JP3673508B2

JP3673508B2 - Intermediate shaft construction method and intermediate shaft

Info

Publication number: JP3673508B2
Application number: JP2002170995A
Authority: JP
Inventors: 耕一田中; 知一岩住; 新一田島
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP2004019099A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設シールドトンネルの中間位置で中間立坑を構築する方法および中間立坑に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールドトンネルの中間に位置する立坑を構築するには、既設のシールドトンネルより下に厚い底版を打設していた。以下に、従来の中間立坑の構築方法について説明する。図１１は、中間立坑１０５の平面図、図１２は、中間立坑１０５の立面断面図を示す。図１２は、図１１の矢印Ｇ−Ｇによる断面図である。
【０００３】
図１１に示すように、地盤１０１内に設置されたトンネル１０３の中間に中間立坑１０５を構築するには、まず、図１１、図１２に示すように、地盤１０１に連続地中壁１０７等の山留め壁を構築し、必要に応じて、連続地中壁１０７の下端付近の地盤改良１１１を行う。連続地中壁１０７内を掘削する前に連続地中壁１０７内にシールドマシンを通過させる必要がある場合には、連続地中壁１０７をシールドマシンで切削可能な材質にしておく。
【０００４】
次に、連続地中壁１０７の内側の地盤１０１を掘削する工程と、連続地中壁１０７の内側に切梁１１３と腹起こし１１５を設置する工程とを繰り返しつつ、既設のトンネル１０３のセグメントを撤去する。さらに、連続地中壁１０７の内側の地盤１０１を、底版１０９の下端の予定位置まで掘削した後、ＲＣ造等の底版１０９を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、底版１０９を既設のトンネル１０３の下方に新たに設置するため、掘削数量が多い上、底版１０９を構築するのに多くの材料が必要となる。また、最終床付けレベルが深くなり、壁、支保工の仕様が大きくなる可能性があり、施工手間がかかる。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シールドトンネルの中間位置に短い工期で経済的に立坑を形成する中間立坑の構築方法および中間立坑を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための第１の発明は、既設シールドトンネルに中間立坑を構築する方法であって、中間立坑の予定線に沿って、地表から既設シールドトンネル下方まで山留め壁を形成する工程と、前記山留め壁の内側の地盤を既設シールドトンネルの位置まで掘削し、既設シールドトンネルの底部以外のセグメントを撤去する工程と、前記既設シールドトンネルの底部のセグメントの両端部と前記山留め壁との間に連結部を形成する工程と、を具備することを特徴とする中間立坑の構築方法である。
【０００８】
山留め壁は、例えば、連続地中壁等を用いて形成される。既設シールドトンネルのセグメントは、底部付近を除いて撤去され、底部付近のセグメントと山留め壁とが連結部で一体化される。連結部は、底部付近のセグメントと山留め壁との間の止水が可能な構造とし、例えば、鉄筋コンクリート、鋼材、鉄筋コンクリートと鋼材等で形成される。鋼材とは、Ｈ鋼や鋼板等である。
【０００９】
連結部を鉄筋コンクリートや、鉄筋コンクリートと鋼材で形成する場合には、連結部は、ジベルを用いて山留め壁に一体化される。連結部を鋼材で形成する場合には、Ｈ鋼等の鋼材の一端がセグメントに、他端が連続地中壁の芯材である鋼材あるいは連続地中壁に埋め込まれた鋼材に、溶接される。
【００１０】
第１の発明では、既設シールドトンネルの中間位置に山留め壁を形成し、山留め壁の内側の地盤を掘削しつつ、既設シールドトンネルのセグメントの一部を撤去する。そして、既設シールドトンネルの残りのセグメントの両端部と山留め壁との間に連結部を形成する。
【００１１】
第２の発明は、地盤中に形成された山留め壁と、前記山留め壁の内側に設置された既設シールドトンネルのセグメントの一部と、前記セグメントの一部の両端部と前記山留め壁との間に形成された連結部とを具備することを特徴とする中間立坑である。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の中間立坑の構築方法を用いて構築された中間立坑である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施例について詳細に説明する。図１は、中間立坑９の既設トンネル２の軸方向の断面立面図、図２は、中間立坑９の既設トンネル２の周方向の断面立面図を示す。図１は、図２の矢印Ｂ−Ｂによる断面図、図２は、図１の矢印Ａ−Ａによる断面図である。
