JPH07305589A - 拡幅トンネルの補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既存トンネルの周囲の地山を掘削して拡幅す
る際に、当該拡幅掘削作業時に与える障害を軽減して、
効率の良い拡幅作業を可能にすることのできる拡幅トン
ネルの補強構造を提供することを目的とする。 【構成】 拡幅トンネルの補強構造１０は、既存トンネ
ルとしての先進導坑１１の周囲の地山を掘削して該先進
導坑を拡幅する際に、掘削作業に先立って先進導坑１１
の周囲の地山に設けられるものであって、先進導坑１１
から周囲の地山に向かって打設設置される、拡幅トンネ
ルの覆工面より外側の地山Ｅ２に位置する中空の鋼棒部
２と、該中空の鋼棒部２と連通してトンネルの拡幅部分
の地山Ｅ１に配置される繊維強化ボルト部としての中空
のグラスファイバーボルト部４とからなる多数の地山改
良材注入管１と、該地山改良材注入管１の打設に伴って
地山内に注入された地山改良材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】この発明は、既存トンネルの周囲
の地山を掘削して既存トンネルを拡幅する際に、既存ト
ンネルの周囲の地山に設けられる拡幅トンネルの補強構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存トンネルの周囲の地山を掘削してよ
り大きな断面のトンネルを構築する場合や、いわゆる導
坑先進掘削工法において、本坑の掘削に先行してトンネ
ル断面内に小断面の先進導坑を掘削し、これを拡幅しつ
つトンネルを掘削形成する場合等、既存トンネルの周囲
の地山を掘削して拡幅トンネルを形成するための種々の
工法が採用されている。そして、これらの工法では、既
存トンネルを拡幅する際に、特にトンネルの周囲の地山
が軟弱である場合には、掘削作業に先立って、拡幅され
るトンネルの周囲の地山を補強する手段が採用される場
合がある。

【０００３】かかる拡幅トンネルの周囲の地山を補強す
る手段としては、既存トンネルから周囲の地山に向かっ
てロックボルト等のボルト部材を打設配置し、そのアン
カー効果によって該地山を補強する工法や、地山改良材
の注入管を周囲の地山に挿入し、この注入管を介して地
山改良材を地山の内部に注入し、周囲の地山を改良する
ことにより強度の増強を図る方法が採用されている。

【０００４】また、後者の地山改良材を注入する方法で
は、地山改良材を注入するための注入管を地山中から引
き抜かずにそのまま残置し、拡幅トンネル構築後は当該
注入管をロックボルトと同様のボルト部材として機能さ
せる方法が採られる場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の既存トンネルから拡幅トンネルの周囲の地山を補強
する方法では、特に当該既存トンネルを拡幅掘削する際
に、以下に述べるような問題点があった。

【０００６】すなわち、上記補強工法では、いずれも、
ボルト部材や注入管が掘削すべき既存トンネルの周囲の
拡幅部分にも残置されることになるので当該拡幅部分に
残置埋設された部分のボルト部材や注入管が、掘削に伴
って地盤中から露出することとなり、当該ボルト部材や
注入管は鋼製のものであるため、トンネル掘削機械等に
よって切削することができず掘削作業の障害となる。し
たがって、拡幅掘削作業に伴って掘削面から露出したこ
れらの部材をバーナ等を用いて焼き切る作業を必要とす
るとともに、かかる切断作業が容易でないため、効率よ
く拡幅作業を行うことができないという問題があった。

【０００７】この発明は以上の問題を解決するためにな
されたものであって、その目的は、既存トンネルの周囲
の地山を掘削して拡幅する際に、当該拡幅掘削作業時に
与える障害を軽減して、効率の良い拡幅作業を可能にす
ることのできる拡幅トンネルの補強構造を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を鑑
みてなされたもので、その要旨は、既存トンネルの周囲
の地山を掘削して既存トンネルを拡幅する際に、拡幅掘
削作業に先立って既存トンネルの周囲の地山に設けられ
る拡幅トンネルの補強構造であって、該補強構造が、既
存トンネルから周囲の地山に向かって打設設置される、
拡幅トンネルの覆工面より外側に配置される鋼棒部と該
鋼棒部と連通して既存トンネルの拡幅部分に配置される
繊維強化ボルト部とからなる多数のボルト部材によって
構成されることを特徴とする拡幅トンネルの補強構造に
ある。

