JP2004211361A - Branch junction construction method for shield tunnel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To construct a branch junction part of a shield tunnel without influencing the ground and to carry out safety construction while shortening a construction period and reducing a construction cost. <P>SOLUTION: In constructing a main line tunnel, cut blocks 6 are arranged inside the main line tunnel and supported in the cross direction of the tunnel by a cross direction temporary wall 7a to form a cut section over a tunnel side section to which a branch line tunnel is connected. The cut blocks 6 are formed of material cuttable with a shield machine for constructing the branch line tunnel. The branch line tunnel is then constructed from the natural ground 90 side, and excavation is carried out toward the inside of the cut section, and excavation is stopped leaving the cut section slightly along the cross direction temporary wall 7a. While supporting earth pressure by posts provided inside the respective tunnels, the cut section is removed to communicate the tunnels with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルの分岐合流施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールドトンネルの分岐部または合流部は、地上から縦坑を設ける開削工法による施工が広く行われていた。
開削工法によらない施工方法としては、例えば、特許文献１に、幹線トンネルの分岐部または合流部に大断面のトンネルを形成し、この大断面のトンネル内部からセグメントを取り壊しながら分岐（合流）方向に小断面のシールドトンネルを掘進していく施工方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３５５３８５号公報（第３頁、図１−４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の分岐合流トンネルの施工方法には、以下のような問題があった。 開削工法では、地上において施工スペースが必要となり、排出土や施工中の騒音などの環境問題も発生するという問題があった。特に都市部では、このような問題により、周辺住民の理解を得ることが年々難しくなってきており、施工はきわめて困難となっている。また、施工が認可されたとしても、施工時間が制限され、環境対策などに多額の費用がかかることから、施工コストが膨大なものとなるという問題があった。
特許文献１に記載の技術によれば、施工は地下で、シールド工法により行われるので、施工スペースや環境問題が問題となることはないものの、セグメントを取り壊しつつシールド掘進するので、掘進を開始する大断面トンネルの周りを大規模で地盤改良するなどの対策が必要となり、通常のシールド掘進に比べてはるかに大掛かりな施工となり、施工コストが増大するという問題がある。
また既設トンネルの内部から掘進を開始するので、既設トンネル内を施工スペースとして使用する必要があり、例えば、道路トンネルなどでは、活線下での施工が困難であるという問題がある。このため、トンネルの供用後の施工では通行止めが必須となり、その結果、交通事情を悪化させるなどの社会的な影響をもたらすという問題がある。
一方、本線トンネルと分岐トンネルとを、分岐（合流）部の形成予定位置に近接させて並列に形成しておき、それぞれを幅方向に拡幅して接続することも考えられる。この場合には、上記と同じく拡幅時にそれぞれのセグメントをトンネル内から取り壊す必要がある。この施工はシールド掘削機では行えないので、セグメントの外側を広範囲に地盤改良したり、支保工を建て込んだりするなど、大掛かりな施工が発生し、多大な施工コストが発生するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、シールドトンネルの分岐合流部を築造する際、地上に影響することなく施工することができ、工期が短縮できて施工コストを低減することができ、安全な施工が可能となるシールドトンネルの分岐合流施工方法を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、第１のシールドトンネルの延設方向のトンネル側部に第２のシールドトンネルを接続するシールドトンネルの分岐合流施工方法であって、前記トンネル側部および第１のシールドトンネル内の前記トンネル側部近傍に、シールド掘削機で切削可能な材質からなる切削部材を配置して切削部を形成する切削部形成工程と、前記第２のシールドトンネルを、前記トンネル側部から前記切削部内に向けて掘進して、前記第１のシールドトンネル内部に連通させるトンネル連通工程とを備える。
この発明によれば、切削部を第１のシールドトンネルの内側から形成し、第２のシールドトンネルを切削部に掘進させて第１のシールドトンネルに連通させるので、トンネル内での施工となり、トンネル外部の大掛かりな地盤改良などが不要となる。また、シールド掘削機を用いて安全に施工できる。
【０００７】
なお、シールドトンネルの分岐合流施工とは、シールドトンネルの経路にＹ字状、Ｔ字状、十字状などの分岐経路を形成する施工を指すものとする。分岐合流は、分岐部または合流部あるいはその両方の意味であるが、トンネルの分岐部を逆にたどれば２つのトンネル経路が合流していることになるから、分岐部、合流部の区別は、もっぱら機能上、使用目的上の区別である。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記トンネル連通工程が、前記第２のシールドトンネルを前記トンネル側部から前記切削部内に向けて掘進して、該第２のシールドトンネルの先端が前記第１のシールドトンネル内に略貫入するとともに、前記切削部がそれぞれのトンネルの間で隔壁状に残存する状態で掘進を停止する掘進工程と、前記隔壁状に残存する切削部を撤去して、前記第２のシールドトンネルと前記第１のシールドトンネルとをトンネル断面方向に連通させる連通部形成工程とからなる。
この発明によれば、掘進工程では、第１のシールドトンネル内には、切削部が形成されているだけで、施工は、第２のシールドトンネル内となるので、第１のシールドトンネル内に施工の影響が及ばない。また連通部形成工程は、第１のシールドトンネルでも施工スペースを必要とするが、隔壁状に残存する切削部を撤去するだけなので、短い工期で済ますことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記連通部形成工程が、前記切削部近傍のトンネル内部に支保工を仮設してから、前記隔壁状に残存する切削部を撤去し、前記第１および第２のシールドトンネルの内面にまたがる覆工を設けて連通部を形成する工程からなる。
この発明によれば、隔壁状に残存する切削部を撤去する前に切削部近傍のトンネル内部に支保工を仮設するので、切削部の撤去を安全に行うことができる。また、その後、第１および第２のシールドトンネルの内面にまたがる覆工を形成するので、大規模な分岐合流部であっても安全に施工することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記切削部形成工程が、前記第１のシールドトンネルの内部にセグメントまたは前記切削部材を介して土圧を支持するための撤去可能な仮設支持部材を設け、ブロック状に分割された前記切削部材を、前記仮設支持部材と前記トンネル側部との間に密嵌して配置する工程からなる。
この発明によれば、仮設支持部材によりセグメントおよび切削部材を支持することができ、安全に切削部材を配置することができる。またトンネル連通工程では簡単に撤去することができる。さらに、切削部材をブロック状とすることにより、切削部材の組み上げるだけで切削部が形成できるから手早く施工できる。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記仮設支持部材および前記切削部材を、前記第１のシールドトンネルのセグメントの組立設置と同時に設置していく。
この発明によれば、仮設支持部材および切削部材を、シールド内でセグメントの組立設置と同時設置するので、安全で効率のよい施工となる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記切削部形成工程が、前記第１のシールドトンネルの内部にセグメントまたは前記切削部材を介して土圧を支持するための撤去可能な仮設支持部材を設け、セメント硬化材からなる前記切削部材を、前記仮設支持部材と前記トンネル側部との間に充填して硬化させる工程からなる。
この発明によれば、仮設支持部材によりセグメントおよび切削部材を支持することができ、安全に切削部材を配置することができる。またトンネル連通工程では簡単に撤去することができる。さらに、セメント硬化材からなる切削部材を充填することにより切削部を形成するから、種々の形状の切削部を容易に形成することができ、切削部の設置スペースを効率よく形成することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記切削部形成工程が、前記トンネル側部の地山側に地盤改良を施して該トンネル側部を覆う補強地盤部を形成するとともに、前記トンネル側部と並列して前記第１のシールドトンネルの内部に撤去可能な仮設支持部材を設け、前記トンネル側部をなすセグメントを取り外し、それによりトンネル内部側に露出した前記補強地盤部と前記仮設支持部材との間に、前記切削部材を配置または充填する工程からなる。
この発明によれば、補強地盤部を形成して、トンネル側部に接する地盤を硬化させることにより、その部分のセグメントを安全に取り外して、切削部材を配置または充填することができる。その結果、シールド掘削機で切削できない材質のセグメントで形成された第１のシールドトンネルであっても、トンネル側部およびトンネル内のトンネル側部近傍に切削部を形成できるから、既設の種々のシールドトンネルの分岐合流施工を容易に行うことができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記トンネル側部を形成するセグメントが、シールド掘削機で切削可能な材質で形成されたことを特徴とする。
この発明によれば、トンネル側部をシールド掘削機で切削可能な材質のセグメントで覆工し、そのトンネル内部側に切削部を形成するので、切削部材の配置や充填が容易となり、セグメントを取り外す手間もかからないのから、施工効率が向上する。
【００１５】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記第１および第２のシールドトンネルの少なくとも一方に、トンネル幅方向外側へ張り出す拡幅部を形成し、該拡幅部または該拡幅部とトンネル幅方向の反対側のトンネル側面において前記第１および第２のシールドトンネルを接続する。
この発明によれば、第１および第２のシールドトンネルの少なくとも一方が、トンネル幅方向に張り出す拡幅部が形成されるので、第２のシールドトンネルが第１のシールドトンネル内に掘進されても、分岐合流部のトンネル幅方向を広く取ることができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明では、請求項１〜９のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、前記第１のシールドトンネルの分岐合流部の施工をする際に、前記第１のシールドトンネルの幅方向に対して、前記第２のシールドトンネルが接続される側とは反対側を、前記第１のシールドトンネルを掘削するシールド掘削機を拡幅することで拡幅部を形成し、前記シールド掘削機の掘進位置を前記拡幅量に略応じて前記第２のシールドトンネルが接続される側に変位させる。
この発明によれば、シールド掘削機を拡幅して拡幅部を形成し、拡幅量に略応じて拡幅部の反対側に変位させるので、分岐合流部において第１のシールドトンネルの、第２のシールドトンネルと接続しない側の平面視線形を略直線状またはなだらかに連続する線状に維持でき、しかも変位した側に第１のシールドトンネルと第２のシールドトンネルとを接続するためのスペースを形成することができる。その結果、第１シールドトンネル内部の通過物、載置物、設置施設の流れや配置がスムーズとなる。例えば本線道路などを直線的に配置して分岐合流部を形成することができ、トンネル内の車両の流れをスムーズにすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なおすべての図面において、異なる実施形態であっても、同一部材または相当する部材には同一の符号を付し、共通部分の説明は省略する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法によって築造されたトンネル分岐合流部１Ａの概略構成を説明するための平面概略断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図１におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。
【００１８】
トンネル分岐合流部１Ａは、本線トンネル２（第１のシールドトンネル）に対して分岐線トンネル３（第２のシールドトンネル）がＹ字状に分岐するように接続された道路トンネルの分岐合流部である。
本線トンネル２は、シールド工法によって、地山９０内に延設された円管状の本線セグメント２ａにより構築された２車線を有するシールドトンネルである。シールド工法は周知の種々の工法を採用でき、本線セグメント２ａも、コンクリートセグメント、合成セグメント、鋼製セグメントなどが採用できる。断面形状も、円断面に限るものではないが、本実施例形態では、円断面として説明する。
【００１９】
本線トンネル２のトンネル内の下半部には道路支持部２ｃが設けられ、その上部に本線道路部４が形成されている。本線道路部４の上方のトンネル内は、本線セグメント２ａの内部側に設けられた２次覆工２ｂで覆われており、道路の側壁部や天井などが適宜形成されている。また特に図示しないが、通常道路トンネル内に設置される照明、換気、通信、排水、消火などの設備は適宜設置されているものである。
【００２０】
また、本線セグメント２ａの外部は、地山９０の状態により、必要に応じて適宜の裏込め材が充填されているが、周知のことであるので、図示および説明は省略する。
【００２１】
