特許ウォッチ

公開番号2025134126
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024031824
出願日2024-03-04
発明の名称立坑壁面の安定化構造及びその施工方法
出願人日特建設株式会社
代理人弁理士法人高橋特許事務所
主分類E21D 9/06 20060101AFI20250909BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ガラス繊維製のテンドンや炭素繊維製のテンドンを用いても、ケーシング抜管の際に共上がりを生じない様な立坑壁面の安定化構造及びその施工方法の提供。
【解決手段】本発明の立坑壁面(10)の安定化構造(100)は、立坑壁面(10)は複数のアンカー(1)で補強されており、アンカー(1)の張力支持部材(2、テンドン)は鉄よりも比重の小さい材料で構成されており、テンドン(2)の地中側先端に錘(4)が設けられており、錘(4)は、掘削孔(H)内に注入材(グラウト材)が充填されていても、テンドン(2)が地上側に移動することなく、錘(4)が地中側最下方に位置した状態を保つことが出来る重量を有し、錘(4)は、掘削機械(20)のカッター(21)と接触した場合にカッター(21)を破損することなく、掘削機械(20)内に取り込める程度の大きさの片(小片)に分割可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
立坑壁面は複数のアンカーで補強されており、
前記アンカーの、張力支持部材は鉄よりも比重の小さい材料で構成されており、
前記張力支持部材には錘が設けられており、
当該錘は、掘削孔内に注入材を充填されていても、張力支持部材が地上側に移動することなく、前記錘を地中側に位置した状態を保つことが出来る重量を有し、
前記錘は、掘削機械の切削部と接触した場合に当該切削部を破損することなく、掘削機械内に取り込める程度の大きさの片に分割可能に構成されていることを特徴とする立坑壁面の安定化構造。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
立坑壁面は複数のロックボルトで補強されており、
前記ロックボルトは鉄よりも比重の小さい材料で構成されており、
前記ロックボルトの地中側先端に錘が設けられており、
当該錘は、注入材が充填されている掘削孔内に前記ロックボルトを挿入するに際して、前記ロックボルトが地上側に移動せず、前記錘が地中側最下方に位置することが出来る重量を有し、
前記錘は、掘削機械の切削部と接触した場合に当該切削部を破損することなく、掘削機械内に取り込める程度の大きさの片に分割可能に構成されていることを特徴としている立坑壁面の安定化構造。
【請求項３】
立坑壁面を複数のアンカーで補強する方法において、
前記アンカーの、張力支持部材は鉄よりも比重の小さい材料で構成されており、
錘が設けられている前記張力支持部材を掘削孔内に配置されたケーシング内に挿入する工程を有し、
前記錘は、掘削孔内に注入材を充填されていても、張力支持部材が地上側に移動することなく、前記錘が地中側最下方に位置した状態を保つことが出来る重量を有し、
前記錘は、掘削機械の切削部と接触した場合に当該切削部を破損することなく、掘削機械内に取り込める程度の大きさの片に分割可能に構成されていることを特徴とする立坑壁面の安定化構造の施工方法。
【請求項４】
立坑壁面を複数のロックボルトで補強する方法において、
前記ロックボルトは鉄よりも比重の小さい材料で構成されており、
地中側先端に錘が設けられている前記ロックボルトを注入材が充填された掘削孔内に挿入する工程を有し、
前記錘は、注入材が充填されている掘削孔内に前記ロックボルトを挿入するに際して、前記ロックボルトが地上側に移動せず、前記錘が地中側最下方に位置することが出来る重量を有し、
前記錘は、掘削機械の切削部と接触した場合に当該切削部を破損することなく、掘削機械内に取り込める程度の大きさの片に分割可能に構成されていることを特徴とする立坑壁面の安定化構造の施工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシールド掘削機の発進立坑や到達立坑の様な立坑壁面を安定化する技術に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば図７で示す様に、シールド掘削機２０の発進部であるシールド発進立坑３０は切削壁１０（立坑壁面）を有しており、切削壁１０（立坑壁面）は複数のアンカー１、１・・・により崩落防止がされている。アンカー１はアンカー材２（テンドン：張力支持部材）によって所定の引張力が付与された状態で地盤Ｇに定着されている。切削壁１０の壁面１０ａにはアンカー１の頭背部１Ａが配置され、頭背部１Ａは補強壁１５により被覆される。切削壁１０と補強アンカー１と補強壁１５は、シールド掘削機２０で切削可能である。
シールド掘削機２０は、立坑３０の底盤上に設けられた発進架台３１上に載置され、カッター２１を切羽となる切削壁１０の壁面１０ａに対向させ、シールド掘削機２０の中心軸をトンネル中心軸に一致させた状態で配置されている。
【０００３】
図８で示す様に、アンカー１は、掘削孔ＨにケーシングＣを挿入し、そのケーシングＣ内にアンカー材２（テンドン）を挿入し、テンドン２の地中側に拘束長部分２Aを構成し、地上側に自由長部分２Ｂを構成する。自由長部分２Ｂの先端にはアンカー１の頭背部１Ａが設けられる。符号１０は立坑壁面である。
