土木技術資料 55-12(2013)

現地レポート：土工・舗装・トンネルにおける維持管理の取組み

北九州市におけるトンネル長寿命化の取組み
平田大三・井上和広
152054451

板落下事故など道路施設の適切な維持管理、安全強化への取り組みは益々重要となって参りました。

図-12001～2010

建設年次

10201931～1940

12月 に は 中 央 自 動 車 道 の 笹 子 ト ン ネ ル で の 天 井

1061
1921～1930061

16141991～2000

1

な か 、東 日本 大震 災が 一昨 年 3月に 発 生し 、昨 年

1911～1920

一方、道路施設の老朽化が全国的な課題となる

41971～1980

社会資本となっています。

4030

27

1961～1970の向上など、市民生活に欠かせない最も基礎的な

1110

1951～1960

は4,200kmを超え、地域経済の活性化や生活環境

42

累積供用トンネル数

1941～1950

年次別供用トンネル数

2013年4月現在、北九州市の道路ネットワーク

50

全体の約60%

年次別供用トンネル数

累積供用トンネル数

15

1981～1990

1．はじめに 1

トンネル建設の推移

なかでも橋梁やトンネルは、道路を構成する重要な施設であり、特に適切な維持管理が求められています。
そこで、本市では2010年 3月に道路橋を対象とした「北九州市橋梁長寿命化修繕計画」を策定し、トンネルにつきましても2013年2月に「北九州市トンネル長寿命化修繕計画」を識者の御指導のもとに策定いたしました。

2012年

山岳

９％

４トンネル

10年後

(2022年)

山岳

１４％

６トンネル

20年後

山岳16トンネル

山岳

６トンネル ４トンネル

山岳16トンネル

開削(2042年)

山岳

開削

３５％

10トンネル

5トンネル

0%

修繕計画の概要と維持管理の取り組みを紹介する
ものです。

図-2

開削 18トンネル
混合2トンネル

２３％
30年後

開削 18トンネル
混合2トンネル(2032年)

本稿では、北九州市におけるトンネル長寿命化

2．トンネル長寿命化修繕計画について

山岳 18トンネル20%

開削 14トンネル
混合2トンネル開削 13トンネル
山岳12トンネル
混合2トンネル
40%

60%

50年以上

50年未満

80%

100%

建設後50年経過したトンネルの割合

2.1.2 維持管理方法の転換の必要性
これまでは、傷みがひどくなったら補修する対2.1 計画策定の背景

処療法型の維持管理を行ってきましたが、複数の2.1.1 北九州市のトンネル概要
トンネル長寿命化修繕計画策定時に北九州市がトンネルを同時期に補修することになると、通行

管 理 す る 道 路 ト ン ネ ル は 42本 で す 。 特 徴 的 な の止め等の交通規制による道路ネットワーク機能のは 、 こ れ ら の 約 60%が 1990年 代 か ら 2000年 代 に低下や財源の確保が課題になることが予測されま建設され、建設時期が集中していることです。

す。

ま た 、 現 在 、 建 設 か ら 50年 を 経 過 し た ト ン ネ

これらの課題に対応するため、新たな維持管理

ルは全体の9％に過ぎませんが、30年後には35％手法として「予防保全」の考え方を取り入れ、総のトンネルが該当することになります。

合的な維持管理コストの縮減と予算の平準化及びト ン ネ ル の 構 造 別 で は 、 山 岳 ト ン ネ ル が 22本 、社会的損失の回避・抑制を図る計画を策定する必開 削 ト ン ネ ル が 18本 、 山 岳 ・ 開 削 混 合 ト ン ネ ル

要性が生じました。

が2本となっています。

2.2 トンネル長寿命化修繕計画の目的
トンネル長寿命化修繕計画（以下、長寿命化修────────────────────────
Action to extend service lives of tunnel in Kitakyushu City繕計画）は、①長期展望に立った維持修繕計画の策定、②対処療法型から予防保全型の維持管理へ－ 34 －土木技術資料 55-12(2013)の転換、③将来に亘る維持管理の仕組みづくりの3つを主な目的としています。
長期展望に立った維持修繕計画の策定は、応急的で部分的な対策ではなく、長期的に現在の要求性能を維持することが可能な計画を策定し、これに基づく確実な維持管理の実施を目標としています。
また、対処療法型から予防保全型の維持管理への転換は、傷みがひどくなる前に補修を行う予防保全型の維持管理への転換を図り、大規模補修・全面改修工事の一時的な集中を回避すること、ト

