JP6478498B2 - コンクリート吹き抜け防止板およびコンクリート吹き付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばトンネルの掘削工事における、コンクリート吹き抜け防止板およびコンクリート吹き付け方法に関するものである。詳しくは、掘削で新たに生じた切羽の先端部において、地山の面と支保工との間にコンクリートを吹き付けて補強する際に適用されるものである。

トンネルの掘削工事は、削岩・ずり出し・支保工設置の各工程が行われる。
削岩工程は、切羽といわれる坑道の先端部に孔をあけて爆薬を込め、発破をかけて切羽を破砕して坑道を掘り進める。ずり出し工程は、発破の破砕によって生じた「ずり」をトンネルの外へ運び出す。支保工設置は、新たに生じた切羽において、鋼製の支保工をアーチ状に設置し、岩盤面にコンクリートを吹付けて補強する。発破によって新たに生じた切羽では、地山の面から岩石や土砂が落下しやすい。したがって、コンクリート吹き付けと支保工による補強を行うのである。

支保工の設置は、つぎのような作業手順で行われる。
まず、堀り進んで新たに生じた切羽の先端近傍に、アーチ状の支保工を設置する。このとき、切羽の先端は岩盤が破壊されて大小の凹凸があるため、切羽の先端面にきっちり沿わせて支保工を設置することはできない。したがって、切羽の先端面よりも少し入口側に後退した箇所に支保工を設置する。この状態で、すでに施工が終わった支保工と新たに設置した支保工の間に露出している地山の面に対し、コンクリートを吹き付ける。このとき、掘り進んだ坑道の入口側から切羽の先端に向けて、ノズルからコンクリートを吹き付ける。

特開２００２−１８８３９７号公報

上述した支保工の設置工程では、つぎの問題がある。
ノズルから噴射されたコンクリートは、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けて堆積する。このように、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けたコンクリートが堆積しても、その部分はつぎの掘削作業で除去される。つまり、その分のコンクリートは丸々無駄になっている。コンクリートの吹き付けを行うたびに、それだけの無駄が生じている。

一方、支保工の設置工程における補強方法として、上記特許文献１記載の技術が開示されている。以下の説明で括弧内の符号は公報に掲載されたものである。
一般に、新たに生じた切羽において、地山と支保工の間に生じる隙間（余掘部）がおおきい場合、その隙間に矢板を差し込んだり岩塊を詰め込んだりしてからコンクリートの吹き付けを行う。前者では地山を均一に補強できず、後者では岩塊が落下する危険がある。そこで、特許文献１では、支保工（１）と余掘部（Ｐ）の面との隙間を覆う金網（１０）を設け、その状態で金網（１０）の外側からコンクリートモルタルを吹き付けるようにしている。

上記特許文献１記載の技術には、つぎの問題がある。
すなわち、特許文献１の技術では、金網（１０）の外側（つまり坑道の入口側）からコンクリートモルタルを吹き付ける。このため、コンクリートモルタルの一部は金網（１０）の網目を通過し、切羽の先端側まで吹き抜けて堆積する。したがって、上記特許文献１記載の技術においても、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹きぬけたコンクリートモルタルが無駄になっている。また、支保工（１）に取り付けられた金網（１０）や固定金具（２０）は、その上にコンクリートモルタルが吹き付けられてそのまま埋設される。つまり金網（１０）や固定金具（２０）は一回だけの使いきりで、再利用されることはない。このように、上記特許文献１の技術では、金網（１０）や固定金具（２０）ならびにコンクリートの材料費に無駄があった。

本発明の目的は、つぎに示すとおり、上記課題を解決することにある。
材料費を節減してコストダウンを図るコンクリート吹き抜け防止板およびコンクリート吹き付け方法を提供する。

請求項１のコンクリート吹き抜け防止板は、つぎの構成によって上記目的を達成する。 コンクリートの吹き抜けを防止するための、横長に形成された可撓性プレートと、
上記可撓性プレートを、上記横長の長手方向に沿って支持する支持部材と、
上記支持部材を、支保工に対して着脱可能に取り付ける取り付け具とを備え、
上記支持部材が、上記可撓性プレートの長手方向に沿って複数配置され、
上記可撓性プレートには、上記支持部材同士の間に、上記横長の一方の辺から他方の辺に向かって延びる切れ込みが形成されている。

