JP2016148205A - Construction method of underground cavity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大深度における大断面トンネルの分岐合流部に適用するに好適な地中空洞の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing underground cavities suitable for application to a branching junction of a large section tunnel at a large depth.
大深度、高土圧下において、大断面のトンネル拡幅部を安全に工事するため、特許文献１に地中空洞の施工方法が提案されている。
その地中空洞の施工方法は、例えば図３に示すように行われる。
すなわち、図示のように、形成する地中空洞領域Ｔの外周に沿ってシールドトンネル１を等間隔で複数施工して地中空洞領域Ｔを包囲する。次に、隣り合うシールドトンネル１・１の間に跨って凍結管３を設置して、ブラインによって凍結改良体４を形成し、地山を安定させると共に止水を行う。この凍結改良体４内において、隣接するシールドトンネル１・１の間を掘削して作業空間を確保する。次に、この作業空間内において、地中空洞領域Ｔを包囲する鉄筋コンクリートによる大きな先行覆工９を形成し、この大きな先行覆工９の内部を掘削して大断面の地中空洞を構築する。
Patent Document 1 proposes a method for constructing underground cavities in order to safely construct a tunnel widened portion having a large cross section under a large depth and high earth pressure.
The underground cavity construction method is performed, for example, as shown in FIG.
That is, as shown in the drawing, a plurality of shield tunnels 1 are constructed at equal intervals along the outer periphery of the underground cavity region T to be formed to surround the underground cavity region T. Next, the freezing pipe 3 is installed across the adjacent shield tunnels 1 and 1, and the freezing improvement body 4 is formed with brine to stabilize the ground and stop the water. In this freeze improvement body 4, a work space is secured by excavating between adjacent shield tunnels 1. Next, in this work space, a large preceding lining 9 made of reinforced concrete surrounding the underground cavity region T is formed, and the inside of the large preceding lining 9 is excavated to construct a large-section underground cavity.
また、特許文献２にシールドトンネル用セグメントが提案されている。
そのシールドトンネル用セグメントは、小断面シールドトンネルのコンクリートセグメントの補強筋を、カーボン繊維やガラス繊維に樹脂を含浸したものとして、セグメントをシールド掘進機で切削可能なものとしたもので、複数の小断面シールドトンネルを連結して大断面の地中空洞を構築する。
Patent Document 2 proposes a shield tunnel segment.
The shield tunnel segment is made of a small section shield tunnel concrete segment reinforcing bar that is made of carbon fiber or glass fiber impregnated with resin, and the segment can be cut with a shield machine. The underground tunnel with a large cross section is constructed by connecting the shield tunnels.
しかし、従来工法は、隣接するシールドトンネルの間を掘削するために、地山を露出させて直接掘削する必要がある。そのため、鋼製セグメントが使用され、鋼製セグメントのスキンプレートを剥がして開口を形成し、シールドトンネル間に形成された凍結改良体で支保された地山を露出し掘削する。その凍結改良体は止水のみならず土圧にも対抗するものであるので、凍結範囲は必然的に大きなものとしなければならず、厚いものとなるため、凍結の施工数量が多くなる。
例えば、地中空洞が内径３０．３ｍ（内空断面７２０ｍ２）の場合、凍結断面は、トンネルの間の距離が３ｍ程度の場合、凍結改良体の厚さを１．５ｍとした場合、２７７ｍ２を必要とする。
However, in the conventional construction method, in order to excavate between adjacent shield tunnels, it is necessary to directly excavate the ground. Therefore, a steel segment is used, the skin plate of the steel segment is peeled off to form an opening, and a natural ground supported by a freezing improvement body formed between shield tunnels is exposed and excavated. Since the freezing improvement body opposes not only water stop but also earth pressure, the freezing range must be made large, and it becomes thick, so that the number of freezing works increases.
For example, when the underground cavity has an inner diameter of 30.3 m (inner section 720 m 2 ), the frozen section has a distance of about 3 m between the tunnels, and the frozen improvement body has a thickness of 1.5 m, which is 277 m. 2 is required.
また、水圧下でシールドトンネル内から削孔し、隣接するシールドトンネルに接するように精度よく凍結管を設置することは、高い精度の削孔技術を必要とする。
そして、シールドトンネルの相互位置を正確に把握しなければならないので、施工の難易度が高く、コストがかかり、工期も長くならざるを得ないものであった。
In addition, drilling from the inside of a shield tunnel under water pressure and installing a freezing pipe with high precision so as to be in contact with the adjacent shield tunnel requires high precision drilling technology.
