JP2003106085A

JP2003106085A - トンネル掘削面安定用の竹製補強材

Info

Publication number: JP2003106085A
Application number: JP2001302999A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Saito; 斉藤辰生; Isao Suzuki; 鈴木功; Kenji Suzuki; 鈴木健司
Original assignee: TONNEL KOBO KK
Current assignee: TONNEL KOBO KK
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で効果が高く、そのうえ竹材を有効に活
用できるトンネル掘削面安定用の竹製補強材を提供する
こと。【解決手段】トンネル３の掘進方向に現れる掘削面３
１に打設するトンネル掘削面安定用の竹製補強材１であ
って、燻煙処理及び防虫加工の少なくとも一方を施した
竹材を使用することを特徴とするものである。また、筒
状の竹材２ａの長手方向に内空を貫通させ、竹材の表面
に内空と外部が貫通する横穴２２を、竹材の長手方向に
間隔を置いて複数設けたことを特徴とするものである。
さらに、竹材を分割して短冊状の板材２ｂを製作し、切
削可能な管材５の周囲に前記板材を配置し、前記配置し
た板材の外周を線材６１で結束することで一体化したこ
とを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの掘進方
向に現れる掘削面（切羽ともいう）を安定させるために
打設するトンネル掘削面安定用の補強材に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】脆弱な地山にトンネルを掘削する場合
に、トンネル掘削面（切羽）にモルタル等を吹き付ける
だけでは掘削面が安定しないことがある。このような場
合に、従来、切羽からトンネルの掘進方向に向けて長尺
の補強材を打設して、掘削面の安定を図る方法がある。
この補強材は、打設直後から始まるトンネルの掘削によ
って地山と一緒に掘削されるものであるため、切削可能
な材料を使用する必要がある。そこで、従来からガラス
繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製のパイプや塩化ビ
ニル製のパイプが補強材として使用されていた。

【０００３】一方、竹林は適度に伐採し、手入れをする
ことで、良質の竹の子を育てることができ、また美しく
保つことができる。竹は繁殖力が強いため、伐採をせず
に放置すれば、周囲の杉や檜などの人工林を侵食して林
業に被害を与えたり、雑木林を侵食して周辺景観を破壊
したりするおそれもある。竹は伐採しても２〜３年ほど
で成長し、資材としての竹材は安価かつ豊富に確保でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のトンネ
ル掘削面安定用の補強材トンネルにあっては、次のよう
な問題点がある。＜イ＞ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製パイ
プは、大変高価なものである。打設後、すぐに切削又は
破壊してしまうような補強材に高価な材料を使用するの
は不経済である。また、ガラス繊維強化プラスチックの
破片が混入した掘削土は再利用が難しい。＜ロ＞塩化ビニル製パイプは、比較的安価な材料である
が、パイプ表面が平滑なため、地山との付着力が低く、
補強材としての効果が高いとは必ずしもいえない。＜ハ＞竹林は適度に手入れされているのが望ましい。し
かし、伐採した竹を有効に活用する方法がなければ、廃
棄物が増加するばかりで、竹林の維持費及び伐採した竹
材の処分費の両方が必要となる。このため、伐採した竹
材を有効に利用できる技術が望まれていた。＜ニ＞環境への関心が高まる中、環境への負荷が小さい
材料を使用することが産業界に求められている。特に、
化石燃料の使用量はできる限り削減するのが好ましい。

【０００５】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を解
決するためになされたもので、安価で効果が高く、その
うえ竹材を有効に活用できるトンネル掘削面安定用の竹
製補強材を提供することを目的とする。また、環境への
負荷が小さい材料を使用したトンネル掘削面安定用の竹
製補強材を提供することを目的とする。本発明は、これ
らの目的のうち少なくとも一つを達成するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明のトンネル掘削面安定用の竹製補強
材は、トンネルの掘進方向に現れる掘削面に打設するト
ンネル掘削面安定用の竹製補強材であって、燻煙処理及
び防虫加工の少なくとも一方を施した竹材を使用するこ
とを特徴とするものである。また、トンネルの掘進方向
に現れる掘削面に打設するトンネル掘削面安定用の竹製
補強材であって、筒状の竹材の長手方向に内空を貫通さ
せ、竹材の表面に内空と外部が貫通する横穴を、竹材の
長手方向に間隔を置いて複数設けたことを特徴とするも
のである。さらに、トンネルの掘進方向に現れる掘削面
に打設するトンネル掘削面安定用の竹製補強材であっ
て、竹材を分割して短冊状の板材を製作し、切削可能な
管材の周囲に前記板材を配置し、前記配置した板材の外
周を線材で結束することで前記管材と一体化したことを
特徴とするものである。ここで、上記したいずれかに記
載のトンネル掘削面安定用の竹製補強材において、竹製
補強材の外周に線材を螺旋状に巻き付けることもでき
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【０００８】＜イ＞竹製補強材竹製補強材１は、竹材２で構成する長尺状の補強材であ
る。竹製補強材１は、通常トンネルの掘進方向に現れる
掘削面３１（切羽）から掘進方向に向けて打設する。竹
製補強材１の長さ及び打設本数は、地山の状態や変位計
などの計測結果をもとに決定することができる。また、
補強材としてガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）
製パイプを使用する場合の補助材として竹製補強材１を
使用することもできる。例えば、ＧＦＲＰ製パイプと竹
製補強材１を交互に打設する方法、外周にＧＦＲＰ製パ
イプを打設して内周に竹製補強材１を打設する方法など
が採用できる。竹製補強材１は、打設後に切削する。つ
まり、掘削予定部３２を掘削するときに地山と一緒に掘
削される（図１参照）。

