JP2001049983A - トンネル掘削工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膨張性地山や塑性地山などの強大土圧が発生
する個所に、効率的かつ安価にトンネルを構築するこ
と。 【解決手段】 トンネル掘削工法は、強大土圧が発生す
る個所にトンネルを構築する際に適用され、既掘削部分
の内空変位計測を行い、土被りなどの地形条件を参照に
して土圧卓越方向を推定する。土圧卓越方向の推定によ
り、これが予め知悉されると、この土圧卓越方向を含む
領域を掘削した時に、支保部１０に、この土圧卓越部分
の土圧を開放するための窓部１２を形成する。支保部１
０は、アーチ状の鋼製支保工１４と、コンクリート層１
６とから構成されている。窓部１２は、吹付けによるコ
ンクリート層１６を設けることなく、鋼製支保工１４間
に、一対の繋ぎ鋼材１８を固設することにより形成され
ている。そして、土圧卓越部分の土圧が開放されると、
窓部１２を閉塞する。

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、トンネル掘削工
法に関し、特に、膨張性地山や塑性地山などの強大土圧
が発生する個所にトンネルを構築する際に適用される掘
削工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】膨張性地山や塑性地山にトンネルを構築
する際には、強大な土圧が発生する。このような場合、
トンネル掘削時に、従来、以下のトンネル掘削工法が採
用されていた。 ．十分に剛性の高い支保工で、強大な土圧に対して、
物理的に対抗する。 ．本坑の掘削に先立って、先進導抗(先進いなし導抗)
を設け、強大な土圧を事前に緩和ないしは開放して、本
坑を掘削する。

【０００３】これらの工法は、トンネル毎に試行錯誤的
に試みられているが、このように従来のトンネル掘削工
法には、以下に説明する技術的な課題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、の工法で
は、通常のトンネル支保工、例えば、吹付けコンクリー
ト,アーチ状の鋼製支保工,ロックボルトなどを併用する
場合でも、発生する土圧の大きさに比べて、確保できる
剛性の大きさには、数量的に限界がある。

【０００５】このため、所定の断面が土圧によって確保
できない場合には、再掘削して、支保工などを正規の位
置に建て込む縫返しが実施されているが、この縫返しで
は、内方に押出された支保工の撤去なども必要になり、
工期が遅延するとともに、工費も増大するという問題が
あった。

【０００６】また、の工法では、大きな変形が発生す
ることを前提として、先進いなし導抗をを施工するた
め、と同様に、工期が遅延するとともに、工費も増大
するという問題があった。

【０００７】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、膨
張性地山や塑性地山などの強大土圧が発生する個所に、
効率的かつ安価にトンネルを構築することができるトン
ネル掘削工法を提供することにある。

【０００８】

【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、膨張性地山や塑性地山などの強大土圧が
発生する個所にトンネルを構築する際に、既掘削部分の
内空変位計測などにより、土圧卓越方向を推定し、前記
土圧卓越方向を含む領域を掘削したときに、土圧卓越部
分の土圧を開放させる窓部を支保部に設け、前記土圧卓
越部分の土圧が開放された後に、前記窓部を閉塞するよ
うにした。このように構成したトンネル掘削工法によれ
ば、窓部を設けることにより、土圧卓越部分の地山が、
支保部の変形や破壊を伴なうことなく、内部に移動し
て、土圧卓越部分の土圧が緩和ないしは開放されるの
で、縫返しによる工事の手戻りがなくなり、また、先進
いなし導抗を施工する必要もないので、工期の短縮と工
費の低減を図ることができる。前記支保部の部材は、掘
削断面の周方向に沿って延設されるとともに、トンネル
軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設置されるアーチ状
の鋼製支保工と、前記掘削断面に吹付け形成されるコン
クリート層とから構成され、前記窓部は、前記コンクリ
ート層を設けることなく、前記鋼製支保工間に繋ぎ鋼材
を設置することにより形成することができる。

