JP2004308250A - Construction method for tunnel branch confluence part and structure of tunnel branch confluent part - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル分岐合流部をシールド工法により構築する方法およびシールド工法により構築されたトンネル分岐合流部の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、地下道路や地下鉄等のトンネル分岐合流部は、開削工法により施工されるのが一般的である。しかし、開削工法では、地上からトンネル分岐合流部を掘削するため、地上部に広い作業用地が必要となって、工事中に地上部の交通の妨げになるなどの問題がある。また、都市部では用地を確保すること自体が難しく、計画した場所に用地を確保できない場合には、計画を変更して別の場所にトンネル分岐合流部を設けざるを得ないことになる。
【0003】
これに対して、例えば特許文献1には、シールド工法によりトンネル分岐合流部を構築する工法が開示されている。この工法では、トンネル分岐合流部の一端部に立坑を構築し、この立坑から横複数連のシールド機を他端に向けて掘進させてトンネル分岐合流部を構築する。また、これと並行して、横複数連または単円のシールド機をトンネル分岐合流部の両側方からトンネル分岐合流部に達するまで掘進させる。
【0004】
【特許文献1】
特許第2812208号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、特許文献1に開示される工法では、トンネル分岐合流部を横複数連のシールド機により掘進する。したがって、図7に示すように、トンネル分岐合流部における断面形状は、複数の円形のトンネル部S1〜S3を部分的に重なり合わせて横に並べた形状となる。このような形状のトンネルは構造的に不安定であり、同図中に破線で示すように、隣合うシールドトンネル部S1〜S3の間に柱Pを設けるなどして、トンネルを補強することが必要となる。しかし、トンネル分岐合流部内では道路や線路が分岐合流できなければならないため、シールドトンネル部S1〜S3の間に分岐合流の妨げとなるような柱Pを設けることはできない。したがって、柱Pを設ける代わりに、トンネルの天井全体に補強工事を施す必要があるなど、工事が極めて大掛かりになってしまう。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シールド工法により構造的に安定したトンネル分岐合流部を構築できるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1に記載された発明は、一または複数の第1のシールドトンネルと、この第1のシールドトンネルに対して分岐または合流する複数の第2のシールドトンネルとからなるトンネル分岐合流部の構築方法であって、前記トンネル分岐合流部を、前記第1および第2のシールドトンネルの断面を全て包含する大断面の単円シールド機を掘進させることにより構築し、当該トンネル分岐合流部の一端に前記第1のシールドトンネルを接続させ、他端に前記第2のシールドトンネルを接続させることを特徴とする。
本発明によれば、トンネル分岐合流部を大断面単円シールド機を掘進させることにより構築するので、構造的に安定なトンネル分岐合流部を構築できる。
【0007】
また、請求項2に記載された発明は、請求項1記載のトンネル分岐合流部の構築方法において、前記トンネル分岐合流部の前記第1のシールドトンネル側の端部に立坑を構築し、当該立坑から前記単円シールド機を前記第2のシールドトンネル側の端部に向けて掘進させることにより前記トンネル分岐合流部を構築することを特徴とする方法。
【0008】
また、請求項3に記載された発明は、請求項2記載のトンネル分岐合流部の構築方法において、前記トンネル分岐合流部の前記第2のシールドトンネル側の端部に第2の立坑を構築し、前記単円シールド機が当該第2の立坑に到達したら当該第2の立坑にて前記単円シールド機を地上へ回収し、当該第2の立坑から、または、当該第2の立坑に向けて、前記複数の第2のシールドトンネルを夫々構築するためのシールド機を掘進させて前記複数の第2のシールドトンネルを構築することを特徴とする。
【0009】
また、請求項4に記載された発明は、請求項2記載のトンネル分岐合流部の構築方法において、前記単円シールド機が前記トンネル分岐合流部の前記第2のシールドトンネル側の端部に到達したら、その切羽前面に地盤改良を施し、当該地盤改良部から、または、当該地盤改良部に向けて、前記複数の第2のシールドトンネルを夫々構築するためのシールド機を掘進させて前記複数の第2のシールドトンネルを構築することを特徴とする。
【0010】
また、請求項5に記載された発明は、一または複数の第1のシールドトンネルと、この第1のシールドトンネルに対して分岐または合流する複数の第2のシールドトンネルとからなるトンネル分岐合流部の構造であって、前記トンネル分岐合流部は、前記第1および第2のシールドトンネルの断面を全て包含する大断面の単円シールド機を掘進させることにより構築され、当該トンネル分岐合流部の一端に前記第1のシールドトンネルが接続されていると共に、他端に前記複数の第2のシールドトンネルが接続されていることを特徴とする
