JPH0960498A - 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】 掘削面に第１吹付コンクリート層１１ａ
が形成され、このコンクリート層に沿って第１の金網１
５Ａ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、第１の金網等を覆うように第２吹付コ
ンクリート層が形成され、このコンクリート層に沿って
第２の金網１５Ｂが配設され、第２の金網並びに鋼製構
造材の残りを覆うように第３吹付けコンクリート層が形
成され、コンクリート層から地山に向けて、その基端部
を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
吹き付けられて第１吹付コンクリート層が形成され、該
第１吹付コンクリート層から地山に向けてロックボルト
が打設され、前記第１吹付コンクリート層に沿って第１
の金網が建て込まれるとともに、該第１の金網の内側に
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、それら第１の金網並びに鋼製構造材
の一部を覆うようにコンクリートが吹き付けられて第２
吹付コンクリート層が形成され、該第２吹付コンクリー
ト層に沿って第２の金網が建て込まれ、それら第２の金
網並びに鋼製構造材の残りの部分を覆うように第３吹付
コンクリート層が形成され、該第３吹付コンクリート層
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
造材および吹付コンクリート層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、鋼製構造材および吹付コンクリート層と一
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吹付コンク
リート層へ伝達されるので、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、第１，第２金網、吹付コンクリ
ート層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、前記第
２の金網は、前記鋼製構造材の格子空間に対応する位置
であってしかも鋼製構造材の高さ方向の中間位置に配設
され、前記第３吹付コンクリート層は、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。第３
吹付コンクリート層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層の厚さを減らすことが可能とな
る。

【００１２】請求項４記載の支保壁の構造では、前記金
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、第１，第２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、第１，第２の金
網の離間距離を一定に保つことができる。

【００１３】請求項５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第１吹付コンクリート
層を形成する第１吹付コンクリート層形成工程と、前記
第１吹付コンクリート層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１吹付
コンクリート層の表面に沿って第１の金網を建て込むと
ともに、該第１の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、第１の金
網並びに鋼製構造材建込工程と、前記第１の金網並びに
鋼製構造材の一部を覆うようにコンクリートを吹き付け
て第２吹付コンクリート層を形成する第２吹付コンクリ
ート層形成工程と、第２吹付コンクリート層に沿って第
２の金網を建て込む第２の金網建込工程と、第２の金網
並びに鋼製構造材の残りの部分を覆うようにコンクリー
トを吹き付けて第３吹付コンクリート層を形成する第３
吹付コンクリート層形成工程と、前記第１〜第３吹付コ
ンクリート層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Ｐ
Ｃ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。

【００１４】請求項６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。

【００１５】

【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。

【００１６】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第１吹付コン
クリート層１１ａが形成され、これら第１吹付コンクリ
ート層１１ａから地山に向けてロックボルト１４が打設
される。また、第１吹付コンクリート層１１ａに沿って
第１の金網１５Ａが配設されるととともに、第１の金網
１５Ａ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、それら第１の金網１５並びに鋼製構造材１２
の一部を覆うようにコンクリートが吹き付けられて第２
吹付コンクリート層１１ｂが形成されている。第２吹付
コンクリート層１１ｂに沿って第２の金網１１Ｂが配設
され、この第２の金網１１Ｂ並びに鋼製構造材１２の残
りの部分を覆うように第３吹付コンクリート層１１ｃが
形成されている。また、第３吹付コンクリート層１１ｃ
から地山１に向けて、その基端部１３ａを前記鋼製構造
材１２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１
３が打設されている。

【００１７】前記したようにコンクリート覆工壁１１
は、第１，第２，第３吹付コンクリート層１１ａ，１１
ｂ，１１ｃから構成され（図２，図４参照）、第１吹付
コンクリート層１１ａは、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１１ｚ上に形成される。ま
た、第３吹付コンクリート層１１ｃは、図２，図４に示
すように、第２の金網１５並びに鋼製構造材１２の中間
部分を覆う層と、該層から内方（空洞方向）へ突出する
鋼製構造材１２を覆う層とに分けて吹き付けられる場合
もある。ここで、第３吹付コンクリート層１１ｃは、鋼
製構造材１２を覆う部分が、鋼製構造材の格子空間Ｚ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。

