JP2847272B2 - Drilling equipment with rectangular cross section for tunnel excavation - Google Patents
Drilling equipment with rectangular cross section for tunnel excavationInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地山の崩壊を防止
するためプレライニングを形成しながらトンネル掘削す
る方法とその方法に好適に用いられる削孔装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for excavating a tunnel while forming a prelining to prevent collapse of a soft ground, and a drilling apparatus suitably used for the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在採用されているトンネル掘削工法に
は、全断面工法、側壁または底設導坑先進上部半断面工
法、上部半断面先進工法などのいわゆる在来工法の他、
比較的新工法のベンチカット工法、NATM工法などが
あり、掘削する地山の状況、トンネル断面の規模、延
長、勾配、さらに経済性、安全性、工期などに応じて採
用する工法が選定されている。しかしながら、前述した
トンネル掘削工法により、すべての地山条件、地形、各
種環境条件等に対応できるものではなく、このため種々
の補助工法を併用しながら掘削を行っている。2. Description of the Related Art Tunnel excavation methods currently used include so-called conventional construction methods such as a full-section method, an advanced upper half-section method for a side wall or a bottom shaft, and an advanced upper half-section method.
There are relatively new construction methods, such as the bench cut method and the NATM method, and the method to be adopted is selected according to the conditions of the ground to be excavated, the scale of the tunnel section, the extension, the slope, the economy, safety, and the construction period. I have. However, the tunnel excavation method described above cannot cope with all the ground conditions, topography, various environmental conditions, and the like, and therefore, excavation is performed while using various auxiliary methods.
【0003】一般的に前記補助工法には、フォアパイリ
ング工法、プレライニング工法、薬液注入工法、地下水
位低下工法、凍結工法などの工法が挙げられる。前記フ
ォアパイリング工法は、削孔機等により鉄筋、ロックボ
ルト、または単管パイプをトンネル切羽の周囲より斜め
前方方向に打ち込んで地山の崩壊を防ぐものであり、前
記プレライニング工法は、切羽部分を掘削する前に、ト
ンネル切羽の前方にトンネル周囲に渡ってアーチ状の仮
支保を形成して地山崩壊を防止しながら掘削を行うもの
である。図6は、従来のプレライニング工法において、
トンネル周方向回りに連続した柱列式のアーチ状仮支保
を形成するための削孔装置であり、図7は前記柱列式の
アーチ状仮支保の正面図である。[0003] In general, the auxiliary construction methods include construction methods such as a fore-piling method, a prelining method, a chemical liquid injection method, a groundwater level lowering method, and a freezing method. The fore piling method is to strike a reinforcing bar, a rock bolt, or a single pipe pipe diagonally forward from the periphery of the tunnel face with a drilling machine or the like to prevent collapse of the ground. Before excavation, an arch-shaped temporary support is formed around the tunnel in front of the tunnel face to perform excavation while preventing ground collapse. FIG. 6 shows a conventional prelining method.
FIG. 7 is a front view of the column-type arched temporary support for forming a column-type temporary arch support continuous around the tunnel circumferential direction.
【0004】たとえば、前記NATM工法により軟弱地
山を掘削する場合、切羽の肌落ち程度の自立性を有すれ
ば前記フォアパイリング工法と併用し、さらに自立性の
低い地山であれば前記プレライニング工法、薬液注入工
法等を併用するなど、地山状況等に応じて適宜の補助工
法が組み合わされてトンネル掘削が行われている。[0004] For example, when excavating a soft ground by the NATM method, if the soil has a degree of independence, the forepiling method is used in combination, and if the ground has low independence, the pre-lining is used. Tunnel excavation is performed in combination with an appropriate auxiliary method according to the ground conditions, such as using a method of construction, a chemical solution injection method, or the like.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄筋等
の打込みを行うフォアパイリング工法の場合は、トンネ
ル横断方向に連続性がないため、特に粘着性がなく、緩
みの著しい軟弱地盤の場合にはその効果が小さい。ま
た、これら各種補助工法に用いる装置類は、図6のよう
に、専用機を用いる場合が多く、設備的にも大掛かりな
ものとなるため、設置に手間がかかるとともに、その装
置に要した費用も多大であった。さらに、図7のよう
に、トンネル周回りに柱列式のアーチ状仮支保を形成す
る場合、1杭毎の施工となるため、施工に時間がかかり
過ぎるとともに、アーチ状仮支保全体の強度も不十分な
ものであった。However, in the case of the forepiling method in which a reinforcing bar or the like is driven, there is no continuity in the transverse direction of the tunnel. The effect is small. In addition, as shown in FIG. 6, the equipment used for these various auxiliary construction methods often uses a special-purpose machine, which requires large-scale equipment. Was also enormous. Furthermore, as shown in FIG. 7, when forming a column-type temporary arch support around a tunnel circumference, since it becomes construction for every one pile, it takes too much time for construction and also the strength of the arch temporary support body. It was not enough.
