JPH0828191A

JPH0828191A - トンネルのスチールライニング構造

Info

Publication number: JPH0828191A
Application number: JP6168069A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ninomiya; 正二宮
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-01-30
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2833482B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼板の建込みによって．工を行なえるように
して粉塵の発生を防止する。【構成】スチールライニング構造２０は、トンネル１
の上半部１ａ掘削後、アーチ形の既設支保工１２の前部
側においてトンネル断面形状に沿って建込まれ、切羽天
端面を被覆する鋼板１６と、鋼板１６の下面を仮受け支
持するとともに、前記既設支保工１２の先端に直交して
後端固定された複数のクラウンバー１４と、仮受けされ
た鋼板１６を貫通して地山に打設される多数のロックボ
ルト１８と、鋼板１６及びクラウンバー１４の先端に組
立てられ、これらの先端部を支持するアーチ形支保工１
２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、覆工を鋼板で行なう
ためのトンネルのスチールライニング構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】大断面のトンネルを掘削する場合、従来
では一般に多連ジャンボ等の掘削機械によって切羽面を
削孔し、装薬を仕掛けて掘削するか、または割岩機を用
いて、削岩し、発生したズリを除去後、吹付けコンクリ
ートなどにより切羽天端を覆工し、ロックボルトを打設
する作業を繰り返す方法が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
吹き付けコンクリートによる覆工作業は、覆工時におい
て粉塵が発生しやすい。特に大断面トンネルの場合に
は、その施工面積が極めて大きいために、発生する粉塵
の量が増加するとともに、掘削に要する作業時間も長く
要することもあいまって、作業環境が悪化する原因とな
り、改善が望まれていた。

【０００４】そこで、この発明は、以上の問題に着目し
てなされたものであって、前記吹き付けに替え、鋼板の
建込みによって覆工を行なえるようにして粉塵の発生を
防止したトンネルのスチールライニング構造を提供する
ことを目的とする。

【０００５】また、この発明の他の目的は、鋼板を支持
する支保工の足元の支持を強固かつ確実に行なえるこ
と、及び鋼板を裏込め注入用の捨て型枠として利用でき
るようにしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のトンネルのス
チールライニング構造は、かかる目的を達成するために
なされたものであって、掘削されたトンネルの断面形状
に沿って建込まれ、切羽天端面を被覆する鋼板と、該鋼
板の下面を仮受けするとともに、既設支保工に支持され
る複数のクラウンバーと、仮受けされた前記鋼板を貫通
して地山に打設される多数のロックボルトと、前記鋼板
及びクラウンバーの先端に組立てられ、これらの先端部
を支持する支保工とを備えたものである。

【０００７】また、この発明のトンネルのスチールライ
ニング構造では、前記トンネルの両側部に掘削される一
対の先進導坑と、該先進導坑内に打設されたサイロット
コンクリートとを有し、該サイロットコンクリートの天
端において前記支保工の脚部を支持することが好ましい
（請求項２）。

【０００８】さらには、前記鋼板と地山の間に裏込材を
充填する構造も採用できる（請求項３）。

【０００９】

【作用】以上の構成によるこの発明のトンネルのスチー
ルライニング構造にあっては、鋼板の建込み後、クラウ
ンバーの取り付けにより鋼板は切羽天端面に仮固定され
る。したがって、その後ロックボルトの打ち込み作業が
容易となるとともに、鋼板はかかるロックボルトにより
切羽天端面に強固に固定され、次いで先端に支保工を組
立て配置することで鋼板及びクラウンバーの先端は該支
保工及び既設支保工との間に挾持状態に支持されるた
め、地山を有効に支持することができる。

【００１０】また、トンネルの両側部に掘削される一対
の先進導坑内に打設されるサイロットコンクリートによ
り、前記支保工の脚部を支持する場合には、支保工の足
元が強固、かつ確実に支持される。

【００１１】さらに、前記鋼板と地山の間に裏込材を充
填する構造を採用した場合には、建込まれた鋼板を裏込
材の捨て型枠として利用できるとともに、トンネルのよ
り強固な覆工を行なうことができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明のトンネルのスチールライニ
ング構造の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。図
１は、この発明の実施例にかかるスチールライニング構
造３０をトンネル１に採用した状況を示すもので、図１
は当該トンネル１の横断面図であり、図２はその側面図
である。

