JP3560669B2

JP3560669B2 - Large section tunnel lining method

Info

Publication number: JP3560669B2
Application number: JP00648495A
Authority: JP
Inventors: 健太郎藤井; 敬一渡辺
Original assignee: ジオスター株式会社
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH08193487A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車専用の幹線道路における山岳トンネル等、トンネル断面積が非常に大きいトンネルにおいて用いる大断面トンネルの覆工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車専用の幹線道路（第二東名，名神高速道路）における山岳トンネル等、断面積が例えば200m²と非常に大きい大断面の新設トンネルでは、その掘削面の施工を、Ｈ形鋼を使用した支保工と吹付けコンクリートとの組合せで行う方法が従来から採用さている。
【０００３】
【この発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来から行われている掘削面の施工方法、即ち、トンネル覆工方法では、掘削面の仕上げ工事が遅れて施工されるために、トンネル全体としての工期が余分に必要となっていた。
【０００４】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は大断面のトンネルにおいて、その掘削面の覆工を安全に行えると共に、掘削面の仕上げとしても確実に施工することのできる大断面トンネルの覆工方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の大断面トンネルの覆工方法は、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部および側壁部となる略アーチ状の掘削断面を第一段階として先行して掘削し、その後、第二段階として、トンネル掘削断面における周縁の略アーチ状掘削断面以外の掘削断面中央部を破砕し、大断面トンネルの全体を掘削する工法において、先ず、トンネル掘削断面における側壁部の基端からアーチ頂部へとトンネル掘削面全体に円弧状に延びており、そのアーチ頂部に切欠き部が形成されているＨ型鋼からなる鋼製支保工を設置する。
【０００６】
次に、鋼製支保工を、移動支持用ガイド部として、前記鋼製支保工の切欠き部からセットし、鋼製支保工における側壁部の基端へと移動させると共に、順次、積み上げていく、多数の仕上げ材を兼ねた高剛性の内装板で、前記トンネル覆工を行う。
【０００７】
なお、各内装板のアーチ頂部から側壁部基端への移動は、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部の曲表面に設けられているレールに沿って移動する移動台車に支持されて行われる。
【０００８】
そして、このような本発明の覆工方法によれば、仕上げ材を兼ねた多数の内装板を、大断面トンネルの覆工として、容易に短時間でトンネル掘削断面に設置することにより、トンネルの掘削と同時にその掘削面におけるトンネル覆工と仕上げとを完了させる。しかも、Ｈ型鋼からなる鋼製支保工を、内装板で被覆するようにして、その耐久性を向上させる。
【０００９】
また、この剛性の高い各内装板は、各トンネルの地山と各内装板との空隙にモルタルまたはコンクリート等の裏込め材を充填する時の型枠として利用することができる。このことから、セントルを不要にすると共に、各内装板で裏込め材が硬化しない時でも各内装板での支持で、他の作業を支障なく行える。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明の大断面トンネルの覆工方法を、図示する実施例によって説明する。
【００１１】
図５に示すように、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部１および側壁部２となる略アーチ状の掘削断面を第一段階として先行して掘削し、その後、第二段階として、トンネル掘削断面における周縁の前記略アーチ状掘削断面以外の掘削断面中央部３を破砕し、大断面トンネルの全体を掘削する場合の、前記第一段階に引き続いて行う覆工方法（図１参照）は、先ず、トンネル掘削断面における側壁部２の基端からアーチ頂部1aへとトンネル掘削面全体に円弧状に延びており、そのアーチ頂部1aに切欠き部5aが形成されているＨ型鋼からなる鋼製支保工５を設置する。
【００１２】
次に、図１の(a) に示すように、鋼製支保工５を移動支持用ガイド部６として、鋼製支保工５の切欠き部5aからセットし、鋼製支保工５における側壁部２の基端へと移動させると共に、順次、積み上げていく多数の仕上げ材を兼ねた内装板７で、トンネル覆工を行う。
【００１３】
なお、各内装板７のアーチ頂部1aから側壁部２基端への移動は、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３の曲表面に設けられているレール１４に沿って移動する移動台車８で支持されて行われる。
【００１４】
そして、この実施例での第一段階として先行して掘削する、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部１および側壁部２となる略アーチ状の掘削断面は、図５に示すように、トンネル掘削断面におけるアーチ頂部１ａに位置するブロック９と、トンネル掘削断面における両側壁部２の基端に位置する両ブロック１０，１０との三ブロックをトンネル掘削機（ＴＢＭ，図示せず）によって先進導坑として掘削すると共に、この各ブロック９，１０をその掘削軸に対して直角方向へ切り拡げて各ブロック９，１０を連結することにより形成される。
【００１５】
また、この実施例でのＨ型鋼からなる鋼製支保工５は、ロックアンカー１１によってトンネル掘削面の地山１２に固定されている。そして、この鋼製支保工５とトンネル掘削面の地山１２との隙間には、防水シート１３が敷設されている。この防水シート１３は、敷設しなくてもよい。
【００１６】
さらに、この実施例での各内装板７のアーチ頂部１から側壁部２基端への移動は、先ず、図２に示すように、アーチ頂部1aにおける鋼製支保工５であるＨ型鋼材の切欠き部5aから挿入して内装板７をセットする。次に、図１に示すように、この鋼製支保工５を移動支持用ガイド部６として、下方へ移動させることで行われる。
【００１７】
この内装板７の移動を行うための移動台車８は、図１の（ａ）に示すように、内装板７をトンネル掘削面方向へ移動自在に支持できると共に、内装板７を着脱自在に取付けることのできる取付け部８ａを有しており、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３の曲表面に設けられているレール１４上を走行することで、内装板７のアーチ頂部１から側壁部２基端への移動を行う。なお、この移動台車８のレール１４上を走行させる手段（駆動用装置）としては、図１の（ａ）に示すように、巻上げ機１５などが考えられる。
