JP7148450B2

JP7148450B2 - 山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法

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Publication number: JP7148450B2
Application number: JP2019059449A
Authority: JP
Inventors: 隆史城; 清二蛭子; 光徳信永
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: JP2020159061A

Description

本発明は、山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法に関し、特に、作業坑をトンネル本坑の構築予定箇所との交差部分において接続させて、トンネル本坑の計画延長線上の中間部分の地中に本坑用の掘削発進基地を形成するための山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法に関する。

例えば山岳地帯に鉄道トンネルや道路トンネルを構築するための工事では、施工延長が数キロから数１０キロ程度に及ぶ長いトンネルを施工することが必要となる場合がある。このような施工延長の長いトンネルを例えば山岳トンネル工法によって構築する際には、トンネルの入口側と出口側から各々掘り進んで、これらの中央部分において両側から掘り進んだトンネルを連結する施工方法を採用することが考えられるが、このような施工方法では、施工延長を２つの工区にしか分ることができないため、各々の工区が長くなり過ぎると共に、工期も長くなり過ぎて、効率良く施工することが困難となり、また開通させるまでに膨大な年月を要することになる。

このようなことから、山岳トンネル工事の施工延長が長くなった場合に、例えばトンネル本坑の計画延長線に沿って工区分けするのに適した所定の間隔をおいて、トンネル本坑の構築予定箇所の側方の地盤面から当該構築予定箇所に向けて、作業坑（先進導坑）を掘り進むことによって、トンネル本坑の構築予定箇所と作業坑との交差部分に掘削発進基地を形成し、計画延長線上の中間部分に形成したこれらの掘削発進基地の各々からトンネル本坑を掘削可能として、施工延長の長い山岳トンネル工事を、適切な長さに工区分けして効率良く施工できるようにすることが提案されており、また計画延長線上の中間部分にトンネル本坑の掘削発進基地を形成するための技術も開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－８５６８号公報

特許文献１のトンネル施工方法では、図７（ａ）～（ｄ）及び図８に示すように、本坑５０のトンネル軸５０ａと交差する方向から本坑５０の計画断面よりも小さな断面形状の先進導坑（作業坑）５２を、本坑５０の構築予定箇所５１に向けて掘進する工程（図７（ａ）参照）と、本坑５０の構築予定箇所５１の計画断面内において、先進導坑５２のトンネル軸５２ａが本坑５０のトンネル軸５０ａと平行になるように先進導坑５２を曲線状に掘進する工程（図７（ｂ）参照）と、本坑５０の構築予定箇所５１の計画断面内において、先進導坑５２の断面形状が計画断面と同一になるように先進導坑５２を拡幅させつつ、本坑５０のトンネル軸５０ａと平行に掘進して本坑の掘削発進基地５３を形成する工程（図７（ｃ）参照）と、先進導坑５２の曲線区間５２ｂの手前であって本坑５０の側部に対応する位置に受け支保工５４を建て込む工程（図７（ｄ）、図８参照）と、拡幅された先進導坑５２による掘削発進基地５３から先進導坑５２の曲線区間５２ｂを含む領域を通過するように、鋼製支保部材５５を設置しながら本坑５０を逆方句に掘進する工程（図７（ｄ）参照）とを備えており、また受け支保工５４が側部に建て込まれた区間においては、本坑５０の鋼製支保部材５５の一端部を受け支保工５４に固定するようになっている（図８参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の計画延長線上の中間部分にトンネル本坑５０の掘削発進基地５３を形成する施工方法では、鋼製支保部材５５を設置しながら本坑を掘削発進基地５３から逆方句に掘進して、先進導坑５２の曲線区間５２ｂの手前側の、受け支保工５４が側部に建て込まれた先進導坑５２が開口する区間を通過する際（図７（ｄ）参照）に、当該受け支保工５４が側部に建て込まれた、先進導坑５２と本坑５０とが接続する交差部分の構築予定箇所の区間は、既に先進導坑５２が掘削されて側部が開口していることにより、変形を拘束されていた岩盤等が掘削により解放されて周囲の地盤が緩んでいることで、亀裂や崩落が生じ易くなっており、また先進導坑５２による開口によって、交差部分における本坑の断面５０が、アーチ形状を形成することなく一方の側壁部のみによって荷重を支える構造となるので、荷重が集中して亀裂が生じ易い掘削領域となることで、より一層崩落のリスクが高くなる。さらに、先進導坑５２が接続する交差部分の区間を通過する際に、本坑５０に崩落が生じると、先進導坑５２の開口が閉塞されることにより、先進導坑（作業坑）５２への退避路を確保することが困難になって、作業員が本坑５０内に取り残されるおそれがある。

