JP4116730B2 - Tunnel long end receiving method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘進作業に先だって、その切羽部前方のトンネル断面の周辺に順次長尺の鋼管等からなる先受用長尺部材を打設し、地山の緩みや沈下を予防して施工の安全性を図るトンネルの長尺先受工法に関する。より詳しくは、例えば10〜20mの先受用長尺部材と2〜4m程度の短尺の注入用管状部材とを組合わせながら施工安全性を向上したトンネルの長尺先受工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の長尺先受工法として、トンネル断面の周辺に長尺の鋼管等からなる先受用長尺部材を多数打設し、その打設した先受用長尺部材の内方中空部を介して硬化性の充填材を注入して周辺を固めることにより、地山を補強しながら掘進作業を実施するというトンネル開削方法が広く知られている。そして、その先受用長尺部材の打設の仕方に関しては、先端部に装着した穿孔用ビットによって自ら削孔しながら所定の深さまで打設するという手法が知られている。なお、その場合、必要に応じて管状部材を適数本継足して目的の長さの先受用長尺部材として使用することも行われている。そして、その先受用長尺部材の地盤に対する打設作業が完了した場合には、例えば前記穿孔用ビットを縮小して前記先受用長尺部材の内方中空部を介して穿孔用ロッドと共に取出し、しかる後、その先受用長尺部材の内方中空部を介して先端部から周辺に硬化性の充填材を注入するという手法が一般的に採用されている。さらに、前記先受用長尺部材の口元部の周囲の孔壁との間隙部に口元注入管を設置して、口元部からも硬化性の充填材の注入が行われている。すなわち、前記先受用長尺部材の周辺に対する硬化性の充填材の注入は、地盤の地質にもよるが、先受用長尺部材の内方中空部を介して実施される先端部からの注入と、口元注入管を介して実施される口元部からの注入が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記先受用長尺部材は、例えば10〜20mと長尺なため、先端部及び口元部の双方から充填材の注入を実施しても、その中間部分まで的確に注入することは技術的に容易ではない。このため、前記中間部分には充填材による補強が十分行渡らない部分が生じる場合もある。しかも、地山の地質によっては、前記穿孔用ビットの削孔によって形成される孔壁が崩れてしまい、前記先受用長尺部材の口元部に対する口元注入管の挿入が困難な場合もある。このような場合には、充填材の注入の不十分な部分が更に先受用長尺部材の中間部から口元部まで広がってしまい、施工の安全確保上必要な地盤の補強状態に大きな問題を抱えることになる。
【0004】
本発明は、以上のような従来の事情に鑑みてなされたもので、長尺の先受用長尺部材を使用して実施する長尺先受工法の利点を維持しながら、その先受用長尺部材の周辺の地盤強化を的確に実施することができ、施工の安全性を向上し得るトンネルの長尺先受工法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、トンネルの掘進作業に先立ち、先端に自穿孔用ビットを備えた先受用長尺部材を順次トンネル断面の周辺に適宜間隔で打設し、それらの先受用長尺部材によってトンネル断面の周辺を強化するとともに、打設済の前記先受用長尺部材の周囲近傍に達するように短尺の注入用管状部材を順次打設し、該注入用管状部材を介して前記先受用長尺部材の周辺に硬化性の充填材を注入して補強しながら掘進作業を実施するという技術手段を採用した。この技術手段の採用により、本発明によれば、先受用長尺部材の有する広範囲にわたって地盤を効果的に強化し得るという利点を採用しながら、前記先受用長尺部材の周辺で補強の必要な部分に対して短尺の注入用管状部材を打設して充填材を注入するという手法を採用したので、先受用長尺部材の全長にわたって必要な部分に硬化性充填材を的確に注入することができ、トンネル断面の周辺が的確に補強されることから施工安全性が向上される。さらに、前記先受用長尺部材をトンネル断面の周辺に打設する際に、その先受用長尺部材の内方中空部を介して先端部から硬化性の充填材を注入したり、前記先受用長尺部材の口元部の周囲に口元注入管を設置して、その口元注入管を介して口元部から硬化性の充填材を注入し、それらの注入によっても充填材が十分届かない部分に対して、注入用管状部材を打設して充填材を注入するという前記手法を適用することも可能である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、先端部に自穿孔用ビットを備えた先受用長尺部材を使用する工法であれば広く適用が可能である。その自穿孔用ビットの具体的な形態としては、種々のタイプのものが適用可能であり、先受用長尺部材自体の先端部に装着して該管状部材を介して回転駆動するタイプのものでも、先受用長尺部材の内方中空部に挿通した穿孔用ロッドの先端部に装着して該ロッドを介して回転駆動するタイプのものでもよい。また、自穿孔用ビットを回収するタイプでもよいし埋め残すタイプのものでもよい。