阪神高速道路株式会社
技報第 23 号 2006

神戸山手線(南伸部)建設における国道 2 号・阪神高速 3 号神戸線との交差部の設計・施工
建設事業部
神戸建設部
神戸建設部

工事調整グループ
工事企画グループ
工事管理グループ

五反田英雄
仲野 貴俊
藤林 健二

………………………………………………………………………………
要

旨

神戸山手線(南伸部)は都市内での開削トンネルであることから，多くの近接構造物と，並行する新湊川により平面・縦断線形共に制約を受けた路線である．国道 2 号及び阪神高速 3 号神戸線との交差部に位置する新湊川第 4 工区(その1)は，工事区間の大部分が既設構造物による空頭制限下にあり，また，開削範囲内外には国土交通省神戸第 2 共同溝シールドをはじめとする多くの重要地下構造物が近接しており，施工に際しては十分な対策工および計測管理が必要となった．
本稿は，これら重要近接構造物に対して，本工区で採用した対策工法及び管理手法について報告するものである．

キーワード:開削トンネル，近接施工，計測管理

はじめに施工上重要な課題となった.

神戸山手線(南伸部)新湊川第 4 工区(その 1)は， １．既設構造物との近接概要
新湊川の右岸沿いを並進し，国道 2 号線・阪神高速道路 3 号神戸線本線及び湊川出入路と交差するエリアに位置する，1 層 2 連断面のボックスカル

1-1 近接状況
本工区における近接構造物を列挙する．また，バート構築を行う延長 101.0ｍの開削トンネル工

近接状況を図-1 に示す．

事であり，神戸市道尻池西１号線と公園敷地に位(1)市道部置する北側 44.0ｍ区間(以降「市道部」と称す)

・阪神高速湊川東行出路高架橋(空頭制限 3.3～と国道 2 号線横断部である南側 57.0m 区間(以降「国道部」と称す)の 2 つに大別される.
この工区の特徴は近接重要構造物が多数存在し,6.7m)
・阪神高速湊川東出 P3 橋脚(開削範囲内)
・阪神高速湊川東共 P5 橋脚(近接)近接(交差)施工が要求されることである．そのた(2)国道部め，工期が比較的長期間(H13.3～H18.10)要する・阪神高速 3 号神戸線高架橋(空頭制限 8.4m)

上，重要構造物の健全性確保及び施工エリアの確・阪神高速湊川西行入路高架橋(空頭制限 8.4m)

保(上空空頭制限，国道・市道開放車線の確保)が・阪神高速 3 号神戸線 P609､610 橋脚(近接)

施工場所
N

図-2 完成予想図
図-1 位置図

新湊川
神 P609湊川東共 P5

4－1 工区
湊川東出 P2→新東出 P1

新西入 P2神 P610
市道部

湊川東出 P2

国道部

湊川西入 P2

図-3 重要構造物近接状況
・阪神高速湊川東出 P2 橋脚(近接)・阪神高速湊川西入 P2 橋脚(近接)隔 9.4m)・地下ライフライン(ガス、電気、上下水道)

・国道 2 号線(東行・西行各 5 車線,交通量 50000～60000 台/日)
・国土交通省新湊川大橋(国道 2 号線湊川橋梁)

２．近接構造物に対する影響検討および計測
管理A2 橋台(開削範囲内)
コンクリート床版、鋼製桁(一部開削範囲内)

近接構造物への影響検討概要ならびに各管理者

・国土交通省神戸第 2 共同溝シールドφ4900(函との近接施工協議の結果，本工区で実施した対策

体直下に近接,土被り 25.4m,掘削底面からの離工及び計測管理手法について下記に示す．

近接程度の範囲区分(阪神高速道路公団)
変状計測
必要に応じて実施する
実施する
詳細に実施する

無条件 Ⅰ
要注意 Ⅱ
制限 Ⅲ

新湊川

湊川東共 P5

新湊川
神 P609湊川東出 P3

新西入 P2(新東出 P1)
新東出 P2神 P610湊川西入 P2

湊川東出 P2

3 号神戸線

国道 2 号

図-4 近接判定結果(阪神高速橋脚)
2-1 阪神高速橋脚

容変位量に対しては余裕があること，また，マニ(1)検討内容

ュアルに規定された管理値内に変位を抑えるため「近接施工協議マニュアル（阪神高速道路公にはさらに大規模な対策工(先行地中梁の造成等)団）」に基づき，各橋脚の近接度合を以下に示すが必要となることから，管理者との協議の結果，Ⅰ～Ⅲの段階に分類した結果，全橋脚ともⅢに分神 P609 および 610 橋脚については管理値を見直類された(図-4 参照)．

