JP2006022503A - Construction method for connecting bifurcated section of shield tunnel, and shield tunnel structure using the construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールドトンネルの分岐部接続工法及びその工法によるシールドトンネル構造に関するものであり、特に、開削工法等を用いることなく、また合流部分の長さを長くとることなく、更に、地盤改良等の補助工法を最小に抑え、地中での分岐部接続を可能として、施工時の安全性を向上させるとともに工期の短縮及び工費の低減を図り、さらには高水圧下でも確実に施工することが可能なシールドトンネルの分岐部接続工法及びその工法によるシールドトンネル構造に関するものである。 The present invention relates to a shield tunnel branch connection method and a shield tunnel structure using the method, and in particular, without using an open-cut method or the like, without increasing the length of the merged portion, and further improving the ground. It is possible to minimize the auxiliary construction method, connect the branch part in the ground, improve the safety at the time of construction, shorten the construction period and reduce the construction cost, and even work under high water pressure. The present invention relates to a possible shield tunnel junction connection method and a shield tunnel structure by the method.
トンネルの分岐部接続に関する従来技術として、例えば次のようなトンネルの合流方法が知られている。この従来技術は、複数のセグメントからなる先行トンネル構造体と、多数の小径トンネル構造物とからなる後行トンネル構造体とによるトンネル同士を合流させるものである。まず、先行して複数のセグメントからなる先行トンネル構造体を構築し、この先行トンネル構造体に漸次接近するように小径トンネル構造物からなる後行トンネル構造体を構築していき、これらトンネル構造体同士が接触するようになったら、後行トンネル構造体を先行トンネル構造体の外周の無筋構造のセグメントの一部に重合させていく。これにより、合流の途中であっても、常に一連・一体のトンネル構造物が構築され、強度及び止水が十分に確保されたものとなる。そして、それら双方のトンネルによる重合部分が一定の強度を保持した状態において、後行トンネル構造体の小径トンネル構造物の掘進を停止し、セグメントからなる先行トンネル構造体により中壁を構成する。これにより、先行トンネル構造物が常に中壁を構成しているので、トンネル空間内部を掘削する際の補助部材となる。そして最終的に、後行トンネルの小径トンネル構造物の掘進を全て完了させて先行トンネル構造体に収束させた構造としている(例えば、特許文献1参照)。 For example, the following tunnel merging methods are known as conventional techniques related to tunnel branching connection. In this prior art, tunnels formed by a preceding tunnel structure composed of a plurality of segments and a trailing tunnel structure composed of a large number of small-diameter tunnel structures are joined together. First, a preceding tunnel structure composed of a plurality of segments is constructed in advance, and a subsequent tunnel structure composed of a small-diameter tunnel structure is constructed so as to gradually approach the preceding tunnel structure. When they come into contact with each other, the succeeding tunnel structure is superposed on a part of the non-muscle segment on the outer periphery of the preceding tunnel structure. Thereby, even in the middle of merging, a series / integrated tunnel structure is always constructed, and sufficient strength and water stoppage are ensured. Then, in a state where the overlapped portion by both of the tunnels has a constant strength, the excavation of the small-diameter tunnel structure of the succeeding tunnel structure is stopped, and the inner wall is constituted by the preceding tunnel structure composed of segments. Thereby, since the preceding tunnel structure always constitutes the inner wall, it becomes an auxiliary member when excavating the inside of the tunnel space. And finally, it is set as the structure which completed the excavation of the small diameter tunnel structure of the succeeding tunnel, and was made to converge on the preceding tunnel structure (for example, refer patent document 1).
また、トンネルの合流に関連した大断面トンネル構造の構築に関する従来技術として、例えば次のような連孔シールド工法が知られている。この従来技術は、先行する第1のシールド機によって第1のトンネルを掘削し、該第1のトンネルの掘削断面の一部分をモルタル等で製作された掘削可能なセグメントによって覆工した後、後続する第2のシールド機によって前記覆工材を掘削しながら、第1のトンネルと掘削断面が一部分重なる第2のトンネルを掘削していくことにより、工期を短縮することが可能な連孔シールド工法としている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1に記載のトンネルの合流方法においては、後行トンネル構造体を、多数の小径トンネル構造物をそれらの径方向に重合連設させて構築している。このため、後行トンネル構造体の構築に工費が嵩むおそれがある。また、この後行トンネル構造体を、先行トンネル構造体の軸線に漸次接近するように堀進させ、先行トンネル構造体に接近した時点より、先行トンネル構造体の無筋構造のセグメントの外周部において重合させながら構築し合流させている。このため、合流部分の長さが長くなって工期が長びくことになる。 In the tunnel merging method described in Patent Document 1, the trailing tunnel structure is constructed by superposing a large number of small diameter tunnel structures in the radial direction. For this reason, there exists a possibility that a construction cost may increase in construction of a trailing tunnel structure. In addition, the trailing tunnel structure is dug so as to gradually approach the axis of the preceding tunnel structure, and from the point of approach to the preceding tunnel structure, the outer periphery of the segment of the unstructured structure of the preceding tunnel structure It is constructed and merged while polymerizing. For this reason, the length of the merging portion becomes longer and the construction period becomes longer.
