JPS5937394B2 - トンネル堀削法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は岩盤中に予めトンネル形成壁面に沿って所定
数の削孔を形成することにより、可及的にトンネル壁面
を円滑に形成させるトンネル掘削方法に関する発明であ
り、特に、予め形成した削孔間に更に、例えば、高圧力
水等のジェットにより該削孔に連接してトンネル壁面に
沿うスリットを形成させてトンネル壁面形成壊砕圧力を
該トンネル壁形成面に沿って付勢することが出来る様に
したトンネル掘削方法に係る発明である。

トンネル掘削に於ては一般に機械掘削法によらないで設
計断面通りに壁面形成させる掘削は困難とされている。

即ち、通常従来採用されている発破工法は発破による余
掘りが大きくなり、不安定な壁面も多く、そのため、覆
工に相当の費用がかかる不利点があるのみならず、完成
後の用途によってはライニングなし使用の揚重もあり、
従って、その様な場合には円滑壁面を有さない断面形成
のトンネルとして条件にき致しないという欠点を潜在的
に有していた。

而して、該発破工法の不利点に対処すべく近時スムース
プラスティング工法が開発され装薬孔の径、間隔、装薬
量、最小抵抗線を設定することにより第１図に示す如く
各装薬孔ａに充填した装薬の発破応力すの楕円分布を連
鎖状態に現出させてトンネル壁面形成断面に沿って発破
応力の弱所方向分布を形成する様にし、又、トンネル形
成壁面に対する直角方向の爆破応力を弱め、所謂肌落ち
、穴荒れ等の不安定壁面形成を避け、可及的に円滑なト
ンネル断面を得る様にされて来た。

さりながら、該スムースプラスティング工法は一方に於
て上述の如く一応の成果は納めてはいるが、各装薬孔か
らの発破応力の短軸方向分布に対する長軸方向分布が相
対的に多いとはいうものの、依然として短軸方向、即ち
、形成壁面に対する岩盤方向の応力分布が少くなく、前
記欠点が実質的には無視出来難い難点があった。

この発明の目的は上述在来技術に基づくトンネル掘削方
法の問題点を解決すべき技術的課題とし、余掘りが小さ
く、不安定壁面の形成がなくなり、円滑な壁面とし、高
能率に施工が出来る様にして建設産業に於けるトンネル
施工利用分野に益する優れたトンネル掘削方法を提供せ
んとするものである。

上述目的に沿うこの発明の構成は前述問題点を解決する
ためにトンネル形成壁面に沿って所定数の削孔を予め穿
設し、該削孔形成中、或はは、形成後に各削孔より隣り
合う削孔に向かって、削孔の長手方向に沿って、例えば
、高圧力水のジェットにより切込み溝を切削して上記削
孔と一連にスリットを形成させ、該削孔及びスリットか
らの発破圧、或いは、高圧流体圧等を発生させて該スリ
ット間の弱所、即ち、トンネル形成壁面に沿う方向に地
盤を壊破し、円滑な壁面断面を形成する様にした技術的
手段を講じたことを要旨とするものである。

次この発明の１実施例を第２図以下の図面に従って説明
すれば以下の通りである。

トンネル１の構築地の地盤２に於て該トンネル１の設計
断面の形成予定壁面３に該断面周線上に沿って所定間隔
で適宜手段により所定の数と径の削孔としての装薬孔４
，４・・・をトンネル１の軸に平行に設計深度で削穿す
る。

次に予め用意した適宜の高圧力水発生装置５に耐圧ホー
ス６を介して連結したスリット開穿パイプ７を圧力封入
装置としての適宜シール装置８を介して上記装薬孔４内
に順次、或いは、同時複数基挿入し、入口基部に於て該
開穿パイプ７の前部に設けた少くとも１つの直径上のノ
ズル９，９が上記予定壁面３に一致する様に該開穿パイ
プ７の基部に設けた適宜方向指示装置１０によりレベリ
ングされる様にし、そこで上記高圧力水発生装置５を動
作させると共に該開穿パイプ７を装薬孔４に沿って進入
、或いは、後退させると、高圧力水は該開穿パイプ７の
ノズル９から高圧ジェット１１として噴出してそのジェ
ットエネルギーは該開穿パイプ７の移動に随伴して岩盤
２に切溝を切削して板状空間のスリン）１２，１２を装
薬孔４の直径外延上に一体的に接続形成させ、しかも、
隣位の装薬孔４に向かう様にされ前記設計予定壁面３に
沿って形成される。

