JP2015151672A - Method of forming widening part of shield tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールドトンネルの断面を地中で拡幅する際に適用されるシールドトンネルの拡幅部形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a widened portion of a shield tunnel applied when the cross section of the shield tunnel is widened in the ground.
シールド工法でトンネル掘削を行うにあたっては、トンネルの分岐合流部、典型的には本線トンネルとランプトンネルとの接合箇所における分岐合流部でトンネル断面を拡幅する必要がある。 When tunnel excavation is performed by the shield method, it is necessary to widen the tunnel cross section at the junction of the tunnel, typically at the junction of the main tunnel and the ramp tunnel.
トンネルの分岐合流部は、道路トンネルであれば、幅が２０ｍを上回る大断面となることも多く、直径が１５ｍを超えるシールドマシンも製作されるようになってきたとはいえ、分岐合流部という限られた区間をシールドマシンで全断面掘削することは現実的ではない。 If the junction of the tunnel is a road tunnel, it will often have a large cross section with a width exceeding 20m, and even though shield machines with a diameter exceeding 15m have been manufactured, the limitation of the branch junction It is not realistic to excavate the entire section with a shield machine.
このような状況下、シールドトンネルの断面を拡幅可能な技術として、ルーフシールドと呼ばれる小径のシールドトンネルを、本体のシールドトンネルにおける分岐合流部を取り囲むようにそのトンネル軸線方向に沿って複数本配置し、それらを周方向に相互連結する形で拡幅部の外殻を構築した後、該外殻の内側領域を掘削する構築工法が開発されている。 Under such circumstances, as a technology that can widen the cross section of the shield tunnel, a plurality of small-diameter shield tunnels called roof shields are arranged along the tunnel axis direction so as to surround the branching junction in the shield tunnel of the main body. A construction method has been developed in which the outer shell of the widened portion is constructed in such a manner that they are interconnected in the circumferential direction, and then the inner region of the outer shell is excavated.
ここで、上述した外殻は、各ルーフシールド内ではそれらを貫通するように、ルーフシールド間ではそれらの隙間に延設されるように連続的に構築されるが、ルーフシールド間に外殻を構築する際には、それらの隙間に拡がる地盤を凍結や薬液注入で地盤改良することにより、周辺地盤からの土圧及び水圧を仮受けする必要がある。 Here, the outer shells described above are continuously constructed so as to extend through the gaps between the roof shields so as to pass through them in each roof shield. When building, it is necessary to temporarily receive earth pressure and water pressure from the surrounding ground by freezing or improving the ground by injecting a chemical solution into the ground spreading in the gap.
しかしながら、特許文献１記載の工法では、どの断面位置でも同じ本数のルーフシールドで取り囲む構成となっているため、断面の大きさが変化すると、それに伴ってルーフシールド間の間隔も変動し、横断面積が大きい断面位置では、ルーフシールドの配置間隔が粗くなり、ルーフシールド間にはおのずと大きな隙間が発生する。 However, since the construction method described in Patent Document 1 is configured to surround the same number of roof shields at any cross-sectional position, when the size of the cross-section changes, the spacing between the roof shields changes accordingly, and the cross-sectional area changes. When the cross section position is large, the arrangement interval of the roof shields becomes coarse, and a large gap is naturally generated between the roof shields.
そのため、ルーフシールドの配置間隔が粗い断面位置では、土圧及び水圧を仮受けするための地盤改良工事が大がかりになるという問題を生じていた。 For this reason, in the cross-sectional position where the arrangement interval of the roof shield is rough, there has been a problem that ground improvement work for temporarily receiving earth pressure and water pressure becomes large.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、シールドトンネルの拡幅部を形成する際、その断面の大きさが変化しても、ルーフシールド間の間隔の変動を抑制することが可能なシールドトンネルの拡幅部形成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and when forming the widened portion of the shield tunnel, it is possible to suppress fluctuations in the distance between the roof shields even if the size of the cross section changes. An object of the present invention is to provide a method for forming a widened portion of a shield tunnel.
上記目的を達成するため、本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法は請求項１に記載したように、シールドトンネルに拡幅部を形成する際、その拡幅予定領域を取り囲むように前記シールドトンネルのトンネル軸線方向に沿って複数本からなる小径シールドトンネルを延設し、該複数本の小径シールドトンネルを先受け構造体として拡幅部の外殻を構築した後、該外殻で囲まれた内側領域を掘削するシールドトンネルの拡幅部形成方法において、
前記拡幅予定領域の横断面積が最大となる断面位置を基準断面位置とし、該基準断面位置では、前記複数本からなる小径シールドトンネルが前記拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿ってすべて配置され、前記基準断面位置よりも横断面積が小さな断面位置では、前記複数本からなる小径シールドトンネルのうち、前記基準断面位置での配置間隔とほぼ同等になるために必要な本数だけが前記横断面輪郭線に沿って配置され、残りがその背後に配置されるように該複数本からなる小径シールドトンネルを延設することで前記先受け構造体を構築するとともに、前記拡幅予定領域の横断面積が単調増加する区間においては、前記横断面輪郭線から離間した状態の小径シールドトンネルを、前記横断面輪郭線に沿って配置された小径シールドトンネルの間に形成されたスペースに進入させて前記横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更したものである。
In order to achieve the above object, a method for forming a widened portion of a shield tunnel according to the present invention, as described in claim 1, when forming a widened portion in a shield tunnel, After extending a plurality of small-diameter shield tunnels along the tunnel axis direction and constructing the outer shell of the widened portion using the plurality of small-diameter shield tunnels as a receiving structure, the inner region surrounded by the outer shell In the method for forming the widened portion of the shield tunnel for excavating
The cross-sectional position where the cross-sectional area of the planned widening region is the maximum is the reference cross-sectional position, and at the reference cross-sectional position, the plurality of small-diameter shield tunnels are all arranged along the cross-sectional contour line of the widening planned region, At the cross-sectional position having a smaller cross-sectional area than the reference cross-sectional position, only the necessary number of the plurality of small-diameter shield tunnels to be substantially equal to the arrangement interval at the reference cross-sectional position is the cross-sectional contour line. In addition to constructing the receiving structure by extending the plurality of small-diameter shield tunnels so that the remainder is arranged behind the cross-sectional area, the cross-sectional area of the widened area is monotonously increased. A small-diameter shield tunnel in a state of being separated from the cross-sectional contour line, and a small-diameter shield tunnel disposed along the cross-sectional contour line It is modified disposed to a state along the cross-sectional contour by entering the formed space between.
また、本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法は、前記シールドトンネルの外側近傍であってそのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように複数の発進エリアをそれぞれ設け、該複数の発進エリアから前記小径シールドトンネルを構築するための小径シールドマシンを分散発進させるものである。 Further, in the method for forming a widened portion of the shield tunnel according to the present invention, a plurality of start areas are provided in the vicinity of the outside of the shield tunnel and spaced apart from each other along the tunnel axis direction. A small-diameter shield machine for constructing the small-diameter shield tunnel is distributed and started.
また、本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法は、前記複数本からなる小径シールドトンネルを、すべての断面位置で前記横断面輪郭線に沿った配置となる第１のトンネル群と、前記区間において前記横断面輪郭線から離間した状態から前記横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更される第２のトンネル群とに分け、前記第１のトンネル群に属する小径シールドトンネル同士をすべての断面位置で互いに近接させるとともに、前記第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネル又はそれらが細分化されてなる各トンネル群を、前記横断面輪郭線に沿った状態への各配置変更が互いに異なる断面位置で行われるように延設したものである。 The method for forming a widened portion of a shield tunnel according to the present invention includes a first tunnel group in which the plurality of small-diameter shield tunnels are arranged along the cross-sectional contour line at all cross-sectional positions, and the section. In the second tunnel group that is rearranged from a state separated from the cross-sectional contour line to a state along the cross-sectional contour line, and small-diameter shield tunnels belonging to the first tunnel group Each of the small-diameter shield tunnels belonging to the second tunnel group or each of the tunnel groups formed by subdividing them is made different from each other in the cross-sectional position, and the arrangement changes to the state along the transverse cross-sectional outline are different from each other. It is extended so that it may be performed in a cross-sectional position.
