JP4131467B2 - トンネル支保構造およびトンネル支保工法 - Google Patents
トンネル支保構造およびトンネル支保工法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル支保構造およびトンネル支保工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、膨脹性や押出し性を示す特殊地山条件下でのトンネル掘削では、トンネル掘削断面を上半、下半、インバートに三分割して段階掘削する上半先進工法を採用している。この場合、上半掘削後に上半仮インバートストラットによる上半断面の仮インバート閉合を行うとともに、下半およびインバート掘削後にインバートストラットによるインバート閉合を行い、トンネル支保構造の力学的安定を確保する。
しかし、従来のトンネル支保構造では、上半掘削時にトンネルが内空側に大きく変形すると、上半仮インバートストラットと接合されている上半鋼製支保工フランジ部分が変形、破壊する。そのため、下半掘削時に上半鋼製支保工と下半鋼製支保工との接合ができなくなり、変形した上半鋼製支保工の外側を掘削して再び新しい支保工を建て込む縫い返し掘削を余儀なくされている。これに対して、特許文献1では、上半掘削後に仮設支保工を設置し、下半掘削後に前記仮設支保工の内側に本設支保工を設置する工法が考案されている。
【0003】
【特許文献1】
特許第3018948号公報(第2−3頁、第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1記載のトンネル支保構造では、二重支保工とするため、工事費や工期が余分に掛かる難点がある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、危険作業を伴わず、且つ、工事費や工期を削減できるトンネル支保構造およびトンネル支保工法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、トンネル掘削断面の上半を先行掘削する際のトンネル支保構造であって、下半鋼製支保工脚部にインバートストラットを接合するための継手部材を設けるとともに、前記下半鋼製支保工脚部に前記継手部材の軸方向と平行に補強板を配設することを特徴とする。
本発明では、前記継手部材の軸方向と平行に設けた補強板を介して、下半鋼製支保工とインバートストラットとの応力伝達経路を確保することができるとともに、下半鋼製支保工の局部座屈を防止することができる。
【0006】
本発明に係るトンネル支保工法では、上半鋼製支保工を設置する際に、前記上半鋼製支保工脚部に着脱可能な継手部を設ける第一工程と、上半仮インバートストラット中間部に挿入された着脱可能な建込み調整部材によって建込み調整しながら、前記上半仮インバートストラット端部を、前記上半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部に接合する第二工程と、前記上半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部と前記上半仮インバートストラットを撤去する第三工程と、前記上半鋼製支保工脚部と、インバートストラットを接合するための継手部材を脚部に有する下半鋼製支保工の上部を接合する第四工程と、インバートストラット中間部に挿入された着脱可能な建込み調整部材によって建込み調整しながら、前記インバートストラット端部を、前記下半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部材に接合する第五工程とを備えることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るトンネル支保構造の実施形態の一例を示すものであり、図1(a)は上半掘削時のトンネル支保構造を、図1(b)は下半掘削時のトンネル支保構造をそれぞれ示している。なお、以下の記述において、上半鋼製支保工の両脚部に設けられる継手部と下半鋼製支保工両脚部の継手部とを区別するため、上半鋼製支保工の両脚部に設けられる継手部を上半継手部と呼び、下半鋼製支保工両脚部の継手部を下半継手部と呼ぶことにする。
図1(a)に示すように、上半1掘削時のトンネル支保構造では、トンネル上半1内周に上半鋼製支保工4が設置されている。また、上半鋼製支保工4の両脚部には着脱可能な上半継手部6がそれぞれ設けられ、各上半継手部6には上半仮インバートストラット5端部が接合されており、トンネル支保構造は閉合構造を形成している。
図1(b)に示すように、下半およびインバート掘削時のトンネル支保構造では、上半鋼製支保工4の両脚部に接合されていた各上半継手部6および上半仮インバートストラット5は撤去され、上半鋼製支保工4の両脚部には下半鋼製支保工8の上部が接合されている。また、下半鋼製支保工8両脚部の下半継手部10にはインバートストラット9端部がそれぞれ接合され、トンネル支保構造は閉合構造を形成している。
【0008】
図2乃至図4は、上下半継手部および建込み調整部材の詳細図である。なお、以下の図において、図1と同一の構成要素には同一の符号を用いて説明を省略する。また、以下の記述において、上半継手部の継手部材と下半継手部の継手部材とを区別するため、上半継手部の継手部材を上半継手部材と呼び、下半継手部の継手部材を下半継手部材と呼ぶことにする。
図2に示すように、上半継手部6は、上半第一継手部材12を主要部材とし、上半第一継手部材12の上半鋼製支保工4側の小口には、上半鋼製支保工4にボルト接合するためのプレート12aが溶接されている。一方、上半第一継手部材12の反対側の小口には、上半鋼製支保工4を支持するための底板12bが溶接されている。また、上半第一継手部材12のトンネル内空側フランジ12c面には、上半仮インバートストラット5を接合するための上半第二継手部材13が、プレート13aを介してボルト接合されている。上半第二継手部材13の反対側の小口には、上半仮インバートストラット5をボルト接合するためのプレート13bが溶接されている。