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態におけるトンネル分岐合流部を示す平面図であり、また、図2は、当該トンネル分岐合流部の断面形状を示す図である。これらの図面に示すように、本実施形態では、トンネル分岐合流部10において、本線道路Aを施工するための本線シールドトンネル12から、分岐後の本線道路Aを施工するための本線シールドトンネル14と、分岐線道路Bを施工するための分岐線シールドトンネル16とに分岐させる場合について説明する。もちろん、本線シールドトンネル14と分岐線シールドトンネル16とが本線シールドトンネル12に合流するものとしてもよい。なお、本線シールドトンネル12が特許請求の範囲における「第1のシールドトンネル」に該当し、本線シールドトンネル14よび分岐線シールドトンネル16が、特許請求の範囲における「第2のシールドトンネル」に該当する。
【0012】
図1に示すように、トンネル分岐合流部10の両端には立坑18,20が設けられている。そして、立坑18から立坑20へ向けて、本線シールドトンネル12,14および分岐線シールドトンネル16の断面を包含するような大断面の単円シールド機(以下、大断面単円シールド機という)で掘進することによりトンネル分岐合流部10を構築する。
【0013】
図3は、本実施形態におけるトンネル分岐合流部10の施工手順を説明するための図である。先ず、図3(a)に示すように、トンネル分岐合流部10の分岐部手前側(図中右側)の端部に立坑18を構築すると共に、図中の右方からこの立坑18に向けてシールド機21を掘進させて本線シールドトンネル12を構築する。立坑18の構築は、その構築位置にシールド機21が到達するまでに完了しておく。そして、シールド機21が立坑18に到達すると、立坑18からシールド機21を地上へ回収する。
【0014】
次に、立坑18において、トンネル分岐合流部10を構築するための大断面単円シールド機22を組み立て、図3(b)に示すように、シールド機22を立坑18から図中左向きへ掘進させることにより、トンネル分岐合流部10を構築する。上述のようにシールド機22は、本線シールドトンネル12,14および分岐線シールドトンネル16の断面を包含する大径のシールドを有している。この大断面単円シールド機22の掘進と並行して、トンネル分岐合流部10の先方側(図中左側)の端部に立坑20を構築する。立坑20の構築は、その構築位置に大断面単円シールド機22が到達するまでに完了しておく。そして、大断面単円シールド機22が立坑20に到達すると、立坑20からシールド機22を地上へ回収する。
【0015】
次に、立坑20において本線シールドトンネル14および分岐線シールドトンネル16を夫々構築するためのシールド機24,26を組み立て、図3(c)に示すように、各シールド機24,26を図中左向きに掘進させることにより、本線シールドトンネル14および分岐線シールドトンネル16を構築する。なお、本線シールドトンネル14用のシールド機24は、本線シールドトンネル12の構築に用いたシールド機21を再使用することができる。
【0016】
以上のように、本実施形態によれば、トンネル分岐合流部10をシールド工法により構築するので、トンネル分岐合流部10の構築にあたり、地上には立坑18,20の用地だけ確保できればよい。このため、開削工法の場合に比べて、地上に確保すべき用地は格段に少なくて済み、これにより、地上部の交通等に与える影響を最小限に抑えることができると共に、トンネル分岐合流部10の構築場所を計画する際の自由度も大幅に向上する。
【0017】
また、大断面単円シールド機22によりトンネル分岐合流部10を掘進させるので、トンネル分岐合流部10の断面は構造的に極めて安定な単円形状になる。このため、トンネル分岐合流部10に柱を構築するなどの補強を施すことは不要となる。したがって、本実施形態によれば、トンネル分岐合流部10の内部に施工される道路や鉄道の本線の分岐・合流を自由に行うことができ、また、トンネル分岐合流部10に補強工事を施すことも不要にできる。
【0018】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図4は、本発明の第2実施形態におけるトンネル分岐合流部を示す平面図である。なお、トンネル分岐合流部の断面図は上記図2と同様であるため省略し、また、上記第1の実施形態と同様の構成部分は同一の符号で表す。図4に示すように、本実施形態では、上記第1実施形態における立坑18のみを構築し、立坑20に代えて地盤改良部30を設けている。
【0019】
本実施形態においても、上記第1実施形態における図3(a),(b)に示す工程と同様にして立坑18から大断面単円シールド機22を掘進させることによりトンネル分岐合流部10を構築する。図5および図6は、大断面単円シールド機22によりトンネル分岐合流部10を構築した後、本線シールドトンネル14および分岐線シールドトンネル16を構築するまでの手順を示す。
【0020】