さらに、先受用長尺部材の周辺に対する硬化性充填材の注入の仕方に関しては、全ての充填材に関して前記注入用管状部材を介して注入するという手法を採用してもよいし、後述の実施例のように、前記先受用長尺部材の内方中空部を介して先端部から充填材を注入したり、前記口元注入管を介して口元部から充填材を注入し、それらの注入によっても充填材が不足しやすい部分に対して、注入用管状部材を打設して充填材を補給するという手法を採用することも可能である。なお、先受用長尺部材の内方中空部を介して実施される硬化性充填材の注入に関しては、その内方中空部それ自体を流路として硬化性充填材を注入してもよいし、後述の実施例のように、内方中空部内に注入管を挿通してその注入管を介して注入してもよい。また、前記硬化性の充填材としては、セメント系のものやウレタンなどの浸透性のよい樹脂系のものなどの使用が可能である。さらに、前記先受用長尺部材は、必要に応じて適数本継足して使用することも可能である。また、短尺の注入用管状部材の具体的構成や打設位置、打設方法などに関しては、特に限定されることなく、前記先受用長尺部材の周辺に対する硬化性充填材の注入が可能な形態であればよい。
【0007】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の一実施例に関して説明する。図1は本発明に係るトンネルの長尺先受工法に用いられる先受用長尺部材の打設状態を例示した縦断面図である。図中、1は先受用長尺部材であり、本実施例では、後述のようにその先受用長尺部材1の内方中空部を介して先端部から充填材を注入するように構成しているが、必ずしもその必要はない。先受用長尺部材1は連結用部材2を用いて適宜数の管状部材を継足すことにより全長を延せるように構成されている。本実施例の先受用長尺部材1の先端部には、図示のように適宜タイプの自穿孔用ビット3がその先受用長尺部材1の外周面に形成された雄ネジを介して螺合されている。また、その先受用長尺部材1の先端部内側には、注入管支持部材4が装着され、その軸心部に形成された支持孔に対して充填材の注入管5の一端部を嵌入することにより、前記自穿孔用ビット3に形成された通路6に連通した状態に支持し得るように構成されている。なお、この注入管5は、先受用長尺部材1を地山7に打設する前に以上のように当該先受用長尺部材1の内方中空部内に予めセットしておいてもよいし、打設後にセットするようにしてもよい。また、図示のように注入管支持部材4の端面部に注入管5の端部を支持孔に誘導するためのテーパ部を形成すれば、注入管5のセット作業の簡便化を図れる。
【0008】
しかして、前記先受用長尺部材1を地山7に対して打設する場合には、本実施例では、その先受用長尺部材1自体を介して先端部の自穿孔用ビット3に回転力や打撃力等を加えて自ら削孔しながら目的の深さまで打設する。そして、先受用長尺部材1の地山7に対する打設作業が終了した場合には、充填材の注入作業に移行することになる。この充填材の注入作業は、本実施例では、前記注入管5及び前記自穿孔用ビット3に形成された通路6を介して行われるとともに、先受用長尺部材1の口元部と孔壁8との間隙部に設置される口元注入管9を介して行われる。この注入作業により前記通路6を介して自穿孔用ビット3の先端部や周囲から先受用長尺部材1の先端部周辺にかけて硬化性の充填材が注入される。そして、注入された充填材は先受用長尺部材1と孔壁8との間隙部や周辺の地山7に浸透して硬化し周辺部の地盤を強化することになる。同様に、前記口元注入管9を介して注入された充填材は、その先受用長尺部材1の口元部と孔壁8との間隙部や周辺の地山7に浸透して硬化し周辺部の地盤を強化することになる。しかしながら、前述のように、先受用長尺部材1は例えば10〜20mと長尺なため、その先端部及び口元部の双方から充填材の注入を実施したとしても、先受用長尺部材1の中間部分まで的確に注入することは技術的に容易ではなく、充填材が十分行渡らない部分が生じる場合がある。また、地山の地質によっては、前記穿孔用ビット3の削孔により形成される孔壁8が崩れてしまい、前記口元注入管9の設置ができずに、充填材の注入の不十分な部分が先受用長尺部材1の口元部まで広がってしまう場合もある。
【0009】
次に、本発明の特徴に関して説明する。図2〜図4は前記先受用長尺部材1を使用した場合の作業サイクルの一巡を概略的に示した施工説明図である。図2はその掘進作業の途中を示したものであり、切羽部10が前回に打設された先受用長尺部材1aの先端部近傍まで進み、新たに次の先受用長尺部材1bを打設して硬化性の充填材を注入した施工状態を示したものである。図中、11は前回に注入された充填材、12は今回打設された先受用長尺部材1bの内方中空部を介して注入された先端部の充填材、13は同じく今回打設された先受用長尺部材1bの口元部に設置された図示を省略した口元注入管を介して注入された充填材をそれぞれ示したものである。今回打設された先受用長尺部材1bは、それらの口元部の充填材13と先端部の充填材12とによって両側部分が支持された状態にあるが、中間部分には充填材の届かない部分が生じており、その部分の地盤の補強作用は十分とはいえない。なお、先受用長尺部材1bは、図示のように前方が若干上向きになるように傾斜した状態に打設される。
【0010】
