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公開番号2025149738
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024050562
出願日2024-03-26
発明の名称トンネルワークステーションによる山岳トンネル工法
出願人株式会社奥村組,古河ロックドリル株式会社
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類E21D 9/10 20060101AFI20251001BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図りつつ効率良く実施可能とするミニベンチカット工法用のトンネルワークステーションによる山岳トンネルの施工法を提供する。
【解決手段】トンネルワークステーション10の各々の中段フレーム部12に取り付けられたエレクタ18は、削孔機16”と、交換可能に設けられている。山岳トンネル50が形成される地盤の条件によって地山の等級が変化していることで、ミニベンチカット工法が適する地盤と、全断面工法が適する地盤とが、トンネル50の計画線上において混在している場合に、中段フレーム部12に取り付けられたエレクタ18と、削孔機16”とを、地山の等級の変化に応じて交換しながら、切羽面51,52,60を掘削してゆく。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法であって、
トンネルワークステーションは、上段フレーム部と、該上段フレーム部を下方から支持する支柱部材を介して、該上段フレーム部の下方に設けられた左右一対の中段フレーム部及び左右一対の下段フレーム部とを含んで構成されると共に、前記上段フレーム部の下方領域における、左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部によって挟まれるこれらの間の部分に、工事用車両の通行を可能にする車両用空間を保持した、門型の正面形状を全体として備えており、
前記上段フレーム部には、トンネルの上段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、トンネルの軸方向にスライド移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、
各々の前記中段フレーム部には、掘削後のトンネルの内周壁面に沿って建て込まれる支保部材を把持するエレクタが、トンネルの軸方向にスライド移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、
各々の前記下段フレーム部には、トンネルの下段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、当該トンネルワークステーションをトンネルの軸方向に走行移動させる走行用機器が設けられており、
各々の前記中段フレーム部に取り付けられた前記エレクタは、トンネルの軸方向にスライド移動可能で且つ上下左右に首振り移動可能な削孔機と、交換可能に取り付けられており、
山岳トンネルが形成される地盤の条件によって地山の等級が変化していることで、ミニベンチカット工法による掘削方法が適する地盤と、全断面工法による掘削方法が適する地盤とが、トンネルの計画線上において混在している場合に、前記中段フレーム部に取り付けられる前記エレクタと、前記削孔機とを、地山の等級の変化に応じて交換しながら切羽面を掘削するトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
ミニベンチカット工法から全断面工法への切り替えは、前記上段フレーム部に取り付けられた前記削孔機により上段の切羽面に穿孔形成される発破孔を用いた、ベンチ部分の上段部分の掘削を停止して、ミニベンチカット工法で残された下段部分のみのベンチ部分の掘削を、前記下段フレーム部に取り付けられた前記削孔機により下段の切羽面に穿孔形成された発破孔を用いて行って、全断面工法で掘削される切羽面を形成することにより実施される請求項１記載のトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。
【請求項３】
全断面工法からミニベンチカット工法への切り替えは、全断面工法で掘削された切羽面に対して、上段部分のみの掘削を、前記上段フレーム部に取り付けられた削孔機により上段部分に穿孔形成された発破孔を用いて行って、ミニベンチカット工法で掘削される上段の切羽面及び下段の切羽面を形成することにより実施される請求項１記載のトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルワークステーションによる山岳トンネル工法に関し、特に、ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳トンネルにおけるトンネルの施工方法（山岳トンネル工法）として、ベンチカット工法が知られている。ベンチカット工法は、トンネルの切羽面を上段部分と下段部分とに分けて、上段部分を下段部分に先行して掘削してゆくトンネル工法であり、切羽面の全体を発破等によって一度に掘削してゆく全断面工法と比較して、切羽面をより安定させた状態で掘削して行くことが可能であることから、例えば軟岩地山から硬岩地山まで、幅広い土質の地盤に山岳トンネルを掘削形成できる工法として、一般に広く採用されている。
【０００３】
