JP3421785B2 - トンネルの構造及びトンネル構築方法 - Google Patents
トンネルの構造及びトンネル構築方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの構造及
びトンネル構築方法に関する。
びトンネル構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のトンネル構造としては、例えば所
定の寸法に加工した石やセグメントをアーチ状に組み立
てた構造体が広く知られている。この種のトンネルは、
積み上げた各石やセグメントのアーチ効果により、トン
ネル背面土圧に対抗するように設計されている。
定の寸法に加工した石やセグメントをアーチ状に組み立
てた構造体が広く知られている。この種のトンネルは、
積み上げた各石やセグメントのアーチ効果により、トン
ネル背面土圧に対抗するように設計されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のトンネ
ルの構造には次のような問題点がある。 ＜イ＞ トンネルを構成する構造体を剛性構造とする
と、周辺地山からの背面土圧による構造体自体の変形に
よる土圧耐力が期待できず、結果としてトンネルに非常
に大きな応力が直接作用することとなる。 ＜ロ＞ トンネルを構成する構造体を剛性構造とする
と、地震による揺れによる構造体自体の変形が見込め
ず、周辺地山からの背面土圧及び揺れにより発生する応
力を剛性のみで支持しなければならず、過剰設計に陥り
易い。 ＜ハ＞ 前記応力に対抗するために剛性の高いアーチ効
果を得るためには、トンネルとなるアーチを構成するコ
ンクリートブロック或いは岩石の隣接面を密に構成する
必要があり、部材の加工或いは製作に高い精度が要求さ
れる。 ＜ニ＞ また、トンネル坑壁を現場打ちのコンクリート
壁で覆工する方法も知られている。 この種のトンネルは、直接作用する背面土圧に対抗する
ため、コンクリート躯体厚を厚く設計する必要があり不
経済である。
ルの構造には次のような問題点がある。 ＜イ＞ トンネルを構成する構造体を剛性構造とする
と、周辺地山からの背面土圧による構造体自体の変形に
よる土圧耐力が期待できず、結果としてトンネルに非常
に大きな応力が直接作用することとなる。 ＜ロ＞ トンネルを構成する構造体を剛性構造とする
と、地震による揺れによる構造体自体の変形が見込め
ず、周辺地山からの背面土圧及び揺れにより発生する応
力を剛性のみで支持しなければならず、過剰設計に陥り
易い。 ＜ハ＞ 前記応力に対抗するために剛性の高いアーチ効
果を得るためには、トンネルとなるアーチを構成するコ
ンクリートブロック或いは岩石の隣接面を密に構成する
必要があり、部材の加工或いは製作に高い精度が要求さ
れる。 ＜ニ＞ また、トンネル坑壁を現場打ちのコンクリート
壁で覆工する方法も知られている。 この種のトンネルは、直接作用する背面土圧に対抗する
ため、コンクリート躯体厚を厚く設計する必要があり不
経済である。
【０００４】
【発明の目的】本発明は以上の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、トンネル躯体に作用
する背面応力を簡単な手法で効果的に低減することが可
能な、トンネルの構造及びトンネル構築方法を提供する
ことにある。
もので、その目的とするところは、トンネル躯体に作用
する背面応力を簡単な手法で効果的に低減することが可
能な、トンネルの構造及びトンネル構築方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】上記課題を解決するた
めの手段として本発明は、坑壁面をトンネル躯体で覆工
して構成するトンネルの構造において、袋体に粒状の中
詰材を充填した複数のブロックバッグを、支保部材の支
保面の外周に沿って積み上げて構築するアーチ構造体
と、前記アーチ構造体の外周を覆う盛土と、盛土した後
に支保部材を撤去して、前記アーチ構造体が変位するこ
とに伴い、その外周の盛土を変位させて形成したアーチ
状の土砂補強層と、前記アーチ構造体の内周側を覆工す
るトンネル躯体とを有し、前記アーチ構造体と土砂補強
層とによりなるアーチ補強帯により、トンネル躯体の背
面に作用する応力を支持するように構成したことを特徴
とする、トンネルの構造である。
めの手段として本発明は、坑壁面をトンネル躯体で覆工
して構成するトンネルの構造において、袋体に粒状の中
詰材を充填した複数のブロックバッグを、支保部材の支
保面の外周に沿って積み上げて構築するアーチ構造体
と、前記アーチ構造体の外周を覆う盛土と、盛土した後
に支保部材を撤去して、前記アーチ構造体が変位するこ
とに伴い、その外周の盛土を変位させて形成したアーチ
状の土砂補強層と、前記アーチ構造体の内周側を覆工す
るトンネル躯体とを有し、前記アーチ構造体と土砂補強