図3は掘進作業が中間の切羽部14まで進んだ施工状態を示したものである。この場合、図2の施工状態から図3の施工状態に進む過程では、図3に示したように、掘進作業の進行状態に応じて、切羽部14の前方に位置する今回打設した前記先受用長尺部材1bの充填材が不足している中間部分等に対して、その周囲近傍に達するように短尺の注入用管状部材15を打設し、その注入用管状部材15を介して充填材16を注入することにより地盤を補強しながら掘進作業を進めるという施工法が採られる。なお、図中、17は鋼製等の支保工である。
【0011】
さらに、前記先受用長尺部材1bの充填材が不足しやすい部分に対して短尺の注入用管状部材18を打設して充填材19を注入するという補強作業を繰返していくと、やがて前記先受用長尺部材1bの先端部から注入された前記充填材12に近づき、先受用長尺部材1bの全長にわたって周辺の地盤が的確に強化される。このようにして掘進作業が進み、その切羽部20が図4に示したように前記先受用長尺部材1bの先端部近傍まで進むと、図2と同様の施工状態に至ることになる。すなわち、本発明に係る作業サイクルが一巡することになる。しかして、さらに前述と同様に、新たな次の先受用長尺部材1cを打設して以上の作業を繰返すことにより、順次トンネルの掘進作業を進めることになる。なお、地山7の地質により前記孔壁8が崩れやすい場合などには、口元部からの充填材の注入を省略してもよい。また、前述のように、先受用長尺部材1の先端部及び口元部からの充填材の注入を省略して、専ら注入用管状部材を介して充填材を注入するという手法を採用することも可能である。
【0012】
【発明の効果】
本発明に係るトンネルの長尺先受工法によれば、先受用長尺部材を使用して長尺先受工法の有する広範囲にわたって地盤を効果的に強化し得るという利点を維持しながら、その先受用長尺部材の周辺で補強の必要な部分に対しては短尺の注入用管状部材を打設して充填材を注入するという手法を採用したので、前記先受用長尺部材の全長にわたって必要な部分に硬化性充填材を的確に注入することができ、トンネル断面の周辺が確実に補強されることから施工安全性が大幅に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るトンネルの長尺先受工法に用いられる先受用長尺部材の打設状態を例示した縦断面図である。
【図2】 前記先受用長尺部材を用いた場合の作業サイクルの概略を例示した施工説明図である。
【図3】 同作業サイクルの概略を例示した施工説明図である。
【図4】 同作業サイクルの概略を例示した施工説明図である。
【符号の説明】
1…先受用長尺部材、2…連結用部材、3…自穿孔用ビット、4…注入管支持部材、5…注入管、6…通路、7…地山、8…孔壁、9…口元注入管、10…切羽部、11〜13…充填材、14…切羽部、15…注入用管状部材、16…充填材、17…支保工、18…注入用管状部材、19…充填材、20…切羽部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Prior to excavation work, the present invention is designed to place a long receiving member consisting of a long steel pipe, etc., sequentially around the tunnel cross section in front of the face, to prevent loosening and settlement of the natural ground. This is related to a long-point receiving method for tunnels. More specifically, for example, the present invention relates to a tunnel long tip receiving method that improves construction safety while combining a 10 to 20 m long receiving member and a 2 to 4 m short injection tubular member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of long tip receiving method, a large number of long receiving members, such as long steel pipes, are placed around the tunnel cross section, and the inner hollow portion of the long receiving member is placed. A tunnel excavation method in which excavation work is carried out while reinforcing a natural ground by injecting a curable filler through the reinforced material and hardening