And since the mutual position of a shield tunnel must be grasped | ascertained correctly, the difficulty of construction was high, it costed, and the construction period had to be long.
本発明の課題は、地山を露出させて直接掘削することなくシールドトンネル同士を連結できるようすることによって凍結断面を縮減し、シールドトンネルの間に凍結管を打設することなく止水ができるようにすることによって、コストの削減及び工期の短縮を達成することである。 The object of the present invention is to reduce the frozen cross-section by allowing shield tunnels to be connected without directly excavating the ground, and can stop water without placing a freezing pipe between the shield tunnels. By doing so, it is possible to achieve cost reduction and shortening of the construction period.
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
構築予定の地中空洞領域の外周を包囲する先行シールドトンネルを所定の間隔を空けて掘進して切削可能な切削セグメントで覆工する先行シールド工程と、
前記先行シールドトンネル間の前記切削セグメントを切削しながら隣接する両側の先行シールドトンネルにオーバーラップさせて後行シールドトンネルを掘進してセグメントで覆工する後行シールド工程と、
前記先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルのセグメント内壁面に地山凍結管を設置して周辺地盤を凍結させて凍結改良体を形成して止水する地盤凍結工程と、
前記先行シールドトンネル及び後行シールドトンネル内に鉄筋コンクリートによる大きな先行覆工を構築する先行覆工工程と、
前記大きな先行覆工の内部を掘削して大断面の地中空洞を形成する地中空洞掘削工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
A preceding shield process in which a preceding shield tunnel surrounding the outer periphery of the underground cavity region to be constructed is dug at a predetermined interval and covered with a cutting segment capable of being cut;
A subsequent shield process in which the cutting segment between the preceding shield tunnels is cut while being overlapped with adjacent preceding shield tunnels on both sides and the subsequent shield tunnel is dug and covered with the segment;
A ground freezing step in which a ground freezing pipe is installed on the inner wall surface of the segment of the preceding shield tunnel and the subsequent shield tunnel to freeze the surrounding ground to form a freezing improved body and stop water,
A preceding lining process for constructing a large preceding lining with reinforced concrete in the preceding shield tunnel and the subsequent shield tunnel;
An underground cavity excavation step of excavating the inside of the large preceding lining to form an underground cavity with a large cross section.
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の地中空洞の構築方法であって、
前記後行シールド工程において、鋼製セグメントを用いることを特徴とする。
The invention described in claim 2
A method for constructing an underground cavity according to claim 1,
In the subsequent shielding step, a steel segment is used.
請求項３に記載の発明は、
請求項１または２に記載の地中空洞の構築方法であって、
前記先行シールド工程の後、該シールドトンネルの内部において、横断方向の前記鉄筋コンクリートによる前記先行覆工の部分構築、該先行覆工に沿った追設凍結管の設置、該シールドトンネルのセグメント内壁面に前記地山凍結管の設置、該シールドトンネルの残る内部空間のコンクリート充填を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 3
A method for constructing an underground cavity according to claim 1 or 2,
After the preceding shield process, in the shield tunnel, the partial construction of the preceding lining by the reinforced concrete in the transverse direction, the installation of additional freezing pipes along the preceding lining, the inner wall surface of the segment of the shield tunnel The natural ground freezing pipe is installed, and the interior space where the shield tunnel remains is filled with concrete.
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の地中空洞の構築方法であって、
前記地盤凍結工程は、
前記コンクリート充填後に、前記地山凍結管及び前記追設凍結管に冷媒を還流させ、前記周辺地盤及び前記先行覆工表面を凍結させて止水する先行地盤凍結工程と、 前記後行シールド工程後に、前記後行シールドトンネルの前記セグメント内壁面に前記地山凍結管を設置して前記周辺地盤を凍結させて前記凍結改良体を形成して止水する後行地盤凍結工程と、からなることを特徴とする。
The invention according to claim 4
A method for constructing an underground cavity according to claim 3,
The ground freezing step,
After filling the concrete, the refrigerant is circulated to the ground freezing pipe and the additional freezing pipe, the surrounding ground and the preceding lining surface are frozen and water is stopped, and after the following shielding process A freezing ground freezing step in which the ground freezing pipe is installed on the inner wall surface of the segment of the following shield tunnel to freeze the surrounding ground to form the freezing improved body and stop the water. Features.