また、ベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図ることによって効率良く行うことを可能にするための、トンネルワークステーション（ＴＷＳ）も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１のＴＷＳでは、例えばベンチ長さを１Ｄ（トンネル内径）～５０ｍ程度として掘削する、主として地質不良のケースで採用されるショートベンチカット工法を対象としたものとなっており、上段部分に配置される、正面から見て略門型に形成された第１の架台と、第１の架台の後部に連結された状態で下段部分に配置される、同じく略門型に形成された第２の架台とを備えている。また、特許文献１のＴＷＳでは、上段部分の掘削に先立って、上段の切羽前方で且つトンネル断面の外周部分に相当する領域を、第１の架台に設けられた穿孔機で穿孔しつつ、地盤改良材を注入装置で注入することにより地盤改良すると共に、バックフォー等による第２の掘削機によって下段部分を掘削し、しかる後に、上段部分でブーム型の削岩機等による第１の掘削機で掘削すると共に、下段部分では一次覆工を施工し、これらの工程を順次繰り返してトンネルを構築するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－３０７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、近年、例えば膨張性の地山や、支持力が足りない地山等、出来るだけ早く閉合する必要がある地盤を対象として、ベンチ長さを好ましくは２～６ｍ程度に短くすると共に、発破を行ないながら、上段部分の切羽面と下段部分の切羽面とを同時に掘削してゆくミニベンチカット工法の採用が増加している。
【０００７】
ミニベンチカット工法は、比較的安定した切羽面に対する、発破を用いた掘削作業の集約化によって、施工の合理化・省力化・急速化のほか、作業の安全性や作業環境の向上を図ることができる工法となっている一方で、ベンチ長さが短いことによる切羽の安定性への影響や、急激な応力開放によるトンネルの安定性への影響等を考慮する必要がある。このようなことから、ミニベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図りつつ効率良く行うことができるように、ミニベンチカット工法を実施するのに適した構成を備えるトンネルワークステーション（ＴＷＳ）を、ショートベンチカット工法用のＴＷＳとは別途に、新たに開発することが要望されている。
【０００８】
また、山岳トンネルをミニベンチカット工法によって施工する工事では、山岳トンネルが形成される地盤の条件によっては、地山の等級が変化していることで、ミニベンチカット工法による掘削方法が適する地盤と、全断面工法による掘削方法が適する、より安定している地盤とが、トンネルの計画線上において混在している場合がある。このような地山の等級が変化している場合に、全断面工法による掘削方法が適するより安定した地盤に対しては、これに適した掘削方法を採用可能とすることで、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによって、高度な機械化を図りながら、さらに効率良く、山岳トンネルを施工できるようになると考えられる。
【０００９】
本発明は、ミニベンチカット工法による山岳トンネルの施工を、高度な機械化を図りつつ効率良く実施することを可能にすると共に、山岳トンネルが形成される地盤の条件により地山の等級が変化している場合でも、ミニベンチカット工法と全断面工法とを切り替えながら、高度な機械化を図りつつさらに効率良く、山岳トンネルを形成してゆくことのできるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工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】
【００１０】
本発明は、ベンチ長さを２～６ｍと短くして、上段の切羽面及び下段の切羽面を発破によって同時に破砕可能としつつ掘削する、ミニベンチカット工法に用いるトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法であって、トンネルワークステーションは、上段フレーム部と、該上段フレーム部を下方から支持する支柱部材を介して、該上段フレーム部の下方に設けられた左右一対の中段フレーム部及び左右一対の下段フレーム部とを含んで構成されると共に、前記上段フレーム部の下方領域における、左右両側の前記中段フレーム部及び前記下段フレーム部によって挟まれるこれらの間の部分に、工事用車両の通行を可能にする車両用空間を保持した、門型の正面形状を全体として備えており、前記上段フレーム部には、トンネルの上段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、トンネルの軸方向にスライド移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、各々の前記中段フレーム部には、掘削後のトンネルの内周壁面に沿って建て込まれる支保部材を把持するエレクタが、トンネルの軸方向にスライド移動可能に且つ上下左右に首振り移動可能に取り付けられており、各々の前記下段フレーム部には、トンネルの下段の切羽面及び内周壁面に対して穿孔可能な削孔機が、上下左右に首振り移動可能に取り付けられていると共に、当該トンネルワークステーションをトンネルの軸方向に走行移動させる走行用機器が設けられており、各々の前記中段フレーム部に取り付けられた前記エレクタは、トンネルの軸方向にスライド移動可能で且つ上下左右に首振り移動可能な削孔機と、交換可能に取り付けられており、山岳トンネルが形成される地盤の条件によって地山の等級が変化していることで、ミニベンチカット工法による掘削方法が適する地盤と、全断面工法による掘削方法が適する地盤とが、トンネルの計画線上において混在している場合に、前記中段フレーム部に取り付けられる前記エレクタと、前記削孔機とを、地山の等級の変化に応じて交換しながら切羽面を掘削するトンネルワークステーションによる山岳トンネル工法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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