JP6282144B2 - Support structure and construction method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル坑口部に構築される支保構造およびその坑口部に支保構造を構築する方法に関する。 The present invention relates to a support structure constructed at a tunnel wellhead and a method for constructing a support structure at the wellhead.
山岳トンネルの出入口となる坑口には、坑門と呼ばれる構造物が構築される。この坑門としては、走行者が感じる違和感を減じるため、トンネル軸方向に対して垂直に構築される通常坑門が一般的になっている。しかしながら、近年、切土量や抱き擁壁の省略化等を目的として、トンネル軸方向に対して斜めに構築される斜め坑門が採用されるようになってきている。 A structure called a mine gate is constructed at the mine entrance that is the entrance to the mountain tunnel. In order to reduce a sense of incongruity felt by the runner, a normal tunnel constructed perpendicularly to the tunnel axis direction is generally used as this gate. However, in recent years, for the purpose of omitting the amount of cut, retaining wall, etc., an oblique tunnel constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction has been adopted.
トンネル工事においては、地山を掘削する際、岩盤が崩れないように支持する支保工を施工し、支保構造が構築される。ここで、トンネルは、坑口から掘削方向であるトンネル軸方向に向けて、坑口部と一般部とから構成される。一般部は、グランドアーチを形成する部分で、グランドアーチは、地山がそれ自体でトンネルを支える作用をすることにより形成されるものである。坑口部は、このグランドアーチの形成が困難な坑口付近の部分である。 In tunnel construction, when excavating natural ground, a support structure is constructed to support the rock mass so that it does not collapse. Here, the tunnel is composed of a wellhead portion and a general portion from the wellhead toward the tunnel axis direction that is the excavation direction. The general part is a part that forms a ground arch, and the ground arch is formed by a natural mountain itself supporting the tunnel. The wellhead portion is a portion near the wellhead where it is difficult to form the ground arch.
斜め坑門を構築する場合の坑口部における支保工の施工は、その工法として、左右の支保間隔を調整し、斜角に合うように支保工施工角度を調整する工法(斜め支保形式)が使用される(非特許文献1参照)。 For the construction of support work at the pit entrance when constructing an oblique mine, the method of adjusting the support work angle (diagonal support form) to adjust the support work angle to match the oblique angle is used as the construction method. (See Non-Patent Document 1).
図1〜図3を参照して、この工法について簡単に説明する。図1は、トンネルを上側から見た図である。トンネルは、その出入口である坑口から矢線Xに示す方向の切羽へ向けて延び、その坑口には、その矢線Xに示すトンネル軸方向に対して斜めに、斜め坑門10が構築される。この坑口に連続する坑口部には、アーチ状に形成された鋼製の支保部材である支保工11が、左右の支保間隔をそれぞれ調整し、斜角に合わせて設置される。なお、図1では、トンネルを上側から見ているので、各支保工11が、棒状に延びるように図示されている。 This construction method will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view of the tunnel as seen from above. The tunnel extends from the entrance which is the entrance to the face in the direction indicated by the arrow X, and the oblique tunnel 10 is constructed at the entrance obliquely with respect to the tunnel axial direction indicated by the arrow X. . At the wellhead part continuous with the wellhead, a support 11 that is a steel support member formed in an arch shape is installed in accordance with the oblique angle by adjusting the left and right support intervals. In addition, in FIG. 1, since the tunnel is seen from the upper side, each support work 11 is illustrated so as to extend in a rod shape.
1つの支保工11は、斜め坑門10の背面に隣接して設置され、その他の支保工11は、左右の側壁部12a、12bにおける支保間隔が異なる間隔で離間して設置される。図1では、向かって左側の側壁部12aにおける支保間隔が一定間隔bで、例えば500mm間隔とされ、向かって右側の側壁部12bにおける支保間隔も一定間隔で、例えば1000mm間隔とされている。このため、トンネル軸方向に対して垂直な線を基準とし、その基準の線に対する傾斜角、すなわち各支保工11の斜角θは、それぞれ異なっている。 One support work 11 is installed adjacent to the back surface of the oblique pit 10, and the other support works 11 are installed with different support intervals at the left and right side wall portions 12a and 12b. In FIG. 1, the support interval on the left side wall portion 12a toward the left side is a constant interval b, for example, 500 mm, and the support interval on the right side wall portion 12b is also set to a constant interval, for example, 1000 mm. For this reason, a line perpendicular to the tunnel axis direction is used as a reference, and the inclination angle with respect to the reference line, that is, the inclination angle θ of each support 11 is different.
支保工11は、例えば、図2に示すような断面がH形のH形鋼をアーチ状に滑らかに曲げることにより形成され、各支保工11は、図1に示すように、それぞれの斜角に合わせて斜めに設置される。そして、隣り合う支保工11は、内梁13と呼ばれる水平方向の荷重を支えるボルト等の連結部材により連結される。なお、図2では、支保工11が斜めに設置されるため、内梁13が特殊な形状のものとされている。 The support work 11 is formed by, for example, smoothly bending an H-shaped steel having an H-shaped cross section as shown in FIG. 2 into an arch shape, and each support work 11 has an oblique angle as shown in FIG. It is installed diagonally according to. And the adjacent support work 11 is connected with connection members, such as the volt | bolt which supports the load of the horizontal direction called the inner beam 13. As shown in FIG. In FIG. 2, since the support work 11 is installed obliquely, the inner beam 13 has a special shape.
