JP2002220997A - トンネル安定化工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤の沈下防止効果が有効に発揮されるトン
ネル安定化工法の提供。 【解決手段】 トンネル安定化工法は、掘削されたトン
ネルの横断面に沿ったアーチ形状の支保工１０を、トン
ネル掘削の進行に伴って、トンネル軸方向に沿って所定
の間隔を隔てて順次設置するトンネル構築工法に適用さ
れる。支保工１０を設置する際には、脚部１０ａと地盤
面１４との間に沈下防止プレート１６が設置される。沈
下防止プレート１６は、平板状の底板１６ａと、一対の
側板１６ｂとを備え、断面が凹状に形成されている。底
板１６ａには、一対の貫通孔１６ｃが設けられており、
各貫通孔１６ｃは、キャップにより閉塞されている。支
保工１０の脚部１０ａの下端が各沈下防止プレート１６
に固設されると、下部地山補強工１８が施工される。下
部地山補強工１８は、ロックボルトやフットパイルなど
の棒状地山補強材１９を、貫通孔１６ｃを介して沈下防
止プレート１６の下面側の地盤中に打設する。

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、トンネルの安定
化工法に関し、特に、支保工の沈下を効果的に防止し
て、トンネルの安定化を図る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】山岳トンネルを構築する際には、通常、
掘削されたトンネルの横断面に沿ったアーチ形状の支保
工を、掘削の進行に伴って、トンネルの軸方向に沿って
所定の間隔を隔てて順次設置することが行われている。

【０００３】このようなトンネル構築工法において、支
保工の沈下を防止して、トンネルの安定化を図ろうとす
るときには、従来、図５（Ａ）に示すように、支保工１
の脚部の下端にウオールプレート２を固着したり、ある
いは、同図（Ｂ）に示すように、支保工１の脚部にウイ
ングリブ３を付設して、支保工１の着底面積を増加させ
て、支保工１に加わる荷重を支え、地山の耐力不足を補
っていた。

【０００４】しかしながら、このような従来のトンネル
の安定化工法には、以下に説明する技術的な課題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、地山の沈下
が予測よりも大きい場合には、ロックボルトやフットパ
イルなどを打設して、トンネル下部地山の補強工を施す
場合がある。ところが、上述したようなトンネル安定化
工法が行われている場合に、このような下部補強工を施
工しようとすると、ウオールプレート２やウイングリブ
３とこれを一体化することができないので、地盤の沈下
抑制効果が有効に発揮されないという問題があった。

【０００６】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、地
盤の沈下抑制効果が有効に発揮されるトンネル安定化工
法を提供することにある。

【０００７】

【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、掘削されたトンネルの横断面に沿ったア
ーチ形状などの支保工を、トンネル掘削の進行に伴っ
て、トンネル軸方向に沿って所定の間隔を隔てて順次設
置するトンネル構築工法において、前記支保工の各脚部
の下面側に、断面が凹状で、前記脚部の着底面よりも大
きな面積の沈下防止プレートを設置し、前記脚部の下端
を前記沈下防止プレートに固設するとともに、前記沈下
防止プレートを貫通するようにして、前記沈下防止プレ
ートの下面側の地盤山中に地山補強材を打設して、下部
地山補強工を施すようにした。

【０００８】このように構成したトンネル安定化工法に
よれば、支保工の各脚部の下面側に、断面が凹状で、脚
部の着底面よりも大きな面積の沈下防止プレートを設置
するので、支保工の実質的な着底面積が沈下防止プレー
トにより大きくなって、地山の耐力不足を補うことがで
きる。

【０００９】また、上記トンネル安定化工法では、脚部
の下端を沈下防止プレートに固設するとともに、沈下防
止プレートを貫通するようにして、沈下防止プレートの
下面側の地盤山中に地山補強材を打設して、下部地山補
強工を施すので、沈下防止プレートと下部地山補強工と
が一体化され、下部地山補強工により、沈下防止プレー
トの沈下を効果的に防止することもできる。

【００１０】前記沈下防止プレートは、キャップで閉塞
された貫通孔を有し、設置する際ないしは設置後に、前
記キャップを脱着した前記貫通孔を介して、前記地山補
強材を打設することができる。

【００１１】前記沈下防止プレートは、破断ないしは離
脱分離することにより形成可能な貫通孔を有し、設置す
る際ないしは設置後に、前記貫通孔を形成して、前記地
山補強材を打設することができる。

【００１２】また、前記沈下防止プレートは、トンネル
軸方向に沿って連続するように、相互に連結することが
できる。

【００１３】この構成によれば、着底面積の拡大による
沈下防止効果、および、沈下防止プレートと一体化する
下部地山補強工の沈下防止効果とを、沈下防止プレート
の相互連結により、より一層強化することができる。

【００１４】また、トンネル軸方向で相互に連結された
連続する沈下防止プレートは、断面が凹状になっている
ので、トンネル切羽周辺の湧水を排水処理するための側
溝として用いることができる。

