JP2008180014A - Tunnel construction method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はトンネルの構築方法に係り、特に掘削後の本坑部に複数のＨ鋼製支保工を建て込むとともに、この本坑部の一側下端から他側下端までトンネルの幅方向に延びる複数のＨ鋼製支保工を建て込み、その後に、このＨ鋼製支保工部分にコンクリートを吹き付ける吹き付けコンクリート工程を施したトンネルの構築方法に関するものである。 The present invention relates to a method for constructing a tunnel, and in particular, a plurality of H steel support works are built in a main shaft after excavation, and a plurality of members extend in the width direction of the tunnel from the lower end on one side to the lower end on the other side of the main shaft. It is related with the construction method of the tunnel which built the H steel support work of this, and gave the spraying concrete process which sprays concrete to this H steel support work part after that.
車両や鉄道等の交通網の発達により、山間地への交通網の配備も行われている。
このとき、山間地においては、山の裾部分を切り崩し、交通網を配備することも実施されているが、地山の岩盤の所要位置を掘削機により掘削し、掘削後の掘削坑部を利用してトンネルを構築する方策も実施されている。
Due to the development of transportation networks such as vehicles and railways, the transportation network has been deployed in mountainous areas.
At this time, in mountainous areas, it is also practiced to cut the foot of the mountain and deploy a transportation network, but excavate the required position of the rock in the natural mountain with an excavator and use the excavated mine part after excavation And measures to build a tunnel are also being implemented.
ところで、従来のトンネルの構築方法においては、図１８に示す如く、掘削後の掘削坑部内の上部に、コンクリートを打設することによって、上方に凸のアーチ状のコンクリート製の本坑部１０２を形成するとともに、掘削坑部内の下部には、コンクリートを打設することによって、下方に凸のアーチ状、かつ前記本坑部１０２の一側下端から他側下端まで延びるコンクリート製の底部１０３を形成している。
そして、前記底部１０３を形成した後には、この底部１０３の上面に土砂１３１を搬送して埋戻し箇所において、中央排水路１３２を形成しつつ、ブルドーザで敷均し、タイヤローラで締め固めてアーチ状の底部１０３上に平面上の走行面１３３を形成している。
しかし、上述したトンネルの構築方法においては、本坑部と底部とをコンクリートのみで形成しているため、底部下側における最大圧縮力は十分な値を確保することが可能であるが、底部上側における最大引張力に対して脆弱であるという不都合がある。
また、前記本坑部や底部を構築する際には、材料として生コンクリートを使用しているため、基本的には昼間施工しかできず、作業時間が限定されることとなり、大なる構築期間を必要とし、人件費や作業機械等のコストが大となって、経済的に不利であるという不都合がある。
By the way, in the conventional tunnel construction method, as shown in FIG. 18, by placing concrete on the upper part of the excavated pit after excavation, the arch-shaped concrete main pit 102 having an upward convex shape is formed. At the bottom of the excavation pit, concrete is cast to form a arch shape that protrudes downward, and a concrete bottom 103 that extends from the lower end on one side to the lower end on the other side of the main pit 102. is doing.
After the bottom portion 103 is formed, the earth and sand 131 are conveyed to the upper surface of the bottom portion 103, and a central drainage channel 132 is formed at the backfill portion, spread with a bulldozer, and compacted with a tire roller, and then arched. A flat running surface 133 is formed on the bottom 103 of the shape.
However, in the tunnel construction method described above, since the main mine and the bottom are formed only of concrete, it is possible to secure a sufficient value for the maximum compressive force at the bottom of the bottom. There is an inconvenience of being fragile with respect to the maximum tensile force.
In addition, when building the main pit and bottom, raw concrete is used as the material, so basically only daytime construction can be performed, and the working time is limited, and a large construction period is required. There is an inconvenience that it is economically disadvantageous because it requires labor cost and work machine cost.
また、トンネルの構築方法においては、前記コンクリート内に鉄筋を配設したものもある。
しかし、コンクリート内に鉄筋を配設する方策においては、多量の鉄筋を使用するため、現場での鉄筋の鉄筋組立、段取り筋設置等の作業が膨大なものとなり、施工期間を短縮できず、人件費や作業機械等のコストが大となって、経済的に不利であるという不都合がある。
In some tunnel construction methods, reinforcing bars are disposed in the concrete.
However, in the policy of arranging reinforcing bars in concrete, a large amount of reinforcing bars are used, so the work such as rebar assembly and setup of the reinforcing bars on the site becomes enormous, and the construction period cannot be shortened. There is an inconvenience that it is economically disadvantageous because the cost and the cost of work machines are large.
