博多駅前の陥没事故と複雑な地質

先日、埋め戻し工事をした博多駅近くの陥没箇所が、最大7cm程度沈下していたそうです。

11月8日の大規模陥没事故とほぼ同じ場所で、路面は約30m四方の範囲での沈下ですが、福岡県警は安全が確認されるまでの約4時間、現場一帯を通行止めにしたそうです。
まずは、迅速に対応した埋め戻し工事ですが、深さ約15m、縦横約30mの巨大な穴の埋め戻しが手早く出来たのは、土にセメントや固化剤を混ぜた流動化処理土を使ったためだと思います。
でも、この特殊な土は、固まりやすいために備蓄はできません。
福岡市によると、福岡市の近郊にある生産工場を押さえ、工場で増産を続けながら、ミキサー車で現場までピストン輸送したそうです。
その量はミキサー車1550台分の約6200㎥にも及んだそうです。
流動化処理土の使用で、埋め戻す前に比べて地盤が30倍の強度となった一方で、コンクリートのように強固ではないため、今後は陥没事故の原因調査のためのボーリング調査ができる利点もあると言われています。
そして、どんなに強度のある土を入れても、沈下は起こります。
深さ約15m、縦横約30mの巨大な穴なので、最大7cm程度は許容範囲だと思います。
毎日毎日、車の振動もあり、しばらくはまだ沈下を繰り返すとは思いますが、こんなのは特別問題にすることではないと思います。

そして、調べれば調べるほど、大規模陥没箇所の地質の複雑さと、工法選定の難しさを感じます。
私は、11月9日のブログで、何も地質のことを知らないがまま、「シールド工法」の方を選択すべきだったと書いてしまいましたが、どうもそうではなかったようです。
あの区間は、ちょうど駅部分にあたります。
「シールド工法」だと、大型ドリルで掘り進むのと同時に壁面を補強する工法です。
駅はどうしても広い空間が必要です。
したがって、「シールド工法」だと、トンネルの大きさを変えることができないので「NATM工法」を採用したそうです。
「NATM工法」での工事は、先に小さな穴を通し、必要な大きさまで広げてコンクリートを吹き付け、ロックボルトで固定する方法で進められていました。
そして、当初計画でも、下図を見ると、岩盤を「NATM工法」で掘って、砂質層や粘土層からは、「シールド工法」を採用しています。
不運なことに、たまたま薄くなっていた岩盤をロックボルトが突き抜けたのか、または突き抜けることはなくても岩盤の亀裂や風化部分に当たり、そこから地下水が浸み込んできたのか、いずれにしても、少しでも脆くなった部分があると水圧の力はものすごいもので、小さな穴も、あっという間に広がってしまいます。
福岡市は、工事開始後に、固い岩盤の幅が波打っていたことを見つけ、岩盤の厚さを2m以上確保するように、8月に現場周辺の設計を一部変更していたそうです。
そして、直前のボーリング調査で、現場近くの地層が傾斜していることも判明したそうで、トンネル天井高を約90cm低くする設計変更もしています。
施工業者の大成建設も、地盤の変化を感知する最先端の技術も導入していたそうです。
そして、ボーリング調査ですが、いくらボーリングを多くしても、たった66mmの径なのですべての地質を把握するのは困難です。
九州大学の教授の三谷泰浩さん(地盤工学)は、岩盤層上部には風化が進み、水を遮る粘土化した部分があるとし「他の場所に比べ粘土化が進んでおらず、水を通しやすかったかもしれない。事前のボーリング調査では把握しにくい」と話しています。
これだけ最新の技術と細心の注意をしていても複雑な地質では事故は起こるということです。

