JPH06330689A - トンネル構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 １本の導孔を利用してトンネルを効率的に構
築する。 【構成】 トンネルの頂部にトンネルの長さ方向に延出
する導孔３を構築する第１工程、導孔を作業坑として利
用し、導孔の両側にそれぞれトンネルの断面方向且つ外
郭相当部に沿ってパイプ継足しによる円弧状パイプ支保
工７を形成する第２工程、第２工程をトンネルの長さ方
向に繰返すことにより、トンネルの長さ方向に並列する
多数のパイプ支保工からなるアーチシェルを構築する第
３工程、アーチシェル内を掘削してトンネルを形成する
第４工程とを含み、第２工程に於ては、回転半径を拡縮
できる開閉ビットを備えた削孔機を用い、削孔機は、パ
イプ支保工の形成時には、最先パイプ内に固定すると共
にビットを開いた状態で削孔前進させ、同形成後には、
最先パイプ内よりフリーとなすと共にビットを閉じた状
態でパイプ支保工内を通じて導孔側へ回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に大口径トンネルの
構築に適用して有用なトンネル構築工法に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】都市部に於ける地価高
騰や交通渋滞に鑑み、都市部間を地下空間利用の大口径
トンネルで結ぶビジョンが提案され、注目されている。

【０００３】大口径例えば、口径２０〜３０ｍのトンネ
ルの構築に、既存のトンネル構築技術をそのまま適用す
ることは困難であり、大口径トンネル構築技術の開発が
望まれている。

【０００４】近時、大口径トンネルの構築技術として、
複数本の導孔を平行に構築し、之等導孔間に架け渡すよ
うな形でアーチシェルを構築した後、アーチシェル内を
掘削してトンネルを形成するという提案がなされている
が、複数本の導孔の構築は面倒である。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点を一掃す
ることを目的としてなされたものである。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、地盤内に、
構築しようとするトンネルの頂部に相当する位置にトン
ネルの長さ方向に延出する導孔を構築する第１工程、該
導孔を作業坑として利用し、該導孔の両側にそれぞれト
ンネルの断面方向且つ外郭相当部に沿ってパイプ継足し
による円弧状パイプ支保工を形成する第２工程、該第２
工程をトンネルの長さ方向に適宜のピッチで繰返すこと
により、トンネルの外郭相当部にトンネルの長さ方向に
並列する多数のパイプ支保工からなるアーチシェルを構
築する第３工程、及び上記アーチシェル内を掘削してト
ンネルを形成する第４工程とを含み、第２工程に於て
は、回転半径を拡縮できる開閉ビットを備えた削孔機を
用い、該削孔機は、パイプ支保工の形成時には、最先パ
イプ内に固定すると共にビットを開いた状態で削孔前進
させ、同形成後には、最先パイプ内よりフリーとなすと
共にビットを閉じた状態でパイプ支保工内を通じて導孔
側へ回収することを特徴とするトンネル構築工法に係
る。

【０００７】

【実施例】以下に本発明工法の１実施例を添附図面にも
とづき説明すると、次の通りである。

【０００８】本発明工法の実施に際しては、地盤１（図
２参照）内に、構築すべき大口径トンネルの外郭相当部
２（図１に仮想線で示されている）の頂端にトンネルの
長さ方向に延出する１本の導孔３が構築される。

【０００９】導孔３は大口径トンネルのアーチシェルの
築造に際し作業坑として利用するためのものであり、通
常２〜５ｍ程度の口径を有している。この程度の口径で
あれば、通常のトンネル構築工法を適用して容易に構築
することができ、図２に示すように、例えばシールド式
掘削機４の掘進につれセグメント５を順次継足して行く
ことにより、立坑６，６間に導孔３を掘削形成できる。

【００１０】導孔３を構築した後は、図３に概略的に示
すように該導孔３を作業坑として利用し、該導孔３の両
側に、アーチシェル構築のためのパイプ支保工７がトン
ネルの断面方向にトンネルの外郭部２に沿って形成され
る。

【００１１】パイプ支保工７の形成には、推進ジャッキ
８の作動をして地盤内を弧状推進される多数本の定尺パ
イプ７ａと、最先定尺パイプ７ａ₁ 内に設置される削孔
機９（図４参照）とが用いられる。

【００１２】定尺パイプ７ａ，７ａ₁ は、外郭相当部２
の円弧に沿って弧状推進させるために、通常は図示のよ
うに外郭相当部２と等しい曲率の曲管が用いられるが、
場合によっては直管を用いてもよい。直管を用いる場合
は、全体として実質的に円弧を呈するように、接合端を
斜め裁断して順次継足して行けばよい。