層とによりなるアーチ補強帯により、トンネル躯体の背
面に作用する応力を支持するように構成したことを特徴
とする、トンネルの構造である。
【０００６】本発明は、トンネルを構築する方法におい
て、支保部材の支保面の外周に沿って複数のブロックバ
ッグを積み上げてアーチ構造体を構築し、前記アーチ構
造体の外周に盛土を施し、その後に前記支保部材を撤去
して、前記アーチ構造体が変位することに伴い、その外
周の盛土を変位させてアーチ状の土砂補強層を形成し、
前記アーチ構造体と土砂補強層とによりアーチ補強帯を
構築し、前記アーチ補強帯の内周側にトンネル躯体を覆
工することを特徴とする、トンネル構築方法である。ま
た本発明は、前述したトンネル構築方法において、トン
ネル躯体がアーチ構造体の内周面に吹き付けて形成した
コンクリート覆工体であることを特徴とする、トンネル
構築方法である。さらに本発明は、前記のトンネル構築
方法において、トンネル躯体がプレキャスト製コンクリ
ートブロックの覆工体であることを特徴とする、トンネ
ル構築方法である。
て、支保部材の支保面の外周に沿って複数のブロックバ
ッグを積み上げてアーチ構造体を構築し、前記アーチ構
造体の外周に盛土を施し、その後に前記支保部材を撤去
して、前記アーチ構造体が変位することに伴い、その外
周の盛土を変位させてアーチ状の土砂補強層を形成し、
前記アーチ構造体と土砂補強層とによりアーチ補強帯を
構築し、前記アーチ補強帯の内周側にトンネル躯体を覆
工することを特徴とする、トンネル構築方法である。ま
た本発明は、前述したトンネル構築方法において、トン
ネル躯体がアーチ構造体の内周面に吹き付けて形成した
コンクリート覆工体であることを特徴とする、トンネル
構築方法である。さらに本発明は、前記のトンネル構築
方法において、トンネル躯体がプレキャスト製コンクリ
ートブロックの覆工体であることを特徴とする、トンネ
ル構築方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながらトンネ
ルの構造の一例について説明する。
ルの構造の一例について説明する。
【０００８】＜イ＞全体の構成
図１に本発明のトンネルの構造１を示す。トンネル躯体
３の外周に複数のブロックバッグ２１をアーチ状に積み
上げて構成するアーチ構造体２が位置し、アーチ構造体
２の外側に盛土４により構成される土砂補強層４１が位
置する。
３の外周に複数のブロックバッグ２１をアーチ状に積み
上げて構成するアーチ構造体２が位置し、アーチ構造体
２の外側に盛土４により構成される土砂補強層４１が位
置する。
【０００９】＜ロ＞ブロックバッグ
ブロックバッグ２１は、変形可能な公知の柔軟素材より
作製された袋体２１１或いは箱体と、これに充填した砕
石、土砂等の中詰材２１２とより構成する。
作製された袋体２１１或いは箱体と、これに充填した砕
石、土砂等の中詰材２１２とより構成する。
【００１０】＜ロ−１＞袋体
ブロックバッグ２１を構成する袋体２１１は、後述する
中詰材２１２を充填可能な中空の袋体である。袋体２１
１は、その一部に中詰材２１２を中詰可能となる開閉自
在の口を有する。袋体２１１は、ブロックバッグ２１と
しての組み合わせ後の自立性を考慮し、トンネル正面方
向から見たときの形状が略台形或いは略扇形を呈した中
空の袋体である。またブロックバッグ２１としての組み
合わせ、寸法等を考慮して少なくとも一つの袋体２１１
については平面を略扇形（図示せず）とする。前記した
平面が略扇形の袋体（図示せず）は、前記平面が略台形
の袋体２１１（ブロックバッグ２１）の組み合わせによ
り所定径のアーチ構造体２を形成する際の形状及び寸法
を決定するためのキーとなる。略扇形の袋体２１１は、
平面が略台形のブロックバッグ２１を構成し、この組み
合わせにより生じるブロックバッグ２１，２１の隙間部
分に嵌合し、アーチ構造体２を完成させるために用い
る。また前記平面が略扇形の袋体２１１、平面が略台形
の袋体２１１より構成されるブロックバッグ２１を組み
合わせに加えることにより、アーチ構造体２の径を変化
させることを可能とする。
中詰材２１２を充填可能な中空の袋体である。袋体２１
１は、その一部に中詰材２１２を中詰可能となる開閉自
在の口を有する。袋体２１１は、ブロックバッグ２１と
しての組み合わせ後の自立性を考慮し、トンネル正面方
向から見たときの形状が略台形或いは略扇形を呈した中
空の袋体である。またブロックバッグ２１としての組み
合わせ、寸法等を考慮して少なくとも一つの袋体２１１
については平面を略扇形（図示せず）とする。前記した
平面が略扇形の袋体（図示せず）は、前記平面が略台形
の袋体２１１（ブロックバッグ２１）の組み合わせによ
り所定径のアーチ構造体２を形成する際の形状及び寸法
を決定するためのキーとなる。略扇形の袋体２１１は、
平面が略台形のブロックバッグ２１を構成し、この組み
合わせにより生じるブロックバッグ２１，２１の隙間部
