JPH09203290A - 横断スリット掘削工法および掘削具 - Google Patents

横断スリット掘削工法および掘削具

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JPH09203290A
JPH09203290A JP1417796A JP1417796A JPH09203290A JP H09203290 A JPH09203290 A JP H09203290A JP 1417796 A JP1417796 A JP 1417796A JP 1417796 A JP1417796 A JP 1417796A JP H09203290 A JPH09203290 A JP H09203290A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無発破で振動、騒音を低減することができる
とともに掘削効率がよい横断スリット掘削工法を提供す
ること。 【解決手段】 トンネルの切羽面1より向こう側の未掘
削の地山に、スリット8をトンネルの横断方向に形成
し、次いで、前記切羽面1に打撃を加えることによっ
て、前記スリット8と前記切羽面1との間の領域の岩盤
9を掘削する。これによって、無発破でしかも振動、騒
音を低減して安全に掘削を行うことができるともに、掘
削効率が良く施工費を割安にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無発破で切羽面を
破岩することができる横断スリット掘削工法およびこの
掘削工法に使用する掘削具に関する。
【0002】
【従来の技術】トンネルを施工する工法の一つである山
岳トンネル工法は、掘削と支保構造物の構築とを繰り返
してトンネルを施工していくものである。前記山岳トン
ネル工法における掘削には、爆薬で地山を破砕して掘削
する発破工法、トンネル掘進機あるいは切削機と呼ばれ
る機械を使用する機械掘削工法、あるいは切羽面での掘
削を主としてピックハンマ等で行う人力掘削工法等があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記発破工
法は、多量の爆薬を使用するため危険性が常につきまと
うとともに、振動、騒音等の問題がある。また、機械掘
削工法は、発破工法に比して振動、騒音は少ないが、掘
削効率が良くなくコストの面で問題がある。さらに、人
力掘削工法は、作業者にかなりの負担がかかるうえ、掘
削効率も良くないという問題がある。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、無発破で振動、騒音を低減することができるととも
に掘削効率がよい横断スリット掘削工法およびこの掘削
工法に使用する掘削具を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の横断スリット掘削工法は、トン
ネルの切羽面より向こう側の未掘削の地山に、スリット
をトンネルの横断方向に形成し、次いで、前記切羽面に
打撃を加えることによって、前記スリットと前記切羽面
との間の領域を砕岩するものである。
【0006】請求項1の横断スリット掘削工法にあって
は、切羽面より向こう側の未掘削の地山に、スリットを
トンネルの横断方向に形成することによって、未掘削の
地山に空間が形成されて、砕岩し易い状態となり、切羽
面に打撃を加えることによって、前記スリットと前記切
羽面との間の領域が砕岩される。そして、前記スリット
形成する工程と、切羽面に打撃を加えて砕岩する工程と
を順次繰り返して行うことによって、無発破でトンネル
を掘削していくことができる。
【0007】請求項2の横断スリット掘削工法は、請求
項1において、前記スリットを形成するに際し、まず、
前記切羽面に孔を穿孔し、次いで、該孔の先端部を拡径
することにより、切羽面より向こう側の未掘削の地山に
スリットを形成するものである。前記切羽面には複数の
孔を穿孔し、これら穿孔される孔の直径は40〜60mm
程度が望ましく、また互に隣り合う孔どうしの間隔は3
0〜50cm程度が望ましい。さらに、前記孔の深さは1
〜2m程度が望ましい。また、前記孔の先端部を拡径す
