JPH0781514B2 - Tunnel construction method - Google Patents

Tunnel construction method

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JPH0781514B2
JPH0781514B2 JP63128538A JP12853888A JPH0781514B2 JP H0781514 B2 JPH0781514 B2 JP H0781514B2 JP 63128538 A JP63128538 A JP 63128538A JP 12853888 A JP12853888 A JP 12853888A JP H0781514 B2 JPH0781514 B2 JP H0781514B2
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excavation
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はトンネル構築方法に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a tunnel construction method.

(従来の技術) 従来のトンネル構築方法においては、トンネル掘削機本
体によって掘進するとともに、同本体に装架されたトン
ネル軸方向に延びる推進ジャッキ、またはトンネル周壁
に延びるグリッパーによって掘進反力を支持し、前記本
体による1ストロークの推進が完了すると前記ジャッキ
反力またはグリッパー反力を解除し、前進した本体側に
推進ジャッキまたはグリッパーを後退させる方法が採用
されている。
(Prior Art) In a conventional tunnel construction method, a tunnel excavator body excavates, and a thrust jack mounted on the tunnel excavator body extending in the axial direction of a tunnel or a gripper extending on a tunnel peripheral wall supports an excavation reaction force. A method is adopted in which the jack reaction force or the gripper reaction force is released when the one-stroke propulsion by the body is completed, and the propulsion jack or gripper is retracted toward the advanced body side.

またトンネル覆工については、シールドのセグメント、
または場所打ちコンクリートによるライニングがシール
ド掘削機の終端部で行なわれ、切羽から同終端部までの
地山がシールド外殻に部分的、または全面的に保持さ
れ、この際、シールド外径よりトンネル掘削径を数cm以
上大きくして周辺摩擦を軽減し、カーブを取り易くして
いる。
For tunnel lining, the shield segment,
Or, lining with cast-in-place concrete is performed at the end of the shield excavator, and the ground from the cutting face to the end is partially or entirely retained by the shield outer shell.At this time, tunnel excavation is performed from the shield outer diameter. The diameter is increased by several cm or more to reduce peripheral friction and make it easier to take a curve.

或いはまた切羽近傍における地山にコンクリートを吹付
ける覆工方法も採用されている。
Alternatively, a lining method in which concrete is sprayed on the ground near the face is also used.

(発明が解決しようとする課題) 前記掘削機本体を使用するトンネル掘削方法に関しては
断続的掘削となり、このような掘削の中断はその都度、
位置、方向の修正を必要とするという問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) The tunnel excavation method using the excavator body is intermittent excavation, and interruption of such excavation occurs each time.
There is a problem that it is necessary to correct the position and direction.

またシールドのセグメント、若しくは場所打ちコンクリ
ートによるライニングは、応力開放が一番大きく発生す
る切羽近傍の地山の緩みを避けられないという問題点が
ある。
In addition, the lining of the shield segment or cast-in-place concrete has a problem that it is inevitable to loosen the ground near the face where stress relief occurs most.

更にまた吹付けコンクリートによる覆工は切羽の間近ま
で施工可能であるが、受動反力が生ずるまでに時間がか
かり、その間に地山の緩みを生じるといる問題を包蔵し
ている。またリバンドや粉塵が発生し、作業環境を悪化
し、表面が平滑でなく、永久覆工としてそのまま使用で
きないという問題点がある。
Furthermore, the lining with shotcrete can be applied up to the face of the face, but it takes time until the passive reaction force is generated, which causes the problem that the ground is loosened. In addition, there are problems that rebanding and dust are generated, the working environment is deteriorated, the surface is not smooth, and it cannot be used as it is as a permanent lining.

本発明はこのような従来技術の有する問題点に鑑みて提
案されたもので、その目的とする処は、連続掘削可能
で、施工性がよく構造的に信頼度の高いトンネル構築方
法を提供する点にある。
The present invention has been proposed in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a tunnel construction method capable of continuous excavation, having good workability, and having high structural reliability. In point.