分に嵌合し、アーチ構造体２を完成させるために用い
る。また前記平面が略扇形の袋体２１１、平面が略台形
の袋体２１１より構成されるブロックバッグ２１を組み
合わせに加えることにより、アーチ構造体２の径を変化
させることを可能とする。
【００１１】なお、袋体２１１（ブロックバッグ２１）
の外形については、積み上げてアーチ構造体２を構築し
た際に、ブロックバッグ２１同士の一体性を高められる
形状であれば、前記した略台形や略扇形以外にも公知の
形状を自由に採用できることは勿論である。図１に示す
ように、トンネル正面方向を略台形とした袋体２１１の
傾斜した周方向接合面２１１ａ同士を組み合わせること
により、自立可能なアーチ構造体２を形成することが可
能である。また、各袋体２１１の軸方向接合面２１１ｂ
同士を接面させることにより、前記アーチ構造体２をト
ンネル方向に連続して配設することが可能である。袋体
２１１は、充填される中詰材２１２を移動自在とし、且
つ袋体２１１を変形自在とする。これにより、積み上げ
時における袋体２１１内の中詰材２１２の移動に伴う、
袋体２１１の変形を許容する。この結果として、積み上
げて隣接した袋体２１１，２１１の周方向接合面２１１
ａ同士及び軸方向接合面２１１ｂ同士が馴染んで、しな
やかな一体構造体となる。
の外形については、積み上げてアーチ構造体２を構築し
た際に、ブロックバッグ２１同士の一体性を高められる
形状であれば、前記した略台形や略扇形以外にも公知の
形状を自由に採用できることは勿論である。図１に示す
ように、トンネル正面方向を略台形とした袋体２１１の
傾斜した周方向接合面２１１ａ同士を組み合わせること
により、自立可能なアーチ構造体２を形成することが可
能である。また、各袋体２１１の軸方向接合面２１１ｂ
同士を接面させることにより、前記アーチ構造体２をト
ンネル方向に連続して配設することが可能である。袋体
２１１は、充填される中詰材２１２を移動自在とし、且
つ袋体２１１を変形自在とする。これにより、積み上げ
時における袋体２１１内の中詰材２１２の移動に伴う、
袋体２１１の変形を許容する。この結果として、積み上
げて隣接した袋体２１１，２１１の周方向接合面２１１
ａ同士及び軸方向接合面２１１ｂ同士が馴染んで、しな
やかな一体構造体となる。
【００１２】＜ロ−２＞中詰材
中詰材２１２は、前記袋体２１１内に充填される部材で
あり、少なくとも袋体２１１内において外力が加わった
際にその体積を変化させることなく、隙間が変化する粒
状体群である。中詰材２１２は袋体２１１内において移
動自在であり、前記したように必要な位置に移動して目
詰まることによりブロックバッグ２１に高い強度を付与
する。前記ブロックバッグ２１の強度は、中詰材２１２
の移動により変形して一体となった隣接する袋体２１１
間（ブロックバッグ２１間）に亘っても発生する。この
結果として、ブロックバッグ２１を積み上げて構築した
アーチ構造体２より構成するトンネルは、高いアーチ効
果を得ることが可能であり、トンネルに掛かる背面応力
に対抗するための高い剛性を得ることが可能となる。中
詰材２１２としては、例えば砕石、土砂、各種骨材、粗
骨材、コンクリートガラ、固形化した産業廃棄物等を用
いることが可能である。即ち中詰材２１２は、袋体２１
１内で移動が可能であると共に、粒子が詰まった際に高
い強度を発揮することが肝要である。
あり、少なくとも袋体２１１内において外力が加わった
際にその体積を変化させることなく、隙間が変化する粒
状体群である。中詰材２１２は袋体２１１内において移
動自在であり、前記したように必要な位置に移動して目
詰まることによりブロックバッグ２１に高い強度を付与
する。前記ブロックバッグ２１の強度は、中詰材２１２
の移動により変形して一体となった隣接する袋体２１１
間（ブロックバッグ２１間）に亘っても発生する。この
結果として、ブロックバッグ２１を積み上げて構築した
アーチ構造体２より構成するトンネルは、高いアーチ効
果を得ることが可能であり、トンネルに掛かる背面応力
に対抗するための高い剛性を得ることが可能となる。中
詰材２１２としては、例えば砕石、土砂、各種骨材、粗
骨材、コンクリートガラ、固形化した産業廃棄物等を用
いることが可能である。即ち中詰材２１２は、袋体２１
１内で移動が可能であると共に、粒子が詰まった際に高
い強度を発揮することが肝要である。
【００１３】＜ハ＞トンネル躯体
トンネル躯体３は、前記ブロックバッグ２１を積み上げ
て構築したアーチ構造体２の内周側に覆工する。トンネ
ル躯体３としては、公知のコンクリート吹付け工により
コンクリートを層状に覆工することや、公知プレキャス
ト製のコンクリートブロックの積み上げにより構築する
ことが可能である。
て構築したアーチ構造体２の内周側に覆工する。トンネ
ル躯体３としては、公知のコンクリート吹付け工により
コンクリートを層状に覆工することや、公知プレキャス