【０００９】また、この発明の他の要旨は、既存トンネ
ルの周囲の地山を掘削して既存トンネルを拡幅する際
に、掘削作業に先立って既存トンネルの周囲の地山に設
けられる拡幅トンネルの補強構造であって、該補強構造
が、既存トンネルから周囲の地山に向かって打設設置さ
れる、拡幅トンネルの覆工面より外側に配置される中空
の鋼棒部と該中空の鋼棒部と連通して既存トンネルの拡
幅部分に配置される中空の繊維強化ボルト部とからなる
多数の地山改良材注入管と、該地山改良材注入管から周
囲の地山内に注入された地山改良材とによって構成され
ることを特徴とする拡幅トンネルの補強構造にある。

【００１０】

【作用】以上の構成によれば、既存トンネルの周囲の地
盤に向かって打設設置されるボルト部材若しくは地山改
良材注入管のうち、既存トンネルの拡幅部分に配置され
る部分がグラスファイバー、アラミドファイバー、カー
ボンファイバー等からなる繊維強化ボルトによって形成
されているため、既存トンネルの外周の地山を掘削して
拡幅する際には、かかる繊維強化ボルトからなる部分は
地山とともにトンネル掘削機械等によって容易に切削す
ることができ、したがって、トンネルの拡幅作業を迅速
かつ効率よく行うことができる。

【００１１】また、地山改良材注入管によって、地山改
良材をトンネル周辺の地山内に注入すれば、拡幅トンネ
ルの周囲の地山をさらに強固に補強することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。図１は、この発明の一実施例として、拡
幅トンネルの補強構造１０を、先進導坑掘削工法におい
て、本坑１２の拡幅掘削に先立って、先進導坑１１から
設置した状況を示すものである。

【００１３】すなわち、この実施例の拡幅トンネルの補
強構造１０は、本坑１２の切羽面１２ａより掘削方向
（図中矢印Ｘ方向）前方に予め掘削形成された、既存ト
ンネルとしての先進導坑１１の周囲の地山に設けられる
ものであり、該先進導坑１１から周囲の地山に向かって
打設設置された多数の地山改良材注入管１と、この地山
改良材注入管１の打設に伴って周囲の地山に注入された
地山改良材とによって構成される。

【００１４】地山改良材注入管１は、先進導坑１１の拡
幅掘削後に本坑１２の覆工面３０として予定される面の
外側の地山Ｅ２に位置する中空の鋼棒部２と、この鋼棒
部２と連通してトンネルの拡幅部分すなわち先進導坑１
１と本坑１２の覆工面３０との間に位置する部分の地山
Ｅ１に配置される、繊維強化ボルト部の一例としての中
空のグラスファイバーボルト部４とから構成される。

【００１５】鋼棒部２は、図２に地山改良材注入管１の
みを拡大して示すように、先端部がコーン型に形成さ
れ、その表面には全長に渡ってネジ部が刻設されたもの
で、また、コーン型の先端部には内部の中空と連通する
噴出口２ａが開口形成されている。一方、前記グラスフ
ァイバーボルト部４は、ジョイント部３を介して前記鋼
棒部２の後端部に一体として接続されるものであり、こ
れの内部の中空は前記ボルト部２の中空に連通するとと
もに、その後端部には、内部の中空に地盤改良材を圧送
供給するための２本の供給ホース４ａ、４ｂが接続され
ている。

【００１６】そして、かかる構成を有する地山改良材注
入管１を先進導坑１１から周囲の地山に打設設置するに
は、例えば、ＮＡＴＭ工法やアースネイリング工法等に
おいて、鋼製やＦＲＰ製のボルトを岩盤に打設するため
の打設装置として公知のボルトに打撃、回転、振動など
の機械的加圧力を与えつつこれを圧入する加圧装置（特
開昭６２−２４５０００号公報参照）等を用いて行うこ
とができる。

【００１７】また、かかる地山改良材は、地山改良材注
入管１の打設作業に伴って、供給ホース４ａ、４ｂから
送られる地山改良材が注入管１の噴出口２ａを通じて周
囲の地山に注入され、これによって、本坑１２の周囲の
地山Ｅ２には、地山中に地山改良材が混入してなる地山
改良体３１が構成されて地山Ｅ２の安定がさらに図られ
る。

【００１８】なお、この地山改良材としては、本実施例
では、好ましくはシルカレンジフォーム（商品名：ＳＲ
Ｆ）と呼ばれる、特殊水ガラスとイソシアネートとの２
液型の注入材などのウレタン薬液等を用いることができ
る。

【００１９】そして、以上の構成を有する拡幅トンネル
の補強構造１０によれば、先進導坑１１の周囲の地山を
掘削し、該導坑１１の拡幅作業を行う際、拡幅部分の地
山Ｅ１中に埋設された注入管１のグラスファイバーボル
ト部４は、各種トンネルの掘削機械によって周辺の地山
とともに容易に切削することができるため、拡幅作業の
障害とならず、拡幅作業を迅速に行うことができる。

