JP2002188397A - 余掘部の補強方法及びそれに使用する固定金具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル掘削時において、余掘部が大きい場
合でも、比較的簡単な施工で地山表面と支保工との間の
空間にうまくコンクリートモルタルを吹付・充填するこ
とのできる施工方法とそれに使用する固定金具を提供す
る。 【解決手段】 トンネル掘削面の内側に該掘削面に沿う
支保工を設けるとともに、該支保工と余掘部の面との隙
間を覆う金網を取り付け、その状態で金網の外側からコ
ンクリートモルタルを吹き付け、掘削面から支保工まで
コンクリート層を成長させる。金網は、該金網の網目を
縫うように挿通される棒状部と、前記支保工を弾性的に
挟圧して固定されるクリップ部とを備えた固定金具で支
保工に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル等の掘削
工事において、掘削された地山の面と支保工との間にコ
ンクリートを吹き付けて充填することにより、当該掘削
された地山の面を補強する補強方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤におけるトンネル掘削工事にお
いて、発破や機械掘削等で新たな切羽が現出した時は、
岩塊の局部的な脱落の防止や、地山の緩みを防止して内
空間を保持するために、露出した地山表面に早期に一次
吹付コンクリート工を施工している。

【０００３】この吹付コンクリート工は、掘削した地山
の面にコンクリートモルタルを吹き付けるもので、実際
には、掘削された空間部分にアーチ状等の鋼製支保工を
建て込み、さらに支保工の内面までコンクリートモルタ
ルを吹き付けて、地山表面との間にコンクリートを充填
する。このように、軟弱地盤のトンネル掘削等では、地
山の支持に支保工と吹付コンクリート工とを組み合わせ
て採用されることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の吹付コンク
リート工では、地山と支保工との間にある程度の隙間い
わゆる余掘が必然的に生じることになるが、この余掘の
大きさを適当な大きさにコントロールすることは極めて
難しく、実際にはかなりの頻度で２０ｃｍを越える余掘
が生じ、吹付コンクリート工の施工を著しく困難にして
いた。すなわち、余掘の大きさが２０ｃｍ以下の小さい
場合は、まず地山表面にコンクリートモルタルを吹き付
けてコンクリート層を徐々に成長（厚さを増加）させる
ことにより、地山と支保工との間の隙間を充填すること
が可能であるが、余掘の大きさが２ｃｍよりも大きい場
合は、そのままコンクリート層を成長させて隙間を充填
することは困難である。

【０００５】このため、余掘が大きい場合は、例えば支
保工と地山との間に矢板を差し込んで、矢板と地山表面
との間にコンクリートモルタルを充填していた。しかし
ながら、この方法では、矢板が邪魔になって、コンクリ
ート吹付用のノズルの差し角を自由に取ることができ
ず、その結果コンクリートモルタルの中に空隙が残って
しまうことが多かった。このように支保工の背面に空隙
ができた場合は、地山を均一に支持することができず、
緩み土圧が発生したり、偏圧がかかるなどの問題が生
じ、トンネル崩壊の原因になっていた。このため、本覆
工後にいわゆる裏込めを行って空間の充填を行う必要が
あり、多くの手間と費用を要していた。

【０００６】また、余掘が大きい部分に岩塊を詰めて隙
間を減少させ、コンクリートモルタルを地山から成長さ
せて余掘部を充填する方法も採用されることがあるが、
この方法では、コンクリートモルタル吹付時に充填した
岩塊が吹き飛んでリバウンドし、作業者が怪我をすると
いう危険を伴った。

【０００７】そこで本発明は、上記従来の余掘部充填方
法の問題点を改良し、余掘が大きいばあいでも、比較的
簡単な施工で地山表面と支保工との間の空間にうまくコ
ンクリートモルタルを吹付・充填することのできる施工
方法を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる掘削面等の補強方法は、トンネル掘削にお
ける余掘部等を補強する方法であって、トンネルの掘削
部に該掘削部の表面に沿わせて支保工を設け、該支保工
よりも外側に存在する余掘部の開口部を該支保工で支持
した金網で覆って、該金網の外側からコンクリートモル
タルを吹き付けることにより、該コンクリートモルタル
層を成長させて前記余掘部を充填することを特徴として
いる。

【０００９】また、本発明にかかる固定金具は、上記金
網を固定するために使用される金具であって、金網の網
目を縫うように該金網に挿通される棒状部を備え、該棒
状部の一方の端部に支保工を弾性的に挟持することので
きるクリップ部を設けたことを特徴としている。