ト製のコンクリートブロックの積み上げにより構築する
ことが可能である。
【００１４】＜ニ＞土砂補強層
本発明の実施の形態においては、ブロックバッグ２１に
より形成したアーチ構造体２の外周に盛土４を施したト
ンネルの構造１の一例について説明している。この場
合、盛土４によりトンネル躯体３に掛かる背面応力は、
２つのアーチ効果により支持されることとなる。前記２
つのアーチ効果とは、既に前記において説明したブロッ
クバッグ２１を積み上げて構築したアーチ構造体２より
得られるアーチ効果と、前記ブロックバッグ２１のアー
チ構造体２に隣接する盛土４により構成される土砂補強
層４１より得られるアーチ効果を指す。前記土砂補強層
４１より得られるアーチ効果とは、しなやかな構造を呈
するブロックバッグ２１のアーチ構造体２がトンネル内
方に僅かに変位し、この僅かな変位によって盛土４の土
砂が前記アーチ構造体２に沿って目詰まりし、盛土４の
土砂中の粒子間にアーチ状の粒子間力の伝達線が形成さ
れることにより、アーチ構造体２に作用する応力を低減
することを可能とするものである。以上説明した、２つ
のアーチ効果を併せたアーチ補強帯によりトンネル躯体
３に掛かる背面応力を充分に支持することが可能であ
る。なお盛土４としては、現場発生土等の公知の土石や
盛土用の公知の軽量部材等を採用することが可能であ
る。
より形成したアーチ構造体２の外周に盛土４を施したト
ンネルの構造１の一例について説明している。この場
合、盛土４によりトンネル躯体３に掛かる背面応力は、
２つのアーチ効果により支持されることとなる。前記２
つのアーチ効果とは、既に前記において説明したブロッ
クバッグ２１を積み上げて構築したアーチ構造体２より
得られるアーチ効果と、前記ブロックバッグ２１のアー
チ構造体２に隣接する盛土４により構成される土砂補強
層４１より得られるアーチ効果を指す。前記土砂補強層
４１より得られるアーチ効果とは、しなやかな構造を呈
するブロックバッグ２１のアーチ構造体２がトンネル内
方に僅かに変位し、この僅かな変位によって盛土４の土
砂が前記アーチ構造体２に沿って目詰まりし、盛土４の
土砂中の粒子間にアーチ状の粒子間力の伝達線が形成さ
れることにより、アーチ構造体２に作用する応力を低減
することを可能とするものである。以上説明した、２つ
のアーチ効果を併せたアーチ補強帯によりトンネル躯体
３に掛かる背面応力を充分に支持することが可能であ
る。なお盛土４としては、現場発生土等の公知の土石や
盛土用の公知の軽量部材等を採用することが可能であ
る。
【００１５】
【作用】以下、本発明のトンネル構築方法について、説
明する。
明する。
【００１６】＜イ＞アーチ構造体の構築
構築予定のトンネル周面に沿って支保面（図示せず）を
形成する。この支保面は形枠の内側に支保工を組み立て
て支保する構造の他に拡縮径可能な公知のセントル等の
支保機を使用してもよい。この支保面の外周に、沿って
順次ブロックバッグ２１を積み上げていく。この際、各
ブロックバッグ２１の周方向接合面２１１ａを互いに接
面させてアーチ状に組み上げてアーチ構造体２を構築す
る。ブロックバッグ２１同士は、接合面２１１ａに多少
の凹凸面があっても、互いに補完し合うように変形して
密接に接面できる。アーチ構造体２は、トンネル周方向
へブロックバッグ２１の積み上げを完了したら、同様に
構築予定トンネルの構造１の長手方向に位置を変えて同
様の工程で組み立てる。この際、トンネルの軸方向に構
築する各アーチ構造体２のブロックバッグ２１同士の継
目位置が同一線に揃わないように互いにずらして、例え
ば、千鳥状にすると良い。以上のように、砕石等の粒状
体を中詰材２１２とするブロックバッグ２１は、圧縮力
に対して極めて強く、且つしなやかな構造物であるが、
アーチ状に積み上げて一体化させることによって、背面
からの応力を圧縮力で受け持つことが可能となり、応力
に抵抗し易い合理的な構造体となる。
形成する。この支保面は形枠の内側に支保工を組み立て
て支保する構造の他に拡縮径可能な公知のセントル等の
支保機を使用してもよい。この支保面の外周に、沿って
順次ブロックバッグ２１を積み上げていく。この際、各
ブロックバッグ２１の周方向接合面２１１ａを互いに接
面させてアーチ状に組み上げてアーチ構造体２を構築す
る。ブロックバッグ２１同士は、接合面２１１ａに多少
の凹凸面があっても、互いに補完し合うように変形して
密接に接面できる。アーチ構造体２は、トンネル周方向
へブロックバッグ２１の積み上げを完了したら、同様に
構築予定トンネルの構造１の長手方向に位置を変えて同
様の工程で組み立てる。この際、トンネルの軸方向に構
築する各アーチ構造体２のブロックバッグ２１同士の継
目位置が同一線に揃わないように互いにずらして、例え
ば、千鳥状にすると良い。以上のように、砕石等の粒状
体を中詰材２１２とするブロックバッグ２１は、圧縮力