【0006】そこで、本発明の主たる課題は、強度的に
優れたアーチ状仮支保を効率良く、短期間で形成し、ま
た装置的にもコンパクトであり、低コストとなるトンネ
ル掘削方法における削孔装置を提供するものである。Accordingly, a main object of the present invention is to form an arch-shaped temporary support excellent in strength efficiently and in a short period of time, and to make a drilling method in a tunnel excavation method which is compact in terms of equipment and inexpensive. An apparatus is provided.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項1記載の発明は、対象の矩形断面に対応した
両側部分に、削孔方向を回転中心として回転自在の伝動
用回転ロッドを備え、その前面両端部分に前記伝動用回
転ロッドによって直接または間接的に駆動される切削用
回転ビットを備え、これら両切削用回転ビットの中間部
に前記伝動用回転ロッドの少なくとも一方に対して連絡
し連動して回転するスクリューカッターを備え、さらに
前記スクリューカッターによる土砂移動方向側の前記伝
動用回転ロッドに螺旋翼を固設して掘削土砂搬送用スク
リューコンベアとしたことを特徴とする矩形断面削孔装
置である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a transmission rotary rod rotatable on both sides corresponding to a rectangular cross section of an object with a drilling direction as a center of rotation. A cutting rotary bit which is directly or indirectly driven by the transmission rotary rod at both end portions of the front surface thereof, and an intermediate portion between the both rotary bits for at least one of the transmission rotary rods. A rectangular cross-section comprising a screw cutter that is connected to and rotates in conjunction with the screw cutter, and a screw conveyor for excavating earth and sand transported by further fixing a spiral wing to the transmission rotary rod on the side of the earth and sand moving direction by the screw cutter. It is a drilling device.
【0008】請求項2記載の発明は、台車に対して着脱
自在のアタッチメント方式の削孔装置であって、略直方
形の削孔機本体と、この削孔機本体の基端部に設けられ
前記台車に対して装着するためのアタッチメント部であ
って、先方側の削孔機本体を回動自在に支持する回転ヘ
ッドと、前記削孔機本体の一部と回転ヘッドの一部とを
相互に連結し、削孔方向角度を調整するための角度調整
用ジャッキとにより構成され、前記削孔機本体は、両側
部分に削孔方向を回転中心として回転自在の伝動用回転
ロッドを備え、その前面両端部分に前記伝動用回転ロッ
ドによって直接または間接的に駆動される切削用回転ビ
ットを備え、これら両切削用回転ビットの中間部に前記
伝動用回転ロッドの少なくとも一方に対して連絡し連動
して回転するスクリューカッターを備え、さらに前記ス
クリューカッターによる土砂移動方向側の前記伝動用回
転ロッドに螺旋翼を固設して掘削土砂搬送用スクリュー
コンベアとしたことを特徴とする矩形断面削孔装置であ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided an attachment-type drilling device which is detachable from a bogie. The drilling device is provided in a substantially rectangular drilling machine main body and a base end of the drilling machine main body. An attachment part for mounting to the bogie, wherein a rotary head for rotatably supporting the drilling machine body on the front side and a part of the drilling machine body and a part of the rotating head are mutually connected; The drilling machine main body is provided with a transmission rotatable rod rotatable around the drilling direction on both sides of the drilling machine body. A cutting rotary bit driven directly or indirectly by the transmission rotary rod is provided at both ends of the front face, and an intermediate portion between both the cutting rotary bits is connected to and linked to at least one of the transmission rotary rods. Spinning disk Comprising a Yukatta is yet the rectangular cross-sectional drilling apparatus, characterized in that the power transmission rotary rod of the earth moving direction by the screw cutter fixedly helical blades was excavated soil conveying screw conveyor.
