JPH0781517B2

JPH0781517B2 - 反力受け支保部材

Info

Publication number: JPH0781517B2
Application number: JP4004906A
Authority: JP
Inventors: 敏則豊田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1995-08-30
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH05187198A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトンネル掘削機械の反力
受け支保部材に関し、特に、トンネルボーリングマシー
ン工法（以下ＴＢＭ工法という）において採用する反力
受け支保部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トンネル掘削工法の一例とし
てＴＢＭ工法が知られている。これは、在来工法と異な
り、爆薬を使用することなく回転カッタを有するトンネ
ル掘削機械によりトンネル全断面を切削あるいは破砕し
て掘進するものである。そして、かかるトンネル掘削機
械を前進させる場合には、通常は機械の前胴体及び後胴
体から交互に半径方向にグリッパーを押し出し、トンネ
ル内周の地盤に反力を取りつつ前後胴体間のジャッキを
トンネル軸方向に伸縮して、いわゆる尺取り虫方式で前
進する。従って、ＴＢＭ工法は、岩盤内の水平トンネル
の掘削に有利な工法として採用されてきた。

【０００３】一方、近年のＴＢＭ工法の普及により、安
定した硬岩だけでなく、破砕帯や軟弱地盤等の地層の変
化に対応する必要が生じるとともに、ＴＢＭ工法が急傾
斜トンネルにも採用されるに至り、したがって、上記グ
リッパーによる方法では十分な掘進反力が得られない場
合がある。そして、かかる事態に対応すべく、従来のシ
ールド工法等に用いられていたセグメントを機械の後方
に組み立て、これを推進反力受け材としてジャッキの推
力により前進する方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
セグメントは、地盤の崩落を防ぐことのみならず、周囲
の地盤の土圧や水圧を支持するに足る構造を有し、この
結果、鋼板、鉄筋等を用いて強固に製作されるととも
に、これらを強固に組立てるべく、鉄筋、継手金具、ボ
ルト、把持具等の金属類が多く用いられる。したがっ
て、かかるセグメントを反力受け材として、比較的安定
した地盤に採用されるＴＢＭ工法に用いることは、不要
に強固な構造を有する反力受け材を使用することになる
ため不経済であった。

【０００５】また、ＴＢＭ工法では、その経済性を鑑み
て、トンネルボーリングマシーンを何回も使用すべく、
同じ直径のパイロットトンネルを掘り、その後目的に応
じた形状に拡大する工法が採用され、この結果パイロッ
トトンネルを構築する場合にはトンネルを拡大する際に
反力受け材を撤去する必要を生じ、したがって強固な構
造を有する前記セグメントを反力受け材として用いると
これの撤去作業に手間がかかるという問題があった。

【０００６】そこで、本発明はかかる問題点に着目して
なされたもので、ＴＢＭ工法によるトンネルの掘削内周
面に装着するに適した、簡易かつ経済的な構造を有する
とともに、トンネル掘削機械の掘削反力を十分に支持す
ることができ、さらに、トンネル掘削機械により容易に
撤去することのできる反力受け支保部材を提供せんとす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたもので、ＴＢＭ工法によるトンネルの掘削
内周面にリング状に連設装着されてこの内周面からの地
盤の崩落を防止するライニング部材と、リング状に装着
したライニング部材の周方向所定位置にこれと一体に取
付けられるとともにトンネル軸方向に連設してトンネル
掘削機械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる反
力受け支保部材であって、前記ライニング部材および前
記支持ロッドを無鉄筋コンクリート部材によって構成
し、トンネル掘削機械により破砕撤去可能としたことを
特徴とする反力受け支保部材を要旨とする。

【０００８】そして、本発明の反力受け支保部材は、前
記ライニング部材を繊維補強コンクリートにより構成す
ることが好ましい。

【０００９】また、本発明の反力受け支保部材は、前記
支持ロッドを前記ライニング部材と一体形成して弧状の
単位体とし、この単位体を周方向に連設一体化してリン
グ状に組立ててもよい。

