JPH05187198A

JPH05187198A - 反力受け支保部材

Info

Publication number: JPH05187198A
Application number: JP4004906A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Toyoda; 敏則豊田
Original assignee: S T K KK
Current assignee: S T K KK
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-27
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781517B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＴＢＭ工法による比較的安定したトンネルの
掘削内周面に装着すべく簡易かつ経済的な構造を有する
とともに、トンネル掘削機械の掘削反力を十分に支持す
ることができ、さらに、トンネル掘削機械により掘削地
盤と共に破砕撤去可能な反力受け支保部材を提供する。【構成】トンネルの内周面からの地盤の崩落を防止す
る、無鉄筋コンクリート部材ライニング部材１１と、ラ
イニング部材１１の周方向所定位置にこれと一体に取付
けられるとともに、トンネル軸方向に連設してトンネル
掘削機械の掘削反力を支持する支持ロッド１２とによっ
て構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトンネル掘削機械の反力
受け支保部材に関し、特に、トンネルボーリングマシー
ン工法（以下ＴＢＭ工法という）において採用する反力
受け支保部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トンネル掘削工法の一例とし
てＴＢＭ工法が知られている。これは、在来工法と異な
り、爆薬を使用することなく回転カッタを有するトンネ
ル掘削機械によりトンネル全断面を切削あるいは破砕し
て掘進するものである。そして、かかるトンネル掘削機
械を前進させる場合には、通常は機械の前胴体及び後胴
体から交互に半径方向にグリッパーを押し出し、トンネ
ル内周の地盤に反力を取りつつ前後胴体間のジャッキを
トンネル軸方向に伸縮して、いわゆる尺取り虫方式で前
進する。従って、ＴＢＭ工法は、岩盤内の水平トンネル
の掘削に有利な工法として採用されてきた。

【０００３】一方、近年のＴＢＭ工法の普及により、安
定した硬岩だけでなく、破砕帯や軟弱地盤等の地層の変
化に対応する必要が生じるとともに、ＴＢＭ工法が急傾
斜トンネルにも採用されるに至り、したがって、上記グ
リッパーによる方法では十分な掘進反力が得られない場
合がある。そして、かかる事態に対応すべく、従来のシ
ールド工法等に用いられていたセグメントを機械の後方
に組み立て、これを推進反力受け材としてジャッキの推
力により前進する方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
セグメントは、地盤の崩落を防ぐことのみならず、周囲
の地盤の土圧や水圧を支持するに足る構造を有し、この
結果、鋼板、鉄筋等を用いて強固に製作されるととも
に、これらを強固に組立てるべく、鉄筋、継手金具、ボ
ルト、把持具等の金属類が多く用いられる。したがっ
て、かかるセグメントを反力受け材として、比較的安定
した地盤に採用されるＴＢＭ工法に用いることは、不要
に強固な構造を有する反力受け材を使用することになる
ため不経済であった。

【０００５】また、ＴＢＭ工法では、その経済性を鑑み
て、トンネルボーリングマシーンを何回も使用すべく、
同じ直径のパイロットトンネルを掘り、その後目的に応
じた形状に拡大する工法が採用され、この結果パイロッ
トトンネルを構築する場合にはトンネルを拡大する際に
反力受け材を撤去する必要を生じ、したがって強固な構
造を有する前記セグメントを反力受け材として用いると
これの撤去作業に手間がかかるという問題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる問題点に着目して
なされたもので、ＴＢＭ工法によるるトンネルの掘削内
周面に装着するに適した、簡易かつ経済的な構造を有す
るとともに、トンネル掘削機械の掘削反力を十分に支持
することができ、さらに、トンネル掘削機械により容易
に撤去することのできる反力受け支保部材を提供せんと
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたもので、ＴＢＭ工法によるトンネルの掘削
内周面にリング状に連設装着されてこの内周面からの地
盤の崩落を防止するライニング部材と、リング状に装着
したライニング部材の周方向所定位置にこれと一体に取
付けられるとともにトンネル軸方向に連設してトンネル
掘削機械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる反
力受け支保部材であって、前記ライニング部材を無鉄筋
コンクリート部材によって構成し、トンネル掘削機械に
より破砕撤去可能としたことを特徴とする反力受け支保
部材を要旨とする。

【０００８】そして、本発明の反力受け支保部材は、前
記ライニング部材を繊維補強コンクリートにより構成す
ることが好ましい。

【０００９】また、本発明の反力受け支保部材は、前記
支持ロッドを無鉄筋コンクリート部材とし、これを前記
ライニング部材と一体形成して弧状の単位体とし、この
単位体を周方向に連設一体化してリング状に組立てても
よい。

【００１０】さらに、本発明の反力受け支保部材は、前
記支持ロッドを無鉄筋コンクリート部材として前記ライ
ニング部材とは別体として形成し、支持ロッド及び弧状
のライニング部材を周方向に交互に連設一体化してリン
グ状に組立ててもよい。

