JPH108875A - Ａｇｆ工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネルの上半断面を拡幅しても下半断面は拡
幅をしないようにする。 【解決手段】上半断面１６をパイプ１２の差し込み方向
に沿って拡幅掘削し、次に掘削した上半断面部６に上半
支保工２０を設置し、次に上半断面１６に設置された上
半支保工２０の下端部内側にリブ２２ａ〜２２ｅを設
け、次にトンネル１０の下半断面１７を拡幅をしないで
掘削し、下半断面１７に下半支保工２１を設置し、次に
リブと下半支保工２１とを連結してトンネル１０の全断
面について各支保工２０、２１を埋設する覆工２５を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＧＦ工法に関し、
更に詳細にはこのＡＧＦ工法に伴う拡幅を上半断面部の
みとし、下半断面部については拡幅することなくトンネ
ル掘削を行うＡＧＦ工法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル掘削工法として、トンネ
ルの掘削に先立って切羽前方の地中に傘状のアーチをト
ンネルの掘削方向に順次形成して行く工法が知られてい
る。このような工法はＡＧＦ工法と呼ばれている。

【０００３】このＡＧＦ工法は注入式長尺先受工法であ
り、多数のパイプ即ち鋼管を切羽前方の掘削予定上半断
面周囲における地中に油圧ドリルジャンボ等でその先端
部がトンネルの径方向外方に広がるように斜めに二重管
削孔した後、外周鋼管をそのまま地山に残置し、この外
周鋼管を用いて外周地山にグラウトをし、換言すれば地
盤改良剤を掘削予定上半断面周囲に注入して地山の限定
改良を図った後にトンネルを掘削するものであった。こ
のようなＡＧＦ工法は、例えば破砕帯のような強度のな
い地山や軟弱な地山にトンネルを掘削する場合によく用
いられる工法であり、非常によく知られている。

【０００４】このような従来のＡＧＦ工法を図で分かり
易く説明すると、図３及び図４に示されるように、トン
ネル１を掘削する前に上半断面の周囲、特には天井面２
となる部分に複数の管即ちパイプ３をその先端部がトン
ネルの径方向外方に広がるように斜めに差し込み、この
パイプ３内に地盤改良剤４を圧入してパイプ３の多数の
孔（図示せず）から押し出す。

【０００５】これによって、パイプ３の外周地山にグラ
ウトが注入され、これにより実質的にアーチ状のルーフ
５が形成されることになる。このようにして形成された
ルーフ５は、上半断面周囲におけるパイプ３の地中への
差し込み状態と同様にパイプ３の長さに対応した距離に
ついてトンネル上半断面が漸次拡幅されて形成されるこ
とになる。

【０００６】その後、ルーフ５の内周面に沿ってトンネ
ル１の上半断面が掘削され、次いでこの上半断面の拡幅
状態に整合するように、トンネル１の下半断面がトンネ
ルの長手方向に沿って拡幅されて掘削される。そして、
トンネルはこのような掘削方法を繰り返すことで掘進さ
れて行く。

【０００７】このようなトンネル掘削工程の中で適時、
この下半断面の底部にコンクリートを打設してインバー
ト６が形成される共にトンネル１の全断面にコンクリー
トが吹き付けられて１次覆工７が形成される。そして、
トンネル１の水平中心軸線Ｏより下側に下半支保工８ａ
が配置され、且つ上側には上半支保工８ｂが配置され
る。そして、最終的には、下半支保工８ａ及び上半支保
工８ｂを埋め殺しにするようにトンネル１の全断面にコ
ンクリートが吹き付けられて２次覆工９が形成される。

【０００８】このようにＡＧＦ工法では、図３及び図４
に示されるようにパイプ３を水平中心軸線Ｏに対して斜
めに差し込んでパイプ３外周囲の限定領域の地山を確実
に固結改良することが可能となり、未固結地山や断層破
砕帯等の不安定地山においても切羽の崩壊を避けながら
掘削することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＡＧＦ
工法においては、パイプ３をトンネル１の水平中心軸線
Ｏに対して斜めに差し込むため、その周囲に形成される
ルーフ５が手前側から奥側にかけて先広がりになり、こ
のルーフ５の内面の径で掘削されるトンネル１の上半断
面も、パイプ３の差し込み範囲毎に手前側から奥側にか
けて必然的に拡幅することになる。

