特許 7366834 トンネル施工用の安全装置、及び、トンネルの施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】トンネル施工用の安全装置、及び、トンネルの施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 19/00 20060101AFI20231016BHJP

   E21D 9/00 20060101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

E21D19/00

E21D9/00 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020075547

(22)【出願日】2020-04-21

(65)【公開番号】P2021172999

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000201490

【氏名又は名称】前田工繊株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】宮嶋 保幸

(72)【発明者】

【氏名】市場 大伍

(72)【発明者】

【氏名】青柳 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】田中 久人

(72)【発明者】

【氏名】森下 慶一

(72)【発明者】

【氏名】女賀 崇司

(72)【発明者】

【氏名】福島 大介

(72)【発明者】

【氏名】小林 洋文

(72)【発明者】

【氏名】川端 聡史

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０４８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４８１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２２９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１３３０４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－３３１４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２９１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １９／００

Ｅ２１Ｄ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切羽に対してトンネル軸方向に削孔される複数の第１の孔であって、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される複数の第１の孔の各々に一側が挿入される複数の棒体と、
前記複数の棒体の他側間に掛け渡され、切羽の近傍における落石を受け止めるための網状部材と、
を備え、
切羽に削孔される複数の第２の孔の各々には爆薬が装填され、
前記網状部材が前記複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置する、
トンネル施工用の安全装置。

【請求項2】

切羽に対してトンネル軸方向に削孔される複数の第１の孔であって、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される複数の第１の孔の各々に一側が挿入される複数の棒体と、
前記複数の棒体の他側間に掛け渡され、トンネル幅方向を長辺とし、かつ、トンネル軸方向を短辺とする矩形状である網状部材と、
を備え、
切羽に削孔される複数の第２の孔の各々には爆薬が装填され、
前記網状部材が前記複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置する、
トンネル施工用の安全装置。

【請求項3】

前記網状部材に緊張力を導入する緊張装置を更に備える、請求項１又は請求項２に記載のトンネル施工用の安全装置。

【請求項4】

前記複数の棒体の他側間に掛け渡されて前記網状部材のたわみを抑制するたわみ抑制部材を更に備える、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載のトンネル施工用の安全装置。

【請求項5】

切羽に対してトンネル軸方向に複数の第１の孔と複数の第２の孔とを削孔する削孔工程であって、前記複数の第１の孔は、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される、削孔工程と、
前記複数の第１の孔の各々に棒体の一側を挿入する棒体設置工程と、
前記棒体の他側間に、切羽の近傍における落石を受け止めるための網状部材を掛け渡す網状部材設置工程と、
前記複数の第２の孔の各々に爆薬を装填する装薬工程と、
を含む、トンネルの施工方法。

【請求項6】

切羽に対してトンネル軸方向に複数の第１の孔と複数の第２の孔とを削孔する削孔工程であって、前記複数の第１の孔は、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される、削孔工程と、
前記複数の第１の孔の各々に棒体の一側を挿入する棒体設置工程と、
前記棒体の他側間に、トンネル幅方向を長辺とし、かつ、トンネル軸方向を短辺とする矩形状の網状部材を掛け渡す網状部材設置工程と、
前記複数の第２の孔の各々に爆薬を装填する装薬工程と、
を含む、トンネルの施工方法。

【請求項7】

前記網状部材設置工程で設置される前記網状部材は、前記複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置し、
前記装薬工程にて前記複数の第２の孔の前記少なくとも一部に前記爆薬が装填されるに先立って、前記網状部材設置工程が実施される、請求項５又は請求項６に記載のトンネルの施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル施工用の安全装置、及び、トンネルの施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発破掘削方式で山岳トンネルを施工する際には、切羽に形成された発破孔に爆薬を装填（装薬）するために作業員が切羽近傍で作業を行う。この作業時に切羽からの落石が作業員に衝突する災害（肌落ち災害）が発生することを防止するために種々の対策が講じられている。

【0003】

この点、特許文献１は、トンネル施工時における切羽崩落時の危険回避を図る切羽防護装置及びトンネルの施工方法を提案している。特許文献１では、切羽を覆う防護ネットを取付部材を介して鋼製支保工などに固定している。また、特許文献１では、防護ネットと切羽との間に介装されたバルーンの膨張度合いを調節することで、防護ネットと切羽との間の間隔を調節している。尚、特許文献１の段落００２３，００２８には、作業員の作業性を考慮して、防護ネットと切羽との間の間隔を３０ｃｍ以上に設定する旨の記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２０４８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、防護ネットと切羽との間に比較的大きな間隔が空いている。このため、作業員が防護ネット越しに当該間隔に手や腕を入れて作業しているときに、比較的大きな落石が作業員の手や腕に衝突する危険性があった。