請求項５に記載の発明は、
請求項３または４に記載の地中空洞の構築方法であって、
前記先行覆工工程において、
前記後行シールドトンネルの内部において、横断方向の前記鉄筋コンクリートによる前記先行覆工の構築を行って、前記先行シールドトンネル内部の前記先行覆工の端部との連結を行うことを特徴とする。
The invention described in claim 5
A method for constructing an underground cavity according to claim 3 or 4,
In the preceding lining process,
The preceding lining is constructed with the reinforced concrete in the transverse direction inside the succeeding shield tunnel, and is connected to the end of the preceding lining inside the preceding shield tunnel.
本発明によれば、地山を露出させて直接掘削することなくシールドトンネル同士を連結できるようすることによって凍結断面を縮減できて、シールドトンネルの間に凍結管を打設することなく止水ができるようにすることによって、コストの削減及び工期の短縮を達成することができる。 According to the present invention, the frozen cross section can be reduced by connecting shield tunnels without directly excavating the ground, and water can be stopped without placing a freezing pipe between the shield tunnels. By making it possible, cost reduction and shortening of the construction period can be achieved.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（概要）
大深度の高土圧下で大断面の地中拡幅部を安全に作ることを目的に、その地中拡幅部周囲に大きな先行覆工を構築する。
先行覆工は多数の小口径シールドトンネルをラップ施工する。すなわち、後行シールドトンネルのシールドマシンで直接切削できる切削セグメントを先行シールドトンネルで使用することで、小口径先行シールドトンネルと小口径後行シールドトンネルをラップ施工する。従来工法と違い、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルを連結し、先行覆工を構築する際は、全体が小口径シールドトンネルのセグメント内での作業となり、地山を露出することなく安全である。
そして、ラップ施工の過程で、その各トンネル内部に鉄筋コンクリートを部分的に現場打ちし、最後に、これら現場打ち鉄筋コンクリートを連結することで、大きな先行覆工が完成される（図１）。
ここで、小口径トンネル同士をラップする際、土圧は後行シールドトンネルの主桁を残して支え、止水目的のみに限定した先行覆工の表面近傍だけの凍結工法を併用する（図２）。
先行覆工の表面近傍だけの凍結工法なので、施工負担の小さい貼付凍結管が利用可能となる。
(Overview)
A large advance lining is constructed around the underground widening part for the purpose of safely making the underground widening part with a large cross section under high earth pressure at a deep depth.
The preceding lining wraps many small-diameter shield tunnels. That is, the cutting segment that can be directly cut by the shield machine of the trailing shield tunnel is used in the leading shield tunnel, so that the small-diameter leading shield tunnel and the small-diameter trailing shield tunnel are lapped. Unlike the conventional method, when connecting the preceding shield tunnel and the trailing shield tunnel and constructing the leading lining, the entire work is done within the segment of the small-diameter shield tunnel, and it is safe without exposing the ground. .
Then, in the process of lap construction, reinforced concrete is partially cast in the interior of each tunnel, and finally, these field cast reinforced concretes are connected to complete a large preceding lining (FIG. 1).
Here, when wrapping small-diameter tunnels, earth pressure is supported by leaving the main girder of the trailing shield tunnel, and the freezing method only in the vicinity of the surface of the preceding lining limited to the purpose of water stop is also used (Fig. 2). ).
Since it is a freezing method only in the vicinity of the surface of the preceding lining, an attached frozen tube with a small construction burden can be used.
（実施形態）
図１は本発明を適用した地中空洞施工の一実施形態を示すもので、１は先行シールドトンネル、１Ｓは切削セグメント、２は後行シールドトンネル、２Ｓは鋼製セグメント、７は凍結改良体、Ｔは地中空洞領域である。
(Embodiment)
FIG. 1 shows an embodiment of underground cavern construction to which the present invention is applied. 1 is a preceding shield tunnel, 1S is a cutting segment, 2 is a trailing shield tunnel, 2S is a steel segment, and 7 is a freezing improvement body. , T is an underground cavity region.
「１．先行シールド工程」
図示のように、構築すべき地中空洞領域Ｔの外周に沿って先行して施工する直径３〜５ｍの先行シールドトンネル１を、この先行シールドトンネル１の直径より小さな間隔で等間隔に構築する。
この先行シールドトンネル１の間を掘進する後続の後行シールドトンネル２は、先行シールドトンネル１と同じ直径とするのを基本とするが、必要に応じて変更してもよく、先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２がオーバーラップして一体化されて土水圧に耐える強度が得られるように先行シールドトンネル１・１の間隔を決定する。
"1. Preceding shield process"
As shown in the figure, the preceding shield tunnel 1 having a diameter of 3 to 5 m to be constructed in advance along the outer periphery of the underground cavity region T to be constructed is constructed at equal intervals with an interval smaller than the diameter of the preceding shield tunnel 1. .
