週

週当り

稼働日数(日)

月当り

稼働日数(日)

月当り掘進長

(m/月)

DⅠ-b 全断面 13.30 5 20.9 55.6

DⅢa 全断面 12.04 5 20.9 50.3

DⅢ-P1 全断面 10.76 5 20.9 45.0

DⅢ-P2 全断面 11.76 5 20.9 49.2

※ 月当り掘進長 = 週当り掘進長/5×20.9(m/月)

③ 掘削進行表

表 10.3.12 掘削進行表

10-15

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2) 概算工事費

a) 国土交通省、標準積算(機械掘削:ロードヘッダS200)

① ロードヘッダS200(上半)

② 大型ブレーカー(下半)

③ 仮設備費増分

「近畿地方整備局、H17 工事費概算単価表」より抜粋

④ 合計

10-16

g6010153
テキストボックス
g6010153
テキストボックス
g6010153
テキストボックス
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テキストボックス
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b) 補助ベンチ付全断面掘削(機械掘削:ロードヘッダS300)

① ロードヘッダS300(全断面)

c) 検討結果

「国土交通省、標準積算(機械掘削:ロードヘッダS200)」と「補助ベンチ付全

断面掘削(機械掘削:ロードヘッダS300)」について比較検討した結果、下表

に示すように「補助ベンチ付全断面掘削(機械掘削:ロードヘッダS300)」を

採用する。

表 10.3.13 標準区間施工法比較表

項 目 標準積算

(ロードヘッダ S200)

補助ベンチ付全断面掘削

(ロードヘッダ S300)

備 考

工事工程(掘削期間) 6.4 ヶ月(+0.4 ヶ月) 6.0 ヶ月

概算工事費(増分)

評価

・地山強度が比較的高いこ

とから、施工時に掘削機械

(ロードヘッダS200)

の能力不足により、工程が

遅れることが懸念される。

・工程が遅れた場合は、工

費が逆転することも十分に

考えられる。

・ロードヘッダS300は、

高強度の地山に対しても対

処可能であることから、工

程計画に信頼性が高い。

・路線供用にあたって、古

口トンネルの早期完了が重

要であることから、工程的

に有利である当案を採用す

る。

・概算工事費においては、

若干高価であるが、大差な

く誤差程度である。

10-17

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テキストボックス
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テキストボックス
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10.4 施工計画概要

10.4.1 基本条件

(1) トンネル諸元

本計画については、古口トンネルにおける終点側の開削トンネル区間 50mを除く、「起点側

坑口[NO.370+10]~終点側山岳坑口[NO.385+9]」の 299m 間の山岳トンネル区間の計画を行う

ものである。

表 10.4.1 トンネル施工法諸元一覧表

項 目 基 本 条 件 等

トンネル延長 L=349.0m(開削トンネル 50m 含む)

坑口位置・測点 起点側[NO.370+10] 終点側[NO.387+19(山岳坑口: NO.385+9)]

トンネル縦断勾配 i=2.5%→0.3% (終点側坑口下がり)

掘削工法

※1NATM補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)

※2NATM補助ベンチ付全断面工法

掘削方式 機械掘削方式

ずり出し方式 タイヤ方式

施工方向 終点側からの片押し施工

※1 NO.376+00~NO.385+9.0(L=189m)間については、JR交差影響区間でのトンネル掘削となるため、

補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)を適用する。

※2 起点側坑口(NO.370+10)~NO.376+00(L=110m)間については、JR交差影響区間で使用する掘

削機械(ロードヘッダ S300)を使用し、補助ベンチ付全断面工法を適用する。

(2) 適用基準

本計画トンネルは、延長 349.0m(開削トンネル 50m 含む)の2車線道路トンネルであり、

トンネル掘削断面積(上下半断面)としては概ね 82~98㎡程度である。また、トンネル掘削

工法・方式としては、地形,地質状況(一軸圧縮強度としては平均して 50N/㎜ 2 以下と推定)

等よりNATMの機械掘削方式を採用している。

このため、施工設備計画を行うにあたっては、「国土交通省土木工事積算基準書 平成 25

年度版」および「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25 年度」に準

拠することを基本とする。

ただし、「補助ベンチ付全断面工法」および「補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉

合)」を適用していることから、加背割の適用性ならびに施工機械等より上記基準が適用でき

ないこととなる。

従って、本トンネルの施工設備計画を行うにあたっては、従来方式である「積み上げ方式」

を適用するものとする。なお、積み上げ方式による準拠基準については、以下に示すよう機

械掘削方式における 終版の積み上げ方式によるものとする。

・「国土交通省土木工事積算基準 平成 18 年度版」 財団法人 建設物価調査会

10-18

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(3) トンネル調書

表 10.4.2 トンネル調書

地山等級 設計パターン 区間長(m) 比率(%) 摘 要

DⅠ DⅠ 82.00 27.4 補助ベンチ付全断面工法

DⅢ

DⅢa 27.50 9.2 補助ベンチ付全断面工法

DⅢ-P1 105.00 35.1 補助ベンチ付全断面工法

(インバート早期閉合)

DⅢ-P2 83.20 27.8 補助ベンチ付全断面工法

(インバート早期閉合)

計 215.70 72.1

坑門工

起点側 0.50 0.2

終点側 0.80 0.3

計 6.00 0.5

合 計 4,998.00 100.0

※1.上表は面壁の厚さを含んだ区間長である。

※2.上表は坑口切付けによる控除延長を考慮していない区間長である。

(4) トンネル加背

一般に、加背割の区分に関しては、地山の自立性,機械の作業性を考慮してSL(スプリ

ングライン)位置を標準としていることが多い。

JR交差影響区間における補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)を採用してい

るパターンに関しては、下図に示す断面図より必要掘削高さとしては約 8.7m程度となり、

自由断面トンネル掘機削(ロードヘッダ S200)は適用できないこととなる。

従って、当区間については、全断面掘削が可能となる大型機械(ロードヘッダ S300)を採

用することにより、下図のように全断面掘削を行う。

図 10.4.1 補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)区間

10-19

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また、JR交差影響区間外についても、大型機械(ロードヘッダ S300)を使用しての全断

面掘削を行う。

図 10.4.2 補助ベンチ付全断面工法(標準区間)

10-20

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10.4.2 施工の流れ

機械掘削方式における施工フローとしては、下図に示すとおりである。

図 10.4.3 NATM機械掘削方式における施工フロー図

なお、補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)断面については、上記フロー図における下半施工後に

インバートの施工(掘削,吹付け,鋼アーチ支保工建込,埋戻し)に着手する順序となる。

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図 10.4.4 施工次第図(NATM機械掘削方式)

10-22

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図 10.4.5 施工次第図(補助ベンチ付全断面工法:インバート早期閉合)(1)

10-23

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図 10.4.6 施工次第図(補助ベンチ付全断面工法:インバート早期閉合)(2)

10-24

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10.4.3 余堀・余巻および余吹

トンネル工事では、設計断面どおり掘削することは困難であり、設計巻厚を確保するには、

設計断面積より大きく掘削しなければならない。これを「余掘」といい、覆工および吹付コン

クリートで充填する。これをそれぞれ「余巻」および「余吹」という。

この余堀を考慮した断面積の外周を支払線(ペイライン)といい、当初から掘削と覆工およ

び吹付コンクリートの設計数量に見込むものとする。また、変形余裕を設計図面に明示した場

合の設計掘削断面積は、変形余裕厚さを加算した断面とする。

(1) 本坑断面における余堀・余巻および余吹

本坑断面における余堀・余巻および余吹については、「国土交通省土木工事積算基準 平成

25 年度版」に基づき次表を標準とする。

表 10.4.3 余掘,余巻および余吹厚一覧表

掘削方式 掘削区分 余堀厚(㎝) 余巻厚(㎝) 余吹厚(㎝)

機械掘削方式

CⅠ 13 8 5

CⅡ 13 8 5

DⅠ 13 8 5

DⅡ 13 8 5

DⅢ 13 8 5

イ ン バ ー ト - 5 5 -

※1. 設計巻厚,設計吹付コンクリート厚および設計掘削断面に対する割増し厚さである。

※2. 非常駐車帯,小断面トンネル等についても上表を適用する。

※3. 変形余裕量を見込む場合は余堀,余巻は上表より 5㎝減じ、掘削断面に変形余裕量を加えるものとする。

「国交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-54、92より一部抜粋

10-25

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10.4.4 仮設備配置計画

(1) 仮設備配置計画概要

トンネルの仮設備の配置計画に関しては、トンネル坑内・外についてトンネルの規模,地

山条件,施工条件,立地条件等を考慮して、工事用設備計画を立案する必要がある。

一般的にはトンネルが計画されるような箇所は、急峻で狭隘な地形の場合が多いため、慎

重な計画と合理的な配置が要求される。これらの設備は周辺の環境条件,掘削工法および方

式,ずりの搬出方式,覆工方式等により規模や設備の内容が異なるが、以下に挙げる点を留

意する必要がある。

主な仮設備の配置計画に関する概要を以下に示す。

〔電力設備〕

施工に必要な負荷設備に対応できる必要電力量を決定し、電力会社との供給設備を調査の

上、負荷設備容量に応じた受電設備および変電設備を経て、負荷設備までの経路を決定しな

ければならない。

設置にあたっては、安全性を考慮し、不必要に人や物が近寄らない場所を選び、金網等で

防護した設備を設けなければならない。また、コンプレッサなど大容量の電力を使用する設

備の近傍に設置し、経済性に注意を払い、使い易さ、配電のし易い経路とする必要がある。

なお、電力会社との協議によりフリッカ対策の必要が生じる場合がある。

〔ずり積み替え設備(ストックヤード)〕

遠方までずりの運搬が必要な場合に設ける。なお、一般的には坑内から搬出されたずりを

坑外で一次ストック(仮置き)して、ダンプ等に積替えて運搬する。

〔吹付プラント〕

骨材・セメント等の材料搬入が便利なように搬入路の近傍で、さらに、坑内への持込みに

も有利な配置とする。

・周辺の地形,地質,気象条件等を考慮して土石流や崩壊、雪崩等の災害に遭わないような

位置を選定する。

・隣接、近接する工事の工程や作業に支障のないような位置を選定する。

・作業規模を考慮してバランスのとれた設備および能率的な機器の配置を行う。

10-26

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〔給水設備(および取水設備)〕

沢等からの自然流下を利用したものや、ポンプ送水によるものがあるが、一般的には高い

位置に 20.0m3程度の貯水槽を設けてポンプアップして貯留し、必要に応じてヘッド差を利

用して給水するものが多い。必要により水源に取水設備を設置して貯水槽に送水する。

〔濁水処理設備〕

トンネルの汚濁水は、地質,湧水量,水質,施工方法によって大きく異なる。また、地形

や周辺の環境条件によって制約を受ける場合が多く、標準的な処理方式は決めがたいため、

採用にあたっては湧水量,濃度,成分等を考慮し適切な方式を選定しなければならず、設計

にあたっては「建設工事に伴う濁水対策ハンドブック(日本建設機械化協会)」により行う

ものとする。なお、設置の際には次の点に注意しなければならない。

〔換気設備〕

坑内の換気は、自然換気に期待できる場合でも換気設備を設置することを原則とする。な

お、換気ファンの設置位置としては、坑口より概ね 10m程度離れた位置に設置されること

が多い。

〔照明設備〕

坑内照明は、40wの蛍光灯を片側 5m間隔に設置することを標準とし、また切羽照明は 500

w投光器とし、切羽 6 箇所(上半 4箇所,下半 2 箇所)覆工 4 箇所を標準とする。

〔排水設備〕

縦断勾配が 0.3%以下、または逆勾配の場合等でポンプ排水を必要とする場合に設置する。

〔修理工場〕

資材置場、倉庫などの近傍で坑内への出入りに便利な位置を選ぶ。

〔資材倉庫〕

搬入材料の種類によって必要となる倉庫および部品等を保管するための倉庫であり、管理

し易いところに設置する。

・湧水量の予想は難しいため、実際の湧水量が設備規模を上回っても、これを拡張でき

るスペースがあること。

・坑内-処理設備-放流河川の順の排水経路が短距離で、なるべく自然流下できるよう

な配置とすること。

10-27

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(2) 仮設備一覧

表 10.4.4 仮設備一覧表

名 称 大 き さ(m) 面 積(㎡) 摘 要

① 受 電 設 備 4.5×5.5 24.8

② 坑 内 換 気 設 備 5.0×2.0 6.0

③ 吹 付 プ ラ ン ト 7.0×16.5 115.5

④ 濁 水 処 理 設 備 11.0×3.0 33.0 機械式

⑤ 給 水 ポ ン プ 室 1.8×1.8 3.2

⑥ 水 槽 2.5×4.0 10.0 H=2.3m(鋼板製)

⑦ 修 理 工 場 7.2×5.4 38.9

⑧ 資 材 倉 庫 7.2×5.4 38.9

⑨ 作 業 員 休 憩 所 7.2×5.4 38.9

⑩ 現 場 事 務 所 7.2×5.4 38.9

⑪ 資 材 置 場 150.0

⑫ ず り 仮 置 場 200.0 H=2.0m 2日分

次頁に仮設備配置図を掲載する。

10-28

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図 10.4.7 終点側工区仮設備配置図

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10.5 施工計画

10.5.1 標準機械の組合せ

機械掘削方式における標準機械の組合せについては、「国土交通省土木工事積算基準 平成 25

年度版」および「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25 年度」に基づ

くことを基本とする。

ただし、本トンネルについては、「ロードヘッダS300」を使用しての「補助ベンチ付全断

面掘削(一部区間、インバート早期閉合)」を採用していることから、前記基準を参考とし、掘

削機械等の組み合わせは、下表とする。

表 10.5.1 掘削機械の機種・規格((補助ベンチ付全断面工法)

施工区分 加 背 機 種 規 格 単位 数量 摘 要

掘 削

ずり出し

全断面

自由断面

トンネル掘削機

大掘削高 7.5~8.8m

掘削幅 7.5~8.3m

カッタヘッド出力 300kw

台 1

ホイールローダトンネル工事用排出ガス対策型

サイドダンプ式 山積 2.3m3級〃 1 ずり積込

全断面 ダンプトラック 坑内用普通ディーゼル 10t積 〃 n ずり運搬

吹 付 全断面 コンクリート

吹付機

トンネル工事用排出ガス対策型

湿式吹付・吹付ロボット一体・エア

コンプレッサ搭載

吹付範囲 半径 7m級

吐出量 8~22m3級級

〃 1

ロック

ボルト 全断面 ドリルジャンボ

トンネル工事用排出ガス対策型

ホイール式2ブーム〃 1

注)JR近接影響区間に採用している「補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)」を適用する区間に

ついては、上半掘削の施工機械を上記の自由断面掘削機(カッタヘッド出力 200~240kw)に替えて、下半

盤から施工可能となる大型機械(カッタヘッド出力 300kw)を採用する。なお、吹付けおよびロックボルト施

工機械は、上表と同機種を適用するものとする。

10-30

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10.5.2 掘削計画(積上)

(1) はじめに

本章は、本計画トンネルについては、機械掘削の標準歩掛が適用できない「補助ベンチ付

全断面工法:一部区間はインバート早期閉合」を採用していることから、「積上方式」により

計画する。

なお、適用される設計断面は、下表に示す網掛け部の断面となる。

表 10.5.2 本坑設計断面一覧表

設計断面名称 適用の判定

標準歩掛(ユニット) 積 上

DⅠ - ●

DⅢa - ●

DⅢ-P1 - ●

DⅢ-P2 - ●

また、上記設計断面の施工計画については、下記に示す旧積算基準に基づくこととなり、

全て積上げ方式による計画となる。

「国土交通省土木工事積算基準書 平成18年度版」

財団法人 建設物価調査会

10-31

Page 33: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(2) 掘削計画

1) 1サイクル当たり掘進長

掘削1サイクル当たり掘進長は下表を標準とする。

表 10.5.3 1サイクル当たり掘進長 (m)

DⅠ DⅢa DⅢ-P1,P2 備 考

全 断 面 1.0 1.0 1.0

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-138より抜粋

2) 掘削ずり作業能力

掘削 1 サイクル当たり掘削ずり出し能力は、下表を標準とする。

表 10.5.4 1 サイクル当たり掘削ずり出し作業能力 (m3/h)

DⅠ DⅢa DⅢ-P1,P2 備 考

全 断 面 41 41 41 ロードヘッダ S300

インバート早期閉合 - - 17 大型ブレーカー

注 1 全断面掘削におけるロードヘトッダ S300 の作業能力は、メーカー値より以下に

より設定した。

注 2 インバート施工における大型ブレーカーの作業能力は、「国土交通省土木工事積

算基準書 平成 18 年度版、P.Ⅳ-5-②-138」における、「機械掘削下半の作業能力」

による。

ロードヘッダ S300 における掘削能力については、次図に示すよう地山の一軸圧縮強さ

により異なる。

本トンネルの地質は、硬質泥岩を主体とする。JR近接影響区間として「全断面早期併

合工法」を採用する区間の弾性波速度は、一部 大で 2.8~3.5km/s を示すが、大部分は

2.2km/s 程度以下となる。

地山の一軸圧縮強度は、qu=45.80~68.00N/mm2(平均 56.4N/mm2)、準岩盤強度は、

qu´=17.2N/mm2(平均値)と硬質ではあるが、比較的亀裂の発達した地山が想定される。

以上から、本トンネルにおけるロードヘッダ S300 における掘削能力については、準岩

盤強度における qu´=17.2N/mm2(平均値)より、次表のおける qu=20N/mm2における掘削能

力を採用する。尚、掘削能力は、41~67 m3/h と幅があるが、亀裂のやや少ない硬質な地

山の出現も想定し、下限値である 41m3/h を採用する。

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「硬岩用機械掘削機の掘削性能に関する調査研究報告書、2011.3、ジェオフロンテ研究

会資料」より抜粋

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3) 掘削機械運転時間

掘削 1 サイクル当たりの各機械の延運転時間は次式による。

Tc=基本掘削時間×稼働係数

各掘削機械の基本掘削時間および稼働係数は次表を標準とする。

表 10.5.5 基本掘削時間と稼働係数

加背区分 機 械 名 基本掘削時間 稼働係数

全 断 面

軟岩用トンネル掘進機

(S-300) T1=A2×B×60÷C 0.74

ホイールローダ T1=A2×B×60÷C 0.70

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-138より抜粋

4) ビット類の損耗量

ビット類の損耗量は下表を標準とする。

表 10.5.6 ビット類の損耗量

名 称 単位 DⅠ DⅢa DⅢ-P1,P2

カッタービット 個 0.04 0.04 0.04

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-138より抜粋

5) 諸雑費

諸雑費は、ロックボルト打設用のドリルジャンボのビット,ロッド,シャンクスクリュ

ロッド,ジョイントスリーブ等の損耗費であり、掘削労務費の合計額に下表の率を乗じた

金額を上限として計上する。

表 10.5.7 諸雑費率 (%)

掘削区分 上半(全断面)

D 3

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-138 より抜粋

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10.5.3 ずり出し計画(積上)

(1) ずり出し方式

ずり出しは直送方式を標準とし、積替方式の場合の積替場所から捨て場までは一般の運搬

工で積算する。なお、直送方式と積替方式の範囲は運搬距離(片押し延長+坑外片道運搬距

離)が 3.0 ㎞程度を標準とするとされている。

本トンネルでは終点側坑口前にずりストックヤードを設けることとし、ずりストックヤー

ドまでの搬出を計画する。

(2) ずり運搬工

1) ダンプトラックの規格および使用台数

ダンプトラックの規格および使用台数については、標準歩掛に合わせるものとする。

表 10.5.8 ダンプトラックの規格および使用台数

機械掘削

全断面

ダンプトラック 10t

坑内用普通

L≦0.8 ㎞ 0.8<L≦1.7 ㎞ 1.7<L≦2.7 ㎞ 2.7<L≦3.0 ㎞

2 台 3 台 3 台 4 台

(注)1.Lは運搬距離(片押し延長+坑外片道運搬距離)とする。

L=299m(片押し延長)+120m(坑外片道運搬距離) =419m( 大値)

(注)2.機種の選定に当っては、十分検討を行うこと。

2) ダンプトラックの延運転時間

掘削1サイクル当たりのダンプトラックの延運転時間(Td)は次式による。

Td=(60×Q0)/Qs×nt (min/1 サイクル)

Td:掘削1サイクル当たりのダンプトラックの延運転時間(min/1 サイクル)

Q0:1サイクル当たり掘削量(地山土量)(m3)

Qs:ずり出し作業能力(地山土量)(m3/h)

nt:掘削1サイクル当たりのダンプトラック使用台数(台/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-140 より抜粋

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10.5.4 支保工(積上)

(1) コンクリート吹付工

1) 吹付工法

吹付工法は、湿式工法を標準とする。

2) 吹付機械の機種・規格の選定

吹付機械の機種・規格の選定については、工期短縮を目的として施工能力の高い「国土

交通省」における発破掘削での標準機械となる下記を選定する。

表 10.5.9 機種の選定

機 種 規 格 単位 台 摘 要

コンクリート吹付機

トンネル工事用排出ガス対策型

湿式吹付・吹付ロボット一体・エアコ

ンプレッサ搭載

吹付範囲 半径 7m級

吐出量 8~22m3級級

台 1

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 25年度版」P.Ⅳ-5-①-18 より抜粋

3) 吹付労務

吹付労務は、掘削作業の編成人員で行う。

表 10.5.10 吹付作業の編成人員(上半ベンチカット工法)

職 種

掘削方式・工法

(機械掘削方式:ショートベンチカット工法)

上 半 下 半

ト ン ネ ル 世 話 役 1 1

ト ン ネ ル 特 殊 工 5 4

ト ン ネ ル 作 業 員 1 1

なお、補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)においては、上半先進ベンチカ

ット工法の上半の編成人員を適用するものとする。吹付労務は、掘削作業の編成人員で行

う。

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4) 吹付コンクリート量

掘削1サイクル当たり吹付コンクリート量は次式による。

V=M×N×K (m3/1 サイクル)

V:掘削1サイクル当たり吹付コンクリート量(m3/1 サイクル)

M:掘削1サイクル当たり吹付面積(m3/1 サイクル)

N:設計吹付厚(m)

K:補正係数

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-141 より抜粋

5) 設計吹付厚および補正係数

設計吹付厚および補正係数は、「補助ベンチ付全断面工法」を採用することから、発破

掘削における「補助ベンチ付全断面工法」の際の数値を採用する。

表 10.5.11 設計吹付厚および補正係数

掘削方法 加背名 掘削区分 設計吹付厚

(㎝) 余吹厚 (㎝)

