JP2006241800A

JP2006241800A - Tunnel construction method

Info

Publication number: JP2006241800A
Application number: JP2005057975A
Authority: JP
Inventors: Hiroomi Iida; 廣臣飯田; Masaichi Nonomura; 政一野々村; Mikio Sasaki; 幹夫佐々木; Yukinori Koyama; 幸則小山; Takatoshi Ono; 隆利小野; Shinji Konishi; 真治小西; Junji Kawashima; 潤二川嶋; Keizo Sendai; 啓三千代; Yoshikazu Kido; 義和木戸
Original assignee: GEO-RESEARCH INSTITUTE; Railway Technical Research Institute; Kumagai Gumi Co Ltd; Japan Railway Construction Transport and Technology Agency
Current assignee: GEO-RESEARCH INSTITUTE; Railway Technical Research Institute; Kumagai Gumi Co Ltd; Japan Railway Construction Transport and Technology Agency
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-03-02
Also published as: JP4537229B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that concrete consumption required for the construction of lining concrete is increased because the lining concrete has to be thickened in a conventional ECL construction method. <P>SOLUTION: In this tunnel construction method, a tunnel is formed as follows: digging is performed by excavating natural ground 20 by means of a shield machine 1; and primary lining concrete 90 is constructed by pouring freshly mixed concrete 80 between an inner peripheral surface 33 of an excavated hole 21 and an inner form 30 provided in the rear of the shield machine 1. The concrete 90 is constructed in such a manner that the thickness of the concrete 90 is set at 100 mm or more, equivalent to ≥1% and <5% of the inside diameter dimension of the tunnel to be constructed. After the concrete 90 is constructed by a predetermined length, the stability of the natural ground 20 corresponding to a section of the concrete 90 after construction is checked. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はシールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに一次覆工コンクリートを構築してトンネルを形成するトンネル施工方法に関する。 The present invention relates to a tunnel construction method for excavating a natural ground with a shield machine and constructing a primary lining concrete to form a tunnel.

従来、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間に生コンクリートを流し込んで一次覆工コンクリートを構築してトンネルを形成するトンネル施工方法、いわゆる、ＥＣＬ工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２８１９０号公報 Conventionally, excavating natural ground with a shield machine and constructing primary lining concrete by pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the drilling hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine A tunnel construction method for forming a tunnel, a so-called ECL method is known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-8-28190

特許文献１のようなＥＣＬ工法では、地山の土圧・水圧に耐える強度の高品質の覆工コンクリートを構築する必要があるので、一般的には、覆工コンクリートの厚さを施工予定のトンネルの内径寸法の５〜１０％にする必要がある。よって、特許文献１のようなＥＣＬ工法では、覆工コンクリートの厚さを厚くする必要があり、覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量が多くなるという課題があった。 In the ECL method such as Patent Document 1, it is necessary to construct a high-quality lining concrete that can withstand earth pressure and water pressure in the natural ground. It is necessary to make it 5 to 10% of the inner diameter of the tunnel. Therefore, in the ECL method as in Patent Document 1, it is necessary to increase the thickness of the lining concrete, and there is a problem that the amount of concrete consumption required for the construction of the lining concrete increases.

本発明のトンネル施工方法は、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間に生コンクリートを流し込んで一次覆工コンクリートを構築してトンネルを形成するトンネル施工方法において、一次覆工コンクリートの厚さを、１００ｍｍ以上でかつ施工予定のトンネルの内径寸法の１％以上５％未満の厚さに構築したことを特徴とする。
また、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間に生コンクリートを流し込んで一次覆工コンクリートを構築してトンネルを形成するトンネル施工方法において、所定の長さ分の一次覆工コンクリートを構築した後、当該構築後の一次覆工コンクリートの部分に対応する地山の安定を確認したことを特徴とする。
また、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間に生コンクリートを流し込んで一次覆工コンクリートを構築してトンネルを形成するトンネル施工方法において、一次覆工コンクリートの厚さを、１００ｍｍ以上でかつ施工予定のトンネルの内径寸法の１％以上５％未満の厚さに構築し、所定の長さ分の一次覆工コンクリートを構築した後、当該構築後の一次覆工コンクリートの部分に対応する地山の安定を確認したことを特徴とする。
また、地山の安定を確認できた場合には、上記構築後の一次覆工コンクリートの内側にシートを設置して、シートの内側に二次覆工コンクリートを構築したことを特徴とする。
また、地山の安定を確認できなかった場合には、上記構築後の一次覆工コンクリートに対して支保工を構築し、これにより、地山の安定を確認してから当該一次覆工コンクリートの内側にシートを設置して、シートの内側に二次覆工コンクリートを構築したことを特徴とする。
また、掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間のコンクリート充填空間に生コンクリートを供給するコンクリートポンプを設け、コンクリート充填空間に供給される生コンクリートとして高流動性生コンクリートを用いたことを特徴とする。
また、掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間のコンクリート充填空間に生コンクリートを供給する複数のコンクリートポンプを設けるとともに、コンクリート充填空間に生コンクリートを流し込むためのコンクリート打設口をコンクリートポンプの数と同数以上設け、１つ１つのコンクリートポンプを管でそれぞれ異なる１以上のコンクリート打設口に繋ぎ、この複数のコンクリート打設口を介してコンクリート充填空間に生コンクリートを流し込んだことを特徴とする。
また、掘削孔の内周面とシールド掘進機の後部に設けた内型枠との間のコンクリート充填空間に充填された生コンクリートの圧力をコンクリート充填空間内に設置された計測機で計測し、これによりコンクリート充填空間に充填された生コンクリートの圧力を所定圧に調整したことを特徴とする。 The tunnel construction method according to the present invention excavates a natural ground with a shield machine, and lays the ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear part of the shield machine. In the tunnel construction method in which the concrete is constructed and the tunnel is formed, the primary lining concrete has a thickness of 100 mm or more and a thickness of 1% or more and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed. Features.
In addition, excavation is conducted by excavating natural ground with a shield machine, and the primary lining concrete is constructed by pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine. In the tunnel construction method for forming a tunnel, after the construction of the primary lining concrete for a predetermined length, the stability of the ground corresponding to the primary lining concrete after the construction is confirmed.
In addition, excavation is conducted by excavating natural ground with a shield machine, and the primary lining concrete is constructed by pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine. In the tunnel construction method for forming a tunnel, the thickness of the primary lining concrete is constructed to a thickness of 100 mm or more and 1% or more and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed. After the construction of the lining concrete, the stability of the natural ground corresponding to the primary lining concrete portion after the construction was confirmed.
In addition, when the stability of the ground is confirmed, a sheet is installed inside the primary lining concrete after the construction, and the secondary lining concrete is constructed inside the sheet.
In addition, if stability of the natural ground could not be confirmed, a support work was constructed for the primary lining concrete after the above construction. It is characterized in that a sheet is installed inside and secondary lining concrete is constructed inside the sheet.
In addition, a concrete pump that supplies ready-mixed concrete to the concrete-filled space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine is installed, and high flow as ready-mixed concrete supplied to the concrete-filled space is provided. It is characterized by using sex raw concrete.
In addition, a plurality of concrete pumps for supplying ready concrete to the concrete filling space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner mold provided at the rear of the shield machine are provided, and the ready concrete is poured into the concrete filling space. The number of concrete placement ports is equal to or more than the number of concrete pumps, and each concrete pump is connected to one or more different concrete placement ports by pipes, and the concrete filling space is formed through the plurality of concrete placement ports. It is characterized by pouring fresh concrete.
Moreover, the pressure of the ready-mixed concrete filled in the concrete filling space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine is measured with a measuring machine installed in the concrete filling space, Thus, the pressure of the ready-mixed concrete filled in the concrete filling space is adjusted to a predetermined pressure.