【００１５】

【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３は、本発明にかかるトンネル安定化工法の一実施
例を示している。

【００１６】同図に示したトンネル安定化工法は、掘削
されたトンネルの横断面に沿ったアーチ形状の支保工１
０を、トンネル掘削の進行に伴って、トンネル軸方向に
沿って所定の間隔を隔てて順次設置するトンネル構築工
法に適用されるものである。

【００１７】支保工１０は、本実施例の場合には、Ｈ型
鋼から構成され、アーチ状に湾曲した両端の脚部１０ａ
には、平板状の着座プレート１２がそれぞれ固設されて
いる。なお、支保工１０は、掘削されたトンネルの横断
面に沿って形状であればよく、アーチ形状に限る必要は
ない。

【００１８】そして、支保工１０を設置する際には、脚
部１０ａと地盤面１４との間に沈下防止プレート１６が
それぞれ設置される。本実施例の沈下防止プレート１６
は、例えば、鋼板や硬質プラスチックス、ないしは、繊
維強化合成樹脂などで一体形成されたものであって、同
一形状のものが複数用いられる。

【００１９】各沈下防止プレート１６は、平板状の底板
１６ａと、底板１６ａの対向する2辺上に、一体的に対
向するように立設された一対の側板１６ｂとを備え、断
面が凹状に形成されている。

【００２０】底板１６ａには、一対の貫通孔１６ｃが設
けられており、各貫通孔１６ｃは、着脱可能なキャップ
１６ｄを嵌着することにより閉塞されている。沈下防止
プレート１６は、一対の側板１６ｂが構築しようとする
トンネルの軸方向に沿うように設置され、底版１６ａの
側方上面に支保工１０に固設された着座プレート１２が
ボルトナットなどにより固設される。

【００２１】すなわち、本実施例の場合、底板１６ａに
は、図２に示すように、一方の側板１６ｂ側に、着座プ
レート１２の固設用スペースが設けられ、他方の側板１
６ｂ側に一対の貫通孔１６ｃが配置されていて、底板１
６ａの面積は、支保工１０の脚部１０ａに固設されてい
る着座プレート１２の面積よりもかなり大きくなってい
る。

【００２２】支保工１０の脚部１０ａの下端が各沈下防
止プレート１６に固設されると、底板１６ａに装着され
ているキャップ１６ｄを脱着して、下部地山補強工１８
が施工される。なお、キャップ１６ｄの脱着は、沈下防
止プレート１６の設置の際や、設置後に行えばよい。

【００２３】本実施例の下部地山補強工１８は、ロック
ボルトやフットパイルなどの棒状地山補強材１９を、貫
通孔１６ｃを介して沈下防止プレート１６の下面側の地
盤中に打設する。

【００２４】地山補強材１９を打設する際には、地盤中
に削孔を掘削形成して、補強材１９を削孔内に挿入する
方法や、自穿孔式の地山補強材１９を採用することもで
きる。

【００２５】地盤中に打設された地山補強材１９は、例
えば、モルタルなどの硬化材を注入することで、地盤中
に定着する。そして、地山補強材１９が貫通孔１６ｃか
ら外方に突出した部分は、底板１６ａに定着固定され
る。

【００２６】この定着固定には、定着プレート２０と、
球面軸受部２２と、支圧プレート２４とが用いられ、地
山補強材１９の突出端に定着ナット２６を螺着して、こ
のナット２６で定着プレート２０を底板１６ａに押圧す
ることで行われる。

【００２７】なお、このような下部地山補強工１８は、
複数の貫通孔１６ｃのそれぞれに対して施工することも
できるし、地盤の性状に応じては、１箇所だけ施すこと
もできる。

【００２８】また、複数箇所で下部地山補強工１８を施
工する際には、地山補強材１９の地盤への打設方向は、
複数本が同一方向に向くようにすることもできるし、図
１に仮想線で示すように、補強材１９同士が交叉するよ
うに施工することもでき、特に、交叉するように打設す
ると、沈下および引き抜き抵抗が増す。

【００２９】各沈下防止プレート１６のトンネル軸方向
に設置される側の長さＬは、トンネル軸方向に所定の間
隔を隔てて設置される支保工１０の設置間隔とほぼ一致
している。また、沈下防止プレート１６の幅は、約８０
ｃｍ程度で、側板１６ｂの高さが約２０ｃｍ程度となっ
ていて、この程度の大きさであれば、排水用の側溝に好
適な大きさになる。

【００３０】そして、沈下防止プレート１６は、トンネ
ル軸方向に沿って連続するように、相互に連結される。
図３にその連結状態の一例を示している。同図に示した
連結状態は、トンネル軸方向に沿って隣接設置された一
対の沈下防止プレート１６の端部同士を突き当てて、両
者間に跨るように接合プレート２８を両面に沿って配置
し、これをボルトなどにより固着している。