る場合、円錐状に拡径するのが望ましく、拡径されたス
リットの直径を30〜50cm程度にして、その外周部を
互に隣接する孔において、接しさせるかあるいはオーバ
ーラップさせるのが望ましい。
【0008】請求項2の横断スリット掘削工法にあって
は、切羽面に穿孔された孔の先端部を拡径することによ
り、切羽面より向こう側の未掘削の地山にスリットを容
易に形成することができる。また、切羽面の向こう側の
未掘削の地山に、円板状もしくは円錐状のスリットが形
成されるとともに、該スリットと切羽面との間にも孔が
形成されているので、未掘削の地山が砕岩し易い状態と
なり、切羽面に打撃を加えることによって、前記スリッ
トと前記切羽面との間の領域を容易に砕岩することがで
きる。
【0009】請求項3の掘削具は、請求項2記載の横断
スリット掘削工法に使用されるものであって、先端部
が、掘削した孔の先端部を拡径できるように構成された
ものである。掘削具の先端部が、掘削した孔の先端部を
拡径できるように構成するには、例えば、ロッドの先端
部に拡径可能なビットを取付け、該ビットが孔の先端部
に達した際に、拡径するような構成としたり、ロッドの
先端外周部から切刃を出没可能に構成したりすればよ
い。
【0010】請求項3の掘削具にあっては、これを油圧
ジャンボ等の削岩機に取付け、該掘削具によってトンネ
ルの切羽面を穿孔することによって、該切羽面に孔を形
成し、次いで、掘削具の先端部を拡径することによっ
て、孔の先端部を拡径して、該先端部に円板状あるいは
円錐状のスリットを形成する。そして、このような穿孔
と拡径とを繰り返して行うことによって、切羽面の向こ
う側の未掘削の地山に多数のスリットを形成する。
【0011】請求項4の掘削具は、請求項3において、
筒状をなしかつ軸方向に移動可能に設けられた外筒と、
この外筒内に挿入され先端部にビットが設けられたロッ
ドとから構成し、前記ロッドを、折曲可能な関節が軸方
向に所定間隔で多数設けられた多関節ロッドとしたもの
である。
【0012】請求項4の掘削具にあっては、これを油圧
ジャンボ等の削岩機に取付けるとともに、外筒の先端部
からビットだけを突出させた状態で回転させながらトン
ネルの切羽面を穿孔する。そして、孔を所定深さまで穿
孔した後、前記外筒を基端側に移動させて徐々に引き戻
す。すると、内部のロッドが多関節であるため、外筒か
ら突出しているロットの先端部が遠心力によってブレ出
して、回転しつつ次第に外側に拡がっていき、これによ
って、前記穿孔された孔の先端部に円錐状のスリットを
形成する。そして、このような穿孔と拡径とを繰り返し
て行うことによって、切羽面の向こう側の未掘削の地山
に多数の円錐状のスリットを形成する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を説明する。図1〜図5は本発明の横断
スリット掘削工法の一例を説明するためのもので、図中
符号1はトンネルTの切羽面を示す。該トンネル1の切
羽面を掘削していくには、まず、切羽面1に多数の孔2
…を穿孔する。これら孔2は、その直径を40〜60mm
程度に、また互に隣り合う孔2,2どうしの間隔を30
〜50cm程度に、さらに、前記孔2の深さを1〜2m程
度になるようにして穿孔する。
【0014】ここで、前記孔2は、図6に示すような掘
削具3を使用して穿孔される。この掘削具3は、筒状を
なしかつ軸方向に移動可能に設けられた外筒4と、この
外筒4内に挿入され先端部にビット5が設けられたロッ
ド6とから構成されている。前記ロッド6は、折曲可能
な関節7…が軸方向に所定間隔で多数設けられた多関節
ロッドである。そして、前記構成の掘削具3は、これを
油圧ジャンボ等の削岩機に取付け、外筒4の先端部から
ビット5だけを突出させた状態で、該ロッド6を回転さ
せながら外筒4とともに掘進していくことで、トンネル
の切羽面1を穿孔するようになっている。
【0015】前記掘削具3によって孔2を所定の深さま
で穿孔したら、図7に示すように、前記外筒4を基端側
に移動させて徐々に引き戻す。すると、内部のロッド6
が多関節であるため、外筒4から次第に突出してくるロ
ッド6の先端部が遠心力によってブレ出して、図8に示
すように、ロッド6の軸周りに回転しつつ次第に外側に
