JP3229934B2 - 無拡幅鋼管先受式掘削方法 - Google Patents

無拡幅鋼管先受式掘削方法

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JP3229934B2 JP36890197A JP36890197A JP3229934B2 JP 3229934 B2 JP3229934 B2 JP 3229934B2 JP 36890197 A JP36890197 A JP 36890197A JP 36890197 A JP36890197 A JP 36890197A JP 3229934 B2 JP3229934 B2 JP 3229934B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル(石油備
蓄用等の地下空洞等を含む)を掘削する無拡幅鋼管先受
式掘削方法に関し、トンネルの掘削技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】トンネルを掘削する場合、掘削されたト
ンネル壁面を形成する土砂または岩石、岩盤等の弛み防
止、及び施工の安全性を確保するために、掘削に先だっ
て、トンネルの掘削切羽前方の地山の補強を行ない、ト
ンネルを掘削する拡幅鋼管先受式掘削方法が用いられて
いる。
【0003】この方法は、図10に示すように、鋼管打
込装置Aによって鋼管Bの後端部を叩くことにより、ト
ンネルCの掘削切羽Dの周辺部から地山E内に該トンネ
ルCの軸方向やや外方に向けて鋼管Bを打ち込み、その
後、該鋼管Bの剛性と共に、該鋼管Bの後端部からモル
タルまたは地山硬化用の薬液等をトンネルCの掘削切羽
D前方の地山Eに注入することによって該地山Eの補強
を行ない、トンネルCを掘削するものである。
【0004】ところで、上記のように、鋼管打込装置A
によって鋼管Bを地山Eに打ち込む場合、この鋼管打込
装置Aの構造上、該鋼管Bの後端部がトンネルC側に突
出するので、これを回避しようとすると、予め、その鋼
管Bの後端部をトンネルCとなる空間Fより大きく掘削
する余掘りが必要となる。さらに、トンネルC側に突出
した鋼管Bの後端部と余掘り部分Gとを覆うためにコン
クリートをトンネルCとして必要な空間Fを確保する位
置まで打設する作業が別途必要となり、材料費や施工費
が上昇する問題が生じるのである。
【0005】そこで、上記のように余掘り等を必要とし
ないように、鋼管後端部が切羽前方の掘削領域外に位置
するまで打ち込む方法が考えられる。
【0006】この方法は、図11に示すように、鋼管打
込装置Aによって鋼管Hの後端部に接続した樹脂管Iの
後端部を叩くことにより、該鋼管HをトンネルCの掘削
切羽Dの周辺部から地山E内に該トンネルCの軸方向や
や外方に向けて鋼管Hの後端部が切羽D前方の掘削領域
J外に位置するまで打ち込み、その後、該鋼管Bの剛性
と共に、切羽Dの手前側に露出する該樹脂管Iの後端部
から鋼管H内を通じてモルタルまたは地山硬化用の薬液
等をトンネルCの掘削切羽D前方の地山Eに注入するこ
とによって該地山Eの補強を行ない、上記掘削領域J内
に残る樹脂管Iと共にトンネルCを掘削するものであ
る。
【0007】そして、この方法によれば、上述したよう
な問題を解決することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記鋼管Hを
トンネルCの掘削切羽Dの周辺部から地山E内に鋼管H
の後端部が切羽前方の掘削領域J外に位置するまで打ち
込む場合、鋼管打込装置Aによって樹脂管Iの後端部を
叩くことによって該鋼管Hを地山E内に打ち込むので、
強度の弱い樹脂管Iが打込荷重に耐えきれずに破壊して
しまう問題がある。その結果、切羽Dの手前側に露出す
るはずの樹脂管Iが地山Eに埋もれてしまい、該樹脂管
Iの後端部から鋼管H内を通じてモルタルまたは地山硬
化用の薬液等をトンネルCの掘削切羽D前方の地山Eに
注入することができない問題が発生する。
【0009】そこで、本発明は、トンネルの掘削方法と
して、鋼管後端部に樹脂管を接続し、該鋼管をその後端
部が切羽前方の掘削領域外に位置するまで地山に配設し
た後、該鋼管内を通じて地山に硬化材を確実に注入でき
る無拡幅鋼管先受式掘削方法の提供を課題とする。な
お、この無拡幅鋼管先受式掘削方法においては、トンネ
ルとして石油備蓄用等の地下空洞等を含む。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【0011】即ち、本発明は、トンネルの掘削切羽の周