【００３１】さて、以上のように構成したトンネル安定
化工法によれば、支保工１０の各脚部１０ａの下面側
に、断面が凹状で、キャップ１６ｄで閉塞された貫通孔
１６ｃを有し、脚部１０ａの着底面よりも大きな面積の
沈下防止プレート１６を設置するので、支保工１０の実
質的な着底面積が沈下防止プレート１６により大きくな
って、地山の耐力不足を補うことができる。

【００３２】また、実施例のトンネル安定化工法では、
脚部１０ａの下端を沈下防止プレート１６に固設すると
ともに、キャップ１６ｄを脱着して、貫通孔１６ｃを介
して、沈下防止プレート１６の下面側の地盤山中に地山
補強材１９を打設して、下部地山補強工１８を施すの
で、沈下防止プレート１６と下部地山補強工１８とが一
体化され、下部地山補強工１８により、沈下防止プレー
ト１６の沈下を効果的に防止することもできる。

【００３３】さらに、本実施例の場合には、沈下防止プ
レート１６は、トンネル軸方向に沿って連続するよう
に、相互に連結するので、着底面積の拡大による沈下防
止効果、および、沈下防止プレート１６と一体化する下
部地山補強工１８の沈下防止効果とを、沈下防止プレー
ト１６同士の相互連結により、より一層強化することが
できる。

【００３４】また、トンネル軸方向で相互に連結された
連続する沈下防止プレート１６は、断面が凹状になって
いるので、トンネル切羽周辺の湧水を排水処理するため
の側溝として用いることができ、支保工１０の設置とと
もに、事前に排水処理用の側溝を設置すると、湧水処理
が容易になり、水による地山劣化も予防することができ
る。

【００３５】図４は、本発明にかかるトンネル安定化工
法で使用される沈下防止プレートの他の実施例を示して
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。

【００３６】同図に示した沈下防止プレート１６’は、
硬質プラスチックスや繊維強化合成樹脂製であって、底
板１６ａ’と一対の側板１６ｂ’とを有していて、断面
が凹状に形成されている。

【００３７】底板１６ａ’には、円形状の薄肉部１６ｅ
が形成されている。この薄肉部１６ｅは、底板１６ａ’
の一部を離脱分離可能にするものであって、薄肉部１６
ｅを断裂させて、これを除去すると、上記実施例と同様
な貫通孔が形成される。

【００３８】このような貫通孔は、沈下防止プレート１
６’を所定の位置に設置するとき、ないしは、設置後に
薄肉部１６ｅを離脱分離して形成され、形成された貫通
孔には、上記実施例と同様に、その後下部地山補強工１
８の補強材１９が打設される。

【００３９】なお、図４に示した実施例では、底板１６
ａ’の厚みが比較的薄い場合などには、薄肉部１６ｅ
は、必ずしも必要とせず、補強材１９の打設で、底板１
６ａ’を破断して、貫通孔を形成してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるトンネル安定化工法によれば、地盤の沈下抑制効
果が有効に発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるトンネル安定化工法の一実施例
を示す施工状態の断面説明図である。

【図２】図１の沈下防止プレートの上面図である。

【図３】図２に示した沈下防止プレートの連結状態の説
明図である。

【図４】本発明の安定化工法で用いる沈下防止プレート
の他の例である。

【図５】従来の沈下防止方法の説明図である。

【符号の説明】

１０ 支保工 １０ａ 脚部 １２ 着座プレート １４ 地盤面 １６ 沈下防止プレート １６ａ 底板 １６ｂ 側板 １６ｃ 貫通孔 １６ｄ キャップ １８ 下部地山補強工 １９ 地山補強材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削されたトンネルの横断面に沿ったア
   ーチ形状などの支保工を、トンネル掘削の進行に伴っ
   て、トンネル軸方向に沿って所定の間隔を隔てて順次設
   置するトンネル構築工法において、 前記支保工の各脚部の下面側に、断面が凹状で、前記脚
   部の着底面よりも大きな面積の沈下防止プレートを設置
   し、 前記脚部の下端を前記沈下防止プレートに固設するとと
   もに、前記沈下防止プレートを貫通するようにして、前
   記沈下防止プレートの下面側の地盤山中に地山補強材を
   打設して、下部地山補強工を施すことを特徴とするトン
   ネル安定化工法。
2. 【請求項２】 前記沈下防止プレートは、キャップで閉
   塞された貫通孔を有し、設置する際ないしは設置後に、
   前記キャップを脱着した前記貫通孔を介して、前記地山
   補強材を打設することを特徴とする請求項１記載のトン
   ネル安定化工法。
3. 【請求項３】 前記沈下防止プレートは、破断ないしは
   離脱分離することにより形成可能な貫通孔を有し、設置
   する際ないしは設置後に、前記貫通孔を形成して、前記
   地山補強材を打設することを特徴とする請求項１記載の
   トンネル安定化工法。
4. 【請求項４】 前記沈下防止プレートは、トンネル軸方
   向に沿って連続するように、相互に連結することを特徴
   とする請求項１記載のトンネル安定化工法。