本発明によれば、一次覆工コンクリートの厚さを、１００ｍｍ以上でかつ施工予定のトンネルの内径寸法の１％以上５％未満の厚さに構築したので、一次覆工コンクリートの厚さを施工予定のトンネルの内径寸法の５〜１０％にする必要のあるＥＣＬ工法に比べて、一次覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。また、所定長さ分の一次覆工コンクリートを構築した後に、当該一次覆工コンクリートの部分に対応する地山の安定を確認することで、地山自身で地山を支保させる構造を実現できるので、一次覆工コンクリートの厚みを薄くすることが可能となり、したがって、一次覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。また、一次覆工コンクリートの厚さを、１００ｍｍ以上でかつ施工予定のトンネルの内径寸法の１％以上５％未満の厚さに構築し、所定の長さ分の一次覆工コンクリートを構築した後、当該構築後の一次覆工コンクリートの部分に対応する地山の安定を確認したので、一次覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量を確実に少なくできる。すなわち、本発明ではＥＣＬ工法にＮＡＴＭの理論を導入したため、比較的柔らかい地山において、支保工が大掛かりとなるＮＡＴＭ工法、上述したように一次覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量が多くなるＥＣＬ工法、コストの高いセグメントを用いたシールド工法に比べて、経済的に有利なトンネル施工を実現できる。そして、地山の安定を確認できた場合には、上記構築後の一次覆工コンクリートの内側にシートを設置して二次覆工コンクリートを構築したので、一次覆工コンクリートと二次覆工コンクリートとがシートにより分離される。すなわち、シートにより一次覆工コンクリートと二次覆工コンクリートとの縁が切れるので、一次覆工コンクリートからのせん断力が二次覆工コンクリートに伝わることを防止できる。地山の安定を確認できなかった場合には、支保工により地山を安定させて地山の安定を確認した後に二次覆工コンクリートを構築するので、地山の崩落を防止できる。生コンクリートとして高流動性生コンクリートを用いたり、コンクリート充填空間に生コンクリートを流し込むために複数のコンクリートポンプを用いて複数のコンクリート打設口を介してコンクリート充填空間に生コンクリートを流し込むことで、コンクリート充填空間内に短時間で均等に高密度に生コンクリートを充填でき、掘削孔の内周面と密着しかつ一体化した高密度構造の一次覆工コンクリートを構築できて、上述したような地山自身で地山を支保させる構造を実現させやすくなる。即ち、コンクリート充填空間内に高密度に充填された生コンクリートが掘削孔の内周面を固めて固化し内周面と一体化した一次覆工コンクリートが支保工として作用するので、厚さの薄い一次覆工コンクリートによっても、地山自身で地山を支保させる構造を実現でき、一次覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。また、コンクリート充填空間に流し込まれた生コンクリートの圧力を計測することで、コンクリート充填空間に流し込まれた生コンクリートの圧力調整を容易にでき、掘削孔の内周面と密着しかつ一体化した高密度構造の一次覆工コンクリートを構築できる。 According to the present invention, the thickness of the primary lining concrete is constructed so that the thickness of the primary lining concrete is not less than 100 mm and not less than 1% and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed. Compared to the ECL method that needs to be 5 to 10% of the inner diameter of the planned tunnel, the amount of concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete can be reduced. In addition, after constructing the primary lining concrete for a predetermined length, by confirming the stability of the natural ground corresponding to the primary lining concrete part, it is possible to realize a structure that supports the natural ground by the natural ground itself. The thickness of the primary lining concrete can be reduced, and therefore, the amount of concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete can be reduced. After the primary lining concrete is constructed to a thickness of 100% or more and 1% or more and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed, and the primary lining concrete for a predetermined length is constructed. Since the stability of the natural ground corresponding to the primary lining concrete part after the construction has been confirmed, the concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete can be surely reduced. In other words, in the present invention, the NATM theory is introduced to the ECL method, so that in a relatively soft ground, the NATM method, which requires a large amount of support work, as described above, the amount of concrete required to construct the primary lining concrete increases. Compared to the shield method using the construction method and high-cost segment, it is possible to realize economically advantageous tunnel construction. And when the stability of the natural ground was confirmed, since the secondary lining concrete was constructed by installing a sheet inside the primary lining concrete after the construction, the primary lining concrete and the secondary lining concrete Are separated by a sheet. That is, since the edge of the primary lining concrete and the secondary lining concrete is cut by the sheet, it is possible to prevent the shearing force from the primary lining concrete from being transmitted to the secondary lining concrete. If the stability of the natural ground cannot be confirmed, the secondary lining concrete is constructed after stabilizing the natural ground by supporting work and confirming the stability of the natural ground, so that the collapse of the natural ground can be prevented. By using high-fluidity ready-mixed concrete as ready-mixed concrete, or by pouring ready-mixed concrete into the concrete-filled space through multiple concrete placement ports using multiple concrete pumps to flow ready-mixed concrete into the concrete-filled space, Filling space can be filled with ready-mixed concrete evenly in a short period of time, and the primary lining concrete can be constructed with a high density structure that is in close contact with and integrated with the inner peripheral surface of the excavation hole. It becomes easy to realize the structure that supports the natural ground by itself. That is, the primary lining concrete in which the concrete filled with high density in the concrete filling space solidifies and solidifies the inner peripheral surface of the excavation hole, and acts as a support work, is thin. Even with primary lining concrete, it is possible to realize a structure in which the natural ground itself supports the natural ground, and the amount of concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete can be reduced. In addition, by measuring the pressure of the ready-mixed concrete poured into the concrete filling space, it is easy to adjust the pressure of the ready-mixed concrete poured into the concrete-filled space. A primary lining concrete with a density structure can be constructed.