【００１４】
中間立坑９は、連続地中壁７、既設トンネル２の底部付近のセグメント３、セグメント３と連続地中壁７との連結部１０等で構成される。連結部１０とは、例えば、セグメント３の端部付近と連続地中壁７とを連結する梁端部１１、側壁部１３等である。
【００１５】
中間立坑９を構築するには、まず、図１、図２に示すように、地盤１中に設置された既設トンネル２の中間位置に、連続地中壁７を形成する。そして、必要に応じて、連続地中壁７の下端部付近の地盤改良５を行う。連続地中壁７は、例えば、地盤に掘削された溝に泥水を満たし、泥水中にＨ鋼や鉄筋かごを挿入した後、泥水をコンクリートと置き換えて形成される。
【００１６】
図２に示すように、中間立坑９で既設トンネル２と合流するトンネル６を新たに構築する場合には、連続地中壁７を形成する際に、トンネル６が通過する部分を、シールドマシンで切削可能な材質にしておく。そして、連続地中壁７を形成した後、シールドマシンを通過させてトンネル６を構築する。シールドマシンの通過により、連続地中壁７には開口部４が形成される。この他、合流するトンネルを開削として、山留め壁を鏡切してもよい。
【００１７】
次に、既設トンネル２のセグメントの一部を撤去しつつ、連続地中壁７の内側の地盤１を地盤１ａ、１ｂまで掘削する。図２に示すように、既設トンネル２のうち破線で示した部分ではセグメントを撤去し、実線で示した底部付近ではセグメント３を残す。セグメント３は、例えば、鋼製セグメントである。掘削時には、必要に応じて切梁（図示せず）を配置する。
【００１８】
掘削終了後、既設トンネル２の底部付近のセグメント３の端部と連続地中壁７との間に、梁端部１１および側壁部１３を形成する。梁端部１１は、トンネル６の構築時に形成された開口部４の下部の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。側壁部１３は、開口部４の両側の部分や開口部４と対面する部分の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。
【００１９】
図３は、梁端部１１付近の断面図を示す。図３は、図２のＣに示す部分の拡大断面図である。図３に示すように、梁端部１１は、鉄筋２１、補強鉄筋２３、鉄筋２５、補強鉄筋２７、コンクリート２９等で構成される。梁端部１１と連続地中壁７との間には止水用ゴム１９が固定され、セグメント３の外周部１８の端部付近には突出部１７が設けられる。
【００２０】
梁端部１１を形成するには、まず、セグメント３の外周部１８の端部付近に、突出部１７を形成する。突出部１７は、セグメント３と梁端部１１のコンクリート２９との付着を良くするための部材である。また、連続地中壁７の内壁面８に止水用ゴム１９を固定する。止水用ゴム１９は、地盤１ａと梁端部１１との間を止水する。
【００２１】
次に、梁端部１１の軸方向の鉄筋２１、周方向の鉄筋２５、補強鉄筋２３、補強鉄筋２７を配置する。そして、梁端部１１の側面１２がセグメント３の内側の二次ライニング３９になめらかに接合されるようにコンクリート２９を打設して、梁端部１１を完成する。梁端部１１は、連続地中壁７とセグメント３とを構造的に一体化する。
【００２２】
図４は、側壁部１３付近の断面図を示す。図４は、図２のＤに示す部分の拡大断面図を反転させた図である。図４に示すように、側壁部１３は、鉄筋２１ａ、鉄筋２５ａ、補強鉄筋２７ａ、コンクリート２９ａ等からなる梁３２と、鉄筋３１、鉄筋３３、コンクリート３７等からなる壁３４で構成される。側壁部１３の壁３４と連続地中壁７との間にはジベル３５が固定される。連続地中壁７の内側面８には止水用ゴム１９ａが固定される。セグメント３の外周部１８の端部付近には突出部１７ａが設けられる。
【００２３】
側壁部１３を形成するには、まず、セグメント３の外周部１８の端部付近に、突出部１７ａを形成する。突出部１７ａは、セグメント３と梁３２のコンクリート２９ａとの付着を良くするための部材である。また、連続地中壁７の内壁面８側に複数のジベル３５を埋め込み、ジベル３５の下方に止水用ゴム１９ａを固定する。ジベル３５は、セグメント３からくる反力を、連続地中壁７へ応力伝達する。止水用ゴム１９ａは、地盤１ｂと梁３２との間を止水する。
【００２４】
次に、梁３２の軸方向の鉄筋２１ａ、周方向の鉄筋２５ａ、補強鉄筋２７ａを配置する。また、壁３４には、鉄筋２１ａと平行な鉄筋３１、鉛直断面の周方向の鉄筋３３を配置する。そして、梁３２の側面１２ａがセグメント３の内側の二次ライニング３９になめらかに接合されるようにコンクリート２９ａを打設し、さらに壁３４の側面１４が梁３２の側面１２ａになめらかに接合されるようにコンクリート３７を打設して、側壁部１３を完成する。側壁部１３は、連続地中壁７とセグメント３とを構造的に一体化する。
【００２５】
