JP2004238854A

JP2004238854A - Method for constructing underground timbering

Info

Publication number: JP2004238854A
Application number: JP2003027557A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Iwanaga; 茂治岩永; Moriya Hara; 守哉原; Masaki Inada; 正毅稲田; Takashi Okada; 喬岡田; Tsutomu Matsuo; 勉松尾
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-04
Also published as: JP4057439B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for constructing a preceeding timbering by efficiently inserting/burying a bent steel pipe to a natural ground in the periphery of a tunnel by a simple constitution. <P>SOLUTION: A guide edge 22 is mounted at the front end section of the bent steel pipe 30 while a jet nozzle 23 is installed between the bent steel pipe 30 and an inner pipe 21 arranged in the steel pipe 30 on the inside of the guide edge 22. The jet nozzle 23 is supplied with high-pressure water from a water supply pipe 26. Jet water at high pressure is ejected into the natural ground 15 from the inner void side of the guide edge 22 and the steel pipe 30 is inserted and buried into the natural ground 15 while excavating the natural ground 15, thus manufacturing the preceeding timbering. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中支保工の構築方法に関するもので、特に、トンネル断面のアーチ部分となる地山内へ曲がり管を挿入・埋設する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軟弱な地盤にトンネルを掘進する際には、掘削作業を行う前に、切羽からトンネル周辺の地山に掘進方向に向けてボーリングを行い、この削孔内に注入管を挿入して地盤固化剤を注入して上記地山を補強した後、上記補強した部分を掘削して支保工を構築する方法が行われている。しかし、この方法では、地山の補強と支保工の構築とを交互に繰り返して行わなければならないため、作業効率が悪く、工期が長期化するといった問題点があった。そこで、予め、トンネルの掘進方向に先進導坑を構築した後、上記先進導坑の側壁より、本坑のトンネル断面のアーチ部分となる地山内へ所定の曲率を有する曲がり鋼管を挿入・埋設してこれを先行支保工とし、しかる後に地山を掘削する方法が提案されている。
具体的には、図７（ａ），（ｂ）に示すような、地山６０に挿入する鋼管を、その側面に注入孔５１ｈを有する曲がり鋼管（以下、外管という）５１と、この外管５１内に設けられた内管５２との二重管構造とするとともに、上記内管５２の先端部に、モータ５３ａにより回転する先端ビット５３ｂを備えた先端装置５３を取付けて地山６０を掘削しながら上記二重管を推進する曲線ボーリング装置５０を用いて上記外管５１を上記地山６０内に挿入して埋設する。この曲線ボーリング装置５０では、外管５１と内管５２とを、先進導坑６１内において、スイベル５４にて結合し、外管５１の外周面を推進装置５５のホルダ５５Ｈにて把持して推進させ、上記先端装置５３で地山６０を掘削しながら、上記外管５１と内管５２とを同時に地山６０内に挿入させる。
【０００３】
そして、上記地山６０を掘削として外管５１と内管５２とを推進する工程と、内管５２と外管５１のそれぞれを繋ぎ合わせて二重管を延長する工程とを繰り返し行いながら、外管５１を所定の長さまで挿入した後、上記先端装置５３と内管５２とを回収し、上記外管５１内に、図８に示すような、吐出口５６ｈの前，後にパッカー５６ｐを備えた注入管５６を挿入し、上記注入管５６の後端部に接続された注入液移送管５７を介して圧送された地盤固化剤を上記外管５１内に吐出させ、上記外管５１の側面に設けられた注入孔５１ｈからトンネル周辺の地山６０に上記地盤固化剤を注入して上記地山６０を補強する。これにより、上記地盤固化材で補強された地山部に埋設された外管５１から成る先行支保工を構築することができる（例えば、特許文献１，２、非特許文献１など）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６０９８０号公報（第２，３頁、第１，３図）