先ず、大断面単円シールド機22の掘進を停止した後、鋼殻(スキンプレート)22aを埋め殺してシールド機22を解体し(図5(a))、薬剤注入機32を用いて切羽前面に薬剤を注入することにより地盤改良部30を設ける(図5(b))。ただし、地盤を凍結させるなど、薬剤注入以外の手段により地盤改良部30を設けてもよい。次に、分岐後の本線用のシールド機24の発進架台34、シールド機24の本体、シールド機24の反力受け36を順次組み立て(図5(c)〜(e))、その後、シールド機24を発進させて本線シールドトンネル14を掘進する(図5(f),図6(a))。なお、シールド機24は、本線シールドトンネル12の構築に用いたシールド機21を再使用することができる。分岐線シールドトンネル16についても同様に、分岐線用のシールド機26の発進架台38、シールド機26の本体、および反力受け40を順次組み立てて(図6(b)〜(d))、シールド機26を発進させて分岐線シールドトンネル16を掘進する(図6(e)〜(f))。
【0021】
このように、本実施形態では、上記第1の実施形態における立坑20の構築を省略できるので、トンネル分岐合流部10の施工を簡単化でき、また、地上には立坑1本の用地のみを確保すればよいので、地上に確保すべき用地は更に少なくて済む。そして、上記第1の実施形態と同様に、トンネル分岐合流部10の断面形状が構造的に極めて安定な単円状になるので、トンネル分岐合流部10の内部において、道路や線路の分岐合流を自由に行うことができると共に、トンネル分岐合流部10に補強工事を施すことも不要にできる。
【0022】
なお、上記各実施形態では、トンネル分岐合流部10を構築した後、立坑20または地盤改良部30からシールド機24,26を発進させることにより、本線シールドトンネル14および分岐線シールドトンネル16を掘進するものとしたが、本発明はこれに限らず、シールド機24,26を立坑18または地盤改良部30に向けて上記各実施形態とは反対向きに掘進させることとしてもよい。
【0023】
また、上記実施形態では、1本のシールドトンネル(本線シールドトンネル12)と、2本のシールドトンネル(本線シールドトンネル14および分岐線シールドトンネル16)との分岐合流を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、1本のシールドトンネルと3本以上のシールドトンネルとの分岐合流、あるいは、複数本のシールドトンネルと複数本のシールドトンネルとの分岐合流を行う場合にも適用が可能である。これらの場合にも、分岐合流すべきシールドトンネルの断面を全て包含するような大断面の単円シールド機でトンネル分岐合流部を構築し、その両端に、分岐合流させべき各シールドトンネルを接続させるようにすればよい。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、シールド工法により、構造的に安定したトンネル分岐合流部を構築することができる。このため、構築したトンネル分岐合流部に補強を施すことなく、当該トンネル分岐合流部内で道路や鉄道の分岐合流を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるトンネル分岐合流部を示す平面図である。
【図2】図1に示すトンネル分岐合流部の断面形状を示す図である。
【図3】図3(a)〜(b)は本実施形態におけるトンネル分岐合流部の施工手順を説明するための図である。
【図4】本発明の第2実施形態におけるトンネル分岐合流部を示す平面図である。
【図5】図5(a)〜(f)は、大断面単円シールド機によりトンネル分岐合流部を構築してから、分岐後の本線シールドトンネルおよび分岐線シールドトンネルを構築するまでの手順を示す図である。
【図6】図6(a)〜(f)は、大断面単円シールド機によりトンネル分岐合流部を構築してから、分岐後の本線シールドトンネルおよび分岐線シールドトンネルを構築するまでの手順を示す図である。
【図7】従来の工法で構築されるトンネル分岐合流部の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
10 トンネル分岐合流部
12,14 本線シールドトンネル
16 分岐線シールドトンネル
18,20 立坑
21,24,26 シールド機
22 大断面単円シールド機
30 地盤改良部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing a tunnel branch junction by a shield method and a structure of a tunnel branch junction constructed by a shield method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a tunnel branching junction such as an underground road or a subway is generally constructed by an open-cutting method. However, in the excavation method, since a tunnel junction is excavated from the ground, a large work site is required on the ground, and there is a problem that traffic on the ground is obstructed during construction. In addition, it is difficult to secure a land in an urban area, and if a land cannot be secured at a planned place, the plan must be changed to provide a tunnel junction at another place.