【0009】また、好ましくは、削孔後の空間部分にグ
ラウト材を注入するための注入管を備えるものである。[0009] Preferably, an injection pipe for injecting the grout material into the space after the drilling is provided.
【0010】[0010]
【作用】本発明においてプレライニングとしてトンネル
周方向に形成される多角形状のアーチ状仮支保は、横断
方向に強固に連続され、かつ強度および剛性に優れ、作
用土圧を分散・迂回させ、切羽への作用荷重を軽減する
ため、たとえ軟弱な地盤であっても安定的にこれを保持
する。また、矩形断面削孔機によるブロック単位の削孔
であるため、作業が効率化し、短期間で形成することが
できる。In the present invention, a polygonal arch-shaped temporary support formed as a pre-lining in the circumferential direction of the tunnel is firmly continuous in the transverse direction, is excellent in strength and rigidity, disperses and bypasses the working earth pressure, and In order to reduce the load acting on the ground, it is stably maintained even on soft ground. In addition, since the drilling is performed in block units by a rectangular cross-section drilling machine, the work can be performed efficiently and can be formed in a short time.
【0011】また、用いる矩形断面削孔装置は、台車に
対して着脱自在の簡易な削孔装置であって、汎用性に富
み、設置に手間取ることなく、コスト的にも低廉なもの
となる。The drilling device having a rectangular cross section used is a simple drilling device that is detachable from the bogie, and is versatile, requires no installation time, and is inexpensive.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳説する。図
1は、本発明に係る矩形断面削孔装置の全体側面図であ
る。本発明に係る矩形断面削孔機本体3は、本発明にい
う台車としてのバックホー1のブーム先端に対して着脱
自在のアタッチメント式の削孔機であり、その基部に設
けられた回転ヘッド2を介して取り付けられる。前記回
転ヘッド2は、先方の削孔機本体3を回動自在に支持
し、トンネル軸方向回りの傾動により、トンネル周方向
にどの位置であっても、周方向に沿った矩形断面孔を形
成することができるようになっている。また、前記回転
ヘッド2の一部と前記矩形断面削孔機1の一部とを相互
に連結する角度調整用ジャッキ4が設けられ、掘削方向
角度が調整自在となっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. FIG. 1 is an overall side view of a rectangular cross-section drilling device according to the present invention. The drilling machine main body 3 having a rectangular cross section according to the present invention is an attachment-type drilling machine that is detachable from a boom tip of a backhoe 1 as a bogie according to the present invention. Mounted through. The rotary head 2 rotatably supports the drilling machine main body 3 on the front side, and forms a rectangular cross-sectional hole along the circumferential direction at any position in the circumferential direction of the tunnel by tilting around the axial direction of the tunnel. You can do it. Further, an angle adjusting jack 4 for connecting a part of the rotary head 2 and a part of the rectangular cross-section drilling machine 1 to each other is provided, and an excavation direction angle can be adjusted.
【0013】前記削孔機本体3は詳細には、図2〜図4
に示されるように、函体30内部の両側部分に沿って中
空部30A、30Bがそれぞれ形成され、その一方に切
削用回転ビット33の伝動用回転ロッド35が配設され
るとともに、他方に切削用回転ビット34の伝動用回転
ロッドをも兼ねた掘削土砂の搬送用スクリューコンベア
32が配設されている。The drilling machine main body 3 is described in detail in FIGS.