【特許文献２】
特開２００２−２４２５８１号公報（第２，３頁、第１−３図）
【非特許文献１】
亀岡美友、粕谷太郎、「曲線ボーリング工法（ＴＵＲＩＰ工法）の開発」、土木学会誌、１９９５年４月号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、地山６０の掘削に回転機構を用いているため、埋設する曲がり鋼管（外管５１）の断面形状が円形のものに限られていた。また、上記曲線ボーリング装置５０では、内管５２の内部にモータ５３ａや先端ビット５３ｂ、更には、回転力伝導機構といった装置類を収納する必要があることから、内管５２の内空部が狭くなってしまい、このため、掘削した泥土を効率よく排出することができないといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、曲がり鋼管を効率的にトンネル周辺の地山に挿入・埋設して先行支保工を構築する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、先進導坑の側壁から曲がり管を地山に挿入して埋設しこれを先行支保工とする地中支保工の構築方法であって、上記曲がり管の先端部に上記曲がり管の外周に沿った筒状の案内刃を取付けるとともに、上記曲がり管内部の先端側にジェット水噴射ノズルを取付けて、上記案内刃の開口部から、上記ジェット水噴射ノズルからのジェット水を上記地山内へ噴射しながら上記地山を掘削して、上記曲がり管を上記地山に挿入するようにしたことを特徴とするものである。これにより、削孔断面の形状の自由度が大きくなるので、断面が角状の管やＨ鋼などの円管以外の曲がり管あるいは曲線状の鋼材を埋設することが可能となる。また、管内に掘削装置を設置する必要がないことから、排土の効率が向上するので、施工効率を大幅に向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地中支保工の構築方法において、曲がり管を効率的に推進させるために、上記案内刃に振動を与えながら、上記曲がり管を挿入するようにしたものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の地中支保工の構築方法において、上記曲がり管の内側に、上記ジェット水により掘削された泥土を排出するための内管を取付け、この内管の外周側の先端部に上記ジェット水噴射ノズルを取付けたことを特徴とするもので、これにより、曲率半径が小さい場合でも、確実に曲線ボーリングを行うことが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の地中支保工の構築方法において、上記曲がり管の強度を向上させるため、その断面形状を、曲率半径方向の肉厚がそれに直角な方向の肉厚よりも厚い形状としたものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の地中支保工の構築方法において、上記曲がり管に代えて、断面がＨ型の曲がり鋼材を用いるとともに、上記曲がり材の上，下のフランジ部とウェブとの間にそれぞれ内管を取付けて上記鋼材を地山に挿入・埋設するようにしたものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５のいずれかに記載の地中支保工の構築方法請求項５に記載の地山の改良方法において、上記内管の後端部に削岩機を連結して、上記曲がり管を地山内へ挿入するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す図で、同図において、１０は隣接して並行する２本のトンネル（本坑）１１，１２を構築するために先行して掘削された先進導坑である中央導坑、２０はこの中央導坑１０内に設置され、上記中央導坑１０の支保工１４の両肩部１４ａ，１４ｂから、掘削予定の本坑１１，１２のアーチ部分となる地山１５内に、先行支保工となる円筒状の曲がり鋼管３０，３０を挿入・埋設するための曲線ボーリング装置である。
図２及び図３は、上記曲線ボーリング装置２０の詳細を示す図で、２１は外管である上記曲がり鋼管３０内に、上記曲がり鋼管３０と同心円状に配置される内管、２２は上記曲がり鋼管３０の先端部に、上記曲がり鋼管３０の外周に沿って取付けられた筒状の案内刃、２３はこの案内刃２２の内側で上記曲がり鋼管３０と内管２１との間に設置されたジェットノズル、２４は上記内管２１の後端部に接続され、上記内管２１を推進するための削岩機、２５はこの削岩機２４を搭載するとともに、上記削岩機２４を地山１５方向にスライドさせるためのガイドセルである。このガイドセル２５は、図１に示すように、少なくとも削岩機２４のスライド面が、上記曲がり鋼管３０の曲率と同じ曲率を有する曲面により構成されている。また、２６は上記曲がり鋼管３０の後端部に設けられた、曲がり鋼管３０と内管２１とを接続するスイベル、２７は上記ジェットノズル２３に高圧水を圧送するための送水管、２８は上記内管２１の後端部に設けられた排土取出口である。なお、上記送水管２７は上記曲がり鋼管３０の内側で、上記内管２１の外周部に沿って配管される。また、上記送水管２７他端側は、図示しない高圧水圧送手段から圧送される高圧水の導入口に接続されている。