分岐線トンネル３は、本線トンネル２と同様にシールド工法により地山９０内に延設されたシールドトンネルであり、本線トンネル２とほぼ同様に分岐線セグメント３ａ、２次覆工３ｂ、道路支持部３ｃを備え、道路支持部３ｃの上部に分岐線道路部５（分岐線部）が形成されている。分岐線道路部５は、本実施形態では１車線である。
分岐線トンネル３は、本線道路部４（本線部）から分かれて別経路をたどる支線でもよいし、本線道路部４への乗り降りをするために地上に連絡する入口ランプまたは出口ランプでもよい。ただし、少なくとも、トンネル分岐合流部１Ａの近傍では、本線トンネル２の側部に水平面内で斜め横方向から近接し、トンネル分岐合流部１ＡでＹ字状に接続されている。
【００２２】
トンネル分岐合流部１Ａは、さらに、トンネル接続部１０（分岐合流接続部）と加速車線部１１（分岐合流拡幅部）とからなる。トンネル分岐合流部１Ａは、車線の進行方向により分岐道路にもなれば、合流道路にもなるが、いずれも主たる構成は変わることがないので、便宜上、以下の説明では、図１において、本線道路部４では矢印Ｌｍ１、Ｌｍ２で示したように図示の左から右に車両が走行し、分岐線道路部５を走行する車両は、矢印Ｌｂで示したように図示の左上から水平方向の右側に走行して、本線道路部４に合流するものとして説明する。
また以下では、説明を簡略化するため、特に断らない限り、トンネルの幅方向左右を矢印Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｂなどで示される車両走行方向に対する左右として表現することにする。例えば、本実施形態では、本線トンネル２の左側のトンネル側部に分岐線トンネル３が接続している。
【００２３】
トンネル接続部１０は、斜め横方向から近接する分岐線道路部５が、本線道路部４と同じ高さで略平行に並ぶまでの部分であり、セグメントの構成は、本線側セグメント１０Ａ、分岐線側セグメント１０Ｂとに分かれている（図２（ｂ）参照）。
本線側セグメント１０Ａは、本線セグメント２ａの右側（分岐線トンネル３と反対側の側部）に、セグメントの円筒面の一部を水平に張り出して拡幅された拡幅部１０Ｒを有している。
分岐線側セグメント１０Ｂは、分岐線セグメント３ａを延設して、本線セグメント２ａの側部に食い込む側のセグメントを除去したような部分円筒形状を有している。
本線側セグメント１０Ａと分岐線側セグメント１０Ｂとの接続部は、切削ブロック６が介装されている。そして、トンネル内部には、二股に分かれている本線道路部４と分岐線道路部５とが略平行となって１本化されるように断面形状が徐変される接続部２次覆工１０ｂと道路支持部１０ｃとが形成されている。
【００２４】
加速車線部１１は、分岐線道路部５を通る車両が、分岐線道路部５から本線道路部４へ車線変更して合流するために設けられているもので、本線道路部４と分岐線道路部５とが同一平面で、分離帯に隔てられることなく並設され、その終端部近傍で分岐線道路部５の道路幅が徐々に削減され、２車線の本線道路部４に統合されるようになっている。
その断面は、図２（ｃ）に示したように、本線セグメント２ａと同一の径を有する円筒の幅方向の左右に略対称に設けられた拡幅部１０Ｌ、１０Ｒを有する拡幅トンネルである。その内部には、２次覆工１１ｂ、道路支持部１１ｃが形成され、道路支持部１１ｃの上部に分岐線道路部５、本線道路部４が形成されている。
【００２５】
このようなトンネル分岐合流部１Ａは、以下に説明する本発明に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法により築造することができる。
本発明に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法は、切削部形成工程とトンネル連通工程とからなる。本実施形態では、トンネル連通工程は、さらに掘進工程と連通部形成工程とからなる。
図３〜５は、本発明の第１の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法の各工程を説明するためのトンネル分岐合流部１Ａのトンネル中心を通る平面断面の工程説明図である。図６（ａ）は図３におけるＤ−Ｄ断面図、図６（ｂ）は図３（ｂ）におけるＥ−Ｅ断面図、図６（ｃ）は図４（ｄ）におけるＦ−Ｆ断面図である。図７は連通部形成工程を説明するためのトンネル幅方向断面図である。
【００２６】
切削部形成工程は、分岐線トンネル３が接続する本線トンネル２のトンネル側部８のトンネル内部側に切削部を形成する工程である。本実施形態では、本線トンネル２はシールド掘削機１２により掘進する。
シールド掘削機１２は、シールドの側部に幅方向の外側に張り出し可能なオーバーカッタ１３Ｒ（１３Ｌ）、拡幅部材１４Ｒ（１４Ｌ）を備え、これらにより、幅方向に張り出した断面形状で地山９０を掘削し、その内面に適宜のセグメントを配置して、拡幅部１０Ｒ、１０Ｌを有するシールドトンネルを形成することが可能となっている。また、拡幅部１０Ｒ、１０Ｌの張り出し量は、適宜可変することが可能となっている。このようなシールド掘削機１２は、種々の機構により実現されるが、本方法ではどのような機構を有するものを用いてもよい。一例を挙げれば、特開２００２−２４２５８５公報に記載されているものなどを好適に用いることができる。
【００２７】
図３（ａ）に示したように、本線トンネル２は、図示左側から位置Ｐまでは円管断面で築造される。そして、位置Ｐから先は、右側に拡幅部１０Ｒを形成しながら掘進する。そして、掘削断面に合わせて、本線側セグメント１０Ａを設置し、１次覆工を形成していく。この場合、拡幅部１０Ｒは、徐々に拡幅して所定長さ掘進してから最大の張り出し量となるようにしてもよいし、図３（ａ）のように位置Ｐで、一気に拡幅してもよい。
一方、トンネル側部８の内部には、トンネル内部を幅方向に仕切る幅方向仮壁７ａ（仮設支持部材）を本線側セグメント１０Ａの上下間に撤去可能に固定し、幅方向仮壁７ａと円筒状のスキンプレートとの間に、適宜の大きさに分割された切削ブロック６を隙間なく配置する（密嵌する）。切削ブロック６が弾性を有する場合は、土圧を受けたとき、隙間が閉鎖される程度の隙間で配置する。なお、止水性能を向上するために、切削ブロック６間に適宜の止水材を充填してもよいことは言うまでもない。
【００２８】
切削ブロック６は、地山９０からの土圧および水圧を保持して泥水がトンネル内に流入しないように止水可能とするのがよく、分岐線トンネル３を掘進するシールド掘削機のカッターによって切削可能な材質から構成されている。例えば、低強度のモルタルブロック、発泡スチロール、合成樹脂などを好適に用いることができる。切削ブロック６の大きさは、作業性などに配慮して適宜の大きさとすることができる。特に発泡スチロールや合成樹脂を採用する場合は、軽量のためブロックを大きくしても作業性がよく、少ないブロック数でスキンプレートと幅方向仮壁７ａとの間を埋めることができるから、施工効率が向上するという利点がある。
なお、シールド掘削機１２のスキンプレートに近接する切削ブロック６の外周側部は、スキンプレートの内面に沿う形状に加工されている。このため、シールド掘削機１２のテールシール（不図示）が切削ブロック６に密着して泥水がシールド掘削機１２およびトンネル内に侵入することを防止できるようになっている。
【００２９】
幅方向仮壁７ａは、切削ブロック６が配置されるまでの間、本線側セグメント１０Ａにかかる土圧を上下の面内方向で支持し、切削ブロック６を介して面外方向に土圧を支持し、トンネル断面形状を維持する構造部材となっている。そして、切削ブロック６だけで土圧を支持できる状態になったときは、本線トンネル２の内側から撤去することができるものである。例えば、鋼製部材で本線側セグメント１０Ａにボルト締結するなどの手段を採用できる。
なお、切削ブロック６と幅方向仮壁７ａの施工は、シールド掘削機１２の施工に伴って行われるが、切削ブロック６の組立配置時に相互に強固に連結でき、分岐線トンネル３のシールド掘削機１５による切削時にも、土圧などに抵抗できるようであれば幅方向仮壁７ａはなくてもよい。なお、幅方向仮壁７ａは仮設支持部材としているように、この機能を有していればよく、本実施形態で壁体としているのはあくまでも一つの例である。
【００３０】
そして、切削ブロック６が動かないように保持して、本線側セグメント１０Ａに反力をとってシールド掘削機１２を位置Ｑまで直進させて掘進する。さらに、位置Ｑから位置Ｒまでは、シールド掘削機１２の掘進方向をトンネル幅方向の左側に向けて水平斜め方向に掘進する。位置Ｒからは、シールド掘削機１２の方向を転換して本線トンネル２の延設方向と平行な方向に向けて掘進する。このとき、本線セグメント２ａの右側の側部と拡幅部１０Ｒの側部とが、図３（ｂ）ｎｏ平面視でトンネル延設方向の略同一線上に揃うようにする。したがって、シールド掘削機１２の中心は、拡幅部１０Ｒの張り出し幅分だけ左側（分岐線トンネル３側）に移動された状態となっている。
【００３１】
一方、トンネル接続部１０のトンネル内部では、幅方向仮壁７ａをトンネル幅方向の右斜めに略直線状に延設していく。この方向は、図中に破線で示した分岐線トンネル３の延設予定方向に沿った方向とする。すなわち、幅方向仮壁７ａは、本線トンネル２の内部で幅方向に位置を変え、上下方向にも寸法を変えながらトンネル内部を斜めに横断するように延びる区画壁として構築される。
これを、トンネル幅方向断面で示すと図６（ａ）になる。図６（ａ）は、図３（ａ）のＤ−Ｄ断面図であるが、位置Ｐ以降は略同様な位置関係を有している。図中の破線は後で築造される分岐線トンネル３の分岐線セグメント３ａの位置を表している。
【００３２】
図６（ａ）に示したように、分岐線トンネル３が築造される範囲には切削ブロック６のみが配置され、本線側セグメント１０Ａの周方向端部および幅方向仮壁７ａは分岐線セグメント３ａの予定位置に重ならないように配置されている。すなわち、本線側セグメント１０Ａの周方向端部は、トンネルの延設方向に沿って分岐線トンネル３を避けた近接位置で止められている。
【００３３】
そして掘進を続け、幅方向仮壁７ａを延設し、切削ブロック６を配置していくが、分岐線トンネル３を掘進するシールド掘削機１５の掘削終了位置Ｓまで、すなわち拡幅部１０Ｌを張り出す位置まで来たら、切削ブロック６の配置は停止する。そして、切削ブロック６のトンネル内部側の端部を覆うように延設方向仮壁７ｂを配置し、撤去可能に固定する。このようにして、切削ブロック６は、延設方向仮壁７ｂと幅方向仮壁７ａとにより本線トンネル２の内側から覆われる。
以上で、切削部形成工程が終了する。
【００３４】
そして、シールド掘削機１２を直進して掘削を続けるが、このときトンネル幅方向の左側に拡幅部１０Ｌを設けるため、シールド掘削機１２から、オーバーカッタ１３Ｌを突出させ、拡幅部材１４Ｌを張り出して拡幅セグメント１１ａを設置する（図３（ｂ）、図６（ｂ）参照）。
拡幅セグメント１１ａの内部の幅は、適宜の２次覆工を施した上で、本線道路部４と分岐線道路部５とが並設できる広さとする。
【００３５】
加速車線部１１は、図４（ｃ）に示したように、拡幅部１０Ｒ、１０Ｌを有する拡幅セグメント１１ａを図６（ｂ）と同断面で所定長さ延設してから、拡幅部１０Ｒ、１０Ｌの張り出しを止め、本線トンネル２と同断面に縮径することにより形成する。
そして、後で内部に形成する本線道路部４の直線性を保つため、位置Ｔ〜Ｕの間でシールド掘削機１２の方向転換を行い、シールド掘削機１２の軸中心をトンネル接続部１０の前段の本線トンネル２の中心と一致させる。ただし、本線道路部４を直線にする必要がなければ、このような方向転換を行う必要はない。
【００３６】
次に、本実施形態のトンネル連通工程について説明する。
まず、図４（ｃ）に示したように、掘進工程では、分岐線トンネル３を形成するシールド掘削機１５を発進させ、所定経路で分岐線トンネル３を形成する。そして、本線トンネル２に近接したところで、地山９０とともに、本線トンネル２のトンネル側部８を形成する切削ブロック６を切削しながら、幅方向仮壁７ａに沿って本線トンネル２の内部に食い込むように掘進する。
そして、シールド掘削機１５のカッターが延設方向仮壁７ｂに面する状態まで掘進したところで、掘削を終了する。
【００３７】
このとき、分岐線トンネル３と本線トンネル２とは、分岐線セグメント３ａの右側部、幅方向仮壁７ａ、それらに挟持された切削ブロック６の残存部、延設方向仮壁７ｂにより隔壁状に隔てられている（図６（ｃ）参照）。切削ブロック６は、地山９０に面する部分はごくわずかになっている。実際には、セグメント近傍を安定させるための裏込め材などにより、補強され、外側から止水もされている。そこで、ほとんどすべての土圧は、地山９０に面している分岐線セグメント３ａと、本線側セグメント１０Ａにより支持されている。
【００３８】
次に、連通部形成工程により、分岐線トンネル３、本線トンネル２をトンネル幅方向に連通させる。
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、その詳細の工程を説明するために、図４（ｄ）のＦ−Ｆ断面での施工の様子を示す概略説明図である。
まず、本線側セグメント１０Ａ、分岐線セグメント３ａを上下方向に支持するための支柱１６、１７（支保工）をそれぞれのトンネル内部に適宜間隔で立設する（図７（ａ））。その状態で、本線トンネル２の内部側から幅方向仮壁７ａを撤去し、同時に切削ブロック６に面している部分の分岐線セグメント３ａの一部を分岐線トンネル３側から取り外し、右側側部が開いた分岐線側セグメント１０Ｂを形成する。
そして、支柱１６、１７を残したまま、切削ブロック６の一部を撤去して、本線トンネル２と分岐線トンネル３とをトンネルの幅方向に連通させる。このようにして、本線側セグメント１０Ａと分岐線側セグメント１０Ｂにより、１次覆工されたトンネル接続部１０が形成される。
【００３９】
次に、図７（ｂ）に示したように、支柱１６、１７を巻き込んでトンネル内部下方に本線トンネル２と分岐線トンネル３とにまたがる道路支持部１０ｃ（下部支持部）を形成し、道路支持部１０ｃを上方から覆うとともに本線トンネル２と分岐線トンネル３とにまたがる接続部２次覆工１０ｂをトンネル内部の上方に形成する。この接続部２次覆工１０ｂにより、分岐線側セグメント１０Ｂと本線側セグメント１０Ａとの間に切削ブロック６が介装された比較的脆弱な部分の恒久的な止水と補強が達成される。
そして、図７（ｃ）に示したように、接続部２次覆工１０ｂと道路支持部１０ｃとの間の不要になった支柱１６、１７を撤去し、道路支持部１０ｃ上に本線道路部４および分岐線道路部５を形成する。
なお、前記連通部形成工程においては、本線トンネルと分岐線トンネルで本線側セグメントと分岐線セグメントをそれぞれ支持する支保工を立設し、仮壁の撤去を行うとともに分岐線トンネル側から分岐線セグメントの一部を取り外し、切削ブロックの一部を撤去し、支保工を巻き込んで道路支持部を形成し、同様に支保工を巻き込んで２次覆工を形成した後、道路支持部と２次覆工で囲まれる空間に残存する不要になった支保工を撤去する工程である。これを、本線トンネルと分岐線トンネルの中で、まず道路支持部と２次覆工を形成できる範囲内でできる限り形成し、本線側セグメントと分岐線セグメントをそれぞれ支持できるように、道路支持部と２次覆工を介在して支保工を分割立設し、その後仮壁の撤去を行うとともに分岐線トンネル側から分岐線セグメントの一部を取り外し、切削ブロックの一部を撤去し、そして、残部の道路支持部と２次覆工を形成して左右に分割施工した道路支持部と２次覆工を一体とし、最後に道路支持部と２次覆工で囲まれる空間に残存する不要になった支保工を撤去する工程としてもよい。
以上により連通部形成工程が終了する。
【００４０】
また、加速車線部１１は、通常の拡幅トンネルと同様に道路支持部１０ｃ、接続部２次覆工１０ｂを形成し、本線道路部４、分岐線道路部５をトンネル接続部１０から延長し、分岐線道路部５を本線道路部４に吸収して、車線幅を２車線に戻すことにより形成される。