【００１１】

【作用】本発明の反力受け支保部材によれば、ライニン
グ部材はトンネルの掘削内周面を覆ってこの内周面から
の地盤の崩落を防止する。なお、ＴＢＭ工法によるトン
ネルの掘削内周面は比較的安定しており、ライニング部
材にかかる土圧、水圧等が小さいため、ライニング部材
を無鉄筋コンクリートによる簡易な構造とすることがで
きる。そして、ライニング部材は無鉄筋コンクリートに
より構成されるため、トンネルの拡幅時等においてトン
ネル掘削機械によって容易に破砕撤去することができ
る。また、支持ロッドは、トンネル軸方向に連設し、ト
ンネル掘削機械のジャッキ等と当接してその掘削反力を
支持するとともに、ライニング部材と一体化して、支持
すべき掘削反力を、ライニング部材を介してライニング
部材と掘削内周面との摩擦力により外周地盤に伝達して
これを負担させる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１３】本発明の反力受け支保部材１０は、図１
（イ）及び（ロ）に示すように、トンネルボーリングマ
シーンによるパイロットトンネルの掘削内周面にリング
状に装着されてこれを覆い、トンネル内周面からの地盤
の崩落を防止するライニング部材１１と、このライニン
グ部材１１の内周面に放射状に８箇所設けられた支持ロ
ッド１２とによって構成される。

【００１４】ライニング部材１１は、無鉄筋コンクリー
トとして、ＧＲＣ（グラスファイバー補強コンクリー
ト），ＣＦＲＣ（炭素繊維補強コンクリート），ＶＦＲ
Ｃ（ビニールファイバー補強コンクリート）等の繊維補
強コンクリートによって構成された８枚の弧状ピース１
３を、これらの周縁に設けた半円形の嵌合凹凸部１８を
介してリング状に一体化するとともに、かかるリング状
に一体化したライニング部材１１をトンネル軸方向に連
設してトンネル内周面を所定長ライニングする。そし
て、各弧状ピース１３は、そのトンネル軸方向の側辺が
斜めに傾斜していて周方向への組み立てを容易にすると
ともに、最後の弧状ピース１３を傾斜辺に沿って挿入す
ることによりリング状のライニング部材１１を周方向に
押拡げて掘削内周面に密着させることができる。また、
各弧状ピース１３は、薄厚の無鉄筋コンクリートである
ため、運搬や組立に際して破損しないように、その外周
面がガラス、炭素繊維、ビニロン等の補強ネットで覆わ
れている。

【００１５】一方、支持ロッド１２は、例えば２００〜
３００ｋｇ／ｃｍ²の圧縮応力に耐えうる無鉄筋コンク
リートによって成形した円柱体で、固定ボルト１４によ
ってライニング部材１１に固定一体化される。そして、
支持ロッド１２はこれの前後端に円形の嵌合凹凸部１５
を備え、これらが嵌合してトンネル軸方向に連設し、ト
ンネル掘削機械のジャッキからの掘削反力を支持する。
なお、１６は、ズリ搬出用の台車を移動するレール１７
を敷設するための枕木である。また、前記支持ロッド１
２は、容易にライニング部材１１から取外し可能なの
で、必ずしも無鉄筋コンクリートによって成形する必要
はない。

【００１６】そして、上記構成を有する反力受け支保部
材１０は、パイロットトンネルの掘削完了後トンネルを
拡幅する際に、トンネル掘削機械により容易に撤去する
ことができる。すなわち、これらを撤去するには、ま
ず、レール１７、枕木１６等とともに支持ロッド１２を
回収する。そして、ライニング部材１１は無筋の繊維補
強コンクリートによって構成されるので、これを取外す
ことなくトンネルの拡幅掘削に伴い周辺地盤とともに破
砕して撤去する。

【００１７】図２（イ）及び（ロ）は、本発明の反力受
け支保部材の他の実施例を示すものである。そして、こ
の実施例の反力受け支保部材２０は、高強度無鉄筋コン
クリートからなるロッド部２１と、繊維補強コンクリー
トからなる薄厚のウィング部２２とを一体形成した弧状
の単位ピース２３を、これのトンネル軸方向の側辺に設
けた半円形の嵌合凹凸部２７を介してリング状に一体化
する。また、ロッド部２１はその前後端面に円形の嵌合
凹凸部２６を備え、これらが嵌合してロッド部２１を正
確にトンネル軸方向に連設させ、トンネル掘削機械の掘
削反力を効率良く支持する。なお、ウィング部２２はジ
ャッキの推力を受けないので、トンネル軸方向に隣接す
るウィング部２２の間には若干の余裕を持たせておくこ
とが好ましい。そして、単位ピース２３は、図３（イ）
及び（ロ）に示すように、組立て、運搬中の強度を補う
べくガラス、炭素繊維、ビニロン等の繊維補強ネット２
８で覆われ、さらにロッド部２１内周面にはエレクター
による組み立てを容易にすべく把持切欠２４が設けられ
ている。また、図４に示すように、最後に組立てる単位
ピース２３’を、キーブロック２５を中央に挾んだ３個
の部材によって構成すれば、キーブロック２５を挿入す
ることによってリング状の反力受け支保部材２０全体を
拡大してこれをトンネル内周面に密着することができ
る。なお、この場合は、ロッド部２１に設ける嵌合凹凸
部２６は、拡大の邪魔にならぬよう二箇所程度に限定す
ることが好ましい。

