土木 土木全般 土木・土木施工管理技士

トンネル工事のさまざまな工法★図解でかんたんまるわかり

トンネル工事

トンネル工事には様々な工法があり、それに必要なスキルや技術は異なります。

また関係する工事の内容によって必要な資格なども変わるので、トンネル工事に関わる工法や資格をまるっと確認しておきましょう。

 

トンネル工事の工法

トンネル工事(掘削)

トンネル工事における工法の種類はこんな感じ!

トンネル工事の工法

  1. シールド工法
  2. 山岳工法
  3. 開削工法
  4. 沈埋工法
  5. TBM工法
それぞれ特徴をみていきましょう!

シードル工法

シールド工法の図解

シールド工法とは、シールドマシンという機械を使ってトンネルを掘り進めていく工法です。

手順としては、以下の4つです。

  1. 土を掘る(掘削)
  2. 土を運ぶ
  3. リング状の壁(セグメント)を作っていく
  4. コンクリート打設

シールドマシンは「セグメント」と呼ばれるリング状の壁を形成しながら掘り進めていきます。

工事現場の周辺環境に左右されにくいというメリットがあり、都市部での地下鉄や下水道トンネル形成に採用されることが多く、よく使われている工法です。

 

山岳工法

NATM工法

山岳工法は、発破、機械による掘削後、吹付けコンクリート、ロックボルト、支保工により地山の安定を確保して掘進する工法です。

TBMやシールドマシンといった特殊な機械を使わずに発破し、ドリルのような機械で掘り進めます。

NATM(ナトム)工法が標準となっていて、掘削時の切羽自立が適用の前提条件です。

山岳工法は岩盤など強固な地盤の山地部にトンネルを造るのが得意で、道路トンネルなどでよく使われます。

 

開削工法

トンネル開削工法

開削(かいさく)工法は「たて方向」に掘削する工法。

地表面から掘削し、所定の位置にボックスカルバートやアーチカルバートなどのトンネル構造物を構築後に埋め戻し、地表面を復旧する工法です。

施工上の制約はあまりないのも特徴のひとつでしょう。

土留め壁と支保工と呼ばれる支えを設置しながら掘り進めていきます。

所定の深さまで掘削したあとは、コンクリートの内部への地下水を防ぐ防水工事を行い、仕上げにコンクリートを流し込み、トンネル本体ができたら埋め戻します。

地上部やトンネル内部を整備して工事完成です。

 

沈埋工法

トンネル沈埋工法

沈埋(ちんまい)工法とは、沈埋函(ちんまいかん)、またはケーソンと呼ばれる大型のコンクリートや、鋼製の箱を海底で接続していきながらトンネルを造る工法です。

規模が大きく、つくられる構造物は直径や高さが50mを超える大きさです。

そして工事の流れとしては以下のとおり 🙂

  1. 沈埋函を地上で製作
  2. 船などで移動し運ぶ
  3. 浚渫(しゅんせつ)をして海底を整形する
  4. 設置箇所の基礎をつくる
  5. 沈埋函の曳航(えいこう)と設置を行う
  6. 埋め戻しする
  7. 内部を構築する
浚渫(しゅんせつ)とは土砂を取り除くことだよ

地上であらかじめ分割した函体などのトンネル構造物を構築します。

そして船などで移動し、海底に沈めてから接合する流れです。

その後内部を構築すればトンネルは完成しますが、水密性の確保が重要となる施工方法と言えるでしょう。

 

TBM工法

★TBM★TBM

【参考画像引用:戸田建設さま】

TBMは「トンネル・ボーリング・マシン」の略であり、全断面トンネル掘進機(くっしんき)とも呼ばれています。

山地などにある強固な地盤にトンネルを掘るのに向いています。

工程としては、先端のカッターヘッドが回転することで、掘削したあとに壁を作りながら掘り進めていきます。

作業スピードが早いことがメリットで、発電用導水路トンネルなどでよく使われる工法です。

ただしデメリットは、機械が高額なことで、短い距離を掘ることにはあまり向いていません。

 

