JP3930358B2 - トンネルの構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの構築方法に関するもので、特に、先行道坑を掘削してから本坑を掘削して本坑支保工構築する際に、上記先進導坑の支保工を取り壊す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、図６に示すような、めがねトンネルと呼ばれる、隣接して並行する２本のトンネルを構築する際には、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、中央導坑１０を先行して掘削して支保工（ここでは、吹付けコンクリート）１１を構築した後、上記中央導坑１０の本坑２０，３０を掘削して本坑支保工２１，３１を構築する方法が行われている（図７では、本坑２０のみを示した）。このとき、中央導坑１０の支保工１１があると本坑支保工２１，３１を構築することができないため、図７（ｂ）に示すように、通常、本坑２０，３０の掘削を中断して、中央導坑１０の支保工１１を取り壊した後、本坑支保工２１，３１を構築し、その後、図７（ｃ）に示すように、本坑２０，３０の掘削を再開するようにしている。
上記中央導坑１０の支保工の取り壊し方法としては、従来、油圧ブレーカーあるいは油圧クサビなどを用いて吹付けコンクリート（支保工１１）を破壊する割岩工法や、油圧圧砕機により圧砕する圧砕工法、ダイヤモンドカッターやワイヤソー、ウォータージェットなどにより切断する切断工法などが用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の工法では、上記のように、中央導坑１０の支保工１１を撤去してからでないと、本坑支保工２１，３１の構築ができないため、中央導坑１０の支保工１１の撤去作業中は、導坑上部に位置する長尺先受け工の施工などを先行させることができず、そのため、工期が長くなってしまうといった問題点があった。
また、本坑のインバート（底盤）が斜路の場合において、上下半同時並進にて掘削を行うと、下半２０Ｂ，３０Ｂが斜路のため、作業スペースが狭くなってしまうことや、下半２０Ｂ，３０Ｂの施工を上半２０Ａ，３０Ａの長尺先受け施工時に行うためには、インバート桟橋４０が必要なことなどから、本坑２０，３０の上下半同時並進を効率的に行うことが困難であった。
また、上記取り壊し方法では、作業時の騒音や振動が大きく、地上の住宅への影響が懸念されることから、主に昼間での作業しかできないため、工期が更に長くなってしまうといった問題点があった。
そこで、中央導坑の支保工の取り壊しを本坑上半施工時に行うことのできる方法の開発が望まれている。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、先進導坑の支保工の取り壊しを本坑上半施工時に行って、長尺先受け工の施工ヤードを拡大することにより、トンネル掘削の工期を短縮することのできるトンネルの構築方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、中央導坑１０の支保工１１の、上記図６の丸印で示した本坑支保工２１（または、本坑支保工３１）の一部が建て込まれる位置、すなわち、支保工１１の肩部１１Ｋを早期に撤去することができれば、中央導坑１０の支保工１１を全て撤去することなく本坑支保工２１，３１を構築でき、中央導坑１０の支保工１１の撤去作業と並行して、本坑の掘削を進めることができるので、工期を大幅に短縮することが可能となることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明の請求項１に記載のトンネルの構築方法は、トンネル本坑に先行し、その内部に本坑支保工の一部が建て込まれる位置に先進導坑を掘削して支保工を建て込む際に、上記支保工の本坑支保工の建て込み位置に対応する部位に、上記先進導坑の２枚の仕切り板を、上記先進導坑の周方向に所定の間隔を隔てて埋設しておき、本坑上半を掘削する際に上記仕切り板を撤去して、上記本坑支保工の建て込み部を開放して本坑支保工を建て込むようにしたもので、これにより、先進導坑の支保工全体を取り壊すことなく、早期に本坑の上半施工を行うことができるので、トンネル掘削の工期を大幅に短縮することが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載のトンネルの構築方法は、上記２枚の仕切り板に代えて、箱型の型枠を作製し、この型枠を上記本坑支保工の建て込み位置に予め埋設したことを特徴とする。