The subsequent succeeding shield tunnel 2 digging between the preceding shield tunnels 1 is basically the same diameter as the preceding shield tunnel 1, but may be changed as necessary. The distance between the preceding shield tunnels 1 and 1 is determined so that the trailing shield tunnel 2 overlaps and is integrated to obtain a strength that can withstand soil water pressure.
先行シールドトンネル１の覆工用セグメントは、後行シールドトンネル２がオーバーラップして施工されるものであるため、シールドマシンのカッターで切削可能な切削セグメント１Ｓを使用する。
この切削セグメント１Ｓは、コンクリート製である。そのコンクリートの補強筋は、シールドマシンのカッターで容易に切削することができるように、鉄筋に代えて繊維補強樹脂製の補強筋を使用する共に、コンクリートに発生したクラックの伸展防止のためにコンクリート中に長さ０．５〜６ｃｍの樹脂繊維、または、ガラス繊維、炭素繊維を混入させたものであり、混入量は、０．０１〜１．０体積％である。コンクリートの骨材は、切削性をよくするために、石灰石、軽量人工骨材、高炉スラグ等が使用される。
また、セグメントを接続するための継手用のボルトも、鋼製のものを使用せずに、ＦＲＰ製のものを使用する。
Since the lining segment of the preceding shield tunnel 1 is constructed by overlapping the succeeding shield tunnel 2, a cutting segment 1S that can be cut with a cutter of a shield machine is used.
This cutting segment 1S is made of concrete. The reinforcing bar of the concrete uses a reinforcing bar made of fiber reinforced resin instead of the reinforcing bar so that it can be easily cut with a cutter of the shield machine, and also prevents the cracks generated in the concrete from extending. A resin fiber having a length of 0.5 to 6 cm, glass fiber, or carbon fiber is mixed therein, and the mixing amount is 0.01 to 1.0% by volume. As the concrete aggregate, limestone, lightweight artificial aggregate, blast furnace slag, or the like is used in order to improve the machinability.
In addition, the joint bolt for connecting the segments is not made of steel but made of FRP.
具体的には、コンクリートの補強筋は、繊維に樹脂を含浸させた繊維強化樹脂製のものである。その繊維は、炭素、ガラス等の無機繊維、または、アラミド、ポリエステル、ナイロン、ビニロンの繊維である。また、樹脂は、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、または、ナイロン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の熱可塑性樹脂である。
クラックの伸展防止用の樹脂繊維としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、また、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリプロビレン、ＰＰＳ、アラミド等の熱可塑性樹脂などの繊維である。
特に、ガラス繊維で補強された樹脂のガラス繊維ロッドを筋材とし、アラミド繊維をクラック伸展防止のためコンクリートに０．２５〜０．５ｖｏｌ％含有させたものが、安価であると共に、コンクリートのクラック伸展防止に有効であるので、好ましい。
Specifically, the reinforcing bars for concrete are made of fiber reinforced resin in which fibers are impregnated with resin. The fibers are inorganic fibers such as carbon and glass, or aramid, polyester, nylon and vinylon fibers. The resin is a thermosetting resin such as an epoxy resin or a vinyl ester resin, or a thermoplastic resin such as nylon or PPS (polyphenylene sulfide resin).
Examples of resin fibers for preventing the extension of cracks include thermosetting resins such as epoxy resins and vinyl ester resins, and fibers such as thermoplastic resins such as polyamide, polycarbonate, polypropylene, PPS, and aramid.
In particular, a resin glass fiber rod reinforced with glass fiber is used as a reinforcing material, and aramid fiber is contained in concrete in an amount of 0.25 to 0.5 vol% to prevent crack extension. This is preferable because it is effective in preventing extension.
「２．先行地盤凍結工程」
次に、先行シールドトンネル１の内部には、図２に示すように、横断して将来の先行覆工９となる鉄筋コンクリート（ＲＣ）躯体の一部を構築しておき、さらに、内壁面に沿って地山凍結管５を設置するとともに、部分構築した先行覆工９のＲＣ躯体に沿って同様の追設凍結管５を設置する。
その後、先行シールドトンネル１の内部、すなわち、図示のように、先行覆工９のＲＣ躯体で内周側及び外周周に仕切られた内部に、コンクリートＣをそれぞれ充填して閉塞する。
"2. Prior ground freezing process"
Next, in the preceding shield tunnel 1, as shown in FIG. 2, a part of a reinforced concrete (RC) frame that will be crossed to become the future preceding lining 9 is constructed, and further along the inner wall surface. The natural freezing pipe 5 is installed, and a similar additional freezing pipe 5 is installed along the RC housing of the partially constructed preceding lining 9.
