防災のトビシマ／都市地下空間の防災

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都市地下空間の防災

　調査・診断技術

■地震被害調査

トビシマでは、1968年十勝沖地震以来、地震後の現地調査を国内外で数多く実施してきました。調査から被害の原因・特徴を明らかにし、調査・設計・対策・モニタリング技術に反映することで、より安心して暮らせる地震に強い構造物の建設に向けて各種の研究開発に取り組んでいます。

■地盤評価技術

地下街、地下駅等の都市部地下構造物の安全を確保するためには地盤の特性を評価し、設計に反映させることが重要です。当社技術研究所では、小型から大型までの各種静的および動的三軸試験や振動台実験を含めた各種模型実験などにより地盤物性評価を行います。

■微動測定による地盤構造・地盤振動特性評価

地震時の地面の揺れは地盤特性に大きく影響を受けるため、この情報を事前に把握することは地震防災上重要な要素です。通行車両などによる小さな地面のゆれ（微動と呼ぶ）を測定・分析し、微動に含まれる地盤の情報を取り出して地盤構造や地盤振動特性を評価します。

■3次元構造物健全性診断システム　―DaCS‐3D―

この技術は、医療で使用するCTスキャンと同じ様にコンクリート構造物の内部の様子を様々な断面で切断・可視化することができ、より正確な健全性評価が可能となります。また、従来より数少ないセンサで構造物の3次元健全性評価が可能であり、かつ、1つの計測に対し解析にかかる時間を従来の7分の1にまで大幅に短縮することができます。

■交通振動AEによる構造物診断システム（DeSAMO）

対象構造物にセンサを設置し、鉄道荷重などの交通振動によって既存の損傷個所から発生するアコースティック・エミッション（AE）を分析し、損傷個所や損傷程度を推定します。供用中の構造物での健全性診断が可能な技術です。

■地域・地盤特性を考慮した地震動評価

対象とする地域の地震活動や周辺の活断層情報などを総合的に判断し、最も影響の大きい地震を抽出し、その地震が発生した場合に生じる地震動（地面の揺れ）を目的に応じた最適な地震動評価方式により算定します。耐震設計に用いる入力地震動作成から地震被害想定までの広い用途に適用可能です。

■緊急地震速報を利用した地震防災システム

「地震防災システム」は、伝達機器選定方式による緊急地震速報システムに、これを最大限に生かして利用する運用システムを組み合わせることで、工事現場の地震被害の軽減を実現します。

　企画・設計技術

■地域・地盤特性を考慮した地震動評価

■液状化評価システム

地盤の液状化判定について、これまで蓄積して来た豊富な実験データに基づき、液状化のし易さを合理的に評価します。従来の液状化評価では、安全側過ぎる設計となっている場合でも、この技術を用いることで、経済的な安全設計を行うことが可能です。

■浸透流解析

都市部の大深度地下で、地下構造物の建設による地下水環境を予測し、影響の有無を判断するための解析技術です。Darcy則等の基本方程式を地盤の水理学的特性、境界条件のもとで解析し、地下水の変動予測、地下水低下のための揚水流量の予測などを行います。

■連続体解析

地下構造物や周辺地盤の応力・変形挙動を解析的に求める場合に用います。複雑な形状や地盤条件に従ってモデルを有限要素に近似し、連続体として取り扱う解析法で、代表的なものとして有限要素法や非線形問題に大変形が扱える有限差分法があり、静的・動的な解析の実務で数多くの実績があります。

■耐震解析

構造物の耐震診断や耐震補強の効果を解析的に求めるもので、構造物の種別により、震度法、応答変位法あるいは応答震度法などの静的な解析や時刻歴応答解析や非線型スペクトル解析などの動的な解析があります。トビシマでは数多くの実績をもとに最適な解析を提供します。

■地下水変動解析システム

■緊急地震速報を利用した地震防災システム

　施工技術

■地盤改良工

地盤を強化して地震時の液状化および地盤沈下を防止する技術です。軟弱土を良質土で置換する工法、硬化材を注入し固化させる工法、荷重を掛けて圧密を促進する工法など様々な技術があります。これら全ての工法にトビシマは対応可能です。

■耐震補強

地下構造物の耐震補強としては、鋼板内張補強工法（鋼板巻立て工法）、新素材シート補強工法、増厚巻立て工法等があり、必要とされる耐力や制約条件に応じて最適な工法を選択して実施します。

■地下空洞充填工法

地下構造物に近接して用水路跡や亜炭坑跡などの地下空洞がある場合には、巨大地震の発生時等に重大な損失を与えることが懸念されます。本工法は産業副産物等と固化材を混練したスラリーを地下空洞に注入して地盤の安定化を図り、限定した範囲の空洞を隅々まで確実かつ経済的に充填できます。

■高強度・高品質吹付けコンクリート

高強度・高品質吹付けコンクリートの適用により、掘削直後の地山の緩み防止、長期的な荷重の増加や変形に対する耐力を向上させることが可能となり、トンネルの大断面化・偏平化等のニーズに対応するものです。

■表面含浸材コンフィックスSM-9

「SM-9」は、特殊シラン系化合物とシリコーン樹脂をハイブリッド化した表面含浸材で、コンクリート面やモルタル面に塗布、含浸させることにより、優れたはっ水作用を発揮するとともに、劣化因子の抑制層を形成し中性化進行に代表される劣化に対する耐久性向上を実現しました。また、壁面でのカビ･藻類の発生による汚れ抑制も期待できます。

　維持・管理技術

■精密写真測量システム（TPhotoS）

対象物に対し、撮影位置を変えて写した複数枚のデジタル写真画像の視差の違いから対象物の三次元座標をパソコンを使って算出するシステムです。
対象地点に直接行かなくても測量ができるため、安全で、効率的な都市部地下構造物等の変位モニタリングに利用できます。

■FBG光ファイバセンシングシステム（T－FOpSS）

当システムは、TDM（Time Division Multiplexing：時間分割多重化）方式の導入により、長距離（最大約9km）、多点（1本の光ファイバで最大100点）計測が可能であるため、大規模構造物や斜面等の変状モニタリングに最適な計測技術です。

■光学式地盤変位計測システム　　

CCDカメラを用いて開発した本システムは、3次元地盤挙動を１本のボーリング孔で測定可能とするとともに、従来型では測定不可能であったあらゆる方向の地盤変位を正確に測定することが可能になり、解析技術と組み合わせることで安全で経済的な地盤挙動モニタリングを実現します。

■地下水流動モニタリングシステム

地下水は、構造物の安定に深く影響します。本システムは、空間内の3次元座標を求める写真測量手法を応用し、CCDカメラとプリズムを組み合わせた装置で視差の異なるデジタル画像を取得し、画像処理技術を用いて3次元的流向流速（流れの方向と速さ）を評価または長期モニタリングする技術です。

■リアルタイム3次元画像計測システム

本システムは、複数台のカメラで取得した画像データをパソコンに送信し、その画像を解析することにより計測点の3次元変位を計測するもので、この一連の流れを自動化することで、リアルタイム計測を実現しました。さらに展開中のWEB監視システムと連動させることにより、遠隔地でもリアルタイムにWEB上での変状監視が可能となります。

■土留情報化施工システム（ＴＯＭＡＳ－α）

〈土留架構の挙動をリアルタイムに予測する（TOMAS-α）〉
現場計測で得られたデータに基づいて、計画・調査・設計段階での不確実性を補いながら、次段階以降の掘削による土留架構の挙動をリアルタイムに予測していくことにより、安全かつ合理的な施工を行うための設計・施工管理システムです。