【００１２】
次に、先行支保工の構築方法について説明する。
まず、先端側に案内刃２２を取付けた曲がり鋼管３０を予め掘削した地山１５の切羽１５ａに挿入し、この曲がり鋼管３０内に、その外周部の先端にジェットノズル２３が取付けられた内管２１を挿入する。そして、上記案内刃２２の内側に設けられた上記ジェットノズル２３から高圧のジェット水を上記地山１５内に噴出させて上記地山１５を掘削するとともに、削岩機２４をガイドセル２５に沿って地山１５方向に移動させて上記内管２１を推進し、上記曲がり鋼管３０と内管２１とを同時に上記地山１５内へ挿入する。
ところで、曲がり鋼管３０の先端側に案内刃２２が取付けられていない場合には、図４（ａ）に示すように、上記ジェット水は、曲がり鋼管３０の幅以上に広がってしまい、そのため、曲がり鋼管３０の進行方向とは直角な方向も掘削されてしまう。このように、ジェット水が広がってしまうと、ジェット水による掘削力自体も低下して推進速度が遅くなってしまうだけでなく、曲がり鋼管３０の周囲が余掘りによる空隙の発生や、ジェット水の水が地盤に過度に吸収されることにより、地盤が弱体化されてしまうという問題点が発生する。
これに対して、本例では、曲がり鋼管３０の先端側に案内刃２２が取付けてあるので、図４（ｂ）に示すように、ジェット水は上記案内刃２２の幅にほぼ近い領域に集中して噴出される。したがって、地山１５を効率的に掘削することができる。また、先行支保工となる曲がり鋼管３０の周囲には余掘りによる空隙ができにくく、ジェット水の水も拡散しない。したがって、地盤を弱体化することがないので、迅速に、かつ確実に先行支保工を構築することができる。
なお、このとき、上記案内刃２２に、例えば、超音波振動子などを貼り付けて上記案内刃２２に振動を与えたり、削岩機によって上記案内刃２２に振動を与えたりしながら上記曲がり鋼管３０と内管２１とを推進するようにすれば、地山１５の掘削効率を更に向上させることができる。
【００１３】
上記曲がり鋼管３０を継ぎ足して延長する場合には、従来通り溶接にて曲がり鋼管３０，３０を接続するが、内管２１については、図３に示すように、内管２１，２１の接続部の外周側の、曲がり鋼管３０の曲率半径方向に対して４５°回転させた位置に、上記曲がり鋼管３０方向に突出する突出片２１ｋが設けられたフランジ２１Ｆを取付け、上記フランジ２１Ｆの突出片２１ｋ同士をボルト２１Ｂにより締結して接続する。このとき、上記突出片２１ｋの先端部が上記曲がり鋼管３０の内壁にほぼ当接させるようにする。これにより、上記曲がり鋼管３０が、地山１５からの圧力によりその断面が曲率半径方向に潰されるような変形をした場合でも、上記曲がり鋼管３０の中心位置を保持することができるだけでなく、フランジ２１Ｆが曲がり鋼管３０と噛み合うことがないので、上記曲がり鋼管３０をスムースに地山１５内へ挿入することができる。また、同様の理由で、曲がり鋼管３０の挿入後の内管２１の回収もスムースに行うことができる。また、安価な真円度の精度が劣る曲がり鋼管であっても、スムースに地山１５内へ挿入することができる。
また、本例では、内管２１，２１を上記フランジ２１Ｆの突出片２１ｋにて接続しているので、上記接続部においては、突出片２１ｋ、２１ｋ間に上記送水管２７を通すことができる。したがって、送水管２７の配管が容易になるとともに、曲がり鋼管３０と内管２１間のスペースを有効に活用することができる。
【００１４】
上記地山１５を掘削した排土は、内管２１の内側を通って外部へ排出される。具体的には、図２に示すように、上記内管２１の後端部に排土取出口２８を設け、この排土取出口２８に図示しない排土用ポンプを取付けて、上記掘削した泥土を上記内管２１の外部へ排出する。本例では、内管２１の内部には、掘削装置などの装置類がないので、排土を効率よく回収することができる。
なお、このようにして地山１５に曲がり鋼管３０を埋設してこれを先行支保工とした後、上記曲がり鋼管３０内からジェットノズル２３、送水管２７、及び、内管２１を取出し、上記曲がり鋼管３０内に、上記図８に示した注入管５６と同様の注入管を備えた注入装置を挿入して、上記曲がり鋼管３０の図示しない注入孔から上記地山１５に地盤固化剤を注入して上記曲がり鋼管３０の周辺の地山１５を補強するようにすれば、先行支保工を更に強固にすることができる。
【００１５】
このように、本実施の形態では、曲がり鋼管３０の先端部に、上記曲がり管の外周に沿った筒状の案内刃２２を取付けるとともに、この案内刃２２の内側で上記曲がり鋼管３０と、上記曲がり鋼管３０内に配置された内管２１との間にジェットノズル２３を取付け、送水管２７から上記ジェットノズル２３に高圧水を送って、上記案内刃２２の内空側から高圧のジェット水を地山１５内に噴出させて上記地山１５を掘削しながら先行支保工となる曲がり鋼管３０を上記地山１５内へ挿入するようにしたので、先行支保工周囲の地盤を弱体化することもなく、上記地山１５中に容易に先行支保工を構築することができる。また、本例ではジェット水のみによる掘削を行うため、内管２１の内部に装置類がないので、排土を効率よく回収することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態では、円筒状の曲がり鋼管３０を地山１５に埋設してこれを先行支保工とした場合について説明したが、本例の曲線ボーリング装置２０は回転部を有しないので、地山１５に埋設する曲がり鋼管の断面形状を任意に選択することができる。
