JP2874561B2 - 導坑による先行脚部補強型フォアパイリング工法 - Google Patents

導坑による先行脚部補強型フォアパイリング工法

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JP2874561B2 JP6170793A JP17079394A JP2874561B2 JP 2874561 B2 JP2874561 B2 JP 2874561B2 JP 6170793 A JP6170793 A JP 6170793A JP 17079394 A JP17079394 A JP 17079394A JP 2874561 B2 JP2874561 B2 JP 2874561B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、導坑による先行脚部補
強型フォアパイリング工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、トンネル工事において上部に構造
物が立っていたり、被りが薄い崩壊性地山での大断面ト
ンネル建設が多くなり、大型掘削機に対応する補助工法
の開発が望まれている。
【0003】通常、こうした崩壊性地山においては、長
尺のフォアパイリング工法が採用され、例えば、注入孔
を多数設けた鋼管と、これに挿通されるロッドと、これ
の先端に取り付けられるとともに鋼管の先端部から突出
される掘削用の先端ビットとから成る注入管を用いる。
すなわち、先端ビットを回転させて地盤を掘削しつつ鋼
管を地盤中に挿入し、その後、先端ビットを鋼管から取
り外して回収して、鋼管を地盤中に残置させるととも
に、この鋼管内に地盤硬化材を圧送して、当該注入管の
周辺地盤内に地盤硬化材を注入して当該地盤を改良する
ことによりフォアパイルを坑部開口周縁に沿って次々に
アーチ状に隣接造成する。そして、このフォアパイルの
長さ分開削掘進して支保覆工を行なう工程を繰り返しな
がら掘進する掘削工法である。
【0004】従来、かかる工法においては、上記のよう
に地盤に長尺のフォアパイルを多数本全体としてアーチ
をなすように打ち込んだ後は、それらフォアパイルをア
ーチの内側から鋼製支保工で支えて保持することを行っ
ている。この鋼製支保工は、設計で定められた位置に、
トンネル軸に直角な同一平面内にあり、ねじれたり倒れ
たり沈下したりしないように正確に建込まなければなら
ない。従って、鋼製支保工は、掘削断面の形状、断面力
の大きさなどを考慮し、座屈や曲げ破壊の生じないよう
な強固な構造とするとともに周辺の地盤により強固に支
持されることが望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、大断面トンネ
ルの場合には、鋼製支保工の脚部における支持力が確保
しにくいものとなると共に、適宜複数に分割された鋼製
支保工の場合には、部材の継手部分が構造上の弱点とな
りやすい。また鋼製支保工の位置決めや部材同士の連結
に手間がかかり、従来のフォアパイリング工法における
鋼製支保工の建込みは、比較的容易でない。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、大断面トンネルにおいても鋼製支保工における脚部
の支持力確保の信頼性が高く、鋼製支保工の建込みが容
易となるような導坑による先行脚部補強型フォアパイリ
ング工法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の導坑による先行脚部補強型フォアパイリン
グ工法は、大断面トンネルにおけるアーチのクラウン上
部及び両脚部外側の位置に導坑を先進掘削する工程と、
その各導坑においてコンクリートを打設しこれに埋設す
ることにより上記クラウン上部の導坑内に支保工頂板金
物をそして上記両脚部の導坑に支保工受け金物を固定す
る工程と、本坑掘削の際に、予め打ち込んだ注入式鋼管
フォアパイリングを支える鋼製支保工を、上記クラウン
上部の支保工頂板金物と上記両脚部の支保工受け金物と
で保持して建込んで行く工程とを含むものである。
【0008】
【作用】掘削の際、予め打ち込んだフォアパイルを支え
る鋼製支保工を、本坑の掘削に際し、導坑内に埋め込ん
だ金物を利用して建込んで行く工法であるので、鋼製支
保工のアーチ脚部の保持力は事前に打設したコンクリー
トで受け持たれる。つまり、この部分のアーチ脚部補強
を事前に行なっていることになり、鋼製支保工による支
持力確保の信頼性が高まる。また、導坑内に打設したコ
ンクリートは、トンネル軸方向に対して、一種の先受け
となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。ここでは上半,下半に分れた超大断面トンネルを
例にして、円形導坑による先行脚部補強型注入式鋼管フ
ォアパイリング工法を説明する。
【0010】この工法によれば、超大断面トンネルの開
削対象地盤、正確には上半掘削地盤の周辺部にアーチ状
に注入式鋼管フォアパイリングをするが、これに先立
ち、アーチのクラウン上部の位置に、1本の円形導坑1
を、そしてアーチの上半脚部外側(2箇所)の位置でそ
れぞれ1本の円形導坑2,3を、例えばトンネルボーリ
ングマシンにより先進させる。その後、これら各円形導
坑1,2,3のうち、クラウン上部の円形導坑1には、
埋込金物として例えば断面の縦方向の長さが400mm
程度のI型鋼から成る支保工頂板金物4を設置し、また
上半脚部の円形導坑2,3には埋込金物として支保工受
け金物5,6を設置し、それら円形導坑1,2,3に型
枠を組み立て、それぞれ十分な支持反力をとり得る形状
