JP3113981B2 - トンネル構築方法 - Google Patents

トンネル構築方法

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JP3113981B2 JP10261166A JP26116698A JP3113981B2 JP 3113981 B2 JP3113981 B2 JP 3113981B2 JP 10261166 A JP10261166 A JP 10261166A JP 26116698 A JP26116698 A JP 26116698A JP 3113981 B2 JP3113981 B2 JP 3113981B2
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和利 西中村
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株式会社建設企画コンサルタント
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  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの構築方
法に関するものであり、特に、道路盛土路体のなかを横
断する水路や道路等のトンネルを棒状補強部材を使用し
て行うトンネル構築方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高さが十数メートルにも及ぶ大規
模な道路盛土内を交差貫通する道路トンネルや水路トン
ネルを構築方法は、図9〜12に示すように、大きく分
けて、基礎部施工(図9)、交互盛り立て(図10)、
盛り立て完成(図11)、トンネル掘削(図12)の4
つの工程からなる。基礎部施工工程においては、基礎部
を形成するための掘削作業と、その掘削部への良質材も
しくは安定処理土の盛土作業を行う。そして、この基礎
部施工が完了した後、道路盛土の盛り立てを行いつつ、
トンネル周辺部にセメント等固化材と土砂とを混合した
安定処理土を順次施工していく交互盛り立てが行われ
る。そして、この盛り立てが完成した後にトンネル内部
の土砂部を掘削・除去してトンネルを構築するのであ
る。
【0003】しかし、こうした従来の工法では、ソイル
セメント等の安定処理土を用いて盛り立て施工をするた
め、砂質土、粘性土といった土砂材が必要であり、ま
た、これら土砂材とセメント等の安定処理剤を混合する
ためのプラントが必要とされ、さらに、こうした盛土材
の品質管理にも多大な労力が必要とされる。さらに、こ
れら高盛土によるトンネル構築方法は、山岳地において
施工される場合も多い。このため、岩砕土、破砕岩等の
ズリと呼ばれるものが盛土材として使用されることにな
るため、この現地発生材を用いて安定処理材をつくるこ
とが困難になるという問題があった。
【0004】また、トンネル周辺に施工されるソイルセ
メント等の安定処理土によるアーチ状の強化帯は土被り
圧以上の荷重が集中するため、その品質が高度になり結
果として高価になるという問題点も有していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は以上
のような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明
は、道路盛土によって交差道路や水路といったトンネル
を構築するために、ソイルセメント安定処理等の固化材
による施工が不要であり、また、トンネル予定地の周辺
にある砂質土、粘性土、岩砕、破砕岩等のあらゆる盛土
材を用いてトンネルを構築することができるトンネル構
築法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決する手段】以上のような問題点を解決する
ために請求項1に記載された発明が採った手段は、トン
ネル構築を所望する地盤面に棒状補強部材10を打設し
てなる基礎部補強工程(図1)と、前記地盤面への一定
量の盛土40を盛り立てるごとにトンネル構築予定部の
外周周辺に棒状補強部材10を打設又は設置する周辺補
強工程(図2、3、4)と、トンネル構築予定部を掘削
するトンネル掘削工程(図6)とからなるトンネル構築
方法、をその要旨としたものである。
【0007】すなわち、基礎部補強とトンネル外周部を
棒状補強部材10を用いて打設又は設置することによっ
てトンネル周辺の補強体50を作成した後、トンネル内
部の土砂を掘削・除去することによりトンネルを形成す
