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岩田　諒介

SENSにおける切羽周辺の一次覆工挙動に関する数値解析

杉本　光隆

　新しいトンネル構築工法であるSENSは東北新幹線の三本木原トンネルで世界で初めて採用され，安全性，施工性，経済性に優れた工法であることを実証した．
　しかし，三本木原トンネルでは，ライニング縦断方向に斜めひび割れが発生し，さらに，ひび割れから地下水の漏水が確認された．今後の都市部においてSENS適用を検討するには，地表面沈下や近隣構造物等への影響について考慮する必要があり，ひび割れからの漏水による地下水位が問題となる場合が想定されるため，極力漏水を減らすことが求められる．ひび割れ発生の原因は，未固結の一次覆工コンクリート中にある内型枠が，シールド機から離れるに従って浮上がるためと考えられている．
　ひび割れの発生を極力抑え，より健全な覆工を構築するためには，内型枠とライニングの挙動メカニズムおよびひび割れ発生メカニズムを解明する必要がある．しかし，ライニングや内型枠挙動に関する解析についての過去の研究は，トンネル施工過程や施工条件が三次元的に反映されていないものが多い．そこで，本研究では，SENSにおけるライニングおよび内型枠の挙動に影響を与えると考えられる施工過程や施工条件を考慮に入れた三次元解析モデルを開発した．以下に，本解析モデルの特徴を記す．
(1)全周地盤ばねモデル：覆工をはり－ばねでモデル化し，覆工は全周に配置された法線方向地盤ばねで支えられるようにモデル化をする．
(2)地盤反力曲線による主働側の土圧の評価：地盤変位と土圧係数を2本の双曲線関数(地盤反力曲線)により表すことで主働側の土圧を評価する．
(3)一次覆工コンクリートの硬化過程：SENSの覆工となる場所打ちコンクリートは，時間経過とともに硬化が始まる．このような一次覆工の硬化過程を逐次解析で表現するために，コンクリートが打設されてからの経過時間に応じたヤング係数を設定する．
(4)コンクリート打設圧：未固結の一次覆工コンクリート中の内型枠にコンクリート打設圧を作用させる．
　本解析モデルを，津軽蓬田トンネルの現場データに適用し解析を行い，計測結果と比較した．その結果，解析値と計測値が概ね同様の傾向を示し，SENSの施工条件を表現できる結果となった．

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