JP2000297592A

JP2000297592A - 地山補強用鋼管の撤去方法

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Publication number: JP2000297592A
Application number: JP11106904A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ninomiya; 正二宮; Takeshi Fujii; 剛藤井; Yasunori Matsuda; 安則松田; Hiroyuki Watanabe; 博之渡辺
Original assignee: KAMEYAMA BIT KK; Obayashi Corp
Current assignee: KAMEYAMA BIT KK; Obayashi Corp
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: JP3682386B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊構造の管体を用いることなく、比較的容
易に撤去することができる方法の提供。【解決手段】Ｈ形形状で示した部材が、トンネル内面
に沿って設置されるアーチ型の支保工５０であって、現
在の切羽５２₁の直前に支保工５０₁が設置されている。
鋼管製の外管２４は、支保工５０₁の下方側から上方側
に向けて所定の傾斜角度で地山D中に打設されている。
外管２４は、切羽５２₁から後端側が少し突出するよう
に第３端末管２４ｅが配置されている。第１,第３端末
管２４ｃ〜２４ｅには、連結部分の近傍に薄肉部２４ｉ
が位置している。現在の切羽５２₁から前方側に向けて
掘削する前に、切羽５２₁から突出している第３端末管
２４ｅの端部に、ブレーカなどにより振動,衝撃を加え
ことにより、薄肉部２４ｉから折損させて第３端末管２
４ｅを撤去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、長尺鋼管先受け
工などに用いられる地山補強用鋼管の撤去方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】亀裂,すべり面の多い地山や、土砂地
山、強度の小さい軟岩、膨張性地山などでのトンネル掘
削工事には、トンネル断面の掘削に先立って、地山の安
定性を図る必要がある。このような性状の地山の安定性
を図る工法の一種として、長尺鋼管先受け工法が知られ
ている。

【０００３】図６,７には、この種の長尺鋼管先受け工
法の標準的な施工手順を示している。同図に示した手
順では、掘削が終了すると、まず、図６(A)に示すよう
に、切羽面１に吹き付けロボット２を用いて、鏡面吹き
付けコンクリート層aを形成し、次ぎに、同図(B)に示す
ように、高所作業車３による足場を組み立て、穿孔位置
の測量およびマーキングを行い、その後に、ジャンボ４
のガイドブーム５を、マーキング個所に位置決めして、
穿孔を行う。

【０００４】ガイドブーム５には、打設する鋼管６や地
山を削孔するための削孔ビット,内管ロッドなどの穿孔
手段が保持されている。

【０００５】そして、図６(Ｃ)に示すように、穿孔内に
鋼管６を打設した後に、図７(A,B)に示すように、削孔
ビットおよび内管ロッドを回収した後に、パッカーを設
置して、注入ポンプ７により、固化材を注入して、注入
した固化材を鋼管６の内外周で硬化させることにより、
図7(Ｃ)に示すように、フオアパイリングと呼ばれる補
強体を地山中に形成することにより１サイクルが終了
し、その後、切羽の掘削などの工程が順次続行される。

【０００６】鋼管６の打設パターンは、通常、切羽面１
の上部側の所定の角度範囲、例えば、１２０°程度の範
囲内において、周方向に所定の間隔を隔てて複数設けら
れる。

【０００７】また、鋼管６は、鉛直面内においては、４
ないしは６°の範囲内のほぼ一定の角度で上方に向けて
傾斜した状態に打設されるとともに、水平方向において
は、中心から外側に向かって、放射状に広がるように打
設される。

【０００８】このようにして行われる鋼管先受け工法に
おいて、地山に打設された鋼管６の端末側は、トンネル
断面に突出しているので、トンネル断面を拡幅する場合
には、拡幅掘削後の二次覆工時の防水シートの敷設や、
二次覆工コンクリートの充填性に悪影響を及ぼすことに
なる。そこで、従来は、トンネル断面を拡幅する場合に
は、端末側を吹き付けコンクリートで埋設するなどの処
置を施していた。

【０００９】一方、トンネル断面を拡幅しない場合に
は、端末部がトンネル断面内に突出していると、支保工
設置作業などに影響を与えるため、例えば、特開平８−
１２１０７３号公報に開示されているような、端末部に
特殊構造の管体を用いて、端末側を撤去していた。