【００１８】
そして、順次、各内装板７をセットした後の鋼製支保工５において、残るアーチ頂部１の切欠き部５ａには、図３および図４に示すように、修復金具１６を取付けた内装板７をセットする。この修復金具１６は、図４に示すように、鋼製支保工５の切欠き部５ａを源型（Ｈ型鋼）に戻すものである。
【００１９】
なお、この修復金具１６を取付けた後、各内装板７の目地部にコーキング材（図示せず）を注入することにより、一スパンの施工（覆工）が完了することとなる。また、トンネル掘削面の地山１２と各内装板７との隙間には、必要に応じてモルタルまたはコンクリート等のグラウト剤（裏込め材，図示せず）を注入することとなる。
【００２０】
そして、大断面トンネルの掘削作業としては、次に述べる工程で行われることとなる。即ち、第一段階で、トンネル掘削機（ＴＢＭ，図示せず）により、図５の符号９と符号10に示すように、アーチ部と両側壁部とのブロックを掘削する。次に、第二段階として、前記アーチ部と両側壁部との各ブロック９，10をその掘削軸に対して直角方向へ切り広げて各ブロック９，10を連結し、アーチ状の掘削断面を形成する。ここで、前述したように本発明の覆工方法での覆工を施し、その後、最終段階として、図５の符号３に示す、中央部に残った岩を粉砕することにより、一挙に大断面トンネル全体の掘削を完了する。
【００２１】
このような構成からなる本発明の大断面トンネルの覆工方法を採用すれば、トンネル掘削面に設置したＨ型鋼の鋼製支保工５を、仕上げ材を兼ねた多数の内装板７で被服するようにして、その多数の内装板７を覆工とすることから、その鋼製支保工５を各内装板７で被覆するので耐久的とすることができる。そして、この仕上げ材を兼ねた各内装板７を覆工とすることにより、トンネル掘削と同時に仕上げを完了させることができる。
【００２２】
また、Ｈ型鋼の鋼製支保工５を各内装板７の移動用支持ガイド部として利用すると共に、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３を、各内装板７を移動させる移動台車８の移動支持部として利用するので、トンネル覆工とする多数の内装板７を容易かつ確実にセットすることができる。
【００２３】
さらに、トンネル掘削面の地山１２と各内装板７との空隙は、モルタルまたはコンクリート等の裏込め材（図示せず）で埋めるが、剛性の高い各内装板７で型枠を形成することができるため、セントルが不要であると共に、裏込め材が硬化しないときでも各内装板７が存在するために他の作業に支障はない。
【００２４】
しかも、防水シート13を敷設した場合に、その防水シート13の接合部から漏水が有る場合でも、各内装板７同士の継手部や内装板７と鋼製支保工５における移動支持用ガイド部６との係止部分に水膨張性シール材（図示せず）を施すことにより、止水構造を形成して対処することができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、第二段階として掘削する、トンネル掘削断面における周縁の略アーチ状掘削断面（第一段階掘削部）以外のトンネル掘削断面中央部と、第一段階掘削部におけるアーチ状掘削面に沿って設置する鋼製支保工とを利用して設置する、仕上げ材を兼ねた多数の内装板で、トンネル掘削面に設置したＨ型鋼の鋼製支保工を被服するようにして、トンネル覆工とするものである。
【００２６】
そして、この発明によれば、大断面のトンネル覆工を多数の内装板によって容易に短時間で確実に形成することができると共に、仕上げ材を兼ねた各内装板を覆工とすることで、トンネル掘削と同時に仕上げを完了させることができる。しかも、鋼製支保工を内装板で被覆することにより、トンネル覆工を耐久的なものとすることができる。
【００２７】
さらに、この発明によれば、トンネル掘削面（地山）と内装板との空隙を、モルタルまたはコンクリート等の裏込め材で埋める時に、剛性の高い内装板で裏込め材用の型枠を形成することができる。そのため、セントルが不要にすることができると共に、裏込め材が硬化しないときでも内装板が存在するために他の作業を支障なく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a) はこの発明の大断面積トンネルの覆工方法を用いての覆工の施工状態を示す概略図で、(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図で、(c) は(a) のＢ−Ｂ線断面図で、(d) は(a) のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部での内装板セット状態を示す概略図である。
【図３】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部位置への内装板セット前の状態を示す概略断面図である。
【図４】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部位置への内装板セット後の状態を示す概略断面図である。
【図５】この発明の覆工方法を実施する大断面積トンネルの掘削状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…トンネル掘削断面におけるアーチ部、1a…アーチ頂部、２…トンネル掘削断面における側壁部、３…トンネル掘削断面における中央部、４…大断面トンネル、５…鋼製支保工、5a…切欠き部、６…移動支持用ガイド部、７…内装板、８…移動台車、９…ブロック、10…ブロック、11…ロックアンカー、12…地山、13…防水シート、14…レール、15…巻き上げ機、16…修復金具。[0001]
[Industrial applications]
The present invention, mountain tunnels and the like in highway motor vehicle only, to a lining method of a large cross sectional plane tunnel used in the tunnel cross-sectional area is very large tunnel.
[0002]
[Prior art]
For new tunnels with a large cross section , for example, 200 m ² , such as mountain tunnels on highways dedicated to automobiles (Daini Tomei and Meishin Expressways), the excavation surface must be supported using H-section steel. Conventionally, a method using a combination of construction and shotcrete has been adopted.
[0003]
[Problems to be solved by the present invention]
