JPH0821200A - 崩壊性地山トンネルの切羽自立工法 - Google Patents

崩壊性地山トンネルの切羽自立工法

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JPH0821200A
JPH0821200A JP6154509A JP15450994A JPH0821200A JP H0821200 A JPH0821200 A JP H0821200A JP 6154509 A JP6154509 A JP 6154509A JP 15450994 A JP15450994 A JP 15450994A JP H0821200 A JPH0821200 A JP H0821200A
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安夫 樋口
Yasunobu Shiraishi
康信 白石
Shigehito Kaji
茂仁 鍛治
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は小口径のホースやノズルを通してフ
ァイバアーを吐出させ、その圧送ホースの途中で閉塞を
起こさないで施工できる崩壊性地山トンネルの切羽自立
工法を提供することを目的としている。 【構成】 崩壊性地山トンネルのトンネル掘削におい
て、切羽面に多数本のファイバー強化ソイルモルタルの
水平杭を構築して切羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイバ
ーとその搬送流体の比重とを等しくし、ファイバーの分
離浮沈による圧送回路の閉塞を防止する崩壊性地山トン
ネルの切羽自立工法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、崩壊性地山トンネルの
トンネル掘削において杭自体が一般のトンネル掘削機で
切削可能なファイバー強化ソイルモルタル水平杭を切羽
面に構築し、切羽の崩壊を防ぐ切羽自立工法に関する。
【0002】
【従来の技術】山岳トンネルにおいては、その周壁部の
支保が施工される短い時間の間、切羽が自立していなけ
ればならない。
【0003】もし自立しない場合は、切羽の天端および
周壁部に鉄筋・パイプまたは鋼矢板等を挿入したり、切
羽の天端に天端防護用のソイルモルタルのパイルを造成
し、長尺の切羽先受け工法で切羽の自立を計っている。
【0004】また、そのソイルモルタルの引張り強度、
剪断強度を向上させるためにファイバーを混入する技術
は生コンや吹付けコンクリートでは一般に行われてい
る。
【0005】これらの場合、圧送ホースの内径はフアイ
バーの最大長さの10倍以上にしており、生コンや吹付
けコンクリートの場合は粘性が大のため、ファイバーに
よる圧送ラインの閉塞は発生しにくい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バー長さの3倍程度の小口径のホースや、ノズルを通し
てファイアバーを吐出させる場合、ファイバーが圧送ラ
インの途中で滞留し、ホースを閉塞するので、実用化で
きないという問題がある。
【0007】したがって、本発明は小口径のホースやノ
ズルを通してファイバーを吐出させ、その圧送ホースの
途中で閉塞を起こさないで施工できる崩壊性地山トンネ
ルの切羽自立工法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、崩壊性
地山トンネルのトンネル掘削において、切羽面に多数本
のファイバー強化ソイルモルタルの水平杭を構築して切
羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイバーとその搬送流体と
の比重を等しくし、ファイバーの分離浮沈による圧送回
路の閉塞を防止する崩壊性地山トンネルの切羽自立工法
が提供される。また、本発明によれば、ファイバーはビ
ニロンファイバーとし、搬送流体は水ガラスとし、その
搬送流体を圧送する圧送回路の内径はファイバーの最大
長さの3倍以上とする事が提供されている。
【0009】
【作用効果の説明】本発明は上記のように構成されてい
るので、引張り強度と剪断強度がビニロンファイバーで
強化されたファイバー強化ソイルモルタルで形成された
水平杭が崩壊性地山トンネルの切羽に構築されて切羽の
崩壊を防止する。そして、搬送流体である水ガラスの比
重とおなじ比重に調整されたビニロンファイバーは水ガ
ラスの中で分離浮沈して圧送回路を閉塞することがな
く、また、圧送回路の内径はファイバーの最大長さの3
倍以上あるので、ファイバーが互いに絡みつくことがな
い。そして、圧送回路の内径がファイバーの最大長さの
3倍以下では絡みつきが発生する事が分かっている。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。
【0011】図1にABFマシーンによる切羽自立工法
の概要を示し、そのABFマシーン1の削孔機には、先