また、本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法は、前記シールドトンネルの外側近傍であってそのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように複数の発進エリアをそれぞれ設け、該複数の発進エリアのうち、前記拡幅予定領域に最も近い発進エリアから発進する小径シールドマシンで前記第１のトンネル群に属する小径シールドトンネルを構築し、それ以外の発進エリアから発進する小径シールドマシンで前記第２のトンネル群に属する小径シールドトンネルを構築するものである。 In the method for forming a widened portion of the shield tunnel according to the present invention, a plurality of start areas are provided near the outside of the shield tunnel and spaced apart from each other along the tunnel axis direction. Among them, a small-diameter shield machine belonging to the first tunnel group is constructed with a small-diameter shield machine that starts from the start area closest to the planned widening area, and the second tunnel is used with a small-diameter shield machine that starts from other start areas A small-diameter shield tunnel belonging to a group is constructed.
本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法においては、シールドトンネルに拡幅部を形成するにあたり、従来と同様、その拡幅予定領域を取り囲むようにシールドトンネルのトンネル軸線方向に沿って複数本からなる小径シールドトンネルを構築し、これを先受け構造体として拡幅部の外殻を構築した後、該外殻で囲まれた内側領域を掘削するが、本発明では、拡幅予定領域の横断面積が最大となる断面位置を基準断面位置とし、該基準断面位置では、複数本からなる小径シールドトンネルが上述した拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿って全て配置されるように、基準断面位置よりも横断面積が小さな断面位置では、複数本からなる小径シールドトンネルのうち、基準断面位置での配置間隔とほぼ同等になるために必要な本数だけ上述の横断面輪郭線に沿って配置され、残りがその背後に配置されるように、該複数本からなる小径シールドトンネルを延設することで上述の先受け構造体を構築するとともに、拡幅予定領域の横断面積が単調増加する区間においては、横断面輪郭線から離間した状態の小径シールドトンネルを、横断面輪郭線に沿って配置された小径シールドトンネルの間に形成されたスペースに進入させて横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更して構成する。 In the method for forming the widened portion of the shield tunnel according to the present invention, in forming the widened portion in the shield tunnel, as in the prior art, a plurality of small diameters are formed along the tunnel axis direction of the shield tunnel so as to surround the widened region. After constructing the shield tunnel and constructing the outer shell of the widened portion using this as a receiving structure, the inner region surrounded by the outer shell is excavated. In the present invention, the cross-sectional area of the planned widened region is maximum. Is defined as a reference cross-sectional position, and at the reference cross-sectional position, a plurality of small-diameter shield tunnels are all arranged along the cross-sectional contour line of the above-mentioned widened region, so that the cross-sectional area is larger than the reference cross-sectional position. In the small cross-sectional position, the number of small-diameter shield tunnels composed of a plurality of the above-mentioned is the same as the number necessary to be almost equal to the arrangement interval at the reference cross-sectional position. The above-mentioned receiving structure is constructed by extending the plurality of small-diameter shield tunnels so that they are arranged along the cross-sectional outline and the rest are arranged behind them. In the section where the cross-sectional area increases monotonously, the small-diameter shield tunnel separated from the cross-sectional contour line enters the space formed between the small-diameter shield tunnels arranged along the cross-sectional contour line. The arrangement is changed to a state along the contour line.
かかる構成においては、小径シールドトンネルの本数は、どの断面位置でも同一であるが、拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿った本数は、どの断面位置でも配置間隔がほぼ同等になるように増減される、換言すれば、拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿った小径シールドトンネルの配置密度は、どの断面位置でもほぼ同等になる。 In such a configuration, the number of small-diameter shield tunnels is the same at any cross-sectional position, but the number along the cross-sectional contour line of the region to be widened is increased or decreased so that the arrangement interval is substantially the same at any cross-sectional position. In other words, the arrangement density of the small-diameter shield tunnels along the cross-sectional contour line of the planned widening region is almost the same at any cross-sectional position.
そのため、横断面輪郭線から離間した状態からそれに沿った状態、又はその逆の状態に移ろうとする移行区間を除けば、小径シールドトンネルはわずかな隙間で互いに近接され、土圧を支持する機能は十分に発揮されるとともに、止水性確保についても、地盤改良が必要な範囲を最小限にとどめることが可能となり、かくして従来のように、断面位置によってルーフシールドの配置密度にばらつきが生じ、粗く配置された断面位置では、ルーフシールド間の隙間が大きくなって土圧及び水圧を支持するための地盤改良工事が大がかりになり、凍結や薬液注入が不可欠になるといった事態は未然に回避される。 Therefore, except for the transition section that tries to move from the state separated from the cross-sectional outline to the state along the reverse direction, or vice versa, the small-diameter shield tunnels are close to each other with a slight gap, and the function to support earth pressure is As well as ensuring water-stopping, it is possible to minimize the range where ground improvement is necessary, and as a result, the layout density of the roof shield varies depending on the cross-sectional position, and the layout is rough. At the cross-sectional position, the gap between the roof shields becomes large, and ground improvement work for supporting earth pressure and water pressure becomes large, and the situation where freezing and chemical injection are indispensable can be avoided.
本発明の拡幅部は、シールドトンネルの分岐合流部、特に本線トンネルとランプトンネルとの接合箇所における分岐合流部として形成される場合が典型例となるが、緊急避難ゾーン、非常駐車帯その他任意の目的で構築される拡幅部が包摂される。 The widened portion of the present invention is typically formed as a branching / merging portion of a shield tunnel, particularly a branching / merging portion at the junction between the main tunnel and the lamp tunnel. The widened part constructed for the purpose is included.
また、拡幅部は、シールドトンネルの外側近傍に位置決めされた小径シールドマシンの発進エリアを基端側とし、該基端側から横断面積が単調増加しつつ横断面積が最大となる断面位置（基準断面位置）で終端となるようにシールドトンネルのトンネル軸線方向に沿って延びる円錐状拡幅部が典型例となるが、例えば横断面積が単調増加してから単調減少する形状であって基端側と終端側で横断面積が小さくなりそれらの中間近傍で基準断面位置となる形状でもかまわない。 The widened section has a start area of the small-diameter shield machine positioned near the outside of the shield tunnel as the base end side, and the cross-sectional position where the cross-sectional area becomes the maximum while the cross-sectional area monotonously increases from the base end side (reference cross section) The conical widened portion extending along the tunnel axis direction of the shield tunnel is a typical example, and for example, it has a shape that monotonously decreases after the cross-sectional area increases monotonically, such as the base end side and the end The cross-sectional area may be reduced on the side, and a shape that becomes a reference cross-sectional position in the vicinity of the cross-section may be used.
この場合、拡幅予定領域の横断面積が単調減少する区間においては、横断面輪郭線に沿った状態の小径シールドトンネルのうち、任意の小径シールドトンネルを、それに隣接する小径シールドトンネルから抜け出すようにして横断面輪郭線から離間した状態へと配置変更すればよい。 In this case, in the section where the cross-sectional area of the planned widening area monotonously decreases, any small-diameter shield tunnel out of the small-diameter shield tunnel in the state along the cross-sectional contour line is allowed to exit from the adjacent small-diameter shield tunnel. What is necessary is just to change arrangement | positioning to the state spaced apart from the cross-sectional outline.