そして、まだまだ再開は難しいみたいです。
施工業者などによると、延伸工事中のトンネルには事故現場から約100mにわたり、陥没した土砂が入り込み、博多駅側には水が充満しているそうで、工事再開には除去作業から始めないといけないそうです。

s_ice_screenshot_20161122-042208.jpeg
九州地質調査業協会が1981年に作製した福岡地盤図によると、現場の地層は岩盤が急激に落ち込んでいます。
こういった地層のところに駅ができることこそが困難だと思えます。

s_ice_screenshot_20161122-042229.jpeg
ちょうど工法の変更箇所の近くでの事故です。

Twitterで画像を見る
ものすごい陥没です。
伊予銀行やアパマンショップの下はもう宙ぶらりんです。
スポンサーサイト

博多駅前の交差点が通行再開しました

博多駅前の大規模陥没事故は、24時間態勢で復旧作業にあたり、事故からたった1週間で通行再開にこぎつけました。

この間の作業内容については下記の通りだそうです。
【8日】
05:10 全面交通規制
08:07 再生水(中水)・上水道停止
10:18 ガス低圧管の停止完了
10:31 ガス漏洩処置完了
14:30 流動化処理土埋め戻し開始
14:35 ガス(中圧・低圧)停止作業完了
以降.流動化処理土による埋め戻し作業継続
【9日】
19:40 地表面から-3mまで埋め戻し完了 7000㎥)
【10日】
06:30 作業車両進入路(スロープ)工事開始
15:30 埋設管の応急復旧のため,砕石によるスロープ設置
18:30 スロープの設置完了
以降,流動化処理土硬化状況確認継続
【11日】
00:10 トンパック(大型土嚢)設置開始
04:00 流動化処理士投入開始(建築物の基礎周辺部分保全のため)
10:00 調査ボーリング開始(強度確認のため)
11:20 <下水> φ1500 布設開始
11:55 <下水> φ350 布設開始
13:00 <水道>断水中のピ、ル引込管施工完了
<電話・通信>管材現場搬入開始
14:20 <電話・通信> 施工開始
16:30 <下水>φ350施工完了
【12日】
01:10 <下水> φ2000布設開始
06:10 流動化処理土打設完了(建築物の基礎周辺部分保全のため)
14:00 <ガス>施工完了
22:00 <電気>施工完了(管口処理)
23:00 建築物下,空隙充填開始
【13日】
01:00 路体築造(砕石埋戻し)開始
07:30 <再生水> φ100施工開始
09:00 <再生水> φ100施工完了
16:00 建築物下,空隙充填完了
17:20 <下水> φ1500施工完了
20:20 <下水> φ2000施工完了
【14日】
00:00 路体築造(砕石埋戻し)完了
00:00 路盤築造(砕石埋戻し)開始
04:00 路盤築造,降雨の為,一時中断
13:30 路盤築造,再開
19:25 路盤築造完了
19:40 歩道舗装開始
22:00 歩道舗装完了車道舗装開始
【15日】
02:30 車道舗装完了
04:50 道路管理者及び交通管理者による安全確認
05:00 交通開放
※交通規制の解除に併せて.避難勧告も解除

たった一週間で、舗装までやってしまうとは、日本の技術ですね。
そして、今までの地下水脈が遮断していたりする恐れもあるので、周辺地区の井戸への対応についても知らせていました。
調査地域 陥没事故現場から半径500メートル以内の区域で、保健所職員による調査・検査を行うそうです。(井戸の所在を把握している施設については調査中だそうです)
井戸水検査は無料だそうですが、井戸の影響は、下流域ほど影響が大きいと推定されます。
都会だから、井戸水を使っている家庭は少ないとは思いますが、一旦ミズミチが遮断されると、また水が出る保障はありません。
このような場合には、やはり行政が保障するのでしょうか?
それとも施工業者に負担させるのでしょうか?
このあたりが難しい問題ですね。

JR博多駅前で発生した道路陥没事故現場の通行止めが解除され、往来する車両や歩行者=2016年11月15日、福岡市博多区… 
普通に車が行きかっている博多駅前の交差点です。

博多駅前の陥没事故とNATM工法

今の日本の技術では考えられないような陥没事故が発生しました。

昨日の午前5時15分ごろ、福岡市博多区博多駅前2丁目の道路が陥没しました。
陥没は徐々に広がり、午前10時現在では、長さ約30m、幅約27m、深さ約15mという大規模なもので、5車線道路の交差点がそっくりそりまま陥没するという大規模なものです。
穴に流れ込んだ水が充満し、周辺ビルの敷地でも一部陥没した形跡があったそうです。