【００１０】ところが、このような先受け工法における
鋼管の端末部の処理方法には、以下に説明する技術的な
課題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、前者の処理
方法では、処理に時間がかかり、処理費用も高価にな
る。また、後者の処理方法では、特殊構造の管体を準備
しなければならないので、同様に費用が嵩むという問題
があった。

【００１２】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、特
殊構造の管体を用いることなく、比較的容易に撤去する
ことができる地山補強用鋼管の撤去方法を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トンネル断面の掘削に先立ち、削孔ビッ
トが装着された内管ロッドと、この内管ロッドを内部に
収容する鋼管製の外管とを用い、前記削孔ビットで掘削
した切羽前方の削孔内に前記外管を順次継ぎ足しながら
挿入した後に、前記削孔ビットの一部と前記内管ロッド
とを抜き出して、前記外管の内外周に固化材を注入固化
させ、しかる後に、前記外管の端末側を撤去するトンネ
ル先受け工において、端末側に用いられる前記外管に打
撃,振動などの外力により折損可能な薄肉部を設けた。
このように構成した地山補強用鋼管の撤去方法によれ
ば、端末側に用いられる外管に打撃,振動などの外力に
より折損可能な薄肉部を設けているので、外力を鋼管に
加えて薄肉部から折損させると、特別構造の管体を用い
ることなく、折損させた端末側を簡単に撤去することが
できる。前記薄肉部は、前記外管の外周面に切欠溝を設
けることにより形成することができる。この構成によれ
ば、鋼管製の外管の他の部分の構造を変えることなく、
簡単な構成により薄肉部を形成することができる。前記
切欠溝は、前記外管の端部内周に設けられた螺着用の雌
ねじ部の形成位置に対応させることができる。この構成
によれば、螺着用の雌ねじ部を設けた部分の外管の肉厚
は、薄くなっているので、浅い切欠溝を設けることによ
り、折損可能な薄肉部を形成することができる。前記外
管の先端側に推力および衝撃力などの動力伝達部分を設
け、前記外管を前引き方式で前記削孔内に挿入すること
ができる。この構成によれば、鋼管製の外管の端末側に
薄肉部を設けたとしても、外管を前引き方式により削孔
内に挿入するので、打設中に管体が破損することがなく
なる。本発明の地山補強用鋼管の撤去方法は、長尺鋼管
先受け工に好適に適用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図５は、本発明にかかる地山補強用鋼管の撤去方法の
一実施例を示している。

【００１５】この実施例の撤去方法は、本発明を長尺鋼
管先受け工に適用した場合を例示しており、図１は、前
述した長尺鋼管先受け工法おける図6(Ｃ)の鋼管打設工
程に相当する部分の詳細であって、本実施例の鋼管の撤
去方法では、先端に削孔ビット２０が装着された内管ロ
ッド２２と、この内管ロッド２２を内部に収納し、地山
中に残置される鋼管製の外管２４とを用いる。

【００１６】削孔ビット２０の後端側には、延長ロッド
２６が螺着連結され、この延長ロッド２６の後端側に
は、内管ロッド２２が、ウイングカップリング２８を介
して螺着連結されている。

【００１７】ウイングカップリング２８は、その軸芯に
内管ロッド２２が挿通され、外周縁が外管２４の内周面
に摺接することにより、内管ロッド２２を外管２４の中
心軸上に位置決めしている。

【００１８】内管ロッド２２は、図３にその分解状態を
示すように、両端にネジが刻設されたロッドであって、
掘削の進行に伴って順次中継用カップリング３０を介し
て、螺着することにより継ぎ足し連結され、その軸心に
は、削孔ビット２０に削孔水やエアなどの冷却媒体Ａを
供給する媒体供給通路３２が貫通形成されている。

【００１９】この媒体供給通路３２は、詳細は図示して
いないが、削孔ビット２０の先端に開口している。外管
２４は、図３にその分解状態を示すように、先頭管２４
ａと、中間管２４ｂと、第１〜第３端末管２４ｃ〜２４
ｅと、ショートヘッド管２４ｆと、デイスチャージャヘ
ッド管２４ｇとを備えている。

【００２０】先頭および中間管２４ａ,２４ｂは、両端
に雄ねじ部２４０と雌ねじ部２４１とが刻設され、周面
に多数の貫通孔が穿設された中空円筒状の管体であっ
て、先頭管２４ａの後端に螺着連結された中間管２４ｂ
に、掘削の進行に伴って、複数の中間管２４ｂが順次螺
着連結される。