図５（ａ）はその一例を示す図で、断面形状が矩形の曲がり鋼管３１であっても、円筒状の内管２１を上記曲がり鋼管３１の内壁側に内設するようにすれば、上記曲がり鋼管３１と内管２１とをスムーズに上記地山１５中に挿入することが可能である。ところで、地山１５中の曲がり鋼管の断面に作用する圧力の大きさは、直線管の場合には周方向にほぼ一定であるが、曲線管の場合には、その大きさは、曲がり鋼管の曲率半径方向の方がそれに直角な方向よりも大きいため、図５（ｂ）に示すように、曲がり鋼管の断面には、曲がり鋼管をその曲率半径方向に押しつぶすような力が作用し、曲がり鋼管が変形してしまい、推進に支障をきたす恐れがある。したがって、曲線ボーリングにおいては、曲がり鋼管の強度を高める必要がある。このとき、曲がり鋼管が上記例のように、円筒状の曲がり鋼管３０の場合には、円筒の曲率半径方向の肉厚を厚くして強度高める方法も考えられるが、このような円管を作製することは実用的ではない。また、曲がり鋼管３０全体の肉厚を厚すると、コスト高となるが、本発明では、曲がり鋼管の断面形状を任意に選択することができるので、例えば、図５（ａ）に示すような、断面形状が矩形の曲がり鋼管３１で、その曲率半径方向の面（＝曲率半径方向に直交する面で、同図の上面と下面の相当する）３１ａ，３１ｂの内、曲率の大きい上面３１ａ肉厚を、下面３１ｂや曲率半径方向に直角な方向の面（同図の、側面）３１ｃ，３２ｄの肉厚よりも厚く形成したものを用いれば、管全体の肉厚を厚することなく、曲がり鋼管３１の強度を向上させることができるので、安価で、強度の高い曲がり鋼管を用いた先行支保工を構築することができる。なお、曲がり鋼管３１の肉厚の変更箇所は、その曲率の大きい上記上面３１ａに限定されるものではなく、曲率の小さな下面３１ｂの肉厚を大きくしてもよく、更には、両方を厚くすれば、更に強度を向上させることができる。
【００１７】
また、図６に示すように、上記曲がり鋼管３０，３１に代えて、断面がＨ型の曲がり鋼材３２を用いることも可能である。この場合には、上記曲がり鋼材３２の上，下のフランジ部３２Ｆ，３２Ｆとウェブ３２Ｗとの間にそれぞれ円筒形の内管２１，２１を内設するようにする。このとき、予め、上記内管２１，２１の側面に沿って複数の注入孔２１ｈを設けておき、上記曲がり鋼材３２の埋設後には、上記内管２１内に注入装置を挿入して、上記注入孔２１ｈを介して、上記地山１５に地盤固化剤を注入して上記地山１５を補強するようにすればよい。
上記断面がＨ型の曲がり鋼材３２は、上下方向からの圧力に強いので、強度の高い先行支保工を構築することができるとともに、肉厚の厚い円筒状の曲がり鋼管３０や上記断面形状が矩形の曲がり鋼管３１よりも容易に入手可能であり、コスト低減も可能であるという利点を有する。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、地山に挿入される曲がり管の先端側に案内刃を取付けるとともに、この曲がり管の内部の先端側にジェット水噴射ノズルを取付け、上記ジェット水噴射ノズルからのジェット水を、上記案内刃の開口部から上記地山内へ噴射して地山を掘削しながら、上記曲がり管を上記地山に挿入してこれを先行支保工としたので、簡単な構成で、先行支保工を構築することができる。また、回転機構を必要としないジェット水のみによる掘削なので、削孔断面の形状の自由度を大きすることが可能となり、強度の高い、断面が角状の管やＨ鋼などの円管以外の曲がり管あるいは曲線状の鋼材を埋設してこれを先行支保工とすることができる。また、管内に掘削装置等を設置する必要がないので、効率よく排土することができ、施工効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る曲線ボーリング装置の構成を示す図である。
【図３】曲線ボーリング装置の要部断面図である。
【図４】本実施の形態に係る地山の掘削方法を示す図である。
【図５】断面形状が矩形の曲がり鋼管の挿入方法を示す図である。
【図６】断面形状がＨ型の曲がり鋼管の挿入方法を示す図である。
【図７】従来の曲線ボーリング装置の概要を示す図である。
【図８】地盤固化剤の注入方法を示す図である。
【符号の説明】
１０中央導坑、１１，１２本坑、１４中央導坑の支保工、１５地山、２０曲線ボーリング装置、２１内管、２１Ｆフランジ、２１ｋ突出片、２１Ｂボルト、２２案内刃、２３ジェットノズル、２４削岩機、２５ガイドセル、２６スイベル、２７送水管、２８排土取出口、３０曲がり鋼管。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of constructing an underground support, and more particularly, to a method of inserting and burying a bent pipe into a ground, which is an arch portion of a tunnel cross section.
