６.２　坑口の調査

　　６.２.１　一般的事項

　以下に坑口の調査・設計・施工上の留意点について述べる． 　

坑口で発生する災害

　1996年2月10日に発生した豊浜トンネルの岩盤崩落を契機としてトンネル坑口緊急点検が行われ，さらに坑口付近の斜面を中心に安全度の見直しが行われた．その後の第二白糸トンネルの崩落も含めて浮かび上がった問題は，坑口位置はあらゆる危険性について慎重に検討する必要があることということである．
　トンネル坑口付近は落石の危険がある場合には明り巻きを延長したり，覆道を設けたりしているが，予想を上回る巨大落石（岩石崩壊，岩盤崩落）については，事前調査を十分行い長期的な安定性を検討し，必要な場合には計画ルートの変更も含めて検討する必要がある．

坑口で問題となる地形

坑口で問題となる地質

　特異な地質として注意する事項を列挙する．

1. 岩盤崩落
   　1996年２月10日に発生した北海道古平町の豊浜トンネルの岩盤崩落は，トンネル坑口の長期的安定性について新たな問題を投げかけた．
   　崩落した岩盤は，2.6トンとも言われており，明り巻き部分は完全に破壊された．この地域は海底火山により形成された中新世のハイアロクラスタイト（水中溶岩）が広く分布している地域である．この地層は亀裂が極めて少なく硬さは軟岩相当である．変質等による二次的な地山の劣化は少なく，最も問題の少ない岩盤の一種である．
   　このような岩石崩壊（岩盤崩落）は崩壊エネルギーが巨大であるため，通常の落石対策とは異なる対応が必要となる．すなわち，「落石便覧」などで想定されている落石の規模は，落石の大きさとしては径１ｍ程度までであり，これ以上大きな落石ではロックシェッドやトンネル巻出し部などが破壊されている．
   　なお，落石として対応できない規模の大きな崩壊については，用語が多少乱れている．すなわち，道路防災点検では「岩石崩壊」として大規模な崩壊を扱っているが，平成８年度の坑口緊急点検では，「岩盤崩壊」という用語が用いられている(（財）道路保全技術センター,1996）．また，規模の大きさを強調する意味から「岩盤崩落」という用語も用いられている．

2. 付加体堆積物
   　トンネル掘削時に予期しない大きな応力が働きやすい地山として注意しなければならないは，太平洋側に広く分布する付加体堆積物の砂岩・泥岩類である．この地層は多くの場合タービダイトであり，形成されてまもなく圧力を受けているために，地質時代が新しいわりには締まっており，鮮新世の泥岩類でも地山弾性波速度は3.5 km/sec程度を示す．しかし，実際には付加された時に圧縮応力を受け，著しく破砕・片状化した泥岩類は弱層となっている．一軸圧縮強度が1N/mm²（10kgf/cm²）を下回ることも珍しくない．しかも深部まで破砕され幅が広いのが特徴である．
   　また，地質構造的応力が蓄積されているために，坑口の切土時に思わぬ崩壊・すべりが発生しやすいのもこの地層の特徴である．この地層は，もともと坑口となる斜面付近では地すべり地形を呈することが多く，明瞭な地すべりでない場合でも尾根は極めて不安定であると考えてよい．

3. メランジュ
   　付加体堆積物の中でも，破断相や混在相（メランジュ）は，地層累重の法則が成り立たないので，地表調査結果から地下構造が推定できないことがあり，ボーリングを密に実施する必要がある（地質基準案，2001参照）．
   　トンネル掘削上は，チャートのブロックとその周辺を構成する粘板岩などの場合には，非常に硬質なチャートブロックを掘削することの困難さと破砕された粘板岩による切羽自立の困難さが重なることになる．

　坑口の問題点を地質ごとにまとめたものを表6.2.3に示した．

岩石崩壊の事例

　静岡県の大崩海岸は，崩壊を避けて海に張り出した橋を建設した．同じような事例は，北陸道の親知不である．
　層雲峡の岩盤崩落は大雪溶結凝灰岩の柱状節理が崩壊したものである．この溶結凝灰岩の下位には粘板岩が分布しており，特に境界部付近は著しく脆弱化している．
　豊浜トンネルと第二白糸トンネルはいずれも水中溶岩を主とする地質である．

　このほかにも，坑口が崩壊した事例は，地すべりのところで述べるJR飯山線高場山トンネル，北海道の国道231号雄冬トンネルなどがある．

坑口切土部の土・軟・硬区分

　地質調査の結果をもとに切土の標準勾配，掘削区分を提案する必要がある．この場合，トンネル出口側面の切土斜面やトンネル上部に出現する大きな切土斜面は，トンネル施工中の仮設ではなく恒久的なのり面となるので，のり面保護工を含め設計で利用できる地質データを揃える．

坑口の切取り勾配

行間

６.2.2　坑口での調査ボーリング

　地表踏査，物理探査（弾性波探査，比抵抗二次元探査）で大規模な破砕帯や膨潤性を示す地質あるいは流砂現象を起こすような未固結砂層の分布が予想され，トンネル・ルートの変更も考慮しなければならない場合には，中間部でのボーリングを実施する．　 　