連続地中壁７に開口部４がある部分ではセグメント３の端部と連続地中壁７との間に梁端部１１を形成し、開口部４がない部分では側壁部１３を形成して、図１、図２に示すような中間立坑９を完成する。梁端部１１の両側に形成される側壁部１３と連続地中壁７との接合部には、梁端部１１と対面して形成される側壁部１３と連続地中壁７との接合部と同様に、ジベルが埋設される。
【００２６】
このように、第１の実施の形態では、既設トンネル２の底部付近のセグメント３を中間立坑９の底版に転用するので、従来のように厚い底版１０９（図１２）を打設する必要がなく、材料の数量および施工手間が少なくてすむ。また、地盤の掘削数量も減らすことができる。さらに、山留め壁や支保工の仕様を小さくできる、あるいは、切梁１１３や腹起こし１１５（図１２）等の支保工の段数を減らすことができる可能性が高く、施工性が向上する。
【００２７】
なお、第１の実施の形態において、連結部１０として梁端部１１および側壁部１３を形成して連続地中壁７とセグメント３とを一体化する際、補強鉄筋２３、補強鉄筋２７、補強鉄筋２７ａは、必要に応じて設置する。
【００２８】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の中間立坑９は、第１の実施の形態と同様に、連続地中壁７、既設トンネル２の底部付近のセグメント３、セグメント３と連続地中壁７との連結部１０等で構成されるが、連結部１０として、図２に示すように、梁端部１１ａ、側壁部１３ａを形成する。梁端部１１ａ、側壁部１３ａは、それぞれ、第１の実施の形態の梁端部１１、側壁部１３のかわりに設けられる。
【００２９】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様にして、図１、図２に示すように、地盤１中に設置された既設トンネル２の中間位置に連続地中壁７を形成する。そして、必要に応じて連続地中壁７の下端部付近の地盤改良５を行い、シールドマシンを用いてトンネル６を構築する。シールドマシンの通過により、連続地中壁７には開口部４が形成される。なお、合流するトンネルを開削して構築してもよい。
【００３０】
次に、既設トンネル２のセグメントの一部を撤去しつつ、連続地中壁７の内側の地盤１を地盤１ａ、１ｂまで掘削する。図２に示すように、既設トンネル２のうち破線で示した部分ではセグメントを撤去し、実線で示した底部付近ではセグメント３を残す。セグメント３は、例えば、鋼製セグメントである。掘削時には、必要に応じて切梁（図示せず）を配置する。
【００３１】
掘削終了後、既設トンネル２の底部付近のセグメント３の端部と連続地中壁７との間に、梁端部１１ａおよび側壁部１３ａを形成する。梁端部１１ａは、トンネル６の構築時に形成された開口部４の下部の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。側壁部１３ａは、開口部４の両側の部分や開口部４と対面する部分の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。
【００３２】
図５は、梁端部１１ａ付近の断面図を示す。図５は、図２のＣに示す部分の拡大断面図である。図６は、セグメント３と連続地中壁７との間にＨ鋼などの鋼材４３を設置した状態での図５のＥ−Ｅによる断面図、図７は、セグメント３および鋼材４９と、鋼材４３との接続部を示す斜視図である。
【００３３】
図５に示すように、梁端部１１ａは、接続板４１、鋼材４３、鉄筋５３、鉄筋５５、補強鉄筋５７、コンクリート５９等で構成される。連続地中壁７には、例えば、図６に示すように鋼材４９が埋設されている。連続地中壁７がＲＣ連壁の場合には、連続地中壁７中に別途鋼材４９を埋め込む。
【００３４】
梁端部１１ａを形成するには、まず、図６のＦに示す部分の連続地中壁７をはつり、鋼材４９のフランジ５１を露出させる。そして、図６および図７に示すように、鋼材４３の一端のウェブ４５とフランジ４７を、連続地中壁７中の鋼材４９のフランジ５１に溶接する。また、セグメント３の外周部１８の端部付近に、セグメント３に沿った形状の接続板４１を介して、鋼材４３の他端のウェブ４５とフランジ４７を固定する。そして、図６のＦに示す部分を埋め戻す。
【００３５】
次に、梁端部１１ａの軸方向の鉄筋５３、周方向の鉄筋５５、補強鉄筋５７を配置する。そして、梁端部１１ａの側面１２ｂがセグメント３の内側の二次ライニング３９になめらかに接合されるようにコンクリート５９を打設して、梁端部１１ａを完成する。梁端部１１ａは、連続地中壁７とセグメント３とを構造的に一体化する。
【００３６】
図８は、側壁部１３ａ付近の断面図を示す。図８は、図２のＤに示す部分の拡大断面図を反転させた図である。図８に示すように、側壁部１３ａは、接続板４１、鋼材４３、鉄筋５３等からなる梁３２ａと、コンクリート６５等からなる壁３４ａで構成される。側壁部１３ａと連続地中壁７との間にはジベル６３が固定される。
【００３７】
側壁部１３ａを形成するには、まず、梁端部１１ａの形成時と同様にして、図６のＦに示す部分の連続地中壁７をはつり、鋼材４９のフランジ５１を露出させる。そして、図６および図７に示すように、鋼材４３の一端のウェブ４５とフランジ４７を、連続地中壁７中の鋼材４９のフランジ５１に溶接する。また、セグメント３の外周部１８の端部付近に、セグメント３に沿った形状の接続板４１を介して、鋼材４３の他端のウェブ４５とフランジ４７を固定する。
