JP3017941U - トンネル地山の支保装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼管が支保工として作用するのに加えて、地
山に連続した支保壁を形成することができ、切羽から作
用する土圧を軽減し、掘削部では天端からの土塊の落下
を未然に防止することができ、また強化材が地山と鋼管
との間を通って外部に漏洩するというようなことがない
トンネル地山の支保装置を提供する。 【構成】 両端が開口して外周に複数の透孔を有し、前
端外周にめすねじ部を、後端外周におすねじ部を有する
鋼管と、先端にビットが装着されて鋼管の内部に挿脱可
能に挿入される穿孔手段と、鋼管のおすねじ部に着脱可
能に螺着される注入プラグと、注入プラグを介して鋼管
に接続され、鋼管内に強化材を圧入する注入ポンプと、
注入ポンプによる強化材の圧入後、鋼管から取外された
注入プラグに代わって嵌合される座金と、その外方の鋼
管のおすねじ部に着脱可能に螺着され、鋼管の外周と地
山との間の間隙を座金で密封する袋ナットとを具えてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、トンネル地山の支保装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来トンネルの掘削時において、切羽前方の地山の鉛直荷重を先行して打設し た鋼管によって支持し、切羽から作用する土圧を軽減するとともに、掘削部では 天端からの土塊の落下を未然に防止し、安全性を確保して掘削することが行われ ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

一方地山を強化するために、特公平3-48314号公報に開示したような穿孔装置 によって地山中に打ち込んだ鋼管を介して地山中に強化材を注入することが行わ れている。この穿孔装置はこの考案の図示した実施例と一部共通するところがあ るので、これを参照して説明することとする。この装置は両端が開口していて、 内部に先端にビットが装着された穿孔手段８を挿脱可能に配置した鋼管４を、穿 孔手段８によって地山２に穿孔しながら圧入し、所定長の穿孔圧入の終了後穿孔 手段８を鋼管４から抜出し、このようにして地山２内に圧入された複数の同鋼管 ４内に強化材を圧入して、その先端開口部及び外周の透孔６から地山２内に強化 材を注入し、連続した強化部を形成するものである。

【０００４】 そこで前記のようなトンネルを掘削するに際して、このような穿孔装置を使用 して地山を強化することが考えられる。しかしながらこのような穿孔装置を使用 して形成された強化部によっては、切羽から作用する土圧を軽減することや、掘 削部では天端からの土塊の落下を未然に防止すること等が困難であり、また鋼管 内に強化材を圧入する際、その操作が厄介であって手際よく圧入することが困難 であり、さらに強化材が地山と鋼管との間を通って外部に漏洩するというような ことがあって、トンネル地山の支保装置としては採用しにくいという問題がある 。

【０００５】 そこでこの考案の目的は、前記のような従来の穿孔装置のもつ問題を解消し、 鋼管が支保工として作用するのに加えて、地山に連続した支保壁を形成すること ができ、切羽から作用する土圧を軽減し、掘削部では天端からの土塊の落下を未 然に防止することができ、また強化材が地山と鋼管との間を通って外部に漏洩す るというようなことがないトンネル地山の支保装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の考案は、両 端が開口して外周に複数の透孔を有し、前端外周にめすねじ部をまた後端外周に おすねじ部を有する鋼管と、先端にビットが装着されて前記鋼管の内部に挿脱可 能に挿入される穿孔手段と、この鋼管の前記おすねじ部に着脱可能に螺着される 注入プラグと、螺着された注入プラグを介して鋼管に接続され、鋼管内に強化材 を圧入する注入ポンプと、この注入ポンプによる強化材の圧入後、鋼管から取外 された注入プラグに代わって鋼管に嵌合される座金と、その外方の鋼管のおすね じ部に着脱可能に螺着され、鋼管の外周と地山との間の間隙を座金で密封する袋 ナットとを具えていることを特徴とするものである。請求項２に記載の考案は、 請求項１に記載の考案において、鋼管の前端内部に前記おすねじ部に螺合可能な めすねじ部が設けられていて、必要に応じて両ねじ部を螺合して複数の鋼管を連 結して長尺加工をすることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

