JPH0542558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、未固結砂層（砂地山）におけるトン
ネル施工法に係り、詳しくは、トンネル掘削対象
層が未固結砂層であつても、切羽の自立性を向上
させて、安全かつ効率的にトンネルを掘削するこ
とができる未固結砂層におけるトンネル施工法に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、未固結砂層のトンネル掘削においては、
トンネルの全断面を同時に掘進することはなく、
第４図に示すように、トンネル１の断面の上半部
に、外周に沿つてリング部２を先行して形成する
リングカツト方式がそれに適合した掘削方式とし
て採用されており、支保工６によつて天端部９の
地山地盤を支持すると共に、下半部、中心部の地
山４によつて切羽の安定を保持させている。

しかし、トンネル掘削対象層が粘着力のない砂
質上、例えばシルト分、粘土分の含有率が10％以
下の砂質土の場合には、切羽の自立性は困難とさ
れており、従つて、このような土質条件において
は、リングカツト方式で掘削しても、天端圧力の
カツト部２への廻り込みやのカツト部２の切羽面
の空洞側への崩壊や滑り崩壊（矢印）を防止する
ことができず、その結果、作業の危険性と掘削の
困難性を招いているのが現状である。このため、
未固結砂層を貫くトンネル工事において、工事を
順調に進める上で、切羽安定化の対策工を確立す
ることが要望されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記のような現状に鑑み、業界の要
望に応えるように創案されたものであつて、その
目的とするところは、種々研究を重ねた結果、未
固結砂層における切羽の安定性や崩壊には、天端
部の安定支保だけでなく、切羽先方の変位や緩み
の増大が密接に関与していることを確認し、この
確認に基づいて切羽先方の変位や緩みを極力押え
るために、トンネルの上部に縫地工法を採用する
と共に、切羽面には常に地山の一部を残すよう
に、後方に向かつて傾斜面を形成しながら掘削す
るようにしたことにより、トンネル掘削対象層が
シルト分、粘土分の含有率が10％以下の砂質土で
あつても、切羽の自立性を向上させることがで
き、作業の危険性と掘削の困難性を一掃して、未
固結砂層を貫くトンネルの掘削を安全に、しかも
効率よく行うことができるトンネル施工法を提供
しようとするにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するため、次のよ
うな技術手段を採用した。

すなわち、未固結砂層にトンネルを掘削するに
際し、トンネル断面の外周上半部をリング部とし
てリングカツトし、切羽面の外周、ことに上部に
縫地工法を採用して、地山地盤を支持する支保工
を建込み、トンネルを掘削して内面に覆工を施す
ようにしたトンネルの施工法において、上記リン
グ部を上下２段に区分し、上方のリング部では、
切羽面の外周部だけを鋼製支保工の建込みができ
る幅で先行して掘削する工程、この部分に鋼製支
保工を建込んで縫地を形成する工程、その支保の
もとで、上方のリング部の残部の切羽面を、下
方、後方に向かつて後退するように傾斜して形成
する工程、上方のリング部の後方にさらに後退し
て下方リング部の切羽を形成する工程、上方のリ
ング部の傾斜した鏡部に吹付けを施す工程、その
保持のもとで下方のリング部を掘削する工程を含
み、以下、この作業工程を反復してトンネルを掘
削する工程を包含することを特徴とするものであ
る。

［作用］ 従つて、本発明によれば、上半部のリング部を
内外、ことに上下２段に区分し、上方のリング部
の切羽面を垂直に掘削せずに、まず切羽面の外周
部だけを支保工の建込みができる幅で先行して掘
削し、その内方の残部の切羽面は、先行して建込
んだ支保工の支保のもとで、下方、後方に向かつ
て後退するように傾斜して掘削し、自立性を維持
すると共に、下方のリング部をさらに後退してそ
の後方に形成し、上方のリング部の傾斜した鏡部
に吹付けを施し、その保持のもとで下方のリング
部を掘削するようにしたことにより、縫地工法に
よる天端部の地山地盤の支保はもちろん、切羽先
方の変位や緩みを小さく抑えて切羽の自立性を向
上させることができ、切羽面には常に斜面を有す
る地山が残つて保持される工程を経ている。

従つて、シルト分、粘土分の含有率が10％以下
の砂質土であつても、下方のリング部の切羽面を
掘削する際に、天端部からの砂地山の崩落を防止
することができ、上方のリング部の切羽面の崩壊
防止と相俟つて、トンネルの掘削を安全に、しか
も効率よく行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳
細に説明する。第１図はトンネル１の断面図、第
２図は鉄矢木３を使用する縫地工法を示す切羽部
分の垂直断面図であつて、第４図の参照番号は該
当部分について共通にしてある。

第１図において、上記トンネル１の上半部のリ
ング２は、リングカツト方式により砂地山４に向
けて上下２段に区分して掘削され、上方のリング
部２ａとその後方の次段のリング部２ｂが掘削方
向の前後に形成され、切羽部分の上方の天端部９
の位置には、第２図に示すような、縫地工法が採
用されて、上方のリング部２ａの切羽面の手前側
には、鋼製のＨ型支保工６を建込んである。