はね返り率 ロス率

発破掘削 上下半CⅠ 10 5 30% 2.1

CⅡ 10 5 30% 2.1

機械掘削 上下半 DⅠ 15 5 30% 1.8

DⅢ 25 5 30% 1.6

(注)1.「発破掘削」の数値は、「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 25 年度版」P.Ⅳ-5-①-26 より抜粋

機械掘削の「はね返り率」は、発破掘削同様とする。

(注)2.ロス率には、材料ロス,はね返り損失,余吹等によるロスを含む。

(注)3.坑口部,大断面等で標準と異なる場合の補正係数については、次式によるものとする。

ロス率(K)=(設計吹付厚+余吹厚)/(設計吹付厚×(1-はね返り率))

6) 吹付時間

掘削1サイクル当たりの吹付時間は次式による。

T3=V/F×60 (min/1 サイクル)

T3:掘削1サイクル当たり吹付時間(min/1 サイクル)

V: 掘削1サイクル当たり吹付コンクリート量(m2)

V=掘削1サイクル当たり吹付面積×設計厚さ×補正係数

F:コンクリート吹付機の作業能力(13.2m3/h)

本計画では、吹付機の規格を「コンプレッサ一体型」の施工能力の高い機種を選

定していることから、作業能力を以下のように設定する。

機械掘削での標準機械(吐出量 6~20m3級):作業能力=12m3/h( 大能力の 60%)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成18年度版」P.Ⅳ-5-②-141 より抜粋

採用機械(吐出量 8~22m3級):作業能力=13.2m3/h( 大能力の 60%)

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7) コンクリート吹付機の運転時間

掘削1サイクル当たりの吹付機運転時間は次式による。

Tf=T3+15 (min/1 サイクル)

Tf:掘削1サイクル当たりのコンクリート吹付け機運転時間(min/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-141 より抜粋

8) トラックミキサの延運転時間

掘削1サイクル当たりのトラックミキサの延運転時間は次式による。

Tt=Tt’+T3+20 (min/1 サイクル)

Tt:掘削1サイクル当たりトラックミキサ延運転時間(min/1 サイクル)

Tt’:掘削1サイクル当たりトラックミキサ材料延運搬時間(min/1 サイクル)

Tt’=6×L×n (min/1 サイクル)

L:坑内加重平均運搬距離(往復)+坑外運搬距離(往復)(㎞)

n:掘削1サイクル当たりトラックミキサ台数(台/1 サイクル)

T3:掘削1サイクル当たり吹付時間(min/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-141 より抜粋

9) トラックミキサの台数

掘削1サイクル当たりのトラックミキサの台数は次式による。

n=V/Md (台/1 サイクル)

n:掘削1サイクル当たりトラックミキサ台数(台//1 サイクル)

V:掘削1サイクル当たり吹付けコンクリート量(m2)

V=掘削1サイクル当たり吹付け面積×設計厚さ×補正係数

Md:トラックミキサ容量(4.4m3/台)

トラックミキサの台数は、小数第1位を四捨五入し整数止めとする。なお、使

用台数が1台以下の場合は1台とする。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-141 より抜粋

10) 吹付プラント設備

掘削1サイクル当たりの吹付けプラント設備運転時間は次式による。

Qp=30 (min/1 サイクル)

Qp:掘削1サイクル当たりの吹付けプラント設備運転時間(min/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-142 より抜粋

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11) 集塵機の運転時間

掘削1サイクル当たりの集塵機運転時間は次式とする。なお、集じん機の機種,運転労

務等に関しては、標準歩掛に合わせるものとする。

Qj=Q (min/1 サイクル)

Qj:掘削1サイクル当たりの集塵機運転時間(min/1 サイクル)

Q:1進行長当たり掘削サイクルタイム(min/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-142 より抜粋

(2) ロックボルト工

1) ロックボルトの使用区分

ロックボルトの使用区分は次表を標準とする。

表 10.5.12 ロックボルトの使用区分

掘削区分 ロックボルトの長さ

×周方向間隔×延長方向間隔材 質

CⅠ 3.0×1.5×1.5 異形棒鋼と同等以上

(耐力 117.7kN(12t)以上)

CⅡ 3.0×1.5×1.2 ねじり棒鋼と同等以上

(耐力 176.5kN(18t)以上)

DⅠ 4.0×1.2×1.0 〃

DⅡ 4.0×1.2×1.0 以下 〃

DⅢ 4.0×1.2×1.0 以下 〃

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-104より抜粋

2) ロックボルト工施工機械の機種の選定

ロックボルト工施工機械の機種の選定については、標準歩掛に合わせるものとする。

表 10.5.13 ロックボルトの使用区分

機 種 規 格 単位 数量 摘 要

ドリルジャンボ トンネル工事用排出ガス対策型ホイール

型油圧式2ブーム ドリフタ質量150㎏級 〃 1

モルタル注入機 吐出量 950 ㍑/h 〃 1

ト ラ ッ ク

黒煙浄化装置付 2t積 〃 1 モルタル注入車用台車

黒煙浄化装置付クレーン装置付

4t積,2.9t吊〃 1 ロックボルト運搬用

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Page 41: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

3) ロックボルト工の施工時間

掘削1サイクル当たりのロックボルト工の施工時間は次式による。ただし、上半先進ベ

ンチカット工法の下半は、下半1断面当たりの本数×1/2とする。

T4=(掘削1断面当たり本数×掘削1サイクル当たり掘進長)

/ロックボルト縦断面方向間隔×t (min)

T4:掘削1サイクル当たりロックボルト工施工時間(min)

t:1本当たり穿孔,打込,モルタル注入,取付時間(min/本)

次表にロックボルト1本当たり穿孔,打込,モルタル注入,取付時間を示す。

なお、DⅠ-L およびDⅢ,DⅢA に打設されるロックボルト長は 6mであり、標準歩掛

には記載されていない。このため、本計画では 7min として計画を行う。

表 10.5.14 1本当たり穿孔,打込,モルタル注入,取付時間 (min/本)

ロックボルトの長さ発破掘削(t)

3 ブーム 150 ㎏

機械掘削(t)

2 ブーム 150 ㎏

L=3.0m 4 5

L=4.0m 5 6

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

4) ドリルジャンボの運転時間

支保工1サイクル当たりのドリルジャンボの運転時間は次式による。

Tc2=T4+T5+T6 (min/1 サイクル)

Tc2:支保工1サイクル当たりのドリルジャンボの運転時間(min/1 サイクル)

T4:支保工1サイクル当たりのロックボルト穿孔時間(min/1 サイクル)

T5:支保工1サイクル当たりの金網設置時間(min/1 サイクル)

T6:支保工1サイクル当たりの支保工建込時間(min/1 サイクル)

ただし、T5,T6は下半に計上しない。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

5) モルタル注入機の運転時間

掘削1サイクル当たりのモルタル注入機運転時間は次式による。

Tm=T4+10 (min/1 サイクル)

Tm:掘削1サイクル当たり注入機運転時間(min/1 サイクル)

T4:掘削1サイクル当たりロックボルト施工時間(min)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

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6) ロックボルト工のモルタル材料および使用量

ロックボルト工のモルタル材料はドライモルタルを標準とし、使用量は次表とする。

表 10.5.15 ロックボルト工のモルタル材料使用量 (100m当たり)

名 称 規 格 単 位 使用量

モルタル ドライモルタル 0.22

※1.ロスを含む。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

7) モルタル注入機運搬機械の運転時間

掘削1サイクル当たりのモルタル注入機運搬機械の運転時間(Tk1)は次式による。

Tk1=10 (min/1 サイクル)

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

8) ロックボルト運搬機械の運転時間

掘削1サイクル当たりのロックボルト運搬機械の運転時間(Tk2)は次表による。

表 10.5.16 ロックボルト運搬機械の運転時間 (min)

掘削方式 上 半 下 半

上半先進ベンチカット工法 15 15

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

9) 注入急結剤

注入急結剤(無収縮混和剤)の使用は、湧水がある場合1本/孔を標準とする。ただし、

現場条件によっては別途考慮することができる。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-143 より抜粋

10) ロックボルト工労務

ロックボルト工労務は、掘削作業の編成人員で行う。

(3) 金網工

1) 金網工使用材料

金網工における使用材料は次表を標準とする。

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表 10.5.17 金網工使用材料 (10m2当たり)

名 称 単位 数量 摘 要

金 網 m2 11.9 JIS-G-3551(溶接金網)150×150×φ5 2.13 ㎏/m2

諸 雑 費 % 8

※1.金網数量には、ラップによるロスを含む。

※2.諸雑費は止め金具の費用であり、材料費に上表の率を乗じた金額を上限として計上する。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-144 より抜粋

2) 金網設置用機械および設置時間

金網設置用機械はドリルジャンボを使用し(上半のみ)、掘削1サイクル当たり設置時

間(T5)とする。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-144 より抜粋

3) 金網工労務

金網工労務は、掘削作業の編成人員で行う。

(4) 鋼製支保工

1) 鋼製支保工の使用材料

鋼製支保工の使用材料は次表を標準とする。

表 10.5.18 鋼製支保工の使用材料

掘削区分 CⅡ@1.2m DⅠ@1.0m DⅡ@1.0m DⅢ@1.0m

H 形 鋼

(上半)

H-125×125×6.5×9

n=2

H-125×125×6.5×9

n=2

H-150×150×7×10

n=2

H-200×200×8×12

n=2

継 手 板

(天端)

PL-155×180×9

n=2

PL-155×180×9

n=2

PL-180×180×9

n=2

PL-230×230×16

n=2

継手板 - PL-155×180×9

n=4

PL-180×180×9

n=4

PL-230×230×16

n=4

H 形 鋼

(下半) -

H-125×125×6.5×9

n=2

H-150×150×7×10

n=2

H-200×200×8×12

n=2

底 板 PL-230×180×16

n=2

PL-230×230×16

n=2

PL-250×250×16

n=2

PL-300×300×19

n=2

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-106より抜粋

10-42

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2) 鋼製支保工建込,運搬機械の機種の選定

鋼製支保工建込,運搬機械の機種の選定については、標準歩掛に合わせるものとする。

3) 鋼製支保工建込機械の運転時間

掘削1サイクル当たり鋼製支保工建込機械の運転時間は(T6)とする。ただし、下半

については建込機械を使用しない。

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-144 より抜粋

4) 鋼製支保工運搬機械の運転時間

掘削1サイクル当たり鋼製支保工運搬機械の運転時間(Tk3)は次表による。

表 10.5.19 支保工運搬機械の運転時間 (min)

掘 削 方 式 上 半 下 半

上半先進ベンチカット工法 15 10

「国土交通省 土木工事積算基準書 平成 18年度版」P.Ⅳ-5-②-144 より抜粋

5) 鋼製支保工労務

鋼製支保工労務は、掘削作業の編成人員で行う。

10-43

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10.5.5 覆工計画(積上)

覆工計画の歩掛については、標準積算に準拠する。

(1) 歩掛の設定範囲

覆工はトンネルの全断面に対する掘削断面積(設計断面)が対象となる。このため、歩掛

の設定範囲としては下表に示すとおりとなる。

表 10.5.20 歩掛の設定範囲(防水・覆工)

設計パターン・加背割 掘削断面積A

(設計断面) 適用範囲(m2) 設定範囲

DⅠ 全断面 82.373 77.5≦A<82.5 80

DⅢa 全断面 85.846 82.5≦A<87.5 85

DⅢ-P1、P2 全断面 97.703 92.5≦A<97.5 95

(2) 防水工施工歩掛

防水工の施工歩掛は次表とする。

表 10.5.21 防水工施工歩掛

職 種 単位 数 量

ト ン ネ ル 世 話 役 人 0.06

ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 0.17

ト ン ネ ル 作 業 員 〃 0.12

※1.上表は裏面排水設置労務を含む。ただし、裏面排水材料は別途計上する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-107 より抜粋

(3) 覆工,防水機械の機種の選定および機械歩掛

覆工,防水機械の機種・規格は次表を標準とする。

表 10.5.22 機種の選定

機 種 規 格 単位 数量

防水工作業台車 長さ4.5m 台 1

スライドセントル L=10.5m 基 1

コンクリートポンプ車黒煙浄化装置付

配管式圧送能力 90~100m3/h 台 1

※1.スライドセントルは、線形および現場条件により標準外になる場合は別途考慮するものとする。

※2.コンクリートポンプ車の作業能力は 17m3/h

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-107

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Page 46: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

表 10.5.23 コンクリートポンプ車

週/(トンネル延長)10m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

CⅡ 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

DⅠ 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

DⅡ 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

DⅢa 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

DⅢ

P1、P2 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-71、108 に準拠

表 10.5.24 スライドセントル

規格:L=10.5m m/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

CⅡ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅠ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅡ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅢa 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅢ

P1、P2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-71、108 に準拠

表 10.5.25 防水工作業台車

規格:半径 4~6m 長さ 4.5m m/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

CⅡ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅠ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅡ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅢa 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

DⅢ

P1、P2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-71、108 に準拠

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(4) 材料等歩掛

1) 防水シート

防水シートの使用量は下表を標準とする。

表 10.5.26 防水シート

規格:半径 4~6m 長さ 4.5m ㎡/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 18.01 18.80 19.59 20.38 21.17 21.95 22.74 23.53 24.32 25.11

CⅡ 18.01 18.80 19.59 20.38 21.17 21.95 22.74 23.53 24.32 25.11

DⅠ 18.11 18.83 19.56 20.29 21.02 21.75 22.48 23.21 23.94 24.67

DⅡ 18.22 18.98 19.74 20.49 21.25 22.01 22.77 23.53 24.29 25.04

DⅢa 17.70 18.40 19.10 19.80 20.50 21.20 21.90 22.60 23.30 24.00

DⅢ

P1、P2 17.70 18.40 19.10 19.80 20.50 21.20 21.90 22.60 23.30 24.00 17.70

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-71、109 に準拠

2) 覆工コンクリート

覆工コンクリートの使用量(ロスを含む)は下表を標準とする。

表 10.5.27 生コンクリート(余巻き含む)

m3/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 6.71 7.00 7.30 7.59 7.89 8.18 8.47 8.77 9.06 9.35

CⅡ 6.71 7.00 7.30 7.59 7.89 8.18 8.47 8.77 9.06 9.35

DⅠ 6.75 7.02 7.29 7.56 7.83 8.10 8.38 8.65 8.92 9.19

DⅡ 6.79 7.07 7.35 7.63 7.92 8.20 8.48 8.77 9.05 9.33

DⅢa 7.61 7.91 8.21 8.51 8.82 9.12 9.42 9.72 10.02 10.32

DⅢ

P1、P2 7.61 7.91 8.21 8.51 8.82 9.12 9.42 9.72 10.02 10.32

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-72、109 に準拠

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3) 諸雑費

a) 機械の諸雑費

諸雑費は、バイブレータの損料および燃料費であり、機械損料および運転経費の合計額

に次表の率を乗じた金額を上限として計上する。

表 10.5.28 (覆工+防水)諸雑費(その他機械)

%/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

CⅡ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

DⅠ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

DⅡ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

DⅢa 18 18 18 18 17 17 17 17 16 16

DⅢ

P1、P2 18 18 18 18 17 17 17 17 16 16

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-72、109 に準拠

b) 材料の諸雑費

諸雑費は、防水シート設置器具の損料および褄板,土台,剥離剤等の費用であり、材料

費の合計額に次表の率を乗じた金額を上限として計上する。

表 10.5.29 (覆工+防水)諸雑費(その他材料)

%/(トンネル延長)1m当り

掘削

方法 岩区分

設計掘削断面積(㎡) 摘要

50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

上下半

同時併

進工法

CⅠ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

CⅡ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

DⅠ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

DⅡ 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

DⅢa 18 18 18 18 17 17 17 17 16 16

DⅢ

P1、P2 18 18 18 18 17 17 17 17 16 16

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-179 に準拠

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(5) 型枠工歩掛

型枠の移動・据付・脱型作業の編成人員は次表を標準とする。

表 10.5.30 型枠の移動・据付・脱型作業の編成人員(人/方)

職 種 単 位 数 量

ト ン ネ ル 世 話 役 人 1

ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 6

ト ン ネ ル 作 業 員 〃 2

※1.移動用レールおよび枕木の移動,据付も含む。

※2.移動用レールおよび枕木の損料は、スライドセントル損料に含まれている。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-70、110 より抜粋

(6) 覆工コンクリート打設歩掛

発破工法における覆工コンクリート打設時の施工歩掛は、次表を標準とする。

覆工コンクリート打設時の編成人員は次表を標準とする。

表 10.5.31 覆工コンクリート打設時の編成人員(人/方)

職 種 単 位 数 量

ト ン ネ ル 世 話 役 人 1

ト ン ネ ル 特 殊 工 〃 6

ト ン ネ ル 作 業 員 〃 2

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-70、110 より抜粋

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10.5.6 工事用仮設備

(1) スライドセントル組立・解体

スライドセントル組立・解体歩掛は、次表とする。

表 10.5.32 スライドセントル組立・解体歩掛

名 称 規 格 単位 組立 解体

世話役 人 8.5 6.0

普通作業員 〃 7.0 2.0

設備機械工 〃 7.0 5.0

とび工 〃 17.5 13.5

特殊作業員 〃 40.5 20.0

電 工 〃 5.0 1.5

ラフテレーン

クレーン運転

排出ガス対策型(第 1 次基準値)

油圧式ジブ型 25t 吊 日 7.0 5.5

※1.移動用レールおよび枕木の設置・撤去を含む。

※2.トラッククレーンは、賃料とする。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-75 より抜粋

(2) 吹付プラント設備組立・解体

吹付プラント設備組立・解体歩掛は、次表とする。

表 10.5.33 吹付プラント設備組立・解体歩掛

名 称 規 格 単位 組立 解体

世話役 人 9.0 5.0

特殊作業員 〃 9.5 3.0

普通作業員 〃 8.0 2.0

設備機械工 〃 6.5 2.5

とび工 〃 20.5 14.5

溶接工 〃 3.5 1.5

電 工 〃 5.5 2.5

ラフテレーン

クレーン運転

排出ガス対策型(第 1 次基準値)

油圧式ジブ型 25t 吊 日 4.0 3.5

※1.基礎コンクリートは、別途計上する。

※2.ラフテレーンクレーンは、賃料とする。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-747 より抜粋

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(3) 防水工作業台車組立・解体

防水工作業台車組立・解体歩掛は、次表とする。

表 10.5.34 防水工作業台車組立・解体歩掛

名 称 規 格 単位 組立 解体

世話役 人 2.5 1.5

普通作業員 〃 1.5 1.0

設備機械工 〃 2.0 0.5

とび工 〃 2.5 2.0

特殊作業員 〃 10.5 4.5

電 工 〃 1.5 -

トラッククレーン運転 油圧伸縮ジブ型 4.9t 吊 日 1.5 1.0

※1.移動用レールおよび枕木の設置・撤去は、スライドセントルの組立・解体歩掛に含む。

※2.トラッククレーンは、賃料とする。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-75 より抜粋

(4) 工事用換気設備

換気設備の坑内配置で、切羽の掘削に伴い、送風機を増設する場合の送風機間隔は 100m

以上を標準とする。

切羽からの控え長さは、40mを標準とする。

(5) 仮設備保守

仮設備保守歩掛は、次表とする。

表 10.5.35 仮設備保守歩掛

名 称 単 位 数 量 摘 要

普通作業員 人 41.8

設備機械工 〃 〃

電 工 〃 〃

※1.仮設備保守とは、次の坑外設備の保守管理を行うものとする。

①電力設備 ②吹付プラント設備 ③換気設備 ④給排水設備等(濁水処理設備は除く)

※2.坑内作業において、支保工作業後は、上表の数量を「41.8×1/2」とする。

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10.5.7 インバート工(共通工種)

(1) 適用範囲

NATM(発破工法・機械掘削工法)によって施工する本インバート工の掘削工,ずり出

し工,鉄筋工(加工・組立),型枠工(製作・設置・撤去),コンクリート工(打設・養生),

埋戻し工(敷均し・締固め)に適用する。

(2) 機械器具損料

機械器具損料の算定は、「請負工事機械経費積算要領」に基づき行い、坑内で内燃機関付機

械(ダンプトラック,ブルドーザ等)を使用する場合は、黒煙浄化装置付排出ガス対策型お

よび黒煙浄化装置付を標準とし、そのうちドリルジャンボ,バックホウ,ホイールローダを

使用する場合は、トンネル工事用排出ガス対策型を標準とする。ただし、道路運送車両の保

安基準に排出ガス基準が定められている自動車の種別で、有効な自動車検査証の交付を受け

ているものは除く。

(3) 余堀および余巻コンクリート

インバート施工において設計厚に対する余堀・余巻コンクリート厚は 5 ㎝を標準とする。

(4) 施工概要

インバート施工の標準的な作業フローとしては下図に示すとおりである。

図 10.5.1 インバート施工標準作業フロー

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-30 より抜粋

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(5) インバート掘削工

インバート掘削工の施工歩掛は次表とする。

表 10.5.36 インバート掘削工施工歩掛 (10m3当たり)

名 称 規 格 単位 数量

トンネル世話役 人 0.15

トンネル特殊工 〃 0.44

トンネル作業員 〃 0.15

大型ブレーカ運転 トンネル工事用排出ガス対策型

油圧式 1,300 ㎏級 日 0.15

バックホウ運転 トンネル工事用排出ガス対策型・クローラ型

山積0.45m3 (平積0.35m3) h 0.94

チゼル損耗費 1,300 ㎏級用 本 0.01

※1.機械の運転労務は上表労務人員で行う。

※2.上表には破砕片除去,掘削面整形およびずり積込作業が含まれている。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-30 より抜粋

(6) インバートずり出し工

1) ずり出し方式

直送方式の場合は全て坑内作業とし、積替方式の場合、一次運搬(坑内~積替場所)は

直送方式に準じ、二次運搬(積替場所~捨場等)は一般運搬工で積算する。なお、直送方

式と積替方式の範囲は、片道 2.5 ㎞程度(運搬距離)が標準である。

2) ずり出し工の施工歩掛

ずり出し工の施工歩掛は次表とする。

表 10.5.37 ずり出し工施工歩掛 (10m3当たり)

名 称 規 格 単位 数 量

トンネル特殊工 人 0.10

ダンプトラック運転 坑内用普通ディーゼル

10t積級 h 1.52

※1.機械の運転労務は上表労務人員で行う。

(7) インバート鉄筋工(加工・組立)

鉄筋の加工・組立については別途計上する。

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(8) インバート型枠工(製作・設置・撤去)

1) 型枠製作歩掛

型枠製作歩掛は次表とする。

表 10.5.38 型枠製作歩掛(100m2当たり)

名 称 規 格 単位 数量

世 話 役 人 1.5

型 枠 工 〃 5.9

普 通 作 業 員 〃 1.5

諸 雑 費 率 % 16

※1.諸雑費は型枠合板,さん木,洋釘等の材料および電気ドリル,電気鋸,発動発電機損料等の費用であ

り、上表の労務費の合計額に諸雑費率を乗じた金額を上限として計上する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-31 より抜粋