本発明は、トンネル本坑の構築予定箇所における、亀裂や崩落が生じ易い掘削領域となっている作業坑が接続する交差部分の地盤を、トンネル本坑を形成するのに先立って効果的に補強しておくことにより、トンネル本坑を形成する際に、地盤が緩んで崩落しないようにすることができると共に、作業坑への作業員の退避経路を安定した状態で確保しながら、トンネル本坑を掘削することのできる山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、山岳トンネル工事において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備えるトンネル本坑の構築予定箇所に向けて掘削される作業坑を、前記構築予定箇所との交差部分において接続させて、トンネル本坑の計画延長線上の中間部分の地中に本坑用の掘削発進基地を形成するため作業坑交差部の施工方法であって、前記構築予定箇所に向けた作業坑の掘削方向における、前記構築予定箇所との交差部分の手前側から交差部分の後方側まで、前記トンネル本坑のアーチ形状部分を超える高さを有する、上部にアーチ形状部分を含む形状の作業坑拡幅部鋼製支保部材を、作業坑の掘削方向に所定の間隔をおいて掘削内壁面に沿って複数設置しつつ、前記構築予定箇所との交差部分に断面形状が拡幅された拡幅作業坑を掘削すると共に、該拡幅作業坑の掘削内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けることにより、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部拡幅作業空間部を形成する交差部作業空間形成工程と、前記交差部拡幅作業空間部における前記拡幅作業坑の掘削方向の手前側に、門型受架台を設置すると共に、前記交差部拡幅作業空間部に設置された前記作業坑拡幅部鋼製支保部材の内側の作業領域において、一端部を前記門型受架台に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材を、前記トンネル本坑の計画延長線の方向に間隔をおいて、前記作業坑拡幅部鋼製支保部材と交差する方向に延設させて複数設置すると共に、前記交差部拡幅作業空間部の内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けて、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部トンネル本坑を形成する交差部トンネル本坑形成工程とを含んで構成され、形成された交差部トンネル本坑を本坑用の掘削発進基地として、前記計画延長線上にトンネル本坑を構築可能とする山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、前記交差部作業空間形成工程において、前記構築予定箇所との交差部分における拡幅作業坑の掘削方向を、トンネル本坑の計画延長線に対して垂直又は略垂直な方向とし、前記作業坑拡幅部鋼製支保部材及び前記門型受架台を、トンネル本坑の計画延長線と平行又は略平行な方向に延設させて設置することが好ましい。

また、本発明の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、前記交差部トンネル本坑形成工程において、一端部を前記門型受架台に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材を、前記トンネル本坑の計画延長線の方向に間隔をおいて、前記作業坑拡幅部鋼製支保部材と交差する方向に延設させて複数設置する際に、前記門型受架台におけるトンネル本坑の計画延長線の方向の中央部分を挟んだ両側部分に設置される本坑用交差部鋼製支保部材を取り付ける作業は、交差部トンネル本坑の上部外周部より下方の部分の前記作業坑拡幅部鋼製支保部材の、交差部トンネル本坑の断面内に配置される部分を撤去しながら行なうことが好ましい。

さらに、本発明の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、前記交差部作業空間形成工程の後に、前記交差部拡幅作業空間部から、トンネル本坑の計画延長線の方向に、トンネル本坑よりも小さな断面形状を有する導坑を掘削形成する導坑掘削工程を含んでいることが好ましい。

さらにまた、本発明の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、前記導坑掘削形成工程で形成された導坑に掘削重機を配置し、配置された掘削重機を前記交差部トンネル本坑から発進させて、トンネル本坑を掘削形成する本坑掘削工程を含んでいることが好ましい。