更に、トンネルの構築方法においては、図１９に示す如く、本坑部２０２に上方に凸のアーチ状としたＨ鋼製支保工２０４を使用したものもある。
このとき、前記本坑部２０２のみにＨ鋼製支保工２０４を使用した方策においては、本坑部２０２の一側下端や他側下端を支持する強度を確保する必要がある。
しかし、Ｈ鋼製支保工２０４を使用した本坑部２０２の一側下端や他側下端をコンクリート製の底部２０３で支持することとなるため、底部２０３下側における最大圧縮力に関しては（図１９の黒太矢印参照）十分な値を確保することが可能であるが、底部２０３上側における最大引張力に関しては（図１９の白抜き矢印参照）脆弱であるという不都合がある。
Further, in some tunnel construction methods, as shown in FIG. 19, the main pit portion 202 uses an H steel support 204 having an upward arch shape.
At this time, it is necessary to ensure the strength to support the lower end on one side and the lower end on the other side of the main pit 202 in the measure using the H steel support 204 only for the main pit 202.
However, since the lower end on one side and the lower end on the other side of the main pit portion 202 using the H steel support 204 are supported by the concrete bottom portion 203, the maximum compressive force at the bottom side of the bottom portion 203 (FIG. 19). It is possible to secure a sufficient value, but there is a disadvantage that the maximum tensile force on the upper side of the bottom 203 is weak (see the white arrow in FIG. 19).
この発明の目的は、最大圧縮力や最大引張力を向上させるとともに、施工期間を短縮できるトンネルの構築方法を実現することにある。 An object of the present invention is to realize a tunnel construction method capable of improving the maximum compressive force and the maximum tensile force and shortening the construction period.
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、地山の所要位置を掘削し、掘削後の掘削坑部内の上部にコンクリート製の本坑部を形成するとともに、掘削坑部内の下部には下方に凸のアーチ状のコンクリート製の底部を形成してトンネルを構築するトンネルの構築方法において、先ず、掘削後に形成した前記本坑部に複数のＨ鋼製支保工を建て込むとともに、この本坑部の一側下端から他側下端までトンネルの幅方向に延びる複数のＨ鋼製支保工を建て込み、その後に、このＨ鋼製支保工部分にコンクリートを吹き付ける吹き付けコンクリート工程を施し、前記Ｈ鋼製支保工を使用して前記トンネルを構築したことを特徴とする。 Therefore, in order to eliminate the inconvenience described above, the present invention excavates a required position of a natural ground, forms a concrete main pit in the upper part in the excavated mine part after excavation, and in the lower part in the excavated mine part. In a tunnel construction method in which a bottom is formed with a convex arch-shaped concrete bottom, a tunnel is constructed. First, a plurality of H-steel support works are built in the main pit formed after excavation, and this book A plurality of H steel supports extending in the width direction of the tunnel are built from the lower end of one side of the pit to the lower end of the other side, and then a spray concrete process is performed to spray concrete onto the H steel support portion, The tunnel is constructed using a steel support.
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、地山の所要位置を掘削し、掘削後の掘削坑部内の上部にコンクリート製の本坑部を形成するとともに、掘削坑部内の下部には下方に凸のアーチ状のコンクリート製の底部を形成してトンネルを構築するトンネルの構築方法において、先ず、掘削後に形成した前記本坑部に複数のＨ鋼製支保工を建て込むとともに、この本坑部の一側下端から他側下端までトンネルの幅方向に延びる複数のＨ鋼製支保工を建て込み、その後に、このＨ鋼製支保工部分にコンクリートを吹き付ける吹き付けコンクリート工程を施し、前記Ｈ鋼製支保工を使用して前記トンネルを構築した。
従って、以下の（１）〜（５）までの効果を有し、この発明におけるトンネルの構築方法によって、工期短縮が図れ、コストを低減し得る。
（１）従来から実施されている標準工法は材料が生コンクリートのため、基本的には昼間施工しかできない。
これに比べ、この発明のトンネルの構築方法で使用する吹き付けコンクリートは、現場で練り混ぜ可能なため、作業時間の自由度が増し、昼夜施工が可能である。
（２）従来から実施されている標準工法のコンクリートの設計基準強度（１８Ｎ／ｍｍ２）を、吹き付けコンクリートの設計基準強度（３６Ｎ／ｍｍ２）にすることで、底部の掘削量を約１／２に削減できる。
（３）引張力を鉄筋でなく、Ｈ鋼製支保工で代替することで、鉄筋組立、段取り筋設置の手間が省ける。
（４）本坑部と底部とのＨ鋼製支保工が一体となってグランドアーチを形成することにより、覆工コンクリートのひび割れ防止に有効である。
（５）高い初期強度を発現できるので、養生時間を短縮することができる。
As described in detail above, according to the present invention, a required position of a natural ground is excavated, a concrete main pit is formed in the upper part of the excavated pit after excavation, and the lower part in the excavated pit is below. In a tunnel construction method for forming a tunnel by forming a convex arch-shaped concrete bottom, first, a plurality of H-steel support works are built in the main pit formed after excavation. A plurality of H-steel supporters extending in the width direction of the tunnel from the lower end of one side to the lower end of the other side, and then subjected to a spraying concrete process in which concrete is sprayed onto the H-steel support part, The tunnel was constructed using a support structure.