【００１０】さらに、本発明の反力受け支保部材は、前
記支持ロッドを前記ライニング部材とは別体として形成
し、支持ロッド及び弧状のライニング部材を周方向に交
互に連設一体化してリング状に組立ててもよい。

【００１１】本発明の別の要旨は、ＴＢＭ工法によるト
ンネルの掘削内周面にリング状に連設装着されてこの内
周面からの地盤の崩落を防止するライニング部材と、こ
のライニング部材とは別体として形成し、リング状に装
着したライニング部材の周方向所定位置に取外し可能に
これと一体に取付けられるとともにトンネル軸方向に連
設してトンネル掘削機械の掘削反力を支持する支持ロッ
ドとからなる反力受け支保部材であって、前記ライニン
グ部材を無鉄筋コンクリート部材によって構成し、トン
ネル掘削機械により破砕撤去可能としたことを特徴とす
る反力受け支保部材にある。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に記載の反力受け支保部材に
よれば、ライニング部材はトンネルの掘削内周面を覆っ
てこの内周面からの地盤の崩落を防止する。なお、ＴＢ
Ｍ工法によるトンネルの掘削内周面は比較的安定してお
り、ライニング部材にかかる土圧、水圧等が小さいた
め、ライニング部材を無鉄筋コンクリートによる簡易な
構造とすることができる。また、支持ロッドも、無鉄筋
コンクリートにより形成し、トンネル軸方向に連設し、
トンネル掘削機械のジャッキ等と当接してその掘削反力
を支持するとともに、ライニング部材と一体化して、支
持すべき掘削反力を、ライニング部材を介してライニン
グ部材と掘削内周面との摩擦力により外周地盤に伝達し
てこれを負担させる。かようなライニング部材と支持ロ
ッドとは無鉄筋コンクリートにより構成するため、トン
ネルの拡幅時等においてトンネル掘削機械によって容易
に破砕撤去することができる。

【００１３】本発明の請求項５に記載の反力受け支保部
材は、請求項１に記載の反力受け支保部材と同様の構成
のライニング部材と、このライニング部材とは別体とし
て形成し、ライニング部材の周方向所定位置に取外し可
能にこれと一体に取付けられた支持ロッドとを使用し
て、上記と同様に配設すれば同様な作用が得られる。た
だし、この時、ライニング部材は無鉄筋コンクリートに
より構成する必要があるものの、支持ロッドは、トンネ
ル掘削機械による破砕撤去の前に、別途取外し可能に取
り付けられているので、必ずしも無鉄筋コンクリートに
より成形する必要はない。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１５】本発明の請求項５に記載した反力受け支保
部材１０は、図１（イ）及び（ロ）に示すように、トン
ネルボーリングマシーンによるパイロットトンネルの掘
削内周面にリング状に装着されてこれを覆い、トンネル
内周面からの地盤の崩落を防止するライニング部材１１
と、このライニング部材１１の内周面に放射状に８箇所
設けられた支持ロッド１２とによって構成される。

【００１６】ライニング部材１１は、無鉄筋コンクリー
トとして、ＧＲＣ（グラスファイバー補強コンクリー
ト），ＣＦＲＣ（炭素繊維補強コンクリート），ＶＦＲ
Ｃ（ビニールファイバー補強コンクリート）等の繊維補
強コンクリートによって構成された８枚の弧状ピース１
３を、これらの周縁に設けた半円形の嵌合凹凸部１８を
介してリング状に一体化するとともに、かかるリング状
に一体化したライニング部材１１をトンネル軸方向に連
設してトンネル内周面を所定長ライニングする。そし
て、各弧状ピース１３は、そのトンネル軸方向の側辺が
斜めに傾斜していて周方向への組み立てを容易にすると
ともに、最後の弧状ピース１３を傾斜辺に沿って挿入す
ることによりリング状のライニング部材１１を周方向に
押拡げて掘削内周面に密着させることができる。また、
各弧状ピース１３は、薄厚の無鉄筋コンクリートである
ため、運搬や組立に際して破損しないように、その外周
面がガラス、炭素繊維、ビニロン等の補強ネットで覆わ
れている。