【0006】

本発明は、このような実状に鑑み、作業員による切羽近傍での装薬作業の安全性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そのため本発明に係るトンネル施工の安全装置の第１態様は、切羽に対してトンネル軸方向に削孔される複数の第１の孔であって、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される複数の第１の孔の各々に一側が挿入される複数の棒体と、複数の棒体の他側間に掛け渡され、切羽の近傍における落石を受け止めるための網状部材と、を備える。ここで、切羽に削孔される複数の第２の孔の各々には爆薬が装填される。網状部材が複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置する。
本発明に係るトンネル施工の安全装置の第２態様は、切羽に対してトンネル軸方向に削孔される複数の第１の孔であって、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される複数の第１の孔の各々に一側が挿入される複数の棒体と、複数の棒体の他側間に掛け渡され、トンネル幅方向を長辺とし、かつ、トンネル軸方向を短辺とする矩形状である網状部材と、を備える。ここで、切羽に削孔される複数の第２の孔の各々には爆薬が装填される。網状部材が複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置する。

【0008】

本発明に係るトンネルの施工方法の第１態様は、切羽に対してトンネル軸方向に複数の第１の孔と複数の第２の孔とを削孔する削孔工程であって、複数の第１の孔は、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される、削孔工程と、複数の第１の孔の各々に棒体の一側を挿入する棒体設置工程と、棒体の他側間に、切羽の近傍における落石を受け止めるための網状部材を掛け渡す網状部材設置工程と、複数の第２の孔の各々に爆薬を装填する装薬工程と、を含む。
本発明に係るトンネルの施工方法の第２態様は、切羽に対してトンネル軸方向に複数の第１の孔と複数の第２の孔とを削孔する削孔工程であって、複数の第１の孔は、トンネルの底面から所定の高さ位置で、かつ、トンネル幅方向に互いに間隔を空けて削孔される、削孔工程と、複数の第１の孔の各々に棒体の一側を挿入する棒体設置工程と、棒体の他側間に、トンネル幅方向を長辺とし、かつ、トンネル軸方向を短辺とする矩形状の網状部材を掛け渡す網状部材設置工程と、複数の第２の孔の各々に爆薬を装填する装薬工程と、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、切羽に削孔された複数の第１の孔に一側が挿入された複数の棒体の他側間に網状部材が掛け渡される。ゆえに、網状部材を棒体の他側に沿って切羽近傍まで寄せることができるので、切羽近傍での落石を網状部材が確実に受け止めることができる。従って、作業員による切羽近傍での装薬作業の安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態におけるトンネルの施工サイクルのフローチャート

【図2】前記一実施形態における切羽に形成された棒体挿入孔及び発破孔の配置パターンの一例を示す図

【図3】前記一実施形態におけるドリルジャンボの概略構成を示す図

【図4】前記一実施形態におけるトンネル施工用の安全装置の設置方法を示す図

【図5】前記一実施形態における棒体を示す図

【図6】前記一実施形態における防護網ユニットの平面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態におけるトンネルの施工サイクル（１サイクル分）のフローチャートである。図２は、切羽１に形成された棒体挿入孔２及び発破孔３の配置パターンの一例を示している。図３は、削孔機の一例であるドリルジャンボ５の概略構成を示している。図４は、トンネル施工用の安全装置５０の設置方法を示している。

【0013】

本実施形態では、発破掘削方式で山岳トンネル（以下単に「トンネル」と称する）を施工する。このトンネルの施工方法については、図１に示す施工サイクルを繰り返すことでトンネルの施工を進める。
ここで、トンネル施工進行方向を前進方向として、図２及び図４に示すように前後左右を規定して以下説明する。

【0014】

図１に示すように、施工サイクルは、削孔工程（ステップＳ１）、棒体設置工程（ステップＳ２）、網状部材設置工程（ステップＳ３）、装薬工程（ステップＳ４）、撤去工程（ステップＳ５）、発破工程（ステップＳ６）、掘削工程（ステップＳ７）、及び、支保工程（ステップＳ８）を含む。