【０００９】＜ロ＞丸竹材（図２）竹製補強材１ａには、伐採した竹のままの外形を有する
丸竹材２ａを使用することができる。丸竹材２ａの外周
には、長手方向に間隔をおいて節２１が突起しているの
で、地盤やグラウト等の注入材と接触した場合の付着力
が大きい。さらに付着力を高めるために、表面を鑢等で
研磨したり、まばらに表面を削って凹凸を付けたりする
ことができる。丸竹材２ａの内部の節を打ち抜けば、丸
竹材２ａは長手方向に貫通した管となる。このため、丸
竹材２ａを注入管として使用することができる。注入管
として使用する場合は、丸竹材２ａの一端に注入キャッ
プ４２を取り付けるのが好ましい。注入キャップ４２を
取り付けることで、注入ホースと容易に接続することが
できる。注入材には、セメントミルクやモルタルなどの
グラウト、ウレタン系注入材又は公知の接着剤等が使用
できる。また、この丸竹材２ａの側面に内部と貫通する
横穴２２を設けることで、丸竹材２ａの外周に注入材を
充填することができる。丸竹材２ａの先端には、掘削孔
への挿入を容易にするためにコーン状の先端具４１を取
り付けることができる。この先端具４１に硬質の材料を
使用することで、自穿孔の竹製補強材１ａとすることも
できる。この場合は、注入キャップ４２の接続部の構造
を、ジャンボ削岩機等に取り付けられる形状にしておく
のが好ましい。

【００１０】＜ハ＞板竹材（図３）伐採した円筒形の丸竹を複数に分割することで、板状の
板竹材２ｂとすることができる。この板竹材２ｂで竹製
補強材１ｂを構成することができる。例えば管材５を囲
むように板竹材２ｂを３枚配置する。ここで、板竹材２
ｂは節２１が突起した竹の外面を外側に向けて配置す
る。また、この配置する板竹材２ｂの枚数は、板竹材２
ｂの幅によって調整することができる。例えば、１枚の
板竹材２ｂと管材５で構成した竹製補強材１ｂを図５に
示す。管材５のまわりに配置した板竹材２ｂは、竹製補
強材１ｂの長手方向に所定の間隔を置いて結束線６１に
より結束する。結束線６１には、針金やペットボトル
（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主原料とす
るボトル）を再生して製造した線材などが使用できる。
内部に配置する管材５には、例えば塩化ビニル管などが
使用できる。管材５は注入管として使用することができ
る。また、管材５の側面に横穴を設けておけば、竹製補
強材１ｂの外周に注入材を充填することができる。この
ように板竹材２ｂを結束して構成した竹製補強材１ｂ
は、板竹材２ｂ間に土砂７や注入材が入り込むことで付
着力を高めることができる。このため、節２１が突起し
た竹の外面を内側に向けて板竹材２ｂを配置することも
できる。図６に、２枚の板竹材２ｂの外面を接触させ
て、板竹材２ｂ間に管材５を配置した竹製補強材１ｂの
実施例を示した。なお、管材５を使用せずに、複数の板
竹材２ｂを結束して竹製補強材１ｂを構成することもで
きる。

【００１１】＜ニ＞巻付け線材丸竹材２ａで構成した竹製補強材１ａや板竹材２ｂで構
成した竹製補強材１ｂの外周に、螺旋状に巻付け線材６
２を巻いて竹製補強材１ｃを構成することもできる。巻
付け線材６２を外周面に取り付けることで、竹製補強材
１ｃと接する地山や注入材との付着力を高めることがで
きる。巻付け線材６２には、針金やペットボトルを再生
して製造した線材などが使用できる。

