JP2009263884A - Tunnel construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、拡縮変断面トンネルを非開削で構築可能なトンネルの構築方法に関する。 The present invention relates to a tunnel construction method capable of constructing an expansion / contraction variable section tunnel by non-open cutting.
トンネルの構築方法として、例えば、ほぼ四角形断面のシールド掘進機により地中に複数のトンネルを掘削形成し、該トンネルを軸線方向に複数並設して無端状に連結・止水して、任意形状の連続構造体を構築した後、この連続構造体の内側を掘削して地下空間を構築することが知られている(特許文献1参照)。
このようなトンネルの構築方法にあっては、躯体幅が変断面となる場合、隣接するトンネル間の距離(接続部幅)を徐々に拡縮していき、シールド掘進機1台分の距離になった状態で、その間にシールド掘進機を挿入またはその間にあったシールド掘進機を脱出させることで、変断面に対応するようにしている。 In such a tunnel construction method, when the frame width has a variable cross section, the distance between adjacent tunnels (connection width) is gradually expanded and reduced to a distance equivalent to one shield machine. In such a state, the shield machine is inserted in the meantime or the shield machine that was in the meantime is escaped so as to correspond to the cross section.
しかし、このようなトンネルの構築方法にあっては、隣接するトンネル間に拡縮幅を確保してからシールド掘進機をトンネル間に挿入、脱出することで拡縮変断面に対応するため、隣接するトンネル間の最大接続幅がシールド掘進機1台分より大きな幅となり、隣接するトンネル同士の接続工が重構造化し、施工の安全性向上も図りにくいものである。 However, in such a tunnel construction method, an enlargement / reduction width is secured between adjacent tunnels, and then the shield tunneling machine is inserted / extracted between the tunnels to cope with the enlargement / reduction change section. The maximum connection width between them is larger than that of one shield machine, the connection work between adjacent tunnels becomes heavy, and it is difficult to improve the safety of construction.
本発明の目的は、拡縮変断面施工時に隣接するトンネル同士の接続幅を短くして、接続工の簡略化及び施工の安全性向上を図ることのできるトンネルの構築方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tunnel construction method that can shorten the connection width between adjacent tunnels at the time of enlargement / reduction cross-section construction, simplify connection work, and improve the safety of construction.
(1)前記目的を達成するため本発明のトンネルの構築方法は、少なくとも2台のシールド掘進機にて少なくとも2本のトンネルを隣接して構築し、各トンネル間の地山を掘削してトンネル同士を接続するトンネルの構築方法であって、前記各シールド掘進機は、隣り合うシールド掘進機との対向面がほぼ平行な傾斜面として形成され、前記各トンネルは、前記各シールド掘進機を前記傾斜面に沿って相対的に移動させることにより拡縮変断面トンネルを構築可能としたことを特徴とする。 (1) In order to achieve the above object, the tunnel construction method of the present invention is constructed by constructing at least two tunnels adjacent to each other with at least two shield machines, and excavating natural ground between each tunnel. A method of constructing a tunnel for connecting each other, wherein each shield machine is formed as an inclined surface in which a surface facing an adjacent shield machine is substantially parallel, and each tunnel has the shield machine The present invention is characterized in that an expansion / contraction variable section tunnel can be constructed by relatively moving along an inclined surface.
本発明によれば、各シールド掘進機を対向するほぼ平行な傾斜面に沿って相対的に移動させることにより、各シールド掘進機間の間隔、すなわち接続幅を小さくかつほぼ一定に保ったまま、少なくとも2つのトンネルの幅方向の長さを拡縮することができ、接続工の簡略化及び施工の安全性向上を図った拡縮変断面トンネルを構築することができる。 According to the present invention, by relatively moving each shield machine along a substantially parallel inclined surface facing each other, the distance between each shield machine, i.e., while keeping the connection width small and substantially constant, The length in the width direction of at least two tunnels can be expanded and contracted, and an expanded and contracted cross-section tunnel that simplifies connection work and improves the safety of construction can be constructed.