トンネル工事に関わるうえでおすすめな資格

トンネル工事

トンネル工事における【おすすめの資格】は以下のとおり 🙂

ポイント

  1. 土木施工管理技士
  2. 測量士(補)
  3. 大型自動車免許
  4. 車両系建設機械(機体重量3t以上の整地、運搬、積込、掘削用機械)
  5. 火薬類取扱保安責任者
  6. 発破技士

 

土木施工管理技士

土木施工管理技士は国家資格の1つで、道路、河川、砂防、トンネル、ダム、上下水道など生活に欠かすことのできない、土木工事の施工管理を行う上で欠かせない資格です。

土木施工管理技士には1級と2級があり、土木の工事現場には必ず土木施工管理技士の資格保有者を置かなくてはなりません。

日本で土木工事に携わるのであれば、必須の資格と言えるので、ぜひ資格取得をめざしてがんばってください。

 

土木施工管理技士の資格取得なら以下の記事や、土木施工管理技士のカテゴリーをぜひご覧ください。

 

測量士(補)

工事を実施する前にはかならず【測量】を行います。

測量は外注する場合もありますが、土木工事を担う上で身に着けておきたい技術のひとつです。

【関連記事】

 

大型自動車免許

トンネル工事の現場では、トラックやダンプカーなど大型車が活躍する場面が多いです。

大型自動車免許を取得しておくことで、重機や建設用の機械の免許や資格などにも派生しやすくなります。

トンネル工事の現場において、大型自動車免許をもっていると重宝されること間違いなしです。

 

車両系建設機械(機体重量3t以上の整地、運搬、積込、掘削用機械)

車両系建設機械の資格もとっておくと便利です。

講習などで取得可能ですので、ぜひ運転技能講習を受けておきましょう。

 

火薬類取扱保安責任者

火薬類取扱保安責任者とは、火薬を扱う現場での保安に関する責任者のための国家資格です。

甲種、乙種に分かれており、ちがいは火薬の取り扱い可能な量です。

甲種⇒年20トン以上、月1トン以上

乙種⇒年20トン未満、月1トン未満

火薬を扱うトンネル工事現場では、火薬類取扱保安責任者を必ず配置しなくてはなりません。

そのため資格所有者は優遇されやすく、トンネル工事に携わるのであれば取っておきたい資格の1つですね。

 

発破技士

火薬類取扱保安責任者に似ていますが、管轄場所にちがいがあります。

火薬類取扱保安責任者⇒経済産業省

発破技士⇒厚生労働省

ただし発破技士は、発破業務のせん孔、装填、結線、点火、不発、残薬の点検・処理ができますが、火薬を取り扱うことはできませんのでご注意ください。

 

そのほか、技能講習や特別教育などを受けておくとよいものは以下のとおりです。

トンネル工事関連の技能講習

  1. 小型移動式クレーン(5t未満)の運転技能講習
  2. 玉掛け作業技能講習
  3. 高所作業車の運転技能講習
  4. 車両系建設機械(解体用)の運転技能講習または、コンクリート打設用機械の作業装置の操作特別教育
  5. 高所作業車の運転特別教育
  6. 特定粉塵作業特別教育
  7. ずい道等の掘削・運搬・覆工等の内作業特別教育

もっていない資格があればぜひチェックしてみてください。

 

トンネル工事の未来★環境改善やITの導入

トンネル

トンネル工事を含む建設工事全体の課題として、労働者人口の減少や高齢化の問題を抱えています。

【建設業】人手不足解消へ~外国人労働者の採用方法や注意点~

これらの課題に対する対策として国土交通省は、【建設業働き方改革加速化プログラム】を策定!