【００３８】
そして、図６のＦに示す部分を埋め戻し、図８に示すように、連続地中壁７の内壁面８側に複数のジベル６３を固定する。ジベル６３は、連続地中壁７と鋼材４３との接合部の上方に固定される。ジベル６３は、セグメント３からくる反力を、連続地中壁７へ応力伝達する。
【００３９】
そして、梁３２ａの軸方向の鉄筋５３、鉄筋７９を配置し、梁３２ａの側面１２ｃと壁３４ａの側面１４ａがセグメント３の内側の二次ライニング３９になめらかに接合されるようにコンクリート６５を打設して、側壁部１３ａを完成する。側壁部１３ａは、連続地中壁７とセグメント３とを構造的に一体化する。
【００４０】
連続地中壁７に開口部４がある部分ではセグメント３の端部と連続地中壁７との間に梁端部１１ａを形成し、開口部４がない部分では側壁部１３ａを形成して、図１、図２に示すような中間立坑９を完成する。梁端部１１ａの両側に形成される側壁部１３ａと連続地中壁７との接合部には、梁端部１１ａと対面して形成される側壁部１３ａと連続地中壁７との接合部と同様に、ジベルが埋設される。
【００４１】
このように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、既設トンネル２の底部付近のセグメント３を中間立坑９の底版に転用するので、従来のように厚い底版１０９（図１２）を打設する必要がなく、材料の数量および施工手間が少なくてすむ。また、地盤の掘削数量も減らすことができる。さらに、山留め壁や支保工の仕様を小さくできる、あるいは、切梁１１３や腹起こし１１５（図１２）等の支保工の段数を減らすことができる可能性が高く、施工性が向上する。
【００４２】
なお、第２の実施の形態において、連結部１０として梁端部１１ａおよび側壁部１３ａを形成して連続地中壁７とセグメント３とを一体化する際、補強鉄筋５７は、必要に応じて設置する。
【００４３】
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態の中間立坑９は、第１、第２の実施の形態と同様に、連続地中壁７、既設トンネル２の底部付近のセグメント３、セグメント３と連続地中壁７との連結部１０等で構成されるが、連結部１０として、梁端部１１、１１ａや側壁部１３、１３ａのかわりに、梁端部１１ｂ（図９）、他の構造の側壁部（図示せず）が形成される。
【００４４】
第３の実施の形態でも、第１、第２の実施の形態と同様にして、図１、図２に示すように、地盤１中に連続地中壁７を形成し、必要に応じて連続地中壁７の下端部に地盤改良５を行い、シールドマシンを用いてトンネル６を構築する。シールドマシンの通過により、連続地中壁７には開口部４が形成される。なお、合流するトンネルを開削して構築してもよい。
【００４５】
そして、既設トンネル２のセグメントの一部を撤去しつつ、連続地中壁７の内側の地盤１を地盤１ａ、１ｂまで掘削する。図２に示すように、既設トンネル２のうち破線で示した部分ではセグメントを撤去し、実線で示した底部付近ではセグメント３を残す。セグメント３は、例えば、鋼製セグメントである。掘削時には、必要に応じて切梁（図示せず）を配置する。
【００４６】
掘削終了後、既設トンネル２の底部付近のセグメント３の端部と連続地中壁７との間に、梁端部１１ｂと側壁部を形成する。梁端部１１ｂは、トンネル６の構築時に形成された開口部４の下部の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。側壁部は、開口部４の両側の部分や開口部４と対面する部分の連続地中壁７と、セグメント３の端部とを連結する。
【００４７】
図９は、梁端部１１ｂ付近の断面図、図１０は、セグメント３および鋼材７３とプレート６７との接続部を示す斜視図を示す。図９に示すように、梁端部１１ｂは、プレート６７、接続板６９、プレート７１、鋼材７３、コンクリート８１等で構成される。
【００４８】
梁端部１１ｂを形成するには、図９、図１０に示すように、セグメント３と連続地中壁７との間に、梁端部１１ｂの軸方向と平行に鋼材７３を配置し、鋼材７３のウェブ７７のセグメント３側に五角形のプレート６７を溶接する。また、鋼材７３のウェブ７７の連続地中壁７側に矩形のプレート７１を溶接する。そして、セグメント３の外周部１８の端部付近に、接続板６９を介して、プレート６９を固定する。
【００４９】
そして、図９に示すように、梁端部１１ｂの側面１２ｄがセグメント３の内側の二次ライニング３９になめらかに接合されるようにコンクリート８１を打設して、梁端部１１ｂを完成する。梁端部１１ｂは、連続地中壁７とセグメント３とを構造的に一体化する。
【００５０】
第３の実施の形態では、開口部４を有さない連続地中壁７とセグメント３との連結部１０として、図９に示す梁端部１１ｂを梁とし、その上方に壁を設けた側壁部を形成する。
【００５１】
