JPH0960492A - 支保壁の構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支保壁の構造およびその施工方法において、
大断面の地下空洞に対しても高い支保効果を得るととも
に、容易にＰＳアンカーの仮固定作業を行うこと、さら
に特殊な吹付コンクリートを不要とすることを課題とす
る。 【解決手段】 掘削面２に吹付コンクリートによる一次
覆工壁１１Ａが形成され、この一次覆工壁に沿って、金
網１５Ａ，１５Ｂが配設されるとともに長尺の鋼製構造
材１２が格子状に配設され、それら鋼製構造材を覆うよ
うにコンクリートが吹き付けられて二次覆工壁が形成さ
れ、二次覆工壁からから地山に向けて、その基端部を前
記鋼製構造材に支持させた状態で、プレストレスが導入
された長尺のＰＣ鋼材が打設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下発電所、地下
備蓄基地等の大空洞やトンネル等の支保壁（ここで壁
は、側壁に限らず天井壁をも含む広い意味で用いる）の
構造およびその施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下発電所やトンネル等の地下空洞を掘
削して支保する工法として、一般にＮＡＴＭ（New Aust
rian Tunneling Method）が採用されている。このＮＡ
ＴＭを応用した地下空洞の覆工構造として、例えば、特
公平６−６８７８号公報には、地下空洞の掘削面に鉄筋
等と吹付コンクリートにより形成された多角形状の格子
構造と、該格子構造から地山に打設されたロックボルト
とを備える技術が提示されている。この覆工構造は、鉄
筋や吹付コンクリート等によって空洞を内側から支持
し、掘削面近傍だけを固定することにより空洞全体を支
保し、格子構造によって集中荷重を防止するとともに、
ロックボルトにより空洞周辺の岩盤のゆるみを抑制し
て、地山応力を分散させるものである。

【０００３】しかしながら、空洞の大断面化に伴って、
掘削で生じた掘削面近傍のゆるみ域が広がり、空洞の内
側から支持するこの地下空洞の覆工構造では限界が生じ
る。このため、大空洞における拡大されたゆるみ域に対
する支保をさらに強化した覆工構造が必要である。

【０００４】そこで、近年、地下発電所や地下備蓄基地
等の大空洞には、図１４（ａ）に示すように、地山１を
掘削して形成された空洞の掘削面２に吹き付けによって
形成された複数の吹付コンクリート層３と、これらの吹
付コンクリート層３から地山１に向けて、図１４（ｂ）
に示すように打設された複数のロックボルト４およびプ
レストレスを導入した長尺のＰＣ鋼撚り線を有するＰＳ
アンカー５とを備えた覆工構造が適用されている。この
覆工構造は、大空洞が通常の道路等のトンネルに比べて
大断面であり、掘削による影響範囲が大きいことから、
空洞を内側から支保するのではなく、長尺のＰＳアンカ
ー５の端部を地山１の奥に固定してＰＳアンカー５の導
入力によって大空洞の支保を図るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
地下空洞の覆工構造には、以下のような課題が残されて
いる。すなわち、ＰＳアンカー５のＰＣ鋼撚り線が１０
０〜１５０ｋｇ／本もの自重を有しており、特に上向き
施工の場合には、プレストレスを導入しセメント系充填
材で固定されるまでの間、落下を防止するために仮固定
を行う必要がある。

【０００６】例えば、従来は、図１５（ａ）に示すよう
に、ＰＣ鋼撚り線５ａの基端部５ｂを、該基端部５ｂの
近傍に打設した仮固定用のロックボルト６からワイヤー
Ｙ等で吊設して仮固定しているが、この固定作業におい
ては、仮固定用のロックボルト６の打設、ワイヤーＹの
取付け等の手間がかかるという不都合があった。さら
に、基端部５ｂには、ＰＣ鋼撚り線５ａの導入力を吹付
コンクリート層３に伝達するための支圧板として大径な
円盤状のベアリングプレート７が取り付けられており、
該ベアリングプレート７が重量物であるために、その取
付作業に多大な労力を必要としていた。