【００１７】一方、支持ロッド１２は、例えば２００〜
３００ｋｇ／ｃｍ²の圧縮応力に耐えうる無鉄筋コンク
リートによって成形した円柱体で、固定ボルト１４によ
ってライニング部材１１に固定一体化される。そして、
支持ロッド１２はこれの前後端に円形の嵌合凹凸部１５
を備え、これらが嵌合してトンネル軸方向に連設し、ト
ンネル掘削機械のジャッキからの掘削反力を支持する。
なお、１６は、ズリ搬出用の台車を移動するレール１７
を敷設するための枕木である。また、前記支持ロッド１
２は、容易にライニング部材１１から取外し可能なの
で、必ずしも無鉄筋コンクリートによって成形する必要
はない。

【００１８】そして、上記構成を有する反力受け支保部
材１０は、パイロットトンネルの掘削完了後トンネルを
拡幅する際に、トンネル掘削機械により容易に撤去する
ことができる。すなわち、これらを撤去するには、ま
ず、レール１７、枕木１６等とともに支持ロッド１２を
回収する。そして、ライニング部材１１は無筋の繊維補
強コンクリートによって構成されるので、これを取外す
ことなくトンネルの拡幅掘削に伴い周辺地盤とともに破
砕して撤去する。

【００１９】図２（イ）及び（ロ）は、本発明の請求項
１乃至３に記載の反力受け支保部材の実施例を示すもの
である。そして、この実施例の反力受け支保部材２０
は、高強度無鉄筋コンクリートからなるロッド部２１
と、繊維補強コンクリートからなる薄厚のウィング部２
２とを一体形成した弧状の単位ピース２３を、これのト
ンネル軸方向の側辺に設けた半円形の嵌合凹凸部２７を
介してリング状に一体化する。また、ロッド部２１はそ
の前後端面に円形の嵌合凹凸部２６を備え、これらが嵌
合してロッド部２１を正確にトンネル軸方向に連設さ
せ、トンネル掘削機械の掘削反力を効率良く支持する。
なお、ウィング部２２はジャッキの推力を受けないの
で、トンネル軸方向に隣接するウィング部２２の間には
若干の余裕を持たせておくことが好ましい。そして、単
位ピース２３は、図３（イ）及び（ロ）に示すように、
組立て、運搬中の強度を補うべくガラス、炭素繊維、ビ
ニロン等の繊維補強ネット２８で覆われ、さらにロッド
部２１内周面にはエレクターによる組み立てを容易にす
べく把持切欠２４が設けられている。また、図４に示す
ように、最後に組立てる単位ピース２３’を、キーブロ
ック２５を中央に挾んだ３個の部材によって構成すれ
ば、キーブロック２５を挿入することによってリング状
の反力受け支保部材２０全体を拡大してこれをトンネル
内周面に密着することができる。なお、この場合は、ロ
ッド部２１に設ける嵌合凹凸部２６は、拡大の邪魔にな
らぬよう二箇所程度に限定することが好ましい。

【００２０】そして、かかる構成を有する反力受け支保
部材２０によれば、掘削反力を支持すべきロッド部２１
をウィング部２２とともにトンネル掘削機械により容易
に破砕撤去することができるので、トンネル掘削機械に
よる拡幅工事をさらに容易に行なうことができる。

【００２１】ここで、単位ピース２３を製作するには、
別途高強度コンクリートで製作したロッド部２１をウィ
ング部２２を製作する型枠にセットした後に、繊維補強
コンクリートを打設する。なお、ロッド部２１には、予
め繊維補強ネット２８を巻きつけておくとともに、ネッ
トの端をウィング部２２の中に挾みこむ。また、使用す
る型枠は、凹凸面をコテ仕上げする作業に手間がかかる
ので、六面閉合型枠を使用することが好ましい。そし
て、繊維補強コンクリートの打設方法は、単位ピース２
３の軸方向が型枠の鉛直方向となるよう縦打ちとし、単
位ピース２３の軸方向端面は柔軟性を持たせるべく、最
終仕上げ面に近い部分は発泡性材料を混入したコンクリ
ートを打設することが好ましい。