本発明の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法によれば、トンネル本坑の構築予定箇所における、亀裂や崩落が生じ易くなっている作業坑が接続する交差部分の地盤を、トンネル本坑を形成するのに先立って効果的に補強しておくことにより、トンネル本坑を形成する際に、地盤が緩んで崩落しないようにすることができると共に、作業坑への作業員の退避経路を安定した状態で確保しながら、トンネル本坑を掘削することができる。

交差部作業空間形成工程を説明する、（ａ）は略示透視上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａに沿った側面側略示断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂに沿った正面側略示断面図である。交差部トンネル本坑形成工程を説明する、（ａ）は略示透視上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａに沿った側面側略示断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂに沿った正面側略示断面図である。交差部トンネル本坑形成工程を説明する、（ａ）は略示透視上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａに沿った側面側略示断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂに沿った正面側略示断面図である。トンネル本坑を形成する工程を説明する、（ａ）は略示透視上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａに沿った側面側略示断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂに沿った正面側略示断面図である。交差部作業空間形成工程を説明する、要部拡大略示正面図である。交差部トンネル本坑形成工程する、要部拡大略示側面図である。（ａ）～（ｄ）は、計画延長線上の中間部分にトンネル本坑の掘削発進基地を形成するための従来の工法を説明する、略示上面図である。計画延長線上の中間部分にトンネル本坑の掘削発進基地を形成するための従来の工法を説明する、図７（ｄ）のＣ－Ｃに沿った略示断面図である。

図１～図４に示す本発明の好ましい一実施形態に係る山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、例えば山岳地域に鉄道トンネルを構築するためのトンネル工事において、施工延長が数キロから数１０キロに及ぶ長いトンネルを形成する際に、効率良くトンネルを構築できるように、鉄道トンネルの計画延長線１３上の中間部分に、当該計画延長線１３に沿って工区分けするのに適した所定の間隔をおいて、トンネル本坑１４（図４（ａ）～（ｃ）参照）の構築予定箇所１０の側方の地盤面から当該構築予定箇所１０に向けて、作業坑（先進導坑）１１を掘り進むことによって、トンネル本坑１４の構築予定箇所１０と作業坑１１との交差部分１０ａに、トンネル本坑１４の掘削発進基地１２（図３（ａ）～（ｃ）参照）を形成できるようにするための施工方法として採用されたものである。本実施形態の作業坑交差部の施工方法は、掘削発進基地１２から掘削重機２２（図２参照）を発進させて、例えば横幅が１０ｍ程度、高さが８ｍ程度の大きさの断面形状を有するトンネル本坑１４を掘削形成する際に、作業坑１１が開口していることで地盤が緩み易くなっている、構築予定箇所１０に作業坑１１が接続する交差部分１０ａの地盤を、トンネル本坑１４を形成するのに先立って効果的に補強しておくことにより、トンネル本坑１４を形成する際に、地盤が緩んで崩落しないようにし、また作業坑１１への作業員の退避経路を容易に確保できるようにして、安全にトンネル本坑１４の掘削作業を行えるようにするものである。

そして、本実施形態の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法は、例えば山岳トンネル工法によって鉄道トンネルを形成する山岳トンネル工事において、上部にアーチ形状部分１４ａ（図４（ｃ）参照）を含む断面形状を備えるトンネル本坑１４の構築予定箇所１０に向けて掘削される作業坑１１を、構築予定箇所１０との交差部分１０ａにおいて接続させて、トンネル本坑１４の計画延長線１３上の中間部分の地中に本坑用の掘削発進基地１２(図３（ａ）～（ｃ）参照)を形成するための施工方法であって、交差部作業空間形成工程（図１（ａ）～（ｃ）参照）と、交差部トンネル本坑形成工程（図２（ａ）～（ｃ）、図３（ａ）～（ｃ）参照）とを含んで構成されている。

交差部作業空間形成工程では、図１（ａ）～（ｃ）及び図５に示すように、構築予定箇所１０に向けた作業坑１１の掘削方向Ｘにおける、構築予定箇所１０との交差部分１０ａの手前側から交差部分１０ａの後方側まで、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａを超える高さを有する、上部にアーチ形状部分を含む形状の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊを、作業坑１１の掘削方向Ｘに所定の間隔をおいて掘削内壁面に沿って複数設置しつつ、構築予定箇所１０との交差部分１０ａに断面形状が主として上方に拡幅された拡幅作業坑１６を掘削すると共に、拡幅作業坑１６の掘削内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けることにより、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部拡幅作業空間部１７を形成する。