【００１２】＜ホ＞燻煙処理又は防虫加工本発明で使用する竹材には、燻煙処理及び防虫加工の少
なくとも一方を施すのが好ましい。竹材は竹の子発生後
３〜５年で材料として利用できる。しかし、竹材を伐採
した生の状態で使用するには、材質のバラツキが大き
く、害虫によって劣化するおそれもあるため何らかの処
理を施す必要がある。そこで、生の竹材を乾燥させる方
法も採用できるが、効率と効果を考慮して燻煙処理を施
すのが好ましい。燻煙処理とは、大量の混合ガスの中で
竹材を燻す処理をいい、この処理によって竹材の強度は
上がり、材質も安定する。また、防虫加工は公知の防虫
剤を塗布するなどしておこなう。

【００１３】＜ヘ＞作用（図１）安定化を図る地山と竹製補強材１は、直接又は間接的に
一体化していることが望ましい。このため、竹製補強材
１と地山、又は竹製補強材１とその周囲に充填する注入
材との付着力を高くする必要がある。竹製補強材１は、
その外周に節２１を有する。節２１は竹材の表面から突
起しているため、土砂７と節２１がかみ合い、結果的に
竹製補強材１の付着力を高めることができる。同様に竹
製補強材１の外周にグラウト等の注入材が充填されてい
る場合も、表面から突起した節２１が注入材とかみ合っ
て付着力を高めることができる。このように付着力を高
めるのに効果を発揮する節２１は、元来竹材の有する構
成であり、改めて加工して加える必要はない。

【００１４】

【発明の効果】本発明のトンネル掘削面安定用の竹製補
強材は以上説明したようになるから次のような効果を得
ることができる。＜イ＞安価で豊富に確保できる竹材を利用する。このた
め、経済的である。また、竹材は環境への負荷が小さい
材料であり、竹材を建設材料として使用することは地球
環境の保全に役立つ。＜ロ＞竹材は外周に節を有する。このため、地盤や注入
材との付着力が大きい。この結果、補強材としての効果
も高い。また、この節は最初から備わっているため、節
を付けるための加工を必要としない。＜ハ＞竹材を有効に利用できる。このため、竹材の需要
が高まり、竹林の手入れが促進される。また、竹材を資
材として売却することで竹林の維持費を低減することが
できる。＜ニ＞トンネル掘削土に混入されるのは竹材の破片であ
る。このため掘削土を緑化土などに再利用することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル掘削面安定用の竹製補強材の
実施例の説明図。

【図２】丸竹材を使用したトンネル掘削面安定用の竹製
補強材の説明図。

【図３】板竹材を使用したトンネル掘削面安定用の竹製
補強材の斜視図。

【図４】螺旋状に線材を巻き付けたトンネル掘削面安定
用の竹製補強材の説明図。

【図５】板竹材を１枚使用したトンネル掘削面安定用の
竹製補強材の斜視図。

【図６】板竹材の竹の外面を内側に向けて構成したトン
ネル掘削面安定用の竹製補強材の斜視図。

【符号の説明】

１・・・竹製補強材２ａ・・丸竹材２ｂ・・板竹材２２・・横穴３・・・トンネル３１・・掘削面５・・・管材６１・・結束線６２・・巻付け線材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネルの掘進方向に現れる掘削面に打設
するトンネル掘削面安定用の竹製補強材であって、燻煙処理及び防虫加工の少なくとも一方を施した竹材を
使用することを特徴とする、トンネル掘削面安定用の竹製補強材。
【請求項２】トンネルの掘進方向に現れる掘削面に打設
するトンネル掘削面安定用の竹製補強材であって、筒状の竹材の長手方向に内空を貫通させ、竹材の表面に内空と外部が貫通する横穴を、竹材の長手
方向に間隔を置いて複数設けたことを特徴とする、トンネル掘削面安定用の竹製補強材。
【請求項３】トンネルの掘進方向に現れる掘削面に打設
するトンネル掘削面安定用の竹製補強材であって、竹材を分割して短冊状の板材を製作し、切削可能な管材の周囲に前記板材を配置し、前記配置した板材の外周を線材で結束することで前記管
材と一体化したことを特徴とする、トンネル掘削面安定用の竹製補強材。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネ
ル掘削面安定用の竹製補強材において、竹製補強材の外周に線材を螺旋状に巻き付けたことを特
徴とする、トンネル掘削面安定用の竹製補強材。