JPH03267493A - トンネル構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自立性の悪い地山における天端或は鏡面の安
定性を増すために行うトンネル構築における補助工法に
関するものである。

［従来の技術］ 我が国は国土の約７０％が山地であり、また多くの島か
ら成り立っているため、交通、輸送、潅厩、発電などに
数多くのトンネルが必要となる。

また、最近のめざましい経済成長と人口の都市集中によ
って、地下鉄、地下道、駐車場などの地下を利用した交
通施設のほか、上下水道、瓦斯、通信施設などのサービ
ス施設など都市における地下利用の重要性が増加し、今
日ではトンネルがなくては、都市生活は考えられない状
態となっている。

このようにトンネルの必要性が増加した結果、自立性の
低い地山にトンネルを構築しなければならないことが数
多く生じている。かかる場合においては地山における天
端或は鏡面の安定性を増すだめに補助工法を行うことが
良く行われている。

従来、当該補助工法としては以下に掲げる工法が行われ
ている。

■斜めボルト工法 斜めボルト工法は、核残しとの併用によって鏡面（切羽
）の安定を高める方法である。

■フォアパイリング工法 フォアパイリング工法は、縫地ボルトや単管バイブ等に
よって前方の地山の拘束を高める方法である。

■鏡吹き付は工法 鏡吹き付は工法は、鏡面に吹き付はコンクリートを施工
する方法である。

■鏡ボルト工法 鏡ボルト工法は、鏡面にロックボルトを打設して剪断強
度を補強する方法である。

■薬液注入工法 薬液注入工法は、鏡面に薬液注入することにより地山の
強度・固結度を高める固体である。

■ロッドインジェット工法 鏡面から、特殊機械装置によって超高圧ジェットグラウ
トを使用し、確実に地山の改良を行う工法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記いずれの工法においても鏡面からの
施工となるのでトンネルの屈伸能率が低下するという問
題点があった。

本発明者は、三重線道路以上を有する大断面トンネルで
は、地質、地圧状況確認のための先進導坑を施工するの
が普通であることに着目し、この先進導坑を効果的に利
用して地山の自立性を高めることができる工法を開発し
た。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、従来技術に比べてトンネルの掘
進効率の低下を軽減することができるトンネル構築にお
ける補助工法を提供する点にある。

［課題を解決するための手段］ 請求項１記載の要旨は、自立性の悪い地山における天端
或は鏡面の安定性を増すために行うトンネル構築におけ
る補助工法であって、本坑を掘削すべき地山或は当該地
山近傍に先進導坑を掘削し、当該先進導坑から前記本坑
の支保工の一部をなす定着具を設置し、その後当該定着
具を設置した部分の地山を掘削して前記本坑を構築する
ことを特徴としたトンネル構築における補助工法に存す
る。

請求項２記載の要旨は、自立性の悪い地山における天端
或は鏡面の安定性を増すために行うトンネル構築におけ
る補助工法であって、本坑を掘削すべき地山に先進導坑
を掘削し、当該先進導坑側面に圧力導入工程を行い、そ
の後当該圧力導入工程を行った部分の地山を掘削して本
坑を構築することを特徴としたトンネル構築における補
助工法に存する。

［作用］ 請求項１及び請求項２記載の発明は、鏡面からではなく
、本坑掘削に先立ち構築した先進導坑から補助工法を施
工するので、従来技術に比べてトンネルの掘進効率の低
下を軽減することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。ただし、本実施例に記載されている構成部品の
寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な
記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限
定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

（実施例１） まず、実施例１の構成について第１図（イ）及び第１図
（ロ）を用いて説明する。実施例１は請求項１記載の発
明の一実施例である。

実施例１にかかるトンネル構築における補助工法は、自
立性の悪い地山Ｇにおける天端及び鏡面の安定性を増す
ために行うトンネル構築における補助工法であり、以下
の工程により施工する。