交差部トンネル本坑形成工程では、（図２（ａ）～（ｃ）、図３（ａ）～（ｃ）に示すように、交差部拡幅作業空間部１７における拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘの手前側に、門型受架台１８を設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７に設置された作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの内側の作業領域において、一端部を門型受架台１８に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’を、トンネル本坑１４の計画延長線１３の方向に間隔をおいて、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊと交差する方向に延設させて複数設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７の内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けて、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部トンネル本坑２０を形成する。形成された交差部トンネル本坑２０を本坑用の掘削発進基地１２として、計画延長線１３上にトンネル本坑１４を構築可能とするようになっている。

また、本実施形態では、交差部トンネル本坑形成工程において、一端部を門型受架台１８に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’を、トンネル本坑１４の計画延長線１３の方向に間隔をおいて、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊと交差する方向に延設させて複数設置する際に、門型受架台１８におけるトンネル本坑１４の計画延長線１３の方向の中央部分の複数の本坑用交差部鋼製支保部材１９（図２（ａ）、（ｂ）参照）を挟んだ両側部分に設置される本坑用交差部鋼製支保部材１９’（図３（ａ）、（ｂ）参照）を取り付ける作業は、交差部トンネル本坑２０の上部外周部より下方の部分の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの、交差部トンネル本坑２０の断面内に配置される部分１５’（図２（ｂ）、図３（ｂ）、図６参照）を撤去しながら行なうようになっている。

さらに、本実施形態では、図２（ａ）～（ｃ）に示すように、交差部作業空間形成工程の後に、交差部拡幅作業空間部１７から、トンネル本坑１４の計画延長線Ｔの方向に、トンネル本坑１４よりも小さな断面形状を有する導坑２１を掘削形成する導坑掘削工程を含んでいる。導坑掘削形成工程で形成された導坑２１には、掘削重機２２を配置し、配置された掘削重機２２を交差部トンネル本坑２０による掘削発進基地１２から発進させて、トンネル本坑１４を掘削形成するようになっている。

本実施形態の作業坑交差部の施工方法における交差部作業空間形成工程では、図１（ａ）に示すように、例えばトンネル本坑１４の構築予定箇所１０に向けて、トンネル本坑１４よりも小さな断面形状を備える作業坑１１を、構築予定箇所１０と近い部分まで斜めに掘り進むと共に、掘削断面を拡幅させながら、好ましくは掘削方向Ｘをトンネル本坑１４の計画延長線１３に対して垂直又は略垂直な方向となるように曲折させて、構築予定箇所１０との交差部分１０ａにおける拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘを、トンネル本坑１４の計画延長線１３に対して垂直又は略垂直な方向とする。しかる後に、構築予定箇所１０に向けた作業坑１１（拡幅作業坑１６）の掘削方向Ｘにおける、構築予定箇所１０との交差部分１０ａの手前側から交差部分の後方側まで掘削作業を行って、拡幅作業坑１６を形成する。

構築予定箇所１０との交差部分に拡幅作業坑１６を形成するには、図５に示すように、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａを超える高さを有する、上部にアーチ形状部分を含む形状の、例えばＨ型鋼を曲折加工することによって形成された１０本の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊを、作業坑１１（拡幅作業坑１６）の掘削方向Ｘに所定の間隔をおいて掘削内壁面に沿って複数設置しつつ、交差部分１０ａの地盤を掘削することによって、断面形状が作業坑１１及びトンネル本坑１４よりも、主として上方に拡幅された拡幅作業坑１６を形成する。また拡幅作業坑１６における掘削方向Ｘの手前側に、門型受架台１８を設置する。

ここで、構築予定箇所１０と拡幅作業坑１６との交差部分１０ａにおける掘削方向Ｘの最も手前側に配置される作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ及び最も後方側に配置される作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ｊは、トンネル本坑１４の掘削断面におけるアーチ形状部分１４ａの両側の側端部分を超える高さとして、当該側端部分よりも例えば７０ｃｍ程度高い高さとなるように設置され、拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘの中央部分に配置される最も高い２本の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ｅ，１５ｆは、トンネル本坑１４の掘削断面におけるアーチ形状部分１４ａの中央部の最も高い部分を超える高さとして、当該中央部よりも例えば７０ｃｍ程度高い高さを有となるように設置される。これらの間に配置される中間部分の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ｂ～１５ｄ，１５ｇ～１５iもまた、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａの湾曲形状に応じて、これらの取付け位置におけるアーチ形状部分１４ａよりも例えば７０ｃｍ程度高い高さをとなるように、各々設置される。