【００１０】そして、トンネル１の下半断面は、掘削壁
面の強度上、この上半断面に整合するように掘削して行
くことから、上半断面と同じようにトンネル１の掘進方
向において所定長さごとに拡幅して行く状態で掘削しな
ければならなかった。しかし、地山の改良は上半断面の
ルーフだけでよく、本来的には下半断面を上半断面に整
合するように所定長さ毎に拡幅させながら掘削して行く
必要はまったくなく、そのため工事費用が増大するばか
りではなく、工期も長くなるという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、このような問題点を解決
するためになされたもので、ＡＧＦ工法でトンネルの上
半断面を所定長さごとに拡幅するようにして掘削する場
合でも、下半断面については上半断面に整合するような
拡幅をせずに掘削して、工事費用や工期の低減化を図る
ことが可能な改良されたＡＧＦ工法を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はＡＧＦ工法であ
り、前述の技術的課題を解決するために以下のように構
成されている。すなわち、本発明は、トンネルの掘削に
先立ち前記トンネルの掘削予定上半断面についてその周
囲に多数のパイプをその先端部が前記トンネルの径方向
外方に広がるように斜めに差し込み、前記パイプを介し
て地山改良剤を掘削予定上半断面周囲に注入して地山を
改良した後前記トンネルを掘削するＡＧＦ工法におい
て、前記掘削予定上半断面周囲の地山を改良剤で改良後
に前記上半断面部を前記パイプの差し込み方向に沿って
拡幅しながら所定長さだけ掘削すること、次いで掘削し
た前記上半断面部に上半支保工を設置すること、その
後、前記上半断面に設置された前記上半支保工の下端部
内側にリブを張り出して設けること、次いで、前記トン
ネルの下半断面を前記上半断面に対応した拡幅をしない
で前記トンネルの下半断面を掘削し、この下半断面に下
半支保工を設置すること、その後、前記リブと前記下半
断面に設置された前記下半支保工とを連結すること、次
いで、前記トンネルの全断面について前記各支保工を埋
設するように覆工を形成することからなる。前記リブを
内包するようにその周囲にコンクリートを打設してコン
クリート柱を形成し、前記下半支保工から前記上半支保
工への側方荷重伝達面積を増大させることができる。

【００１３】本発明のＡＧＦ工法においては、上半支保
工に内側に張り出すリブを設け、このリブと下半断面の
下半支保工とを連結するようにしたので、上半支保工と
下半支保工との径が異なる場合、すなわち、下半支保工
の径が上半支保工の径より小さい場合でも上半支保工と
下半支保工とを連結することができる。したがって、こ
のＡＧＦ工法では上半断面は従来と同様に拡幅しなけれ
ばならないが、下半断面を拡幅しないで済むので大幅な
工期短縮及び工費の節減が可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＡＧＦ工法を
図示の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本
発明に係るＡＧＦ工法によって掘削したトンネル１０の
断面を示す。ここでは、トンネル１０を掘削するのに先
立ち、トンネル１０の天井面１１となる部分に沿って切
羽面に複数のパイプ１２を差し込む。このパイプ１２
は、図４に示したと同様にその先端部がトンネル１０の
径方向外方に広がるように、水平中心軸線１５に対して
所定の角度で斜めに差し込む。

【００１５】次に、図１に示すようにこれらのパイプ１
２内に地盤改良剤１３を圧入し、パイプ１２の管壁に設
けられた多数の小孔（図示せず）から地山内に地盤改良
剤１３を押し出すようにする。これによって、パイプ１
２の周囲に地盤改良剤１３が広がり、これらの地盤改良
剤１３が繋がってトンネル１０の天井面１１となる部分
に沿ったアーチ状のルーフ１４が形成される。

【００１６】次に、トンネル１０の上半断面部１６をル
ーフ１４の内面に相当する径で水平中心軸線１５の少し
下側まで掘削する。上半断面部１６は、図２に示すよう
にパイプ１２の長さ毎に段付状に先広がりになってい
る。次に、水平中心軸線１５より上側の内面に、例えば
鋼製の上半支保工２０を取り付ける。続いて、上半支保
工２０を埋設する程度にコンコクリートを吹き付ける
（一次覆工１９）。

【００１７】この後、上半支保工２０の下端部に、内側
に張り出したＨ型鋼製のリブ２２ａ〜２２ｅをボルトで
取り付ける。また、リブ２２ａ〜２２ｅの先端に、Ｈ型
鋼（底板プレート２３付き）を建て込む。次に、リブ２
２ａ〜２２ｅ及びＨ型鋼（底板プレート２３付き）を埋
設する程度に吹付コンクリートを打設することにより、
リブ２２ａ〜２２ｅ及びＨ型鋼（底板プレート２３付
き）を上半支保工２０及びその上に打設されたコンクリ
ートに一体化する。これによって、後述の下半支保工２
１（図１）から上半支保工２０への側方荷重伝達面積が
増大する。