請求項３に記載のトンネルの構築方法は、本坑上半を掘削する際に、上記２枚の仕切り板または上記型枠を、油圧ジャッキを用いて先進導坑の支保工から本坑側に押出して撤去して、上記本坑支保工の建て込み部を開放するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載のトンネルの構築方法は、隣接して並行する２本のトンネルを構築する際に、上記トンネル間に構築される中央導坑の支保工の、本坑支保工の建て込み部に２枚の仕切り板を互いに対向させて埋設したり、箱型の型枠を埋設したりしておき、本坑上半を掘削する際に、上記仕切り板あるいは型枠を撤去して上記本坑支保工の建て込み部を開放して本坑支保工を建て込むようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は本発明によるトンネルの構築手順を示すフローチャートで、本例では、図６に示すようなめがねトンネルを構築するときに構築される中央導坑を掘削する際に、まず、図２（ａ）に示すように、支保工（吹付けコンクリート）１１の、左，右の本坑２０，３０の支保工２１，３１の建て込み部２１ｍ，３１ｍに、予め複数の薄鉄板を箱型に組み立てて成る箱抜型枠１２，１２を埋設することにより、支保工１１として、上記箱抜型枠１２，１２の間の上部の天井部１１ａと、箱抜型枠１２，１２の埋設された建て込み部と、箱抜型枠１２，１２の下部の側壁部１１ｂとに分断された構造の支保工１１を構築する（ステップＳ１）。
上記箱抜型枠１２，１２としては、上部（本坑２０，３０）側が開放されているが、上部側が閉じた形状のものを用いてもよい。
なお、箱抜型枠１２，１２を埋設する支保工１１の建て込み部２１ｍ，３１ｍの周方向の幅は、必ずしも、本坑２０，３０の支保工２１，３１の幅よりも大きくする必要はなく、後述する中壁コンクリート１３と本坑支保工２１，３１とを一体化するためのコンクリートの吹付けや打設が行える幅があれば十分である。
また、上記箱抜型枠１２，１２は支保工１１の吹付けコンクリート中に埋設されるので、上記支保工１１は一体構造である。したがって、十分に地山を支持することが可能である。
中央導坑１０の掘削完了後には、図２（ｂ）に示すように、中央導坑１０の中央部に中壁コンクリート１３を打設する（ステップＳ２）。この中壁コンクリート１３は、後述するように、中央導坑１０の外側に構築される本坑支保工２１，３１と一体化されて、本坑支保工２１，３１の一部を構成するもので、本例では、上記中壁コンクリート１３を打設する際に、上記箱抜型枠１２，１２が埋設された部分の直下に、上記箱抜型枠１２，１２を押出す、後述する油圧ジャッキを設置するための切り欠き部１３ｎ，１３ｎが設けられている。
【０００９】
次に、図３（ａ）に示すように、本坑２０の上半２０Ａの掘削を行って、一次吹付けコンクリート２１ａを吹付けた後、図３（ｂ）に示すように、上記切り欠き部１３ｎに油圧ジャッキ１４を設置して、油圧により、上記箱抜型枠１２の下側を押して、箱抜型枠１２を本坑２０側に押出して撤去することにより、上記本坑支保工２１の建て込み部を開放する（ステップＳ３）。
その後、図４（ａ）に示すように、上記切り欠き部１３ｎに根巻きコンクリート２１ｚを打設し（ステップＳ４）た後、上記一次吹付けコンクリート２１ａの内側に吹付けコンクリート２１ｂを吹付け、本坑支保工２１と上記中壁コンクリート１３とを一体化した本坑支保工２１の建て込みを行う（ステップＳ５）。
本坑支保工２１の建て込み完了後には、図４（ｂ）に示すように、本坑２０の掘削を進めるとともに、支保工１１の側壁部１１ｂの撤去作業を行う（ステップＳ６）。上記支保工１１の側壁部１１ｂは、図６に示す本坑２０のサイドライン部ＳＬまで埋め戻し、その後、下半２０Ｂを施工する。
上記支保工１１の側壁部１１ｂの撤去作業は、従来同様、主に昼間での作業となるが、本例では、本坑支保工２１の建て込みが完了しているので、支保工１１の撤去作業と本坑２０の掘削作業とは別作業となる。したがって、一方で支保工１１の撤去を行いながら、油圧ドリルジャンボ等の掘削機械５０を配置して本坑２０の掘削を行うことができる。更に、支保工１１の撤去作業を本坑２０の掘削作業に影響されず早期に完成させることができるため、上半２０Ａの施工ヤードの拡大により、掘削機械５０や長尺先受け工のための削孔機械の増設（並設）が可能となるので、トンネル掘削の工期を短縮することができる。また、中央導坑１０の支保工１１を本坑上半にて撤去することができるので、下半２０Ｂの斜路のスペース、及び、下半２０Ｂの掘削ヤードが確保でき、上下半同時並進も可能となる。
なお、本坑３０の掘削も、上記と同様にして行う。本坑２０の掘削と本坑３０の掘削とは同時に行ってもよいし、時期をずらして行ってもよい。
【００１０】