し，許容変位量で管理することとなった．

無条件範囲Ⅰ：特別な対策を必要としない.

表-1 影響検討結果(神 P609)

要注意範囲Ⅱ：有害な影響が生じる可能性があ

対象る範囲.構造物の挙動を計測管理する.
影響範囲Ⅲ：有害な影響が及ぶと考えられる範囲.必要に応じて既設構造物に対策を施す.
そこで，弾塑性法により求めた土留水平変位を

神P609

予測値

マニュアル

許容変位量

沈下(mm)

869傾斜(分)2.463移動(mm)555(2)対策内容
・切梁支保工部材のランクアップ
・切梁支保工における段数増加

FEM モデルでの土留壁に強制変位として与えるこ(他工区における通常区間より支保工,盛替支とで橋脚の各変位量(沈下，傾斜，水平移動)を予保工共に１段増)測し，施工中における構造物への影響を検討した．
その結果，支保工部材のランクアップ等により・切梁支保工におけるプレロード加圧の実施(盛替梁除く)工事影響の軽減を図ったが，開削範囲に最も近接・柱列杭,連続土留壁の剛性ランクアップ

する神 P609，610 橋脚については，マニュアルに(3)計測管理手法規定された管理値(沈下 6mm，傾斜 6 分，水平移

表-2 に阪高橋脚の管理値を示す．計測手法に動 5mm)内に制御できないことが判明した(表-1 参

ついては，電子スタッフおよび小型傾斜計，温度照)．しかし，当該橋脚の機能性から決まる許計を各橋脚に設置し，自動計測を行うこととした．

3-3 新湊川大橋

表-2 阪高橋脚管理値
対象
沈下(mm)
傾斜(分)(1)検討内容

1次管理値

2次管理値

神P609、610±5±9

新湊川大橋については，A2 橋台を撤去後，開削その他±3±6トンネル構築上に橋台を復旧するまで桁(中央：ゲルバー桁，両外側：単純桁)を仮受けする．そ神P609、610±2±3

その他

±3±6

全橋脚

±3±5

移動(mm)のため，受替時及び受替後の仮受杭の不等沈下，活荷重による弾性沈下に伴う床版の損傷が懸念さ

3-2 共同溝シールドれた．そこで，まず仮受構造体(床版・主桁・(1)検討内容

杭・ブレス)のフレームモデルに単位荷重を載荷

共同溝シールドへの影響としては，開削土工にした際に床版に発生する変位量とモーメントを算

よって上載荷重が解放されるために生じるリバウ出し，発生モーメントと床版のモーメント余裕量

ンド変位 (隆起)が考えられ，管理者協議の結果， の対比により許容相対変位量を算出した．加えて，リバウンドによるシールド変形量及び内空の断面活荷重条件に準じた荷重をフレームモデルに載荷変形について計測管理を行うこととした．

した際に発生する変位量を算出し，受替時等の影シールドの許容変位量については，リバウンド響も考慮した予想変位量と許容相対変位量と比較変位を線形弾性 FEM 解析により解析し，その予測することにより床版の安全性について検討した．

リバウンド変位量からシールドセグメントが受けその結果を表-4 に示す．

る断面力を算出し, 施工中における構造物への影

表-4 影響検討結果

響を検討した.また，断面変形については，共同
溝シールド設計時の構造計算書より，建設初期に真円から横楕円形への変形(直径＋5.16mm)を想定

対象絶対変位量(mm)が許容されるが，ここでは安全側に，横楕円形から真円に移行するまでの変形量を管理値とした．
(2)対策内容
共同溝シールドについては，平成 12 年に国土

単純桁部

1.0

1.0

杭の不等沈下2.52.6

合計

3.53.6

していることから，開削土工に伴う断面変形については横楕円形→真円→縦楕円形へ同様の変形量

ゲルバー桁部
受替時

相対変位量
(mm)

受替時

2.0

2.0

杭の不等沈下

0.3

1.1

合計

2.3

3.1

許容相対変位量(mm)

5.6

24.0

判定

O.K.