【０００７】また、図１５（ｂ）に示すように、ＰＣ鋼
撚り線５ａの基端部５ｂにベアリングプレート７を取り
付け、さらにＰＣ鋼撚り線５ａに仮止め装置としてブロ
ッキングパイプ８を嵌装状態に取り付けて吹付コンクリ
ート層３および掘削面２の岩盤に埋設するとともに、前
記ベアリングプレート７を吹付コンクリート層３および
ブロッキングパイプ８にボルト９にて固定している。こ
の場合、各ＰＳアンカー５にブロッキングパイプ８を用
意しなければならず、さらに掘削面２の岩盤にブロッキ
ングパイプ８を埋設するための孔８ａを形成する作業等
を必要としていた。さらに、吹付コンクリート層３の最
上層には、支保効果の向上のためスティールファイバー
吹付コンクリートを用いているが、このスティールファ
イバー吹付コンクリートは高価であるとともに、施工時
にスティールファイバーが団子状に吹き付けられ易く施
工性に問題があった。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、大断面の地下空洞に対しても高い支保効果が得ら
れるとともに、容易にＰＳアンカーの仮固定作業を行う
ことができ、さらに特殊な吹付コンクリートが不要とな
るに止まらず、吹付コンクリートの量自体も減少させる
ことができる支保壁の構造およびその施工方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、以下の構成を採用した。すなわち、請求
項１記載の支保壁の構造では、掘削面にコンクリートが
吹き付けられて一次覆工壁が形成され、該一次覆工壁の
表面から地山に向けてロックボルトが打設され、前記一
次覆工壁の表面に沿って金網が建て込まれるとともに、
該金網の外側に長尺の鋼製構造材が格子状に配設されて
建て込まれ、しかも少なくとも鋼製構造材は前記ロック
ボルトによって固定的に支持され、それら金網並びに鋼
製構造材を覆うようにコンクリートが吹き付けられて二
次覆工壁が形成され、前記二次覆工壁から地山に向け
て、その基端部を前記鋼製構造材に支持させた状態で、
プレストレスが導入された長尺のＰＣ鋼材が打設されて
いることを特徴とする。この支保壁の構造では、地山の
奥に他端部が固定されたＰＣ鋼材がその導入力により掘
削や発破損傷に伴って生じる掘削面周辺のゆるみ域を拘
束し、該ゆるみ域の岩塊がすべり動くことを抑制すると
ともに、前記導入力は、格子状の鋼製構造材およびコン
クリート覆工壁によって掘削面の岩盤に伝達され、地山
応力を分散させて、集中荷重や部分的な変位を抑制す
る。したがって、単に掘削面近傍のゆるみ域に打設され
て掘削面近傍のみの比較的小さな岩塊を固定するロック
ボルトのみを用いたものとは異なり、前記ＰＣ鋼材は、
鋼製構造材およびコンクリート覆工壁と一体になって大
空洞の広範囲なゆるみ域全体を拘束して支保する。特
に、ＰＣ鋼材の基端部が鋼製構造材に支持され、ＰＣ鋼
材の導入力は鋼製構造材を介してコンクリート覆工壁へ
伝達されるので、ベアリングプレート等の導入力伝達用
の大径重量物を用いずとも、導入力は効果的に分散・伝
達される。また、特に上向き施工のＰＣ鋼材の場合、セ
メント系充填材で固定されるまでの間は鋼製構造材によ
って支持されることとなるが、このような支持は、従来
のロックボルトから延びるワイヤ等でＰＣ鋼材が落下し
ないよういちいち仮固定する場合に比べて、かかる手間
ははるかに小さい。さらに、鋼製構造材自身の剛性を有
効に利用し、金網、吹付コンクリート等によって強度的
に優れるスラブ構造を構築する。

【００１０】請求項２記載の支保壁の構造では、前記Ｐ
Ｃ鋼材の基端部は、前記鋼製構造材の交点に固定されて
いることを特徴とする。ＰＣ鋼材は鋼製構造材の交点に
固定されるので、ＰＣ鋼材にかかる大きな導入力は前記
交点を構成する鋼製構造材によって少なくとも３方に分
散・伝達されるとともに、掘削面に延在する鋼製構造材
全体に分散され、ＰＣ鋼材の基端部への地山応力の集中
がより抑制される。

【００１１】請求項３記載の支保壁の構造では、前記金
網は複数枚重ね合わされて設けられ、それら複数枚の金
網のうち内側に位置する金網は前記格子状に組まれる鋼
製構造材の格子空間に対応する部分が内方へ突出する台
形状に形成されていることを特徴とする。前記したよう
に鋼製構造材、金網および吹付コンクリート等で金網補
強のスラブ構造を構築するが、このとき、鋼製構造材の
格子空間に対応する部分では金網どうしが適宜距離離間
されて、例えば、それら金網のうちの一つはスラブ構造
の底部近傍にまた他の金網は表面近傍にそれぞれ位置す
ることとなる。

【００１２】請求項４記載の支保壁の構造では、前記複
数枚設けられた金網のうち内側に位置する金網の前記内
方への突出量は、鋼製構造材の高さよりも小さい値に設
定され、前記二次覆工壁は、鋼製構造材を覆う部分が鋼
製構造材の格子空間に対応する部分よりも高くなる段付
き構造とされていることを特徴とする。二次覆工壁を鋼
製構造材が位置する部分だけ内方へ突出する段付き構造
とすることにより、覆工壁を梁スラブ構造に構築するこ
とができ、このため、所定の強度を有しながらも、鋼製
構造材の格子空間に対応する箇所の吹付コンクリートの
厚さを減らすことが可能となる。

【００１３】請求項５記載の支保壁の構造では、前記複
数枚設けられた金網どうしのうち、内側に位置する金網
の位置ずれを防止する金網保持手段が設けられているこ
とを特徴とする。前記した梁スラブ構造において、天井
部に位置する金網の場合に自重により下方へ垂れること
となって所望位置に配置することが難しい。しかしなが
ら、この場合には、金網保持手段によって金網の位置ず
れを防止しているので、内側の金網を所望する箇所に配
置させることができ、ひいては、吹付コンクリートのか
ぶり厚さを確保するとともに、内外の金網の離間距離を
一定に保つことができる。