Thereafter, concrete C is filled and closed in the inside of the preceding shield tunnel 1, that is, as shown in the figure, the inside of the preceding lining 9 divided into the inner peripheral side and the outer peripheral periphery by the RC casing.
そして、先行シールドトンネル１内の地山凍結管５及び追設凍結管５にブライン等の冷媒をそれぞれ循環させて地盤と先行覆工９のＲＣ躯体表面を冷却し、先行シールドトンネル１の外周側及び内周側の外側に凍結改良体７を形成して包囲し、並びに先行覆工９のＲＣ躯体表面に凍結膜８を形成して、それぞれ地下水の浸入経路を閉塞する。 Then, a coolant such as brine is circulated in the ground freezing pipe 5 and the additional freezing pipe 5 in the preceding shield tunnel 1 to cool the ground and the RC housing surface of the preceding lining 9, and the outer peripheral side of the preceding shield tunnel 1. In addition, the freezing improvement body 7 is formed and surrounded on the outer side of the inner peripheral side, and the freezing film 8 is formed on the surface of the RC housing of the preceding lining 9 to block the ingress route of the groundwater.
「３．後行シールド工程」
前述したように、地中空洞領域Ｔの外周に沿って等間隔に掘進させた先行シールドトンネル１が完成したら、それらの間の未掘削部分をシールドマシンで掘進して後行シールドトンネル２を構築する。
後行シールドトンネル２の構築においては、先行シールドトンネル１、１の間隔よりもシールドマシンの掘削直径が大きなものであるので、後行シールドトンネル２のシールドマシンは、両側の先行シールドトンネル１の切削セグメント１Ｓを切削しながら掘進するので、後行シールドトンネル２は、先行シールドトンネル１とオーバーラップした状態となる。このとき、前記「２．先行地盤凍結工程」で用いる凍結管が、後行シールドトンネルとオーバーラップして後行シールドマシンで損傷されることのないよう、掘削断面及び凍結管の配置を設計する。
“3. Shielding process behind”
As described above, when the preceding shield tunnel 1 excavated at equal intervals along the outer periphery of the underground cavity region T is completed, the unexcavated portion between them is excavated with a shield machine to construct the subsequent shield tunnel 2 To do.
In the construction of the trailing shield tunnel 2, the excavation diameter of the shield machine is larger than the interval between the leading shield tunnels 1, 1, so that the shielding machine of the trailing shield tunnel 2 cuts the leading shield tunnel 1 on both sides. Since the segment 1S is excavated while being cut, the trailing shield tunnel 2 is overlapped with the preceding shield tunnel 1. At this time, the excavation cross section and the arrangement of the freezing pipes are designed so that the freezing pipes used in “2. Preceding ground freezing process” do not overlap with the following shield tunnel and are damaged by the following shield machine. .
後行シールドトンネル２のセグメントは、鋼製セグメント２Ｓで覆工する。この鋼製セグメント２Ｓにより、全ての先行シールドトンネル１の間に後行シールドトンネル２を構築し、構築予定の地中空洞領域Ｔの外周は、交互に設置された先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２で包囲される。 The segment of the trailing shield tunnel 2 is lined with a steel segment 2S. By this steel segment 2S, the trailing shield tunnel 2 is constructed between all the preceding shield tunnels 1, and the outer periphery of the underground cavity region T to be constructed is composed of the preceding shield tunnel 1 and the trailing shield installed alternately. Surrounded by tunnel 2.
「４．後行地盤凍結工程」
次に、先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２の連結部分の詳細を拡大して示す図２のように、切削セグメント１Ｓに連結された鋼製セグメント２Ｓの内壁に沿って地山凍結管６をそれぞれ設置する。
そして、後行シールドトンネル２内の地山凍結管６にブライン等の冷媒をそれぞれ循環させて地盤を冷却し、後行シールドトンネル２の外周側及び内周側の外側に凍結改良体７をそれぞれ形成して、既存の先行シールドトンネル１の外周側及び内周側の外側の凍結改良体７と連結し、一体となって地下水の浸入を阻止する。
“4. Subsequent ground freezing process”
Next, as shown in FIG. 2 in which the details of the connecting portion of the preceding shield tunnel 1 and the subsequent shield tunnel 2 are enlarged, the ground freezing pipe 6 along the inner wall of the steel segment 2S connected to the cutting segment 1S. Is installed.