【００１０】本発明の補強方法は、支保工と地山表面と
の間の余掘が大きい箇所に当該支保工と地山表面との隙
間を塞ぐように金網を取り付け、その状態で二次吹付コ
ンクリート工を施工する。この場合、金網に向かって吹
き付けられたコンクリートモルタルは、金網の網線上に
付着して成長し、最終的に網目を塞ぐとともに、圧密な
るコンクリート層を形成することができる。なお、コン
クリートモルタル圧送用の空気は、金網の網目から外部
へ流出する。このため、地山表面と支保工との間に空隙
のない圧密な吹付コンクリート工を施工することがで
き、コンクリートモルタルの落下や飛散も少なく、材料
の節減効果も大きい。

【００１１】さらに、上記本願発明の固定金具を使用す
れば、上記吹付コンクリート工の施工に際し、金網を支
保工に簡単かつ確実に固定することができるので便利で
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に表された本発明の実
施形態例について具体的に説明する。図１はトンネルＴ
の掘削によって発生した余掘部Ｐに本発明を施工した例
を表すもので、このトンネル掘削部の内面すなわち地山
Ｊの表面（掘削面）付近には、該掘削面に沿うようにア
ーチ状の支保工１，…が所定の間隔で建て込まれてい
る。図１において、右側の支保工１まではすでに二次コ
ンクリート工が施工され、掘削面と支保工との間はコン
クリート層Ｃが形成されている。

【００１３】切羽直前の支保工１の付近には、空間の大
きい余掘部Ｐ，…がトンネルの天井部分に沿って周方向
の複数箇所に存在している。この部分にコンクリート層
を形成するため、当該支保工に金網１０を縦向きに取り
付ける。この場合、金網１０の上縁側の余った部分は折
り曲げて地山表面に沿って這わせておく。そして、金網
の適所に図に示す固定金具２０，…を取り付けて支保工
１に固定する。金網１０の寸法は、適度の強度を有し、
かつコンクリートモルタルの吹付に障害とならないもの
であればよく、例えば網を構成する線の線径が０．５〜
２０ｍｍ、網目の大きさは１０〜２０ｍｍ程度のものが
好ましい。金網の幅と長さは使用条件に応じて適宜調節
すればよいが、一般的には余り大きいものは必要なく、
例えば幅、長さとも数十ｃｍ〜数ｍ程度のもので十分で
ある。場合によっては、金網の代わりに、例えば合成樹
脂で作られた網を使用することも可能である。

【００１４】上記金網を固定する固定金具２０は、適度
の弾性を有する軟鉄帯鋼等で作られるもので、棒状部
（図では細い板状となっている）２１とクリップ部２２
とを備えている。クリップ部２２は棒状部２１の中間部
をほぼ直角に折り曲げ、さらに湾曲成形したもので、先
端の案内部２２ａは外向きに開いている。また、湾曲し
た挟圧部２２ｂの入口部２２ｃは、使用前は対向する直
線部２２ｄにほぼ接触するように弾性的に付勢されてい
る。なお、棒状部２１は必ずしも正確な直線状でなくて
もよい。

【００１５】固定金具２０の好ましい寸法を例示する
と、素材である帯鋼の厚み１．５〜３．０ｍｍ、幅１
０．０〜２０．０ｍｍであり、図における棒状部２１の
長さＡは１５０〜２００ｍｍ、クリップ部２２の長さＢ
は５０〜１５０ｍｍである。図示例の固定金具２０は、
クリップ部２２が棒状部２１に対しほぼ直角に屈曲して
いるが、この角度は使用条件に応じて適当なものとすれ
ばよい。棒状部は、丸棒状、角棒状等、所定の長さを有
するものであればよいが、図示例のような細板状とする
と、鋼板、帯鋼等を所定幅に切断して折り曲げることに
より製造することができるので経済的である。なお、金
網１０を支持する固定金具としては、当該金網を支保工
１に簡単に固定でき、かつ所望の強度が得られるもので
あれば他の形状や構造のものでもよいが、図示例のよう
な構造のものが最も便利である。

【００１６】上記固定金具２０を用いて金網１０を支保
工１に固定する方法は、まず、該固定金具２０の棒状部
２１を金網１０の網目を縫うように複数の網目に挿通
し、クリップ部２２でＨ型の支保工１のフランジ１ａを
挟持する。この固定用金具２０を複数個金網１０の適所
に取り付け、それぞれを支保工１に固定することによ
り、広い面積を有する金網１０を簡単に支保工１に固定
することができ、吹付コンクリート工の施工時にも当該
金網がずれたり外れたりしない。

