JPH057520B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鉄筋支保工とこの鉄筋支保工を用
いる地山壁面の構築方法に関する。

〔従来の技術〕

近年地下タンク、トンネルなどの地山掘削に用
いる施工法は、吹付コンクリートおよびロツクボ
ルトを主たる支保メンバーとし、地山の支持力を
利用するものが主流をなしている。

ところで、支保材の剛性を高めたり、吹付けコ
ンクリートやロツクボルトの支保機能が発揮され
るまでの間に切羽の安定を図つたり、鋼管や鋼矢
板などによつて切羽の先受けを行うさいの支点を
必要とする場合には、Ｈ形鋼等の鋼製支保工を使
用することが多かつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、Ｈ形鋼等を用いた従来の鋼製支
保工の場合には、その背面やウエーブの部分に吹
付コンクリートが十分に回らないため、前記支保
工と吹付コンクリートとが一体の構造物になら
ず、また二次覆工コンクリートとのなじみが悪い
とともに、トンネルなどの長さ方向に順次所要の
長さに施工された隣接する吹付コンクリートどう
しの連結が不充分なものとなつていた。

さらに、Ｈ形鋼を用いた鋼製支保工は、その形
状ゆえに現場での曲げ加工が容易ではないという
問題、そして切羽の先受けに用いられる鋼管ある
いは鋼矢板は、鋼製支保工を支点とするために、
Ｈ形鋼のウエーブに前記鋼管等を挿通する穴をあ
けるか、上フランジの上に打設しなければならな
い。そのため結果的に、指し込み角度が大きくな
ることになりこのため余堀が増大してしまい、作
業性が悪いという問題があつた。

のの発明は、吹付コンクリートのまわりをよく
してコンクリートと支保工とを一体構造として十
分な強度を得、しかも作業性にもすぐれた支保工
及び支保工を用た地山壁面の構築方法を提供を目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第一の発明は、鉄筋支保工を、断面多角形の各
コーナ部分に位置するような関係位置に配した三
本以上の主鉄筋と、これらの主鉄筋の両端を互い
に連結して固着される一対の固着部材と、各主鉄
筋を互いに連結する補強部材とから形成し、前記
補強部材を、各主鉄筋に熔接によりそれぞれ固定
してそれら各主鉄筋を互いに連結する構成とし、
かつ、各主鉄筋の少なくとも一つに対する補強部
材の熔接位置を、各主鉄筋で囲まれた空間内にお
いて主鉄筋の内側に内装する形態で熔接し、かつ
補強部材を前記各主鉄筋が所望の形状に変形可能
となる間隔に配置して構成したものである。

そして、第二の発明は上記のような構成の鉄筋
支保工を用いて地山壁面を安定させ、ついでコン
クリートを吹き付けて地山を支持するようにした
地山壁面の構築方法である。

また、第三の発明は、上記鉄筋支保工を用い
て、地山壁面を安定させ、鉄筋支保工の内空側の
主鉄筋を被覆して保護した後にコンクリートを吹
き付け、ついで被覆を取り外して露出させた主鉄
筋に配力筋を装着させ、その後にさらにコンクリ
ートを打継ぐようにした地山壁面の構築方法であ
る。

〔実施例〕

第１図から第５図までは、この発明の一実施例
を示すもので、まず鉄筋支保工１を準備する。こ
の鉄筋支保工１は、三本の異形鉄筋（主鉄筋）１
ａを、横断面がほぼ三角形のコーナ部分に位置す
るような関係位置となるように、長さ方向に互い
に平行に延出させて配し、かつ各異形鉄筋１ａの
その両端を溶接などによつて矩形の固着部材１ｂ
に固着するとともに、前記三本の異形鉄筋１ａを
補強部材１ｃによつて互いに連結して構成したも
のである。