However, in the above-described conventional method of constructing an excavated surface, that is, the tunnel lining method, the finishing work of the excavated surface is carried out with a delay, so that an extra construction period of the entire tunnel is required. Was.
[0004]
The present invention was conceived in view of the above, in the purpose of a large cross sectional plane tunnel, capable of the lining of the excavating surface with safe to also reliably construction as finished drilling surface and to provide a lining method of a large cross sectional plane tunnel.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Lining method of the large cross-section tunnels of the invention, drilling ahead substantially arcuate excavation cross section comprising an arch portion and side wall portion of the peripheral edge of the tunnel excavation cross section as a first step, then, as a second stage, crushing drilling center of the section other than the substantially arcuate excavation cross-section of the peripheral edge of the tunnel excavation cross section, in a method of excavating an entire large cross sectional plane tunnel, first, from the base end of the side wall portions of the tunnel excavation cross-section to the arch top A steel support made of H-shaped steel, which extends in an arc shape over the tunnel excavation surface and has a notch formed at the top of the arch, is installed.
[0006]
Next, the steel shoring is set as a moving support guide portion from the cutout portion of the steel shoring, moved to the base end of the side wall portion in the steel shoring, and sequentially stacked. The tunnel lining is performed using a highly rigid interior plate that also serves as a large number of finishing materials.
[0007]
Incidentally, the movement of the side wall portion proximal from the arch top of each interior plate, has been rows supported on a movable cart that moves along a rail provided on the song surface of the tunnel boring center of the section to break the second stage Is
[0008]
Then, according to the lining method of the present invention, a number of interior plate which also serves as a finish, as a lining of a large cross sectional plane tunnel by placing the tunnel boring section easily in a short time, the tunnel The tunnel lining and finishing on the excavated surface are completed simultaneously with the excavation of the excavated surface. In addition, the durability of the steel shoring made of the H-shaped steel is improved by covering the steel shoring with the interior plate.
[0009]
Further, each of the highly rigid interior boards can be used as a mold when filling a gap between the ground of each tunnel and each interior board with a backfill material such as mortar or concrete. For this reason, the centrifuge is not required, and even when the backfill material does not harden on each interior plate, other operations can be performed without hindrance by being supported by each interior plate.
[0010]
【Example】
Hereinafter, the lining method of the large cross-section tunnels of the present invention, examples will be described for illustration.