まず、第１図（イ）及び第１図（ロ）に示すように、本
坑１０を掘削すべき地山Ｇ近傍に先進導坑２０を掘削す
る。

次いで、当該先進導坑２０から前記本坑１０の支保工の
一部をなすロックボルト３０（定着具）を設置する。ロ
ックボルト３０としては、傘型、模型等の先端定着締付
式ロックボルト３０．全孔充填型、先端接着型等の全面
接着式ロックボルト等、本発明を実施するうえで好適な
ものを用いることができる。但し、本坑１０の掘削を考
慮して、前記ロックボルト３０は全体をガラス繊維製、
アラミド繊維製等のファイバーボルトとし、あるいは、
第１図（イ）及び第１図（ロ）に示すように、本坑１０
の掘削後にロックボルト３０として残る部分を異形鋼棒
部３０ａとし、本坑１０の掘削時に取り除く部分をファ
イバ一部３０ｂとする。

その後当該ロックボルト３０を設置した部分の地山Ｇを
掘削して前記本坑１０を構築するものである。かかる掘
削を行う部分は、上記のごとくファイバーボルト或はフ
ァイバ一部３０ｂを設置した部分であるのでかかる掘削
に支承はない。

なお、かかる掘削工法としては、リングカット工法等の
普通工法、ベンチカット併進工法等の半断面工法、サイ
ロフト工法等の全断面工法等、本発明を実施するうえで
好適な掘削工法を用いて行えばよい。

次ぎに、以上のように構成したトンネル構築における補
助工法の作用について第２図（イ）及び第２図（ロ）を
用いて説明する。第２図（イ）は先進導坑を掘削した地
山の応力状態を示す縦断面図、第２図（ロ）は本坑を掘
削した地山の応力状態を示す縦断面図である。

第２図（イ）及び第２図（ロ）に示すように、節理（岩
盤中に発達する比較的一定した方向を持つ割れ目で、そ
の両側の岩の相対移動量がないか、或はほとんどないも
の）性の地山Ｇにおいては、節理ｊが開（（地山Ｇがゆ
るむ）ことにより、浮き石（地山Ｇの掘削面で、節理ｊ
１シームなどによって岩盤との接触の大半を断たれ、自
然にあるいは軽い衝撃などによって容易に地山Ｇから離
れようとしている岩石塊片）等の自重量に起因したゆる
み土圧が発生するが、先進導坑２０から施工したロック
ボルト３０は地山Ｇ内応力の解放を防止しその結果とし
て節理ｊが開くのを防止する。

蓋し、浮き石ｄに加わる側圧ｐが、ロックボルト３０の
効果により本坑１０の掘削後も残留するからである。

また、浮き石ｄは本坑１０の掘削後も、浮き石に加わる
側圧ｐに起因した摩擦抵抗、及び、ロックボルト３０の
剪断抵抗、吊り下げ効果（浮き石を深部の堅固な地山Ｇ
に結び付けて支持する効果）、はり形成効果（層状の節
理ｊのある地山Ｇをロックボルト３０で数層縫い合わせ
各層間の摩擦抵抗を増大させ、各層を一体とした一種の
重ねばりを形成して支持する効果）及び補強効果（緩ん
だ岩塊相互をロックボルト３０ではさみつけて地山Ｇ中
に一種の疑似構造体を造り、その力学的作用によって地
山Ｇを支持する効果）により地山Ｇは安定する。

次ぎに９以上のように構成したトンネル構築における補
助工法の効果について説明する。

実施例１によれば、本坑１０構築において実施する支保
の一部（ロックボルト３０）を施工するので、斜め打ち
ロックボルト３０等の鏡面自立のための補助工法を施工
する必要がない。その結果、斜メ打ちロックボルト３０
等の切羽自立のための補助工法を施工する必要がなく、
本坑１０の屈伸能率の向上、材料の節約を行うことがで
きる。

また、ロックボルト３０は定着した地山Ｇの歪みの増加
にともなって応力が導入され、支保工効果を発揮するが
、地山Ｇの歪発生の大きい本坑１０の切羽が到達する前
に定着されたロックボルト３０は、本坑１０の切羽付近
で大きな支保工効果を発揮すると考えられ、切羽の安定
、地山Ｇ変位の防止をすることができる。