小径シールドトンネルは、シールドトンネルの任意断面位置であってその外側近傍に設けられた発進エリアから小径シールドマシンを適宜発進させることで構築が可能であり、例えばシールドトンネルの外側近接位置から径方向に延びる鍔状又は扇状の発進エリアを設け、該発進エリア内でシールドトンネルに最も近い列を最前列とし、その背後の列を第２列、さらにその背後の列を第３列というふうにシールドマシンをそれぞれ発進させることは可能であるが、シールドトンネルの外側近傍であってそのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように複数の発進エリアをそれぞれ設け、該複数の発進エリアから前記小径シールドトンネルを構築するための小径シールドマシンを分散発進させるようにしたならば、発進エリアのスペース確保のためにシールドトンネルを径方向に深く拡張する必要がなくなり、小径シールドマシン発進のためのコストを低減することが可能となる。 A small-diameter shield tunnel can be constructed by appropriately starting a small-diameter shield machine from the starting area provided near the outside of the shield tunnel at an arbitrary cross-sectional position, for example, from the outer proximity position of the shield tunnel in the radial direction. A shield machine that has a hook-shaped or fan-shaped start area that extends, the row closest to the shield tunnel in the start area is the front row, the row behind it is the second row, and the row behind it is the third row It is possible to start each of them, but a plurality of start areas are provided in the vicinity of the outside of the shield tunnel so as to be separated from each other along the tunnel axis direction, and the small diameter shield tunnel is provided from the plurality of start areas. If the small-diameter shield machine to be built is distributed and started, the space in the start area The shield tunnel deep it is not necessary to extend radially, it is possible to reduce the cost for small-diameter shield machine start for.
発進エリアの数は、複数本からなる小径シールドトンネルの本数とシールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数との兼ね合いで適宜設定すればよく、例えば、小径シールドトンネルの本数が３６本、シールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数が１８本であれば、発進エリアの数を２とし、シールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数が１２本であれば、発進エリアの数を３とすればよい。 The number of start areas may be set as appropriate in consideration of the number of small-diameter shield tunnels composed of a plurality of small-diameter shield tunnels and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel. For example, the number of small-diameter shield tunnels is 36 If the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel is 18, the number of start areas is 2, and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel is 12 The number of start areas may be three.
なお、発進エリアでは、必ずしもすべての角度位置から全方位で小径シールドマシンを発進させる必要はなく、例えば特定の角度範囲に地中障害物がある場合、上述の考え方で設置された別の発進エリアで補うようにすればよい。 In the start area, it is not always necessary to start the small-diameter shield machine in all directions from all angular positions. For example, when there are underground obstacles in a specific angle range, another start area set up based on the above-mentioned concept You should make up with.
複数本からなる小径シールドトンネルは、それぞれの断面位置における拡幅予定領域の横断面輪郭線との配置関係が上述した内容である限り、どの小径シールドトンネルをどの断面位置で横断面輪郭線から離間した状態から拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更し、逆にどの断面位置で拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿った状態から横断面輪郭線から離間した状態へと配置変更し、さらにはどの小径シールドトンネルを終始一貫して拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿った配置とするのかは任意である。 As long as the arrangement relationship with the cross-sectional outline of the widened area at each cross-sectional position is as described above, the small-diameter shield tunnel composed of a plurality of small-diameter shield tunnels is separated from the cross-sectional outline at which cross-sectional position. Change the state from the state to the state along the cross-sectional contour line of the planned widening area, and conversely, at any cross-sectional position from the state along the cross-sectional contour line of the planned widening area to the state separated from the cross-sectional contour line It is arbitrary to change and further to arrange which small-diameter shield tunnel is consistently arranged along the cross-sectional outline of the region to be widened from start to finish.
ここで、複数本からなる小径シールドトンネルを、すべての断面位置で横断面輪郭線に沿った配置となる第１のトンネル群と、上述した単調増加区間において横断面輪郭線から離間した状態から横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更される第２のトンネル群とに分け、第１のトンネル群に属する小径シールドトンネル同士をすべての断面位置で互いに近接させるとともに、第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネル又はそれらが細分化されてなる各トンネル群を、横断面輪郭線に沿った状態への各配置変更が互いに異なる断面位置で行われるように延設した構成を採用することができる。 Here, a plurality of small-diameter shield tunnels are traversed from the first tunnel group which is arranged along the cross-sectional contour line at all cross-sectional positions from the state separated from the cross-sectional contour line in the monotonically increasing section described above. It is divided into the second tunnel group to be rearranged to a state along the surface contour line, and the small-diameter shield tunnels belonging to the first tunnel group are brought close to each other at all cross-sectional positions, and the second tunnel group It is possible to adopt a configuration in which each small-diameter shield tunnel to which it belongs or each tunnel group formed by subdividing them is extended so that each layout change to a state along the cross-sectional contour line is performed at different cross-sectional positions. it can.
このようにすれば、第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネルの移行区間が短くなるため、凍結や薬液注入等の地盤改良工事を低減することができる。 In this way, since the transition section of each small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group is shortened, ground improvement work such as freezing and chemical injection can be reduced.
ちなみに、横断面輪郭線に沿った状態への各配置変更が互いに異なる断面位置で行われるように第２のトンネル群に属する小径シールドトンネルを延設した場合、各小径シールドトンネル又はそれらが細分化されてなる各トンネル群の進入位置は、結果として基端側から基準断面位置にかけて順次シフトする。 By the way, if the small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group is extended so that each layout change to the state along the cross-sectional contour line is performed at different cross-sectional positions, each small-diameter shield tunnel or they are subdivided As a result, the entrance position of each tunnel group thus shifted sequentially shifts from the base end side to the reference cross-sectional position.
横断面輪郭線に沿った状態への配置変更は、第２のトンネル群に属する小径シールドトンネルがさらに細分化されてなるトンネル群ごと、例えば２本ごとに互いに異なる断面位置とすることができるが、これを第２のトンネル群に属する小径シールドトンネルごとに互いに異なる断面位置とした場合、第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネルの移行区間がほぼ最短となり、凍結や薬液注入等の地盤改良工事を最小限にとどめることができる。 The arrangement change to the state along the cross-sectional outline can be made to have different cross-sectional positions for each tunnel group in which the small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group is further subdivided, for example, every two tunnel groups. When this is set to a different cross-sectional position for each small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group, the transition section of each small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group becomes almost the shortest, and ground improvement such as freezing and chemical injection Construction can be kept to a minimum.
複数本からなる小径シールドトンネルを第１のトンネル群と第２のトンネル群に分ける上記構成において、シールドトンネルの外側近傍であってそのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように複数の発進エリアをそれぞれ設け、該複数の発進エリアのうち、拡幅予定領域に最も近い発進エリアから発進する小径シールドマシンで第１のトンネル群に属する小径シールドトンネルを構築し、それ以外の発進エリアから発進する小径シールドマシンで第２のトンネル群に属する小径シールドトンネルを構築する構成を採用することができる。 In the above-described configuration in which a plurality of small-diameter shield tunnels are divided into a first tunnel group and a second tunnel group, a plurality of start areas are provided in the vicinity of the outside of the shield tunnel and separated from each other along the tunnel axis direction. A small-diameter shield that is provided in each of the plurality of start areas, constructs a small-diameter shield tunnel that belongs to the first tunnel group with a small-diameter shield machine that starts from the start area closest to the planned widening area, and starts from other start areas A configuration in which a small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group is constructed by a machine can be employed.