【００１４】請求項６記載の支保壁の施工方法では、掘
削面にコンクリートを吹き付けて一次覆工壁を形成する
一次覆工壁形成工程と、前記一次覆工壁の表面から地山
に向けてロックボルトを打設するロックボルト打設工程
と、前記一次覆工壁の表面に沿って金網を建て込むとと
もに、該金網の内側に長尺の鋼製構造材を格子状に配設
して建て込み、しかも、少なくとも鋼製構造材を前記ロ
ックボルトによって固定・支持する、金網並びに鋼製構
造材建込工程と、前記金網並びに鋼製構造材を覆うよう
にコンクリートを吹き付けて二次覆工壁を形成する二次
覆工壁形成工程と、前記一次および二次覆工壁を通して
地山中に長尺のＰＣ鋼材を打設するとともに、該ＰＣ鋼
材の基端部を前記鋼製構造材に仮固定した後、プレスト
レスを導入し基端部を固定するＰＣ鋼材打設工程とを備
えることを特徴とする。この支保壁の施工方法では、先
に打設したロックボルトによって鋼製構造材を固定して
いるので、鋼製構造材を所定位置に強固に固定すること
ができ、ひいては、該鋼製構造材でＰＣ鋼材の基端部を
速やかに仮固定できる。なお、鋼製構造材は、ＰＣ鋼材
を仮固定する機能を備えるが、その他、ＰＣ鋼材に引張
力を作用させる際に応力を分散させる、従来のベアリン
グプレートに相当する機能、並びに、スラブ構造体を構
築するときの強度部材としての機能も備える。

【００１５】請求項７記載の支保壁の施工方法では、前
記ロックボルトおよび鋼製構造材には、金網の位置ずれ
を防止する金網保持手段が予めセットされて所定位置に
設置されることを特徴とする。予めセットされた金網保
持手段を用いて金網を所定位置に位置決めできるので、
ロックボルトや鋼製構造材を建て込んだ後に、金網保持
手段をそれら鋼製構造材等の構成部材に溶接等によって
後付けする場合に比べて工程が簡素化できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
１〜図１３を参照しながら説明する。これらの図に示す
ものは、本願発明を地下空洞の覆工壁に適用した例であ
る。図において符号１１はコンクリート覆工壁、１２は
鋼製構造材、１３はＰＳアンカー、１４はロックボルト
を示している。

【００１７】本発明に係る地下空洞の覆工壁は、図２に
も示すように、地山１を掘削して形成された地下空洞の
掘削面２に沿って吹付コンクリートによる一次覆工壁１
１Ａが形成され、これら一次覆工壁１１Ａから地山に向
けてロックボルト１４が打設されている。また、一次覆
工壁１１Ａに沿って金網１５が配設されるととともに、
金網１５の内側に複数の長尺の鋼製構造材１２が格子状
に配設され、それら金網１５並びに鋼製構造材１２を覆
うようにコンクリートが吹き付けられて二次覆工壁１１
Ｂが形成されている。また、前記二次覆工壁１１Ｂから
地山１に向けて、その基端部１３ａを前記鋼製構造材１
２に支持させた状態でプレストレスが導入された複数の
長尺のＰＣ鋼撚り線１３ｂを有するＰＳアンカー１３が
打設されている。

【００１８】前記したようにコンクリート覆工壁１１
は、一次覆工壁１１Ａとその内側に配される二次覆工壁
１１Ｂとから構成され（図２，図４参照）、一次覆工壁
１１Ａは、変掘削面２上に直接形成されるならし吹付コ
ンクリート層１１ａと、その内側に積層状態で形成され
る第１吹付コンクリート層１１ｂからなり、二次覆工壁
１１Ｂは、金網１５並びに鋼製構造材１２の一部を覆う
第２吹付コンクリート層１１ｃと、鋼製構造材１２の残
りの露出部分を覆う第３、４吹付コンクリート層１１
ｄ、１１ｅとからなっている。ここで、二次覆工壁１１
Ｂは、鋼製構造材１２を覆う部分が、鋼製構造材の格子
空間に対応する部分よりも高くなる段付き構造とされて
いる。

【００１９】前記金網１５には、例えば鉄筋を格子状に
配して互いの交点を溶接されて得られる溶接金網が用い
られる。このような溶接金網は、図２，図４に示すよう
に外側（掘削面側のいわゆる１枚目）のもの１５Ａと内
側（空洞側のいわゆる２枚目）のもの１５Ｂの２種類用
意され、外側のもの１５Ａは全体が単にフラットな形状
とされ、内側のもの１５Ｂは前記格子状に組まれる鋼製
構造材１２の格子空間Ｚに対応する部分が内方へ突出す
る台形状に形成されている。そして、内側の金網１５Ｂ
の内方への突出量は、鋼製構造材１２の高さよりも小さ
な値（例えば略半分程度）に設定されている。

【００２０】前記鋼製構造材１２は、第１吹付コンクリ
ート層１１ｂが形成された後、その内側に配されるもの
で、その後形成される第２、３、４吹付コンクリート層
１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ内に埋設されるとともに、地山
１に向けて打設された複数の鋼棒等のロックボルト１４
の基端部１４ａに固定される。

【００２１】鋼製構造材１２は、図３（ａ）に示すよう
に、縦方向ラティスガーダ１２Ａと横方向ラティスガー
ダ１２Ｂの２種類があり、これらを格子状に組み合わす
ことによって掘削面２を覆うように配されている。縦方
向ラティスガーダ１２Ａおよび横方向ラティスガーダ１
２Ｂは、共に４角形の四隅に平行して延在する４つの主
筋Ｓと、これら主筋Ｓを互いに連結する複数のラティス
材Ｒとを組み合わせて形成した鉄筋支保工であり、縦方
向ラティスガーダ１２Ａの両端部には継手板１２ａが設
けられ、横方向ラティスガーダ１２Ｂの両端部には継手
板１２ｂ、１２ｃが設けられている。一方の継手板１２
ｃは、他方の継手板１２ｂに比べて大型に形成されかつ
補強部材１２ｄによって強化・支持されている。