辺部から地山内に該トンネルの軸方向やや斜め外方に向
けて複数の鋼管を配設した後、上記切羽を掘削する無拡
幅鋼管先受式掘削方法に関するものであって、上記鋼管
後端部に樹脂管を螺合することによって接続すると共
に、この鋼管先端部に削孔手段を回転可能に取り付け、
該削孔手段の推進力により、鋼管と樹脂管とを鋼管後端
部が上記切羽前方の掘削領域外に位置するまで引き込
み、次に、切羽の手前側に露出する樹脂管後端部から鋼
管内を通じて地山に硬化材を注入し、その後、上記掘削
領域内に残る樹脂管と共に上記切羽を掘削することを特
徴とする。
【0012】上記の構成によれば、鋼管後端部に樹脂管
を接続すると共に、この鋼管先端部に削孔手段を回転可
能に取り付け、該削孔手段の推進力により、地山を削孔
しながら該鋼管と樹脂管とを鋼管後端部が上記切羽前方
の掘削領域外に位置するまで引き込まれる。したがっ
て、該樹脂管後端部を叩くことによって鋼管を地山に打
ち込まないので、樹脂管は破壊されないで掘削領域内に
残り、その後端部が切羽の手前側に露出することにな
る。その結果、上記樹脂管後端部から鋼管内を通じて地
山に硬化材を注入することができる。しかも、上記掘削
領域内に残っているのは樹脂管なので、該樹脂管と共に
上記切羽を掘削することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
無拡幅鋼管先受式掘削方法によるトンネルの掘削につい
て説明する。
【0014】この方法に用いる鋼管の一例をあげると、
図1に示すように、この鋼管1は、先端部1aの外周面
円周方向に溝部1bと、その先端部1aから長手方向に
所定の間隔をおいて複数の注入孔1c…1cと、後端部
1dの内周面にネジ部1eを有する形状となっている。
【0015】そして、上記鋼管1に、円筒状で先端部2
aの外周面にネジ部2bを有する樹脂管2が、両ネジ部
1e,2bとの螺合によって接続されている。
【0016】つぎに、本発明の無拡幅鋼管先受式掘削方
法によるトンネルの掘削工程について説明する。
【0017】まず、第1工程について説明すると、図2
に示すように、上記鋼管1の溝部1bにドリル3に設け
られた取り付け部材3b…3bを係合させて回転可能に
該ドリル3が取り付けられる。そして、上記樹脂管2の
後端部2cから鋼管1の内部にロッド4を挿入し、上記
ドリル3の後端部3cに該ロッド4が装着される。な
お、このロッド4は、上記ドリル3から脱着可能となっ
ている。
【0018】つぎに、第2工程について説明すると、上
記鋼管1にドリル3が取り付けられた状態で、図3、4
に示すように、該ドリル3に装着されたロッド4を介し
て鋼管打込装置5にドリル3が連結されると共に、該鋼
管1が該鋼管打込装置5にセットされる。そして、上記
鋼管打込装置5にセットされた鋼管1に取り付けたドリ
ル3の先端部3aがトンネル6の掘削切羽7の周辺部に
押し当てられる。
【0019】なお、このドリル3は、ロッド4を介して
鋼管打込装置5から回転力が与えられて、地山8を削孔
するようになっている。
【0020】つぎに、第3工程について説明すると、図
5、図6に示すように、上記鋼管1の先端部1aに取り
付けられたドリル3が地山8に突入すると共に、上記鋼
管打込装置5から与えられた回転力により上記ドリル3
は地山8を削孔する。この時、該ドリル3が地山8内に
進もうとする推進力によって、鋼管1は地山8内にトン
ネル6軸方向外方に向けて、鋼管1の後端部1dが掘削
切羽7前方の掘削領域9外に位置するまで引き込まれ
る。
【0021】つぎに、第4工程について説明すると、図
7に示すように、上記地山8内に引き込まれた鋼管1の
内部からドリル3に装着されたロッド4が回収される。
なお、上記ドリル3は、鋼管1に取り付けた状態で地山
8内に残される。
【0022】つぎに、第5工程について説明すると、図
8に示すように、上記樹脂管2の後端部2cから注入装
置(図示せず)にセットされた硬化材注入管10を挿入
すると共に、該注入装置から供給される硬化材11が該
注入管10に取り付けられた複数の注入パイプ10a…
10aを通って、鋼管1に設けられた複数の注入孔1c
…1cから地山8に注入され、該地山8の硬化が行われ
る。なお、上記注入管10は、トンネル6が掘削される
と同時に取り除けることができる材質とされている。
【0023】つぎに、第6工程について説明すると、上
記注入された硬化材11が硬化した後、図9に示すよう
に、掘削切羽7前方の掘削領域9内に残る樹脂管2と注