これらの作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊが、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａよりも例えば７０ｃｍ程度高い高さとなるように設置されることにより、後述する交差部トンネル本坑形成工程において、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊによって覆われるこれらの下方の交差部拡幅作業空間部１７での作業によって、一端部を門型受架台１８に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’を、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊと交差する方向に延設させて複数設置する際に、門型受架台１８における計画延長線Ｔの方向の中央部分に取り付けられる複数(本実施形態では６本)の本坑用交差部鋼製支保部材１９については、図２（ａ）～（ｃ）に示すように、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの一部を撤去したり、周囲の地盤を掘削したりすることなく、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊによって保護された交差部拡幅作業空間部１７の内部での作業によって、これらの本坑用交差部鋼製支保部材１９を取り付ける作業を、容易に且つ安全に行うことが可能になる。

また、本実施形態では、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊは、掘削底盤２３との間に介在させて、例えばＨ形鋼からなる高さ調整材２４（図５参照）を、必要に応じて当該作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの下端部に連結して取り付けることによって、これらの作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの高さを適宜調整することが可能になる。また、これらの作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊは、拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘに、所定の間隔とおいて、例えば１ｍ程度の中心間ピッチで設置されると共に、拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘにおけるトンネル本坑１４の構築予定箇所１０との交差部分１０ａの後方側には、作業坑後端部鋼製支保部材１５ｋが設置される。

これらの鋼製支保部材１５ａ～１５ｋを、掘削方向Ｘに所定の間隔をおいて掘削内壁面に沿って設置しながら拡幅作業坑１６を掘削したら、これらの鋼製支保部材１５ａ～１５ｋの間隔部分の掘削内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けることにより、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部拡幅作業空間部１７が、周囲の地盤を強固に支持した状態で形成されることになる。また交差部拡幅作業空間部１７の吹付けコンクリートが吹き付けられた内壁面から、周囲の地盤に向けて、ロックボルト２５（図１（ｃ）参照）打ち込むことによって、周囲の地盤をさらに強固に支持することが可能になる。

本実施形態では、上述のように、好ましくは交差部作業空間形成工程の後に、図２（ａ）～（ｃ）に示すように、交差部拡幅作業空間部１７から、トンネル本坑１４の計画延長線１３の方向に、トンネル本坑１４よりも小さな断面形状を備える導坑２１を掘削形成する、導坑掘削工程が行われるようになっている。導坑掘削工程では、交差部作業空間形成工程で形成された交差部拡幅作業空間部１７から、公知の工法により、導坑用鋼製支保部材２１ａを設置しながら、導坑２１を形成することができる。導坑２１は、交差部拡幅作業空間部１７からトンネル本坑１４の計画延長線１３の一方の方向に向けて、好ましくはトンネル工事用の掘削重機２２として、例えばドリルジャンボを収容可能な大きさの断面形状及び長さとなるように形成される。導坑２１には、作業坑１１を介して移動してきた掘削重機２２が配置される。

導坑２１に配置された掘削重機２２は、後述する交差部トンネル本坑形成工程において、門型受架台１８におけるトンネル本坑１４の計画延長線１３の方向の両側部分に設置される、本坑用交差部鋼製支保部材１９’を取り付ける作業を行なう際に、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの、交差部トンネル本坑２０の断面内に配置される部分１５’を撤去したり、撤去される断面内に配置される部分１５’の周囲の地盤を掘削したりする際に用いることができると共に、当該掘削重機２２を交差部トンネル本坑２０による掘削発進基地１２から発進させて、トンネル本坑１４を掘削形成する際に用いることができる。