請求項２のコンクリート吹き付け方法は、つぎの構成によって上記目的を達成する。
請求項１記載のコンクリート吹き抜け防止板を使用し、
横長に形成された可撓性プレートを、上記横長の長手方向に沿って支持部材で支持し、
掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工に対し、上記支持部材を取り付け具によって着脱可能に取り付ける際に、
上記切れ込みの両側を重ねるように可撓性プレートを屈曲させることにより、上記可撓性プレートをアーチ状に湾曲した支保工に沿わせて配置し、
上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリートを吹き付ける。

請求項１のコンクリート吹き抜け防止板は、横長に形成された可撓性プレートが、上記横長の長手方向に沿って支持部材で支持される。上記支持部材が、支保工に対して取り付け具により着脱可能に取り付けられる。この状態で、上記可撓性プレートが、コンクリートの吹き抜けを防止する。
つまり、掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工に対し、上記支持部材を取り付け具によって着脱可能に取り付ける。その状態で、横長に形成された可撓性プレートは、上記横長の長手方向に沿って支持部材で支持される。上記可撓性プレートは、アーチ状に設置された支保工と、上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面との間に配置される。その状態で、掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリートを吹き付ける。
上記コンクリートは、上記支保工よりも坑道の入口側で吹き付けられる。このとき、坑道の壁面と支保工の間に可撓性プレートが配置されているため、吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが防止される。可撓性プレートが適宜変形することにより、デコボコになった坑道の壁面と支保工の間にできる隙間が可撓性プレートで覆われる。したがって、コンクリートが無駄に消費されるのを防止する。また、上記支持部材で支持された可撓性プレートは、取り付け具によって支保工に着脱可能に取り付けられる。したがって、なんども繰り返して使うことができる。このように、材料費を節減してコストダウンを図ることができる。

請求項１のコンクリート吹き抜け防止板は、さらに、上記支持部材が、上記可撓性プレートの長手方向に沿って複数配置されている。上記可撓性プレートには、上記支持部材同士の間に、上記横長の一方の辺から他方の辺に向かって延びる切れ込みが形成されている。
したがって、上記切れ込みの両側を重ねるように可撓性プレートを屈曲させることにより、可撓性プレートをアーチ状に湾曲した支保工に沿わせて配置することができる。アーチ状の支保工と坑道の壁面との間が可撓性プレートで遮られて隙間が少なくなる。吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが効果的に防止される。

請求項２のコンクリート吹き付け方法は、請求項１記載のコンクリート吹き抜け防止板を使用し、横長に形成された可撓性プレートを、上記横長の長手方向に沿って支持部材で支持する。掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工に対し、上記支持部材を取り付け具によって着脱可能に取り付ける。上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリートを吹き付ける。
上記コンクリートは、上記支保工よりも坑道の入口側で吹き付けられる。このとき、坑道の壁面と支保工の間に可撓性プレートが配置されているため、吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが防止される。可撓性プレートが適宜変形することにより、デコボコになった坑道の壁面と支保工の間にできる隙間が可撓性プレートで覆われる。したがって、コンクリートが無駄に消費されるのを防止する。また、上記支持部材で支持された可撓性プレートは、取り付け具によって支保工に着脱可能に取り付けられる。したがって、なんども繰り返して使うことができる。このように、材料費を節減してコストダウンを図ることができる。
請求項２のコンクリート吹き付け方法は、さらに、上記切れ込みの両側を重ねるように可撓性プレートを屈曲させることにより、上記可撓性プレートをアーチ状に湾曲した支保工に沿わせて配置する。このため、アーチ状の支保工と坑道の壁面との間が可撓性プレートで遮られて隙間が少なくなる。吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが効果的に防止される。

本発明の一実施形態の吹き抜け防止板を示す図である。 本発明の一実施形態のコンクリート吹き付け方法を説明する図である。 上記吹き抜け防止板を使用する状態を説明する図である。 本発明の吹き抜け防止板の変形例を示す図である。