the periphery is widely known. As a method for placing the long member for receiving the tip, there is known a method in which the long member for receiving is placed to a predetermined depth while being drilled by a perforating bit attached to the tip. In this case, an appropriate number of tubular members may be added as necessary to use as a long member for receiving the desired length. And, when the operation of placing the front receiving long member on the ground is completed, for example, the perforating bit is reduced and taken out together with the perforating rod through the inner hollow portion of the front receiving long member, Thereafter, a method is generally employed in which a curable filler is injected from the tip portion to the periphery through the inner hollow portion of the long member for receiving. Further, a mouth injection tube is installed in a gap portion between the mouth portion of the long end receiving member and a hole wall around the mouth portion, and a curable filler is injected from the mouth portion. That is, the injection of the curable filler to the periphery of the long member for receiving is dependent on the geology of the ground, but the injection from the tip portion is performed through the inner hollow portion of the long member for receiving. The injection from the mouth part is performed through the mouth injection pipe.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the long member for receiving is as long as 10 to 20 m, for example, even if the filler is injected from both the front end and the mouth, it is technically possible to inject the intermediate part accurately. Not easy. For this reason, there may be a portion in the intermediate portion that is not sufficiently reinforced by the filler. Moreover, depending on the geology of the natural ground, the hole wall formed by the drilling of the drilling bit may collapse, and it may be difficult to insert the mouth injection tube into the mouth portion of the long member for receiving. In such a case, the insufficiently injected portion of the filler further spreads from the middle part to the mouth part of the long member for receiving, and has a serious problem in the ground reinforcement necessary for ensuring the safety of construction. It will be.
