JPS6314992A

JPS6314992A - 地下空洞掘進における発破方法

Info

Publication number: JPS6314992A
Application number: JP15702686A
Authority: JP
Inventors: 竹林　亜夫; 由幸小原; 利夫菅原; 三郎石井; 赤田　昌義; 孝史和田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-01-22
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH087040B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、トンネル或いは大規模地下空洞等において、
スムーズブラスティング或いはブレスプリッティングを
採用した地下空洞掘進における発破方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、地下空洞掘進においては、穿孔、火薬の装薬、
発破、ずり処理および支保工建込み等の工程を反復する
掘進方法が採用されている。このうち、発破計画におい
て発破効果を増大させるためには、自由面の数を多くす
る程良い結果が得られるが、トンネル内においては切羽
面が唯一の自由面を形成し、非常に制約された状態にあ
る。そこで、まず芯抜き発破により自由面を形成させ、
次に芯抜きによって形成された自由面に対して払い発破
をかけ、順次周回に拡大しながら発破を行い、最後に設
定空洞形成面の近傍に残った岩石を斉発させて地下空洞
を形成している。

しかしながら、設定空洞形成面の近傍に残った岩石を最
後に斉発させる方法においては、掘削面が荒く仕上げら
れ、また、周囲の岩盤に亀裂が生じる等の欠点があった
。この欠点を解消するためにスムーズブラスティング或
いはブレスプリッティングが採用されている。これらは
トンネルの設定空洞形成面に沿って、高密度で多数の装
薬孔または空孔を穿孔し、芯抜き発破および払い発破の
前或いは後に前記装薬孔を発破する方法で、設定空洞形
成面の周囲の岩盤への悪影響を防止するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の発破方法においては、最後に行われる設定空
洞形成面の近傍の発破においては、一時に全部の岩石の
発破が行なわれ、破壊応力が一時に岩盤に作用するため
、掘削面が荒く仕上げられ岩盤への亀裂等地山に対して
悪影響を与えるという問題を有し、また、破壊応力が設
定空洞形成面の接線方向に逃げアーチ状破壊となるため
、大量の火薬を必要とするという問題を有し、とくに都
市部の地下空洞掘進においては火薬量を少なくする必要
があるため問題となっていた。

また、これを解消するために前述したスムーズブラステ
ィング或いはブレスプリッティングを採用しても、穿孔
数を多くする必要があるため、穿孔時間が長くなり掘進
能率が低下するという問題を生していた。

本発明は、上記した問題を解決するものであって、掘進
能率を比較的低下させることなく、地山に対する悪影響
を防止する地下空洞掘進における発破方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の地下空洞掘進における発破方法は、
設定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔を穿孔
すると共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に設定空
洞形成面に沿ってスリットを設け、該装薬孔を発破させ
ることにより装薬孔または空孔間にクラックを生じさせ
ることを特徴とし、さらには、先ず該装薬孔を弱装薬で
発破させることにより装薬孔または空孔間にクラックを
生じさせた後、芯抜き発破および払い発破を行うことを
特徴とし、さらには、装薬孔または空孔の全部若しくは
一部の孔尻に円板状スリットを形成し、芯抜き発破およ
び払い発破を行った後、前記装薬孔を発破させることを
特徴とし、さらには、先ず装薬孔を弱装薬で発破させ、
その際、該装薬孔をブロック毎に分割しブロック毎に時
間差をつけて発破させ、次いで、芯抜き発破および払い
発破を行うことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の地下空洞掘進における発破方法においては、設
定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔を穿孔す
ると共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に設定空洞
形成面に沿ってスリ７）を設け、該装薬孔を発破させる
ことにより装薬孔または空孔間にクラックを生じさせ、
掘進能率を比較的低下させることなく、地山に対する悪
影響を防止するものである。

〔実施例〕

以下、実施例を凹面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の地下空洞掘進における発破方法の１実
施例を示す図、第２図は第１図の実施例における芯抜き
方法を説明するための図、第３図は本発明の他の実施例
を示す図である。図において、Ａは芯抜き孔、Ｂは心動
孔、ａ％ｑは装薬孔、６〜１１は装薬孔、１２は設定空
洞形成面、１３．１９はスリット、２０は切削パイプ、
２２はノズル、２３は方向指示装置、２４は円板状スリ
ット、２５は亀裂を示す。

第１図の実施例において、芯抜き孔Ａおよび心動孔Ｂに
後述する方法により装薬孔を穿孔すると共に、芯抜き孔
Ａおよび心動孔Ｂの上部および下部にこれに平行に装薬
孔６．６、・・・および７．７、・・・を穿孔し、さら
に装薬孔６．６、・・・の上部にこれに平行に順次装薬
孔８．８、・・・、９．９、・・・および１０．１０、
・・・を穿孔する。また、トンネルの設定空洞形成面１
２に沿って多数の装薬孔または空孔１１．１１、・・・
を穿孔すると共に、第１図（ロ）に示すように、該装薬
孔または空孔１１の両側面に装薬孔の全長にわたりスリ
ット１３．１３、・・・を後述する方法により切削する
。