なお、前記補強部材１ｃは、三角形状に折曲さ
せた一対の連結部材１ｄを、山状に傾斜させて、
鉄筋支保工に形成した後において各補強部材間に
おいて主鉄筋を所望の形状に曲げ変形可能とする
十分な間隔をあけて、溶接などによつて前記三本
の異形鉄筋１ａを互いに連結するように構成した
ものである。即ち、実施例においては、前記補強
部材１ｃは、各異形鉄筋（主鉄筋）１ａに熔接に
よりそれぞれ固定されてそれら各異形鉄筋１ａを
互いに連結する構成であり、その場合に、各異形
鉄筋１ａに対する補強部材１ｃの熔接位置が、第
１図ないし第４図に示すように、各異形鉄筋１ａ
で囲まれた空間内において各異形鉄筋１ａの内側
に内接する形態で熔接されている。

また、連結部材１ｄを地山側に位置させる主鉄
筋と連結する配置位置は、第１図、第２図に示す
ように主鉄方向に等間隔として配置し、地山に当
接するように変形させる場合に曲げ変形させやす
いようにして地山になじませやすくしている。

すなわち、この鉄筋支保工１は、三本の異形鉄
筋１ａを用いており、また、各主鉄筋に対する補
強部材の熔接位置を、各異形鉄筋で囲まれた空間
内において異形鉄筋の内側に内接する形態で熔接
することにより、異形鉄筋自体の曲げ変形に対す
る補強部材の拘束力を小さくし、かつ各種補強部
材間の間隔を十分にあけて設けトラス構造のよう
に剛にはならないようにしているので、従来のＨ
形鋼を用いた鋼製支保工に比べ、トンネルの地山
２の壁面形状に自在に合わせた曲げ加工などの変
形が容易であり、また、前記異形鉄筋１ａには、
後述する吹付けコンクリート９が完全に付着する
ので、前記異形鉄筋１ａと該吹付コンクリート９
とが一体の構造物となる。しかも地山２の強度や
トンネルの地山２の壁面形状によつて、異形鉄筋
１ａあるいは補強部材１ｃの剛性や間隔等を変え
ることにより、前記鉄筋支保工１の剛性を変形可
能な範囲において任意にかつ容易に変えて調節す
ることができる。

このように構成された鉄筋支保工１は、第１図
に示すようにそのうちの二本の異形鉄筋１ａを地
山２の壁面に接するように、前記固着部材１ｂど
うしを当接し、該固着部材１ｂに設けられた二つ
以上の孔１ｅに、ボルトなどを挿通して順次トン
ネルの地山２の壁面全周にわたつて連結して地山
２を一時的に安定させる。この場合、トンネルの
地山の形状が極端に標準断面に比較して変形して
いる場合には、トンネルの地山２の壁面形状に合
わせて、あらかじめ前記鉄筋支保工１を曲げ加工
をするなどして変形させておく必要がある。

地山によつては、必要に応じて、次に、トンネ
ルの長さ方向に所要間隔をおいて建込まれた前記
鉄筋支保工１を、コ字状のタイロツトボルト８の
両端部を、前記鉄筋支保工１の地山２側の異形鉄
筋１ａの側部に設けられたパイプ８ａに挿入する
ことによつて互いに連結する。なお、前記鉄筋支
保工１どうしの間には、前記タイロツトボルト８
ばかりではなく、地山２にそつて線材を縦横に組
みつけた金網を配設すると地山２に対する後述の
吹付コンクリート９の付着状態や強度を十分なも
のにできる。