【００１８】次に、図１に示すように上判断面部１６よ
り小径な下半断面部１７を掘削する。この下半断面部１
７は、上半断面部１６のように拡幅することなくトンネ
ル１０の長手方向に亘って同一径で掘削する。続いて、
下半断面部１７の内面に下半支保工２１を取り付け、こ
の下半支保工２１をＨ型鋼（底板プレート２３付き）に
ボルトで取り付ける。これによって、上半支保工２０と
下半支保工２１が一体化される。この後、下半支保工２
１を埋設する程度にコンクリートを吹き付ける。以下、
上述と同様の手順でパイプ１２の差し込みから下半支保
工２１を埋設する程度にコンクリートを吹き付ける各作
業を繰り返して行うことによりＡＧＦ工法が終了する。

【００１９】その後、下半断面部１７の底部にインバー
ト３０を掘削し、その上にインバートコンクリート１８
を打設する。この後、上半支保工２０及び下半支保工２
１の内面にコンクリートを打設して二次覆工２５を形成
する。

【００２０】このように、本発明のＡＧＦ工法において
は、上半支保工２０の下端部に内側に張り出したリブ２
２ａ〜２２ｅを設け、このリブ２２ａ〜２２ｅを下半支
保工２１の上端部に連結したので、下半支保工２１の径
が上半支保工２０の径より小さくても上半支保工２０と
下半支保工２１とを確実に連結することができる。

【００２１】したがって、トンネル１０の上半断面部１
６は、従来と同様にパイプ１２の差し込み範囲毎に拡幅
しなければならないが、下半断面部１７及びインバート
１８は拡幅することなく全長にわたって同一径とするこ
とができるので、従来に比べて大幅な工期短縮及び工費
節減が可能になる。

【００２２】また、リブ２２ａ〜２２ｅを内包するよう
にその周囲にコンクリートを打設してコンクリート柱を
形成し、下半支保工２１から上半支保工２０への側方荷
重伝達面積を増大したので、リブ２２ａ〜２２ｅの周辺
に応力が集中してこの部分から破損するのを防止するこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＡＧＦ工
法によれば、トンネルの上半断面部を支える上半支保工
の下端部に内側に張り出すリブを設け、このリブをトン
ネルの下半断面部を支える下半支保工に連結するように
したので、地盤改良剤注入用のパイプを先広がりに差し
込み、パイプの差し込み範囲毎にトンネルの上半断面部
の掘削断面を徐々に拡幅する場合でも、上半支保工のリ
ブの張り出し長さを調整することによって、トンネルの
下半断面部及びインバートの掘削断面を拡幅せずに全長
にわたって同一径にすることができることから、大幅な
工期短縮及び工費節減が可能になる。

【００２４】また、上半支保工のリブにコンクリートを
吹付けてコンクリート柱を形成し、下半支保工から上半
支保工への側方荷重伝達面積を増大したので、リブの周
囲に過大な荷重がかかって破損するようなことを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＡＧＦ工法を説明する断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】従来例に係るＡＧＦ工法を説明する断面図であ
る。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１０ トンネル １１ 天井面 １２ パイプ １３ 地盤改良剤 １４ ルーフ １６ 上半断面部 １７ 下半断面部 １８ インバート ２０ 上半支保工 ２１ 下半支保工 ２２ａ〜２２ｅ リブ ２４ コンクリート柱

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの掘削に先立ち前記トンネルの
   掘削予定上半断面についてその周囲に多数のパイプをそ
   の先端部が前記トンネルの径方向外方に広がるように斜
   めに差し込み、前記パイプを介して地山改良剤を掘削予
   定上半断面周囲に注入して地山を改良した後前記トンネ
   ルを掘削するＡＧＦ工法において、 前記掘削予定上半断面周囲の地山を改良剤で改良後に前
   記上半断面部を前記パイプの差し込み方向に沿って拡幅
   しながら所定長さだけ掘削すること、 次いで掘削した前記上半断面部に上半支保工を設置する
   こと、 その後、前記上半断面に設置された前記上半支保工の下
   端部内側にリブを張り出して設けること、 次いで、前記トンネルの下半断面を前記上半断面に対応
   した拡幅をしないで前記トンネルの下半断面を掘削し、
   この下半断面に下半支保工を設置すること、 その後、前記リブと前記下半断面に設置された前記下半
   支保工とを連結すること、 次いで、前記トンネルの全断面について前記各支保工を
   埋設するように覆工を形成することからなるＡＧＦ工
   法。
2. 【請求項２】 前記リブを内包するようにその周囲にコ
   ンクリートを打設してコンクリート柱を形成し、前記下
   半支保工から前記上半支保工への側方荷重伝達面積を増
   大させたことを特徴とする請求項１に記載のＡＧＦ工
   法。