[0002]
[Prior art]
Generally, when digging a tunnel on soft ground, before excavation work, drilling is performed from the face to the ground around the tunnel in the direction of digging, and an injection pipe is inserted into this drilled hole to dig the ground. A method has been performed in which a solidifying agent is injected to reinforce the ground, and then the reinforced portion is excavated to construct a shoring. However, in this method, since the reinforcement of the ground and the construction of the shoring work must be performed alternately and repeatedly, there is a problem that the working efficiency is poor and the construction period is prolonged. Therefore, after constructing an advanced tunnel in advance in the tunnel excavation direction, a bent steel pipe having a predetermined curvature is inserted and buried from the side wall of the advanced tunnel into the ground which is the arch portion of the tunnel section of the main tunnel. A method has been proposed in which this is used as a preliminary support and then the ground is excavated.
Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, a steel pipe to be inserted into the ground 60 is formed by bending a steel pipe (hereinafter, referred to as an outer pipe) 51 having an injection hole 51 h on a side surface thereof. A tip device 53 having a tip bit 53b rotated by a motor 53a is attached to the tip of the inner tube 52, and a ground pile 60 is formed. The outer pipe 51 is inserted into the ground 60 and buried by using the curved boring device 50 that propels the double pipe while excavating. In this curved boring device 50, the outer pipe 51 and the inner pipe 52 are connected by the swivel 54 in the advanced shaft 61, and the outer peripheral surface of the outer pipe 51 is gripped by the holder 55 </ b> H of the propulsion device 55 for propulsion. The outer pipe 51 and the inner pipe 52 are simultaneously inserted into the ground 60 while excavating the ground 60 with the tip device 53.
[0003]
Then, while repeatedly performing the step of propelling the outer pipe 51 and the inner pipe 52 by excavating the ground 60 and the step of connecting the inner pipe 52 and the outer pipe 51 to extend the double pipe, After inserting the pipe 51 to a predetermined length, the tip device 53 and the inner pipe 52 are recovered, and a packer 56p is provided in the outer pipe 51 before and after the discharge port 56h as shown in FIG. The injection pipe 56 is inserted, and the ground solidifying agent pumped through the injection liquid transfer pipe 57 connected to the rear end of the injection pipe 56 is discharged into the outer pipe 51. The ground hardening agent is injected into the ground 60 around the tunnel from the injection hole 51h provided to reinforce the ground 60. Thus, a pre-support structure including the outer pipe 51 buried in the ground portion reinforced with the ground solidifying material can be constructed (for example, Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 1 and the like).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-160980 (pages 2, 3; FIGS. 1, 3)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-242581 (pages 2, 3; FIG. 1-3)
[Non-patent document 1]
Yoshitomo Kameoka, Taro Kasuya, "Development of Curved Boring Method (TURIP Method)", Journal of Japan Society of Civil Engineers, April 1995, [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional method, since the rotating mechanism is used for excavating the ground 60, the cross-sectional shape of the bent steel pipe (outer pipe 51) to be embedded is limited to a circular one. Further, in the curved boring device 50, since the motor 53a, the tip bit 53b, and the devices such as the rotational force transmission mechanism need to be housed inside the inner tube 52, the inner space of the inner tube 52 is narrow. Therefore, there is a problem that the excavated mud cannot be efficiently discharged.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the conventional problems, and provides a method of constructing a leading support by inserting and burying a bent steel pipe efficiently in a ground around a tunnel with a simple configuration. Aim.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention is a method of constructing an underground support structure in which a bent pipe is inserted into the ground from the side wall of an advanced shaft and buried therein, and this is used as a precedent support. A tubular guide blade along the outer circumference of the curved pipe is attached to the tip of the pipe, and a jet water jet nozzle is attached to the tip side inside the bent pipe, and the jet water jet nozzle is opened from the opening of the guide blade. And excavating the ground while injecting jet water from the ground into the ground, and inserting the bent pipe into the ground. This increases the degree of freedom in the shape of the cross section of the drilled hole, so that it is possible to embed a bent pipe or a curved steel material other than a circular pipe such as a square pipe or H steel. Further, since there is no need to install a digging device in the pipe, the efficiency of earth removal is improved, so that the construction efficiency can be greatly improved.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the method of constructing an underground support according to the first aspect, in order to efficiently propel the bent pipe, the bent pipe is inserted while applying vibration to the guide blade. It is like that.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the construction method of the underground support according to the first or second aspect, an inner pipe for discharging mud excavated by the jet water into the inside of the curved pipe. And the jet water injection nozzle is attached to the outer end of the inner pipe, so that even when the radius of curvature is small, it is possible to reliably perform curved boring. .
