ムンバイ・アーメダバード高速鉄道プロジェクトは、インドにおける高速鉄道の導入に向けた、鉄道省による先駆的な取り組みです。ムンバイ・アーメダバード間の計画ルート沿いに建設が進められている数々の巨大な土木構造物の中でも、特に注目すべき一つが、ムンバイのバンドラ・クルラ・コンプレックス（BKC）に位置する地下駅です。

BKCの地下駅は、他に類を見ない独自の構造を持つことになります。地下には6本のホームが設置され、各ホームの長さは450メートルに及び、16両編成の列車に対応可能です。駅舎は3層構造となっており、最下層（地下3階）にホーム、地下2階にコンコース、券売所、およびビジネスクラス向けの施設、そして地下1階には駅業務用のバックオフィス機能が配置されます。

この象徴的な駅の建設には、深さ32メートルに及ぶ垂直掘削作業が伴います。当該エリアの重要性や周辺構造物との近接性を鑑みれば、建設過程におけるいかなる事故も許容されるものではありません。駅の敷地は主に東西方向に広がり、全長は1,030メートルに及びます。幅員は場所によって異なり、西端部が70メートル、東端部が40メートルとなっています。深度掘削に伴う法面崩壊（斜面の崩れ）を未然に防ぐため、直径800mmおよび1,000mmのセカントパイル（連続杭）3,388本に加え、アースアンカー、切梁（ストラット）、腹起し（ウォールガー）から成る地盤支持システムが構築されています。これらの部材は、水平間隔1,300mmおよび2,600mm、垂直間隔3,000mmおよび2,500mmのグリッド状に配置されています。また、敷地外周部においては、岩盤調査（ロックマッピング）の結果に基づき、セカントパイルの垂直壁面（根入れ深さに至るまで）に対し、長さ6,000mmから8,000mmのロックボルトを用いた岩盤補強（ロックボルティング）がグリッド状に施されています。これにより、側方からの土圧を受け止めるための強固な防護壁が形成されることになります。

深掘削工事には、掘削壁の崩壊という内在的なリスクが伴うため、地盤の挙動を厳重に監視する必要があります。リスクの低減対策は2つの段階を経て実施されます。第一段階として、セカントパイル（連続杭）とアースアンカーを組み合わせた支持構造物の設計を行い、第二段階として、その支持構造物が有効に機能しているかを監視します。

設計段階においては、厳格な照査体制が敷かれます。まず請負業者の詳細設計コンサルタント（DDC）が設計案を作成し、続いて同業者の照査担当コンサルタントによる検証（プルーフチェック）が行われ、最終的に当方の技術者チームによる最終審査が実施されます。

施工段階においては、徹底した品質管理と継続的なモニタリングが不可欠です。特に、地下鉄2B号線や周辺のオフィスビルといった重要構造物が近接している状況下では、計装機器を用いた支持システム性能の監視が極めて重要な役割を果たします。

1.) 地下鉄2B号線に近接する橋脚

ムンバイのバンドラ地区において高速鉄道（HSR）駅の建設が進められていますが、その立地は地下鉄2B号線のルートに極めて近接しています。地下鉄2B号線の「ILFS駅」および「MTNL駅」の2駅は、HSR駅の建設に伴う影響範囲内に位置しています。中でも特に懸念されるのがILFS駅であり、この駅はHSR駅からわずか5メートルという至近距離にあり、その近接区間は185メートル（駅の全長に相当）に及びます。これら複数の建設プロジェクトが同時並行で進行する中、両工事間の調整は技術者にとって極めて困難な課題となりました。そのため、地下鉄側の工事に悪影響を及ぼすことなく、両工事が円滑に連携できるよう設計された地盤支持システムを構築する必要がありました。

2.) SCLR高架橋に隣接する橋脚

サンタクルーズ・チェンブール・リンク・ロード（SCLR）の高架橋は、その東端において高速鉄道（HSR）の路線と交差しており、建設にあたっては慎重な調整・統合が求められます。高架橋の基礎は、干渉を回避するよう戦略的に配置されていますが、この区域はミティ川に近接していること、また地盤の大部分が地質特性の劣る盛土で構成されていることから、さらなる課題を抱えています。