O.K.

(2)対策内容

交通省が構築したものであり，設計段階から本工・新湊川大橋へのブレス取付による荷重の分散化

事の影響を考慮して，ダクタイルセグメントおよ・仮受け支持杭の杭軸剛性ランクアップ（モルタび弾性ワッシャーが採用されている．

ル巻き）(3)計測管理手法(3)計測管理手法

表-3 に管理値を示す．シールドの鉛直変位に管理値を表-5 に示す．床版の管理値について

ついては水盛式沈下計及び層別沈下計，内空変位は許容相対変位量から設定した．また，自動車走については内空変位計を用いた自動計測により計行等に対して床版と覆工板との段差についても管測管理を行うこととした．

理値を設定した．

表-3 共同溝シールド管理値
対象沈下(mm)
内空変位(mm)

鉛直、水平

1次管理値

2次管理値

±6±11±2.5±5

表-5 新湊川大橋管理値
対象
桁の相対変位量(mm)
覆工板との段差(mm)

1次管理値

2次管理値

ゲルバー桁部

35.6

単純桁部

1224－

10

①西側土留、中間杭、薬液注入

４．近接施工概要(国道部)
国道部における近接構造物は国道 2 号新湊川大橋，共同溝シールド，神 P609，神 P610 である．
図-5 に国道部の施工フローを示す．

4-1 空頭制限下での地中連続壁，中間杭工

薬液注入

空頭制限下における地中連続壁工では，錐継ぎ・錐外し・芯材継足しに長時間を要するため，通常の SMW 工法では必要深度(遮水層貫入)までの施工を 1 作業日内に行うことが不可能であり，複②新湊川大橋受替、A2 橋台撤去、アースアンカー→路面覆工

数日作業が可能な BW 工法を当初予定していた(ただし，新湊川大橋路下施工部については，P609
近接影響検討により孔壁崩壊の危険が高い BW 工法は選定されず，SMW 造成不可能な深度(G.L.－アースアンカー20m 以深)を薬液注入工で遮水改良する併用工法
受替位置が選定していた）.
これに対し，SMW 造成の複数日施工を可能にすることを目的に，超遅延剤の添加によりソイルセ
メントの硬化速度を遅延させる新工法を検討，採1)用した ．この工法では自走式の低空頭型杭打機③東側土留、土留欠損部地盤改良→掘削、土留支保工を使用するため，同じ杭打機を中間杭工に転用できる，国道占用切替に伴う移動作業が低減できるなどのメリットがあり，コスト縮減，工期短縮等に効果をあげた(表-5 参照)．
地盤改良

4-2 土留欠損部遮水改良(共同溝シールド部)

地盤改良断面

国道 2 号東行車線直下には掘削底面以下 9.4mの深さに共同溝シールドφ4900 が埋設されている．その位置は遮水層として設定した Dc2 層より上側になるため，遮水締切 (地中連続壁工)に欠④函体構築、A2 橋台新設→アースアンカー撤去→埋戻し、新湊川大橋受替→街路復旧損部が生じることになった(地中連続壁と共同溝

表-5 新湊川大橋管理値
項目【当初】 BW工法

比較【変更】 新SMW工法

プラントヤード

約800m2＞

約200m2

施工日数510日＞

420日

連続壁(BW)
コスト

表層改良
薬液注入
ガイドウォール工＞

連続壁(SMW)
超遅延剤

図-5 国道部施工ステップ

図-7 新湊川大橋 A2 橋台等復旧図
シールドの施工純離隔 1.0m 確保).
管理者協議の結果，遮水改良による施工圧力(注入圧力,噴射攪拌圧力)を共同溝シールドに直旧工については十分な検討が必要となった.
(1)仮受工
上部工の桁間相対変位制御を考慮した仮受杭，接与えずに遮水することが前提条件となったため， 仮受鋼材の選定(規格,設置間隔)を行うと共に，開削範囲内のシールド全延長に対し超高圧噴射攪

仮支承点における応力算出結果に対する主桁応力拌工法による門型止水改良を行うこととした．計照査と新設補強鋼材の選定を行った.