【0015】

ここで、図４（ア）は削孔工程（ステップＳ１）に対応し、図４（イ）は棒体設置工程（ステップＳ２）に対応して、図４（ウ）は網状部材設置工程（ステップＳ３）に対応する。すなわち、図４（ア）～（ウ）に示すように、トンネル施工用の安全装置５０の設置方法は、削孔工程（ステップＳ１）、棒体設置工程（ステップＳ２）、及び、網状部材設置工程（ステップＳ３）を含む。

【0016】

ステップＳ１では、削孔工程として、図２に示すように、トンネルの切羽１に複数の棒体挿入孔２と複数の発破孔３とを削孔する。ここで、図２において、棒体挿入孔２は黒丸で示されており、発破孔３は白丸で示されている。
本実施形態では、棒体挿入孔２が本発明の「第１の孔」に対応し、発破孔３が本発明の「第２の孔」に対応する。

【0017】

本実施形態では、図２に示すように３つの棒体挿入孔２が切羽１に形成されるとして以下説明するが、切羽１に形成される棒体挿入孔２の個数は３つに限らず、２つ以上の任意の個数であり得る。発破孔３の個数及び配置パターンについても、図２に図示されているものに限らない。

【0018】

棒体挿入孔２と発破孔３とは、各々が前後方向（トンネル軸方向）に延びている。棒体挿入孔２の長さ（深さ）は例えば１ｍ程度である。発破孔３の長さ（深さ）については、地山の性状や発破条件などに応じて適宜設定され得る。

【0019】

本実施形態では、３つの棒体挿入孔２が、左右方向（トンネル幅方向）に互いに間隔を空けて切羽１に形成されている。これら棒体挿入孔２は、トンネルの底面１ａから所定の高さｈの高さ位置に形成されている。所定の高さｈは例えば２ｍ～３ｍの範囲内であり、後述する網状部材２０が設置されたときに、この網状部材２０の下で作業員が立った状態で作業ができる程度の高さに設定されている。
また、棒体挿入孔２は、例えば、切羽１の高さ方向中央部以下の高さ位置に形成されてもよい（つまり、切羽１における、トンネルの下半に対応する部分に形成されてもよい）。

【0020】

切羽１に形成される複数の発破孔３のうち、棒体挿入孔３（及び、網状部材設置工程（ステップＳ３）にて設置される網状部材２０）より下方に位置するものからなるグループＧ１については、トンネルの底面１ａ上の作業員によって装薬作業（ステップＳ４）が行われ得る。一方、切羽１に形成される複数の発破孔３のうち、前述のグループＧ１以外のものについては、例えば図３に示すドリルジャンボ５のバスケット９に乗った作業員によって装薬作業（ステップＳ４）が行われ得る。

【0021】

図３に示すドリルジャンボ５は、削孔工程（ステップＳ１）で用いられる削孔機の一例である。ドリルジャンボ５は、アウトリガ（図示せず）を備える自走式のベースマシン６と、ベースマシン６の先端に設けられて切羽１の削孔を行う削孔用ドリフター７と、ベースマシン６の上部に上下揺動可能に支持され、かつ伸縮可能なブーム８と、ブーム８の先端に配置されたバスケット９とを備えている。バスケット９は、削孔工程（ステップＳ１）において作業監視用の作業員が配備される場所であり、また、装薬工程（ステップＳ４）において装薬作業を行う作業員が配置される場所である。バスケット９については、デッキプレート９ａの周囲を手すり９ｂで囲うことによって作業員の安全を確保している。ここで、ブーム８及びバスケット９により、「高所作業用設備」の機能が実現され得る。すなわち、削孔工程（ステップＳ１）で用いられる削孔機は、高所作業用設備を備えている。

【0022】

ドリルジャンボ５は、例えば、２つの削孔用ドリフター７と２つのバスケット９（ブーム８）とを備える。しかしながら、ドリルジャンボ５が備える削孔用ドリフター７の個数及びバスケット９（ブーム８）の個数は２つに限らず任意の個数である。

【0023】

削孔工程（ステップＳ１）では、ドリルジャンボ５を用いて、一連の削孔作業で、複数の棒体挿入孔２と複数の発破孔３とを切羽１に形成する。ゆえに、棒体挿入孔２の内径と発破孔３の内径とは略同等になる。

