JP6907666B2 - トンネル支保構造、鋼製支保工、及びトンネル構築方法 - Google Patents

トンネル支保構造、鋼製支保工、及びトンネル構築方法 Download PDF

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本発明は、トンネル支保構造、及び鋼製支保工に関する。
トンネルを構築する工法として、NATM工法(New Austrian Tunneling Method)が知
られている。NATM工法は、地山が有する支保能力、強度を有効に利用してトンネルの安定を保つという考え方のもとに、吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製支保工を適宜に用いて、地山と一体化したトンネル構造物を建設する工法である。
NATM工法においてトンネルを構築する際に、アーチ状の鋼製支保工を設置する場合、通常、以下に説明する手順により行われている。まず、切羽の近傍に吹付け機をセットして、切羽にコンクリートを一次吹き付けし、これが完了すると、吹付け機を退出させる。次いで、切羽近傍に支保工を建て込むエレクタを備えた作業車を配置し、エレクタによりアーチ状の鋼製支保工を切羽近傍のトンネル坑壁に建て込み、これが完了すると作業車を退出させる。次に、切羽に吹付け機を再び配置し、建て込まれたトンネル支保工を埋め込むようにして、コンクリートの二次吹付けを行い、吹付け機を退出させる。
鋼製支保工は一般に剛性が大きいことから、トンネル坑壁(地山)の崩落や変形抑止効果が高く、建て込み直後から切羽掘削直後のトンネルの安定性を確保するのに有効である。また、近年においては、吹付けから短時間で強度と剛性を発揮する吹付けコンクリートが実用化されている。
特許第3381606号公報
しかしながら、鋼製支保工と吹付けコンクリートとの一体化が不十分であると、十分に支保効果を発揮することが難しくなると考えられる。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、吹付けコンクリートとの一体化を従来に比べて図ることができるトンネル支保構造に関する技術を提供することにある。
上記課題の解決するために、本発明は、H形断面を有する鋼製支保工のウェブに、吹付けコンクリートとの定着用のアンカー部材を凸設するようにした。
より詳しくは、本発明に係るトンネル支保構造は、トンネルの軸方向に配列され、トンネル坑壁面に沿って設置されると共にH型断面を有するアーチ状の鋼製支保工と、前記トンネル坑壁面上において、前記トンネルの軸方向に隣接する前記鋼製支保工同士の間に形成される吹付けコンクリート層と、前記鋼製支保工のウェブに凸設され、前記吹付けコンクリート層を形成する吹付けコンクリートと定着されるアンカー部材と、を備え、前記アンカー部材は、前記吹付けコンクリート層に埋没されていることを特徴とする。このようにすることで、アンカー部材を介して、吹付けコンクリート層を形成する吹付けコンクリートと鋼製支保工との定着を十分に確保することができ、吹付けコンクリート層及び鋼製
支保工の一体化を十分に図ることができる。その結果、優れた支保効果を発揮することができる。
ここで、前記アンカー部材は前記ウェブプレートの両面に凸設されていても良い。これによれば、吹付けコンクリート層を形成する吹付けコンクリートと鋼製支保工との定着をより一層確保することができる。
また、前記アンカー部材は、前記鋼製支保工の脚部に設けられていても良い。このように、鋼製支保工の脚部について重点的に吹付けコンクリートとの定着を確保することで、鋼製支保工と吹付けコンクリートとの一体性を向上させつつ、ウェブの全領域に亘ってアンカー部材を設置する場合に比べて製造コストを低減することができる。
また、本発明は鋼製支保工として特定することができる。すなわち、本発明はトンネルの軸方向に配列され、トンネル坑壁面に沿って設置されると共にH形断面を有する鋼製支保工であって、前記鋼製支保工のウェブに、吹付けコンクリートと定着されるアンカー部材が凸設されていることを特徴とする。
本発明によれば、吹付けコンクリートとの一体化を従来に比べて図ることができるトンネル支保構造に関する技術を提供できる。
図1は、実施形態1に係るトンネル支保工の側面図である。 図2は、実施形態1に係る定着アンカーを説明する図である。 図3は、実施形態1におけるトンネル支保構造を説明する図である。 図4は、実施形態1のエレクタ装置を搭載する作業車の上面図である。 図5は、実施形態1の変形例に係るトンネル支保工の側面図である。 図6は、実施形態1の変形例に係る定着アンカーを示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<実施形態1>
図1は、実施形態1に係るトンネル支保工10の側面図である。トンネル支保工10は、トンネル掘削に伴い露出する地山の崩落防止のために、掘削直後の坑壁に沿って建て込まれるアーチ状の鋼製支保工であり、トンネル軸方向に沿って一定間隔毎に設置される。本実施形態におけるトンネル支保工10は、H形断面を有するH形鋼によって形成されている。より詳しくは、トンネル支保工10は、一対の円弧状の鋼製支保工10L,10Rの天端部(上端部)同士を一体に連結することでアーチ状に形成されている。以下、鋼製支保工10Lを「左側鋼製支保工」と呼び、鋼製支保工10Rを「右側鋼製支保工」と呼ぶ。