この道路陥没事故の原因ですが、これは市営地下鉄七隈線の延伸工事によるものだと判明しました。
一般には、地下鉄などのトンネルを掘る工法として3種類があります。
①矢板工法(在来工法)
主に山岳トンネルの工事に利用される施工法で古くから使われている工法です。
長所としては、発破用の穿孔機以外の特殊な機械を必要とせず汎用土木機械で施工出来ます。
そして、その気になれば人力と木材とセメントだけで施工出来るのが特徴です。
短所としては、機械化出来ない行程が多く人力に頼る場面もある為に施工期間が長くなります。
また、土圧に対してトンネル覆工の巻立のみで地下空間を支える為、必要以上に覆工巻厚が厚くなります。
②NATM工法(新オーストリアトンネル工法)
1960年代にオーストリアで提唱され日本には1980年頃より普及し始めたトンネル工法で、New Austrian Tunnelling Methodの頭文字を取り、NATM(ナトム)と呼ばれています。
長所としては、行程の殆どを機械で処理出来るので少人数で施工出来ます。
ロックボルトによる岩盤そのものの固定により覆工時の巻圧を薄く出来るのが特徴です。
各種工法との併用により、殆どの地質に対応出来る高い汎用性を持つと言われていますが、短所としては、在来方法と違い、コンクリート吹付機やロックボルトを打ち込む穿孔機、コンクリートバッチャープラント等 設備が大がかりになります。
そして、複雑な地質に対しては綿密な調査が必要になり、その都度ロックボルトの本数変更や一次覆工の厚さ更には支保工の設置や、在来工法への変更が必要になります。
③シールド工法
シールド工法は船食い虫をヒントに開発されたと言われる工法で1818年に考案され、日本では1917年に使用されています。
長所としては、掘削からセグメント組み立てまでシールドマシン内部で行われるため支保等の必要が無く、掘削して即座に崩れるような軟弱な地盤に対してもトンネルを施工する事が出来るのが特徴です。
また、発破の必要性が無い為、工事現場直上の地面に対し工事の影響が少ないのも大きな長所です。
短所としては、発進基地となる縦坑の掘削等の準備工事が必要であり、また、高価なシールドマシン等の専用機材が必要です。
シールドマシンは施工するトンネル専用に設計される為、他の工事に転用出来ず、工事終了とともに現場で解体処分されてしまいます。
これを簡単に説明しますと、
・シールド工法は、主に平地部にトンネルを掘ることが得意なのに対して、矢板工法やNATM工法は、山地部にトンネルを造ることが得意な工法です。
・シールド工法は、砂、粘土、岩盤など、すべてでトンネルを造れる工法なのに対して、矢板工法やNATM工法は、岩盤など堅い地盤にトンネルを造る工法です。
・NATM工法は、他の工法と比べてトンネルを造るスピードが速い工法です。