【００１８】前記第１，第２の金網１５Ａ，１５Ｂ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。外側（掘削面側）に
配される第１の金網１５Ａは幾つかの鋼製構造材１２の
格子空間Ｚに股がる比較的大きいものが利用される。一
方、第２の金網１５Ｂは鋼製構造材１２の格子空間Ｚと
同程度かそれよりも若干大きな比較的小さいものが利用
される。なお、第２の金網１５Ｂは、鋼製構造材１２を
よけるように内方へ出っ張る構造とすれば、第１の金網
のように幾つかの鋼製構造材１２の格子空間Ｚに股がる
大きさのものであってもよい。また、第２の金網１５Ｂ
は鋼製構造材１２の高さ方向の中間位置（例えば略半
分）に配設される。

【００１９】前記鋼製構造材１２は、第１吹付コンクリ
ート層１１ａが形成され、該第１吹付コンクリート層１
１ａに沿って配される第１の金網１５Ａの内側に配され
るもので、その後形成される第２、３吹付コンクリート
層１１ｂ，１１ｃ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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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、第１の金網１
５Ａ並びに第２の金網１５Ｂは所定位置に保持される。

【００２７】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
によって第１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第２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、第２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。

【００２８】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と第２の金網押え２６との間で第
２の金網１５Ｂを挟み込むことにより、同第２の金網１
５Ｂを所定高さ位置に保持するものである。

【００２９】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が第１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、第２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、第１の金網１５Ａに対し第２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。

【００３０】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、第２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、第２
の金網１５Ｂを所定高さ位置に保持するものである。

【００３１】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、第２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、第２の金網１５Ｂを所定高さ位置に保持する
ものである。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】〔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。

【００３８】「第１吹付コンクリート層形成工程」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を形成する（図１１中）。

【００３９】「ロックボルト打設工程」形成した第１吹
付コンクリート層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。

【００４０】「第１の金網並びに鋼製構造材建込工程」
前記第１吹付コンクリート層１１ａの表面に沿って第１
の金網１５Ａを建て込むとともに、この第１の金網１５
Ａ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）。

【００４１】このとき、前記第１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、
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１６ａにより固定する。

【００４２】「第２吹付コンクリート層形成工程」第１
の金網１５Ａ並びに鋼製構造材１２の一部を覆うように
コンクリートを吹き付けて第２吹付コンクリート層１１
ｂを形成する。

【００４３】「第２の金網建込工程」第２の吹付コンク
リート層１１ｂの表面に沿って第２の金網１５Ｂを建て
込む。図２，図１２では鋼製構造材１２の格子空間Ｚに
対応する部分のみに第２の金網１５Ｂを建て込む場合を
示す。このとき、第２の金網１５Ｂを、ロックボルト１
４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）。また、第
１の金網１５Ａに固定したスペーサ部材２７、あるいは
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、第２の金網１５Ｂが位置
ずれしないように固定する（図７，図８，図９参照）。
これにより、天井部に位置する金網に例え後述するよう
に吹付コンクリートが付着した場合でも、重量によって
第２の金網１５Ｂが下方へ垂れることはない。

【００４４】なお、鋼製構造材１２、第１，第２の金網
１５Ａ，１５Ｂ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２８、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にセットしておき、この状
態で建て込むものとする。

【００４５】「第３吹付コンクリート層形成工程」第２
の金網１５Ｂの建て込み後、さらにコンクリートを吹き
付けて第２の金網１５Ｂ並びに鋼製構造材１２の残りの
部分が埋設されるように第３吹付コンクリート層１１ｃ
を形成する（図中の）。このとき、図４に示すよう
に、第３吹付コンクリート層１１ｃの吹き付けをさらに
２段に分け、最初の吹き付けによって第２の金網１５Ｂ
を全て覆うとともに鋼製構造材１２の中間部分を覆い、
次なる吹き付けによって鋼製構造材の残りの部分を覆
い、第３吹付コンクリート層１１ｃを段付き構造とす
る。また、第３吹付コンクリート層１１Ｃ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。