このように、本実施の形態では、中央導坑１０を掘削する際に、支保工１１の、左，右の本坑２０，３０の支保工２１，３１の建て込み部２１ｍ，３１ｍに、予め薄鉄板から成る箱抜型枠１２，１２を埋設しておき、中壁コンクリート１３の打設後に本坑２０の上半の掘削を行い、一次吹付けコンクリート２１ａの吹付けを行った後、油圧ジャッキ１４により、上記箱抜型枠１２を本坑２０側に押出して撤去し、その後、根巻きコンクリート２１ｚを打設した後、吹付けコンクリート２１ｂを吹付けて本坑支保工２１の建て込みを行うようにしたので、本坑支保工２１を早期に建て込むことができ、トンネル掘削の工期を短縮することができる。
【００１１】
なお、上記実施の形態では、めがねトンネルを構築する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、内部に本坑支保工の一部が建て込まれる位置に構築された先進導坑の支保工についても適用可能である。
また、上記例では、中央導坑１０の支保工１１の、本坑支保工２１の建て込み部に箱抜型枠１２，１２を埋設して上記支保工１１を、天井部１１ａ−本坑支保工の建て込み部−側壁部１１ｂに分離したが、図５（ａ）に示すように、上記箱抜型枠１２に代えて、薄鉄板を積層した箱型部材１２Ａを埋設したり、図５（ｂ）に示すように、本坑支保工の建て込み部２１ｍ，３１ｍに、上記中央導坑１０の周方向に所定の間隔を隔てて薄鉄板から成る２枚の仕切り板１２ａ，１２ｂを互いに対向させて埋設して上記支保工１１を、天井部１１ａ−本坑支保工の建て込み部−側壁部１１ｂに分離しておき、本坑上半を掘削する際に上記箱型部材１２Ａあるいは仕切り板１２ａ，１２ｂを撤去して、上記本坑支保工の建て込み部２１ｍ，３１ｍを開放して本坑支保工２１を建て込むようにしてもよい。
なお、上記箱抜型枠１２，箱型部材１２Ａ，仕切り板１２ａ，１２ｂの材料としては、薄鉄板に限らず、樹脂材料等の他の材料を用いてもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内部に本坑支保工の一部が建て込まれる位置に構築された先進導坑の支保工の、本坑支保工の建て込み位置に対応する部位に、上記先進導坑の２枚の仕切り板を、上記先進導坑の周方向に所定の間隔を隔てて埋設しておき、本坑上半を掘削する際に上記仕切り板を撤去して、上記本坑支保工の建て込み部を開放して本坑支保工を建て込むようにしたので、早期に本坑の上半施工を行うことができ、トンネル掘削の工期を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係わるトンネルの構築手順を示すフローチャートである。
【図２】 本実施の形態に係わるトンネルの構築手順を示す図である。
【図３】 本実施の形態に係わるトンネルの構築手順を示す図である。
【図４】 本実施の形態に係わるトンネルの構築手順を示す図である。
【図５】 中央導坑支保工の他の構成を示す図である。
【図６】 ねがねトンネルの構築方法を示す図である。
【図７】 ねがねトンネルの構築手順を示す図である。
【符号の説明】
１０ 中央導坑、１１ 中央導坑の支保工、１１Ｋ 中央導坑の肩部、
１１ａ 中央導坑の支保工の天井部、１１ｂ 中央導坑の支保工の側壁部、
１２ 箱抜型枠、１３ 中壁コンクリート、１３ｎ 切り欠き部、
１４ 油圧ジャッキ、２０，３０ 本坑、２１，３１ 本坑支保工、
２１ａ 一次吹付けコンクリート、２１ｂ 吹付けコンクリート、
２１ｍ，３１ｍ 本坑の建て込み部、２１ｚ 根巻きコンクリート。

Claims (4)

1. トンネル本坑に先行し、その内部に本坑支保工の一部が建て込まれる位置に先進導坑を掘削して支保工を建て込む際に、上記支保工の本坑支保工の建て込み位置に対応する部位に、上記先進導坑の２枚の仕切り板を、上記先進導坑の周方向に所定の間隔を隔てて埋設しておき、本坑上半を掘削する際に上記仕切り板を撤去して、上記本坑支保工の建て込み部を開放して本坑支保工を建て込むようにしたことを特徴とするトンネルの構築方法。
2. 上記２枚の仕切り板に代えて、箱型の型枠を作製し、この型枠を上記本坑支保工の建て込み位置に予め埋設したことを特徴とする請求項１に記載のトンネルの構築方法。
3. 本坑上半を掘削する際に、上記２枚の仕切り板または上記型枠を、油圧ジャッキを用いて先進導坑の支保工から本坑側に押出して撤去して、上記本坑支保工の建て込み部を開放するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトンネルの構築方法。
4. 上記先進導坑は、隣接して並行する２本のトンネルを構築する際に、上記トンネル間に構築される中央導坑であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のトンネルの構築方法。

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