Then, a coolant such as brine is circulated in the ground freezing pipe 6 in the trailing shield tunnel 2 to cool the ground, and the freezing improvement bodies 7 are respectively placed on the outer peripheral side and the outer peripheral side of the trailing shield tunnel 2. It forms and connects with the freezing improvement body 7 of the outer peripheral side of the existing prior shield tunnel 1, and the outer side of an inner peripheral side, and prevents intrusion of groundwater as a unit.
ここで、先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２がオーバーラップさせてあり、土水圧は、先行シールドトンネル１及び後行シールドトンネル２のセグメント１Ｓ・２Ｓが負担する。このため、凍結改良体７の厚さは、地下水がトンネル内に浸入するのを阻止する厚さで十分であり、例えば厚さ５０ｃｍ程度で十分である。従って、従来の工法に比較して半分以下とすることができ、凍結に要するエネルギーを節約できると共に、露出した地山を掘削することがないので、地山の崩落などの恐れがほとんどなく、安全である。 Here, the preceding shield tunnel 1 and the succeeding shield tunnel 2 overlap each other, and the soil pressure is borne by the segments 1S and 2S of the preceding shield tunnel 1 and the succeeding shield tunnel 2. For this reason, the thickness of the freeze improvement body 7 is sufficient to prevent the groundwater from entering the tunnel, and for example, a thickness of about 50 cm is sufficient. Therefore, it can be reduced to less than half compared to the conventional method, energy consumption for freezing can be saved, and since there is no excavation of exposed ground, there is almost no risk of collapse of the ground and safety. It is.
「５．先行覆工工程」
次に、後行シールドトンネル２の内部において、鋼製セグメント２Ｓのスキンプレートを取り外し、隣接する先行シールドトンネル１内部の先行覆工９となるＲＣ躯体の端部を露出させる。この時、凍結改良体７とＲＣ躯体表面の凍結膜８で止水され、後行シールドトンネル２の主桁で土水圧が支持されている。
そして、後行シールドトンネル２内部を横断して先行覆工９となるＲＣ躯体の一部を構築して、先行シールドトンネル１内部のＲＣ躯体の端部と連結させて、一体として地中空洞領域Ｔを包囲する大きな先行覆工９を閉合する。
なお、後行シールドトンネル２内部の先行覆工９の背面側となる空洞はコンクリート等で閉塞する。
"5. Prior lining process"
Next, the skin plate of the steel segment 2 </ b> S is removed inside the trailing shield tunnel 2, and the end portion of the RC casing that becomes the preceding lining 9 inside the adjacent preceding shield tunnel 1 is exposed. At this time, water is stopped by the freezing improvement body 7 and the frozen film 8 on the surface of the RC housing, and the earth water pressure is supported by the main girder of the trailing shield tunnel 2.
Then, a part of the RC housing which becomes the preceding lining 9 is constructed across the inside of the trailing shield tunnel 2 and is connected to the end of the RC housing inside the preceding shield tunnel 1, so that the underground cavity region is integrated. The large preceding lining 9 surrounding T is closed.
The cavity on the back side of the preceding lining 9 inside the trailing shield tunnel 2 is closed with concrete or the like.
以上の大きな先行覆工９においては、先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２によって土水圧が負担されており、また、地山凍結管５、追設凍結管５及び地山凍結管６によって地中空洞領域Ｔの外周には連続した凍結改良体７が形成されているので、地下水の浸水の恐れがなく、安全な空間が確保されており、大きな先行覆工９の内部の掘削を効率よく行うことができる。また、ＲＣ躯体表面が凍結膜８で止水されているので、ＲＣ躯体表面を伝わって漏水することが防止される。これにより先行覆工９の閉合が先に完了した区間があるとき、そこだけ部分的に凍結改良体７の凍結を解除することが可能となり、より経済的に本工法を適用することが可能となる。 In the large preceding lining 9 described above, earth and water pressure is borne by the preceding shield tunnel 1 and the trailing shield tunnel 2, and the ground freezing pipe 5, the additional freezing pipe 5 and the natural ground freezing pipe 6 Since the continuous freezing improvement body 7 is formed on the outer periphery of the middle cavity region T, there is no fear of inundation of groundwater, a safe space is secured, and excavation inside the large preceding lining 9 is efficiently performed. It can be carried out. Moreover, since the RC housing surface is stopped by the frozen film 8, it is prevented from leaking along the RC housing surface. As a result, when there is a section in which the closing of the preceding lining 9 has been completed first, it is possible to partially release the freezing improvement body 7 so that the present construction method can be applied more economically. Become.