支保工11は、地山を掘削し、その掘削面に対して一次吹き付けによりコンクリート14を吹き付けた後に各位置に設置され、内梁13により連結される。その後、図3に示すように二次吹き付けによりコンクリート15が吹き付けられ、各支保工11間にコンクリート15が充填される。ちなみに、図3で同じ符号14、15の濃い色の部分は、既に施工された区間を示し、薄い色の部分は、新たに施工した区間を示している。この施工後、その内側面(向かって右側に形成される面)に防水シートが取り付けられ、覆工コンクリートが打設される。 The support works 11 are excavated in the natural ground, sprayed with concrete 14 by primary spraying on the excavated surface, installed at each position, and connected by inner beams 13. Thereafter, as shown in FIG. 3, the concrete 15 is sprayed by secondary spraying, and the concrete 15 is filled between the support works 11. Incidentally, in FIG. 3, dark portions with the same reference numerals 14 and 15 indicate sections that have already been constructed, and light portions indicate sections that have been newly constructed. After this construction, a waterproof sheet is attached to the inner side surface (the surface formed on the right side), and lining concrete is placed.
上記のような従来の工法では、支保間隔を左右の側壁部で変えて建て込むため、坑口部における鋼材の使用量が多くなり、支保工1基毎に形状や長さが異なるため、施工が複雑になるという問題があった。また、1掘削進行長が短くなるため、掘削工程が長期になるといった問題もあった。 In the conventional construction method as described above, since the support interval is changed at the left and right side walls, the amount of steel used in the wellhead is increased, and the shape and length differ for each support construction. There was a problem of becoming complicated. Moreover, since the excavation progress length is shortened, there is a problem that the excavation process becomes long.
左右どちらか一方の側壁部12a、12bでは、支保間隔が最小500mm程度となり、充分なクリアランスがないことから、コンクリートの吹き付けが困難な箇所が発生し、コンクリートの充填性が低下するという問題があった。また、二次吹き付け後の表面が、図3に示すように、コンクリート15と、支保工11のフランジ面によって、凹凸面が発生し、防水シートが損傷する可能性があり、また、覆工コンクリートの背面拘束が大きくなってひび割れを誘発する可能性があるという問題もあった。 In either of the left and right side wall portions 12a and 12b, the support interval is about 500 mm at a minimum, and there is not enough clearance. Therefore, there is a problem that a portion where it is difficult to spray concrete occurs and the filling property of the concrete is lowered. It was. In addition, as shown in FIG. 3, the surface after the secondary spraying may cause an uneven surface due to the concrete 15 and the flange surface of the support work 11, and the waterproof sheet may be damaged. There was also a problem that the back restraint of the slab could increase and induce cracks.
上記のような凹凸面が発生すると、ロックボルトをコンクリートの吹き付け面に対して垂直に打設することが困難になり、地山を安定させることができなくなるという問題もあった。また、図2に示した内梁13の形状加工や施工が複雑になり、その連結力が低下するという問題もあった。 When the uneven surface as described above is generated, it is difficult to drive the lock bolt perpendicular to the concrete spraying surface, and there is a problem that the natural ground cannot be stabilized. Further, the shape processing and construction of the inner beam 13 shown in FIG. 2 are complicated, and there is a problem that the coupling force is reduced.
このため、これらの問題点を改善することができる支保構造やその構築方法の提供が望まれていた。 For this reason, provision of the support structure which can improve these problems, and its construction method was desired.
本発明は、上記課題に鑑み、トンネル軸方向に対して斜めに構築される斜め坑門の背面側のトンネル坑内に構築される支保構造であって、斜め坑門の背面に隣接し、通行を可能にする開口部がトンネル軸方向に対して斜めに形成されるように設置されるアーチ状の第1支保部材と、各々の一端が第1支保部材に連結され、通行を可能にする各開口部がトンネル軸方向に向き、かつ一定間隔で形成されるように設置される長さが異なる複数のアーチ状の第2支保部材とを含む、支保構造が提供される。 In view of the above problems, the present invention is a supporting structure constructed in a tunnel mine on the back side of an oblique tunnel constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction, and is adjacent to the rear surface of the oblique mine and allows traffic. An arch-shaped first support member installed so that the opening to be formed is formed obliquely with respect to the tunnel axial direction, and each opening having one end connected to the first support member and allowing passage There is provided a support structure including a plurality of arch-shaped second support members having different lengths installed so that the portions are oriented in the tunnel axis direction and formed at regular intervals.
また、トンネル軸方向に対して斜めに構築される斜め坑門の背面側のトンネル坑内に支保構造を構築する方法であって、通行を可能にする開口部がトンネル軸方向に対して斜めに形成されるようにアーチ状の第1支保部材を配置し、通行を可能にする各開口部がトンネル軸方向に向き、一定間隔で形成されるように長さが異なる複数のアーチ状の第2支保部材の各一端を、第1支保部材と連結する段階と、トンネル内壁面と第1支保部材並びに複数の第2支保部材との間、第1支保部材と各第2支保部材との間および複数の第2支保部材間にコンクリートを充填するステップとを含む、支保構造の構築方法が提供される。 Further, it is a method for constructing a supporting structure in the tunnel mine on the back side of the oblique pit constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction, and an opening that allows passage is formed obliquely with respect to the tunnel axis direction. A plurality of arch-shaped second support members having different lengths so that each opening is oriented in the direction of the tunnel axis and formed at regular intervals. Connecting each end of the member to the first support member; between the inner wall surface of the tunnel and the first support member and the plurality of second support members; between the first support member and each of the second support members; And a step of filling concrete between the second support members. The method for constructing the support structure is provided.
本発明によれば、施工が簡単で、掘削工程を短縮することができ、吹き付けコンクリートの充填性も向上させることができ、防水シートの損傷やひび割れの発生のリスクを低減することができる。 According to the present invention, the construction is simple, the excavation process can be shortened, the filling property of sprayed concrete can be improved, and the risk of damage to the waterproof sheet and occurrence of cracks can be reduced.
本発明の支保構造は、斜め坑門を構築する際のトンネルの坑口部に構築される支保構造である。斜め坑門は、その壁面がトンネルの掘削方向であるトンネル軸方向に対して斜めに向き、トンネル軸方向に垂直な方向に対しても斜めに向いた坑門である。 The support structure of the present invention is a support structure that is constructed at a tunnel entrance when an oblique pit is constructed. An oblique mine is a mine whose wall faces obliquely with respect to the tunnel axis direction, which is a tunnel excavation direction, and also obliquely with respect to a direction perpendicular to the tunnel axis direction.