第３の実施の形態においても、第１、第２の実施の形態と同様に、既設トンネル２の底部付近のセグメント３を中間立坑９の底版に転用するので、材料の数量および施工手間が少なくてすむ。また、地盤の掘削数量も減らすことができる。さらに、壁や支保工の仕様を小さくできる、あるいは、切梁や腹起こし等の支保工の段数を減らすことができる可能性が高く、施工性が向上する。
【００５２】
なお、第３の実施の形態において、セグメント３と連続地中壁７とを連結する際、あらかじめプレート６７やプレート７１を溶接した鋼材７３を、接続板６９を介してセグメント３に固定してもよい。
【００５３】
第１から第３の実施の形態では、山留め壁として連続地中壁７を、セグメント３として鋼製セグメントを使用したが、これ以外の山留め壁やセグメントが使用されている場合でも、既設トンネルの底部付近のセグメントを中間立坑の底版に転用し、セグメントと山留め壁との間に連結部１０を形成することで、第１から第３の実施の形態と同様に、材料の数量および施工手間が少なくてすむ。また、地盤の掘削数量も減らすことができる。さらに、壁や支保工の仕様を少なくできる、あるいは、切梁や腹起こし等の支保工の段数を減らすことができる可能性が高く、施工性が向上する。
【００５４】
連結部１０は、第１から第３の実施の形態で説明した梁端部１１、１１ａ、１１ｂや、側壁部１３、１３ａ等以外の構造でもよい。連結部１０は、既存トンネル２の下部付近のセグメント３と連続地中壁７等の山留め壁とを構造的に一体化でき、セグメント３および連続地中壁７等の山留め壁との接合部を止水できる構造であればよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、シールドトンネルの中間位置に短い工期で経済的に立坑を形成する中間立坑の構築方法および中間立坑を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】中間立坑９の既設トンネルの軸方向の断面立面図
【図２】中間立坑９の既設トンネルの周方向の断面立面図
【図３】梁端部１１付近の断面図
【図４】側壁部１３付近の断面図
【図５】梁端部１１ａ付近の断面図
【図６】鉄筋５７、コンクリート５９を設置する前の図５のＥ−Ｅによる断面図
【図７】セグメント３および鋼材４９と鋼材４３との接続部を示す斜視図
【図８】側壁部１３ａ付近の断面図
【図９】梁端部１１ｃ付近の断面図
【図１０】セグメント３および鋼材７３とプレート６７との接続部を示す斜視図
【図１１】中間立坑１０５の平面図
【図１２】中間立坑１０５の立面断面図
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ………地盤
２………既設トンネル
３………セグメント
７………連続地中壁
９………中間立坑
１１、１１ａ、１１ｂ………梁端部
１３、１３ａ………側壁部
３５、６３………ジベル
１９、１９ａ………止水用ゴム
２１、２１ａ、２５、２５ａ、３１、３３、５３、５５………鉄筋
２３、２７、２７ａ、５７………補強鉄筋
２９、２９ａ、３７、５９、６５、８１………コンクリート
３２、３２ａ………梁
３４、３４ａ………壁
４１、６９………接続板、
４３、４９、７３………鋼材
６７、７１………プレート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing an intermediate shaft at an intermediate position of an existing shield tunnel and an intermediate shaft.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to construct a vertical shaft located in the middle of a shield tunnel, a thick bottom slab is placed below the existing shield tunnel. Below, the construction method of the conventional intermediate shaft is demonstrated. FIG. 11 is a plan view of the intermediate shaft 105, and FIG. 12 is an elevational sectional view of the intermediate shaft 105. 