【００１７】金網１０を余掘部に敷設したら、図１に示
すように、ノズル４０を当該金網に向けて外側からコン
クリートモルタルＣを吹き付ける。吹き付けられたコン
クリートモルタルは金網１０の網目を閉塞するととも
に、徐々に成長してコンクリート層を形成し、支保工内
面にまで達する。なお、吹付時の圧気は金網の網目や隙
間を通って外部に流出するので、コンクリート充填部に
残留して空隙を形成することはない。

【００１８】このようにして、余掘部にコンクリートを
効果的に充填することができるのであり、金網１０や固
定金具２０は低価格であるからコストも低くてすむ。ま
た、この施工法によれば、矢板等がないので、任意の角
度に吹付用のノズルを向けることができる結果、必要な
箇所に十分なコンクリートモルタルを供給することがで
き、空隙等が生じない。さらに、余掘部に岩塊等を充填
しなくてもよいので、吹付中に岩塊が吹き飛んで作業者
が怪我をするというおそれもない。なお、金網１０は固
定金具２０，…で支保工１に固定されているので、吹付
施工中に外れたりしない。

【００１９】以上の説明では、トンネル掘削時における
吹付コンクリート工に適用する例について述べたが、コ
ンクリートモルタルを吹き付けて補強する必要がある他
の現場でも有効であることは言うまでもない。また、余
掘部の面積が大きい場合は、支保工１，…に別途鋼材、
金網、格子状部材等を必要に応じて掛け渡し、その上に
コンクリート層を形成するのも効果的である。

【００２０】

【実施例】兵庫県内の国道トンネルの掘削に本願発明を
適用した。トンネルの掘削断面は８７．８ｍ² であり、
使用した支保工はＨ１２５である。この掘削中に坑口か
ら１９００ｍの地点で支保工のアーチ部に最大余掘深さ
４５ｃｍ、幅６０ｃｍの余掘部が発生した。この余掘部
に線径１．０ｍｍ、網目１６ｍｍ、縦幅６００ｃｍ、横
幅１８０ｃｍの上記金網２０としてラス網を敷設した。
横幅は２枚に折り返して９０ｃｍとし、縦幅で余分な部
分は地山に沿わせて這わせておいた。この金網を図４に
示す固定金具２０を複数個用いて支保工１に固定した
後、地山に這わせた余分な金網の部分からコンクリート
モルタルを吹き付けつつ、該コンクリートモルタルを順
次成長させて、最終的には支保工内面に達するように充
填した。この間、圧密な吹付コンクリート工を行うこと
ができ、空洞の発生等の気配もなかった。この金網を用
いる工法を天端部に３箇所施工したが、いずれも施工が
簡単なうえ、吹付も簡単にでき、通常の工法に比べて吹
付工総時間を約１５分短縮することができた。また、吹
付コンクリートの飛散も殆どなく、コンクリートモルタ
ルを従来法に比べて約２０％節約することができた。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明によれば、
トンネル掘削時等に発生する余掘部に圧密にコンクリー
トモルタルを吹付・充填することができ、掘削面を簡単
かつ能率的に補強することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する例を表すトンネル掘削部の断
面図である。

【図２】その横断面図である。

【図３】そのＸ部の拡大図である。

【図４】固定用金具の平面図（ａ）、正面図（ｂ）、側
面図（ｃ）である。

【符号の説明】

１ 支保工 １０ 金網 ２０ 固定金具 ２１ 棒状部 ２２ クリップ部 Ｔ トンネル Ｊ 地山 Ｐ 余掘部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D055 BA05 BB02 DB02 DB09 KB04 KB06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削における余掘部等を補強す
   る方法であって、トンネルの掘削部に該掘削部の表面に
   沿わせて支保工を設け、該支保工よりも外側に存在する
   余掘部の開口部を該支保工で支持した金網で覆って、該
   金網の外側からコンクリートモルタルを吹き付けること
   により、該コンクリートモルタル層を成長させて前記余
   掘部を充填することを特徴とする余掘部の補強方法。
2. 【請求項２】 支保工に取り付けた棒状の固定金具を金
   網の網目に挿通して該金網を支持する請求項１に記載の
   余掘部の補強方法。
3. 【請求項３】 金網の網目を縫うように該金網に挿通さ
   れる棒状部を備え、該棒状部の一方の端部に支保工を弾
   性的に挟持することのできるクリップ部が一体に設けら
   れていることを特徴とする固定金具。