JP2788343B2 - トンネル掘削工法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトンネル掘削工法とその工法に用いる装置に
係り、特にパイプルーフ工法やURT工法のように土留を
予め設置する形式のトンネルにおける切羽の土留及び掘
削工法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、トンネルを掘削するにあたっては、薬液注入
や撹はん混合工法等の補助工事によって土質改良を施
し、切羽が自立するように掘削土砂を改良した後、掘削
工事を行うようにしている。

ところで、パイプルーフ工法やURT工法のように土留
を予め設置したトンネルにおいては、土留支保工を立て
るため、切羽は直角に近い勾配で掘削する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、切羽を直角に近い勾配で掘削する場合、小
規模な断面や地山が強固な土質の場合は問題ないが、大
断面や土質が軟弱なところでは前記した土質改良方法で
は限界がある。また、技術的に可能であったとしても多
くの工期や工費を要するため採用できないことがある。

本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、薬液注入
や撹はん混合工法のみに依存することなく切羽の崩れを
防止でき、併せて、掘削をも同時進行することができる
ようにしたトンネル掘削工法とこの工法に用いる装置を
提供することを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記技術的課題を解決するために、以下のよ
うな方法とした。

即ち、貫通させるべきトンネルの両端部に、トンネル
を閉塞する形状に形成した格子を夫々設け、これら格子
間を鋼線で接続するとともに、両格子を引き合う方向に
鋼線を牽引して、両格子をトンネル中央方向に走行さ
せ、格子の縁部で地山を切削し排土する。

また、掘削する地山の性状に応じて、前記格子の内側
部に、切削した土砂の排出を抑制するための土留板を設
けることができる。

さらに、以下のような装置とすることができる。

即ち、貫通させるべきトンネル両端部に設置され、ト
ンネルを閉塞する形状に形成し、外周を掘削板で囲んだ
格子を夫々設け、これら格子にセンターホールジャッキ
を夫々設けるとともに、これらセンターホールジャッキ
間を鋼線で接続し、両格子を引き合う方向に鋼線を牽引
して両格子をトンネル中央方向に走行せしめて、格子の
縁部で地山を切削するように構成してトンネル掘削装置
とした。

〔作用〕

貫通させるべきトンネルの両端部に設置した格子によ
って、地山の壁部の土留がなされるとともに、格子を引
き合うことによって、格子の縁部で地山を切削する。

このため地山の切羽を、格子の周縁で保持できると同
時に掘削することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。

貫通させるべきトンネル１の両端部２、３は夫々発進
側縦坑と到達側縦坑に連通している。このトンネル１は
パイプルーフ工法により形成され、上側パイプルーフ10
と下側パイプルーフ11との間に位置している。このトン
ネルは後述する鋼線８が貫通する程度の孔となってお
り、本装置はこの孔に沿って崩れを防止しつつトンネル
を掘削するものである。

掘削すべきトンネル１の断面形状は略長４角形であ
り、その両端部２、３にはトンネル１を閉塞する形状に
形成した格子５、６が夫々配置されている。この格子
５、６は第２図に示すように、鋼板を縦横に組んで格子
状とし、その外周を掘削板４で囲んで構成してある。そ
して、トンネル１の掘削後の断面形状に合わせた形状と
なっている。

これら格子５、６にはジャッキ台7aが４箇所設置され
ており、その先端にはセンターホールジャッキ７が設け
られている。このジャッキ台7aは格子により切り取られ
た土砂によりセンターホールジャッキ７が損傷しないよ
う間隔をとるためのものである。

前記センターホールジャッキ７はその中央部にスルー
ホールが設けられており、このスルーホールに通した鋼
線８を手繰り寄せることができるようになっている。な
お、鋼線８はワイヤ、チェーン等で構成される。前記格
子５、６はトンネル１を上下に分割するよう２対設けら
れている。格子５、６に夫々設けられたセンターホール
ジャッキ７間は鋼線８で接続されており、格子５、６を
引き合う方向に鋼線８を牽引して両格子５、６をトンネ
ル中央方向に走行せしめて、格子５、６の縁部で地山９
を切削するように構成されている。これにより格子５、
６前方の切羽9aは格子５、６で徐々に押さえられ、崩れ
が防止されるとともに掘削も同時に進行する。

そして掘削後は、トンネル内壁を内装材で被覆して順
次トンネル中央部に進行する。

なお、土質が柔らかい場合には、地山９が容易に掘削
できるが、地山９に対する圧力が十分に働かず、地山９
が崩れる虞れがある。この場合は第３図に示すように格
子５、６の後面に土留板掛用突起21を設けて、この土留
板掛用突起21に土留板20を立て掛ける。この土留板20は
土質の軟弱さの程度により、土留板掛けする範囲を調節
し、土留板を掛けてない部分から土砂を絞り出すよう作
用する。これにより推進力が抑制される。なお、この土
留板20は角度及び位置が任意に調整可能となっている。

以下、実際の工法につき説明する。

前記したように格子５、６に鋼線８をセットした後セ
ンターホールジャッキ７を作動させて格子５、６同士を
引き付ける。すると格子５、６の縁部は地山９に食い込
み、地山９が所定の形状に削られる。この場合、上側格
子５、６と下側格子５、６とを交互に作動させる。排土
は格子５、６の後方に移動するためこれをコンベアで排
出する。

なお、上側格子５、６と下側格子５、６との間には若
干の距離を設けて切羽の安定を図るのが望ましい。

このように、土留と掘削とを同時にでき、しかも、掘
削の後方に障害となる構造物がないので土留支保工建て
方作業が容易になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、貫通させるべきトンネルの両端部に
設置した格子によって、地山の壁部の土留がなされると
ともに、格子を引き合うことによって、格子の縁部で地
山を切削するので、切羽を格子の周縁で保持しつつ掘削
することができる。

したがって、薬剤注入等による地山の改良は最低限で
済み、工期の短縮をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
本工法によるトンネルの長さ方向の縦断面図、第２図は
土留用格子の斜視図、第３図は土留用格子の部分的な斜
視図である。 １……トンネル、２、３……両端部、 ４……掘削板、５、６……格子、 ７……センターホールジャッキ、８……鋼線、 ９……地山、10……土留板。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通させるべきトンネルの両端部に、トン
   ネルを閉塞する形状に形成した格子を夫々設け、これら
   格子間を鋼線で接続するとともに、両格子を引き合う方
   向に鋼線を牽引して、両格子をトンネル中央方向に走行
   させ、格子の縁部で地山を切削し排土することを特徴と
   するトンネル掘削工法。
2. 【請求項２】前記格子の内側部に、切削した土砂の排出
   を抑制するための土留板を設けたことを特徴とする請求
   項１記載のトンネル掘削工法。
3. 【請求項３】貫通させるべきトンネルの両端部に設置さ
   れ、トンネルを閉塞する形状に形成し、外周を掘削板で
   囲んだ格子を夫々設け、これら格子にセンターホールジ
   ャッキを夫々設けるとともに、これらセンターホールジ
   ャッキ間を鋼線で接続し、両格子を引き合う方向に鋼線
   を牽引して両格子をトンネル中央方向に走行せしめて、
   格子の縁部で地山を切削するように構成したことを特徴
   とするトンネル掘削装置。