Vol.2-$18$5<

7HFKQRQRORJ\)5217/,1(- 特集 -羽田空港建設を支えて大規模拡充を可能にした
技術開発)52173(23/(その一歩先へ 挑戦する研究者たち

前川 亮太 主任研究官
河村 直哉 研究官
川名 太 特別研究員

FOCUS ON ファシリティーの最前線へ

波と潮流を再現できる世界唯一の水槽
環境インテリジェント水槽
地盤の内部構造を非破壊で観察
マイクロフォーカス X 線 CT 装置
CLose Up 現場からの報告

海に浮かぶ空の港・関西国際空港

FRONT LINEー特集ー

港 湾 空 港 技 術 研 究 所 で 行 わ れ て い る さ ま ざ ま な 取 り 組 み の な か で、

今回クローズアップするのは、
先日供用開始されたD 滑走路をはじめとする

近年の羽田空港の規模拡充に関するもの。おもに軟弱地盤との闘いだったというその研究と技術開発のあらましを、北詰昌樹研究主監に伺いました。

提供：羽田再拡張Ｄ滑走路 JV

沖合へと用地を広げ大きくなった羽田空港

た。
１９８８年には新Ａ滑走路が、
２０００年には新Ｂと新Ｃ滑ロンの基本施設を整備することで、運用の効率化が図られまし

たに整備して滑走路処理能力を高めるとともに、誘導路・エプの埋立地である廃棄物処分場を有効に活用。３本の滑走路を新合へと新展開する「東京国際空港沖合展開事業」です。東京都も受け、
１９８４年から開始されたのが、空港施設を大規模に沖空機騒音が社会問題として注目されるといった社会状況の変化

化・高速・大量輸送時代の到来とともに需要が急増。さらに航行われてきました。ことに１９７０年頃からは、航空機の大型羽田空港では、これまで幾度となく、空港施設の規模拡充が港湾空港技術研究所
北詰昌樹研究主監

新C滑走路の空港処理容量を大幅に増加させるというものです。昨年 月、この４本目

10

施設を整備する事業は、いず空港。でも、その場所に空港

何気なく利用している羽田いよいよ開始されました。

の滑走路であるＤ滑走路の供用が、

路
滑走

新B

新A滑走路

際線地区エプロンなどを整備し、羽田空港再拡張事業」。新たに４本目の滑走路と国年から進められてきたのが「東京国際空港

その後、さらに高まった航空需要に対応するために、
２０００

走路が運用を開始。この事業は２００７年に終了しています。

D滑走路

2

VOL.2 JANUARY 2011

CONTENTS

2 FRONT LINEー特集ー
羽田空港建設を支えて大規模拡充を可能にした技術開発

6 FRONT PEOPLE
その一歩先へ
挑戦する研究者たち
空港研究センター

前川亮太主任研究官
河村直哉研究官
川名太特別研究員

8
波と潮流を再現できる世界唯一の水槽

環境インテリジェント水槽地盤の内部構造を非破壊で観察

マイクロフォーカス
X 線 CT 装置

10 CLOSE UP
現場からの報告

最先端の技術を取り入れた土質調査と沈下予測

海に浮かぶ空の港
関西国際空港13
国際交流レポートれも容易なものではありませんでした。それを支えたのが、港湾空港技術研究所による技術開発です。整備につきものだった

軟弱地盤対策工事や、Ｄ滑走路建設で採用された初の埋立と桟VOL.2 JANUARY 2011

橋のハイブリッド構造が、どのような技術で進められたのか、

3

関東地方整備局東京空港整備事務所提供

北詰主監にお話を伺いました。

超軟弱地盤

東京国際空港沖合展開事業と技術開発㈱ホライゾン

「沖合展開事業の空港用地となった廃棄物処分場跡は、もとも編集・制作と軟弱な在来粘土層が堆積していた原地盤の上に、東京湾を浚

企画・発行 独立行政法人 港湾空港技術研究所

渫したヘドロや陸上での建設工事などの際に発生した残土に

書籍『海洋鋼構造物の防食技 術 厳しい腐 食と戦った
防食技術者たちの20年間のノートから』の紹介

よって埋立てられた軟弱な地盤です。水分をたっぷり含み、場所によって土質も大きく異なっていました。このような地盤は不同沈下（不均一な地盤沈下）が生じる要因に。空港用地は、土木建設のなかでもとくに厳しい平坦性が要求さ15れるため、早期に安定した地

盤にしなければなりません。

フランス中央土木研究所との交流

大規模かつ急速な施工による

14

地盤改良が求められました。

沿岸域の開発プロジェクトと新しい技術の発展に関する
国際シンポジウムつまり、できるだけ速く水を抜く、ということです」と、北詰使用した砂に細粒分が含まれていたため透水係数が小さかった

い未貫通ドレーンにならざるを得なかったのだとか。さらに、困難を極めたといいます。さまざまな工法が試された結果、採第Ⅰ期事業の目玉、新Ａ滑走路の建設用地から、地盤改良は「制約があるのは仕方のないこと。これらの影響を考慮した、〈１〉第Ⅰ・Ⅱ期事業

水性材料を打設して土中の水分を効率よく排水し、圧密を促進「盛土で荷重をかけて地盤の圧密を促すプレロード工法に、透ました。そこで新Ａ滑走路の舗装は、下層路盤に剛性の高い水ら、供用後の航空機の繰り返し荷重による影響は当然懸念され「改良したとはいえ、軟弱で土質変化の激しい埋立地盤ですかドドレーン工法でした。

わけです。地盤改良効果を効率的に測定、施工にフィードバッ

工程を、少しずつずらしながら効率よく進めていく必要がある

下させ、ある程度沈下したら土を除去して舗装する、といったないわけですからね。サンドドレーンを打ち、上に土を盛り沈なんといっても広大な土地を短期間で地盤改良しなければいけと施工管理指標、
情報化施工管理システムも、
このときに構築。