(課題を解決するための手段) 前記の目的を達成するため、本発明に係るトンネル構築
方法によれば、トンネル掘削機の先端に配設された切羽
掘削装置の背面より突設された推進保持軸に支持され、
且つボルト挿入孔を具えたクローラを、トンネル軸方向
に亘って循環移動せしめるとともに、同クローラとトン
ネル掘削面との間にコンクリートを打設し、同打設コン
クリートに前記クローラを介して押圧力を賦与しながら
掘進し、トンネル掘削坑内よりロックボルトを前記クロ
ーラに設けられたボルト挿入孔を貫通してトンネル掘削
面内に貫入せしめるものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, according to the tunnel construction method of the present invention, the propulsion holding is provided so as to project from the rear surface of the face excavation device provided at the tip of the tunnel excavator. Supported by a shaft,
In addition, the crawler equipped with bolt insertion holes is circularly moved along the tunnel axial direction, and concrete is placed between the crawler and the tunnel excavation surface, and pressing force is applied to the placed concrete through the crawler. The rock bolt is advanced while being imparted, and the lock bolt is penetrated from the inside of the tunnel excavation hole into the tunnel excavation surface through the bolt insertion hole provided in the crawler.

請求項2の発明は、前記クローラとトンネル掘削面との
間に金網を挿入し、トンネル掘削坑内よりロックボルト
を前記クローラに設けられたボルト挿入孔及び金網を貫
通してトンネル掘削面内に貫入せしめるものである。
According to a second aspect of the present invention, a wire net is inserted between the crawler and the tunnel excavation surface, and a lock bolt is inserted into the tunnel excavation surface from inside the tunnel excavation hole through the bolt insertion hole and the wire mesh provided in the crawler. It is the one to be confused.

(作用) 本発明によれば前記したように、トンネル掘削機先端の
掘削装置によって切羽を掘削するとともに、同掘削装置
の背面に突設された掘進保持軸に装架され、且つボルト
挿入孔を具えたクローラをトンネル軸方向に循環駆動
し、同クローラとトンネル掘削面との間に打設されたコ
ンクリートに押圧力を賦与することによってトンネル掘
進時の推進反力をとり、かくして覆工コンクリートの施
工とトンネルの掘進を連続して行なうものである。
(Operation) According to the present invention, as described above, the face is excavated by the excavation device at the tip of the tunnel excavator, and the excavation holding shaft provided on the rear surface of the excavation device is mounted and the bolt insertion hole is provided. By circulating the crawler provided in the axial direction of the tunnel and applying a pressing force to the concrete placed between the crawler and the excavated surface of the tunnel, the propulsive reaction force during the tunnel excavation is taken, and thus the lining concrete Construction and tunnel excavation are carried out continuously.

また前記クローラとトンネル掘削面との間にコンクリー
トその他の覆工材料を地山の状況に対応して挿入し、同
材料をクローラを介してトンネル掘削面に圧着すること
によってトンネル覆工を行なうものであって、この際ク
ローラの先端部より覆工材料を挿入することによって、
切羽近傍で覆工を構築することができる。
Further, tunnel lining is performed by inserting concrete or other lining material between the crawler and the tunnel excavation surface according to the situation of the ground and pressing the same material to the tunnel excavation surface through the crawler. At this time, by inserting the lining material from the tip of the crawler,
A lining can be constructed near the face.

またトンネル掘削坑内より前記クローラに設けたボルト
挿入孔を介してロックボルトを挿入し、同ロックボルト
をトンネル掘削面に貫入することによってロックボルト
を併用した構造的に信頼度の高いトンネル掘削が行なわ
れる。
In addition, a rock bolt is inserted from the inside of the tunnel excavation hole through the bolt insertion hole provided in the crawler, and the rock bolt is inserted into the tunnel excavation surface to perform tunnel excavation with high structural reliability using the rock bolt together. Be done.

請求項2の発明は、トンネル掘削面とクローラとの間に
挿入された金網に、同クローラに設けた前記ボルト挿入
孔に挿入されたロックボルトを貫通するとともに、同ロ
ックボルト先端をトンネル掘削面に貫入することによっ
て、ロックボルトと金網とを併用した構造的に信頼度の
高いトンネル掘削が行なわれる。
According to a second aspect of the present invention, the wire mesh inserted between the tunnel excavation surface and the crawler penetrates the lock bolt inserted into the bolt insertion hole provided in the crawler, and the tip of the lock bolt is inserted into the tunnel excavation surface. By digging into the ground, a structurally reliable tunnel excavation using a rock bolt and a wire mesh is performed.