【００４１】
以上に説明した工程を順次実施することによって、分岐線トンネル３が本線トンネル２にＹ字に接続し、トンネル接続部１０、加速車線部１１を備えたトンネル分岐合流部１Ａ（図１）を築造することができる。
本実施形態によれば、切削部を本線トンネルの内側に設け、分岐線トンネルを形成するシールド掘削機で切削部を切削し、それぞれのトンネルのセグメントによりトンネル接続部のセグメントを形成した後に、トンネル内部を連通するので、トンネル内部の作業によりトンネル接続部を形成することができるという利点がある。
したがって、地上部まで施工の影響が及ぶことがなく、またトンネルの周囲に大掛かりな地盤改良を施したりする必要もないので、施工コストや施工工期を低減することができ、またきわめて安全に施工することができるという利点がある。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施形態は、本線トンネルをいったん供用可能な状態まで完成させた後、分岐線トンネルを築造して本線トンネルに接続する点が第１の実施形態と大きく異なる。したがって、多くの工程は共通なので、以下では第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法によって築造されたトンネル分岐合流部１Ｂの概略構成を説明するための平面概略断面図である。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図８におけるＧ−Ｇ断面図、Ｈ−Ｈ断面図、Ｉ−Ｉ断面図である。
【００４３】
トンネル分岐合流部１Ｂは、既設本線トンネル２０に分岐線トンネル３がＹ字状に接続された道路トンネルの分岐合流部である。トンネル分岐合流部１Ｂは、トンネル接続部１０および加速車線部１１からなる。
なお、第１の実施形態と同様の理由により、図８において、本線道路部４では矢印Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｍ３で示したように図示の左から右に車両が走行し、分岐線道路部５を走行する車両は、矢印Ｌｂで示したように図示の左上から水平方向の右側に走行して、本線道路部４に合流するものとして説明する。
また特に断らない限り、トンネルの幅方向左右を矢印Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｍ３、Ｌｂなどで示される車両走行方向に対する左右として表現することも、上記と同様である。
既設本線トンネル２０の構成は、トンネル分岐合流部１Ａと大略同様であるが、詳しい構成は、各工程の説明の中で説明する。なお、図８では、本線道路部４の車線数が３車線の場合について図示したが、これは、一例であって、施工時の道路供用を可能とするためには、２車線以上あればよい。
【００４４】
図１０、１１は、本発明の第２の実施形態に係るシールドトンネル分岐合流方法の各工程を説明するためのトンネル分岐合流部１Ｂのトンネル中心を通る平面断面の工程説明図である。図１２（ａ）は図１０（ａ）におけるＪ−Ｊ断面図、図１２（ｂ）は図１０（ｂ）におけるＫ−Ｋ断面図、図１２（ｃ）は図１１（ｄ）におけるＬ−Ｌ断面図である。図１３（ｄ）、（ｅ）は、連通部形成工程におけるトンネル幅方向断面の様子を示す説明図である。
本実施形態における工程は、切削部形成工程、掘進工程および連通部形成工程とからなる。後者の２工程はトンネル連通工程をなしている。
【００４５】
切削部形成工程は、分岐線トンネル３が接続する既設本線トンネル２０のトンネル側部２４のトンネル内部側に切削部を形成する工程である。工程の具体的な説明に先立って、本実施形態における既設本線トンネル２０の構成を説明する。
既設本線トンネル２０は、図９（ａ）に示したように、全体としては円管状の本線セグメント２ａによって構築され、道路支持部２ｃ上に、例えば３車線からなる直線状の複数車線を有する道路トンネルである。そして、トンネル分岐合流部１Ｂの築造が予定されている部分には、接続用拡幅部３０（分岐合流接続部）、路幅拡張用拡幅部３１（分岐合流拡幅部）が連続して設けられ、分岐線トンネル３を接続する本線道路部４（本線部）の左横方向に接続スペース１８、合流車線スペース１９がそれぞれ設けられている（図１０（ａ）参照）。
【００４６】
接続用拡幅部３０は、図１２（ａ）に示したように、トンネルの幅方向の右側に拡幅部１０Ｒが形成された断面を有する。そして、幅方向左側のトンネル側部２４に切削可能なセグメント２１が円弧状に配置され、それ以外の断面外周部が本線側セグメント１０Ａによって覆われている。それらの内面には、本線道路部４を供用するために必要な２次覆工１１ｂが施されている。
切削可能なセグメント２１の配置位置は、少なくとも破線で示した分岐線セグメント３ａの予定配置位置で囲まれる部分と重なり、その外側にはみ出すように設定される。
【００４７】
切削可能なセグメント２１は、主要形状が円管部の本線側セグメント１０Ａと同様な構成を備え、配置と接合の互換性を有するセグメントであり、分岐線トンネル３を築造するシールド掘削機１５のカッターによって切削可能な材質により構成されている。
このような切削可能材として、例えば、鉄筋の代わりにグラスファイバーや炭素繊維などの非金属の強化繊維を配設、配合したコンクリートセグメントなどを採用することができる。また、合成セグメントの鋼板部を強化繊維を配合した合成樹脂に置き換えてコンクリートを充填した合成セグメントなども採用することができる。
なお、切削可能なセグメント２１を接合する接合継手も、シールド掘削機１５により切削可能な材質、例えば合成樹脂などを用いることは言うまでもない。
【００４８】
路幅拡張用拡幅部３１は、合流車線スペース１９に分岐線道路部５を形成したときに図９（ｃ）のようになる拡幅トンネルで、シールド掘削機１２により、幅方向の左右に拡幅部１０Ｒ、１０Ｌを形成して築造される。また、内面には、本線道路部４を供用するために必要な２次覆工１１ｂが施されている。
このように、既設本線トンネル２０におけるトンネル分岐合流部１Ｂの施工は、前記第１の実施形態に対して切削部形成工程が異なるが、前記第１の実施形態の本線トンネル２に使う両側部が拡幅するシールド掘削機１２と、ほぼ同様なシールド掘削機を使うものであり、分岐合流部における前記シールド掘削機１２を使った掘削施工方法として以下の点が共通する。通常の本線トンネルを掘削してきて分岐合流部の分岐合流接続部に到達したら、分岐線トンネル３が接続する側とは反対側を拡幅し、掘削に伴って方向転換をすることで、掘進位置を分岐線トンネル３が接続される側に変位させ、分岐合流拡幅部に到達したら、分岐線トンネルが接続する側も拡幅させて、その変位を維持しつつ掘削し、分岐合流拡幅部の終点に到達する前に、シールド掘削機を再び反対方向に変位させて本線トンネル位置に戻し、その後縮幅して通常の本線トンネルを掘削施工するものである。
なお、本実施形態では拡幅を一度に行っているが、徐々にあるいは段階的に行ってもよい。
【００４９】
切削部の形成にあたっては、本線道路部４の３車線から２車線の通行車線４ａに規制して、左側の１車線分を空きスペースとする。そして、図１０（ｂ）に示したように、接続用拡幅部３０の切削可能なセグメント２１の近傍を覆うように幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂを撤去可能に立設し、切削可能なセグメント２１の内面を覆う切削部材充填スペースを設ける。
そして、切削部材充填スペースに、硬化後にシールド掘削機１５で切削可能な切削部材となるセメント硬化材２２を充填し、硬化させる（図１２（ｂ）参照）。セメント硬化材２２は、土砂にセメントと水を混合したものやモルタルなどが採用できる。
【００５０】
このようにして、トンネル側部２４のトンネル内部側に切削可能なセグメント２１、セメント硬化材２２、幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂからなる切削部が形成される。
本工程においては、既設本線トンネル２０が完成された段階でトンネルの内側から切削部を形成するから、幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂの設置作業を、安全かつ容易に行うことができるという利点がある。
【００５１】
次に掘進工程では、図１１（ｃ）、（ｄ）に示したように、シールド掘削機１５を掘進して分岐線トンネル３を形成する。接続用拡幅部３０では、トンネル側部２４をなす切削可能なセグメント２１からセメント硬化材２２内に向かって斜めに食い込むように掘進し、徐々にシールド掘削機１５の進行方向を変えて、幅方向仮壁７ａに沿う方向に進み、図１１（ｃ）の位置Ｖにある一方の延設方向仮壁７ｂの近傍まで掘進し、シールド掘削機１５を停止する。
本工程では、一切の施工は、幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂの地山９０側で行われ、これらの仮壁が隔壁となっているので、既設本線トンネル２０の内部には施工の影響が生じない。したがって、既設本線トンネル２０の内部では、施工中でも安全な車両通行が可能となるという利点がある。
【００５２】
次に連結部形成工程では、分岐線トンネル３および既設本線トンネル２０の内部での施工作業が発生するので、交通規制を行いながら施工する。施工は、第１の実施形態における連結部形成工程と同様である。すなわち、本線側セグメント１０Ａ、分岐線トンネル３の内部の上下に、支柱１６、１７を立設して地山９０からの土圧を支持する（図１２（ｃ）参照）。そして、それぞれのトンネル内部から幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂと分岐線セグメント３ａを撤去するとともに、必要に応じて道路支持部１０ｃを構築し、その後、トンネル内部に幅方向にまたがる接続部２次覆工１０ｂを構築する（図１３（ｄ）参照）。それから、支柱１６、１７を撤去し、接続用拡幅部３０内での本線道路部４を修復して３車線を復活させる。そして分岐線道路部５の合流部を形成する。
また路幅拡張用拡幅部３１では、合流車線スペース１９に分岐線道路部５を延設する。
このようにして、トンネル内部に、図８に示したトンネル接続部１０、加速車線部１１を構築する。
【００５３】
本実施形態によれば、分岐線トンネル３との接続予定部分に切削可能なセグメント２１を配して既設本線トンネル２０を築造することにより、既設本線トンネル２０の内部から安全かつ容易に切削部が形成できるという利点がある。しかも、既設本線トンネル２０を供用しながら、分岐線トンネル３の掘進工程を行うことができ、施工時の通行規制期間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【００５４】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本変形例は、既設本線トンネル２０にあらかじめ切削可能なセグメント２１が構築できない場合にも切削部形成工程を行うことができるようにする方法である。
図１４（ａ）、（ｂ）に示したのは、本変形例の切削部形成工程を説明するためのトンネル幅方向の断面図であり、図１０（ｂ）のＫ−Ｋ断面に相当する位置の断面図である。
本変形例における既設本線トンネル２０は、トンネル側部２４がシールド掘削機１５のカッターでは切削できない本線側セグメント１０Ａにより覆われている。そこで本変形例では、トンネル側部２４における本線側セグメント１０Ａを取り外して切削可能な切削部材に置き換えることにより切削部を形成する。
【００５５】
図１４（ａ）に示したように、まず、トンネル側部２４の外部がセグメントを取り外しても一時的に地山を自立させることができるように、トンネル側部２４を覆う所定範囲を地盤改良して補強地盤部２３を形成する。
さらに、トンネル側部２４の内部を覆うような切削部の形成と、セグメントにかかる土圧を受けるために、既設本線トンネル２０の内部に幅方向仮壁７ａを撤去可能に固定し、本線側セグメント１０Ａを上下方向に支持する。そして、トンネル内部からトンネル側部２４における本線側セグメント１０Ａを撤去する。
そして、延設方向仮壁７ｂを撤去可能に固定し、幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂにより本線側セグメント１０Ａを撤去した部分がトンネル内部から覆うことにより、補強地盤部２３と幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂとで囲まれる切削部材充填スペースを設ける。そして、切削部材充填スペースにセメント硬化材２２を充填し、硬化させる。このようにして切削部を形成する。
【００５６】
本変形例では、補強地盤部２３は、セメント硬化材２２が切削部材充填スペースに充填されるまでの間、一時的に地山が自立できればよく、恒久的な補強は必要なく、補強範囲もトンネル側部２４の近傍の範囲で済むという利点がある。
【００５７】
なお、上記の変形例の説明では、補強地盤部２３を形成してから本線側セグメント１０Ａを取り外すとして説明したが、補強地盤部２３をトンネル延設方向に向けて段階的に形成し、補強地盤部２３が形成された部分の本線側セグメント１０Ａを取り外し、幅方向仮壁７ａと補強地盤部２３との間にトンネル幅方向に仮設型枠板を設けてセメント硬化材２２を充填し、これらの工程を繰り返して切削部を構築してもよい。このようにすれば、補強地盤部２３を比較的低強度に形成しても安全に施工できるので、地盤改良をより小規模のものとすることができるという利点がある。
【００５８】
なお、上記の第１の実施形態の説明では、切削ブロック６として、ブロック状に加工した部材の例で説明したが、シールド機内でシールド掘削機１２の掘進長さごとに配置することができれば、固体ブロックでなくともよい。例えば、幅方向仮壁７ａに袋を設けておき、袋内にセメント硬化材２２を充填することにより、ブロック状に硬化させたものでもよい。
袋材としては、例えばグラスファイバーを含む化学繊維や、塩化ビニールなどの合成樹脂材料を母材としたものを好適に用いることができる。
【００５９】
また、上記の第２の実施形態の説明では、切削部材としてセメント硬化材２２を用いる例で説明したが、第１の実施形態と同様に、切削ブロック６を配置してもよい。ただし、上記に説明した順序とは異なり、幅方向仮壁７ａ、延設方向仮壁７ｂで切削可能なセグメント２１を取り囲んで切削部充填スペースを形成する前に、切削ブロック６の搬入口を幅方向仮壁７ａに設けて切削ブロック６を配置するか、または切削ブロック６を配置しながら幅方向仮壁７ａを固定する。
【００６０】
また、上記の第２の実施形態の説明では、主として接続用拡幅部３０によりトンネル接続部１０を形成し、路幅拡張用拡幅部３１により加速車線部１１を形成する例で説明したが、路幅拡張用拡幅部３１をさらに短縮するか、またはまったく設けず、接続用拡幅部３０を加速車線部１１の範囲まで延長し、加速車線部１１の範囲まで分岐線トンネル３を掘進して、加速車線部１１を形成するための拡幅トンネルを形成してもよい。
このように本発明のシールドトンネルの分岐合流施工方法は、既設シールドトンネルの拡幅を行うための施工方法としても用いることができる。その場合でも、上記に説明した作用効果を同様に有している。特に、施工期間の大部分にわたって既設道路トンネルを供用することができるという優れた利点がある。
【００６１】