リスクの低減は、3つの段階を経て行われます。すなわち、あらゆる故障の複合的な悪影響を考慮した設計の着手、適切な品質管理に基づくシステムの施工、そして十分な計装設備による監視です。本プロジェクトにおいて採用された地盤支持システムは、セカントパイル、アースアンカー、切梁（ウォール）、およびロックボルトによって構成されています。全工程のフローは以下の通りです。

すべての設計パラメータは、広範にわたる地盤調査を経て決定されました。地下駅の建設にあたり、地層の詳細を把握するため、深さ40mから95mの範囲で計37本のボーリング調査が実施されました。このうち24本は敷地の外周部に、残りのボーリングは中央部に配置されました。したがって、設計者は概ね100m間隔で地盤断面の情報を利用することが可能となっています。これらの詳細データは、地盤支持システムの設計における基礎となりました。

地盤支持システムは、固定荷重、静水圧荷重、大型建設機械および上載荷重、地震荷重、そしてTBM（トンネル掘削機）荷重を考慮して設計されています。なお、システムの全体的な安定性解析には、ソフトウェア「Plaxis 2D」が使用されています。

セカントパイルの削孔は、回転式削孔機を用いて行われます。セカントパイルの先端は、地盤調査の結果に基づき、タイプIII岩盤内に1メートルの根入れ深さを確保して定着させます。パイルは、硬質（RCC）および軟質（PCC）のセグメントを交互に配置する連壁形式で構築されます。コンクリートの打設方法は、橋梁や建築物の基礎に用いられる一般的な杭と同様です。

セカントパイルの設計諸元は以下の通りです。

1.)    コンクリート強度（硬質パイル）：M-35
2.)    コンクリート強度（軟質パイル）：M-15
3.)    杭径：800 mm および 1000 mm
4.)    杭間隔（硬質パイル〜軟質パイル）：650 mm

ただし、設計において考慮されたコンクリート強度はトレミーコンクリートを考慮して80％のみでした。 地盤調査は100メートルごとに実施され、岩盤の種類を確認するための確認ボーリングは10メートルごとに実施されました。 タイプIII岩盤の判定および杭の打ち止め基準が設定されました。120バールの圧力下で貫入速度が20mm/分未満となるレベルで杭を終了することができます。 当駅で最も深い杭は21.2メートル、最も浅い杭は10.8メートルです。 上記基準に基づいて施工された杭深度の概要は以下のとおりです。

セカントパイル施工後、上部で1m × 1mまたは1.2m × 1mのキャッピングビームによって連結し、その後掘削を実施しました。 設計に従い、掘削の進行に合わせて必要なレベルに土留めアンカーおよびウォーラーを設置しました。

深い鉛直掘削を行う際、地盤アンカーおよび腹起し（ウォラー）は、地盤支持システムの不可欠な構成要素となります。

地盤アンカーの設計は、2つの段階に分けて行われます。第1段階では、地盤調査報告書に基づき土圧を算定し、その結果に応じて、側方土圧に対抗するために地盤アンカーを通じて作用させるべき力を決定します。

第2段階では、必要とされるアンカー支持力を確保できるよう、地盤アンカーの詳細設計を行います。この支持力は、地盤とグラウトの界面抵抗、定着長および自由長、アンカー全体の長さ、ストランドの径、さらには各メーカー独自の仕様パラメータといった要因によって左右されます。例えば、一部のメーカーでは、ストランドからセメントグラウトへと力を伝達させるための追加の圧縮要素（一般的には鋼製部材）を採用しています。アンカー支持力は、これらすべてのパラメータが複合的に作用した結果として決定されます。