[0004]
The present invention has been made in view of the conventional circumstances as described above, and while maintaining the advantages of the long tip receiving method implemented using a long tip receiving long member, the tip receiving long length is achieved. An object of the present invention is to provide a long tunnel tip receiving method that can accurately perform ground reinforcement around a member and can improve the safety of construction.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sequentially places a long receiving member having a self-drilling bit at the end at the periphery of the tunnel cross section at appropriate intervals prior to tunnel excavation work, to strengthen the periphery of the tunnel cross section by the elongated member, successively pouring the infusion tubular member of short to reach near the periphery of the destination BEARING long member of the punching設済, via infusion necessity tubular member The technical means of carrying out the excavation work while injecting and reinforcing a curable filler around the front receiving long member was adopted. By adopting this technical means, according to the present invention, it is necessary to reinforce the periphery of the long member for receiving , while adopting the advantage that the ground can be effectively strengthened over a wide range of the long member for receiving. Since a method of injecting a filler by injecting a short injection tubular member into the portion, it is possible to accurately inject a curable filler into a necessary portion over the entire length of the long member for receiving. The construction safety is improved because the periphery of the tunnel cross section is reinforced accurately. Further, when the long member for receiving the receiver is placed around the tunnel cross section, a curable filler is injected from the tip portion through the inner hollow portion of the long member for receiving, or the receiving member Install a mouth injection tube around the mouth of the long member and inject a curable filler from the mouth through the mouth injection tube. Thus, it is also possible to apply the above-described method of injecting a filling material by placing an injection tubular member.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be widely applied as long as it is a construction method using a long receiving member having a self-drilling bit at the tip. As the specific form of the self-piercing bit, various types of bits can be applied, and a type that is attached to the tip of the long member for receiving itself and is driven to rotate through the tubular member is also possible. It may be of the type that is attached to the tip of a perforating rod inserted through the inner hollow part of the long member for receiving and is rotationally driven through the rod. Moreover, the type which collect | recovers the bits for self-piercing | punching may be sufficient, and the type which is left unfilled may be sufficient. Further, with respect to how the infusion of a curable filler to the peripheral of the preceding BEARING elongated member, may be adopted a method that is injected through the front Symbol injection tubular member in respect of all of the filler, which will be described later As in the embodiment, the filler is injected from the tip portion through the inner hollow portion of the long member for receiving, or the filler is injected from the mouth portion through the mouth injection tube. However, it is also possible to employ a technique in which an injection tubular member is provided to replenish the filler in a portion where the filler is likely to be insufficient. As for the injection of the curable filler carried out through the inner hollow portion of the long member for receiving, the curable filler may be injected using the inner hollow portion itself as a flow path, As in the embodiments described later, the injection tube may be inserted into the inner hollow portion and injected through the injection tube. Further, as the curable filler, it is possible to use a cement-based material or a resin-based material having good permeability such as urethane. Furthermore, an appropriate number of the above-mentioned long members for receiving can be used as needed. Also, specific structure and pouring positions of the injection tubular member of the short length, with respect to such striking設方method is not particularly limited, possible injection of curable filler for the periphery of the destination BEARING elongated member Any form is acceptable.
[0007]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view illustrating a state in which a long member for receiving is used for a long receiving method for a tunnel according to the present invention. In the figure,
[0008]
Thus, in the case where the
[0009]
Next, features of the present invention will be described. 2 to 4 are construction explanatory views schematically showing one cycle of the work cycle when the
[0010]
FIG. 3 shows a construction state in which the excavation work has advanced to the
[0011]
Furthermore, as for the lack of easy part filling material before Symbol destination BEARING long member 1b will repeat the reinforcing work of injecting the filling
[0012]
【The invention's effect】
According to the long tip receiving method of the tunnel according to the present invention, while maintaining the advantage that the ground can be effectively strengthened over a wide range of the long tip receiving method using the long member for receiving, the tip thereof Since a method of injecting a filler by injecting a short injection tubular member around a portion that needs reinforcement around the receiving long member is necessary over the entire length of the receiving long member. Since the curable filler can be accurately injected into the portion and the periphery of the tunnel cross section is reliably reinforced, the construction safety is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view exemplifying a placing state of a long member for receiving used in a long receiving method for a tunnel according to the present invention.
FIG. 2 is a construction explanatory diagram illustrating an outline of a work cycle when the long member for receiving is used.
FIG. 3 is a construction explanatory diagram illustrating the outline of the work cycle.
FIG. 4 is a construction explanatory diagram illustrating the outline of the work cycle.
[Explanation of symbols]
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