写真-1

画像観測調査結果

ンネルの総合的な維持管理コストの縮減および交通規制等による社会的損失の回避や抑制を目標としています。
さらに、トンネル点検、データベースの信頼性の向上及び長寿命化修繕計画の継続的な見直しを行うことによって、恒久的な維持管理の仕組みの構築を目標としています。
2.3 トンネルの変状調査
長寿命化修繕計画を策定するにあたって、まず管 理 す る 全 ト ン ネ ル （ 42本 ） の 変 状 及 び そ の 要（左写真）たたき落としたコンクリート片因を推定することに着手しました。

写真-2

トンネル点検状況（近接目視・打音）

2.3.1 画像観測調査表-1

トンネルの変状は、遠望目視や近接目視によって確認することが一般的ですが、効率よくトンネルの変状を把握することを目的として、走行型計測車両による画像観測調査を実施しました。
この調査でトンネル覆工の連続写真やひびわれ

健全度
ランク

ⅠⅡⅢ

ⅣⅤ

状況

健全ほぼ健全やや健全注意要補修

対策
分類

等 の 変 状 を プ ロ ッ ト し た 展 開 図 （ CAD） を 得 る

健全度ランクと対策分類

監視

予防保全
工事

リニューアル
工事

ことができ、近接目視・打音による点検計画や長寿命化計画策定に有益な基礎資料を得ることがで細調査を実施しました。

きました。

2.4 健全度ランク
トンネル長寿命化修繕計画では、点検から得ら

2.3.2 トンネル点検
画像観測調査では、覆工コンクリートの浮きやれた変状の状況と詳細調査から推定された変状要覆工背面空洞の有無が把握できないため、近接目因によって判定される「健全度ランク」を表-1の視・打音・触診によるトンネル点検を実施しましように設定しました。

た。トンネル点検前に、画像観測調査で得られた健全度ランクは、健全な状態であるⅠから、補情報を基に、特に注意して点検すべき箇所を選定

修 が 必要 なⅤ まで の 5段階 と し、 トン ネル のス パできたことは大変意義のあるものでした。

ン毎に判定します。各スパンの健全度ランクのう2.3.3 詳細調査

ち、最も低い健全度ランクを当該トンネルの健全画像観測調査及び近接目視・打音・触診によっ度ランク（代表値）とし、対策分類の判定に用いて確認された変状の要因推定を主な目的として、ています。

覆工コンクリートのコア採取、圧縮強度試験、電2.5 対策分類と優先順位

磁波レーダー探査及びひびわれ変動測定などの詳－ 35 －

トンネルの対策は、健全度ランクに応じて表-1

土木技術資料 55-12(2013)に 示 す と お り 「 監 視 」、「 予 防 保 全 工 事 」、「 リニューアル工事」の3つに分類しました。

道路交通の安全性・信頼性は、長寿命化修繕計画に基づく定期的な点検の実施、健全度ランクの健全度ランクⅠ・Ⅱのトンネルは監視、健全度判定および優先順位の更新によって、傷みがひどランクⅢは予防保全工事の対象としています。健く な る 前 に補 修 を 行い （予 防 保 全 ）、ト ン ネ ルが全度ランクⅣ・Ⅴの場合は、リニューアル工事の健全な状態で維持されることで確保されると考え対象トンネルとして、長寿命化修繕計画では概ねています。

5年 以 内に 工 事を 完了 する こ とに して いま す。 な

大きな社会的損失の発生は、長寿命化修繕計画

お 、 リニ ュー アル 工事 が完 了 する まで は、 2年 にに基づく予防保全を繰返し、トンネルを健全な状1回の定期点検を行う計画です。

態に保ち続け、長期の交通規制を伴う補修工事な同一グループ内に分類されたトンネルの対策優どをコントロールすることで回避・抑制できると先順位は、図-3に示すとおり、緊急輸送道路指定考えています。の有無及び代替え車線確保の可否を指標とした