Accordingly, the following effects (1) to (5) are obtained, and the construction period can be shortened and the cost can be reduced by the tunnel construction method of the present invention.
(1) The standard construction method that has been used in the past is basically made of ready-mixed concrete.
Compared to this, the sprayed concrete used in the tunnel construction method of the present invention can be mixed on-site, so the degree of freedom in working time is increased, and construction is possible day and night.
(2) By changing the design standard strength (18N / mm2) of concrete of the standard construction method that has been conventionally used to the design standard strength (36N / mm2) of sprayed concrete, the amount of excavation at the bottom is reduced to about 1/2. Can be reduced.
(3) By replacing the tensile force with a H steel support instead of a reinforcing bar, the labor of reinforcing bar assembly and setup reinforcing bar can be saved.
(4) H steel support work at the main pit and bottom part is integrated to form a ground arch, which is effective in preventing cracking of the lining concrete.
(5) Since high initial strength can be expressed, the curing time can be shortened.
上述の如く発明したことにより、トンネルの構築の際には、先ず、掘削後に形成した前記本坑部に複数のＨ鋼製支保工を建て込むとともに、この本坑部の一側下端から他側下端までトンネルの幅方向に延びる複数のＨ鋼製支保工を建て込み、その後に、このＨ鋼製支保工部分にコンクリートを吹き付ける吹き付けコンクリート工程を施す。
これにより、圧縮荷重や引っ張り荷重に対して十分な強度を有するとともに、施工期間を短縮できるトンネルの構築方法を実現している。
By inventing as described above, when constructing a tunnel, first, a plurality of H steel support works are built in the main shaft formed after excavation, and the other side from the lower end of one side of the main shaft A plurality of H steel support works extending in the width direction of the tunnel are built up to the lower end, and then a spray concrete process is performed in which concrete is sprayed onto the H steel support work parts.
This realizes a tunnel construction method that has sufficient strength against compressive loads and tensile loads and that can shorten the construction period.
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図１〜図１０はこの発明の実施例を示すものである。
図２及び図３において、１はトンネルである。
このトンネル１は、地山の所要位置を掘削し、掘削後の掘削坑部内の上部に上方に凸のアーチ状の形成する本坑部２と、掘削坑部内の下部には下方に凸のアーチ状の底部（「インバート部」ともいう。）３とを有している。
1 to 10 show an embodiment of the present invention.
2 and 3, 1 is a tunnel.
This tunnel 1 excavates a required position of a natural ground, and a main pit portion 2 that forms an upward arch shape in the upper portion of the excavated mine portion after excavation, and a downwardly convex arch in the lower portion in the excavation mine portion And a bottom portion 3 (also referred to as an “inverted portion”).
そして、前記トンネル１の構築方法は、先ず、掘削後に形成した前記本坑部２に複数の本坑部用Ｈ鋼製支保工４を建て込むとともに、この本坑部２の一側下端から他側下端までトンネル１の幅方向に延びる複数の底部用Ｈ鋼製支保工５を建て込み、その後に、これらのＨ鋼製支保工４、５部分にコンクリートを吹き付ける吹き付けコンクリート工程を施し、前記Ｈ鋼製支保工４、５を使用して前記トンネル１を構築するものである。 And as for the construction method of the tunnel 1, first, while constructing a plurality of main steel part H-steel support 4 in the main mine part 2 formed after excavation, the other side from the lower end of one side of the main mine part 2 A plurality of bottom H steel supporters 5 extending in the width direction of the tunnel 1 are built up to the lower end of the side, and then a sprayed concrete process is performed in which concrete is sprayed on these H steel supporters 4 and 5, The tunnel 1 is constructed using steel supporters 4 and 5.
先ず、この発明の第１実施例におけるトンネル１の構築方法の作業手順を詳述する。
作業手順は、図１に示す如く、例えば１スパンを１０．５ｍとした際に、この１スパンを３分割して３．５ｍずつ施工する。
このとき、３分割した工区を第一〜第三工区とする。
そして、第一〜第三工区までの各工区は、夫々同一の作業工程にて処理される。
この作業工程を開示する。
（１）「掘削」工程
（２）「床付」工程
（３）「ずり出し」工程
（４）「Ｈ鋼製支保工建て込み」工程
（５）「Ｈ鋼製支保工継手」工程
（６）「吹き付けコンクリート」工程
（７）「埋戻し材運搬」工程
（８）「埋戻し、敷均し」工程
First, the work procedure of the tunnel 1 construction method in the first embodiment of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 1, for example, when one span is set to 10.5 m, the span is divided into three parts and each 3.5 m is applied.
At this time, the three divided sections are designated as the first to third sections.
And each 1st-3rd work area is processed in the same work process, respectively.
This work process is disclosed.
