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鉄建建設㈱ 田辺 洋一

第５回 最新トンネル技術講演会 11

硬岩地山トンネルにおける硬岩地山トンネルにおける

長孔発破の施工実績について長孔発破の施工実績について～～ 熊野尾鷲道路熊野尾鷲道路 亥谷山トンネル（賀田工区）亥谷山トンネル（賀田工区） ～～

いがたにやま

報告概要

・亥谷山トンネル（賀田工区）工事において

（全長3,197ｍのうち,1,511ｍの

本坑および避難坑のトンネル施工）

本坑のBパターン（掘削支保パターン）を

対象として,一掘進長一掘進長6.36.3ｍ以上ｍ以上 となる

長孔発破長孔発破 について,施工実績を報告する。

第５回 最新トンネル技術講演会 22

2

①観光

②生活環境の充実

③災害時の道路

第５回 最新トンネル技術講演会

熊野尾鷲道路

尾鷲地区年間雨量

4,000mm

33

第５回 最新トンネル技術講演会

熊野尾鷲道路

44

亥谷山トンネル

3

第５回 最新トンネル技術講演会

工事概要

５５

工事名称：

平成20年度熊野尾鷲道路亥谷山トンネル賀田工区工事

工事場所：三重県尾鷲市賀田町地内

発注者：国土交通省中部地方整備局

施工者：鉄建建設㈱

工期：平成21年2月26日 ～ 平成23年10月31日

工事内容：トンネル延長 1,511ｍ （本坑および避難坑）

避難連絡坑４箇所

掘削断面積 本坑 75.6㎡ ～ 95.7㎡

避難坑 16.0㎡ ～ 18.7㎡

第５回 最新トンネル技術講演会

標準断面図

６６

避難坑避難坑 避難連絡坑避難連絡坑 本坑本坑避難坑避難坑 避難連絡坑避難連絡坑 本坑本坑

避難坑：16.0㎡ 本坑：75.6㎡

避難連絡坑：４箇所

4

第５回 最新トンネル技術講演会

亥谷山トンネルの地質

７７

起点側坑口

NO.99+59

終点側坑口

NO.131+56

亥谷山トンネル（3197ｍ）

鉄建建設施工（1511ｍ） 他社施工（1686ｍ）

施工方向

いがたにやま

1285m 9.13現在

最大土被り：約500ｍ

事前調査結果より良好な岩盤（花崗斑岩）が,想定された

※本坑 設計時のＢパターン1,259ｍ ／ 1,511ｍ （83.3％）

■サイクル向上・機械の大型化，全断面掘削工法の採用

■削孔精度の確保・コンピュータージャンボの採用

■確実な発破パターン・大口径バーンカット・密充填による効率的な装薬・ｽﾑｰｽﾌﾞﾗｽﾃｨﾝｸﾞによる余掘り低減・導火管付雷管による多段発破

第５回 最新トンネル技術講演会

長孔発破の施工方針

８８

対象区間：支保パターン対象区間：支保パターンBB区間区間一掘進長：一掘進長：6.36.3ｍｍ 【【国内初の試み：高度技術国内初の試み：高度技術】】

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第５回 最新トンネル技術講演会

支保構造（Ｂパターン）

９９

10951

S.L

Ｃ

t=50(σ　=18N/mm　)28吹付コンクリート

2

t=300（18-15-40BB)覆工コンクリート

単位セメント量 C=270kg/m 以上3

L=3000(耐力117.7kN以上）ロックボルト

4951

7501

2200

30050

覆工コンクリート

吹付厚 ５ｃｍ

ロックボルト D25 L3000mm ９本／２ｍ

第５回 最新トンネル技術講演会

使用機械

1010

機械の大型化によるサイクル向上標準 長孔発破

削孔機械３ブーム

ドリルジャンボ３ブームドリルジャンボ（コンピューター制御）

削岩機ドリフタ150ｋｇ級

ドリフタ210ｋｇ級

ロッド継ぎ足し

－ ロッドチェンジャー

人力装填 機械装填

コソク大型

ブレーカー1.3ｔ級 1.6ｔ級

積込ホイールローダー

2.3ｍ3積

ホイールローダー

3.0ｍ3積

DT 10ｔ 30ｔ

吹付 吹付機 6ｍ3/ｈ～20ｍ3/ｈ（一体型）

25ｍ3/ｈ（一体型）

ロックボルト 削孔機械３ブーム

ドリルジャンボ３ブーム

ドリルジャンボ

削孔

ずり出し

項目

装薬

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第５回 最新トンネル技術講演会

発破パターン

1111

標準 長孔発破

Vカット 大口径バーンカット

装薬孔 136孔（φ45） 118孔（φ64）

ボアホール － 3（φ127）

単位あたりの削孔数