As shown in FIG. 5, hollow portions 30A and 30B are formed along both sides of the inside of the box 30, respectively. One of the hollow portions 30A and 30B is provided with a transmission rotating rod 35 of the cutting rotary bit 33, and the other is formed by cutting. A screw conveyor 32 for transporting excavated earth and sand, which also serves as a rotating rod for transmission of the rotating bit 34, is provided.
【0014】前記伝動用回転ロッド35は、基端側スプ
ロケット35bが切削用回転ビット用モータ38の原動
軸のスプロケット38aとチェーンにより連結され、前
記モータ38の回転が伝えられ、先端側のベベルギア3
5a、36、33aを介して切削用回転ビット33を回
転するようになっている。一方、他端側のスクリューコ
ンベア32も、同様に、スクリューコンベア用モータ3
7のスプロケット37aの回転が、スクリューコンベア
32の基端側スプロケット32bに伝達され、スクリュ
ーコンベア32を土砂搬出方向に回転させるようになっ
ている。前記スクリューコンベア32の先端にはベベル
ギア32aが固着され、これと噛み合うベベルギア31
a,34aを介して切削用回転ビット34を回転するよ
うになっている。The transmission rotary rod 35 has a base end side sprocket 35b connected to a sprocket 38a of the driving shaft of a cutting rotary bit motor 38 by a chain. The rotation of the motor 38 is transmitted, and the bevel gear 3 on the distal end side.
The cutting rotary bit 33 is rotated via 5a, 36, 33a. On the other hand, the screw conveyor 32 on the other end side also has a motor 3 for the screw conveyor.
The rotation of the sprocket 37a of No. 7 is transmitted to the base end side sprocket 32b of the screw conveyor 32, and the screw conveyor 32 is rotated in the earth and sand unloading direction. A bevel gear 32a is fixed to the tip of the screw conveyor 32, and the bevel gear 31 meshes with the bevel gear 32a.
The cutting rotary bit 34 is rotated via a and a.
【0015】前記切削用回転ビット33と切削用回転ビ
ット34の中間部分には、スクリューカッター31が配
設され、このスクリューカッター31の回転軸31bの
端部に固着されたベベルギア31aが前記スクリューコ
ンベア32のベベルギア31aおよび切削用回転ビット
34のベベルギア34aと噛合しており、スクリューコ
ンベア32の回転に連動して回転するようになってい
る。A screw cutter 31 is disposed at an intermediate portion between the cutting rotary bit 33 and the cutting rotary bit 34, and a bevel gear 31a fixed to an end of a rotary shaft 31b of the screw cutter 31 is provided on the screw conveyor. 32 and the bevel gear 34a of the cutting rotary bit 34, and rotates in conjunction with the rotation of the screw conveyor 32.
【0016】かくして、矩形断面削孔機3の先端部分に
おいて、切削用回転ビット33、34およびスクリュー
カッター31が同時に駆動され、掘削と同時に掘削され
た土砂が切削用回転ビット34側に移動され、さらにス
クリューコンベア32により削孔機本体3の基端側に移
動されて、順次連続的に排出される。Thus, at the tip of the drilling machine 3 having the rectangular cross section, the cutting rotary bits 33 and 34 and the screw cutter 31 are simultaneously driven, and the excavated soil is moved to the cutting rotary bit 34 simultaneously with the excavation. Further, it is moved to the base end side of the drilling machine main body 3 by the screw conveyor 32 and discharged sequentially and continuously.
【0017】さらに、函体30側端部の中空部30Aに
は、グラウト注入管39が配設されており、管軸方向に
進退自在となっている。切削用回転ビット33の回転掘
削時には後退状態とし、掘削が完了しグラウト材を注入
する際には進出させて、切削用回転ビット33に形成さ
れた注入孔33bより地盤内の空隙部分にグラウト材を
充填できるようになっている。Further, a grout injection tube 39 is provided in the hollow portion 30A at the end of the box 30 side, and is capable of moving back and forth in the tube axis direction. When the cutting rotary bit 33 is rotated and excavated, the cutting rotary bit 33 is set to the retreat state. When the excavation is completed and the grout material is injected, the cutting bit is advanced, and the grout material is inserted into the gap portion in the ground through the injection hole 33b formed in the cutting rotary bit 33. Can be filled.