ここで、トンネル工事のプロセスについて簡単に説明しておく。トンネル工事では、図4のフローチャートに示すように、ステップ400から開始し、ステップ410では、木の伐採や、電気設備や給水設備等の仮設備を準備する。仮設備には、そのほか、工事に必要となる排水処理設備、濁水処理設備、吹き付けコンクリートプラント設備等がある。これらの準備後、ステップ420において、坑口付け工を実施する。坑口付け工は、伐採した地山に近隣して、鋼製のアーチ状の支保部材である支保工を設置し、隣り合う支保工同士を内梁により連結して、地山の外部に支保構造を構築し、それを地山に隣接するまで延ばしていく工事で、坑門施工の一部である。 Here, the tunnel construction process will be briefly described. In the tunnel construction, as shown in the flowchart of FIG. 4, the process starts from step 400, and in step 410, provisional equipment such as tree cutting, electrical equipment, and water supply equipment is prepared. Temporary equipment includes wastewater treatment equipment, muddy water treatment equipment, sprayed concrete plant equipment, etc. necessary for construction. After these preparations, in step 420, wellheading is performed. A wellhead is located near a felled natural ground, a steel arch-shaped support member is installed, and adjacent support members are connected to each other by an inner beam to support the outside of the natural ground. Is a part of the construction of the mine gate, and is extended until it is adjacent to the natural ground.
坑口付け工が終了したところで、ステップ430において、爆薬や、油圧ショベル、ロードヘッダ等の掘削機械を使用して地山の掘削を行う。この掘削は、一定の掘削進行長ずつ行う。このとき、発生するずり(破砕された岩石)を適宜トンネル坑外へ搬出する。ステップ440では、掘削したトンネルの天井やトンネルの側壁である坑壁が崩れないように支える支保工を建て込み、内梁で連結する。 When the wellhead construction is completed, in step 430, excavation machines such as explosives, hydraulic excavators, road headers and the like are used to excavate natural ground. This excavation is performed for a certain excavation length. At this time, the generated shear (crushed rock) is appropriately carried out of the tunnel mine. In step 440, a support work is installed to support the excavated tunnel ceiling and the tunnel wall that is the side wall of the tunnel so as not to collapse, and they are connected by inner beams.
ステップ450では、コンクリートの吹き付けを行い、支保工をトンネル内壁面と密着させ、支保工間をコンクリートで埋める。この吹き付けコンクリートは、掘削に伴って生じる地山の変形や外力による圧縮、せん断等に抵抗する機能を付与する。ステップ460では、トンネル内壁面から地山の内部に向けて穿孔し、鋼製の棒状部材であるロックボルトを挿入し、これら支保工や吹き付けコンクリートを地山と一体化させる。 In step 450, concrete is sprayed, the support work is brought into close contact with the inner wall surface of the tunnel, and the space between the support works is filled with concrete. This shotcrete provides a function to resist deformation of the natural ground caused by excavation, compression by external force, shearing and the like. In step 460, a hole is drilled from the inner wall surface of the tunnel toward the inside of the natural ground, and a lock bolt, which is a steel rod-like member, is inserted to integrate these supporting work and sprayed concrete with the natural ground.
ステップ470では、二次覆工を実施する。二次覆工では、吹き付けコンクリートと支保工により形成されたトンネル内側面に防水シートを取り付け、必要に応じて断熱材を施工した後、セントルと呼ばれるアーチ状の型枠を使用し、セントルとトンネル内側面との間に覆工コンクリートを打設する。二次覆工前に、トンネル底面部分を逆アーチ状に形成するインバート工を実施することができる。このステップ430からステップ470を繰り返し、トンネルを貫通させる。トンネルの貫通後、ステップ480では、コンクリートを打設し、仕上げを行う等の残りの坑門施工を実施し、ステップ490でこの工事を終了する。 In step 470, a secondary lining is performed. In the secondary lining, a waterproof sheet is attached to the inner surface of the tunnel formed by shotcrete and support, and after installing insulation as necessary, an arch-shaped formwork called a centle is used. Covering concrete is laid between the inner surface. Before the secondary lining, an invert work for forming the bottom surface of the tunnel in an inverted arch shape can be performed. Steps 430 to 470 are repeated to penetrate the tunnel. After passing through the tunnel, in step 480, the remaining tunnel construction such as placing concrete and finishing is performed, and in step 490, the construction is finished.
本発明の支保構造は、最終的にはトンネル坑内に存在し、トンネル断面を維持するように地山を支持するための構造で、トンネル軸方向に対して斜めに構築される斜め坑門の背面側のトンネル坑内に構築されるものである。図5に例示するように、この支保構造は、斜め坑門20の背面、すなわち地山側の面に隣接し、開口部がトンネル軸方向に対して斜めに形成されるように設置されるアーチ状の支保工21と、各々の一端がその支保工21に連結され、各開口部がトンネル軸方向に向き、かつ一定間隔で形成されるように設置される長さが異なる複数のアーチ状の支保工22とを含んで構成される。各開口部は、支保工21および複数の支保工22をそれぞれ設置した場合に形成される人や車両等が通行可能な空間部分である。 The support structure of the present invention is a structure for supporting a natural ground so as to maintain the cross section of the tunnel, which is finally present in the tunnel mine, and is the rear surface of the oblique mine constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction. It is built in the side tunnel mine. As illustrated in FIG. 5, this support structure has an arch shape that is adjacent to the rear surface of the oblique pit 20, that is, the surface on the natural ground side, so that the opening is formed obliquely with respect to the tunnel axis direction. And a plurality of arch-shaped supports having different lengths installed such that one end of each is connected to the support work 21 and each opening is formed in the tunnel axis direction and at regular intervals. And the construction 22. Each opening is a space portion through which a person, a vehicle, or the like formed when the support work 21 and the plurality of support works 22 are respectively installed.