また、上記の第１および第２の実施形態の説明を通じて、本線トンネル２の幅方向右側に拡幅部１０Ｒを設けた例で説明したが、分岐線トンネル３が接続する本線トンネル２の幅方向左側に拡幅部１０Ｌを設けてもよい。ちなみに、前記第１および第２の実施形態では、トンネル分岐合流部１Ａの加速車線部１１（分岐合流拡幅部）やトンネル分岐合流部１Ｂの路幅拡張用拡幅部３１（分岐合流拡幅部）の右側部と分岐合流前の本線トンネルの右側部は、図１、１０の平面視で一つの直線上にある。つまり右側拡幅部を設ける分岐合流部の施工で、本線トンネルの中心を左側（分岐線トンネルが接続される側）に変位させることでこのような線形にしている。なお、この線形は、直線に限らず曲線であってもよい。要するにこれらの右側部の線形が一つの略なだらかな線に連なるようになっていればよい。この結果、本線道路部４（本線部）の線形を分岐合流部で特に変えないので、完成後の本線部の通行がスムーズになる。用途が道路トンネルでなく、鉄道、下水、共同溝であっても、同様に本線を通過あるいは載置される物体の流れや配置がスムーズになる。また、トンネル分岐合流部１Ａの加速車線部１１やトンネル分岐合流部１Ｂの路幅拡張用拡幅部３１では、左側にも拡幅部を設けている。この部分は断面一体の一つの拡幅トンネルとして施工する部分であり、拡幅部を片側だけにするよりも左右両方に設けることにした方が拡幅量が均等化されるので、同じ拡幅量であればシールド掘削機の製作コストや全体の施工コストが低減できる。
また、拡幅部１０Ｒ、１０Ｌの断面形状は、一例であって、上記説明の形状に限るものでないことは言うまでもない。
【００６２】
また、上記の第１および第２の実施形態の説明では、本線トンネルに分岐線トンネルがＹ字状に接続する例で説明したが、複数のトンネルが、例えば、Ｔ字状、十字状に接続するものであってもよい。これらの接続形態によれば、道路トンネルの場合、道路交差部を形成することになる。
また、このような接続形態において、接続角度が９０度に近い場合、シールドトンネルに拡幅部を設けることは必須ではない。
【００６３】
また、上記の第１および第２の実施形態の説明では、トンネル連通工程を掘進工程と連通部形成工程に分割して行う例で説明した。このように施工すれば、安全性が高いので好ましいが、強度上、そのまま掘進してもトンネル内の安全が維持されるならば、シールド掘削機で延設方向に連通させ、その後必要に応じてトンネル幅方向の連通部形成を行うようにしてもよい。
【００６４】
また、上記の第１および第２の実施形態の説明では、接続される２つのシールドトンネルの内径が異なり、本線道路への分岐線道路からの合流部またはその逆の分岐部を形成する例で説明したが、本発明は、シールドトンネルを交差して接続する一般的な分岐合流施工方法として用いることができ、これ以外の用途にも活用できることは言うまでもない。例えば、内径が同一のシールドトンネル同士の接続に用いてもよい。また、シールドトンネルは道路トンネルとは限らず、例えば、鉄道トンネルでもよいし、流体管路として用いるものであってもよい。
【００６５】
また、上記の第１および第２の実施形態の説明では、便宜上シールド掘削機１２、１５の掘進方向を限定して説明したが、いずれかまたは両方を逆進させて施工することも可能である。その場合、若干の工程順序を変更する必要があるが、当業者には容易に理解されるので説明は省略する。
【００６６】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法によれば、シールドトンネルの分岐合流部築造する際、地上に影響することなく施工することができ、工期が短縮できて施工コストを低減することができ、安全な施工ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法によって築造されたトンネル分岐合流部の概略構成を説明するための平面概略断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法の各工程を説明するためのトンネル分岐合流部のトンネル中心を通る平面断面の工程説明図である。
【図４】同じく、図３に続く各工程を説明するための工程説明図である。
【図５】同じく、図４に続く各工程を説明するための工程説明図である。
【図６】図３（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る連通部形成工程を説明するためのトンネルの幅方向断面の概略説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流施工方法によって築造されたトンネル分岐合流部の概略構成を説明するための平面概略断面図である。
【図９】図８におけるＧ−Ｇ断面図、Ｈ−Ｈ断面図、Ｉ−Ｉ断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るシールドトンネル分岐合流方法の各工程を説明するためのトンネル分岐合流部のトンネル中心を通る平面断面の工程説明図である。
【図１１】同じく、図１０に続く各工程を説明するための工程説明図である。
【図１２】図１０（ｂ）におけるＫ−Ｋ断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る連通部形成工程におけるトンネル幅方向断面の様子を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る変形例の切削部形成工程を説明するためのトンネル幅方向の断面図である。
【符号の説明】
１ トンネル分岐合流部
２ 本線トンネル（第１のシールドトンネル）
２ａ 本線セグメント
３ 分岐線トンネル（第２のシールドトンネル）
３ａ 分岐線セグメント
４ 本線道路部（本線部）
４ａ 通行車線
５ 分岐線道路部（分岐線部）
６ 切削ブロック（切削部材）
７ａ 幅方向仮壁（仮設支持部材）
７ｂ 延設方向仮壁（仮設支持部材）
８、２４ トンネル側部
１０ トンネル接続部（分岐合流接続部）
１０ｂ 接続部２次覆工
１０Ａ 本線側セグメント
１０Ｂ 分岐線側セグメント
１０Ｒ、１０Ｌ 拡幅部
１１ 加速車線部（分岐合流拡幅部）
１２、１５ シールド掘削機
１６、１７ 支柱（支保工）
２０ 既設本線トンネル（第１のシールドトンネル）
２１ 切削可能なセグメント
２２ セメント硬化材（切削部材）
２３ 補強地盤部
３０ 接続用拡幅部（分岐合流接続部）
３１ 路幅拡張用拡幅部（分岐合流拡幅部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for branch junction construction of a shield tunnel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, the branch or junction of a shield tunnel has been widely constructed by an open-cutting method in which a vertical shaft is provided from the ground.
As a construction method not based on the open-cutting method, for example, a large-section tunnel is formed in a branch section or a junction section of a main tunnel in Patent Literature 1, and a branching (merging) direction is performed while breaking a segment from the inside of the large-section tunnel. Describes a construction method for excavating a shield tunnel with a small cross section.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-355385 A (page 3, FIG. 1-4)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method of constructing a branch junction described above has the following problems. The excavation method requires construction space on the ground, and there is a problem that environmental problems such as discharged soil and noise during construction also occur. Particularly in urban areas, it is becoming increasingly difficult to gain the understanding of the local residents year by year due to such problems, and construction is extremely difficult. Further, even if the construction is approved, there is a problem that the construction time is limited, and the construction cost is enormous because a large amount of cost is required for environmental measures and the like.
According to the technology described in Patent Literature 1, construction is performed underground and by a shield method, so construction space and environmental problems do not become a problem, but the shield excavation is performed while the segments are being demolished. It is necessary to take measures such as a large-scale ground improvement around the large-section tunnel, and the construction becomes much larger than the usual shield excavation, and there is a problem that the construction cost increases.
In addition, since excavation is started from inside the existing tunnel, it is necessary to use the inside of the existing tunnel as a construction space. For example, in a road tunnel or the like, there is a problem that construction under a live line is difficult. For this reason, in the construction after the operation of the tunnel, the suspension of traffic is indispensable, and as a result, there is a problem that the traffic situation is deteriorated and social effects are caused.
On the other hand, it is also conceivable that the main tunnel and the branch tunnel are formed in parallel with each other in the vicinity of a position where the branching (merging) portion is to be formed, and each of the tunnels is connected in a widthwise direction. In this case, it is necessary to demolish each segment from inside the tunnel at the time of widening similarly to the above. Since this construction cannot be performed with a shield excavator, there is a problem that large-scale construction occurs such as ground improvement of the outside of the segment over a wide area or a shoring is built, resulting in a large construction cost.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and when constructing a branching junction of a shield tunnel, the construction can be performed without affecting the ground, the construction period can be shortened, and the construction cost is reduced. It is an object of the present invention to propose a method of branching and joining a shield tunnel that enables safe construction.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a method for branching and joining a shield tunnel in which a second shield tunnel is connected to a side of a tunnel in a direction in which the first shield tunnel extends. A cutting portion forming step of forming a cutting portion by arranging a cutting member made of a material that can be cut by a shield excavator in the tunnel side portion and in the vicinity of the tunnel side portion in the first shield tunnel; A tunnel communication step of excavating the shield tunnel from the side of the tunnel toward the inside of the cutting portion and communicating with the inside of the first shield tunnel.