また、特許文献2に記載の連孔シールド工法には、第1のトンネルの一部分を掘削可能なセグメントで覆工し、後続する第2のシールド機で前記覆工材を掘削しながら第2のトンネルを形成することにより、大断面トンネルを構築する技術が開示されているが、この構築法をシールドトンネルの分岐部接続に適用しうる点については何等の開示もない。
In addition, in the continuous hole shield method described in
ところで、近時、トンネルの大深度化傾向に伴い、シールドトンネルの分岐部接続の施工法が大きな課題となっている。従来、シールドトンネルに分岐部を設ける場合は、地盤改良等を併用した地中切り拡げ工法等によるものが多かった。また、民地下において開削工法を採ることには無理があり、また水圧に対しても、この開削工法には限界があることから、大深度の高水圧下においても合流部分の長さを長くとることなく工期の短縮及び工費の低減を図りうるとともに確実な地中接続工法の開発が望まれている。 By the way, recently, with the trend of increasing the depth of the tunnel, the construction method of the junction part of the shield tunnel has become a big issue. Conventionally, when a branch part is provided in a shield tunnel, there are many cases where the underground cutting and expansion method using ground improvement or the like is used. In addition, it is impossible to adopt the open-cut method in the private basement, and since the open-cut method is also limited in terms of water pressure, the length of the merging part is increased even under high water pressure at a large depth. Therefore, it is desired to develop a reliable underground connection method that can shorten the construction period and reduce the construction cost without any problems.
そこで、補助工法を併用した地中切り拡げ工法等を用いることなく、また合流部分の長さを長くとることなく地中での確実な分岐部接続を可能として、施工時の安全性を向上させるとともに工期の短縮及び工費の低減を図り、さらには高水圧下でも確実に施工するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, it is possible to connect to a certain bifurcation in the ground without using underground cutting and expansion method combined with an auxiliary construction method, and without increasing the length of the merged portion, thereby improving safety during construction. At the same time, there is a technical problem to be solved in order to shorten the construction period and reduce the construction cost, and to reliably perform the construction even under high water pressure, and the present invention aims to solve this problem.
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、本線トンネルに、断面円形の枝線トンネルを開口連絡部を介して合流させるシールドトンネルの分岐部接続工法であって、前記枝線トンネルは、該枝線トンネルよりも小径で断面円形の二個のトンネル構造体を、前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネルとの合流点において前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が前記本線トンネルの外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設した三円形トンネルに構成し、前記本線トンネルと前記枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去して前記開口連絡部を開口するシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, and the invention according to claim 1 is to connect a branch portion of a shield tunnel in which a branch tunnel having a circular cross section is joined to a main tunnel through an opening connecting portion. The branch line tunnel has two tunnel structures having a smaller diameter and a circular cross section than the branch line tunnel, and the axis lines of the branch line tunnel and the two tunnel structures are in the same direction and Three branch walls and a portion of each of the outer peripheral walls of the two tunnel structures are arranged so as to be in a positional relationship in which they are in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel almost simultaneously. Connecting to a branch portion of a shield tunnel configured to be a circular tunnel and removing the opposing wall portion of the main tunnel and the branch tunnel and earth and sand interposed between the opposing wall portions to open the opening connecting portion The law provides.
この構成によれば、三円形シールド機により三円形トンネルを掘進しつつ枝線トンネル及び二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が本線トンネルの外周壁に接触した合流点において、本線トンネルと前記枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去することにより開口連絡部が開口して、本線トンネルに対する枝線トンネルの分岐部接続が行われる。 According to this configuration, the main tunnel is formed at the junction where a part of each outer peripheral wall of the branch tunnel and the two tunnel structures is in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel while the three-circular tunnel is dug by the three-circular shield machine. By removing the opposing wall portion between the and the branch tunnel and the earth and sand interposed between the opposing wall portions, the opening connecting portion is opened, and the branch portion of the branch tunnel is connected to the main tunnel.