る方法であり、一連の工程を時間的空白のない継続した
施工をすることができるものである。
【0008】次に、請求項2に記載された発明が採った
手段は、トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強部材
10を打設してなる基礎部補強工程(図1)と、前記地
盤面への一定量の盛土40を盛り立てるごとにトンネル
構築予定部の外周周辺に棒状補強部材10を打設又は設
置する周辺補強工程(図2、3、4)と、トンネル構築
予定部を掘削するトンネル掘削工程(図6)と、掘削部
をコンクリートで保護するコンクリート保護工程(図
7)とからなるトンネル構築方法、をその要旨としたも
のである。
【0009】すなわち、請求項1記載にトンネル構築方
法を基礎として、さらに、掘削除去したトンネル内部の
外壁をコンクリートで保護するコンクリート保護工程を
構成要件として付加したものである。
【0010】さらに、請求項3に記載された発明が採っ
た手段は、トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強部
材10を打設してなる基礎部補強工程(図1)と、前記
地盤面への一定量の盛土40を盛り立てるごとにトンネ
ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材10を打設又は
設置する周辺補強工程(図2、3、4)と、トンネル内
部に水平補強材20を設置する水平補強材設置工程(図
2、3、4)と、トンネル構築予定部を掘削するトンネ
ル掘削工程(図6)と、掘削部をコンクリートで保護す
るコンクリート保護工程(図7)とからなるトンネル構
築方法、をその要旨としたものである。
【0011】すなわち、請求項2に記載されたトンネル
構築法を基礎として、さらに、トンネル掘削工程におけ
るトンネル内部の土砂の掘削・除去を容易にするため、
トンネル内部に水平補強材20設置する工程を構成要件
として付加したものである。
【0012】さらに、請求項4に記載された発明が採っ
た手段は、トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強部
材10を打設してなる基礎部補強工程(図1)と、前記
地盤面への一定量の盛土40を盛り立てるごとにトンネ
ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材10を打設又は
設置する周辺補強工程(図2、図3、図4)と、トンネ
ル内部に水平補強材20を設置する水平補強材設置工程
(図3、図4)と、トンネル構築予定部を掘削するトン
ネル掘削工程(図6)と、掘削部をコンクリートで保護
するコンクリート保護工程(図7)と、抗口部上部に坑
口水平補強材30を設置する抗口補強工程(図8)とか
らなるトンネル構築方法、をその要旨としたものであ
る。
【0013】すなわち、請求項3に記載されたトンネル
構築方法を基礎として、さらに、坑口部を補強するため
に坑口水平補強部材を設置する工程を構成要件として付
加したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
従って説明する。図1から図8には、本発明に係るトン
ネル構築法の工程について示す一実施例が図示してあ
る。本実施例は、特に、本請求項4に記載された発明の
実施例の一つを示すものである。請求項2から4に係る
発明は請求項1に係る発明の発明特定事項に更なる構成
要件を順次付加したものであるので請求項4記載の発明
の実施例を説明することによって請求項1〜3に係る発
明の説明にかえる。
【0015】本発明に係る第一実施例のトンネル構築法
は、主として、基礎部補強工程(図1)、周辺補強工程
(図2、図3、図4)、水平補強材設置工程(図3、図
4)、トンネル部掘削工程(図6)、コンクリート保護
工程(図7)および抗口補強工程(図8)とを有するも
のである。
【0016】まず、トンネル構築予定地に基礎部を施工
する基礎部補強工程が行われる。この基礎部補強工程
は、図1に図示されており、トンネル構築予定地におい
て、形成が予定されるトンネル外周の略下面にほぼ沿う
ように、所望の太さと長さを有する棒状補強部材10を
トンネル断面方向に向かってトンネル中心から略放射状
になるように打設する。棒状補強部材10は、以下に説
明する盛土40の補強するための強度が必要とされるた
め鉄筋などの高剛性部材が用いられる。なお、この棒状
補強部材10を打設する方法は、従来から使用されてい
る方法でかまわない。例えば、先の特許第211005