また、先進導坑２０から施工したロックボルト３０は、
地山Ｇ内応力の解放の解放を防止するので、節理が開く
のを防止する。

なお、本実施例のおいては本坑１０を掘削すべき当該地
山Ｇ近傍に先進導坑２０を掘削しか、本発明の範囲をそ
れに限定する趣旨ではなく、本発明においては第１図（
ロ）に示すように本坑１０を掘削すべき地山Ｇから先進
導坑２０を掘削し、当該先進導坑２０から定着具を設置
することができる。かかる場合においては先進導坑２０
を本坑１０を掘削すべき地山Ｇにおいて掘削するので、
トンネル構築において生じるずりを前記実施例１に比べ
軽減することができる。蓋し、先進導坑２０の掘削によ
り本坑１０の掘削により生じるずりを軽減することがで
きるからである。

また、定着具としてロックボルト３０を使用したが、本
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本発明にお
いては他の定着具、例えばロックアンカー等、本発明を
実施するうえで好適なものを用いることができる。

（実施例２） まず、実施例２の構成について第３図（イ）及び第３図
（ロ）を用いて説明する。実施例２は請求項２記載の発
明の一実施例である。

実施例２にかかるトンネル構築における補助工法は、自
立性の悪い地山Ｇにおける天端及び鏡面の安定性を増す
ために行うトンネル構築における補助工法であって、以
下の工程により行うものである。

まず、本坑１０を掘削すべき地山Ｇに先進導坑２０を掘
削する。

次いで、当該先進導坑２０側面に裏込注入工程（圧力導
入工程）を行う。当該裏込注入工程は、第３図に示すよ
うに地山Ｇと履エコンクリート５０との間隙にセメント
ミルク６０を注入することにより行う。図中、符号７０
はシートである。

その後裏込注入を行った部分の地山Ｇを掘削して本坑１
０を構築するものである。

以上のように構成してなるトンネル構築における補助工
法によれば、セメントミルク６０により地山Ｇを加圧す
るので、本坑１０の鏡面の前方（本坑１０の構築方向前
方）で発生する先行変位を防止することができる。

なお、圧力導入工程として裏込注入を行ったが、本発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、本発明において
は他の方法、例えば、ロックアンカー等、本発明を実施
するうえで好適なものを用いることができる。かかる場
合においては実施例２における効果のほか、ロックアン
カーの吊り下げ効果、はり形成効果及び補強効果により
鏡面の安定、さらにはトンネル掘削後の周辺地山Ｇの安
定が確保することができる。

また、節理性の地山Ｇにおいてゆるみ土圧の発生を防止
することができる。

［発明の効果コ 本発明は、以上のように構成しているので、本坑掘削に
先立ち構築した先進導坑から補助工法を施工するので、
従来技術に比べてトンネルの掘進効率の低下を軽減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は請求項１記載の発明の一実施例を示すト
ンネルの縦断面図であり、第１図（ロ）は請求項１記載
の発明の他の実施例を示すトンネルの縦断面図、第２図
（イ）及び第２図（ロ）は請求項１記載の発明の実施例
を示すものであり、第２図（イ）は先進導坑を掘削した
地山の応力状態を示す縦断面図、第２図（ロ）は本坑を
掘削した地山の応力状態を示す縦断面図、第３図は請求
項２記載の発明の一実施例を示す先進導坑の縦断面図で
ある。 Ｇ・・・・・・地山、 １０・・・・・・本坑、２０・・・・・・先進導坑、３
０・・目・・ロックボルト（定着具）、３０ａ・・・・
・・異形鋼棒部、３０ｂ・・・・・・ファイバ一部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）自立性の悪い地山における天端或は鏡面の安定性
   を増すために行うトンネル構築における補助工法であっ
   て、本坑を掘削すべき地山或は当該地山近傍に先進導坑
   を掘削し、当該先進導坑から前記本坑の支保工の一部を
   なす定着具を設置し、その後当該定着具を設置した部分
   の地山を掘削して前記本坑を構築することを特徴とした
   トンネル構築における補助工法。
2. （２）自立性の悪い地山における天端或は鏡面の安定性
   を増すために行うトンネル構築における補助工法であっ
   て、本坑を掘削すべき地山に先進導坑を掘削し、当該先
   進導坑側面に圧力導入工程を行い、その後当該圧力導入
   工程を行った部分の地山を掘削して本坑を構築すること
   を特徴としたトンネル構築における補助工法。