上記芯抜き部の穿孔は、第２図に示すように、芯抜き孔
Ａの中心に掘進方向に平行に装薬孔ａを穿孔し、その周
囲に正六角形状に６個の装薬孔ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ
を平行に穿孔する。また、芯抜き孔Ａの水平方向両側の
心動孔Ｂ、Ｂには、下記に述べる位置に装薬孔り、ｉ、
Ｌ　ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、０、ｐ、ｑ、・・・を穿孔する。

ｈ、ｉ・・・前記装薬孔ｃ−ｄ問および装薬孔ｆ−ｇ間
を底辺とするそれぞれの正三角形の頂点。

ｊ、ｋ、Ｉ、ｍ−装薬孔ｂ−ｈ間、ｈ−ｅ間、ａ−ｉ問
およびｉ−ｈ間を底辺とするそれぞれの正三角形の頂点
。

ｎ、ｏ、ｐ、ｑ・・・装薬孔ｊ−ｈ間、ｈ−に間、１−
１問およびｉ　−ｍ間を底辺とするそれぞれの正三角形
の頂点。

以下順次この方法により芯抜き孔への水平方向両側に装
薬孔を穿孔してゆく、なお、上記実施例においては、２
つの装薬孔間を底辺とする正三角形の頂点に、心動孔Ｂ
、Ｂを形成する装薬孔を穿孔しているが、２等辺三角形
の頂点に穿孔してもよい。

次に、発破方法について説明すると、先ず設定空洞形成
面に沿って穿孔された。装薬孔１１．１１、・・・を弱
装薬で発破すると、第１図（ロ）に示すように破壊応力
分布は、隣接する装薬孔または空孔１１．１１、・・・
のスリット１３．１３を横軸とした略楕円形となり、ス
リット１３．１３を介して亀裂２５が生じる。次に、正
六角形状に穿孔された装薬孔す、ｃ、ｄ、ｅ、ｒ、ｇを
斉発させ、次いで、中心の装薬孔ａを段発させる。その
結果、芯抜き孔Ａは正六角柱状に芯抜きされ、次に、得
られた自由面ｃ−ｄおよびｇ−ｆに向けて装薬孔り、ｉ
を段発させると、ｂ−ｈ間、ｈ−ｅ間、ｅ−１問および
ｉ−ｈ間に自由面が形成される。次に、これらの装薬孔
ａを段発させる。その結果、芯抜き孔Ａは正六角柱状に
芯抜きされ、次に、得られた自由面ｃ−ｄおよびｇ−ｆ
に向けて装薬孔り、ｉを段発させると、ｂ−ｈ間、ｈ−
ｅ間、ｅ−ｉ問およびｉ−ｈ間に自由面が形成される。

次に、これら自由面ｂ−ｈ、　ｈ−ｅ、　ｅ　−ｉおよ
びｉ−ｂに向けて装薬孔Ｊ、に、１．ｍを発破させると
、ｊ−ｈ間、ｈ−に間、ｉ−１問およびｉ−ｍ間に自由
面が形成される０次に、これら自由面ｊ−ｈ、、ｈ−ｋ
Ｓ、ｉ−】およびｉ　−ｍに向けて装薬孔ｎ　ｓ　Ｏ％
　ｐ　％　ｑを発破させる。以下、順次形成される自由
面に対して段発発破を行うことにより、芯抜き孔Ａの水
平方向両側に断面鋸歯状の自由面を有する心動孔Ｂ、Ｂ
を形成する。

そして、形成された芯抜き部は、自由面の数が多くかつ
規則正しく配列された断面鋸歯状の空洞となり、次に、
この自由面に向けて装薬孔６．６、・・・および７．７
、・・・を発破させると、容易に岩石が破壊され、断面
矩形状の自由面を有する空洞部が形成され、以下、順次
形成される矩形状の自由面に向けて装薬孔８．８、・・
・、９．９、・・・および１０．１０、・・・を段発に
より発破させると、既に岩盤に亀裂が生じている設定空
洞形成面１２近傍の岩石は、容易に岩盤から切り離され
る。

上記方法は、プレスブリフティングによる方法であるが
、スムーズブラスティングによる方法でもよい、すなわ
ち、芯抜き発破および払い発破を行った後、設定空洞形
成面に沿って穿孔された多数の装薬孔１１．１１、・・
・を発破してもよい。

また、設定空洞形成面に沿って穿孔された装薬孔または
空孔１１．１１、・・・を複数のブロックＣ１Ｄ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊ、に、Ｌに分割し、各ブロック毎に
時間差を付けて発破を行うことにより、一時に斉発させ
る場合と比較してアーチ状破壊とならず、効果的に岩盤
から切離すことができる。