に対して極めて強く、且つしなやかな構造物であるが、
アーチ状に積み上げて一体化させることによって、背面
からの応力を圧縮力で受け持つことが可能となり、応力
に抵抗し易い合理的な構造体となる。
【００１７】＜ロ＞盛土工
前記工程により複数のブロックバッグ２１をアーチ構造
体２として組み立てた後、アーチ構造体２の外周に盛土
４を施す。前記アーチ構造体２の外周に載置された土砂
は、前記アーチ構造体２に沿って位置し、ブロックバッ
グ２１のアーチ構造体２に沿った土砂がアーチ状に形成
されることとなる。
体２として組み立てた後、アーチ構造体２の外周に盛土
４を施す。前記アーチ構造体２の外周に載置された土砂
は、前記アーチ構造体２に沿って位置し、ブロックバッ
グ２１のアーチ構造体２に沿った土砂がアーチ状に形成
されることとなる。
【００１８】＜ハ＞支保部材の撤去
ブロックバッグ２１を積み上げて構築したアーチ構造体
２によりトンネル構造１を構築した後に、支保部材であ
るセントルを縮径させ撤去する。支保部材の撤去によ
り、支持を失った各ブロックバッグ２１には重力がかか
り、僅かに下方に変位すると共に、ブロックバッグ２１
内の中詰材２１２が下方寄りに移動する。この際、ブロ
ックバッグ２１同士は崩落することなくアーチ構造体２
を維持し、中詰材２１２は隣接するブロックバッグ２１
間に亘って隙間を詰めるようにブロックバッグ２１内の
下方に移動して目詰まりを起こす。これにより、ブロッ
クバッグ２１間の隣接面２１１ａは変形して互いに馴染
んで一体となり、全てのブロックバッグ２１間に亘って
中詰材２１２がアーチ状に位置する、しなやかな一体構
造体となる。アーチ構造体２が僅かに下方に変位するこ
とにより、アーチ構造体２の外周に位置する盛土４の土
砂中の粒子間にアーチ形状の粒子間力の伝達線が形成さ
れることで、土砂補強層４１を形成し、アーチ構造体２
に作用する応力を低減するアーチ効果が発生する。
２によりトンネル構造１を構築した後に、支保部材であ
るセントルを縮径させ撤去する。支保部材の撤去によ
り、支持を失った各ブロックバッグ２１には重力がかか
り、僅かに下方に変位すると共に、ブロックバッグ２１
内の中詰材２１２が下方寄りに移動する。この際、ブロ
ックバッグ２１同士は崩落することなくアーチ構造体２
を維持し、中詰材２１２は隣接するブロックバッグ２１
間に亘って隙間を詰めるようにブロックバッグ２１内の
下方に移動して目詰まりを起こす。これにより、ブロッ
クバッグ２１間の隣接面２１１ａは変形して互いに馴染
んで一体となり、全てのブロックバッグ２１間に亘って
中詰材２１２がアーチ状に位置する、しなやかな一体構
造体となる。アーチ構造体２が僅かに下方に変位するこ
とにより、アーチ構造体２の外周に位置する盛土４の土
砂中の粒子間にアーチ形状の粒子間力の伝達線が形成さ
れることで、土砂補強層４１を形成し、アーチ構造体２
に作用する応力を低減するアーチ効果が発生する。
【００１９】＜ニ＞トンネル躯体の覆工
続いて、前記ブロックバッグ２１より構成しトンネル背
面応力に対抗可能な高いアーチ効果を既に発揮している
アーチ構造体２の内周に構築し得るように、コンクリー
トの吹き付け、或いはプレキャスト製のコンクリートブ
ロックの組み立て等によりトンネル躯体３を構築する。
なおトンネル背面応力は、アーチ構造体２及び土砂補強
層４１より成るアーチ補強帯より発生するアーチ効果に
より支持することが可能であるから、トンネル躯体３は
薄く形成することが可能となる。
面応力に対抗可能な高いアーチ効果を既に発揮している
アーチ構造体２の内周に構築し得るように、コンクリー
トの吹き付け、或いはプレキャスト製のコンクリートブ
ロックの組み立て等によりトンネル躯体３を構築する。
なおトンネル背面応力は、アーチ構造体２及び土砂補強
層４１より成るアーチ補強帯より発生するアーチ効果に
より支持することが可能であるから、トンネル躯体３は
薄く形成することが可能となる。
【００２０】
【本発明の実施の形態２】本発明の実施の形態１におい
ては、先ずブロックバッグ２１によりアーチ構造体２を
構築し、続いてアーチ構造体２の外周に盛土４を施し、
この後ブロックバッグ２１の内周側にトンネル躯体（覆
工）３を施した一例について説明した。これに対して本
実施の形態においては、ブロックバッグ２１によりアー
チ構造体を構築した後に、ブロックバッグ２１の内周に
トンネル躯体３を覆工し、最後にアーチ構造体２の外周
に盛土４を施すことも可能である。
ては、先ずブロックバッグ２１によりアーチ構造体２を
構築し、続いてアーチ構造体２の外周に盛土４を施し、
この後ブロックバッグ２１の内周側にトンネル躯体（覆
工）３を施した一例について説明した。これに対して本
実施の形態においては、ブロックバッグ２１によりアー
チ構造体を構築した後に、ブロックバッグ２１の内周に
トンネル躯体３を覆工し、最後にアーチ構造体２の外周
に盛土４を施すことも可能である。