アンカーの標準的な構造図を、以下の図に示します。

実物大の試験アンカー（トライアル／テストアンカー）は、提案されたアンカーの挙動および性能を確認するために使用されます。このプロセスにより品質が確保され、設計の妥当性が検証されます。BS 8081:2015では、これらの試験は「調査試験（Investigation Tests）」と呼ばれています。設計者は、これらの調査試験から得られた結果、特にアンカー容量を用いて、アンカー間隔、配置方向、および個々のアンカー荷重を決定します。

試験アンカーを実施するために、事前に決定された位置のセカントパイル内に、ウォーラーとともにアンカーが設置されます。アンカーは破断点に達するまで緊張され、その破断荷重が記録されます。最低3本のアンカーが試験され、最も低い破断荷重がアンカーの終局耐力として採用されます。さらに、IS-10270 第5.1条の規定に従い、この値の70％のみが設計引張耐力として考慮されます。

試験アンカーの詳細および調査試験の結果を以下に示します。

試験アンカーおよびアンカー容量を示す表

上記の表から得られる主な結論は、アンカー容量がストランドの総終局引張強度（Gross Ultimate Tensile Strength）の60％から80％の範囲で変動しているということです。この変動の主な理由は、圧縮部材（Compression Elements）の設計によるものです。

アンカーの代表的な詳細図を以下の図に示します。

荷重伝達（Load Transfer）の仕組みは以下のとおりです。

アンカーの設計荷重およびロックオフ荷重を示す表

ILFSステーションに隣接する箇所の土壌アンカーおよび腹起しの配置・間隔は、ILFSピアからの追加荷重が生じるため、他の箇所とは異なる設計となりました。また、土壌アンカーの間にILFSピアを収める必要があったことから、その間隔および角度についても変更が加えられています。これら2種類のアンカー配置については、以下の写真をご参照ください。

上の画像は、セカントパイル、ソイルアンカー、および腹起し（ウォラー）の施工における各段階を示しています。

掘削機を用いたセカントパイルの掘削：第1層における掘削深度は最大28～30メートルに達し、それ以降の層では深度が浅くなります。 ソイルアンカーの設置およびグラウト注入：ソイルアンカーを設置し、セメント系グラウトを注入します。グラウトの強度が30 MPaに達した時点で、緊張作業を行う準備が整います。腹起しの製作：腹起しの製作は、製作ヤードにて並行して行われます。

腹起しの設置：腹起しを設置し、Aフレームやブラケットの固定を含めた残りの溶接作業を実施します。 腹起し背面のパッキングコンクリート打設：セカントパイル上部に平坦な面を確保する必要があります。本事例では、M-35グレードのパッキングコンクリートが使用されています。 アンカーの緊張（プレストレス導入）：最後に、緊張作業を行います。アンカーを定着（ロック）する前に、すべてのアンカーを設計荷重の10%増しとなる荷重まで緊張させます。例えば、設計耐力が400 kNである場合、アンカーを440 kNまで緊張させ、この荷重における耐力を確認します。定着（ロック）は、これよりも低い荷重で行われます。セカントパイルが変位するにつれて、最終的に設計荷重が発揮されるものと想定されています。

計測管理は、まず建物の現況調査から始まり、重要構造物を特定した上で、それらの継続的なモニタリングを行います。リスクの顕在化には主に2つの形態があります。一つは近隣建物における不同沈下の発生、もう一つは地盤支持システムが設計基準から逸脱し、過大な変位（たわみ）を生じることです。

これらのリスクに対処するため、特定の計測機器が導入されます。傾斜計や間隙水圧計といったセンサー類に加え、地盤沈下計や光学的ターゲットなどの物理的な標識も併用されます。施工業者や技術者は定期的に計測値を点検し、過去のデータと比較照合を行います。さらに、重要箇所から送られるリアルタイムデータについては、中央管理室にて24時間体制で常時監視が行われています。

セカントパイル（連続杭）は、既存建物（掘削面から50m圏内に位置）における地盤の最大変位量を、10mm、あるいは掘削深さの0.5%のいずれか小さい方の値以下に抑制できるよう設計されています。もし地盤変位がこの許容値を超過した場合は、建物に生じる許容ひずみを抑制するための是正措置が講じられます。したがって、地盤支持システムの一部であるアンカーについて、供用期間中の継続的なモニタリングを行うことが極めて重要となります。