拡がっていき、これによって、図2に示すように、前記
穿孔された孔2の先端部に円錐状のスリット8を形成す
る。なお、ロッド6の先端部を外側に拡げるには、遠心
力の他に、ワイヤ等で強制的に向きを変えてもよい。ま
た、スリット8を形成したら、ロッド6の回転を止め、
該ロッド6と外筒4とを一緒に孔2から引き抜く。
【0016】そして、このような穿孔と拡径とを繰り返
して行うことによって、切羽面1の向こう側の未掘削の
地山に多数の円錐状のスリット8…を形成する。これら
スリット8…は、その直径が30〜50cmであり、かつ
隣り合う孔2,2の距離が30〜50cmであるので、図
3および図4に示すように、それらの外周部が互に接し
ているか、あるいはオーバーラップしている。
【0017】このようにして、スリット8…を形成した
後、前記切羽面1に打撃を加える。すると、切羽面1の
向こう側の未掘削の地山に多数のスリット8…が形成さ
れているとともに、該スリット8と切羽面1との間にも
多数の孔2…が形成されて、地山が砕岩し易い状態とな
っているので、前記スリット8と前記切羽面1との間の
領域の岩盤9等を容易に砕岩することができる。砕岩さ
れた岩盤9は、図5に示すように、ずり10としてトン
ネル内に堆積し、該ずり10はトンネルTの後方に搬送
して、トンネルT外に搬出する。
【0018】上記のようにして、トンネルを掘削すれ
ば、無発破でしかも振動、騒音を低減して安全に掘削を
行うことができるともに、機械掘削工法等に比して、掘
削効率が良く施工費を割安にすることができる。
【0019】なお、上記の例では、掘削具3によって、
切羽面1に一つずつ孔2を形成するとともに、この孔2
の先端部にスリット8を形成したが、これに限らず、ま
ず、切羽面1に多数の孔2を穿孔しておき、その後、各
孔2の先端部にスリット8を形成してもよい。また、孔
2を穿孔する際には、前記掘削具3を使用せずに、通常
のビット等によって穿孔してもよい。
【0020】さらに、スリット8を形成する掘削具は、
前記掘削具3に限ることなく、例えば、ロッドの先端部
に拡径可能なビットを取付け、該ビットが孔の先端部に
達した際に、拡径するような掘削具でもよく、また、ロ
ッドの先端外周部から切刃が出没可能な掘削具でもよい
し、さらには、形状記憶合金等でロッドを製作し、該ロ
ッドに熱を加えることで、ロッドの先端部が外側に曲が
るような掘削具でもよい。要は、先端部が、掘削した孔
の先端部を拡径できるように構成されていればよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の横断スリット掘削工法は、トンネルの切羽面より向こ
う側の未掘削の地山に、スリットをトンネルの横断方向
に形成し、次いで、前記切羽面に打撃を加えることによ
って、前記スリットと前記切羽面との間の領域を砕岩す
るものであるから、無発破でしかも振動、騒音を低減し
て安全に掘削を行うことができるともに、機械掘削工法
等に比して、掘削効率が良く施工費を割安にすることが
できる。
【0022】請求項2の横断スリット掘削工法は、請求
項1において、前記スリットを形成するに際し、まず、
前記切羽面に孔を穿孔し、次いで、該孔の先端部を拡径
することにより、切羽面より向こう側の未掘削の地山に
スリットを形成するものであるから、切羽面より向こう
側の未掘削の地山にスリットを容易に形成することがで
きる。
【0023】また、切羽面の向こう側の未掘削の地山に
スリットが形成されるとともに、該スリットと切羽面と
の間にも孔が形成されているので、未掘削の地山が砕岩
し易い状態となる。したがって、切羽面に打撃を加える
ことによって、前記スリットと前記切羽面との間の領域
を容易に砕岩することができる。
【0024】請求項3の掘削具は、請求項2記載の横断
スリット掘削工法に使用されるものであって、先端部
が、掘削した孔の先端部を拡径できるように構成したも
のであるから、該掘削具によってトンネルの切羽面を穿
孔して、該切羽面に孔を形成することができるととも
に、該掘削具の先端部を拡径することによって、孔の先
端部に円板状あるいは円錐状のスリットを容易に形成す
ることができる。
【0025】請求項4の掘削具は、請求項3において、
筒状をなしかつ軸方向に移動可能に設けられた外筒と、