図１は本形態の方法に使用する密閉型のシールド掘進機を示し、図２はコンクリート供給管とプレスリングに形成されたコンクリート打設口との関係を示し、図３は完成したトンネルの断面を示す。 FIG. 1 shows a sealed shield machine used in the method of the present embodiment, FIG. 2 shows the relationship between the concrete supply pipe and the concrete placement port formed in the press ring, and FIG. 3 shows a cross section of the completed tunnel. Indicates.

図１に示すように、本形態の方法に使用する密閉型のシールド掘進機１は、前端に回転切削部２を有し、回転切削部２の後部には後方に延長する円筒状のテールプレート３を備える。テールプレート３の内側には複数の推進ジャッキ４とプレスジャッキ５とが設けられ、プレスジャッキ５の後端５ａに取付けられてテールプレート３の内周面３ａに沿って前後に移動可能なプレスリング７を備える。プレスリング７は、テールプレート３の内周面３ａと後述する単位内型枠３０の外周面３４との間を塞いだ状態でプレスジャッキ５の伸縮で前後に移動可能な構成物であり、後述するコンクリート充填空間１００を形成するとともにコンクリート充填空間１００に流入した高流動性生コンクリート８０を加圧するものである。８はシールド掘進機１の推進に伴って図外の牽引手段で牽引されるコンクリート供給装置である。このコンクリート供給装置８は例えば高流動性生コンクリート８０を生成する１台のレミキサー８１とこのレミキサー８１に接続管８２で繋がれた６台のコンクリートポンプ８３とで構成される。高流動性生コンクリート８０は、例えば、２４時間材齢が１５Ｎ／ｍｍ^２以上、スランプフローが６０±５ｃｍ、ＰＨ１１．５以下のものを用いる。プレスリング７には、前後面に貫通するコンクリート打設口９が図２に示すように周方向に等間隔で例えば１２個形成される。各コンクリートポンプ８３のコンクリート排出口１０には第１コンクリート供給ホース１１が接続され、このホース１１の終端には二方切替弁１２が接続され、この二方切替弁１２の２つの排出口１３；１３とそれぞれ１つのコンクリート打設口９とが第２コンクリート供給ホース１４；１４で接続される。第２コンクリート供給ホース１４における終端側には油圧シリンダピストン等による塞止弁装置１５が設けられる。塞止弁装置１５の塞止弁１５ａが第２コンクリート供給ホース１４と打設口９とを繋ぐ接続通路１４ａ内に進退移動して接続通路１４ａを開閉する。接続通路１４ａに近い第２コンクリート供給ホース１４の終端側にはこの第２コンクリート供給ホース１４内の管内圧力を計測する管内圧力計１６が設けられる。また、プレスリング７の後面７ａにおける１２箇所のそれぞれ打設口９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つの打設口９の近傍には、コンクリート充填空間１００に充填された生コンクリートの圧力を計測するためのコンクリート圧力計１７が設けられる。 As shown in FIG. 1, a sealed shield machine 1 used in the method of this embodiment has a rotary cutting part 2 at the front end, and a cylindrical tail plate extending rearward at the rear part of the rotary cutting part 2. 3 is provided. A plurality of propulsion jacks 4 and press jacks 5 are provided inside the tail plate 3 and are attached to the rear end 5a of the press jack 5 so as to be movable back and forth along the inner peripheral surface 3a of the tail plate 3. 7 is provided. The press ring 7 is a component that can be moved back and forth by expansion and contraction of the press jack 5 in a state in which the space between the inner peripheral surface 3a of the tail plate 3 and the outer peripheral surface 34 of the unit inner mold 30 described later is closed. The concrete filling space 100 to be formed is formed, and the highly fluid ready-mixed concrete 80 that has flowed into the concrete filling space 100 is pressurized. A concrete supply device 8 is pulled by a pulling means (not shown) as the shield machine 1 is propelled. The concrete supply device 8 includes, for example, one remixer 81 that generates high-fluidity ready-mixed concrete 80 and six concrete pumps 83 connected to the remixer 81 by connection pipes 82. As the high fluidity ready-mixed concrete 80, for example, a 24-hour age of 15 N / mm ² or more, a slump flow of 60 ± 5 cm, and a pH of 11.5 or less are used. In the press ring 7, for example, 12 concrete placement ports 9 penetrating the front and rear surfaces are formed at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG. A first concrete supply hose 11 is connected to the concrete discharge port 10 of each concrete pump 83, and a two-way switching valve 12 is connected to the end of the hose 11, and the two discharge ports 13 of the two-way switching valve 12; 13 and one concrete placing port 9 are connected by a second concrete supply hose 14; 14. A closing valve device 15 such as a hydraulic cylinder piston is provided on the terminal end side of the second concrete supply hose 14. The blocking valve 15a of the blocking valve device 15 moves back and forth in the connection passage 14a that connects the second concrete supply hose 14 and the placement port 9 to open and close the connection passage 14a. An in-pipe pressure gauge 16 for measuring the in-pipe pressure in the second concrete supply hose 14 is provided on the terminal end side of the second concrete supply hose 14 near the connection passage 14a. Further, the pressure of the ready-mixed concrete filled in the concrete filling space 100 in the vicinity of each of the twelve placement ports 9 on the rear surface 7a of the press ring 7 or in the vicinity of at least one of the twelve placement ports 9 is provided. A concrete pressure gauge 17 for measuring is provided.