(2)本発明においては、(1)において、前記各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方での拡縮変断面トンネルを構築可能とすることができる。 (2) In the present invention, in (1), it is possible to construct an expansion / contraction variable section tunnel in at least one of the horizontal direction and the vertical direction by each shield machine.
このような構成とすることにより、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方における拡縮変断面のトンネルの構築を行うことが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to construct a tunnel having an expansion / contraction change section in at least one of the horizontal direction and the vertical direction.
(3)本発明においては、(2)において、前記各シールド掘進機により、水平方向での拡縮変断面トンネルを構築した後、トンネル内から下方の地山内に土留壁を構築し、前記トンネル及び土留壁に囲まれた地山を掘削して断面の大きなトンネルを構築するようにできる。 (3) In the present invention, in (2), after building the expansion / contraction variable cross-section tunnel in the horizontal direction by using each shield machine, a retaining wall is constructed in the natural ground below from inside the tunnel, A tunnel with a large cross section can be constructed by excavating a natural mountain surrounded by a retaining wall.
このような構成とすることにより、水平方向で拡縮した拡縮変断面トンネルを容易に形成することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to easily form an expansion / contraction variable section tunnel that is expanded / contracted in the horizontal direction.
(4)本発明においては、(2)において、前記各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向での拡縮変断面トンネルを構築した後、水平方向及び垂直方向での拡縮変断面トンネルに囲まれた地山を掘削して断面の大きなトンネルを構築することができる。 (4) In the present invention, in (2), each of the shield machines is used to construct an expansion / contraction variable section tunnel in the horizontal direction and the vertical direction, and then surrounded by the expansion / contraction variable section tunnel in the horizontal direction and the vertical direction. A tunnel with a large cross section can be constructed by excavating the ground.
このような構成とすることにより、水平方向及び垂直方向で拡縮したトンネルに囲まれた閉断面の拡縮変断面トンネルを容易に形成することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to easily form an expansion / contraction variable section tunnel having a closed section surrounded by tunnels expanded / contracted in the horizontal direction and the vertical direction.
(5)本発明においては、(1)〜(4)のいずれかにおいて、前記シールド掘進機は、両側面が傾斜面として形成することができる。 (5) In the present invention, in any one of (1) to (4), both sides of the shield machine can be formed as inclined surfaces.
このような構成とすることにより、両側に隣接するトンネルを構築する場合に、両方向に容易に拡縮することができる。 With such a configuration, when a tunnel adjacent to both sides is constructed, it can be easily scaled in both directions.
(6)本発明においては、(1)〜(4)のいずれかにおいて、前記シールド掘進機は、一側面が傾斜面として形成することができる。 (6) In this invention, in any one of (1)-(4), the said shield machine can form one side as an inclined surface.
このような構成とすることにより、片側に隣接するトンネルを構築する場合に、端部位置のトンネル構築に用いることができる。 By adopting such a configuration, when a tunnel adjacent to one side is constructed, it can be used to construct a tunnel at an end position.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図22は、本発明の一実施の形態にかかるトンネルの構築方法を示す図である。 1 to 22 are diagrams showing a tunnel construction method according to an embodiment of the present invention.
図1は、本実施の形態におけるトンネルの構築方法により構築した拡縮変断面トンネルの平面図で、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3はIII−III線に沿う断面図、図4はIV−IV線に沿う断面図、図5はV−V線に沿う断面図、図6はVI−VI線に沿う断面図、図7はVII−VII線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a plan view of an expansion / contraction variable section tunnel constructed by the tunnel construction method of the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a section taken along line III-III. 4 is a sectional view taken along line IV-IV, FIG. 5 is a sectional view taken along line V-V, FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII. is there.