請求項2記載の発明は、上記本線トンネルと上記三円形トンネルとの合流点において、上記本線トンネルの外周壁と上記二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に凍結処理を施した後に、上記開口連絡部を開口するシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。
In the invention according to
この構成によれば、三円形シールド機により三円形トンネルを掘進しつつ枝線トンネル及び二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が本線トンネルの外周壁に接触した合流点において、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に凍結処理を施し、開口連絡部の開口予定領域の周囲に凍結止水ゾーンを形成した後、本線トンネルと枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去することにより開口連絡部が開口して、本線トンネルに対する枝線トンネルの分岐部接続が行われる。 According to this configuration, the main tunnel is formed at the junction where a part of each outer peripheral wall of the branch tunnel and the two tunnel structures is in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel while the three-circular tunnel is dug by the three-circular shield machine. Freezing treatment is performed on the contact portion between the outer peripheral wall of each of the two tunnel structures and each outer peripheral wall of the two tunnel structures, and after forming a frozen water-stopping zone around the planned opening region of the opening connecting portion, By removing the opposing wall portion and the earth and sand interposed between the opposing wall portions, the opening connecting portion is opened, and the branch portion of the branch tunnel is connected to the main tunnel.
請求項3記載の発明は、上記本線トンネルと上記三円形トンネルとの合流点において、上記本線トンネルの外周壁と上記二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部周囲の地盤に地盤改良剤を注入して止水処理を施した後に、上記開口連絡部を開口することを特徴とする請求項1記載のシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, the ground is improved in the ground around the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and the outer peripheral walls of the two tunnel structures at the junction of the main tunnel and the three-circular tunnel. 2. The method for connecting branch portions of a shield tunnel according to claim 1, wherein the opening connecting portion is opened after the agent is injected and the water stop treatment is performed.
この構成によれば、三円形シールド機により三円形トンネルを掘進しつつ枝線トンネル及び二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が本線トンネルの外周壁に接触した合流点において、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部周囲の地盤に地盤改良剤注入して止水処理を施し、開口連絡部の開口予定領域の周囲に地盤改良止水ゾーンを形成した後、本線トンネルと枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去することにより開口連絡部が開口して、本線トンネルに対する枝線トンネルの分岐部接続が行われる。 According to this configuration, the main tunnel is formed at the junction where a part of each outer peripheral wall of the branch tunnel and the two tunnel structures is in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel while the three-circular tunnel is dug by the three-circular shield machine. The ground improvement agent is injected into the ground around the contact area between the outer peripheral wall of the two tunnel structures and each of the outer peripheral walls of the two tunnel structures, water-stopping treatment is performed, and the ground improvement water-stopping zone is formed around the planned opening area of the opening communication part. After the formation, the opening connecting portion is opened by removing the opposing wall portion between the main line tunnel and the branch line tunnel and the earth and sand interposed between the opposing wall portions, and the branch portion tunnel connection to the main tunnel is established. Done.
請求項4記載の発明は、上記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が上記本線トンネルの外周壁に接触する当該本線トンネルの外周壁部は、前記トンネル構造体の外周壁の形状に沿った逆R状に形成したシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, an outer peripheral wall portion of the main tunnel in which a part of each outer peripheral wall of the two tunnel structures is in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel is a shape of the outer peripheral wall of the tunnel structure. A branch tunnel connection method for a shield tunnel formed in a reverse R shape along the line is provided.
この構成によれば、本線トンネルの外周壁部に形成した各逆R状の部分に二個のトンネル構造体の各外周壁をそれぞれ接触させることで、凍結止水ゾーンを増大させることが可能となる。 According to this configuration, it is possible to increase the freeze-stop zone by bringing the outer peripheral walls of the two tunnel structures into contact with the respective reverse R-shaped portions formed on the outer peripheral wall portion of the main tunnel. Become.
請求項5記載の発明は、上記本線トンネルの外周壁部に形成した上記逆R状の部分には、掘削可能な材料を埋め込んでおき、三円形シールド機による上記三円形トンネルの前記本線トンネルへの掘進合流時に、前記三円形シールド機により前記材料を掘削除去するようにしたシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, an excavable material is embedded in the inverted R-shaped portion formed on the outer peripheral wall of the main tunnel, and the three-circular tunnel is moved to the main tunnel by the three-circular shield machine. And a shield tunnel branch connection method in which the material is excavated and removed by the three-round shield machine at the time of merging.