According to the present invention, the cutting portion is formed from the inside of the first shield tunnel, and the second shield tunnel is dug into the cutting portion and communicates with the first shield tunnel. No major external ground improvement is required. In addition, it can be constructed safely using a shield excavator.
[0007]
The branch junction construction of the shield tunnel refers to a construction in which a branch path such as a Y-shape, a T-shape, or a cross-shape is formed on the route of the shield tunnel. A branching junction means a branching part, a merging part, or both. If the branching part of the tunnel is reversed, the two tunnel routes merge, so the distinction between the branching part and the merging part cannot be made. This is a distinction only in function and purpose of use.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the tunnel communication step excavates the second shield tunnel from the side of the tunnel into the cutting portion. A step of stopping the excavation in a state where the tip of the second shield tunnel substantially penetrates into the first shield tunnel and the cutting portion remains in a partition shape between the tunnels; A step of removing a cutting portion remaining in the shape of a partition wall and forming a communication portion for making the second shield tunnel and the first shield tunnel communicate with each other in a cross-sectional direction of the tunnel.
According to the present invention, in the excavation step, only the cutting portion is formed in the first shield tunnel, and the work is performed in the second shield tunnel, so the work is performed in the first shield tunnel. Is not affected. In addition, the communication portion forming step requires a construction space even in the first shield tunnel, but can be completed in a short construction period because only the cut portion remaining in the shape of the partition wall is removed.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the branching and joining construction method for a shield tunnel according to the second aspect, the communication part forming step includes temporarily setting a support inside the tunnel near the cutting part and then forming the partition wall. And forming a communicating portion by providing a lining over the inner surfaces of the first and second shield tunnels.
According to the present invention, since the support is temporarily provided inside the tunnel near the cutting portion before removing the cutting portion remaining in the partition shape, the cutting portion can be safely removed. After that, since a lining is formed over the inner surfaces of the first and second shield tunnels, it is possible to safely construct even a large-scale branching junction.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for branching and joining a shield tunnel according to any one of the first to third aspects, the cutting portion forming step includes forming a segment or the cutting member inside the first shield tunnel. Providing a removable temporary support member for supporting the earth pressure through the intermediary, and closely placing the cutting member divided into a block between the temporary support member and the tunnel side portion. Consists of
According to the present invention, the segment and the cutting member can be supported by the temporary support member, and the cutting member can be safely disposed. In the tunnel communication process, it can be easily removed. Further, by forming the cutting member into a block shape, the cutting portion can be formed simply by assembling the cutting member, so that the cutting member can be constructed quickly.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method according to the fourth aspect, the temporary support member and the cutting member are installed simultaneously with the assembly and installation of the segment of the first shield tunnel. Go.
According to the present invention, since the temporary support member and the cutting member are installed in the shield at the same time as the assembly and installation of the segments, the construction is safe and efficient.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for branching and joining a shield tunnel according to any one of the first to third aspects, the cutting portion forming step includes forming a segment or the cutting member inside the first shield tunnel. Providing a removable temporary support member for supporting the earth pressure through, and a step of filling and hardening the cutting member made of a cement hardening material between the temporary support member and the tunnel side portion. .
According to the present invention, the segment and the cutting member can be supported by the temporary support member, and the cutting member can be safely disposed. In the tunnel communication process, it can be easily removed. Furthermore, since the cutting portion is formed by filling the cutting member made of the cement hardening material, cutting portions of various shapes can be easily formed, and the installation space of the cutting portion can be efficiently formed.
[0013]
In the invention according to claim 7, in the method for branching and joining a shield tunnel according to any one of claims 1 to 3, the cutting portion forming step includes performing ground improvement on a ground side of the tunnel side portion. Forming a reinforced ground part covering the tunnel side part, providing a removable temporary support member inside the first shield tunnel in parallel with the tunnel side part, removing a segment forming the tunnel side part, A step of arranging or filling the cutting member between the reinforcing ground portion exposed inside the tunnel and the temporary support member.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by forming a reinforcement ground part and hardening the ground which contacts a tunnel side part, the segment of the part can be safely removed and a cutting member can be arrange | positioned or filled. As a result, even in the case of the first shield tunnel formed of a segment of a material that cannot be cut by the shield excavator, a cut portion can be formed in the tunnel side portion and near the tunnel side portion in the tunnel. The branch junction construction of the tunnel can be easily performed.
[0014]
In the invention according to claim 8, in the method for branching and joining a shield tunnel according to any one of claims 1 to 6, the segment forming the tunnel side portion is formed of a material that can be cut by a shield excavator. It is characterized by having.
According to the present invention, the side of the tunnel is lined with a segment of a material that can be cut by a shield excavator, and the cut portion is formed inside the tunnel, so that the cutting member can be easily arranged and filled, and the segment is removed. Since it does not take much time, construction efficiency is improved.
[0015]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for branching and joining a shield tunnel according to any one of the first to eighth aspects, at least one of the first and second shield tunnels extends outward in the tunnel width direction. A widened portion is formed, and the first and second shield tunnels are connected on the widened portion or on the side of the tunnel opposite to the widened portion in the tunnel width direction.
According to the present invention, at least one of the first and second shield tunnels is formed with the widened portion extending in the tunnel width direction, so that even if the second shield tunnel is dug into the first shield tunnel. Thus, the width of the tunnel at the junction can be made wider.
[0016]
According to a tenth aspect of the present invention, in the branch tunnel merging method according to any one of the first to ninth aspects, when the branch merging portion of the first shield tunnel is constructed, the first branch tunnel merges. With respect to the width direction of the shield tunnel, the side opposite to the side to which the second shield tunnel is connected is formed by widening a shield excavator that excavates the first shield tunnel to form a widened portion, The excavation position of the shield excavator is displaced to the side where the second shield tunnel is connected substantially in accordance with the widening amount.
According to the present invention, the shield excavator is widened to form a widened portion, and is displaced to the opposite side of the widened portion substantially in accordance with the widening amount, so that the second shield of the first shield tunnel at the branching junction is formed. The linear shape in plan view of the side not connected to the tunnel can be maintained as a substantially straight line or a smoothly continuous line, and a space for connecting the first shield tunnel and the second shield tunnel is formed on the displaced side. be able to. As a result, the flow and arrangement of the passing objects, the mounted objects, and the installation facilities inside the first shield tunnel become smooth. For example, it is possible to form a branch junction by linearly arranging main roads and the like, and it is possible to make the flow of vehicles in the tunnel smooth.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same members or corresponding members even in different embodiments, and the description of the common parts is omitted.
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic plan cross-sectional view for explaining a schematic configuration of a tunnel branch junction 1A constructed by a shield tunnel branch junction construction method according to the first embodiment of the present invention. 2A, 2B, and 2C are an AA sectional view, a BB sectional view, and a CC sectional view, respectively, in FIG.
[0018]
The tunnel branch junction 1A is a branch junction of a road tunnel in which a branch line tunnel 3 (second shield tunnel) is connected to the main tunnel 2 (first shield tunnel) so as to branch in a Y-shape. is there.
The main line tunnel 2 is a shield tunnel having two lanes constructed by a tubular main line segment 2a extended into the ground 90 by a shield method. Various well-known methods can be used for the shield method, and the main line segment 2a can also be a concrete segment, a composite segment, a steel segment, or the like. The cross-sectional shape is not limited to a circular cross-section, but in this embodiment, the cross-sectional shape will be described.
[0019]
A road support portion 2c is provided in a lower half portion of the main line tunnel 2 and a main road portion 4 is formed above the road support portion 2c. The inside of the tunnel above the main road section 4 is covered with a secondary lining 2b provided inside the main line segment 2a, and the side wall and the ceiling of the road are appropriately formed. Although not particularly shown, lighting, ventilation, communication, drainage, fire extinguishing, and other facilities usually installed in a road tunnel are appropriately installed.
[0020]
Further, the outside of the main line segment 2a is filled with an appropriate backfill material as necessary according to the state of the ground 90, but since it is well known, illustration and description are omitted.
[0021]
The branch line tunnel 3 is a shield tunnel extended into the ground 90 by the shield method in the same manner as the main line tunnel 2, and the branch line segment 3a, the secondary lining 3b, and the road support portion are substantially similar to the main line tunnel 2. 3c, and a branch line road portion 5 (branch line portion) is formed above the road support portion 3c. The branch line road section 5 has one lane in the present embodiment.
The branch line tunnel 3 may be a branch line that separates from the main road section 4 (main line section) and follows another route, or may be an entrance ramp or an exit ramp that contacts the ground to get on and off the main road section 4. However, at least in the vicinity of the tunnel branching junction 1A, it is close to the side of the main tunnel 2 from a diagonal side in a horizontal plane, and is connected in a Y-shape at the tunnel branching junction 1A.
[0022]
The tunnel branch junction 1A further includes a tunnel connection part 10 (branch junction connection) and an acceleration lane part 11 (branch junction widening part). The tunnel branch junction 1A may be a junction road or a junction road depending on the traveling direction of the lane. However, the main configuration does not change in any case. For convenience, in the following description, in FIG. In the part 4, the vehicle travels from the left to the right as shown by the arrows Lm1 and Lm2, and the vehicle traveling on the branch road portion 5 moves from the upper left to the right in the horizontal direction as shown by the arrow Lb. The description will be made assuming that the vehicle travels and joins the main road section 4.
Also, in the following, for simplicity of description, unless otherwise specified, the left and right in the width direction of the tunnel will be expressed as left and right with respect to the vehicle traveling direction indicated by arrows Lm1, Lm2, Lb, and the like. For example, in the present embodiment, the branch line tunnel 3 is connected to the left side of the main line tunnel 2.
[0023]
The tunnel connecting portion 10 is a portion until the branch line road portion 5 approaching obliquely from the horizontal direction is lined up in parallel with the main road portion 4 at the same height. The configuration of the segment is a main line side segment 10A, a branch line. It is divided into a side segment 10B (see FIG. 2B).
The main line side segment 10A has, on the right side of the main line segment 2a (the side opposite to the branch line tunnel 3), a widened portion 10R which is formed by extending a part of the cylindrical surface of the segment horizontally and widened.
The branch line side segment 10B has a partial cylindrical shape in which the branch line segment 3a is extended, and the segment that cuts into the side of the main line segment 2a is removed.
A cutting block 6 is interposed at the connection between the main line side segment 10A and the branch line side segment 10B. In the inside of the tunnel, a connecting portion secondary lining 10b whose sectional shape is gradually changed so that the forked main road portion 4 and the forked road portion 5 become substantially parallel and unified into one. And a road support portion 10c.
[0024]
The acceleration lane section 11 is provided for a vehicle passing through the branch road section 5 to change lanes from the branch road section 5 to the main road section 4 and to merge therewith. The section 5 is arranged on the same plane without being separated by a separation zone, and the road width of the branch road section 5 is gradually reduced near the end thereof so that it is integrated with the two-lane main road section 4. It has become.
As shown in FIG. 2C, the cross section is a widened tunnel having widened portions 10L and 10R provided substantially symmetrically on the left and right in the width direction of a cylinder having the same diameter as the main line segment 2a. Inside, a secondary lining 11b and a road support portion 11c are formed, and a branch line road portion 5 and a main road portion 4 are formed above the road support portion 11c.
[0025]
Such a tunnel branching junction 1A can be constructed by the shield tunnel branching junction construction method according to the present invention described below.
The branch tunnel joining method according to the present invention includes a cutting portion forming step and a tunnel communication step. In the present embodiment, the tunnel communication step further includes a digging step and a communication part forming step.
FIGS. 3 to 5 are process explanatory diagrams of a plane cross section passing through the center of the tunnel of the tunnel branching junction 1A for explaining each step of the branching and joining construction method of the shield tunnel according to the first embodiment of the present invention. 6A is a sectional view taken along line DD in FIG. 3, FIG. 6B is a sectional view taken along line EE in FIG. 3B, and FIG. 6C is a sectional view taken along line FF in FIG. It is. FIG. 7 is a cross-sectional view in the tunnel width direction for explaining the communication portion forming step.
[0026]
The cutting part forming step is a step of forming a cutting part on the tunnel inner side of the tunnel side part 8 of the main line tunnel 2 to which the branch line tunnel 3 connects. In the present embodiment, the main tunnel 2 is excavated by the shield excavator 12.