【００２２】また、縦方向ラティスガーダ１２Ａの下端
部には、図３（ｂ）に示すように、該縦方向ラティスガ
ーダ１２Ａを支持するため、掘削面２の底面に設置する
底板１２ｅが設けられている。該底板１２ｅは、さらに
地下空洞を掘り下げた場合には、下方に配設された他の
縦方向ラティスガーダ１２Ａとの連結に用いる継手板１
２ａとして機能する。

【００２３】縦方向ラティスガーダ１２Ａは、掘削面２
の周方向に沿って配され、互いの継手板１２ａを当接さ
せて複数のボルトＢにより連結・固定されている。ま
た、縦方向ラティスガーダ１２Ａには、ロックボルト１
４が固定されるロックボルト取付部１６と、ＰＳアンカ
ー１３が固定されるアンカー取付部１７とが互いに離間
して設けられている。

【００２４】ロックボルト取付部１６は、図２に示すよ
うに、掘削面２側にロックボルト１４の基端部１４ａが
固定される固定部材１６ａが設けられ、また、アンカー
取付部１７には、アンカー取付孔１７ａが形成され、該
アンカー取付孔１７ａの空洞内側にはアンカー固定板１
７ｂ、１７ｃが設けられている。

【００２５】前記横方向ラティスガーダ１２Ｂは、図３
に示すように、その一端に設けられた継手板１２ｂが縦
方向ラティスガーダ１２Ａのロックボルト取付部１６の
両側に複数のボルトＢで固定されて連結され、また、他
端に設けられた継手板１２ｃがアンカー取付部１７の両
側に複数のボルトＢで固定されて連結されている。これ
により、ロックボルト取付部１６およびアンカー取付部
１７が、格子状に形成された鋼製構造材１２の交点に位
置することとなる。

【００２６】前記ＰＳアンカー１３は、図２に示すよう
に、複数のＰＣ鋼撚り線１３ｂと、これらＰＣ鋼撚り線
１３ｂが貫通されかつ掘削面２から地山１に向けて形成
されたアンカー孔１８に挿入されたシース部材１３ｃと
を具備している。該シース部材１３ｃは、その基端がア
ンカー取付部１７のアンカー固定板１７ｂに接続されて
いる。

【００２７】また、前記金網１５（１５Ａ，１５Ｂ）は
金網保持手段２０によって位置決めされて位置ずれを防
止され、これにより、図４に示すように、外側の金網１
５Ａに対し内側の金網１５Ｂの特に内方への突出部分の
離間距離ｈが所定範囲内になるように保持される。

【００２８】図５〜図９は金網保持手段２０の各例を示
す。図５に示すものは、ロックボルト１４の基端部に固
定板２１が挿通状態でかつナット２２によって内方への
移動を阻止された状態で取り付けられ、この固定板２１
によって外側の金網１５Ａが内方（空洞方向）へずれな
いように保持される。なお、固定板２２の４隅には金網
１５Ａが同一平面内において側方へずれるのを防止する
ための突起２１ａが設けられている。ロックボルト１４
には接続用のナット２３を介し、先端に略コ字状の係合
部２４ａを有する金網保持棒２４がロックボルト１４の
延長線上に設けられ、この金網保持棒２４の係合部２４
ａの先端が、図中波線で示すように内側の金網１５Ｂを
挟み込んだ状態で折り曲げられることにより、内側の金
網１５Ｂが所定高さ位置に保持されるようになってい
る。

【００２９】図６に示すものは、図５で示した金網保持
棒２４に代わって先端に雄ねじ２５ａを有するねじ棒２
５が、ロックボルト１４の延長線上に設けられ、ねじ棒
２５の先端に、前記固定板２１が前記とは逆に取り付け
られ、この固定板２１と内側の金網押え２６との間で内
側の金網１５Ｂを挟み込むことにより、同内側の金網１
５Ｂを所定高さ位置に保持するものである。

【００３０】図７に示すものは、Ｌ字状のピースを略９
０度の開き角を有するように接合したスペーサ部材２７
を利用するものであり、このスペーサ部材２７の足部２
７ａが外側の金網１５Ａに溶接されて固定され、スペー
サ部材２７の先端の屈曲部分２７ｂに、内側の金網１５
Ｂの交差部分を挟み込んだ状態でねじ込まれ、これによ
り、外側の金網１５Ａに対し内側の金網１５Ｂの所定部
分を所定高さ位置に保持するものである。

【００３１】図８に示すものは、縦方向あるいは横方向
のラティスガーダ１２Ａ（１２Ｂ）の側部所定高さ位置
に、リング部材２８が該リング部材２８に一体的に設け
られた係合爪２８ａをラティスガータの柱部に係合され
ることにより固定され、この固定されたリング部材２８
に、内側の金網１５Ｂの端部が図８（ｂ）に示すように
挿入されて前記柱部に巻き付けられることにより、内側
の金網１５Ｂを所定高さ位置に保持するものである。