この構成によれば、本線トンネルの外周壁部に形成した逆R状の部分に掘削可能な材料を埋め込んでおくことで、シールド機による本線トンネルの掘進時に、該シールド機もしくは本線トンネル内への漏水のおそれがなくなる。 According to this configuration, the material that can be excavated is embedded in the reverse R-shaped portion formed on the outer peripheral wall portion of the main tunnel, so that when the main tunnel is dug by the shield machine, the shield machine or the main tunnel is inserted into the main tunnel. There is no risk of water leakage.
請求項6記載の発明は、上記本線トンネルの外周壁と上記二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に凍結処理を施した後で上記開口連絡部を開口する前に構造部材で連結したシールドトンネルの分岐部接続工法を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a structural member before the opening connecting portion is opened after the freezing treatment is performed on the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and the outer peripheral walls of the two tunnel structures. We provide a method for connecting branch parts of linked shield tunnels.
この構成によれば、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部が強固に連結保持されて、開口連絡部形成の施工時に、その施工の衝撃による漏水が防止されて止水性の確実な維持が可能となる。 According to this configuration, the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and each outer peripheral wall of the two tunnel structures is firmly connected and held, and at the time of construction of the opening connection portion, leakage due to the impact of the construction is prevented. Thus, it is possible to reliably maintain the water-stopping property.
請求項7記載の発明は、本線トンネルに、断面円形の枝線トンネルが開口連絡部を介して合流する分岐部を持つシールドトンネル構造であって、前記枝線トンネルは、該枝線トンネルよりも小径で内周壁がセグメントで覆工された断面円形の二個のトンネル構造体が、前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネルとの合流点において前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が前記本線トンネルの外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設された三円形トンネルから成るシールドトンネル構造を提供する。
The invention according to
この構成によれば、分岐部における本線トンネルと枝線トンネルとの間の開口連絡部は、三円形トンネルが三円形シールド機により掘進されて枝線トンネル及び二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が本線トンネルの外周壁に接触した合流点において本線トンネルと枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等が除去されることにより、分岐部を持つシールドトンネル構造が実現されている。 According to this configuration, the opening communication part between the main line tunnel and the branch line tunnel at the branch part is formed in such a manner that the three circular tunnels are dug by the three circular shield machine, and the outer peripheral walls of the branch line tunnel and the two tunnel structures. Shield tunnel with a branch by removing the opposing wall of the main tunnel and the branch tunnel and the earth and sand interposed between the opposing walls at the junction where part of the main tunnel touches the outer wall of the main tunnel The structure is realized.
請求項8記載の発明は、上記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が上記本線トンネルの外周壁に接触する当該本線トンネルの外周壁部は、前記トンネル構造体の外周壁の形状に沿った逆R状に形成されているシールドトンネル構造を提供する。 According to an eighth aspect of the present invention, an outer peripheral wall portion of the main tunnel, in which a part of each outer peripheral wall of the two tunnel structures contacts the outer peripheral wall of the main tunnel, has a shape of the outer peripheral wall of the tunnel structure. The shield tunnel structure formed in the reverse R shape along the line is provided.
この構成によれば、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に凍結処理を施した際に、本線トンネルの外周壁部に形成した各逆R状の部分に二個のトンネル構造体の各外周壁がそれぞれ接触されることで、接触面積を増して凍結止水ゾーンの増大を可能としている。 According to this configuration, when the freezing treatment is performed on the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and the outer peripheral walls of the two tunnel structures, each inverted R-shaped portion formed on the outer peripheral wall portion of the main tunnel. Since the outer peripheral walls of the two tunnel structures are in contact with each other, the contact area is increased and the freeze-stop zone can be increased.
請求項9記載の発明は、上記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が上記本線トンネルの外周壁に接触する部位における当該各トンネル構造体側の上記セグメント及び前記本線トンネル側の上記セグメントには、それぞれ張付凍結管を予め設置したシールドトンネル構造を提供する。
The invention according to
この構成によれば、別途の凍結工法を必要とすることなく、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に効率的且つ、確実に凍結処理を施すことが可能となる。 According to this configuration, the freezing process can be performed efficiently and reliably on the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and the outer peripheral walls of the two tunnel structures without requiring a separate freezing method. It becomes possible.
請求項10記載の発明は、上記本線トンネル側の外周壁と上記トンネル構造体側の外周壁との間が構造部材で連結されているシールドトンネル構造を提供する。
The invention according to
この構成によれば、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部が強固に連結保持されて、分岐部における本線トンネルと枝線トンネルとの連結を強固に保持することが可能となる。 According to this configuration, the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and each outer peripheral wall of the two tunnel structures is firmly connected and held, and the connection between the main tunnel and the branch tunnel is firmly held at the branch portion. It becomes possible to do.