この外筒内に挿入され先端部にビットが設けられたロッ
ドとから構成し、前記ロッドを、折曲可能な関節が軸方
向に所定間隔で多数設けられた多関節ロッドとしたもの
であるから、孔を所定深さまで穿孔した後、前記外筒を
基端側に移動させて徐々に引き戻すことによって、外筒
から突出しているロットの先端部が遠心力によってブレ
出して、回転しつつ次第に外側に拡がっていき、これに
よって、前記穿孔された孔の先端部に円錐状のスリット
を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の横断スリット掘削工法の一例を説明す
るためのもので、トンネルの切羽面に孔を穿孔した状態
を示す正面図である。
【図2】同、切羽面に穿孔された孔の先端部にスリット
を形成した状態を示す側断面図である。
【図3】同、切羽面に穿孔された多数の孔の先端部にそ
れぞれスリットを形成した状態を示す側断面図である。
【図4】同、切羽面に穿孔された多数の孔の先端部にそ
れぞれスリットを形成した状態を示す正面図である。
【図5】同、切羽面に打撃を加えて砕岩した状態を示す
側断面図である。
【図6】本発明の掘削具の一例を示すもので、孔を穿孔
している状態を示す側面図である。
【図7】同、外筒を引き戻している状態を示す側面図で
ある。
【図8】同、ロットの先端部を外側に拡げている状態を
示す側面図である。
【符号の説明】
1 切羽面 2 孔 3 掘削具 4 外筒 5 ビット 6 ロッド 7 関節 8 スリット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネルの切羽面より向こう側の未掘削
    の地山に、スリットをトンネルの横断方向に形成し、次
    いで、前記切羽面に打撃を加えることによって、前記ス
    リットと前記切羽面との間の領域を砕岩することを特徴
    とする横断スリット掘削工法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の横断スリット掘削工法に
    おいて、前記スリットを形成するに際し、まず、前記切
    羽面に孔を穿孔し、次いで、該孔の先端部を拡径するこ
    とにより、切羽面より向こう側の未掘削の地山にスリッ
    トを形成することを特徴とする横断スリット掘削工法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の横断スリット掘削工法に
    使用される掘削具であって、 先端部が、穿孔した孔の先端部を拡径できるように構成
    されていることを特徴とする掘削具。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の掘削具において、 筒状をなしかつ軸方向に移動可能に設けられた外筒と、
    この外筒内に挿入され先端部にビットが設けられたロッ
    ドとから構成され、前記ロッドが、折曲可能な関節が軸
    方向に所定間隔で多数設けられた多関節ロッドであるこ
    とを特徴とする掘削具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102228560B1 (ko) * 2020-09-03 2021-03-16 한국지질자원연구원 성형폭약과 와이어쏘우를 이용한 암반절삭방법 및 터널굴착방법
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CN114233296A (zh) * 2021-12-09 2022-03-25 中国铁建大桥工程局集团有限公司 一种竖井泄洪洞水平段开挖方法
CN115434328A (zh) * 2022-09-23 2022-12-06 中工国际工程股份有限公司 一种水电站岩石基坑非爆破开挖方法

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CN113107513B (zh) * 2021-04-15 2023-03-21 中铁工程装备集团有限公司 破岩的隧道施工方法
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