【００２１】第１〜第３端末管２４ｃ〜２４ｅは、図
３,４にその詳細を示すように、先頭および中間管２４
ａ,２４ｂと同様に、両端に雄ねじ部２４０と雌ねじ部
２４１とが刻設された中空円筒状の管体であって、掘削
の進行に伴って、最後の中間管２４ｂの後端に順次螺着
連結される。

【００２２】各端末管２４ｃ〜２４ｅの外周面には、周
回するＶ字状の切欠溝２４ｈが設けられていて、この切
欠溝２４ｈにより、各端末管２４ｃ〜２４ｅの雌ねじ部
２４１側の端部側に、打撃,振動などの外力を加えるこ
とにより、各端末管２４ｃ〜２４ｅを折損することがで
きる薄肉部２４ｉが形成されている。

【００２３】本実施例の場合には、図４にその詳細を示
すように、薄肉部２４ｉは、雌ねじ部２４１の刻設端に
位置対応するように設けられている。このような個所に
薄肉２４ｉを配置しておくと、打撃,振動などの外力を
加えた場合に、雄ねじ部２４０と雌ねじ部２４１との結
合部分は、相互に螺着していて、強度が補強されている
ので、その近傍に薄肉部２４ｉを設けると、この部分に
応力が集中して、折損し易くなる。

【００２４】一方、ショートヘッド管２４ｆは、先頭管
２４ａの先端に螺着連結される。デイスチャージャヘッ
ド管２４ｇは、第３端末管２４ｅの後端に螺着連結され
る。。

【００２５】このように構成された外管２４は、内部に
挿通された内管ロッド２２の外周面との間が、掘削に伴
って発生する掘削スライムＢの排出通路３４となってい
る。

【００２６】外管２４の先端側には、図２に示すよう
に、両端が開口した円筒状のケーシングシュー３６が、
ショートヘッド管２４ｆに螺着連結されている。ディス
チャージャヘッド管２４ｇには、周方向に沿って複数の
排出孔２４ｊが穿設されている。

【００２７】削孔ロッド２０に推力と回転および打撃と
を伝達するドリフタ４２は、スリーブ４４を介して、内
管ロッド２２の後端側と結合されている。

【００２８】図２は、削孔ヘッド２０の周辺を拡大して
示したものであり、削孔ヘッド２０は、リングロストビ
ット２０ａと、インナービット２０ｂとから構成されて
いて、リングロストビット２０ａに嵌合されたインナー
ビット２０ｂが、ケーシングシュー３６の内部に挿入さ
れている。

【００２９】インナービット２０ｂの外周面には、軸方
向に沿って分断された凹溝２０ｃが設けられていて、こ
の凹溝２０ｃの先端側は、インナービット２０ｂの先端
縁に開口し、後端側は、スライムＢの排出通路３４と連
通している。

【００３０】そして、インナービット２０ｂとケーシン
グシュー３６との間には、ドリフタ４２から加えられる
推力および打撃の動力伝達部分４６が設けられている。

【００３１】本実施例の動力伝達部分４６は、ケーシン
グシュー３６の内周面に設けられた段部４８と、この段
部４８に当接する凸部５０とから構成されていて、凸部
５０は、インナービット２０ｂの外周面に設けられてい
て、外管２４の先端側に配置されている。

【００３２】なお、段部４８と凸部５０との当接関係
は、その全周に渡るものではなく、インナービット２０
ｂの外周に設けられた凹溝２０ｃの部分で分断されてい
る。

【００３３】外管２４を地山に設置する際には、ドリフ
タ４２を駆動することにより、ドリフタ４２から推力と
回転および打撃とが、内管ロッド２２を介して削孔ビッ
ト２０に伝達され、これにより地山Dが掘削され、削孔
Ｃが形成される。

【００３４】このとき、媒体供給通路３２から削孔水や
エアおよび気泡などの冷却媒体Ａが削孔ビット２０に供
給され、削孔ビット２０で掘削されたスライムＢは、排
出通路３４を介して外部に排出される。

【００３５】一方、外管２４には、ドリフタ４２の推力
と打撃とが、外管２４の先端側に設けられた動力伝達部
分４６を介して、その先端側に伝達され、これにより外
管２４は、削孔ビット２０により掘削形成された削孔Ｃ
内に、前引き方式により挿入される。

