JP2758138B2 - 崩壊性地山トンネルの切羽自立工法 - Google Patents
崩壊性地山トンネルの切羽自立工法Info
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- JP2758138B2 JP2758138B2 JP6154509A JP15450994A JP2758138B2 JP 2758138 B2 JP2758138 B2 JP 2758138B2 JP 6154509 A JP6154509 A JP 6154509A JP 15450994 A JP15450994 A JP 15450994A JP 2758138 B2 JP2758138 B2 JP 2758138B2
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、崩壊性地山トンネルの
トンネル掘削において杭自体が一般のトンネル掘削機で
切削可能なファイバー強化ソイルモルタル水平杭を切羽
面に構築し、切羽の崩壊を防ぐ切羽自立工法に関する。
トンネル掘削において杭自体が一般のトンネル掘削機で
切削可能なファイバー強化ソイルモルタル水平杭を切羽
面に構築し、切羽の崩壊を防ぐ切羽自立工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】山岳トンネルにおいては、その周壁部の
支保が施工される短い時間の間、切羽が自立していなけ
ればならない。
支保が施工される短い時間の間、切羽が自立していなけ
ればならない。
【０００３】もし自立しない場合は、切羽の天端および
周壁部に鉄筋・パイプまたは鋼矢板等を挿入したり、切
羽の天端に天端防護用のソイルモルタルのパイルを造成
し、長尺の切羽先受け工法で切羽の自立を計っている。
周壁部に鉄筋・パイプまたは鋼矢板等を挿入したり、切
羽の天端に天端防護用のソイルモルタルのパイルを造成
し、長尺の切羽先受け工法で切羽の自立を計っている。
【０００４】また、そのソイルモルタルの引張り強度、
剪断強度を向上させるためにファイバーを混入する技術
は生コンや吹付けコンクリートでは一般に行われてい
る。
剪断強度を向上させるためにファイバーを混入する技術
は生コンや吹付けコンクリートでは一般に行われてい
る。
【０００５】これらの場合、圧送ホースの内径はフアイ
バーの最大長さの１０倍以上にしており、生コンや吹付
けコンクリートの場合は粘性が大のため、ファイバーに
よる圧送ラインの閉塞は発生しにくい。
バーの最大長さの１０倍以上にしており、生コンや吹付
けコンクリートの場合は粘性が大のため、ファイバーに
よる圧送ラインの閉塞は発生しにくい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バー長さの３倍程度の小口径のホースや、ノズルを通し
てファイアバーを吐出させる場合、ファイバーが圧送ラ
インの途中で滞留し、ホースを閉塞するので、実用化で
きないという問題がある。
バー長さの３倍程度の小口径のホースや、ノズルを通し
てファイアバーを吐出させる場合、ファイバーが圧送ラ
インの途中で滞留し、ホースを閉塞するので、実用化で
きないという問題がある。
【０００７】したがって、本発明は小口径のホースやノ
ズルを通してファイバーを吐出させ、その圧送ホースの
途中で閉塞を起こさないで施工できる崩壊性地山トンネ
ルの切羽自立工法を提供することを目的としている。
ズルを通してファイバーを吐出させ、その圧送ホースの
途中で閉塞を起こさないで施工できる崩壊性地山トンネ
ルの切羽自立工法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、崩壊性
地山トンネルのトンネル掘削において、切羽面に多数本
のファイバー強化ソイルモルタルの水平杭を構築して切
羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイバーとその搬送流体と
の比重を等しくし、ファイバーの分離浮沈による圧送回
路の閉塞を防止する崩壊性地山トンネルの切羽自立工法
が提供される。また、本発明によれば、ファイバーはビ
ニロンファイバーとし、搬送流体は水ガラスとし、その
搬送流体を圧送する圧送回路の内径はファイバーの最大
長さの３倍以上とする事が提供されている。
地山トンネルのトンネル掘削において、切羽面に多数本
のファイバー強化ソイルモルタルの水平杭を構築して切
羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイバーとその搬送流体と
の比重を等しくし、ファイバーの分離浮沈による圧送回
路の閉塞を防止する崩壊性地山トンネルの切羽自立工法
が提供される。また、本発明によれば、ファイバーはビ
ニロンファイバーとし、搬送流体は水ガラスとし、その
搬送流体を圧送する圧送回路の内径はファイバーの最大
長さの３倍以上とする事が提供されている。
【０００９】
【作用効果の説明】本発明は上記のように構成されてい
るので、引張り強度と剪断強度がビニロンファイバーで
強化されたファイバー強化ソイルモルタルで形成された
水平杭が崩壊性地山トンネルの切羽に構築されて切羽の
崩壊を防止する。そして、搬送流体である水ガラスの比
重とおなじ比重に調整されたビニロンファイバーは水ガ
ラスの中で分離浮沈して圧送回路を閉塞することがな
く、また、圧送回路の内径はファイバーの最大長さの３
倍以上あるので、ファイバーが互いに絡みつくことがな
い。そして、圧送回路の内径がファイバーの最大長さの
３倍以下では絡みつきが発生する事が分かっている。
るので、引張り強度と剪断強度がビニロンファイバーで
強化されたファイバー強化ソイルモルタルで形成された
水平杭が崩壊性地山トンネルの切羽に構築されて切羽の
崩壊を防止する。そして、搬送流体である水ガラスの比
重とおなじ比重に調整されたビニロンファイバーは水ガ
ラスの中で分離浮沈して圧送回路を閉塞することがな
く、また、圧送回路の内径はファイバーの最大長さの３
倍以上あるので、ファイバーが互いに絡みつくことがな
い。そして、圧送回路の内径がファイバーの最大長さの
