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公開番号2025029266
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023133804
出願日2023-08-21
発明の名称トンネル掘削方法
出願人株式会社ケー・エフ・シー,日本製鉄株式会社
代理人個人
主分類E21D 9/04 20060101AFI20250227BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】トンネル鏡面の前方地山を確実に補強することができると共に、鏡補強管を切除する手間を無くし、産業廃棄物の発生を極力抑制することができる。
【解決手段】外周に略全長に亘って捩れ突条12が形成されていると共に、前端側に環状の削孔ビット2が設けられ、後端側に削孔機械101に接続される回転治具3が取り付けられる中空筒状の鏡補強管1を用い、鏡補強管1をトンネルの第1の鏡面201aから前方地山に回転打設する第1工程と、鏡補強管1を切除せずに第1の鏡面201aから第2の鏡面201bまでトンネル掘削を進行し、鏡補強管1の一部を第2の鏡面201bから露出した状態とする第2工程と、第2の鏡面201bの前方地山に鏡補強管1を再度回転打設する第3工程を備えるトンネル掘削方法。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
外周に略全長に亘って捩れ突条が形成されていると共に、前端側に環状の削孔ビットが設けられ、後端側に削孔機械に接続される回転治具が取り付けられる中空筒状の鏡補強管を用い、前記鏡補強管をトンネルの第１の鏡面から前方地山に回転打設する第１工程と、
前記鏡補強管を切除せずに前記第１の鏡面から第２の鏡面まで前記トンネルの掘削を進行し、前記鏡補強管の一部を前記第２の鏡面から露出した状態とする第２工程と、
前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再度回転打設する第３工程と、
前記鏡補強管を切除せずに前記第２の鏡面から第３の鏡面まで前記トンネルの掘削を進行し、前記鏡補強管の一部を前記第３の鏡面から露出した状態とする第４工程とを備えることを特徴とするトンネル掘削方法。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
前記第１工程において、前記鏡補強管の後端付近が前記第１の鏡面から露出した状態となるようにして、前記鏡補強管を前記第１の鏡面から前方地山に回転打設し、
前記第３工程において、前記鏡補強管の後端付近が前記第２の鏡面から露出した状態となるようにして、前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再度回転打設することを特徴とする請求項１記載のトンネル掘削方法。
【請求項３】
前記第１工程において、前記鏡補強管の全体が前記第１の鏡面より奥側に埋め込まれるようにして、前記鏡補強管を前記第１の鏡面から前方地山に回転打設し、
前記第３工程において、前記鏡補強管の全体が前記第２の鏡面より奥側に埋め込まれるようにして、前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再回転打設することを特徴とする請求項１記載のトンネル掘削方法。
【請求項４】
前記回転治具に前記捩れ突条と係合可能な係合溝が設けられ、
前記捩れ突条と前記係合溝を係合して前記鏡補強管の後端側に前記回転治具が取り付けられることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のトンネル掘削方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削したトンネル空間の鏡面の前方地山を補強しながらトンネル掘削を行うトンネル掘削方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル鏡面の前方地山を補強して、切羽が押し出してこないようにトンネル掘削する方法として特許文献１、２の掘削方法が知られている。特許文献１、２の掘削方法は、トンネル鏡面から前方地山に長尺鋼管を打設した後、薬液注入やグラウト等の定着材を長尺鋼管を介して長尺鋼管の周囲の地山に注入し、硬化した定着材で長尺鋼管を地山に定着させてトンネル鏡面の前方地山を補強し、トンネル掘削作業中の安全を確保するものである。
【０００３】
また、特許文献３には、定着材を用いずにトンネル鏡面の前方地山を補強するトンネル掘削方法が開示されており、トンネル鏡面から前方地山に削孔を形成し、内部空間内の圧力を増大させることで凹入部が凸形状に塑性変形して拡径する異形管を削孔内に挿入し、異形管内への流体の圧送で異形管を拡径して地山に定着させている（特許文献３の請求項２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１７６２３８号公報
