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JX日鉱日石海底トンネル崩壊事故
何が問題だったのか?

海底トンネル事故
 横穴から海水、瞬く間に冠水

 岡山県倉敷市のJX日鉱日石エネルギー水島製油所の海底トンネル事故で、同社は7日、行方不明の5人は工事を請け負った鹿島建設の下請け会社の作業員であることを明らかにした。自力脱出した作業員1人にけがはなかったという。

 同社によると、事故は午後0時半前に発生。シールドマシンと呼ばれる掘削装置を使い、海底トンネル内で、直径約5メートルの横穴を掘り進める作業をしていたところ、海水が漏れてトンネル内が冠水した。計画では横穴は全長790メートルで、この日は東側から約130メートル地点付近で作業していた。

 横穴から漏れた海水は瞬く間にトンネル内を満たし、午後0時53分ごろには縦穴を抜け、工場敷地内の道路に流れ出したという。

 横穴は海底から深さ約5メートルの位置にあり、作業員は午前8時から午後5時、午後8時から午前5時の2交代制で掘削作業をしていた。シールドマシンで掘った際に出る土砂をトロッコで運び出したり、トンネル補強用のコンクリートの板をトンネル内に貼り付けたりといった作業をしていたとみられる。

 トンネルは同製油所の湾を挟んで西側にあるA工場と東側にあるB工場をつなぐため、平成22年4月に着工。工期は4年で、完成後には配管し、精製前のガソリンや灯油などを流す予定だった。

 JX社は、新日本石油とジャパンエナジーが22年7月に合併して誕生。A工場は「新日本石油」、B工場は「ジャパンエナジー」の工場で、合併後の効率的運用を促進するため、2本目のトンネルを掘り進めていたところだった。

<海底トンネル事故>
掘削機前部、沈下か
 隙間生じ海水流入

想定されるノーズダウン現象

 岡山県倉敷市のJX日鉱日石エネルギー水島製油所の海底トンネル事故で、海底を掘り進む円筒形掘削機の後部とトンネル壁面との境界部に、隙間(すきま)が生じて落盤を引き起こし、大量の土砂や海水が流入した可能性が高いことが、工事関係者や専門家への取材で分かった。境界部は海底に出現した巨大なくぼみの位置とも一致。掘削機の電源喪失により掘削面と岩盤との圧力バランスの機能が失われるなどし、脆弱(ぜいじゃく)な地盤とも相まって掘削機(重さ141トン)の前部が沈む「ノーズダウン現象」が発生したとみられる。

 工事会社の鹿島などによると、今回採用したシールド工法では、横穴を1.4メートル掘り進むごとに壁面ブロック(セグメント)を組み上げていた。

 社員が事故直前に現場を見たところ、作業員らは掘削作業を中断していた。その後、壁面ブロックを下から組み上げる作業に入り、天井部は壁面ブロックがまだはめられていないか、ブロックを固定するセメントが注入される前の段階だったとみられる。

 トンネル内にいた現場責任者の渕原義信さん(61)は事故直前、地上に「漏電」「ブレーカー」と連絡した。電気系統のトラブルがあったとみられ、壁を支える油圧ジャッキが緊急停止したか、掘削面と地盤との間で圧力バランスが崩れるかした影響で掘削機を突っ張って支える機能が失われ、重量で掘削機が前のめりに沈んで、後部の天井に隙間ができた。このため落盤を引き起こした可能性が高いとみられている。

 地質専門家によると、現場海域の海底は泥と砂が堆積(たいせき)した軟弱な層が広がり、深くくぼんでいる場所もある。10年前に今回と平行する形で行われた隣接トンネルの工事では、水や石が勢いよく噴き出す「噴発」のトラブルが起きていた。

 シールド工法に詳しいトンネル工学の専門家は「掘削面の土砂の取り込み口は閉じられていたことから、前面からの出水はあり得ない。ノーズダウン現象が大規模に起きたと考えられる」と指摘している。