その間、高圧カシエツト１１はスリット１２内に於てシ
ール装置８により圧力の手前側への逸散を防がれ、効果
的に開穿作用を行う。

又、上記スリット１２の形成工程に於て開穿パイプ７を
少くとも１回往復動させる様にして所定深度のスリット
１２を形成する様にしても良いことは勿論であり、又、
装薬孔４の削孔と同時に形成させる様にしても良い。

而して、第４図に示す様に上記スリット１２の形成後開
穿パイプ１を引き抜き、水抜き作業を適宜に行った後に
上記装薬孔４内に所定の図示しない発破用ダイナマイト
を装填して発破させると、第５図に示す様に該発破の応
力分布は長軸をスリット１２方向にとった極めて離心率
の大きい楕円、或いは、楕円に近い偏平応力分布となり
、しかも、設計によつ゛Ｃ応力分布は連鎖状に予定壁面
３に沿う様に現われ、従って、その応力分布による亀裂
１３はスリット１２方向、即ち予定壁面３に沿って強く
現われ、該スリット１２に直角の方向、即ち、予定壁面
３に対向する方向には相対的に弱く現われ、条件によっ
ては実質的に現われない。

該亀裂１３の形成設計は装薬孔４、スリット１２のサイ
ズ、装薬量、最小抵抗線等によって決められる。

尚、上記ダイナマイトによる発破の代りに高圧水を送圧
することにより実質的に同様の作用効果を奏させること
が可能となる。

この様にして形成された連鎖亀裂１３，１３・・・の連
続面は予定壁面３と一致する。

その後、該形成亀裂１３，１３・・・の連鎖線内の老体
を所定にさく岩し、搬出すればトンネル１が構築される
。

尚、この発明は空胴周辺縁についてのものであるが、周
辺壁以外のところにも適用可能である。

又、上記スリット１２形成は上記例示の高圧力水ジエツ
ト以外の手段も採用可能である。

前述の様にこの発明によれば、トンネル形成壁面に沿っ
て所定数の削孔を形成せしめ、該削孔形成工程に伴い削
孔間に該削孔の長手方向に沿い、かつ各削孔から相互に
隣位の削孔に向けて切込み溝をジェットにより切削して
削孔と一連にスリットを形成させる様にしたことにより
、該スリットが予めトンネル形成壁面に沿って応力集中
弱所を形成させることが出来、従って、該削孔及びスリ
ット内に高圧を作用させることによりその圧力分布はス
リット方向、即ち、トンネル形成壁面に沿って集中する
様になり、その結果、該圧力分布の集中による亀裂発生
はトンネル形成壁面として連鎖状に現われ岩盤内を荒す
ことなく、そのため該トンネル形成壁面は極めて円滑に
形成され、不安定な壁面が少くなり、肌落ち、栗石等の
おそれがなくなり、コンクリートライニング等も少くて
済み、工期短縮、安全性、低コスト等の点に於て極めて
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスムースブラスティングの概略説明図、第２図
以下はこの発明の１実施例の説明図であり、第２図は施
工概略説明図、第３図は第２図部分拡大縦断説明図、第
４図は１施工工程の断面説明図、第５図は亀裂発生断面
説明図である。 ２・・・・・・岩盤、１・・・・・・トンネル、３・・
・・・・形成壁面、４・・・・・・削孔、１２・・・・
・・スリット、１１・・・・・・ジェット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 岩盤中に予めトンネル形成壁面に沿って削孔を形成
   せしめてトンネル壁面を円滑に形成させるトンネル掘削
   方法において、上記削孔をほぼトンネル形成壁面に沿わ
   せて所定数形成させ、該削孔形成工程に伴い該削孔間に
   該削孔の長手方向に沿いかつ各削孔から相互に隣位の削
   孔に向ける切込み溝をジェットにより切削して削孔と一
   連にスリットを形成させ、その後肢削孔及びスリット内
   に高圧を作用させることによりスリット間の岩盤を壊砕
   して円滑な形成壁面を得ることを特徴とするトンネル掘
   削方法。