7. トンネル内路盤コンクリートの健全度診断法

  • 起振器を用いたトンネル内路盤コンクリートの健全度診断法を開発しました。
  • 路盤コンクリートの揺れやすさから空洞の状態を推定することができます。

インバートのない鉄道トンネル内の軌道スラブでは、軌道スラブ直下の路盤コンクリートが走行車両による繰返し荷重で沈下し、路盤コンクリートの変状や軌道変位が発生する場合があります(図1)。これらの変状は軌道検測値の異常として把握できますが、これが、軌道側と路盤側のどちらの要因によるものなのかを区別することが困難でした。

そこで、路盤コンクリートの起振器試験から得られる伝達関数(振動数ごとに起振器を入力とした時の路盤コンクリートの応答振幅比)の面積(揺れやすさに相当)を指標とし、この値が大きいと路盤側の要因、小さいと軌道側の要因と判定する健全度診断法を開発しました(図2)。実際のトンネルを対象に、路盤コンクリート下に空洞が存在する箇所の注入前後の加振結果から、提案した起振器試験法が有効であることを確認しました(図3)。

これらの現象を再現できる数値解析法を構築した結果、加振試験における路盤コンクリートの伝達関数の面積は路盤コンクリート直下の空洞率と高い相関を有することが判明し、路盤コンクリート直下の空洞率を現地計測結果から推定できることが分かりました(図4)。

図1 スラブ軌道の路盤下の空洞
図2 トンネル内路盤の健全度診断法
図3 セメント系注入材注入前後の起振器試験結果
図4 伝達関数の面積を用いた空洞率の推定
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