【００３６】このようにして、外管２４の先端側に推力
および打撃の動力伝達部分４６を設け、外管２４を前引
き方式で削孔Ｃ内に挿入すると、外管２４の後端側にス
ライム排出通路３４を閉塞する打設治具を設ける必要が
なくなる。

【００３７】これにより、外管２４の後端側を解放した
掘削スライムＢの排出口とすることができ、外管２４の
後端を解放することで、掘削スライムＢを内部に溜める
ことなく円滑に排出することができる。なお、外管２４
は、詳細は図示していないが、適宜個所に設置されるセ
ントライザーにより、内管ロッド２２と同心状に位置決
め支持される。

【００３８】そして、所定長さの鋼管製外管２４が地山
Ｄ中に打設されると、図７と同様に、削孔ビット２０の
インナービット２０ｂと内管ロッド２２とが回収され、
地山Dに残置された外管２４には、パッカーを装着し
て、固化材が注入され、注入された固化材が外管２４の
内外周で固化することにより、補強体が形成される。

【００３９】図５は、本実施例における外管２４の打設
終了状態を示している。同図においてＨ形形状で示した
部材が、掘削されるトンネル断面に沿って設置されるア
ーチ型の支保工であって、現在の切羽５２₁の直前に、
外管２４を打設する前に支保工５０₁が設置されてい
る。

【００４０】本実施例で打設された鋼管製の外管２４
は、支保工５０₁の下方側から上方側に向けて所定の傾
斜角度で地山D中に打設されている。外管２４は、切羽
５２₁から後端側が少し突出するように第３端末管２４
ｅが配置され、第３端末管２４ｅには、第２端末管２４
ｄが螺着連結されている。

【００４１】第１〜第３端末管２４ｃ〜２４ｅには、連
結部分の近傍に薄肉部２４ｉが位置している。現在の切
羽５２₁から前方側に向けて掘削する前に、切羽５２₁か
ら突出している第３端末管２４ｅの端部に、ブレーカな
どにより振動,衝撃を加えことにより、薄肉部２４ｉか
ら折損させて、折損させた部分の第３端末管２４ｅを撤
去する。

【００４２】この後に、掘削することにより切羽５２₁
を切羽５２₂にまで前進させ、支保工５０₂を設置し、次
いで、第２端末管２４ｄを同様に薄肉部２４ｉから折損
させた後に撤去する。

【００４３】さらに、掘削することにより切羽５２₂を
切羽５２₃にまで前進させ、支保工５０₃を設置し、次い
で、第１端末管２４ｃを同様に薄肉部２４ｉから折損さ
せた後に撤去する。

【００４４】この工程以降は、外管２４が支保工５０₅
の設置に障害とならないので、撤去することは行われな
い。つまり、本実施例の場合には、端末側の３本の端末
管２４ｃ〜２４ｅの先端側それぞれ薄肉部２４ｉを設
け、切羽を５２₂〜５２₄と順次前方に移動する際に、対
応する端末管２４ｃ〜２４ｅを折損撤去するようにして
いるが、薄肉部２４ｉを設ける端末管の数は、図５に示
すように、支保工の設置個所を外管２４が横切る数に対
応している。

【００４５】さて、以上のようにして行われる鋼管の撤
去方法によれば、端末側に用いられる外管２４(第１〜
第３端末管２４ｃ〜２４ｅ)の外周に打撃,振動などの外
力により折損可能な薄肉部２４ｉを設けているので、外
力を外管２４に加えて薄肉部２４ｉから折損させると、
特別構造の管体を用いることなく、折損させた部分を簡
単に撤去することができる。

【００４６】従って、トンネル断面を拡幅する場合に本
発明を適用すると、費用や時間がかかる吹き付けコンク
リート処理などが不要になる。また、トンネル断面を拡
幅しない場合に適用すると、特殊構造の管体を用いなく
ても、必要な部分の撤去が可能になる。

【００４７】また、本実施例の場合には、薄肉部２４ｉ
は、第１〜第３端末管２４ｃ〜２４ｅの外周面にV字状
の切欠溝２４ｈを設けることにより形成しているので、
鋼管製の外管２４の他の部分の構造を変えることなく、
簡単な構成により薄肉部２４ｉを形成することができ
る。