12 is a cross-sectional view taken along arrow GG in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 11, in order to construct the intermediate shaft 105 in the middle of the tunnel 103 installed in the ground 101, first, as shown in FIG. 11 and FIG. A mountain retaining wall is constructed, and ground improvement 111 near the lower end of the continuous underground wall 107 is performed as necessary. If it is necessary to pass the shield machine through the continuous underground wall 107 before excavating the continuous underground wall 107, the continuous underground wall 107 is made of a material that can be cut by the shield machine.
[0004]
Next, the segment of the existing tunnel 103 is removed while repeating the step of excavating the ground 101 inside the continuous underground wall 107 and the step of installing the cut beam 113 and the upset 115 inside the continuous underground wall 107. To do. Further, after excavating the ground 101 inside the continuous underground wall 107 to a predetermined position at the lower end of the bottom plate 109, a bottom plate 109 made of RC or the like is formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, since the bottom plate 109 is newly installed below the existing tunnel 103, the number of excavations is large and a large amount of material is required to construct the bottom plate 109. In addition, the final flooring level becomes deep, and the specifications of the walls and the support work may become large, which takes time and effort.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an intermediate shaft construction method and an intermediate shaft that can economically form a shaft in a short construction period at an intermediate position of a shield tunnel. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first invention for achieving the above-described object is a method of constructing an intermediate shaft in an existing shield tunnel, the step of forming a retaining wall from the ground surface to the lower side of the existing shield tunnel along a planned line of the intermediate shaft And excavating the ground inside the retaining wall to the position of the existing shield tunnel, removing the segments other than the bottom of the existing shield tunnel, and both ends of the bottom segment of the existing shield tunnel and the retaining wall And a step of forming a connecting portion between the intermediate shafts.
