JP2743986B2 - 先行ロックボルト施工による大断面トンネルの掘削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先行ロックボルト施工
による大断面トンネルの掘削方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの掘削においては、切羽面の地
質に応じて発破やブレーカ、ショベル等により切羽面を
１〜２ｍ掘進し、排土したのちに支保工の建込みやロッ
クボルトを施工して地山の緩みや切羽面の崩壊を防止し
ている。その後に、天端の崩落や肌落ちを防ぐため、吹
付けコンクリートを施工している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来技術で
は、切羽の手前１〜２ｍの間で上記作業を順番に施工す
る必要があるため、危険性が高くて生産性が低く、コス
トダウンが図れない。

【０００４】本発明は、安全性及び生産性を向上し、コ
ストダウンを図る先行ロックボルト施工による大断面ト
ンネルの掘削方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による掘削方法
は、掘削予定断面の下半部にパイロットトンネルを構築
するパイロットトンネル構築工程と、該パイロットトン
ネルから予定掘削断面の奥へ掘削幅の所定割合いの深さ
までロックボルト用孔を削孔するロックボルト用孔削孔
工程と、ロックボルト用孔の孔尻に定着材を挿入する定
着材挿入工程と、ロックボルト用孔にロックボルト及び
ロックボルト挿入用中継ロッドをねじ部で継ぎ足し回転
しながら挿入するロックボルト及びロックボルト挿入用
中継ロッド挿入工程と、ロックボルトに回転を与えなが
ら押し込むことにより孔尻の定着材を混合攪拌してロッ
クボルトと地山間を全面接着させる定着材混合攪拌工程
と、ロックボルト挿入用中継ロッドを逆回ししてロック
ボルトから分離するロックボルト挿入用中継ロッド分離
工程と、ロックボルト挿入用中継ロッドをパイロットト
ンネル内に引き戻し、ねじ部を外して回収するロックボ
ルト挿入用中継ロッド回収工程と、前記ロックボルト用
孔削孔工程からロックボルト挿入用中継ロッド回収工程
までを複数箇所で繰り返して予定掘削断面外の周辺地山
を複数のロックボルトで縫地するロックボルトによる縫
地工程と、パイロットトンネル内に排土設備を設置する
排土設備設置工程と、掘削予定断面の上半部を掘削し掘
削土は排土設備で排土する上半部掘削工程と、上半部掘
削面にコンクリートを吹き付けるコンクリート吹付工程
と、大断面トンネルの下半部を掘削して掘削土を排土す
る下半部掘削工程とを含むことを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明の掘削方法においては、掘削予定断面の
外側の周辺地山を複数のロックボルトで縫地する。次い
で、掘削予定断面の上半部を掘削し掘削土を排土してコ
ンクリートを吹付けたのち、下半部を掘削して排土し、
掘削排土及びコンクリートの吹付けを同時に併行作業す
る。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【０００８】（１） パイロットトンネル構築工程（図
１） 大断面トンネルの掘削予定断面Ａの下半部に、パイロッ
トトンネルＢを図示しないトンネルボーリングマシンで
構築する。そのトンネルＢの内径Ｄは、高さＨ（例えば
７．４ｍ）の掘削予定断面Ａの幅Ｗ（例えば１２ｍ）に
対し例えば３ｍ程度とする。

【０００９】（２） ロックボルト用孔削孔工程（図
２） パイロットトンネルＢ内から、削孔機１により掘削予定
断面Ａの奥へ幅Ｗの例えば１／５〜１／３の深さｈまで
ロックボルト用孔２を削孔する。

【００１０】（３） 定着材挿入工程（図３） ロックボルト用孔２の孔尻に、定着材（例えば急結材を
併用したセメントモルタル型やレジン型のカプセル）３
を挿入する。

【００１１】（４） ロックボルト及びロックボルト挿
入用中継ロッド挿入工程（図４） ロックボルト用孔２に、ロックボルト４及び複数（最終
的には図５に示すように３本）のロックボルト挿入用中
継ロッド５を相互にねじ部で継ぎ足し、削孔機１で回転
しながら挿入する。なお、ロッド５の表面には、定着材
３の付着を防止するコーティングが施されている。

【００１２】（５） 定着材混合攪拌工程（図５） ロックボルト４に回転を与えながら押し込むことによ
り、定着材３を混合攪拌し、ロックボルト４と地山間を
全面接着させる。

【００１３】（６） ロックボルト挿入用中継ロッド分
離工程（図６） ロックボルト挿入用中継ロッド５を逆回転し、ロックボ
ルト４から分離する。この時、ロックボルトとロックボ
ルト挿入用中継ロッドとのねじ径は他のねじ径より小さ
く、ゆるめトルクが小さくなる様に作られているので、
削孔機でロックボルト挿入用中継ロッドを逆回転させる
と、まずロックボルトとロックボルト挿入用中継ロッド
間のねじ部が先に分離する。

