JPH0390796A

JPH0390796A - トンネル掘削工法

Info

Publication number: JPH0390796A
Application number: JP22746489A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Noma; 野間　正治; Mitsuo Higo; 肥後　満郎; Ken Saigo; 雑喉　謙; Hideo Tsukui; 津久井　英夫; Katsuaki Sato; 佐藤　雄昭; Takao Akoshima; 孝雄阿子島; Shigehito Kaji; 鍛治　茂仁; Ryoji Kobayashi; 亮二小林
Original assignee: Kajima Corp; Komatsu Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Komatsu Ltd
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1991-04-16

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、トンネル掘削線に沿って予め縁切りを行い、
トンネルを掘削するトンネル掘削工法の改良に関する。

［従来の技術］近年、周辺環境公害対策の一環として、トンネル掘削工
事、特に発破工法における騒音、振動等に対して規制や
制約が設けられる場合がある。そのため、その様な掘削
工事、特に発破による振動の軽減策として、トンネル掘
削線（トンネル掘削面の周辺部）に沿ってその周辺を予
め削孔しておく所謂縁切り工法が用いられている。

そして従来の縁切り工法では、多数の孔を穿孔し、該孔
同士を連結して空間を形成して、割岩機、水力シェツト
、エアジェツト、制御発破等により掘削を行っていた。

一方、所謂双設トンネルにおいてトンネル同士が互いに
近接している場合や、掘削工事現場が住居から近いので
振動公害や騒音公害が生じる可能性が高い場合等におい
ては、発破が使用できないので無発破工法により掘削工
事が行われる。このような無発破工法による掘削工事に
おいても、縁切り工法が利用される場合が存在する。

［発明が解決しようとする課題〕しかし、この様な従来の縁切り工法では、孔の穿孔工程
と孔同士の連結工程という２工程の作業を行わなければ
ならないので、作業時間及び作業コストが非常に嵩んで
しまうという問題点がある。

また、上記した周辺環境公害対策の一環としての騒音、
振動等に対する制約は、年々厳しくなっていく傾向があ
るので、騒音及び振動のより一層の低減が要請される。

しかし、従来の掘削工法ではその様な要請に応えること
は不可能である。

さらに、従来の縁切り工法における掘削面の掘削作業を
より効率的にしたいという要請が存在したが、該要請に
応えるような工法は提案されていなかった。

本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案された
もので、作業時間及び作業コストを減少させることがで
き、掘削面の掘削作業をより効率的にすることができ、
無発破工法による掘削工事においても有効に用いられ、
騒音や振動がより低減されるようなトンネル掘削工法の
提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明のトンネル掘削工法は、掘削面にスリット状の孔
を形成するスリットカッタによりトンネル掘削線に沿っ
て予め縁切りを行う周辺削孔工程と、前記トンネル掘削
線で囲まれた掘削面を掘削する掘削工程とを含んでいる
。

また本発明によれば、前記スリットカッタにより所定箇
所にスリットを形成する工程と、多数の円形の孔を穿孔
する工程とをさらに含んでいる。

本発明を発破工法に適用するに際しては、前記スリット
は掘削面中央の心抜部に形成される。ここで、発破の火
薬は前記円形の孔に挿入され、該心抜部のスリットを自
由面として爆破される。

本発明を無発破工法に適用するに際しては、前記スリッ
トは、掘削面の中央において垂直方向に最下端から最上
端まで２列形成される。

本発明を実施するに際して、前記スリットカッタとして
は、例えば特開昭６２−２８０４８９号公報に記載され
ている装置を用いることができる。

なお、縁切り及びスリットの形成に際して、ジャーミン
グを無くしてスリットカッタの性能を最大限に引き出す
ため、下方から上方に向けて削孔するのが好ましい。

［作用］上記したような構成を有する本発明のトンネル掘削工法
によれば、縁切りがスリットカッタにより行われ、該ス
リットカッタはスリット状の孔を形成することが出来る
。そのため、従来の縁切り工法のように穿孔作業、連結
作業の２工程を行う必要がなく、１工程で縁切り作業が
行われる。その結果、作業時間及び作業コストが非常に
減少するのである。