【００２０】また、本杭１２の周囲の地山は、地山Ｅ２
中に埋設残置された鋼棒部２によって強固に補強される
とともに、地山改良材が注入された地山改良体３１によ
ってさらに安定が図られる。すなわち、本実施例では、
図３に示すように、先進導坑１１の拡幅作業終了後に、
本坑１２の覆工面３０をコンクリートの吹き付け等によ
って覆工した後に、地山の内部に埋設残置された鋼棒部
２の端部を覆工面３０にナット２０及びプレート２１を
用いてボルト締めすることにより固定し、これによっ
て、本坑１２の掘削後に改めて補強用のロックボルトを
打設することなく、打設設置した地山改良材注入管１を
そのままロックボルトとして使用するとともに、前記ボ
ルト締めにより補強効果を高めることができる。

【００２１】そして、本実施例では、地山改良材注入管
１と、これによって地山の内部に注入された地山改良材
とからなる拡幅トンネルの補強構造について記載した
が、地山改良材を注入する必要のない場合には、ロック
ボルト等のボルト部材を前記地山改良材注入管と同様の
構成として補強構造を構成することもできる。

【００２２】すなわち、前述の実施例と同様に、既存ト
ンネルから周囲の地山に向かって打設されるボルト部材
を、拡幅トンネルの覆工面の外側の地山に位置する鋼棒
部と、この鋼棒部と連通して既存トンネルの拡幅部分の
地山に配置されるグラスファイバーボルト部とから構成
するとともに、既存トンネルの拡幅掘削作業を行えば、
拡幅部分の地山中に埋設されたボルト部材のグラスファ
イバーボルト部は、各種トンネルの掘削機械によって周
辺の地山とともに容易に切削することができるため、拡
幅掘削作業の障害とならず、当該作業を迅速に行うこと
ができる。併せて、拡幅トンネルの覆工面の外側にの地
山に埋設残置される鋼棒部によって、拡幅トンネルの周
囲の地山は強固に補強される。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
かかる拡幅トンネルの補強構造は、既存トンネルから周
囲の地山に向かって打設設置されたボルト部材若しくは
地山改良材注入管のうち既存トンネルの拡幅部分に配設
される部分が繊維強化ボルトで形成されているので、地
山を掘削して拡幅する際、周辺の地盤とともに容易に掘
削することができ、埋設されたボルト部材や地山改良材
注入管が掘削作業の障害となることがなく、拡幅掘削作
業かつ効率よく迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、この実施例にかかる拡幅ト
ンネルの注入管を先進導坑の周囲の地山に打設した状況
を示す説明図である。

【図２】この発明に用いる注入管の断面図である。

【図３】実施例において、地山の内部に埋設残置された
注入管のボルト部に、ナット、プレートを取り付けて、
該ボルト部を地山に定着させた状況を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 地山改良材注入管 ２ 鋼棒部 ４ グラスファイバーボルト部（繊維強化ボルト部） Ｅ１ 拡幅部分の地山 Ｅ２ 覆工面より外側の地山

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沢 薫 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内 (72)発明者 宇田 信也 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 中澤 博数 千葉県松戸市常盤平双葉町18−14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存トンネルの周囲の地山を掘削して既
   存トンネルを拡幅する際に、拡幅掘削作業に先立って既
   存トンネルの周囲の地山に設けられる拡幅トンネルの補
   強構造であって、 該補強構造が、既存トンネルから周囲の地山に向かって
   打設設置される、拡幅トンネルの覆工面より外側に配置
   される鋼棒部と該鋼棒部と連通して既存トンネルの拡幅
   部分に配置される繊維強化ボルト部とからなる多数のボ
   ルト部材によって構成されることを特徴とする拡幅トン
   ネルの補強構造。
2. 【請求項２】 既存トンネルの周囲の地山を掘削して既
   存トンネルを拡幅する際に、掘削作業に先立って既存ト
   ンネルの周囲の地山に設けられる拡幅トンネルの補強構
   造であって、 該補強構造が、既存トンネルから周囲の地山に向かって
   打設設置される、拡幅トンネルの覆工面より外側に配置
   される中空の鋼棒部と該中空の鋼棒部と連通して既存ト
   ンネルの拡幅部分に配置される中空の繊維強化ボルト部
   とからなる多数の地山改良材注入管と、該地山改良材注
   入管から周囲の地山内に注入された地山改良材とによっ
   て構成されることを特徴とする拡幅トンネルの補強構
   造。