硬性スラグ（ＨＭＳ）を使用したサンドイッチ構造に。十分なクできるコンピュータ管理システムを構築できたことは、圧密沈下状況や圧密度などの地盤改良効果を逐次把握しながらの施したリフトアップ工法を新たに開発しました。コンクリートのが予想されたため、エプロン地区のコンクリート舗装を対象とじめ高めに施工すること（上げ越し）で、万全の対応が図られ等を活用した路床排水層の対策のほか、沈下を考慮してあらか

当然予想された供用後の残留沈下に対しては、リサイクル材工を可能にする、画期的な成果でした」

舗装版をジャッキアップし、空いた隙間にグラフト剤を流し込ているといいます。

そして、第Ⅲ期事業の第２段階、新Ｂ滑走路の整備。国内では初めてとなる耐震強化滑走路で、液状化対策の地盤改良が行てられたばかりの人工地盤は超軟弱で、それこそ人がズブズブしかったと北詰主監は語ります。「浚渫ヘドロと建設残土で埋立第Ⅲ期事業、
新Ｃ滑走路の建設用地の地盤改良は、
なかでも難をまったく与えずに地盤中に圧入するコンパクショングラウチ

す。この課題は、極めて流動性の低いモルタルを、振動や衝撃

ことなく既設舗装直下を改良しなければならなかったからでメートル間については検討を重ねました。運用に支障をきたす

われています。
「とくに、運用中の新Ａ滑走路との交差部４５０と沈むほどでした。そこで採用したのが、水はけのいい砂の柱ング工法を用いることで解決しました」
ただ、そのままではヘドロの中でうまく自立してくれない。この問題は、網素材の筒に砂を詰めて打設する部分被覆サンドド
レーン工法を採用することで解決しました。さらに、砂の柱を立てた間隙に、補間ドレーンとしてプレファブリケートボード
ドレーンも打設。この複合バーチカルドレーン工法で、超軟弱再拡張事業では、４本目となる延長２５００メートルのＤ滑ただ、工事は既に供用中の空港に隣接して行われたため、ドう、国内ではかつてない構造です。
「これは、多摩川の自然環境のＤ滑走路で選択されたのが、埋立と桟橋のハイブリッドとい走路および国際線地区エプロンなどの整備が行われました。こ

レーン打設機械の高さが制限され、下粘土層深部にまで達しなな地盤に立ち向かったわけです」

東京国際空港沖合再拡張事業と技術開発を土中に造成してドレーン材とするサンドドレーン工法です。

〈２〉第Ⅲ期事業

は、そのための孔がいくつも開いているんですよ」

むという工法。これなら一晩で勾配が修復できます。舗装版にれました。
「駐機中の航空機の重みによって、さらなる地盤沈下

続く第Ⅱ期事業では、おもに西ターミナル地区の整備が行わ支持力を持たせ、荷重による変形を防いでいます」

る約 センチ幅のプラスチックを使うプレファブリケートボー

新たな圧密計算手法を開発して対応しました。また、試験盛土主監。

4のも思惑と違うことでした。

VOL.2 JANUARY 2011

用されたのはバーチカルドレーン工法のなかでも、通水溝のあ

プレファブリケートボードドレーン工法
関東地方整備局東京空港整備事務所提供

10

させるバーチカルドレーン工法を組み合わせました。自然状態

プレファブリケート
ボードドレーン工法
で使用するボードでは１０００年かかるとされる圧密沈下を、わずか半年から１
年で終わらせたんですよ」

断面

いる地震条件には、当該地点の記録をもとに考え得る最大の地こと。そこで当然、気になってくるのは耐震性です。
「設計で用ハイブリッド構造ということは、つまり接続部があるというあたる部分を通水性を確保できる桟橋構造にしたわけです」に配慮したもの。流れをせき止めることがないよう、河口域に厳しい高さ制限の下、短い工期での施工を実現するために、可能性を入念に検討しています」（８ページに関連記事あり）

造と埋立護岸を詳細に再現した水理模型実験を実施。あらゆる

潮流と多摩川の洪水流、およびＤ滑走路基盤を形成する桟橋構複雑になることも予想されました。そのため、東京湾の波浪・斜杭で構成されるため、その周辺で生まれる波と流れが非常に

さらに鋼管矢板の頂部を頂版コンクリートで結合するなど、万の鋼管矢板の継手にはせん断耐力の大きい高耐力継手を適用。

に関連記事あり）を投入して土圧軽減を図るとともに、隔壁部

面には、管中混合固化処理土や気泡混合固化処理土（９ページ

板井筒構造です。護岸の過大な側方変形を抑えるため、護岸背全の対策を施しています」

震、つまり関東大震災を再現するシナリオ地震動を、レベル２

粘性土層が厚く堆積した大水深の海域に、非常に高い盛土を、まずは、空につながる埋立・護岸部の整備について。
「軟弱な起こったとしても十分に対応可能ということです」

地震動として設定しています。つまり、仮にこの規模の地震が

鋼管杭のひずみ測定技術を活用して、打設直後からの経時的挙発生応力などを評価しました。施工中は光ファイバーを用いた杭の支持力、製作性、防食面積の低減および温度応力や地震時などを行い、
多摩川河口部の通水性確保のために必要な杭間隔、ものです。設計にあたってはあらゆる角度から模型実験や解析

ケット（鋼管トラス構造）をかぶせるように据え付けるという「先行して打設した鋼管杭基礎に、別途工場で製作したジャ桟橋構造にはジャケット式が採用されました。

ラックを重点的に監視すべき領域に絞り込みました。さらに、処理地盤の変形挙動・破壊メカニズムの検討を行い、劣化・クが高かったんです。そのため、常時および地震時における固化