【００１３】図１及び図２において、スチールライニン
グ構造３０は、掘削されたトンネル１の外周すなわち断
面形状に沿って建込まれ、切羽天端面を被覆する厚さ
４．５mm程度の鋼板１６と、鋼板１６の下面を仮受けす
るとともに、アーチ型の既設支保工１２′に支持される
複数のクラウンバー１４と、仮受けされた鋼板１６を貫
通して地山Ｅに放射状に多数打設されるロックボルト１
８と、鋼板１６及びクラウンバー１４の先端に組立てら
れ、これらの先端部すなわちトンネル１の掘進方向に対
して前方部分を支持するアーチ型の支保工１２とを備え
ているとともに、本実施例では、トンネル１の両側部に
は、これの掘削に先立ちＴＢＭ工法により一対の側部先
進導坑２が掘削されている。

【００１４】トンネル１は、中硬岩ないし硬岩等の比較
的地山が良好な地盤Ｅ内において、楕円状の断面形状を
なし、上半部１ａを下半部１ｂより先行させて掘削する
いわゆるベンチカット工法により構築される、例えば幅
２０ｍ，断面積２３０ｍ²に至る大断面トンネルであ
る。

【００１５】また、先進導坑２は、例えば、円形断面を
なし、前方の地質確認、湧水対策、不良地山区間の事前
対策等に利用されるもので、その内部には、導坑ベース
コンクリート２ａが打設されているとともに、このベー
スコンクリート２ａ上には、前記トンネル１の側面の一
部を形成すべくこれに連続した曲面となるように逆側の
坑口を出入口端として掘削位置近傍にサイロットコンク
リート１０が打設され、先進導坑２の略半分をこれによ
り埋め戻している。

【００１６】前記アーチ型の支保工１２及び、既設支保
工１２′は、その両端をサイロットコンクリート１０に
より支持される、例えばＨ形鋼等からなるものであり、
トンネル１内において、前後に配設される支保工１２，
１２′の間に、前記クラウンバー１４及び鋼板１６が挾
持状態に固定配置されている。

【００１７】これらのクラウンバー１４及び鋼板１６
は、前記支保工１２が建込まれるスパンに等しい長さを
有するものであり、クラウンバー１４を、支保工１２、
１２間に取り付けることにより鋼板１６は切羽天端面に
仮固定される。また、ロックボルト１８は、例えば、長
さが４ｍ程度の鋼製もしくはＦＲＰ製のもので、これを
打ち込むことにより鋼板１６は切羽天端面に強固に固定
される。

【００１８】また、前記ガントリージャンボ３は、トン
ネル１の上半部のアーチ形状に対応して断面略凸形に枠
組みされたフレーム形状の機体４と、該機体４の下面に
あって上半部表面に敷設された軌条５に沿って走行する
複数の車輪６と、機体４の先端に多段かつ多連に突設配
置された多数のドリルジャンボ（削孔機）７及びその駆
動装置を備えるほか、機体４の内部には、図示しない油
圧ユニット，電源設備及び裏込め注入装置などが配置さ
れている。また、機体４の上部にはトンネル１の上部ア
ーチ形状に沿った形状のガイド８が設けられているとと
もに、このガイド８に沿って後述する覆工用の鋼板，支
保工，クラウンバーを移動させつつ所定の位置に組付け
るための押上げ装置９が配置されている。

【００１９】そして、前記した構成のスチールライニン
グ構造３０は、かかるガントリージャンボ３により自動
的に構築することができる。

【００２０】すなわち、ガントリージャンボ３が切羽面
に対向して停止している状態で、待機位置にあるドリル
ジャンボ７を前進させて切羽面に所定の深さ及びパター
ンで削孔し、次いで装薬を装填し、各ドリルジャンボ７
を前記待機位置まで後退させ、切羽面を破砕すること
で、上半部１ａの掘削を行う。なお、かかる切羽面の破
砕は、発破を用いずに、所定の深さまで掘削形成された
削孔にクサビ状の割岩機を挿入することにより、切羽面
を割岩する工法によって行うこともできる。

【００２１】掘削作業終了後、再度ガントリージャンボ
３を前進させ、押上げ装置９を活用して、図３に拡大し
て示すように、前作業工程で架設された既設の支保工１
２′の前部側に鋼板１６を位置させ、切羽天端にそのア
ーチ形状に沿って順次建込むとともに、その下部に各ク
ラウンバー１４を配置し、既設支保工１２の前面にその
後端を溶接などにより固定し、各クラウンバー１４に仮
受けされる。