つぎに、本発明を実施するための形態を説明する。

〔全体構造〕
図１は、本発明の吹き抜け防止板１０の一実施形態を示す図である。
（Ａ）は表面側から見た図、（Ｂ）は裏面側から見た図、（Ｃ）は縦断面図、（Ｄ)は側面図、（Ｅ）は支持部材の取り付け状態を説明する部分拡大断面図、（Ｆ）は取り付け具の取り付け状態を説明する部分拡大断面図である。

図２は、本発明のコンクリート吹き付け方法の一実施形態を説明する図である。
この図は、吹き抜け防止板１０を支保工１１に取り付けた状態である。
（Ａ）は坑道の入口側から切羽を見た状態、（Ｂ）は切羽でコンクリートを吹き付けている状態の一例である。

図３は、上記吹き抜け防止板１０を使用する状態を説明する図である。
この図は、吹き抜け防止板１０を支保工１１に沿わせて曲げた状態である。

この吹き抜け防止板１０は、可撓性プレート１と、支持部材２と、取り付け具３とを備えて構成されている。

〔可撓性プレート〕
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記可撓性プレート１は、コンクリートの吹き抜けを防止し、横長に形成されている。
上記可撓性プレート１は、この例では横長の長方形に形成されている。一例として長辺が１５０ｃｍ、短辺が５０ｃｍ、厚みが１ｃｍのものを図示した。上記可撓性プレート１の材質は、天然ゴム、合成ゴム、エラストマー等の弾性材料を用いることができる。この例では合成ゴムを用いている。

上記可撓性プレート１には、可撓性プレート１を長辺方向に沿って支持する支持部材２が取り付けられている。この例では、上記支持部材２は、左右の短辺から中央部に向かってそれぞれ１組ずつ取り付けられている。上記可撓性プレート１の中央部には、支持部材２のない領域が設けられている。

上記可撓性プレート１には、上記支持部材２同士の間に、上記横長の一方の辺から他方の辺に向かって延びる切れ込み４が形成されている。つまり上記切れ込み４は、可撓性プレート１の中央部における支持部材２のない領域に設けられている。上記切れ込み４は、下側の長辺から上に向かい、長方形の下から３分の１程度のところまで延びている。上記切れ込み４の上端部には、切れ込み４を進行させないための丸穴５が設けられている。

〔支持部材〕
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｅ）に示すように、上記支持部材２は、上記可撓性プレート１を、上記横長の長手方向に沿って支持する。
この例では、上記支持部材２として、断面Ｌ字形のアングルを２本一組にして使用している。上記アングルは、Ｌ字形の一方の帯状片を上記可撓性プレート１に沿わせ、Ｌ字形の他方の帯状片がプレート面から立ち上がる状態に取り付けられる。２本一組のアングルで可撓性プレート１を表側と裏側から挟み込むようにして取り付けられている。

上記各アングルには、Ｌ字形の一方の帯状片に、所定間隔でボルト６を挿通させるための穴が形成されている。一方、可撓性プレート１にもボルト６を挿通させるための穴が形成されている。この例では５つの穴が形成され、５本のボルト６によって可撓性プレート１に対して支持部材２が取り付けられている。この例では、上記各アングルは、ボルト６によって可撓性プレート１に沿って固定されるＬ字形の一方の帯状片が、Ｌ字形の他方の帯状片よりも下側に位置するように配置されている。

上記支持部材２は、上記可撓性プレート１の長手方向に沿って複数配置するのが好ましい。
この例では、上記支持部材２は、可撓性プレート１の長手方向に沿って２組配置されている。２組の支持部材２は、左右の短辺から中央部に向かってそれぞれ１組ずつ取り付けられている。２組の支持部材２同士の間には間隔が設けられ、そこに支持部材２のない領域が設けられている。この支持部材２のない領域に、上述した切れ込み４が形成されている。