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of constructing an underground support according to the third aspect, in order to improve the strength of the bent pipe, its cross-sectional shape is changed in a direction in which a thickness in a radius of curvature direction is perpendicular to the thickness. It is a shape thicker than the thickness of.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for constructing an underground support according to the third aspect, a bent steel material having an H-shaped cross section is used instead of the bent pipe, and the upper and lower bent materials are used. An inner pipe is attached between the flange portion and the web to insert and bury the steel material in the ground.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of constructing an underground support according to any one of the third to fifth aspects, and the method of improving a ground pile according to the fifth aspect, wherein a rear end of the inner pipe is provided. A rock drill is connected to the section, and the bent pipe is inserted into the ground.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an advanced excavation which has been excavated in advance to construct two adjacent and parallel tunnels (main shafts) 11 and 12. A central shaft 20, which is a shaft, is installed in the central shaft 10, and from both shoulders 14a, 14b of the support 14 of the central shaft 10, the arch portions of the main shafts 11, 12 to be excavated are connected to the central shaft 10, respectively. This is a curved boring device for inserting and burying a cylindrical bent steel pipe 30 serving as a precedent support in a ground 15 to be formed.
2 and 3 are views showing details of the curved boring device 20. An inner pipe 21 is disposed inside the bent steel pipe 30 which is an outer pipe, concentrically with the bent steel pipe 30, and 22 is a bent pipe. A cylindrical guide blade 23 is attached to the tip of the steel pipe 30 along the outer periphery of the bent steel pipe 30. A jet 23 is provided between the bent steel pipe 30 and the inner pipe 21 inside the guide blade 22. A nozzle 24 is connected to the rear end of the inner pipe 21. A rock drill for propelling the inner pipe 21 is mounted with the rock drill 24. The rock drill 24 is mounted on the ground 15 It is a guide cell for sliding in the direction. As shown in FIG. 1, in the guide cell 25, at least the slide surface of the rock drill 24 is formed of a curved surface having the same curvature as the curved steel pipe 30. 26 is a swivel provided at the rear end of the bent steel pipe 30 for connecting the bent steel pipe 30 and the inner pipe 21; 27 is a water pipe for pumping high-pressure water to the jet nozzle 23; This is a discharge outlet provided at the rear end of the inner pipe 21. The water pipe 27 is provided inside the bent steel pipe 30 and along the outer periphery of the inner pipe 21. The other end of the water pipe 27 is connected to an inlet of high-pressure water fed from high-pressure water pumping means (not shown).
[0012]
Next, a method of constructing a pier will be described.
First, a bent steel pipe 30 having a guide blade 22 attached to the distal end side is inserted into a face 15a of the ground pile 15 excavated in advance, and an inner pipe having a jet nozzle 23 attached to a tip of an outer peripheral portion of the bent steel pipe 30 is attached to the bent steel pipe 30. 21 is inserted. Then, high-pressure jet water is jetted from the jet nozzle 23 provided inside the guide blade 22 into the ground 15 to excavate the ground 15, and the rock drill 24 is moved along the guide cell 25 along the guide cell 25. Then, the inner pipe 21 is propelled by moving toward the ground 15, and the bent steel pipe 30 and the inner pipe 21 are simultaneously inserted into the ground 15.
By the way, when the guide blade 22 is not attached to the distal end side of the bent steel pipe 30, the jet water spreads more than the width of the bent steel pipe 30 as shown in FIG. A direction perpendicular to the traveling direction of the steel pipe 30 is also excavated. As described above, when the jet water spreads, not only does the excavation force itself due to the jet water decrease, so that the propulsion speed becomes slow, but also the surroundings of the bent steel pipe 30 generate voids due to overdigging, There is a problem that the ground is weakened due to excessive absorption of water into the ground.
On the other hand, in the present embodiment, since the guide blade 22 is attached to the distal end side of the bent steel pipe 30, the jet water is concentrated in a region almost close to the width of the guide blade 22, as shown in FIG. It is gushing. Therefore, the ground 15 can be efficiently excavated. In addition, it is difficult to form a gap around the bent steel pipe 30 serving as a preceding support due to overdigging, and the jet water does not diffuse. Therefore, since the ground is not weakened, it is possible to quickly and surely construct the preceding support.
At this time, for example, an ultrasonic vibrator or the like is attached to the guide blade 22 to apply vibration to the guide blade 22 or to apply vibration to the guide blade 22 by using a rock drill to make the bent steel pipe. If the thrust 30 and the inner pipe 21 are propelled, the excavation efficiency of the ground 15 can be further improved.