この拡縮変断面トンネル10は、図1の右側から左側に向けて徐々に拡幅された状態になっている。
The expansion / contraction
図2は、最もトンネル幅の狭い状態となっており、この状態では、上部側に中間部用のシールド掘進機12を横方向に3台隣接させ、その両側に端部用のシールド掘進機14を2台隣接させると共に、下部側に中間部用のシールド掘進機12を上下逆にした形状のシールド掘進機16を上部側の各シールド掘進機12、14間に入り込んだ状態で横方向に隣接させて配置した状態で、掘進を行い9本のトンネル18を最も近接させた状態で構築するようにしている。
FIG. 2 shows a state in which the tunnel width is the narrowest. In this state, three
上部側の両端部のトンネル18及び中央のトンネル18内から下方の地山20に向けて土留壁22が構築され、9本のトンネル18が所定の厚さtで連結されて頂壁部24が構築された状態で、頂壁部24下方の地山を掘削して側壁部26及び底壁部28を構築することで大断面のトンネル30が構築されるようになっている。
A
中間部用のシールド掘進機12は、図8及び図9に示すように、円形のシールドカッタ32を有する面板34の上両側部に他のシールドカッタ36を有するほぼ逆台形状とされ、両側部が所定角度θで傾斜する下向きの傾斜面38として形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
また、シールド掘進機12内には、図10に示すように、面板34を回転させる駆動モータ40、シールドジャッキ42、セグメント組立用のエレクター44等が配設されている。
Further, as shown in FIG. 10, a
端部用のシールド掘進機14は、図11及び図12に示すように、円形のシールドカッタ32を有する面板46の一方の上側部及び他方の下側部に他のシールドカッタ36を有し、片側側部が所定角度θで傾斜する下向きの傾斜面38として形成されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the end
下部側のシールド掘進機16は、両側部が所定角度θで傾斜する下向きの傾斜面48として形成され、この傾斜面48が上部側のシールド掘進機12、14間に入り込んで、これらのシールド掘進機12、14の傾斜面38とほぼ平行に対向する状態となっている。
The
また、図2の場合には、図13(A)に示すように、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16間の距離L1は最も短い状態となっており、傾斜面38と傾斜面48との間には所定の間隔Sが設けられた状態となっており、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16との高さが中心差H1となっている。
In the case of FIG. 2, as shown in FIG. 13A, the distance L <b> 1 between the
図3は、図2の状態よりも拡幅した状態となっている。 FIG. 3 shows a state wider than the state of FIG.
この場合、図13(B)に示すように、上部側のシールド掘進機12、14とシールド掘進機16間の距離L1から距離L2分広げると共に、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16との高さを相対的に移動させて高さを中心差H2に近接させるようにしている。
In this case, as shown in FIG. 13 (B), the distance from the distance L1 between the
したがって、傾斜面38と傾斜面48との間には所定の間隔Sが確保された状態となり、トンネル18同士の接続距離は変化せず、接続工の簡略化及び安全性の確保が可能となる。
Therefore, a predetermined distance S is secured between the
図4は、図3の状態から拡幅施工を行わず掘進しており、図3の状態と変化は生じていない。 4 is excavated from the state of FIG. 3 without performing the widening construction, and the state and the change of FIG. 3 are not generated.
図5は、図4の状態よりも拡幅した状態となっている。 FIG. 5 shows a state wider than the state of FIG.
この場合、図13(B)と同様に、上部側のシールド掘進機12、14とシールド掘進機16間の距離を図4の状態から広げると共に、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16との高さを相対的に移動させて高さを近接させるようにしている。
In this case, as in FIG. 13B, the distance between the
したがって、傾斜面38と傾斜面48との間には所定の間隔Sが確保された状態となる。
Therefore, a predetermined space S is secured between the
図6は、図5の状態よりもさらに拡幅した状態となっている。 FIG. 6 shows a state where the width is further increased than the state shown in FIG.
この場合、図13(C)に示すように、上部側のシールド掘進機12、14とシールド掘進機16間の距離L1から距離L3分広げると共に、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16との高さを相対的に移動させて高さを中心差H3になるように移動させるようにしている。
In this case, as shown in FIG. 13C, the
したがって、傾斜面38と傾斜面48との間には所定の間隔Sが確保された状態となる。
Therefore, a predetermined space S is secured between the
図7は、図6の状態よりもさらに拡幅した状態となっている。 FIG. 7 shows a state in which the width is further increased than the state of FIG.