The shield excavator 12 is provided with an overcutter 13R (13L) and a widening member 14R (14L) that can protrude outward in the width direction on the side of the shield, thereby forming the ground 90 with a cross-sectional shape protruding in the width direction. By excavating and arranging appropriate segments on its inner surface, it is possible to form a shield tunnel having widened portions 10R and 10L. Further, the amount of protrusion of the widened portions 10R and 10L can be appropriately changed. Although such a shield excavator 12 is realized by various mechanisms, any one having any mechanism may be used in the present method. For example, those described in JP-A-2002-242585 can be suitably used.
[0027]
As shown in FIG. 3A, the main line tunnel 2 is constructed with a circular pipe cross section from the left side of the drawing to a position P. Then, from the position P, excavation is performed while forming the widened portion 10R on the right side. Then, the main line side segment 10A is installed according to the excavated cross section, and the primary lining is formed. In this case, the widened portion 10R may be gradually widened and excavated for a predetermined length, so that the maximum overhang amount is obtained, or the widened portion 10R may be widened at a position P as shown in FIG. Good.
On the other hand, a temporary wall 7a (temporary support member) for partitioning the inside of the tunnel in the width direction is fixed to the inside of the tunnel side portion 8 so as to be removable between the upper and lower sides of the main line side segment 10A. A cutting block 6 divided into an appropriate size is arranged without gaps between the skin plates in the shape of a circle (close fitting). When the cutting block 6 has elasticity, the cutting block 6 is arranged with such a gap that the gap is closed when receiving the earth pressure. Needless to say, a suitable water-stopping material may be filled between the cutting blocks 6 in order to improve the water-stopping performance.
[0028]
The cutting block 6 preferably retains the earth pressure and the water pressure from the ground 90 so as to stop water so that muddy water does not flow into the tunnel, and is cut by a cutter of a shield excavator that excavates the branch line tunnel 3. It is composed of possible materials. For example, a low-strength mortar block, styrene foam, synthetic resin, or the like can be suitably used. The size of the cutting block 6 can be set to an appropriate size in consideration of workability and the like. In particular, when styrofoam or synthetic resin is used, the work efficiency is good even if the block is enlarged due to its light weight, and the space between the skin plate and the temporary temporary wall 7a can be filled with a small number of blocks. There is an advantage of improving.
The outer peripheral side of the cutting block 6 near the skin plate of the shield excavator 12 is machined into a shape along the inner surface of the skin plate. For this reason, the tail seal (not shown) of the shield excavator 12 comes into close contact with the cutting block 6 so that muddy water can be prevented from entering the shield excavator 12 and the tunnel.
[0029]
The temporary wall in the width direction 7a supports the earth pressure applied to the main line side segment 10A in the upper and lower in-plane directions until the cutting block 6 is arranged, and supports the earth pressure in the out-of-plane direction via the cutting block 6. In addition, the structural member maintains the tunnel cross-sectional shape. When the earth pressure can be supported only by the cutting block 6, it can be removed from the inside of the main line tunnel 2. For example, means such as bolting to the main line side segment 10A with a steel member can be adopted.
The construction of the cutting block 6 and the temporary wall 7a in the width direction is performed in conjunction with the construction of the shield excavator 12, but can be firmly connected to each other when the cutting block 6 is assembled and arranged. The width-direction temporary wall 7a does not have to be provided as long as it can withstand the earth pressure or the like even when cutting by the step 15. The temporary wall 7a in the width direction may have this function as a temporary support member, and the wall in the present embodiment is only one example.
[0030]
Then, while holding the cutting block 6 so as not to move, the shield excavator 12 is straightened to the position Q by taking a reaction force to the main line side segment 10A and excavates. Further, from the position Q to the position R, the shield excavator 12 excavates in a diagonal horizontal direction toward the left side in the tunnel width direction. From the position R, the direction of the shield excavator 12 is changed and excavation is performed in a direction parallel to the direction in which the main tunnel 2 extends. At this time, the right side portion of the main line segment 2a and the side portion of the widened portion 10R are aligned substantially on the same line in the tunnel extending direction in the no plan view in FIG. 3B. Therefore, the center of the shield excavator 12 has been moved leftward (toward the branch line tunnel 3) by the overhang width of the widened portion 10R.
[0031]
On the other hand, inside the tunnel of the tunnel connection part 10, the temporary wall 7a in the width direction extends substantially straight obliquely to the right in the tunnel width direction. This direction is the direction along the planned extension direction of the branch line tunnel 3 indicated by the broken line in the figure. In other words, the temporary width direction wall 7a is constructed as a partition wall extending obliquely across the inside of the main line tunnel 2 while changing its position in the width direction inside the main line tunnel 2 and changing its dimension in the vertical direction.
FIG. 6A shows this in a cross section in the tunnel width direction. FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 3A, and has substantially the same positional relationship after the position P. The broken line in the figure indicates the position of the branch line segment 3a of the branch line tunnel 3 to be built later.
[0032]
As shown in FIG. 6 (a), only the cutting block 6 is arranged in an area where the branch line tunnel 3 is constructed, and the circumferential end of the main line side segment 10A and the width direction temporary wall 7a are connected to the branch line segment 3a. It is arranged so that it does not overlap with the scheduled position. That is, the circumferential end of the main line side segment 10A is stopped at a position close to the branch line tunnel 3 along the extension direction of the tunnel.
[0033]
Then, the excavation is continued, the temporary temporary wall 7a is extended, and the cutting block 6 is arranged. The excavation end position S of the shield excavator 15 excavating the branch line tunnel 3, that is, the widened portion 10L is extended. When it reaches the position, the arrangement of the cutting block 6 stops. Then, the extending direction temporary wall 7b is arranged so as to cover the end of the cutting block 6 on the inner side of the tunnel, and is fixed so as to be removable. Thus, the cutting block 6 is covered from the inside of the main line tunnel 2 by the extending direction temporary wall 7b and the width direction temporary wall 7a.
Thus, the cutting portion forming step is completed.
[0034]
Then, the excavator 12 goes straight to continue excavation. At this time, in order to provide the widened portion 10L on the left side in the tunnel width direction, the overcutter 13L is protruded from the shield excavator 12, and the widened member 14L is extended to widen. The segment 11a is installed (see FIGS. 3B and 6B).
The width of the inside of the widened segment 11a is set such that the main road section 4 and the branch road section 5 can be juxtaposed after appropriate secondary lining.
[0035]
As shown in FIG. 4 (c), the acceleration lane portion 11 extends the widened segment 11a having the widened portions 10R and 10L in the same cross section as that of FIG. This is formed by stopping the overhang of 10 L and reducing the diameter to the same cross section as the main line tunnel 2.
Then, the direction of the shield excavator 12 is changed between the positions T to U in order to maintain the linearity of the main road section 4 to be formed later, and the axial center of the shield excavator 12 is moved forward of the tunnel connection portion 10. With the center of the main tunnel 2. However, if it is not necessary to make the main road section 4 straight, there is no need to perform such a direction change.
[0036]
Next, the tunnel communication step of the present embodiment will be described.
First, as shown in FIG. 4C, in the excavation step, the shield excavator 15 forming the branch line tunnel 3 is started, and the branch line tunnel 3 is formed along a predetermined route. Then, in the vicinity of the main line tunnel 2, while cutting the cutting block 6 forming the tunnel side portion 8 of the main line tunnel 2 together with the ground mountain 90, it cuts into the main line tunnel 2 along the temporary wall 7 a in the width direction. Dig into
Then, when the cutter of the shield excavator 15 has excavated until it faces the extending direction temporary wall 7b, the excavation is completed.
[0037]
At this time, the branch line tunnel 3 and the main line tunnel 2 are formed into a partition wall by the right side portion of the branch line segment 3a, the temporary wall 7a in the width direction, the remaining portion of the cutting block 6 sandwiched therebetween, and the temporary wall 7b in the extension direction. They are separated (see FIG. 6C). The portion of the cutting block 6 facing the ground 90 is very small. Actually, it is reinforced by a backfill material or the like for stabilizing the vicinity of the segment and water is stopped from the outside. Thus, almost all earth pressure is supported by the branch line segment 3a facing the ground 90 and the main line side segment 10A.
[0038]
Next, the branch line tunnel 3 and the main line tunnel 2 are communicated with each other in the tunnel width direction in the communication portion forming step.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are schematic explanatory views showing the state of construction on the FF cross section of FIG. 4D to explain the detailed steps.
First, columns 16 and 17 (supports) for vertically supporting the main line side segment 10A and the branch line segment 3a are erected at appropriate intervals inside each tunnel (FIG. 7A). In this state, the temporary wall 7a in the width direction is removed from the inside of the main line tunnel 2, and at the same time, a part of the branch line segment 3a facing the cutting block 6 is removed from the branch line tunnel 3 side. Form the open branch line side segment 10B.
Then, a part of the cutting block 6 is removed with the columns 16 and 17 remaining, and the main line tunnel 2 and the branch line tunnel 3 communicate with each other in the width direction of the tunnel. In this way, the main line side segment 10A and the branch line side segment 10B form the primary lining tunnel connection portion 10.
[0039]
Next, as shown in FIG. 7B, a road support 10c (lower support) extending over the main line tunnel 2 and the branch line tunnel 3 is formed below the inside of the tunnel by wrapping the columns 16 and 17 therebetween. A connecting portion secondary lining 10b which covers the support portion 10c from above and extends over the main line tunnel 2 and the branch line tunnel 3 is formed above the inside of the tunnel. The connection part secondary lining 10b achieves permanent water stoppage and reinforcement of a relatively fragile portion where the cutting block 6 is interposed between the branch line side segment 10B and the main line side segment 10A.
Then, as shown in FIG. 7 (c), the unnecessary supports 16 and 17 between the connecting part secondary lining 10b and the road support part 10c are removed, and the main road part is placed on the road support part 10c. 4 and a branch line road section 5 are formed.
In the communication part forming step, the main line tunnel and the branch line tunnel are erected to support the main line side segment and the branch line segment respectively, the temporary wall is removed, and the branch line segment is set from the branch line tunnel side. After removing a part of the cutting block and removing a part of the cutting block, the support is involved to form a road support, and the support is also involved to form a secondary lining. This is the process of removing unnecessary support that remains in the space surrounded by the work. In the main tunnel and the branch line tunnel, the road support section and the secondary line lining are formed as much as possible within the range where the road support section and the secondary lining can be formed. With the secondary lining interposed, the shoring is divided and erected, then the temporary wall is removed, a part of the branch line segment is removed from the branch line tunnel side, a part of the cutting block is removed, and The remaining road support part and secondary lining are formed to form a secondary lining, and the road support part and the secondary lining, which are separately constructed on the left and right, are integrated. Finally, there is no need to remain in the space surrounded by the road support part and the secondary lining. It is good also as a process of removing the old shoring.
Thus, the communication portion forming step is completed.
[0040]
Further, the acceleration lane section 11 forms a road support section 10c and a connection section secondary lining 10b in the same manner as a normal widening tunnel, and extends the main road section 4 and the branch road section 5 from the tunnel connection section 10, It is formed by absorbing the branch road section 5 into the main road section 4 and returning the lane width to two lanes.
[0041]
By sequentially performing the steps described above, the branch line tunnel 3 is connected to the main line tunnel 2 in a Y-shape, and a tunnel junction 10A having a tunnel connection portion 10 and an acceleration lane portion 11 is constructed (FIG. 1). can do.
According to the present embodiment, the cutting portion is provided inside the main line tunnel, the cutting portion is cut by a shield excavator that forms a branch line tunnel, and after forming the segment of the tunnel connection portion by the segment of each tunnel, the tunnel Since the inside is communicated, there is an advantage that a tunnel connection part can be formed by the operation inside the tunnel.
Therefore, the construction does not affect the ground, and there is no need to make large-scale ground improvements around the tunnel, so construction costs and construction period can be reduced, and construction can be performed extremely safely. There is an advantage that can be.
[0042]
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described.
The present embodiment is significantly different from the first embodiment in that after the main line tunnel is once completed to a serviceable state, a branch line tunnel is constructed and connected to the main line tunnel. Therefore, since many steps are common, the following description focuses on differences from the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic plan cross-sectional view for explaining a schematic configuration of a tunnel branching junction 1B constructed by the shield tunnel branching / joining construction method according to the second embodiment of the present invention. 9A, 9B, and 9C are respectively a GG sectional view, an HH sectional view, and an II sectional view in FIG.
[0043]
The tunnel branch junction 1B is a branch junction of a road tunnel in which the branch line tunnel 3 is connected to the existing main line tunnel 20 in a Y-shape. The tunnel branch junction 1B includes a tunnel connection part 10 and an acceleration lane part 11.