 事故は14日で発生から1週間たつが、残る作業員3人の行方は依然として分かっていない。
【井上元宏】

岡山・倉敷の海底トンネル事故:天井部、強度不足か
 薄いブロック、想定外圧力で崩壊    <C3>

 岡山県倉敷市の海底トンネル事故で、工事会社の鹿島は21日、半分に割れた状態の壁面ブロック(セグメント)片が縦穴から見つかったことを明らかにした。事故当日の7日に天井部に設置されたブロックの可能性が高く、ここから大量の海水が流入したとみられる。ブロックの厚さは通常より薄かったとの指摘があり、ノーズダウン現象と呼ばれる掘削機の傾きなど何らかの理由で生じた想定外の圧力に耐えられず、割れた可能性が出ている。

 長さ約3・5メートルのブロックが半分程度に割れた状態で引き揚げられた。ブロックには接続部のボルトが曲がった状態で残っており、既に組み上げられたブロックとみられる。

 ブロックの標準的な厚さは、トンネルの直径に対して4〜5%とされる。今回の工事に当てはめると、直径4・8メートルに対し4%だと厚さ19・2センチだが、実際の厚さは16センチだった。長岡技術科学大の杉本光隆教授(トンネル工学)は「今回の壁面ブロックは標準より薄い。薄いブロックが外からの圧力に耐えられなくなって破損したのではないか」と指摘する。

 さらに7日に組み上げた壁面ブロックには、トンネル内壁に固定するセメントが未注入で、不安定な状態だった。鹿島によると、掘削機は長さ約6・8メートルの円筒形で、油圧ジャッキ26本を伸縮させながら掘り進む。同日は幅1・4メートルの壁面ブロック3個分を掘り進んだ。このうち1・5個分にはセメントが未注入で、6・5センチの隙間(すきま)が残った。掘削機内にはブロック1・5個分があり、最後の3ブロック目の組み上げ中に事故が発生したとみられる。

 こうしたことから、何らかの理由で圧力が生じ、天井の接合部に設置されたブロックが割れたとみられる。水島海上保安部などの調査データでも、海底の巨大なくぼみの中心は、接合部とほぼ一致している。【井上元宏、五十嵐朋子】

毎日新聞 2012年2月22日 東京朝刊

 2月7日発生の岡山県倉敷市の水島コンビナートJX日鉱日石エネルギー水島製油所の海底トンネル水没事故で鹿島建設の下請け作業員5人が死亡・行方不明になっていますが、細々の技術的設定は別として、まず感じられるのは、
<2>
 大出水箇所として考えられるのは、シールド掘進機前面の切り羽と、セグメントを組み立ててリングを構成するための掘進機とトンネルの間の1リング分の地山(1.4m+α)であり、前後のリングも相互に締結され円形に固定されたリングトンネルそのものが土圧の不均衡で潰される可能性はほとんどありません。真円維持装置で支えてリング外周に裏込めをしますので、歪んだための強度低下は起こりにくいのです。
 先端の切り羽がオープンですと崩壊はあり得るでしょうが、海底を掘る場合には背板で遮断されて切り羽が密閉状態になった「泥水シールド工法」など水密を保てる工法を採用しているでしょうから、崩れても一部で出水の可能性は小さいはずで、
 水止め機能のない掘進面というと、シールド掘進機と、組み立て済みリング:トンネルの間の1リング分のセグメント組み立てスペースが残ります。この隙間から土砂やセメントを裏込めしてリングを固定するものなので、他よりも弱い部分になりますから、1リング分を掘り終えると即座にセグメントを組み立ててリングとして既成のトンネルにつないで崩壊を防ぎ、真円維持装置で支えながら周囲に詰め物をして固定する訳です。だから掘進を終えてセメントなどの裏込め未了の瞬間が一番弱い状態で、異常が起こるとしたらこのタイミングが可能性が高いと言えるでしょう。
 如何に経験を積んだとは言え、報道の限りでは従前と比べてチト安易な設計と工事にみえるのですが?TVで事故発生を謝っていた下請け企業には大抵工法や設計の選択権は無いようなので、その上のゼネコンJVのエラーということになります。
 河底や海底トンネルなど、水面がトンネルより高くて底が抜けたら助からない現場は、私自身が一刻も早く作業を済まして抜け出したいと思いながら働いていました。掘進記録を取り、総合的な指示を行う司令室は水面より上の地上事務所などに設置していますしね。今回の岡山の現場もそうでした。そんな現場でボーリングを省略するとか、浅い土被り設定で工事をしないで貰いたい。