2.6.1 開削トンネルの維持管理コストの試算「社会的重要度」、外力、中性化、塩害及びアルカ予防保全型維持管理の導入効果を予測するためリ骨材反応等の推定される変状要因を指標としたに、開削トンネルに対して対処療法型と予防保全「 管 理 者 判 断」 に よ って行 い ま し た。 迂 回 路の 有型の維持管理コストの試算を行いました。対象と無を評価の指標として取り入れることも検討しました開削トンネルは20本です（開削18本、混合2したが、本市の長寿命化修繕計画では、上下線が本）。

分 離 した 構造 で片 側 2車線 以 上の トン ネル の場 合対 処 療 法 型 の 試 算 条 件 は 、 建 設 か ら 75年 後 にに は 、片 側 1車線 の対 面交 通 とす るこ とで 車両 等

トンネルの健全度ランクがⅤになり、断面修復工の通行が確保できると考え、代替え車線確保の可（鉄筋防錆含む）、ひびわれ注入工、炭素繊維補強否を指標として採用しました。

工及び表面保護工をトンネル延長の50%に対して2.6 期待される効果実施するものとしました。なお、開削トンネルの長寿命化修繕計画の策定によって、①道路交通の安全性・信頼性の確保、②大きな社会的損失発

寿命は、財務省令「減価償却資産の耐用年数に関する省令」に基づき75年と設定しました。

生の回避・抑制、③維持管理トータルコストの縮予防保全型の試算条件は、材料の劣化が主に中減と予算の平準化の3つを効果として期待してい性化と塩害によって生じると仮定し、ひびわれ注ます。

入 工 、 断 面 修 復 工 及 び 表 面 保 護 工 の 補 修 を 15年サイクルで実施するものとしました。

健全度ランクリ ニ ュ ーア ル工事

ⅤYES

緊急輸送道路指定有り

代替え車線確保無し

無し
リ ニ ュ ー ア ル工事①

高いリ ニ ュ ー ア ル工事②代替え車線確保

対処療 法型の場合で 約 180億円、 予防保全型の 場無し
リ ニ ュ ー ア ル工事③合 で 約 90億 円 と な り 、 予 防 保 全 型 の 導 入 に よ る有り
リ ニ ュ ー ア ル工事④ⅣYES

緊急輸送
道路指定有り無し

代替え車線確保

維 持 管 理 コ ス ト の 縮 減 効 果 は 約 90億 円 と 試 算 さ無し
リ ニ ュ ー ア ル工事⑤れました。また、対処療法型の維持管理では有り
リ ニ ュ ー ア ル工事⑥

代替え車線確保無し
リ ニ ュ ー ア ル工事⑦

有り

優先順位

リ ニ ュ ー ア ル工事⑧

予防保全工事

Ⅲ

YES

緊急輸送
道路指定無し有り

代替え車線確保

試 算期 間 を今 後 100年 と し た場 合 の結 果 を図 -4に示し ます。今後 100年間の維 持管理コスト は、有り2050年 代 に 約 60億 円 、 2070年 代 に 約 120億 円 と多大な予算が集中することに対して、予防保全型
棒 １ 200グ
０ラフ 年無し
予防保全工事①予防保全工事②無し
予防保全工事③有り

監視億円※工 事 区 分 内 の順 位 は管 理 者 判 断120約90億円

60503002013

優先順位のフロー

図-4－ 36 －億円

02023

2033

2043

2053

2063

2073

2083

2093

2103

現在

図-390

事業費）

YES

低低いい）

Ⅰ，Ⅱ（

予防保全工事④約９０億円縮減

折れ線
累グ
150 積 ラフ180（間 150
毎の事 100
業費有り代替え車線確保

約180億円■赤：対処療法■青：予防保全

開削トンネルの維持管理費試算

2113 （年）100年後土木技術資料 55-12(2013)の 維 持 管 理 を 導 入 す れ ば 10年 間 で 約 10億 円 の 予算配分になることがわかりました。