[0013]
In the case where the bent steel pipes 30 are added and extended, the bent steel pipes 30 and 30 are connected by welding as in the related art, but the inner pipe 21 is connected to the connecting portions of the inner pipes 21 and 21 as shown in FIG. A flange 21F provided with a projecting piece 21k projecting in the direction of the bent steel pipe 30 is attached to a position on the outer peripheral side, which is rotated by 45 ° with respect to the radius direction of curvature of the bent steel pipe 30, and the projecting pieces 21k of the flange 21F are attached to each other. Are connected by bolts 21B. At this time, the tip of the protruding piece 21k is made to substantially contact the inner wall of the bent steel pipe 30. Thereby, even when the bent steel pipe 30 is deformed such that its cross section is crushed in the radius of curvature direction by the pressure from the ground 15, not only can the center position of the bent steel pipe 30 be maintained, but also the Since 21F does not engage with the bent steel pipe 30, the bent steel pipe 30 can be smoothly inserted into the ground 15. Further, for the same reason, the recovery of the inner pipe 21 after the insertion of the bent steel pipe 30 can be performed smoothly. Further, even a low-priced bent steel pipe with inferior roundness accuracy can be smoothly inserted into the ground 15.
Further, in this example, since the inner pipes 21 and 21 are connected by the protruding pieces 21k of the flange 21F, the water supply pipe 27 can be passed between the protruding pieces 21k and 21k in the connection portion. Therefore, piping of the water supply pipe 27 becomes easy, and the space between the bent steel pipe 30 and the inner pipe 21 can be effectively utilized.
[0014]
The earth removed from the ground 15 is discharged to the outside through the inner pipe 21. Specifically, as shown in FIG. 2, a discharge outlet 28 is provided at the rear end of the inner pipe 21, and a discharge pump (not shown) is attached to the discharge outlet 28, and the excavated mud is removed. Is discharged to the outside of the inner tube 21. In this example, there is no equipment such as a digging device inside the inner pipe 21, so that it is possible to efficiently collect the discharged soil.
After the bent steel pipe 30 is buried in the ground 15 and used as a preliminary support in this way, the jet nozzle 23, the water supply pipe 27, and the inner pipe 21 are taken out from the bent steel pipe 30, and the bent pipe is taken out. An injection device having an injection pipe similar to the injection pipe 56 shown in FIG. 8 is inserted into the steel pipe 30, and a ground hardening agent is injected into the ground 15 from an injection hole (not shown) of the bent steel pipe 30. If the ground 15 around the bent steel pipe 30 is reinforced in this way, the preceding support can be further strengthened.
[0015]
As described above, in the present embodiment, the tubular guide blade 22 along the outer periphery of the bent pipe is attached to the distal end of the bent steel pipe 30, and the bent steel pipe 30 and the A jet nozzle 23 is attached between the inner pipe 21 disposed in the bent steel pipe 30 and high-pressure water is sent from the water supply pipe 27 to the jet nozzle 23, and high-pressure jet water is supplied from the inner space side of the guide blade 22. Since the bent steel pipe 30 serving as the precedent support is inserted into the base 15 while being squirted into the base 15 and excavating the base 15, the ground around the precedent support may be weakened. In addition, it is possible to easily construct a preceding support in the ground 15. Further, in this example, since the excavation is performed only by the jet water, there are no devices inside the inner pipe 21, so that the discharged soil can be efficiently collected.
[0016]
In the above-described embodiment, the case where the cylindrical bent steel pipe 30 is buried in the ground pile 15 and this is used as a preliminary support has been described. However, since the curved boring device 20 of this example has no rotating part, The cross-sectional shape of the bent steel pipe buried in the ground 15 can be arbitrarily selected.
FIG. 5A is a view showing an example thereof. Even if the cross-sectional shape is a rectangular bent steel pipe 31, if the cylindrical inner pipe 21 is provided inside the bent steel pipe 31 on the inner wall side, the above-described structure is obtained. The bent steel pipe 31 and the inner pipe 21 can be smoothly inserted into the ground 15. By the way, the magnitude of the pressure acting on the cross section of the bent steel pipe in the ground 15 is substantially constant in the circumferential direction in the case of a straight pipe, but in the case of a curved pipe, the magnitude is equal to that of the bent steel pipe. Since the radius of curvature is larger in the direction perpendicular to the radius of curvature, as shown in FIG. 5B, a force acts on the cross section of the bent steel pipe so as to crush the bent steel pipe in the radius of curvature direction. May be deformed and hinder propulsion. Therefore, in curved boring, it is necessary to increase the strength of the bent steel pipe. At this time, when the bent steel pipe is the cylindrical bent steel pipe 30 as in the above example, a method of increasing the thickness by increasing the thickness of the cylinder in the radius of curvature direction may be considered, but such a circular pipe is manufactured. It is not practical to do. Further, if the thickness of the entire bent steel pipe 30 is increased, the cost increases. However, in the present invention, since the cross-sectional shape of the bent steel pipe can be arbitrarily selected, for example, as shown in FIG. Among the curved steel pipes 31 having a rectangular cross-sectional shape, of the surfaces 31a and 31b in the direction of the radius of curvature (= surfaces perpendicular to the direction of the radius of curvature and corresponding to the upper surface and the lower surface in FIG. 3), the upper surface 31a having a large curvature is provided. Is formed thicker than the thickness of the lower surface 31b and the surfaces (side surfaces in the figure) 31c and 32d in the direction perpendicular to the radius of curvature, the bent steel pipe can be formed without increasing the thickness of the entire pipe. Since the strength of 31 can be improved, it is possible to construct a leading support using an inexpensive and high-strength bent steel pipe. It should be noted that the portion where the thickness of the bent steel pipe 31 is changed is not limited to the upper surface 31a having a large curvature, and the thickness of the lower surface 31b having a small curvature may be increased. If this is the case, the strength can be further improved.