2) 型枠設置および撤去歩掛

型枠設置および撤去歩掛は次表とする。

表 10.5.39 型枠設置・撤去歩掛(100m2当たり)

名 称 規 格 単位 数量

トンネル世話役 人 4.0

トンネル特殊工 〃 16.1

トンネル作業員 〃 4.0

諸 雑 費 率 % 14

※1.型枠設置・撤去歩掛には、剥離剤塗布,ケレン作業を含む。

※2.諸雑費は合板,組立支保材,剥離剤等の費用であり、上表の労務費の合計額に諸雑費率を乗じた金額

を上限として計上する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-31 より抜粋

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(9) インバートコンクリート工(打設・養生)

インバートコンクリート工(打設・養生)歩掛は次表とする。

表 10.5.40 インバートコンクリート工(打設・養生)歩掛(10m3当たり)

名 称 規 格 単位 数量

トンネル世話役 人 0.12

トンネル特殊工 〃 0.62

トンネル作業員 〃 0.12

コンクリートポンプ車運転黒煙浄化装置付・ブーム式

圧送能力 90~110m3/h h 0.80

諸 雑 費 率 % 1

※1.打設歩掛には打設に先立ち掘削面の清掃,排水,ポンプ車の移動,据付打設後の打設用パイプ清掃等の

労務も含む。

※2.養生歩掛は散水養生程度とする。

※3.機械運転労務上表労務人員で行う。

※4.コンクリート使用量は「第Ⅱ編第4章①コンクリート工 3.材料の使用量」による。

※5.諸雑費はコンクリート締固め機,養生用散水ポンプ損料,養生用シート等の費用であり、上表の労務費

の合計額に諸雑費率を乗じた金額を上限として計上する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 24年度」Ⅳ-5-①-32 より抜粋

(10) インバート埋戻工(敷均し・締固め)

1) インバート敷均し・締固め工歩掛

インバート敷均し・締固め工歩掛は次表とする。

表 10.5.41 インバート敷均し・締固め工歩掛(10m3当たり)

名 称 規 格 単位 数量

トンネル世話役 人 0.07

トンネル特殊工 〃 0.13

トンネル作業員 〃 0.07

ブルドーザ運転 排出ガス対策型黒煙浄化装置付

普通 15t級(13~16t) h 0.48

タイヤローラ運転 排出ガス対策型黒煙浄化装置付 8~20t 日 0.05

※1.上表はブルドーザによる敷均し、タイヤローラによる転圧作業である。

※2.機械の運転労務は上表労務人員で行う。

※3.タイヤローラは賃料を標準とする。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-32 より抜粋

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2) 埋戻し材の積込作業時間

埋戻し材の積込作業時間は次表とする。

表 10.5.42 埋戻し材の積込作業時間(10m3当たり)

名 称 規 格 単位 数量

バックホウ運転 排出ガス対策型・クローラ型

山積 0.8m3 (平積 0.6m3) h 0.48

※1.上表は、埋戻し材に掘削ずりを利用する場合の積込作業の時間である。

※2.埋戻し材の積込作業は、図 2.12.1 のとおり坑外作業である。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-32 より抜粋

3) 埋戻し材運搬ダンプトラックの作業能力

埋戻し材に掘削ずりを使用する場合のダンプトラックの作業能力は、「インバートずり

出し工 4-4-4(1)ずり出し運搬作業歩掛」による。

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10.5.8 スライドセントル損料

スライドセントル損率は、ガントリ(鋼材)・ジャッキ類等の転用部品を考慮し、次表を標準

とする。

表 10.5.43 スライドセントル損率

延長および損率

用 途 巻立施工延長(m) 損率(%)

本坑用

スライドセントル

500 55

3,000 90

非常駐車帯用

スライドセントル

30 55

150 90

※1.巻立施工延長により、損率は 55%から 90%とする。

※2.本坑用 500m未満、非常駐車帯用 30m未満の損率は 55%とする。

※3.本坑用 3,000m、非常駐車帯用 150mを越えるトンネルについては別途考慮する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-36 より抜粋

(1) スライドセントル損率(y)

y=a+L+b L=巻立施工延長

巻立施工延長 500m 1現場使用で損率 0.55

3,000m 1現場使用で損率 0.90

定数a,bを算出する。

0.55= 500a+b a=0.00014

0.90=3,000a+b b=0.48

非常駐車帯用も求める

0.55= 30a+b a=0.00292

0.90=150a+b b=0.4624

(2) 本坑用全断面スライドセントル1現場当たりの損料算定式(円/1 現場)

P×(0.00014L+0.48)

(3) 非常駐車帯全断面スライドセントル1現場当たりの損料算定式(円/1 現場)

P×(0.00292L+0.4624)

スライドセントル損料算定式 P×y

P:スライドセントル基礎価格

y:スライドセントル損率

として

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(4) スライドセントル枕木とレール

枕木 幅 20×厚さ 15×長さ 120 間隔 50 ㎝

n=(10.5÷0.5+1)×3スパン×2=132 本

V=132 本×1.2m×0.15m×0.2m=4.752m3

レール長=スライドセントル長×3スパン×2

レール供用日数(1回当り=全供用日数÷(使用延長÷セントル延長)

ただし、移動用のレールおよび枕木の損料は、スライドセントル損料に含まれているので

計上しない。

10-57

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10.6 工事工程計画

10.6.1 月当りの稼働日数および施工効率

掘削進行能力については、「国土交通省土木工事積算基準 平成 25 年度版」および「国土交通

省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」に基づくことを基本とする。

ただし、、本トンネルについては、「補助ベンチ付全断面工法」を採用していることから、当基

準に対応できないことから、別途、積み上げ方式によるサイクルタイムを算出する(以下は積上

方式に適用)。

(1) 月当り稼働日数

月当り稼働日数は、以下に示す事項より 20.9 日/月とする。

(2) 施工の効率化

施工効率は以下に示す事項より 1.3 倍とする。

1ヶ月の稼働日数については厚生労働省の統計より、「第4表年間休日総階級別企業数

割合,1企業平均年間休日総数および労働者1人平均年間休日総数(日)」が 113.7 日であ

ることから、以下のとおりとなる。

365 日-113.7 日 =251.3 日

251.3 日÷12 ヶ月 =20.942 ≒20.9 日

国土交通省のホームページの報道発表資料(平成 20 年 10 月 15 日)から下記に示すよ

うに、労働時間に対する改訂が行われた。

上記に記述されている「施工歩掛」に注目すると下式より「係数 0.769」が施工の効率

化による能力アップ率と判断できる。このため、施工歩掛が 0.769 少なくなっており、

1/0.769= 1.3 倍施工能力が向上されていることになる。

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10.6.2 積上方式による週当り・月当り作業量(掘進長)

(1) サイクルタイムの算出

補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)断面の掘削サイクルタイム表を以下に示

す。なお、固定時間については施工効率等を想定し、下表に示すよう設定した。

表 10.6.1 固定時間

加 背 工 種 固定時間項目 時間(min) 摘 要

全断面

掘 削

準 備 10 積算基準の上半に準拠

後片付け 10 〃

測 量 10 〃

吹付け 準 備 10 〃

後片付け 10 〃

ロックボルト準 備 10 〃

後片付け 10 〃

金 網 金網設置 30 〃

鋼製支保工 準 備 10 〃

支保工建込 30 〃

インバート部

掘 削

準 備 5 積算基準の下半の 1/2

後片付け 5 〃

測 量 5 〃

吹付け 準 備 5 〃

後片付け 5 〃

鋼製支保工 準 備 5 〃

支保工建込 25 積算基準の下半に準拠

次頁に補助ベンチ付全断面工法(インバート早期閉合)を適用している断面のサイクルタ

イム表を掲載する。

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表 10.6.2 サイクルタイム表(インバート早期閉合断面:全断面部)

表 10.6.3 サイクルタイム表(インバート早期閉合断面:インバート部)

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表 10.6.4 合計サイクルタイム表(インバート早期閉合断面)

表 10.6.5 サイクルタイム表(補助ベンチ付全断面掘削:全断面部)

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(2) 月当り進行長

週当り稼働日数を 5 日、月当り稼働日数を 20.9 日とすると、月当り掘進長としては、下表

に示すとおりとなる。

表 10.6.6 週当り進行長

設計パターン・加背割 週当り掘進長

m/週

週当り

稼働日数(日)

月当り

稼働日数(日)

月当り掘進長

(m/月)

DⅠ-b 全断面 13.30 5 20.9 55.6

DⅢa 全断面 12.33 5 20.9 51.5

DⅢ-P1 全断面 10.99 5 20.9 45.9

DⅢ-P2 全断面 12.04 5 20.9 50.3

※ 月当り掘進長 = 週当り掘進長/5×20.9(m/月)

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10.6.3 工事工程計画

(1) 全体工程計画

工事工程は、「準備期間(坑口付け含む)」,「掘削期間(掘削,ずり処理,支保)」,「掘削と

覆工との間隔」,「覆工コンクリート期間」,「排水工等雑工期間」,「跡片付け期間」をそれぞ

れ算出して決定する。

(2) 工事工程計画

1) 各工種の工程・期間

各工種別の工程計画としては、以下に示す事項に基づき計画を行うものとする。

①準備期間

準備期間は坑口までの工事用道路の造成,工事用仮設備の設置,その他準備に要する

日数であり、工事現場の実情に応じて計画を行うものとする。本計画では準備工(坑口

付け含む)として3ヶ月を計上する。

②掘削期間

掘削期間は地山分類別による積算歩掛(ユニットプライス)および掘削サイクルタイ

ムにより算出する。なお、掘削作業は1日2方とし、1ヶ月の平均実作業日数は 20.9

日とする。

③覆工コンクリート

覆工コンクリートの作業としては1日1方とし、1打設/2日としている。本計画トン

ネルに関しては、覆工コンクリート打設機械としてスライドセントルを使用するものと

し、1打設長としては 10.5mとする。

月当たりの進行長は次式による。

覆工コンクリート進行長=10.5m÷2 日×20.9 日=109.73m/月

④排水工等雑工

排水工等雑工に関する月当たりの進行長としては 400m/月を標準として計画を行う

ものとする。

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⑤坑門工

坑門工に関する施工期間としては、覆工コンクリート用のスライドセントルを型枠の

一部として使用する。従って、坑門工形式が一般的な面壁形式の場合においては、1箇

所当たり1ヶ月程度を計上する。また、起点側坑門工では半突出形式(L=6.0m)を計

画しており、施工期間としては面壁形式同様1箇所当たり1ヶ月程度を計上する。

⑥跡片付

跡片付に関しては1ヶ月を計上する。

(3) 掘削進行表

月進一覧を次表に示す。

表 10.6.7 月進一覧

設計パターン・工法 月当り進行長

(m/月) 摘 要

DⅠ 全断面 55.6 積上方式

DⅢa 全断面 50.3 積上方式

DⅢ-P1 全断面 45.9 積上方式

DⅢ-P2 全断面 50.3 積上方式

以下に掘削進行表を掲載する。

表 10.6.8 掘削進行表

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10.7 仮設備計画

10.7.1 給・排水設備計画

(1) 給水設備計画

1) 給水計画

トンネル工事計画において水の給水を必要とするのは、主に油圧削岩機の削孔水(ロッ

クボルト施工等),コンプレッサの冷却水であり、他に清掃水と雑用水等が必要である。

本トンネル工事における給水箇所としては、仮設ヤード近傍に位置している水路を水源

として利用し、ここより給水槽まで導水させ、給水槽から坑外・坑内の各設備へ供給する

計画とする。

2) 給水設備の機種・規格

給水設備の機種・規格は、「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編) 平

成 25 年度」によると下表が標準となっている。

表 10.7-1 給水設備の機種・規格(標準)

機 種 規 格 単位 数 量 摘 要

小型多段遠心ポンプ 65 ㎜×45m×5.5kw 台 1 給水槽~坑内・外

水 槽 鋼板製 20m3 〃 1

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-15 より抜粋・一部加筆

本計画では次図に示す仮設備配置図より、給水設備(給水槽)の機種・規格については、

上表に基づくものとし、各々の送水管長(坑外・坑内)は下表に示すとおりとする。

なお、給水設備(ポンプ・水槽)の台数は、下表に示すとおりとなる。

表 10.7-2 給水設備

項 目 小型多段遠心ポンプ

(台)

水 槽

(台)

送水管長(m)

ガス管白ネジ付きφ65 ㎜

坑外延長 坑内延長 総延長

給水設備 1 1 160 289 449

※1.坑内では控え 10m考慮

※2.坑内延長根拠

L=299-10+160=449m

10-66

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図 10.7.1 給水管延長(給水槽~坑外・坑内)

3) 給水設備の設置期間

給水設備の設置期間としては掘削期間とする。なお、運転時間は1方当たり 7h/日を標

準とする。

表 10.7-3 設置期間

区 分 台数 開始(ヶ月) 完了(ヶ月) 設置期間(ヶ月)

本坑施工 1 台 15.9 21.8 5.9

4) 必要送水量の算定

① ドリルジャンボ使用水

使用機種:2ブームドリルジャンボ・ホイール型(油圧ドリフタ 150㎏級)

Q1=65 ㍑/min×2台 =130 ㍑/min

②コンプレッサ冷却水量

コンプレッサ冷却水量:1台当たりの冷却水量 120 ㍑/min

Q2=120㍑/min×2台 =240 ㍑/min

※ コンプレッサ冷却水量については循環式であり、蒸発等により消費する分のみを補

充すればよいことから、雑用水に含むものとして特に水量としては計上しない。

③清掃水および雑用水

Q3=50㍑/min

④清掃水および雑用水

Q4=50㍑/min

貯水槽 給水管(坑外) L=160m

本坑施工時給水管(坑内) L=299m

10-67

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※ 吹付プラントの混練能力を 25m3/h とし、吹付コンクリート 1m3当たりの混練水を

約 200 ㍑/min、プラントの稼働率を 60%程度と仮定すると、使用水量は次のようにな

る。

吹付プラント使用水量=25×200×0.6=3,000 ㍑/h =50 ㍑/min

ただし、当水量については常時使用するものでないことから、雑用水に含むものと

して水量としては計上しない。

従って、本坑施工時における必要送水量としては次のとおりとなる。

ΣQ=Q1+Q3=130 ㍑/min+50 ㍑/min=180 ㍑/min(0.180m3/min)

5) 送水管系統の算定

水源である水路から給水槽までは下図に示す系統となる。

図 10.7.2 概略排水系統図(水源)

水源から給水槽までの送水方法としてはポンプアップによる方法とする。送水計画概念

図は下図に示す通りである。なお、本計画では給水源となる大津田川と給水槽までの高低

差を考慮し、送水ポンプの容量を算定するものとする。

図 10.7.3 概略排水系統図(水源)

水 源 取水管L=15m

貯水槽

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a) 全揚程の算出

H=Ha+he+V2/(2×g) (m)

H :全揚程 (m)

Ha:実揚程 (2.5m)

he:損失水頭 (m)

he=(λ×L/D+fd)×V2/(2×g)

λ :摩擦損失水頭

λ=0.02+0.0005/D=0.028

D :管 径 (65 ㎜)⇒0.065m

L :送水管長 (L=15.0m)

fd:曲がり損失水頭 (0.5)

V :管内平均流速 (m/sec)

V=(4×Q)/(π×D2×60)

V=(4×0.180)/(π×0.0652×60)=0.90(m/sec)

Q :必要送水量 (m3/min)

∴he=(0.028×15/0.065+0.5)×0.902/(2×9.8)=0.29(m)

従って、全揚程は次式の通りとなる。

H=2.5+0.29+0.902/(2×9.8)=2.8(m)

b) 所要動力

軸動力(S)=0.163×P×Q×H/ηp (kW)

S :軸動力 (kW)

P :液体比重 (1.0)

Q :必要送水量 (0.294 /min)

H :全揚程 (m)

ηp:ポンプ効率 (0.6)

S=0.163×1.0×0.180×2.8/0.6=0.1(kW)

原動機所要動力(R)=S×1.15

R=0.1×1.15=0.12(kW)

以上より、本トンネル工事における送水ポンプの機種・規格としては、「建設機械等

損料表」下表に示す通りとする。

表 10.7-4 設置期間

機 種 規 格 単 位 数 量 摘 要

取水ポンプ 工事用水中モーターポンプ

50 ㎜×5m×0.4kW 台 1

水源~給水槽

送 水 管 ガス管白ネジ付 φ65㎜ m 15

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(2) 坑内仮排水設備計画

1) 坑内仮排水設備の機種・規格

一般に坑内に用いる仮排水設備としては、本線縦断勾配が 0.3%以下、または、逆勾配

の場合等でポンプ排水を必要とする場合に設置する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編) 平成 25 年度」における坑内

仮排水設備の標準規格を次表に示す。

表 10.7-5 坑内仮排水設備

機 種 規 格 単位 数量

工事用水中ポンプ 50 ㎜×20m×2.2kW 台 4

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-15 より抜粋

古口トンネルの縦断勾配は、施工側坑口(終点側)より 2.5%の上り勾配(順施工)で

計画されている。

このため、本工区に設置する坑内仮排水設備については、自然流下による排水が可能と

なる。このため、坑内仮排水設備を設ける必要はない。

10-70

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10.7.2 換気・集じん設備計画

(1) 概 要

トンネル工事中の換気設備は、内燃機関等により発生する有毒ガス,発破による後ガス,

コンクリート吹付作業時の粉塵を換気により除去または集じんし、坑内作業員等に新鮮な空

気を送るために使用する。

「H24.国土交通省土木工事積算基準」においては、坑内の換気は掘削断面,長さ,自然条

件等を考慮して、自然換気に期待し得る場合でもこれに依存することなく換気設備を設置す

ることを標準としている。

なお、本章で算定する「換気量の算定」,「ファンの選定」,「集じん設備」の選定は「新版・

ずい道等建設工事における換気技術指針≪換気技術の設計及び粉じん等の測定≫ 平成 24 年

3 月(建設業労働災害防止協会)」に基づき計画を行うものとする。

(2) 換気方式の選定

1) 概 要

換気・集じん設備は、トンネル内で発生する有毒ガス,粉塵等の空気汚染物質を合理的

に集じん排気するか、新鮮空気を送気して稀釈するために行うものである。この換気方式

には送風機等により強制的に換気する強制換気と自然換気がある。

強制換気には風管による風管換気方と坑道換気方がある。また、風管換気法においては

拡散希釈方式、希釈封じ込め方式、吸引捕集方式があり、それぞれに送気式、排気式、送・

排気組合せ式が考えられる。

なお、自然換気については、時期や期間により無風状態となることも考えられ採用に当

たっては十分な状況把握が必要である。

図 10.7.4 換気方式の全体概念

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年 3月」p.64 より抜粋

次頁に各種換気方式の概要を示す。

10-71

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表 10.7-6 各種換気方式の概要(拡散希釈方式)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年 3月」p.66,67 より抜粋

表 10.7-7 各種換気方式の概要(希釈封じ込め方式)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年 3月」p.66~69 より抜粋

10-72

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表 10.7-8 各種換気方式の概要(吸引捕集方式)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年 3月」p.68,69 より抜粋

表 10.7-9 各種換気方式の概要(坑道換気方式)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成24年 3月」p.70,71 より抜粋

10-73

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2) 強制換気の適用

強制換気は、風管換気法と坑道換気法に大別され、風管換気法は拡散希釈方式(送気式,

排気式,排気組合せ式)、希釈封じ込め方式(送気・集じん式,排気・集じん式,送・排

気組合せ・集じん式)、吸引捕集方式(送気・吸引捕集式,吸引捕集排気式,吸引捕集集

じん排気式)がある。また、坑道換気法は工事中のトンネル自体がループ状になった場合

にそれを風管代わりに有効活用する換気方式である。これらの各種の換気方式の適用は、

トンネル規模(断面積,延長など),施工方法,施工条件等を考慮し、 も適合した方式

を選定する必要がある。

近年、NATMの標準化によりコンクリート吹付が多用されるようになったことによっ

て、有害物質の発生は極めて多様化してきており、トンネル内の作業箇所も上半切羽,下

半切羽,覆工のコンクリート打設箇所等と点在している。また、 近は周辺の環境保全対

策としてトンネル坑口部に防音扉を設置することもあり、換気計画立案に際しての環境要

因はますます複雑化している。このようなことから、換気ファン,風管などの換気設備の

効率化・経済的な運用と、トンネル工事の換気計画における換気方式の選定は、非常に重

要な項目となっている。

表 10.7-10 風管換気法における各方式の要領

分 類 方 法 要 領

換気ファン

の配置方法

集 中 トンネル全延長の設備容量をもつ換気ファンをトンネ

ル外またはトンネル内に一括して設備する。

直 列 風管の中間に所要換気量に見合う換気ファンを分散し

て設備する。

換 気 方 式

送 気 式 トンネル外の新鮮空気を換気ファン,風管によってト

ンネル外へ送気する。

排 気 式 トンネル内の汚染空気を換気ファン,風管によってト

ンネル外へ強制的に排出する。

送・排気併用式 送気・排気の2系列の換気設備をトンネル全延長にわ

たって設備して排気を行う。

送・排気組合式 送気・排気の換気設備をトンネル内に設備し、送気・

排気を組合せて換気を行う。

風管内の圧力 風管内:正 圧 風管内の圧力が正圧である。

風管内:負 圧 風管内の圧力が負圧である。

一般的に採用されている風管換気法は、トンネル内空気の環流の違いによって基本的に

送気式,排気式に分類されるが、実際の換気設備においては、この送気式,排気式を併用し

た送・排気併用式、あるいは、送気式と排気式を組合せた送・排気組合せ式が多くなってき

ている。

また、これらの方式には換気ファンの台数とその配置状況によって、集中と直列に分け

られる。さらに、風管内の圧力によっては正圧と負圧に細分化することができる。

近年では、大型集塵装置を活用した換気装置が使用され、粉塵,排出ガスの局所清浄化

10-74

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により効果を上げている。

このように、トンネル工事における換気方式には多種多様な方式があるので、そのトン

ネルの規模(断面,延長),施工方法,周辺環境などを十分に考慮して、より良い作業環境

と施工条件に もよく適合した換気方式を選定する必要がある。

表 10.7-11 風管換気法における各方式の要領

項 目 風 管 換 気 法 坑 道 換 気 法

漏 風漏風をなくすことは困難で、漏風を

見込んだ風量を決める必要がある。

漏風がないため、換気ファンの風量その

ものが換気量となるので効率が良い。

風 量

トンネル内に設置できる風管には限

度があり、大風量を送ることが困難

である。

掘削したトンネルそのものを風管として

適用するため、大風量を送気することが

可能となる。

電 力 費 風管内の風速が大きいため、圧力損

失が大きく、電力費が高い。

トンネル内の圧力損失が小さくなり、電

力費が安くなる。

風 管 設 備 費

風管の敷設、撤去に費用を要する。 風管が局所的なものだけとなるため、風

管の敷設・撤去,維持・管理などの費用

の低減ができる。

トンネルの形状

トンネル形状に関係なく適用でき

る。

送気口と排気口が各々独立し、互いに連

絡し合っている2つのトンネル坑口が必

要であり、適用が限定される。

本トンネルでは集塵機との組み合わせを基本とし、トンネル工事で一般的に使用されてき

た④ 送気・集じん方式,⑦送気・吸引捕集式の比較検討を行う。

なお、本トンネルは避難坑がないため、坑道換気法及び、坑内の作業環境を考え、自然換

気法は検討除外とする。

10-75

Page 77: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(3) 所要換気量の算定

1) 換気風管長

図 10.7.5 換気方式の基本配置図

L : トンネル延長 : 299m

L1 : トンネル坑口から坑内風管先端までの延長 (259m)