かかる構成によれば、上述したと同様、発進エリアのスペース確保のためにシールドトンネルを径方向に深く拡張する必要がなくなり、小径シールドマシン発進のためのコストを低減することができるほか、すべての断面位置で横断面輪郭線に沿った配置となる第１のトンネル群が、拡幅予定領域に最も近い発進エリアから構築されるため、小径シールドトンネルの曲折が少なくなり、小径シールドトンネル間の近接状態の実現が確実になるとともに、小径シールドトンネルの配置計画も容易になる。 According to such a configuration, as described above, it is not necessary to extend the shield tunnel deeply in the radial direction in order to secure the space of the start area, and the cost for starting the small-diameter shield machine can be reduced. The first tunnel group, which is arranged along the cross-sectional contour line at the cross-sectional position, is constructed from the starting area closest to the planned widening area, so the bending of the small-diameter shield tunnel is reduced, and the proximity state between the small-diameter shield tunnels The realization of this will be ensured and the arrangement plan of the small-diameter shield tunnel will be easy.
この場合においても、発進エリアの数は、複数本からなる小径シールドトンネルの本数とシールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数との兼ね合いで適宜設定すればよく、例えば、小径シールドトンネルの本数が３６本、シールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数が１８本であれば、発進エリアの数を２とし、シールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数が１２本であれば、発進エリアの数を３とすればよい。 Even in this case, the number of start areas may be set as appropriate in consideration of the number of small-diameter shield tunnels composed of a plurality of small-diameter shield tunnels and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel. The number of small-diameter shield tunnels is 36, and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel is 18. The number of start areas is 2, and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel is If it is 12, the number of start areas may be three.
なお、発進エリアでは、必ずしもすべての角度位置から全方位で小径シールドマシンを発進させる必要はなく、例えば特定の角度範囲に地中障害物がある場合、上述の考え方で設置された別の発進エリアで補うようにすればよい。 In the start area, it is not always necessary to start the small-diameter shield machine in all directions from all angular positions. For example, when there are underground obstacles in a specific angle range, another start area set up based on the above-mentioned concept You should make up with.
本発明の先受け構造体を仮設構造体として利用するか本設構造体として利用するかは任意であるとともに、一部を仮設構造体、それ以外を本設構造体として利用する形態も可能であり、例えば小径シールドトンネルのセグメントを本設構造体の一部として利用するようにしてもかまわない。 It is arbitrary whether the receiving structure of the present invention is used as a temporary structure or a permanent structure, and a form in which a part is used as a temporary structure and the other is used as a permanent structure is also possible. For example, a small-diameter shield tunnel segment may be used as a part of the main structure.
以下、本発明に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a method for forming a widened portion of a shield tunnel according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図１は、本実施形態に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法の概略図であって、複数本の小径シールドトンネルからなる先受け構造体をそれらの中間部分を省略し基端側と終端側だけを示した全体斜視図である。同図に示すように、本実施形態に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法は、シールドトンネルとしての本線トンネル１をランプトンネル２と接合するための分岐合流部を設けるべく、該本線トンネルに拡幅部を形成する際に適用されるものであり、まず、掘削後に拡幅部となる拡幅予定領域３を取り囲むように本線トンネル１のトンネル軸線方向に沿って計３６本からなる小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８を先行構築する。 FIG. 1 is a schematic diagram of a method for forming a widened portion of a shield tunnel according to the present embodiment, in which a receiving structure composed of a plurality of small-diameter shield tunnels is omitted only at the base end side and the terminal end side. It is the whole perspective view which showed. As shown in the figure, the method for forming a widened portion of a shield tunnel according to the present embodiment is such that a widened portion is provided in the main tunnel so as to provide a branching junction for joining the main tunnel 1 as a shield tunnel to the ramp tunnel 2. First, a small-diameter shield tunnel 4-1 comprising a total of 36 small-diameter shield tunnels 4-1 along the tunnel axis direction of the main tunnel 1 so as to surround the planned widening region 3 that becomes a widened portion after excavation. 4-18 and small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are constructed in advance.
これら３６本の小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、拡幅予定領域３の掘削前に必要となる外殻（後述）を構築する際の先受け構造体となる。 These 36 small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 and the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are used for constructing an outer shell (described later) required before excavation of the widened area 3. It becomes a structure.
本線トンネル１の外側近傍には、そのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように２つの発進エリア６ａ，６ｂをそれぞれ設けてあり、小径シールドトンネル４−１〜４−１８は発進エリア６ａから、小径シールドトンネル５−１〜５−１８は発進エリア６ｂからそれぞれ発進する小径シールドマシンによって構築される。 Two start areas 6a and 6b are provided in the vicinity of the outside of the main tunnel 1 so as to be separated from each other along the tunnel axis direction, and the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 are provided from the start area 6a. The small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are constructed by small-diameter shield machines that start from the start area 6b.
発進エリア６ａ，６ｂはそれぞれ、本線トンネル１の覆工セグメント（図示せず）を内側から一部切り開いて円周トンネル掘削機を挿入設置し、該円周トンネル掘削機で本線トンネル１の外側に拡がる周辺地盤を矩形断面の環状空間が形成されるように掘削形成した後、残りの覆工セグメントを切り開いて環状のトレンチとして露出させて構成することが可能であり、該環状のトレンチから小径シールドマシンを発進させることができる。 Each of the start areas 6a and 6b is formed by partially cutting a lining segment (not shown) of the main tunnel 1 from the inside and inserting and installing a circumferential tunnel excavator, and using the circumferential tunnel excavator on the outside of the main tunnel 1 After the excavation of the surrounding ground to form an annular space with a rectangular cross section, the remaining lining segments can be cut open and exposed as an annular trench, and a small diameter shield can be formed from the annular trench. The machine can be started.
拡幅予定領域３を掘削除去することで形成される拡幅部は、本実施形態では、発進エリア６ａ，６ｂが設けられた基端側からランプトンネル２が接合される終端側に向けて横断面積が単調増加する円錐状拡幅部となっており、終端となる断面位置では、横断面積が最大となる。以下、この断面位置を基準断面位置と呼ぶ。 In this embodiment, the widened portion formed by excavating and removing the planned widening region 3 has a cross-sectional area from the base end side where the start areas 6a and 6b are provided toward the terminal side where the ramp tunnel 2 is joined. It is a conically widened portion that monotonously increases, and the cross-sectional area is maximized at the cross-sectional position at the end. Hereinafter, this cross-sectional position is referred to as a reference cross-sectional position.
ここで、図１では、図面の便宜上、上述したように中間部分を省略して描いてあるが、発進エリア６ａから延びる計１８本の小径シールドトンネル４−１〜４−１８は、終端ではランプトンネル２の側、図１では左半分に到達し、発進エリア６ｂから延びる計１８本の小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、本線トンネル１の側、図１では右半分に到達する。 Here, in FIG. 1, for convenience of drawing, the intermediate portion is omitted as described above, but a total of 18 small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 extending from the start area 6a are ramps at the end. A total of 18 small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 extending from the start area 6b and reaching the left half in FIG. 1 reach the main tunnel 1 side, in FIG.
小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８は図２及び図３の断面図で示すように、基準断面位置（図３(f)）では、拡幅予定領域３の横断面輪郭線１１に沿って全て配置され、基準断面位置よりも横断面積が小さな断面位置（図２(b)〜図３(e)）では、基準断面位置での配置間隔とほぼ同等になるために必要な本数だけ横断面輪郭線１１に沿って配置され、残りがその背後に配置してある。 The small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 and the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 3 at all cross-sectional contour lines 11 and having a cross-sectional area smaller than the reference cross-sectional position (FIGS. 2 (b) to 3 (e)), it is almost the same as the arrangement interval at the reference cross-sectional position. Are arranged along the cross-sectional outline 11 as many as necessary, and the rest are arranged behind them.