【0024】

図４（ア）は、削孔工程（ステップＳ１）において、切羽１に棒体挿入孔２が形成された状態を示している。ここにおいて、図４（ア）～（ウ）は、図２のＡ－Ａ断面に対応するものであるが、図示簡略化のために発破孔３の図示を省略している。

【0025】

図１に戻り、ステップＳ２では、棒体設置工程として、複数（本実施形態では３つ）の棒体挿入孔２の各々に、棒体１０の前側１１を挿入する。
ここで、図４（イ）は、棒体設置工程（ステップＳ２）において、棒体挿入孔２に棒体１０の前側１１が挿入されて、後側１２が切羽１からトンネルの内部空間に向けて略水平に突出している状態を示している。

【0026】

尚、棒体１０の前側１１が本発明の「棒体の一側」に対応し、棒体１０の後側１２が本発明の「棒体の他側」に対応する。
また、棒体１０は、トンネル施工用の安全装置５０を構成するものである。

【0027】

以下では、本実施形態で切羽１に形成される３つの棒体挿入孔２について、左側の棒体挿入孔２Ｌ、中央の棒体挿入孔２Ｃ、及び、右側の棒体挿入孔２Ｒとして説明する。棒体挿入孔２Ｌ，２Ｒについては、切羽１の周縁部に形成されている。

【0028】

図５（ア）は、棒体挿入孔２Ｌ，２Ｒに前側１１が挿入される棒体１０の一例として、棒体１０－１を示している。図５（イ）は、棒体挿入孔２Ｃに前側１１が挿入される棒体１０の一例として、棒体１０－２を示している。図５（ウ）は、棒体挿入孔２Ｌ，２Ｒに前側１１が挿入される棒体１０の別の例として、棒体１０－３を示している。

【0029】

棒体１０（例えば棒体１０－１～１０－３）は例えば鋼製である。棒体１０の断面形状は例えば六角形状又は円形状である。棒体１０の長さは例えば２ｍ程度である。棒体１０の長さは２ｍ程度である場合に、例えば、棒体１０の前側１１の１ｍ分が棒体挿入孔２に挿入されて、棒体１０の後側１２の１ｍ分が切羽１から突出する。

【0030】

図５（ア）に示す棒体１０－１の後端部（後側１２の端部）には板状部材１４が取り付けられている。板状部材１４は、棒体１０－１の後側１２に引っ掛けられたフック３１，３２（図４（ウ）及び図６参照）が棒体１０－１の後側１２から脱落するのを防止するためのストッパーとして機能するものである。

【0031】

図５（イ）に示す棒体１０－２の後側１２には、左右両側にアイボルト１５が５つずつ取り付けられている。左側の５つのアイボルト１５には左側の防護網ユニット２１のフック３３，３４（図４（ウ）及び図６参照）が引っ掛けられる。右側の５つのアイボルト１５には右側の防護網ユニット２１のフック３３，３４（図４（ウ）及び図６参照）が引っ掛けられる。

【0032】

図５（ウ）に示す棒体１０－３は、棒体挿入孔２Ｌ，２Ｒ用として棒体１０－１の代わりに用いられ得るものである。
棒体１０－３の後側１２には、４つのアイボルト１５が取り付けられている。これらアイボルト１５にはフック３１，３２（図６参照）が引っ掛けられる。

【0033】

棒体設置工程（ステップＳ２）で、棒体挿入孔２に前側１１が挿入される棒体１０の例として、図４（イ）及び（ウ）、図５（ア）～（ウ）、及び図６を参照しつつ、棒体１０－１～１０－３を説明したが、棒体１０の後側１２の構成は棒体１０－１～１０－３の後側１２の構成に限らない。棒体１０の後側１２に取り付けられるアイボルト１５の個数は任意である。また、棒体１０の後側１２に板状部材１４やアイボルト１５を取り付けなくてもよい。つまり、フック３１～３４の一部又は全部が、棒体１０の後側１２に、直接的に、又は、アイボルト１５などの取付金具等を介して間接的に、取り付けられ得る。

【0034】

本実施形態では、フック３１～３４を棒体１０の後側１２に取り付けるための取付金具としてアイボルト１５を挙げて説明したが、この取付金具はアイボルト１５以外のものであってもよい。

