JP2743985B2 - 崩壊性地山トンネルの切羽自立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、崩壊性地山トンネルの
切羽自立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】崩壊性地山のトンネル掘削において、切
羽前方アーチゾーン及び切羽面に、剪断強度と引張強度
が強いファイバ強化ソイルモルタル杭を構築することに
より、切羽の崩壊を防ぐことができる。

【０００３】一般に生コンや吹付コンクリートの引張強
度を向上させるため、ファイバを混入する方法は比較的
一般に行われているが、これらの場合は圧送ホースの内
径を、ファイバの長大長さの１０倍以上に確保すること
ができ、かつ、生コンや吹付コンクリートは粘性が高い
ため、ファイバと他の材料との比重差による分離が起き
にくく、ファイバによる圧送ラインの閉塞は比較的発生
しにくい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧送ホ
ースやノズルの内径を、ファイバの長大長さの１０倍以
上に確保することが困難な先受工法用の機械を用いる場
合、圧送ラインの途中がファイバにより閉塞され、ファ
イバ強化ソイルモルタル杭の構築が事実上できなかっ
た。

【０００５】具体的にはそのような機械において、二重
管の圧送ラインの内管と内外管の間の２系列で、硬化材
と主材及びファイバとを圧送していた。しかし、この構
造では、上記の問題が発生し、ファイバなどの補強材を
入れた主材の圧送は、極めて困難であった。すなわち、
最大長さ６ｍｍのファイバを使用するなら、圧送ライン
の最小内径は１８ｍｍ以上必要となる。しかし、上記の
２重管式先受工法用機械では、無理であった。

【０００６】また、ファイバの搬送流体を硬化材にした
場合、硬化材よりファイバの方が比重が大きいため、圧
送ライン中でファイバの分離・沈降が起き、圧送ライン
を閉塞するため、ファイバ強化ソイルモルタル杭の構築
ができなかった。

【０００７】本発明は、ファイバなどの補強材による閉
塞を防止した崩壊性地山トンネルの切羽自立装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば切羽前方
アーチゾーンおよび切羽面に硬化材と主材とファイバと
を掘削土と共に撹拌混合してファイバ強化ソイルモルタ
ル杭を構築して切羽の崩壊を防止する崩壊性地山トンネ
ルの切羽自立装置において、前記主材とファイバとは比
重がほぼ等しいものが用いられ、固化材供給装置と３連
式先受工法用削孔機械を備え、前記固化材供給装置に
は、それぞれ比例吐出ポンプを備えた硬化材用ミキサと
主材及びファイバ用ミキサとが設けられ、前記３連式先
受工法用削孔機械には、両側ビットに硬化材吐出口と中
央のビットに主材及びファイバ吐出口とが設けられ、そ
れぞれ硬化材圧送ラインと主材及びファイバ圧送ライン
とを介して硬化材用と主材及びファイバ用の比例吐出ポ
ンプに接続し、前記主材及びファイバ圧送ラインと主材
及びファイバ吐出口との内径を、ファイバの最大長さの
３倍以上７倍以下に形成されている。なお、主材とはフ
ァイバとモルタルとを早期に固まらせるための材料を言
い、水ガラス系混合物が好ましい。

【０００９】

【作用】上記のように構成された崩壊性地山トンネルの
切羽自立装置においては、３連式先受工法用削孔機械の
中央ビットの吐出口と、この吐出口に接続された圧送ラ
インとを、主材及びファイバの専用ラインとし、内径を
ファイバの最大長さの３倍以上７倍以下にしており、か
つ、主材とファイバとの比重を等しくしているので、主
材に混入しているファイバが分離・浮沈しないためファ
イバによる圧送ラインの閉塞は確実に防止される。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１１】図１において、本発明の切羽自立装置は、
全体を符号Ａ及びＢで示す固化材供給装置及び３連式先
受工法用削孔機械と、両者を接続する全体を符号Ｃで示
す圧送ラインとから概略構成されている。

【００１２】前記固化材供給装置Ａは、自走台車１と、
その自走台車１に搭載された硬化材用ミキサ２と主材及
びファイバ用ミキサ３と、硬化材用ミキサ２と、主材及
びファイバ用ミキサ３に接続された硬化材用と主材及び
ファイバ用の比例吐出ポンプ４とからなっている。