【0018】実際のトンネル施工に際しては、トンネル
周方向回りに連続したアーチ状のコンクリート支保を施
工する場合、図1に示されるように、施工ブロック毎
に、前述した矩形断面削孔機により、切羽部分に透かし
溝hを形成した後、引抜き時にグラウト材Sを充填して
板状体を順次形成し、最終的に図5に示されるように、
板状体S1 〜Sn によって多角形状に連続したアーチ状
仮支保を形成した後、トンネル掘削を行う。In the actual construction of a tunnel, when an arch-shaped concrete strut continuous around the circumferential direction of the tunnel is constructed, as shown in FIG. After forming the watermark groove h in the portion, the grout material S is filled at the time of drawing to form a plate-like body sequentially, and finally, as shown in FIG.
After forming a continuous arcuate temporary支保polygonal by the plate-like member S 1 to S n, performs tunneling.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明装置によれ
ば、矩形断面の削孔を確実に行うことができ、もって、
強度的に優れたアーチ状仮支保を効率良く、短期間で形
成することができる。また、アタッチメント方式および
角度調整を行う機能を付与することにより、簡易に目的
の箇所に対して矩形断面の削孔を行うことができ、さら
に汎用性に富み、設備的にも安価なものとなる。As described in detail above, according to the apparatus of the present invention, it is possible to reliably perform drilling of a rectangular cross section.
An arch-shaped temporary support excellent in strength can be efficiently formed in a short period of time. In addition, by attaching the function of performing the attachment method and the angle adjustment, it is possible to easily drill a rectangular cross-section at a target location, and it is more versatile and inexpensive in terms of equipment. .
【図1】本発明に係る矩形断面削孔装置の全体側面図で
ある。FIG. 1 is an overall side view of a rectangular cross-section drilling device according to the present invention.
【図2】矩形断面削孔装置の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a rectangular cross-section drilling device.
【図3】矩形断面削孔装置の水平断面図である。FIG. 3 is a horizontal sectional view of the rectangular section drilling device.
【図4】矩形断面削孔装置の正面からの視図である。FIG. 4 is a front view of the rectangular cross-section drilling device.
【図5】本発明法による多角形状に連続したアーチ状仮
支保の正面図である。FIG. 5 is a front view of an arched temporary support continuous in a polygonal shape according to the method of the present invention.
【図6】従来より用いられている削孔装置の側面図であ
る。FIG. 6 is a side view of a conventionally used drilling device.
【図7】柱列式のアーチ状仮支保の正面図である。FIG. 7 is a front view of a columnar arched temporary support.
1…バックホーショベル、2…回転ヘッド、3…矩形断
面削孔機本体、4…角度調整用ジャッキ、31…スクリ
ューカッター、32…搬送用スクリューコンベア、33
・34…切削用回転ビットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Backhoe shovel, 2 ... Rotating head, 3 ... Drilling machine body of rectangular cross section, 4 ... Jack for angle adjustment, 31 ... Screw cutter, 32 ... Screw conveyor for conveyance, 33
・ 34… Rotating bit for cutting
フロントページの続き (72)発明者 目時 康男 東京都中央区日本橋本町4ー12ー20 佐 藤工業株式会社内 (72)発明者 山本 稔 東京都町田市玉川学園1ー15ー2 (56)参考文献 特開 平3−257297(JP,A) 特開 昭60−19897(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/04 E21D 11/10Continued on the front page (72) Inventor Yasuo Mejiki 4-12-20 Nihonbashi Honcho, Chuo-ku, Tokyo Inside Sato Industry Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Yamamoto 1-15-2 Tamagawa Gakuen, Machida-shi, Tokyo (56) References JP-A-3-257297 (JP, A) JP-A-60-19897 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) E21D 9/04 E21D 11/10
Claims (3)
孔方向を回転中心として回転自在の伝動用回転ロッドを
備え、その前面両端部分に前記伝動用回転ロッドによっ
て直接または間接的に駆動される切削用回転ビットを備
え、 これら両切削用回転ビットの中間部に前記伝動用回転ロ
ッドの少なくとも一方に対して連絡し連動して回転する
スクリューカッターを備え、 さらに前記スクリューカッターによる土砂移動方向側の
前記伝動用回転ロッドに螺旋翼を固設して掘削土砂搬送
用スクリューコンベアとしたことを特徴とする矩形断面
削孔装置。1. A transmission rotary rod rotatable around a drilling direction on both sides corresponding to a rectangular cross section of an object, and both front and rear ends of the transmission rotary rod are directly or indirectly driven by the transmission rotary rod. A rotary cutter for cutting, and a screw cutter connected to at least one of the transmission rotary rods and rotating in conjunction with the transmission rotary rod at an intermediate portion between the rotary bits for cutting, and a soil moving direction by the screw cutter. A helical wing is fixedly mounted on the transmission rotary rod on the side of the side to form a screw conveyor for excavated soil transport.