本実施形態の作業坑交差部の施工方法における交差部トンネル本坑形成工程では、図２（ａ）～（ｃ）、及び図３（ａ）～（ｃ）に示すように、交差部拡幅作業空間部１７における拡幅作業坑１６の掘削方向Ｘの手前側に、門型受架台１８を設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７に設置された作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの内側の作業領域において、一端部を門型受架台１８に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’を、トンネル本坑１４の計画延長線１３の方向に間隔をおいて、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊと交差する方向に延設させて複数設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７の内壁面に向けて、本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’の間の部分に吹付けコンクリートを吹き付けることで、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部トンネル本坑２０を形成する。交差部トンネル本坑形成工程で門型受架台１８を設置する作業は、上述の交差部作業空間形成工程において、鋼製支保部材１５ａ～１５ｋを設置する作業に付随して行うこともできる。

交差部トンネル本坑形成工程では、上述にように、一端部を門型受架台１８に支持させて、門型受架台１８における計画延長線Ｔの方向の中央部分の例えば６本の本坑用交差部鋼製支保部材１９を取り付ける際に、交差部作業空間形成工程において作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊが、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａより例えば７０ｃｍ程度高い高さとなるように設置されているので、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊによって覆われるこれらの下方の交差部拡幅作業空間部１７での作業によって、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの一部を撤去したり、周囲の地盤を掘削したりすることなく、作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊによって強固に保護された交差部拡幅作業空間部１７の内部での作業によって、これらの中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９を取り付ける作業を、容易に且つ安全に行うことが可能になる。

またこれによって、門型受架台１８における計画延長線１３の方向の中央部分の例えば６本の本坑用交差部鋼製支保部材１９によって強固に覆われた、これらの下方の空間を作業基地として、後続して行われる、例えば交差部トンネル本坑２０やトンネル本坑１４の断面内に配置される部分１５’（図２（ｂ）、図３（ｂ）、図６参照）の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊを撤去しながら、本坑用交差部鋼製支保部材１９’を設置してゆく作業や、さらに後続して行なわれる、本坑用鋼製支保部材１４ｂを設置しながらトンネル本坑１４を掘削して行く作業を、門型受架台１８の内側に開口する作業坑１１への退避路を確保しながら、容易に且つ安全に行ってゆくことが可能になる。

なお、本実施形態では、門型受架台１８における計画延長線Ｔの方向の中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９を設置したら、両側部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９’を設置するのに先立って、好ましくはこれらの本坑用交差部鋼製支保部材１９の間隔部分における、交差部拡幅作業空間部１７の内壁面に向けて、吹き付けコンクリートを吹き付けることで、中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９によって強固に支持された覆工体を形成することができる。形成した覆工体の内壁面から周囲の地盤に向けて、ロックボルト２５（図２（ｃ）参照）打ち込むことによって、周囲の地盤をさらに強固に支持することが可能になる。また、上述の導坑掘削工程は、好ましくは、門型受架台１８における計画延長線１３の方向の中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９を設置してから行うことができる。

交差部トンネル本坑形成工程では、門型受架台１８における計画延長線１３の方向の中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９を設置した後に、図３（ａ）～（ｃ）に示すように、これらの両側部分に配置される本坑用交差部鋼製支保部材１９’を、一端部を門型受架台１８に支持させた状態で設置する。両側部分に配置される本坑用交差部鋼製支保部材１９’を設置する作業は、上述のように、例えば導坑２１に配置された掘削重機２２を用いて、交差部トンネル本坑２０の上部外周部より下方の部分の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの、交差部トンネル本坑２０の断面内に配置される部分１５’（図２（ｂ）、図３（ｂ）、図６参照）を撤去しながら行なうことができる。両側部分に配置される本坑用交差部鋼製支保部材１９’を設置する際に、交差部トンネル本坑２０の断面内に配置される部分１５’の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊを撤去しても、このような撤去作業は、上述のように、門型受架台１８における計画延長線１３の方向の中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９によって強固に覆われた作業基地を介することで、門型受架台１８の内側に開口する作業坑１１への退避路を確保しながら、安全に行ってゆくことが可能になる。

門型受架台１８における計画延長線１３の方向の両側部分に配置される本坑用交差部鋼製支保部材１９’を設置したら、中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９の間隔部分と同様に、これらの間隔部分における、交差部拡幅作業空間部１７の内壁面に向けて、吹き付けコンクリートを吹き付けることにより、中央部分や両側部分の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’によって強固に支持された覆工体によって内周面が覆われた、上部にアーチ形状部分２０ａを含む断面形状を備える交差部トンネル本坑２０が形成されることになる。形成した交差部トンネル本坑２０の内壁面から周囲の地盤に向けて、ロックボルト２５（図３（ｃ）参照）打ち込むことによって、周囲の地盤をさらに強固に支持することが可能になる。