(1) “Drilling” process (2) “With floor” process (3) “Slip out” process (4) “H steel support construction” process (5) “H steel support joint” process (6 ) "Sprayed concrete" process (7) "Backfill material transportation" process (8) "Backfill and leveling" process
また、前記「掘削」工程Ａは、前記底部３の吹き付けコンクリート６の下面の深さまで、図示しない大型ブレーカとバックホウとを使用し、岩掘削を行う工程である。
なお、この「掘削」工程Ａは、標準工法と同じであるが、この発明では掘削量が少なくなるという利点がある。
The “excavation” step A is a step of performing rock excavation using a large breaker and a backhoe (not shown) up to the depth of the lower surface of the sprayed concrete 6 of the bottom 3.
This “excavation” step A is the same as the standard construction method, but the present invention has the advantage of reducing the amount of excavation.
前記「床付」工程Ｂは、掘削後、掘削面の破砕片除去及び整形をバックホウと人力で行う工程である。
この「床付」工程Ｂは、標準工法と同じである。
The “with floor” process B is a process in which after excavation, the excavated surface is removed and shaped by a backhoe and human power.
This “flooring” process B is the same as the standard method.
前記「ずり出し」工程Ｃは、掘削した土砂をバックホウでダンプトラック（図示せず）に積込み、坑外の土砂仮置場まで運搬し、仮置する工程である。
この「ずり出し」工程Ｃは、標準工法と同じである。
The “slip out” step C is a step in which excavated earth and sand are loaded onto a dump truck (not shown) with a backhoe, transported to the earth and sand temporary storage site outside the mine, and temporarily placed.
This “slip out” step C is the same as the standard method.
前記「Ｈ鋼製支保工建て込み」工程Ｄは、Ｈ鋼製支保工４、５を材料置場よりダンプトラックで運搬し、図示しないクレーン車で設置する工程である。
このとき、本坑部用Ｈ鋼製支保工４は、図２に示す如く、上方に凸のアーチ状に本坑部２を形成する際に、トンネル１の幅方向に延びるように設置されるとともに、所定間隔のピッチにて複数箇所に設置される。
また、底部用Ｈ鋼製支保工５は、図２に示す如く、本坑部２の一側下端から他側下端までトンネル１の幅方向に延びるように複数箇所、かつ前記本坑部用Ｈ鋼製支保工４の設置箇所に対応する箇所に設置される。
そして、所定長さの本坑部用Ｈ鋼製支保工４や底部用Ｈ鋼製支保工５を接続する際には、図４及び図６、図８に示す如く、端部をボルト７を使用して固定する。
このとき、前記トンネル１の幅方向に延びる底部用Ｈ鋼製支保工５において、隣接する底部用Ｈ鋼製支保工５同士を連絡する場合には、図９及び図１０に示す如く、底部用Ｈ鋼製支保工５にさや管８を固着するとともに、これらの隣接するさや管８にタイロッド９を挿入してさや管８間を連絡する。
The “H steel support construction” process D is a process in which the H steel support works 4 and 5 are transported from the material storage place by a dump truck and installed by a crane truck (not shown).
At this time, as shown in FIG. 2, the main shaft H steel support 4 is installed so as to extend in the width direction of the tunnel 1 when the main shaft 2 is formed in an upwardly projecting arch shape. At the same time, it is installed at a plurality of positions at a pitch of a predetermined interval.
Further, as shown in FIG. 2, the bottom H steel support 5 is provided at a plurality of locations so as to extend in the width direction of the tunnel 1 from the lower end on one side to the lower end on the other side, and It is installed at a location corresponding to the installation location of the steel support 4.
Then, when connecting the H steel support 4 for the main pit part and the H steel support 5 for the bottom part of the predetermined length, as shown in FIGS. Use and fix.
At this time, when the bottom H steel supporters 5 extending in the width direction of the tunnel 1 are connected to each other, the bottom H steel supporters 5 are connected to each other as shown in FIGS. The sheath tube 8 is fixed to the H steel support 5 and a tie rod 9 is inserted into the adjacent sheath tube 8 to communicate between the sheath tubes 8.
前記「Ｈ鋼製支保工継手」工程Ｅは、本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５とをボルト７を使用して締結する工程である。
この「Ｈ鋼製支保工継手」工程Ｅにおいて、本坑部用Ｈ鋼製支保工４の一側下端から他側下端には、図７に示す如く、土台プレート１０が固着されており、この土台プレート１０の上部に前記底部用Ｈ鋼製支保工５の両端側をボルト７によって固着するものである。
The “H steel support joint” process E is a process of fastening the H steel support 4 for the main pit and the H steel support 5 for the bottom using the bolts 7.
In this “H steel support joint” process E, the base plate 10 is fixed from one lower end to the other lower end of the main steel H steel support 4 as shown in FIG. Both ends of the bottom H steel support 5 are fixed to the upper part of the base plate 10 with bolts 7.