1号「棒状補強部材10押し込み式地盤強化方法とその
棒状補強部材10押し込み装置」で開示されている装置
を用いれば迅速な打設が可能になり、施工工期を大幅に
短縮できるものとなる。このように基礎部補強工程にお
いては、棒状補強部材10を打設して埋め込むだけで基
礎部が形成されるので、従来のように、安定処理土を施
工するといった工程が不要になる。従って、直ちに次の
周辺補強工程に入ることができるため、大幅に工期を短
縮することができる。
【0017】周辺補強工程は、盛り立てを順次行って道
路盛土40を完成させていく工程である。この工程で
は、図2、3、4に示すように、一定量の盛土40(例
えば、1〜2mごと)の盛り立てを行うごとにトンネル
構築予定部の外周周辺全体に棒状補強部材10をトンネ
ル断面方向に放射状になるように随時打設又は設置して
補強していく。この設置方法は、まず、盛土40上面部
からトンネル形成予定の内側から周辺部に向かって打設
する(図2)。続いて、盛り立てのトンネル構築予定の
略半分に達したら、棒状補強部材10aは打設せずとも
水平に設置するだけでよい(図3)。さらに、トンネル
構築予定部の半分の高さを越えた場合は、盛土40上面
部よりトンネル構築予定部周辺外側から内側に向かって
打設する(図4)。なお、打設方法については基礎部補
強工程と同様に従来からある方法で構わない。また、こ
のときの一定量の盛土40の割合、棒状補強部材10の
打設本数及びその打設位置については、その施工状況、
道路盛土40の土質、トンネルの大きさに応じて適宜任
意に選択することができる。また、その土質等の性質に
より、さらなる補強を確保するため、施工条件に応じて
水平方向に棒状補強部材10bを埋め込むことも自由に
行いうる。このように、順次補強部材によって周辺を補
強しながら盛り立てていくので、従来のように、ソイル
セメント等安定処理土を使用することなく容易に周辺補
強ができ、どのような種類の盛土40材にも適応して施
工することができるようになるのである。
【0018】次に、水平補強材設置工程は、周辺補強工
程を行うと同時に施工される。これは後にトンネル部を
掘削してトンネル内部の空間を作るときに切羽安定を確
保するため、構築予定部のトンネル内部に水平補強材2
0を設置しながら盛土40を行っていくのである。
【0019】以上の周辺補強工程及び水平補強材設置工
程の作業を順次行っていくことにより、最終的には図5
のような補強体50が完成する。
【0020】こうして完成された補強体50は、続い
て、図6に示すように、トンネル内に空間を形成するた
めトンネル構築予定部のトンネル内掘削工程を行う。ト
ンネル構築予定部の掘削は、トンネルの外周の補強部材
10によって作製された補強体50の内側部分を、油圧
ショベル等の掘削機によって土砂の掘削機によって土砂
の掘削・除去を行う。トンネル内は補強部材20によっ
てトンネル切羽の安定が保たれるので容易に掘削でき
る。補強材は掘削と同時に除去する。補強材の配置は掘
削を容易にする配置を行うことができる。
【0021】こうしてできたトンネル空間は、トンネル
内の壁面に土砂がむき出しになっているのでコンクリー
ト保護工程によって、トンネル壁面に吹き付けコンクリ
ート等で表面を固化することにより壁面を保護する(図
7)。さらに、抗口部上部に坑口水平補強材30等を打
設・設置してトンネル坑口部を補強してトンネルが構築
が完成する(図8)。
【0022】
【発明の効果】さて、このように施工される請求項1に
記載されたトンネル構築方法では、基礎部形成について
は、基礎部補強工程によって棒状補強部材を打設するこ
とによって形成することができるので、従来例のごと
く、基礎部の掘削・固化材の挿入といった作業を省略す
ることができ、迅速な工事が可能となる。
【0023】また、周辺補強工程において、棒状補強部
材を盛り立て地盤内に打設・設置していく工程をとるこ
とにより、トンネル構築予定部周辺にある砂質、粘性
土、岩砕、破砕岩など盛土材の土質の種類に左右され
ず、あらゆる盛土材の補強に対応できる補強土を盛土施
工と合わせて構築することができ、盛土が完成する度に
トンネル構築予定部を掘削して、トンネルを構築するこ
とができる。
【0024】さらに、トンネル周辺の補強部は、その周
辺の材料と同一でありトンネル掘削部にゆるみ、補強部
に土被り荷重が集中することはない。一方、従来工法で
は、セメント等の安定処理土によって形成されるアーチ
状の強化帯に土被り圧が集中するため、プラントを必要
としその品質も高度のものを要し高価となる。
【0025】さらに請求項2に記載されたトンネル構築