図5では、トンネル軸方向が矢線Yに示す方向とされ、トンネルの出入口である坑口に、そのトンネル軸方向に対して斜めに斜め坑門20が構築されている。トンネル軸方向に対する斜め坑門20の傾斜角は、文字通り、トンネル軸方向を0°とし、その方向に対する角度として表すこともできるが、トンネル軸方向に対して垂直な方向を0°とし、その方向に対する傾斜角度(斜角)として表すこともできる。斜角は、斜め坑門の仕様により任意であるが、例えば図5では、斜め坑門20の斜角θは、約30°とされている。 In FIG. 5, the tunnel axis direction is the direction indicated by the arrow line Y, and an oblique pit 20 is constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction at the tunnel entrance that is the entrance of the tunnel. The inclination angle of the oblique pit 20 with respect to the tunnel axis direction can literally be expressed as an angle with respect to the tunnel axis direction of 0 °, but the direction perpendicular to the tunnel axis direction is set to 0 °. It can also be expressed as an inclination angle (bevel angle) with respect to. The oblique angle is arbitrary depending on the specifications of the oblique gate. For example, in FIG. 5, the oblique angle θ of the oblique gate 20 is about 30 °.
支保構造を構成する支保工21は、この斜角θに合わせて斜めになるように配置される。複数の支保工22は、開口部がトンネル軸方向に向き、一定間隔で形成されるように、その長さが短いものから順に一定間隔で配置され、それぞれの一端が支保工21に連結される。図5では、「No.1」〜「No.6」と表示された6基の支保工22がその長さが短い「No.6」から「No.1」へ順に一定間隔で配置され、支保工21に各一端が連結されている。 The support work 21 constituting the support structure is arranged so as to be inclined according to the oblique angle θ. The plurality of supporters 22 are arranged at regular intervals in order from the shortest length so that the openings are formed in the tunnel axis direction and at regular intervals, and one end of each is connected to the supporter 21. . In FIG. 5, the six supporters 22 displayed as “No. 1” to “No. 6” are arranged at regular intervals in order from “No. 6” to “No. 1” whose length is short, Each end is connected to the support work 21.
複数の支保工22は、トンネル軸方向に向けて、一定間隔で配列するように設置されることから、通常坑門の場合と同様の配置となる。ちなみに、通常坑門は、トンネル軸方向に対して垂直に構築され、その壁面がトンネル軸方向に向いた坑門である。このため、通常坑門における支保工は、左右同じ支保間隔で、開口部がトンネル軸方向に向いて形成されるように、その通常坑門に対して平行に設置される。 Since the plurality of supporters 22 are installed so as to be arranged at regular intervals in the tunnel axis direction, the arrangement is the same as that in the case of a normal tunnel. Incidentally, the normal gate is a gate that is constructed perpendicularly to the tunnel axis direction and whose wall faces in the tunnel axis direction. For this reason, the support work in the normal gate is installed in parallel to the normal gate so that the opening is formed in the tunnel axis direction at the same support interval on the left and right.
支保構造は、さらに、トンネル軸方向に向けて一定間隔で設置される複数のアーチ状の支保工23を含むことができる。図5では、複数の支保工22および支保工23の各々の支保間隔aが左右で同じ、例えば約1000mm間隔とされている。 The support structure can further include a plurality of arch-shaped support works 23 installed at regular intervals in the tunnel axis direction. In FIG. 5, the support intervals a of the plurality of support works 22 and support works 23 are the same on the left and right, for example, about 1000 mm.
支保工21、22、23は、一方向に延びる鋼製で断面形状がH形のH形鋼を、所定の曲率を有するように滑らかに曲げたアーチ状のものが使用される。ここでは、H形鋼を使用しているが、充分な曲げ剛性を有し、掘削したトンネルの天井や坑壁を適切に支えることができれば、I形鋼、T形鋼、U形鋼、Z形鋼あるいは鋼管等であってもよい。H形鋼は、平行に配列する2本のフランジと、2本のフランジの中心をつなぐウェブから構成され、2本のフランジとウェブにより形成される空間が後述するフランジ部とされる。 The support works 21, 22, and 23 are arch-shaped ones that are formed by smoothly bending an H-shaped steel made of steel extending in one direction and having an H-shaped cross section so as to have a predetermined curvature. Here, H-shaped steel is used, but if it has sufficient bending rigidity and can properly support the ceiling and wall of the excavated tunnel, I-shaped steel, T-shaped steel, U-shaped steel, Z It may be a shape steel or a steel pipe. The H-shaped steel is composed of two flanges arranged in parallel and a web connecting the centers of the two flanges, and a space formed by the two flanges and the web is a flange portion described later.
斜め坑門20の斜角θが、例えば約30°と大きい角度である場合、斜め坑門20に隣接して設置される1基目の支保工21を、異なる曲率を有する2以上のアーチ状の支保工を積み重ねて形成した多重構造の支保工を採用することができる。支保工間は、コンクリートを充填して連結することができ、これにより、多重構造の支保工を作製することができる。この多重構造の支保工を採用することにより、支保工全体の剛性と耐力を向上させることができる。 When the oblique angle θ of the oblique pit 20 is a large angle, for example, about 30 °, the first support work 21 installed adjacent to the oblique mine 20 is formed in two or more arch shapes having different curvatures. It is possible to adopt a multi-structure support work formed by stacking the support works. Between the support works, concrete can be filled and connected, whereby a multi-structure support work can be produced. By adopting this multi-structure support work, the rigidity and proof stress of the whole support work can be improved.