端部にパンタグラフのように拡大、縮小する拡翼ビット
8が取付けられており、一基のブームに2本の削孔機が
取付けられた2連式のものである。そして、固化材供給
装置2は硬化材であるセメントミルク用ミキサー3と主
材である水ガラスとファイバー用ミキサー4とが設置さ
れ、比例吐出ポンプ5と硬化材回路7および主材回路6
を介してABFマシーンのビットに接続されている。ま
た、ABFマシーンと固化材供給装置とはいずれも自走
式である。
【0012】そして、そのビット8は図2に示すよう
に、リンク12で翼8bが拡大、縮小されるよう構成さ
れ、先端部にはセメントミルクの吐出口8aと根元にフ
ァイバーを含む水ガラスの吐出口11とを有している。
【0013】施工手順は、図2および図3において、ま
ず図示しない翼8bを縮小した状態でビット8でパイロ
ット孔13を削孔し、翼8bを拡げて引抜きながらパイ
ロット孔13を符号14で示す孔に拡大する。そして、
硬化材用ミキサー3と主材用ミキサー4とからコンクリ
ートミルクと水ガラスとビニロンファイバーとの混合材
とを比例吐出ポンプ5により所定の比率(例えばミル
ク:水ガラス=3:1)で硬化材回路7および主材回路
6を介して、それぞれビット8の硬化材吐出口8aと主
材吐出口11とから圧送噴射し、孔14で硬化して水平
杭が形成される。ここで、ビニロンファイバーの比重は
標準品でγ=1.30であるので添加材を混入して搬送
流体である水ガラスと比重がほぼ同じ(比重γ=1.3
2)であるよう調整されているので、ミキサーとビット
間で浮沈分離することがなく、回路を閉塞しない。
【0014】また、図4はファイバー混入量と曲げ強度
の関係を例示するもので、ファイバー混入量(kg/m
3 )を横軸に、曲げ強度(kgf/cm2 )を縦軸に示
すグラフで表示し、ファイバーの混入で曲げ強度が向上
することを示している。
【0015】そして、一般に、セメント系の材料は引張
り強度が圧縮強度の1/10、剪断強度が引張り強度の
1/2 倍程度であるため、掘削機で掘削しやすいよう
に、圧縮強度を増加させずに剪断強度と引張り強度とを
向上させるのにセメントにファイバーを混入した複合材
にするのは任意公知の方法である。
【0016】また、主材回路6の内径はファイバーの最
大長さの約3倍以上に形成されているので、ファイバー
同志が絡まり閉塞する事がなく、3倍以下では絡みつき
が発生することが実験的に分かっている。
【0017】本実施例では、切羽面の強度を向上させる
ために硬化材にセメントミルクを使用し、セメントミル
クが早期に強度を発現するように主材として水ガラスを
選択したので、添加するファイバーとして比重が近似で
等しく調整し易いビニロンファイバーを選択している
が、比重が同じであればこの組合わせに限定されるもの
でなく、同様の効果を上げることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、以下の優れた効果を奏する。
【0019】(1) 崩壊性地山トンネルの切羽にファ
イバー強化ソイルモルタルの杭を容易に施工することが
できる。
【0020】(2) ファイバーとその搬送流体が分離
浮沈することがなく、ファイバー混入流体の搬送が実用
化できた。
【0021】(3) したがって、崩壊性地山トンネル
の切羽自立にファイバアー強化ソイルモルタルで形成し
た杭が使用できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】崩壊性地山トンネルの切羽自立工法を実施する
装置の例を示す斜視図。
【図2】図1の装置の翼付きビットの拡翼時を示す側面
図。
【図3】図2のビットのファイバー強化ソイルモルタ杭
の構築中を示す側面図。
【図4】ファイバー混入量と曲げ強度との関係を示す
図。
【符号の説明】
1…ABFマシーン 2…固化材供給装置 3…硬化材用ミキサー 4…主材とファイバー用ミキサー 5…比例吐出ポンプ 6…主材回路 7…硬化材回路 8…ビット 8a…硬化材吐出口 8b…翼 9…ファオバー強化水平杭 10…切羽 11…主材吐出口 13…パイロット孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 崩壊性地山トンネルのトンネル掘削にお
    いて、切羽面に多数本のファイバー強化ソイルモルタル
    の水平杭を構築して切羽の崩壊を防ぎ、その際、ファイ
    バーとその搬送流体との比重を等しくし、ファイバーの
    分離浮沈による圧送回路の閉塞を防止することを特徴と
    する崩壊性地山トンネルの切羽自立工法。
  2. 【請求項2】 ファイバーはビニロンファイバーとし、
    搬送流体は水ガラスとした請求項1に記載の崩壊性地山
    トンネルの切羽自立工法。
  3. 【請求項3】搬送流体を圧送する圧送回路の内径はファ
    イバーの最大長さの3倍以上である請求項1に記載の崩
    壊性地山トンネルの切羽自立工法。
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