For the same reason as in the first embodiment, the vehicle travels from left to right in the main road section 4 as shown by arrows Lm1, Lm2, and Lm3 in FIG. The description will be made on the assumption that the traveling vehicle travels from the upper left in the figure to the right in the horizontal direction as shown by the arrow Lb and joins the main road section 4.
Unless otherwise specified, the left and right in the width direction of the tunnel are also expressed as left and right with respect to the vehicle traveling direction indicated by arrows Lm1, Lm2, Lm3, Lb, and the like.
The configuration of the existing main line tunnel 20 is substantially the same as that of the tunnel branching junction 1A, but the detailed configuration will be described in the description of each process. Although FIG. 8 illustrates the case where the number of lanes of the main road section 4 is three, this is merely an example, and two or more lanes are sufficient to enable road operation during construction. .
[0044]
FIGS. 10 and 11 are process explanatory views of a plane cross section passing through the center of the tunnel of the tunnel branching junction 1B for explaining each step of the shield tunnel branching and merging method according to the second embodiment of the present invention. 12A is a cross-sectional view taken along the line JJ in FIG. 10A, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line KK in FIG. 10B, and FIG. It is L sectional drawing. FIGS. 13D and 13E are explanatory views showing the state of the cross section in the tunnel width direction in the communication portion forming step.
The processes in the present embodiment include a cutting portion forming process, a digging process, and a communicating portion forming process. The latter two steps constitute a tunnel communication step.
[0045]
The cutting part forming step is a step of forming a cutting part on the inside of the tunnel side part 24 of the existing main line tunnel 20 to which the branch line tunnel 3 is connected. Prior to the specific description of the process, the configuration of the existing main line tunnel 20 in the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 9A, the existing main line tunnel 20 is constructed by a generally tubular main line segment 2a, and has a road having a plurality of straight lanes of, for example, three lanes on the road support portion 2c. It is a tunnel. In the portion where the construction of the tunnel branch junction 1B is to be constructed, a connection widening part 30 (branch junction connection part) and a road width expansion wide part 31 (branch junction widening part) are continuously provided. A connection space 18 and a merging lane space 19 are provided on the left lateral side of the main road section 4 (main line section) connecting the branch line tunnel 3 (see FIG. 10A).
[0046]
As shown in FIG. 12A, the connection widening portion 30 has a cross section in which a widening portion 10R is formed on the right side in the width direction of the tunnel. The cutable segment 21 is arranged in an arc shape on the tunnel side portion 24 on the left side in the width direction, and the other cross-sectional outer peripheral portion is covered by the main line side segment 10A. The inner lining is provided with a secondary lining 11b necessary for using the main road section 4.
The arrangement position of the cuttable segment 21 is set so as to overlap at least the portion surrounded by the planned arrangement position of the branch line segment 3a indicated by the broken line, and to protrude outside.
[0047]
The cuttable segment 21 is a segment having the same configuration as the main line side segment 10 </ b> A of the circular pipe portion and having compatibility in arrangement and joining, and is a cutter of the shield excavator 15 for constructing the branch line tunnel 3. It is made of a material that can be cut by using.
As such a machinable material, for example, a concrete segment in which a nonmetallic reinforcing fiber such as glass fiber or carbon fiber is arranged and compounded instead of the reinforcing bar can be adopted. In addition, a synthetic segment filled with concrete by replacing the steel plate portion of the synthetic segment with a synthetic resin containing reinforcing fibers can also be employed.
It is needless to say that a material that can be cut by the shield excavator 15, such as a synthetic resin, is also used as a joint for joining the cuttable segments 21.
[0048]
The widening portion 31 for widening the road width is a widening tunnel that becomes as shown in FIG. 9C when the branch road portion 5 is formed in the merging lane space 19, and is widened left and right in the width direction by the shield excavator 12. It is built by forming 10R and 10L. The inner surface is provided with a secondary lining 11b necessary for putting the main road section 4 into service.
As described above, the construction of the tunnel branching junction 1B in the existing main line tunnel 20 is different from the first embodiment in the cutting portion forming step, but the two side portions used for the main line tunnel 2 in the first embodiment are different. It uses a shield excavator 12 that is substantially the same as the shield excavator 12 that widens, and the following points are common as the excavation method using the shield excavator 12 at the junction. When the ordinary main tunnel is excavated and reaches the junction of the branch junction, the side opposite to the side to which the branch line tunnel 3 is connected is widened, and the excavation position is changed by turning along with the excavation. When the branch line tunnel 3 is displaced to the connection side and reaches the branch junction widening section, the side to which the branch line tunnel is connected is also widened, excavating while maintaining the displacement, and reaching the end point of the branch junction widening section. Before the excavation, the shield excavator is displaced in the opposite direction again to return to the main line tunnel position, and then the width is reduced and a normal main line tunnel is excavated.
In the present embodiment, the widening is performed at once, but may be performed gradually or stepwise.
[0049]
In forming the cut portion, the traffic lane 4a is restricted from three lanes to two lanes on the main road section 4, and one lane on the left is used as an empty space. Then, as shown in FIG. 10B, the temporary temporary wall 7a and the temporary temporary extension wall 7b are erected so as to cover the vicinity of the cuttable segment 21 of the connection widening portion 30 so as to be removable. A cutting member filling space that covers the inner surface of the cuttable segment 21 is provided.
Then, a hardened cement material 22, which becomes a cutting member that can be cut by the shield excavator 15 after hardening, is filled into the cutting member filling space and hardened (see FIG. 12B). As the cement hardening material 22, a mixture of cement and water in earth and sand, a mortar, or the like can be used.
[0050]
In this manner, a cut portion including the cuttable segment 21, the cement hardening material 22, the temporary width direction wall 7a, and the temporary extension direction wall 7b is formed on the tunnel inner side of the tunnel side portion 24.
In this step, since the cut portion is formed from the inside of the existing main line tunnel 20 when the existing main line tunnel 20 is completed, the installation work of the width direction temporary wall 7a and the extension direction temporary wall 7b can be performed safely and easily. There is an advantage that you can.
[0051]
Next, in the excavation step, as shown in FIGS. 11C and 11D, the shield excavator 15 is excavated to form the branch line tunnel 3. In the connection widening portion 30, the cutting portion 21 forming the tunnel side portion 24 digs obliquely into the cement hardening material 22 so as to bite into the cement hardening material 22, and gradually changes the traveling direction of the shield excavator 15 to the width direction. Proceed in the direction along the temporary wall 7a, dig into the vicinity of the one temporary wall 7b in the extending direction at the position V in FIG. 11C, and stop the shield excavator 15.
In this process, all construction is performed on the ground 90 side of the temporary wall 7a in the width direction and the temporary wall 7b in the extension direction, and these temporary walls serve as partition walls. There is no effect of construction. Therefore, there is an advantage that inside the existing main line tunnel 20, safe vehicle traffic can be performed even during construction.
[0052]
Next, in the connecting portion forming step, since the construction work occurs inside the branch line tunnel 3 and the existing main line tunnel 20, the construction is performed while traffic control is performed. The construction is the same as the connecting part forming step in the first embodiment. That is, columns 16 and 17 are erected above and below the main line side segment 10A and the branch line tunnel 3 to support the earth pressure from the ground 90 (see FIG. 12C). Then, the temporary wall 7a, the temporary wall 7b, and the branch line segment 3a are removed from the inside of each tunnel, and the road support portion 10c is constructed as necessary. The connecting part secondary lining 10b is constructed (see FIG. 13D). Then, the pillars 16 and 17 are removed, and the main road section 4 in the connection widening section 30 is restored to restore the three lanes. Then, a junction of the branch line road section 5 is formed.
Further, in the widening portion 31 for road width expansion, the branch line road portion 5 is extended in the merging lane space 19.
In this way, the tunnel connecting section 10 and the acceleration lane section 11 shown in FIG. 8 are constructed inside the tunnel.
[0053]
According to the present embodiment, the existing main line tunnel 20 is constructed by arranging the cutable segment 21 at a portion to be connected to the branch line tunnel 3, so that the cutting portion can be safely and easily formed from inside the existing main line tunnel 20. There is an advantage that it can be formed. Moreover, there is an advantage that the excavation step of the branch line tunnel 3 can be performed while the existing main line tunnel 20 is in service, and the traffic control period during construction can be greatly reduced.
[0054]
Next, a modified example of the present embodiment will be described.
This modified example is a method that enables the cutting portion forming step to be performed even when a segment 21 that can be cut in advance cannot be constructed in the existing main line tunnel 20.
FIGS. 14A and 14B are cross-sectional views in the tunnel width direction for explaining the cutting portion forming step of the present modification, and correspond to the KK cross section in FIG. 10B. It is sectional drawing of a position.
The existing main line tunnel 20 in this modification is covered with a main line side segment 10A whose tunnel side portion 24 cannot be cut by the cutter of the shield excavator 15. Therefore, in the present modification, a cutting portion is formed by removing the main line side segment 10A in the tunnel side portion 24 and replacing it with a cutting member capable of cutting.
[0055]
As shown in FIG. 14A, first, a predetermined area covering the tunnel side portion 24 is ground-improved so that the outside of the tunnel side portion 24 can temporarily stand alone even if the segment is removed. Thus, the reinforcing ground portion 23 is formed.
Further, in order to form a cut portion that covers the inside of the tunnel side portion 24 and to receive the earth pressure applied to the segment, the width direction temporary wall 7a is fixed removably inside the existing main line tunnel 20, and the main line side segment is removed. 10A is supported vertically. Then, the main line side segment 10A in the tunnel side portion 24 is removed from the inside of the tunnel.
Then, the extending direction temporary wall 7b is fixed so as to be removable, and the portion in which the main line side segment 10A is removed by the width direction temporary wall 7a and the extending direction temporary wall 7b is covered from inside the tunnel, so that the reinforcing ground portion 23 and the width are reduced. A cutting member filling space surrounded by the direction temporary wall 7a and the extending direction temporary wall 7b is provided. Then, the hardened cement material 22 is filled into the cutting member filling space and hardened. Thus, a cutting portion is formed.
[0056]
In the present modification, the reinforcing ground portion 23 is only required to be able to temporarily stand on its own until the cement hardening material 22 is filled in the cutting member filling space, and no permanent reinforcement is required. There is an advantage that a range near the side portion 24 is sufficient.
[0057]
In the above description of the modified example, the main ground side segment 10A is removed after forming the reinforcing ground portion 23. However, the reinforcing ground portion 23 is formed stepwise in the tunnel extending direction, and the reinforcing ground portion is formed. The main line side segment 10A of the portion where the portion 23 is formed is removed, a temporary form plate is provided between the width direction temporary wall 7a and the reinforcing ground portion 23 in the tunnel width direction, and the cement hardening material 22 is filled. The process may be repeated to construct a cutting portion. In this case, even if the reinforcing ground portion 23 is formed to have relatively low strength, the reinforcing ground portion 23 can be safely constructed, and there is an advantage that the ground improvement can be made smaller.
[0058]
In the above description of the first embodiment, the cutting block 6 is described as an example of a member processed into a block shape. However, if the cutting block 6 can be arranged for each excavation length of the shield excavator 12 in the shield machine, It need not be a solid block. For example, a bag may be provided on the temporary wall 7a in the width direction and the cement hardening material 22 may be filled in the bag to be cured in a block shape.
As the bag material, for example, synthetic fibers containing glass fiber or synthetic resin materials such as vinyl chloride as a base material can be suitably used.
[0059]
Further, in the above description of the second embodiment, the example in which the cement hardening material 22 is used as the cutting member has been described, but the cutting block 6 may be arranged as in the first embodiment. However, unlike the order described above, before the cutting direction filling wall is formed by surrounding the cuttable segment 21 with the width-direction temporary wall 7a and the extension-direction temporary wall 7b, the carry-in entrance of the cutting block 6 is changed in width. The cutting block 6 is disposed on the temporary direction wall 7a, or the width direction temporary wall 7a is fixed while the cutting block 6 is disposed.
[0060]
In the above description of the second embodiment, an example in which the tunnel connecting portion 10 is mainly formed by the connection widening portion 30 and the acceleration lane portion 11 is formed by the road width widening portion 31 has been described. The width expanding portion 31 for width expansion is further shortened or not provided at all, the widening portion 30 for connection is extended to the range of the acceleration lane portion 11, and the branch line tunnel 3 is dug to the range of the acceleration lane portion 11 to accelerate. A widening tunnel for forming the lane portion 11 may be formed.