〔取り付け具〕
上記取り付け具３は、上記支持部材２を支保工１１に対して着脱可能に取り付ける。
上記取り付け具３として、この例ではバイスプライヤを支持部材２に溶接して用いている。上記可撓性プレート１には、取り付け具３を挿通させる挿通穴７が形成されている。上記挿通穴７は、左右の支持部材２に対応して１つずつ設けられている。支持部材２には、上記挿通穴７に対応する部分に、上記取り付け具３を取り付けるための切欠部８が形成されている。上記取り付け具３は、上記切欠部８に対して溶接で固着されている。

図１（Ｃ）（Ｄ）（Ｆ）に示すように、この例では、上記取り付け具３は、バイスプライヤの先端の挟持部３Ａを可撓性プレート１の表面側に露出させている。また、バイスプライヤのハンドル３Ｂを可撓性プレート１の裏面側に露出させている。

この例で取り付け具３として使用しているバイスプライヤは、ハンドル３Ｂを軽く握った状態で調整ねじを回し、挟持部３Ａの開口幅を調節する。挟持部３Ａで支保工１１を挟み、ハンドル３Ｂを強く握り締めるとロックし、支保工１１を挟んだ状態で固定される。ハンドル３Ｂの内側に設けられたロックレバーを操作することにより、ロックが解放される。

〔支保工への取り付け〕
上記吹き抜け防止板１０を支保工１１に取り付けるときは、つぎのようにする。
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記支保工１１は、掘削で坑道に新しく現れた切羽において、Ｈ形鋼を坑道の周壁２１に沿ってアーチ状に設置したものである。このとき、Ｈ形鋼の２つのフランジがアーチ状の内と外に位置するよう、上記Ｈ形鋼が配置される。また、上記支保工１１は、新しく現れた切羽において、坑道の突き当たり面２２よりも数十センチ入口側に配置される。

上記吹き抜け防止板１０は、Ｈ形鋼の外側に配置されたフランジ１１Ａに取り付けられる。このとき、可撓性プレート１の上側が坑道の周壁２１と対向するように取り付ける。また、上記フランジ１１Ａの突き当たり面２２側に、取り付け具３であるバイスプライヤを固定する。

アーチ状に設置した支保工１１の上記アーチ状に沿って、多数の吹き抜け防止板１０を並べて取り付ける。支保工１１の上記アーチ状に可撓性プレート１の長手方向を沿わせて、吹き抜け防止板１０を支保工１１に取り付ける。

図３に示すように、上記切れ込み４の両側を重ねるように可撓性プレート１を屈曲させることにより、可撓性プレート１をアーチ状に湾曲した支保工１１に沿わせて配置することができる。つまり、上記可撓性プレート１を、表と裏のプレート面を維持する状態で曲げる。切れ込み４の両側部分を重ねあわせることでそれが容易になる。

この状態で、アーチ状に設置した支保工１１と、掘削で新しく現れた切羽における坑道の周壁との間に、吹き抜け防止板１０がアーチ状に並んだ壁ができる。

〔コンクリート吹き付け方法〕
本実施形態のコンクリート吹き付け方法は、上記構成の吹き抜け防止板１０を使用する。この方法は、例えばつぎのように行うことができる。

〔吹き抜け防止板の取り付け〕
上記〔支保工への取り付け〕において述べたように、上記吹き抜け防止板１０を支保工１１に対してとりつける。
まず、横長に形成された可撓性プレート１を、上記横長の長手方向に沿って支持部材２で支持する。
ついで、掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工１１に対し、上記支持部材２を取り付け具３によって着脱可能に取り付ける。

〔コンクリートの吹き付け〕
上記吹き抜け防止板１０を支保工１１に対してとりつけた状態で、上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリート材料１４を吹き付ける。

図２（Ｂ）に示すように、前回の施工で設置した支保工１２とコンクリート壁１３より先端側（図の左側）に、新たな掘削で切羽ができている。この切羽において、新たにアーチ状に支保工１１が設置される。このアーチ状の支保工１１と切羽の周壁２１の間に、上記〔支保工への取り付け〕において述べたように、吹き抜け防止板１０を並べて取り付ける。

