JP2001220990A

JP2001220990A - 地山補強材の撤去方法

Info

Publication number: JP2001220990A
Application number: JP2000030917A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nakama; 祥二中間; Masataka Adachi; 正孝安達
Original assignee: KAMEYAMA BIT KK; Obayashi Corp
Current assignee: KAMEYAMA BIT KK; Obayashi Corp
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2020-02-08
Also published as: JP3704617B2

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には、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、撤去予定部位に対応して継手
部２５が設けられている。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、継手部２５から離脱させて、第３
端末管２４ｅ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材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１１,１２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１１(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１１(Ｃ)に示すように、穿孔内
に鋼管６を打設した後に、図１２(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１２(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、トンネル断面を掘削する場合
などに障害となる。

【０００９】そこで、従来は、端末部分の鋼管６に、比
較的簡単に破砕撤去することができる材料、例えば、塩
ビ管やファイバーなどを用い、この部分を破砕すること
で、撤去していた。

【００１０】しかしながら、このような先受け工法にお
ける鋼管６の端末部の撤去方法には、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、鋼管６の端
末部分に破砕可能な材料を用いた場合には、削孔中の打
撃力や推力により、鋼管６が破損する場合がある。ま
た、鋼管６の端末側を破砕撤去した場合、産業廃棄物と
して処理する際に、破砕された鋼管６と残土との分別が
難しくなるという問題もあった。

【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、設
置作業の際の破損を防止しつつ、比較的容易に撤去する
ことができ、しかも、撤去後に残土と簡単に分別するこ
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
トで掘削した地山削孔内に中空管体などの補強材を順次
継ぎ足しながら挿入した後に、前記補強材を地山中に固
定し、この後に、前記補強材の端末側を必要に応じて撤
去する地山補強材の撤去方法において、前記補強材の端
末側の撤去予定部位に、打撃,振動などの外力により折
損ないしは離脱可能な継手部を設けた。このように構成
した地山補強材の撤去方法によれば、補強材の端末側の
撤去予定部位に、打撃,振動などの外力により折損ない
しは離脱可能な継手部を設けているので、継手部から折
損ないしは離脱させると、特別構造の補強材を用いるこ
となく、また、破壊可能な材料に変更することなく、端
末側を簡単に撤去することができる。前記継手部は、凹
凸嵌合構造により構成することができる。前記凹凸嵌合
部は、凹部と凸部とを備え、これらの嵌合面に螺合可能
なネジ部を設けることができる。前記凹凸嵌合部は、凹
部と凸部とを備え、これらの各部を先端側に向けて漸次
肉厚が低減するテーパ状に形成することができる。前記
凹凸嵌合部のいずれか一方を他方よりも薄肉に形成する
ことができる。前記補強材は、地山補強工法に用いる中
空管体、切羽の鏡止め用ボルト材、地山に縫着されるロ
ックボルトなどに用いることができ、特に、ボルト材と
して用いる場合には、中空管体に限ることはなく、棒鋼
であってもよい。

【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６は、本発明にかかる地山補強材の撤去方法の一実
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１１(Ｃ)の鋼管打設
工程に相当する部分の詳細であって、本実施例の補強材
の撤去方法では、撤去対象となる補強材は、中空な鋼管
製の外管２４となっている。

【００１６】長尺鋼管先受け工法では、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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】第１〜第３端末管２４ｃ〜２４ｅは、図
５,６にもその詳細を示すように、一端側に凸部２４ｈ
が設けられるとともに、他端側に凹部２４ｉが設けら
れ、これらの凹凸部２４ｈ,２４ｉは、軸方向に隣接配
置される管体間の継手部２５となっている。

【００２３】また、本実施例の場合には、凸部２４ｈの
外周面に雄ねじ部２４０が刻設され、凹部２４ｉの内周
面には、これと螺合すると雌ねじ部２４１が刻設されて
いて、本実施例の凹凸継手部は、螺着嵌合状態になって
おり、各端末管２４ｃ〜２４ｅは、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。

【００２４】さらに、本実施例の場合には、各端末管２
４ｃ〜２４ｅの螺着嵌合される継手部２５は、これらの
端末管２４ｃ〜２４ｅの撤去予定部分に設定されてい
る。

【００２５】つまり、本実施例の場合には、先頭および
中間管２４ａ,２４ｂの継手部の位置は、管体の強度や
径などに応じて任意に設定されているが、撤去が予定さ
れている端末管２４ｃ〜２４ｅの継手部２５の位置は、
特定された撤去予定部位になっている。

【００２６】なお、本実施例の場合には、撤去する側の
端末管側に凸部２４ｈが配置されているが、凹部２４ｉ
を撤去する側に配置しても何ら問題はない。

【００２７】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。。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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１２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。

【００４３】図４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。

【００４４】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が継手部２５を介して、螺着連結されており、この継
手部２５は、第３端末管２４ｅの撤去予定部位に対応し
ている。

【００４５】現在の切羽５２₁から前方側に向けて掘削
する前には、切羽５２₁から突出している第３端末管２
４ｅが障害となる。そこで、第3端末管２４ｅの突出端
に、ブレーカなどにより振動,衝撃を加えことにより、
継手部２５から離脱させる。

【００４６】この時の離脱状態を図５,６に示してい
る。第３端末管２４ｅに振動,衝撃などの外力を加える
と,凸部２４hと凹部２４ｉとが螺着嵌合されている継手
部２５は、他の部分よりも肉厚が薄くなっているので、
外力を加えると、これらの各部が、外力で変形して、凹
部２４ｉ側が開くので、凸部２４ｈが嵌合部分から離脱
することになる。