請求項1記載の発明は、本線トンネルと枝線トンネルとの合流部分の長さを長くとることなく、地中において必要な開口面積を持つ開口連絡部を形成することができる。したがって、施工時の安全性を向上させることができるとともに工期の短縮及び工費の低減を図ることができるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to form an opening connecting portion having a necessary opening area in the ground without increasing the length of the joining portion between the main tunnel and the branch tunnel. Therefore, there is an advantage that the safety during construction can be improved and the work period can be shortened and the work cost can be reduced.
請求項2記載の発明は、凍結処理を施すことにより、本線トンネルと枝線トンネルとの合流部分の長さを長くとることなく、地中において必要な開口面積を持つ開口連絡部を形成することができる。したがって、地中切り拡げ等の工法を用いることなく分岐部接続を行うことができて、施工時の安全性を向上させることができるとともに工期の短縮及び工費の低減を図ることができ、さらには高水圧下でも確実に施工することができるという利点がある。
The invention according to
請求項3記載の発明は、地盤改良剤を注入して止水処理を施すことにより、本線トンネルと枝線トンネルとの合流部分の長さを長くとることなく、地中において必要な開口面積を持つ開口連絡部を形成することができる。したがって、地中切り拡げ等の工法を用いることなく分岐部接続を行うことができて、施工時の安全性を向上させることができるとともに工期の短縮及び工費の低減を図ることができ、さらには高水圧下でも確実に施工することができるという利点がある。
According to the invention of
請求項4記載の発明は、トンネル構造体の外周壁の形状に沿った逆R状に形成したので、凍結止水ゾーンを増大させることができて止水性をさらに向上させることができるという利点がある。 Since the invention according to claim 4 is formed in an inverted R shape along the shape of the outer peripheral wall of the tunnel structure, there is an advantage that the freeze-stop zone can be increased and the water-stop performance can be further improved. is there.
請求項5記載の発明は、本線トンネルの外周壁部に形成した逆R状の部分に掘削可能な材料を埋め込んでおくことで、シールド機による本線トンネルの掘進時に、該シールド機もしくは本線トンネル内への漏水を防止することができて、高水圧下でも安全且つ、効率よく施工することができるという利点がある。 According to the fifth aspect of the present invention, a material that can be excavated is embedded in an inverted R-shaped portion formed on the outer peripheral wall portion of the main tunnel, so that when the main tunnel is dug by the shield machine, There is an advantage that water can be prevented from leaking and can be constructed safely and efficiently even under high water pressure.
請求項6記載の発明は、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部が強固に連結保持されて、開口連絡部形成の施工時に、その施工の衝撃による漏水が防止されて止水性の確実な維持が可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the contact portion between the outer peripheral wall of the main tunnel and each outer peripheral wall of the two tunnel structures is firmly connected and held, and leakage of water due to the impact of the construction is made at the time of construction of the opening communication portion. Is prevented, and the water stoppage can be reliably maintained.
請求項7記載の発明は、本線トンネルと枝線トンネルとの合流部分の長さを長くとることなく、地中において必要な開口面積を持つ開口連絡部が形成されている。したがって、工期の短縮及び工費の低減を図ることができて低コストのシールドトンネル構造を実現することができるという利点がある。 According to the seventh aspect of the present invention, an opening connecting portion having a necessary opening area in the ground is formed without increasing the length of the joining portion between the main tunnel and the branch tunnel. Therefore, there is an advantage that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced, and a low-cost shield tunnel structure can be realized.
請求項8記載の発明は、本線トンネルの外周壁部が二個のトンネル構造体の外周壁の形状に沿った逆R状に形成されているので、開口連絡部の開口の際の凍結止水ゾーンが増大して止水性をさらに向上させることができるという利点がある。 According to the eighth aspect of the present invention, the outer peripheral wall portion of the main tunnel is formed in an inverted R shape along the shape of the outer peripheral walls of the two tunnel structures. There is an advantage that the water stoppage can be further improved by increasing the zone.
