JP3616898B2 - Method for joining underground structures using propulsion device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は推進装置を用いた地中構造物間接合方法に係り、特に近接位置にあるトンネル等の地中構造物間にケーシングを連続的に圧入して推進させ、地中構造物間に接合トンネルを構築するようにした地中構造物間接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、都市部では大深度の共同溝が多く施工されてきている。これらの共同溝は、既設の地下構造物を避けるために深い位置に施工されることが多い。その場合には深さ30mより深い大深度になる。また、地上部での交通渋滞の発生を最小限にするため、開削工法でなくシールドトンネルが施工されることが多い。このシールドトンネルとして施工された共同溝トンネル内には各事業者によって電線、電話線、ガス管、上下水道等の多種の埋設物が敷設される。そしてこれらの敷設埋設物の管理事業者は、事業計画に基づいて所定位置に構築した取り出し用立坑から前述の共同溝トンネルに横坑を構築し、この横坑と取り出し用立坑とを介して所定の埋設物を地上まで取り出すようになっている。
【0003】
図6は大深度に構築された共同溝トンネルと、共同溝トンネル50に近接した側方までの深さの取り出し用立坑51と、共同溝トンネル50と取り出し用立坑51とを連絡する横坑(接合トンネル)60とを示している。通常はすでに構築されている共同溝トンネル50に近接して取り出し用立坑51が構築される。この共同溝50と立坑51との離隔は最大でも10m程度であり、通常は2m〜3m程度に設定されることが多い。そして、これらの構造物間を接合するようにして横坑60が施工される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この近接した構造物間の地山61は既設の地中構造物の掘削の影響で緩んでいる場合が多く、掘削するため十分な注意を要する。また、立坑51から掘削を開始する場合には立坑51の側壁コンクリート52を破砕しなくてはならず、その際側壁部の外側の地山崩壊を防止しなければならない。このため、通常はこの離隔部分の地山61を囲むような範囲62に地盤改良工を行い、この地盤改良範囲に横坑(接合トンネル)60を構築するようになっている。
図6に示したような接合トンネル60を構築する場合にも比較的広範囲62の地盤改良工を行わなければならず、工事コストが大きくなり、また工期も長くかかる。さらにトンネル掘削時には切羽の崩壊等のおそれもある。
【0005】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、安全施工が行え、精度の高い接合トンネルとしての横坑を構築できるようにした推進装置を用いた地中構造物間接合方法を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は切削ビットが先端に装着されたケーシングを旋回させながら地山に圧入していき、ケーシングを順次連結して管状のトンネルを構築する推進装置を既設地中構造物のうちの発進側内に据え付け、該発進側の壁体の一部を前記ケーシングが通過可能な形状にくり抜いて前記推進装置により前記ケーシングを地山内に圧入発進させるとともに、前記ケーシング内に残置された前記壁体の一部で前記ケーシングを閉塞させて前記ケーシング内に取り込まれた掘削土砂を前記壁体の一部で支持しながら、到達側の既設地中構造物まで前記ケーシングの圧入を行い、前記地中構造物間に接合トンネルを構築するようにしたことを特徴とする。
【0007】
前記ケーシング内に残置された壁体の一部を、前記ケーシングの地山への圧入に従って前記ケーシングの進行方向と反対方向に後退させるようにして、前記掘削土砂が前記ケーシング内に取り込まれるようにすることが好ましい。
【0008】
前記発進側の地中構造物が立坑であり、前記到達側の地中構造物が共同溝トンネルであり、構築されたトンネルを介して前記共同溝トンネル内に敷設されていた埋設物の一部を前記立坑に取り出すようにすることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の推進装置を用いた地中構造物間接合方法の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0010】
図1には上述の取り出し用立坑として構築された立坑1の底部において、刃先を側壁コンクリート2に面した状態で据え付けられた推進装置10が示されている。この推進装置10には本実施の形態では、ケーシング全旋回式の回転圧入機(以下、この回転圧入機に符号10を付す。)が使用されている。この回転圧入機10は、大口径の鋼製のケーシング11を把持する把持機構12と、把持した状態のケーシング11を進行方向に対して圧入する圧入機構13と、ケーシング軸線を回転軸としてケーシング11を円周方向に回転させる回転駆動機構14とを備えている。これらの各機構12〜14は剛性フレーム15内に組み込まれている。ケーシング11を進行方向に回転圧入する際にケーシング11を介して作用する反力をこの剛性フレーム15によって支持する。圧入機構13は本実施の形態では、ケーシングの外周位置に所定間隔をあけて配設された複数の油圧ジャッキ(図示せず)から構成されている。これらの油圧ジャッキのシリンダロッドの伸縮により回転するケーシング11を地山側に圧入させることができる。
【0011】
この回転圧入機10は図1に示したように、立坑1の底部においてケーシング11を横向きに把持した状態で、リング状のガイドフレーム17を側壁コンクリート2面に密着させて据え付けられている。このとき回転圧入機10の動作反力を支持するために反対側の側壁コンクリート3にかけて反力鋼材4が架設されている。
【0012】
一方、この回転圧入機10に装着されるケーシング11は先端の刃先ケーシング11Aと、この刃先ケーシング11Aの後方に順次連結される円筒形ケーシング11B、11C…(図2参照)から構成されている。これらのうち刃先ケーシング11Aの先端には鋸歯状ビット11aが形成され、鋸歯状ビット11a先端には超硬チップ(図示せず)が装着されている。この超硬チップが装着された刃先ケーシング11Aを回転駆動しながら側壁コンクリート2の表面に押圧させて、リング状の切削溝で側壁コンクリート2をくり抜くことができる。このようにして刃先ケーシング11Aの先端を立坑外側面から地山側に突出させた状態からケーシングによる回転圧入を開始する。
【0013】
この発進に先だって刃先ケーシング11Aがくり抜く側壁コンクリート2の外周位置にゴム製等のエントランスパッキン5(図3参照)をリング状に装着することが好ましい。また、刃先ケーシング11Aがくり抜く側壁コンクリート2部分では当初より低強度コンクリートを打設したり、配筋量を少なくして刃先ケーシング11Aによるコンクリート切断作業がスムースに行えるようにしてもよい。
【0014】
図2はこの回転圧入機10のケーシング回転圧入により立坑1側から共同溝トンネル(図示せず)に向けてケーシング11を圧入させた状態を示した状態図である。同図に矢印で示したように、刃先ケーシング11Aを回転圧入させ、刃先ケーシング11A全体が地山内を進行するのに伴ってケーシング11Bの後端にケーシング11Cを接合する。
【0015】
ここで図3を参照してケーシング11を地山内に回転圧入した際にケーシング11内に取り込まれる掘削土砂の挙動について説明する。図3において、一部を断面で示したケーシング11が発進する立坑1の側壁コンクリート2はリング状断面の刃先ケーシング11Aの鋸波状ビット11aにより鋭利に切断されるため、ケーシング先端が側壁コンクリート2部分を通過した状態で、側壁の一部であった円形コンクリート板6がケーシング11の断面を閉塞するようにケーシング11内に残置される。この円形コンクリート板6を図3に示したようにケーシング11の後方壁面から支持ロッド7で支持することで、ケーシング11内での土砂閉塞板として利用することができる。すなわち、この状態から回転圧入機10を操作して刃先ケーシング11Aを進行方向に圧入すると、刃先ケーシング11Aによって切り取られた地山の一部が掘削土砂9としてケーシング11内に取り込まれる。このとき円形コンクリート板6を支持する支持ロッド7を刃先ケーシング11Aの地山圧入と同期させて後方にわずかに縮退させることで刃先ケーシング11A及びこれに連結した円筒形ケーシング11B内に掘削土砂9を効率よく取り込むことができる。これにより刃先ケーシング11Aの圧入負荷が軽減され、ケーシング圧入が容易になる。この結果、回転圧入機10の圧入機構の駆動モータ等の能力を小さくするができる。このとき、ケーシング内周面11dと円形コンクリート板外周縁6aとの間の防水性を高めるためにリング状の防水パッキン8をコンクリート板外周縁6aに沿って装着することが好ましい。