若干疑問!ノーズダウン現象原因説    <3>

 右記事の「ノーズダウン現象」というのはいかがなモノでしょう?地上の感覚なら自重による首折れというのは説得力がありますが、地中掘進中ですと上下の土圧差から大きな浮力を生じて、それが掘進機の自重より大きいと逆に浮いてくる可能性があって、地盤の強度次第ではバランスウエイトを載せて平衡状態にする必要がありますから、事故調査の最終結論が「ノーズダウン現象」とされる可能性はごく少ないと思います。
 原理的にはいわゆる「アルキメデスの原理」でして、暫く前に横須賀総武線東京地下駅が地下水位の上昇と共に地下駅空間に対する浮力が大きくなって破損の虞が出て、補強工事をしていました。掘進機が排除した容積の土砂の重量分の浮力が発生しますから、これを処理しきれないとトラブルになりますが、シールド工法に慣れた会社がそういう基本的なエラーを冒すかどうかは若干の疑問が残ります。詳細な掘進記録がパソコンに残っている様ですから、推進ジャッキの推力に上下で大きな偏りがあるかどうかで明確な判断ができるでしょう。かって福知山線尼崎事故原因を巡って特ダネ合戦に焦った読売新聞が書き立てた「K機長」的飛ばし記事の臭いもします。

<4>
 難工事の危険性を予測していれば、地盤改良剤注入や、水ガラスなど止水剤注入、凍結工法、あるいは土被りのもっと大きい設計にして余裕をもって工事するようにしたでしょうが、どちらも取られてないというのは、設計側の油断があったようにも見えるのですが、どうなんでしょう?

 かって東京湾横断道海底トンネル工事で全8工区のうち6工区をトンネル屋の熊谷組が請け負う根回し談合が国会で暴露されてしまい、逆談合で各社に工事をバラ撒いて、経験浅い会社も大工事に参入させて大談合批判を取り繕ったそうでありますが、その後も「各工区の入札額が予定額の97.8%前後に揃っていて、予定価格漏洩&談合の証拠だ!」と追及された土建業界のどうしようもない癒着談合体質は有るのですが、様々な経験蓄積で得たノーハウを競争各社が共有しているとは考えがたく、鹿島のケースは技術的には±どちらだったのでしょうか?
監督氏(右)
京王線調布シールドトンネル布田付近
シールド工法アクセス
事故翌日〜アクセス殺到:日記#130
 熊谷組トンネル技術陣の見解を聞いてみたい気もするのですが、お仲間にミスがあってもストレートな批判的見解は得られない可能性があってあまり意味がないですねぇ。「おまえは既に死んでいる」ってからかわれる状態から脱出するために、中立公正な見解をだしてくれると良いのですが、その「中立公正」をどこが担保するかって問題もありまして、不確実性が存在する限りは確定しようのない話になります。
 え〜、B案!同社のしきたりに則ってピチピチギャルだらけの飲み屋でグデングデンになるまで泥酔させて喋らせてしまう。後日、それを基にチャンと事情を聞いて概要を掴んで鹿島の現場の事故調査を行う。

 瞬間的にアクセスが増えて驚いたのが、いつもは忘れられてジミ〜な日記#130の泥水加圧シールド工法解説ページ。数日間はブッちぎりのアクセス数でしたが、今は元通りになりました。