「６．地中空洞掘削工程」
こうして、大きな先行覆工９により包囲された地中空洞領域Ｔに構築される大深度地下空間は、大深度で施工されるシールドトンネルの分岐や合流部として利用することができ、地下水が存在する大深度においても安全に分岐部や合流部の工事を行うことができる。
"6. Underground cavity excavation process"
In this way, the deep underground space constructed in the underground cavity region T surrounded by the large preceding lining 9 can be used as a branch or junction of shield tunnels constructed at a large depth, and there is groundwater. Construction of branching and merging sections can be performed safely even at large depths.
（効果）
以上のとおり、連結された先行シールドトンネル１及び後行シールドトンネル２の内部空間で大きな先行覆工９の構築作業を行うので、従来技術のように、地山が露出した状態で作業するものでないので、安全である。
また、先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル２がラップさせてあるので、耐土水圧構造が確保されており、補助とする凍結工法、すなわち、セグメント１Ｓ・２Ｓの内壁面に設置した地山凍結管５、追設凍結管５及び地山凍結管６は、止水のみを目的とすることができるので、凍結改良体７の厚みを小さくすることが可能である。
実施例によれば、必要空間が内径３０．３ｍ（内空断面７２０ｍ２）のトンネルに対して凍結断面Ａ＝９１ｍ２と大幅に縮減することができる。
また、凍結改良体７の造成において、地山凍結管５、追設凍結管５及び地山凍結管６をセグメント１Ｓ・２Ｓ内壁面に設置するだけでよいので、トンネル内から隣接するシールドトンネルに向かって凍結管を打設施工する必要がなく、工期を短縮でき、かつ、工費を低減することができる。
(effect)
As described above, since the construction work of the large preceding lining 9 is performed in the internal space of the connected preceding shield tunnel 1 and the succeeding shield tunnel 2, the work is not performed in the state where the natural ground is exposed as in the prior art. So be safe.
Moreover, since the leading shield tunnel 1 and the trailing shield tunnel 2 are wrapped, an earth and water pressure resistant structure is secured, and an auxiliary freezing method, that is, a ground freezing pipe installed on the inner wall surface of the segments 1S and 2S. 5. Since the additional freezing pipe 5 and the natural ground freezing pipe 6 can be used only for water stop, the thickness of the freezing improved body 7 can be reduced.
According to the embodiment, the required space can be greatly reduced to a frozen cross section A = 91 m 2 with respect to a tunnel having an inner diameter of 30.3 m (inner section 720 m 2 ).
Further, in the creation of the freezing improvement body 7, the ground freezing pipe 5, the additional freezing pipe 5 and the natural freezing pipe 6 need only be installed on the inner wall surface of the segments 1S and 2S. There is no need to install a freezing tube, the construction period can be shortened, and the construction cost can be reduced.
以上のように、凍結作業の施工数量の低減と高水圧下での削孔・凍結管設置作業を省略でき、コスト低減と工期短縮を達成した安全確実性の高い施工法である。 As described above, it is a highly safe construction method that can reduce the number of freezing operations and eliminate drilling and freezing tube installation work under high water pressure, achieving cost reduction and shortening the construction period.
以上、実施形態の地中空洞の構築方法によれば、構築予定の地中空洞領域Ｔの外周を包囲する先行シールドトンネル１を所定の間隔を空けて掘進して切削可能な切削セグメント１Ｓで覆工し、次に、先行シールドトンネル１間の切削セグメント１Ｓを切削しながら隣接する両側の先行シールドトンネル１にオーバーラップさせて後行シールドトンネル２を掘進して鋼製セグメント２Ｓで覆工する。そして、先行シールドトンネル１及び後行シールドトンネル２のセグメント１Ｓ・２Ｓ内壁面に地山凍結管５・６を設置して周辺地盤を凍結させて凍結改良体７を形成して止水する。また、先行シールドトンネル１及び後行シールドトンネル２内に鉄筋コンクリートによる大きな先行覆工９を構築し、その大きな先行覆工９の内部を掘削して大断面の地中空洞を形成する。
従って、従来のように地山を露出させて直接掘削することなくシールドトンネル１・２同士を連結できるため、凍結断面を縮減できて、従来のようにシールドトンネルの間に凍結管を打設せずに、止水ができるため、コストの削減及び工期の短縮を達成することができる。
As described above, according to the underground cavity building method of the embodiment, the preceding shield tunnel 1 surrounding the outer periphery of the underground cavity region T to be built is covered with the cutting segment 1S that can be cut by excavating at a predetermined interval. Next, the cutting segment 1S between the preceding shield tunnels 1 is cut and overlapped with the adjacent preceding shield tunnels 1 on both sides, and the subsequent shield tunnel 2 is dug to cover the steel segment 2S. Then, the ground freezing pipes 5 and 6 are installed on the inner wall surfaces of the segments 1S and 2S of the preceding shield tunnel 1 and the subsequent shield tunnel 2 to freeze the surrounding ground to form the freezing improvement body 7 and stop the water. Further, a large preceding lining 9 made of reinforced concrete is constructed in the preceding shield tunnel 1 and the succeeding shield tunnel 2, and the inside of the large preceding lining 9 is excavated to form a large section underground cavity.