交差部トンネル本坑２０を形成したら、形成され交差部トンネル本坑２０を本坑用の掘削発進基地１２として、掘削重機２１を移動させると共に、本坑用鋼製支保部材１４ｂを設置しながら、図４（ａ）～（ｃ）示すように、ミニベンチカット工法等の公知のトンネル工法によって、計画延長線１３上にトンネル本坑１４を掘削して構築して行くことが可能になる。このようなトンネル本坑１４を構築作業もまた、本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’によって強固に覆われた掘削発進基地１２を介することで、門型受架台１８の内側に開口する作業坑１１への退避路を確保しながら、安全に行ってゆくことが可能になる。

したがって、本実施形態の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法によれば、交差部作業空間形成工程（図１（ａ）～（ｃ）参照）と、交差部トンネル本坑形成工程（図２（ａ）～（ｃ）、図３（ａ）～（ｃ）参照）とを含んでおり、交差部作業空間形成工程では、トンネル本坑１４の構築予定箇所１０との交差部分１０ａの手前側から交差部分１０ａの後方側まで、トンネル本坑１４のアーチ形状部分１４ａを超える高さを有する、上部にアーチ形状部分を含む形状の作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊを掘削内壁面に沿って複数設置しつつ、断面形状が主として上方に拡幅された拡幅作業坑１６を掘削すると共に、拡幅作業坑１６の掘削内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けることにより、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部拡幅作業空間部１７を形成するようになっており、交差部トンネル本坑形成工程では、交差部拡幅作業空間部１７における拡幅作業坑１６の掘削方向１３の手前側に、門型受架台１８を設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７に設置された作業坑拡幅部鋼製支保部材１５ａ～１５ｊの内側の作業領域において、一端部を門型受架台１８に支持させて、上部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材１９，１９’を複数設置すると共に、交差部拡幅作業空間部１７の内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けて、交差部トンネル本坑２０を形成し、しかる後に交差部トンネル本坑２０を本坑用の掘削発進基地１２として、計画延長線１３上にトンネル本坑１４を構築するようになっているので、トンネル本坑１７の構築予定箇所１０における、亀裂や崩落が生じ易くなっている作業坑１１が接続する交差部分１０ａの地盤を、トンネル本坑１４を形成するのに先立って効果的に補強しておくことが可能になり、これによって、交差部分１０ａのトンネル本坑１４を形成する際に、地盤が緩んで崩落しないようにすることができると共に、作業坑１１への作業員の退避経路を安定した状態で確保しながら、トンネル本坑１４を掘削することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、交差部作業空間形成工程において、構築予定箇所との交差部分における拡幅作業坑の掘削方向を、トンネル本坑の計画延長線に対して垂直又は略垂直な方向とする必要は必ずしも無い。また、門型受架台におけるトンネル本坑の計画延長線の方向の中央部分に設置される本坑用交差部鋼製支保部材は、作業坑拡幅部鋼製支保部材を撤去することなく取り付けることが可能となる範囲で、トンネル本坑の計画延長線に対して斜めの方向に延設させて設置することもできる。さらに、交差部拡幅作業空間部からトンネル本坑の計画延長線の方向に導坑を掘削形成するための、導坑掘削工程を含んでいる必要は必ずしもなく、掘削重機は、作業坑から本坑用の掘削発進基地となる交差部トンネル本坑に直接移動させることもできる。

１０トンネル本坑の構築予定箇所
１０ａ交差部分
１１作業坑（先進導坑）
１２掘削発進基地
１３トンネルの計画延長線
１４トンネル本坑
１４ａアーチ形状部分
１４ｂ本坑用鋼製支保部材
１５ａ～１５ｊ作業坑拡幅部鋼製支保部材
１５’ 作業坑拡幅部鋼製支保部材の交差部トンネル本坑の断面内に配置される部分
１５ｋ作業坑後端部鋼製支保部材
１６拡幅作業坑
１７交差部拡幅作業空間部
１８門型受架台
１９中央部分の本坑用交差部鋼製支保部材
１９’ 両側部分の本坑用交差部鋼製支保部材
２０交差部トンネル本坑
２１導坑
２１ａ導坑用鋼製支保部材
２２掘削重機
２５ロックボルト
Ｘ作業坑（拡幅作業坑）の掘進方向