発破を用いる掘削工法において、縁切り工程の後、前記
スリットを掘削面中央部分の心抜部で垂直方向に形成し
、スリット間の円形孔に発破の火薬を挿入し、掘削面の
半径方向（内側から外側に向かう方向）で異なる段数の
円形の孔には別の種類の雷管を使用する。そして、発破
に点火すれば、使用する雷管の点火時間に対応する時間
差で爆破し、心抜部に向かう方向（態様）で掘削面が崩
れて掘削が為される。この場合、心抜部のスリットを形
成することにより、該スリットの面が自由面となるので
、１段ごとの火薬量を減少しても従来と同様な掘削を行
うことができる。これに加えて、心抜部に形成されたス
リットは、心抜部で発生した振動がその他の掘削面へ伝
達されるのを防止する作用を奏する。そのため、騒音や
振動が低減される。これに加えて、縁切りが為されてい
るので、発破による亀裂が掘削面以外の岩盤に及ぶこと
がない。

一方、無発破工法の場合には、縁切り工程の後、掘削面
の中央においてスリットを垂直方向に最下端から最上端
まで２列形成する。次いで、液圧チューブ或いはラバー
スプリッタ等により、スリット間の岩を割岩し、これを
油圧ショベル等により掻き落として一定幅の垂直溝を形
成する。この様にして、掘削方向に所定の距離だけ垂直
溝を形成したら、ラバースプリッタ或いは楔等により、
該垂直溝の側方の地盤（岩盤）を垂直溝の方に崩壊せし
め、順次この工程を繰返す。この際、縁切りが為されて
いるので、ラバースプリッタ或いは楔等による崩壊に起
因して発生した亀裂が掘削面以外の岩盤に及ぶことがな
い。

さらに、大断面を掘削するため該断面をアーチ部と本体
部に分けた場合には、アーチ部周辺をスリットカッタで
縁切りし、その内側の範囲を発破により掘削すれば良い
。これにより、地山を緩めること無く、滑らかな壁面を
形成することができる。

［実施例］以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。なお、図中同一の部材には、同一の符号を付して
示す。

第１図及び第２図は、発破を用いた掘削工法の場合を示
している。第１図において、地山Ｇの掘削面１０を掘削
するに際しては、先ず、その周辺部１２を図示しないス
リットカッタで縁切りする（周辺削孔工程）。次に、該
スリットカッタにより、掘削面１０の中央部の所謂「心
抜部」　（第２図においてハツチングで示す部分１４）
に複数の垂直方向（図中上下方向）のスリット１６・・
・（第１図では５本）を形成する（スリットを形成する
工程）。

スリット１６・・・形成後、掘削面１０の全面に亘って
多数の円形の孔１８・・・を穿孔する（穿孔する工程）
。ここで、孔１８・・・はその内部に発破用の火薬がセ
ットされ、該火薬に設置される雷管は、心抜部１４から
周辺部１２へ向かう方向の段差毎に異なった種類のもの
が用いられる。より具体的には、該雷管は、爆破が心抜
部１４から周辺部１２へ向かう方向に進行するように選
択される。

発破を点火すれば、第２図で示すように心抜部１４が掘
削されるが、それと略々同時に、但し極僅かな時間差を
有して、爆破が心抜部１４から周辺部１２へ向かう方向
に進行するような態様で、多数の孔１８・・・が穿孔さ
れた掘削面１０の全面が崩壊する（掘削工程）。ここで
、周辺部（２には縁切りが施されているので、発破によ
る亀裂が掘削面１０以外の岩盤（地山Ｇ）に及ぶことが
ない。

以下、これを繰り返して掘削を進行するのである。

この実施例によれば、心抜きは自由面を確保して、１段
当たりの火薬量を低減することができる。

これに加えて、スリット１６・・・は心抜部１４の発破
の際に生じた振動がその他の掘削面１０へ伝達されるの
を防止する作用を奏するので、掘削工事に置ける振動の
規制が厳しい場合においても、該規制をクリアすること
が可能となる。