かりでなく、
地震時には岸壁・護岸への土圧を増大させる可能性

ラックの発生や劣化が予想され、上部構造物に影響を与えるばました。ただ、この管中混合固化処理地盤は、長年にわたるク

ドドレーン工法で改良の後、セメント固化処理土で埋立を行いまた、埋立・桟橋接続部を支える地盤にも課題は山積。
「サン

しかも短期間で施工するという、極めて厳しい条件でした」とその重要監視領域における固化処理土の健全度について、計測

鋼部材の防食対策も大きな課題。広大な防食面積と、海上高〈１〉埋立・護岸部

北詰主監は振り返ります。
「この条件をクリアするため、護岸断動を把握し、健全度を確認していました」。

には、基礎地盤の安定性の確保と圧密沈下の促進を目的に低置所での作業を考慮すると、長期的に安価での維持管理が可能な

盤情報管理システムを開発して、護岸施工中の安定性の評価を

沈下特性を把握しました。さらに、地盤変形挙動を管理する地

れた耐水性ステンレス鋼で覆う金属被覆工法を採用。海中部おケットレグ（脚部）の防食対策には、海洋環境下の耐食性に優するものです。また、カバープレートから海面付近までのジャいほど非常に厳しい地盤条件があり、また定められた工期があころがその一方で、海の底は全部ヘドロといっても差し支えな

備事業に対し、国民の期待は非常に高いものがあります。
「と羽田空港は航空ネットワークの基幹空港であるため、その整

さらなる研究を重ね
空港施設の維持管理に尽力

データから判定する技術も構築しています」

面には沈下に対して追従性の高い傾斜堤構造を採用。護岸構造

換サンドコンパクションパイル改良を施しました。埋立には、方法を採らなければなりません。
「各種防食材料に関する暴露

ングなど、十分な検討を行いました。その結果、上部鋼桁部は山を切り崩した土の他に護岸近くの粘土地盤を掘削しセメント

軟弱地盤上に建設される埋立地において、地盤沈下は避けて耐食性に優れたチタンカバープレートにより桁全体を覆うこと

試験や、海水中での電気防食性に関する実構造物でのモニタリは通れない課題です。
「施工中ならびに施工後の地盤沈下の予に。内部空間を相対湿度 ％以下に管理して、腐食環境を改善

固化処理した土も使用しています」

測精度を上げるため、現地の土を対象とした試験を繰り返して行ったのも特長です」

我々の基本的なスタンスです。そのような条件下での大規模かかで、そのとき入手できる技術で最善の工事をするというのがり、使える予算も決まっている。そういうさまざまな制約のなしました」

よび土中部には、流電陽極方式の電気防食工法による対策を施〈２〉桟橋部「多摩川河口域にかか

摩川の洪水疎通能力のて危惧されたのは、多といいます。
「接続部護岸の構造として、さまざまな議論を経て時や供用時の地盤沈下や側方変形を抑制することが課題だった

点にもなり得る部分。護岸背面の埋立土によって起こる、施工

埋立部と桟橋部をつなぐ構造物は、もっとも重要で、かつ弱を尽くしていきたいと考えています」の完成した空港施設の維持管理に関する研究と技術開発に全力

方整備局と共同して積極的に取り組んできました。今後は、この研究成果をもとに、多くの課題に対して、国土交通省関東地

港湾空港技術研究所では、これまでの知見・経験に加え、最新

つ急速な施工ゆえ、解決すべき技術的課題も常に山積みでした。

減少や海域環境に及ぼ採用されたのは、橋梁等の基礎や橋台として実績のある鋼管矢〈３〉埋立・桟橋接続部

す影響です。また、桟る桟橋部の建設におい橋構造は多くの直杭や

VOL.2 JANUARY 2011

550

FRONT PEOPLE
その一歩先へ

港湾空港技術研究所

空港研究センター

挑戦する研究者たち

港湾空港技術研究所

空港研究センター

前川亮太主任研究官

川名 太 特別研究員

1975 年

大阪府生まれ1974 年

埼玉県生まれ1998 年
2000 年

中央大学理工学部土木工学科卒業
中央大学大学院理工学研究科博士前期課程修了

1997 年
2002 年

東京理科大学理工学部土木工学科卒業
東京理科大学理工学研究科土木工学専攻博士後期課

2000 年

運輸省入省、運輸省第一港湾建設局企画課

2002 年
2003 年

国土交通省港湾局計画課
国土交通省大臣官房技術調査課

2004 年
2006 年

関西国際空港㈱工務部土木施設グループ
国土交通省港湾局環境整備計画室

2007 年

独立行政法人港湾空港技術研究所空港研究センター

港湾空港技術研究所

空港研究センター

程修了博士（工学）河村直哉研究官

2002 年 東京理科大学理工学部土木工学科助手
2003 年 国土交通省国土技術政策総合研究所港湾研究部研究官

1985 年2008 年

広島県生まれ九州大学工学部地球環境工学科卒業

2010 年
2010 年

九州大学システム生命科学府修士学位取得退学
独立行政法人港湾空港技術研究所空港研究センター

2006 年2009 年

日本海洋コンサルタント㈱設計部
独立行政法人港湾空港技術研究所空港研究センター
特別研究員

空港と同じ荷重をかけての最終実験を行う重要な施設、野比実験場で。

港湾空港技術研究所
主任研究官

前川亮太

空港研究センター

研究官

特別研究員

河村直哉
×
保倉貴文

川名太

長岡技術科学大学 工学部 建設工学課程 4 年

大学の卒業研究として、ただいま 5 ヵ月間の予定で空港研究センターに在籍中、
この 3 人の研究のサポートもしているという、今回のインタビュアー保倉さん。
日常の業務のなかではなかなか聞くことができない“研究者の声”を取材しました。