[0003]
On the other hand, for example, Patent Literature 1 discloses a method of constructing a tunnel junction by a shield method. In this method, a shaft is constructed at one end of a tunnel junction, and a plurality of horizontal shield machines are dug from the shaft toward the other end to construct a tunnel junction. In parallel with this, the shield machine having a plurality of horizontal or single circles is excavated from both sides of the tunnel junction to reach the tunnel junction.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2812208 Publication
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the construction method disclosed in Patent Literature 1, the tunnel junction is excavated by a plurality of horizontal shield machines. Therefore, as shown in FIG. 7, the cross-sectional shape of the tunnel branching junction has a shape in which a plurality of circular tunnel portions S1 to S3 are partially overlapped and arranged side by side. A tunnel having such a shape is structurally unstable, and as shown by a broken line in the figure, it is possible to reinforce the tunnel by providing a pillar P between adjacent shield tunnel portions S1 to S3. Required. However, since roads and railways must be able to join and branch in the tunnel junction, it is not possible to provide a column P between the shield tunnels S1 to S3 that hinders the junction. Therefore, instead of providing the pillars P, it is necessary to perform reinforcement work on the entire ceiling of the tunnel, and the work becomes extremely large.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to construct a structurally stable tunnel junction by a shield method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes one or more first shield tunnels and a plurality of second shield tunnels that branch or merge with the first shield tunnel. A tunnel branching junction comprising: constructing the tunnel branching junction by excavating a single circular shield machine having a large cross-section that includes all of the cross sections of the first and second shield tunnels; The first shield tunnel is connected to one end of the tunnel junction, and the second shield tunnel is connected to the other end.