【００１４】（７） ロックボルト挿入用中継ロッド回
収工程（図７） ロックボルト挿入用中継ロッド５をパイロットトンネル
Ｂ内に逐次引き戻し、ねじ部を外して回収する。

【００１５】（８） ロックボルトによる縫地工程（図
８） （２）ロックボルト用孔削孔工程から（７）ロックボル
ト挿入用中継ロッド回収工程までを繰り返し、予定掘削
断面Ａの外側の周辺地山Ｃを、複数のロックボルト４で
縫地する。

【００１６】（９） 排土設備設置工程（図９） パイロットトンネルＢ内に、掘削土搬出用の排土設備、
例えばベルトコンベア６を設置する。

【００１７】（１０） 上半部掘削工程（図１０） 掘削予定断面Ａの上半部Ａ１を、ブレーカや大型ショベ
ル７で掘削し、掘削土を、例えばベルトコンベア６でト
ンネル外に排土する。

【００１８】（１１） コンクリート吹付工程（図１
１） 上半部Ａ１の内周壁に、コンクリート吹付機８により掘
削面の風化防止及び天端の崩落や肌落ち防止用のコンク
リート９を吹付ける。

【００１９】（１２） 下半部掘削工程（図１２） 掘削予定断面Ａの下半部Ａ２を、ブレーカや大型ショベ
ル７で掘削したのち、例えばコンベア６等のパイロット
トンネルＢ内の設備を撤去する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、掘
削、排土及びコンクリート吹付けを同時に併行して作業
することができる。したがって、安全性及び生産性を向
上し、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パイロットトンネル構築工程を説明する断面
図。

【図２】ロックボルト用孔削孔工程を説明する断面図。

【図３】定着材挿入工程を説明する断面図。

【図４】ロックボルト及びロックボルト挿入用中継ロッ
ド挿入工程を説明する断面図。

【図５】定着材混合攪拌工程を説明する断面図。

【図６】ロックボルト挿入用中継ロッド分離工程を説明
する断面図。

【図７】ロックボルト挿入用中継ロッド回収工程を説明
する断面図。

【図８】ロックボルトによる縫地工程を説明する断面
図。

【図９】排土設備設置工程を説明する断面図。

【図１０】上半部掘削工程を説明する断面図。

【図１１】コンクリート吹付工程を説明する断面図。

【図１２】下半部掘削工程を説明する断面図。

【符号の説明】

Ａ・・・掘削予定断面 Ａ１・・・上半部 Ａ２・・・下半部 Ｂ・・・パイロットトンネル Ｃ・・・周辺地山 １・・・削孔機 ２・・・ロックボルト用孔 ３・・・定着材 ４・・・ロックボルト ５・・・ロックボルト挿入用中継ロッド ６・・・ベルトコンベア等の排土設備 ７・・・大型ショベル ８・・・コンクリート吹付機 ９・・・コンクリート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削予定断面の下半部にパイロットトン
   ネルを構築するパイロットトンネル構築工程と、該パイ
   ロットトンネルから予定掘削断面の奥へ掘削幅の所定割
   合いの深さまでロックボルト用孔を削孔するロックボル
   ト用孔削孔工程と、ロックボルト用孔の孔尻に定着材を
   挿入する定着材挿入工程と、ロックボルト用孔にロック
   ボルト及びロックボルト挿入用中継ロッドをねじ部で継
   ぎ足し回転しながら挿入するロックボルト及びロックボ
   ルト挿入用中継ロッド挿入工程と、ロックボルトに回転
   を与えながら押し込むことにより孔尻の定着材を混合攪
   拌してロックボルトと地山間を全面接着させる定着材混
   合攪拌工程と、ロックボルト挿入用中継ロッドを逆回し
   してロックボルトから分離するロックボルト挿入用中継
   ロッド分離工程と、ロックボルト挿入用中継ロッドをパ
   イロットトンネル内に引き戻し、ねじ部を外して回収す
   るロックボルト挿入用中継ロッド回収工程と、前記ロッ
   クボルト用孔削孔工程からロックボルト挿入用中継ロッ
   ド回収工程までを複数箇所で繰り返して予定掘削断面外
   の周辺地山を複数のロックボルトで縫地するロックボル
   トによる縫地工程と、パイロットトンネル内に排土設備
   を設置する排土設備設置工程と、掘削予定断面の上半部
   を掘削し掘削土は排土設備で排土する上半部掘削工程
   と、上半部掘削面にコンクリートを吹き付けるコンクリ
   ート吹付工程と、大断面トンネルの下半部を掘削して掘
   削土を排土する下半部掘削工程とを含むことを特徴とす
   る先行ロックボルト施工による大断面トンネルの掘削方
   法。