この場合、図13(D)に示すように、上部側のシールド掘進機12、14とシールド掘進機16間の距離L1から距離L4分広げると共に、シールド掘進機12、14とシールド掘進機16との高さを相対的に移動させて高さを中心差H4になるようにしている。
In this case, as shown in FIG. 13 (D), the distance from the distance L1 between the
したがって、傾斜面38と傾斜面48との間には所定の間隔Sが確保された状態となる。
Therefore, a predetermined space S is secured between the
次に、このようなトンネルの構築方法の一例について、図14〜図22を参照して説明する。 Next, an example of a method for constructing such a tunnel will be described with reference to FIGS.
まず、図14に示すように、大断面のトンネル30の頂壁部24形成位置で、4台の下部側のシールド掘進機16を所定間隔、上部側のシールド掘進機12、14相当の間隔をあけて掘進させ手下部側の4本のトンネル18(図15参照)を形成する。
First, as shown in FIG. 14, at the position where the
次に、図15に示すように、下部側の4本のトンネル18間で、互いの傾斜面38、48を平行に所定間隔をもって対向させた状態で上部側の中間部のシールド掘進機12を掘進させて上部側の中間部のトンネル18を下部側のトンネル18(図16参照)に隣接させて形成する。
Next, as shown in FIG. 15, the upper
次いで、図16に示すように、上部側の端部のシールド掘進機14を、その傾斜面38が下部側のトンネル18の傾斜面48と平行に所定間隔で対向させて掘進し、両端部のトンネル18(図17参照)を形成する。
Next, as shown in FIG. 16, the
次に、図17に示すように、上部側のトンネル18内から土留工を行って、下方の地山20内に土留壁22を構築すると共に、仮設支持杭50を施す。
Next, as shown in FIG. 17, the earth retaining work is performed from the
次いで、図18に示すように、トンネル18内から各トンネル18の隣接部付近の地盤改良を行って止水処理を施した後、各トンネル18内からトンネル18間の地山を掘削して各トンネル18の接続工を行う。
Next, as shown in FIG. 18, after improving the ground in the vicinity of the adjacent portion of each
次に、各トンネル18に連続する配筋を行った後、コンクリートを打設して頂壁部24を構築する。
Next, after performing continuous bar arrangement in each
次いで、図20に示すように、頂壁部24下方の地山20を掘削して、トンネル18を形成している余分な鋼殻を撤去する。
Next, as shown in FIG. 20, the
次に、図21に示すように、配筋を行って、コンクリートを打設して側壁部26、底壁部28及び中壁部52を構築する。
Next, as shown in FIG. 21, bar arrangement is performed and concrete is placed to construct the
そして、図22に示すように、仮設支持杭50を撤去すれば、大断面のトンネル30の施工が完了することとなり、このような工程を繰り返しながら、その都度、必要に応じてシールド掘進機12、14、16により拡縮施工を行っていけば、簡略な接続工により安全に拡縮変断面トンネルを構築することが可能となる。
And as shown in FIG. 22, if the
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms within the scope of the gist of the present invention.
例えば、前記実施の形態では、シールド掘進機により形成した複数のトンネルを連結して大断面のトンネルの頂壁部を構築し、トンネル内より下方の地山に土留壁を構築して頂壁部下方の地山を掘削して大断面のトンネルを構築する場合について説明したが、この例に限らず、各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向での拡縮変断面トンネルを構築した後、水平方向及び垂直方向での拡幅断面トンネルに囲まれた地山を掘削して断面の大きなトンネルを構築することで、水平方向及び垂直方向で拡縮したトンネルに囲まれた閉断面の拡縮変断面トンネルを容易に形成することができる。 For example, in the above embodiment, a plurality of tunnels formed by a shield machine are connected to construct a top wall portion of a large cross-section tunnel, and a retaining wall is constructed in a natural ground below the inside of the tunnel. Explained the case of constructing a tunnel with a large cross-section by excavating the natural ground, but not limited to this example, after constructing the expansion and contraction variable cross-section tunnel in the horizontal direction and vertical direction by each shield machine, By constructing a tunnel with a large cross-section by excavating a natural ground surrounded by a wide-cross-section tunnel in both the vertical and vertical directions, an expanded / contracted cross-section tunnel with a closed cross-section surrounded by a tunnel expanded and contracted in the horizontal and vertical directions It can be formed easily.