【0035】

図１に戻り、ステップＳ３では、網状部材設置工程として、隣り合う棒体１０の後側１２同士の間に網状部材２０を掛け渡す。
本実施形態では、網状部材設置工程（ステップＳ３）において、網状部材２０を含んで構成される防護網ユニット２１を、隣り合う棒体１０の後側１２同士の間に掛け渡す。
ここで、防護網ユニット２１は、トンネル施工用の安全装置５０を構成するものである。

【0036】

尚、本実施形態では、トンネル幅方向に２つの防護網ユニット２１を直列に設置する例を示しているが、設置される防護網ユニット２１の個数は２つに限らない。トンネルの断面積が小さければ、防護網ユニット２１が１つである場合もあり得る。また、トンネルの断面積が大きければ、トンネル幅方向に３つ以上の防護網ユニット２１が直列に設置されてもよい。

【0037】

図６は、防護網ユニット２１の平面図である。
防護網ユニット２１は、網状部材２０と、周回ロープ２２と、前後一対のたわみ抑制ワイヤ２３と、複数（図６では５つ）の連結ワイヤ２４とを含んで構成される。尚、防護網ユニット２１を構成する連結ワイヤ２４の個数は５つに限らず、任意の個数である。また、たわみ抑制ワイヤ２３が本発明の「たわみ抑制部材」に対応して、網状部材２０のたわみを抑制する機能を実現する。

【0038】

網状部材２０は、左右方向（トンネル幅方向）を長辺とし、前後方向（トンネル軸方向）を短辺とする矩形シート状である。網状部材２０は例えばポリエステル製などの樹脂製である。
網状部材２０の周縁部には、網状部材２０の外縁に沿うように周回ロープ２２が取り付けられている。ゆえに、周回ロープ２２は、左右方向（トンネル幅方向）を長辺とし、前後方向（トンネル軸方向）を短辺とする矩形閉ループ状である。

【0039】

周回ロープ２２の一方の短辺部分の前部及び後部には、それぞれ、後述する緊張装置４０のフック３５が引っ掛けられ得る。周回ロープ２２の他方の短辺部分には、３つのフック３３が取り付けられている。これら３つのフック３３は、周回ロープ２２の他方の短辺部分における前部、前後方向中央部、及び、後部に取り付けられている。

【0040】

たわみ抑制ワイヤ２３は、周回ロープ２２の長辺部分の近傍にて、周回ロープ２２の長辺部分と略平行に（つまり左右方向（トンネル幅方向）に）延びている。たわみ抑制ワイヤ２３の一端部にはフック３１が取り付けられており、他端部にはフック３４が取り付けられている。
ここで、たわみ抑制ワイヤ２３は、フック３１，３４を棒体１０の後側１２への取付部として、棒体１０の後側１２間に掛け渡され得る。この棒体１０の後側１２間の間隔と、たわみ抑制ワイヤ２３の長さとは、略同等である。

【0041】

たわみ抑制ワイヤ２３と、それに隣接する周回ロープ２２の長辺部分とは、複数の連結用カラビナ２６を介して連結されている。ここにおいて、連結用カラビナ２６以外の別の連結手段を用いて、たわみ抑制ワイヤ２３と、それに隣接する周回ロープ２２の長辺部分とを連結してもよいことは言うまでもない。

【0042】

連結ワイヤ２４は前後方向（トンネル軸方向）に延びており、前端部が前側のたわみ抑制ワイヤ２３に固定され、後端部が後側のたわみ抑制ワイヤ２３に固定されている。つまり、連結ワイヤ２４は、前後方向（トンネル軸方向）に間隔を空けて略平行に左右方向（トンネル幅方向）に延びる前後一対のたわみ抑制ワイヤ２３に跨るように設けられている。複数の連結ワイヤ２４は、左右方向（トンネル幅方向）に間隔を空けて並んでいる。

【0043】

従って、前後一対のたわみ抑制ワイヤ２３と複数の連結ワイヤ２４とは、左右方向（トンネル幅方向）に延びる梯子状に連結されており、これらからなる補強構造に周回ロープ２２及び複数の連結用カラビナ２６を介して網状部材２０が取り付けられていることによって、網状部材２０の平面性が補強されている。

【0044】

尚、連結ワイヤ２４は、前後一対のたわみ抑制ワイヤ２３同士の間の間隔を保持する機能（換言すれば当該間隔を所定値以内に制限する機能）を有する。この間隔（前述の所定値）は、網状部材２０の短辺の長さよりも若干大きく、また、周回ロープ２２の短辺部分の長さよりも若干大きいことが好ましい。