【００１８】そして、かかる構成を有する反力受け支保
部材２０によれば、掘削反力を支持すべきロッド部２１
をウィング部２２とともにトンネル掘削機械により容易
に破砕撤去することができるので、トンネル掘削機械に
よる拡幅工事をさらに容易に行なうことができる。

【００１９】ここで、単位ピース２３を製作するには、
別途高強度コンクリートで製作したロッド部２１をウィ
ング部２２を製作する型枠にセットした後に、繊維補強
コンクリートを打設する。なお、ロッド部２１には、予
め繊維補強ネット２８を巻きつけておくとともに、ネッ
トの端をウィング部２２の中に挾みこむ。また、使用す
る型枠は、凹凸面をコテ仕上げする作業に手間がかかる
ので、六面閉合型枠を使用することが好ましい。そし
て、繊維補強コンクリートの打設方法は、単位ピース２
３の軸方向が型枠の鉛直方向となるよう縦打ちとし、単
位ピース２３の軸方向端面は柔軟性を持たせるべく、最
終仕上げ面に近い部分は発泡性材料を混入したコンクリ
ートを打設することが好ましい。

【００２０】図５（イ）及び（ロ）は、本発明の反力受
け支保部材のさらに他の実施例を示すものである。そし
て、この実施例の反力受け支保部材３０は、高強度無鉄
筋コンクリートからなるロッドピース３１と、繊維補強
コンクリートからなる薄厚のウィングピース３２とを別
体として製作し、これらを嵌合凹凸部３３を介してトン
ネル周方向に交互に連設することによりリング状に一体
化し、さらにかかるリング状のライニング部材をトンネ
ル軸方向に所定長連設するものである。

【００２１】そして、かかる構成を有する反力受け支保
部材３０によれば、ロッドピース３１及びウィングピー
ス３２を容易に製作することができるとともに、これら
はトンネル掘削機械により容易に破砕撤去することがで
きるので、トンネルの拡幅工事を容易に行なうことがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明の反力受け支保部
材は、トンネルの掘削内周面の地盤の崩落を防止する、
無鉄筋コンクリート部材からなるライニング部材と、該
ライニング部材と一体に取付けられた、トンネル掘削機
械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる。すなわ
ち、ＴＢＭ工法によるトンネルの掘削内周面に装着する
に適した、簡易かつ経済的な構造を有するにもかかわら
ず、トンネル掘削機械の掘削反力を十分に支持すること
ができるとともに、トンネル掘削機械により容易に破砕
撤去されてトンネルの拡幅工事を容易に行うことができ
る。したがって、本発明は、ＴＢＭ工法によるトンネル
の構築を経済的かつ容易に行なうことを可能にするとい
う格別の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反力受け支保部材の一実施例を示すも
ので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【図２】本発明の反力受け支保部材の他の一実施例を示
すもので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【図３】（イ）及び（ロ）は、図２の反力受け支保部材
を構成する単位ピースを示す斜視図である。

【図４】図２の反力受け支保部材において、最後に組立
てる単位ピースの一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の反力受け支保部材の他の一実施例を示
すもので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０反力受け保持部材１１ライニング部材１２支持ロッド２１ロッド部２２ウィング部（ライニング部材）２３単位ピース３１ロッドピース３２ウィングピース（ライニング部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネルの掘削内周面に装着されて該内
周面からの地盤の崩落を防止するライニング部材と、該
ライニング部材の周方向所定位置にこれと一体に取付け
られるとともにトンネル軸方向に連設してトンネル掘削
機械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる反力受
け支保部材であって、前記ライニング部材を無鉄筋コン
クリート部材によって構成し、トンネル掘削機械により
破砕撤去可能としたことを特徴とする反力受け支保部
材。
【請求項２】前記ライニング部材を繊維補強コンクリ
ートにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の
反力受け支保部材。
【請求項３】前記支持ロッドを無鉄筋コンクリート部
材として前記ライニング部材と一体形成した単位体を、
周方向に連設一体化してなる請求項１又は２に記載の反
力受け支保部材。
【請求項４】前記支持ロッドを無鉄筋コンクリート部
材として前記ライニング部材とは別体として形成し、支
持ロッド及びライニング部材を周方向に交互に連設一体
化してなる請求項１又は２に記載の反力受け支保部材。