このときの切羽面５の次の掘削は、第３図に示
すように、次の支保工６の建込みができるだけの
幅と深さの溝型５ａの掘削を先行させ、まず鋼製
のＨ型支保工６を建込み、先行するＨ型支保工６
との間に鉄矢木３を打ち込んで縫地工法によつて
天端部９を支保する。その下方では、次段のリン
グ部２ｂの前方で上方のリング部２ａの棚部２ｃ
を残すように、切羽面５を後方に傾斜させて形成
する。ついで、切羽面５の鏡部には、コンクリー
トによる鏡部吹付け７が施される。このため、下
方のリング部２ａの切羽面８を掘削する際、切羽
面８の崩壊や滑り崩壊を防止することができる。

なお、上記実施例では切羽面５の傾斜角度を60
度とした場合を示したが、これに限定されるもの
ではなく、要は切羽面５の鏡部の勾配を緩やかに
して、自立性を保持させると共に、自重によつて
内部の土圧に対抗させ、下方のリング部２ｂの切
羽面８を掘削する際、上方のリング部２ａの崩壊
や滑り崩壊を防止して自立できる傾斜角度であれ
ばよい。

一方、第２図に示した縫地工法については、上
方のリング部の最前部の外周に、支保工の建込み
部を用意して組付けるようにし、その支保のもと
で、切羽の内方の残部に後退する鏡部を形成する
ようにする以外は、通常の公知の工法によるもの
であるから詳細説明を省略するが、図中１０は、
各段の鉄矢木３の打ち込み側の間の見返り面を固
めるためのコンクリートの矢返し吹付けであり、
１１はトンネル１の一次吹付けであつて、相隣る
支保工６，６間で矢返し吹付け１０と鉄矢木３と
の下面に形成される覆工であり、１２は一次吹付
け１１の内面に施される二次吹付けであつて、ト
ンネル１は掘削工程ののち、このような覆工を経
て完工する。

［発明の効果］ 本発明は、未固結砂層を貫いてトンネルを掘削
するにあたり、上記のような施工法を確立したも
のであるから、従来のトンネル施工法に比し、次
のような格別顕著な効果を奏する。

(1) 上半部のリング部を上下２段に区分し、上方
のリング部では、切羽面の外周部だけを支保工
の建込みができる幅で先行して掘削し、残部の
切羽面を直切りせずに、下方、後方に向かつて
後退するように傾斜させて掘削し、この鏡部に
コンクリートの吹付けを施したので、上方、下
方のリング部の切羽面を掘削する際に、上方の
切羽面の崩壊や滑り崩壊を防止することができ
る。

(2) 下方のリング部の切羽面の掘削に先立つて縫
地工法を採用し、鉄矢木を打設し、かつコンク
リートの矢返し吹付けを施して地山地盤を支持
したことにより、切羽先方の変位や緩みを小さ
く抑えて切羽の自立性を向上させることがで
き、下方のリング部の切羽面を掘削する際に、
天端部からの砂地山の崩落を防止することがで
きる。

(3) トンネル掘削方式として公知のシヨートベン
チカツト方式、リングカツト方式および上記縫
地工法に加えて、本発明に係る支保工の先行建
込み方法、残余部の後退斜面の形成による切羽
面の保持方法、鏡部の斜面の吹付方法等を併用
することによつて、従来、切羽の自立性が困難
とされていたトンネル掘削対象層、例えば、シ
ルト分、粘土分の含有率が10％以下の砂質土の
場合であつても、作業の危険性と掘削の困難性
を一掃して、安全かつ効率よくトンネルの施工
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る未固結砂層におけるトンネ
ル施工法の一実施例を示すものであつて、第１図
はトンネルの上半部のリング部を示す断面図、第
２図は縫地工法を示す切羽部の垂直断面図であ
り、第３図は本発明の支保工の建込み工程を説明
する第１図に類似の切羽部の垂直断面図、第４図
はトンネル掘削方法のうちリングカツト方式を説
明し、ａ図はトンネルの断面図、ｂ図は掘削方向
の垂直断面図である。 １……トンネル、２……上半部のリング部、２
ａ……上方のリング部、２ｂ……下方のリング
部、２ｃ……棚部、３……鉄矢木、４……砂地
山、５……切羽面、５ａ……溝型、６……鋼製Ｈ
型支保工、７……鏡部吹付け、８……切羽面、９
……天端部、１０……矢返し吹付け、１１……一
次吹付け、１２……二次吹付け。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 未固結砂層にトンネルを掘削するに際し、ト
   ンネル断面の外周上半部をリング部としてリング
   カツトし、切羽面の外周、ことに上部に縫地工法
   を採用して、地山地盤を支持する支保工を建込
   み、トンネルを掘削して内面に覆工を施すように
   したトンネルの施工法において、上記リング部を
   上下２段に区分し、上方のリング部では、切羽面
   の外周部だけを鋼製支保工の建込みができる幅で
   先行して掘削する工程、この部分に鋼製支保工を
   建込んで縫地を形成する工程、その支保のもと
   で、上方のリング部の残部の切羽面を、下方、後
   方に向かつて後退するように傾斜して形成する工
   程、上方のリング部の後方にさらに後退して下方
   のリング部の切羽を形成する工程、上方のリング
   部の傾斜した鏡部に吹付けを施す工程、その保持
   のもとで下方のリング部を掘削する工程を含み、
   以下、この作業工程を反復してトンネルを掘削す
   る工程を包含することを特徴とする未固結砂層に
   おけるトンネル施工法。