この状態で、コンクリート材料１４をノズル９から噴射し、切羽において周壁２１に吹き付ける。コンクリート材料１４は、吹き抜け防止板１０および支保工１１よりも入口側において、周壁２１および吹き抜け防止板１０に向かって噴射する。このとき、周壁２１の内面にコンクリート材料１４を堆積させてコンクリート壁１３を形成する。また、支保工１１と周壁２１の間にもコンクリート材料１４を堆積させる。このとき、坑道の壁面と支保工１１の間に可撓性プレート１が配置されているため、吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工１１を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが防止される。

〔作用効果〕
以上のように、上記実施形態では、つぎの作用効果を奏する。

掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工１１に対し、上記支持部材２を取り付け具３によって着脱可能に取り付ける。その状態で、横長に形成された可撓性プレート１は、上記横長の長手方向に沿って支持部材２で支持される。上記可撓性プレート１は、アーチ状に設置された支保工１１と、上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面との間に配置される。その状態で、掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリートを吹き付ける。
上記コンクリートは、上記支保工１１よりも坑道の入口側で吹き付けられる。このとき、坑道の壁面と支保工１１の間に可撓性プレート１が配置されているため、吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工１１を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが防止される。可撓性プレート１が適宜変形することにより、デコボコになった坑道の壁面と支保工１１の間にできる隙間が可撓性プレート１で覆われる。したがって、コンクリートが無駄に消費されるのを防止する。また、上記支持部材２で支持された可撓性プレート１は、取り付け具３によって支保工１１に着脱可能に取り付けられる。したがって、なんども繰り返して使うことができる。このように、材料費を節減してコストダウンを図ることができる。

上記切れ込み４の両側を重ねるように可撓性プレート１を屈曲させることにより、可撓性プレート１をアーチ状に湾曲した支保工１１に沿わせて配置することができる。アーチ状の支保工１１と坑道の壁面との間が可撓性プレート１で遮られて隙間が少なくなる。吹き付けられたコンクリートが、新たに設置した支保工１１を超えて切羽の先端側に吹き抜けるのが効果的に防止される。

〔変形例〕
図４は、吹き抜け防止板の変形例である。
この例は支持部材２より上部側にだけ可撓性プレート１を設けた例である。それ以外は図１〜３に示すものと同様である。この例でも図１〜３に示すものと同様の作用効果を奏する。

以上は本発明の特に好ましい実施形態について説明したが、本発明は図示した実施形態に限定する趣旨ではない。本発明は、各種の態様に変形して実施することができ、各種の変形例を包含する趣旨である。

１：可撓性プレート
２：支持部材
３：取り付け具
３Ａ：挟持部
３Ｂ：ハンドル
４：切れ込み
５：丸穴
６：ボルト
７：挿通穴
８：切欠部
９：ノズル
１０：吹き抜け防止板
１１：支保工
１１Ａ：フランジ
１２：支保工
１３：コンクリート壁
１４：コンクリート材料
２１：周壁
２２：突き当たり面

Claims (2)

1. コンクリートの吹き抜けを防止するための、横長に形成された可撓性プレートと、
   上記可撓性プレートを、上記横長の長手方向に沿って支持する支持部材と、
   上記支持部材を、支保工に対して着脱可能に取り付ける取り付け具とを備え、
   上記支持部材が、上記可撓性プレートの長手方向に沿って複数配置され、
   上記可撓性プレートには、上記支持部材同士の間に、上記横長の一方の辺から他方の辺に向かって延びる切れ込みが形成されている
   ことを特徴とするコンクリート吹き抜け防止板。
2. 請求項１記載のコンクリート吹き抜け防止板を使用し、
   横長に形成された可撓性プレートを、上記横長の長手方向に沿って支持部材で支持し、
   掘削によって坑道に新しく現れた切羽の近傍に設置した支保工に対し、上記支持部材を取り付け具によって着脱可能に取り付ける際に、
   上記切れ込みの両側を重ねるように可撓性プレートを屈曲させることにより、上記可撓性プレートをアーチ状に湾曲した支保工に沿わせて配置し、
   上記掘削によって新しく現れた坑道の壁面に対してコンクリートを吹き付ける
   ことを特徴とするコンクリート吹き付け方法。

Images