(実施例) 以下本発明を図示の実施例について説明する。(Examples) The present invention will be described below with reference to illustrated examples.

(1)はトンネル掘削機の先端に配設された公知の掘削
装置で、同装置(1)の背面に1乃至複数の推進保持軸
(2)がトンネル軸方向に沿って水平に突設され、同保
持軸(2)より夫々複数の油圧シリンダ(3)が突設さ
れ、同シリンダ(3)の先端に夫々上下一双の台座
(4)が支持されている。
(1) is a publicly-known excavator installed at the tip of a tunnel excavator, and one or a plurality of propulsion-holding shafts (2) are horizontally projected along the tunnel axial direction on the back surface of the device (1). A plurality of hydraulic cylinders (3) project from the holding shaft (2), and a pair of upper and lower pedestals (4) are supported at the tip ends of the cylinders (3).

前記各台座(4)の前後両端には夫々駆動輪(5)及び
従動輪(6)が装架され、両者の間に夫々左右一双のク
ローラ(7)がトンネル軸方向に循環自在に架け渡され
ている。同各クローラ(7)には夫々ボルト挿入孔(7
a)が設けられている。(第9図参照) 図中(8)は前記台座(4)上に装架されたクローラ支
持ローラ、(9)は同台座(4)の中心軸上に立設され
た垂直板で、同板(9)に沿って前記一双のクローラ
(7)が摺動するようになっている。また必要に応じて
油圧シリンダ(3)側にクローラ(7)の桁側を支持す
る受座(10)が配設される。
A driving wheel (5) and a driven wheel (6) are mounted on the front and rear ends of each pedestal (4), and a pair of left and right crawlers (7) are circulated in the tunnel axial direction so as to circulate freely between them. Has been done. Each crawler (7) has a bolt insertion hole (7
a) is provided. (See FIG. 9) In the figure, (8) is a crawler supporting roller mounted on the pedestal (4), and (9) is a vertical plate erected on the central axis of the pedestal (4). The pair of crawlers (7) slide along the plate (9). If necessary, a seat (10) for supporting the girder side of the crawler (7) is provided on the hydraulic cylinder (3) side.

図中(11)は相隣るトンネル掘削装置のクローラ(7)
を区分するように、台座(4)上に立設されたガイドで
ある。
(11) in the figure is the crawler (7) of the adjacent tunnel excavation equipment.
Is a guide that is erected on the pedestal (4) so as to divide the parts.

前記垂直板(9)の先端には覆工用のコンクリートパイ
プ(12)が装架され、同パイプ(12)の先端開口部に連
通して、同パイプ(12)より供給される未硬化コンクリ
ートを受ける型枠(13)及び妻型枠(14)が配設されて
いる。(第3図乃至第5図参照) 図中(15)は(9)装置の機枠、(16)は同機枠(15)
に装架された駆動輪及び従動輪の軸である。
A concrete pipe (12) for lining is mounted on the tip of the vertical plate (9), and the uncured concrete is connected to the tip opening of the pipe (12) and supplied from the pipe (12). A formwork (13) for receiving and a gable formwork (14) are provided. (See FIG. 3 to FIG. 5) In the drawings, (15) is the machine frame of the (9) device, (16) is the machine frame (15)
It is a shaft of a drive wheel and a driven wheel mounted on.

而してトンネルを構築する場合、第6図乃至第8図に示
すようにトンネル周壁断面を複数断面(A1)(A2
(A3)……(An-1)(An)に区分し、各区分毎に下記の
如く前記の装置によってトンネルを掘進し覆工する。
When constructing a tunnel in this way, as shown in FIGS. 6 to 8, a plurality of cross sections of the tunnel peripheral wall (A 1 ) (A 2 )
(A 3 ) ... (A n-1 ) (A n ), and tunnels are digged and lined by the above-mentioned device for each section.