[0017]
Further, as shown in FIG. 6, a bent steel material 32 having an H-shaped cross section can be used instead of the bent steel pipes 30 and 31. In this case, cylindrical inner tubes 21 and 21 are respectively provided between the upper and lower bent portions 32F and 32F of the bent steel material 32 and the web 32W. At this time, a plurality of injection holes 21h are provided in advance along the side surfaces of the inner pipes 21 and 21, and after the bent steel material 32 is embedded, an injection device is inserted into the inner pipe 21 to perform the injection. A ground hardening agent may be injected into the ground 15 through the holes 21h to reinforce the ground 15.
Since the bent steel material 32 having the H-shaped cross section is resistant to pressure from the vertical direction, a high-strength preceding support can be constructed, and the thick cylindrical bend steel pipe 30 and the cross-sectional shape are rectangular. It is easier to obtain than the bent steel pipe 31, and the cost can be reduced.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, the guide blade is attached to the tip side of the bent pipe inserted into the ground, and the jet water injection nozzle is attached to the tip side inside the bent pipe, and the jet water from the jet water injection nozzle is supplied. Since the bent pipe is inserted into the ground while the ground is excavated by injecting the ground into the ground through the opening of the guide blade, and this is used as the preliminary support, the simple structure can be used. Can be constructed. In addition, since excavation is performed only with jet water that does not require a rotating mechanism, it is possible to increase the degree of freedom in the shape of the cross section of the drilled hole. A bent pipe or a curved steel material can be buried and used as a preliminary support. In addition, since it is not necessary to install a digging device or the like in the pipe, it is possible to efficiently discharge the soil, and the construction efficiency can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a curved boring device according to the present embodiment.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a curved boring device.
FIG. 4 is a diagram showing a method of excavating a ground according to the present embodiment.
FIG. 5 is a view showing a method of inserting a bent steel pipe having a rectangular cross section.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of inserting a bent steel pipe having an H-shaped cross section.
FIG. 7 is a diagram showing an outline of a conventional curve boring apparatus.
FIG. 8 is a view showing a method of injecting a ground solidifying agent.
[Explanation of symbols]
10 Central shaft, 11, 12 shafts, 14 Central shaft support, 15 Ground, 20 Curve boring device, 21 inner pipe, 21F flange, 21k projecting piece, 21B bolt, 22 guide blade, 23 jet nozzle, 24 rock drills, 25 guide cells, 26 swivels, 27 water pipes, 28 dumping outlets, 30 bent steel pipes.

Claims

In a method of constructing an underground support in which a bent pipe is inserted into the ground from the side wall of an advanced shaft and buried and is used as a precedent support, a cylindrical shape along the outer periphery of the bent pipe is provided at the tip of the bent pipe. At the same time, the jet blade is attached to the inside of the bent pipe, and a jet water jet nozzle is attached to the tip side of the bent pipe. A method of constructing an underground support, wherein a mountain is excavated and the bent pipe is inserted into the ground.

The method according to claim 1, wherein the bent pipe is inserted while applying vibration to the guide blade.

An inner pipe for discharging mud excavated by the jet water is mounted inside the bent pipe, and the jet water injection nozzle is mounted at a tip on an outer peripheral side of the inner pipe. The method of constructing an underground support according to claim 1 or 2.

The method of constructing an underground support according to claim 3, wherein the cross-sectional shape of the bent pipe is such that a thickness in a radius direction of curvature is thicker than a thickness in a direction perpendicular to the radius direction.

4. A bent steel material having an H-shaped cross section is used in place of the bent pipe, and an inner pipe is attached between the upper and lower flange portions of the bent steel material and the web, respectively. How to build an underground support.

The underground support according to any one of claims 3 to 5, wherein a rock drill is connected to a rear end of the inner pipe, and the bent pipe is inserted into the ground. How to build.