1.8孔/㎡ 1.6孔/㎡

心抜き　他ANFO

（密充填，機械装填）

踏まえ粒状エマルジョン

（密充填，機械装填）

最外周含水爆薬

（人力装填）

DS電気雷管 導火管付雷管

なし ありスムースブラスティングの有無

心抜き方式

雷管

項目

削孔数

含水爆薬（人力装填）

使用爆薬

効率的な発破パターンの選定

第５回 最新トンネル技術講演会

使用爆薬および雷管

1212

導火管付雷管

通常の施工

含水爆薬

長孔発破（6.3ｍ）

アンホ爆薬 粒状エマルジョン爆薬

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第５回 最新トンネル技術講演会

ANFO・粒状エマルジョン・導火管付雷管の選定理由

1313

•装填機が必要•アンホに比べてコストが高い。

•帯電性がある。

•同左•後ガス良好•耐水性優良。

粒状エマルジョン爆薬

•後ガス（CO、NOx等）が悪い。

•吹付コンクリートと反応しアンモニアガスを発生する。

•耐水性なし。•帯電性がある。•装填機が必要。

•孔にエアーにて圧縮し密充填できるため長孔でも確実な充填が可能。

→発破威力の向上

→削孔数の削減

アンホ爆薬

•電気雷管に比べてコストが高い。

短所

・１段から２９段まで多段化

できるため発破振動を低減

できる。（29段→9秒後）参考：電気雷管１５段

（15段→4.5秒後）・静電気・漏洩電流に対し

て安全である。

長所

導火管付雷管

含水爆薬・電気雷管との比較

第５回 最新トンネル技術講演会

発破パターン

1414

心抜き部：パラレルカット（ボアホール３孔）

孔数：１１８

削孔長：心抜き６．８ｍ 他６．６ｍ

11 11

1111

10

9

10

9

1 3

5 7

57

心抜き部

○：ボアホール（φ127）

●：装薬孔（φ64）

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第５回 最新トンネル技術講演会

発破パターン

1515

長孔発破（6.3ｍ）

■踏まえ部：耐水性の良好な粒状エマルジョン爆薬■最外周部：スムースブラスティング（含水爆薬）

第５回 最新トンネル技術講演会

施工手順

1616

①避難坑による地山評価予測

②探り削孔による前方地山確認

④装薬

⑤発破・換気

③削孔

⑥ｽﾞﾘだし,ｺｿｸ １回目

⑦吹付（１回目）

⑧ｽﾞﾘだし,ｺｿｸ ２回目

⑨吹付（２回目）

⑩ﾛｯｸﾎﾞﾙﾄ一括施工

⑪支保の点検および計測

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第５回 最新トンネル技術講演会

前方地山予測

1717

避難坑によるBパターン予測■走向・傾斜より新鮮な花崗斑岩の分布状況を予測

探り削孔による前方地山予測■長孔発破１サイクルごと

左右側壁部に計２箇所 L＝10.0ｍ■削孔速度，削孔水，スライム状態，ジャーミング

孔内の目視

長孔

発破6.3ｍ

以上

探り削孔L10.0ｍ

トンネル中心

探り削孔 探り削孔

第５回 最新トンネル技術講演会

コンピュータージャンボ

1818

ロッドチェンジャー搭載型のガイドシェルを使用

削孔時間の短縮

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第５回 最新トンネル技術講演会

コンピュータージャンボの設定

1919

事前入力設定

トンネルの設計座標（X，Y，Z）

トンネル掘削断面

削孔を実施する切羽の測点

レーザー座標（始点および，終点）コンピュータージャンボの位置決め

発破パターン

第５回 最新トンネル技術講演会 2020

コンピュータージャンボの位置決め

仮想切羽面仮想切羽面

のみ尻を揃えられるのみ尻を揃えられる レーザーシステムのレーザー照射にガイドシェルのターゲットを一致させる

運転席モニターに削孔データが表示される

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第５回 最新トンネル技術講演会

削孔データの可視化

2121

モニター映像

計画削孔長，実測削孔長，残長

削孔速度

削孔角度

ガイドシェルの断面位置

発破パターン

第５回 最新トンネル技術講演会

コンピュータージャンボモニター

2222

発破パターン発破パターン

削孔角度削孔角度

削孔速度削孔速度

ガイドセルのガイドセルの

ズームアップズームアップ

