JP3071252B2 - 軟弱地盤トンネル掘削工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル掘削工法に係
り、特に軟弱な地盤をロックボルトにより補強しつつ掘
削を行う工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱な地盤でトンネルを掘削する
工法としては、シ―ルド工法、フロンテジャッキング工
法、切羽断面分割工法などがある。

【０００３】また、掘削したトンネル支保としてロック
ボルトを使用し、山留を行いつつ掘削を行う方法があ
る。このロックボルトは、地盤に空けた細長い穴に対
し、モルタル、レジン、あるいはセメントミルクなどを
注入した後、または注入しつつロックボルトを挿入する
ものである。このロックボルトには、それ自体が細長い
穴を空ける自穿孔ロックボルトと呼ばれるものも存在
し、通常、トンネルの掘削断面維持のため使用されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したシ
―ルド工法、フロンテジャッキング工法、または切羽断
面分割工法では、軟弱な地盤におけるトンネル掘削につ
いて工期や工費が多くかかる問題があった。。

【０００５】特に、複線ボックス等の径の大きなトンネ
ルにおいては、地山の全断面での掘削は、その安全性の
確保のため種々の対策が必要であり、非常に多くの工期
や工費が必要であった。

【０００６】他方、従来のロックボルトは、上述のよう
に掘削断面の維持のためのＮＡＴＭ理論等によって設け
られるものであったが、本発明者は、切羽面に対し長大
なロックボルトを使用することで、切羽面の円弧すべり
を考慮した安全性が確保されることを見い出した。

【０００７】本発明はこのような事情の下においてされ
たものであり、切羽面を山留するために長大な自穿孔ロ
ックボルトを用いて切羽面の崩壊、円弧すべりを防止
し、迅速なトンネル掘削を可能にした軟弱地盤トンネル
掘削工法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、切羽面に対し
て掘削方向に、複数の自穿孔ロックボルトを打設した
後、切羽面を一サイクル分掘削して、掘削した分の自穿
孔ロックボルトを切断する工程と、前記の掘削後に切羽
面を山留する山留壁を、前記自穿孔ロックボルトを利用
して取付けるナットにより支持固定する工程と、切羽面
の山留後に周囲の山留のための支保工を設置する工程
と、を有する掘削を繰り返すことを特徴とする軟弱地盤
トンネル掘削工法である。

【０００９】この場合の自穿孔ロックボルトは、４０ｍ
以上にわたり打設することが可能である。

【００１０】

【作用】切羽面に掘削方向への自穿孔ロックボルトを複
数打設し、その後、一サイクル分掘削を行い、掘削分だ
け自穿孔ロックボルトを切断し、ロックボルトにより山
留壁を支持し、その後周囲の山留のための支保工を設置
するという一サイクルの工程を繰り返すことにより掘削
がされる。

【００１１】打設された自穿孔ロックボルトの最終部ま
で掘削したら、再びこのロックボルトを打設して、上記
作業工程を繰り返す。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３におい
て説明する。この実施例のトンネルは軟弱地盤に設けら
れる複線ボックスのトンネルであり、全断面で掘削を行
うものとする。図１において、まず 縦坑１を掘削し、 掘削方向に向かって、推進工法等により、予めパイプ
ル―フ３を施工する。さらに、特に地盤が軟弱な場合に
は薬液注入を行う。 切羽面５に掘削方向へ自穿孔ロックボルト７を打設す
る。

【００１３】この自穿孔ロックボルト７は40ｍ以上、望
ましくは45ｍ程度複数打設する。その後、薬液を注入し
た場合には、この薬液が固まるのを待って、 切羽面５の掘削を行う。この掘削は一サイクル分、例
えば２ｍ程行う。 この掘削により自穿孔ロックボルト７が、一サイクル
分露出するので、この露出分９を切断する。この自穿工
ロックボルト７の切断端部の外リブを利用して、山留壁
11を構成する矢板13を固定する。すなわち複数枚の矢板
13を切羽面５に水平に接触させて覆い、これらの矢板13
を縦方向に設けられた溝型鋼15によっておさえる。この
溝型鋼15に設けられたボルト穴に、前記自穿孔ロックボ
ルト７の切断端部を貫通させ、自穿孔ロックボルト７の
外リブを利用してナット17を取付け、ナットにより溝型
鋼15を押圧する。（図２）。

【００１４】このようにして切羽面５を山留した後に、
切羽面５の周囲、すなわちトンネル内の側壁を山留する
ための支保工19（図３）を設置する。すなわち掘削方向
へ配列して打ち込まれているパイプル―フ３に直角に腹
起こし21等を当て、さらに切り梁23及び支柱25によって
支持する。その後、 ナット17（図２）を外し山留壁11を取除いた後、さら
に一サイクル分掘削を行う。

【００１５】このようにして一サイクル分の掘削を繰り
返しつつ、トンネルを掘り進んで行く。また、打設され
た自穿孔ロックボルトの最終部まで掘削したら、再びこ
のロックボルトを打設して、上記作業工程を繰り返す。

【００１６】以上説明したように、本実施例によれば長
大な自穿孔ロックボルトを打ち込むことで、切羽面の十
分な山留効果を得ることができる。すなわち、切羽面に
自穿孔ロックボルトを、例えば45ｍ程度打ち込むこと
で、十分に大きな引き抜き耐力を有するものとなる。

【００１７】このように、従来のロックボルトは、ＮＡ
ＴＭ理論によって設けられるものであり、円弧すべりな
どによる設計には使用されていないものであったが、長
大なロックボルトを使用することで、切羽面の円弧すべ
りを考慮した安全性が確保される。

【００１８】また、ロックボルトを長大にすれば、掘削
が進むにつれてその有効長さが減少していく割合が小さ
いので、有効長さの減少に伴い、掘削工程の途中でロッ
クボルトの打設を新たに行う回数は減少し、工期をさら
に短くできる。

【００１９】さらに長大なロックボルトのみならず、パ
イプル―フ、薬液注入を併用することで、超軟弱地盤に
おいてもトンネルを安全に掘削することが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の軟弱地盤
トンネル掘削工法によれば、長大な、自穿孔ロックボル
トを使用することにより、切羽面の山留を行うことがで
きる。したがって簡単な施工により切羽の地山崩壊に対
する十分な安全性の確保が実現でき、切羽全面での掘削
が可能となる。よって工期を著しく短縮することが可能
である。

【００２１】また、従来のシ―ルド工法、フロンテジャ
ッキング工法、及び切羽断面分割工法に比較して工費を
大幅に低減できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すトンネルの断面側面
図である。

【図２】 図１のII部拡大図である。

【図３】 図１のIII方向から見た図である。

【符号の説明】

１…縦坑 ３…パイプル―フ ５…切羽面 ７…自穿孔ロックボルト 19…支保工

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切羽面に対して掘削方向に、複数の自穿
   孔ロックボルトを打設した後、 切羽面を一サイクル分掘削して、掘削した分の自穿孔ロ
   ックボルトを切断する工程と、 前記の掘削後に切羽面を山留する山留壁を、前記自穿孔
   ロックボルトを利用して取付けるナットにより支持固定
   する工程と、 切羽面の山留後に周囲の山留のための支保工を設置する
   工程と、を有する掘削を繰り返すことを特徴とする軟弱
   地盤トンネル掘削工法。
2. 【請求項２】 自穿孔ロックボルトを４０ｍ以上にわた
   り打設する請求項１に記載の軟弱地盤トンネル掘削工
   法。