Therefore, the shield tunnels 1 and 2 can be connected to each other without exposing the natural ground and directly excavating as in the prior art, so that the freezing section can be reduced and the freezing pipe can be placed between the shield tunnels as in the prior art. Therefore, since the water can be stopped, the cost can be reduced and the construction period can be shortened.
（変形例）
以上の実施形態の他、具体的な細部構造や手法等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
(Modification)
In addition to the above-described embodiments, it is needless to say that specific detailed structures and methods can be appropriately changed.
１ 先行シールドトンネル
１Ｓ 切削セグメント
２ 後行シールドトンネル
２Ｓ 鋼製セグメント
５ 地山凍結管（追設凍結管）
６ 地山凍結管
７ 凍結改良体
８ 凍結膜
９ 大きな先行覆工
Ｃ コンクリート
Ｔ 地中空洞領域
1 Leading shield tunnel 1S Cutting segment 2 Trailing shield tunnel 2S Steel segment 5 Ground freezing pipe (additional freezing pipe)
6 Ground freezing pipe 7 Freezing improvement body 8 Freezing membrane 9 Large preceding lining C Concrete T Underground cavity area
Claims (5)
前記先行シールドトンネル間の前記切削セグメントを切削しながら隣接する両側の先行シールドトンネルにオーバーラップさせて後行シールドトンネルを掘進してセグメントで覆工する後行シールド工程と、
前記先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルのセグメント内壁面に地山凍結管を設置して周辺地盤を凍結させて凍結改良体を形成して止水する地盤凍結工程と、
前記先行シールドトンネル及び後行シールドトンネル内に鉄筋コンクリートによる大きな先行覆工を構築する先行覆工工程と、
前記大きな先行覆工の内部を掘削して大断面の地中空洞を形成する地中空洞掘削工程と、を備えることを特徴とする地中空洞の構築方法。 A preceding shield process in which a preceding shield tunnel surrounding the outer periphery of the underground cavity region to be constructed is dug at a predetermined interval and covered with a cutting segment capable of being cut;
A subsequent shield process in which the cutting segment between the preceding shield tunnels is cut while being overlapped with adjacent preceding shield tunnels on both sides and the subsequent shield tunnel is dug and covered with the segment;
A ground freezing step in which a ground freezing pipe is installed on the inner wall surface of the segment of the preceding shield tunnel and the subsequent shield tunnel to freeze the surrounding ground to form a freezing improved body and stop water,
A preceding lining process for constructing a large preceding lining with reinforced concrete in the preceding shield tunnel and the subsequent shield tunnel;
An underground cavity excavation step of excavating the inside of the large preceding lining to form an underground cavity with a large cross section.
前記コンクリート充填後に、前記地山凍結管及び前記追設凍結管に冷媒を還流させ、前記周辺地盤及び前記先行覆工表面を凍結させて止水する先行地盤凍結工程と、 前記後行シールド工程後に、前記後行シールドトンネルの前記セグメント内壁面に前記地山凍結管を設置して前記周辺地盤を凍結させて前記凍結改良体を形成して止水する後行地盤凍結工程と、からなることを特徴とする請求項３に記載の地中空洞の構築方法。 The ground freezing step,
After filling the concrete, the refrigerant is circulated to the ground freezing pipe and the additional freezing pipe, the surrounding ground and the preceding lining surface are frozen and water is stopped, and after the following shielding process A freezing ground freezing step in which the ground freezing pipe is installed on the inner wall surface of the segment of the following shield tunnel to freeze the surrounding ground to form the freezing improved body and stop the water. The construction method of the underground cavity according to claim 3,
前記後行シールドトンネルの内部において、横断方向の前記鉄筋コンクリートによる前記先行覆工の構築を行って、前記先行シールドトンネル内部の前記先行覆工の端部との連結を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の地中空洞の構築方法。 In the preceding lining process,
The construction of the preceding lining by the reinforced concrete in the transverse direction in the interior of the subsequent shield tunnel is performed to connect with the end of the preceding lining in the preceding shield tunnel. The construction method of the underground cavity of 3 or 4.
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