左側鋼製支保工10Lは、第1本体部111、第1天端継手板121、第1底板131を有する。第1本体部111は、ウェブ111a、当該ウェブ111aに直交する一対の地山側フランジ111b及び内空側フランジ111cから構成されるH形鋼である。また、第1本体部111における一端には第1天端継手板121が溶接され、他端には第1底板131が溶接されている。第1天端継手板121及び第1底板131は四角形の鋼製平板であり、第1本体部111のH形断面に対して直交方向に延在している。右側鋼製支保工10Rについても同様に、第2本体部112、第2天端継手板122、第2底板132を有する。第2本体部112は、ウェブ112a、当該ウェブ112aに直交する一対の
地山側フランジ112b及び内空側フランジ112cから構成されるH形鋼である。また、第2本体部112における一端には第2天端継手板122が溶接され、他端には第2底板132が溶接されている。第2天端継手板122、第2底板132は四角形の鋼製平板であり、第2本体部112のH形断面に対して直交方向に延在している。第1天端継手板121及び第2天端継手板122には、ボルトを挿通するボルト穴が設けられており、当該ボルト穴に挿通させたセンターボルト14にナット15を螺合させることで、第1天端継手板121及び第2天端継手板122が締結される。
図1に示す符号2は、アンカーボルトである。定着アンカー2は、左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rに設けられている。より詳しくは、左側鋼製支保工10Lにおける第1本体部111のウェブ111aと、右側鋼製支保工10Rにおける第2本体部112のウェブ112aには、図2に示すようにアンカー部材としての定着アンカー2が凸設されている。図2は、第1本体部111及び第2本体部112に設けられる定着アンカー2を説明する図である。定着アンカー2は、ウェブ111a,112aから垂直に立設する軸部と、軸部の先端に設けられると共に軸部よりも拡径された頭部からなる。但し、定着アンカー2の形状は適宜変更することができる。本実施形態において、第1本体部111は、ウェブ111aの両面に定着アンカー2が凸設されている。また、第2本体部112は、ウェブ112aの両面に定着アンカー2が凸設されている。
図3は、実施形態1におけるトンネル支保工10を適用したトンネル支保構造1を説明する図である。図3における符号3は、一次吹付けコンクリート層である。また、符号4は金網である。また、符号6は、二次吹付けコンクリート層である。なお、図3には、トンネル支保工10の右側鋼製支保工10Rが図示されている。
本実施形態のトンネル構築方法において、切羽8の掘削によってトンネルTの側面に地山7が露出した後、この地山7に対して一次コンクリートの吹付け施工が行われることで、一次吹付けコンクリート層3が形成される。その後、トンネル坑壁面に沿って一次吹付けコンクリート層3の内空側に上述したアーチ状のトンネル支保工10が建て込まれる。トンネル支保工10は、トンネルTの坑口側に位置する既設のトンネル支保工10に対して、切羽8側に隣接し、トンネルTの軸方向に所定の間隔(例えば、1.0m〜1.5m程度)で配列される。
なお、左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rの建て込み作業は、例えば、図4に示すようなエレクタ装置100を用いて行うことができる。図4は、エレクタ装置100を搭載する作業車200の上面図である。エレクタ装置100は、同一構成の一対のブーム17L,17Rを備えている。一対のブーム17L,17Rは、これらに付設される駆動機構の作動によって伸縮動作、傾動動作、揺動動作、回動動作が自在である。また、各ブーム17L,17Rの先端には、同一構成の一対のハンド18L,18Rが連結されている。一対のハンド18L,18Rは、これらに付設される駆動機構の作動によって回転動作および揺動動作が自在であり、左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rをそれぞれ着脱自在に挟圧把持(保持)することができる。エレクタ装置100は、一対のハンド18L,18Rに左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rを把持し、各ハンド18L,18Rを駆動することで左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rを所定の建て込み位置に建て込むことができる。左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rの建て込みは、掘削した上半盤上に平板状の木製皿板を置いて地盤の耐力を補うと共に、据付け高さの調整を行う。そして、上記皿板上に左側鋼製支保工10L(右側鋼製支保工10R)の第1底板131(第2底板132)を載置し、左側鋼製支保工10L(右側鋼製支保工10R)が垂直になるように建て込む。
次に、例えばレーザ測量機(図示せず)から照射される光線がターゲットと一致するよ