【００３２】図９に示すものは、縦方向あるいは横方向
のラティスガーダ１２Ａ（１２Ｂ）のハンチ鋼２９に略
Ｌ字状の係止部材３０がその一側を当接され溶接等の固
定手段によって固定され、内側の金網１５Ｂを間に挟み
込んだ状態で、係止部材３０の自由端側を折り曲げるこ
とにより、内側の金網１５Ｂを所定高さ位置に保持する
ものである。

【００３３】前記ＰＣ鋼撚り線１３ｂは、その基端部１
３ａが前記鋼製構造材１２の交点であるアンカー取付部
１７のアンカー固定板１７ｃに固定用グリップ１９によ
って固定され、その他端部１３ｄは、シース部材１３ｃ
の他端から突出し、アンカー孔１８内に注入されたセメ
ント系充填材（モルタル等）２０によってシース部材１
３ｃとともに地山１の岩盤と固定されるとともに、１０
０ｔ程のプレストレスが導入された状態とされている。

【００３４】この一形態における地下空洞の覆工構造で
は、地山１の奥に他端部１３ｄが固定されたＰＣ鋼撚り
線１３ｂがその導入力により掘削に伴って生じる掘削面
２周辺のゆるみ域を拘束し、該ゆるみ域の岩塊がすべり
動くことを抑制するとともに、前記導入力は、格子状の
鋼製構造材１２およびコンクリート覆工壁１１によって
掘削面２の岩盤に伝達し、地山応力を分散させて、集中
荷重や部分的な変位を抑制する。したがって、単に掘削
面２近傍のゆるみ域に打設されて掘削面２近傍のみの岩
塊を固定するロックボルト１４とは異なり、前記ＰＣ鋼
撚り線１３ｂは、鋼製構造材１２およびコンクリート覆
工壁１１と一体になって大空洞の広範囲なゆるみ域全体
を拘束して支保する。さらに、アンカー取付部１７のア
ンカー固定板１７ｂ、１７ｃは、ＰＣ鋼撚り線１３ｂに
対する支圧板として機能することにより、ＰＣ鋼撚り線
１３ｂの導入力は鋼製構造材１２を介してコンクリート
覆工壁１１へ伝達される。

【００３５】また、ＰＣ鋼撚り線１３ｂは鋼製構造材１
２の交点に固定されるので、ＰＣ鋼撚り線１３ｂにかか
る１００ｔ程の大きな導入力は前記交点を構成する縦方
向ラティスガーダ１２Ａおよび横方向ラティスガーダ１
２Ｂによって４方に分散・伝達されるとともに、掘削面
２に延在する鋼製構造材１２全体に分散され、ＰＣ鋼撚
り線１３ｂの基端部１３ａへの地山応力の集中が抑制さ
れる。

【００３６】次に、地下空洞の覆工構造の一形態におけ
る覆工方法について、図１０から図１３を参照しながら
説明する。

【００３７】本形態における地下空洞の覆工方法では、
地下空洞を掘削する際に、図１０に示すように、地下空
洞を上部から下部へ向けて複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃ・・・
Ｎに分け、上部から各領域ごとに覆工を行う。

【００３８】〔上部領域Ａの覆工〕まず、地山１を掘削
して地下空洞の上部領域である領域Ａを形成する。この
とき、水平方向に一定距離づつ掘削し、形成されたアー
チ状の掘削面２に順次下記の覆工工程を行って支保しな
がら掘削を進める。

【００３９】「一次覆工壁形成工程」領域Ａの掘削面２
にならしコンクリートを吹き付けてある程度平滑化した
後、さらにコンクリートを吹き付けて第１吹付コンクリ
ート層１１ａを形成して、一次覆工壁１１Ａとする（図
１１中）。

【００４０】「ロックボルト打設工程」形成した一次覆
工壁１１Ａを貫通するようにロックボルト１４を打設し
てモルタル等で固定することにより、掘削面２近傍の岩
盤表面の剥離等の局部破壊を防止する。（図中の）。
このとき、ロックボルト１４は、後に配設される鋼製構
造材１２のロックボルト取付部１６に対応する所定の各
位置に打設されるとともに、鋼製構造材１２が配される
箇所に沿って、さらに鋼製構造材１２の格子空間の略中
央部分に位置するように打設される（図１２参照）。そ
して、ロックボルト１４の基端部１４ａは第１吹付コン
クリート層１１ａから内側に突出状態とされる。

【００４１】「金網並びに鋼製構造材建込工程」前記一
次覆工壁１１Ａの表面に沿って外側および内側の金網１
５Ａ，１５Ｂを建て込むとともに、内側の金網１５Ｂの
内方に長尺の鋼製構造材１２を格子状に配設して建て込
む（図１１中参照）。

【００４２】このとき、前記外側の金網１５Ａをロック
ボルト１４の基端部１４ａによって固定するとともに、
内側の金網１５Ｂもロックボルト１４に取り付けた金網
保持棒２４、ねじ棒２５および固定板２１を介して固定
する（図５，図６参照）。さらに、ロックボルト１４の
基端部１４ａをロックボルト取付部１６に固定部材１６
ａにより固定する。また、内側と外側の金網１５Ａ，１
５Ｂどうしの間に、図７に示すようにスペーサ部材２７
を介在させたり、図８，図９に示すようにラティスガー
タ１２Ａ，１２Ｂに設けたリング材２８あるいは係止部
材３０によって内側の金網１５Ｂが位置ずれしないよう
に固定し、該内側の金網１５Ｂの特に内方への突出部分
の外側の金網１５Ａに対する離間距離ｈが所定範囲内に
なるように保持する。