【００２１】
【本発明の実施の形態３】本発明の実施の形態１におい
ては、ブロックバッグ２１により一重のアーチ構造体２
を構築し、これをトンネルの構築予定方向に連続して設
けることにより構築するトンネルの構造１について説明
した。これに対して本実施の形態においては、ブロック
バッグ２１より構築するアーチ構造体２を一つのアーチ
構造体２を二重以上の多重層となるように構成すること
が可能である。図２に示すように、アーチ構造体２の外
周にさらにアーチ構造体５を形成する。これにより、個
々のアーチ構造体２，５よりアーチ効果を夫々得ること
ができるため、トンネルが発揮するアーチ効果の増強を
図ることができ、より大きなトンネル背面応力に対抗す
ることが可能となる。また本発明の実施の形態によりト
ンネルを構築する際には、アーチ構造体２を構成するブ
ロックバッグ２１同士の接合部分がアーチ構造体５を構
成するブロックバッグ５１同士の接合部分に重ならない
ように例えば千鳥状に位置させてもよい。なお、アーチ
構造体５の外周に盛土を施した際の作用・効果等につい
ては、発明の実施の形態１において説明したのと同様で
あることは勿論である。
ては、ブロックバッグ２１により一重のアーチ構造体２
を構築し、これをトンネルの構築予定方向に連続して設
けることにより構築するトンネルの構造１について説明
した。これに対して本実施の形態においては、ブロック
バッグ２１より構築するアーチ構造体２を一つのアーチ
構造体２を二重以上の多重層となるように構成すること
が可能である。図２に示すように、アーチ構造体２の外
周にさらにアーチ構造体５を形成する。これにより、個
々のアーチ構造体２，５よりアーチ効果を夫々得ること
ができるため、トンネルが発揮するアーチ効果の増強を
図ることができ、より大きなトンネル背面応力に対抗す
ることが可能となる。また本発明の実施の形態によりト
ンネルを構築する際には、アーチ構造体２を構成するブ
ロックバッグ２１同士の接合部分がアーチ構造体５を構
成するブロックバッグ５１同士の接合部分に重ならない
ように例えば千鳥状に位置させてもよい。なお、アーチ
構造体５の外周に盛土を施した際の作用・効果等につい
ては、発明の実施の形態１において説明したのと同様で
あることは勿論である。
【００２２】
【本発明の実施の形態４】前述した各本発明の実施の形
態においては、ブロックバッグより構成するアーチ構造
体の内周に吹付け工によりトンネル躯体（覆工）を形成
する一例について開示してある。これに対して本発明の
実施の形態は、アーチ構造体の構築に先行して、公知プ
レキャスト製のトンネル躯体を組み立てることにより、
トンネルの外形を構築するものである。なお本発明の実
施の形態は、発明の実施の形態１〜３におけるトンネル
躯体（覆工）部分の構造及び施工順番に係る他の形態で
あるから、図１に基づき発明の実施の形態１と共通する
箇所については同じ符号を付して説明する。先ず、公知
プレキャスト製のコンクリートブロック等により、トン
ネル躯体３を組み立てる。続いて、前記トンネル躯体３
上にブロックバッグ２１を積み上げてアーチ構造体２を
構築する。さらに必要に応じて盛土等を施して、トンネ
ルの構造１を完成させる。この工程によれば、トンネル
躯体３上に載置されたブロックバッグ２１群は、自重に
より僅かに下方に変位してアーチ効果を発揮することが
可能となる。以上より、トンネル躯体に対してアーチ構
造体のアーチ効果が得られることは勿論、支保部材を用
いることなく本発明のトンネルの構造を構築することが
可能となる。
態においては、ブロックバッグより構成するアーチ構造
体の内周に吹付け工によりトンネル躯体（覆工）を形成
する一例について開示してある。これに対して本発明の
実施の形態は、アーチ構造体の構築に先行して、公知プ
レキャスト製のトンネル躯体を組み立てることにより、
トンネルの外形を構築するものである。なお本発明の実
施の形態は、発明の実施の形態１〜３におけるトンネル
躯体（覆工）部分の構造及び施工順番に係る他の形態で
あるから、図１に基づき発明の実施の形態１と共通する
箇所については同じ符号を付して説明する。先ず、公知
プレキャスト製のコンクリートブロック等により、トン
ネル躯体３を組み立てる。続いて、前記トンネル躯体３
上にブロックバッグ２１を積み上げてアーチ構造体２を
構築する。さらに必要に応じて盛土等を施して、トンネ
ルの構造１を完成させる。この工程によれば、トンネル
躯体３上に載置されたブロックバッグ２１群は、自重に
より僅かに下方に変位してアーチ効果を発揮することが
可能となる。以上より、トンネル躯体に対してアーチ構
造体のアーチ効果が得られることは勿論、支保部材を用
いることなく本発明のトンネルの構造を構築することが
可能となる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したようになるから