第３図及び第４図は、無発破工法の場合の実施例を示し
ている。第３図において、地山Ｇの掘削面１０を掘削す
るに際しては、先ず、その周辺部１２を図示しないスリ
ットカッタで縁切りする（周辺削孔工程）。次に、該ス
リットカッタにより、掘削面１０の中央部（第４図にお
いて）１ツチングで示す部分２２の両側縁部）において
、垂直方向に最下端から最上端までスリット２０．２０
を形成して（スリットを形成する工程）、割岩する。そ
して、２列のスリット２０．２０の形成後、掘削面１０
の全面に亘って多数の円形の孔１８・・・を穿孔する（
穿孔する工程）。なお、２列のスリット２０．２０の形
成に際して、ジャーミングを無くしてスリットカッタの
性能を最大限に引き出すため、最下端から上方に向けて
削孔するようになっている。

次いで、スリット間の各社に液圧チューブあるいはラバ
ースプリッタ等を用いて割岩し、図示しない油圧ショベ
ル等により、スリット２０．２０間の岩を掻き落とす。

そして、掘削方向（図面に垂直な方向）に所定の掘削深
さを有する第４図で示すような垂直溝２２を形成したら
、図示しないラバースプリッタ或いは楔等により、垂直
溝２２の左右の掘削面１０を崩壊せしめる（掘削工程）
。

ここで、該左右の掘削面には前述したように多数の円形
の孔１８・・・が穿孔されており、比較的容易に崩壊す
る。なお、周辺部１２に縁切りが為されているので、ラ
バースプリッタ或いは楔等による崩壊に起因して発生し
た亀裂が掘削面１０以外の岩盤（地山Ｇ）に及ぶことが
ない。

第５図は、大断面掘削工法に本発明を適用した実施例を
示している。第５図は、アーチ部Ａの掘削が完了し、本
体部Ｂの掘削作業を実施している状態である。

アーチ部Ａを掘削するに際しては、先ず、スリットカッ
タ３０によりアーチ部Ａの周辺部３２を縁切りする。そ
して、縁切りされた部分の内部は発破により掘削する。

一方、本体部Ｂを掘削するに際しては、仕上面３４をス
リットカッタ３０で縁切りし、クローラドリル３６によ
りベンチ削孔すれば良い。ここで、スリットカッタ３０
による縁切りとクローラドリル３６によるベンチ削孔と
を同時に行えば、サイクルタイムを減少できる。

［発明の効果］以上説明した本発明によれば、スリットカッタを用いて
縁切り或いはスリット形成を行っているので、発破工法
においては発破振動が軽減され、厳しい制約下で従来で
は発破を適用することができなかった場面でも、規制を
クリアして発破を行うことができる。また、無発破工法
においても、削岩掘削が容易に行われ、しかも滑らかな
仕上り面の確保が可能となる。

また、周辺地山の安定、−次支保や最終覆工厚の軽減、
余堀の低減、裏込性大量の低減、掘削コストの低減、作
業安全性の向上、作業の単純化、等の効果がある。

なお本発明は、トンネル待避所、原子炉のコンクリート
解体上、ダムの本体掘削のような（坑外で行われる）明
かり岩仕上げ掘削、等にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を発破工法で適用した状態を
示す正面図であり、第１図はスリットを形成した状態を
示し、第２図は心抜部を発破した状態を示しており、第
３図及び第４図は本発明を無発破工法で適用した状態を
示す正面図であり、第３図はスリットを形成した状態を
示し、第４図は垂直溝を形成した状態を示しており、第
５図は本発明を大断面掘削工法で適用した状態を示す正
面図である。１０・・・掘削面　　１２・・・周辺部　　１６．２０
・・・スリット　　１８・・・円形の孔　　３０・・・
スリットカッタ　　Ｇ・・・地山

Claims

【特許請求の範囲】

（１）掘削面にスリット状の孔を形成するスリットカッ
タによりトンネル掘削線に沿って予め縁切りを行う周辺
削孔工程と、前記トンネル掘削線で囲まれた掘削面を掘
削する掘削工程とを含むことを特徴とするトンネル掘削
工法。
（２）前記スリットカッタにより所定箇所にスリットを
形成する工程と、多数の円形の孔を穿孔する工程とを含
む請求項１に記載のトンネル掘削工法。
（３）前記スリットは掘削面中央の心抜部に形成される
請求項２に記載のトンネル掘削工法。
（４）前記スリットは、掘削面の中央において垂直方向
に最下端から最上端まで２列形成される請求項２に記載
のトンネル掘削工法。