さらに内空側に位置する異形鉄筋１ａをゴムホ
ース３の長さ方向に切りさいて設けられた嵌入溝
から該ゴムホース３に嵌入させて異形鉄筋１ａに
吹付コンクリートが付着しないように被覆して保
護する（第２図）。ここで、補強部材１ｃは異形
鉄筋１ａの内側において内接する形態で熔接され
ているから、ゴムホース３を異形鉄筋１ａに被せ
て装着する際にその補強部材１ｃが邪魔になら
ず、したがつてその作業性が極めて良好なものと
なる。即ち、例えばこの異形鉄筋１ａを外側から
囲むようにま巻き付けた形態で補強筋などの補強
部材を熔接した構成とした場合、異形鉄筋１ａに
ゴムホース３を被せる際にその補強部材が邪魔に
なつて被せられず、このため、ゴムホース３を補
強部材の配設間隔に相当する長さに短く切断した
状態で被せる作業を必要とすることになるが、実
施例においては固着部材間の長さのゴムホース３
を用いて異形鉄筋１ａに対して一度に被せてしま
うことができる。

また、地山２の状況に応じて先受け用の鋼管４
を、前記鉄筋支保工１の内空側の異形鉄筋１ａと
地山２側の異形鉄筋１ａとの間〓に挿通して切羽
２ａから掘進断面の外周にそつて地山２に打設し
て掘進に先行して地山壁面を安定させる（第３
図）。したがつて、従来のＨ形鋼を用いた鋼製支
保工の場合には、鋼管４の指し込み角度を小さく
するためＨ形鋼のウエーブの部分に鋼管４を挿通
する穴をあける必要があつたが、この発明の鉄筋
支保工１では鉄筋を用いて空間を大きくとつて鋼
管４の自由度を大にしているので、穴をあけるよ
うな加工を必要とせず、指し込み角度の選択も自
由にできることから全体として作業性がすぐれた
ものになる。

さらに、地山２が軟弱の場合にこれを補強する
ために、地山２に対し、ロツクボルト５を打設し
て前記鉄筋支保工１と共に地山２を安定させる
（第４図）。その１例としては、地山２側の２本の
異形鉄筋１ａに矩形のエキスパンドメタルあるい
はプレート６の上からロツクボルト５を打設すれ
ばよい。このエキスパンドメタルあるいはプレー
ト６は、その一端を地山２側の一の異形鉄筋１ａ
にフツクするとともに、他端を、他の異形鉄筋１
ａを包むように折曲して該他端を固定ボルト７に
よつて固定する。また、第７図に示すように、エ
キスパンドメタル６ａをＵ字状に二つ折りにし、
折曲部分を一側の異形鉄筋１ａにフツクし、他側
の開放端を固定ボルト７７ａによつて固定しても
よい。尚、ロツクボルト５は地山２を補強するも
のであるから、必ずしも鉄筋支保工１と結合して
用いる必要はなく支保工に適宜打設してもよい。

次に、地山２および鉄筋支保工１に対し、一次
覆工コンクリートとなる吹付コンクリート９を、
前記鉄筋支保工１の地山２側の異形鉄筋１ａと内
空側の異形鉄筋１ａとのほぼ中程の位置まで施工
する。この状態では、吹付コンクリート９がエキ
スパンドメタル６の裏側にも回つて一次覆工コン
クリートを形成するので、鉄筋支保工１、ロツク
ボルト５および吹付コンクリート９が地山２と一
体の構造物となつている。吹付けコンクリート９
が固まつた後、露出している内空側の異形鉄筋１
ａから前記ゴムホース３を取り外し、第６図に示
すように、内空側の異形鉄筋１ａと直角に配力筋
１０ａを装着し、さらに該配力筋１０ｂを装着
し、この配力筋１０ｂに直交し、かつ異形鉄筋１
ａに平行に主筋１１を装着して二次覆工コンクリ
ート１２を形成する。すなわち、前記した内空側
の異形鉄筋１ａを吹付コンクリート９よりも内空
側に露出させているので、前記異形鉄筋１ａが二
次覆工コンクリート１２の配力筋１０ａの固定金
具となるばかりではなく、打設コンクリートの結
合材として作用するもので一次覆工コンクリート
の吹付コンクリート９と二次覆工コンクリート１
２とが完全に一体となり、強度的にすぐれた合成
構造物となる。