前記「吹き付けコンクリート」工程Ｆは、セメント、骨材、水等の材料を混練りした吹き付けコンクリート６をトラックミキサ（図示せず）で運搬し、吹き付け直前に急結剤（図示せず）を加え、図示しない吹き付けコンクリート機で吹き付けを行う工程である。 In the “sprayed concrete” process F, the sprayed concrete 6 kneaded with materials such as cement, aggregate and water is transported by a track mixer (not shown), and a quick setting agent (not shown) is added immediately before spraying. This is a step of spraying with a spray concrete machine (not shown).
前記「埋戻し材運搬」工程Ｇは、掘削時に仮置された土砂をダンプトラックで埋戻し箇所まで運搬する工程である。
この「埋戻し材運搬」工程Ｇは、標準工法と同じである。
The “backfill material transport” step G is a step of transporting the earth and sand temporarily placed during excavation to a backfill site by a dump truck.
This “backfill material conveyance” process G is the same as the standard construction method.
前記「埋戻し、敷均し」工程Ｈは、運搬された土砂を埋戻し箇所において、図示しないブルドーザで敷均し、タイヤローラ（図示せず）で締固めを行って図示しない走行路を形成する工程である。
この「埋戻し、敷均し」工程Ｈは、標準工法と同じである。
In the “backfilling and leveling” step H, the transported earth and sand are leveled with a bulldozer (not shown) at the backfilling site and compacted with a tire roller (not shown) to form a travel path (not shown). It is a process to do.
This “backfilling and spreading” process H is the same as the standard method.
これにより、この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法は、従来から実施されている標準工法に、
（４）「Ｈ鋼製支保工建て込み」工程
（５）「Ｈ鋼製支保工継手」工程
（６）「吹き付けコンクリート」工程
の３つの工程を追加し、Ｈ鋼製支保工４、５を使用して前記トンネル１を構築するものである。
Thereby, the construction method of the tunnel 1 in the first embodiment of the present invention is a standard construction method that has been conventionally implemented,
(4) “H steel support construction” process (5) “H steel support joint” process (6) “sprayed concrete” process is added, and H steel support works 4, 5 It is used to construct the tunnel 1.
従って、この発明の第１実施例においては、以下の（１）〜（５）までの効果を奏し、工期短縮が図れ、コストを低減し得る。
（１）従来から実施されている標準工法は材料が生コンクリートであるため、基本的には昼間施工しかできないという不具合があった。
これに対して、この発明の第１実施例において説明した前記トンネル１の構築方法で使用する吹き付けコンクリート６は、現場で練り混ぜ可能なため、作業時間の自由度が増し、昼夜施工が可能となり、
施工期間の短縮を図ることが可能である。
つまり、従来から実施されている標準工法において、１スパン（１０．５ｍ）当たりの施工日数は５日であるが、この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法においては、１スパン当たりの施工日数が３日となり、１スパン当たり２日間の工期短縮が可能である。
（２）Ｈ鋼製支保工４、５と吹き付けコンクリート６とを使用することによって、従来から実施されている標準工法のコンクリートの設計基準強度（１８Ｎ／ｍｍ２）を、吹き付けコンクリートの設計基準強度（３６Ｎ／ｍｍ２）にすることで、底部の掘削量を約１／２に削減できる。
（ア）ここで、参考までに、従来から実施されている標準工法とこの発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法との強度比較を開示する。
（イ）従来から実施されている標準工法において、最大圧縮力は、
設計基準強度１８Ｎ／ｍｍ２×５００ｍｍ厚×１，０００ｍｍ巾
＝圧縮強度９，０００，０００Ｎ
となる。
そして、最大引張力は、
Ｄ１９×５本（１ｍ巾；鉄筋２００ｍｍピッチ）
＝断面積１，４１８ｍｍ２
断面積１，４１８ｍｍ２×１４０Ｎ／ｍｍ２＝１９８，５２０Ｎ
となる。
（ウ）これに対して、この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法において、最大圧縮力は、
設計基準強度３６Ｎ／ｍｍ２×２５０ｍｍ厚×１，０００ｍｍ巾
＝圧縮強度９，０００，０００Ｎ
となり、
Ｈ−２００（断面積６，３５３ｍｍ２）×２１０Ｎ／ｍｍ２（短期圧縮許容応力）
＝１，３３４，１３０Ｎ
９，０００，０００Ｎ＋１，３３４，１３０Ｎ
＝１０，３３４，１３０Ｎ
となる。
そして、最大引張力は、
Ｈ−２００（断面積６，３５３ｍｍ２）×２１０Ｎ／ｍｍ２（短期圧縮許容応力）
＝１，３３４，１３０Ｎ
となる。
（エ）つまり、従来から実施されている標準工法の最大圧縮力は９，０００，０００Ｎ、最大引張力は１９８，５２０Ｎである。
これに対して、この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法の最大圧縮力は１０，３３４，１３０Ｎ、最大引張力は１，３３４，１３０Ｎである。
従って、この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法は、従来から実施されている標準工法と比較して、最大圧縮力において若干の向上を実現することができるとともに、最大引張力においては約６．７倍という驚異的な向上を実現することができる。
（３）引張力を鉄筋でなく、Ｈ鋼製支保工４、５で代替することで、鉄筋組立、段取り筋設置の手間を省くことができ、施工期間の短縮に寄与し得る。
（４）本坑部２と底部３とのＨ鋼製支保工４、５が一体となってグランドアーチを形成することにより、吹き付けコンクリート６による覆工コンクリートのひび割れ防止に有効である。
（５）高い初期強度を発現できるので、養生時間を短縮することができる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, the following effects (1) to (5) can be obtained, the construction period can be shortened, and the cost can be reduced.
