ゼロから学ぶ土木施工管理

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トンネルの観察・計測は過去問でどう問われる?

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編集部

大きな変位が心配なトンネルは、何を主に測る?答えは変位そのものです。変位が問題なら変位計測を主体にします。応力計測を主体にする、と書くのが引っかけです。

この記事の要点

トンネルの観察・計測は、内空変位・天端沈下・地中変位などで地山の挙動を測ります。

大きな変位が問題となる場合は変位計測を主体に計画します。項目の違いと過去問での問われ方も押さえます。

山岳トンネルでは、掘りながら地山やトンネルの動きを測り、安全を確かめます。これが観察・計測で、項目と計画の立て方が試験でよく問われます。

トンネルの観察・計測は、内空変位・天端沈下・地中変位などで地山の挙動を測り、大きな変位が問題となる場合は変位計測を主体に計画します。

観察・計測の目的

観察・計測の目的は、施工中に切羽の状況や、すでに施工した区間の支保部材、周辺地山の安全性を確かめ、現場の実情にあった設計に直して、工事の安全性と経済性を確保することです。山岳工法では、掘り進めながら地山の動きを測ることが欠かせません。

観察・計測の項目(内空変位・天端沈下・地中変位・地表面沈下)の分類ツリー 観察・計測の項目 内空変位測定 天端沈下測定 地中変位測定 地表面沈下測定
観察・計測のおもな項目。地山の変位の挙動を測り、トンネルの安定性と支保工の妥当性を評価します。

観察・計測の項目

内空変位測定

内空変位測定は、トンネル内側の幅(内空)がどれだけ縮んだり広がったりするかを測るものです。とくに小断面のトンネルでは、天端沈下よりも内空変位が顕著に現れる場合が多くなります。

天端沈下測定

天端沈下測定は、トンネルの天端(最上部)がどれだけ下がるかを測るものです。地山が緩むと天端が沈下します。

地中変位・地表面沈下測定

地中変位測定は地山の内部の動きを、地表面沈下測定は地表の沈下を測るものです。これらを合わせて、地山の変位の挙動からトンネルの安定性と支保工の妥当性を評価します。

計測計画と管理基準

計測の計画では、大きな変位が問題となるトンネルの場合、変位計測を主体とした計画を立てます。得られた結果は記録するだけでなく設計・施工に反映し、計測結果を定量的に評価するための管理基準をあらかじめ設定しておくことが欠かせません。

計測の頻度は、切羽が近いほど変位が活発になるため、切羽の近くでは密に(回数を多く)、切羽から離れるにつれて疎にします。掘削前後を疎にする、とするのは逆で誤りです。また、覆工コンクリートは、原則として内空変位(地山の変位)が収束した後に打ち込みます。

混同しやすい用語

内空変位測定 と 天端沈下測定

どちらもトンネルの変位を測りますが、測る向きが違います。内空変位測定は、トンネル内側の幅(左右や斜めの距離)の変化を測ります。天端沈下測定は、トンネルの天端(最上部)が下がる量を測ります。横幅の変化を見るのが内空変位、天端の下がりを見るのが天端沈下、と整理できます。

過去問でどう問われたか

観察・計測は、1級で計測計画・測定頻度・覆工の時期が問われます。引っかけは大きく3型です。

  • ①計測計画の主体のすり替え(大きな変位=変位計測主体、を「応力計測主体」とする)
  • ②測定頻度のすり替え(切羽の近くで密、を「切羽が離れて密」とする)
  • ③覆工の時期のすり替え(内空変位の収束後、を「収束前」とする)
年度・級・No.問われ方/引っかけ
令和7年度 1級 No.41覆工コンクリートの打込みを「内空変位の収束前に行う」=誤り(収束後に打ち込む)←覆工の時期・正答?
令和5年度 1級 No.36変位計測の測定頻度を「掘削前後は疎に、切羽が離れるに従って密に」=誤り(切羽の近くで密にする)←測定頻度・正答?
平成28年度 1級 No.35大きな変位が問題となるトンネルで「応力計測を主体とした計測計画」=誤り(変位計測を主体)←計測計画の主体
平成24年度 1級 No.35変位計測の活用。覆工を「地山の変位の収束前に打ち込む」=誤り(収束後)←覆工の時期・正答?

核心は3つです。大きな変位には変位計測を主体(応力計測主体は誤り)、測定頻度は切羽の近くで密、覆工は内空変位の収束後に打ちます。主体・頻度・時期を逆にした記述が、誤り肢になります。

理解度チェック

問題:観察・計測の項目には、内空変位測定・天端沈下測定・地中変位測定・地表面沈下測定などがある。

〇か×か。

答え:

これらで地山の変位挙動を測り、トンネルの安定性と支保工の妥当性を評価します。

問題:大きな変位が問題となるトンネルでは、支保部材の応力計測を主体とした計測計画が必要である。

〇か×か。

答え:×

大きな変位が問題となる場合は、変位計測を主体とした計画を立てます(平成28年度 1級 No.35)。

問題:変位計測の測定頻度は、切羽が離れるほど密になるように設定する。

〇か×か。

答え:×

切羽が近いほど変位が活発なので、切羽の近くで密にし、離れるにつれて疎にします(令和5年度 1級 No.36)。

問題:覆工コンクリートは、原則として内空変位(地山の変位)が収束した後に打ち込む。

〇か×か。

答え:

覆工は、変位の収束を計測で確かめてから打ち込みます。収束前に打ち込むとするのは誤りです(令和7年度 1級 No.41・平成24年度 1級 No.35)。

まとめ

トンネルの観察・計測は、内空変位・天端沈下・地中変位などで地山の挙動を測り、安全性と支保工の妥当性を評価します。

大きな変位には変位計測を主体に、測定頻度は切羽の近くで密に、覆工は内空変位の収束後に打ち込むのが要点です。

計測の主体・測定頻度・覆工の時期を逆にした誤りが、過去問で繰り返されます。

参考資料

  • 土木学会「トンネル標準示方書(山岳工法)」
  • 国土交通省「トンネル工事の計測管理」関連資料

※ 観察・計測の項目・計画は標準的な内容です。基準の改定や現場条件で変わるため、最新の資料で確認してください。

ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

この記事を書いた人

ゼロから学ぶ土木施工管理 編集部

土木施工管理技士試験で過去に問われた用語・数値・施工手順を、官公庁の仕様書や日本道路協会の便覧に照らして整理しています。

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