【補足】     <5>

 この項をアプロードして久し振りに飲みに出掛けたところ、液状化浦安地区造成時に土砂を搬入した「犯人」氏の土建屋さん(写真右、於京王調布トンネル布田駅付近)に遭遇。「あれ、どう思う?」という話になり、「鹿島は竪穴はうまいんだが、横穴は苦手。海底トンネルなのに油断があって、ボーリングをサボった上、土被りも小さかったんじゃないの?今頃、全社に箝口令だよ〜。うちの業界はいつもそんなもんだ。御上が受注に口を挟んじゃダメ。不得手な会社にも平等に割り振っちゃイカン!こういうことになる」という見解でしたが、東北新幹線御徒町トンネル崩落事故は、トンネルが得意なはずの熊谷組が起こしてしまった事故ですから、慣れの慢心という要素もあって、なかなか難しい。あれは掘進機が障害物に引っかかって止まり、加圧空気で地盤が乾燥して1ヶ月後に吹き飛んで大穴が空いた事故ですから、止まった時点で地盤改良剤をマシンの廻りに注入していれば防げた事故でした。
 土建業界の談合は上越新幹線工事にみられたように総工費の1%〜3%を故金丸信氏ら自民党族議員に政治献金して公共工事を実現させる利権構造として行われたもので、入札の談合防止策だけでは、工事に必要な技術水準維持が必ずしも保証されない重大問題が残ります。そこを随意契約ばかりにしてしまうと現状の公共事業超高価発注から抜け出せませんし、どう解決したものでしょうか。
   ○日記#130:泥水加圧シールド工法解説
   ○日記#210:京王調布シールド工法公開
   ○日記#284:土砂を搬入した「犯人」氏

水戸偕楽園付近は激被害

 3.11大震災被害で休園していた水戸偕楽園が11ヶ月振りに再開されましたが、付近は30cm以上も落差のある断層が縦横に走っていて、偕楽園近くにある店のママの父ちゃんの作業所になっているマンションは建物が歪んでドアがまともに開かなくなったので、管理組合は思い切って建て替えるかどうかを検討中とのこと。震度6弱でも地盤により激甚被害に増幅されるようです。
(この補足節'12/02/18追記)

【補足2】報道はシールド工法の掘進構造を理解してないかも?    <6>

 シールドトンネル事故解説報道を読んでいて、どうも違和感を感じるのは、シールドマシンがどうやって掘進推力を得ているのかに無頓着なことです。例えば引用の図にはシールドマシンとトンネルリング間に配置される油圧ジャッキが描かれておらず、そこが弱い個所になるのが理解できないでしょう。
 シールドマシン本体はおおよそトンネル直径の茶筒のようなドンガラに前面の回転カッターを取り付けたもので、それ自体は推力を持たず、マシン後方に構成された「リング」の連続体であるトンネル壁とマシンの間の円筒壁間に数十本(記事では26本)の油圧ジャッキを配置して、これに油圧を掛けて推力とするものです。(参考図上下のピンク棒)
 この推進力がマシンの胴を介して前面のカッターに伝わりカッター取付部を回転させることで掘進しますし、掘進出発時は後方にトンネルが無いのでジャッキ推力を受ける仮発進台を設けてジャッキ圧を受けて掘り始めます。
 従って、ジャッキがリング長(≡セグメント長)一杯に伸びた状態で掘り終えてセグメントを組み立ててトンネルの1リングを構成して、更に地盤との隙間を裏込めして強度を保ち、次の掘進はこのリングを油圧ジャッキの足場にしてシールドマシンを押します。
 下図は東京湾横断道シールドマシンの構造図(担当JV発行パンプより引用)ですが、地盤とリングの間にセメントなどで裏込めをするまでは、リングは既設のトンネルにぶら下がっているだけで、地盤は支えてないことが見てとれます。2段の真円保持装置でリングを位置決めして支えて、地盤とリングの間隙にセメントなどを充填して強度を出すので、それまでは上下左右の支えが無く、弱い状態と考えられます。

