JP2017002721A - Tunnel guide member - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルに用いられるガイド部材に関し、特にいわゆるAGF(All Ground Fasten)工法における先受け鋼管の打ち込み時に、先受け鋼管を案内するためのガイド部材に関する。 The present invention relates to a guide member used for a tunnel, and more particularly to a guide member for guiding a receiving steel pipe when the receiving steel pipe is driven in a so-called AGF (All Ground Fasten) method.
例えば特許文献1には、トンネルを機械掘りにて掘進する際の工法として、AGF工法が開示されている。この工法は、長尺の先受け鋼管を切羽より前方の地山へ打ち込み、地山を補強するものである。先受け鋼管の掘進後方側の基端部は、ガイド部材付きのアーチ支保工と交差している。ガイド部材のガイド筒が、アーチ支保工のウエブを貫通している。ガイド筒の軸線は、トンネルの前方へ向かって斜め外側へ傾斜されている。
For example,
前記ガイド筒に保護パイプが通される。更に、ドリルジャンボ(先受け鋼管打設装置)によって、先受け鋼管が保護パイプ内に挿し入れられるとともに地山に打ち込まれる。先受け鋼管は、ガイド筒の軸線に沿って、トンネルの前方へ向かって斜め外側へ傾斜される。ガイド筒の傾斜角度によって、先受け鋼管の打ち込み角度を調整することができる。 A protective pipe is passed through the guide tube. Further, the receiving steel pipe is inserted into the protective pipe and driven into a natural ground by a drill jumbo (a receiving steel pipe placing device). The receiving steel pipe is inclined obliquely outward toward the front of the tunnel along the axis of the guide cylinder. The driving angle of the receiving steel pipe can be adjusted by the inclination angle of the guide tube.
特許文献1においては、先受け鋼管の打ち込み角度を水平に近い最小角度とすること([請求項6])が記載されているが、角度の具体的な数値については開示されていない。ガイド筒の傾斜角度の値についても記載が無い。
本発明は、前記事情に鑑み、AGF工法によるトンネル掘進において、ガイド筒の好適な傾斜角度、ひいては先受け鋼管の好適な傾斜角度を提示することを目的とする。
In
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to present a preferable inclination angle of a guide tube and, in turn, a preferable inclination angle of a leading steel pipe in tunnel excavation by the AGF method.
前記問題点を解決するために、本発明は、トンネルにおける先受け鋼管の基端部(掘進後方側の端部)と交差するガイド付きアーチ支保工に設けられるトンネル用ガイド部材であって、
前記ガイド付きアーチ支保工を貫通するとともに、前記先受け鋼管が挿通されるガイド筒と、
前記ガイド筒を前記ガイド付きアーチ支保工に支持させる支持部と、
を備え、前記ガイド筒が、トンネルの掘進前方側へ向かうにしたがってトンネルの外周側へ、トンネル軸線に対して4°〜10°傾斜されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a tunnel guide member provided in a guided arch support that intersects with a base end portion (an end portion on the rear side of excavation) of a receiving steel pipe in a tunnel,
A guide tube that penetrates the guided arch support and through which the steel pipe is inserted;
A support portion for supporting the guide tube on the guided arch support,
The guide cylinder is inclined 4 ° to 10 ° with respect to the tunnel axis toward the outer peripheral side of the tunnel toward the tunnel excavation front side.
先受け鋼管をガイド筒に挿し入れることによって、先受け鋼管の打ち込み角度がガイド筒の傾斜角度に倣うようにすることができる。これによって、先受け鋼管の延び方向をトンネル軸線と平行な方向になるべく近づけることができ、掘削断面をできるだけ小さくできる。かつ、先受け鋼管を、次に設置されるアーチ支保工すれすれに配置することができる。先受け鋼管が短くても、掘進方向の前後に隣接する先受け鋼管どうしをオーバーラップさせて、地山の補強効果を確保でき、安定したトンネル掘削を行なうことができる。
前記ガイド筒の傾斜角度は、6°〜8°であることがより好ましい。
By inserting the receiving steel pipe into the guide cylinder, the driving angle of the receiving steel pipe can be made to follow the inclination angle of the guide cylinder. Thereby, the extending direction of the receiving steel pipe can be made as close as possible to the direction parallel to the tunnel axis, and the excavation cross section can be made as small as possible. And a pre-receiving steel pipe can be arrange | positioned at the arch support work which is installed next. Even if the receiving steel pipe is short, the receiving steel pipes adjacent to each other in the front and rear direction in the excavation direction can be overlapped to ensure the effect of reinforcing the natural ground, and stable tunnel excavation can be performed.