【００１３】削孔機９は、最先定尺パイプ７ａ₁ の前方
の地盤を削孔するためのものであり、遠隔操作により開
閉されるビット９ａを備えている。ビット９ａは開状態
に於ては、図４に示すようにパイプ７ａ，７ａ₁ の外径
と略々等しいか或いはこれより若干大きい回転半径で削
孔を行ない、閉状態では回転半径を減じ、図５に示すよ
うにパイプ７ａ，７ａ₁ 内を通過できるような構成にな
っている。このような開閉ビットそのものは公知であ
り、公知の各種形式の開閉ビットを用いる。

【００１４】削孔機９の本体部９ｂには、開閉ビット９
ａの駆動装置（図４〜５では省略されている）と、該本
体部９ｂを遠隔操作により最先定尺パイプ７ａ₁ 内に拘
束し又は拘束状態より解放できる拘束・解放機構９ｃが
備えられている。図４〜５では拘束・解放機構９ｃとし
て、流体の給，排により膨脹又は収縮されるパッカー部
を備える形式のものが示されているが、拘束・解放を遠
隔操作により行い得るものであれば、その構成は特に制
限されない。

【００１５】削孔機９に設置の駆動装置や拘束・解放機
構９ｃを、導孔３（図３参照）内に設置の制御部（図示
せず）に接続するケーブル、可撓性導管類（図示せず）
は、一括して削孔機９の本体部９ｂの後端に取付けた保
護ホース９ｄ内に収納される。保護ホース９ｄは削孔機
９の後端から導孔３内まで延出し、削孔機９の引戻し回
収に利用される。

【００１６】図３にパイプ支保工７の形成途中の状況が
示されている。パイプ支保工７の形成に際しては、図４
に示すように最先定尺パイプ７ａ₁ 内に削孔機９が拘束
・解放機構９ｃの作動をして設置固定される。次に最先
定尺パイプ７ａ₁ が導孔３内から推進ジヤッキ８の作動
をして且つビット９ａの開状態での削孔案内のもとに地
盤内に押込まれ、この押込みで最先定尺パイプ７ａ
₁ は、その曲管形状にもとづき外郭相当部２に沿って移
動推進される。

【００１７】最先定尺パイプ７ａ₁ がその長さ分だけ移
動推進すると、ジャッキ８を作動停止し、該パイプ７ａ
₁ の後端側に２番目定尺パイプ７ａを溶接により継足
す。

【００１８】２番目の定尺パイプ７ａを継足した後は、
再びジャッキ８の作動をして、２番目の定尺パイプ７ａ
の長さ分だけパイプ７ａ₁ ，７ａの移動推進を行ない、
以下２番目以降の定尺パイプ７ａの継足しと、継足され
た定尺パイプ７ａの長さ分だけの移動推進を繰返すこと
により、導孔３の片側に所定長さのパイプ支保工７を形
成できる。

【００１９】定尺パイプ７ａを継足すごとに、該パイプ
７ａ内に保護ホース９ｄ並びにその内部に一括収納のケ
ーブル、可撓性導管等を挿通して行くことが必要であ
り、この挿通に便ならしめるために、図４に示すように
保護ホース９ｄ並びにその内部収納のケーブル、可撓性
導管などの途中に、適宜切り離しできるジョイント部９
ｅを形成しておくことができる。

【００２０】図６にパイプ支保工７の形成終了時の状況
が示され、この状態よりビット９ａを閉状態となし且つ
拘束・解放機構９ｃ（図４〜５参照）の作動をして、削
孔機９の本体部９ｂを最先パイプ７ａ₁ 内からフリーと
なすことにより、図７に示す通り、保護ホース９ｄによ
る引戻し操作により導孔３内に回収することができる。
回収された削孔機９はパイプ支保工７の形成に繰返し使
用される。

【００２１】パイプ支保工７は、図６〜７に示すように
導孔３の両側に形成され、両側の形成を終えた後は、ト
ンネルの長さ方向に１ピッチずらした位置で再び形成さ
れる。以下これをトンネルの長さ方向に繰返すことによ
り、トンネルの長さ方向に並列する多数のパイプ支保工
からなるアーチシェル１０が構築される。

【００２２】アーチシェル１０の構築状況が図８に平面
図として概略的に示され、パイプ支保工７，７の間隔部
分は地盤改良剤などの注入により強化することができ
る。パイプ支保工７，７のピッチ間隔は施工条件などに
より適宜選択すればよい。