３倍以下では絡みつきが発生する事が分かっている。
【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。
明する。
【００１１】図１にＡＢＦマシーンによる切羽自立工法
の概要を示し、そのＡＢＦマシーン１の削孔機には、先
端部にパンタグラフのように拡大、縮小する拡翼ビット
８が取付けられており、一基のブームに２本の削孔機が
取付けられた２連式のものである。そして、固化材供給
装置２は硬化材であるセメントミルク用ミキサー３と主
材である水ガラスとファイバー用ミキサー４とが設置さ
れ、比例吐出ポンプ５と硬化材回路７および主材回路６
を介してＡＢＦマシーンのビットに接続されている。ま
た、ＡＢＦマシーンと固化材供給装置とはいずれも自走
式である。
の概要を示し、そのＡＢＦマシーン１の削孔機には、先
端部にパンタグラフのように拡大、縮小する拡翼ビット
８が取付けられており、一基のブームに２本の削孔機が
取付けられた２連式のものである。そして、固化材供給
装置２は硬化材であるセメントミルク用ミキサー３と主
材である水ガラスとファイバー用ミキサー４とが設置さ
れ、比例吐出ポンプ５と硬化材回路７および主材回路６
を介してＡＢＦマシーンのビットに接続されている。ま
た、ＡＢＦマシーンと固化材供給装置とはいずれも自走
式である。
【００１２】そして、そのビット８は図２に示すよう
に、リンク１２で翼８ｂが拡大、縮小されるよう構成さ
れ、先端部にはセメントミルクの吐出口８ａと根元にフ
ァイバーを含む水ガラスの吐出口１１とを有している。
に、リンク１２で翼８ｂが拡大、縮小されるよう構成さ
れ、先端部にはセメントミルクの吐出口８ａと根元にフ
ァイバーを含む水ガラスの吐出口１１とを有している。
【００１３】施工手順は、図２および図３において、ま
ず図示しない翼８ｂを縮小した状態でビット８でパイロ
ット孔１３を削孔し、翼８ｂを拡げて引抜きながらパイ
ロット孔１３を符号１４で示す孔に拡大する。そして、
硬化材用ミキサー３と主材用ミキサー４とからコンクリ
ートミルクと水ガラスとビニロンファイバーとの混合材
とを比例吐出ポンプ５により所定の比率（例えばミル
ク：水ガラス＝３：１）で硬化材回路７および主材回路
６を介して、それぞれビット８の硬化材吐出口８ａと主
材吐出口１１とから圧送噴射し、孔１４で硬化して水平
杭が形成される。ここで、ビニロンファイバーの比重は
標準品でγ＝１．３０であるので添加材を混入して搬送
流体である水ガラスと比重がほぼ同じ（比重γ＝１．３
２）であるよう調整されているので、ミキサーとビット
間で浮沈分離することがなく、回路を閉塞しない。
ず図示しない翼８ｂを縮小した状態でビット８でパイロ
ット孔１３を削孔し、翼８ｂを拡げて引抜きながらパイ
ロット孔１３を符号１４で示す孔に拡大する。そして、
硬化材用ミキサー３と主材用ミキサー４とからコンクリ
ートミルクと水ガラスとビニロンファイバーとの混合材
とを比例吐出ポンプ５により所定の比率（例えばミル
ク：水ガラス＝３：１）で硬化材回路７および主材回路
６を介して、それぞれビット８の硬化材吐出口８ａと主
材吐出口１１とから圧送噴射し、孔１４で硬化して水平
杭が形成される。ここで、ビニロンファイバーの比重は
標準品でγ＝１．３０であるので添加材を混入して搬送
流体である水ガラスと比重がほぼ同じ（比重γ＝１．３
２）であるよう調整されているので、ミキサーとビット
間で浮沈分離することがなく、回路を閉塞しない。
【００１４】また、図４はファイバー混入量と曲げ強度
の関係を例示するもので、ファイバー混入量（ｋｇ／ｍ
3 ）を横軸に、曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を縦軸に示
すグラフで表示し、ファイバーの混入で曲げ強度が向上
することを示している。
の関係を例示するもので、ファイバー混入量（ｋｇ／ｍ
3 ）を横軸に、曲げ強度（ｋｇｆ／ｃｍ2 ）を縦軸に示
すグラフで表示し、ファイバーの混入で曲げ強度が向上
することを示している。
【００１５】そして、一般に、セメント系の材料は引張
り強度が圧縮強度の１／１０、剪断強度が引張り強度の
３1/2 倍程度であるため、掘削機で掘削しやすいよう
に、圧縮強度を増加させずに剪断強度と引張り強度とを
向上させるのにセメントにファイバーを混入した複合材
にするのは任意公知の方法である。
り強度が圧縮強度の１／１０、剪断強度が引張り強度の
３1/2 倍程度であるため、掘削機で掘削しやすいよう
に、圧縮強度を増加させずに剪断強度と引張り強度とを
向上させるのにセメントにファイバーを混入した複合材
にするのは任意公知の方法である。
【００１６】また、主材回路６の内径はファイバーの最
大長さの約３倍以上に形成されているので、ファイバー
同志が絡まり閉塞する事がなく、３倍以下では絡みつき
が発生することが実験的に分かっている。
大長さの約３倍以上に形成されているので、ファイバー
同志が絡まり閉塞する事がなく、３倍以下では絡みつき
が発生することが実験的に分かっている。
【００１７】本実施例では、切羽面の強度を向上させる
ために硬化材にセメントミルクを使用し、セメントミル
クが早期に強度を発現するように主材として水ガラスを
選択したので、添加するファイバーとして比重が近似で
等しく調整し易いビニロンファイバーを選択している
が、比重が同じであればこの組合わせに限定されるもの
でなく、同様の効果を上げることができる。
ために硬化材にセメントミルクを使用し、セメントミル
クが早期に強度を発現するように主材として水ガラスを
選択したので、添加するファイバーとして比重が近似で
等しく調整し易いビニロンファイバーを選択している
が、比重が同じであればこの組合わせに限定されるもの
でなく、同様の効果を上げることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、以下の優れた効果を奏する。
ので、以下の優れた効果を奏する。
【００１９】（１） 崩壊性地山トンネルの切羽にファ
イバー強化ソイルモルタルの杭を容易に施工することが
できる。
イバー強化ソイルモルタルの杭を容易に施工することが
できる。