うに皿板と第1底板131(第2底板132)の間にクサビを挿入、あるいは、皿板の下部を掘り下げる等して高さを調整することで、左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rが地盤上に据付けられる。次に、センターボルト14及びナット15(図1を参照)によって第1天端継手板121及び第2天端継手板122を締結する。
次に、新設のトンネル支保工10と、既設のトンネル支保工10との間の新設区間(図3を参照)における一次吹付けコンクリート層3の表面に沿って必要に応じて金網4を配置した後、二次吹付けコンクリートを吹付け施工することで二次吹付けコンクリート層6を形成する。なお、二次吹付けコンクリートは、トンネル支保工10における一対のフランジのうち、地山7と反対側に位置する内空側フランジ112c(111c)に概ね達する厚さまで吹付けられる。また、金網4は、二次吹付けコンクリートを補強するために配置され、地山条件が良好な場合には省略する場合もある。また、二次吹付けコンクリートに、例えば鋼繊維補強吹付けコンクリート(SFRC)等を用いる場合には、金網4の設置を省略する場合がある。
ここで、本実施形態におけるトンネル支保工10は、図1及び図2に示したように、左側鋼製支保工10Lにおける第1本体部111のウェブ111aと、右側鋼製支保工10Rにおける第2本体部112のウェブ112aに定着アンカー2が設置されている。従って、二次吹付けコンクリート層6を形成する工程においては、新設のトンネル支保工10のウェブ111a,112aに凸設された定着アンカー2と、既設のトンネル支保工10のウェブ111a,112aに凸設された定着アンカー2を覆うようにして二次吹付けコンクリートが吹付けられることにより、定着アンカー2が二次吹付けコンクリート層6に埋没される。これにより、二次吹付けコンクリート層6に埋没した定着アンカー2を介して、二次吹付けコンクリートとトンネル支保工10との一体化を従来に比べて十分に図ることができる。つまり、トンネル支保工10と二次吹付けコンクリート層6との定着を十分に確保することができ、安定した支保構造1を構築することができる。
更に、本実施形態におけるトンネル支保工10(左側鋼製支保工10L、右側鋼製支保工10R)においては、ウェブ111a,112aの両面に定着アンカー2を凸設する構造を採用している。そのため、二次吹付けコンクリートを吹付ける対象となる新設区間(図3を参照)の両端に位置する既設のトンネル支保工10と新設のトンネル支保工10の双方に対して、二次吹付けコンクリートとの定着を増大させることができる。
また、本実施形態においては、以下の手順に従ってトンネル坑壁面に二次吹付けコンクリート層6を形成しても良い。すなわち、エレクタ装置100を用いて左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10Rを建て込み、センターボルト14及びナット15によって第1天端継手板121及び第2天端継手板122を締結した後、エレクタ装置100における各ハンド18L,18Rで新設のトンネル支保工10(左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10R)を把持した状態で、新設のトンネル支保工10(左側鋼製支保工10L及び右側鋼製支保工10R)の脚部及びその周囲に二次吹付けコンクリートを吹付ける。そして、新設のトンネル支保工10の脚部に吹付けた二次吹付けコンクリートが所定の強度を発現した後、エレクタ装置100における各ハンド18L,18Rによる新設のトンネル支保工10の把持を解除し、新設区間における残りの部分に二次吹付けコンクリートを吹付けることで新設区間全体に二次吹付けコンクリート層6を形成する。本実施形態におけるトンネル支保工10においては、上記のようにウェブ111a,112aに定着アンカー2が凸設されているため、二次吹付けコンクリートとの定着性に優れている。よって、新設のトンネル支保工10の脚部に二次吹付けコンクリートを吹付けた後、短時間で新設のトンネル支保工10を把持するエレクタ装置100におけるハンド18L,18Rを外したとしても、新設のトンネル支保工10が傾いたり、倒れたりすることなく、新設区間における残りの部分への二次吹付けコンクリートの吹付け作業を行うことができ
る。
また、本実施形態におけるトンネル支保工10(左側鋼製支保工10L、右側鋼製支保工10R)においては、図1に示すようにウェブ111a,112aの延伸方向に沿った略全領域(区間)に亘って、複数の定着アンカー2を設置するようにしているが、一部の領域のみに定着アンカー2を設置しても良い。ここで、定着アンカー2は、トンネル支保工10(左側鋼製支保工10L、右側鋼製支保工10R)の少なくとも脚部に設けられていても良い。一例として、図5に示す変形例のようにトンネル支保工10(左側鋼製支保工10L、右側鋼製支保工10R)の脚部のみに、定着アンカー2をウェブ111a,112aから凸設させる態様が挙げられる。トンネル支保工10の脚部について重点的に二次吹付けコンクリート(二次吹付けコンクリート層6)との定着を確保することで、トンネル支保工10と二次吹付けコンクリートとの一体性を向上させつつ、ウェブ111a,112aの延伸方向に沿った全領域に亘って定着アンカー2を設置する場合に比べて製造コストを低減することができる。また、本実施形態では、ウェブ111a,112aの延伸方向に沿って、定着アンカー2を2列に配列する例を説明したが、定着アンカー2の配列パターンは特に限定されない。