坑口水平ボーリング

　水平ボーリングが適さない特殊条件としては,坑口の地形が緩く，土かぶりの小さい区間が長くなり水平ボーリングの掘進長に比べて得られる情報が少ない場合や坑口が急峻でボーリングの足場が設置できない場合などがある．必ず現地の地形条件や土地所有状況などを確認する．

　一般に，水平ボーリングのトンネル断面での実施位置は，施工上最も危険性が高い（悪い地山が出現する）トンネル天端付近で実施する．この場合，トンネル天端から１-２ｍ程度下げた位置が適当である．
　ボーリング掘進上はスライム排除がスムースに出来ることが必要であるため，上向き数度（3°程度）で掘削することになる．地山が劣化していたり湧水が多い場合は，掘削後グラウトを行ってトンネル掘削時に障害が発生しないように処理する．

　崩壊性地山で，しかも湧水が多いと予想した場合には，トンネル施工上の障害とならないようにスプリングライン付近か踏前（トンネル施行基面）付近で実施する．あるいは，トンネル断面をはずして排水ボーリングを兼ねて実施することも検討する．

　なお，旧道路公団の要領では，水平ボーリングの掘削位置はトンネル断面外のスプリングライン（SL）付近で，地山が安定するまでの長さ（通常100−200m）としている（旧日本道路公団，1992，p164）．
　ただし，最近の経済状況から掘進長は必要な情報が得られる範囲で，できるだけ短くする必要がある．

　水平ボーリングでは，区間ごとに孔口からの湧水量を必ず測定する．また，湧水が多い場合には湧水圧試験を実施するか，水頭を測定する．

水平ボーリングの孔曲り

　例えば，変質した幅広い粘土化帯中のトンネル坑口のボーリングで，孔口で下向き30°に掘削したところ90ｍ先で地表に出てしまったことがある．
　破砕帯の位置を正確につかむなど精度が必要な場合には，孔曲がり測定を実施する．この場合は，孔曲がり測定の頻度をやや密にして少なくとも25ｍ間隔程度に実施し，出来るだけ正確な位置を出す様にするのがよい．
　水平ボーリングではそれほど悪い地山でないと判断していたところ，施工してみたら著しい粘土化帯が出現した例がある．このような場合には，ボーリングの掘削精度が問題となる．

　旧鉄道建設公団の仕様書では，「水平ボーリング，斜めボーリングにおいては，100m掘進ごとに25m間隔で方位および傾斜を測定すること．」と規定されている．精度は「方位および傾斜角が1°以下まで測定可能なもので測定記録が残るものが望ましい」としている．
　孔曲がり測定が必要な深いボーリング掘削では，一般にワイヤーライン工法が用いられるが，地質条件が悪い場合，ワイヤーライン工法でもコアチューブの上げ下げの間にロッドが止まっているだけで締め付けられることがある．また，地質の悪い場合は機械を長時間止めないために昼夜交代で掘削する．このような条件では，掘削に集中するあまり孔曲がり測定がおろそかになることがある．孔曲がり測定をしてみたら回復できないほど孔が曲がってしまっていたという事態も生じかねない．そのために，「100m掘進ごと」という「しばり」が設けられていると解釈できる．

　水平ボーリングのコア状況は，そのままトンネルの地山分類に反映させることができる．注意しなければならないのは，水平ボーリングのコア中の亀裂面の向きは，走向方向と傾斜角の両方に左右されることである．周囲の岩盤の亀裂の卓越方向と岩石の内部構造からある程度推定できるが，トンネルの切羽面にどの方向の亀裂が卓越するかはボーリングコアからは正確には判定できない．
　したがって，亀裂の方向がトンネル掘削に大きな影響を与えると想定した場合は，水平ボーリングでボアホール・カメラを実施する．この場合でも，ボーリング孔に平行あるいは平行に近い方向の亀裂はまれにしか捉えることは出来ない．地表踏査により補う必要がある．

1. 上:尾根部で真っ直ぐ西に向かって掘っているボーリング孔の水平断面図
   　地山での亀裂の傾斜が，例えば90°（鉛直）でも，走向がN70°WあるいはN70°Eであればボーリングコアでは掘削方向に対して20°の亀裂となる．これを緩い傾斜の亀裂と判定することはできない．
2. 下:真西に向かって掘っているボーリングの断面図
   　この場合は，コアの傾斜角と実際の傾斜角は一致する．
   

坑口付近の鉛直ボーリング

　また，橋梁とトンネルが連続しているような場合に，橋台の掘削により地山が乱されて完成後坑口付近に横断クラックが発生することがあり，精度の高い岩盤線を把握しておく必要がある．

　坑口鉛直ボーリングの掘進長は，トンネル施工基面より上部で安定した地山が出現すれば，施工基面から下３-５ｍで掘止めとする．施工基面より下で安定した地山が出現した場合には，５ｍ程度掘削して安定した地山であることを確認する．
　坑口部ではインバートを設置するので施行基面の下２ｍほどは掘削対象となるので，その下の堅岩を3m確認する．つまり，施工基面下５ｍは地山状況を確認する．

　最近の経済情勢を反映して，ボーリングをできるだけ短くする方向にある．周辺の地表踏査から，この岩がでれば安定した岩盤になり下位に脆弱層は存在しないと言うことがはっきり分かっていれば，施工基面2mで掘止めとしても良いが，分からない場合は坑口部では施工基面の下5mまで確認しておくのがかえって経済的になる．