ケーシングＣは、単位長さ（例えば１ｍ）の管を接続して構成される。
テンドン２（張力支持部材）は、例えば鋼より線により構成される。近年、テンドン２の素材として、鋼線に比較して遥かに比重の小さいガラス繊維や炭素繊維（より線）が用いられる場合がある。
【０００４】
テンドン２に張力を支持する以前の段階で、ケーシングＣ内にグラウト材を充填して、ケーシングＣを地上側に引き抜く（抜管作業）。抜管作業に際しては、ケーシングＣは、単位長さの配管１本分の長さだけ地上側に引き上げられる。抜管作業は、最も地上側に位置している単位長さの配管から、１本ずつ順次切り離すことにより行われる。
ここで、従来の鋼より線で構成されたテンドン２は比重が大きいため、グラウト材が注入されても浮力の影響は小さい。そのため、ケーシングＣが地上側に引き上げられても、鋼より線のテンドン２は地中側に残存する。
【０００５】
しかし、比重の小さいガラス繊維製のテンドン２や炭素繊維製のテンドン２の場合には、ケーシング内にグラウト材を充填すると、グラウト材による浮力がテンドン２を地上側に移動する方向に作用する。その様な場合において、図８で示す様に、抜管作業に際して、ケーシングＣを地上側（矢印Ａ方向）に抜き上げると、抜き挙げられたケーシングＣと共にテンドン２が地上側に移動して、いわゆる「共上がり」をした状態、或いは「浮き上がる」状態になってしまう。
「共上がり（浮き上がり）」を生じた状態を図９に示す図８と比較すれば明らかな様に、「共上がり」を生じた状態を示す図９では、アンカー頭背部１Ａと立坑の切削壁１０の壁面１０ａとの間隔が、図８に比較して遥かに長い。
地上側端部に位置する１本目のケーシングＣ１を切り離した状態を示す図９において、テンドン２が地上側に移動しており、地中側先端の単位ケーシングＣにはテンドン２Ａ（拘束長部分）が存在しない。地中側先端には存在しないテンドン２Ａ＊は仮想線で示されている。
テンドン２が「共上がり」をしてしまうと、ケーシングＣを引き抜いた区間では掘削孔の孔壁が崩落するので、テンドン２を地中側に押し込むことが出来ない。その様な場合には、再度、掘削孔を削孔して、ケーシングＣ及びテンドン２を挿入する作業を繰り返さなければならず、立坑３０（図７）の壁構造の施工に、多大な遅延と施工コストの増加をもたらしてしまう。
【０００６】
従来技術として、シールド掘削機の発進立坑、到達立坑における坑壁の保護に関する技術は種々提案されているが（特許文献１～９参照）、比重の小さい材料製のテンドンに関する上述した「共上がり」の問題を解決する技術は、未だに提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第７２２５００７号公報
特許第７２１１７７９号公報
特許第７１３６５９７号公報
特許第７０３２１４３号公報
特許第６９３３５２０号公報
特許第６２２０６０２号公報
特許第６１６３３８０号公報
特許第５９８６４７９号公報
特開２０１３－１５００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ガラス繊維製のテンドンや炭素繊維製のテンドンを用いても、ケーシング抜管の際に共上がりを生じない様な立坑壁面の安定化構造及びその施工方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の立坑壁面（１０）の安定化構造（１００）は、
（シールド掘削機２０の発進立坑３０や到達立坑の様な）立坑壁面（１０）は複数のアンカー（１）で補強されており、
前記アンカー（１）の、張力支持部材（２：テンドン）は鉄よりも比重の小さい材料（例えばガラス繊維、炭素繊維）で構成されており、
前記張力支持部材（２）には錘（４）が設けられており（例えば、テンドン２の地中側先端に錘４が設けられており）、
当該錘（４）は、掘削孔（Ｈ）内に注入材（グラウト材）が充填されていても、張力支持部材（２：テンドン）が地上側に移動することなく、前記錘（４）を地中側に位置した状態を保つことが出来る重量を有し、
前記錘（４）は、掘削機械（２０：シールド掘削機、機械式掘削機（ＴＢＭ）等）の切削部（２１：カッター）と接触した場合に当該切削部（２１）を破損することなく、掘削機械（２０）内に取り込める程度の大きさの片（小片）に分割可能に構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また本発明の立坑壁面（１０）の安定化構造（１００－１）は、
（シールド掘削機２０の発進立坑３０や到達立坑の様な）立坑壁面（１０）は複数のロックボルト（３）で補強されており、
前記ロックボルト（３）は鉄よりも比重の小さい材料（例えばガラス繊維、炭素繊維）で構成されており、
前記ロックボルト（３）の地中側先端に錘（４ー１）が設けられており、
当該錘（４ー１）は、注入材（グラウト材）が充填されている掘削孔内に前記ロックボルト（３）を挿入するに際して、前記ロックボルト（３）が地上側に移動せず、前記錘（４ー１）が地中側最下方に位置することが出来る重量を有し、
前記錘（４ー１）は、掘削機械（２０：シールド掘削機、機械式掘削機（ＴＢＭ）等）の切削部（２１：カッター）と接触した場合に当該切削部（２１）を破損することなく、掘削機械（２０）内に取り込める程度の大きさの片（小片）に分割可能に構成されていることを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許