多重構造にする斜角θは、構造設計や試験等を行い、その結果に応じて設定することができる。多重構造は、鉛直方向に2つの支保工を配置して形成した二重構造であってもよいし、3つ以上の支保工を積み重ねた三重以上の構造であってもよい。 The oblique angle θ for making a multiple structure can be set according to the result of structural design, testing, and the like. The multiple structure may be a double structure formed by arranging two support works in the vertical direction, or a triple or more structure in which three or more support works are stacked.
図5には図示しないが、支保工22の外周面に金具を介してキーストンプレートが、支保工22の外周面および複数の支保工22間の隙間を覆うように取り付けられる。これは、本発明の支保構造が最終的にはトンネル坑内に存在することになるが、少なくとも斜め坑門部(図5中、「No.1」〜「No.6」で示された支保工22が設置される部分)において、その組立段階は、明かり下に置くことに起因する。すなわち、組立段階では、背面に地山がない状態で、最終的にトンネル内壁面の下地となる半円筒状のアーチシェルを、支保工22および吹き付けコンクリートを用いて構築するため、コンクリートの吹き付け面を提供する背面型枠としてのキーストンプレートが必要となる。 Although not shown in FIG. 5, the keystone plate is attached to the outer peripheral surface of the support work 22 via a metal fitting so as to cover the outer peripheral surface of the support work 22 and the gaps between the plurality of support works 22. This is because the support structure of the present invention will eventually exist in the tunnel mine, but at least the oblique mine part (support work shown by “No. 1” to “No. 6” in FIG. 5). In the part where 22 is installed), the assembly stage is due to placing under light. That is, in the assembly stage, a semi-cylindrical arch shell that finally becomes the foundation of the inner wall surface of the tunnel is constructed using the support 22 and the sprayed concrete with no ground on the back surface. A keystone plate as a back formwork is required.
図6は、図5に示す支保構造を、切断線A−Aで切断した断面図である。図6には、斜め坑門20に隣接して設置される支保工21のみが示されている。支保工21は、1つの支保工のみから構成されていてもよいが、図6に示すような、曲率が異なる2つのアーチ状の支保工21a、21bを上下に並べて配置し、二重構造としたものを採用することもできる。二重構造にした場合、2つの支保工の間である空間部およびフランジ部には、中詰コンクリート24を充填することができる。 6 is a cross-sectional view of the support structure shown in FIG. 5 cut along a cutting line AA. In FIG. 6, only the support work 21 installed adjacent to the oblique pit 20 is shown. The support work 21 may be composed of only one support work. However, as shown in FIG. 6, two arch-shaped support works 21a and 21b having different curvatures are arranged side by side vertically, You can also use what you did. In the case of a double structure, the filled concrete 24 can be filled into the space portion and the flange portion between the two support works.
支保工21a、21bの両端は、支保工21a、21bを固定するため、根固めコンクリート25が打設される。なお、支保工21a、21bのみで安定して支持することができない場合、ウィングリブ26と呼ばれる支保工21の脚部に補強用ブラケットを設けることができる。脚部補強部材であるこのウィングリブ26を取り付けることにより、支持面積が増加し、支保工21による支持力および部材剛性を向上させることができる。 Both ends of the support works 21a and 21b are laid with a concrete foundation 25 to fix the support works 21a and 21b. In addition, when it cannot support stably only by support work 21a, 21b, the bracket for a reinforcement can be provided in the leg part of the support work 21 called the wing rib 26. FIG. By attaching this wing rib 26 which is a leg reinforcing member, the support area is increased, and the support force and member rigidity by the support 21 can be improved.
ウィングリブ26は、例えば、H形鋼や鋼製の棒状部材等とコンクリートとを用い、本立てのように、略三角形に成形した所定厚さの第1板状部材と、板状部材の一辺に設けられ、略三角形の面に対して垂直な支持面を有する第2板状部材とを有するものとすることができる。この場合、支保工21aの脚部の外周部から根固めコンクリート25へ向けて第1板状部材が張り出し、第2板状部材の支持面が根固めコンクリート25上に隣接して、支持面積を増加させ、支持力および部材剛性を向上させることができる。 The wing rib 26 includes, for example, a first plate-shaped member having a predetermined thickness formed into a substantially triangular shape like a main frame using H-shaped steel, a steel rod-shaped member, and concrete, and one side of the plate-shaped member. And a second plate member having a support surface perpendicular to a substantially triangular surface. In this case, the first plate-like member projects from the outer peripheral portion of the leg portion of the support work 21a toward the root-solidifying concrete 25, and the support surface of the second plate-like member is adjacent to the root-solidifying concrete 25 so that the supporting area is increased. The supporting force and the member rigidity can be improved.
第1板状部材は、その脚部の外周部に溶接する等して取り付けることができ、根固めコンクリート25へはボルト等を使用して第2板状部材を固定することができる。脚部補強部材は、支保工21の外周側に取り付けられるウィングリブ26に限られるものではなく、その内周側に取り付けられるインナーリブであってもよい。 The first plate-like member can be attached by welding or the like to the outer peripheral portion of the leg portion, and the second plate-like member can be fixed to the rooting concrete 25 using a bolt or the like. The leg reinforcing members are not limited to the wing ribs 26 attached to the outer peripheral side of the support work 21 but may be inner ribs attached to the inner peripheral side thereof.
図7は、図5に示す支保構造を、切断線B−Bで切断した断面図である。図7には、複数の支保工22の1つが示されている。支保工22は、所定の曲率を有するアーチ状の支保工とされ、一端に、図6に示した支保工21に連結するための継手板30が設けられている。継手板30は、斜め坑門20の斜角に合わせて斜めに向いた面を有し、例えば、固定手段としてのボルトを通す穴が設けられている。なお、継手板30は、ボルトおよびナットにより支保工21と連結してもよいが、そのほか、溶接等により連結してもよい。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the support structure shown in FIG. 5 cut along a cutting line BB. FIG. 7 shows one of the plurality of support works 22. The support 22 is an arch-shaped support having a predetermined curvature, and a joint plate 30 is provided at one end for connection to the support 21 shown in FIG. The joint plate 30 has a surface oriented obliquely in accordance with the oblique angle of the oblique pit 20, for example, a hole through which a bolt as a fixing means is passed. The joint plate 30 may be connected to the support 21 with bolts and nuts, but may also be connected by welding or the like.