画においては，噴射攪拌圧力による共同溝シール

施工は全て新湊川大橋床版下部での作業である

ドの変形防止のため改良体とシールドの離隔検討， ため，自然水位＋0.5m の高さまで既設地盤を盤門型改良体の構造体としての強度検討(掘削地盤下げした後でも，主桁までの空頭制限が 3.2m との地下水位低下により門型改良体が下方から受けいう厳しい制約を受けることとなった．そのため,る揚圧力に対する耐力)，門型改良範囲の掘削底

この条件下における仮受杭の打設が唯一可能な面盤ぶくれ照査を実施し，施工に対する安全性のBH 工法を選定し，1.80m 毎に継手を設けた芯材を確認を行った.

3 点やぐらで建て込むことにより施工を行った．
しかしながら，BH 工法による削孔精度，継手4-3 新湊川大橋仮受，構造体の一部撤去復旧箇所が 7 箇所/本という建込精度においては，仮新湊川大橋は中央のゲルバー桁部(昭和初期竣

受杭の平面直線性，傾斜の精度が低くなってしま工)，両側単純桁部(昭和 41 年竣工)と，構造形式

い，上部仮受鋼材(水平継材,ブレス材,桁受溝形が異なる橋梁が伸縮継手で縁切り接続された複合鋼)の設置に支障をきたす恐れがあるため，施工構造となっている．いずれも施工後から長期間が高さに位置する芯材継手をトッププレート方式の経過している構造物であり，開削範囲内に位置す溶接継手にすることにより，施工地盤から杭天端る A2 橋台の全体撤去に伴って行う橋梁上部仮受までの仮受杭位置，傾斜の補正が可能になるよう工，路面覆工架設に伴って発生する上部橋梁構造工夫を行った.

体(床版，対傾構)の一部撤去工，撤去構造体の復(2)撤去工

計画に際しては,構造体の照査，掘削による仮受杭支持地盤のリバ① 撤去による影響範囲を最小限にすること

ウンド挙動が上部工に及ぼす変位量と管理値の比② 撤去しない範囲の構造体に施工影響(打撃振較照査を行った動など)を与えない工法を選定すること

仮受杭(鋼管φ1100×12)位置の決定においては,③ 国道 2 号の交通に支障を与えない(占用帯外① 上空構造物(高架橋)，側方構造物(既設 P3 橋に位置する構造体に影響を与えない)こと④ 撤去鋼材を復旧時に流用することを考慮した撤去方法を選定すること⑤ 騒音振動粉塵公害に対する近隣沿道からの苦情発生を抑える
以上 5 点に重点をおいて検討を行った.

脚,市道部路面覆工鋼材)との離隔制限② 先行工区で製作，使用した仮受部材(上部杭，仮受梁，斜材)の流用③ 本体工構築の側壁・中壁との離隔確保が求められ．打設時の機械配置，道路占用形態，施工地盤高さを工夫することにより，これらの条検討の結果，RC 床版についてはコンクリート件を満たす位置に，全旋回型掘削機を使用した中カッター＋連続コアー併用によるブロック切断撤掘掘削工法で打設を行った.なお，西行入路高架去工法(スパン毎)を，A2 橋台についてはワイヤ橋と東行出路高架橋では荷重条件が異なるため，ーソーによるブロック切断撤去工法(最大 19.3ｔ②に対する応力照査結果に基づき，流用部材の補/ブロック)を，橋面舗装及び主桁直上部の RC 床