本形態のトンネル施工方法を図１〜図３に基いて説明する。まず、シールド掘進機１を一定距離だけ掘進させて地山（地盤／岩盤）２０に掘削孔２１を掘る。一定距離は例えば円筒形状に組み立てられる単位内型枠３０の筒長３１(例えば１ｍ〜２ｍ程度)の長さ＋シールド掘進機１の前後長さ３２である。シールド掘進機１を一定距離だけ掘進させた後にシールド掘進機１の推進ジャッキ４の後端４ａに上記単位内型枠３０（３０Ａ）を取付ける。そして、単位内型枠３０（３０Ａ）で反力をとって推進ジャッキ４でシールド掘進機１を推進させて地山２０を掘削するとともに、掘削孔２１の円形の内周面３３とこの内周面３３と対向する単位内型枠３０（３０Ａ）の円形の外周面３４との間の円筒形状のコンクリート充填空間１００にプレスリング７の後面７ａの周囲の１２箇所の打設口９を介してコンクリートポンプ８３で加圧された高流動性生コンクリート８０を流し込みながらプレスジャッキ５でプレスリング７を押圧して高流動性生コンクリート８０を加圧する。そして、人がコンクリート圧力計１７から送信されてくる圧力値をモニタ等で監視しながらコンクリート充填空間１００に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力が予め決められた所定値になったら人が塞止弁１５ａの操作部を操作して塞止弁１５ａで接続通路１４ａを塞いで、コンクリート充填空間１００内の高流動性生コンクリート８０を固化させる。したがって、６個のコンクリートポンプ８３を用い、プレスリング７の後面７aの周囲の１２箇所の打設口９からコンクリート充填空間１００に高流動性生コンクリート８０を充填するので、複数のコンクリートポンプ８３での圧力付加と複数の打設口９からの高流動性生コンクリート８０の流し込みと高流動性生コンクリート８０の高流動性とにより、コンクリート充填空間１００内に短時間で均等に高密度に高流動性生コンクリート８０を充填でき、掘削孔２１の内周面３３（地山２０）と密着して一体化した高密度構造の一次覆工コンクリート９０を構築できる。また、打設口９の数と同数のコンクリートポンプ８３を設け、１つのコンクリートポンプ８３で１つの打設口９から高流動性生コンクリート８０を打設してもよいが、実施形態のように打設口９の数の１／２の数のコンクリートポンプ８３を用いて１つのコンクリートポンプ８３に２つの打設口９を繋ぐことにより、コンクリートポンプ８３の数を減らして多くの打設口９から打設できるので経済的である。また、コンクリート圧力計１７を備えたので、コンクリート充填空間１００内に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力監視制御を容易に行える。また、コンクリート圧力計１７からの信号を判読して塞止弁１５ａを開閉する図外の制御装置を設ければ、塞止弁１５ａの開閉を自動化できる。なお、最初の一次覆工コンクリート９０は掘削孔２１の入口２２に図外の塞板を設置して構築する。 The tunnel construction method of this form is demonstrated based on FIGS. 1-3. First, the shield machine 1 is dug for a certain distance, and a borehole 21 is dug in the natural ground (ground / rock) 20. The fixed distance is, for example, the length of the cylinder length 31 (for example, about 1 m to 2 m) of the unit inner mold 30 assembled in a cylindrical shape + the front-rear length 32 of the shield machine 1. After the shield machine 1 has been excavated by a certain distance, the unit inner form 30 (30A) is attached to the rear end 4a of the propulsion jack 4 of the shield machine 1. Then, the reaction force is taken by the unit inner mold 30 (30A) and the shield excavator 1 is driven by the propulsion jack 4 to excavate the natural ground 20, and the circular inner peripheral surface 33 of the excavation hole 21 and the inner peripheral surface thereof are excavated. The cylindrical concrete filling space 100 between the surface 33 and the circular outer peripheral surface 34 of the unit inner mold 30 (30A) facing the surface 33 is provided via twelve placement ports 9 around the rear surface 7a of the press ring 7. While pouring high fluidity fresh concrete 80 pressurized by the concrete pump 83, the press ring 7 is pressed by the press jack 5 to pressurize the high fluidity ready concrete 80. Then, when the pressure of the high-fluidity ready-mixed concrete 80 poured into the concrete filling space 100 reaches a predetermined value while monitoring the pressure value transmitted from the concrete pressure gauge 17 by a monitor or the like, The operating portion of the blocking valve 15a is operated to block the connection passage 14a with the blocking valve 15a, and the highly fluid ready-mixed concrete 80 in the concrete filling space 100 is solidified. Therefore, since the six concrete pumps 83 are used and the high-fluidity fresh concrete 80 is filled into the concrete filling space 100 from the twelve placement ports 9 around the rear surface 7a of the press ring 7, a plurality of concrete pumps 83 are used. The high flowability of the ready-mixed concrete 80 from the plurality of placement ports 9 and the high flowability of the ready-to-flow ready concrete 80 allow for high flow evenly and densely in the concrete filling space 100 in a short time. The primary lining concrete 90 having a high density structure that can be filled with the ready-mixed concrete 80 and is in close contact with the inner peripheral surface 33 (the ground 20) of the excavation hole 21 can be constructed. Further, the same number of concrete pumps 83 as the number of placement ports 9 may be provided, and the high-fluidity ready-mixed concrete 80 may be placed from one placement port 9 with one concrete pump 83, as in the embodiment. By connecting the two casting ports 9 to one concrete pump 83 using the number of concrete pumps 83 that is ½ the number of the casting ports 9, the number of concrete pumps 83 can be reduced to increase the number of casting ports 9. It is economical because it can be placed from Moreover, since the concrete pressure gauge 17 is provided, the pressure monitoring control of the highly fluid ready-mixed concrete 80 poured into the concrete filling space 100 can be easily performed. Further, if a control device (not shown) that opens and closes the closing valve 15a by reading a signal from the concrete pressure gauge 17 is provided, the opening and closing of the closing valve 15a can be automated. The first primary lining concrete 90 is constructed by installing a non-illustrated closing plate at the entrance 22 of the excavation hole 21.