安全な空港舗装を実現するための研究

あらためて研究内容を教えてください。

前川 おもに空港舗装を対象に、より安全が確保でき、かつ経済的な整備の実現に向けて、新しい材料の開発や維持管理手法の確立を行うというのが空港研究センターのおもな研究内容。そのなかで、私は研究の総括的な役割を担っています。

河村 僕は、グルービングに関する研究を。
グ

ルービングっていうのは、雨水を排水するために滑走路に掘ってある溝。雨水の排水は、道路舗装であれば空気孔の多い排水性舗装を用いて、雨水を真下に排することが一般的ですが、空港舗装の場合は耐久性上の課題により排水性舗装が認められておらず、グルービングが必要です。飛行機が通ることで、この溝が潰れてしまうので、荷重に対して強い材

私がいま力を質を使って強度を上げる研究をしているんです。

川名入れているのは羽田空港のD滑走路。一部が桟橋という構造は、知っての通り日本で初めて。桟橋の上に舗装が載ったとき、その良し悪しをどう判断するかが課題で、それVOL.2 JANUARY 20116

を調べる方法を研究して い ま す 。 結 果 を 今 後の維持管理に活かすため に 。
前川 埋立部と桟橋部で は 、 舗 装 の 厚 さ や 構
成は少し変えているんですよ。ですから、表面からは見えない、地中の 舗 装 材 料 が 良 い 状 態る人。研究成果を現場の実務で使ってもらう

人、そして現場のニーズを聞く耳を持ってい研究の目的と成果をわかりやすく伝えられる

う一つ能力が必要。それは、技術者に対してす。ただ、この研究所の研究者としては、もいけど、いい世界ですよ！

れないから若い人に興味を持ってもらいにくない仕事。個人が華々しくクローズアップさ

前川 土木工学はチームワークでしか成立しなと思えますね。

田空港は日本の空港のな か で も 突 出 し て 、 航確立に取り組んでいます 。 そ れ 以 外 で も 、 羽

やっていたのは遺伝子に関する研究なので、ている姿がかっこいいなと憧れて。大学院で河村のほうが向いているかなと思う。

ないと思う。そういう研究ができる人になりわかるように伝えられる研究じゃないといけ

川名と思います。

ション能力が、ここでは必要なんじゃないか

僕自身、研究者になりたいかどうか自分の中

いま実習生としてここに来ていますが、実はための、いわば翻訳家のようなコミュニケー

空機の重さと着陸回数が 負 荷 と し て か か る 、

全然分野が違うんですけどね。
この研究所は、かどうかを、適材適所に チ ェ ッ ク す る 技 術 の舗装にとっては過酷な空 港 。 舗 装 は 消 耗 品 な

僕は、大学院で出会った教授が研究しので、オープンしたての 状 態 の 材 料 よ り も 、

研究成果を現場に活かすことを重点においた

たいですね。

土木の研究はチームワーク

前川 私も 年前、保倉くんと同じ立場でこではっきりしていなくて……。

もっと安くて強いものを 開 発 し て 、 次 の 改 修

研究ができるのが魅力。だから就職を希望し

私は、どんな難しいことでも中学生に工事に備えたい。
たんです。

私も恩師の背中を追って、ですね。
特別

研究生活で達成感や充実感を味わうのはどんな時ですか？

自分たちの開発したものが現場に活かこに実習生として来ていたんです。そのとき、こういう職場もいいなあと思って。で、ここで働くための手段として国土交通省に入った。

保倉くんも、ここを離れるときには、そんなふうに思ってくれるといいな（笑）。

研究者の生の意見が聞けて大変参考になりました。実習に来るまでは、空港に関する知識はまったくなかったので、今回のインタビューは単純に勉強になったのはもちろん、これから何を目標にすべきかを考える良い機会になりました。これからも学んでいく姿勢を大事にしたいです。

川名ているという立場です。

前川されたとき、と、言いたいところなんですが、て３年。ゼロから造り上げて最後まで行くに

交通工学研究室研究員として、その都度求められた場所、ポどういうきっかけで研究 者 に ？

研究者に向いている人って、現場に直結した研究を

前川 私は当時の運輸省 の 国 家 公 務 員 と し てどんな人だと思いますか？

ストをいただけた場所で研究をさせてもらっ

社会人になったので、こ こ に 来 る 前 に 行 政 の前川は３年じゃ足りない。ややインパクトには欠

その経験はまだありません。ここに配属され学んでいたので、土木工 学 を 使 っ て 社 会 に 出きで食らいつく人だと思う。私自身そこまでけるかもしれないけど、空港を管理している

仕事を７年間やりました 。 大 学 で 土 木 工 学 をようとは思っていました が 、 本 格 的 な 研 究 に根気があるほうじゃないかもしれないけど、国土交通省の技術者の悩みを聞いて、我々み好奇心が旺盛で、なおかつ損得勘定抜関する知識を身につけた の は 、 こ こ に 配 属 さ

途中であきらめずにやろうとは心掛けていまんなで対策を考え、「ありがとう。よくなりま10

建設工学課程 4 年

工学部

長岡技術科学大学した」と言われたことは何度かあるので、そなかなか結論の出ない議論を夜中までれが最大かな。

貴文さん

保倉

川名

延々しているときとか。お互い知識をもらったり与えたり、そういう時間は充実している

VOL.2 JANUARY 20117河村直哉研究官「野球をしたりと体を動かすことが好き。山梨や静岡など、西に向かってドライ
ブに行くのも楽しみです」
川名太特別研究員「休みの日は、気分転換に
よく散歩に出かけます。あと、おいしいものを食べる。
食べ歩きも趣味ですね」