[0008]
The mountain retaining wall is formed using, for example, a continuous underground wall. The segment of the existing shield tunnel is removed except for the vicinity of the bottom, and the segment near the bottom and the retaining wall are integrated at the connecting portion. The connecting portion has a structure capable of stopping water between the segment near the bottom and the retaining wall, and is formed of, for example, reinforced concrete, steel, reinforced concrete and steel. Steel materials are H steel, a steel plate, etc.
[0009]
When the connecting portion is formed of reinforced concrete or reinforced concrete and steel, the connecting portion is integrated with the mountain retaining wall using a gibber. When the connecting portion is formed of a steel material, one end of the steel material such as H steel is welded to the segment, and the other end is welded to a steel material that is a core material of the continuous underground wall or a steel material embedded in the continuous underground wall. .
[0010]
In the first invention, a retaining wall is formed at an intermediate position of the existing shield tunnel, and a part of the segment of the existing shield tunnel is removed while excavating the ground inside the retaining wall. And a connection part is formed between the both ends of the remaining segment of an existing shield tunnel, and a mountain retaining wall.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is a mountain retaining wall formed in the ground, a part of a segment of an existing shield tunnel installed inside the mountain retaining wall, a gap between both ends of the segment and the mountain retaining wall. It is the intermediate shaft characterized by comprising the connection part formed in this.
[0012]
2nd invention is the intermediate shaft constructed | assembled using the construction method of the intermediate shaft of 1st invention.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a sectional elevation view in the axial direction of the existing tunnel 2 of the intermediate shaft 9, and FIG. 2 is a sectional elevation view in the circumferential direction of the existing tunnel 2 of the intermediate shaft 9. 1 is a cross-sectional view taken along arrow BB in FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along arrow AA in FIG.
[0014]
The intermediate shaft 9 includes a continuous underground wall 7, a segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2, a connecting portion 10 between the segment 3 and the continuous underground wall 7, and the like. The connection part 10 is the beam end part 11 and the side wall part 13 etc. which connect the edge part vicinity of the segment 3, and the continuous underground wall 7, for example.
[0015]
In order to construct the intermediate shaft 9, first, as shown in FIGS. 1 and 2, a continuous underground wall 7 is formed at an intermediate position of the existing tunnel 2 installed in the ground 1. And the ground improvement 5 near the lower end part of the continuous underground wall 7 is performed as needed. The continuous underground wall 7 is formed, for example, by filling a groove excavated in the ground with muddy water, inserting H steel or a rebar cage into the muddy water, and then replacing the muddy water with concrete.
[0016]
As shown in FIG. 2, when constructing a new tunnel 6 that merges with the existing tunnel 2 in the intermediate shaft 9, when the continuous underground wall 7 is formed, the part through which the tunnel 6 passes is shielded. Use a material that can be cut. And after forming the continuous underground wall 7, the shield machine is passed and the tunnel 6 is constructed | assembled. An opening 4 is formed in the continuous underground wall 7 by the passage of the shield machine. In addition, the mountain retaining wall may be mirror cut with the joining tunnel as an opening.
[0017]
Next, the ground 1 inside the continuous underground wall 7 is excavated to the ground 1a and 1b while removing a part of the segment of the existing tunnel 2. As shown in FIG. 2, the segment is removed at the portion indicated by the broken line in the existing tunnel 2, and the segment 3 is left near the bottom indicated by the solid line. The segment 3 is a steel segment, for example. When excavating, cutting beams (not shown) are arranged as necessary.
[0018]
After the excavation is completed, a beam end 11 and a side wall 13 are formed between the end of the segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2 and the continuous underground wall 7. The beam end 11 connects the continuous underground wall 7 below the opening 4 formed when the tunnel 6 is constructed and the end of the segment 3. The side wall part 13 connects the continuous underground wall 7 of the part on both sides of the opening part 4 or the part facing the opening part 4 and the end part of the segment 3.