【００２２】図５（イ）及び（ロ）は、本発明の請求項
４記載の反力受け支保部材のさらに他の実施例を示すも
のである。そして、この実施例の反力受け支保部材３０
は、高強度無鉄筋コンクリートからなるロッドピース３
１と、繊維補強コンクリートからなる薄厚のウィングピ
ース３２とを別体として製作し、これらを嵌合凹凸部３
３を介してトンネル周方向に交互に連設することにより
リング状に一体化し、さらにかかるリング状のライニン
グ部材をトンネル軸方向に所定長連設するものである。

【００２３】そして、かかる構成を有する反力受け支保
部材３０によれば、ロッドピース３１及びウィングピー
ス３２を容易に製作することができるとともに、これら
はトンネル掘削機械により容易に破砕撤去することがで
きるので、トンネルの拡幅工事を容易に行なうことがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の反力受け支保部
材は、トンネルの掘削内周面の地盤の崩落を防止する、
無鉄筋コンクリート部材からなるライニング部材と、該
ライニング部材と一体に取付けられた、トンネル掘削機
械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなり、この支
持ロッドは、ライニング部材とは別体として形成し、ラ
イニング部材に取外し可能に取付けるか、あるいは無鉄
筋コンクリート部材により形成する。したがって、ＴＢ
Ｍ工法によるトンネルの掘削内周面に装着するに適し
た、簡易かつ経済的な構造を有するにもかかわらず、ト
ンネルの掘削内周面を覆ってこの内周面からの地盤の崩
落を防止すると共に、トンネル掘削機械の掘削反力を十
分に支持することができ、トンネル掘削機械により容易
に破砕撤去されてトンネルの拡幅工事を容易に行うこと
ができる。したがって、本発明は、ＴＢＭ工法によるト
ンネルの構築を経済的かつ容易に行なうことを可能にす
るという格別の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反力受け支保部材の一実施例を示すも
ので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【図２】本発明の反力受け支保部材の他の一実施例を示
すもので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【図３】（イ）及び（ロ）は、図２の反力受け支保部材
を構成する単位ピースを示す斜視図である。

【図４】図２の反力受け支保部材において、最後に組立
てる単位ピースの一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の反力受け支保部材の他の一実施例を示
すもので、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０反力受け保持部材１１ライニング部材１２支持ロッド２１ロッド部２２ウィング部（ライニング部材）２３単位ピース３１ロッドピース３２ウィングピース（ライニング部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネルの掘削内周面に装着されて該内
周面からの地盤の崩落を防止するライニング部材と、該
ライニング部材の周方向所定位置にこれと一体に取付け
られるとともにトンネル軸方向に連設してトンネル掘削
機械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる反力受
け支保部材であって、前記ライニング部材および前記支
持ロッドを無鉄筋コンクリート部材によって構成し、ト
ンネル掘削機械により破砕撤去可能としたことを特徴と
する反力受け支保部材。
【請求項２】前記ライニング部材を繊維補強コンクリ
ートにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の
反力受け支保部材。
【請求項３】前記支持ロッドを前記ライニング部材と
一体形成した単位体を、周方向に連設一体化してなる請
求項１又は２に記載の反力受け支保部材。
【請求項４】前記支持ロッドを前記ライニング部材と
は別体として形成し、支持ロッド及びライニング部材を
周方向に交互に連設一体化してなる請求項１又は２に記
載の反力受け支保部材。【請求項５】トンネルの掘削内周面に装着されて該内
周面からの地盤の崩落を防止するライニング部材と、こ
のライニング部材とは別体として形成し、該ライニング
部材の周方向所定位置に取外し可能にこれと一体に取付
けられるとともにトンネル軸方向に連設してトンネル掘
削機械の掘削反力を支持する支持ロッドとからなる反力
受け支保部材であって、前記ライニング部材を無鉄筋コ
ンクリート部材によって構成し、トンネル掘削機械によ
り破砕撤去可能としたことを特徴とする反力受け支保部
材。