れてからですね。結果的 に は 、 自 分 に は 研 究
前川亮太主任研究官「オフの楽しみは DVD での漫才鑑賞。久里浜からフェリーで房総方面にバイクツーリングに行くことも」波と潮流を再現できる世界唯一の水槽

環境インテリジェント水槽巨 大 な 水 槽 の 中 に 同 時 に 造 り出され る 多 方 向 か つ 不 規 則 な 波 と、さまざまな潮の流れ。沿岸の複雑な力学的環境を再現できるこの施設の特性を活かした実験によって、港湾空港の安全に資する確かなデータを獲得。

川の流れが、ちゃんと沖に出て行くのかを検証した。予定の設計図に基づいて模型を造って、多摩たり。また、桟橋構造の耐久性については、上か波と潮流と多摩川の流れすべて再現して 滑走路を検証

連なるピンク色の機械は造波装置で、その下、側果としては、流木などが当たりそうな杭に緩衝材の造波板 枚を帯状に動かすことで、水槽の中に60波が生まれる仕組みです。「造波板 枚 枚にモー94

1

すよ」と、この装置で港湾構造物や海岸への波のむ波を造れる装置は、日本では初めてだったんでし、斜めに進む波を造ることもできる。斜めに進くに注視しなければならないのは、既設の空港とに。
「桟橋構造は維持管理が非常に重要。我々がと施工が終わったいま、研究の目的は維持管理が当たることはほとんどありませんが、つけ根の新しい滑走路をつなぐ誘導路にどういう力が働く部分は地盤の高さが決まっているのでどうしても影響を研究している海洋・水工部海洋研究領域波

～１／１００の模型を造って行なわれまの潮流発生孔があり、潮の流れも再現できるのこの装置の最大の強みです」。
水槽の全周には 個の波は多方向で不規則。それを再現できるのが、地形によって、波は変形しますから。実際の沖合現しました。実はそちらのほうがより重要。海のトで造っただけでなく、沖側の海の中の地形も再す。
「羽田空港の場合は、空港の敷地をコンクリー

実験は、そのために欠かせないものなんですよ」

まず一番危なそうなところを見なければ。今後のが、例えば嵐の後などに簡易的に確認するには、きる。もちろん全体を維持管理していくわけです

所を知ることで、そこを重点的にメンテナンスでしまうんです。実験によって劣化の速度が速い場

低くなってしまい、波が大きくなると下を叩いては、防波堤などの設計の際に有用なデータとして、この装置によって、これまで得られた実験結果「多摩川の河口に位置する羽田空港D滑走路

価する実験なども。とくに臨海域の都市部には地羽田空港のみならず全国の港湾で活用されていま下街が多い。どのくらいの時間で地下に水が到達

す。
「近年は、
津波による浸水状況から危険度を評こしています。海の潮の流れと川の流れとするのか、下に落ちる速度はどうなのかといったる。なので、水槽の中で多摩川の洪水も起運用開始は２００２年。
「最初の３年は、実験も重ね、
災害対策に役立てていきたいですね」

造で滑走路を造った後の周囲への影響を調べまし

２００５年に工事が決まった後は、採用された構るにあたっての実験を。集まったデータを元に新しい滑走路をどういう構造で造るか検討す

波、すべてを再現する必要があったんです」の場合は、さらに、その流れの影響も受け

だとか。

78

１／

水槽の深さは約１メートル。実験は、この中にか。滑走路のほうは充分高さがあるので下から波ターがついているので、その動きを少しずつ調整

1

浪研究チームのリーダー、平山克也さん。

弱い部分を洗い出し
桟橋構造の維持管理に活かすを巻くという形で対処が成されています」

長辺 メートルという圧倒的なスケール。二辺に29

面とコーナー部に並ぶ幅 センチのステンレス製

かると影響が出るかというような実験も。この成ら流木を想定した棒切れを流し、何回くらいぶつ

8

視界一面に広がる主水槽は、短辺 メートル、

VOL.2 JANUARY 2011

海洋・水工部海洋研究領域波浪研究チームのメンバー。
左から、平山克也さん、齋藤英治さん、加島寛章さん

D

36

50

マイクロフォーカス X 線 CT 装置
地盤の内部構造を非破壊で観察

新しい地盤材料の開発に欠かせない、内部で力学試験を実施しながら途中途中で X 線 CT スキャンができる装置。
さまざまな地盤工学的問題の解明や、施工現場での諸問題への対応のカギに！

地盤・構造部地盤研究領域基礎工研究チームのメンバー。
左から、杉本貴之さん、志賀政浩さん、水谷崇亮さん、平井 壮さん

を混ぜる際、いっしょにムース状の泡も混ぜ込んでいる。空気を抱き込んだまま固まいる地盤・構造部地盤研究領域基礎工研究

置です。この装置を使って研究を行なってにするのがマイクロフォーカスX線CT装

く土の物性を調べたい、そんな実験を可能様子を見ることは不可能。破壊することな壊して中を見ていたのでは、変化していく

それを調べるために、そのつどサンプルをがどう移動するのか、水がどう流れるか。

例えば土がどう壊れるか、土の中を物質

実用上問題ないことが確認できたので、羽きどき取り出しては撮影。「この研究成果で円柱状の供試体を造ってバケツに沈め、とばかりのこの装置の出番となったのです。

課題がありました」。そこで、当時導入したの中に水が入って来るのではないかというす。ただ、なにぶん水辺で使うので、気泡物への負担が小さくて済む。大きな利点で立て。背後や周囲を軽い土で埋めれば構造よ。例えばケーソン式岸壁やトンネルの埋いというのは土木では重要な要素なんです