【００４３】なお、鋼製構造材１２、金網１５等を固定
するための部材であるロックボルト取付部１６、金網保
持棒２４、ねじ棒２５、スペーサ部材２７，リング材２
８、係止部材３０等は予めロックボルト１４、縦方向あ
るいは横方向のラティスガータ１２Ａ，１２Ｂ、金網１
５にセットしておき、この状態で建て込むものとする。

【００４４】「二次覆工壁形成工程」鋼製構造材１２の
建て込み後、さらにコンクリートを吹き付けて金網１５
並びに鋼製構造材１２が埋設されるように第２、３、４
吹付コンクリート層１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを積層し、
二次覆工壁１１Ｂを形成する（図中の）。このとき、
図４に示すように、第２吹付コンクリート層１１ｃによ
って内側の金網１５Ｂまでを覆うとともに、第３、第４
吹付コンクリート層１１ｄ，１１ｅによって鋼製構造材
１２の残る露出部分を覆い、二次覆工壁１１Ｂを段付き
構造とする。また、二次覆工壁１１Ｂを形成するとき、
図２に示すようにアンカー取付部１７の内側部分だけは
埋設せずに露出されておく。

【００４５】「ＰＣ鋼材打設工程」アンカー取付部１７
から一次および二次覆工壁１１Ａ，１１Ｂを通して地山
１中に長尺のＰＣ鋼撚り線１３ｂを有するＰＳアンカー
１３を打設するとともに、該ＰＣ鋼撚り線１３ｂの基端
部１３ａをアンカー取付部１７に仮固定する。このと
き、仮固定手段として、例えば、図１３に示すように、
アンカー固定板１７ｂを貫通して突出状態のＰＣ鋼撚り
線１３ｂの基端部１３ａに、雄螺子Ｍを形成しておくと
ともに、該雄螺子Ｍにナット２１を螺着させておき、さ
らに、この基端部１３ａを、アンカー固定板１７ｂにボ
ルトＢによって接続された仮固定部材３２の貫通孔３２
ａに挿通させておく。したがって、ナット３１が仮固定
部材３２に係止されて、ＰＣ鋼撚り線１３ｂが抜け落ち
ることがない。仮固定後、ＰＣ鋼撚り線１３ｂにプレス
トレスを導入する際には、仮固定部材３２を取り除き、
基端部１３ｂをアンカー固定板１７ｂに固定する（図中
の）。

【００４６】〔領域Ｂ，Ｃ・・・Ｎの覆工〕領域Ａの覆
工完了後、一定深さを掘削して次の領域Ｂを形成する。
この領域Ｂにおいても、領域Ａと同様に、上記の一次覆
工壁形成工程、ロックボルト打設工程、金網並びに鋼製
構造材建込工程、二次覆工壁形成工程およびＰＣ鋼材打
設工程によって覆工を行う。さらに、領域Ｂの覆工完了
後、同様に掘削を繰り返し、最下部領域である領域Ｎま
で各領域毎に上記各工程によって覆工を施し、地下空洞
全体を支保する覆工構造を構築する。

【００４７】この地下空洞の覆工方法では、ＰＣ鋼撚り
線１３ｂの基端部１３ａを鋼製構造材１２に仮固定する
ので、吹付コンクリート層や掘削面２に直接仮固定する
ための特殊な治具としてブロッキングパイプ等を用いる
ことなく、前述した仮固定用部材２２等の簡易かつ軽量
な部材によりボルトやナット締めで仮止めが可能となる
とともに、吹付コンクリート層表面の整形等の作業が不
要となる。

【００４８】また、複数の金網１５Ａ，１５Ｂを一度の
工程で掘削面にセットし、その後、その内側へ鋼製構造
材１２を建て込んでいるので、例えば、間に鋼製構造材
１２を建て込む工程を挟んで２度金網を建て込む場合に
比べて、工程の簡素化が図れる。なお、コンクリートを
吹き付ける際の金網のずれは、前記図５〜図９で示した
金網保持手段２０を利用することにより、特に、内側の
金網を固定・支持することにより防止することができ、
これにより、金網１５Ａ，１５Ｂどうしの鋼製構造材の
格子空間に相当する箇所の離間距離を充分確保すること
ができるとともに、吹付コンクリートのかぶり厚さを確
保することができ、したがって、鋼製構造材、金網、吹
付コンクリート等からなる梁スラブ構造の強度が不足す
ることはない。

【００４９】また、鋼製構造材１２、金網１５等を固定
するための部材であるロックボルト取付部１６、金網保
持棒２４、ねじ棒２５、スペーサ部材２７，リング材２
８、係止部材３０等は、予めロックボルト１４、縦方向
あるいは横方向のラティスガータ１２Ａ，１２Ｂ、金網
１５に予めセットしておき、この状態で建て込んでいる
ので、ロックボルトやラティスガータ等を建て込んだ後
に、前記固定部材を後付けでロックボルト等に固定する
場合に比べ、この点においても工程の簡素化が図れる。