即ち前記クローラ(7)を駆動してトンネル軸方向に循
環移動させ、同クローラ(7)の前進後退によって前記
掘削装置(1)を推進、後退させると同時に、同装置
(1)によって切羽を掘削し、公知の方法で掘削士を搬
出するとともに、前記コンクリートパイプ(12)からコ
ンクリート(17)をクローラ(7)外周面とトンネル掘
削面との間にクローラ先端部より供給し、未だ硬化しな
いコンクリート(17)を型枠(13)、妻型枠(14)及び
クローラ(7)外周面で支承し、クローラ(7)の循環
運動とともにトンネル掘削面に押圧し、緻密なコンクリ
ート層を形成し、覆工コンクリートを施工し、前記クロ
ーラ(7)によってトンネル掘削装置の推進反力をと
る。
That is, the crawler (7) is driven to circulate and move in the tunnel axial direction, and the excavator (1) is propelled and retracted by the forward and backward movement of the crawler (7), and at the same time, the face is excavated by the same device (1). Then, the excavator is carried out by a known method, and concrete (17) is supplied from the concrete pipe (12) from the crawler tip portion between the outer peripheral surface of the crawler (7) and the tunnel excavation surface, and the concrete that has not yet hardened. (17) is supported by the formwork (13), gable formwork (14) and crawler (7) outer peripheral surface, and is pressed against the tunnel excavation surface with the circular movement of the crawler (7) to form a dense concrete layer, The lining concrete is applied, and the propulsive reaction force of the tunnel excavator is taken by the crawler (7).

なおクローラ(7)の長さはコンクリートの硬化時間と
押圧力の分布計画によって定める。
The length of the crawler (7) is determined by the concrete hardening time and the pressing force distribution plan.

このように前記トンネル掘削装置によってトンネル周壁
断面の各区分毎にトンネルを掘進してトンネルを構築す
るものであるが、この際、各区分毎におけるクローラ
(7)の速度を制御することによって直線、曲線状のト
ンネルを連続的に掘進できる。
As described above, the tunnel is excavated in each section of the tunnel peripheral wall section by the tunnel excavating device to construct a tunnel. At this time, a straight line is formed by controlling the speed of the crawler (7) in each section. You can continuously excavate a curved tunnel.

なおコンクリートを覆工材料とする時は、コンクリート
の硬化時間に見合ったクローラ長とする。
When concrete is used as the lining material, the crawler length should be set according to the hardening time of the concrete.

また軽度の覆工でよい場合、または覆工を必要としない
場合は、クローラ(7)の間隔を適当に拡げて、推進反
力を確保するものである。
If a light lining is required or if lining is not required, the spacing between the crawlers (7) is appropriately widened to secure the propulsion reaction force.

第9図及び第10図は、ロックボルト(21)及び金網(2
2)を使用してトンネル覆工を行なう場合に本発明を適
用した実施例を示し、クローラ(7)にボルト挿入孔
(7a)を設けておき、同クローラ(7)の先端から座金
(23)を入れ、同座金(23)がクローラ(7)の駆動に
伴って適当な位置まで移動すると、トンネル掘削坑内よ
り前記クローラ(7)に設けたボルト挿入孔(7a)を介
してロックボルト(21)をトンネル掘削面に貫入するも
のである。金網(22)を併用する場合には、前記コンク
リート打設の場合と同様にクローラ(7)の先端より金
網(22)を挿入する。
9 and 10 show the lock bolt (21) and the wire mesh (2
An example in which the present invention is applied to the case where the tunnel lining is performed by using 2), a bolt insertion hole (7a) is provided in the crawler (7), and the washer (23) is inserted from the tip of the crawler (7). ) Is inserted and the washer (23) moves to an appropriate position as the crawler (7) is driven, the lock bolt (7a) is provided from inside the tunnel excavation hole through the bolt insertion hole (7a). 21) penetrates the tunnel excavation surface. When the wire net (22) is also used, the wire net (22) is inserted from the tip of the crawler (7) as in the case of concrete pouring.