切羽からの控え 40m

L2 : 風管延長 (295m)

坑外風管延長 36m

2) 所要換気量の算定

トンネル工事中の換気量の算定は以下に記す項目について行うものとする。

Qp :作業員に対する換気量

Q2a:発破の後ガスに対する換気量

Q2b:発破の粉じんに対する換気量

Q3 :機械・車両の排出ガスに対する換気量

Q4 :吹付作業の粉じんに対する換気量

Q6 :坑内風速から求めた換気量

所要換気量としては、機械掘削を採用していることから、QpとQ3,Q4,Q6 のうち、

大のものと合算したものを所要換気量としている。

風 管

50m以内

トンネル延長 L

40m L1=L-40m

L2=L1+10m

新鮮空気

新鮮空気(清浄化)集塵装置汚染空気

新鮮空気

スライドセントル 送風機(主換気ファン)

10-76

Page 78: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

作業員に対する換気量

発破の後ガスに対する換気量

発破の粉じんに対する換気量

機械・車両の排出ガスに対する換気量

吹付け作業の粉じんに対する換気量

坑内風速からの換気量

維持管理

施工方法、機器配置等の検討・換気,集じん機器類

風管位置等・吹付けコンクリート配合例

Qmax2 = Q2a or Q3 or Q6

(有毒ガス,熱,坑内風速対策)

施 工

YES

粉じん3mg/ 以下か

Qmax = Qmax2

Qa = Qp + Qmax

(呼気換気量の保証)

NO換気方式は

吸引捕集方式か

YES

Qmax = Qmax1 Qmax = Qmax2 Qmax = (Qmax2,Q6)

NO Qmax2は

可燃性ガスで決まって

いるかQmax1>Qmax2 NO

YES YES

START

Qmax=max(Q2a,Q2b,Q3,Q4,Q6)

Qmax1=Q4 or Q2b

(粉じん対策)

Q3

Q4

Q6

Qp

Q2a

Q2b

図 10.7.6 所要換気量の設定フロー

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん等の測定>

平成 24 年 3月(建設業労働災害防止協会)P.143」

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a) 作業員に対する換気量(Qp)

トンネル工事中における1方当たりの構成人員は、全断面掘削工法を採用していること

から、「国土交通省土木工事標準積算基準書、P.Ⅳ-5-①-35」より下表に示す通りである。

表 10.7-12 掘削作業の編成人員

職 種

補助ベンチ付全断面工法

(上半先進ベンチカット工法) 覆 工 合 計

全断面(上・下半)

ト ン ネ ル 世 話 役 1 1 2

ト ン ネ ル 特 殊 工 7 6 11

ト ン ネ ル 作 業 員 1 2 3

合 計 9 9 18

注)ずり運搬距離が 1.2km を超えることから、トンネル特殊工を1人追加する。

工程的に通常は掘削作業と覆工作業が重複することから、計画上、覆工作業員を含めた合

計人員が坑内作業員に対する換気量(Qp)の対象となる。

Qp=q×N (m3/min)

q : 作業員1人当たりの所要換気量 (q=3.0m3/min)

N : トンネル坑内作業員

Qp=3.0×18 = 54.0m3/min

b) ディーゼル機関の排出ガスに対する換気量(Q3)

トンネル坑内でディーゼル機関を使用する場合、その排出ガス中の窒素酸化物(NOx)

を稀釈し安全な状態にするのに必要な換気量を計算するときは、NOを換気対象ガスとし、

NOの許容濃度である 25ppm以下に稀釈するものとする。また、使用する機械が「排

出ガス対策型建設機械」として規制を受けるのか、あるいは「道路運送車両法」の規制を

受けるのかによって、出力当たりの換気量が異なることに注意する必要がある。

トンネル工事で、使用するディーゼル機関から排出される有毒ガスに対する所要換気量

(Q3)は次式により算出される。

Q3=(Hs×qs×αs)+(Hd×qd×αd)+(He×qe×αe) (m3/min)

Q3 : 所要換気量 (m3/min)

Hs : ショベル系の使用機械の総出力 (kW)

Hd : ダンプ系の使用機械の総出力 (kW)

He : その他機械の使用機械の総出力 (kW)

qs : ショベル系の実出力当たりの換気量 (m3/min・kW)

qd : ダンプ系の実出力当たりの換気量 (m3/min・kW)

qe : その他機械の実出力当たりの換気量 (m3/min・kW)

10-78

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αs : ショベル系の負荷率

αd : ダンプ系の負荷率

αe : その他機械の負荷率

実出力当たりの換気量(q)及び負荷率に関しては、「改訂・ずい道等建設工事におけ

る換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.125」より下表の数値を使用するものとする。

表 10.7-13 実出力当たりの換気量(q)及び負荷率

実出力当たりの換気量 q( /min・kW)

排出ガス規制

出力区分

P(Kw)

ディーゼル機関

搭載機械の種別

①排出ガス対策型建設機械

②道路路運送車両法(ディーゼル特殊自動車)排出ガス規制適合車

③オフロード法排出ガス規制適合車

負荷率 ①第 1次基準

①第 2次基準

②H15年規制

①第 3次基準

②③H18年規制②③H23年規制

30≦P<272 75≦P<560 75≦P<560 75≦P<130 130≦P<560

ショベル系 4.9 3.2 1.9 1.8 1.1 0.5

ダンプ系(坑内用) 4.9 3.2 1.9 1.8 1.1 0.25

排出ガス規制

ディーゼル機関

搭載機械の種別

道路運送車両法(ディーゼル重量車)

排出ガス規制適合車

負荷率H9年規制 H15 年規制 H17 年規制 H21 年規制

2.5t<GVW 3.5t<GVW

ダンプ系(普通) 2.4 1.8 1.1 0.6 0.2

その他機械 2.4 1.8 1.1 0.6 0.2

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん等の測定>

平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)P.110」

10-79

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表 10.7-14 坑内ディーゼル機関車両の有害ガスに対する換気量(Q3)

機 械 名 称

出力

kW

負荷率

(α)

実出力当た

り換気量

(q)

m 3 / m i

n・kW

換気量

m 3 / m

in

掘ず

削し

吹付

摘 要

2ブームドリルジャンボ 60 0.50 4.9 147 1

ホイールローダ 2.3m3級 140 0.50 4.9 343 1

バックホウ0.6m3ずり積込 104 0.50 4.9 255 1

10tダンプ 246 0.25 3.2 197 2

吹付用トラックミキサ

4.4m3級 213 0.20 1.8 77 1

コンクリートポンプ車

90~100m3/h 141 0.20 1.8 51 1 1 1

覆工用トラックミキサ

4.4m3級 213 0.20 1.8 77 2 2 2

2tトラック

モルタル注入用台車98 0.20 1.8 35

クレーン付 4tトラック 132 0.20 1.8 48 1

コンクリート吹付機 171 0.5 4.9 419 1

所 要 換 気 量 合 計 1197 701 400

上表より、「機械掘削区間」における坑内ディーゼル機関車両の有害ガスに対する換気

量(Q3)としては以下に示す通りとなる。

Q3=1197 (m3/min)

10-80

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c) コンクリート吹付時の粉塵に対する換気量(Q4)

① 希釈封じ込め方式の場合

希釈封じ込め方式では、吹付け粉じんの発生量を推計し、希釈風量によって粉じん濃

度を目標レベルに低減する。

粉じん発生量Foは次式によって求める。

Fo=360×Po×α(㎎/min)・・・定格吐出量の場合

または

600×Po×α(㎎/min)・・・実吐出量の場合

ただし、適用条件としては掘削断面積 40~100㎡の範囲とする。

Fo:粉じん発生量 (㎎/min)

360 :定数 (定格吐出量の場合)

Po:吹付機定格吐出量( /h):22( /h)

α :粉じん発生量低減対策による低減効果係数

α=1.0:対策なし

α=0.75:粉じん低減剤・SECコンクリート・微粒分混入

α=0.6:スラリー急結剤吹付

α=0.4:液体急結剤・エアレス吹付け

本計画については、特殊な設備等の必要ない工法として、以下について比較する。

ケース1:α=1.0:対策なし

ケース2:α=0.75:粉じん低減剤・SEC コンクリート・微粒分混入

拡散希釈に必要な所要換気量Q4a は、次式によって求める。

Q4a=Fo/(Ga-Go)( /min)

Q4a:所要換気量 ( /min)

Ga:粉じん濃度目標レベル (3㎎/ 以下)

Go :拡散希釈に用いる空気の濃度 (㎎/ )

送気式(外気):0.07 ㎎/

排気式(坑内): 0.3 ㎎/

粉じん発生量は吹付け機の定格吐出量により算出する。

ケース1:α=1.0 の場合(Po=22 /h)

Fo=360×Po×α(㎎/min)=360×22×1.0=7920 ㎎/min

Q4a=Fo/(Ga-Go)( /min)=7920/(3-0.07)=2703( /min)

ケース2:α=0.75 の場合(Po=22 /h)

Fo=360×Po×α(㎎/min)=360×22×0.75=5940 ㎎/min

Q4a=Fo/(Ga-Go)( /min)=5940/(3-0.07)=2027( /min)

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Page 83: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

② 吸引捕集方式の場合

希釈封じ込め方式は、粉じんの吸込み口が切羽直近にあり、切羽で発生した粉じんを

拡散させることなく、ダクトにより捕集排除する方式である。吸込み口は、可能な限り

切羽に接近させることが望ましい。

吸引捕集方式の吸込風量は、切羽の粉じん発生量に関係なく、切羽をフレッシュエア

で封じ込めるために必要な制御風速(坑内風速)で決定される。

吸引捕集の吸引風量QDは次式で求める。

QD =At×v×60 ( /min)

QD :吸込風量 ( /min)

v :制御風速 (m/s)

TBM等隔壁がある場合(0.25~0.3m/s)

自由断面で拡散しやすい場合(0.4m/s 以上):0.4m/s を採用

At :トンネル掘削断面積(97.703 ㎡:DⅢ-P パターン(全断面))

【条件】有害ガス希釈を満足するため、QD≧Qaが成立すること

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん等の測定>

平成 24 年 3月(建設業労働災害防止協会)P.118」

上式より、吸引捕集方式の吸込風量(QD)は、以下に示す通りとなる。

【全断面掘削】

QD =At×v×60=97.703×0.4×60= 2,345( /min)

d) 望ましい風速から求めた換気量(Q6)

トンネル内の風速は、坑内で排出される排気ガス,粉塵,発破の後ガス,自然発生の有

害ガスなどを安全な濃度に稀釈するのに必要な換気量によって決定されるが、粉塵の発生

量については、山岳トンネルでは前項に示したように定量化することは困難である。

本計画においては、「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設

計及び粉じん等の測定> 平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)、P.230」より、望

ましい風速として坑内風速を 0.3m/sとしていることから、本数値を採用した場合におけ

る換気量の算定を行うものとする。

Q5=v×60×At’ (m3/min)

Q5 : 所要換気量 (m3/min)

v : トンネル内の風速 (m/s)

At’ : トンネル吹付内空断面積 (85.276m2):DⅢ-P 断面

上式より、望ましい風速から求めた換気量(Q5)としては以下に示す通りとなる。

Q5=0.3×60×85.276 = 1535 (m3/min)

以上の計算結果より、各所要換気量としては下表に示す通りとなる。

10-82

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表 10.7-15 各所要換気量一覧

換気方式

換気量

機械掘削

希釈封じ込め方式 吸引捕集

ケース1 ケース2 ケース3

作業員の呼気 QP 54 54 54

機械の排出ガス Q3 1197 1197 1197

吹付け時の粉じん α 1.0 0.75 -

Q4 2703 2027 -

坑内風速 Q6 1535 1535 1535

吹付け QD -

2345

所要換気量

Qmax1 2703 2027 -

Qmax2 1535 1535 1535

Qmax 2757 2081 1589

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(4) 換気ファンの選定

1) 希釈封じ込め方式(ケース1)

a) 諸条件

・所要換気量 : Qa=2757 (m3/min)

・風管の種類 : 不燃性ビニル風管(ファスナー式風管,定着長さ 10m)

・風管の直径 : Dd=φ2.0 (m)

風管内の風速v = 10m の場合

Dd=2.4m

風管内の風速v = 15m の場合

Dd=2.0m

以上から風管の直径は、 小となる 2.0m とする。

・風管の延長 : Ld=295(m)(掘削延長 299m-控え 40m+坑外 36m)

b) 風管内の風速(v)

望ましい管内風速としては、送気の場合は、v=10~15m とする。

v=Qa/(60×Ad) =Qa/(15×π×Dd2)

=2757/(15×π×2.02)

=14.6 (m/s)

c) 風管の直管部の圧力損失(hd)

hd=λ×(ρ/2)×(Ld/Dd)×v2×10-3

=0.020×(1.2/2)×(295/2.0)×14.62×10-3

=0.38 (kPa)

λ : 風管の圧力損失係数 (0.020)

ρ : 空気の密度 (1.2 ㎏/m3)

表 10.7-16 風管の圧力損失係数(λ)

風管の種類

風 管 径 (㎜)

500未満 500 以上 750 以上 1,000 以上

1,500 以上 750 未満 1,000 未満 1,500 未満

硬 管 0.050 0.035 0.030 0.025 0.020

軟管(リング付) 0.050 0.040 0.035 0.030 0.030

軟管(リング無) 0.040 0.030 0.025 0.025 0.020

硬 管 : スパイラル風管(薄肉管),アルミニウム加工風管,FRV 管

軟管(リング付) : 樹脂加工布風管(リング式),樹脂加工布風管(スパイラル式)

軟管(リング無) : 樹脂加工布風管(ファスナ式)

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、

P.165」より

10-84

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d) 風管の変形等の圧力損失(Σhb)

hb=ζ×(ρ/2)×v2×10-3

=ζ×(1.2/2)×14.62×10-3

=0.128×ζ=0.128×1.35 = 0.17

ζ : 風管の変形等の圧力損失係数

・ 入口部(hb1):急な拡大として A1/A2 を比率により算出

A1/A2 = 2.270/3.142 = 0.72

A1 = 1.72×π/4 = 2.270(送風機 3000m3/minの口径)

A2 = 2.02×π/4 = 3.142(風管Φ2000mm)

A1/A2 = 0.6→0.16、A1/A2 = 0.8→0.04 より、A1/A2 = 0.72→0.09

・ 出口部(hb2):管の吹き出し口として、1.0

・ 曲がり部(hb3):坑外等を考慮し、1箇所 R/d=1.0 として、0.26

ζ=hb1+hb2+hb3 =0.09+1.0+0.26

=1.35 (kPa)

e) 風管全体の圧力損失(hT)

hT =hd+hb

=0.38+0.17

=0.55(kPa)

10-85

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「ずい道等建設工事における換気技術指針」より

10-86

Page 88: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

f) 風管の漏風量(q)

q=α×hT×10-2×π×Dd×(Ld/a)

=20×0.55×10-2×π×2.0×(295/10)

=20 (m3/min)

a :風管の継手間隔 (m)

硬管(スパイラル風管:4m) 軟管(樹脂加工布風管ファスナ式:10m)

α :風管の種類による係数

硬管(スパイラル風管) α=3~5(標準は 4)

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) α=18~22(標準は 20)

g) 換気ファンの風量(Qf)

① Qf1=Qa+q

=2757+20

=2777 (m3/min)

② Qf2=Qa/(1-m) =Qa/{1-(β×Ld/100)}

=2757/{1-(0.010×295/100)}

=2841 (m3/min)

m :m=β×Ld/100

β :100m当たりの漏風率

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) β=0.010

表 10.7-17 風管 100m当たりの漏風率(β)

風 管 の 種 類

及 び

風 管 径

風 管 径 (㎜)

750 以上 1,000 以上 1,500 以上

1,000 未満 1,500 未満

硬管(スパイラル風管) 定着長 4m 0.018 0.013 0.008

軟管(樹脂加工布風管)

ファスナ式

定着長 10m 0.020 0.015 0.010

定着長 100m 0.005 0.003 0.002

※-1. 5kPa級以下の換気ファンを使用する場合。

※-2. 指定の定着長風管のみ使用した場合の漏風率を示す。

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.167」より

漏風量(hT)が 0.55 で 5.0kPa 以下であるため、Qf2(②=2,841 /min)の式で

算出した結果を採用する。

10-87

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h) 換気ファンの圧力(hf)

hf =(Qf/Qa)×hT

=(2,841/2,757)×0.55

= 0.57(kPa)

i) 換気ファンの理論動力(N)

N=Qf×hf/60

=2,841×0.57/60

=27 (kW)

j) 換気ファンの選定

以上より換気設備(反転軸流式ファン)は下記に示す2台必要となる。

風 量 : 3000m3/min×1台゜

送風機全圧 : 4.9kPa(500 ㎜Aq)

電 動 機 : 160kW×2

k) 限界送風距離の算定

本トンネルの送風限界長を以下に算出する。

全段運転をした場合の静圧は hf=4.9kPa である。

風管径φ2.0mとした場合の風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×2,841/(π×2.02)/60

=15.072(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

ここで

hf:換気ファンの圧力(kPa)

hf:直管の圧力損失(kPa)

hb:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失(kPa)

λ:直管部の圧力損失係数(-)

ζ:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失係数(-)

Ld:風管の長さ(m)

Dd:風管の直径(m)

V:風管末端の平均速度(m/s)

ρ:空気の密度(㎏/m3) (通常の空気の比重γ=1.2 ㎏/m3)

m:風管全長の漏風率(-)

β:風管 100m当りの漏風率(-)

10-88

Page 90: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

=(100×4.9-100×0.17)/(100×0.02×0.6/2.0×15.0722×10-3+0.01×4.9)

=2,553m(>295m)

従って、本トンネル工事の換気に対する延長 295m(送風延長)と比較した場合、送

風が可能である。

l) 1段単段運転の検討

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年

6 月(建設業労働災害防止協会)」では、単段運転に関して以下のよう記載があり、電力

費の低減を目的に採用してきた。

2 重反転型の軸流ファンは、送風距離の延長に応じて 1 段目あるいは 2 段目だけの単段運手間

ができ電力費は低減が図れる。2 分割して静翼アタッチメントを取付けた状態では、正規値に対

し風量は 100%、静圧は 40%となる。

改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年 6 月 (建設業労働災害防止協会)P.150

ただし、「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん

等の測定> 平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」においては、上記の単段運転

に対する記載が削除された。

本トンネルでは工費削減のために単段運転の検討を行う。単段運転の風圧については

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定>P.150 平成

14 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」より、2分割を行った状態では、送風機の正規

値に対して風量は 100%,静圧は約 40%になるとしている。

このため、前出したファンを1段運転した場合の静圧は、

4.9 kPa×0.4 =1.96 kPa

となる。

風管径をφ2.0mとしたときの風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×2,841/(π×2.02)/60

=15.072(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

10-89

Page 91: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

=(100×1.96-100×0.17)/(100×0.020×0.6/2.0×15.0722×10-3+0.010×1.96)

= 1,148m(<295m)

従って、本トンネル工事の換気については、トンネル全線について単段運転の送風は

可能となる。

10-90

Page 92: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

2) 希釈封じ込め方式(ケース2)

a) 諸条件

・所要換気量 : Qa=2081 (m3/min)

・風管の種類 : 不燃性ビニル風管(ファスナー式風管,定着長さ 10m)

・風管の直径 : Dd=φ1.8 (m)

風管内の風速v = 10m の場合

Dd=2.1m

風管内の風速v = 15m の場合

Dd=1.8m

以上から風管の直径は、 小となる 1.8m とする。

・風管の延長 : Ld=295(m)(掘削延長 299m-控え 40m+坑外 36m)

b) 風管内の風速(v)

望ましい管内風速としては、送気の場合は、v=10~15m とする。

v=Qa/(60×Ad) =Qa/(15×π×Dd2)

=2081/(15×π×1.82)

=13.6 (m/s)

c) 風管の直管部の圧力損失(hd)

hd=λ×(ρ/2)×(Ld/Dd)×v2×10-3

=0.020×(1.2/2)×(295/1.8)×13.62×10-3

=0.36 (kPa)

λ : 風管の圧力損失係数 (0.020)

ρ : 空気の密度 (1.2 ㎏/m3)

表 10.7-18 風管の圧力損失係数(λ)

風管の種類

風 管 径 (㎜)

500未満 500 以上 750 以上 1,000 以上

1,500 以上 750 未満 1,000 未満 1,500 未満

硬 管 0.050 0.035 0.030 0.025 0.020

軟管(リング付) 0.050 0.040 0.035 0.030 0.030

軟管(リング無) 0.040 0.030 0.025 0.025 0.020

硬 管 : スパイラル風管(薄肉管),アルミニウム加工風管,FRV 管

軟管(リング付) : 樹脂加工布風管(リング式),樹脂加工布風管(スパイラル式)

軟管(リング無) : 樹脂加工布風管(ファスナ式)

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.165」より

d) 風管の変形等の圧力損失(Σhb)

hb=ζ×(ρ/2)×v2×10-3

=ζ×(1.2/2)×13.62×10-3

=0.111×ζ=0.111×1.28 = 0.14

10-91

Page 93: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

ζ : 風管の変形等の圧力損失係数

・ 入口部(hb1):急な拡大として A1/A2 を比率により算出

A1/A2 = 2.270/2.545 = 0.89

A1 = 1.72×π/4 = 2.270(送風機 3000m3/minの口径)

A2 = 1.82×π/4 = 2.545(風管Φ1800mm)

A1/A2 = 0.8→0.04、A1/A2 = 1.0→0.0 より、A1/A2 = 0.89→0.02

・ 出口部(hb2):管の吹き出し口として、1.0

・ 曲がり部(hb3):坑外等を考慮し、1箇所 R/d=1.0 として、0.26

ζ=hb1+hb2+hb3 =0.02+1.0+0.26

=1.28 (kPa)

e) 風管全体の圧力損失(hT)

hT =hd+hb

=0.36+0.14

=0.50(kPa)