以後、推進ジャッキを単位内型枠３０（３０Ａ）から外して、ジャッキを縮める。そして、新たな単位内型枠３０（３０Ｂ）を推進ジャッキと前の単位内型枠３０（３０Ａ）に設置し、推進ジャッキ４の後端４ａを掘削するとともに、掘削孔２１の内周面３３とこの内周面３３と対向する単位内型枠３０（３０Ｂ）の外周面３４との間のコンクリート充填空間１００に上記と同様に高流動性生コンクリート８０を流し込んで固化させて、掘削孔２１の内周面３３（地山２０）と密着して一体化した高密度構造の一次覆工コンクリート９０を構築する。以後同様の方法で一次覆工コンクリート９０を構築していく。尚、単位内型枠３０は例えば十数個用いた後は、一番後方の単位内型枠３０を取り外して図外の移動手段で最前方に移動させて推進ジャッキ４の後端４ａに取付けて作業を行う。 Thereafter, the propulsion jack is removed from the unit inner mold 30 (30A), and the jack is contracted. Then, a new unit inner mold 30 (30B) is installed on the propulsion jack and the previous unit inner mold 30 (30A), the rear end 4a of the propulsion jack 4 is excavated, and the inner peripheral surface 33 of the excavation hole 21 is also excavated. In the same manner as described above, high-fluidity ready-mixed concrete 80 is poured into the concrete filling space 100 between the inner peripheral surface 33 and the outer peripheral surface 34 of the unit inner mold 30 (30B), and the excavation hole 21 is solidified. A primary lining concrete 90 having a high-density structure in close contact with and integrated with the inner peripheral surface 33 (natural ground 20) is constructed. Thereafter, the primary lining concrete 90 is constructed in the same manner. For example, after ten or more unit inner molds 30 are used, the rearmost unit inner mold 30 is removed and moved to the forefront by a moving means not shown, and attached to the rear end 4a of the propulsion jack 4. Work.

図３に示すように、一次覆工コンクリート９０の構築を終えた部分のトンネル底盤部９１には一次インバート９２及び二次インバート９３を構築する。尚、一次インバート９２の構築後に一次インバート９２の上に中央排水溝９４を形成し、一次覆工コンクリート９０と一次インバート９２との境目に側排水溝９５を形成し、中央排水溝９４と側排水溝９５とを排水管９６で繋ぐ。 As shown in FIG. 3, a primary invert 92 and a secondary invert 93 are constructed in the tunnel base 91 of the portion where the construction of the primary lining concrete 90 has been completed. After the primary invert 92 is constructed, a central drainage groove 94 is formed on the primary invert 92, a side drainage groove 95 is formed at the boundary between the primary lining concrete 90 and the primary invert 92, and the central drainage groove 94 and the side drainage are formed. The groove 95 is connected by a drain pipe 96.