(1) Since the standard construction method that has been implemented conventionally is raw concrete, there is a problem that basically only daytime construction is possible.
On the other hand, the sprayed concrete 6 used in the construction method of the tunnel 1 described in the first embodiment of the present invention can be kneaded on site, so that the degree of freedom of working time is increased and the construction can be performed day and night. ,
It is possible to shorten the construction period.
In other words, in the conventional standard construction method, the number of construction days per span (10.5 m) is 5 days, but in the construction method of the tunnel 1 in the first embodiment of the present invention, per span. The construction period is 3 days, and the work period can be shortened by 2 days per span.
(2) By using H steel support 4 and 5 and shotcrete 6, the standard design concrete strength (18 N / mm2) of the standard construction method that has been conventionally used is changed to the design standard strength ( 36 N / mm2), the bottom excavation amount can be reduced to about 1/2.
(A) Here, for reference, a strength comparison between a standard construction method conventionally performed and the construction method of the tunnel 1 in the first embodiment of the present invention is disclosed.
(B) In the standard construction method that has been implemented, the maximum compression force is
Design standard strength 18N / mm2 x 500mm thickness x 1,000mm width
= Compressive strength 9,000,000N
It becomes.
And the maximum tensile force is
D19 x 5 (1m wide; rebar 200mm pitch)
= Cross sectional area 1,418mm2
Cross-sectional area 1,418mm2 × 140N / mm2 = 198,520N
It becomes.
(C) On the other hand, in the construction method of the tunnel 1 in the first embodiment of the present invention, the maximum compression force is
Design standard strength 36N / mm2 × 250mm thickness × 1,000mm width
= Compressive strength 9,000,000N
And
H-200 (cross-sectional area 6,353 mm2) x 210 N / mm2 (short-term compressive allowable stress)
= 1,334,130N
9,000,000N + 1,334,130N
= 10,334,130N
It becomes.
And the maximum tensile force is
H-200 (cross-sectional area 6,353 mm2) x 210 N / mm2 (short-term compressive allowable stress)
= 1,334,130N
It becomes.
(D) That is, the maximum compressive force of the standard construction method that has been practiced conventionally is 9,000,000 N, and the maximum tensile force is 198,520 N.
In contrast, in the first embodiment of the present invention, the tunnel 1 construction method has a maximum compressive force of 10,334,130N and a maximum tensile force of 1,334,130N.
Therefore, the construction method of the tunnel 1 according to the first embodiment of the present invention can achieve a slight improvement in the maximum compressive force and the maximum tensile force as compared with the standard construction method that has been conventionally performed. Can achieve a tremendous improvement of about 6.7 times.
(3) By replacing the tensile force with steel steel support works 4 and 5 instead of reinforcing bars, it is possible to save time and labor for rebar assembly and set-up bar installation, which can contribute to shortening the construction period.
(4) The H steel supporters 4 and 5 of the main mine part 2 and the bottom part 3 are integrated to form a ground arch, which is effective in preventing cracking of the lining concrete by the sprayed concrete 6.
(5) Since high initial strength can be expressed, the curing time can be shortened.
また、高性能減水剤（水セメント比の低減）や、超早強性高強度用混和剤、高強度用急結剤を使用すれば、前記吹き付けコンクリート６の設計基準強度を５０Ｎ／ｍｍ２まで向上させることが可能となり、吹き付けコンクリート６の設計基準強度を５０Ｎ／ｍｍ２までの任意の強度に選定可能であるため、前記吹き付けコンクリート６の高強度化を図ることができる。
そして、この吹き付けコンクリート６の高強度化によって、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）までの効果を有することとなる。
（ｉ）材齢１日で２０Ｎ／ｍｍ２以上の強度が得られるため、高い初期強度の発現性、長期耐久性を得ることができる。
（ｉｉ）リバウンド率を低減できる。
（ｉｉｉ）この発明の第１実施例における前記トンネル１の構築方法において、従来から実施されている標準工法に使用されている汎用機械をそのまま使用することができる。
In addition, the use of high performance water reducing agent (reduction of water cement ratio), ultra-high strength admixture for high strength, and quick setting agent for high strength can improve the design standard strength of sprayed concrete 6 to 50 N / mm2. Since the design standard strength of the shotcrete 6 can be selected to an arbitrary strength of up to 50 N / mm2, the shotcrete 6 can be increased in strength.