[0011]
As shown in FIG. 5, a substantially arched excavation section serving as a peripheral arch part 1 and a side wall part 2 in a tunnel excavation section is excavated first as a first step, and then, as a second step, a tunnel excavation section is used. crushing drilling center of the section 3 other than the substantially arched excavation cross-section of the peripheral edge, in the case of drilling the entire large cross sectional plane tunnel lining method performed subsequent to the first stage (see FIG. 1), first extends in an arc shape from the base end of the side wall portion 2 and the arch top 1a to the entire tunnel excavation surface in the tunneling cross section, the steel consisting of H-type steel notch 5a is formed in the arch top 1a Shoring 5 is installed.
[0012]
Next, as shown in FIG. 1A, the steel support 5 is set as a moving support guide portion 6 from the notch 5a of the steel support 5, and the side wall portion of the steel support 5 is set. The tunnel lining is performed with the interior plate 7 which is also moved to the base end of No. 2 and sequentially serves as a large number of finishing materials.
[0013]
The movement of each interior plate 7 from the arch top 1a to the base end of the side wall 2 is carried out along a rail 14 provided on the curved surface of the tunnel excavation cross section central portion 3 to be crushed as a second stage. 8 is performed.
[0014]
As shown in FIG. 5, a substantially arch-shaped excavation section serving as a peripheral arch portion 1 and a side wall portion 2 in the tunnel excavation section, which is excavated in advance as the first stage in this embodiment, is a tunnel excavation section. The block 9 located at the arch top 1a and the two blocks 10, 10 located at the base end of both side walls 2 in the tunnel excavation cross section are formed as advanced shafts by a tunnel excavator (TBM, not shown). The blocks 9 and 10 are formed by cutting and expanding the blocks 9 and 10 in a direction perpendicular to the excavation axis and connecting the blocks 9 and 10.
[0015]
Further, the steel support 5 made of H-shaped steel in this embodiment is fixed to the ground 12 on the tunnel excavation surface by the lock anchor 11. A waterproof sheet 13 is laid in a gap between the steel support 5 and the ground 12 on the tunnel excavation surface. This waterproof sheet 13 does not have to be laid.
[0016]
Further, the movement of each interior plate 7 from the arch top 1 to the base end of the side wall 2 in this embodiment is performed by first moving the H-shaped steel material, which is the steel support 5 at the arch top 1a, as shown in FIG. The interior plate 7 is set by inserting from the notch 5a. Next, as shown in FIG. 1, the steel support 5 is moved downward as a moving support guide 6 to move the steel support 5 downward.
[0017]
As shown in FIG. 1 (a), the movable carriage 8 for moving the interior plate 7 can support the interior plate 7 so as to be movable in the direction of the tunnel excavation surface, and can attach and detach the interior plate 7 in a detachable manner. It has a mounting portion 8a which can be mounted on a vehicle and runs on a rail 14 provided on a curved surface of a central portion 3 of the tunnel excavation section 3 to be crushed as a second stage, so that the side wall from the arch top 1 of the interior plate 7 is formed. Move to the base end of part 2. As means (driving device) for traveling on the rails 14 of the movable trolley 8, as shown in FIG.
[0018]
Then, in the steel support 5 after the interior plates 7 are sequentially set, the notch portions 5a of the remaining arch tops 1 are provided with interior repair plates 16 with repair metal fittings 16 as shown in FIGS. 7 is set. As shown in FIG. 4, the repair metal fitting 16 returns the notch 5a of the steel support 5 to the original shape (H-shaped steel).
[0019]
After the repair metal fittings 16 are attached, a caulking material (not shown) is injected into the joint of each interior panel 7 to complete one span of construction (lining). In addition, a grouting agent (backfill material, not shown) such as mortar or concrete is injected into the gap between the ground 12 on the tunnel excavation surface and each interior plate 7 as necessary.
[0020]
Then, as the excavating work of the large cross-section tunnels, and thus performed in described next step. That is, in the first stage, a block of an arch portion and both side wall portions is excavated by a tunnel excavator (TBM, not shown) as shown by reference numerals 9 and 10 in FIG. Next, as a second step, the blocks 9 and 10 of the arch portion and both side walls are cut and spread in a direction perpendicular to the excavation axis, and the blocks 9 and 10 are connected to each other. Form. Here, subjected to lining with lining method of the present invention as described above, then, as a final step, shown by reference numeral 3 in FIG. 5, by grinding the remaining rock in the center, the large cross at once Complete excavation of the entire surface tunnel.