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞ トンネル躯体をブロックバッグから成るアーチ
構造体より構成しているため、周辺地山からの背面応力
をアーチ効果により充分に支持することが可能である。 ＜ロ＞ アーチ構造体を構成するブロックバッグは、そ
の外形が変形可能であるから、隣接するブロックバッグ
間の連結面を密に一体化させることができる。 ＜ハ＞ ブロックバッグは、生産性が非常に高い。 ＜ニ＞ ブロックバッグ間の連結を密に一体化できるか
ら、トンネル躯体を構成するアーチ構造体に高いアーチ
効果を付与することが可能となる。 ＜ホ＞ 地震等によりアーチ構造体の受ける応力は、ア
ーチ構造体内の中詰材が移動して効率良く逃がすことが
可能であり、剛性構造と異なりアーチ構造体に過大な応
力が作用することがない。 ＜ヘ＞ またブロックバッグより構成するアーチ構造体
の内周に覆工を形成したことによりアーチ効果を増大す
ることを可能とした。 ＜ト＞トンネル背面応力は、アーチ構造体及び土砂補強
層より成るアーチ補強帯より発生するアーチ効果により
支持することが可能であるから、トンネル躯体である覆
工は薄く形成することが可能となる。 ＜チ＞ さらに、トンネルの構造の周囲盛土にもアーチ
効果を付与できるので、全体として大きなアーチ効果が
得られる。 そのため、トンネルを構成するアーチ構造体を厚く加工
或いは製作する必要がない。
次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞ トンネル躯体をブロックバッグから成るアーチ
構造体より構成しているため、周辺地山からの背面応力
をアーチ効果により充分に支持することが可能である。 ＜ロ＞ アーチ構造体を構成するブロックバッグは、そ
の外形が変形可能であるから、隣接するブロックバッグ
間の連結面を密に一体化させることができる。 ＜ハ＞ ブロックバッグは、生産性が非常に高い。 ＜ニ＞ ブロックバッグ間の連結を密に一体化できるか
ら、トンネル躯体を構成するアーチ構造体に高いアーチ
効果を付与することが可能となる。 ＜ホ＞ 地震等によりアーチ構造体の受ける応力は、ア
ーチ構造体内の中詰材が移動して効率良く逃がすことが
可能であり、剛性構造と異なりアーチ構造体に過大な応
力が作用することがない。 ＜ヘ＞ またブロックバッグより構成するアーチ構造体
の内周に覆工を形成したことによりアーチ効果を増大す
ることを可能とした。 ＜ト＞トンネル背面応力は、アーチ構造体及び土砂補強
層より成るアーチ補強帯より発生するアーチ効果により
支持することが可能であるから、トンネル躯体である覆
工は薄く形成することが可能となる。 ＜チ＞ さらに、トンネルの構造の周囲盛土にもアーチ
効果を付与できるので、全体として大きなアーチ効果が
得られる。 そのため、トンネルを構成するアーチ構造体を厚く加工
或いは製作する必要がない。
【図１】 本発明の実施の形態１に係るトンネルの構造
の説明図。
の説明図。
【図２】 発明の実施の形態２に係るトンネルの構造の
説明図。
説明図。
フロントページの続き
(72)発明者 横田 善弘
福井県坂井郡春江町沖布目第38号３番地
前田工繊株式会社内
(72)発明者 河合 寿
福井県坂井郡春江町沖布目第38号３番地
前田工繊株式会社内
(56)参考文献 特開 昭62−185999（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−183652（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E02D 29/045 - 29/055
E21D 11/00
E21D 11/04
Claims (4)
- 【請求項１】 坑壁面をトンネル躯体で覆工して構成す
るトンネルの構造において、袋体に粒状の中詰材を充填した 複数のブロックバッグ
を、支保部材の支保面の外周に沿って積み上げて構築す
るアーチ構造体と、前記アーチ構造体の外周を覆う盛土と、 盛土した後に支保部材を撤去して、前記アーチ構造体が
変位することに伴い、その外周の盛土を変位させて形成
したアーチ状の土砂補強層と、 前記アーチ構造体の内周側を覆工するトンネル躯体とを
有し、 前記アーチ構造体と土砂補強層とによりなるアーチ補強
帯により、トンネル躯体の背面に作用する応力を支持す
るように構成したことを特徴とする、トンネルの構造。 - 【請求項２】 トンネルを構築する方法において、支保部材の支保面の外周に沿って 複数のブロックバッグ
を積み上げてアーチ構造体を構築し、 前記アーチ構造体の外周に盛土を施し、その後に前記支保部材を撤去して、前記アーチ構造体が
変位することに伴い、その外周の盛土を変位させてアー
チ状の土砂補強層を形成し、 前記アーチ構造体と土砂補強層とによりアーチ補強帯を
構築し、 前記アーチ補強帯の内周側にトンネル躯体を覆工するこ