And, by increasing the strength of the sprayed concrete 6, the following effects (i) to (iii) are obtained.
(I) Since strength of 20 N / mm 2 or more can be obtained at a material age of 1 day, high initial strength expression and long-term durability can be obtained.
(Ii) The rebound rate can be reduced.
(Iii) In the construction method of the tunnel 1 in the first embodiment of the present invention, a general-purpose machine used in a standard construction method that has been conventionally used can be used as it is.
図１１〜図１４はこの発明の第２実施例を示すものである。
この第２実施例において、上述第１実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
11 to 14 show a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, portions that perform the same functions as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.
この第２実施例の特徴とするところは、前記トンネル１を構築する際に、「Ｈ鋼製支保工継手」工程Ｅにおいて本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５とをボルト７及びカバープレート１１を使用して締結する工程とした点にある。 The feature of the second embodiment is that when the tunnel 1 is constructed, the H steel support 4 for the main pit and the H steel support for the bottom in the “H steel support joint” process E. 5 and the bolt 7 and the cover plate 11 are used for fastening.
すなわち、「Ｈ鋼製支保工継手」工程Ｅにおいて、本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５とを締結する際に、図１１〜図１３に示す如く、ボルト７及び複数個の貫通孔部１２を有するカバープレート１１からなる継手１３を使用するものである。
このとき、カバープレート１１は、図１２に示す如く、２種類のものが使用される。
つまり、カバープレート１１は、中央部位を鈍角状態に折曲し、本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５の上部とを締結する第１カバープレート１１−１と、中央部位を鋭角状態に折曲し、本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５の下部とを締結する第２カバープレート１１−２とからなる。
また、所定長さの前記本坑部用Ｈ鋼製支保工４または底部用Ｈ鋼製支保工５同士を締結する際にも、図１４に示す如く、ボルト７及び複数個の貫通孔部１２を有する同一形状の２枚の連結用カバープレート１４からなる継手１５を使用する。
That is, in the "H steel support joint" process E, when the main steel H steel support 4 and the bottom H steel support 5 are fastened, as shown in FIGS. 7 and a joint 13 composed of a cover plate 11 having a plurality of through-hole portions 12 is used.
At this time, two types of cover plates 11 are used as shown in FIG.
That is, the cover plate 11 is bent at a central portion in an obtuse angle state, and the first cover plate 11-1 that fastens the main steel H steel support 4 and the upper portion of the bottom H steel support 5 The center portion is bent into an acute angle state, and is composed of a second cover plate 11-2 that fastens the main steel H steel support 4 and the bottom of the bottom H steel support 5.
Further, when fastening the main steel H steel support 4 or the bottom H steel support 5 having a predetermined length, as shown in FIG. 14, the bolt 7 and the plurality of through-hole parts 12 are used. A joint 15 comprising two connecting cover plates 14 having the same shape and having the same shape is used.
さすれば、本坑部用Ｈ鋼製支保工４と底部用Ｈ鋼製支保工５とを、継手１３を使用して直接締結することができ、長さ調整が容易になり、施工性を向上させることができる。
また、所定長さの前記本坑部用Ｈ鋼製支保工４または底部用Ｈ鋼製支保工５同士を、継手１５を使用して直接連結することができることにより、長さ調整が容易になり、施工性を向上させることができるとともに、剛性の向上にも寄与し得る。
Then, the H steel support 4 for the main pit and the H steel support 5 for the bottom can be directly fastened by using the joint 13, making the length adjustment easy and improving the workability. Can be improved.
Further, since the main steel H support 4 or the bottom H steel support 5 having a predetermined length can be directly connected to each other using the joint 15, the length can be easily adjusted. In addition to improving workability, it can also contribute to improved rigidity.
図１５〜図１７はこの発明の第３実施例を示すものである。 15 to 17 show a third embodiment of the present invention.
上述第１及び第２実施例においては、底部用Ｈ鋼製支保工５同士を直線的に接続する構成としたが、この第３実施例の特徴とするところは、底部用Ｈ鋼製支保工５同士を接続する際に、底部２１の中央部位において底部用Ｈ鋼製支保工５をオーバラップさせた点にある。 In the first and second embodiments described above, the bottom H steel supporters 5 are linearly connected to each other, but the feature of the third embodiment is that the bottom H steel supporters are provided. In connecting the five members together, the bottom portion H steel support 5 is overlapped at the central portion of the bottom portion 21.
すなわち、図１５に示す如く、例えば、２本の第１、第２底部用Ｈ鋼製支保工５−１、５−２を接続する際に、第１、第２底部用Ｈ鋼製支保工５−１、５−２の端部に複数個の貫通孔部２２を夫々形成し、第１、第２底部用Ｈ鋼製支保工５−１、５−２の端部同士をオーバラップさせた後に、貫通孔部２２を利用してボルト２３によって固定するものである。 That is, as shown in FIG. 15, for example, when connecting the two first and second bottom H steel supporters 5-1 and 5-2, the first and second bottom H steel support members are connected. A plurality of through-hole portions 22 are formed at the ends of 5-1, 5-2, and the ends of the first and second bottom H steel supporters 5-1, 5-2 are overlapped with each other. After that, the bolts 23 are used to fix the through holes 22.