強と上部工活荷重調整(2 車線供用→1 車線規制)版については人力斫り工法を選定した．また，撤を行った．

去鋼材(対傾構,落橋防止鋼材)の内，ボルトまた(2)橋脚撤去工

はリベット接合固定されている部材の撤去につい計画に際しては, 以下の 3 点に重点をおいて検ては，復旧時に流用が可能となるよう注意した.
(3）復旧工東側土留，鋼管杭打設，受替架台設置→東行出路仮受，P3 橋脚撤去

原形復旧を原則とし，流用できる部材(一部改造含む)については流用品による復旧(対傾構, 落橋防止鋼材等)，同規格品による復旧(クリート，敷石等）を行った．ただし，撤去構造物の規格が現在の設計基準，規格に合致しないもの，また，撤去時に流用が不可能と判断されたものについては管理者協議により現在の基準，規格に変更して復旧計画を行った(リベット接合→高力ボルト接合，丸鋼鉄筋→異形鉄筋)．

掘削，支保工→函体構築，新 P1 橋脚構築

５． 東行出路仮受，既設 P3 橋脚の撤去復旧
湊川東行出路既設 P3 橋脚については，開削範囲内に位置するため，橋脚全体撤去に伴って行う
上部高架橋仮受工，函体上に復旧する RC 橋脚構
築工について十分な検討が必要となった. 図-8にステップ図を示す．
(1)仮受工計画検討に際しては，上部工反力に対する仮受

図-8 東行出路仮受，復旧施工ステップ

討を行った.

影響抑制を目的に，本体工側壁・中壁直上に柱を① 上部工,仮受構造に影響を与えないこと配置した．仮受設備鋼材による空間制限のため,② 東行出路の供用に支障を与えないこと

梁部の断面高さが制限を受け，鉄筋量が③ 騒音，振動，粉塵対策

344kg/m3 と超高密配筋となったため，梁部につ仮受設備構造に周囲を拘束された条件もとで,いてはワーカビリティー向上を目的として高性能上部工直下の既設支承，橋脚撤去を行うことにな

AE 減水剤を混和したコンクリートを採用した．

るため，検討の結果，橋脚重量を支保した状態のまま水平移動，降下作業が可能なパワージャッキ

５． おわりに(重量構造物特殊運搬装置)を使用した上で, ワイ

本工事は，近接構造物への影響が予想される作ヤーソーによるブロック切断撤去工法(最大 19.3

業については全て管理値内で作業を終え，平成ｔ/ブロック)を採用して撤去作業を行った.

18 年 10 月末に竣工予定である．

(3)復旧工
橋脚形状は,仮受設備鋼材に干渉しない位置と謝辞：当該工事の設計・施工にあたり,ご尽力をし，かつ下方の本体工函体構造に伝達される荷重賜った関係者の方々に深く感謝の意を表します．

DESIGN AND CONSTRUCTION OF THE INTERSECTION OF NATIONAL ROUTE 2
AND HANSHIN EXPRESSWAY ROUTE 3 FOR THE YAMATE ROUTE(SOUTH EXTENSION) PROJECT
Hideo GOTANDA, Takatoshi NAKANO and Kenji FUJIBAYASHIThe Kobe Yamate Route (south extension) which consists of a cut and cover tunnel runs beneath adeveloped area. Both horizontal and vertical alignments of this route were restricted because of many
existing structures located in nationhood and the Shin Minato River running in parallel. Special measuresand management by fine measurement were required on the Shin Minato River 4-1 tunnel section whereNational Route 2 and the Hanshin Expressway Kobe Route (R3) cross at the Minatogawa Interchange,with overhead clearances of three to eight meters. This section also had Kobe Second Common Duct(shield tunnel constructed by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport) and other importantunderground infrastructures in its vicinity. This report describes the measurement of movements of theseimportant adjacent structures and other measures and management techniques taken to protect themduring the construction.

五反田 英雄阪神高速道路株式会社
建設事業部 工事調整ｸﾞﾙｰﾌﾟ
Hideo Gotanda

仲野 貴俊

阪神高速道路株式会社
神戸建設部 工事企画ｸﾞﾙｰﾌﾟ
Takatoshi Nakano

藤林 健二

阪神高速道路株式会社
神戸建設部 工事管理ｸﾞﾙｰﾌﾟ
Kenji Fujibayashi