第11図は、鋼支保工(24)を使用してトンネル覆工を行
なう場合に本発明を適用した実施例を示し、クローラ
(7)の先端から前記のようにしてコンクリート、若し
くはスペーサ(25)を挿入し、クローラ(7)とトンネ
ル掘削面との間に鋼支保工(24)を挿入できる空間(2
6)を確保するものである。
FIG. 11 shows an embodiment in which the present invention is applied to the case where the steel lining (24) is used for tunnel lining, and concrete or spacer (25) is applied from the tip of the crawler (7) as described above. ), And a space (2) where the steel support (24) can be inserted between the crawler (7) and the tunnel excavation surface.
6) is secured.

第12図及び第13図は先受け用の設備を示し、クローラ
(7)を支持する垂直板(9)に収納部(27)を設け、
同部(27)に収納されている先受材料(28)を引出して
使用するものである。
FIG. 12 and FIG. 13 show equipment for pre-receiving, which is provided with a storage part (27) on a vertical plate (9) supporting the crawler (7),
The receiving material (28) stored in the same section (27) is pulled out and used.

図中、前記実施例と均等部分には同一符号が附されてい
る。
In the figure, the same parts as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals.

(発明の効果) 本発明に係るトンネル構築方法によれば前記したよう
に、トンネル掘削機の先端に配設された切羽の掘削装置
の背面に突設された推進保持軸に装架されたクローラを
トンネル軸方向に循環移動させ、同クローラによってト
ンネル掘削面に与えられる押圧力によって推進反力をと
って掘進するようにしたので、連続掘削が可能になる。
また前記切羽掘削装置に後続するクローラは覆工部の型
枠、若しくは受け台として使用するので切羽に接近して
連続的に覆工が可能となる。更に前記クローラによって
覆工材料に押圧力を与えながら推進するので、地山に密
着した密実な覆工部が施工できる。更にまた地山に対し
て切羽に近傍してクローラによって推進反力を与えるの
で、地山の緩みは最小限になる。
(Effects of the Invention) According to the tunnel construction method of the present invention, as described above, the crawler mounted on the propulsion holding shaft provided on the rear surface of the face excavating device disposed at the tip of the tunnel excavator. Is circulated in the direction of the tunnel axis, and the crawler is adapted to take the reaction force of the propulsion by the pressing force applied to the tunnel excavation surface, so that continuous excavation is possible.
Further, since the crawler following the face excavating device is used as a formwork or a cradle of the lining part, it is possible to perform continuous lining close to the face. Furthermore, since the crawler is propelled while applying a pressing force to the lining material, it is possible to construct a dense lining portion that is in close contact with the natural ground. Furthermore, since the propulsive reaction force is applied to the natural ground by the crawler in the vicinity of the face, the looseness of the natural ground is minimized.

なお本発明は、トンネル周壁断面を複数の断面に区分
し、各区分断面毎に前記先端掘削装置によって切羽を掘
削するとともに、同掘削装置に後続するクローラの速度
を各区分断面毎に制御することによって、トンネルの掘
削方向の制御が連続的に且つ円滑に行なわれる。
According to the present invention, the tunnel peripheral wall cross section is divided into a plurality of cross sections, the face is excavated by the tip excavation device for each section cross section, and the speed of the crawler following the excavation device is controlled for each section cross section. Thus, the excavation direction of the tunnel is continuously and smoothly controlled.

更にまた本発明によればトンネル掘削坑内より前記クロ
ーラに設けたボルト挿入孔よりロックボルトを挿入し、
同ロックボルト先端をトンネル掘削面に貫入するように
構成したことによって、ロックボルトが併用された構造
上信頼性の高いトンネルが構築される。
Furthermore, according to the present invention, the lock bolt is inserted from the bolt insertion hole provided in the crawler from the tunnel excavation pit,
Since the tip of the rock bolt penetrates the tunnel excavation surface, a structurally reliable tunnel using the rock bolt is constructed.