さすれば、前記第１、第２底部用Ｈ鋼製支保工５−１、５−２の端部同士をオーバラップさせた後に、貫通孔部２２を利用しボルト２３によって固定することにより、長さ調整が容易になり、施工性を向上させることができるとともに、オーバラップ部位によって局部的な剛性向上を図ることが可能である。 Then, after overlapping the end portions of the first and second bottom H steel support 5-1 and 5-2, by fixing the bolt 23 using the through-hole portion 22, The length can be easily adjusted, workability can be improved, and local rigidity can be improved by the overlap part.
なお、この発明は上述第１〜第３実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。 The present invention is not limited to the first to third embodiments described above, and various application modifications can be made.
例えば、この発明の第１〜第３実施例においては、トンネルを構築する際に、同一規格のＨ鋼製支保工を使用する構成としたが、局部的に剛性を向上させる特別構成とすることも可能である。
すなわち、底部において、剛性が弱いと思われる箇所がある場合には、この箇所をアンカーボルトで支持する構成や、Ｈ鋼製支保工を二重に配設する構成、使用するＨ鋼製支保工の規格を堅固なものに変更する構成、配設する底部用Ｈ鋼製支保工のピッチ、つまり配設間隔を狭くする構成等が考えられる。
また、底部の湾曲形状に関しては、トンネルの幅方向における湾曲形状を必要強度において変更する構成や、トンネルの長手方向における湾曲形状を必要強度において変更する構成も考えられる。
For example, in the first to third embodiments of the present invention, when a tunnel is constructed, the same standard H steel support is used, but a special configuration that locally improves rigidity is adopted. Is also possible.
That is, when there is a part that seems to be weak in the bottom, a structure that supports this part with an anchor bolt, a structure in which H steel supporters are arranged in a double manner, and a H steel supporter that is used. A configuration in which the standard of the steel plate is changed to a solid one, a pitch of the H steel support for the bottom portion to be arranged, that is, a configuration in which the arrangement interval is narrowed, and the like are conceivable.
Further, regarding the curved shape of the bottom, a configuration in which the curved shape in the tunnel width direction is changed in necessary strength, and a configuration in which the curved shape in the longitudinal direction of the tunnel is changed in required strength are also conceivable.
また、この発明の第１〜第３実施例においては、１本の底部用Ｈ鋼製支保工に対して、１本の本坑部用Ｈ鋼製支保工を取り付ける構成として説明したが、取付本数を変更する特別構成とすることも可能である。
つまり、トンネル周辺の地山の状況において、底部に対して本坑部に同等な強度を必要としないような場合には、１本の底部用Ｈ鋼製支保工に対して、複数本、例えば２本の本坑部用Ｈ鋼製支保工を取り付けるべく、別体の部品からなる二股部材を介設するものである。
さすれば、底部用Ｈ鋼製支保工の使用本数に対して、本坑部用Ｈ鋼製支保工の使用本数を低減させることが可能であり、材料費が削減でき、コストを低廉とし得て、経済的に有利である。
なお、逆に、１本の本坑部用Ｈ鋼製支保工を、配設ピッチに狭くした複数本、例えば２本の底部用Ｈ鋼製支保工で支持する特別構成とすれば、底部の剛性を向上させることができる。
Further, in the first to third embodiments of the present invention, a description has been given of a configuration in which one H steel support for the main pit is attached to one bottom H steel support. A special configuration in which the number is changed is also possible.
In other words, in the situation of natural ground around the tunnel, when the same strength is not required for the main pit part with respect to the bottom part, a plurality of, for example, a single H steel support for the bottom part, In order to attach two H-steel supporters for main shafts, a bifurcated member made of a separate part is interposed.
By doing so, it is possible to reduce the number of H-steel supporters for main pits compared to the number of supporters made of H-steel for bottoms, thus reducing material costs and reducing costs. Economically advantageous.
On the other hand, if one H-hole support for a main mine part is supported by a plurality of, for example, two H-steel support parts for the bottom part, the bottom part of the bottom part is supported. Stiffness can be improved.
１ トンネル
２ 本坑部
３ 底部
４ 本坑部用Ｈ鋼製支保工
５ 底部用Ｈ鋼製支保工
６ 吹き付けコンクリート
７ ボルト
８ さや管
９ タイロッド
１０ 土台プレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel 2 Main part 3 Bottom part 4 H steel support for 5 main parts 5 H steel support for bottom 6 Sprayed concrete 7 Bolt 8 Sheath pipe 9 Tie rod 10 Base plate
Claims (3)
2. The tunnel construction method according to claim 1, wherein when the tunnel is formed using a H steel support, the H steel support is overlapped at a central portion of the bottom. .
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