Claims

山岳トンネル工事において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備えるトンネル本
坑の構築予定箇所に向けて掘削される作業坑を、前記構築予定箇所との交差部分において
接続させて、トンネル本坑の計画延長線上の中間部分の地中に本坑用の掘削発進基地を形
成するため作業坑交差部の施工方法であって、
前記構築予定箇所に向けた作業坑の掘削方向における、前記構築予定箇所との交差部分
の手前側から交差部分の後方側まで、前記トンネル本坑のアーチ形状部分を超える高さを
有する、上部にアーチ形状部分を含む形状の作業坑拡幅部鋼製支保部材を、作業坑の掘削
方向に所定の間隔をおいて掘削内壁面に沿って複数設置しつつ、前記構築予定箇所との交
差部分に断面形状が拡幅された拡幅作業坑を掘削すると共に、該拡幅作業坑の掘削内壁面
に向けて吹付けコンクリートを吹き付けることにより、上部にアーチ形状部分を含む断面
形状を備える交差部拡幅作業空間部を形成する交差部作業空間形成工程と、
前記交差部拡幅作業空間部における前記拡幅作業坑の掘削方向の手前側に、門型受架台
を設置すると共に、前記交差部拡幅作業空間部に設置された前記作業坑拡幅部鋼製支保部
材の内側の作業領域において、一端部を前記門型受架台に支持させて、上部にアーチ形状
部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材を、前記トンネル本坑の計画延長線の方向に
間隔をおいて、前記作業坑拡幅部鋼製支保部材と交差する方向に延設させて複数設置する
と共に、前記交差部拡幅作業空間部の内壁面に向けて吹付けコンクリートを吹き付けて、
上部にアーチ形状部分を含む断面形状を備える交差部トンネル本坑を形成する交差部トン
ネル本坑形成工程とを含んで構成され、形成された交差部トンネル本坑を本坑用の掘削発
進基地として、前記計画延長線上にトンネル本坑を構築可能とする山岳トンネル工事にお
ける作業坑交差部の施工方法。
前記交差部作業空間形成工程において、前記構築予定箇所との交差部分における拡幅作
業坑の掘削方向を、トンネル本坑の計画延長線に対して垂直又は略垂直な方向とし、前記
作業坑拡幅部鋼製支保部材及び前記門型受架台を、トンネル本坑の計画延長線と平行又は
略平行な方向に延設させて設置する請求項１記載の山岳トンネル工事における作業坑交差
部の施工方法。
前記交差部トンネル本坑形成工程において、一端部を前記門型受架台に支持させて、上
部にアーチ形状部分を含む形状の本坑用交差部鋼製支保部材を、前記トンネル本坑の計画
延長線の方向に間隔をおいて、前記作業坑拡幅部鋼製支保部材と交差する方向に延設させ
て複数設置する際に、前記門型受架台におけるトンネル本坑の計画延長線の方向の中央部
分を挟んだ両側部分に設置される本坑用交差部鋼製支保部材を取り付ける作業は、交差部
トンネル本坑の上部外周部より下方の部分の前記作業坑拡幅部鋼製支保部材の、交差部ト
ンネル本坑の断面内に配置される部分を撤去しながら行なう請求項１又は２記載の山岳ト
ンネル工事における作業坑交差部の施工方法。
前記交差部作業空間形成工程の後に、前記交差部拡幅作業空間部から、トンネル本坑の
計画延長線の方向に、トンネル本坑よりも小さな断面形状を有する導坑を掘削形成する導
坑掘削工程を含んでいる請求項１～３のいずれか１項記載の山岳トンネル工事における作
業坑交差部の施工方法。
前記導坑掘削工程で形成された導坑に掘削重機を配置し、配置された掘削重機を前
記交差部トンネル本坑から発進させて、トンネル本坑を掘削形成する本坑掘削工程を含ん
でいる請求項４記載の山岳トンネル工事における作業坑交差部の施工方法。