JP3595888B2

JP3595888B2 - Existing tunnel lining method and lining excavator

Info

Publication number: JP3595888B2
Application number: JP9455095A
Authority: JP
Inventors: 金子研一; 平地正憲
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JPH08270389A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、既設トンネルの外側ライニングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水道のような既設のトンネルが、老朽化した場合、老朽化した既設トンネルの外側に新たにトンネルを建設し、同時に内部の既設トンネルを壊していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
しかし、従来、次のような問題点がある。
＜イ＞地下鉄のような既設トンネルが老朽化した場合、絶えず営業が行われているので、トンネルを壊して新設することは困難である。
＜ロ＞通信や電力のような既設トンネルが老朽化した場合、トンネルを壊しながら新設すると、ケーブルや配管などに損傷を与える恐れがある。
【０００４】
【本発明の目的】
＜イ＞本発明は、既設トンネルを修繕することにある。
＜ロ＞本発明は、既設トンネルの外側の狭い領域を利用して、既設トンネルを修繕することにある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、既設トンネルの外周領域にカッタを有する筒状の掘削装置を配置し、既設トンネルの外側の地山をカッタにより掘削し、掘削土を既設トンネルの開孔の内側に排土して掘削装置の前に前空間を作り、前空間に掘削装置を移動し、掘削装置が移動した後の後空間に既設トンネルの開孔の内側から注入材を充填し、既設トンネルの外側をライニングする既設トンネルのライニング工法である。
さらに本発明は、既設トンネルの外周領域にカッタを有する筒状の掘削装置を配置し、既設トンネルの外側の地山をカッタにより掘削し、既設トンネルの壁面の開孔の内側から外側に送泥し、掘削土を内側に排泥し、掘削装置の前に前空間を作り、前空間に掘削装置を移動し、掘削装置が移動した後の後空間に既設トンネルの開孔の内側から注入材を充填し、既設トンネルの外側をライニングする、既設トンネルのライニング工法である。
さらに本発明は、既設トンネルの外側をライニングする筒状のライニング用掘削装置において、伸縮自在の前胴と後胴を有し、前胴と後胴に各々位置を既設トンネルに固定する前グリップ装置と後グリップ装置を有し、前胴と後胴の間に伸縮装置を配置し、前胴の前部にカッタを配置してあり、後グリップ装置で後胴を既設トンネルに固定し、カッタで地山を掘削しながら伸縮装置を伸長して前胴を前進し、前グリップ装置で前胴を既設トンネルに固定し、伸縮装置を縮小して後胴を前進することを特徴とするライニング用掘削装置である。
【０００６】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
＜イ＞ライニングの概要
既設トンネルの外周にライニング層３１を形成するために、外周の地山をライニング用掘削装置で掘削する。
ライニング層３１は厚さが薄いため、掘削装置は「尺取り虫」のように前進する構成をとり、電力や制御などのケーブル類２０は既設トンネルの壁面の孔を通してトンネル内から配電し、掘削土も壁面の孔から排土し、ライニングの注入材も壁面の孔から注入する。
【０００７】
＜ロ＞ライニング用掘削装置
ライニング用掘削装置は、トンネルの外周に配置し、トンネル外周の地山を掘削するものである。
【０００８】
ライニング用掘削装置のスキンプレート１０は、トンネルの外側に、ライニング層３１の厚み分トンネルの径より大きな径とする。
スキンプレート１０は、例えば、前胴１１と後胴１２の２胴タイプとし、スライド可能に二重円筒構造とする。その間を伸縮装置で連結している。伸縮装置は例えばシールドジャッキ１３が使用される。
【０００９】
前胴１１には前グリップ装置１４を備え、前胴１１の位置を固定したり、開放したりする。同様に後胴１２には後グリップ装置１５を備えている。各グリップ装置１４、１５は、例えば、トンネルの中心に向かって直角に突っ張る構造とする。
【００１０】
前胴１１の先端部にはカッタ２３を備え、地山を掘削する。カッタの後方の前胴１１に隔壁１６とシール１７を配置し、前胴の内部に土砂や地下水などが侵入するのを防止している。このカッタ２３と隔壁１６の距離、即ちチャンバ長は、セグメント長以上とする。後胴１２にも隔壁１８とシール１９を配置して、後方からの注入材や地下水などの侵入を防止している。
【００１１】
＜ハ＞カッタ
カッタ２３は、例えば、円筒形に分割された円筒カッタを使用し、セグメント３０の外側全周にリング状に複数個配置する。カッタ２３をトンネルの半径方向に摺動可能にすると、セグメント外側の劣化したコンクリートを除去することができる。また、カッタは外周に沿って摺動可能とする。
ライニング層３１が厚い場合は、ドーナツ状カッタを回転させることも可能である。
【００１２】
＜ニ＞ケーブル類の接続
電力や制御などのケーブル類２０をトンネルの内部から掘削装置に接続するために、ケーブル類２０とクイックジョイント（ワンタッチ）にて接続できるターミナル２１を掘削装置の内部に配置する。
例えば、掘削装置の内部でトンネルの外周に渡るようにリング２２を配置し、リング２２に沿ってターミナル２１が移動できるようにする。ターミナル２１に接続されたケーブル類２０は、たわみを持たせておき、掘削装置が１ストローク分掘進完了した状態で、送排泥に利用した孔の位置にターミナル２１が来るようにする。ずれている場合は、ターミナル２１を円周方向に微移動し、ジョイントを外す。再度、ケーブル類２０をトンネル内側よりターミナル２１に接続し、次の掘進に移る。
【００１３】
以下に、ライニング工法を説明する。
＜イ＞壁面の開孔
掘削装置の電力や制御などのケーブル類２０を通すために、トンネルの壁面に予め孔を開け、栓をしておく。孔は、例えば、１５０ｍｍ程度の大きさとし、リング２〜３個おきにセグメントの左右サイドに設ける。
【００１４】
＜ロ＞掘削
カッタ２３で掘削した土砂は、トンネル内に排土する。そのために、セグメント３０のグラウトホール３２を利用して送泥と排泥を行う。例えば、全周のグラウトホール３２を利用し、３か所から送泥し、３か所から排泥する。
流量が不足する場合は、事前に、例えば左右両サイドに１５０ｍｍ程度の孔を毎リングに開けておき、すべてのグラウトホール３２から送水し、１５０ｍｍの孔から排泥する。
１リング分掘削後、１つ前進した孔を利用して、送排泥を行う。
【００１５】
＜ハ＞掘進
掘削装置の掘進は、後胴１２の後グリップ装置１５を張り、前胴１１の前グリップ装置１４を解除し、シールドジャッキ１３を伸ばして前胴１１を前進させる。次に前グリップ装置１４を張り、後グリップ装置１５を解除して、シールドジャッキ１３を縮めて、後胴を前進させる。
【００１６】
＜ニ＞注入材の注入
後胴１２の前進により出来た空間にグラウトホールなどを利用して注入材を注入してライニング層３１を形成する。注入材は、セメント系モルタル、高分子系材料やアスファルト系材料などが使用される。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞既設トンネルを使用したままの状態で作業を行うことができるので、例えば、地下鉄などの営業をしながら、トンネルの補強が可能である。
＜ロ＞広いトンネル内で作業を行えるため、作業能率がよく、安全性に優れている。
＜ハ＞状況によっては、既設トンネルのセグメントを壊すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ライニング用掘削装置の断面図
【図２】既設トンネル外周のライニング層の形成図
【図３】送排泥の説明図[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to the outer lining of an existing tunnel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an existing tunnel such as a sewer system is deteriorated, a new tunnel is constructed outside the deteriorated existing tunnel, and at the same time, the existing tunnel inside is broken.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, there are the following problems.
 When an existing tunnel, such as a subway, becomes obsolete, it is difficult to break the tunnel and build a new one because the business is constantly being conducted.