[0021]
By employing the lining method of the large cross-section tunnels of the present invention constituted in this manner, the steel支保Engineering 5 H-shaped steel installed in the tunnel excavation face, clothing in a number of interior plate 7 also serving as a finish In this way, since many of the interior boards 7 are covered, the steel support 5 is covered with each of the interior boards 7, so that the durability can be improved. Then, by making each interior plate 7 also lining the finishing material, the finishing can be completed simultaneously with the tunnel excavation.
[0022]
In addition, the steel support 5 of the H-section steel is used as a supporting guide portion for moving each interior plate 7, and the tunnel excavation cross-section central portion 3 to be crushed as a second stage is moved by the movable carriage 8 for moving each interior plate 7. Because it is used as a moving support part, a large number of interior boards 7 to be used for tunnel lining can be set easily and reliably.
[0023]
Furthermore, the gap between the ground 12 on the tunnel excavation surface and each interior plate 7 is filled with a backing material (not shown) such as mortar or concrete. This eliminates the need for a centrifuge, and does not hinder other operations due to the presence of each interior plate 7 even when the backfill material does not cure.
[0024]
In addition, when the waterproof sheet 13 is laid, even if water leaks from the joint portion of the waterproof sheet 13, the joints between the interior boards 7 and the movement supporting guide sections 6 in the interior boards 7 and the steel support 5. By applying a water-swellable sealing material (not shown) to the locking portion, a waterproof structure can be formed to cope with the problem.
[0025]
【The invention's effect】
The present invention relates to a tunnel excavation section excavated as a second stage, along a central portion of a tunnel excavation section other than a substantially arched excavation section (first stage excavation section) of a periphery and an arched excavation surface in a first stage excavation section. A large number of interior panels, which also serve as finishing materials, are installed using a steel shoring to be installed on the tunnel excavation surface. Is what you do.
[0026]
Then, according to the present invention, it is possible to easily short time reliably formed by a number of interior plates tunnel lining of a large cross sectional surface, each interior plate which also serves as a finishing material by a lining Finishing can be completed simultaneously with tunnel excavation. Moreover, by covering the steel support with the interior board, the tunnel lining can be made durable.
[0027]
Further, according to the present invention, when the gap between the tunnel excavation surface (ground mountain) and the interior board is filled with a backing material such as mortar or concrete, a backing material form is formed with a highly rigid interior board. can do. For this reason, it is possible to eliminate the need for the center, and even when the backfill material does not cure, the interior plate is present, so that other operations can be performed without any trouble.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic view showing a state of lining using a method for lining a large-area tunnel according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. (c) is a sectional view taken along line BB of (a), and (d) is a sectional view taken along line CC of (a).
FIG. 2 is a schematic view showing a state in which an interior plate is set at the top of an arch of a tunnel excavation cross section in the lining method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state before an interior board is set to a position of an arch top of a tunnel excavation cross section in the lining method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state after the interior plate is set to the arch top position of the tunnel excavation cross section in the lining method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an excavation state of a large-area tunnel in which the lining method of the present invention is performed.
[Explanation of symbols]
The arch portion of the 1 ... tunneling section, 1a ... arch top, side wall portions of 2 ... tunneling section, the central part of the 3 ... tunneling section, 4 ... large cross sectional plane tunnel, 5 ... steel shoring,-out 5a ... notch Part, 6: Guide part for moving support, 7: Interior board, 8: Moving trolley, 9: Block, 10: Block, 11: Lock anchor, 12: Ground, 13: Waterproof sheet, 14: Rail, 15: Winding Machine, 16 ... restoration metal fittings.

Claims

Firstly excavating a substantially arched excavated cross section serving as a peripheral arch portion and a side wall portion in a tunnel excavated cross section as a first step, and thereafter, as a second step, excluding the substantially arched excavated cross section of a perimeter in a tunnel excavated cross section crushing drilling center of the section, in the case of drilling the entire large cross sectional plane tunnel, a lining method performed subsequent to the first stage,
First, the extending arcuately across the tunnel excavation face and the proximal end of the side wall portions of the tunnel excavation cross-section to the arch top, steel shoring consisting of H-section steel that notches in the arch apex is formed Is installed,
Next, the steel shoring is set as a moving support guide portion from the notch portion of the steel shoring, and is moved to the base end of the side wall portion in the steel shoring, and sequentially stacked. The tunnel lining is performed with a high-rigid interior plate that also serves as a number of finishing materials,
The movement of the side wall portion proximal from the arch top of each interior plate, is supported lifting the moving carriage that moves along a rail provided on the song surface of the tunnel boring center of the section to be crushed as the second stage A method for lining a large-section tunnel, which is performed.