前記のようなこの考案を使用して、トンネルを掘削するに際しては、地山のト ンネルの入口に対応する位置に、それと相似形の定規支保工を建て込み、この定 規支保工の周囲に沿って複数の鋼管を打設する。この打設に際しては、鋼管内に 穿孔手段を挿入し、さく岩機を作動させることによって推力を付与しながら回転 するビットによって穿孔し、この穿孔と同時に鋼管にも推力を付与して鋼管全体 を地山内に貫入し、このようにして鋼管の貫入が終了したら、穿孔手段の作動を 停止して鋼管から引き抜く。このようにして地山内に圧入された複数の鋼管の後 端おすねじ部に注入プラグを螺着し、この注入プラグを介して鋼管に接続された 注入ポンプによって鋼管内に強化材を圧入して、鋼管の先端開口部及び外周の透 孔から地山内に強化材を注入し、このようにして強化材の注入終了後鋼管から注 入プラグを取外し、その代わりに鋼管に座金を嵌合して鋼管のおすねじ部に袋ナ ットを螺着して、鋼管の外周と地山との間の間隙を座金で密封する。このように して注入された強化材の硬化後、鋼管とこの強化材とによってトンネルの１シフ ト分の支保壁が形成される。そこで１シフト分の支保壁の長さの数分の１の長さ にわたってトンネルを掘削してここにつぎの支保工を建て込み、以下同様のこと を繰り返して１シフト分の長さのトンネルの掘削作業が終了すると、前記と同様 のことを繰り返して所望のシフト分の長さのトンネルを掘削することとなる。

【０００８】 そしてこのようなトンネル掘削の際鋼管と注入された強化材とによって形成さ れた支保壁が、切羽から作用する土圧を軽減するとともに、掘削部では天端から の土塊の落下を未然に防止し、安全性が確保されることから掘削作業が安全かつ 効率よく遂行される。そして前記のような場合において、地山の状態等により鋼 管を長尺のものとしたい場合には、先行鋼管の後端おすねじ部に後行鋼管のめす ねじ部を螺合して、複数の鋼管を連結することとなる。

【０００９】

【実施例】

図１〜４に示すこの考案の実施例において、鋼管４はほぼ15〜20ｍの長さＬを 有し、その両端は開口していて、その外周に複数の透孔６が、前端にめすねじ部 ９が、また後端にめすねじ部９に螺合可能なおすねじ部５が設けられている。８ は穿孔手段を示し、先端に設けたビット本体７の先端に固定第１ビット18と、開 閉可能な第２ビット19とを有していて、さく岩機11に取付けたシャンクロッド12 にカップリングスリーブ13を介して接合される穿孔ロッド14の先端に取付けられ 、カップリングスリーブ13の前側にはホルダキャップ16を介してパイプホルダ17 が装着され、該パイプホルダ17に鋼管４が嵌合されている。

【００１０】 前記のようなものを使用して、トンネル１を掘削するに際しては、図５に示す ように地山２にトンネル１の開口と相似の定規支保工30−１を建て込み、この定 規支保工30−１の周囲に沿って図６，７に示すように、複数の鋼管４をほぼ４〜 ５°の上向きの打設角αをもって打設する。この打設に際しては図２に示すよう に、鋼管４内に穿孔手段８の穿孔ロッド14を挿入し、さく岩機11を作動させるこ とによって穿孔ロッド14に推力を付与しながら該穿孔ロッド14を回転し、それに 伴って回転するビット本体７の第１ビット18によって先掘りしたうえ、第２ビッ ト19によって鋼管４の外径以上の孔21を穿孔する。そしてこの孔21の穿孔と同時 に、パイプホルダ17を介して鋼管４にも推力を付与して図８に示すように鋼管４ を地山２内に１シフト分の水平方向の長さＸにわたって貫入する。このようにし て鋼管４全体を地山２に貫入したら、さく岩機11の作動を停止してパイプホルダ 17を鋼管４から取外し、穿孔ロッド14を鋼管４から引き抜く。この引抜時に第２ ビット19がビット本体７内に収納される。

【００１１】 このようにして地山２内に圧入された複数の鋼管４に、図８に示すように強化 材を圧入し、鋼管４の先端開口部及び外周の透孔６から、地山２内に強化材を注 入することとなる。この強化材の注入に際しては、鋼管４の後端おすねじ部５に 、図３に示すように注入プラグ23を螺着し、この注入プラグ23を介して鋼管４に 接続された注入ポンプ24によって鋼管４内に強化材を圧入し、このようにして強 化材の注入終了後鋼管４から注入プラグ23を取外し、図４に示すようにその代わ りに鋼管４に座金25を嵌合して鋼管４のおすねじ部５に袋ナット26を螺着して、 鋼管４の外周と地山２との間の間隙を座金25で密封する。