福岡市での掘削前に現場で実施したボーリング調査では、地下18m付近に硬い岩盤が見つかっています。
そして、地下3~5mより深い位置に地下水が流れていることもわかっていました。
この地下水の下の層は、粘土などの不透水層や砂層が岩盤まで続いていたそうで、岩盤までの深度も、18m付近ではありますが、一定ではなかったそうです。
事故現場では岩盤が硬いといった理由から、先述したように掘削機でトンネルを掘り進めながら内壁にコンクリートを吹き付ける「NATM工法」が採用されていました。
掘削の方法については、円筒状のシールドマシンで一気に掘り進める「シールド工法」も検討したようですが、岩盤が硬い箇所でトンネルの断面を一定に保ちながら掘るのは難しいと判断して、福岡市は、「NATM工法」を採用したようです。
そして、24時間態勢で工事が進められていたようです。
線路を敷く空間をつくるために固い岩盤層を削っては、崩落を防ぐためにコンクリートを吹き付ける作業の繰り返しです。
トンネルの上には水がたまりやすい砂の層もあり、これまでも掘削工事中にわずかに水がしみ出していたそうですが、想定内の量であり、ポンプで排水していたそうです。
大規模な崩落の原因は、何らかの理由で砂が混じった粘土層(不透水層)を突き抜けた地下水が招いたとみられ、水に土砂が混じりだす現象で、作業員約10人は間もなく現場から離れ、地上へつながる階段やエレベーターがある100m以上離れた「竪坑」を目指したそうです。
その直後、地鳴りとともに「ドーン」のごう音は、数十m先のカラオケ店が入るビルが揺れるほどの地響きがしたそうです。
危険を察知してから脱出まではわずか15分だったそうです。
そのあと、道路を通行止めにして、迅速に対応したので、車や人の崩落は免れました。
交通局幹部は「万全の措置をとってきたが、一番恐れる陥没の事故が起きた。深く反省している」と説明していました。
地下鉄七隈線の延伸工事は2014年2月に着工しています。
今回の現場付近の「博多駅(仮称)工区」は、大成建設など5社による共同企業体が担当し工事費は107億6千万円です。
なお、地下鉄延伸工事の総事業費は約450億円で、開業は2020年度の予定でした。

七隈線の延伸工事では、2014年10月27日に今回の現場から約400m西の福岡市博多区祇園町で車道が幅、長さ、深さのいずれも約3mにわたって陥没する事故が起きたことを受け、福岡市は対策委員会をつくって再発防止の対策を進めていたそうです。
また、2000年6月には現在は供用済みの区間の福岡市中央区薬院3丁目でも、七隈線の工事に伴って道路が幅約5m、長さ約10m、深さ7~8mにわたって陥没する事故が起きていました。
これらの事故の時の工法が「NATM工法」だったかどうかについてはわかりませんが、
・過去の陥没事故を考慮すると、安全な工法を選定すべき
・現場の地形は那珂川と御笠川に挟まれた中州であり、砂層も分布する地下水が豊富なところである
・岩盤までの深度は均一ではなく、かなり起伏があった
これを考えると、「シールド工法」の方を選択すべきだったと、結果として私は思います。
たぶん、コストが安いことと、工期が短縮できることで福岡市は、「NATM工法」を採用したと想定できますが、地質が悪いと、どんなにすばらしい技術をもってしても、自然の力にはかなわない事を実践してしまいました。

陥没したJR博多駅前の道路=2016年11月8日、福岡市博多区【時事通信社】 8日午前5時15分ごろ、福岡市博多区のJ…
道路の真ん中が、ざっくりと遮断されています。

JR博多駅前の陥没した道路=福岡市博多区

まるで、外国での陥没事故かと勘違いしたくらいものすごい陥没です。
でも、都会での陥没事故で、亡くなった方が一人もいないのは、作業員や関係者の迅速な対応だと思います。