るので、気泡がいっぱいでとても軽い。軽チームのリーダー、水谷崇亮さんにお話を

田空港のＤ滑走路の工事で使用しました。

解像度の高いＸ線ＣＴで土の内部を詳細に“見る”伺いました。

最近、過去に使われた場所をボーリングして採られた試料を観察するチャンスがあっと同じ構造。この装置はテーブルが３６０度回転するため、いろいろな方向からＸ線たのですが、 年経っても表層数センチよ「簡単にいえば健康診断で撮るレントゲンを照射してデータの収集ができます。最終

的には、見たい物体の中でＸ線がどのようセットして圧力を上げ、土を圧し潰しながパイプ類が引き込んであり、土質試験器をできるという仕組みです」。中には電線やと、細かいひび割れができてもゴムのとこ研究も。
「この装置で圧しながら観察する

チップを混ぜ込んだセメント固化処理土の質を利用して、廃タイヤを再利用したゴム

また、変形してもひび割れないゴムの性り下に浸水はなく、軽いままでしたよ」

らデータをとることが可能な仕様になってろで止まるのがわかる。
粘り強い、
変形に追

従可能な材料として使えるはず。これに関する共同研究では、地盤工学会の地盤環境理土。処理に困ったドロドロの浚渫土をな開発。「一つ例を挙げるなら気泡混合固化処

大きな研究テーマは、新しい地盤材料の事象の範囲は広く、今後の研究に、ますま

カスX線CT装置を使うことで解明できる材料だといえるでしょう」。
マイクロフォー

用化にはいたっていませんが、これからの賞を受賞したりもしているんです。まだ実んとか使えるようにしたいと工夫したもの

す期待がかかります。

滑走路建設にも活かされた
気泡混合固化処理土の研究います。

に吸収されているかで、密度の分布が計測

10で、適度に固くするために少量のセメント

VOL.2 JANUARY 20119D

現場からの報告

CLOSE UP
海に浮かぶ空の港
関西国際空港

泉州沖５km の海上に浮かぶ関西国際空港。
その建設は、軟弱地盤の徹底調査からはじまりました。
港湾空港技術研究所が生み出した新しい技術とは？

空港島建設は
軟弱地盤の調査から

１９９４年に開港した関西国際空港。大

阪国際空港（伊丹空港）の騒音問題解決のために泉州沖に建設された、世界初の本格的な海上空港です。騒音対策のために、滑年

走路は海岸から沖合５kmの場所に造られています。

建設が決定された１９７４年から約

関西国際空港が建設されている泉州沖５「もっとも大きな問題は軟弱な地盤です。

いました。

ムリーダーの渡部要一さんにお話をうかが地盤・構造部 地盤研究領域 土質研究チー

締役 島田知明さんと、港湾空港技術研究所

労について、関西国際空港株式会社 常務取

題とそれを克服するための技術開発やご苦

今回は、関西国際空港の建設における難た。

さまざまな技術課題の解決に努めてきまし

にわたる調査によって、海上空港建設上の20kmの水深は 〜 ｍ。海底には厚さ ｍ

2020

下部の洪積層は、建設後もしばらくの間改良しました。

沈下を促進して、建設中に安定した地盤によりあらかじめ地盤改良を行い、人工的に沖積層に対してはサンドドレーン工法に会社 島田さん）

厚い洪積層があります」（関西国際空港株式

さらにその下の地盤改良できない深さにはもの沖積層と呼ばれる軟弱な地盤があり、

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はゆっくりと沈下が進行しますが、自然の本ものボーリング

土質は不均質なので、沈下量は一様ではありません（不同沈下）。

による土質調査や観測実績により面的な沈下予測を行い、きめ細かく埋立て層厚を設定し人工島を造成しました。そのうえで、
滑

走路、誘導路、エプロンなどについては、

必要に応じて舗装の嵩上げ工事を行い勾配を許容範囲内に収めることとし、ターミナ

ルビルなどの建物については、基礎部分をジャッキアップすることによって、建物全体を水平に保つように調整するなどの万全の対策を講じています。

「全地球測位システム（ＧＰＳ）や磁気伝送水圧式沈下計、ナローマルチビーム深浅

測量システムなど最新の測量システムを採用し、これらのデータを一元的に集中管理することで必要なときに情報が速やかに利用できるようになりました。その結果、全体的な施工管理をよりスムーズに進めるこ

関西国際空港株式会社 常務取締役 島田知明さんとができたと思っています」（関西国際空港

株式会社 島田さん）

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です。こうした大事業の成功の裏に、港湾結び、実験棟を造り、
研究機材も用意して、の調査では一般的な圧密試験法によって粘こうして採り出されたサンプルは、１期

いて大規模な人工島を短期間で建設した

関西国際空港は、大水深、軟弱地盤にお貢献しています。

年頃）の２期島の海底地盤の平均的な沈下量は４００ｍを超えるボーリングは大阪湾で共に関空のために研究を重ねてきました。

リングや最先端の土質調査などがあります。

土の圧縮性を把握していました。２期の調こ と と、 先 駆 的 技 術 を 導 入 し た こ と が 評

精神溢れるプロジェクトに対して贈られる

沖積粘土層地盤改良のしくみ

沈下が終わるまでの間（開港後で削孔するコアバーレルや試料採取のため程度と予測されています。

もほとんど例がなく、海底のさらに奥深く

１３４０ｍにも及ぶ大深度ボーリングも実

１期空港島よりも広 大 で 、 さ ら に 深 い 沖す。そして、供用が開始された今現在もさらに研究を続けてもらっています」（関西国「大阪湾の海底の状態は未知のものでし