式の削孔装置であって、 略直方形の削孔機本体と、この削孔機本体の基端部に設
けられ前記台車に対して装着するためのアタッチメント
部であって、先方側の削孔機本体を回動自在に支持する
回転ヘッドと、前記削孔機本体の一部と回転ヘッドの一
部とを相互に連結し、削孔方向角度を調整するための角
度調整用ジャッキとにより構成され、 前記削孔機本体は、両側部分に削孔方向を回転中心とし
て回転自在の伝動用回転ロッドを備え、その前面両端部
分に前記伝動用回転ロッドによって直接または間接的に
駆動される切削用回転ビットを備え、これら両切削用回
転ビットの中間部に前記伝動用回転ロッドの少なくとも
一方に対して連絡し連動して回転するスクリューカッタ
ーを備え、さらに前記スクリューカッターによる土砂移
動方向側の前記伝動用回転ロッドに螺旋翼を固設して掘
削土砂搬送用スクリューコンベアとしたことを特徴とす
る矩形断面削孔装置。2. A boring device of an attachment type detachable from a bogie, comprising a substantially rectangular boring machine main body, and a boring machine provided at a base end of the boring machine main body and mounted on the bogie. A rotary head that rotatably supports the drilling machine body on the front side, and a part of the drilling machine body and a part of the rotating head that are connected to each other to form a hole. The drilling machine main body is provided with a transmission rotatable rod rotatable around the drilling direction on both sides, and the transmission is provided at both ends on the front surface thereof. A cutting rotary bit that is directly or indirectly driven by a rotary rod for use, and a screw cutter that rotates in conjunction with at least one of the transmission rotary rods at an intermediate portion between the two rotary bits for cutting. Preparation Further rectangular cross drilling apparatus being characterized in that the said transmitting rotary rod of the earth moving direction by the screw cutter fixedly helical blades at excavated soil conveying screw conveyor.
ための注入管を備えた請求項1記載の矩形断面削孔装
置。3. The drilling apparatus according to claim 1, further comprising an injection pipe for injecting a grout material into a space after drilling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4082240A JP2847272B2 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Drilling equipment with rectangular cross section for tunnel excavation |
Applications Claiming Priority (1)
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JP4082240A JP2847272B2 (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Drilling equipment with rectangular cross section for tunnel excavation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05287982A JPH05287982A (en) | 1993-11-02 |
JP2847272B2 true JP2847272B2 (en) | 1999-01-13 |
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ID=13768892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6019897A (en) * | 1983-07-11 | 1985-02-01 | 株式会社奥村組 | Thin wall coating method and apparatus of tunnel |
JPH0826755B2 (en) * | 1990-03-07 | 1996-03-21 | 建設省土木研究所長 | Tunnel pre-lining structure and tunnel pre-lining method |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4082240A patent/JP2847272B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH05287982A (en) | 1993-11-02 |
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