近年増えている「ゲリラ豪雨」

西日本では、今日も厳しい暑さが続いています。

松山での昨日の最高気温は34.3度でしたが、西日本では最高気温が35度以上の猛暑日になった所が多かったそうです。
今日も、引き続き、厳しい暑さが続いています。
これに対して、関東甲信や北陸、東北、北海道方面は、変わりやすい天気が続いています。
日差しがある所でも急に空が暗くなり、雷を伴って局地的に(非常に)激しい雨(傘が役に立たない)が降っています。
北海道では、7月27日(水)から、7日連続で大雨警報が発表されています。
上川地方の南富良野町金山では、1時間に50mmと、観測史上最も激しい雨の降り方となりました。
今日も、午前11時4分に、東京23区の広い範囲に大雨、洪水警報が発表されました。
発達した積乱雲が、東京都内を通過中との事で、大気の状態が非常に不安定だそうです。
明け方には、1時間22.5mmの雨が降り、雷雨となったそうです。
近年では、こうした「ゲリラ豪雨」が多くなっています。
「ゲリラ豪雨」は、気象学的に明確な定義付けはないそうです。
予測困難な、都市部や都市近郊の限られた場所で、短時間に発生する猛烈な集中豪雨 といったとこで、おそらく日本だけの現象名だと言っている専門家もいます。
またの名を「局地豪雨」と呼んだり、雷を伴うことも多いことから「ゲリラ雷雨」などとも呼ばれたりしています。
気象庁は予報用語として「ゲリラ豪雨」という言葉を使っていませんが、荒天が多発した2008年夏頃より、マスコミや民間気象会社が多用するようになり、その年の「新語・流行語大賞」にノミネートされるなどしたことから、広く一般に浸透しました。
この2008年の7月下旬から8月にかけては、「ゲリラ豪雨」等の局地的な大雨により、全国各地で大きな被害が出ました。
神戸の都賀川では一気に増水して児童を含む5名が亡くなるという事故があったのもこの年です。
でも、「ゲリラ豪雨」と言う言葉が広く使われ出してからは、まだ10年も経っていないそうです。
しかし、このような雨が昔は無かったのかというとそんなことはないです。
近年はその数が急増しているのだと思います。
「ゲリラ豪雨」が近年急増しているその原因は、都市部のヒートアイランド現象と複雑な気流によるところが大きいようです。
都市部では、
①大量の廃熱やアスファルトとコンクリートで覆われた地表の温度が簡単に高い温度になること
②高層ビル郡により気流が複雑な流れになること
これらによって、局部的に非常に強い上昇気流を生み出します。
そして、地表近くの高温で湿度の高い空気が、急激に上昇することにより、気圧の低下と温度の低下が起こり、急激に雲を発達させ、ごく短時間で巨大な積乱雲になり、「ゲリラ豪雨」が起こるという仕組みです。
そして、雨が多量に降ることによって地表温度が急に下がると、ごく短時間のうちに消えてしまうと言う特性もあります。

以前にもブログで説明しましたが、気象庁によれば1時間降雨量が80mm以上の雨は「猛烈な雨」とされており、この現象として、「息苦しくなるような圧迫感がある。恐怖を感ずる。傘は全く役にたたない。水しぶきであたり一面が白っぽく視界が悪い。車の運転は危険。雨による大規模災害の発生するおろれが強く厳重な警戒が必要。」などと説明されています。
下水管から雨水があふれるのは30mm以上で、マンホールから水が噴出するのは50mm以上だそうです。
確かに、10年ほど前までは、1時間降雨量が50mm以上となると、全国的にも珍しかったと記憶していますが、今年はしょっちゅうです。
これだけでなく、100mm、120mm以上という数値もよく聞きます。
1時間降雨量が50mmでもものすごいのに、この倍となると「いったいどんな雨」と思います。
少なくとも、今までの松山では経験したことのない「ゲリラ豪雨」だと思います。

熊本県と大分県の余震

熊本県と大分県では、まだまだ余震が続いているようです。

震度1以上の揺れを観測した地震の回数は、25日午前0時までに872回に上っています。
1日当たりの回数は、15日から17日までの3日間がいずれも100回を超え、その後も1日に数十回観測されていて、23日は28回、24日は30回となりました。
気象庁は「地震の回数が減ったように感じられるかもしれないが、24日も震度3を観測する揺れが発生するなど、全体的には回数が比較的多い状態とやや少ない状態を繰り返しながら活発な状態が続いている」としています。
震度別では、最大震度7が2回、震度6強が2回、震度6弱が3回、震度5強が3回、震度5弱が7回、震度4が76回などとなっています。

box4
このグラフは、4月22日24時現在の地震回数を示しています。(データ元:気象庁)
ブログ内で、グラフを大きくできないので見づらいかも知れませんが、震度1以上の数としては21、22日と減少が見られ、1時間あたりの平均は約2回となっています。
ただ、依然としてM4前後、最大震度で4程度の地震は発生しており、地震活動としては活発な状態です。
過去には新潟県中越地震で、発生から2ヶ月後に震度5弱(M5.0)の余震が起きたこともあり、活動そのものが収まるには、まだ時間がかかりそうだとの気象庁の見解です。

最新記事
カテゴリ
リンク
メールフォーム

名前:
メール:
件名:
本文:

月別アーカイブ
カウンター
検索フォーム
QRコード
QR