仮想切羽から仮想切羽からの削孔距離の削孔距離

削孔距離・削孔距離・残距離残距離

削孔後の削孔後の孔の角度孔の角度

左中右

左中右

ガイドセルガイドセルの角度の角度

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第５回 最新トンネル技術講演会

ﾚｰｻﾞｰﾏｰｷﾝｸﾞｼｽﾃﾑによる削孔精度の向上

2323

最外周部 削孔箇所のレーザー照射

最外周部の削孔箇所をレーザーにて照射する

コンピュータージャンボの削孔精度の確認

第５回 最新トンネル技術講演会

削孔

2424

コンピュータージャンボによる削孔の利点■水平削孔精度の確保

→ 心抜き部の確実な自由面の形成■最外周部の削孔精度

→ トンネル壁面の地山の損傷抑制→ 余掘り量低減

ロッドチェンジャー搭載型ガイドシェル■ロッドの接続作業の自動化

→ 削孔時間の短縮

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第５回 最新トンネル技術講演会 2525

装薬完了

装薬完了全景

第５回 最新トンネル技術講演会

発破完了

2626

長孔発破実施後約500ｍ3

CⅠ 発破完了後約120ｍ3

ずりの破砕粒度は長孔発破時の方が小さい

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第５回 最新トンネル技術講演会

発破後の換気

2727

ANFO爆薬の後ガス

■含水爆薬に比較して後ガス量が多い

換気時間：５０分 ～ ６０分（坑内環境測定結果より設定）

■排気1,500ｍ3/ｈ 送気1,000ｍ3/ｈ→ 発破後遠隔操作により換気

第５回 最新トンネル技術講演会

吹付コンクリートの２分割施工

2828

・安全の確保

目的：無支保区間に立ち入らない

・コソク，浮石除去の徹底

・トンネル壁面（特に，アーチ部）の素掘り面

亀裂状態をよく目視観察し，岩塊の抜け落ち

がないかを確認する

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第５回 最新トンネル技術講演会

吹付コンクリートの２分割施工

2929

7000

切羽

7000

切羽

7000

切羽

7000

切羽

7000

切羽

7000

切羽

①ズリだし（１回目）

②コソク（１回目）

③吹付（１回目）

④ズリだし（２回目）

⑤コソク（２回目）

⑥吹付（２回目）

第５回 最新トンネル技術講演会

長孔発破施工実績

3030

■計１３回実施（長孔発破区間 Ｌ=83.91ｍ）

■平均一掘進長6.45ｍ（最大7.2ｍ）■装薬量：平均1,422kg(2.92kg/m3)

１１０２孔第４回～

１１８２孔第２回～

１０６２孔第８回～

１１８３孔第１回

孔数ボアホール長孔発破

発破パターンの孔数低減発破パターンの孔数低減

削孔時間・装薬時間の短縮削孔時間・装薬時間の短縮

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第５回 最新トンネル技術講演会

長孔発破施工実績

3131

■サイクルタイム

Ｂパターン設計（一掘進長 2.0ｍ）220220分／分／mm

長孔発破（平均一掘進長 6.45ｍ）241241分／分／mm 最短最短207207分分//ｍｍ

■習熟度の向上・削孔数の低減・削孔機械の配置・装填機の改良等により更なるサイクルタイムの向上が期待できる。ただし,総合的な経済比較が必要である。

第５回 最新トンネル技術講演会

長孔発破の施工実績

3232

■スムースブラスティングの効果

■平均余掘り量：280mm（設計値270mm）■トンネル壁面には,のみ跡がはっきりと残り,削孔精度が良好であったこと，壁面の損傷を最小限に抑制し，平滑な掘削をおこなったと判断できる。■のみ尻が残らず，効率的な発破が可能である。

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第５回 最新トンネル技術講演会

まとめ

3333

■削孔精度（特に，心抜きおよび，最外周部）を高めることが，長孔発破を効率的に実施する最重要項目である。

■スムースブラスティングによりトンネルの壁面の損傷を最小限に抑制することで，通常パターンと同等の余掘り量とすることができる。

■強度が高く，亀裂が少ない地山の方が，破砕効果は良好である。

■施工計画を改善することにより更なるサイクル向上が期待できる。但し,経済性を比較する必要がある。