所定長さ分の一次覆工コンクリート９０を構築した後、例えば、１日に構築した１ｍ〜２ｍ程度の長さの一次覆工コンクリート９０の構築作業の終了後に、その１日で構築した一次覆工コンクリート９０の変位を一次覆工終了から所定時間経過するまでに図外の測量システム等で計測して、当該構築後の一次覆工コンクリート９０の変形が収束した状態を示していれば、当該構築後の一次覆工コンクリート９０の部分に対応する地山２０が安定していると判断する。地山２０が安定しているか否かの判定基準数値は実績、現場の地山の状態等から予め決めておく。当該構築後の一次覆工コンクリート９０の部分に対応する地山２０の安定を確認した後、第１，第２インバートを構築した後のその判定対象の構築後の一次覆工コンクリート９０の上半円の内面９０ａに図外のシート貼り台車等でシート９７を取付ける。そして、シート９７の下端９７ａと側排水溝９５とを止水板９８で繋ぐ。その後、図外のスライドセントルでシート９７の内側９７ｂに二次覆工コンクリート９９を構築する。よって、シート９７により一次覆工コンクリート９０と二次覆工コンクリート９９とが分離され、シート９７により一次覆工コンクリート９０と二次覆工コンクリート９９との縁が切れるので、一次覆工コンクリート９０からのせん断力が二次覆工コンクリート９９に伝わることを防止でき、さらに、地山２０から湧き出た水はシート９７を伝って止水板９８に流れ、側排水溝９５、排水管９６、中央排水溝９４に排水されるので、地山２０からの水を適切に排水できる。以上のようにして、トンネルを構築できる。 After constructing the primary lining concrete 90 for a predetermined length, for example, after completing the construction work of the primary lining concrete 90 having a length of about 1 m to 2 m constructed on one day, the primary lining constructed on that day. If the displacement of the concrete lining 90 is measured by a surveying system or the like outside the figure before the end of the primary lining, and the deformation of the primary lining concrete 90 after the construction is shown, It is judged that the natural ground 20 corresponding to the part of the primary lining concrete 90 after construction is stable. The reference value for determining whether or not the natural ground 20 is stable is determined in advance from the actual results, the state of the natural ground in the field, and the like. After confirming the stability of the natural ground 20 corresponding to the portion of the primary lining concrete 90 after the construction, the upper half of the primary lining concrete 90 after the construction of the judgment target after the construction of the first and second inverts The sheet 97 is attached to the inner surface 90a of the circle by a sheet pasting cart or the like not shown. Then, the lower end 97 a of the sheet 97 and the side drainage groove 95 are connected by the water stop plate 98. Thereafter, the secondary lining concrete 99 is constructed on the inner side 97b of the sheet 97 with a slide centle (not shown). Therefore, the primary lining concrete 90 and the secondary lining concrete 99 are separated by the sheet 97, and the edges of the primary lining concrete 90 and the secondary lining concrete 99 are cut by the sheet 97. Can be prevented from being transmitted to the secondary lining concrete 99, and further, the water springed from the natural ground 20 flows through the sheet 97 and flows to the water stop plate 98, and the side drainage groove 95, the drainage pipe 96, and the central drainage. Since it drains into the groove 94, the water from the natural ground 20 can be drained appropriately. A tunnel can be constructed as described above.

本形態によれば、所定長さ分の構築後の一次覆工コンクリート９０の所定時間経過後において変形が収束している状態、つまり、当該構築後の一次覆工コンクリート９０の部分に対応する地山２０の安定を確認することで、地山自身で地山を支保させる構造が一次覆工コンクリート９０で実現されていることになる。したがって、当該地山自身で地山２０を支保させる構造を実現させることで、一次覆工コンクリート９０の厚みは薄くてもよい。したがって、一次覆工コンクリート９０の厚さを、１００ｍｍ以上でかつ施工予定のトンネルの内径寸法（図３のトンネルの中心Ｃから二次覆工コンクリート９９の内面までの長さｒの２倍の長さ、すなわち、施工予定のトンネルの半径ｒの２倍の長さ）の１％以上５％未満の厚さとして、一次覆工コンクリート９０の構築に要するコンクリート消費量を少なくできるようにした。例えば、施工予定のトンネルの内径寸法が１１ｍの場合に、ＥＣＬ工法では一次覆工コンクリート９０の厚さは少なくとも１１ｍの５％である５５０ｍｍ程度必要であるのに対し、本形態では一次覆工コンクリート９０の厚さを１１ｍの３％である３３０ｍｍ程度とできる。したがって、本形態では、一次覆工コンクリート９０の構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。この場合、テールプレート３の外周径と内型枠３０の外周径との差が６６０ｍｍ程度になるような寸法の内型枠３０を作成しておいて使用する。尚、地山２０を支えるために一次覆工コンクリート９０の厚さを１００ｍｍ以上とする。 According to this embodiment, the state where the deformation has converged after a predetermined time of the primary lining concrete 90 after construction for a predetermined length, that is, the ground corresponding to the portion of the primary lining concrete 90 after construction. By confirming the stability of the mountain 20, a structure that supports the natural mountain itself is realized by the primary lining concrete 90. Therefore, the primary lining concrete 90 may be thin by realizing a structure in which the natural ground 20 is supported by the natural ground itself. Therefore, the thickness of the primary lining concrete 90 is 100 mm or more and the inner diameter dimension of the tunnel to be constructed (the length r twice from the center C of the tunnel in FIG. 3 to the inner surface of the secondary lining concrete 99). That is, the thickness is 1% or more and less than 5% of the length of the radius r of the tunnel to be constructed), so that the amount of concrete required for the construction of the primary lining concrete 90 can be reduced. For example, when the inner diameter of the tunnel to be constructed is 11 m, the thickness of the primary lining concrete 90 is required to be about 550 mm, which is at least 5% of 11 m in the ECL method, whereas in this embodiment, the primary lining concrete is used. The thickness of 90 can be about 330 mm which is 3% of 11 m. Therefore, in this embodiment, the concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete 90 can be reduced. In this case, the inner mold frame 30 having a dimension such that the difference between the outer diameter of the tail plate 3 and the outer diameter of the inner mold frame 30 is about 660 mm is prepared and used. In addition, in order to support the natural ground 20, the thickness of the primary lining concrete 90 shall be 100 mm or more.