以下の3つの改革を公表・進捗させています。

 

仕事環境の改善(週休2日の確保)

長時間労働を改め、週休2日の確保を図ります。

とくに週休2日制の導入にあたっては、建設技能者の多数が日給月給であることに留意して取組を進めます。

また、週休2日を達成した企業や女性活躍を推進する企業など、働き方改革に積極的に取り組む企業は評価されるでしょう。

 

給与・社会保険の改善

技能・経験にふさわしい処遇(給与)が実現するよう、建設技能者の能力評価制度を策定します。

また、社会保険に未加入の建設企業は、建設業の許可・更新を認めない仕組みを構築します。

 

生産性向上やIT導入

i-Constructionの推進などを通じ、建設生産システムのあらゆる段階におけるICTの活用等により生産性の向上を図ります。

また、建設キャリアアップシステムを活用し、書類作成等の現場管理を効率化します。

そして今後はITなどを使い業務の効率化を実現することで、人手不足を補うことが当たり前となるでしょう。

【関連記事】

建設業【BIM/CIM】2023年には全ての公共事業に原則適用

 

トンネル工事まとめ

施工方法 内容 概略図
山岳工法トンネル 発破、機械による掘削後、

  • 吹付けコンクリート
  • ロックボルト
  • 支保工

により地山の安定を確保して掘進する工法

NATM(ナトム)工法が標準となっている。

掘削時の切羽自立が適用の前提条件である

NATM工法
シールド工法トンネル シールドマシンを地中において掘進させ、

抗壁をシールド外殻およびセグメントにより保持しながらトンネルを構築する工法

土砂崩壊を防ぎながら施工できる

密閉型シールドと開放型シールドの2種類がある

シールド工法
開削工法トンネル 地表面から掘削し、所定の位置にボックスカルバートやアーチカルバートなどの

トンネル構造物を構築後に埋め戻し、地表面を復旧する工法

施工上の制約はあまりない

トンネル開削工法
沈埋工法トンネル 地上であらかじめ分割した函体などのトンネル構造物を構築

船などで移動し、海底に沈めてから接合する工法

水密性の確保が重要となる

トンネル沈埋工法
TBM工法 TBMは「トンネル・ボーリング・マシン」の略

山地などにある強固な地盤にトンネルを掘るのに向いていて作業スピードが速いことがメリット

デメリットは、機械が高額なことで、短距離を掘ることにはあまり向いていない

工程としては先端のカッターヘッドが回転することで、掘削したあとに壁を作りながら掘り進める

TBM

【参考画像引用:戸田建設さま】

トンネル工事で取っておきたい資格&受けておきたい講習

  1. 土木施工管理技士
  2. 測量士(補)
  3. 大型自動車免許
  4. 車両系建設機械(機体重量3t以上の整地、運搬、積込、掘削用機械)
  5. 火薬類取扱保安責任者
  6. 発破技士
  7. 小型移動式クレーン(5t未満)の運転技能講習
  8. 玉掛け作業技能講習
  9. 高所作業車の運転技能講習
  10. 車両系建設機械(解体用)の運転技能講習または、コンクリート打設用機械の作業装置の操作特別教育
  11. 高所作業車の運転特別教育
  12. 特定粉塵作業特別教育
  13. ずい道等の掘削・運搬・覆工等の内作業特別教育

 

以上です。

そのほか以下の記事もぜひどうぞ 🙂

ありがとうございました。

この記事を書いた人

名前:ちゃんさと
  • 元公務員(土木職)の土木ブロガー💻
  • 国立大学★土木工学科卒業(学士)
  • 大学卒業後、某県庁の地方公務員(土木職)に合格!7年間はたらいた経験をもつ
  • 現場監督・施工管理の経験あり
  • 1級土木施工管理技士・危険物取扱者(乙)・玉掛け等の資格もち
  • 今はブログで土木、土木施工管理技士の勉強方法や公務員のあれこれ、仕事をメインにさまざまな情報を発信しています。
  • 書籍【土木技術者のための土木施工管理の基礎】好評発売中!

-土木, 土木全般, 土木・土木施工管理技士

© 2023 土木LIBRARY Powered by AFFINGER5