10-92

Page 94: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

「ずい道等建設工事における換気技術指針」より

10-93

Page 95: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

f) 風管の漏風量(q)

q=α×hT×10-2×π×Dd×(Ld/a)

=20×0.50×10-2×π×1.8×(295/10)

=17 (m3/min)

a :風管の継手間隔 (m)

硬管(スパイラル風管:4m) 軟管(樹脂加工布風管ファスナ式:10m)

α :風管の種類による係数

硬管(スパイラル風管) α=3~5(標準は 4)

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) α=18~22(標準は 20)

g) 換気ファンの風量(Qf)

① Qf1=Qa+q

=2081+17

=2098 (m3/min)

② Qf2=Qa/(1-m) =Qa/{1-(β×Ld/100)}

=2081/{1-(0.010×295/100)}

=2144 (m3/min)

m :m=β×Ld/100

β :100m当たりの漏風率

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) β=0.010

表 10.7-19 風管 100m当たりの漏風率(β)

風 管 の 種 類

及 び

風 管 径

風 管 径 (㎜)

750 以上 1,000 以上 1,500 以上

1,000 未満 1,500 未満

硬管(スパイラル風管) 定着長 4m 0.018 0.013 0.008

軟管(樹脂加工布風管)

ファスナ式

定着長 10m 0.020 0.015 0.010

定着長 100m 0.005 0.003 0.002

※-1. 5kPa級以下の換気ファンを使用する場合。

※-2. 指定の定着長風管のみ使用した場合の漏風率を示す。

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.167」より

漏風量(hT)が 0.50 で 5.0kPa 以下であるため、Qf2(②=2,144 /min)の式で

算出した結果を採用する。

10-94

Page 96: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

h) 換気ファンの圧力(hf)

hf =(Qf/Qa)×hT

=(2,144/2,081)×0.50

= 0.52(kPa)

i) 換気ファンの理論動力(N)

N=Qf×hf/60

=2,144×0.52/60

=19 (kW)

j) 換気ファンの選定

以上より換気設備(反転軸流式ファン)は下記に示す2台必要となる。

風 量 : 3000m3/min×1台゜

送風機全圧 : 4.9kPa(500 ㎜Aq)

電 動 機 : 160kW×2

k) 限界送風距離の算定

本トンネルの送風限界長を以下に算出する。

全段運転をした場合の静圧は hf=4.9kPa である。

風管径φ2.0mとした場合の風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×2,144/(π×1.82)/60

=14.042(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

ここで

hf:換気ファンの圧力(kPa)

hf:直管の圧力損失(kPa)

hb:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失(kPa)

λ:直管部の圧力損失係数(-)

ζ:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失係数(-)

Ld:風管の長さ(m)

Dd:風管の直径(m)

V:風管末端の平均速度(m/s)

ρ:空気の密度(㎏/m3) (通常の空気の比重γ=1.2 ㎏/m3)

m:風管全長の漏風率(-)

β:風管 100m当りの漏風率(-)

10-95

Page 97: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

=(100×4.9-100×0.14)/(100×0.02×0.6/1.8×14.0422×10-3+0.01×4.9)

=2,638m(>295m)

従って、本トンネル工事の換気に対する延長 295m(送風延長)と比較した場合、送

風が可能である。

l) 1段単段運転の検討

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年

6 月(建設業労働災害防止協会)」では、単段運転に関して以下のよう記載があり、電力

費の低減を目的に採用してきた。

2 重反転型の軸流ファンは、送風距離の延長に応じて 1 段目あるいは 2 段目だけの単段運手間

ができ電力費は低減が図れる。2 分割して静翼アタッチメントを取付けた状態では、正規値に対

し風量は 100%、静圧は 40%となる。

改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年 6 月 (建設業労働災害防止協会)P.150

ただし、「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん

等の測定> 平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」においては、上記の単段運転

に対する記載が削除された。

本トンネルでは工費削減のために単段運転の検討を行う。単段運転の風圧については

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定>P.150 平成

14 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」より、2分割を行った状態では、送風機の正規

値に対して風量は 100%,静圧は約 40%になるとしている。

このため、前出したファンを1段運転した場合の静圧は、

4.9 kPa×0.4 =1.96 kPa

となる。

風管径をφ2.0mとしたときの風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×2,144/(π×1.82)/60

=14.042(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

10-96

Page 98: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

=(100×1.96-100×0.14)/(100×0.020×0.6/1.8×14.0422×10-3+0.010×1.96)

= 1,205m(<295m)

従って、本トンネル工事の換気については、トンネル全線について単段運転の送風は

可能となる。

10-97

Page 99: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

3) 吸引捕集方式(ケース3)

a) 諸条件

・所要換気量 : Qa=1589 (m3/min)

・風管の種類 : 不燃性ビニル風管(ファスナー式風管,定着長さ 10m)

・風管の直径 : Dd=φ1.5 (m)

風管内の風速v = 10m の場合

Dd=1.8m

風管内の風速v = 15m の場合

Dd=1.5m

以上から風管の直径は、 小となる 1.9m とする。

・風管の延長 : Ld=295(m)(掘削延長 299m-控え 40m+坑外 36m)

b) 風管内の風速(v)

望ましい管内風速としては、送気の場合は、v=10~15m とする。

v=Qa/(60×Ad) =Qa/(15×π×Dd2)

=1589/(15×π×1.52)

=15.0 (m/s)

c) 風管の直管部の圧力損失(hd)

hd=λ×(ρ/2)×(Ld/Dd)×v2×10-3

=0.020×(1.2/2)×(295/1.5)×15.02×10-3

=0.53 (kPa)

λ : 風管の圧力損失係数 (0.020)

ρ : 空気の密度 (1.2 ㎏/m3)

表 10.7-20 風管の圧力損失係数(λ)

風管の種類

風 管 径 (㎜)

500未満 500 以上 750 以上 1,000 以上

1,500 以上 750 未満 1,000 未満 1,500 未満

硬 管 0.050 0.035 0.030 0.025 0.020

軟管(リング付) 0.050 0.040 0.035 0.030 0.030

軟管(リング無) 0.040 0.030 0.025 0.025 0.020

硬 管 : スパイラル風管(薄肉管),アルミニウム加工風管,FRV 管

軟管(リング付) : 樹脂加工布風管(リング式),樹脂加工布風管(スパイラル式)

軟管(リング無) : 樹脂加工布風管(ファスナ式)

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.165」より

d) 風管の変形等の圧力損失(Σhb)

hb=ζ×(ρ/2)×v2×10-3

=ζ×(1.2/2)×15.02×10-3

=0.135×ζ=0.135×1.33 = 0.18

10-98

Page 100: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

ζ : 風管の変形等の圧力損失係数

・ 入口部(hb1):急な拡大として A1/A2 を比率により算出

A1/A2 = 1.327/1.767 = 0.75

A1 = 1.32×π/4 = 1.327(送風機 2000m3/minの口径)

A2 = 1.52×π/4 = 1.767(風管Φ1500mm)

A1/A2 = 0.6→0.16,A1/A2 = 0.8→0.04 より、A1/A2 = 0.75→0.07

・ 出口部(hb2):管の吹き出し口として、1.0

・ 曲がり部(hb3):坑外等を考慮し、1箇所 R/d=1.0 として、0.26

ζ=hb1+hb2+hb3 =0.07+1.0+0.26

=1.33 (kPa)

e) 風管全体の圧力損失(hT)

hT =hd+hb

=0.53+0.18

=0.71(kPa)

10-99

Page 101: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

「ずい道等建設工事における換気技術指針」より

10-100

Page 102: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

f) 風管の漏風量(q)

q=α×hT×10-2×π×Dd×(Ld/a)

=20×0.71×10-2×π×1.5×(295/10)

=20(m3/min)

a :風管の継手間隔 (m)

硬管(スパイラル風管:4m) 軟管(樹脂加工布風管ファスナ式:10m)

α :風管の種類による係数

硬管(スパイラル風管) α=3~5(標準は 4)

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) α=18~22(標準は 20)

g) 換気ファンの風量(Qf)

① Qf1=Qa+q

=1589+20

=1609 (m3/min)

② Qf2=Qa/(1-m) =Qa/{1-(β×Ld/100)}

=1589/{1-(0.010×295/100)}

=1637 (m3/min)

m :m=β×Ld/100

β :100m当たりの漏風率

軟管(樹脂加工布風管ファスナ式) β=0.010

表 10.7-21 風管 100m当たりの漏風率(β)

風 管 の 種 類

及 び

風 管 径

風 管 径 (㎜)

750 以上 1,000 以上 1,500 以上

1,000 未満 1,500 未満

硬管(スパイラル風管) 定着長 4m 0.018 0.013 0.008

軟管(樹脂加工布風管)

ファスナ式

定着長 10m 0.020 0.015 0.010

定着長 100m 0.005 0.003 0.002

※-1. 5kPa級以下の換気ファンを使用する場合。

※-2. 指定の定着長風管のみ使用した場合の漏風率を示す。

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 17 年 6 月、P.167」より

漏風量(hT)が 0.71 で 5.0kPa 以下であるため、Qf2(②=1,637 /min)の式で

算出した結果を採用する。

10-101

Page 103: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

h) 換気ファンの圧力(hf)

hf =(Qf/Qa)×hT

=(1,637/1,589)×0.71

= 0.73(kPa)

i) 換気ファンの理論動力(N)

N=Qf×hf/60

=1,637×0.73/60

=20 (kW)

j) 換気ファンの選定

以上より換気設備(反転軸流式ファン)は下記に示す2台必要となる。

風 量 : 2000m3/min×1台゜

送風機全圧 : 4.9kPa(500 ㎜Aq)

電 動 機 : 110kW×2

k) 限界送風距離の算定

本トンネルの送風限界長を以下に算出する。

全段運転をした場合の静圧は hf=4.9kPa である。

風管径φ1.5mとした場合の風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×1,637/(π×1.52)/60

=15.439(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

ここで

hf:換気ファンの圧力(kPa)

hf:直管の圧力損失(kPa)

hb:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失(kPa)

λ:直管部の圧力損失係数(-)

ζ:入口部,出口部,曲がり部などの圧力損失係数(-)

Ld:風管の長さ(m)

Dd:風管の直径(m)

V:風管末端の平均速度(m/s)

ρ:空気の密度(㎏/m3) (通常の空気の比重γ=1.2 ㎏/m3)

m:風管全長の漏風率(-)

β:風管 100m当りの漏風率(-)

10-102

Page 104: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

=(100×4.9-100×0.18)/(100×0.02×0.6/1.5×15.4392×10-3+0.01×4.9)

=1,969m(>295m)

従って、本トンネル工事の換気に対する延長 295m(送風延長)と比較した場合、送

風が可能である。

l) 1段単段運転の検討

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年

6 月(建設業労働災害防止協会)」では、単段運転に関して以下のよう記載があり、電力

費の低減を目的に採用してきた。

2 重反転型の軸流ファンは、送風距離の延長に応じて 1 段目あるいは 2 段目だけの単段運手間

ができ電力費は低減が図れる。2 分割して静翼アタッチメントを取付けた状態では、正規値に対

し風量は 100%、静圧は 40%となる。

改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 17 年 6 月 (建設業労働災害防止協会)P.150

ただし、「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん

等の測定> 平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」においては、上記の単段運転

に対する記載が削除された。

本トンネルでは工費削減のために単段運転の検討を行う。単段運転の風圧については

「改訂・ずい道等建設工事における換気技術指針<設計及び粉塵等の測定>P.150 平成

14 年 3 月(建設業労働災害防止協会)」より、2分割を行った状態では、送風機の正規

値に対して風量は 100%,静圧は約 40%になるとしている。

このため、前出したファンを1段運転した場合の静圧は、

4.9 kPa×0.4 =1.96 kPa

となる。

風管径をφ2.0mとしたときの風管内風速は、

V=4×QF/(π×D2)

=4×1,637/(π×1.52)/60

=15.439(m/s)

以上より、本トンネルの送風限界長は以下のとおりとなる。

hf=hT/(1-m)=(h+hb)/(1-m)

=(λ×ρ/2×Ld/Dd×V2×10-3+hb)/(1-(β×Ld)/100)

Ld=(100×hf-100×hb)/(100×λ×0.6/Dd×V2×10-3+β×hf)

10-103

Page 105: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

=(100×1.96-100×0.18)/(100×0.020×0.6/1.5×15.4392×10-3+0.010×1.96)

= 846m(<295m)

従って、本トンネル工事の換気については、トンネル全線について単段運転の送風は可

能となる。

10-104

Page 106: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(5) 集じん機の選定

1) 概 要

集じん装置は、じん肺症として問題になる吸入性粉塵を含めた粉塵を効率よく捕集・清

浄化できる機種,形態を選定するものとする。また、トンネル工事で用いる集じん装置は、

環境用集じん装置であって、空気清浄機能が優先される。

集じん装置では、切羽で発生する粉じん汚染空気を効率よく捕集吸引すること、また、

取り込んだ粉じん汚染空気を清浄化、出口空気をクリーンに保つこと、この2つを両立さ

せることが重要である。

トンネル工事用には次の項目を満足したものを選定する。

① 発生した粉じんを拡散させず、効率よく捕集・吸引できるシステムであること。

② 発破・機械掘削等高濃度の粉じんでも十分な清浄化が可能であること。

③ 微細な吸入性粉じんに対して捕集率が高く清浄空気に回復できること。

④ リフレッシュエアとして坑道換気に利用する場合は、待機レベルに清浄化すること

が望ましい(一般大気じん 0.07mg/m3)。

⑤ 発破衝撃波、温度、坑内湧水等の環境下での連続使用が可能なこと。

⑥ 構造が簡単で、保守点検が容易であること。

⑦ 集じん装置の設備費・維持費が安いこと。

集じん装置の種類と特徴を次表に示す。

表 10.7-22 集じん機の種類と特徴

分 類 適 用 原 理 圧 力 損 失 大通過風速(m/s)

重力集じん 重力による自然沈降 処理速度が小さいた

め、0.5~1kPa 程度 5

慣性力集じん

じゃま板等による気流の急

激な方向転換及び粒子の慣

性力

0.1~1kPa 8

遠心力集じん 気流の旋回運動に伴う粒子

の遠心力 1kPa 以下 16

清浄集じん

(湿 式)

液滴あるいは液膜と衝突又

は接触させ捕捉する 1kPa 程度以下 60

ろ過集じん

(フィルタ式) ろ材を通してろ過分離する 1.5kPa 0.02

電気集じん

(電気式)

粒子に荷電させ、静電気力

を作用させて集じんする 0.1~0.2kPa 9

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 24年 3月」p.172 より抜粋

10-105

Page 107: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

トンネル工事においては主なものとして、ろ過集じん(フィルタ式)、電気集じん(電気式)、

清浄集じん(湿式)が稼働しているが、使用実績の多いフィルタ式と電気式について次表に

その特性比較を示す。

トンネル集じん装置の選定に際しては、それぞれの特性をよく検討し、トンネルの施工条

件に適合した清浄化能力を発揮できる方式を選定する。

10-106

Page 108: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

表 10.7-23 集じん装置の特性比較例(2400m3として)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針 平成 24年 3月」p.173 より抜粋

10-107

Page 109: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

2) 集じん方式

集じん方式は、トンネル等の規模・工法等を考慮した上、 適な方式を比較検討する。

集じん装置は十分な処理容量を有し、粉じんを清浄化する処理能力を有しているものを選

定する。

本計画においては、「希釈封じ込め方式:送気・集じん式」,「希釈封じ込め方式:排

気・集じん式」と「吸引捕集方式:送気・集じん式」を比較検討する。

a) 希釈封じ込め方式:送気・集じん式

「希釈封じ込め方式:送気・集じん式」では、切羽から集じん装置までは、送気による

拡散希釈となり、集じん装置のリフレッシュエアにより、坑内を換気するものである。

図 10.7.7 集じん方式の概要図(希釈封じ込め方式:送気・集じん式)

「希釈封じ込め方式:送気・集じん式」による集じん装置容量は次式で求める。

Qs = Ke×Qa/ηD( /min)

Qs:集じん装置の容量 ( /min)

Qa:所要換気量 ( /min)(粉じん希釈風量)

Ke:エアカーテンの効果係数(1.2 以上):1.2 を採用

条件:トンネル等価直径の 5 倍程度の長さのダクトを集じん機吐出口に設置

する等の方法により、集じん容量と送風機の風量差の逆流によるエアカ

ーテンゾーンを形成し、封じ込め高価を高めること。

本トンネルにおいては、トンネル等価直径が 10m程度であることから、

50m程度のダクトを設ける必要がある。

ηD:集じん効率(重量法による吸入性粉じん 10mg/ 時の効率)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん等の測定>

平成 24年 3月(建設業労働災害防止協会)P.174」

集じん効率については以下の値を用いる

フィルタ式 : 0.95

電気式 : 0.92

10-108

Page 110: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

b) 吸引捕集方式:送気・吸引捕集式

「吸引捕集方式:送気・吸引捕集式」では、切羽直下から発生粉じんを吸引排除できる

ため、粉じん発生量に関係なく、集じん工学的に捕集制御風速(坑内風速)で決定される。

図 10.7.8 集じん方式の概要図(吸引捕集方式:送気・吸引捕集式)

「吸引捕集方式:送気・吸引捕集式」による集じん装置容量は次式で求める。

Qs ≧At×Vc×60/ηD( /min)

【条件】Qs≧Qa

Qs :集じん装置の容量( /min)

At:トンネル掘削断面積(㎡):97.703 ㎡:DⅢ-P パターン(全断面)

Vc :制御風速

TBM等隔壁がある場合(0.25~0.3m/s)

自由断面で拡散しやすい場合(0.4m/s 以上):0.4m/s を採用

ηD:集じん効率(重量法による吸入性粉じん 10mg/ 時の効率)

「新版・ずい道等建設工事における換気技術指針<換気技術の設計及び粉じん等の測定>

平成 24年 3月(建設業労働災害防止協会)P.174」

集じん効率については以下の値を用いる

フィルタ式 : 0.95

Qs≧ 97.703×0.4×60/0.95=2468( /min)

ただし、集じん機の風量は、送気用換気ファンの風量(Qf)の 1.2 倍以上とし、汚

染空気の再循環を防止するものとする。「ずい道等建設工事における換気技術指針<設計

及び粉塵等の測定> 平成 24年 3月(建設業労働災害防止協会)P.85」より

Qf= 1,637( /min)×1.2=1,964( /min) > Qs

よって、集じん機容量Qs は、2,468 /min とする。

10-109

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c) 集じん機の規格

集じん機の規格は「平成 25 年度版 建設機械等損料表」より以下の通りとする。

表 10.7-24 集じん機の規格

フィルタ式 電気式

規格

( /min)

出力

(kW)

運転日損料

(円)

電力消費量

(kW/h)

規格

( /min)

出力

(kW)

運転日損料

(円)

電力消費量

(kW/h)

1800 110 77 2000 42 29

2400 160 110 2400 64 45

3000 150 110

3) 集じん機の選定

a) ケース1:希釈封じ込め方式(送気・集塵機)α=1.00

フィルタ式集じん機

QS= 1.2 × 2757 × 1/0.95 = 3482( /min)

⇒ 1800 /min × 110kW × 2 台

電気式集じん機

QS= 1.2 × 2757 × 1/0.92 = 3596( /min)

⇒ 2000 /min × 42kW × 2 台

b) ケース2:希釈封じ込め方式(送気・集塵機)α=0.75

フィルタ式集じん機

QS= 1.2 × 2081 × 1/0.95 = 2683( /min)

⇒ 3000 /min × 150kW × 1 台

電気式集じん機

QS= 1.2 × 2081 × 1/0.92 = 2714( /min)

⇒ 2000 /min × 42kW × 2 台

c) ケース3:吸引捕集方式

Qs≧ 97.703×0.4×60/0.95=2,468( /min)

ただし、集じん機の風量は、送気用換気ファンの風量(Qf)の 1.2 倍以上

とし、汚染空気の再循環を防止するものとする。「ずい道等建設工事における換

気技術指針<設計及び粉塵等の測定> 平成 24 年 3 月(建設業労働災害防止協

会)P.85」より

Qf= 1,637( /min)×1.2=1,965( /min)≦ Qs

よって、集じん機容量Qs は、2,468 /min とする。

⇒ 3000 /min × 150kW × 1 台

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4) ケース別集じん機のまとめ

表 10.7-25 集じん機の規格

換気方式 低減効果定数

α

集じん機規格

種 別 風量

( /min) 出力 (kW)

台数 (台)

ケース1 1.00 フィルタ式集じん機 1,800 110 2

電気式集じん機 2,000 42 2

ケース2 0.75 フィルタ式集じん機 3,000 150 1

電気式集じん機 2,000 42 2

ケース3 - フィルタ式集じん機 3,000 150 1

(6) 送風機及び集塵機の組合せ比較検討

送風機及び集塵機と粉じん抑制剤の有無による組合せ比較を行い、 も経済的となる組合せを

選定する。

表 10.7-26 送風機及び集塵機設備の組合せ

掘削工法 ケース

送風機 集じん機

風管

(m)

風量

( /min)

静圧

(kPa)

出力

(kW)

台数

(台) 種別

風量

( /min)

出力

(kW)

台数

(台)

補助ベンチ付

全断面工法

1 2.0 3,000 4.9 160×2 1 フィルタ 1,800 110 2

2.0 3,000 4.9 160×2 1 電気式 2,000 42 2

2 1.8 3,000 4.9 160×2 1 フィルタ 3,000 150 1

1.8 3,000 4.9 160×2 1 電気式 2,000 42 2

3 1.5 2,000 4.9 110×2 1 フィルタ 3,000 150 1

各ケースの吹付け工法(粉じん発生量低減対策効果)、使用混和剤、添加量、単価は以下の通

りとした。

表 10.7-27 粉じん低減剤緒元表

α 吹付け工法 使用混和剤 添加量 単 価

(円/kg) 摘 要

0.75 粉じん低減剤吹付け工法 ナトムクリーン C×0.1%

- 一般工法(対策なし) - - -

C:セメント量(kg)

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表 10.7-28 吹付コンクリート量

1) 概算工事費の算出

・ケース1:希釈封じ込め方式(送気・フィルタ式集じん式:α=1.00)項  目 単位 単価 数量 金額(円)

風管損料 φ2.0 円/m× m×30% 式送風機損料 /min×4.9kPa kW × 2 日電気料金 × 2 × 16 h× 円/h× 日集じん機損料 /min kW× 2 台 日電気料金 × 16 h× 円/h× 2 台 日