【００２３】アーチシェル１０を構築した後は、その内
部を掘削することにより、トンネルを形成できる。

【００２４】図９〜１０にパンタグラフ方式の開閉ビッ
ト９ａを備えた削孔機９が示され、該ビット９ａはピス
トン９ｆにより作動されるロッド９ｇの進退動作によ
り、図９に示す開状態と、図１０に示す閉状態とを選択
的にとり得るような構成になっている。またロッド９ｇ
の基端側に駆動装置９ｈ（例えばモータ）が設置され、
該駆動装置９ｈの作動をしてロッド９ｇを介しビット９
ａに回転が与えられるようになっている。図中、９ｉは
削孔機９の本体部９ｂの前端から前方へ突出された、ロ
ッド９ｇと同心の固定筒部で、該筒部９ｉ上に回転自在
に支持されたメタルリング９ｊ上にビット９ａの基端側
が支持されている。

【００２５】図１１〜１４に折畳み方式の開閉ビット９
ａを備えた削孔機９が示され、ビット９ａは駆動装置９
ｋにより回転が与えられる回転ロッド９ｌから放射方向
に張出された複数枚例えば３枚の翼板９ｍを備え、翼板
９ｍには、それぞれ張出し方向の中間にビンジ部９ｎが
備えられている。翼板９ｍは正回転時には遠心力を受け
て図１１〜１２に示すように開状態を保持するが、逆回
転すると、地盤との接触部が抵抗となって図１３〜１４
に示すようにヒンジ部９ｎに於て折畳まれ、閉状態とな
り、遠隔操作をして開閉できる構成とされている。

【００２６】

【発明の効果】本発明工法によれば、１本の導孔を利用
してトンネルを構築できるので、複数本の導孔を形成す
る場合に比し、トンネル構築を極めて効率的に行うこと
が可能になると共に、パイプ支保工の形成は片側からの
施工であるに拘らず、削孔機は回収して繰返し使用でき
るので、効率よく削孔機を活用でき、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明工法に於ける導孔形成位置の説明図であ
る。

【図２】導孔の構築状況を概略的に示す説明図である。

【図３】本発明工法に於けるパイプ支保工の形成状況を
概略的に示す説明図である。

【図４】パイプ支保工の形成に適用される削孔機のビッ
ト開の状態を示す説明図である。

【図５】同ビット閉の状況を示す説明図である。

【図６】パイプ支保工の形成終了時の状況を概略的に示
す、トンネル断面側から見た図である。

【図７】削孔機の回収時の状況を概略的に示す、トンネ
ル断面側から見た図である。

【図８】アーチシェルの構築状況を概略的に示す平面図
である。

【図９】本発明工法に適用される削孔機の１例を示す、
開状態の一部縦断面図である。

【図１０】同閉状態の一部縦断面図である。

【図１１】本発明工法に適用される削孔機の他の１例を
示す、開状態の縦断面図である。

【図１２】図１１の左側面図である。

【図１３】同閉状態の縦断面図である。

【図１４】図１３の左側面図である。

【符号の説明】 １ 地盤 ２ トンネルの外郭相当部 ３ 導孔 ４ 掘削機 ５ セグメント ６ 立坑 ７ パイプ支保工 ８ 推進ジャッキ ９ 削孔機 １０ アーチシェル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神出 明 大阪府大阪市天王寺区餌差町７番６号 株 式会社大阪防水建設社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤内に、構築しようとするトンネルの
   頂部に相当する位置にトンネルの長さ方向に延出する導
   孔を構築する第１工程、該導孔を作業坑として利用し、
   該導孔の両側にそれぞれトンネルの断面方向且つ外郭相
   当部に沿ってパイプ継足しによる円弧状パイプ支保工を
   形成する第２工程、該第２工程をトンネルの長さ方向に
   適宜のピッチで繰返すことにより、トンネルの外郭相当
   部にトンネルの長さ方向に並列する多数のパイプ支保工
   からなるアーチシェルを構築する第３工程、及び上記ア
   ーチシェル内を掘削してトンネルを形成する第４工程と
   を含み、第２工程に於ては、回転半径を拡縮できる開閉
   ビットを備えた削孔機を用い、該削孔機は、パイプ支保
   工の形成時には、最先パイプ内に固定すると共にビット
   を開いた状態で削孔前進させ、同形成後には、最先パイ
   プ内よりフリーとなすと共にビットを閉じた状態でパイ
   プ支保工内を通じて導孔側へ回収することを特徴とする
   トンネル構築工法。