法では、請求項1に係るトンネル構築法により施工され
たトンネルをコンクリートで保護することによって強
度、安定性に優れたトンネルとすることができる。
【0026】さらに、請求項3に記載されたトンネル構
築法では、請求項2に係るトンネル構築法にさらに水平
補強材を設置することによって、トンネル切羽の安定を
保つことができ、容易に掘削・除去を行うことができ
る。
【0027】さらに、請求項4に記載されたトンネル構
築法では、請求項3に係るトンネル構築法により施工さ
れたトンネルの抗口部の上部に抗口水平補強部材を設置
することにより、トンネル坑口部における強度、安定度
をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るトンネル構築法の基礎部補強工
程を示す断面図である。
【図2】 本発明に係るトンネル構築法の周辺補強工程
を示す断面図である。
【図3】 本発明に係るトンネル構築法の周辺補強工程
・水平補強部材設置工程を示す断面図である。
【図4】 本発明に係るトンネル構築法の周辺補強工程
・水平補強部材設置工程を示す断面図である。
【図5】 本発明に係るトンネル構築法の補強体完成を
示す断面図である。
【図6】 本発明に係るトンネル構築法のトンネル部掘
削工程を示す断面図である。
【図7】 本発明に係るトンネル構築法のコンクリート
保護工程を示す断面図である。
【図8】 本発明に係るトンネル構築法の坑口補強工程
を示す断面図である。
【図9】 従来例にかかるトンネル構築法の基礎部施工
を示す断面図である。
【図10】従来例にかかるトンネル構築法の交互盛り立
てを示す断面図である。
【図11】従来例にかかるトンネル構築法の盛り立て完
成を示す断面図である。
【図12】従来例にかかるトンネル構築法のトンネル掘
削を示す断面図である。
【符号の説明】
10 10a 10b 棒状補強部材 20 水平補強材 30 坑口水平補強材 40 盛土 50 補強体

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強
    部材を打設してなる基礎部補強工程と、 前記地盤面への一定量の盛土を盛り立てるごとにトンネ
    ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材を打設又は設置
    する周辺補強工程と、 トンネル構築予定部を掘削するトンネル掘削工程とから
    なることを特徴とするトンネル構築方法。
  2. 【請求項2】トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強
    部材を打設してなる基礎部補強工程と、 前記地盤面への一定量の盛土を盛り立てるごとにトンネ
    ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材を打設又は設置
    する周辺補強工程と、 トンネル構築予定部を掘削するトンネル掘削工程と、 掘削部をコンクリートで保護するコンクリート保護工程
    とからなることを特徴とするトンネル構築方法。
  3. 【請求項3】トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強
    部材を打設してなる基礎部補強工程と、 前記地盤面への一定量の盛土を盛り立てるごとにトンネ
    ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材を打設又は設置
    する周辺補強工程と、 トンネル内部に水平補強材を設置する水平補強材設置工
    程と、 トンネル構築予定部を掘削するトンネル掘削工程と、 掘削部をコンクリートで保護するコンクリート保護工程
    とからなることを特徴とするトンネル構築方法。
  4. 【請求項4】トンネル構築を所望する地盤面に棒状補強
    部材を打設してなる基礎部補強工程と、 前記地盤面への一定量の盛土を盛り立てるごとにトンネ
    ル構築予定部の外周周辺に棒状補強部材を打設又は設置
    する周辺補強工程と、 トンネル内部に水平補強材を設置する水平補強材設置工
    程と、 トンネル構築予定部を掘削するトンネル掘削工程と、 掘削部をコンクリートで保護するコンクリート保護工程
    と、 抗口部上部に坑口水平補強材を設置する抗口補強工程と
    からなることを特徴とするトンネル構築方法。
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