【0045】

網状部材設置工程（ステップＳ３）では、防護網ユニット２１を棒体１０の後側１２間に掛け渡すのと並行して、又は、防護網ユニット２１を棒体１０の後側１２間に掛け渡した後に、緊張装置４０が防護網ユニット２１（特に本実施形態で周回ロープ２２）に設置される。つまり、この緊張装置設置工程は、網状部材設置工程（ステップＳ３）に含まれ得るものである。ここで、緊張装置４０は、トンネル施工用の安全装置５０を構成するものである。

【0046】

緊張装置４０は、ロープ４１と、ロープ４１の一端に設けられたフック３５と、ロープ４１の緊張状態を保持可能な緊張器４２と、緊張器４２に設けられたフック３２とを備える。

【0047】

フック３５は、周回ロープ２２の一方の短辺部分に取り付けられる。フック３２は、棒体１０（例えば棒体１０－１又は棒体１０－３）の後側１２に、直接的に、又は、前述のアイボルト１５などの取付金具等を介して間接的に、取り付けられる。

【0048】

緊張器４２は、市販されている一般的な親綱緊張器を転用したものであり、当該親綱緊張器において親綱の代わりにロープ４１を用いるものである。緊張器４２は、ロープ４１の他端側４１ａを作業員が引っ張ることでロープ４１に緊張力を導入したときにその緊張状態を保持するようにロックすることができるように、また、このロックを解除してロープ４１を弛緩させることができるように構成されている。緊張器４２の構成については、例えば、特開２０１０－２５２８８８号公報や特開平７－１７１２２５公報に開示されているあらゆる周知の構成を採用することができる。

【0049】

従って、緊張装置４０のフック３５を周回ロープ２２に取り付け、かつ、フック３２を棒体１０の後側１２に取り付けた状態で、ロープ４１の他端側４１ａを作業員が引っ張ると、ロープ４１に緊張力を導入され、更に周回ロープ２２を介して網状部材２０に緊張力が導入される。この緊張力は、主として、左右方向（トンネル幅方向）に作用する。この緊張力導入工程は、網状部材設置工程（ステップＳ３）に含まれ得るものである。

【0050】

ここで、網状部材設置工程（ステップＳ３）にて設置された防護網ユニット２１（つまり、隣り合う棒体１０の後側１２同士の間に掛け渡された防護網ユニット２１）は、前述のグループＧ１に属する発破孔３より上方に位置する。
本実施形態では、網状部材設置工程（ステップＳ３）の完了後に、トンネルの略全幅にわたって、網状部材２０が張られた状態となる。

【0051】

図１に戻り、ステップＳ４では装薬工程として発破孔３に爆薬が装填される。
ここで、前述のグループＧ１に属する発破孔３については、トンネルの底面１ａ上の作業員によって装薬作業が行われ得る。一方、前述のグループＧ１に属さない発破孔３については、例えばドリルジャンボ５のバスケット９に乗った作業員によって装薬作業が行われ得る。

【0052】

前述のグループＧ１に属する発破孔３に対する装薬作業時に、切羽１の近傍で作業している作業員の頭上は、網状部材２０（防護網ユニット２１）で覆われた状態である。ゆえに、作業員を落石から防護することができる。

【0053】

装薬工程（Ｓ４）において、少なくとも、前述のグループＧ１に属する発破孔３に対する装薬作業が完了した後に、ステップＳ５（撤去工程）として、全ての棒体１０、防護網ユニット２１及び緊張装置４０を撤去する。

【0054】

当該撤去が完了した後、かつ、全ての発破孔３に対する爆薬の装填が完了した後に、発破工程（ステップＳ６）として、当該爆薬を爆破させる。
この後、掘削工程（ステップＳ７）として、地山を掘削して切羽１を前進させる。
すなわち、ステップＳ６，Ｓ７にて、発破掘削方式で、地山の掘削を行う。

【0055】

この後、支保工程（ステップＳ８）として、前述の掘削工程（ステップＳ７）にて露出した掘削面（トンネルの切羽面及び周壁面）にコンクリートを吹き付ける（１次吹付工程）。そして、トンネルの周壁面に関して、鋼製支保工を建て込み（支保工建込工程）、金網を設置して（金網設置工程）、コンクリートを吹き付ける（２次吹付工程）。また、必要に応じて、ロックボルトの打設や補助工法（例えば先受け工）の施工を行う。
尚、支保工程（ステップＳ８）の施工内容については、地山の性状などに応じて適宜変更され得る。