請求項9記載の発明は、別途の凍結工法を必要とすることなく、本線トンネルの外周壁と二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に効率的且つ、確実に凍結止水ゾーンを形成することができるという利点がある。
The invention according to
請求項10記載の発明は、上記本線トンネル側の外周壁と上記トンネル構造体側の外周壁との間が構造部材で連結されているので、分岐部における本線トンネルと枝線トンネルとの連結を強固に保持することができるという利点がある。
In the invention described in
補助工法を併用した地中切り拡げ等の工法及び開削工法等を用いることなく、また合流部分の長さを長くとることなく地中での確実な分岐部接続を可能として、施工時の安全性を向上させるとともに工期の短縮及び工費の低減を図り、さらには高水圧下でも確実に施工するという目的を、本線トンネルに、断面円形の枝線トンネルを開口連絡部を介して合流させるシールドトンネルの分岐部接続工法であって、前記枝線トンネルは、該枝線トンネルよりも小径で断面円形の二個のトンネル構造体を、前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネルとの合流点において前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が前記本線トンネルの外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設した三円形トンネルに構成し、前記本線トンネルと前記三円形トンネルとの合流点において前記本線トンネルの外周壁における逆R状の凹部と前記二個のトンネル構造体の各外周壁との接触部に、前記本線トンネル側の外周壁及び前記各トンネル構造体側の外周壁のそれぞれに予め設置した張付凍結管により凍結処理を施し、さらに該凍結処理が施された領域内もしくは該領域の近傍における前記本線トンネル側の外周壁と前記トンネル構造体側の外周壁との間を構造部材で連結した後、前記本線トンネルと前記枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去して前記開口連絡部を形成することにより実現した。 Safety at the time of construction is possible without using construction methods such as underground cutting and expanding methods that use auxiliary construction methods and open-cut construction methods, etc., and without having to lengthen the length of the confluence, making it possible to reliably connect the junction in the ground. The purpose of this project is to shorten the construction period and reduce the construction cost, and also to ensure the construction even under high water pressure. A branch connection method, wherein the branch line tunnel has two tunnel structures having a smaller diameter and a circular cross section than the branch line tunnel, and the axis lines of the branch line tunnel and the two tunnel structures are the same. And a positional relationship in which a part of each outer peripheral wall of the branch tunnel and the two tunnel structures is in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel almost simultaneously at the junction with the main tunnel. A three-circular tunnel attached to the main tunnel and the three-circular tunnel at the junction of the reverse R-shaped recess in the outer peripheral wall of the main tunnel and the outer peripheral walls of the two tunnel structures Are subjected to a freezing treatment by means of tension freezing tubes installed in advance on each of the outer peripheral wall on the main tunnel side and the outer peripheral wall on the tunnel structure side, and further in the region subjected to the freezing treatment or After connecting the outer peripheral wall on the main tunnel side and the outer peripheral wall on the tunnel structure side in the vicinity of the region with a structural member, the opposing wall portion between the main tunnel and the branch line tunnel, and between the opposing wall portions This was realized by removing the intervening earth and sand to form the opening communication part.
以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。図1は、分岐部の開口連絡部形成前の正面断面図、図2は、本線トンネルとトンネル構造体との接触部を拡大して示す正面断面図、図3は、本線トンネルにおける逆R状に形成した部分の拡大正面断面図、図4は、シールドトンネルにおける分岐部の部分を模式的に示す平面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view before forming an opening connecting portion of a branch portion, FIG. 2 is an enlarged front sectional view showing a contact portion between the main tunnel and the tunnel structure, and FIG. 3 is an inverted R shape in the main tunnel. FIG. 4 is a plan view schematically showing the branching portion of the shield tunnel.