【０００９】

【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
は、本発明にかかるトンネル掘削工法の一実施例を示し
ている。同図に示したトンネル掘削工法は、膨張性地山
や塑性地山などの強大土圧が発生する個所にトンネルを
構築する際に適用される。

【００１０】本実施例のトンネル掘削工法では、既掘削
部分に、例えば、鋼製テープを利用したコンバージェン
スメジャーや、光波測距儀などを用いて内空変位計測を
行い、土被りなどの地形条件および地中変位計やロック
ボルト軸力計などの測定値を参照して、土圧卓越方向を
推定する。

【００１１】土圧卓越方向の推定により、これが予め知
悉されると、この土圧卓越方向を含む領域を掘削した時
に、支保部１０に、この土圧卓越部分の土圧を開放する
ための窓部１２を形成する。

【００１２】本実施例の場合には、図１に示すように、
支保部１０は、アーチ状の鋼製支保工１４と、掘削断面
に所定の厚みで、吹付け形成されるコンクリート層１６
とから構成されている。

【００１３】アーチ状の鋼製支保工１４は、掘削断面の
周方向に沿って湾曲形成され、トンネル軸方向に沿って
所定の間隔を隔てて、掘削の進行に伴なって設置され
る。

【００１４】窓部１２は、吹付けによるコンクリート層
１６を設けることなく、トンネル軸方向に沿って隣接す
る複数のアーチ状の鋼製支保工１４間に、端部および中
間部を固設され、トンネル軸方向に沿って平行に延設さ
れた一対の繋ぎ鋼材１８により形成されている。

【００１５】このような窓部１２を形成しておくと、強
大な土圧が発生する土圧卓越部分は、鋼製支保工１４の
変形や破壊を伴なうことなく、地山が窓部１２からトン
ネル内に流入することにより、その土圧が開放ないしは
緩和される。

【００１６】このようにして土圧卓越部分の土圧が開放
ないしは緩和された後に、窓部１２から流入した地山土
砂を除去し、窓部１２の部分に矢板などを設置して、コ
ンクリート層１６を形成して、この部分を閉塞する。

【００１７】以上のように構成されたトンネル掘削工法
によれば、支保部１０に土圧開放用の窓部１２を形成し
ておき、膨張性地山や塑性地山などの強大土圧が発生す
る個所の土圧を、この窓部１２で開放ないしは緩和する
ので、縫返しによる工事の手戻りがなくなり、また、先
進いなし導抗を施工する必要もないので、工期の短縮と
工費の低減を図ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるトンネル掘削工法によれば、特に、膨張
性地山や塑性地山などの強大土圧が発生する個所に、効
率的かつ安価にトンネルを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるトンネル掘削工法の一実施例を
示す施工状態の説明図である。

【符号の簡単な説明】

１０ 支保部 １２ 窓部 １４ 鋼製支保工 １６ コンクリート層 １８ 繋ぎ鋼材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 膨張性地山や塑性地山などの強大土圧が
   発生する個所にトンネルを構築する際に、 既掘削部分の内空変位計測などにより、土圧卓越方向を
   推定し、 前記土圧卓越方向を含む領域を掘削したときに、土圧卓
   越部分の土圧を開放させる窓部を支保部に設け、 前記土圧卓越部分の土圧が開放された後に、前記窓部を
   閉塞することを特徴とするトンネル掘削工法。
2. 【請求項２】 前記支保部は、掘削断面の周方向に沿っ
   て延設されるとともに、トンネル軸方向に沿って所定の
   間隔を隔てて設置されるアーチ状の鋼製支保工と、前記
   掘削断面に吹付け形成されるコンクリート層とから構成
   され、 前記窓部は、前記コンクリート層を設けることなく、前
   記鋼製支保工間に繋ぎ鋼材を設置することにより形成す
   ることを特徴とする請求項１記載のトンネル掘削工法。