上記測量システム等での計測で、構築後の一次覆工コンクリート９０の変形が収束しない状態を示していれば、地山自身で地山を支保させる構造が一次覆工コンクリート９０で実現されていないことになるので、当該一次覆工コンクリート９０の内面から地山２０に図外のロックボルトを打ち込んだり、当該一次覆工コンクリート９０の内面に図外の鋼製支保工を取付けたりする、支保工を構築してから、地山２０の安定を確認した後に、上述のシート９７の取付けと二次覆工コンクリート９９の構築作業を行う。このように、支保工により地山２０を安定させてから二次覆工コンクリートを構築するので、地山２０の崩落を防止できる。このように、地山自身で地山２０を支保させる構造が一次覆工コンクリート９０で実現されていない場合のデータを残しておき、さらに掘進した場合の一次覆工コンクリート９０の構築作業に反映させることで、以後の一次覆工コンクリート９０の構築による地山２０の安定化対策を図ることが可能となる。地山自身で地山を支保させる構造が一次覆工コンクリート９０で実現されていない場合のデータにより、例えば、コンクリート充填圧が低いと考えられる場合には、コンクリートポンプ８３の圧力を高くして高流動性生コンクリート８０の流出圧力調整を行って、掘削孔２１の内周面３３（地山２０）とより密着して一体化させた高密度構造の一次覆工コンクリート９０を構築するようにして地山２０の安定化対策を図ることが可能となる。尚、コンクリート充填圧の最終的な調整は、コンクリート圧力計１７での圧力検出に基づく塞止弁１５ａの開閉制御により実現でき、地山２０の安定化対策を容易に行える。 If the measurement by the surveying system or the like shows a state in which the deformation of the primary lining concrete 90 after construction does not converge, a structure that supports the natural ground by the natural ground itself is not realized by the primary lining concrete 90. As a result, a rock bolt, not shown, is driven into the natural ground 20 from the inner surface of the primary lining concrete 90, or a steel supporter, not shown, is attached to the inner surface of the primary lining concrete 90. After confirming the stability of the natural ground 20, the mounting of the above-described sheet 97 and the construction work of the secondary lining concrete 99 are performed. Thus, since the secondary lining concrete is constructed after stabilizing the natural ground 20 by the supporting work, the collapse of the natural ground 20 can be prevented. Thus, the data when the structure which supports the natural ground 20 by the natural ground itself is not realized by the primary lining concrete 90 is left and reflected in the construction work of the primary lining concrete 90 when further excavated. Thus, it becomes possible to take measures for stabilizing the natural ground 20 by constructing the primary lining concrete 90 thereafter. For example, if the concrete filling pressure is considered to be low according to the data when the structure that supports the natural ground by the primary lining concrete 90 is not realized, the concrete pump 83 is increased in pressure. By adjusting the outflow pressure of the fluid ready-mixed concrete 80, the primary lining concrete 90 having a high-density structure integrated with the inner peripheral surface 33 (the ground 20) of the excavation hole 21 is more closely integrated. It is possible to take measures for stabilizing the natural ground 20. The final adjustment of the concrete filling pressure can be realized by opening / closing control of the closing valve 15a based on the pressure detection by the concrete pressure gauge 17, and the stabilization measure of the natural ground 20 can be easily performed.

本形態では、ある長さ分の一次覆工コンクリート９０を構築した後に、当該一次覆工コンクリート９０の部分に対応する地山２０の安定を確認することで、地山２０自身で地山２０を支保させる構造を実現させる。これにより、一次覆工コンクリート９０の厚みを薄くすることが可能となり、一次覆工コンクリート９０の構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。すなわち、言い換えるならば、ＥＣＬ工法にＮＡＴＭ工法の理論を導入したトンネル施工方法を提案している。つまり、ＮＡＴＭ工法の導入の根本的な考え方は、断面アーチ状に形成されたトンネルは本来地山が安定していれば地山自身が地山を支えるので潰れないという考え方である。ただし、実際の現場では地質の状態や湧水の発生などにより地山が崩壊してしまうので、実際のＮＡＴＭ工法では、コンクリート吹付け、ロックボルトの打ち込み、鋼製支保工等の支保工の構築により地山を安定させて崩落を防ぐというものである。本形態では、ＥＣＬ工法において一次覆工コンクリートの構築で地山２０の安定が確保されればよいというＮＡＴＭ工法の根本思想を取り入れている。よって、地山２０の安定が確保されればよいことから、一次覆工コンクリート９０の構築についても、本来のＥＣＬ工法の覆工コンクリートのように覆工コンクリート自体で地山２０の土圧・水圧に耐える強度の高品質の覆工コンクリートを構築する必要性がなくなり、よって、一次覆工コンクリート９０の厚みを薄くすることを可能とでき、一次覆工コンクリート９０の構築に要するコンクリート消費量を少なくできる。例えば、比較的柔らかい地山２０においてトンネルを施工する場合、本来のＮＡＴＭ工法で施工を行う場合には支保工が大掛かりとなり、また、ＥＣＬ工法では上述したように覆工コンクリートの構築に要するコンクリート消費量が多くなり、シールド工法では高価なセグメントを用いるため、いずれの工法でも経済的に不利であるが、本形態によれば、これら工法に比べて経済的に有利なトンネル施工を実現できる。 In this embodiment, after the primary lining concrete 90 for a certain length is constructed, the natural ground 20 itself is formed by confirming the stability of the natural ground 20 corresponding to the primary lining concrete 90 portion. Realize the structure to be supported. As a result, the thickness of the primary lining concrete 90 can be reduced, and the amount of concrete consumed to construct the primary lining concrete 90 can be reduced. That is, in other words, a tunnel construction method is proposed in which the theory of the NATM method is introduced into the ECL method. In other words, the fundamental idea of the introduction of the NATM method is that the tunnel formed in an arched cross-section is not collapsed because the natural ground itself supports the natural ground if the natural ground itself is stable. However, since the natural ground collapses due to geological conditions and the occurrence of spring water at the actual site, the actual NATM construction method uses concrete spraying, rock bolt driving, steel support construction, etc. This stabilizes the ground and prevents collapse. In this embodiment, the basic idea of the NATM method is adopted in which the stability of the natural ground 20 only needs to be ensured by the construction of the primary lining concrete in the ECL method. Therefore, since stability of the natural ground 20 should just be ensured, also about the construction of the primary lining concrete 90, earth pressure and water pressure of the natural ground 20 with the lining concrete itself like the lining concrete of the original ECL method. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the primary lining concrete 90 and reduce the amount of concrete consumption required for the construction of the primary lining concrete 90. it can. For example, when a tunnel is constructed in a relatively soft ground 20, when the original NATM method is used, a large amount of support work is required. In the ECL method, the concrete consumption required for the construction of the lining concrete as described above. Since the amount increases and the expensive segment is used in the shield construction method, any construction method is economically disadvantageous, but according to this embodiment, tunnel construction that is economically advantageous compared to these construction methods can be realized.