まず、本実施例に係るシールドトンネルの分岐部接続工法によるシールドトンネル構造及び該シールドトンネル構造に用いられる各トンネル等の構成から説明する。図1及び図4に示すように、シールドトンネル構造は、内周壁がセグメント1で覆工された断面円形の本線トンネル2に、内周壁がセグメント3で覆工され、前記本線トンネル2よりもやや小径の断面円形の枝線トンネル4が、分岐部5の部分で開口連絡部6を介して合流されている。
First, the shield tunnel structure according to the shield tunnel branch connection method according to this embodiment and the configuration of each tunnel used in the shield tunnel structure will be described. As shown in FIGS. 1 and 4, the shield tunnel structure has a circular
前記本線トンネル2は、図示しない円形シールド機により掘削されつつ、該円形シールド機の後方で掘削穴の内周壁にセグメント1が円環状に組み上げられて形成されている。該本線トンネル2の外周壁部における後述する二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部がそれぞれ接触する部位には、図2及び図3に示すように、該トンネル構造体10の外周壁の形状に対応した逆R状の凹部7が形成されている。該逆R状の凹部7には、円形シールド機による本線トンネル2の掘進時に、該円形シールド機もしくは本線トンネル2内への漏水を防止するため、掘削可能なモルタルや合成樹脂等の材料8が埋め込まれている。
While the
一方、前記枝線トンネル4は、該枝線トンネル4と前記本線トンネル2との対向壁部に前記開口連絡部6を開口する際に、該対向壁部に所要の大きさの開口予定領域6aをとった上で、その開口予定領域6aを囲む近傍領域に凍結止水ゾーンを形成するために、次のような三円形トンネルに構成されている。
On the other hand, when the
即ち、前記枝線トンネル4は、該枝線トンネル4よりも小径で内周壁がセグメント9で覆工された断面円形の二個のトンネル構造体10,10を、前記枝線トンネル4及び前記二個のトンネル構造体10,10の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネル2との合流点において前記枝線トンネル4及び前記二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部が前記本線トンネル2の外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設した三円形トンネルに構成されている。
That is, the branch line tunnel 4 includes two
該三円形トンネルは、前記枝線トンネル4の形成当初から、図示しない三円形シールド機により掘削されつつ、該三円形シールド機の後方で、枝線トンネル側掘削穴の内周壁にセグメント3が円環状に組み上げられ、また各トンネル構造体側の掘削穴の内周壁にそれぞれセグメント9が円環状に組み上げられて形成されている。
The three-circular tunnel is excavated by a three-circular shield machine (not shown) from the beginning of the branch-line tunnel 4, and the
そして、前記二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部が前記本線トンネル2の外周壁に接触する部位における当該各トンネル構造体10,10側のセグメント9及び前記本線トンネル2側のセグメント1には、それぞれ張付凍結管11a,11bが予め設置されている。
Then, the
また、前記本線トンネル2の外周壁と前記二個のトンネル構造体10,10の各外周壁との接触部12に、前記張付凍結管11a,11bによる凍結処理が施された後で前記開口連絡部6が開口される前に、該開口連絡部6の開口施工時の耐衝撃性を高めるため、その凍結処理が施された領域内もしくは該領域の近傍における前記本線トンネル2側のセグメント1と前記各トンネル構造体10,10側のセグメント9との間に、本線トンネル2の内側からタイボルト等の構造部材13が打ち込まれる。図1及び図2の例では、構造部材13は凍結処理が施された領域内の開口予定領域6a側に打ち込まれる。該構造部材13は、施工後には分岐部5における前記本線トンネル2と前記枝線トンネル4との連結を強固に保持するようにも機能する。
In addition, the opening after the freezing treatment by the
次に、上述のように構成された本線トンネルと枝線トンネルとの分岐部接続工法を説明する。三円形シールド機により三円形トンネルを掘進しつつ、該三円形トンネルの前記本線トンネル2への合流時に、三円形シールド機によりモルタルや合成樹脂等の材料8を掘削除去し、枝線トンネル4の外周壁は本線トンネル2の外周壁に直接接触させ、二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部は各逆R状の凹部7にそれぞれ接触させて、図1に示すような接触状態とする。
Next, a method for connecting the branching section between the main tunnel and the branch tunnel configured as described above will be described. While digging a three-circular tunnel with a three-circular shield machine, when the three-circular tunnel joins the
このような接触状態において、前記張付凍結管11a,11bに液体窒素等の低温液化ガスを送り、前記二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部と前記本線トンネル2側の各逆R状の凹部7との接触部12に凍結処理を施して、開口連絡部6の開口予定領域6aを囲む領域に凍結止水ゾーンを形成する。このとき、二個のトンネル構造体10,10の各外周壁は、本線トンネル2側の各逆R状の凹部7に接触していることで、接触部12の面積が広がり、凍結止水ゾーンが増大して、開口予定領域6aをほぼ囲む領域に凍結止水ゾーンが効率的に形成される。尚、図示は省略するが、凍結によって止水ゾーンを形成するのに代えて、接触部12の周囲の地盤に地盤改良剤を注入して止水処理を行ってもよい。
In such a contact state, a low-temperature liquefied gas such as liquid nitrogen is sent to the tensioned freezing
次いで、前記凍結止水ゾーン内もしくは該凍結止水ゾーンの近傍における前記本線トンネル2側のセグメント1と前記各トンネル構造体10,10側のセグメント9との間に、本線トンネル2の内側から構造部材13を打ち込んで、本線トンネル2側の各逆R状の凹部7と二個のトンネル構造体10,10の各外周壁との接触部12を強固に連結保持する処理を行い、次の開口施工時における止水性の確実な維持を図る。
Next, a structure is formed from the inside of the
このような所要の各処理を施した後、本線トンネル2と枝線トンネル4との対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去することにより開口連絡部6を開口して、前記本線トンネル2に対する前記枝線トンネル4の分岐部接続を行う。尚、開口連絡部6を開口した後は、前記トンネル構造体10,10が開口した部分の補強部材として利用されることも可能である。