具体的に説明すると、小径シールドトンネル４−１〜４−１８は、図２及び図３に第１のトンネル群としてハッチングを施したことからもわかる通り、すべての断面位置で横断面輪郭線１１に沿った配置となるように、互いに隣接されながら基端側である発進エリア６ａから基準断面位置に向けて延設される一方、基準断面位置が近づくにつれて横断面輪郭線１１の周長が徐々に長くなる分、本線トンネル１の側には図４に示すように、小径シールドトンネル４−１〜４−１８が配置されないスペース３１が形成される。 More specifically, the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 are shown in FIG. 2 and FIG. 3 as hatched as the first tunnel group. While extending from the starting area 6a on the base end side toward the reference cross-sectional position while being adjacent to each other, the circumferential length of the cross-sectional outline 11 gradually increases as the reference cross-sectional position approaches. As shown in FIG. 4, a space 31 in which the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 are not arranged is formed on the main tunnel 1 side.
一方、小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、図２及び図３に第２のトンネル群として白抜きで描いたことからもわかる通り、横断面輪郭線１１から離間した状態から該横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更されるように、横断面輪郭線１１に沿った小径シールドトンネルに次々に進入させる形で上述のスペース３１に向けて延設される。 On the other hand, the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are shown in FIG. 2 and FIG. It extends toward the above-described space 31 in such a manner that the small-diameter shield tunnel along the cross-sectional outline 11 is successively entered so as to change the arrangement along the outline.
図５(a)は、小径シールドトンネル５−１〜５−３の３本が、同図(b)はさらに小径シールドトンネル５−４〜５−５が、同図(c)はさらに小径シールドトンネル５−６〜５−８がそれぞれ発進エリア６ｂからスペース３１に向けて延設される様子を示したものであり、上述した図４にも、１８本の小径シールドトンネル４−１〜４−１８に加えて、小径シールドトンネル５−１がスペース３１に向けて延設される様子を併せて描いてある。 FIG. 5A shows three small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-3, FIG. 5B shows a small-diameter shield tunnel 5-4 to 5-5, and FIG. 5C shows a small-diameter shield tunnel. The tunnels 5-6 to 5-8 are respectively shown to extend from the start area 6b toward the space 31, and in FIG. 4 described above, 18 small-diameter shield tunnels 4-1 to 4- In addition to 18, a state in which the small-diameter shield tunnel 5-1 is extended toward the space 31 is also drawn.
図６は、第１のトンネル群である小径シールドトンネル４−１〜４−１８によって形成されたスペース３１に対し、第２のトンネル群である小径シールドトンネル５−１〜５−１８がどのように延設されるのかを、スペース３１への進入位置とともに示した模式図であり、図２及び図３において、それらの右方向を０゜、反時計回りを正としたとき、±１８０゜となる側で切り開いてこれを０゜側から見た外周展開図として描いていある。 FIG. 6 shows how the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 as the second tunnel group are compared with the space 31 formed by the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 as the first tunnel group. FIG. 2 is a schematic diagram showing whether or not the space 31 is extended together with the position of entry into the space 31. In FIGS. 2 and 3, when the right direction thereof is 0 ° and the counterclockwise direction is positive, ± 180 °. It is drawn as a developed view of the outer periphery as seen from the 0 ° side.
ここで、同図(a)は小径シールドトンネル４−１〜４−１８だけを、同図(b)は小径シールドトンネル５−１〜５−１８だけを描いてあり、同図(b)においては、横断面輪郭線１１から離間した配置状態を実線で、横断面輪郭線１１に沿った配置状態を破線でそれぞれ示してあるとともに、スペース３１への進入位置を黒丸で示してある。 Here, FIG. 9A shows only the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18, and FIG. 11B shows only the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18. In FIG. The arrangement state separated from the cross-sectional outline 11 is indicated by a solid line, the arrangement state along the cross-sectional outline 11 is indicated by a broken line, and the approach position to the space 31 is indicated by a black circle.
同図(a)でわかるように、小径シールドトンネル４−１〜４−９は、角度位置が０゜から１８０゜の範囲で発進エリア６ａから延設され、角度位置が９０゜から１８０゜の範囲で基準断面位置に到達し、小径シールドトンネル４−１８〜４−１０は、角度位置が０゜から−１８０゜の範囲で発進エリア６ａから延設され、角度位置が−９０゜から−１８０゜の範囲で基準断面位置に到達するが、これらによって形成されたスペース３１に対し、小径シールドトンネル５−１は同図(b)に示すように角度位置０゜で発進エリア６ｂから延設され、断面位置Ａ１を過ぎたところでスペース３１に進入する、すなわち、横断面輪郭線１１から離間した状態から横断面輪郭線１１に沿った状態へと配置変更され、その後、小径シールドトンネル４−１に寄り添うように基準断面位置まで延設される。 As can be seen in FIG. 5A, the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-9 are extended from the start area 6a in an angular position range of 0 ° to 180 °, and the angular position is 90 ° to 180 °. The small-diameter shield tunnel 4-18 to 4-10 is extended from the start area 6a in the range of 0 ° to −180 °, and the angular position is set to −90 ° to −180. The reference cross-sectional position is reached in the range of 0 °, but the small-diameter shield tunnel 5-1 extends from the start area 6b at an angular position of 0 ° as shown in FIG. After passing the cross-sectional position A1, the space 31 is entered, that is, the arrangement is changed from the state separated from the cross-sectional contour line 11 to the state along the cross-sectional contour line 11, and then the small-diameter shield tunnel 4-1 Stop It is extended to the reference sectional position as so.
また、小径シールドトンネル５−２は、発進エリア６ｂから小径シールドトンネル５−１とその上方で交差するように延設され、断面位置Ａ２を過ぎたところでスペース３１に進入し、その後、小径シールドトンネル５−１に寄り添うように基準断面位置まで延設され、小径シールドトンネル５−３は、小径シールドトンネル５−１，５−２とその上方で交差するように延設された後、断面位置Ａ３を過ぎたところでスペース３１に進入し、その後、小径シールドトンネル５−２に寄り添うように基準断面位置まで延設され、以下、同様にして、進入位置が基端側から基準断面位置にかけて順次シフトされつつ、該基準断面位置まで延設される。 The small-diameter shield tunnel 5-2 extends from the start area 6b so as to intersect with the small-diameter shield tunnel 5-1 above, enters the space 31 after the cross-sectional position A2, and then enters the small-diameter shield tunnel. The small-diameter shield tunnel 5-3 is extended so as to be close to 5-1 and the small-diameter shield tunnel 5-3 is extended so as to intersect with the small-diameter shield tunnels 5-1 and 5-2, and then the cross-sectional position A3. After that, the vehicle enters the space 31 and then extends to the reference cross-sectional position so as to snuggle up to the small-diameter shield tunnel 5-2. Thereafter, similarly, the approach position is sequentially shifted from the base end side to the reference cross-sectional position. However, it extends to the reference cross-sectional position.