The inclination angle of the guide tube is more preferably 6 ° to 8 °.
本発明によれば、AGF工法によるトンネル掘進において、ガイド筒ひいては先受け鋼管の好適な傾斜角度を提示することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in tunnel excavation by an AGF construction method, the suitable inclination angle of a guide cylinder and by extension, a tip receiving steel pipe can be shown.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1に示すように、本発明形態のトンネル1は、いわゆるAGF(All Ground Fasten)工法によって掘進されている。トンネル1の上半部には、トンネル軸線L1に沿って一定間隔置きに長尺の先受け鋼管9が設けられている。先受け鋼管9は、トンネル軸線L1に対して掘進前方側(図1において右側)へ向かうにしたがってトンネル外周側へ所定の角度θ9で地山2へ打ち込まれている。図2に示すように、複数の先受け鋼管9が、トンネル1の上半部の周方向に間隔を置いて配列されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、トンネル1には、アーチ支保工10が一定間隔置きに設けられている。アーチ支保工10の配置ピッチP10は、例えば0.8m〜3m程度、好ましくは1m程度である。アーチ支保工10は、トンネル1の周方向に沿ってアーチ状に延び(図2)、かつ断面はH型になっている(図4)。図4に示すように、アーチ支保工10のフランジ幅W10は、例えばW10=100mm〜300mm程度、好ましくはW10=200mm程度である。アーチ支保工10のウエブ高さH10は、例えばH10=100mm〜300mm程度、好ましくはH10=200mm程度である。
As shown in FIG. 1,
図1に示すように、アーチ支保工10のうち、一定本数(例えば9本)置きのガイド付きアーチ支保工10Aが、先受け鋼管9の掘進後方側の基端部と交差している。
アーチ支保工10のうち、ガイド付きアーチ支保工10Aの掘進後方側(坑口側、図1において左側)に隣接する後方隣接アーチ支保工10Bは、ガイド付きアーチ支保工10A等の他のアーチ支保工10よりも高くなっている。図5に示すように、後方隣接アーチ支保工10Bの下端部には、底上げピース15が設けられている。
なお、図1に示すように、互いに隣接するアーチ支保工10間の地山面2aには、吹付コンクリート50が吹き付けられている。更に、図2において二点鎖線にて示すように、吹付コンクリート50及びアーチ支保工10よりもトンネル内周側には、覆工コンクリート53が打設される。
As shown in FIG. 1, a fixed number (for example, nine) of guided arch supports 10 </ b> A out of the arch supports 10 intersect with a base end portion of the
Among the arch supports 10, the rear
In addition, as shown in FIG. 1, the
図1及び図2に示すように、前記ガイド付きアーチ支保工10Aには、ガイド部材3が設けられている。複数のガイド部材3が、各ガイド付きアーチ支保工10Aの延び方向(トンネル1の周方向)に間隔を置いて配置されている。これらガイド部材3をガイドにして、先受け鋼管9が地山2へ打ち込まれている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図3に示すように、各ガイド部材3は、ガイド板20(支持部)と、ガイド筒30を備えている。ガイド板20は、鋼板によって構成されている。ガイド板20は、主板部21と、補強リブ22,23,24を有している。主板部21は台形状になっている。主板部21の4つの縁にそれぞれ補強リブ22,23,24が設けられている。これら補強リブ22,23,24は、主板部21と交差して、掘進後方側へ突出されている。主板部21用の鋼板の上下端部が直角に折り曲げられることで、補強リブ22,23となっている。側部補強リブ24は、主板部21用の鋼板とは別の鋼板にて構成され、かつ主板部21及び補強リブ22,23に溶接にて接合されている。