この課題に対処するために、トンネル工事に携わった経験がある土木職員で構成するワーキンググループを設置し、トンネル点検勉強会や点検実

3．事業の進捗と今後の取組みについて習などを開催することによって技術力の底上げを3.1 トンネル点検について図る計画です。

トンネル点検は、通常点検、定期点検、臨時点検 及 び付 属設 備点 検の 4種 類 とし てい ます 。こ の4．まとめ
本稿では、北九州市におけるトンネル長寿命化

うち定期点検は、トンネルの健全度ランクに応じ修繕計画の概要と維持管理の取り組みを紹介いたて点検頻度を表-2のとおり設定しました。
長寿命化修繕計画の基礎資料とした定期点検はしました。この長寿命化修繕計画の策定に際して2012年 に 実 施 し て お り 、 健 全 度 ラ ン ク が Ⅲ 以 上実施した詳細調査と識者の意見聴取から、管理すで 2年 に 1回 の 定 期 点 検 が 必 要 と 判 定 さ れ た ト ンるトンネルの変状状況が把握でき、変状の要因をネ ル は 15本 で し た 。 こ れ ら 15本 の ト ン ネ ル 定 期

推定し、健全度ランクに基づく計画的な維持管理点検及び健全度ランクの判定は、計画どおり今年に着手できたことは大変有意義なものでした。今

度中に完了する見込みです。

後は、恒久的な維持管理の仕組みを確実に構築す3.2 対策工事についてるためのグレードアップが肝要だと考えています。

健全度ランクがⅣ以上と判定され、リニューア

北九州市トンネル長寿命化修繕計画は策定した

ル工事の対象とされたトンネルは、開削トンネルものの、まだまだ補足や修正すべき点もあります。

5本、山岳トンネル 3本の 合計8本でした。これら

北 九 州 市 は 42本 の ト ン ネ ル し か 管 理 し て い ま せのトンネルについては、補修設計に着手しており、んが、他のトンネル施設管理者の点検手法や修繕

開 削 トン ネル 1本 につ いて は 補修 工事 に着 手し て計画等を参考に、トンネルの安全性が確実に確保います。

できるよう鋭意取り組んでいきたいと考えており

3.3 トンネルデータベースについてます。

管理する全トンネルについて、トンネル台帳、点検結果及び補修補強工事の記録を一元管理する

謝

辞
北九州市トンネル長寿命化修繕計画の策定にあためのトンネルデータベースを構築しました。計
画的な維持管理に着手したばかりですが、過年度た っ て は 、（独 ） 土 木研究 所

真 下英 人 道 路技 術における補修補強工事の記録、特に変状と対策工研 究 グ ル ー プ 長 、 NPO法 人 臨 床 ト ン ネ ル 工 学 研の関係を記録・保存しておくことは、維持管理を究所行っていくうえで重要であることが分りました。

局道路部の皆様方から御指導を頂きました。ここ

3.4 職員の技術力向上の取組みに紙面を借りて御礼を申し上げます。

中川浩二理事長、国土交通省九州地方整備

今後、本格的なトンネルの補修工事に着手する計画ですが、本市の技術職員のうち何らかのトン
ネ ル 工 事 に 携 わ っ た 経 験 の あ る 土 木 職 員 は 20名

平田大三

井上和広

程度でした。このうち補修工事を行う部署に配属されている土木職員は数名で、トンネル工事に関る土木職員の技術力の底上げが課題となっています。
表-2

健全度ランクと定期点検の頻度

健全度ランク

点検頻度

Ⅳ又はⅤ対策が講じられるまでは2年に1回程度対策が講じられるまでは2年に1回程度とするが、変状に進行性がないと判断される
場合は5年に1回程度
5年に1回程度

Ⅲ
Ⅰ又はⅡ－ 37 －北九州市建設局道路部
道路維持課道路維持係
主任
Daizou HIRATA

北九州市建設局道路部
道路維持課道路維持係
長Kazuhiro INOUE