小径シールドトンネル５−１８〜５−１０は、０゜方向から見たときに小径シールドトンネル５−１〜５−９と上下が対称となる点を除き、該小径シールドトンネルと概ね同様に配置されるので、ここではその説明を省略するが、これらと合わせると、小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、５−１と５−１８、５−２と５−１７、５−３と５−１６という具合に２本ごとに細分化されてなるトンネル群ごとに、互いに異なる断面位置で横断面輪郭線１１に沿った状態への配置変更が行われる。 The small-diameter shield tunnels 5-18 to 5-10 are arranged in substantially the same manner as the small-diameter shield tunnels except that they are symmetrical with the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-9 when viewed from 0 °. Therefore, the description is omitted here, but when combined with these, the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are 5-1 and 5-18, 5-2 and 5-17, 5-3 and 5 For each of the tunnel groups that are subdivided into two pieces, such as −16, the arrangement is changed to a state along the cross-sectional outline 11 at different cross-sectional positions.
なお、小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、第１のトンネル群と第２のトンネル群との間であれ、各群に属するもの同士であれ、基本的には任意の順序で構築することが可能であり、例えば小径シールドトンネル４−１〜４−１８を先行して延設した後、小径シールドトンネル５−１〜５−１８を、それらのスペース３１への進入位置が基端側に近いものから順次、上述の実施形態であれば、５−１，１８から開始して５−９，１０まで順次延設するようにしてもかまわないし、逆に終端側に近いものから順次、上述の実施形態であれば、５−９，１０から開始して５−１，１８まで順次延設するようにしてもかまわない。 Note that the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 and the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 may be between the first tunnel group and the second tunnel group, or those belonging to each group. Basically, it is possible to construct in any order. For example, after extending the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 in advance, the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 In the above-described embodiment, the approach position to the space 31 near the proximal end may be sequentially extended from 5-1, 18 to 5-9, 10. On the contrary, in the embodiment described above, starting from the one closest to the terminal end, it may be extended from 5-9, 10 to 5-1 and 18 sequentially.
前者の場合、小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、横断面輪郭線１１に沿って先行配置された分を乗り越えながら、それらの間に割り込む形でスペース３１に進入し、後者の場合においては、横断面輪郭線１１に沿って先行配置された分をくぐり抜けるようにしながら、該先行配置分に寄り添わせるようにしてスペース３１に進入することになる。 In the former case, the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 enter the space 31 in a form of interrupting them while getting over the portion previously arranged along the cross-sectional contour line 11, and in the latter case Enters the space 31 so as to pass through the portion arranged in advance along the cross-sectional contour line 11 and close to the portion arranged in advance.
このように計３６本からなる小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８を拡幅予定領域３を取り囲むように本線トンネル１のトンネル軸線方向に沿って構築したならば、次に、これらを先受け構造体として図７に示すように外殻７１を構築する。 In this way, a total of 36 small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 and small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 were constructed along the tunnel axis direction of the main tunnel 1 so as to surround the widening planned area 3. Then, the outer shell 71 is constructed as shown in FIG.
図７は、同図(a)に示すように横断面輪郭線１１から離間した状態（断面位置Ａ９）の２本の小径シールドトンネル５−９，５−１０が、同図(b)に示した移行区間を経て、同図(b)に示すように小径シールドトンネル５−８，５−１１の間に割り込むように進入して横断面輪郭線１１に沿った状態へと配置変更されるとともに、それらの箇所で外殻７１が構築される様子を示したものである。 FIG. 7 (b) shows two small-diameter shield tunnels 5-9 and 5-10 in a state (cross-section position A9) separated from the cross-sectional outline 11 as shown in FIG. 7 (a). After passing through the transition section, as shown in FIG. 5 (b), the small diameter shield tunnels 5-8 and 5-11 are entered so as to be interrupted and rearranged to a state along the cross-sectional contour line 11. These show how the outer shell 71 is constructed at these points.
外殻７１は、小径シールドトンネルのセグメントを適宜切り開いて該小径シールドトンネルの内部空間を互いに連通させながら、鉄筋コンクリート躯体として適宜構築することが可能であり、特に本実施形態では、同図(b)に示した移行区間を除き、小径シールドトンネル同士が近接配置されるため、止水性確保が必要になる地盤改良の範囲を最小限にとどめることが可能となる。 The outer shell 71 can be appropriately constructed as a reinforced concrete frame while appropriately cutting the segments of the small-diameter shield tunnel and communicating the internal spaces of the small-diameter shield tunnel with each other. In particular, in this embodiment, FIG. Since the small-diameter shield tunnels are arranged close to each other except for the transition section shown in (1), it is possible to minimize the range of ground improvement that requires securing water-stopping.
一方、同図(b)に示した移行区間だけは、小径シールドトンネル５−９，５−１０と、小径シールドトンネル５−８，５−１１との間に隙間が生じるが、この場合には、凍結や薬液注入といった地盤改良工事を適宜行えばよい。 On the other hand, only in the transition section shown in FIG. 5B, a gap is generated between the small-diameter shield tunnels 5-9 and 5-10 and the small-diameter shield tunnels 5-8 and 5-11. The ground improvement work such as freezing and chemical injection may be performed as appropriate.
外殻７１が構築されたならば、該外殻で囲まれた内側領域である拡幅予定領域３を掘削して拡幅部を形成し、次いで、該拡幅部に本線トンネル１とランプトンネル２の分岐合流部を構築する。 If the outer shell 71 is constructed, a widened portion 3 is excavated to form a widened portion, which is an inner region surrounded by the outer shell, and then the main tunnel 1 and the ramp tunnel 2 are branched into the widened portion. Build a junction.
以上説明したように、本実施形態に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法によれば、拡幅予定領域３の横断面積が最大となる断面位置を基準断面位置とし、該基準断面位置では、小径シールドトンネル４−１〜４−１８及び小径シールドトンネル５−１〜５−１８が拡幅予定領域３の横断面輪郭線１１に沿って全て配置されるように、基準断面位置よりも横断面積が小さな断面位置では、それらの小径シールドトンネルのうち、基準断面位置での配置間隔とほぼ同等になるために必要な本数だけ横断面輪郭線１１に沿って配置され、残りがその背後に配置されるように上述の小径シールドトンネルを延設することで先受け構造体を構築するとともに、横断面輪郭線１１から離間した状態の小径シールドトンネル５−１〜５−１８を、該横断面輪郭線に沿って配置された小径シールドトンネル４−１〜４−１８の間に形成されたスペース３１に進入させて横断面輪郭線１１に沿った状態へと配置変更するようにしたので、拡幅予定領域３の横断面輪郭線１１に沿った本数は、どの断面位置でも配置間隔がほぼ同等になるように増減される、換言すれば、拡幅予定領域３の横断面輪郭線１１に沿った小径シールドトンネルの配置密度は、どの断面位置でもほぼ同等になる。 As described above, according to the method for forming the widened portion of the shield tunnel according to the present embodiment, the cross-sectional position where the cross-sectional area of the widened region 3 is maximized is set as the reference cross-sectional position. 4-1 to 4-18 and the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are all arranged along the cross-sectional outline 11 of the widening planned region 3, and the cross-sectional position having a smaller cross-sectional area than the reference cross-sectional position Then, among the small-diameter shield tunnels, the above-described number of shield tunnels is arranged along the cross-sectional contour line 11 as many as necessary so as to be substantially equal to the arrangement interval at the reference cross-sectional position, and the rest is arranged behind the above-mentioned. The small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 in a state of being separated from the cross-sectional contour line 11 Since it was made to enter the space 31 formed between the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 arranged along the contour line and changed to a state along the cross-sectional contour line 11, the widening The number of the planned area 3 along the cross-sectional outline 11 is increased or decreased so that the arrangement interval is substantially the same at any cross-sectional position, in other words, the small diameter along the cross-sectional outline 11 of the widened planned area 3. The arrangement density of the shield tunnel is almost the same at any cross-sectional position.