入管10と共に、掘削機(図示せず)によってトンネル
6の掘削切羽7が掘削される。
【0024】本願の無拡幅鋼管先受式掘削方法によれ
ば、鋼管1の後端部1dに樹脂管2を接続すると共に、
この鋼管1の先端部1aにドリル3を回転可能に取り付
け、該ドリル3の推進力により、地山8を削孔しながら
該鋼管1と樹脂管2とを鋼管1の後端部1dが掘削切羽
7前方の掘削領域9外に位置するまで引き込まれる。し
たがって、該樹脂管2の後端部2cを叩くことによって
鋼管1を地山8に打ち込まないので、樹脂管2は破壊さ
れないで掘削領域9内に残り、その後端部2cが切羽7
の手前側に露出することになる。その結果、上記樹脂管
2の後端部2cから鋼管1内を通じて地山8に硬化材1
1を注入することができる。しかも、上記掘削領域9内
に残っているのは樹脂管2なので、該樹脂管2と共に上
記切羽7を掘削することができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本願の発明の方法によれ
ば、鋼管後端部に樹脂管を螺合することによって接続す
ると共に、この鋼管先端部に削孔手段を回転可能に取り
付け、該削孔手段の推進力により、地山を削孔しながら
該鋼管と樹脂管とを鋼管後端部が上記切羽前方の掘削領
域外に位置するまで引き込まれる。したがって、該樹脂
管後端部を叩くことによって鋼管を地山に打ち込まない
ので、樹脂管は破壊されないで掘削領域内に残り、その
後端部が切羽の手前側に露出することになる。その結
果、上記樹脂管後端部から鋼管内を通じて地山に硬化材
を注入することができる。しかも、上記掘削領域内に残
っているのは樹脂管なので、該樹脂管と共に上記切羽を
掘削することができる。このことによって、地山に鋼管
を引き込む時に、鋼管後端部に接続した樹脂管が破壊し
て鋼管の引き込み作業が中断せず効率よく作業すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る無拡幅鋼管先受式
掘削方法に用いる鋼管の形状を示す断面図である。
【図2】 本発明の無拡幅鋼管先受式掘削方法によるト
ンネルの掘削の第1工程を説明する断面図である。
【図3】 同じく第2工程を説明する断面図である。
【図4】 図3の要部拡大断面図である。
【図5】 本発明の無拡幅鋼管先受式掘削方法によるト
ンネルの掘削の第3工程を説明する断面図である。
【図6】 図5の要部拡大断面図である。
【図7】 本発明の無拡幅鋼管先受式掘削方法によるト
ンネルの掘削の第4工程を説明する要部拡大断面図であ
る。
【図8】 同じく第5工程を説明する要部拡大断面図で
ある。
【図9】 同じく第6工程を説明する要部拡大断面図で
ある。
【図10】 従来の拡幅鋼管先受式掘削方法によるトン
ネルの掘削を説明する断面図である。
【図11】 従来の無拡幅鋼管先受式掘削方法によるト
ンネルの掘削を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 鋼管 2 樹脂管 3 ドリル(削孔手段) 6 トンネル 7 掘削切羽 8 地山 9 掘削領域 11 硬化材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−121073(JP,A) 特開 平9−184400(JP,A) 特公 昭61−49473(JP,B2) 実公 平7−45676(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/04 E21D 20/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネルの掘削切羽の周辺部から地山内
    に該トンネルの軸方向やや斜め外方に向けて複数の鋼管
    を配設した後、上記切羽を掘削する無拡幅鋼管先受式掘
    削方法であって、上記鋼管後端部に樹脂管を螺合するこ
    とによって接続すると共に、この鋼管先端部に削孔手段
    を回転可能に取り付け、該削孔手段の推進力により、鋼
    管と樹脂管とを鋼管後端部が上記切羽前方の掘削領域外
    に位置するまで引き込み、次に、切羽の手前側に露出す
    る樹脂管後端部から鋼管内を通じて地山に硬化材を注入
    し、その後、上記掘削領域内に残る樹脂管と共に上記切
    羽を掘削することを特徴とする無拡幅鋼管先受式掘削方
    法。
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