とを特徴とする、トンネル構築方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載のトンネル構築方法にお
いて、トンネル躯体がアーチ構造体の内周面に吹き付け
て形成したコンクリート覆工体であることを特徴とす
る、トンネル構築方法。 - 【請求項４】 請求項２に記載のトンネル構築方法にお
いて、トンネル躯体がプレキャスト製コンクリートブロ
ックの覆工体であることを特徴とする、トンネル構築方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130206A JP3421785B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | トンネルの構造及びトンネル構築方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130206A JP3421785B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | トンネルの構造及びトンネル構築方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311393A JP2001311393A (ja) | 2001-11-09 |
| JP3421785B2 true JP3421785B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=18639352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130206A Expired - Fee Related JP3421785B2 (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | トンネルの構造及びトンネル構築方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421785B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433894A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-05-02 | 中铁二局股份有限公司 | 盖挖逆作法车站侧墙的施工方法 |
| CN104314571A (zh) * | 2014-08-19 | 2015-01-28 | 西安建筑科技大学 | 一种大断面隧道的三台阶六步超短台阶的施工方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101062323B1 (ko) * | 2009-05-15 | 2011-09-05 | 주식회사 지케이에너지 | 터널 항온층을 이용한 냉난방 시스템 |
| CN102213099A (zh) * | 2011-05-23 | 2011-10-12 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 四线大跨台基复合拱形隧道衬砌构造 |
| JP6960082B2 (ja) * | 2017-05-18 | 2021-11-05 | 株式会社大林組 | コンクリート吹付けによる躯体構築方法 |
| CN110700862A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-17 | 甘肃路桥建设集团有限公司 | 一种拱架稳定装置及其使用方法 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130206A patent/JP3421785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102433894A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-05-02 | 中铁二局股份有限公司 | 盖挖逆作法车站侧墙的施工方法 |
| CN102433894B (zh) * | 2011-12-30 | 2013-11-06 | 中铁二局股份有限公司 | 盖挖逆作法车站侧墙的施工方法 |
| CN104314571A (zh) * | 2014-08-19 | 2015-01-28 | 西安建筑科技大学 | 一种大断面隧道的三台阶六步超短台阶的施工方法 |
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|---|---|
| JP2001311393A (ja) | 2001-11-09 |
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