【００５０】また、地下空洞を上部の領域Ａから下部の
領域Ｎまで領域毎に掘削・覆工を繰り返し行うので、地
下空洞における覆工作業領域の上方が常に支保されるこ
とにより作業の安全性を確保しながら大断面の地下空洞
を形成することができる。

【００５１】なお、前記一形態においては、鋼製構造材
１２は、縦方向ラティスガーダ１２Ａおよび横方向ラテ
ィスガーダ１２Ｂのようなラティス状の鉄筋支保工とし
たが、他の鋼製構造材でもよい。例えば、トラス状の鉄
筋支保工やＨ鋼等の型鋼からなる鉄骨支保工でも構わな
い。そして、鋼製構造材１２を四角形状の格子に構築し
たが、他の形状の格子状に形成しても構わない。例え
ば、三角形状の格子でもよい。

【００５２】また、ＰＳアンカー１３には、ＰＣ鋼撚り
線１３ｂを用いてプレストレスを導入したが、他のＰＣ
鋼材によって導入しても構わない。例えば、長尺のＰＣ
鋼線やＰＣ鋼棒等を用いてもよい。

【００５３】また、前記一形態では、本発明を地下空洞
の覆工壁に適用した場合について説明したが、本発明は
これに限られることなく、他の支保壁、例えばトンネル
の支保壁や、連続地中壁の山止め壁等にも適用すること
ができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の支保壁の構造によれば、ＰＣ鋼材の導入
力が、鋼製構造材およびコンクリート覆工壁に伝達され
て、これらが一体となって地下空洞の広範囲なゆるみ域
全体を拘束し、地山応力を分散させ、集中荷重や部分的
な変位を抑制するとともに、鋼製構造材自体が支保効果
を向上させているので、大断面の地下空洞においても強
固な支保構造を得ることができる。また、ＰＣ鋼材の基
端部が鋼製構造材に支持され、その導入力が鋼製構造材
を介してコンクリート覆工壁へ伝達されるので、ベアリ
ングプレート等の導入力伝達用の大径重量物が不要とな
るとともに、軽量かつ簡易な部材によりＰＣ鋼材の固定
が可能となり、施工性および安全性を向上させることが
できる。さらに、鋼製構造材、金網、吹付コンクリート
等で強度的に優れるスラブ構造を構築し、このスラブ構
造が前記ＰＣ鋼材によって導入される引張力と相俟っ
て、より強固な支保構造が得られる。

【００５５】請求項２記載の支保壁の構造によれば、Ｐ
Ｃ鋼材は鋼製構造材の交点に固定されるので、導入力は
交点を構成する鋼製構造材によって少なくとも３方に分
散・伝達されて、ＰＣ鋼材の基端部への地山応力の集中
をより抑制することができるとともに、ＰＣ鋼材の基端
部をより簡易かつ軽量な部材によって固定することがで
きる。

【００５６】請求項３記載の支保壁の構造によれば、鋼
製構造材、金網および吹付コンクリート等で金網補強の
スラブ構造を構築するが、このとき、鋼製構造材の格子
空間に対応する部分では金網どうしが適宜距離離間され
て、例えば、それら金網のうちの一つはスラブ構造の底
部近傍にまた他の金網は表面近傍にそれぞれ位置させる
こととができ、このため、表面の靱性をも確保して強度
的に優れたスラブ構造が得られることなる。この結果、
従来最内層に使用していたスティールファイバー吹付け
コンクリートを省略、あるいは通常の吹付コンクリート
に置き換えることができる。

【００５７】請求項４記載の支保壁の構造によれば、二
次覆工壁を鋼製構造材が位置する部分だけ内方へ突出す
る段付き構造とすることにより、覆工壁を梁スラブ構造
に構築することができ、このため、所定の強度を有しな
がらも、鋼製構造材の格子空間に対応する箇所の吹付コ
ンクリートの厚さを減らすことが可能となる。この結
果、吹付コンクリートの打設量を大幅に削減することが
できる。

【００５８】請求項５記載の支保壁の構造によれば、金
網保持手段によって金網の位置ずれを防止しているの
で、内側の金網を所望する箇所に配置させることがで
き、ひいては、吹付コンクリートのかぶり厚さを確保す
るとともに、内外の金網の離間距離を一定に保つことが
できる。この結果、より一層強固な梁スラブ構造が確保
される。

【００５９】請求項６記載の支保壁の施工方法によれ
ば、ＰＣ鋼材の基端部を鋼製構造材に仮固定するので、
簡易な部材で仮止めが可能となることにより、仮固定用
の特殊な部材等が不要となるとともに、吹付コンクリー
ト層表面の整形等の作業が不要となり、仮固定作業の効
率化および施工コストの低減等を図ることができる。ま
た、鋼製構造材を格子状に配設するので、鋼製構造材が
定規となって吹付コンクリートの仕上がり形状を向上さ
せて凹凸を低減させることができる。

【００６０】請求項７記載の支保壁の施工方法によれ
ば、予めセットされた金網保持手段を用いて金網を所定
位置に位置決めできるので、ロックボルトや鋼製構造材
を建て込んだ後に、金網保持手段をそれら鋼製構造材等
の構成部材に溶接等によって後付けする場合に比べて工
程が簡素化でき、その分、施工が簡単になるとともに工
期が短縮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る支保壁の構造の一形態を示す概略
断面図である。