【0056】

このようにして、削孔工程（ステップＳ１）、棒体設置工程（ステップＳ２）、網状部材設置工程（ステップＳ３）、装薬工程（ステップＳ４）、撤去工程（ステップＳ５）、発破工程（ステップＳ６）、掘削工程（ステップＳ７）、及び、支保工程（ステップＳ８）を含む施工サイクルを繰り返すことで、トンネルの施工が進められる。

【0057】

本実施形態によれば、トンネル施工用の安全装置５０は、切羽１に削孔される複数の第１の孔（棒体挿入孔２）の各々に一側（前側１１）が挿入される複数の棒体１０と、複数の棒体１０の他側（後側１２）間に掛け渡される網状部材２０と、を備える。切羽１に削孔される複数の第２の孔（発破孔３）の各々には爆薬が装填される。網状部材２０が複数の第２の孔（発破孔３）の少なくとも一部（例えば、グループＧ１に属する発破孔３）より上方に位置する。ゆえに、網状部材２０を棒体１０の他側（後側１２）に沿って切羽１の近傍まで寄せることができるので、切羽１の近傍での落石を網状部材２０が確実に受け止めることができる。

【0058】

また本実施形態によれば、トンネル施工用の安全装置５０は、網状部材２０に緊張力を導入する緊張装置４０を更に備える。これにより、網状部材２０に張力をかけて網状部材２０を張ることができるので、網状部材２０に落石したときの網状部材２０のたわみ量を小さくすることができる。従って、網状部材２０の下にいる作業員に落石が衝突する可能性を大幅に低減することができる。

【0059】

また本実施形態によれば、トンネル施工用の安全装置５０は、複数の棒体１０の他側（後側１２）間に掛け渡されて網状部材２０のたわみを抑制するたわみ抑制部材（たわみ抑制ワイヤ２３）を更に備える。これにより、網状部材２０に落石したときの網状部材２０のたわみ量を小さくすることができるので、網状部材２０の下にいる作業員に落石が衝突する可能性を大幅に低減することができる。

【0060】

また本実施形態によれば、複数の第１の孔（棒体挿入孔２）と複数の第２の孔（発破孔３）とは、ドリルジャンボ５などの削孔機による一連の削孔作業で切羽１に形成される。ゆえに、切羽１の削孔作業を集約化して効率よく実施することができる。

【0061】

また本実施形態によれば、トンネルの施工方法は、切羽１に複数の第１の孔（棒体挿入孔２）と複数の第２の孔（発破孔３）とを削孔する削孔工程（ステップＳ１）と、複数の第１の孔（棒体挿入孔２）の各々に棒体１０の一側（前側１１）を挿入する棒体設置工程（ステップＳ２）と、棒体１０の他側（後側１２）間に網状部材２０を掛け渡す網状部材設置工程（ステップＳ３）と、複数の第２の孔（発破孔３）の各々に爆薬を装填する装薬工程（ステップＳ４）と、を含む。網状部材設置工程（ステップＳ３）で設置される網状部材２０は、複数の第２の孔（発破孔３）の少なくとも一部（例えば、グループＧ１に属する発破孔３）より上方に位置する。装薬工程（ステップＳ４）にて複数の第２の孔（発破孔３）の少なくとも一部（例えば、グループＧ１に属する発破孔３）に爆薬が装填されるに先立って、網状部材設置工程（ステップＳ３）が実施される。ゆえに、網状部材２０を棒体１０の他側（後側１２）に沿って切羽１の近傍まで寄せることができるので、切羽１の近傍での落石を網状部材２０が確実に受け止めることができる。