特開２０１４－３７７１４号公報
特開２００４－１９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１、２のトンネル掘削方法は、トンネル掘進を進める際に、定着材が付着した長尺鋼管を地山とともに切除しながら掘削する必要があるため、鏡補強材の長尺鋼管の切除に手間がかかる。更に、切除された定着材が付着した状態の鋼管部分は産業廃棄物となるため、大量の産業廃棄物が発生する。また、特許文献３のトンネル掘削方法でも、鏡補強材である拡径状態の異形管を地山とともに切除しながら掘削する必要があるため、切除の手間や、切除された異形管の部分による大量の産業廃棄物の発生という同様の問題を生ずる。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、トンネル鏡面の前方地山を確実に補強することができると共に、鏡補強管を切除する手間を無くし、産業廃棄物の発生を極力抑制することができるトンネル掘削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトンネル掘削方法は、外周に略全長に亘って捩れ突条が形成されていると共に、前端側に環状の削孔ビットが設けられ、後端側に削孔機械に接続される回転治具が取り付けられる中空筒状の鏡補強管を用い、前記鏡補強管をトンネルの第１の鏡面から前方地山に回転打設する第１工程と、前記鏡補強管を切除せずに前記第１の鏡面から第２の鏡面まで前記トンネルの掘削を進行し、前記鏡補強管の一部を前記第２の鏡面から露出した状態とする第２工程と、前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再度回転打設する第３工程と、前記鏡補強管を切除せずに前記第２の鏡面から第３の鏡面まで前記トンネルの掘削を進行し、前記鏡補強管の一部を前記第３の鏡面から露出した状態とする第４工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、鏡補強管の略全長に亘る捩れ突条と地山との摩擦力によって鏡補強管を地山に定着させ、切羽前方地山からの押出力に抗することができる。更に、環状の削孔ビットから中空の鏡補強管に地山の砂や土が圧密状態で入り込み、鏡補強管に入り込んだ圧密状態の砂や土も地山補強効果を発揮する。従って、トンネル鏡面の前方地山を確実に補強することができる。また、鏡補強管を切除せずに再度回転打設する工法であることから、鏡補強管を切除する手間を無くし、産業廃棄物の発生を極力抑制することができる。また、鏡補強管の外周の突条を捩れ突条の形状とすることにより、削孔ビット付き削孔ロッドを用いた別の削孔を行わずとも鏡補強管をスムーズに回転打設することができる。また、定着材を用いずともトンネル鏡面の前方地山を補強することができることから、定着材を注入する工程を無くし、トンネル掘削の施工工程を効率化することができる。
【０００８】
本発明のトンネル掘削方法は、前記第１工程において、前記鏡補強管の後端付近が前記第１の鏡面から露出した状態となるようにして、前記鏡補強管を前記第１の鏡面から前方地山に回転打設し、前記第３工程において、前記鏡補強管の後端付近が前記第２の鏡面から露出した状態となるようにして、前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再度回転打設することを特徴とする。
これによれば、トンネル鏡面に隣接する地山まで前方地山を確実に補強することができ、地山が緩い状態等でもトンネル掘削作業の安全を確保することができる。
【０００９】
本発明のトンネル掘削方法は、前記第１工程において、前記鏡補強管の全体が前記第１の鏡面より奥側に埋め込まれるようにして、前記鏡補強管を前記第１の鏡面から前方地山に回転打設し、前記第３工程において、前記鏡補強管の全体が前記第２の鏡面より奥側に埋め込まれるようにして、前記第２の鏡面の前方地山に前記鏡補強管を再度回転打設することを特徴とする。
これによれば、鏡補強管を切除せずに次の鏡面までトンネル掘削を進行する際に、前方地山に打設された鏡補強管が掘進作業の邪魔になることを極力抑制することができる。
【００１０】
本発明のトンネル掘削方法は、前記回転治具に前記捩れ突条と係合可能な係合溝が設けられ、前記捩れ突条と前記係合溝を係合して前記鏡補強管の後端側に前記回転治具が取り付けられることを特徴とする。
これによれば、鏡補強管の捩れ突条を回転治具の係合溝に係合して鏡補強管の後端に回転治具を容易に取り付け、取り外して施工の効率化を図ることができる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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