また、本実施形態において、定着アンカー2は種々の形状を採用することができる。図6は、実施形態1の変形例に係る定着アンカー2を示す図である。図6(a)は、第1本体部111(第2本体部112)のウェブ111a(ウェブ112a)からストレート棒状の定着アンカー2を凸設した例を示している。また、図6(b)は、第1本体部111(第2本体部112)のウェブ111a(ウェブ112a)から先端にフックが設けられたフック付き棒状の定着アンカー2を凸設した例を示している。
以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明に係る鋼製支保工及びトンネル支保構造はこれらに限られず、可能な限りこれらを組み合わせることができる。
1・・・トンネル支保構造
2・・・定着アンカー
3・・・一次吹付けコンクリート層
4・・・金網
6・・・二次吹付けコンクリート層
7・・・地山
8・・・切羽
10・・・トンネル支保工
10L・・・左側鋼製支保工
10R・・・右側鋼製支保工
111・・・第1本体部
112・・・第2本体部
121・・・第1天端継手板
122・・・第2天端継手板

Claims (5)

  1. NATM工法(New Austrian Tunneling Method)に適用されるトンネル支保構造であっ
    て、
    トンネルの軸方向に配列され、トンネル坑壁面に沿って設置されると共にH形断面を有するアーチ状の鋼製支保工と、
    前記トンネル坑壁面上において、前記トンネルの軸方向に隣接する前記鋼製支保工同士の間に吹付けられる吹付けコンクリートによって形成される吹付けコンクリート層と、
    前記鋼製支保工のウェブに凸設され、前記吹付けコンクリート層を形成する吹付けコンクリートに埋没されることで当該吹付けコンクリートに定着されるアンカー部材と、
    を備える、
    トンネル支保構造。
  2. 前記アンカー部材は前記ウェブの両面に凸設されている、請求項1に記載のトンネル支保構造。
  3. 前記アンカー部材は、前記鋼製支保工の脚部に設けられている、請求項1又は2に記載のトンネル支保構造。
  4. NATM工法(New Austrian Tunneling Method)によって構築されるトンネルの軸方向
    に配列され、トンネル坑壁面に沿って設置されると共にH形断面を有する鋼製支保工であって、
    前記鋼製支保工のウェブに、吹付けコンクリートに埋没されることで当該吹付けコンクリートに定着されるアンカー部材が凸設されている、
    鋼製支保工。
  5. NATM工法(New Austrian Tunneling Method)を適用するトンネル構築方法であって

    トンネル坑壁面に沿って、H形断面を有すると共にウェブにアンカー部材が凸設されたアーチ状の鋼製支保工を設置する工程と、
    前記鋼製支保工を設置する工程において設置された前記鋼製支保工のアンカー部材が吹付けコンクリートに埋没するように前記吹付けコンクリートを吹付け、前記トンネル坑壁面上において前記トンネルの軸方向に隣接する前記鋼製支保工同士の間に吹付けコンクリ
    ート層を形成する工程と、
    を備える、
    トンネル構築方法。
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CN112483138B (zh) * 2020-11-19 2023-10-20 河北建筑工程学院 一种h型大断面隧道支撑装置及其支撑方法
CN113586079B (zh) * 2021-08-24 2024-02-13 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 一种隧道十字交叉口结构及其施工方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5338137A (en) * 1976-09-18 1978-04-07 Kubota Ltd Assembly system supporting holding work that spraying concrete is used at the same time
JPH0730797Y2 (ja) * 1989-10-11 1995-07-19 東日本旅客鉄道株式会社 覆工用パネル
JPH11303062A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Shimizu Corp ソイルセメント壁
JP2008063896A (ja) * 2006-09-11 2008-03-21 Takenaka Komuten Co Ltd ソイルセメント山留め壁工法に使用される合成芯材、及び同芯材を使用するソイルセメント山留め壁工法並びにソイルセメント山留め壁構造

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