査では、改良・開発された定ひずみ速度載

価 さ れ、 ア メ リ カ 土 木 学 会（ASCE）

世紀のチャレンジ下を予測するためには、従来の圧密理論でものであり、その受賞は大変名誉あるもの

ばれました。この賞はは未熟でした。そこで港空研では、長期圧沖積粘土層の地盤改良工事

この方法を用いると、ボーリングの先端のサンプラーを、ワイヤーラインを用いて空港技術研究所の積年の研究成果が大きく

ケーシング先端にセットし、乱さない試料

アメリカ土木学会から先駆的技術が評価される（不かく乱試料）を効率的に採取することができます。もともとは 期島の建設で開発にある粘土を自然のままの状態で採り出す

施し、岩盤に至るまでの地層層序が明らか「港湾空港技術研究所とは共同研究協定をには、長年にわたる研究の成果や経験、そになりました。こうした成果は、工学的にした技術です。

して慎重な作業が要求されるのです。

海底４００ｍのボーリング調査

合 に 造 成 さ れ た ２ 期 島。 ２ 期 島 の 工 事 でり正確な沈下予測手法 を 確 立 し ま し た 。 そも地質学的にも重要な意味を持つと思いまは、１期島での観測結果をフルに活用し、よより精度の高い沈下予測を目指してた。港空研も協力して、地盤調査のために深荷による圧密試験法も併用して活用するこに よ る「 M o n u m e n t o f t h eのために行われたこと と し て 、 大 深 度 ボ ー

さ４００ｍにも及ぶボ ー リ ン グ 調 査 を 行 いとにより、より精度の高い評価ができるよ島田さん）ました。単に層序を知るだけでなく、４００

うになりました。

際空港株式会社

ｍの深さまでの土を採 取 し て 土 質 調 査 を 行「

Millennium」（空港部門）に選

い、土の物理・力学特 性 を 明 ら か に し た こ

年後、１００年後という遠い将来の沈とは、関空人工島の建 設 を 可 能 に す る 大 き

こう語るのは、関西 国 際 空 港 の ２ 期 島 建

密沈下について実験を重ね、ひずみ速度にな要因になったと思い ま す 」

設にあたり地盤に関す る 調 査 検 討 委 員 会 のし、関空の長期沈下予測の精度向上に役立

見出し、これを実用的なかたちでモデル化

土質のサンプルは自 然 の ま ま の 乱 さ な いてているのです」（港湾空港技術研究所 渡

こうした調査データを基にした学識経験状態で採り出し、試験 ・ 分 析 す る 必 要 が あ者の方々の評価の結果、工事開始からほぼ部さん）

空港技術研究所が開発 し た ワ イ ヤ ー ラ イ ン

りました。そのため、 ボ ー リ ン グ に は 港 湾所の渡部さん。

着目した理論の適用性が有効であることを

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埋立土砂の重みで沖積粘土層の水分が砂の層を通って海中に排出され、圧密沈下して強固な地盤になる②サンドドレーン工事
敷砂工事の後、サンドドレーン船で海底の沖積粘土層に直径40cm、長さ 25m の砂杭を、約 120 万本打ち込みました。その上に土砂を投入し、上から重みを加えることで、粘土層に含まれる水分が砂杭を通して押し出され①の敷砂を通して排水されます。こうして粘土層が圧密され、強固な地盤に改良
されます。

1

メンバーを務めていた 、 港 湾 空 港 技 術 研 究

50方式によるサンプリングが採用されました。

①敷砂工事
砂撒船を使い、海底に厚さ 1.5m の排水性のよい砂を均一に散布します。

ｍ

50

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海底のすぐ下に堆積している沖積層は水分を多く含む地層のため、埋立土砂など荷重がかかると大きく沈んでしまいます。
このため人工的に沈下を促進させ、早期に安定した地盤に改良する地盤改良が行われました。

港湾空港技術研究所
地盤・構造部 地盤研究領域 土質研究
チームリーダー 渡部要一さん

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羽田空港

流レポ
横浜

２０１０年

月

日から

日までの３日間、パシフィコ

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月には、
羽田空港Ｄ滑走路の供用が開始さ

滑走路に飛行機がD

ウムや貴重な議論を通して、さらなる技術開発の発展に尽

港湾空港技術研究所ではこれからも、こうしたシンポジ

幕を閉じました。

ワーの展望台からの眺望を楽しむなど、和やかな雰囲気で離陸する様子を間近で興味深く眺め、最終日にはマリンタありました。参加された方々は実際にしてバスや船上から羽田空港と横浜港を見学するコースもテーマにした基調講演と一般講演のほかに、現地見学会と岸開発プロジェクト」、「将来プロジェクトと技術開発」等を主なプログラムは「羽田空港再拡張プロジェクト」や「沿催したものです。