【0016】
一方、ケーシング11の到達側の共同溝トンネル30においては、図4に示したように刃先ケーシング11Aが到達する位置の側壁部分に補強壁31が構築されている。この補強壁31は低強度コンクリート等を使用することができるが、このときこの補強壁31内のケーシング11の外周直径に等しい位置にOリング状の防水パッキン32を埋設しておくことが好ましい。この防水パッキン32により刃先ケーシング11A先端がトンネル覆工33及び補強壁31を貫通してトンネル内に到達した際にケーシング11の外周面11eと開口部内周縁34との間の防水性を保持することができる。このようにしてケーシング先端が共同溝トンネル30に到達し、刃先ケーシング11Aがトンネル内に収容され、両構造物の間が円筒状のケーシング11によるトンネル40で連結された状態で推進を完了する。共同溝トンネル30内で刃先ケーシング11A部分を撤去するとともに、ケーシング11内に取り込まれた掘削土砂を共同溝トンネル30あるいは立坑1側から公知の手段により坑外に搬出する。
【0017】
図5は本発明による接合方法により構築されたトンネル(横坑)40を示した全体構成図である。このトンネル40では、ケーシング11は一次覆工としての機能を有し、地山崩落を確実に防止できるようになっている。さらにトンネル40を永久構造物の横坑として使用するためには、ケーシング11の内周面に二次覆工コンクリート41を構築することが好ましい。
【0018】
このようにして近接した地中構造物間において推進装置によるケーシングを用いた全断面掘削を行うことにより、安全に構造物間に横坑を構築することができる。なお、以上の説明では立坑1から既設の共同溝トンネル30の側面にトンネル40を構築したが、この構造物に限定されることなく、各種の地中構造物間において、本推進装置による接合方法が適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による推進装置を用いた地中構造物間接合方法での初期状態での装置据付けの一実施の形態を示した概略構成図。
【図2】推進装置によりケーシングを地山に回転圧入させた状態を示した状態説明図。
【図3】図2に示した状態におけるケーシング内に取り込まれた掘削土砂の状態を示した状態説明図。
【図4】立坑と共同溝トンネルとの間の地山中にケーシングを回転圧入させた状態を示した状態説明図。
【図5】本発明の方法により、立坑と共同溝トンネルとの間に構築されたトンネルを示した全体構成図。
【図6】従来の方法により、立坑と共同溝トンネルとの間に構築されたトンネルを示した全体構成図。
【符号の説明】
1 立坑
2,3 側壁コンクリート
5 エントランスパッキン
6 円形コンクリート板
8,32 防水パッキン
9 掘削土砂
10 回転圧入機
11 ケーシング
11A 刃先ケーシング
30 共同溝トンネル
40 接合トンネル(横坑)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for joining subsurface structures using a propulsion device, and in particular, a casing is press-fitted between subsurface structures such as tunnels at close positions so as to propel them and join between subsurface structures. The present invention relates to a method for joining underground structures to construct a tunnel.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a lot of deep joint grooves have been constructed in urban areas. These common grooves are often constructed in deep locations to avoid existing underground structures. In that case, the depth becomes deeper than 30 m. In order to minimize the occurrence of traffic congestion on the ground, shield tunnels are often constructed instead of the open-cut method. Various types of buried objects such as electric wires, telephone lines, gas pipes, and water and sewage systems are laid by each operator in the common groove tunnel constructed as a shield tunnel. Then, the management company of these laid buried objects constructs a horizontal shaft in the above-mentioned joint groove tunnel from the extraction shaft constructed at a predetermined position based on the business plan, and passes through the horizontal shaft and the extraction shaft. The buried object is taken out to the ground.
[0003]
FIG. 6 shows a common groove tunnel constructed at a deep depth, a take-
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the
Even when the
[0005]
Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the conventional technology described above, to perform safe construction, and to indirectly construct underground structures using a propulsion device that can construct a horizontal tunnel as a highly accurate junction tunnel. It is to propose a joint method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a propulsion device that constructs a tubular tunnel by sequentially press-fitting into a natural ground while turning a casing with a cutting bit attached to the tip, and sequentially connecting the casings. Installed in the start side of the structure, cut out a part of the wall on the start side into a shape that allows the casing to pass through, and press-starts the casing into the natural ground by the propulsion device, and into the casing The casing is press-fitted to the existing underground structure on the arrival side while supporting the excavated earth and sand taken in the casing with the part of the wall body left behind and supporting the excavated earth and sand taken in the casing. And a junction tunnel is constructed between the underground structures.