【0062】

また本実施形態によれば、トンネルの施工方法は、複数の第２の孔（発破孔３）の少なくとも一部（例えば、グループＧ１に属する発破孔３）に爆薬が装填された後に網状部材２０及び棒体１０を撤去する撤去工程（ステップＳ５）と、撤去工程（ステップＳ５）の後に爆薬を爆発させる発破工程（ステップＳ６）と、発破工程（ステップＳ６）の後に地山を掘削して切羽１を前進させる掘削工程（ステップＳ７）と、を更に含む。削孔工程（ステップＳ１）、棒体設置工程（ステップＳ２）、網状部材設置工程（ステップＳ３）、装薬工程（ステップＳ４）、撤去工程（ステップＳ５）、発破工程（ステップＳ６）、及び、掘削工程（ステップＳ７）を有する施工サイクルを繰り返すことで、トンネルの施工を進める。従って、網状部材２０の設置及び撤去を施工サイクルに組み込んだかたちで効率よく実施することができる。

【0063】

また本実施形態によれば、削孔工程（ステップＳ１）では、一連の削孔作業で、複数の第１の孔（棒体挿入孔２）及び第２の孔（発破孔３）を切羽１に形成する。ゆえに、切羽１の削孔作業を集約化して効率よく実施することができる。

【0064】

また本実施形態によれば、網状部材設置工程（ステップＳ３）は、網状部材２０に緊張力を導入することを含む。ゆえに、網状部材２０に張力をかけて網状部材２０を張ることができるので、網状部材２０に落石したときの網状部材２０のたわみ量を小さくすることができる。従って、網状部材２０の下にいる作業員に落石が衝突する可能性を大幅に低減することができる。

【0065】

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下のとおりであった。
［請求項１］
切羽に削孔される複数の第１の孔の各々に一側が挿入される複数の棒体と、
前記複数の棒体の他側間に掛け渡される網状部材と、
を備え、
切羽に削孔される複数の第２の孔の各々には爆薬が装填され、
前記網状部材が前記複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置する、
トンネル施工用の安全装置。
［請求項２］
前記網状部材に緊張力を導入する緊張装置を更に備える、請求項１に記載のトンネル施工用の安全装置。
［請求項３］
前記複数の棒体の他側間に掛け渡されて前記網状部材のたわみを抑制するたわみ抑制部材を更に備える、請求項１又は請求項２に記載のトンネル施工用の安全装置。
［請求項４］
切羽に複数の第１の孔と複数の第２の孔とを削孔する削孔工程と、
前記複数の第１の孔の各々に棒体の一側を挿入する棒体設置工程と、
前記棒体の他側間に網状部材を掛け渡す網状部材設置工程と、
前記複数の第２の孔の各々に爆薬を装填する装薬工程と、
を含む、トンネルの施工方法。
［請求項５］
前記網状部材設置工程で設置される前記網状部材は、前記複数の第２の孔の少なくとも一部より上方に位置し、
前記装薬工程にて前記複数の第２の孔の前記少なくとも一部に前記爆薬が装填されるに先立って、前記網状部材設置工程が実施される、請求項４に記載のトンネルの施工方法。
［請求項６］
前記複数の第２の孔の前記少なくとも一部に前記爆薬が装填された後に前記網状部材及び前記棒体を撤去する撤去工程と、
前記撤去工程の後に前記爆薬を爆発させる発破工程と、
前記発破工程の後に地山を掘削して切羽を前進させる掘削工程と、
を更に含み、
前記削孔工程、前記棒体設置工程、前記網状部材設置工程、前記装薬工程、前記撤去工程、前記発破工程、及び、前記掘削工程を有する施工サイクルを繰り返すことで、トンネルの施工を進める、請求項５に記載のトンネルの施工方法。
［請求項７］
前記削孔工程では、一連の削孔作業で、前記第１の孔及び前記第２の孔を切羽に形成する、請求項４～請求項６のいずれか１つに記載のトンネルの施工方法。

【符号の説明】

【0066】

１…切羽、１ａ…底面、２，２Ｃ，２Ｌ，２Ｒ…棒体挿入孔、３…発破孔、５…ドリルジャンボ、６…ベースマシン、７…削孔用ドリフター、８…ブーム、９…バスケット、９ａ…デッキプレート、９ｂ…手すり、１０，１０－１，１０－２，１０－３…棒体、１１…前側、１２…後側、１４…板状部材、１５…アイボルト、２０…網状部材、２１…防護網ユニット、２２…周回ロープ、２３…たわみ抑制ワイヤ、２４…連結ワイヤ、２６…連結用カラビナ、３１～３５…フック、４０…緊張装置、４１…ロープ、４１ａ…他端側、４２…緊張器、５０…トンネル施工用の安全装置、ｈ…高さ、Ｇ１…グループ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】