As shown in FIG. 3, each
図4に示すように、主板部21が、ガイド付きアーチ支保工10Aのウエブ11に宛がわれて溶接されている。上側補強リブ22は、ガイド付きアーチ支保工10Aの上フランジ12に宛がわれて溶接されている。下側補強リブ23は、ガイド付きアーチ支保工10Aの下フランジ13に宛がわれて溶接されている。
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、主板部21の中央部には、ガイド筒30が設けられている。ガイド筒30は、鋼管によって構成されている。ガイド筒30の内径は、先受け鋼管9の外径より少し大きい(図7)。ガイド筒30の外径ないしは高さH30は、例えばH30=100mm〜180mm程度、好ましくは140mm程度である。図4に示すように、ガイド筒30は、主板部21及びウエブ11を貫通している。主板部21及びウエブ11には、それぞれガイド筒30のための貫通穴21c,11cが形成されている。ガイド板20(補強板)によってウエブ11の貫通穴11cによる断面欠損が補強されている。ガイド筒30が、ガイド板20(支持部)を介してガイド付きアーチ支保工10Aに支持されている。
As shown in FIG. 3, a
図3(b)に示すように、ガイド筒30の筒軸L30は、掘進前方側へ向かって斜め上方へ傾斜されている。トンネル軸線L1と平行な方向(図3(b)において左右方向)に対する筒軸L30の傾斜角θ30は、好ましくはθ30=4〜10°程度であり、より好ましくはθ30=6°〜8°程度である。ガイド筒30における、主板部21より掘進後方側の入側筒部31は、主板部21より掘進前方側の出側筒部32より十分に短い。入側筒部31をトンネル軸線L1と平行な面に投影した入側筒部長さL31と、出側筒部32をトンネル軸線L1と平行な面に投影した出側筒部長さL32との比は、好ましくはL31:L32=1:8〜1:12程度であり、より好ましくは、L31:L32=1:10〜1:11程度である。
As shown in FIG.3 (b), the cylinder axis | shaft L30 of the guide cylinder 30 is inclined diagonally upward toward the excavation front side. The inclination angle θ 30 of the cylinder axis L 30 with respect to the direction parallel to the tunnel axis L 1 (left-right direction in FIG. 3B) is preferably about θ 30 = 4 to 10 °, more preferably θ 30 = 6. It is about 8 ° to 8 °. In the
トンネル1は、次のようにして構築される。
図示しない掘削機によって地山2を掘削することでトンネル1を掘進する。アーチ支保工10の1ピッチP10分を掘進するたびに、切羽1eの直近にアーチ支保工10を設置する。当該切羽直近のアーチ支保工10と、その直前に設置したアーチ支保工10との間の地山面2aには、吹付コンクリート50を打設する。更に、後工程において、吹付コンクリート50の内周側に覆工コンクリート53が構築される。
The
更に、本発明形態のAGF工法では、以下の工程が施工される。
<後方隣接アーチ支保工10Bの構築工程>
ガイド付きアーチ支保工10Aの1つ手前の後方隣接アーチ支保工10Bを構築する時は、トンネル1の床面に底上げピース15(図5)を設ける。底上げピース15の上に後方隣接アーチ支保工10Bを載せる。これによって、後方隣接アーチ支保工10Bが他のアーチ支保工10よりも高くなる。
<ガイド付きアーチ支保工10Aの構築工程>
後方隣接アーチ支保工10Bの次にガイド付きアーチ支保工10Aを構築する。すなわち、図1に示すように、トンネル1の掘削が例えば9メートル(アーチ支保工10の9ピッチP10分)進むたびに、通常の(ガイド部材3が無い)アーチ支保工10に代えて、ガイド付きアーチ支保工10Aを切羽1eの直近に設置する。
Further, in the AGF method according to the present invention, the following steps are performed.