【００２０】（２） ファイバーとその搬送流体が分離
浮沈することがなく、ファイバー混入流体の搬送が実用
化できた。
浮沈することがなく、ファイバー混入流体の搬送が実用
化できた。
【００２１】（３） したがって、崩壊性地山トンネル
の切羽自立にファイバアー強化ソイルモルタルで形成し
た杭が使用できるようになった。
の切羽自立にファイバアー強化ソイルモルタルで形成し
た杭が使用できるようになった。
【図１】崩壊性地山トンネルの切羽自立工法を実施する
装置の例を示す斜視図。
装置の例を示す斜視図。
【図２】図１の装置の翼付きビットの拡翼時を示す側面
図。
図。
【図３】図２のビットのファイバー強化ソイルモルタ杭
の構築中を示す側面図。
の構築中を示す側面図。
【図４】ファイバー混入量と曲げ強度との関係を示す
図。
図。
【符号の説明】 １…ＡＢＦマシーン ２…固化材供給装置 ３…硬化材用ミキサー ４…主材とファイバー用ミキサー ５…比例吐出ポンプ ６…主材回路 ７…硬化材回路 ８…ビット ８ａ…硬化材吐出口 ８ｂ…翼 ９…ファオバー強化水平杭 １０…切羽 １１…主材吐出口 １３…パイロット孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 9/04 E21D 9/06 301 C04B 20/00
Claims (3)
- 【請求項１】 崩壊性地山トンネルのトンネル掘削にお
いて、切羽面に多数本のファイバー強化ソイルモルタル
の水平杭を構築して切羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイ
バーとその搬送流体との比重を等しくし、ファイバーの
分離浮沈による圧送回路の閉塞を防止することを特徴と
する崩壊性地山トンネルの切羽自立工法。 - 【請求項２】 ファイバーはビニロンファイバーとし、
搬送流体は水ガラスとした請求項１に記載の崩壊性地山
トンネルの切羽自立工法。 - 【請求項３】搬送流体を圧送する圧送回路の内径はファ
イバーの最大長さの３倍以上である請求項１に記載の崩
壊性地山トンネルの切羽自立工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154509A JP2758138B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 崩壊性地山トンネルの切羽自立工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6154509A JP2758138B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 崩壊性地山トンネルの切羽自立工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0821200A JPH0821200A (ja) | 1996-01-23 |
| JP2758138B2 true JP2758138B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15585808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154509A Expired - Fee Related JP2758138B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 崩壊性地山トンネルの切羽自立工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758138B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5311453B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2013-10-09 | 鹿島建設株式会社 | 地山補強工法 |
| CN109098732A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-28 | 中铁十二局集团有限公司 | 隧道全断面高压水平旋喷桩加固施工方法 |
| CN114294022B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-11-21 | 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 | 一种防水密闭墙的漏水封堵方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275149A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-05 | 稲葉 武男 | コンクリ−ト補強用フアイバ |
| JPH05302489A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-11-16 | Trevi Spa | トンネルライニング法及びその装置 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP6154509A patent/JP2758138B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275149A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-05 | 稲葉 武男 | コンクリ−ト補強用フアイバ |
| JPH05302489A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-11-16 | Trevi Spa | トンネルライニング法及びその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0821200A (ja) | 1996-01-23 |
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