アンカーの挙動や性能を把握するために、以下のようないくつかの項目がモニタリングの対象となります。
●    杭の傾斜角の計測
●    プレストレスアンカーに作用する張力の変化
●    近隣地盤の沈下量
●    浸透流やその他の要因に起因する地下水位の変化

これらのパラメータをモニタリングするための多種多様な計測機器が用意されており、これらを活用することで、地盤支持システムの性能が設計仕様の範囲内に維持されていることを確認し、基準からの逸脱が生じた場合には速やかに適切な対処を講じることが可能となります。

計測機器の分類を示す表

掘削区域で監視される項目および測定頻度を示す表

計測機器の詳細を示す表

掘削作業においては、環境が重大な懸念事項となります。こうした作業は、大気汚染や騒音公害を著しく引き起こすためです。近年、大都市における大気質は著しく悪化しています。

市中心部に位置するバンドラ・クルラ・コンプレックス（BKC）では、環境への悪影響を低減するため、厳格な環境基準を遵守しています。掘削作業に伴い大量の粉塵が発生し、これが大気汚染の一因となることがあります。これに対処するため、掘削時に生じる粉塵を微細な水ミストで抑制する「ミストガン」が導入されています。さらに、土砂運搬路への継続的な散水や、土砂の堆積場所を防水シート（ターポリン）で覆うといった対策も標準的に実施されており、粉塵の飛散防止に努めています。また、杭打ちや掘削作業が継続的に行われていることから、騒音公害も課題の一つとなっています。この問題に対処するため、作業エリアの周囲には高さ5メートルの遮音壁が設置されており、周辺環境への騒音の影響を低減する効果を上げています。

加えて、現場では大気質指数（AQI）のリアルタイム監視が実施されており、周辺地域と比較しても良好な大気質が維持されるよう管理が行われています。こうした一連の取り組みは、環境基準への適合を維持しつつ、掘削作業が環境に与える負荷を最小限に抑えることを目的としています。

ムンバイ・アーメダバード高速鉄道プロジェクトにおけるBKC駅の掘削および建設工事で適用された経験と手法は、インド鉄道網全体で展開される類似プロジェクトに対し、極めて有益な知見をもたらすものです。複線化工事や橋梁の架け替えプロジェクトなどで頻繁に必要とされる「深掘削」は、環境への影響や構造的な健全性の確保という点で、重大な課題を伴う作業です。

BKC駅のプロジェクトでは、厳格な環境基準を遵守するとともに、ミストガン（散霧機）、継続的な散水、遮音壁の設置といった革新的な対策を講じることで、大気汚染や騒音公害を効果的に低減するための戦略を実証しました。さらに、大気質指数（AQI）のリアルタイム監視を行うことで、環境基準が常に確実に満たされる体制を確立しています。

セカントパイル（連続杭）、ソイルアンカー、ウォール（腹起し）などで構成される包括的な地盤支持システムは、周辺構造物の安定性と安全性を確保する上で不可欠な役割を果たしています。また、実物大の試験アンカーの実施や、傾斜計・間隙水圧計を用いた厳密な計測・監視は、支持システムの性能を維持・管理する上で極めて重要な要素となっています。

こうした取り組みは、深掘削工事に伴う複雑な課題を管理する上で、綿密な計画立案、革新的なエンジニアリング、そして継続的な監視がいかに重要であるかを如実に示しています。BKC駅プロジェクトから得られた教訓は、インド鉄道網における将来のプロジェクトに効果的に適用することが可能であり、それによって安全性、環境保護、および構造的な健全性のさらなる向上を実現することができます。このアプローチは、持続可能なインフラ開発を支えるだけでなく、困難な都市環境下におけるエンジニアリングの卓越性を示す新たなベンチマーク（指標）を確立するものでもあります。