【００４７】凹凸嵌合の状態が強固で、このような離脱
が困難な場合には、継手部２５から折損する場合もあ
る。

【００４８】なお、このような離脱は、凸部２４ｈない
しは凹部２４ｉのいずれか一方の肉厚を薄くすると、外
力による変形が薄肉部に集中して、変形が大きくなっ
て、より一層容易になり、本実施例の場合には、凹部２
４ｉ側を凸部２４h側よりも薄くすることが望ましい。

【００４９】継手部２５の離脱が行われると、第３端末
管２４ｅを撤去する。そして、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５
０₂を設置し、次いで、第２端末管２４ｄを同様に継手
部２５から離脱させた後に撤去する。

【００５０】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を同様に継手部２５から離脱させ
た後に撤去する。

【００５１】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の撤去予定部位にそれぞれ位置対応さ
せて継手部２５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を各継
手部２５から離脱撤去するようにしている。

【００５２】なお、このようにして撤去する端末管の数
は、図４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おり、その数は、掘削断面の大きさ
などに応じて適宜設定する。

【００５３】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)の継手部２５を撤去予定個
所に対応させた設定し、外力を外管２４に加えて継手部
２５から離脱させて撤去するので、特別構造の管体を用
いることなく、また、破壊可能な材料に変更することな
く、離脱させた部分を簡単に撤去することができる。

【００５４】さらに、上記実施例の撤去方法によれば、
撤去予定部位に設ける継手部２５の螺着嵌合構造は、他
の部位の管体同士の継手構造と同じなので、削孔中に破
損する恐れがなく、また、加工も全く同じなので、価格
も安価になる。

【００５５】図７,８は、本発明にかかる地山補強材の
撤去方法の第２実施例を示しており、上記実施例と同一
もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明
を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説
明する。

【００５６】これらの図に示した外管２４’(第２〜第
３端末管２４ｄ',２４ｅ')は、上記実施例と同様に、長
尺鋼管先受け工法に用いるものであって、上記実施例の
端末管の各継手部に相当する部分を示している。

【００５７】本実施例の端末管２４ｄ',２４ｅ'の継手
部２５’は、上記実施例と同様に凸部２４h’と凹部２
４ｉ'とからなる凹凸嵌合構造になっているが、これら
の嵌合面には、ネジは設けられたおらず、単なる凹凸嵌
合構造になっている。

【００５８】このように構成した継手部２５’も端末管
２４ｄ',２４ｅ'の撤去予定部位に位置対応させて設け
ておくと、図８に示すように、外力によりこの部分から
離脱させることができるので、上記実施例と同等の作用
効果が得られる。

【００５９】図９,１０は、本発明にかかる地山補強材
の撤去方法の第３実施例を示しており、上記実施例と同
一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説
明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ
説明する。

【００６０】これらの図に示した外管２４"(第２〜第３
端末管２４ｄ",２４ｅ")は、上記実施例と同様に、長尺
鋼管先受け工法に用いるものであって、上記実施例の端
末管の各継手部に相当する部分を示している。

【００６１】本実施例の端末管２４ｄ",２４ｅ"の継手
部２５"は、上記実施例と同様に凸部２４h"と凹部２４
ｉ"とからなる凹凸嵌合構造になっているが、これらの
嵌合面には、ネジは設けられたおらず、各部が先端側に
向けて漸次肉厚が低減するテーパ状に形成されている。

【００６２】このように構成した凹凸嵌合構造の継手部
２５" は、上記実施例と同様に端末管２４ｄ",２４ｅ"
の撤去予定位置に設定され、上記実施例と同等の作用効
果が得られる。

【００６３】なお、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、地山補強工法に用い
る中空管体以外に、例えば、切羽の鏡止め用ボルト材、
地山に縫着されるロックボルトなどに用いることがで
き、特に、ボルト材として用いる場合には、管体に限る
ことはなく、棒鋼であってもよい。。

【００６４】

【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材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１の打設の終了状態の説明図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】図４の継手部の離脱状態の説明図である。

【図７】本発明にかかる地山補強材の撤去方法の第２実
施例を示す要部拡大図である。

【図８】図７の継手部の離脱状態の説明図である。

【図９】本発明にかかる地山補強材の撤去方法の第３実
施例を示す要部拡大図である。

【図１０】図９の継手部の離脱状態の説明図である。

【図１１】長尺鋼管先受け工法の工程説明図である。

【図１２】図１１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凸部２４ｉ凹部２５継手部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)発明者安達正孝福岡県柳川市西浜武978番地の１亀山ビット株式会社九州支店内Ｆターム(参考） 2D054 AC15 FA01

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
トで掘削した地山削孔内に中空管体などの補強材を順次
継ぎ足しながら挿入した後に、前記補強材を地山中に固
定し、この後に、前記補強材の端末側を必要に応じて撤
去する地山補強材の撤去方法において、前記補強材の端末側の撤去予定部位に、打撃,振動など
の外力により折損ないしは離脱可能な継手部を設けたこ
とを特徴とする地山補強材の撤去方法。
【請求項２】前記継手部は、凹凸嵌合構造により構成
されることを特徴とする請求項１記載の地山補強材の撤
去方法。
【請求項３】前記凹凸嵌合部は、凹部と凸部とを備
え、これらの嵌合面に螺合可能なネジ部を設けたことを
特徴とする請求項２記載の地山補強材の撤去方法。
【請求項４】前記凹凸嵌合部は、凹部と凸部とを備
え、これらの各部を先端側に向けて漸次肉厚が低減する
テーパ状に形成したことを特徴とする請求項２記載の地
山補強材の撤去方法。
【請求項５】前記凹凸嵌合部のいずれか一方を他方よ
りも薄肉に形成したことを特徴とする請求項１から４の
いずれか１項記載の地山補強材の撤去方法。