【００１３】前記３連式先受工法用削孔機械Ｂは、自走
台車１０と、その自走台車１０に旋回起伏及び前後進自
在に支持された３連軸装置１１とから構成されている。

【００１４】その３連軸装置１１には図２ないし図４に
示すように、１対の側軸１２と中央軸１５とが設けられ
ている。この側軸１２の先端には、側ビット１３と硬化
材吐出口１４とが設けられ、中央軸１５には、中央ビッ
ト１６と主材及びファイバ吐出口１７とが設けられてい
る。そして、硬化材吐出口１４には、それぞれ圧送ライ
ンＣの硬化材圧送ライン２０の一端が接続され、その硬
化材圧送ライン２０の他端は、硬化材用と主材及びファ
イバ用の比例吐出ポンプ４に接続されている。そして、
主材及びファイバ吐出口１７には、１本の主材及びファ
イバ圧送ライン２１の一端が接続され、主材及びファイ
バ圧送ライン２１の他端は、硬化材用と主材及びファイ
バ用の比例吐出ポンプ４に接続されている。そして、主
材及びファイバ圧送ライン２１と主材及びファイバ吐出
口１７の内径は、共にファイバの最大長さ（例えば６ｍ
ｍ）の３倍（例えば１８ｍｍ）以上７倍（例えば４２ｍ
ｍ）以下に形成されている。主材としては水ガラス系混
合物が好ましく、そして、主材とファイバとの比重は、
等しく形成されている。なお、図中の符号１８は３軸１
２、１２及び１５を回転自在に連結している振れ止めガ
イド、１９はケーブルガイドであり、また、図５に示す
ように、３つのビット１３、１３及び１６の回転軌跡円
ａ，ａ及びｂは相互にオーバーラップされ、硬化材と主
材とファイバとを掘削土と共に撹拌混合してファイバ強
化ソイルモルタル杭Ｅ（図１）を構築するようになって
いる。

【００１５】次に作用を説明する。

【００１６】３連軸装置１１を起伏旋回して切羽Ｄの所
定位置に位置させ、両ミキサ２、３とポンプ４とを作動
し、両ビット１３、１６を回転して前進させ、切羽Ｄの
地山を掘削しながら両吐出口１４、１７から硬化材と主
材およびファイバとを吐出し、これらと掘削土とを撹拌
混合してファイバ強化ソイルモルタル杭Ｅを構築する。

【００１７】この際、主材及びファイバ圧送ケーブル２
１と主材及びファイバ吐出口１７の内径は、ファイバの
最大長さ（例えば６ｍｍ）の３倍（１８ｍｍ）以上に形
成されているので、ファイバにより前記圧送ライン２１
及び吐出口１７が閉塞されることはない。また、主材と
ファイバの比重は同じなので、閉塞の防止が助成され
る。また、振れ止めガイド１８により、３軸１２、１２
および１５の孔曲りが防止される。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、ファイバにより閉塞されることなくファイ
バ強化ソイルモルタル杭を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例を示す全体構成図。

【図２】３連軸装置を示す側面図。

【図３】図２の上面図。

【図４】図３の先端部の拡大図。

【図５】３軸の回転軸軌跡を示す正面図。

【符号の説明】 Ａ・・・固化材供給装置 Ｂ・・・３連式先受工法用削孔機械 Ｃ・・・圧送ケーブル Ｄ・・・切羽 Ｅ・・・ファイバ強化ソイルモルタル杭 １・・・自走台車 ２・・・硬化材用ミキサ ３・・・主材及びファイバ用ミキサ ４・・・硬化材用と主材及びファイバ用の比例吐出ポン
プ １０・・・自走台車 １１・・・３連軸装置 １２・・・側軸 １３・・・側ビット １４・・・硬化材吐出口 １５・・・中央軸 １６・・・中央ビット １７・・・主材及びファイバ吐出口 １８・・・振れ止めガイド １９・・・ケーブルガイド ２０・・・硬化材圧送ライン ２１・・・主材及びファイバ圧送ライン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切羽前方アーチゾーンおよび切羽面に硬
   化材と主材とファイバとを掘削土と共に撹拌混合してフ
   ァイバ強化ソイルモルタル杭を構築して切羽の崩壊を防
   止する崩壊性地山トンネルの切羽自立装置において、前
   記主材とファイバとは比重がほぼ等しいものが用いら
   れ、固化材供給装置と３連式先受工法用削孔機械を備
   え、前記固化材供給装置には、それぞれ比例吐出ポンプ
   を備えた硬化材用ミキサと主材及びファイバ用ミキサと
   が設けられ、前記３連式先受工法用削孔機械には、両側
   ビットに硬化材吐出口と中央のビットに主材及びファイ
   バ吐出口とが設けられ、それぞれ硬化材圧送ラインと主
   材及びファイバ圧送ラインとを介して硬化材用と主材及
   びファイバ用の比例吐出ポンプに接続し、前記主材及び
   ファイバ圧送ラインと主材及びファイバ吐出口との内径
   を、ファイバの最大長さの３倍以上７倍以下に形成した
   ことを特徴とする崩壊性地山トンネルの切羽自立装置。