支保工22の他端は、図6に示す支保工21と同様、根固めコンクリート25により埋め込まれて固定される。図7に示す支保工22は、図5に示した「No.2」で示される支保工22を例示したものである。この支保工22は、支保工21に連結するために途中で切断され、継手板30が取り付けられているので、欠損支保工と呼ばれる。「No.1」や「No.3」等のその他の支保工22は、「No.2」で示される支保工22と同じ曲率ではあるが、その長さが異なる欠損支保工である。 The other end of the support 22 is embedded and fixed by the root-solidifying concrete 25, like the support 21 shown in FIG. The support work 22 shown in FIG. 7 is an example of the support work 22 indicated by “No. 2” shown in FIG. Since this support work 22 is cut in the middle to be connected to the support work 21 and the joint plate 30 is attached, it is called a defect support work. Other support works 22 such as “No. 1” and “No. 3” are defect support works having the same curvature as the support work 22 indicated by “No. 2”, but having different lengths.
図8は、図6に示す支保工21を、切断線C−Cで切断した断面図である。上下に2つ並ぶ支保工21a、21bの間の空間部および各支保工21a、21bのフランジ部は、中詰コンクリート24が充填される。支保工21aと支保工21bとの間には、中詰コンクリート24だけではなく、溶接金網31が設けられる。溶接金網31は、溶接により、一端が支保工21aに取り付けられ、他端が支保工21bに取り付けられている。なお、この溶接金網31は、中詰コンクリート24を補強するために用いられる補強用金網である。ここでは補強部材として溶接金網31を用いたが、コンクリートを補強することができれば、鉄筋等のその他の部材を用いることも可能である。図8には、この支保工21に隣接して上述したキーストンプレート35が吹き付けコンクリート36の背面型枠として取り付けられている。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the support 21 shown in FIG. 6 cut along a cutting line CC. Filled concrete 24 is filled in the space between the two support works 21a and 21b arranged in the vertical direction and the flange part of each support work 21a and 21b. Between the support work 21a and the support work 21b, not only the filled concrete 24 but also a welded wire mesh 31 is provided. One end of the welded wire mesh 31 is attached to the support 21a and the other end is attached to the support 21b by welding. The welded wire mesh 31 is a reinforcing wire mesh used to reinforce the filled concrete 24. Although the welded wire mesh 31 is used here as the reinforcing member, other members such as reinforcing bars can be used as long as the concrete can be reinforced. In FIG. 8, the keystone plate 35 described above is attached as a back form of the sprayed concrete 36 adjacent to the support work 21.
図9は、図6に示す支保工21を、切断線D−Dで切断した断面図である。図8と同様、上下に2つ並ぶ支保工21a、21bの間の空間部および各支保工21a、21bのフランジ部は、中詰コンクリート24が充填され、それらの間をつなぐように溶接金網31が設けられている。図9には、図7に示すような支保工22が連結されているのが示されている。支保工21bには、溶接して溶接鉄板32が取り付けられており、図7に示す支保工22に設けられた継手板30と互いの面が面合わせされ、ボルト33およびナット34により連結されている。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the support 21 shown in FIG. 6 cut along a cutting line DD. As in FIG. 8, the space between the upper and lower support works 21 a and 21 b and the flange part of each support work 21 a and 21 b are filled with the filled concrete 24, and the welded wire mesh 31 is connected so as to connect them. Is provided. FIG. 9 shows that a support 22 as shown in FIG. 7 is connected. A welded iron plate 32 is attached to the support 21b by welding, and the joint plate 30 provided on the support 22 shown in FIG. 7 is face-to-face and connected by a bolt 33 and a nut 34. Yes.
支保工22は、支保工21と同じサイズのH形鋼を使用することもできるが、支保工21との連結等を考慮し、斜め坑門20に隣接して設置される支保工21より小さいサイズとすることができる。図9では、支保工21が、その幅および高さが、例えば250mm、支保工22が、その幅および高さが、例えば200mmとされている。なお、支保工23は、支保工22と同じサイズとすることができる。ここでは、一例として、250mm、200mmというサイズを挙げたが、これらのサイズに限定されるものでない。 The support 22 can use H-shaped steel of the same size as the support 21, but is smaller than the support 21 installed adjacent to the oblique pit 20 in consideration of the connection with the support 21. Can be size. In FIG. 9, the support work 21 has a width and a height of, for example, 250 mm, and the support work 22 has a width and a height of, for example, 200 mm. The support 23 can be the same size as the support 22. Here, the sizes of 250 mm and 200 mm are given as an example, but the size is not limited to these sizes.
複数の支保工22が受ける土圧による荷重は、それら支保工22よりも相対的に頑丈に構築された支保工21へと伝えられる。また、図9でも、背面型枠として、支保工22のアーチ外周側に薄い板材であるキーストンプレート35が取り付けられている。キーストンプレート35は、支保工22のアーチ内周側から後で施工される、トンネル内壁面への吹き付けコンクリート36の背面型枠となり、背面に地山がない明かり下に露出した状態でも、支保工22と吹き付けコンクリート36とが一体化してアーチシェルを構築することができるようにする。なお、キーストンプレート35は、支保工22の外周面に取り付けた金具37を介して、支保工22の外周面を含めた全面を覆うように取り付けられる。 The load due to earth pressure received by the plurality of support works 22 is transmitted to the support work 21 constructed relatively stronger than the support works 22. Also in FIG. 9, a keystone plate 35, which is a thin plate material, is attached to the outer peripheral side of the arch of the support 22 as a back form. The keystone plate 35 becomes a back formwork of the sprayed concrete 36 on the inner wall surface of the tunnel, which will be constructed later from the inner peripheral side of the arch of the support work 22, and the support work even in the state exposed under the light where there is no ground on the back 22 and sprayed concrete 36 are integrated so that an arch shell can be constructed. The keystone plate 35 is attached so as to cover the entire surface including the outer peripheral surface of the support 22 through a metal fitting 37 attached to the outer peripheral surface of the support 22.
