トンネルは、道路や鉄道などの交通インフラに関して重要な構造物です。しかし、トンネルは長期使用による劣化や損傷が発生することを避けられません。そのため、トンネルの定期点検と維持管理が非常に重要です。本記事では、トンネル点検の重要性や点検の種類、手法などを解説していきます。
トンネル点検とは
トンネル点検は、トンネルの構造的安全性と機能性を維持するために、定期的に実施される点検です。主に、ひび割れや漏水、変形、腐食などの劣化や異常を早期に発見し、修繕計画を立てるための重要な作業になります。
点検方法には、作業員による目視点検や打音検査、非破壊検査技術、ドローンやロボットによる自動化技術などがあり、トンネルの規模や状態に応じて適切な手法が選ばれます。これにより、トンネルの安全性を長期的に確保し、事故を未然に防ぐことが可能です。
トンネル点検の重要性
トンネルは建設後、数十年にわたって使用されることが多いため、老朽化が避けられません。特に、1970年代以前に建設された多くのトンネルでは、設計基準が現在よりも低く、劣化が早い傾向にあります。
そのため、コンクリートのひび割れや鉄筋の劣化、排水不良による水漏れなど、さまざまな問題を見逃さないようにすることが大切です。トンネルの劣化を見逃してしまうと、最悪の場合、落下事故に繋がる恐れがあります。
実際に、2012年に発生した中央自動車道笹子トンネル天井板崩落事故は、トンネル点検の重要性を再認識させるべき出来事となりました。このような悲劇を未然に防ぐためには、トンネルの定期的な点検と迅速な対応が非常に重要です。
トンネル点検の種類
トンネル点検には、いくつかの種類があります。点検の種類によって、点検の実施されるタイミングや内容が異なるので、以下より詳しく見ていきましょう。
1.初期点検
初期点検は、トンネルが新たに完成した直後に行われる点検です。トンネルの構造が設計通りに施工され、完成後の状態に問題がないかを確認します。
ひび割れや漏水が発生していないか、また構造的な不具合がないかなどを詳細に調査し、初期状態の基準を確立することが目的です。初期点検を行うことで、今後の点検時に異常が発生した際、その基準との比較が可能になります。
2.日常点検
日常点検は、トンネルの使用状況を監視するために日常的に実施される点検です。トンネルを通過する際に、目に見える範囲の異常を確認する簡易的な点検です。
主に、トンネル内の照明、排水設備、通風設備などの動作確認や、明らかにわかる損傷や異常（大規模なひび割れや大きな水漏れなど）がないかを確認します。日常点検は頻繁に行われるため、大きな異常であっても、初期段階で発見できる可能性があります。
3.定期点検
定期点検は、法律や規定に基づいて定期的に実施される点検です。通常5年ごとに行われ、トンネル全体の状態を詳しく調査します。定期点検では、目視による確認に加え、打音検査や計測機器などを用いた検査が行われ、構造物の健全性を確認します。
ひび割れの進行やライニングの劣化状況、排水機能の確認などが主な点検項目です。この定期点検によって、劣化の進行を追跡し、必要な補修計画が策定されます。
4.臨時点検
臨時点検は、地震や大雨といった自然災害や事故などが発生した際に、緊急的に実施される点検です。災害直後にトンネルが安全であるかを確認し、緊急修繕が必要かどうかを判断します。
たとえば、地震後には構造物の損傷や変形の有無を確認し、大雨後には排水機能が正常に動作しているかを確認します。災害による二次被害を防ぐためにも、臨時点検は迅速に行わなければなりません。
5.異常時点検
異常時点検は、日常点検や定期点検で異常が発見された場合に、さらに詳しい調査を行うための点検です。たとえば、日常点検で小さなひび割れが見つかった場合、その規模や進行状況を確認するために実施されます。
必要に応じて、さらに詳細な調査や補修作業の計画が策定されることもあります。異常時点検は、問題を早期に特定し、適切な対策を講じるために重要です。
6.詳細調査
詳細調査は、特定の異常や問題が発見された場合、その原因や範囲を明確にするために実施される専門的な調査です。たとえば、大規模なひび割れや漏水が見つかった場合、超音波検査や赤外線検査などの非破壊検査技術を使って内部の状態を確認し、どの程度の修繕が必要かを判断します。
詳細調査の結果に基づき、修繕計画や安全対策が具体的に立案されることが多いです。
トンネル点検の方法