After performing each of the required treatments, the
上述したように、本実施例に係るシールドトンネルの分岐部接続工法及びその工法によるシールドトンネル構造においては、前記二個のトンネル構造体10,10の各外周壁の一部と前記本線トンネル2側の各逆R状の凹部7との接触部12に前記張付凍結管11a,11bにより凍結処理を施して開口連絡部6の開口予定領域6aをほぼ囲む領域に凍結止水ゾーンを形成し、さらに構造部材13を打ち込んで開口連絡部6の開口施工時における止水性の確実な維持を図ったことで、本線トンネル2と枝線トンネル4との合流部分の長さLを長くとることなく、地中において必要な開口面積を持つ開口連絡部6を形成することができる。したがって止水のための補助工法を併用した地中切り拡げ工法等を用いることなく分岐部接続を行うことができて、施工時の安全性を向上させることができるとともに工期の短縮及び工費の低減を図ることができ、さらには高水圧下でも確実に施工することができる。
As described above, in the shield tunnel branch connection method according to the present embodiment and the shield tunnel structure by the method, a part of each outer peripheral wall of the two
なお、本実施例では、開口予定領域6aを囲む領域に凍結止水ゾーンを形成するため、各トンネル構造体10,10側のセグメント9及び本線トンネル2側のセグメント1にそれぞれ張付凍結管11a,11bを予め設置したが、張付凍結管は予め設置せずに、三円形シールド機により三円形トンネルを掘進しつつ、該三円形トンネルの本線トンネル2への合流時に、三円形シールド機側等から接触部12近傍の地中に凍結管を差し込むようにしてもよい。
In this embodiment, in order to form a frozen water stop zone in the area surrounding the planned opening area 6a, the
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。 Further, the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
図は本発明の実施例を示すものである。
1 本線トンネルのセグメント
2 本線トンネル
3 枝線トンネルのセグメント
4 枝線トンネル
5 分岐部
6 開口連絡部
6a 開口予定領域
7 逆R状の凹部
8 モルタルや合成樹脂等の材料
9 トンネル構造体のセグメント
10 トンネル構造体
11a,11b 張付凍結管
12 接触部
13 構造部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main-
Claims (10)
前記枝線トンネルは、該枝線トンネルよりも小径で断面円形の二個のトンネル構造体を、前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネルとの合流点において前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が前記本線トンネルの外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設した三円形トンネルに構成し、前記本線トンネルと前記枝線トンネルとの対向壁部及び該対向壁部間に介在する土砂等を除去して前記開口連絡部を開口することを特徴とするシールドトンネルの分岐部接続工法。 A branch tunnel connection method for a shield tunnel that joins a branch tunnel with a circular cross-section to the main tunnel via an opening connecting portion,
The branch-line tunnel includes two tunnel structures having a smaller diameter and a circular cross section than the branch-line tunnel, and the axis of the branch-line tunnel and the two tunnel structures are in the same direction and the main-line tunnel. And a three-circular tunnel attached so that a part of the outer peripheral walls of the branch tunnel and the two tunnel structures are in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel at the same time. A method for connecting a branch portion of a shield tunnel, wherein the facing connecting portion of the main tunnel and the branch tunnel and the earth and sand interposed between the facing walls are removed to open the opening connecting portion.
前記枝線トンネルは、該枝線トンネルよりも小径で内周壁がセグメントで覆工された断面円形の二個のトンネル構造体が、前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各軸線が同方向で且つ、前記本線トンネルとの合流点において前記枝線トンネル及び前記二個のトンネル構造体の各外周壁の一部が前記本線トンネルの外周壁にほぼ同時に接触する位置関係となるように添設された三円形トンネルから成ることを特徴とするシールドトンネル構造。 The main tunnel is a shield tunnel structure having a branch portion where a branch tunnel having a circular cross section joins through an opening connecting portion,
The branch line tunnel has two tunnel structures having a smaller diameter than the branch line tunnel and a circular cross section whose inner peripheral wall is covered with a segment, and the axis lines of the branch line tunnel and the two tunnel structures are In the same direction and at a junction with the main tunnel, the branch line tunnel and a part of each outer peripheral wall of the two tunnel structures are in a positional relationship in which they are in contact with the outer peripheral wall of the main tunnel almost simultaneously. A shield tunnel structure comprising three attached circular tunnels.
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