0.613160

771800 110

規    格295

3000 160

・ケース1:希釈封じ込め方式(送気・電気式集じん式:α=1.00)項  目 単位 単価 数量 金額(円)

風管損料 φ2.0 円/m× m×30% 式送風機損料 /min×4.9kPa kW × 2 日電気料金 × 2 × 16 h× 円/h× 日集じん機損料 /min kW× 2 台 日電気料金 × 16 h× 円/h× 2 台 日

0.613160

292000 42

規    格295

3000 160

・ケ-ス2:希釈封じ込め方式(送気・フィルタ式集じん式:α=0.75)項  目 単位 単価 数量 金額(円)

風管損料 φ1.8 円/m× m×30% 式送風機損料 /min×4.9kPa kW × 2 日電気料金 × 2 × 16 h× 円/h× 日集じん機損料 /min kW× 1 台 日電気料金 × 16 h× 円/h× 1 台 日粉じん低減剤 /× kg/ × % kg

0.613160

1103000 150

2112 360 0.1

規    格298

3000 160

・ケ-ス2:希釈封じ込め方式(送気・電気式集じん式:α=0.75)項  目 単位 単価 数量 金額(円)

風管損料 φ1.8 円/m× m×30% 式送風機損料 /min×4.9kPa kW × 2 日電気料金 × 2 × 16 h× 円/h× 日集じん機損料 /min kW× 2 台 日電気料金 × 16 h× 円/h× 2 台 日粉じん低減剤 /× kg/ × % kg

0.613160

292000 42

2112 360 0.1

規    格298

3000 160

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・ケ-ス3:吸引捕集方式(フィルタ式集じん機)項  目 単位 単価 数量 金額(円)

風管損料 φ1.5 円/m× m×30% 式送風機損料 /min×4.9kPa kW × 2 日電気料金 × 2 × 16 h× 円/h× 日集じん機損料 /min kW 日電気料金 × 16 h× 円/h 日伸縮風管 基礎価格  円(損料率:1948×10-6) 日

110 0.613

規  格295

2000 110

1103000 150

設置期間

掘削 30m~貫通(21.8 ヶ月-16.5 ヶ月=5.3 ヶ月:5.3 ヶ月×20.9=111 日)

表 10.7-29 比較検討結果

掘削工法 ケース

送風機 集じん機 費用

(円) 評価 風量

( /min)

台数

(台) 種別

風量

( /min)

台数

(台)

補助ベンチ付

全断面工法

1 3,000 1 フィルタ式 1,800 2

3,000 1 電気式 2,000 2

2 3,000 1 フィルタ式 3,000 1

3,000 1 電気式 2,000 2

3 2,000 1 フィルタ式 3,000 1

以上の検討結果から、本トンネルの換気方式は、「集じん捕集方式(フィルタ式集塵式)」

を採用するものとする。

(7) 換気設備及び集塵設備の仕様

本トンネル工事における換気設備及び集塵設備の仕様としては、前述したような検討結果

等より下表に示す通りとする。

表 10.7-30 換気設備及び集塵設備の仕様

種 別 工 種 仕 様 数 量 期 間 摘 要

送 風 機 送風機 (反転軸流ファン)

口径 φ1300 ㎜ 風量 2000 /min 静圧 4.9kPa 電動機出力 110kW×2

1台

16.5 ~ 21.8 =5.3

掘削 30m ~ 貫通

風 管 φ1500㎜ 不燃性ビニール風管

295m

集 塵 機 集塵機

風量 3,000 /min (フィルタ式)

電動機出力 150kW 1 台

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10.7.3 吹付プラント設備計画

吹付けコンクリートプラントは、吹付け機械の吹付能力の 1.5 倍程度を見込んだ混練能力を有

するものとして計画する。

吹付け機械の吹付能力は 10~15m3/h 程度であり、プラントの必要能力としては次のようにな

る。

プラントの必要能力=12m3/h×1.5=18m3/h

0.5m3級の強制練ミキサ1基を装備したプラントの能力は、時間当たりのバッチ数 45~50 と

考えれば次のようになる。

プラント混練能力=0.5m3×(45~50)=22.5~25.0m3/h

細・粗骨材用の骨材ビンは、概ね 10~15m3のものを 3 基程度、また、セメントサイロは 30

tのものを設置する。なお、吹付けプラント設備に関する機種・規格は「国土交通省 土木工事

標準積算基準書(河川・道路編) 平成 25 年度」では下表を標準としている。

表 10.7-31 吹付プラント設備に関する機種・規格(標準)

機 種 規 格 単位 数量 摘 要

セメントサイロ 30t 基 1

骨材ポンプ 15m3×3基 式 1

コンクリートプラント 定置式 25m3/h 基 1

※1.吹付プラント設備は坑外に設置する。

※2.現場条件等により適合しない場合は、現場条件に見合った機種・規格を使用する。

「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編)平成 25年度」Ⅳ-5-①-14 より抜粋

10.7.4 照明設備計画

本計画に関しては、「国土交通省 土木工事標準積算基準書(河川・道路編) 平成 25 年度」に

基づき、以下を標準として計画を行うものとする。

表 10.7-32 照明設備一覧表(標準)

種 別 摘 要

坑内照明 40W 蛍光灯を片側 5m間隔に設置する。

切羽照明 切羽部 500W 投光器を切羽 6個設置する(上半 4個,下半 2個)。

覆 工 500W 投光器を 4 個設置する。

上記以外に「昼夜 2 方施工」となることから、坑外照明として、500W 投光器を 10 台計上する。

10-114

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10.7.5 濁水処理設備計画

(1) 概 要

トンネル工事では、掘削・ずり運搬・コンクリート打設によって高濃度の濁水が発生する。

この濁水で特に問題となるのは無機性浮遊物質(SS),PH,油分である。

1) 濁水処理

トンネル工事に伴って発生する濁水は、地山中の微細粒子,削岩に伴う粉塵,掘削機お

よびずり搬出機による細粒化土などの他、コンクリート打設,薬液注入などによるセメン

ト,注入材等およびトンネル掘削機械などから漏出する油分などが混入している。

2) 濁水の成分

a) SS

SS とは、浮遊物質のことで、その成分は微細な土粒子(シルド,粘土,コロイド)で

ある。

トンネル工事に伴って発生する坑内湧水自体は、一般に透明で無害な水質であるが、掘

削,ずり搬出などによってSS濃度は200~30,000ppmとなる。ずり出し工法から見た場合、

レール工法よりタイヤ工法の方が SS 濃度は大きくなる。

SS の微生物,水産物に与える影響については以下に示す。

b) PH

トンネル工事に伴って発生する濁水の PH は一般に 6.5~7.5 程度であり、PH の中和処

理は必要としない。しかし、コンクリート打設,薬液注入等によって PHが 9~13 となる

場合には中和処理が必要となる。特にNATMの場合には吹付コンクリート工のために在

来工法に比べ PHが高くなる。

[微生物]

濁水(SS濃度50ppm 以下では濁度と SS濃度はほぼ等しい)が10度以下では微生物

の被害は顕著ではないが、濁水が 10~20度となると急に被害が発生すると言われて

いる。

[水産物]

SS 濃度 20ppm 以下であれば性状な生活活動が期待でき、50ppm 以下であれば魚類

のへい死の被害は防止できると言われている。また、日本水産資源保護協会の水産

用水基準によれば、水産用水として利用して差し支えない SS濃度は 10ppm 以下とさ

れている。

「トンネル工事濁水処理方法に関する調査研究報告書 S51.2.(社)日本トンネル技術協会」

10-115

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[水産物]

水産用水基準によると PH6.5 以上かつ 8.5 以下となっている。強酸性または強アル

カリ性の排水の自浄作用と関連のある微生物に影響を与える。また、水中の沈殿物の

溶解,生成に関与し、水の浄化,腐食などの妨害対策にも関係する。

3) 処理方法

a) SS

トンネル工事の排水に含まれる土粒子の粒度組成は、岩質の種類とその性状,ずり出し

方法,排水方法などによって大きく異なり、あらかじめ予測することは大変困難である。

タイヤ工法の場合には比較的粗い粒子も含まれるが、一般に 74η以下のシルト,粘土,

コロイドなどが相当含まれている。

土粒子の直径と沈殿速度との関係を次頁に示すが、それからわかるように自然沈降のみ

では濁水を浄化することは困難である。

一般に懸濁微細粒子は水中で電気的に荷電しており、相互の粒子間の反発によってなか

なかお互いに接着しようとしないが、これに反対の荷電の電解液を添加すると電気的に中

和されて粒子の結合(凝集)が起こる。

微細粒子は一般に負に荷電しているため、正イオンを持った無機系の凝集剤を加えて表

面荷電を除去することにより凝集沈殿させる事ができる。無機系の凝集剤単独では凝集物

の沈殿速度は小さいが、表面荷電の低下と粗粒子の架橋吸着作用を持つ高分子凝集剤をさ

らに加えることにより沈殿速度をより大きくすることができる。

凝集に影響する因子として、濁水の種類,含有土粒子の粗度組成,濃度,PH,溶解イオ

ン,温度等が挙げられる。よって、凝集剤の選択と使用量を決めるためには、濁水の性質,

浄化設備と放流水の水質基準などを考慮し、事前に薬品選定試験を行う必要がある。

現在までの実施例では薬品添加量は無機系凝集剤(PAC)で 50~500ppm.高分子凝集剤で

1~10ppm としている例が多い。

b) PH の中和処理

PH は値が小さくなるほど酸性の度合いが強くなり、大きくなるほどアルカリ性の度合

いが強くなる。中性点での PH は 7である。

トンネル工事に伴って発生する濁水は岩質の種類と湧水,コンクリート打設,薬液注入

などによって一般にアルカリ性を示し、中和処理が必要となる。

濁水を中和処理するためには、薬品処理が用いられる。使用される薬品は以下に示すの

2種類が一般的である。

・希硫酸

・炭酸ガス

10-116

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従来は希硫酸が主として用いられてきたが、現在では炭酸ガスが多く用いられている。

その理由としては、以下に示すとおりである。

① 反応速度が速い

② 添加操作ミス等で多量に炭酸ガスを吸込んでもPHが 5以下にはならないとい

う炭酸ガスの特徴があるためである。希硫酸の場合には多量に添加すると強酸性

になる危険性がある。

(2) 処理方法の計画

濁水処理の計画は、以下に示す手順に従って行う。

・濁水発生量の推定

◆トンネル掘削長と湧水の発生量

◆工事使用水量

・濁水の性質の推定

◆SS濃度

◆その他成分の有無

・濁水処理条件の決定

◆放流水排出基準

(SS濃度,PH)

・濁水処理方法と規模の決定

◆使用薬品と添加量

◆浮遊物(SS)の処理方法とその規模

◆PHの中和処理方法とその規模

図 10.7.9 濁水処理計画フロー

1) 濁水発生量の想定

濁水発生量は、トンネル湧水量と工事用使用水量との合計とする。

a) トンネル湧水量

地質別による湧水量(比湧水量)の推定として、「トンネル施工に伴う湧水・渇水に関

する調査研究(その2)報告書・日本トンネル技術協会」によると、次のとおりとなる。

10-117

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・対象となる地質

古生層,中生層

・推定比湧水量

下表より 0.17m3/min/㎞(断層破砕帯の少ない地山)

※ 本計画トンネルは、地山等級CⅠを主体としており、地質調査結果からも破砕

帯等は推定されていない。

表 10.7-33 地質別比湧水量

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・推定湧水量

本トンネルの地質は第三紀中新世の草薙層の堆積岩主体として起点側坑口付近

に礫混じり土砂が分布する。1㎞当たりのトンネル比湧水量( /min/㎞)は前頁の

表より泥岩と砂礫層の分類として取り扱い、地質縦断図の地層区分により次表の対

象延長とする。

表 10.7-34 地質条件と湧水量別比湧水量

q=0.26m3/min/km×0.299 ㎞=0.078m3/min(4.7m3/h)

b) 工事用使用水量

工事用使用水量としては、「4.1.給・排水設備計画」で示したように削孔水,洗浄水,

その他等として下記水量を見込む。

Qs1=0.180m3/min (10.8m3/h)

以上より、本工区で計画する濁水発生量としては、以下に示す値とする。

∴ΣQ=4.7m3/h+10.8m3/h =15.5m3/h

2) 処理方式

濁水処理方式は、以下の4方式に大別される。

a) 自然沈殿方式

濁水中のSSを薬品を使用せず自由沈降させ上水を放流する も簡単な濁水処理方法

であるが、処理水のSSは 100~200ppm 程度までであり、この方式の場合は下流の状況を

十分考慮して計画する必要がある。

図 10.7.10 自然沈殿方式による処理フロー図

b) 凝集沈殿方式

自然沈殿方式に薬品を添加してSSを凝集沈殿させる方式である。沈殿池は、自然沈殿

方式に比べて小規模なものとなるが、薬品添加用の薬品槽、薬品注入ポンプ等の装置が必

要となる。

10-119

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図 10.7.11 凝集沈殿方式による処理フロー図

c) 機械処理沈殿方式

この方式は、薬品添加後シックナにより凝集沈殿させ、処理水は放流し、凝集沈殿汚泥

(スラリ)を沈殿池で処理するものである。

シックナの形状は、円形、角形、かき上げ式等がある。

沈殿池については構造的には自然沈殿方式のものと同じであるが、汚泥も 300%程度の

含水比でありスラッジ総容量とさらに清澄層の取れる余裕も考慮して、沈殿池容量を決定

する必要がある。

図 10.7.12 機械処理沈殿方式による処理フロー図

d) 機械処理脱水処理方式

この方式は、一般に沈殿池がほとんど取れない現場や大量の汚濁水が発生する場合で、

シックナで凝集沈殿させたスラリを脱水機により脱水し、ケーキ状にしたものを運搬排土

する方式である。

脱水機については、実績から見るとフィルタプレスが主流である。

図 10.7.13 機械処理脱水処理方式による処理フロー図

以上より、本計画においては効率的な処理が可能で湧水量の変化にも対応しやすい、機械

処理脱水方式での計画を行うものとする。

3) 濁水の性質の想定

濁水の性質は、一般には施工法、発生湧水量により異なる。次表に示す濁水量とSS濃度

との関係(過去の施工例)よりタイヤ方式として以下のとおりとする。

<水の性質>

想定原水量 : 15.5m3/h

想定原水SS: 3,000~5,000 ppm → 3,000 ppm(採用)

想定PH : 11

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a) 原水のSS濃度

次図は原水量と原水SSについての調査結果であり、ずり出し方式によって区別したも

のである。タイヤ方式はレール方式に比較してSSが高い。またタイヤ方式では概ね

5,000ppm 程度が中心となって分布している。

本トンネルの計画に際しても原水のSS濃度を 5,000ppm と仮定する。

図 10.7.14 原水量と原水SS(タイヤ式、レール式)

b) 原水の pH

次図は原水量と原水 pH の調査結果であり、原水量の変化程度では PH を変化させる程の

影響がなく、全体として9~12の範囲である。本トンネルの原水のpH値は11と設定する。

図 10.7.15 原水量と原水 pH

(3) 排出基準

トンネル工事中の排水は、地山からの湧水、削岩機使用水、掘削作業及びずり運搬作業な

どによる岩屑、塵埃、機械油等が混合して汚濁されたものである。これらの濁水に関しては、

河川に放流する際の水質基準について以下の法律,規則がある。

・公害対策基本法 ・・・・・・・・・・・ 環境基準

・水質汚濁防止法 ・・・・・・・・・・・ 排水基準(総理府令)

・都道府県公害防止条例 ・・・・・・・・・・・ 上乗せ基準

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環境基準は行政の目標値であり、濁水排出者に課せられた排出基準ではない。また、排水基

準は環境基準を達成するための規制基準であり、この基準は排出に際しての順守基準である。

さらに都道府県は公害防止条例等を制定し、各地域の事情に適合した上乗せ基準を設定してい

る。規制の対象となる水質基準の項目で、一般にトンネル工事による排水に関係する事項はS

S(懸濁物質)濃度と pH値である。

本計画トンネルの起点側工区における濁水の放流箇所は、閉伊川(花輪橋より上流)とし、

排水基準としては以下に示すとおりとする。

・水素イオン濃度(ph):6.5~8.5

・浮遊物質量(SS):25ppm

10-122

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表 10.7-35 生活環境に係る項目の排水基準

10-123

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表 5.6.2 水質汚濁に係る環境基準

10-124

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1) 濁水の排出基準の設定

上川は、「山形県生活環境等に関する条例」に基づく上乗せ基準が定められている(浮

遊物質にのみ上乗せ基準あり:一律排出基準 200mg/1(日平均 150))、上乗せ基準 60mg/1

(日平均 50)ため、濁水処理の際に留意する必要がある。

山岳トンネル工事では、吹付プラントが「生コンクリート製造業」に該当する。

表 5.6.2 排水基準比較

以上より、排出基準は、以下とする。

想定原水 SS: 50ppm(山形県上乗せ排水基準)

想定原水 PH: 5.8~8.6(山形県上乗せ排水基準)

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(4) 濁水処理工

1) 計画条件

想定原水量: 15.5m3/h

想定原水 SS: 3,000ppm

想定原水 PH: 11

2) 処理条件

水量: 15.5m3/h

SS: 50ppm(山形県上乗せ排水基準)

PH: 5.8~8.6(山形県上乗せ排水基準)

3) 処理方法

① トンネルからの濁水は、一次処理設備沈砂池等にて粗砂およびゴミ除去を行う。

② 濁水は、炭酸ガスにより PH6.5~8.5 の範囲に処理する。

③ 現水中和を行った濁水は、PACおよび高分子凝集剤を使用し、シックナで浄化処

理する。

4) 薬剤使用量

a) 凝集剤添加量

凝集剤の添加量は、現地において実際の濁水に対し、凝集試験を実施し決定すべきであ

るが、本計画においては下表に示すような一般的な凝集剤添加量により計画する。

表 10.7-36 一般的な凝集剤添加量

濁水のSS濃度 3,000ppm 以上 3,000ppm 以下 備 考

PAC添加量 (ppm) 100 70

高分子凝集剤添加量(ppm) 3 2

「トンネル工事濁水処理方法に関する調査研究報告書」S51.2.(社)日本トンネル技術協会

① 設備期間

濁水処理設備の設置期間は、掘削開始から掘削完了までとする。

表 10.7-37 濁水処理設備の設置期間

掘削開始(ヶ月) 覆工完了(ヶ月) 設置期間(ヶ月)

15.9 22.8 6.9

10-127

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② PAC添加量

濁水 1m3当り 100ppm 添加することとし、1日当りの稼働時間を 24hr、1月当りの

稼働日数を 20.9 日とすると、PACの使用量は次のとおりとなる。

表 10.7-38 PAC添加量

処理量

m3/h

添加量

ppm

添加量

㎏/h

添加量

㎏/日 (月) (㎏) 備 考

15.5 100 1.55 37.2 777.5 5,365

③ 高分子凝集剤添加量

濁水 1m3当り 3ppm 添加することとし、1日当りの稼働時間を 24hr、1月当りの稼

働日数を 20.9 日とすると、高分子凝集剤の使用量は以下のとおりとなる。

表 10.7-39 高分子凝集剤添加量

処理量

m3/hr

添加量

ppm

添加量

㎏/h

添加量

㎏/日 (月) (㎏) 備 考

15.5 3 0.047 1.13 23.6 163

b) 中和剤添加量

中和剤は、炭酸ガスを使用するものとし、その使用量は原水条件(PH 大 11)より、

理論値により炭酸ガス消費量を算出する。

炭酸ガスの1グラム当量は、

CO2=(12+2×16)/2=22(g)

であり、炭酸ガス中和の場合 2段階に反応するので、以下のとおりとなる。

22×2=44(g)

また、実際の使用量は SS成分を見込み、理論必要量の2倍とする。

従って、中和剤使用量は、

濁水 1m3/h当り使用量

1.0×10-(14-11)×44×2=0.088(kg/hr)

本計画においては、PH 処理は全水量(清水、濁水)に対して行う計画であるが、湧水

量は掘削に伴い順次増加するものであり、当初計画の中和剤量は濁水処理水量に対するも

ので計上することとする。

・処理水量 : 15.5m3/h

・1日当り使用量

15.5×0.088×24=32.7㎏/日

10-128

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① 設備期間

表 10.7-40 設置期間

開始(ヶ月) 完了(ヶ月) 設置期間(ヶ月)

15.9 22.8 6.9

② 中和剤総添加量

32.7 ㎏/日×6.9 ヶ月×20.9 日/月 =4,716 ㎏

c) 排出汚泥量

原水量 15.5m3/h

浄化処理 3,000ppm → 50ppm

汚泥重量

15.5m3/ h×(3,000-50)×10-6 kg/L=0.046t/h

これは乾燥重量であり、含水率 40%、土粒子の真比重を 2.65 とすると、

0.046t/h×{40/(100-40)+1/2.65} =0.048m3/ h

1日の排出汚泥量は

0.048m3/ h×24hr =1.15m3/ 日

以上より、総排出汚泥量は下記のとおりとなる。

1.15m3/ 日×6.9 ヶ月×20.9 日/月 =166m3

(5) 濁水処理設備の設置計画

a) 濁水処理設備の設置期間

下表に濁水処理設備の設置期間を示す。

表 10.7-41 設置期間

濁水処理設備規模 設置(ヶ月) 撤去(ヶ月) 設置期間(ヶ月)

30m3/h 級 15.9[設置] 22.8 6.9

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10.7.6 主要機械・器具一覧表

表 10.7-42 工事用主用機械・器具一覧表(1)

種別 名称 仕様 単位 数量 摘要

【掘 削:機械掘削】

掘 削

ずり出し

自由断面

トンネル掘削機カッタヘッド出力 300kw 台 1 400kw/台

大型ブレーカ トンネル工事用油圧式 1300kg 級 〃 1

バックホウ

トンネル工事用排出ガス対策型

クローラ型山積0.8m (平積 0.6m )〃 1

ホイールローダ

トンネル工事用排出ガス対策型

サイドダンプ式 山積2.3m 〃 1

ダンプトラック

トンネル工事用

ディーゼル 10t積 〃 2

吹 付

コンクリート吹 付 機

トンネル工事用排出ガス対策型

湿式吹付・吹付ロボット一体・エア

コンプレッサ搭載、吹付範囲 半径7

m級、吐出量 8~22m3級級

台 1 171kw/台

トラックミキサ 黒煙浄化装置付 4.4m 〃 2

集 塵 機 3000m /min 級

フィルタ式集塵機 〃 1 150kw/台

ロックボルト

ドリルジャンボ

トンネル工事用排出ガス対策型

ホイール式 2ブーム

ドリフタ質量 150kg 級

台 1 55kw×2/台

モルタル注入機 処理能力 950 /hr 〃 1 6.0kw/台

トラック トンネル工事用 2t積 〃 1 モルタル

注入機用台車

トラック

トンネル工事用

クレーン装置付 4t 積 2.9t 吊〃 1

ロックボルト

運搬用

【インバート掘削】

掘 削

大型ブレーカ トンネル工事用

油圧式 1,300kg 級 台 1

バックホウ トンネル工事用排出ガス対策型

クローラ型山積0.45m (平積0.35m ) 〃 1

ダンプトラック トンネル工事用

ディーゼル 10t積 〃 1

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表 10.7-43 工事用主用機械・器具一覧表(2)