そのため、横断面輪郭線１１から離間した状態からそれに沿った状態に移ろうとする移行区間を除けば、小径シールドトンネルはわずかな隙間で互いに近接され、土圧や水圧を支持する機能は十分に発揮されるとともに、止水性確保についても、地盤改良が必要な範囲を最小限にとどめることが可能となり、かくして、従来のように、断面位置によってルーフシールドの配置密度にばらつきが生じ、粗く配置された断面位置では、ルーフシールド間の隙間が大きくなって土圧及び水圧を支持するための地盤改良工事が大がかりになり、凍結や薬液注入が不可欠になるといった事態は未然に回避される。 For this reason, except for the transition section that attempts to move from the state separated from the cross-sectional contour 11 to the state along that, the small-diameter shield tunnels are brought close to each other with a slight gap, and the function of supporting earth pressure and water pressure is sufficiently exerted. At the same time, it is possible to minimize the range where ground improvement is necessary for securing water-stopping properties. Thus, as in the conventional case, the arrangement density of the roof shield varies depending on the cross-sectional position, and the arrangement is rough. At the cross-sectional position, a situation where the gap between the roof shields becomes large and the ground improvement work for supporting the earth pressure and the water pressure becomes large, and freezing or chemical injection is inevitable is avoided.
また、本実施形態に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法によれば、本線トンネル１の外側近傍であってそのトンネル軸線方向に沿って互いに離間するように発進エリア６ａ，６ｂをそれぞれ設け、該発進エリアから小径シールドマシンを分散発進させるようにしたので、発進エリアのスペース確保のために本線トンネル１を径方向に深く拡張する必要がなくなり、小径シールドマシン発進のためのコストを低減することが可能となる。 Further, according to the method for forming the widened portion of the shield tunnel according to the present embodiment, the start areas 6a and 6b are provided in the vicinity of the outside of the main tunnel 1 so as to be separated from each other along the tunnel axis direction. Since the small-diameter shield machine is distributed and started from the area, it is not necessary to expand the main tunnel 1 in the radial direction in order to secure the space in the start area, and the cost for starting the small-diameter shield machine can be reduced. It becomes.
また、本実施形態に係るシールドトンネルの拡幅部形成方法によれば、複数本からなる小径シールドトンネルを、すべての断面位置で横断面輪郭線１１に沿った配置となる第１のトンネル群と、横断面輪郭線１１から離間した状態から横断面輪郭線１１に沿った状態へと配置変更される第２のトンネル群とに分け、第１のトンネル群に属する小径シールドトンネル４−１〜４−１８同士をすべての断面位置で互いに近接させるとともに、第２のトンネル群に属する小径シールドトンネル５−１〜５−１８を、横断面輪郭線１１に沿った状態への各配置変更が２本ごとに細分化されたトンネル群ごとに互いに異なる断面位置で行なわれるように延設したので、第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネルの移行区間が最短に近い状態となるため、該移行区間における地盤改良工事を必要最小限にとどめることができる。 Further, according to the method for forming a widened portion of the shield tunnel according to the present embodiment, a plurality of small-diameter shield tunnels are arranged along the cross-sectional contour line 11 at all cross-sectional positions, It is divided into a second tunnel group that is rearranged from a state separated from the cross-sectional contour line 11 to a state along the cross-sectional contour line 11, and the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4- belonging to the first tunnel group 18 are made close to each other at all cross-sectional positions, and each small-diameter shield tunnel 5-1 to 5-18 belonging to the second tunnel group is changed to a state along the cross-sectional outline 11 every two Since each tunnel group is divided so as to be performed at different cross-sectional positions, the transition section of each small-diameter shield tunnel belonging to the second tunnel group becomes close to the shortest state. Therefore, it is possible to keep to a minimum the soil improvement works in the transition section.
特に、本実施形態では、発進エリア６ａから発進させた小径シールドマシンで第１のトンネル群に属する小径シールドトンネル４−１〜４−１８を、発進エリア６ｂから発進させた小径シールドマシンで第２のトンネル群に属する小径シールドトンネル５−１〜５−１８をそれぞれ延設するようにしたので、すべての断面位置で横断面輪郭線１１に沿った配置となる第１のトンネル群が、拡幅予定領域３に最も近い発進エリア６ａから構築されることとなり、かくして小径シールドトンネルの曲折が少なくなり、小径シールドトンネル間の近接状態の実現が確実になるとともに、小径シールドトンネルの配置計画も容易になる。 In particular, in the present embodiment, the small-diameter shield machine 4-1 to 4-18 belonging to the first tunnel group with the small-diameter shield machine started from the start area 6a is the second small-diameter shield machine started from the start area 6b. Since the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 belonging to each of the tunnel groups are respectively extended, the first tunnel group arranged along the cross-sectional contour line 11 at all cross-sectional positions is scheduled to be widened. The starting area 6a closest to the region 3 is constructed, and thus the bending of the small-diameter shield tunnel is reduced, the close state between the small-diameter shield tunnels is ensured, and the arrangement plan of the small-diameter shield tunnel becomes easy. .
本実施形態では特に言及しなかったが、発進エリア６ａ，６ｂを構築する時に本線トンネル１が少なくともその地点まで掘進されている必要がある以外は、本線トンネル１及びランプトンネル２の進捗状況とは無関係に各小径シールドトンネルの構築工事を進めることが可能であり、先行構築された本線トンネル１を取り囲むように各小径シールドトンネルを構築してもよいし、各小径シールドトンネルを構築した後、それらに囲まれた拡幅予定領域３に本線トンネル１が入り込むようにしてもかまわない。 Although not specifically mentioned in the present embodiment, the progress status of the main tunnel 1 and the ramp tunnel 2 is the same except that the main tunnel 1 needs to be dug up to at least that point when constructing the start areas 6a and 6b. It is possible to proceed with the construction work of each small-diameter shield tunnel independently, and each small-diameter shield tunnel may be constructed so as to surround the main tunnel 1 constructed in advance, or after each small-diameter shield tunnel is constructed, The main line tunnel 1 may enter the planned widening area 3 surrounded by.
また、本実施形態では、発進エリアを発進エリア６ａ，６ｂの２つとし、それらから小径シールドトンネル４−１〜４−１８と小径シールドトンネル５−１〜５−１８をそれぞれ発進させるようにしたが、発進エリアの数は、複数本からなる小径シールドトンネルの本数とシールドトンネルの外側近傍に配置可能な小径シールドトンネルの本数との兼ね合いで適宜設定すればよく、例えば、発進エリア６ｂからは地中構造物が近傍に存在するその他の事情により、９本の小径シールドトンネルしか延設できない場合には、図８に示すように、発進エリア６ａ，６ｂと同様の発進エリア６ｃを発進エリア６ｂの後方に構築して計３つの発進エリアとし、発進エリア６ａからは上述の実施形態と同様に小径シールドトンネル４−１〜４−１８を延設する一方、発進エリア６ｂからは小径シールドトンネル５−１〜５−９を、発進エリア６ｃからは小径シールドトンネル５−１８〜５−１０を延設するようにしてもかまわない。 Moreover, in this embodiment, the start area is made into two start areas 6a and 6b, and the small-diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 and the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 are started from them, respectively. However, the number of start areas may be set as appropriate in consideration of the number of small-diameter shield tunnels made up of a plurality and the number of small-diameter shield tunnels that can be arranged near the outside of the shield tunnel. When only nine small-diameter shield tunnels can be extended due to other circumstances where the intermediate structure exists in the vicinity, as shown in FIG. 8, the start area 6c similar to the start areas 6a and 6b is changed to the start area 6b. A total of three start areas are constructed at the rear, and small diameter shield tunnels 4-1 to 4-18 are extended from the start area 6a in the same manner as in the above-described embodiment. To one, a small-diameter shield tunneling 5-1 to 5-9 from the start area 6b, it may be extended small-diameter shield tunneling 5-18～5-10 from start area 6c.