なお、上記実施例では、鉄筋支保工１を三本の
異形鉄筋１ａを用いて形成しトンネルに適用した
ものについて説明したが、図示例にかぎられるこ
とのないことはもちろんで、トンネル以外の地下
空間掘削に適用したり、主鉄筋として丸鋼を用い
たり、さらには４本以上の異形鉄筋を用いてもよ
い。前記異形鉄筋４本以上の場合には、補強部材
の形状も当然にそれに応じて変えることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、三本以上の
主鉄筋によつて鉄筋支保工を形成したので、背面
にも十分吹付コンクリートが回り、ロツクボル
ト、鉄筋支保工および吹付コンクリートと地山と
が一体の構造物となるばかりでなく、トンネルの
長さ方向に順次所要の長さに施工された隣接する
吹付コンクリートどうしの連結も十分なものとな
つている。また、地山壁面の形状に合わせて曲げ
加工がしやすく、かつ各主鉄筋が互いに連結され
た固着部材により支保工同志の接合ボルト本数が
小量ですみ、加えてアーチアクシヨンによる荷重
の伝達が各主鉄筋間で均等に行われるので支保工
の変形に追随しやすい。しかも切羽の先受けに鋼
管を打設する場合にも、全く加工を施す必要がな
く作業性にすぐれている。そして、この鉄筋支保
工を建込みしたのち、ホース等によつて内空側の
主鉄筋を被覆して保護しておき、ついで吹付けコ
ンクリートを施工し、その後に前記ホースを取り
外して主鉄筋を露出させるので、内空側の主鉄筋
が二次覆工コンクリートの配力筋の固定金具とし
て作用すると共に二次覆工コンクリートの結合材
となるので吹付コンクリートと二次覆工コンクリ
ートとを完全に一体とし、強度的にすぐれた合成
構造物とすることができるという特長を備えてい
る。また、本発明によれば、各主鉄筋の少なくと
も一つに対する補強部材の熔接位置を、各主鉄筋
で囲まれた空間内において主鉄筋の内側に内接す
る形態で熔接した構成としたから、主鉄筋の曲げ
変形に対する補強部材の拘束力を弱めて、この点
からも主鉄筋を曲げ変形させやすい構成とするこ
とができるだけでなく、特にゴムホースを主鉄筋
に被せて装着する際にその補強部材が邪魔になら
ず、したがつてその作業性を極めて良好なものと
することができる。即ち、例えばこの主鉄筋を外
側から囲むようにま巻き付けた形態で補強部材を
熔接した構成とした場合、主鉄筋にゴムホースを
被せる際にその補強部材が邪魔になつて被せられ
ず、このため、ゴムホースを補強部材の配設間隔
に相当する長さに短く切断した状態で被せる作業
を必要とすることになるが、本発明においては固
着部材間の長さのゴムホースを用いて１本の主鉄
筋に対して一度に被せてしまうことができるとい
つた優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図はこの発明の一実施例を示す
もので、第１図は鉄筋支保工を建込んだ状態を示
す斜視図、第２図は鉄筋支保工にゴムホースを覆
つた状態の斜視図、第３図は切羽に鋼管を打設し
た状態を示す正面図、第４図はエキスパンドメタ
ルを取りつけた状態を示す正面図、第５図はその
詳細断面図、第６図は二次覆工コンクリートを吹
付けた状態の断面図、第７図はエキスパンドメタ
ルの取り付け状態の変形例を示す断面図である。 １……鉄筋支保工、１ａ……異形鉄筋（主鉄
筋）、１ｂ……固着部材、１ｃ……補強部材、２
……地山、２ａ……切羽、３……ゴムホース、４
……鋼管、９……吹付コンクリート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長さ方向に互いに平行に延出し、かつ断面多
   角形の各コーナ部分に位置するような関係位置に
   配した三本以上の主鉄筋と、これら主鉄筋の両端
   を互いに連結して固着される一対の固着部材と、
   前記各主鉄筋を互いに連結する補強部材とからな