【００１２】 このようにして注入された強化材の硬化後、鋼管４とこの硬化した強化材とに よって地山２内に連続した支保壁３が形成される。そこで図９に示すように１シ フト分の長さＸの数分の１の長さｘにわたってトンネルを掘削し、ここに図10に 示すようにつぎの支保工30−２を建て込み、以下同様のことを繰り返して鋼管４ と同じ長さＸ分の第１シフト掘削孔Ａの掘削作業が終了する。以下必要に応じて 、前記と同様のことを繰り返して図11に示すように、第１シフト掘削孔Ａに連接 した第２，３シフト掘削孔Ｂ，Ｃを順次形成し、所望の長さのトンネルを掘削す ることとなる。このようなトンネル掘削の際鋼管４と注入された強化材とによっ て形成された支保壁３が、切羽から作用する土圧を軽減するとともに、掘削部で は天端からの土塊の落下を未然に防止し、安全性が確保されることから掘削作業 が安全かつ効率よく遂行される。そして前記のような場合において、地山２の状 態等によって鋼管４を長尺のものとしたい場合には、先行鋼管４の後端おすねじ 部５に後行鋼管４のめすねじ部９を螺合して、複数の鋼管４を連結することとな る。

【００１３】

【考案の効果】

この考案は前記のようであって、請求項１に記載の考案は、両端が開口して外 周に複数の透孔を有し、前端外周にめすねじ部をまた後端外周におすねじ部を有 する鋼管と、先端にビットが装着されて前記鋼管の内部に挿脱可能に挿入される 穿孔手段と、この鋼管の前記おすねじ部に着脱可能に螺着される注入プラグと、 螺着された注入プラグを介して鋼管に接続され、鋼管内に強化材を圧入する注入 ポンプと、この注入ポンプによる強化材の圧入後、鋼管から取外された注入プラ グに代わって鋼管に嵌合される座金と、その外方の鋼管のおすねじ部に着脱可能 に螺着され、鋼管の外周と地山との間の間隙を座金で密封する袋ナットとを具え ているので、定規支保工及び支保工と組合せて使用することにより、鋼管が支保 工として作用するのに加えて、注入された強化材と協働して地山に連続した支保 壁を形成し、切羽から作用する土圧を軽減するとともに、掘削部では天端からの 土塊の落下を未然に防止し、安全性が確保されることから掘削作業が安全かつ効 率よく遂行され、しかも支保壁の形成の際の強化材の注入操作が容易であって手 際よく注入することができ、また注入した強化材が地山と鋼管との間を通って外 部に漏洩するようなことがないという効果がある。また請求項２に記載の考案は 、請求項１に記載の考案において、鋼管の前端内部に前記おすねじ部に螺合可能 なめすねじ部が設けられていて、必要に応じて両ねじ部を螺合して複数の鋼管を 連結して長尺加工をするので、複数の鋼管を連結するという簡単な操作によって 容易にそれを実施することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例の使用状態を示す縦断正面図
である。

【図２】同上の穿孔手段の引抜工程を示す縦断正面図で
ある。

【図３】同上の強化材の注入工程を示す縦断正面図であ
る。

【図４】同上の全工程終了時の縦断正面図である。

【図５】この考案によるトンネル掘削作業の当初工程の
説明図である。

【図６】同上の次工程の説明図である。

【図７】同工程をトンネルの入口からみた図面である。

【図８】同上の次工程の説明図である。

【図９】同上のさらに次工程の説明図である。

【図１０】同上のさらに次工程の説明図である。

【図１１】同上の複数シフト作業時の説明図である。

【符号の説明】

１ トンネル ２ 地山 ３ 支保壁 ４ 鋼管 ５ おすねじ部 ６ 透孔 ７ ビット本体 ８ 穿孔手段 ９ めすねじ部 11 さく岩機 12 シャンクロッド 13 カップリン
グスリーブ 14 穿孔ロッド 16 ホルダキャ
ップ 17 パイプホルダ 18 第１ビット 19 第２ビット 21 孔 23 注入プラグ 24 注入ポンプ 25 座金 26 袋ナット 30−１ 定規支保工 30−２ 支保工

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が開口して外周に複数の透孔を有
   し、前端外周にめすねじ部をまた後端外周におすねじ部
   を有する鋼管と、先端にビットが装着されて前記鋼管の
   内部に挿脱可能に挿入される穿孔手段と、この鋼管の前
   記おすねじ部に着脱可能に螺着される注入プラグと、螺
   着された注入プラグを介して鋼管に接続され、鋼管内に
   強化材を圧入する注入ポンプと、この注入ポンプによる
   強化材の圧入後、鋼管から取外された注入プラグに代わ
   って鋼管に嵌合される座金と、その外方の鋼管のおすね
   じ部に着脱可能に螺着され、鋼管の外周と地山との間の
   間隙を座金で密封する袋ナットとを具えていることを特
   徴とするトンネル地山の支保装置。
2. 【請求項２】 鋼管の前端内部に前記おすねじ部に螺合
   可能なめすねじ部が設けられていて、必要に応じて両ね
   じ部を螺合して複数の鋼管を連結して長尺加工をするこ
   とを特徴とする請求項１に記載のトンネル地山の支保装
   置。