請求項2の発明は、前記トンネル掘削面とクローラとの
間に挿入された金網に、トンネル掘削坑より同クローラ
のボルト挿入孔を介してロックボルトを貫通されるとと
もに、同ロックボルト先端がトンネル掘削面に混入する
ように構成したことによって、ロックボルトと金網とが
併用された信頼性の高いトンネルが構築される。また掘
削用推力保持機構としての前記クローラは、従来のグリ
ッパーより受圧面積が大で、軟弱地盤に対する適用性が
飛躍的に向上する。
According to a second aspect of the present invention, a lock bolt is penetrated through a wire net inserted between the tunnel excavation surface and the crawler from a tunnel excavation hole through a bolt insertion hole of the crawler, and a tip of the lock bolt is a tunnel. By being configured so as to be mixed with the excavated surface, a highly reliable tunnel using a lock bolt and a wire net together is constructed. Further, the crawler as a thrust holding mechanism for excavation has a larger pressure receiving area than the conventional gripper, and the applicability to soft ground is dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係るトンネル構築方法の一実施例の使
用状況を示す縦断側面図で第6図の矢視I−I図、第2
図及び第3図は夫々第1図の矢視II−II図並に矢視III
−III図、第4図は第2図の矢視IV−IV図、第5図は第
3図の矢視V−V図第6図乃至第8図はトンネル掘削周
壁面の区分方法を示す説明図、第9図は本発明の装置に
ロックボルトを使用した状態を示す部分縦断側面図、第
10図はその底面図、第11図は本発明の装置に鋼支保工を
併用した状態を示す部分縦断側面図、第12図は先受材料
収納部の取付状態を示す縦断面図、第13図は第12図の矢
視XIII−XIII図である。 (1)…掘削装置、(2)…推進保持軸、(3)…油圧
シリンダ、(4)…台座、(5)…駆動輪、(6)…従
動輪、(7)…クローラ、(7a)…ボルト挿入孔、
(9)…垂直板、(12)…コンクリートパイプ
FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view showing a use state of an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention, and is a view taken along an arrow line II in FIG.
Figures 3 and 3 respectively show the view II-II of Fig. 1 along with the view III.
-III, Fig. 4 is a view taken along the line IV-IV in Fig. 2, Fig. 5 is a view taken along the line V-V in Fig. 3, and Figs. Explanatory drawing, FIG. 9 is a partially longitudinal side view showing a state in which a lock bolt is used in the device of the present invention,
FIG. 10 is a bottom view thereof, FIG. 11 is a partial vertical cross-sectional side view showing a state in which steel supporting work is used in combination with the device of the present invention, and FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a mounting state of a receiving material storage part, 13 The figure is a view taken along the arrow XIII-XIII in FIG. (1) ... excavator, (2) ... propulsion holding shaft, (3) ... hydraulic cylinder, (4) ... pedestal, (5) ... drive wheel, (6) ... driven wheel, (7) ... crawler, (7a) ) ... Bolt insertion hole,
(9) ... Vertical plate, (12) ... Concrete pipe

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トンネル掘削機の先端に配設された切羽掘
削装置の背面より突設された推進保持軸に支持され、且
つボルト挿入孔を具えたクローラを、トンネル軸方向に
亘って循環移動せしめるとともに、同クローラとトンネ
ル掘削面との間にコンクリートを打設し、同打設コンク
リートに前記クローラと介して押圧力を賦与しながら掘
進し、トンネル掘削坑内よりロックボルトを前記クロー
ラに設けられたボルト挿入孔を貫通してトンネル掘削面
内に貫入せしめることを特徴とするトンネル構築方法。
1. A crawler, which is supported by a propulsion holding shaft protruding from the back surface of a face excavator provided at the tip of a tunnel excavator and has a bolt insertion hole, is circulated along the tunnel axial direction. At the same time, concrete is placed between the crawler and the tunnel excavation surface, and the concrete is advanced while applying a pressing force to the concrete by the crawler, and a rock bolt is provided on the crawler from the tunnel excavation pit. A method of constructing a tunnel, characterized in that it penetrates through the bolt insertion hole and penetrates into the tunnel excavation surface.
【請求項2】前記クローラとトンネル掘削面との間に金
網を挿入し、トンネル掘削坑内よりロックボルトを前記
クローラに設けられたボルト挿入孔及び金網を貫通して
トンネル掘削面内に貫入せしめる請求項1記載のトンネ
ル構築方法。
2. A wire mesh is inserted between the crawler and the tunnel excavation surface, and a lock bolt is inserted into the tunnel excavation surface from inside the tunnel excavation hole through the bolt insertion hole and the wire mesh provided in the crawler. Item 1. The tunnel construction method according to item 1.
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