 破損は応力が集中して構体の強度を上回った個所から始まる訳で、応力の不均衡が無いと破損しないで済むこともあります。すなわち、一様の土圧・水圧では壊れにくく、何等かの不均衡が発生したとすると・・・・・・、推進ジャッキの油圧が抜けて押し戻され、不均等な裏込めに引っ掛かってトンネル全体に折損力を生じた・・・・・・と考えるには油圧バルブが開きっぱなしでないと戻らない。セグメントの強度不足があったとしても、不均衡を生じない限りは破損にまでは至りにくいので、「漏電」≒地絡継電器が働いて停電などのトラブルで、不均衡を生じて強度不足が顕在化したのでは?=順調な工事だったら強度不足は顕在化しなかったのかも知れません。   (2012/02/26補足追記)
東京湾横断道シールド
東京湾横断道トンネル、シールド工法構造図
推進ジャッキ(上下のピンク)がトンネル壁リングを押して反作用でマシンを推進
(担当JV発行パンフより)


「毎月1日に体験利用いただけます」
災害用伝言ダイヤル、請求書封緘部に記載    <7>

 慣れてないモノは、イザって時に役立たないことが多く、公共的なモノほど普段から体験しておく必要があると日記#291で指摘しましたが、NTT請求書の封緘部に「あなたの無事を伝えましょう!/災害用伝言ダイヤル(171)毎月1日に体験利用いただけます」とあります。これは有用!もっと目立つよう大きく書いて欲しかった。

 116番にその経緯を尋ねますと、
●体験利用メッセージを請求書封筒に書くようになったのは東日本大震災以降だが、
●体験利用自体はその前から実施していたが、その開始時期は不明。PRが足らなかった。
●災害用伝言ダイヤルは、阪神大震災を承けて1998年3月から運用が始まったもの
  *体験利用のご案内:(1日15日・三が日は全日、防災週間等は日中運用)
  *操作説明書:災害用伝言ダイヤル PDF
  *171災害用伝言ダイヤル
  *概要「ダイヤル式では使えない」って?PDFには操作法あり。フレッツ光とINSのことか!

 東日本大震災での当地(千葉市内台地標高24m)では震度5強と震度6弱の境界線上にあって、一部に瓦が飛んだり柱が折れたり曲がったり地割れが見えたりの被害はありながら、全損認定の地盤液状化被害の酷かった埋め立て地とは異なり被害軽微で済みました。しかし、生まれて初めて体験した激しく長い時間の揺れで心配になり、家族などの安否確認に掛かっても、電話、携帯は発信規制で使えず、メールを打った上で、念のため災害用伝言ダイヤルに登録を試みたのですが、何度も誤操作を繰り返してしまいうまく行かず、普段から使い慣れておかないと、気の急いているときにはまともに使えないと思いました。今考えると操作時点で千葉は災害伝言ダイヤル適用地域ではなかったのかも知れません。
 尼崎事故で動転した車掌が防護無線の発報操作をしたものの、主電源の停電で動作せず発報確認音が出ないことに気付かず、教わってなかった予備電源への切り換え操作をしなくて事故列車車掌からは防護無線が発報されなかったことと共通するものです。
 家電同士と携帯同士が先ず復旧し、メールは4時間遅れくらいでしたが、家電−携帯間が翌日まで不通で、即時連絡は不能。携帯メールか、近場の連絡は自転車・バイクで直接訪問が一番でした。

 近年中に必ず襲ってくる次の震災に対応するために、危険度予測の上限で対応することと、安否連絡法を定めて、繰り返し練習しておくことを徹底したいと思いますが、つい最近から携帯メールに膨大な迷惑メールが送りつけられるようになり、ランダム・メアドなのに大量送付されるのはどこかの個人情報漏れが疑われて、携帯メアドを変更することにしました。バイアグラと逆援交勧誘メールばかりで、削除操作に迷惑この上なく、確実な撃滅方法はありませんかねぇ。

2012/02/17 19:30

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