技術士『ゆっくりシリーズ風な解説』R06【0909建設部門-トンネル】問題Ⅲ-2:開削工法
この解説は、
R06年度「0909建設部門-トンネル」
選択問題Ⅲ-2を基にして構成しています。
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R06年度「0909建設部門-トンネル」選択問題Ⅲ-1
R06年度「0909建設部門-トンネル」選択問題Ⅲ-2:シールド工法
👩🎓👧魔理沙と霊夢が自己紹介
👩🎓魔理沙:
「よっ! 皆の衆、元気にしてるか? オレ様は魔理沙、このトンネルの世界を熟知した技術士だぜ! 今日は特別に、お前のためにトンネル技術をわかりやすく解説してやろう。感謝しろよな!」
👧霊夢:
「こんにちは、魔理沙! 私は霊夢。トンネルのことは全然わからないけど、今日は魔理沙に色々教えてもらおうと思ってるの。よろしくお願いします!」
👩🎓魔理沙:
「霊夢、お前みたいな素人にもわかるように、丁寧に教えてやるから安心しろ。ただし、眠くなったら容赦なく叩き起こすからな!」
👧霊夢:
「ええっ、ちょっと怖いかも……。でも、頑張ってついていくわ!」
👩🎓魔理沙:
「よし、それじゃあ早速始めるぜ! まずは、トンネルの世界の奥深さを教えてやるからな! 覚悟しろ!」
👧霊夢:
「はーい!それじゃ、みなさん…」
👩🎓魔理沙・👧霊夢:
「ゆっくりしていってね!」
📝R06「0909建設部門-トンネル」問題Ⅲ-2
都市部の自立しない地盤において、トンネルを長期にわたり使用するには、様々な事項に配慮したトンネルの計画を策定することが重要であり、計画段階での留意事項は、設計、施工の各段階においても様々な検討や対策が必要となる。このような背景を踏まえて、開削工法、シールド工法のどちらかを冒頭に明記したうえで、以下の問いに答えよ。
(1)トンネルの計画を策定するうえで検討すべき課題を、技術者として多面的な観点から3つ以上抽出し、それぞれの観点を明記したうえでその課題の内容を示せ。
(2)前問(1)から最も重要と考える課題を1つ挙げ、調査・計画から施工までの各段階におけるその課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行して生じる波及効果と専門技術を踏まえた懸念事項への対応策を示せ。
❓問題文の前提とは
[1] 🏙️ 都市部のトンネル 🏙️
👧霊夢:
「魔理沙、問題文の最初に『都市部の自立しない地盤において』って書いてあるけど、これはどういうことかしら? 都市部のトンネルって、何か特別な事情があるの?」
👩🎓魔理沙:
「いい質問だ、霊夢。都市部っていうのは、建物が密集してたり、地下に色々な埋設物があったりするから、トンネル工事は簡単にはいかないんだぜ。特に『自立しない地盤』っていうのは、土が柔らかくて崩れやすい地盤のことだ。例えば、粘土とか砂とか、掘ってもすぐに崩れてしまうような地盤だな。」
👧霊夢:
「なるほど! 建物の重みで地盤が弱くなっていたり、地下水が多かったりするのかしら?」
👩🎓魔理沙:
「その通り! 都市部では、地盤が色々な影響を受けて、複雑な状態になっていることが多いんだ。だから、トンネルを造る時は、地盤の状態をしっかり調査して、適切な対策を立てる必要があるんだぜ。」
[2] ⏱️ 長期使用 ⏱️
👧霊夢:
「『トンネルを長期にわたり使用するには、様々な事項に配慮した計画を策定することが重要』って書いてあるけど、『長期』って具体的にどれくらいの期間のことかしら?」
👩🎓魔理沙:
「『長期』っていうのは、一般的には50年とか100年とか、それ以上の期間を想定しているんだ。トンネルは一度造ったら、簡単には作り直せないから、長い目で見て安全に使えるように計画する必要があるんだぜ。」
👧霊夢:
「そんなに長く使うことを考えて計画するのね! すごいわ。でも、具体的にどんなことに気をつける必要があるのかしら?」
👩🎓魔理沙:
「例えば、トンネルの『耐久性』や『耐震性』、それに『維持管理のしやすさ』なんかも重要だ。トンネルが古くなって劣化したり、地震で壊れたりしないように、しっかりとした対策を立てる必要があるんだぜ。」
[3] 📝 計画段階の留意事項 📝
👧霊夢:
「『計画段階での留意事項は、設計、施工の各段階においても様々な検討や対策が必要となる』って書いてあるけど、計画段階でしっかり考えておくことが、後々の段階にも影響するってことかしら?」
👩🎓魔理沙:
「その通りだ、霊夢。計画段階で色々な可能性を検討して、リスクを洗い出しておくことが大切なんだ。例えば、地盤が弱い場所を通るルートを避けるとか、地下埋設物を避けるとか、色々なことを考える必要があるんだぜ。計画が甘いと、設計や施工の段階で問題が起きて、工事が遅れたり、費用がかさんだりすることもあるんだ。」
👧霊夢:
「計画段階でどれだけ考えられるかが、トンネル全体の出来を左右するのね!」
[4] ⛏️ 開削工法とは ⛏️
👧霊夢:
「問題文の最後に『開削工法、シールド工法のどちらかを冒頭に明記したうえで』って書いてあるけど、今回は『開削工法』で解答するのね。そもそも『開削工法』ってどんな工法かしら?」
👩🎓魔理沙:
「よし、霊夢。今回は『開削工法』で進めるぜ。『開削工法』っていうのは、地面を掘ってトンネルを造る方法なんだ。地面を『掘削』して、トンネルの形にコンクリートとかで構造物を作って、最後に埋め戻すんだぜ。浅いトンネルを造る時に使われることが多いな。」
👧霊夢:
「地面を掘ってトンネルを造るのね。それなら、トンネルの上にある建物とか、地下の埋設物とかに気をつけないといけないわね。」
👩🎓魔理沙:
「その通り! だから、都市部で開削工法を使う時は、特に慎重に計画を立てる必要があるんだぜ。」
✅(1)検討課題をあぶり出せ!
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