トンネル点検には、トンネルの安全性と機能を維持するためにさまざまな種類があります。それぞれの手法には目的があり、トンネルの状況に応じて使い分けられるのが特徴です。以下より、代表的な点検の方法を解説します。
1.目視点検
目視点検は、最も基本的な点検方法です。点検員がトンネル内部を歩きながら、壁やライニングに発生しているひび割れ、漏水、腐食、錆などの異常を肉眼で確認します。
特別な機器を必要とせず、定期的に行われるため簡単ですが、点検員の技術や経験に依存し、見落としが発生する可能性もあります。
2.打音検査
打音検査は、トンネルの壁やライニングをハンマーなどで叩き、その音の違いを確認する方法です。健全な部分では明瞭な音がしますが、内部に空洞や劣化があると鈍い音が返ってくるため、その差をもとに異常を検出します。
経験豊富な技術者が必要で、主にコンクリートトンネルの内部状態を把握するために用いられます。
3.非破壊検査技術
非破壊検査技術は、外見上はわからない内部の異常を検出するために用いられる技術です。超音波、赤外線、電磁波などを使って、トンネルの内部状態を調査します。
これにより、ひび割れや内部の劣化、空洞の有無を非破壊で確認することができます。外から見るだけでは分からない問題を発見できるため、非常に効果的な方法です。
4.計測点検
計測点検は、トンネルの構造的な変形やひび割れの進行を精密に測定する手法です。具体的には、トンネルの沈下、ひび割れの幅や深さ、ライニングの変形などを測定し、そのデータを蓄積して変化を追跡します。
計測点検で取得したデータは、将来的な補修計画や安全性の評価に役立てられます。
5.ドローン点検
ドローンを使った点検は、特に手が届きにくい場所や高所の点検に有効です。高解像度カメラを搭載したドローンがトンネル内部を飛行し、映像や写真を取得して異常を確認します。
作業員が直接トンネル内に入らなくても安全に点検が行えるため、効率的かつ安全な手法として、近年注目されている方法です。
6.ロボット点検
ロボットを使った自動点検も近年進展している技術です。自律移動型のロボットがトンネル内を移動し、カメラやセンサーを使って異常箇所を検出します。
人が立ち入ることが難しい狭所や危険箇所でも、正確に点検を行うことが可能です。作業員の安全を確保しながら、より精密な点検を実現しています。
7.3Dスキャニング技術
3Dスキャニング技術は、レーザーを使ってトンネル内部をスキャンし、構造全体の3次元データを取得します。これにより、トンネルの形状や変形を正確に捉え、長期間にわたる変化を記録・分析が可能です。
スキャニング結果は、コンピュータで解析し、ひび割れや損傷の進行具合を立体的に確認できるため、補修の計画に役立ちます。
8.AIとデータ解析技術
AI（人工知能）を活用した点検も新たな技術として注目されています。点検時に得られたデータをAIが自動的に解析し、過去の点検データや類似トンネルの劣化傾向を基に異常の発見や修繕のタイミングを予測します。
AIを活用することで点検の精度が向上し、効率的なメンテナンスの計画が実現可能です。
点検技術の進歩
従来のトンネル点検は目視が主でしたが、技術の進化により、より効率的で正確な方法が導入されています。たとえば、無人航空機（ドローン）や自動走行車（AGV）を用いた点検では、危険な場所や高所の点検が安全に行え、作業者の負担軽減が実現可能です。
また、非破壊検査技術を活用することで、トンネルの内部状態を外部から確認でき、劣化を早期に発見できます。主な技術としては、超音波探傷検査、電磁波レーダー探査、赤外線サーモグラフィーがあり、内部の亀裂や空洞、鉄筋の状況を把握できます。そのため、損傷箇所を的確に補修することが可能です。
さらに、AIやIoTを活用した点検システムも開発されており、トンネル内部のセンサーが振動やひび割れを監視し、AIがデータを解析して劣化を予測します。予防的な補修が可能となり、トンネルの寿命延長が期待されるなど、点検技術は日々目覚ましい進歩を遂げています。
まとめ
トンネル点検は、定期的な点検と迅速な対応により、トンネルの劣化を早期に発見し、適切な補修を行うための、重要な点検です。近年では、技術の進歩により、より効率的で正確な点検が可能となっています。AIやIoTを活用した未来の点検技術によって、安全性の向上やトンネルの寿命延長が実現される日も、そう遠くはないといえるでしょう。
弊社でもトンネル点検を行なっております。
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