【００４８】さらに、本実施例の場合には、切欠溝２４
ｈは、第１〜第３端末管２４ｃ〜２４ｅの端部内周に設
けられた螺着用の雌ねじ部２４１に対応させるているの
で、螺着用の雌ねじ部２４１を設けた部分の第１〜第３
端末管２４ｃ〜２４ｅの肉厚は、薄くなっているので、
浅い切欠溝２４ｈを設けることにより、折損可能な薄肉
部２４ｉを簡単に形成することができる。

【００４９】また、本実施例の場合には、外管２４の先
端側に推力および衝撃力などの動力伝達部分４６を設
け、外管２４を前引き方式で削孔C内に挿入するので、
鋼管製の外管２４の端末側に薄肉部２４ｉを設けたとし
ても、外管２４を前引き方式により削孔C内に挿入する
ので、打設中に管が破損することはない。なお、上記実
施例では、外管２４の端末側の３本に薄肉部２４ｉを設
けた場合を例示したが、薄肉部２４ｉを設ける端末管の
数は、この数に限られることはなく、支保工の設置位置
およびその高さなどとの関係において、支保工の設置作
業に支障を及ぼさない数に対応させればよい。

【００５０】また、薄肉部２４ｉの形成個所も雌ねじ部
２４１に位置対応させる必要はなく、任意の個所に形成
することができる。さらに、薄肉部２４ｉを形成するた
めの切欠溝２４ｈの形状もＶ字状に限ることはなく、た
とえば、凹状ないしはＵ字状の溝であってよいし、外周
に断続的に設けてもよい。

【００５１】さらに、上記実施例では、本発明を長尺鋼
管先受け工に適用した場合を例示したが、本発明の実施
は、これに限定されることはなく、鋼管を用いて地山を
補強した後に、鋼管を撤去する必要がある場合に適用す
ることが可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる地山補強用鋼管の撤去方法によれば、特
殊構造の管体を用いることなく、比較的容易に撤去する
ことができるので、経済的な施工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる撤去方法を適用した長尺鋼管先
受け工において、鋼管を打設する際の施工説明図であ
る。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１の要部分解図である。

【図４】図２の端末管の要部拡大図である。

【図５】図１の打設の終了状態の説明図である。

【図６】長尺鋼管先受け工法の工程説明図である。

【図７】図６に引き続いて行われる長尺鋼管先受け工法
の工程説明図である。

【符号の説明】

２０削孔ビット２２内管ロッド２４外管２４ａ先頭管２４ｂ中間管２４ｃ〜２４ｅ端末管２４ｈ切欠部２４ｉ薄肉部Ａ冷却媒体Ｂ掘削スライムＣ削孔Ｄ地山

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井剛東京都港区港南２丁目15番２号株式会社大林組東京本社内 (72)発明者松田安則福岡県山門郡三橋町大字白鳥462−１ (72)発明者渡辺博之福岡県筑後市徳久98−10 Ｆターム(参考） 2D054 AC15 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル断面の掘削に先立ち、削孔ビッ
トが装着された内管ロッドと、この内管ロッドを内部に
収容する鋼管製の外管とを用い、前記削孔ビットで掘削した切羽前方の削孔内に前記外管
を順次継ぎ足しながら挿入した後に、前記削孔ビットの一部と前記内管ロッドとを抜き出し
て、前記外管の内外周に固化材を注入固化させ、しかる後に、前記外管の端末側を撤去する地山補強工に
おいて、端末側に用いられる前記外管に打撃,振動などの外力に
より折損可能な薄肉部を設けたことを特徴とする地山補
強用鋼管の撤去方法。
【請求項２】前記薄肉部は、前記外管の外周面に切欠
溝を設けることにより形成することを特徴とする請求項
１記載の地山補強用鋼管の撤去方法。
【請求項３】前記切欠溝は、前記外管の端部内周に設
けられた螺着用の雌ねじ部の形成位置に対応させること
を特徴とする請求項２記載の地山補強用鋼管の撤去方
法。
【請求項４】前記外管の先端側に推力および衝撃力な
どの動力伝達部分を設け、前記外管を前引き方式で前記
削孔内に挿入することを特徴とする請求項１から３のい
ずれか１項記載の地山補強用鋼管の撤去方法。
【請求項５】前記地山補強工が長尺鋼管先受け工であ
ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載
の地山補強用鋼管の撤去方法。