【００４６】「ＰＣ鋼材打設工程」アンカー取付部１７
から第１〜第３吹付コンクリート層１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ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３
２の貫通孔３２ａ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１
３ｂ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３
２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）。

【００４７】〔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、上記の第１吹
付コンクリート層形成工程、ロックボルト打設工程、鋼
製構造材等建込工程、第２吹付コンクリート層形成工
程、第２の金網建込工程、第３吹付コンクリート層形成
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。

【００４８】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。

【００４９】また、第１，第２の金網１５Ａ，１５Ｂを
建て込むに当たり、最初に第１の金網１５Ａを建て込
み、その後第２の吹付コンクリート層を形成し、その上
から第２の金網１５Ｂを建て込んでいるので、例えば、
一度に第１，第２の金網１５Ａ，１５Ｂを建て込みその
後コンクリートを吹き付けてコンクリート覆工壁を形成
する場合に比べて、第１，第２の金網１５Ａ，１５Ｂの
離間距離を充分確保することができ、それら金網の離間
距離が小さくて強度が低下するといった不具合を未然に
防止できる。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】なお、上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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】

【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。また、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する。このとき、金
網は第１のものと第２のものの２つ用意され、しかもそ
れら金網が互いに異なる第２，第３の吹付コンクリート
層にそれぞれ埋設されるので、金網どうしの離間距離は
充分に保たれることとなり、したがって、スラブ構造の
所定虚度は確保される。さらに、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。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。

【００５６】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。

【００５７】請求項３記載の支保壁の構造によれば、第
３吹付コンクリート層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る。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４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、第２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５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。また、第１の金網
と第２の金網は互いに異なる第２，第３の吹付コンクリ
ート層にそれぞれ別工程で埋設されるので、金網どうし
が必要以上に近づき過ぎたり離れ過ぎたりすることがな
く、所定の離間距離は充分に保たれる。

【００６０】請求項６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，１１ｂ，１１ｃ 第１、２、３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 第１の金網 １５Ｂ 第２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 (6)

【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
   第１吹付コンクリート層が形成され、 該第１吹付コンクリート層から地山に向けてロックボル
   トが打設され、 前記第１吹付コンクリート層に沿って第１の金網が建て
   込まれるとともに、該第１の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、 それら第１の金網並びに鋼製構造材の一部を覆うように
   コンクリートが吹き付けられて第２吹付コンクリート層
   が形成され、 該第２吹付コンクリート層に沿って第２の金網が建て込
   まれ、 それら第２の金網並びに鋼製構造材の残りの部分を覆う
   ように第３吹付コンクリート層が形成され、 該第３吹付コンクリート層から地山に向けて、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、 前記第２の金網は、前記鋼製構造材の格子空間に対応す
   る位置であってしかも鋼製構造材の高さ方向の中間位置
   に配設され、前記第３吹付コンクリート層は、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。
4. 【請求項４】請求項３記載の支保壁の構造において、 前記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。
5. 【請求項５】 掘削面にコンクリートを吹き付けて第１
   吹付コンクリート層を形成する第１吹付コンクリート層
   形成工程と、 前記第１吹付コンクリート層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１吹付コンクリート層の表面に沿って第１の金網を
   建て込むとともに、該第１の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、第１の金網並びに鋼製構造材建込工程と、 前記第１の金網並びに鋼製構造材の一部を覆うようにコ
   ンクリートを吹き付けて第２吹付コンクリート層を形成
   する第２吹付コンクリート層形成工程と、 第２吹付コンクリート層に沿って第２の金網を建て込む
   第２の金網建込工程と、 第２の金網並びに鋼製構造材の残りの部分を覆うように
   コンクリートを吹き付けて第３吹付コンクリート層を形
   成する第３吹付コンクリート層形成工程と、 前記第１〜第３吹付コンクリート層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。
6. 【請求項６】請求項５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。