[0007]
A part of the wall body left in the casing is retracted in a direction opposite to the moving direction of the casing in accordance with the press-fitting of the casing into the natural ground so that the excavated earth and sand is taken into the casing. It is preferable to do.
[0008]
The underground structure on the start side is a shaft, the underground structure on the arrival side is a joint groove tunnel, and part of the buried object laid in the joint groove tunnel through the constructed tunnel Is preferably taken out into the shaft.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a joining method between underground structures using the propulsion device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1 shows a
[0011]
As shown in FIG. 1, the
[0012]
On the other hand, the casing 11 attached to the rotary press-
[0013]
Prior to this start, it is preferable to attach the rubber-made entrance packing 5 (see FIG. 3) in a ring shape to the outer peripheral position of the
[0014]
FIG. 2 is a state diagram showing a state in which the casing 11 is press-fitted toward the common groove tunnel (not shown) from the
[0015]
Here, the behavior of excavated earth and sand taken into the casing 11 when the casing 11 is rotationally press-fitted into the natural ground will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the
[0016]
On the other hand, in the
[0017]
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a tunnel (horizontal shaft) 40 constructed by the joining method according to the present invention. In this tunnel 40, the casing 11 has a function as a primary lining, and can prevent the collapse of a natural ground. Furthermore, in order to use the tunnel 40 as a horizontal shaft of a permanent structure, it is preferable to construct a
[0018]
Thus, by performing full section excavation using the casing by the propulsion device between adjacent underground structures, a horizontal shaft can be safely constructed between the structures. In the above description, the tunnel 40 is constructed from the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an apparatus installation in an initial state in a method for joining underground structures using a propulsion device according to the present invention.
FIG. 2 is a state explanatory view showing a state in which a casing is rotationally press-fitted into a natural ground by a propulsion device.
FIG. 3 is a state explanatory view showing a state of excavated earth and sand taken into the casing in the state shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a state explanatory view showing a state in which a casing is rotationally press-fitted into a natural ground between a vertical shaft and a common groove tunnel.
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a tunnel constructed between a shaft and a common groove tunnel by the method of the present invention.
FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a tunnel constructed between a vertical shaft and a common groove tunnel by a conventional method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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