 If an existing tunnel such as communication and power becomes obsolete, building a new tunnel while breaking it may damage cables and pipes.
[0004]
[Object of the present invention]
<A> The present invention is to repair an existing tunnel.
 The present invention is to repair an existing tunnel using a narrow area outside the existing tunnel.
[0005]
[Means for solving the problem]
The present invention arranges a cylindrical excavator having a cutter in an outer peripheral area of an existing tunnel, excavates a ground outside the existing tunnel by a cutter, and discharges excavated soil inside an opening of the existing tunnel. Create a front space in front of the drilling rig, move the drilling rig to the front space, fill the rear space with the injection material from inside the opening of the existing tunnel after the drilling rig moves, and line the outside of the existing tunnel This is a lining method for the existing tunnel .
Further, in the present invention, a cylindrical excavator having a cutter is arranged in an outer peripheral area of an existing tunnel, a ground outside the existing tunnel is excavated by the cutter, and mud pumping is performed from the inside of the opening of the wall surface of the existing tunnel to the outside. The excavated soil is drained inward, a front space is created in front of the drilling rig, the drilling rig is moved to the front space, and the injection material is inserted into the rear space after the rig moves from inside the opening of the existing tunnel. This is a lining method for existing tunnels in which the outside is filled and the outside of the existing tunnel is lined .
Further, the present invention relates to a tubular lining excavator for lining the outside of an existing tunnel, comprising a front body and a rear body that are extendable and contractible, and a front grip device for fixing positions of the front body and the rear body to the existing tunnel, respectively. and has a rear gripping device, prior to placing the expansion device to the cylinder and the rear Donoma, before Yes place the cutter in the front of the body, the rear body in the rear gripping device is fixed to the existing tunnel, the cutter Excavation for lining, characterized by extending the telescopic device while excavating the ground, moving the front trunk forward , fixing the front trunk to the existing tunnel with the front grip device, reducing the telescopic device and moving the rear trunk forward Device.
[0006]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<A> Outline of Lining In order to form the lining layer 31 on the outer periphery of the existing tunnel, the ground on the outer periphery is excavated by a lining excavator.
Since the lining layer 31 is thin, the excavator is configured to move forward like a “insect bug”, the cables 20 for power and control are distributed from inside the tunnel through holes in the wall of the existing tunnel, and the excavated soil is also removed. The soil is removed from the hole in the wall, and the lining material is also injected through the hole in the wall.
[0007]
 Lining Drilling Device The lining drilling device is disposed on the outer periphery of a tunnel and excavates the ground around the tunnel.
[0008]
The skin plate 10 of the lining excavator has a diameter larger than the diameter of the tunnel by the thickness of the lining layer 31 outside the tunnel.
The skin plate 10 is, for example, a two-body type having a front body 11 and a rear body 12, and has a double cylindrical structure so as to be slidable. The space between them is connected by a telescopic device. As the extension device, for example, a shield jack 13 is used.
[0009]
The front body 11 is provided with a front grip device 14 for fixing the position of the front body 11 or opening it. Similarly, the rear body 12 is provided with a rear grip device 15. Each of the grip devices 14 and 15 has, for example, a structure that extends at a right angle toward the center of the tunnel.
[0010]