<Construction process of rear adjacent
When constructing the rear adjacent
<Construction process of guided
Next to the rear adjacent
<ガイド筒30の閉塞工程>
図4に示すように、ガイド付きアーチ支保工10Aの各ガイド部材3のガイド筒30には、閉塞材60を設ける。閉塞材60によってガイド筒30を塞ぐ。ここでは、閉塞材60として、例えば発泡スチロール(発泡樹脂)のブロックが用いられている。
或いは、閉塞材として、樹脂シート、不織布、織布等からなる膜体を用いてもよい。膜体状の閉塞材をガイド筒30の入側筒部31に被せ、バンド等の縛着材で縛り付けてもよい。膜体状閉塞材を口紐付きの巾着袋状に形成してもよい。
<Blocking process of
As shown in FIG. 4, a blocking
Alternatively, a film body made of a resin sheet, a nonwoven fabric, a woven fabric, or the like may be used as the closing material. A film-like blocking material may be placed on the inlet
<一次吹付コンクリート51の打設工程>
続いて、図5に示すように、後方隣接アーチ支保工10Bとガイド付きアーチ支保工10Aとの間の地山面2aに、一次吹付コンクリート51を打設する。打設に先立ち、ガイド筒30を閉塞材60で塞いでおくことで、ガイド筒30内に一次吹付コンクリート51が入り込むのを防止でき、ガイド筒30が一次吹付コンクリート51で詰まるのを防止できる。好ましくは、一次吹付コンクリート51の厚さを、後方隣接アーチ支保工10Bの近くでは大きくし、ガイド付きアーチ支保工10Aの近くでは小さくする。より好ましくは、一次吹付コンクリート51の厚さを、ガイド付きアーチ支保工10Aへ近づくにしたがって漸次小さくする。これによって、ガイド筒30内への一次吹付コンクリート51の侵入を確実に防止できる。ひいては、ガイド筒30の詰まりを一層確実に防止できる。
一次吹付コンクリート51には、先受け鋼管案内凹部51bが形成される。先受け鋼管案内凹部51bの掘進前方側の端部にガイド部材3が臨む。
<Placement process of primary sprayed concrete 51>
Subsequently, as shown in FIG. 5, the
In the primary sprayed
<ガイド筒30の閉塞解除工程>
一次吹付コンクリート51の打設後、図6に示すように、閉塞材60をガイド筒30から撤去する。或いは、閉塞材60を破壊してもよい。膜体状の閉塞材は切り裂いたり破ったりしてもよい。
これによって、ガイド筒30の閉塞状態が解除され、ガイド筒30の内部空間が、先受け鋼管案内凹部51bを通して、トンネル1の内部空間に連通される。
<Blockage release process of
After placing the primary sprayed
As a result, the closed state of the
<先受け鋼管9の打ち込み工程>
続いて、図1に示すように、先受け鋼管打設装置4(ドリルジャンボ)を切羽1eの掘進後方側のトンネル1内に設置する。先受け鋼管打設装置4のブーム4bの先端には、ガイドセル4cが設けられ、ガイドセル4cにロッド4dが装着されている。該ロッド4dの外周に先受け鋼管9を嵌める。ロッド4dの先端部と先受け鋼管9の先端部を互いに係止する。
そして、図7に示すように、ロッド4dひいては先受け鋼管9を、先受け鋼管案内凹部51bからガイド筒30に挿し入れる。前述したように、ガイド筒30が一次吹付コンクリート51で詰まるのを防止しておくことで、先受け鋼管9を支障なくガイド筒30に挿し入れることができる。
更に先受け鋼管打設装置4を駆動することで、先受け鋼管9の先端のロストビット4eを先導させながら、先受け鋼管9を切羽1eより掘進前方側(切羽奥側)の地山2へ打ち込む。このとき、ガイド筒30の案内によって、先受け鋼管9の軸線L9をガイド筒軸L30に沿わせることができる。すなわち、先受け鋼管9のトンネル軸線L1(図7において左右方向)に対する傾斜角度θ9が、ガイド筒30の角度θ30に倣うようにすることができる。具体的には、θ9=4°〜10°程度、好ましくはθ9=6°〜8°程度にすることができる。
後方隣接アーチ支保工10Bを底上げしておくことで、先受け鋼管打設装置4のブーム4bの先端が後方隣接アーチ支保工10Bと干渉するのを避けながら、先受け鋼管9の角度θ9を前記数値範囲内に収めることができる。
<Punching process of the
Subsequently, as shown in FIG. 1, a pre-receiving steel pipe placing device 4 (drill jumbo) is installed in the
Then, as shown in FIG. 7, the
Furthermore, the leading
By raising the rear adjacent
先受け鋼管9の打ち込み後、ロッド4dを引き抜く。先受け鋼管9は地山2に残置される。
<注入材8の注入工程>
次に、図8に示すように、先受け鋼管9内に注入材8を注入して充填する。注入材8は、好ましくはシリカレジン系注入材を用いる。注入材8として、モルタルやセメントミルクを用いてもよい。
以上の先受け鋼管9の打ち込み工程及び注入材8の注入工程を、ガイド付きアーチ支保工10Aの複数のガイド部材3の各々について実施する。
After driving the receiving
<Injection process of
Next, as shown in FIG. 8, an