種 別 名 称 仕 様 単位 数 量 摘 要

【覆工コンクリート】

コ ン ク リ ト

打 設

移 動 型 枠 L=10.5m 基 1 4.4kw

コンクリトポンプ

黒煙浄化装置付

90~100m³/h 配管式 台 1

バ イ ブ レ ー タ 棒状電気式 60mm モーター付 〃 5 1.1kw/台

防水工台車 長さ 6.0m 基 1 3.0kw

【工事用仮設備】

換気設備 送 風 機

風 量 2000 m³/min

風 圧 4.9kPa( 500mmAq) 台 1 110kw×2/台

風 管 φ 1500 mm ビニール風管 m 295 不燃性

給水設備

給 水 ポ ン プ 小型遠心ポンプ 65mm×45m 台 1 5.5Kw/台

給 水 槽 鋼板製 20m3 基 1

送 水 管 65mm ガス管 m 449 289+160

取 水 ポ ン プ 工事用水中ポンプ 50 ㎜×5m 台 1 0.4Kw/台

取 水 管 65mm ガス管 m 15

坑外設備

濁 水 処 理 設 備 処理能力 30m3/hr 式 1 24kw/式

水 槽 台 1

受 変 電 設 備 式 1

吹付プラント

コ ン ク リ ー ト フ ゚ ラ ン ト 定置式 25m3/hr 級 基 1 35kw/式

セメントサイロ 30t 基 1 15kw/式

骨 材 ホ ッ パ 15m3×3 基 1 3.2kw/式

照 明 設 備

坑 内 照 明 8w/m 蛍光灯(片側 5m間隔) m 299 0.008km/m

切 羽 照 明 500w 投光器 台 6 0.5kw/台

覆 工 照 明 500w 投光器 〃 4 0.5kw/台

坑 外 照 明 500w 投光器 〃 10 0.5kw/台

10-131

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10.8 二次側電力設備計画

10.8.1 仮設電力設備

 別表二次側電力負荷容量表(表4.8.3)に基づいて、設備容量及び契約電力を算定する。

 高圧電力受電点は、仮設ヤード付近とする。高圧電力は、コンクリート柱に高圧気中開閉器

 (PAS)を設置し、架空にて受電する。

 受変電設備は坑外及び坑内に設置し、各機械及び照明に電力供給する。

10.8.2 変圧器容量の算出

 変圧器容量(KVA) > 出力容量 × (需要率/100) / 力率

  但し、変圧器容量は、直近上位を選択するが、変圧器は1割以下の過負荷に対応する

 ことから、その範囲内の容量とする。

表10.8.1 需要率表

 100KW以下 75% 200KW以下 70% 300KW以下 65% 500KW以下 60% 700KW以下 55%

単独機器及び複数機器を同時使用する場合は、需要率100%とする。

力率=0.95(力率改善後の値)

表10.8.2 標準変圧器容量

単相 5 7.5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 500 KVA

三相 5 7.5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 500 KVA

出力容量 需要率

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10.8.3 二 次 側 電 力 設 備 負 荷 合 計 容 量 表古口トンネル

   作 業 内 容 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

工 掘削 15.9 21.8事 覆工コンクリート   L=109.7m/月 20.1 22.8工 排水工等・雑工 23.3 24程

(kw) (kw)種別  使 用 機 械 出力 台数 計 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 摘  要

坑外 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0

低 440V 送風機(2000 級) 110*2 1 110.0 --------------------------------------------------------------- 掘削30m~上半貫通(単段運転)

坑内 自由断面掘進機 400.0 400.0 400.0 400.0 400.0 400.0 400.0

圧 440V (300kw級) 400.0 1 400.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

油圧削岩機 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0

(150kg級) 55.0 2 110.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

171.0 171.0 171.0 171.0 171.0 171.0 171.0吹付け機(コンプレッサ搭載) 171.0 1 171.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

集塵機 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0 150.0

フィルタ式(3000 ) 150.0 1 150.0 --------------------------------------------------------------- 掘削30m~上半貫通

坑内 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0

220V モルタル注入機 6.0 1 6.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

4.4 4.4 4.4移動型枠 4.4 1 4.4 --------------------------- 覆工開始~覆工完了

5.5 5.5 5.5バイブレーター 1.10 5 5.5 --------------------------- 覆工開始~覆工完了

3.0 3.0 3.0防水工台車 3.0 1 3.0 --------------------------- 覆工開始~覆工完了

坑外 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0

220V 吹付けプラント 35.0 1 35.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0セメントサイロ 15.0 1 15.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2骨材ホッパ 3.2 1 3.2 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5給水ポンプ 5.5 1 5.5 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4取水ポンプ 0.4 1 0.4 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

24.0 24.0 24.0 24.0 24.0 24.0 24.0 24.0濁水処理設備 24.0 1 24.0 ------------------------------------------------------------------------ 掘削開始~覆工完了

電灯 0.3 0.7 1.0 1.4 1.7 2.1 2.4 2.4 2.4照明 坑内照明 8w/m 299 2.4 --------------------------------------------------------------------------------- 掘削開始~作業完了

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0切羽照明(投光器) 0.5 6 3.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

2.0 2.0 2.0覆工照明(投光器) 0.5 4 2.0 --------------------------- 覆工開始~覆工完了

5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0坑外照明(投光器) 0.5 10 5.0 --------------------------------------------------------------- 掘削開始~掘削完了

 計 (kw)総設備負荷合計 (kw) 0.0 0.0 0.0 1038.4 1038.8 1039.1 1039.5 1039.8 1055.1 1055.4 41.3 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7,349.8

坑外 440V 0.0 0.0 0.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 110.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0坑内 440V 0.0 0.0 0.0 831.0 831.0 831.0 831.0 831.0 831.0 831.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0坑内 220V 0.0 0.0 0.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 18.9 18.9 12.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0坑外 220V 0.0 0.0 0.0 83.1 83.1 83.1 83.1 83.1 83.1 83.1 24.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0坑内 210V 0.0 0.0 0.0 3.3 3.7 4.0 4.4 4.7 7.1 7.4 4.4 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0坑外 210V 0.0 0.0 0.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 計 0.0 0.0 0.0 1038.4 1038.8 1039.1 1039.5 1039.8 1055.1 1055.4 41.3 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

  摘  要

10-134

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(1) 坑外受変電設備(SS-1)

1)低圧動力(三相6.6KV/440V)

出力(KW) 台 数 容量(KW)110.0 1 110.0

110.0

100115.8

150

2)低圧動力(三相6.6KV/220V)

出力(KW) 台 数 容量(KW)35.0 1 35.015.0 1 15.03.2 1 3.25.5 1 5.50.4 1 0.4

24.0 1 24.083.1

7565.6

75

3)電灯(単相6.6KV/210V)

出力(KW) 台 数 容量(KW)0.04 60 2.40.5 10 5.0

7.4

1007.87.5

坑内照明坑外照明

合  計

備   考

機 器 名 備   考

合  計

需 要 率

備   考

送風機

合  計

需 要 率

機 器 名

機 器 名

使用変圧器(KVA)

変圧器容量(KVA)使用変圧器(KVA)

吹付けプラントセメントサイロ骨材ホッパ

変圧器容量(KVA)

給水ポンプ

濁水処理設備

需 要 率

使用変圧器(KVA)変圧器容量(KVA)

給水ポンプ

10-135

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(2) 坑外受変電設備(SS-2)

1)低圧動力(三相6.6KV/440V)

出力(KW) 台 数 容量(KW)400.0 1 400.055.0 2 110.0

171.0 1 171.0150.0 1 150.0

831.0

55481.1

500

2)低圧動力(三相6.6KV/220V)

出力(KW) 台 数 容量(KW)6.0 1 6.04.4 1 4.41.1 5 5.53.0 1 3.00.5 6 3.00.5 4 2.0

23.9

7518.9

20

機 器 名

合  計

需 要 率変圧器容量(KVA)使用変圧器(KVA)

覆工照明

防水工台車

自由断面掘進機

集塵機

備   考

備   考

油圧削岩機吹付け機

機 器 名

合  計

モルタル注入機

切羽照明

需 要 率変圧器容量(KVA)使用変圧器(KVA)

移動型枠バイブレーター

10-136

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(3) コンデンサー容量の算出

1) 力率改善による基本料金の力率割引基本料金は、カ率改善用コンデンサーを設置することにより力率割引の

 適用を受けることが可能なため、適切なカ率改善用コンデンサーを設置しカ率を95%まで改善するものとして10%引きとする(契約カ率85%を境にして上方は割引、下方は割増、増減率1%)。

2) 力率改善用コンデンサー容量動力負荷は、一般的に力率が悪いので、電力用コンデンサーを用いて力

 率を改善する必要がある。  力率は、各負荷設備によりまちまちであり、高圧、低圧各動力を合わせ て力率を85%と仮定し、約95%程度まで力率を改善できるようにコンデン

サー容量を算定する。

3) 負荷容量動力負荷のみとし、 大稼働負荷を対象とし、二次側電力使用工程表に

 よって算定した負荷を対象とする。ただし、本トンネルでは各動力に対し 需要率を算出し変圧器容量から使用変圧器を算定していることから、使用 変圧器からコンデンサー容量を算出するものする。

4) コンデンサー容量の算出コンデンサー容量は以下により算出する。

P1=P×tanθ1=P×tan(cos-1θ1)

P2=P×tanθ2=P×tan(cos-1θ2)

P3=P×(tanθ1-tanθ2)=P1-P2

ただし P1:力率改善前の無効電力(kVar1)P2:力率改善前の無効電力(kVar2)P3:力率改善に要する無効電力(kVar)

 (必要なコンデンサー容量,kVA)P:負荷容量θ1:改善前の力率(0.85)θ2:改善後の力率(0.95)

容量(KVA) 台 数 容量(KW)150 1 150 SS-175 1 75 SS-1

500 1 500 SS-220 1 20 SS-2

745

 改善前の力率(%) 85 P x tan(arccos0.85) = 461.7 改善後の力率(%) 95 P x tan(arccos0.95) = 244.9

コンデンサー容量(KVA) 225 P85 - P95 = 216.8

以上よりコンデンサー容量は、力率95%になるよう次の容量を設置する。三相75KVAを3台設置する。コンデンサーの設置場所は、坑外受変電用キュービクルに併設する。

合計(P)

変 圧 器

三相6.6KV/220V三相6.6KV/440V

三相6.6KV/440V三相6.6KV/220V

備   考

10-137

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10-138

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10.8.3 契約電力

(1) 契約種別

契約種別は、16月~24月(9ヶ月)を臨時契約「高圧電力A」とする。

(2) 契約電力

1) 高圧電力

契約電力は、契約負荷設備と契約受電設備容量の2通り計算し、小さい方の値とする。

a)契約負荷設備による算出

契約負荷設備の各入力について、それぞれ次の(イ)の係数を乗じてえた値の合計に(ロ)の

係数を乗じてえた値とする。

入力換算係数高圧動力 1.176低圧動力 1.250

(イ)圧縮係数 (ロ)圧縮容量係数1.00 係数(%)0.95   初の6KW 1000.90  次の14KW 90

 次の30KW 80ただし、照明負荷は全体で1負荷とする。  次の100KW 70

 次の150KW 60 次の200KW 50 500KW超過 30

 b)契約受電設備による算出

契約電力は、契約受電設備総容量に次の(ハ)の係数を乗じた値とする。(1VA=1W)

(ハ)圧縮容量係数係数(%)

  初の50KW 80 次の50KW 70 次の200KW 60 次の300KW 50 600KW超過 40

圧 縮 容 量大のものから 初の2台

  次の2台 その他

圧 縮 容 量

10-139

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2)契約電力(16月~24月)

a)契約負荷設備(22月)

負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量 (KW) 係 数 (KVA) (KW)

400.0 1.25 500.00 1.0 500.00171.0 1.25 213.75 1.0 213.75150.0 1.25 187.50 0.95 178.13110.0 1.25 137.50 0.95 130.63110.0 1.25 137.50 0.9 123.75102.0 1.25 127.50 0.9 114.7512.4 1.25 15.50 0.9 13.95

1,055.4 1,319.25 1,274.95

  初の 6 KWにつき 100 % 6.0 KW  次の 14 KWにつき 90 % 12.6 KW 次の 30 KWにつき 80 % 24.0 KW  次の 100 KWにつき 70 % 70.0 KW  次の 150 KWにつき 60 % 90.0 KW  次の 200 KWにつき 50 % 100.0 KW

500KWを超える 774.95 KWにつき 30 % 232.5 KW535.1 KW

契約電力 535 KW

 b)契約受電設備

容量(KVA) 台 数 容量計150 1 15075 1 757.5 1 7.5500 1 50020 1 20

752.5

  初の 50 KWにつき 80 % 40.0 KW 次の 50 KWにつき 70 % 35.0 KW  次の 200 KWにつき 60 % 120.0 KW  次の 300 KWにつき 50 % 150.0 KW

600KWを超える 152.5 KWにつき 30 % 45.8 KW390.8 KW

契約電力 391 KW

c)契約電力

a)とb)の計算結果から小さい方の値、 391 KWとする。

合  計

変 圧 器

単相6.6KV/210V

三相6.6KV/220V三相6.6KV/440V

三相6.6KV/440V三相6.6KV/220V

自由断面掘進機

負 荷 名 称

吹付け機集塵機

その他動力(440V)その他動力(220V)照明設備

送風機

10-140

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(3) 電力推移表

 毎月の 大需要電力(予測値)を計算し、電力推移表を作成する。

大需要電力は、契約負荷設備による契約電力算出(電力会社約款)で計算する。

16月~17月負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量

(KW) 係 数 (KVA) (KW)400.0 1.25 500.00 1.0 500.00171.0 1.25 213.75 1.0 213.75150.0 1.25 187.50 0.95 178.13110.0 1.25 137.50 0.95 130.63110.0 1.25 137.50 0.9 123.7589.1 1.25 111.38 0.9 100.248.7 1.25 10.88 0.9 9.79

1,038.8 1,298.50 1,256.28

  初の 6 KWにつき 100 % 6.0 KW 次の 14 KWにつき 90 % 12.6 KW  次の 30 KWにつき 80 % 24.0 KW  次の 100 KWにつき 70 % 70.0 KW  次の 150 KWにつき 60 % 90.0 KW  次の 200 KWにつき 50 % 100.0 KW

500KWを超える 756.28 KWにつき 30 % 226.9 KW529.48 KW

大需要電力 529 KW

18月~20月負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量

(KW) 係 数 (KVA) (KW)400.0 1.25 500.00 1.0 500.00171.0 1.25 213.75 1.0 213.75150.0 1.25 187.50 0.95 178.13110.0 1.25 137.50 0.95 130.63110.0 1.25 137.50 0.9 123.7589.1 1.25 111.38 0.9 100.249.7 1.25 12.13 0.9 10.91

1,039.8 1,299.75 1,257.40

  初の 6 KWにつき 100 % 6.0 KW 次の 14 KWにつき 90 % 12.6 KW  次の 30 KWにつき 80 % 24.0 KW  次の 100 KWにつき 70 % 70.0 KW  次の 150 KWにつき 60 % 90.0 KW  次の 200 KWにつき 50 % 100.0 KW

500KWを超える 757.40 KWにつき 30 % 227.2 KW529.8 KW

大需要電力 530 KW

照明設備計

負 荷 名 称

自由断面掘進機吹付け機集塵機

その他動力(440V)その他動力(220V)

送風機

負 荷 名 称

集塵機

自由断面掘進機

その他動力(220V)照明設備

吹付け機

その他動力(440V)送風機

10-141

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21月~22月負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量

(KW) 係 数 (KVA) (KW)400.0 1.25 500.00 1.0 500.00171.0 1.25 213.75 1.0 213.75150.0 1.25 187.50 0.95 178.13110.0 1.25 137.50 0.95 130.63110.0 1.25 137.50 0.9 123.75102.0 1.25 127.50 0.9 114.7512.4 1.25 15.50 0.9 13.95

1,055.4 1,319.25 1,274.95

  初の 6 KWにつき 100 % 6.0 KW 次の 14 KWにつき 90 % 12.6 KW  次の 30 KWにつき 80 % 24.0 KW  次の 100 KWにつき 70 % 70.0 KW  次の 150 KWにつき 60 % 90.0 KW  次の 200 KWにつき 50 % 100.0 KW

500KWを超える 774.95 KWにつき 30 % 232.5 KW535.1 KW

大需要電力 535 KW

23月負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量

(KW) 係 数 (KVA) (KW)濁水処理設備 24.0 1.25 30.00 1.0 30.00照明設備 4.4 1.25 5.50 1.0 5.50移動型枠 4.4 1.25 5.50 0.95 5.23防水工台車 3.0 1.25 3.75 0.95 3.56

5.5 1.25 6.88 0.9 6.1941.3 51.63 50.48

  初の 6 KWにつき 100 % 6.0 KW 次の 14 KWにつき 90 % 12.6 KW  次の 30.48 KWにつき 80 % 24.4 KW

43.0 KW大需要電力 43 KW

24月負荷容量 入力換算 入力容量 圧縮係数 圧縮容量

(KW) 係 数 (KVA) (KW)2.4 1.25 3.00 1.0 3.002.4 3.00 3.00

  初の 3.00 KWにつき 100 % 3.0 KW3.0 KW

大需要電力 3 KW

照明設備計

負 荷 名 称

その他動力(220V)計

負 荷 名 称

負 荷 名 称

自由断面掘進機吹付け機集塵機

その他動力(440V)その他動力(220V)照明設備

送風機

10-142

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月 13月 14月 15月 16月 17月 18月 19月 20月 21月 22月 23月 24月

負荷設備容量(KW) 1,038.4 1,038.8 1,039.1 1,039.5 1,039.8 1,055.1 1,055.4 41.3 2.4

当該月の需要電力 529 529 530 530 530 535 535 43 3

契約受電設備

契約電力

391

391

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

800.0

900.0

1,000.0

1,100.0

13月 14月 15月 16月 17月 18月 19月 20月 21月 22月 23月 24月

表10.8.4 電力推移表

負荷設備容量(KW) 当該月の需要電力

10-143

Page 145: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

10.8.4 配線設計

(1)設計基準

1)配電電圧

高圧  三相三線 6.6KV、3.3KV動力  三相三線 440V、220V電灯  単相三線 210/105V

2)電線路

a)配電線の種別

6.6KV,3.3KV CVケーブル、OE電線 600V VVRケーブル、OW電線

b) 小ケーブルサイズ

14mm2 , 5.0mm

5.5mm2 , 2.6mm

c)坑外低圧配電線路

坑外の低圧配電線路は、電柱による架線方式をとし、使用電線サイズは、負荷容量と距離

に応じて下表より選定する。

表10.8.550m 100m 150m 200m 250m 300m 350m 400m 450m 500m2.6 3.2 14 22 22 22 38 38 38 383.2 22 22 38 38 60 60 60 100 10014 22 38 60 60 100 100 100 10022 38 60 60 100 10022 38 60 100 10022 60 100 100

(注)電線規格は、3.2までは直径(mm)を、14以上は断面積(mm2)

3)電圧降下計算式

三相三線式  e = 30.8 x L x I x / 1000 x A単相二線式  e = 35.6 x L x I x / 1000 x A

 e : 電圧降下(V) L : 電線亘長(m)  I : 負荷電流(A) A : 電線断面積(mm

2)

4)効率、力率

 効率 0.85 力率 0.95

20KW以下30KW以下40KW以下50KW以下60KW以下

高圧配電線路低圧配電線路

高圧ケーブル低圧ケーブル

負荷/距離10KW以下

10-144

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5)許容電圧降下

電力会社内線規程により表10.8.6

6)高圧ケーブルのサイズ

ケーブルサイズは、負荷電流及び短絡電流により選定する。遮断器等の動作時間により短絡

 電流の通電時間が決定するので、通電時間中ケーブル 高許容温度以下になるよう選定する。

 短絡事故時の遮断器の動作時間によっては、負荷電流より定めたサイズ以上のケーブルが必要となる。

ケーブルの 小太さは、主遮断装置の種類と短絡電流により選定し、かつ負荷電流を考慮の上

 決定する。

表10.8.7 高圧母線の短絡電流からみた電流の 小太さ (単位:mm2)

短絡電流(KA)4.08.012.5

(注)1.CBの場合は、CBの遮断時間にリレータイム0.05秒を加える。

 2.電線の太さは、短絡電流から計算すると、8mm2が使用できる場合もあるが、施設などによる

 機械的な強度を考慮して 小の太さは14mm2とした。

7)許容電流表10.8.8 6.6KV 架橋ポリエチレン絶縁ケーブル(気中及び暗渠布設)

(単位:A)公称断面積

mm2

14223860100

 亘長

200m超過 7

CB CB PF(5サイクル遮断) (3サイクル遮断) (限流形)

 電圧降下(%)60m以下 3120m以下 5200m以下 6

14 14 14 14 14 1450Hz 60Hz 50Hz 60Hz 50Hz 60Hz

38 14 1422 22 22 22 14 14

6.6KV CV 6.6KV CVT

3C トリプレックス

83

38 38 38

265 310

105 120145 170195 225

10-145

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表10.8.9 600V ビニル絶縁ビニルシースケーブル(気中及び暗渠布設)(単位:A)

公称断面積

mm2

5.5814223860100150200250325

表10.8.10 屋外用絶縁電線(単位:A)

直径・公称断面積

2.6mm3.2mm4.0mm5.0mm14mm

2

22mm2

38mm2

60mm2

100mm2

8)低圧電動機設備

 機械台数により下表から適切な回路数の仮設ボックスを選定する。

表10.8.11 接続する機械台数  仮設ボックス回路数

 3台以下  3回路 5台以下  5回路 7台以下  7回路

 10台以下 10回路

9)坑内照明

 坑内照明は、40W蛍光灯を片側5m間隔に設置し、ケーブルサイズは、下表による。

表10.8.12トンネル長 320m 430m 590m 700m 890m 1150m 1500m

ケーブルサイズ 5.5 8 14 22 38 60 100(注)ケーブルサイズは、断面積(mm2

)である。

VV VV VV

47 42 3666 59 50

1C 2C 3C37 33 28

165 145 120230 200 165

88 78 66120 110 93

470 420 355

295 255 220350 310 260

高圧架空電線 低圧架空電線

OE OW35

400 355 300

60120 78165 100

4557

110 73

屋外用500×400×200屋外用600×700×200屋外用700×1200×200

220 130300 175

 仮設ボックス規格屋外用400×300×200

10-146

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(2) 電圧降下計算

計算式 単相2線式 e = 35.6×L×I/1000×S

3相3線式 e = 30.8×L×I/1000×S

単相3線式 e' = 17.8×L×I/1000×S

e :各線間の電圧降下(V) e' :中性線との間の電圧降下(V)