According to the present invention, the tunnel branching junction is constructed by excavating a large-section single-circle shield machine, so that a structurally stable tunnel branching junction can be constructed.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the method for constructing a tunnel junction according to the first aspect, a shaft is constructed at an end of the tunnel junction at the first shield tunnel side. Constructing the tunnel junction by excavating the single-circle shield machine from the end toward the end on the second shield tunnel side.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the method for constructing a tunnel junction according to the second aspect, a second shaft is constructed at an end of the tunnel junction on the side of the second shield tunnel. When the single-circle shield machine reaches the second shaft, collects the single-circle shield machine to the ground at the second shaft, and from the second shaft or toward the second shaft. And digging a shield machine for constructing each of the plurality of second shield tunnels to construct the plurality of second shield tunnels.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for constructing a tunnel junction according to the second aspect, the single circular shield machine reaches an end of the tunnel junction at the side of the second shield tunnel. Then, the ground improvement is performed on the front face of the face, and from the ground improvement part or toward the ground improvement part, the shield machines for constructing the plurality of second shield tunnels are respectively dug and the plurality of the shield machines are dug. A second shield tunnel is constructed.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a tunnel branching junction comprising one or more first shield tunnels and a plurality of second shield tunnels branching or merging with the first shield tunnel. The tunnel branching junction is constructed by excavating a single circular shield machine having a large cross-section that includes all the cross sections of the first and second shield tunnels, and one end of the tunnel branching junction. And the plurality of second shield tunnels are connected to the other end thereof.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing a tunnel branching junction in the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional shape of the tunnel branching junction. As shown in these drawings, in the present embodiment, at the
[0012]
As shown in FIG. 1,
[0013]
Drawing 3 is a figure for explaining the construction procedure of
[0014]
Next, in the
[0015]
Next, assembling the
[0016]
As described above, according to the present embodiment, since the
[0017]
Further, since the
[0018]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a plan view illustrating a tunnel junction according to a second embodiment of the present invention. The cross-sectional view of the tunnel junction is the same as that in FIG. 2 and is omitted, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, only the
[0019]
Also in the present embodiment, the
[0020]
First, after the excavation of the large-section single-
[0021]
As described above, in the present embodiment, the construction of the
[0022]
In the above embodiments, after the
[0023]
In the above-described embodiment, the case where one shield tunnel (main line shield tunnel 12) and two shield tunnels (main
[0024]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a structurally stable tunnel junction can be constructed by the shield method. For this reason, it is possible to perform branching and joining of roads and railroads within the tunnel branching and joining section without reinforcing the constructed tunnel branching and joining section.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a tunnel junction according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional shape of a tunnel branching junction shown in FIG. 1;
FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining a procedure for constructing a tunnel junction in this embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a tunnel branching junction in a second embodiment of the present invention.
FIGS. 5 (a) to 5 (f) show a procedure from the construction of a tunnel branch junction using a large-section single-circle shield machine to the construction of a main line shield tunnel and a branch line shield tunnel after branching. FIG.
FIGS. 6 (a) to 6 (f) show a procedure from the construction of a tunnel branch junction using a large-section single-circle shield machine to the construction of a main line shield tunnel and a branch line shield tunnel after branching. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional shape of a tunnel branching junction constructed by a conventional method.
[Explanation of symbols]
Claims (5)
前記トンネル分岐合流部を、前記第1および第2のシールドトンネルの断面を全て包含する大断面の単円シールド機を掘進させることにより構築し、当該トンネル分岐合流部の一端に前記第1のシールドトンネルを接続させ、他端に前記第2のシールドトンネルを接続させることを特徴とする方法。A method for constructing a tunnel branching / joining part comprising one or a plurality of first shield tunnels and a plurality of second shield tunnels branching or merging with the first shield tunnel,
The tunnel branch junction is constructed by excavating a single-section shield machine having a large cross-section including all of the cross sections of the first and second shield tunnels, and the first shield is connected to one end of the tunnel branch junction. Connecting a tunnel and connecting the second shield tunnel to the other end.
前記トンネル分岐合流部は、前記第1および第2のシールドトンネルの断面を全て包含する大断面の単円シールド機を掘進させることにより構築され、当該トンネル分岐合流部の一端に前記第1のシールドトンネルが接続されていると共に、他端に前記複数の第2のシールドトンネルが接続されていることを特徴とするトンネル分岐合流部の構造。A tunnel branching / joining structure comprising one or a plurality of first shield tunnels and a plurality of second shield tunnels branching or joining the first shield tunnel,
The tunnel junction is constructed by excavating a single circular shield machine having a large cross-section that includes all of the sections of the first and second shield tunnels, and the first shield is connected to one end of the tunnel junction. A structure of a tunnel junction where a tunnel is connected and the second shield tunnels are connected to the other end.
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