となるようにコンクリート7を打設する。これにより、
支保工頂板金物4,支保工受け金物5,6はコンクリー
ト7により強固に埋設支持されて導坑内に強固に固定さ
れる。
【0011】次に、トンネルの開削対象地盤の周辺部に
アーチ状に注入式鋼管フォアパイリングを施工する。こ
れには上述した従来技術が適用できる。即ち、注入孔を
多数設けた鋼管と、これに挿通されるロッドと、これの
先端に取り付けられ、鋼管の先端部から突出される掘削
用の先端ビットとから成る注入管を用いる。すなわち、
前記ロッドを回転させることにより、先端ビットを鋼管
の先端部において回転させて、本坑部開削進行方向に向
けて地盤を掘削しつつ、鋼管を開削対象地盤の周辺部に
挿入する。その後、鋼管を所定位置まで挿入したところ
で、先端ビットをロッドとともに鋼管から取り外して回
収するとともに、鋼管を地盤中に残置させ、この鋼管内
に地盤硬化材を圧送し、前記注入孔を介して当該注入管
の周辺地盤内に地盤硬化材を注入して地盤を改良する。
これにより、鋼管と改良地盤とによる円筒状硬化層であ
るフォアパイル8を坑部開口周縁に沿って次々に隣接造
成し、以てアーチ状にフォアパイル8を打ち込む。
【0012】なお、注入管の削孔挿入には、注入管たる
鋼管を内管削孔パイプとする二重管ロータリパーカッシ
ョンドリル形式(トップハンマー方式)や、鋼管をケー
シングとするダウン・ザ・ホールドドリル形式(ケーシ
ング連行型拡孔ビット方式)や、鋼管を外管とするオー
ガードリル形式(ダブルロータリー方式)などが使用で
き、所定長の削孔が終了したところで削孔に使用した鋼
管を引き抜き、注入に備えることになる。
【0013】次に、上記の様にして打ち込んだフォアパ
イル8をアーチの内側から支える鋼製支保工9を建込み
つつ本坑内の上半部分の掘削作業を行う。この鋼製支保
工9の建込みは、円形導坑1,2,3内に埋め込んだ支
保工頂板金物4と支保工受け金物5,6とを利用して行
う。即ち、鋼製支保工9をアーチのクラウン部の約1/
2の長さを持つ鋼製支保工部材9a,9bに分け、その
一方9aは上部を支保工頂板金物4のフランジ部で保持
しかつ下部を支保工受け金物5で保持することにより、
また他方の構成支保工部材9bは上部を支保工頂板金物
4のフランジ部で保持しかつ下部を支保工受け金物6で
保持することにより建込んで行く。
【0014】なお、上半掘削が終えた後、下半掘削に際
し例えば、ロックボルト10等を打ち込んで施工し、イ
ンバート11も適宜完成させる。
【0015】上記したように、上半掘削の際、予め打ち
込んだフォアパイル8を支える鋼製支保工9を、円形導
坑1,2,3内に埋め込んだ金物4,5,6を利用して
建込んで行く工法であるので、鋼製支保工9のアーチ脚
部の支持力は事前に打設した導坑内のコンクリート7に
より強固に受け持たれる。つまり、この部分のアーチ脚
部の補強を事前に行なっていることになり、鋼製支保工
9による支持力確保の信頼性が高まる。
【0016】また3本の導坑1,2,3内に打設したコ
ンクリート7が、トンネル軸方向に対して、一種の先受
けとなっている。従って、特に軟岩・未固結地山におけ
る超大断面トンネルを対象とした場合に、特に効果的と
なる。
【0017】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、大断面ト
ンネルにおいて、3本の導坑をクラウン上部、脚部外側
(2箇所)の位置で先進させ、その後頂部導坑には支保
工頂板金物をまた脚部導坑には支保工受け金物を設置す
ると共にこれを巻き込んでコンクリートを打設し、この
導坑内にコンクリートを介して埋め込んだ金物を利用し
て、予め打ち込んだフォアパイルの鋼製支保工を保持し
て建込んで行く工法であるので、脚部の保持力は事前に
打設したコンクリートで受け持つこととなり、これは事
前に脚部補強を行なっていることと等価であるので、本
坑の掘削の際の支持力確保の信頼性が高まる。
【0018】また、鋼製支保工はクラウン上部の支保工
頂板金物と脚部の支保工受け金物とで保持されるので、
これら保持部材がない場合に比べて鋼製支保工の位置決
めや部材同士の連結に手間がかからず、超大断面トンネ
ルの場合においても鋼製支保工の建込みが容易である。
【0019】更に、3本の導坑内に打設したコンクリー
トが、トンネル軸方向に対して、一種の先受けとなる利
点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導坑による先行脚部補強型フォアパイ
リング工法を示すトンネル断面図である。
【符号の説明】
1,2,3 円形導坑 4 支保工頂板金物 5,6 支保工受け金物 7 コンクリート 8 フォアパイル 9 鋼製支保工 9a,9b 構成支保工部材 10 サイドパイル 11 インバート

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大断面トンネルにおけるアーチのクラウ
    ン上部及び両脚部外側の位置に導坑を先進掘削する工程
    と、その各導坑においてコンクリートを打設しこれに埋
    設することにより上記クラウン上部の導坑内に支保工頂
    板金物をそして上記両脚部の導坑に支保工受け金物を固
    定する工程と、本坑掘削の際に、予め打ち込んだ注入式
    鋼管フォアパイリングを支える鋼製支保工を、上記クラ
    ウン上部の支保工頂板金物と上記両脚部の支保工受け金
    物とで保持して建込んで行く工程とを含むことを特徴と
    する導坑による先行脚部補強型フォアパイリング工法。
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