地山２０の安定を確認できれば、一次覆工コンクリート９０でトンネルの構造体を完成させることのできる可能性がある。例えば、上記では、一次覆工コンクリートを無筋コンクリートで構築したが、一次覆工コンクリートを鉄筋コンクリートや繊維補強コンクリートで構築することで、一次覆工コンクリートでトンネルの構造体を完成させることのできる可能性が高くなる。 If the stability of the natural ground 20 can be confirmed, the primary lining concrete 90 may be able to complete the tunnel structure. For example, in the above, the primary lining concrete was constructed with unreinforced concrete, but by constructing the primary lining concrete with reinforced concrete or fiber reinforced concrete, it is possible to complete the tunnel structure with the primary lining concrete. Increases nature.

本発明の最良の形態によるトンネル施工方法に使用する密閉型のシールド掘進機を示す断面図。Sectional drawing which shows the sealed shield machine used for the tunnel construction method by the best form of this invention. 同形態のトンネル施工方法に使用する密閉型のシールド掘進機のコンクリート供給ホースとプレスリングに形成されたコンクリート打設口との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the concrete supply hose of the sealed shield machine used for the tunnel construction method of the same form, and the concrete placement opening formed in the press ring. 同形態のトンネル施工方法により完成したトンネルの断面図。Sectional drawing of the tunnel completed with the tunnel construction method of the same form.

Explanation of symbols

１シールド掘進機、４ａ推進ジャッキの後端（シールド掘進機の後部）、
９コンクリート打設口、１５塞止弁、２０地山、２１掘削孔、
３０単位内型枠（内型枠）、３３掘削孔の内周面、
８０高流動性生コンクリート、８３コンクリートポンプ、
９０一次覆工コンクリート、９７シート、
９９二次覆工コンクリート、１００コンクリート充填空間。 1 Shield machine, 4a Rear end of propulsion jack (rear part of shield machine),
9 Concrete placement port, 15 Stop valve, 20 Ground, 21 Drilling hole,
30 unit inner formwork (inner formwork), 33 inner peripheral surface of drilling hole,
80 high-fluidity ready-mixed concrete, 83 concrete pumps,
90 primary lining concrete, 97 sheets,
99 Secondary lining concrete, 100 concrete filling space.

Claims

A tunnel is created by excavating natural ground with a shield machine and pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the borehole and the inner mold provided at the rear of the shield machine to construct primary lining concrete. In the tunnel construction method to be formed, the tunnel construction method is characterized in that the thickness of the primary lining concrete is 100 mm or more and is constructed to a thickness of 1% or more and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed.

A tunnel is created by excavating natural ground with a shield machine and pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the borehole and the inner mold provided at the rear of the shield machine to construct primary lining concrete. In the tunnel construction method to be formed, after the primary lining concrete for a predetermined length is constructed, the stability of the ground corresponding to the primary lining concrete portion after the construction is confirmed. .

A tunnel is created by excavating natural ground with a shield machine and pouring ready-mixed concrete between the inner peripheral surface of the borehole and the inner mold provided at the rear of the shield machine to construct primary lining concrete. In the tunnel construction method to be formed, the primary lining concrete is constructed with a thickness of 100 mm or more and 1% or more and less than 5% of the inner diameter of the tunnel to be constructed, and the primary lining for a predetermined length. A tunnel construction method characterized by confirming the stability of a natural ground corresponding to a portion of the primary lining concrete after the construction of the concrete.

When the stability of the natural ground is confirmed, a sheet is installed inside the primary lining concrete after the construction, and the secondary lining concrete is constructed inside the sheet. The tunnel construction method according to claim 3.

If the stability of the natural ground could not be confirmed, a support work was constructed for the primary lining concrete after the above construction. The tunnel construction method according to claim 2 or 3, wherein a sheet is installed and secondary lining concrete is constructed inside the sheet.

A concrete pump that supplies ready-mixed concrete to the concrete-filled space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine is installed. The tunnel construction method according to any one of claims 1 to 5, wherein concrete is used.

Concrete for supplying fresh concrete to the concrete filling space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine, and pouring the ready concrete into the concrete filling space The number of placement ports is equal to or more than the number of concrete pumps, and each concrete pump is connected to one or more different concrete placement ports by pipes, and ready-mixed concrete is filled into the concrete filling space through the plurality of concrete placement ports. The tunnel construction method according to any one of claims 1 to 6, wherein

The pressure of the ready-mixed concrete filled in the concrete filling space between the inner peripheral surface of the excavation hole and the inner formwork provided at the rear of the shield machine is measured by a measuring machine installed in the concrete filling space. The tunnel construction method according to any one of claims 1 to 7, wherein the pressure of the ready-mixed concrete filled in the concrete filling space is adjusted to a predetermined pressure.