次に、第３図の実施例について説明すると、第１図の実
施例と比較して、装薬孔の配置、段発の順序は同一であ
るが、相違する点は、設定空洞形成面に沿って穿孔され
た装薬孔または空孔１１．１１、・・・の全部または一
部の孔尻に円板状スリット２４．２４、・・・を形成し
た点である。この形成方法を前述のスリット１３の形成
方法と共に説明すると、装薬孔を穿岩機により穿孔した
後、高圧力水発生装置（図示せず）に連結したスリット
切削パイプ２０を、装薬孔に順次、或いは同時に複数基
挿入する。該スリット切削パイプ２０の先端にはノズル
２２．２２が設けられ、スリット切削パイプ２０を前進
させながら高圧力水をノズル２２．２２から噴射させる
と、装薬孔の側面全長にわたりスリット１３．１３、・
・・が形成される。その際、各装薬孔にスリット１３．
１３、・・・を発破により形成すべき自由面にそって切
削するために、ノズルの位置を調整する方向指示装置２
３が設けられている。そして、スリット切削パイプ２０
が前進し、各装薬孔の孔底に到達すると、スリット切削
パイプ２０を回転させ、ノズル２２．２２から噴射され
る高圧水により各装薬孔の孔底を円板状に切削し、円板
状スリット２４．２４を形成する。これにより、各装薬
孔または空孔の孔尻において地山と縁切りされる方向に
亀裂が生じるので、発破効果はさらに増大することにな
る。

また、上記スリットおよび円板状スリットは芯抜き部或
いは払い発破部に穿孔される装薬孔に形成してもよいし
、スリットの形成方法は、上記高圧水により形成する方
法に限定されるものではなく、削岩機にスリット切削用
のチップを取付けて形成するようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
種々の変更が可能である０例えば、上記実施例において
は、断面多角形状の次に断面鋸歯状の自由面を形成する
ように芯抜きし、次いで断面矩形状の自由面を形成する
ように払い発破を行っているが、通常の芯抜き発破およ
び払い発破によっても同等の効果が奏されるものである
。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、設定
空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔を穿孔する
と共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に設定空洞形
成面に沿ってスリットを設け、該装薬孔を発破させるこ
とにより装薬孔または空孔間にクラックを生じさせるた
め、仕上がり面が平滑となり、また、岩盤に対する亀裂
の発生が減少し、地山に対する悪影響を防止することが
できる。

また、従来のスムーズブラスティング或いはプレスブリ
フティングに比較して火薬量を減少させることができる
と共に、穿孔本数を減少できるので掘進能率を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の地下空洞掘進における発破方法の１実
施例を示す図、第２回は第１図の実施例における芯抜き
方法を説明するための図、第３図は本発明の他の実施例
を示す図である。Ａ・・・芯抜き孔、Ｂ・・・心動孔、ａ−ｑ・・・装薬
孔、６〜１１・・・装薬孔、１２・・・設定空洞形成面
、１３．１９・・・スリット、２０・・・切削パイプ、
２２・・・ノズル、２３・・・方向指示装置、２４・・
・円板状スリット、２５・・・亀裂。出　願　人　　　　清水建設株式会社代理人弁理士　　　阿部龍吉（外２名）第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）設定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔
を穿孔すると共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に
設定空洞形成面に沿ってスリットを設け、該装薬孔を発
破させることにより装薬孔または空孔間にクラックを生
じさせることを特徴とする地下空洞掘進における発破方
法。
（２）設定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔
を穿孔すると共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に
設定空洞形成面に沿ってスリットを設け、先ず該装薬孔
を弱装薬で発破させることにより装薬孔または空孔間に
クラックを生じさせた後、芯抜き発破および払い発破を
行うことを特徴とする地下空洞掘進における発破方法。
（３）上記装薬孔または空孔の全部若しくは一部の孔尻
に円板状スリットを形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の地下空洞掘進における発破方法。
（４）設定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔
を穿孔し、該装薬孔または空孔の両側面全長に設定空洞
形成面に沿ってスリットを設けると共に、該装薬孔また
は空孔の全部若しくは一部の孔尻に円板状スリットを形
成し、芯抜き発破および払い発破を行った後、前記装薬
孔を発破させることにより装薬孔または空孔間にクラッ
クを生じさせることを特徴とする地下空洞掘進における
発破方法。
（５）設定空洞形成面に沿って多数の装薬孔または空孔
を穿孔すると共に、該装薬孔または空孔の両側面全長に
設定空洞形成面に沿ってスリットを設け、先ず該装薬孔
を弱装薬で発破させ、その際、該装薬孔をブロック毎に
分割しブロック毎に時間差をつけて発破させることによ
り、装薬孔または空孔間にクラックを生じさせ、次いで
、芯抜き発破および払い発破を行うことを特徴とする地
下空洞掘進における発破方法。
（６）上記装薬孔または空孔の全部若しくは一部の孔尻
に円板状スリットを形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第５項記載の地下空洞掘進における発破方法。