A cutter 23 is provided at the tip of the front trunk 11 to excavate the ground. A partition 16 and a seal 17 are arranged on the front trunk 11 behind the cutter to prevent earth and sand, groundwater, and the like from entering the inside of the front trunk. The distance between the cutter 23 and the partition 16, that is, the chamber length is equal to or longer than the segment length. A partition wall 18 and a seal 19 are also arranged on the rear trunk 12 to prevent infiltration of infused material and groundwater from the rear.
[0011]
<C> As the cutter 23, for example, a cylindrical cutter divided into a cylindrical shape is used, and a plurality of cutters 23 are arranged in a ring shape around the entire outer periphery of the segment 30. If the cutter 23 is slidable in the radial direction of the tunnel, the deteriorated concrete outside the segment can be removed. The cutter is slidable along the outer circumference.
When the lining layer 31 is thick, the donut-shaped cutter can be rotated.
[0012]
<D> In order to connect cables 20 such as connection power and control of cables to the drilling rig from inside the tunnel, a terminal 21 that can be connected to the cables 20 by a quick joint (one-touch) is arranged inside the drilling rig. I do.
For example, the ring 22 is arranged so as to extend around the outer periphery of the tunnel inside the excavator, and the terminal 21 can move along the ring 22. The cables 20 connected to the terminal 21 are provided with a bend so that the terminal 21 comes to the position of the hole used for sending and discharging mud when the excavator has completed the excavation for one stroke. In the case of deviation, the terminal 21 is slightly moved in the circumferential direction, and the joint is removed. Again, the cables 20 are connected to the terminal 21 from inside the tunnel, and the next excavation is performed.
[0013]
The lining method will be described below.
 Opening of the wall surface In order to pass cables 20 such as electric power and control of the excavator, a hole is previously opened and plugged in the wall surface of the tunnel. The holes have a size of, for example, about 150 mm and are provided on the left and right sides of the segment every two to three rings.
[0014]
 The earth and sand excavated by the excavation cutter 23 is discharged into the tunnel. For that purpose, the sludge is sent and the sludge is discharged using the grout hole 32 of the segment 30. For example, using the grout hole 32 on the entire circumference, mud is sent from three places and discharged from three places.
If the flow rate is insufficient, for example, holes of about 150 mm are formed in each ring in advance on both the left and right sides, water is supplied from all grout holes 32, and mud is discharged from the 150 mm holes.
After excavating for one ring, the feed and discharge mud is performed using the hole that has been advanced by one.
[0015]
<C> For the excavation of the excavation device, the rear grip device 15 of the rear trunk 12 is extended, the front grip device 14 of the front trunk 11 is released, the shield jack 13 is extended, and the front trunk 11 is advanced. Next, the front grip device 14 is extended, the rear grip device 15 is released, the shield jack 13 is contracted, and the rear trunk is advanced.
[0016]
<D> After the injection of the injection material, the injection material is injected into the space formed by the advancement of the body 12 using a grout hole or the like to form the lining layer 31. As the injection material, a cement-based mortar, a polymer-based material, an asphalt-based material, or the like is used.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
<A> Since the work can be performed while using the existing tunnel, the tunnel can be reinforced while operating a subway, for example.
 Since work can be performed in a wide tunnel, work efficiency is high and safety is excellent.
<C> Depending on the situation, it is possible to break existing tunnel segments.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lining excavator. FIG. 2 is a diagram of a lining layer formed around an existing tunnel. FIG.