The above-described step of driving the receiving
<二次吹付コンクリート52の打設工程>
次に、図8に示すように、二次吹付コンクリート52を、後方隣接アーチ支保工10Bとガイド付きアーチ支保工10Aとの間の一次吹付コンクリート51に重ねるように打設する。特に、先受け鋼管案内凹部51b内に二次吹付コンクリート52を打設する。これによって、ガイド部材3、及びガイド部材3より掘進後方側の先受け鋼管9が二次吹付コンクリート52中に埋まる。
なお、先受け鋼管9の掘進後方側の端部は、二次吹付コンクリート52から突出させ、覆工コンクリート53(図2)に埋設されるようにしてもよい。
二次吹付コンクリート52の打設後、注入材8の注入を行なってもよい。
その後、トンネル1の掘削を進める。先受け鋼管9によって切羽1eの上半部から掘進前方側の地山2を補強しておくことで、掘削に伴う地山2の緩みを抑えることができる。
<Placement process of secondary sprayed concrete 52>
Next, as shown in FIG. 8, the
In addition, you may make it the edge part of the excavation back side of the tip receiving
The
Thereafter, the
図1において二点鎖線にて示すように、1ピッチP10分(例えば1メートル)掘削したら、前方隣接アーチ支保工10Cを設置する。前記先受け鋼管9の角度θ9を、θ9=4°〜10°程度、好ましくはθ9=6°〜8°程度としておくことによって、前方隣接アーチ支保工10Cを先受け鋼管9と干渉することなく設置できる。かつ先受け鋼管9が前方隣接アーチ支保工10Cの上端部をすれすれに通るようにすることができる。また、先受け鋼管9の延び方向をトンネル軸線L1と平行な方向になるべく近づけることができ、掘削断面をできるだけ小さくできる。更に、傾斜角度θ9が前記数値範囲より大きい場合より先受け鋼管9を短くしても、掘進方向の前後(図1において左右)に隣接する先受け鋼管9どうしをオーバーラップさせることができる。したがって、地山2の補強効果を確保でき、安定したトンネル掘削を行なうことができる。
このように、本発明形態によれば、AGF工法によるトンネル掘進において、ガイド筒30ひいては先受け鋼管9の好適な傾斜角度を提示することができる。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, after excavating 1 pitch P for 10 minutes (for example, 1 meter), a front adjacent
Thus, according to the embodiment of the present invention, it is possible to present a suitable inclination angle of the
本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、ガイド部材3の支持部20は、ガイド筒30をガイド付きアーチ支保工10Aに支持させるものであればよく、貫通穴21c付きの板形状に限られず、突起状等であってもよい。
実施形態で記載したアーチ支保工10の寸法W10,H10、ピッチP10、ガイド付きアーチ支保工10Aの間隔、ガイド筒30の外径ないしは高さH30等の数値は例示であって、本発明がこれに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the
Dimensions W 10, H 10 arches支保
本発明は、トンネルの掘削施工に適用可能である。 The present invention is applicable to tunnel excavation work.
L1 トンネル軸線
θ30 傾斜角度
1 トンネル
3 ガイド部材
9 先受け鋼管
10A ガイド付きアーチ支保工
20 ガイド板(支持部)
30 ガイド筒
L 1 Tunnel axis θ 30
30 guide tube
Claims (2)
前記ガイド付きアーチ支保工を貫通するとともに、前記先受け鋼管が挿通されるガイド筒と、
前記ガイド筒を前記ガイド付きアーチ支保工に支持させる支持部と、
を備え、前記ガイド筒が、トンネルの掘進前方側へ向かうにしたがってトンネルの外周側へ、トンネル軸線に対して4°〜10°傾斜されていることを特徴とするトンネル用ガイド部材。 A guide member provided in a guided arch support that intersects with the proximal end of the steel pipe in the tunnel,
A guide tube that penetrates the guided arch support and through which the steel pipe is inserted;
A support portion for supporting the guide tube on the guided arch support,
A guide member for a tunnel, characterized in that the guide tube is inclined at an angle of 4 ° to 10 ° with respect to the tunnel axis toward the outer peripheral side of the tunnel toward the front side of tunnel excavation.
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