また、前記実施の形態では、隣接するシールド掘進機の対向面である両側壁または一側壁全体を傾斜面として形成したが、その一部のみを傾斜面として形成することも可能である。 Moreover, in the said embodiment, although both the side walls which are the opposing surfaces of an adjacent shield machine, or one whole side wall was formed as an inclined surface, it is also possible to form only one part as an inclined surface.
さらに、本実施の形態では9台のシールド掘進機により拡幅変断面を構築するようにしているが、この例に限らず、少なくとも2台のシールド掘進機にて少なくとも2本のトンネルを隣接して構築する場合に適用可能である。 Furthermore, in this embodiment, the widened cross section is constructed by nine shield machines, but this is not limiting, and at least two tunnels are adjacent to each other by at least two shield machines. Applicable when building.
また、各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方での拡縮変断面トンネルを構築可能とすることができる。 Moreover, each shield machine can make it possible to construct an expansion / contraction variable section tunnel in at least one of the horizontal direction and the vertical direction.
10 拡縮変断面トンネル
12、14、16 シールド掘進機
18 トンネル
20 地山
22 土留壁
24 頂壁部
26 側壁部
28 底壁部
30 大断面のトンネル
38、48 傾斜面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記各シールド掘進機は、隣り合うシールド掘進機との対向面がほぼ平行な傾斜面として形成され、
前記各トンネルは、前記各シールド掘進機を前記傾斜面に沿って相対的に移動させることにより拡縮変断面トンネルを構築可能としたことを特徴とするトンネルの構築方法。 A tunnel construction method in which at least two tunnels are constructed adjacent to each other with at least two shield machines, and the tunnels are connected by excavating ground between each tunnel.
Each of the shield machines is formed as an inclined surface in which the facing surface with the adjacent shield machine is substantially parallel,
The tunnel construction method characterized in that each tunnel engraving machine can construct an expansion / contraction variable section tunnel by relatively moving the shield machine along the inclined surface.
前記各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方での拡縮変断面トンネルを構築可能とすることを特徴とするトンネルの構築方法。 In claim 1,
A tunnel construction method characterized in that each of the shield machines enables construction of an expansion / contraction variable section tunnel in at least one of a horizontal direction and a vertical direction.
前記各シールド掘進機により、水平方向での拡縮変断面トンネルを構築した後、
トンネル内から下方の地山内に土留壁を構築し、前記トンネル及び土留壁に囲まれた地山を掘削して断面の大きなトンネルを構築することを特徴とするトンネルの構築方法。 In claim 2,
After constructing the expansion / contraction variable cross-section tunnel in the horizontal direction by each shield machine,
A tunnel construction method characterized in that a retaining wall is constructed in a natural ground below from inside the tunnel, and a large-section tunnel is constructed by excavating the natural ground surrounded by the tunnel and the retaining wall.
前記各シールド掘進機により、水平方向及び垂直方向での拡縮変断面トンネルを構築した後、
水平方向及び垂直方向での拡縮変断面トンネルに囲まれた地山を掘削して断面の大きなトンネルを構築することを特徴とするトンネルの構築方法。 In claim 2,
After constructing an expansion / contraction variable section tunnel in the horizontal direction and the vertical direction by each shield machine,
A tunnel construction method characterized in that a tunnel having a large cross section is constructed by excavating a natural ground surrounded by a tunnel with expansion and contraction in a horizontal direction and a vertical direction.
前記シールド掘進機は、両側面が傾斜面として形成されていることを特徴とするトンネルの構築方法。 In any one of Claims 1-4,
The shield machine has a tunnel construction method characterized in that both side surfaces are formed as inclined surfaces.
前記シールド掘進機は、一側面が傾斜面として形成されていることを特徴とするトンネルの構築方法。 In any one of Claims 1-4,
One method of constructing a tunnel is characterized in that one side of the shield machine is formed as an inclined surface.
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