Claims

Placing a cylindrical excavator with a cutter in the outer peripheral area of the existing tunnel,
Digging the ground outside the existing tunnel with a cutter,
The excavated soil is discharged inside the opening of the existing tunnel to create a front space in front of the drilling rig,
Move the drilling rig to the front space,
After the drilling rig has been moved, the filling space is filled with injection material from inside the opening of the existing tunnel,
Lining the outside of the existing tunnel,
Existing tunnel lining method.

Placing a cylindrical excavator with a cutter in the outer peripheral area of the existing tunnel,
Digging the ground outside the existing tunnel with a cutter,
Mud is sent from the inside of the opening of the wall of the existing tunnel to the outside,
Drain the excavated soil inside,
Make a space in front of the drilling rig,
Move the drilling rig to the front space,
After the excavator has moved, fill the injection space from inside the opening of the existing tunnel into the rear space and line the outside of the existing tunnel,
Existing tunnel lining method.

In a tubular lining excavator lining the outside of an existing tunnel,
It has a telescopic front and rear trunk,
It has a front grip device and a rear grip device that fix the position to the existing tunnel on the front trunk and the rear trunk respectively, and arranges a telescopic device between the front trunk and the rear trunk,
Yes place the cutter to the front of the front torso,
Fix the rear trunk to the existing tunnel with the rear grip device,
While excavating the ground with a cutter, extend the telescopic device and advance the front trunk,
Fix the front trunk to the existing tunnel with the front grip device,
Characterized in that the telescopic device is reduced and the rear trunk is advanced.
Drilling rig for lining.