また、本実施形態では、小径シールドトンネル５−１８〜５−１０を、０゜方向から見たときに小径シールドトンネル５−１〜５−９と上下が対称となるように配置したが、小径シールドトンネル５−１〜５−１８をスペース３１にどのように進入させるかは任意であって、必ずしも上下に対称となるよう進入させる必要はなく、例えば図９に示すように、小径シールドトンネル５−１〜５−１８を、本線トンネル１のトンネル軸線回りに右ネジ方向に捩りながら発進エリア６ｂから延設し、小径シールドトンネル４−１８を乗り越えた箇所でスペース３１に進入させる形でもかまわない。 In this embodiment, the small-diameter shield tunnels 5-18 to 5-10 are arranged so as to be vertically symmetrical with the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-9 when viewed from the 0 ° direction. How the shield tunnels 5-1 to 5-18 enter the space 31 is arbitrary, and it is not always necessary to enter the space 31 symmetrically. For example, as shown in FIG. -1 to 5-18 may be extended from the start area 6b while twisting in the right-handed direction around the tunnel axis of the main tunnel 1, and entering the space 31 at a place over the small-diameter shield tunnel 4-18. .
なお、本変形例における小径シールドトンネル５−１〜５−１８は、横断面輪郭線１１に沿った状態への各配置変更が、上述した実施形態のように２本ごとに細分化されたトンネル群ごとに互いに異なる断面位置で行われるのではなく、一本ごとに互いに異なる断面位置で行われる。 In addition, the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 in the present modification are tunnels in which the arrangement changes to the state along the cross-sectional outline 11 are subdivided into two pieces as in the above-described embodiment. It is not performed at different cross-sectional positions for each group, but is performed at different cross-sectional positions for each group.
そのため、第２のトンネル群に属する各小径シールドトンネル５−１〜５−１８の移行区間がほぼ最短となり、凍結や薬液注入等の地盤改良工事を最小限にとどめることができる。 Therefore, the transition section of each of the small-diameter shield tunnels 5-1 to 5-18 belonging to the second tunnel group is almost the shortest, and ground improvement work such as freezing and chemical solution injection can be minimized.
また、本変形例においてスペース３１への進入位置は、上述した実施形態のように、角度位置が０゜で一定ではなく、角度位置が０゜から徐々にずれていき、基準断面位置では、−９０゜の角度位置でスペース３１に進入する配置となる。 Further, in this modified example, the approach position to the space 31 is not constant at the angular position of 0 ° as in the above-described embodiment, and the angular position gradually deviates from 0 °. It is arranged to enter the space 31 at an angular position of 90 °.
また、本実施形態では、発進エリアを発進エリア６ａ，６ｂの２つに分けるようにしたが、本発明の小径シールドトンネルは、シールドトンネルの任意断面位置であってその外側近傍に設けられた発進エリアから適宜発進させることが可能であって、発進エリアを必ずしも分ける必要はなく、例えばシールドトンネルの外側近接位置から径方向に延びる鍔状又は扇状の発進エリアを設け、該発進エリア内でシールドトンネルに最も近い列を最前列とし、その背後の列を第２列、さらにその背後の列を第３列というふうにすることで、シールドマシンを一箇所から集中発進させるようにしてもかまわない。 In this embodiment, the start area is divided into two start areas 6a and 6b. However, the small-diameter shield tunnel of the present invention is an arbitrary cross-sectional position of the shield tunnel and is provided near the outside of the shield tunnel. It is possible to start appropriately from the area, and it is not always necessary to divide the start area. For example, a shield-shaped or fan-shaped start area extending radially from the outer adjacent position of the shield tunnel is provided, and the shield tunnel is provided in the start area. The shield machine may be started from one location by setting the row closest to the front row as the front row, the row behind it as the second row, and the row behind it as the third row.
図１０は、シールドトンネル１の外側近接位置から径方向に延びる鍔状の発進エリア１０１を設け、該発進エリア内でシールドトンネル１に最も近い列を最前列１０２、その背後の列を第２列１０３として、図中丸印で示したシールドマシンをそれぞれ発進させる例を示したものである。 FIG. 10 shows a bowl-shaped start area 101 extending in the radial direction from a position close to the outside of the shield tunnel 1, and the line closest to the shield tunnel 1 in the start area is the front line 102, and the line behind it is the second line. Reference numeral 103 denotes an example in which each shield machine indicated by a circle in the figure is started.
１ 本線トンネル（シールドトンネル）
２ ランプトンネル
３ 拡幅予定領域
４−１〜４−１８ 小径シールドトンネル（第１のトンネル群）
５−１〜５−１８ 小径シールドトンネル（第２のトンネル群）
６ａ，６ｂ，６ｃ 発進エリア
１１ 横断面輪郭線
７１ 外殻
1 Main tunnel (shield tunnel)
2 Lamp tunnel 3 Widened area 4-1 to 4-18 Small-diameter shield tunnel (first tunnel group)
5-1-5-18 Small-diameter shield tunnel (second tunnel group)
6a, 6b, 6c Starting area 11 Cross section outline 71 Outer shell
Claims (4)
前記拡幅予定領域の横断面積が最大となる断面位置を基準断面位置とし、該基準断面位置では、前記複数本からなる小径シールドトンネルが前記拡幅予定領域の横断面輪郭線に沿ってすべて配置され、前記基準断面位置よりも横断面積が小さな断面位置では、前記複数本からなる小径シールドトンネルのうち、前記基準断面位置での配置間隔とほぼ同等になるために必要な本数だけが前記横断面輪郭線に沿って配置され、残りがその背後に配置されるように該複数本からなる小径シールドトンネルを延設することで前記先受け構造体を構築するとともに、前記拡幅予定領域の横断面積が単調増加する区間においては、前記横断面輪郭線から離間した状態の小径シールドトンネルを、前記横断面輪郭線に沿って配置された小径シールドトンネルの間に形成されたスペースに進入させて前記横断面輪郭線に沿った状態へと配置変更したことを特徴とするシールドトンネルの拡幅部形成方法。 When forming the widened portion in the shield tunnel, a plurality of small-diameter shield tunnels are extended along the tunnel axis direction of the shield tunnel so as to surround the planned widening region, and the plurality of small-diameter shield tunnels are received in advance. In the method for forming the widened portion of the shield tunnel, in which the outer shell of the widened portion is constructed as a structure, and then the inner region surrounded by the outer shell is excavated.
The cross-sectional position where the cross-sectional area of the planned widening region is the maximum is the reference cross-sectional position, and at the reference cross-sectional position, the plurality of small-diameter shield tunnels are all arranged along the cross-sectional contour line of the widening planned region, At the cross-sectional position having a smaller cross-sectional area than the reference cross-sectional position, only the necessary number of the plurality of small-diameter shield tunnels to be substantially equal to the arrangement interval at the reference cross-sectional position is the cross-sectional contour line. In addition to constructing the receiving structure by extending the plurality of small-diameter shield tunnels so that the remainder is arranged behind the cross-sectional area, the cross-sectional area of the widened area is monotonously increased. A small-diameter shield tunnel in a state of being separated from the cross-sectional contour line, and a small-diameter shield tunnel disposed along the cross-sectional contour line Widened portion forming method of a shield tunnel, characterized in that by entering the formed space was changed disposed to a state along the cross-section contour between.
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