膨張性や押出し性を示す地山G条件下において、トンネルが内空側に大きく変形すると、上半鋼製支保工4と上半仮インバートストラット5との接合部は変形、破壊する。しかし、本実施形態によるトンネル支保構造では、上半鋼製支保工4脚部に着脱可能な上半継手部6を設けることにより、下半2掘削に伴い上半仮インバートストラット5とともに上半継手部6を撤去することにより、上半鋼製支保工4と下半鋼製支保工8とを接合することができる。
【0009】
図3に示すように、下半継手部10は、下半鋼製支保工8脚部のトンネル内空側フランジ8b面に下半継手部材15を当接させた状態で溶接等により固着したものである。下半鋼製支保工8脚部のウェブには、下半継手部材15上下フランジ15b、15cの延長線上に補強板14、14が溶接され、下半鋼製支保工8脚部の小口には、下半鋼製支保工8を支持するための底板8aが溶接されている。また、下半継手部材15のインバートストラット9側の小口には、インバートストラット9をボルト接合するためのプレート15aが溶接されている。
本実施形態によるトンネル支保構造では、下半継手部材15上下フランジ15b、15cの延長線上に設けた補強板14、14によって、下半鋼製支保工8とインバートストラット9との応力伝達経路を確保することができるとともに、下半鋼製支保工8の局部座屈を防止することができる。
【0010】
図4に示すように、建込み調整部材11は、建込み調整部材11両端の小口に溶接されたプレート11a、11aを介して、インバートストラット9の中間部にボルト接合されている。なお、上半仮インバートストラット5中間部に挿入された建込み調整部材7も同様の構成をしている。
本実施形態によるトンネル支保構造では、建込み調整部材7、11の軸方向長さを調整することにより、支保工建込み時の誤差や支保工建込み前の大きな先行変位に対応することができる。
【0011】
次に、本発明に係るトンネル支保工法について、図1を参照しつつ説明する。上半先進工法においては、上半1掘削を先行して行う。上半1掘削に伴い、トンネル上半1内周に上半鋼製支保工4を設置する。その際、上半鋼製支保工4の両脚部には上半継手部6をボルト接合しておく。引き続き、上半仮インバートストラット5中間部に挿入された建込み調整部材7によって建込み調整しながら、上半仮インバートストラット5端部を、上半鋼製支保工4脚部に設けられた上半継手部6にボルト接合する。また、上半鋼製支保工4間および上半仮インバートストラット5間には、図示していない吹付けコンクリートを吹付ける。
次に、下半2およびインバート3掘削に伴い、上半鋼製支保工4の脚部に設けられた上半継手部6と上半仮インバートストラット5を撤去する。そして、上半鋼製支保工4脚部に、インバートストラット9を接合するための下半継手部材15を脚部に有する下半鋼製支保工8の上部をボルト接合する。引き続き、インバートストラット9中間部に挿入された建込み調整部材11によって建込み調整しながら、インバートストラット9端部を、下半鋼製支保工8脚部に設けられた下半継手部材15にボルト接合する。また、下半鋼製支保工8間およびインバートストラット9間には、図示していない吹付けコンクリートを吹付ける。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るトンネル支保構造および支保工法によれば、縫い返し掘削がないため安全に作業できるうえ、二重支保工としないため工事費や工期の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るトンネル支保構造およびトンネル支保工法の実施形態の一例を示す図である。
【図2】 上半継手部を示す詳細図である。
【図3】 下半継手部を示す詳細図である。
【図4】 建込調整部材を示す詳細図である。
【符号の説明】
1……上半
2……下半
3……インバート
4……上半鋼製支保工
5……上半仮インバートストラット
6……上半継手部
7、11……建込み調整部材
8……下半鋼製支保工
9……インバートストラット
10……下半継手部
12……上半第一継手部材
13……上半第二継手部材
14……補強板
15……下半継手部材
G……地山
Claims (2)
- トンネル掘削断面の上半を先行掘削する際のトンネル支保構造であって、
下半鋼製支保工脚部にインバートストラットを接合するための継手部材を設けるとともに、前記下半鋼製支保工脚部に前記継手部材の軸方向と平行に補強板を配設することを特徴とするトンネル支保構造。 - トンネル掘削断面の上半を先行掘削する際のトンネル支保工法であって、
上半鋼製支保工を設置する際に、前記上半鋼製支保工脚部に着脱可能な継手部を設ける第一工程と、
上半仮インバートストラット中間部に挿入された着脱可能な建込み調整部材によって建込み調整しながら、前記上半仮インバートストラット端部を、前記上半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部に接合する第二工程と、
前記上半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部と前記上半仮インバートストラットを撤去する第三工程と、
前記上半鋼製支保工脚部と、インバートストラットを接合するための継手部材を脚部に有する下半鋼製支保工の上部を接合する第四工程と、
インバートストラット中間部に挿入された着脱可能な建込み調整部材によって建込み調整しながら、前記インバートストラット端部を、前記下半鋼製支保工脚部に設けられた前記継手部材に接合する第五工程とを備えることを特徴とするトンネル支保工法。
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