【図２】本発明に係る支保壁の構造の一形態における一
部を拡大した概略断面図である。

【図３】本発明に係る支保壁の構造の一形態における格
子状に組まれた鋼製構造材を示す正面図および縦方向ラ
チスガーダの下端部を示す正面図である。

【図４】本発明に係る支保壁の構造の一形態における一
部を拡大した概略断面図である。

【図５】本発明に係る支保壁の構造における金網保持手
段を示す斜視図である。

【図６】本発明に係る支保壁の構造における金網保持手
段を示す斜視図である。

【図７】本発明に係る支保壁の構造における金網保持手
段を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る支保壁の構造における金網保持手
段を示す斜視図である。

【図９】本発明に係る支保壁の構造における金網保持手
段を示す斜視図である。

【図１０】本発明に係る支保壁の施工方法の一形態を説
明するための概略断面図である。

【図１１】本発明に係る支保壁の施工方法の一形態にお
ける上部領域での工程を説明するための概念図である。

【図１２】本発明に係る支保壁の施工方法の一形態にお
ける手順を説明するための斜視図である。

【図１３】本発明に係る支保壁の施工方法の一形態にお
けるＰＣ鋼撚り線の仮固定を説明するための拡大断面図
である。

【図１４】本発明に係る支保壁の構造の従来例を示す概
略断面図および掘削面におけるＰＳアンカーおよびロッ
クボルトの打設配置図である。

【図１５】本発明に係る支保壁の構造の従来例における
ＰＣ鋼撚り線の仮固定を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 地山 ２ 掘削面 １１ コンクリート覆工壁 １１Ａ 一次覆工壁 １１Ｂ 二次覆工壁 １１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 第１、２、３、４吹
付コンクリート層 １２ 鋼製構造材 １２Ａ 縦方向ラティスガーダ １２Ｂ 横方向ラティスガーダ １３ ＰＳアンカー １３ａ 基端部 １３ｂ ＰＣ鋼撚り線 １５Ａ 外側の金網 １５Ｂ 内側の金網 １７ アンカー取付部 １７ｂ、１７ｃ アンカー固定板 ２０ 金網保持手段 Ｚ 格子空間

フロントページの続き (72)発明者 垣見 康介 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 長谷川 誠 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 征矢 雅宏 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 藤野 晃 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 小島 英郷 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削面にコンクリートが吹き付けられて
   一次覆工壁が形成され、 該一次覆工壁から地山に向けてロックボルトが打設さ
   れ、 前記一次覆工壁に沿って金網が建て込まれるとともに、
   該金網の内側に長尺の鋼製構造材が格子状に配設されて
   建て込まれ、しかも少なくとも鋼製構造材は前記ロック
   ボルトによって固定的に支持され、 それら金網並びに鋼製構造材を覆うようにコンクリート
   が吹き付けられて二次覆工壁が形成され、 前記二次覆工壁から地山に向けて、その基端部を前記鋼
   製構造材に支持させた状態で、プレストレスが導入され
   た長尺のＰＣ鋼材が打設されていることを特徴とする支
   保壁の構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の支保壁の構造において、 前記ＰＣ鋼材の基端部は、前記鋼製構造材の交点に固定
   されていることを特徴とする支保壁の構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の支保壁の構造に
   おいて、 前記金網は複数枚重ね合わされて設けられ、それら複数
   枚の金網のうち内側に位置する金網は前記格子状に組ま
   れる鋼製構造材の格子空間に対応する部分が内方へ突出
   する台形状に形成されていることを特徴とする支保壁の
   構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載の支保壁の構造において、 前記複数枚設けられた金網のうち内側に位置する金網の
   前記内方への突出量は、鋼製構造材の高さよりも小さい
   値に設定され、前記二次覆工壁は、鋼製構造材を覆う部
   分が鋼製構造材の格子空間に対応する部分よりも高くな
   る段付き構造とされていることを特徴とする支保壁の構
   造。
5. 【請求項５】請求項４記載の支保壁の構造において、 前記複数枚設けられた金網どうしのうち、内側に位置す
   る金網の位置ずれを防止する金網保持手段が設けられて
   いることを特徴とする支保壁の構造。
6. 【請求項６】 掘削面にコンクリートを吹き付けて一次
   覆工壁を形成する一次覆工壁形成工程と、 前記一次覆工壁の表面から地山に向けてロックボルトを
   打設するロックボルト打設工程と、 前記一次覆工壁の表面に沿って金網を建て込むととも
   に、該金網の内側に長尺の鋼製構造材を格子状に配設し
   て建て込み、しかも、少なくとも鋼製構造材を前記ロッ
   クボルトによって固定・支持する、金網並びに鋼製構造
   材建込工程と、 前記金網並びに鋼製構造材を覆うようにコンクリートを
   吹き付けて二次覆工壁を形成する二次覆工壁形成工程
   と、 前記一次および二次覆工壁を通して地山中に長尺のＰＣ
   鋼材を打設するとともに、該ＰＣ鋼材の基端部を前記鋼
   製構造材に仮固定した後、プレストレスを導入し基端部
   を固定するＰＣ鋼材打設工程とを備えることを特徴とす
   る支保壁の施工方法。
7. 【請求項７】請求項６記載の支保壁の施工方法におい
   て、 前記ロックボルトおよび鋼製構造材には、金網の位置ず
   れを防止する金網保持手段が予めセットされて所定位置
   に設置されることを特徴とする支保壁の施工方法。