L :電線の長さ(m) I :電流(A)

S :電線の断面積(mm2)

1) 高圧引込 電圧 6600 V 容量 752.5 KW 7.0 %

PASL = 10 m

SS-1

e = 462 VI = 81.5 A

0.1 mm2

38 mm2

0.7 V = 0.01 % < 7.0 %

2) 坑内高圧 電圧 6600 V 容量 520 KW 6.99 %

SS-1L = 339 m

SS-2

e = 461 VI = 56.3 A

1.3 mm2

14 mm2

42.0 V = 0.64 % < 7.0 %

3) 送風機 電圧 440 V 容量 110 KW 5.0 %

SS-1L = 75 m

M-1

e = 22.0 VI = 178.7 A

18.8 mm2

76 mm2

5.4 V = 1.23 % < 5.0 %

許容電圧降下

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの短絡電流から S =

許容電圧降下

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの許容電流から S =

CV38-3C(145A)

e = 30.8×L×I/1000×S =

OW38×3×2(186A)VVR38-3C×2(200A)

e = 30.8×L×I/1000×S =

CV14-3C(83A)

許容電圧降下

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの許容電流から S =

e = 30.8×L×I/1000×S =

10-147

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4) 電圧 220 V 容量 53.2 KW

SS-1L = 10 m

M-2

22 mm2

5) 電圧 220 V 容量 5.9 KW

SS-1L = 70 m

M-3

3.2 mm

6) 濁水処理設備 電圧 220 V 容量 24.0 KW

SS-1L = 10 m

M-4

14 mm2

7) 電圧 440 V 容量 400 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

M-5

e = 22.0 VI = 650.0 A

91 mm2

400 mm2

5.0 V = 1.1 % < 5.0 %

8) 油圧削岩機 電圧 440 V 容量 55 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

M-6

e = 22.0 VI = 89.4 A

12.5 mm2

38 mm2

7.2 V = 1.6 % < 5.0 %

表4.8.5より

給水・取水ポンプ

表4.8.5より VVR22-3C

吹付プラント

OW3.2×3 VVR8-3C

e = 30.8×L×I/1000×S =

許容電圧降下

表4.8.5より VVR14-3C

VVR100-3C×4(660A)

e = 30.8×L×I/1000×S =

自由断面掘進機

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの許容電流から S =

許容電圧降下

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの許容電流から S = VVR38-3C(93A)

10-148

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9) 電圧 440 V 容量 171 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

M-7

e = 22.0 VI = 277.9 A

38.9 mm2

200 mm2

4.3 V = 1.0 % < 5.0 %

10) 集塵機 電圧 440 V 容量 160 KW 3.0 %

SS-2L = 60 m

M-8

e = 13.2 VI = 260.0 A

36 mm2

100 mm2

4.8 V = 1.1 % < 3.0 %

11) 電圧 220 V 容量 6.0 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

M-9

e = 11.0 VI = 19.5 A

5.5 mm2

5.5 mm2

10.9 V = 5.0 % < 5.0 %

12) 覆工機器 電圧 220 V 容量 12.9 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

M-10

e = 11.0 VI = 41.9 A

11.7 mm2

14 mm2

9.2 V = 4.2 % < 5.0 %

13) 坑内照明 電圧 220 V 容量 2.4 KW

SS-1L = 439 m(トンネル長299m)

蛍光灯

I = 13.6 A

8 mm2

S = 30.8×L×I/1000×e =

VVR100-3C×2(330A)

e = 30.8×L×I/1000×S =

e = 30.8×L×I/1000×S =

ケーブルの許容電流から S = VVR100-3C×2(330A)

許容電圧降下

ケーブルの許容電流から S =S = 30.8×L×I/1000×e =

許容電圧降下

e = 30.8×L×I/1000×S =

S = 30.8×L×I/1000×e =

モルタル注入機

許容電圧降下

S = 30.8×L×I/1000×e = ケーブルの電圧降下から S =

ケーブルの電圧降下から S =

表4.8.12より OW3.2×3  VVR8-3C

VVR5.5-3C(28A)

VVR14-3C(50A)

e = 30.8×L×I/1000×S =

吹付け機 許容電圧降下

10-149

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14) 切羽照明 電圧 220 V 容量 3.0 KW 5.0 %

SS-2L = 100 m

投光器

e = 11.0 VI = 17.0 A

5.5 mm2

5.5 mm2

11.0 V = 5.0 % < 5.0 %

15) 覆工照明 電圧 220 V 容量 2.0 KW 5.0 %

SS-1L = 100 m

投光器

e = 11.0 VI = 11.4 A

3.7 mm2

5.5 mm2

7.4 V = 3.4 % < 5.0 %

16) 坑外照明 電圧 220 V 容量 5.0 KW 5.0 %

SS-1L = 46 m(負荷中心)

投光器

e = 11.0 VI = 28.4 A

4.2 mm2

5.5 mm2

8.5 V = 3.8 % < 5.0 %

ケーブルの電圧降下から S =S = 35.6×L×I/1000×e =

許容電圧降下

e = 35.6×L×I/1000×S =

OW2.6×2(35A)VVR5.5-2C(32A)

VVR5.5-2C(33A)

許容電圧降下

e = 35.6×L×I/1000×S =

S = 35.6×L×I/1000×e = ケーブルの電圧降下から S = VVR5.5-2C(78A)

e = 35.6×L×I/1000×S =

S = 35.6×L×I/1000×e = ケーブルの電圧降下から S =

許容電圧降下

10-150

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(3) 低圧電動機設備

名 称 規    格 開閉器容量 電圧(V) 容量(KW) 負 荷 名 称 設置場所

M-1 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 400A 440 110.0 送風機 坑口

M-2 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 225A 220 35.0 吹付けプラント 坑外

ELB 3P 225A 220 15.0 セメントサイロ

ELB 3P 50A 220 3.2 骨材ホッパ

M-3 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 100A 220 5.5 給水ポンプ 坑外

ELB 3P 30A 220 0.4 取水ポンプ

M-4 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 225A 220 24.0 濁水処理設備 坑外

M-5 仮設ボックス 3回路 ELB 3P1000A 440 400.0 自由断面掘進機 坑外

M-6 仮設ボックス 3回路 ELB 3P225A×2 440 55×2 油圧削岩機 坑内

M-7 仮設ボックス 3回路 ELB 3P600A 440 171.0 吹付け機 坑内

M-8 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 400A 440 150.0 集塵機 坑内

M-9 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 100A 220 6.0 モルタル注入機 坑内

M-10 仮設ボックス 3回路 ELB 3P 50A 220 4.4 移動型枠 坑内

ELB 3P 50A 220 1.1×5 バイブレーター

ELB 3P 50A 220 3.0 防水工台車

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10.8.5 電気設備数量

(1) 高圧受電設備:SS-1 設置期間(掘削開始~作業完了) 15.9ヶ月~24.0ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

高圧キュービクル 6.6KVA,232.5KVA,CB形 日 245 損料:30日×8.1ヶ月+2日

高圧気中開閉器 7.2KV 300A 無方向性 日 245 損料:30日×8.1ヶ月+2日

コンクリート柱 10m×19cm-350kg 本 1 損率:1年未満

腕金 1.8m 本 2 損率:1年未満

腕金 0.9m 本 1 損率:1年未満

アームタイ 2.3×25×945 本 3 損率:1年未満

装柱金具 Uボルト 13×220 個 3 損率:1年未満

高圧耐張碍子 普通形 個 3 損率:1年未満

引留クランプ 38mm2個 3 損率:1年未満

蓄力形コネクタ 38mm2個 12 損率:1年未満

避雷器 8.4KV 一般形 個 3 損率:1年未満

玉碍子 100×100 個 1 損率:1年未満

高圧ピン碍子 普通形 個 3 損率:1年未満

亜鉛メッキ鋼撚線 2種 A級 22mm2kg 1.7 全損

巻付グリップ 22mm2本 4 全損

根枷 コンクリートA形 1000×170×140 個 1 損率:1年未満

足場ボルト CP用 本 13 損率:1年未満

電線管 CP70 m 10 全損

電線管 CP28 m 10 全損

ステンレスベルト SFBT-10 m 5.6 全損

ステンレスベルト 同上締金具 個 7 全損

ケーブル 6.6kV CV 38mm2-3C m 10 損率:1年未満

電線 PDC 6KV 38mm2 m 5 損率:1年未満

電線 IV 38mm2 m 10 損率:1年未満

接地棒 10φ×1500 本 5 全損

同上リード端子 10φ用 個 5 全損

接地銅板 900×900×1.5t 枚 1 全損

水切りカバー 100A 個 3 全損

分岐カバー T1 2個用 個 12 全損

ステーブロック NO.1 ロッド付 個 1 全損

端末処理材 屋外 6.6KV 38mm2-3C 個 1 全損

端末処理材 屋内 6.6KV 38mm2-3C 個 1 全損

技術者 (設置+撤去) 人 1.05

電工 (設置+撤去) 人 26.00

普通作業員 (設置+撤去) 人 12.00

諸雑費 式 1

備   考

10-153

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(2) 高圧受電設備:SS-2 設置期間(掘削開始~覆工完了) 15.9ヶ月~22.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

高圧キュービクル 6.6KVA,520KVA,CB形 日 209 損料:30日×6.9ヶ月+2日

高圧気中開閉器 7.2KV 300A 無方向性 日 209 損料:30日×6.9ヶ月+2日

電線 IV 38mm2m 10 損率:1年未満

接地棒 10φ×1500 本 5 全損

同上リード端子 10φ用 個 5 全損

接地銅板 900×900×1.5t 枚 1 全損

端末処理材 屋内 6.6KV 14mm2-3C 個 2 全損

技術者 (設置+撤去) 人 1.05

電工 (設置+撤去) 人 23.03 26.00-(41.0-11.25)/10

普通作業員 (設置+撤去) 人 7.20 12.00-(66.0-18.00)/10

諸雑費 式 1

設置期間(掘削開始~覆工完了) 15.9ヶ月~22.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

コンクリート柱 10m×19cm-350kg 本 3 損率:1年未満

高圧ピン碍子 普通形、大 個 12 損率:1年未満

高圧耐張碍子 普通形 個 6 損率:1年未満

腕金 1.8m 本 1 損率:1年未満

腕金 1.5m 本 3 損率:1年未満

アームタイ 2.3×25×945 本 4 損率:1年未満

装柱金具 Uボルト 13×220 個 4 損率:1年未満

足場ボルト CP用 本 39 損率:1年未満

高圧電線 6.6kV OE 5.0mm m 363 1210×120/400 損率:1年未満

ケーブル 6.6kV CV 14mm2-3C m 20 10m×2 損率:1年未満

電線管 CP54 m 10 全損

根枷 コンクリートA形 1000×170×140 個 3 損率:1年未満

亜鉛メッキ鋼撚線 2種 A級 22mm2 kg 1.7 全損

巻付グリップ 22mm2 本 4 全損

ステーブロック NO.1 ロッド付 個 1 全損

玉碍子 100×100 個 1 損率:1年未満

電工 (設置+撤去) 人 17.1

普通作業員 (設置+撤去) 人 19.8 66.0×120/400

諸雑費 式 1

(3) 高圧配電線路:(SS-1~SS-2)延長10m+120m+10m

備   考

41.0×120/400+24.00×20/100

備   考

10-154

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(4) 低圧配電線路:(SS-1~M-1送風機)延長10m+55m+10m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

コンクリート柱 7m×19cm-430kg 本 2 損率:6ヶ月未満

低圧碍子 個 18 損率:6ヶ月未満

低圧ラック 個 18 損率:6ヶ月未満

足場ボルト CP用 本 16 損率:6ヶ月未満

ケーブル VVR 38mm2-3C m 40 10×2×2 損率:6ヶ月未満

電線 OW 38mm2m 333 1210×55×2/400 損率:6ヶ月未満

根枷 コンクリートA形 1000×170×140 個 2 損率:6ヶ月未満

亜鉛メッキ鋼撚線 2種 A級 22mm2kg 2.4 全損

巻付グリップ 22mm2本 8 全損

ステーブロック NO.1 ロッド付 個 2 全損

玉碍子 100×100 個 2 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 13.33

普通作業員 (設置+撤去) 人 9.89 2.468×2+18.00×55×2/400

諸雑費 式 1

(5) 低圧配電線路:(SS-1~M-2吹付けプラント)延長10m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 22mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 1.80 18.00×10/100

諸雑費 式 1

(6) 低圧配電線路:(SS-1~M-3給水・取水ポンプ)延長10m+50m+10m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

コンクリート柱 7m×19cm-430kg 本 1 損率:6ヶ月未満

低圧碍子 個 9 損率:6ヶ月未満

低圧ラック 個 9 損率:6ヶ月未満

足場ボルト CP用 本 8 損率:6ヶ月未満

電線 OW 3.2mm m 151 1210×50/400 損率:6ヶ月未満

ケーブル VVR 8mm2-3C m 20 損率:6ヶ月未満

根枷 コンクリートA形 1000×170×140 個 1 損率:6ヶ月未満

亜鉛メッキ鋼撚線 2種 A級 22mm2 kg 1.2 全損

巻付グリップ 22mm2 本 4 全損

ステーブロック NO.1 ロッド付 個 1 全損

玉碍子 100×100 個 1 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 4.72

普通作業員 (設置+撤去) 人 3.31 2.468+6.75×50/400

諸雑費 式 1

(7) 低圧配電線路:(SS-1~M-4濁水処理設備)延長10m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 14mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 1.32 13.20×10/100

諸雑費 式 1

1.518+4.50×50/400+13.20×20/100

備   考

備   考

1.518×2+11.25×55×2/400+18.00×20×2/100

備   考

備   考

10-155

Page 157: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(8) 坑内配電線路:(SS-1~SS-2)延長199m 設置期間(掘削開始~覆工完了) 15.9ヶ月~22.8ヶ月/2

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル 6.6kV CV 14mm2-3C m 199 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 100 50×199/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 100 50×199/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 47.76 24.00×199/100

諸雑費 式 1

(9) 坑内配電線路:(SS-2~M-5自由断面掘進機)延長100m×4 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 100mm2-3C m 400 100m×4 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 200 50×100×4/100 全損

一般用受皿 25R ポリエチレン 個 200 50×100×4/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 156.00 39.00×100×4/100

諸雑費 式 1

(10) 坑内配電線路:(SS-2~M-6油圧削岩機)延長100m×2 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 38mm2-3C m 200 100m×2 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 100 50×100×2/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 100 50×100×2/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 36.00 18.00×100×2/100

諸雑費 式 1

(11) 坑内配電線路:(SS-2~M-7吹付け機)延長100m×2 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 100mm2-3C m 200 100m×2 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 100 50×200/100 全損

一般用受皿 25R ポリエチレン 個 100 50×200/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 78.00 39.00×200/100

諸雑費 式 1

(12) 坑内配電線路:(SS-2~M-8集塵機)延長60m×2 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 100mm2-3C m 120 60m×2 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 60 50×60×2/100 全損

一般用受皿 25R ポリエチレン 個 60 50×60×2/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 46.80 39.00×60×2/100

諸雑費 式 1

備   考

備   考

備   考

備   考

備   考

10-156

Page 158: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(13) 坑内配電線路:(SS-2~M-9モルタル注入機)延長100m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 5.5mm2-3C m 100 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 50 50×100/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 50 50×100/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 10.05 10.05×100/100

諸雑費 式 1

(14) 坑内配電線路:(SS-2~M-10覆工機器)延長100m 設置期間(覆工開始~覆工完了) 20.1ヶ月~22.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

ケーブル VVR 14mm2-3C m 100 損率:3ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 50 50×100/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 50 50×100/100 全損

電工 (設置+撤去) 人 13.20 13.20×100/100

諸雑費 式 1

(15) 低圧電動機設備:M-1 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 400A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(16) 低圧電動機設備:M-2 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名 称 規 格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 225A 個 2 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 50A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

備   考

備   考

備   考

備   考

10-157

Page 159: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(17) 低圧電動機設備:M-3 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 100A 個 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 30A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(18) 低圧電動機設備:M-4 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 225A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(19) 低圧電動機設備:M-5 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 1000A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(20) 低圧電動機設備:M-6 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 225A 個 2 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

備       考

備       考

備       考

備       考

10-158

Page 160: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(21) 低圧電動機設備:M-7 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 600A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(22) 低圧電動機設備:M-8 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 400A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(23) 低圧電動機設備:M-9 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:6ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P100A 個 1 損率:6ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 3.39 1.44+1.95

諸雑費 式 1

(24) 低圧電動機設備:M-10 設置期間(覆工開始~覆工完了) 20.1ヶ月~22.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

仮設ボックス 屋外用 400×300×200 面 1 損率:3ヶ月未満

漏電ブレーカー 600V 3P 50A 個 3 損率:3ヶ月未満

接地棒 10φ×1000 本 1 全損

同上用リード端子 10φ用 個 1 全損

ケーブル VVR 38mm2-3C m 10 損率:3ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 4.14 1.44+1.95

諸雑費 式 1

備       考

備       考

備       考

備       考

10-159

Page 161: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(25) 工事用照明:(投光器10個)延長10m+40m×4+15m+35m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

ランプ 白熱灯 500W 個 10 全損

照明器具 リフレクタ投光器 個 10 損率:6ヶ月未満

電線 OW 2.6mm m 420 210m×2 損率:6ヶ月未満

ケーブル VVR 5.5mm2-2C m 110 10m+100m 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 6.47 4.50×420/1210+10.05×10/100+3.9

普通作業員 (設置+撤去) 人 2.34 6.75×420/1210

諸雑費 式 1

(27) 坑内照明:(蛍光灯60個)延長10m+120m+10m+299m 設置期間(掘削開始~作業完了) (15.9ヶ月~24.0ヶ月)/2

名      称 規     格 単位 数 量

ランプ 蛍光灯 40W直管 個 60 全損

照明器具 蛍光灯 40W 防湿型 個 60 損率:6ヶ月未満

電線 OW 2.6mm m 106 1210×120/400 損率:6ヶ月未満

ケーブル VVR 5.5mm2-3C m 319 10m+10m+299m 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 150 299×50/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 150 299×50/100 全損

アンカーボルト  M10 個 300 150×2 全損

アンカーボルト  M8 個 120 60×2 全損

電工 (設置+撤去) 人 60.32

普通作業員 (設置+撤去) 人 2.03 6.75×120/400

諸雑費 式 1

(28) 切羽照明:(投光器6個)延長100m 設置期間(掘削開始~掘削完了) 15.9ヶ月~21.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

ランプ 白熱灯 500W 個 6 全損

照明器具 リフレクタ投光器 個 6 損率:6ヶ月未満

ケーブル VVR 5.5mm2-2C m 100 損率:6ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 50 100×50/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 50 100×50/100 全損

ケーブル 2RNCT 3.5mm2-2C m 60 損率:6ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 12.39

諸雑費 式 1

(29) 覆工照明:(投光器4個)延長100m 設置期間(覆工開始~覆工完了) 20.1ヶ月~22.8ヶ月

名      称 規     格 単位 数 量

ランプ 白熱灯 500W 個 4 全損

照明器具 リフレクタ投光器 個 4 損率:3ヶ月未満

ケーブル VVR 5.5mm2-2C m 100 損率:3ヶ月未満

一般支持金具 TA85 個 50 100×50/100 全損

一般用受皿 15R ポリエチレン 個 50 100×50/100 全損

ケーブル 2RNCT 3.5mm2-2C m 40 損率:3ヶ月未満

電工 (設置+撤去) 人 11.61

諸雑費 式 1

備       考

9×299/100+4.50×120/400+10.05×319/100

10.05×100/100+3.9×4/10

備       考

10.05×100/100+3.9×6/10

備       考

備       考

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Page 162: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

10.8.6 照明用ランプ交換個数

(1) 坑内照明(通路)

 1) 蛍光灯 40w、5m間隔 設置個数

区分 延長(m) 設置間隔(m) 設置個数 摘要

高屋トンネル 299.0 5.0 60

計 299.0 60

 2) ランプ交換個数

ランプ平均寿命時間 = 12,000 h

区分 開始 完了 期間 1日点灯時間 総点灯時間 交換個数 摘要

 掘削 15.90 21.80 5.90 14 49,560 1/2*(完了-開始)

 覆工、その他 21.80 24.00 2.20 8 21,120

計 70,680 0

注1:総点灯時間算出時のランプ個数は 60 個

(2) 切羽照明

 1) 投光器 500w、設置個数 6 個

 2) ランプ交換個数

ランプ平均寿命時間 = 2,000 h

区分 開始 完了 期間 1日点灯時間 総点灯時間 交換個数 摘要

 掘削 15.90 21.80 5.90 14 9,912 掘削完了-掘削開始

計 9,912 0

注1:総点灯時間算出時のランプ個数は6個

(3) 覆工照明

 1) 投光器 500w、設置個数 4 個

 2) ランプ交換個数

ランプ平均寿命時間 = 2,000 h

区分 開始 完了 期間 1日点灯時間 総点灯時間 交換個数 摘要

 覆工 20.10 22.80 2.70 8 1,728

計 1,728 0

注1:総点灯時間算出時のランプ個数は4個

(4) 工事用照明(坑外照明)

 1) 投光器 500w、設置個数 10 個

 2) ランプ交換個数

ランプ平均寿命時間 = 2,000 h

区分 開始 完了 期間 1日点灯時間総点灯時間 交換個数 摘要

 掘削 15.90 21.80 5.90 9 10,620 掘削完了-掘削開始

計 10,620 0

交換個数 = 交換回数 × 設置個数

交換回数 = 総点灯時間 / (ランプ平均寿命時間 × 設置個数) - 1

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Page 163: 10.施工法検討...A1,A2 3 cm/sec(kine) B,C,S 4 cm/sec(kine) 注1:覆工に落下の可能性のあるクラックがある場合や止水用の薄いモルタル等がある場合は覆工の健全度判定区分によらず

(5) 照明用電力量

区分 総点灯時間(h) 電灯・照明(kw) 電力量(kwh) 摘要

① ② ③=①*②

坑内照明 70,680 0.040 2,827

切羽照明 9,912 0.500 4,956

覆工照明 1,728 0.500 864

坑外照明 10,620 0.500 5,310

合計 13,957

①:照明用ランプ交換個数の算出結果より

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