向性などについて議論し、さらなる発展をはかるために主トに関連した最新の技術開発の動向や今後の技術開発の方

この国際シンポジウムは、沿岸域でのビッグプロジェク

訪れています。

れ、
ニュース等でも大きな話題となり、たくさんの観光客が

た。
２０１０年

港
（羽田空港）などの大規模プロジェクトを推進してきましり数多くの技術開発が行われ、関西国際空港や東京国際空

国内では国立研究機関、大学、民間会社の地道な努力によされています。

く、解決しなければならない地盤工学的な課題が数多く残しかし沿岸域は軟弱地盤が厚く堆積していることが多ロジェクトが盛んに行われています。

では国際ハブ港湾や国際ハブ空港などを建設する大規模プ

国際社会のグローバル化の進展に伴い、国内外の沿岸域に関する国際シンポジウム」
が開催されました。

局主催の「沿岸域の開発プロジェクトと新しい技術の発展

横浜にて、港湾空港技術研究所と国土交通省関東地方整備

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力していきたいと思っています。

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ート
国際交
パシフィコ横浜

沿岸域の開発プロジェクトと新しい技術の発展に関する
国際シンポジウム

来訪者の素顔

フランス中央土木研究所との交流

今回の訪問では様々な施設を見学しましたが、どれも非常に興味深

Laboratorie Central des日（水）に、ＬＣＰＣから４名が港から、実験そのものは異なります。

日本では土木工学に興味を持つ若い人が少なくなっているということですが、フランスも状況は似ています。
学生の多くはメディア、マスコミ、まっていて、
政府も環境に関する研究やプロジェクトを推進しています。
銀行などを志望しています。ただ、環境に関する分野は非常に人気が高るかを知ってもらうために、公共の場でサイエンスフェアを開催し、環フランスでは我々も年に１回、自分たちがどのような仕事をやってい境・バイオなどについての情報公開をしています。学生たちも見学に来ますが、こういう身近なことから若い人にも土木工学に興味を持っても

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フ ラ ン ス 中 央 土 木 研 究 所（

） は、 土 木 に 関 す る 応 用 研 究 と 開Ponts etxChoussés（道）であるように、特に舗装・Choussés

発 を 担 当 す る 国 立 研 究 機 関 で、 研 究 所 の 名 前 の 由 来 が
（橋）と
Ponts

構造分野の研究に長けた研究所です。

港湾空港技術研究所では１９８０年代初頭より遠心模型実験装置による軟弱地盤改良の研究をリードしてきま

したが、海外においてはフランス中央土木研究所（ＬＣＰＣ）が遠心載荷実験を積極的に導入するなど研究交流の素地がありました。そして、２００９年６月に両研究

所は研究協力協定を締結し、研究成果の交換、研究者の月交流などを行っています。
２０１０年

模型実験装置、暴露実験施設などを見学。その後、両研

湾空港技術研究所を訪問し、大規模地盤総合水路や遠心27

すが、研究対象が橋や道路が主であり、地震や津波の心配も少ないこと

究所の研究活動報告なども行われ、今後一層の研究交流らいたいですね。

10かったです。
フランスの我々の研究所にも同じような実験施設はありまが期待されます。

ＬＣＰＣからのメッセージ

Topics- 海洋鋼構造物の防食技術

書籍『海洋鋼構造物の防食技術

厳しい腐食と戦った防食技術者たちの20年間のノートから -厳しい腐食と戦った防食技術者たちの20年間のノートから』の紹介
港 湾空 港 技 術研究所や共同 研究者を中心とした『海洋 鋼 構造 物の防 食 技 術』編集 委員会が、過 去 2 0 年以 上にわたり行ってきた「鋼管杭の防 食 法に関する研究」成 果をまとめあげた書 籍『海洋 鋼 構造 物の防 食 技 術』が、2 010 年 3月に出版されました。
建 設 材料として広く利用されている鋼 材ですが、“腐 食 ”という欠 点も持ち合わせます。本 書では、腐 食を防ぐための 被覆防 食工法や、電 気防 食工法の原 理とその適 用範囲などが紹 介されています。その有用性を検 証するために、鹿島灘にある波 崎 海洋 観 測 桟 橋 において2 0 年 以 上 続けられてきた現 地 試 験で得られた、 防 食 技 術 の 効 果や 耐 久性などの 調 査 結 果 が 主な内 容です。
観 測 桟 橋におけるこのような長期 暴露 試 験は、世界 的にも類を見な
い貴 重なもので、 こうした技 術 課 題に 取り組 んできた技 術 者らの 経 験や意 見などもまとめられています。
港 湾 空 港 技 術 研 究 所の地 盤・構 造 部 構 造 研 究 領 域 材 料 研 究チー
ムの 研 究官であり、編 集 委員会副 委員長でもある審良 善和さんによれば、「羽田空港D滑走 路桟橋 部は10 0年の長期防食が必 要ですが、それを達 成するためには各 種 防 食 工法 の 性 能 評 価が必 要 不 可欠です。また、技術の継承も我々の課 題の一つです。本書はこれらを1冊にまとめました。
ご執 筆 頂いた皆 様、本 研究に携わっていただいた皆 様には感 謝の思い
でいっぱいです。この意味も含めまして、副題に『厳しい腐食と戦った防食技術者たちの20年間のノートから』と付けさせていただきました。読みやすい本に仕上がっていると思います」とのこと。ぜひご一読ください。

港湾空港技術研究所
地盤・構造部 構造研究領域 材料研究チーム（『海洋鋼構造物の防食技術』編集委員会 副委員長）
あ き ら よしかず

審良善和研究官『海洋鋼構造物の防食技術
厳しい腐食と戦った防食技術者たちの20年間のノートから』『海洋鋼構造物の防食技術』
編集委員会 編鋼管杭の防食法に関する研究グループ 著
B5判・252頁
技報堂出版 定価3,150円（税込）『PARIクラブ』
メンバー募集！

Information

港湾空港技術研究所では、読者の方と研究者の意見交換のできる広場を、PARIのホームページ上に開設致します。
この「PARI」情報誌を読んだ上でのご意見、ご質問など様々なことに、第一線で活躍する研究者がお答え致します。ただし、頂いたご意見ご質問、それに対する回答は、すべて公開と致します。
メンバーになるには、所定の登録をして頂ければ、どなたでもご参加頂けます。参加費は無料です。
2011年4月より、当研究所のホームページで公開予定です。

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独立行政法人

港湾空港技術研究所

Port and Airport Research Institute（PARI）〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1
TEL ：046（844）5010 FAX：046（841）8307
URL：http://www.pari.go.jp/

グリーン購入法に基づいた用紙を使用しています。