As described above, the method for branching and joining a shield tunnel according to the present invention can also be used as a method for widening an existing shield tunnel. Even in that case, the above-described operation and effect are similarly obtained. In particular, there is an excellent advantage that the existing road tunnel can be used for most of the construction period.
[0061]
Further, through the description of the first and second embodiments, the example in which the widened portion 10R is provided on the right side in the width direction of the main line tunnel 2 has been described, but the left side in the width direction of the main line tunnel 2 to which the branch line tunnel 3 is connected. May be provided with a widened portion 10L. Incidentally, in the first and second embodiments, the acceleration lane portion 11 (branch junction widening portion) of the tunnel branch junction portion 1A and the road width widening portion 31 (branch junction widening portion) of the tunnel branch junction portion 1B. The right side portion and the right side portion of the main line tunnel before the junction are on one straight line in plan view of FIGS. That is, in the construction of the branch junction where the right widening portion is provided, the center of the main line tunnel is displaced to the left (the side to which the branch line tunnel is connected) to make such a linear shape. Note that the linear shape is not limited to a straight line and may be a curved line. In short, it suffices that the right side of these lines be connected to one substantially gentle line. As a result, the alignment of the main road section 4 (main line section) is not particularly changed at the junction, so that the traffic on the main line section after completion is smooth. Even if the application is not a road tunnel, but a railway, sewage, or common ditches, the flow and arrangement of objects passing or placed on the main line are also smooth. In addition, in the acceleration lane portion 11 of the tunnel junction 1A and the road width expanding portion 31 of the tunnel junction 1B, a wide portion is also provided on the left side. This part is a part to be constructed as one widening tunnel with a cross section, and it is better to provide the widening part on both the left and right rather than only on one side, so the amount of widening is equalized, so if the amount of widening is the same The manufacturing cost of the shield excavator and the overall construction cost can be reduced.
Further, the cross-sectional shapes of the widened portions 10R and 10L are merely examples, and it is needless to say that the cross-sectional shapes are not limited to the shapes described above.
[0062]
Further, in the description of the first and second embodiments, an example is described in which the main line tunnel is connected to the branch line tunnel in a Y-shape. However, a plurality of tunnels are connected in a T-shape or a cross, for example. May be used. According to these connection forms, in the case of a road tunnel, a road intersection is formed.
In such a connection form, when the connection angle is close to 90 degrees, it is not essential to provide a widened portion in the shield tunnel.
[0063]
Further, in the description of the first and second embodiments, an example has been described in which the tunnel communication step is performed by dividing the tunnel communication step into the excavation step and the communication portion forming step. If constructed in this way, it is preferable because the safety is high.However, if the safety in the tunnel is maintained even if the excavation is performed as it is, due to the strength, it is communicated in the extending direction with a shield excavator, and then if necessary A communication portion may be formed in the tunnel width direction.
[0064]
In the above description of the first and second embodiments, the two shield tunnels to be connected have different inner diameters, and form a junction from a branch road to a main road or a junction opposite thereto. Although the present invention has been described, the present invention can be used as a general branching / joining construction method in which shield tunnels are crossed and connected, and it goes without saying that the present invention can be used for other purposes. For example, it may be used for connecting shield tunnels having the same inner diameter. Further, the shield tunnel is not limited to a road tunnel, but may be, for example, a railway tunnel or a fluid tunnel.
[0065]
Further, in the description of the first and second embodiments, the excavation directions of the shield excavators 12 and 15 are limited for convenience, but one or both of them may be reversed for construction. . In that case, it is necessary to change the order of the steps slightly, but the description is omitted because it is easily understood by those skilled in the art.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for constructing a branch and junction of a shield tunnel according to the present invention, when constructing a branch and junction of a shield tunnel, the construction can be performed without affecting the ground, and the construction period can be shortened. This has the effect of reducing costs and enabling safe construction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan cross-sectional view for explaining a schematic configuration of a tunnel branch junction formed by a shield tunnel branch junction construction method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA, BB, and CC in FIG.
FIG. 3 is a process explanatory view of a plane cross section passing through the center of the tunnel at a tunnel branching junction for explaining each step of the method of branch shield merging of a shield tunnel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process explanatory view for explaining each step following FIG. 3;
FIG. 5 is also a process explanatory view illustrating each step following FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view taken along line DD in FIG.
FIG. 7 is a schematic explanatory view of a cross section in a width direction of the tunnel for describing a communication portion forming step according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan sectional view for explaining a schematic configuration of a tunnel branch junction formed by a shield tunnel branch junction construction method according to a second embodiment of the present invention.
9 is a sectional view taken along line GG, HH, and II in FIG. 8;
FIG. 10 is a process explanatory view of a plane cross section passing through the center of the tunnel at the tunnel branching junction for explaining each step of the shield tunnel branching and merging method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a process explanatory view for explaining each step following FIG. 10;
FIG. 12 is a sectional view taken along the line KK in FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state of a cross section in a tunnel width direction in a communication portion forming step according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view in the tunnel width direction for explaining a cutting portion forming step of a modification according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Tunnel junction
2 main line tunnel (first shield tunnel)
2a Main line segment
3 branch line tunnel (second shield tunnel)
3a Branch line segment
4 Main road section (main line section)
4a traffic lane
5 branch road section (branch line section)
6 Cutting block (cutting member)
7a Temporary wall in the width direction (temporary support member)
7b Temporary wall in extension direction (temporary support member)
8, 24 Tunnel side
10 Tunnel connection (branch junction)
10b Secondary lining of connecting part
10A Main line side segment
10B Branch line side segment
10R, 10L Wide section
11 Acceleration lane part (branch junction widening part)
12,15 shield excavator
16, 17 props (shoring)
20 Existing Main Line Tunnel (First Shield Tunnel)
21 Segments that can be cut
22 Cement hardening material (cutting member)
23 Reinforced ground
30 Widening part for connection (branch junction part)
31 Widening section for road width expansion (Branch junction widening section)

Claims (10)

第１のシールドトンネルの延設方向のトンネル側部に第２のシールドトンネルを接続するシールドトンネルの分岐合流施工方法であって、
前記トンネル側部および第１のシールドトンネル内の前記トンネル側部近傍に、シールド掘削機で切削可能な材質からなる切削部材を配置して切削部を形成する切削部形成工程と、
前記第２のシールドトンネルを、前記トンネル側部から前記切削部内に向けて掘進して、前記第１のシールドトンネル内部に連通させるトンネル連通工程とを備えたことを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。A method for branching and joining a shield tunnel, wherein a second shield tunnel is connected to a side of the first shield tunnel in a direction of extension of the first tunnel,
A cutting part forming step of forming a cutting part by arranging a cutting member made of a material that can be cut by a shield excavator in the vicinity of the tunnel side part in the tunnel side part and the first shield tunnel;
A tunnel communication step of excavating the second shield tunnel from the side of the tunnel toward the inside of the cutting portion and communicating with the inside of the first shield tunnel. Construction method. 請求項１に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記トンネル連通工程が、
前記第２のシールドトンネルを前記トンネル側部から前記切削部内に向けて掘進して、
該第２のシールドトンネルの先端が前記第１のシールドトンネル内に略貫入するとともに、前記切削部がそれぞれのトンネルの間で隔壁状に残存する状態で掘進を停止する掘進工程と、
前記隔壁状に残存する切削部を撤去して、前記第２のシールドトンネルと前記第１のシールドトンネルとをトンネル断面方向に連通させる連通部形成工程とからなることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the method of branch junction construction of a shield tunnel according to claim 1,
The tunnel communication step,
Digging the second shield tunnel from the tunnel side into the cutting section,
A digging step in which the tip of the second shield tunnel substantially penetrates into the first shield tunnel, and the digging is stopped in a state where the cutting portion remains in a partition shape between the tunnels;
A step of removing a cutting portion remaining in the shape of the partition wall, and forming a communication portion for connecting the second shield tunnel and the first shield tunnel in a cross-sectional direction of the tunnel. Merging construction method. 請求項２に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記連通部形成工程が、
前記切削部近傍のトンネル内部に支保工を仮設してから、
前記隔壁状に残存する切削部を撤去し、
前記第１および第２のシールドトンネルの内面にまたがる覆工を設けて連通部を形成する工程からなることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branching and joining construction method of the shield tunnel according to claim 2,
The communication portion forming step,
After temporarily installing a support in the tunnel near the cutting part,
Remove the cutting part remaining in the partition shape,
A method for branching and joining shield tunnels, comprising a step of forming a communication part by providing a lining over the inner surfaces of the first and second shield tunnels. 請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記切削部形成工程が、
前記第１のシールドトンネルの内部にセグメントまたは前記切削部材を介して土圧を支持するための撤去可能な仮設支持部材を設け、
ブロック状に分割された前記切削部材を、前記仮設支持部材と前記トンネル側部との間に密嵌して配置する工程からなることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch junction construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 3,
The cutting portion forming step,
A removable temporary support member for supporting earth pressure via the segment or the cutting member is provided inside the first shield tunnel,
A method for branching and joining a shield tunnel, comprising a step of closely fitting the cutting member divided into a block shape between the temporary support member and the tunnel side portion. 請求項４に記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記仮設支持部材および前記切削部材を、前記第１のシールドトンネルのセグメントの組立設置と同時に設置していくことを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch tunnel construction method of the shield tunnel according to claim 4,
The method according to claim 1, wherein the temporary support member and the cutting member are installed at the same time when the segments of the first shield tunnel are assembled and installed. 請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記切削部形成工程が、
前記第１のシールドトンネルの内部にセグメントまたは前記切削部材を介して土圧を支持するための撤去可能な仮設支持部材を設け、
セメント硬化材からなる前記切削部材を、前記仮設支持部材と前記トンネル側部との間に充填して硬化させる工程からなることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch junction construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 3,
The cutting portion forming step,
A removable temporary support member for supporting earth pressure via the segment or the cutting member is provided inside the first shield tunnel,
A step of filling the cutting member made of a cement hardening material between the temporary supporting member and the side of the tunnel and hardening the material, and branching and joining the shield tunnel. 請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記切削部形成工程が、
前記トンネル側部の地山側に地盤改良を施して該トンネル側部を覆う補強地盤部を形成するとともに、前記トンネル側部と並列して前記第１のシールドトンネルの内部に撤去可能な仮設支持部材を設け、
前記トンネル側部をなすセグメントを取り外し、
それによりトンネル内部側に露出した前記補強地盤部と前記仮設支持部材との間に、前記切削部材を配置または充填する工程からなることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch junction construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 3,
The cutting portion forming step,
A temporary support member that is capable of performing ground improvement on the ground side of the tunnel side portion to form a reinforcing ground portion that covers the tunnel side portion and that can be removed inside the first shield tunnel in parallel with the tunnel side portion. And
Remove the segment forming the tunnel side,
A method of arranging or filling the shield tunnel between the reinforcing ground portion exposed to the inside of the tunnel and the temporary support member, thereby disposing or cutting the cutting member. 請求項１〜６のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記トンネル側部を形成するセグメントが、シールド掘削機で切削可能な材質で形成されたことを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch tunnel construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 6,
A method for branching and joining a shield tunnel, wherein a segment forming the tunnel side portion is formed of a material that can be cut by a shield excavator. 請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記第１および第２のシールドトンネルの少なくとも一方に、トンネル幅方向外側へ張り出す拡幅部を形成し、
該拡幅部または該拡幅部とトンネル幅方向の反対側のトンネル側面において前記第１および第２のシールドトンネルを接続することを特徴とするシールドトンネルの分岐合流施工方法。In the branch tunnel construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 8,
Forming a widened portion projecting outward in the tunnel width direction on at least one of the first and second shield tunnels;
A method for branching and joining shield tunnels, comprising connecting the first and second shield tunnels at the widened portion or at a side of the tunnel opposite to the widened portion in the tunnel width direction. 請求項１〜９のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流施工方法において、
前記第１のシールドトンネルの分岐合流部の施工をする際に、前記第１のシールドトンネルの幅方向に対して、前記第２のシールドトンネルが接続される側とは反対側を、前記第１のシールドトンネルを掘削するシールド掘削機を拡幅することで拡幅部を形成し、前記シールド掘削機の掘進位置を前記拡幅量に略応じて前記第２のシールドトンネルが接続される側に変位させることを特徴とするシールドトンネル分岐合流施工方法。In the branching and joining construction method of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 9,
When the branch junction of the first shield tunnel is constructed, the side opposite to the side to which the second shield tunnel is connected to the width direction of the first shield tunnel is the first shield tunnel. Forming a widened portion by widening a shield excavator that excavates a shield tunnel, and displacing the excavation position of the shield excavator to a side to which the second shield tunnel is connected substantially according to the widening amount. A method for constructing a branch junction of a shield tunnel.
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