再び図5を参照して、隣り合う支保工22同士、隣り合う支保工22と支保工23、隣り合う支保工23同士は、例えば、2つの部材を連結する引張材として機能するタイロッドにより強固に緊結することができる。これは、例えばH形鋼から構成される支保工22、23の全てのウェブが同じ方向であるトンネル軸方向に向いて設置されるため、図2に示す従来の支保構造のようないびつな連結にはならないからである。また、クリアランスが充分にあるため、最後までしっかり締め付けることができるからである。この連結により、各支保工22、23がばらばらにならず、一定間隔、例えばa=約1000mm間隔にその支保間隔を保つことができ、トンネルの天井や坑壁を安定して支持することができる。 Referring to FIG. 5 again, adjacent support works 22, adjacent support works 22 and support works 23, and adjacent support works 23 are strengthened by, for example, a tie rod that functions as a tension member that connects two members. Can be tight. This is because, for example, all the webs of the supporters 22 and 23 made of H-section steel are installed in the tunnel axis direction, which is the same direction, so that it is a loose connection like the conventional support structure shown in FIG. It is because it does not become. Moreover, since there is sufficient clearance, it can be tightened firmly to the end. By this connection, the support works 22 and 23 are not separated, and the support intervals can be maintained at a constant interval, for example, a = about 1000 mm, and the tunnel ceiling and the pit wall can be stably supported. .
図10に示すフローチャートを参照し、支持構造の構築方法について説明する。この方法は、これに限られるものではないが、ステップ1000から開始し、ステップ1010では、斜め坑門20とそれに隣接する支保工21および支保工22を配置する空間およびその周辺と上部の地山を、支保工21、22が明かり下で組み立てできるに充分な範囲だけ開削し、すなわち、斜め坑門部を全て明かり下の状況とする。 A method for constructing the support structure will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Although this method is not limited to this, it starts from Step 1000, and in Step 1010, the space where the oblique pit 20 and the supporting work 21 and the supporting work 22 adjacent thereto are arranged, and the surrounding and upper natural ground. Are excavated only in a range sufficient for the support works 21 and 22 to be assembled in the light, that is, the slanted pits are all in the lighted condition.
ステップ1020では、その明かり下で支保工21を据えて、長さが異なる複数のアーチ状の支保工22の各一端を、各開口部がトンネル軸方向に向き、一定間隔で形成されるように支保工21と連結する。連結は、図7に示す継手板30と、図9に示す溶接鉄板32とを面合わせし、ボルト33およびナット34を用いて行うことができる。このとき、タイロッドを用い、隣り合う支保工22間を強固に緊結することができる。また、支保工21に、図6に示すようなウィングリブ26を取り付けることができる。 In step 1020, the support work 21 is placed under the light so that each end of the plurality of arch-shaped support works 22 having different lengths is formed at regular intervals with each opening directed in the tunnel axis direction. It connects with support work 21. The joint plate 30 shown in FIG. 7 and the welded iron plate 32 shown in FIG. At this time, the tie rods can be used to firmly bond between the adjacent support works 22. Moreover, the wing ribs 26 as shown in FIG.
ステップ1030では、ステップ1020で組み立てた、支保工21と複数の支保工22とからなる構造の、トンネル内壁面と、支保工21並びに複数の支保工22との間、支保工21と各支保工22との間の空間部および複数の支保工22のフランジ部にコンクリートを吹き付け、図6、図8および図9に示す中詰コンクリート24を充填する等して、斜め坑門部におけるアーチシェルを、明かり下で完成させる。なお、中詰コンクリート24の充填は、ステップ1020の組み立て前あるいは組み立て中に実施しておいてもよい。 In step 1030, between the inner wall surface of the tunnel, the support work 21, and the plurality of support works 22, each of the support works 21 and each support work constructed in step 1020. The concrete is sprayed on the space between the support 22 and the flanges of the plurality of supporters 22 and filled with the filled concrete 24 shown in FIGS. 6, 8, and 9. Complete in the light. The filling of the filling concrete 24 may be performed before or during the assembly of step 1020.
ステップ1040では、支保工21および支保工22の脚部を、図6に示す根固めコンクリート25を打設することにより固定する。このとき、ウィングリブ26も、ボルト等を用い、根固めコンクリート25により固定する。 In step 1040, the leg portions of the support work 21 and the support work 22 are fixed by placing the root-solidifying concrete 25 shown in FIG. At this time, the wing ribs 26 are also fixed by the reinforced concrete 25 using bolts or the like.
ステップ1050では、通常坑門における1掘削進行長と同じ掘削進行長ずつ地山の掘削および支保工23の建て込みを行い、これを繰り返すことによりトンネル軸方向へ支保構造を延ばしていく。このようにして、トンネルが貫通し、貫通した先まで支保工23の建て込みが完了したところで、ステップ1060へ進み、この施工を終了する。貫通先でも斜め坑門20を構築する場合は、ステップ1010〜ステップ1040と同様に貫通先の斜め坑門20を先に構築しておき、ステップ1050でこれと貫通させる。なお、明かり下に露出した状態の斜め坑門部におけるアーチシェルは、トンネル完成までに適宜埋め戻し土を用いて覆土され、坑口部の最終形態が完成する。 In step 1050, the excavation progress length equal to one excavation progress length in the normal tunnel is excavated and the support construction 23 is built, and the support structure is extended in the tunnel axis direction by repeating this. In this way, when the tunnel has penetrated and the building of the support work 23 has been completed up to the point of penetration, the process proceeds to step 1060, and this construction is finished. In the case of constructing the oblique pit 20 at the penetration destination, the piercing oblique pit 20 is constructed first in the same manner as in Steps 1010 to 1040, and is penetrated through in Step 1050. In addition, the arch shell in the oblique mine portion exposed under the light is appropriately covered with backfill soil until the tunnel is completed, and the final form of the pit portion is completed.