   り、掘削した地山の壁面形状に沿うように各主鉄
   筋を曲げ変形させて建て込む構成となる鉄筋支保
   工であつて、前記補強部材は、各主鉄筋に熔接に
   よりそれぞれ固定されてそれら各主鉄筋を互いに
   連結する構成であり、かつ、各主鉄筋の少なくと
   も一つに対する補強部材の熔接位置が、各主鉄筋
   で囲まれた空間内において主鉄筋の内側に内接す
   る形態で熔接されており、さらに、前記補強部材
   は前記各主鉄筋が所望の形状に曲げ変形可能であ
   る間隔に配設されている鉄筋支保工。 ２ 長さ方向に互いに平行に延出し、かつ断面多
   角形の各コーナ部分に位置するような関係位置に
   配した三本以上の主鉄筋と、これら主鉄筋の両端
   を互いに連結して固着される一対の固着部材と、
   前記各主鉄筋を互いに連結する補強部材とからな
   り、前記補強部材は、各主鉄筋に熔接によりそれ
   ぞれ固定されてそれら各主鉄筋を互いに連結する
   構成であり、かつ、各主鉄筋の少なくとも一つに
   対する補強部材の熔接位置が、各主鉄筋で囲まれ
   た空間内において主鉄筋の内側に内接する形態で
   熔接されており、さらに、前記補強部材は前記各
   主鉄筋が所望の形状に曲げ変形可能である間隔に
   配設されている鉄筋支保工を、地山壁面の形状に
   変形して該地山壁面に当接することにより該地山
   壁面を安定させ、次いで該地山壁面にコンクリー
   トを吹き付けて地山を支持する鉄筋支保工を用い
   た地山壁面の構築方法。 ３ 前記地山壁面の安定にロツクボルトを合せ用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の鉄筋支保工を用いた地山壁面の構築方法。 ４ 前記地山壁面の安定に前記鉄筋支保工の所定
   の鉄筋間に挿通して掘進断面の外周に沿つて打設
   する鋼管を用いることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の鉄筋支保工を用いた地山壁面の構
   築方法。 ５ 前記地山壁面の安定にロツクボルトおよび前
   記鉄筋支保工の所定の主鉄筋間に挿通する鋼管を
   合せ用いることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の鉄筋支保工を用いた地山壁面の構築方
   法。 ６ 長さ方向に互いに平行に延出し、かつ断面多
   角形の各コーナー部分に位置するような関係位置
   に配した三本以上の主鉄筋と、これら主鉄筋の両
   端を互いに連結して固着される一対の固着部材
   と、前記各主鉄筋を互いに連結する補強部材とか
   らなり、前記補強部材は、各主鉄筋に熔接により
   それぞれ固定されてそれら各主鉄筋を互いに連結
   する構成であり、かつ、各主鉄筋の少なくとも一
   つに対する補強部材の熔接位置が、各主鉄筋で囲
   まれた空間内において主鉄筋の内側に内接する形
   態で熔接されており、さらに、前記補強部材は前
   記各主鉄筋が所望の形状に曲げ変形可能である間
   隔に配設されている鉄筋支保工を、地山壁面の形
   状に変形して該地山壁面に当接することにより該
   地山壁面を安定させ、前記鉄筋支保工の内空側の
   主鉄筋を被覆した後にコンクリートを吹き付け、
   次いで前記被覆を取外して露出させた主鉄筋に配
   力筋を装着させ、しかる後にさらにコンクリート
   を打継いで地山を支持する鉄筋支保工を用いた地
   山壁面の構築方法。 ７ 前記地山壁面の安定にロツクボルト及び鉄筋
   支保工の所定の主鉄筋間に挿通する鋼管を合せ用
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   の鉄筋支保工を用いた地山壁面の構築方法。