【００２２】次いで、直ちに多数のロックボルト１８を
前記鋼板１６を通して地山に向けて放射状に打ち込むこ
とにより、鋼板１６は天端面に強固に固定する。

【００２３】この鋼板１６の固定作業が終了した後、切
羽の最前部すなわちトンネル１の掘進方向（図３中にお
ける矢印Ｘ方向）前方部において支保工１２を組立て
る。このとき、支保工１２の脚部をサイロットコンクリ
ート１０の天端に支持させるとともに、この部分を基礎
として順次アーチ型に組立てる。そして、組立作業終了
後、クラウンバー１４の先端を支保工１２の後端部に溶
接などにより固定することで、前後の支保工１２，１
２′の間に鋼板１６を挾持し、かつその下部を複数のク
ラウンバー１４で支持した構造とする。

【００２４】なお、本実施例では、鋼板１６の固定後裏
込材２０を地山との隙間に注入することにより、余掘り
部分の隙間を充填している。ただし、必ずしも裏込材を
注入する必要はなく、地盤の性状が良好であるならば、
鋼板１６のみで覆工を完了しても良いことは勿論であ
り、地盤性状に応じて注入作業の有無を選択すれば良
い。

【００２５】このような構成のスチールライニング構造
３０によれば、クラウンバー１４の取り付けにより、鋼
板１６は切羽天端面に仮固定されるため、その後のロッ
クボルト１８の打ち込み作業を容易なものとすることが
できる。また、鋼板１６は、ロックボルト１８により固
定されるとともに、支保工１２及び既設支保工１２′と
の間に挾持状態に支持されるものであるから、地山Ｅを
有効に支持することができるとともに、従来の吹付けコ
ンクリートによる粉塵発生がなく、作業環境を良好に保
持することができる。

【００２６】また、本実施例では、ガントリージャンボ
３に装備された各種組立機械を用いることで機械式に組
立てるため、作業を安全性かつ迅速に行うことができ
る。

【００２７】さらに、本実施例では、トンネル１の両側
部に一対の先進導坑２，２を掘削し、各先進導坑２，２
内にサイロットコンクリート１０，１０を打設し、これ
らの天端において支保工１２の脚部を支持したので、支
保工１２の足元が強固、かつ確実に支持することができ
る。また、鋼板１６と地山Ｅの間に裏込材２０を充填し
たので、トンネル１のより強固な覆工を行なうことがで
きるとともに、建込まれた鋼板１６を、裏込材２０の捨
て型枠として利用できるため、裏込材２０の充填作業を
容易且つ迅速に行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上、実施例により詳細に説明したよう
に、この発明にかかるトンネルのスチールライニング構
造にあっては、鋼板は切羽天端面にロックボルトの打ち
込みにより容易に且つ強固に固定され、さらに支保工間
に挾持状態に支持されるものであるから、従来の吹付け
コンクリートによる粉塵発生がなく、作業環境を良好に
保持することができるため、トンネルの覆工作業を容易
にするとともに、安全にかつ迅速に行うことができる利
点がある。

【００２９】また、請求項２の構成を採用した場合に
は、支保工の足元が強固、かつ確実に支持される利点が
ある。さらに請求項３の構成とした場合には、建込まれ
た鋼板を捨て型枠として利用でき、裏込材の注入により
鋼板と地山の隙間が充填され、強固な覆工を行なうこと
ができるため、地盤性状に応じて工法に汎用性をもたら
すことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるトンネルのスチールライニン
グ工法を示す横断面図である。

【図２】図１の側断面図である。

【図３】図２のＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１トンネル１２支保工１４クラウンバー１６鋼板１８ロックボルト２０裏込材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削されたトンネルの断面形状に沿って
建込まれ、切羽天端面を被覆する鋼板と、該鋼板の下面
を仮受けするとともに、既設支保工に支持される複数の
クラウンバーと、仮受けされた前記鋼板を貫通して地山
に打設される多数のロックボルトと、前記鋼板及びクラ
ウンバーの先端に組立てられ、これらの先端部を支持す
る支保工とを備えたことを特徴とするトンネルのスチー
ルライニング構造。
【請求項２】前記トンネルの両側部に掘削される一対
の先進導坑と、該先進導坑内に打設されたサイロットコ
ンクリートとを有し、該サイロットコンクリートの天端
において前記支保工の脚部を支持したことを特徴とする
請求項１記載のトンネルのスチールライニング構造。
【請求項３】前記鋼板と地山の間に裏込材を充填して
あることを特徴とする請求項１または２記載のトンネル
のスチールライニング構造。