この支保構造は、従来の図1に示した支保構造に比較して支保工22、23の支保間隔を広くとることができ、通常坑門の場合と同様の1掘削進行長を確保することができる。これにより、施工が簡単になり、その工期を短くすることができる。また、支保間隔が広がることにより、吹き付けコンクリートの充填性を向上させることができる。 Compared with the conventional support structure shown in FIG. 1, this support structure can increase the support interval between the support works 22 and 23, and can secure one excavation progress length similar to that in the case of a normal tunnel. it can. Thereby, construction becomes easy and the construction period can be shortened. Moreover, the filling property of sprayed concrete can be improved by extending a support space | interval.
複数の支保工22を斜めに設置しないので、コンクリートを吹き付けた際の吹き付け面に凹凸がなくなり、その後に取り付ける防水シートの破損や覆工コンクリートの背面拘束によるひび割れの発生のリスクを低減させることができる。このため、従来の図1に示す支保構造に比較して、品質的に優れた支保構造であると評価することができる。 Since the plurality of supporters 22 are not installed obliquely, there is no unevenness in the sprayed surface when the concrete is sprayed, and the risk of cracking due to damage to the waterproof sheet attached thereafter or the back restraint of the lining concrete can be reduced. it can. For this reason, compared with the conventional support structure shown in FIG. 1, it can be evaluated that the support structure is superior in quality.
また、ロックボルトやタイロッド等の連結部材を、通常坑門の場合と同様に施工することができるため、従来の図1に示す支保構造に比較して、支保構造の施工性や品質を向上させることができる。 Moreover, since connection members, such as a lock bolt and a tie rod, can be constructed similarly to the case of a normal mine, the workability and quality of the support structure are improved compared to the conventional support structure shown in FIG. be able to.
これまで本発明の支保構造およびその構築方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 So far, the supporting structure and the construction method thereof according to the present invention have been described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other embodiments and Additions, changes, deletions, and the like can be made within the scope that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited. .
10…斜め坑門、11…支保工、12a、12b…側壁部、13…内梁、14、15…コンクリート、20…斜め坑門、21、21a、21b、22、23…支保工、24…中詰コンクリート、25…根固めコンクリート、26…ウィングリブ、30…継手板、31…溶接金網、32…溶接鉄板、33…ボルト、34…ナット、35…キーストンプレート、36…吹き付けコンクリート、37…金具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diagonal shaft, 11 ... Supporting work, 12a, 12b ... Side wall part, 13 ... Inner beam, 14, 15 ... Concrete, 20 ... Diagonal tunnel, 21, 21a, 21b, 22, 23 ... Supporting work, 24 ... Filled concrete, 25 ... Rooted concrete, 26 ... Winglib, 30 ... Joint plate, 31 ... Welded wire mesh, 32 ... Welded iron plate, 33 ... Bolt, 34 ... Nut, 35 ... Keystone plate, 36 ... Sprayed concrete, 37 ... Metal fittings
Claims (5)
前記斜め坑門の背面に隣接し、通行を可能にする開口部が前記トンネル軸方向に対して斜めに形成されるように設置されるアーチ状の第1支保部材と、
各々の一端が前記第1支保部材に連結され、通行を可能にする各開口部が前記トンネル軸方向に向き、かつ一定間隔で形成されるように設置される長さが異なる複数のアーチ状の第2支保部材とを含み、
トンネル内壁面と前記第1支保部材並びに前記複数の第2支保部材との間、前記第1支保部材と各前記第2支保部材との間および前記複数の第2支保部材間にコンクリートが充填され、前記トンネル内壁面と密着される、支保構造。 A support structure constructed in the tunnel mine on the back side of the oblique pit constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction,
An arch-shaped first supporting member that is installed adjacent to the back surface of the oblique pit and is formed so that an opening that allows passage is formed obliquely with respect to the tunnel axis direction;
One end of each is connected to the first support member, and a plurality of arch-like shapes having different lengths are installed so that each opening is formed so as to be oriented in the tunnel axis direction and at regular intervals. and a second支保member seen including,
Concrete is filled between the inner wall surface of the tunnel and the first support member and the plurality of second support members, between the first support member and each of the second support members, and between the plurality of second support members. The support structure is in close contact with the inner wall surface of the tunnel .
通行を可能にする開口部が前記トンネル軸方向に対して斜めに形成されるようにアーチ状の第1支保部材を配置し、通行を可能にする各開口部が前記トンネル軸方向に向き、一定間隔で形成されるように長さが異なる複数のアーチ状の第2支保部材の各一端を、前記第1支保部材と連結する段階と、
トンネル内壁面と前記第1支保部材並びに前記複数の第2支保部材との間、前記第1支保部材と各前記第2支保部材との間および前記複数の第2支保部材間にコンクリートを充填する段階とを含む、支保構造の構築方法。 A method of constructing a support structure in a tunnel mine on the back side of an oblique pit constructed obliquely with respect to the tunnel axis direction,
The arch-shaped first support member is disposed so that the opening that allows passage is formed obliquely with respect to the tunnel axis direction, and each opening that allows passage faces in the tunnel axis direction and is constant. Connecting each one end of a plurality of arch-shaped second support members having different lengths so as to be formed at intervals, to the first support member;
Concrete is filled between the inner wall surface of the tunnel and the first support member and the plurality of second support members, between the first support member and each of the second support members, and between the plurality of second support members. A method for constructing a support structure including stages.
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