[0019]
FIG. 3 shows a cross-sectional view near the beam end 11. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by C in FIG. As shown in FIG. 3, the beam end portion 11 is composed of a reinforcing bar 21, a reinforcing bar 23, a reinforcing bar 25, a reinforcing bar 27, concrete 29, and the like. A water-stopping rubber 19 is fixed between the beam end 11 and the continuous underground wall 7, and a protrusion 17 is provided near the end of the outer peripheral portion 18 of the segment 3.
[0020]
In order to form the beam end portion 11, first, the protruding portion 17 is formed near the end portion of the outer peripheral portion 18 of the segment 3. The protruding portion 17 is a member for improving the adhesion between the segment 3 and the concrete 29 at the beam end portion 11. Further, a water stop rubber 19 is fixed to the inner wall surface 8 of the continuous underground wall 7. The water-stopping rubber 19 stops water between the ground 1a and the beam end 11.
[0021]
Next, the reinforcing bar 21 in the axial direction, the reinforcing bar 25 in the circumferential direction, the reinforcing bar 23 and the reinforcing bar 27 of the beam end 11 are arranged. Then, concrete 29 is placed so that the side surface 12 of the beam end 11 is smoothly joined to the secondary lining 39 inside the segment 3, thereby completing the beam end 11. The beam end 11 structurally integrates the continuous underground wall 7 and the segment 3.
[0022]
FIG. 4 shows a cross-sectional view in the vicinity of the side wall portion 13. 4 is a diagram obtained by inverting an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by D in FIG. As shown in FIG. 4, the side wall part 13 is comprised by the beam 32 which consists of the reinforcing bar 21a, the reinforcing bar 25a, the reinforcing reinforcing bar 27a, the concrete 29a, etc., and the wall 34 which consists of the reinforcing bar 31, the reinforcing bar 33, the concrete 37, etc. A bevel 35 is fixed between the wall 34 of the side wall 13 and the continuous underground wall 7. A water-stopping rubber 19 a is fixed to the inner side surface 8 of the continuous underground wall 7. In the vicinity of the end of the outer peripheral portion 18 of the segment 3, a protruding portion 17 a is provided.
[0023]
In order to form the side wall portion 13, first, the protruding portion 17 a is formed near the end portion of the outer peripheral portion 18 of the segment 3. The protrusion 17a is a member for improving the adhesion between the segment 3 and the concrete 29a of the beam 32. Further, a plurality of dowels 35 are embedded on the inner wall surface 8 side of the continuous underground wall 7, and a water stop rubber 19 a is fixed below the dowels 35. The gibber 35 transmits the reaction force coming from the segment 3 to the continuous underground wall 7. The water stopping rubber 19a stops water between the ground 1b and the beam 32.
[0024]
Next, the reinforcing bars 21a in the axial direction of the beams 32, the reinforcing bars 25a in the circumferential direction, and the reinforcing reinforcing bars 27a are arranged. Further, a reinforcing bar 31 parallel to the reinforcing bar 21a and a reinforcing bar 33 in the circumferential direction of the vertical section are arranged on the wall 34. The concrete 29a is placed so that the side surface 12a of the beam 32 is smoothly joined to the secondary lining 39 inside the segment 3, and the side surface 14 of the wall 34 is smoothly joined to the side surface 12a of the beam 32. Thus, the concrete 37 is placed to complete the side wall 13. The side wall portion 13 structurally integrates the continuous underground wall 7 and the segment 3.
[0025]
A beam end 11 is formed between the end of the segment 3 and the continuous underground wall 7 in a portion where the continuous underground wall 7 has the opening 4, and a side wall portion 13 is formed in a portion where the opening 4 is not present. The intermediate shaft 9 as shown in FIGS. 1 and 2 is completed. The joint between the side wall 13 formed on both sides of the beam end 11 and the continuous underground wall 7 is a joint between the side wall 13 formed facing the beam end 11 and the continuous underground wall 7. In the same way, the gibber is buried.
[0026]
Thus, in the first embodiment, the segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2 is diverted to the bottom slab of the intermediate shaft 9, so there is no need to drive a thick bottom slab 109 (FIG. 12) as in the prior art. The amount of materials and the labor required for construction can be reduced. In addition, the number of ground excavation can be reduced. Furthermore, it is highly possible that the specifications of the retaining wall and the support work can be reduced, or the number of steps of the support work such as the cut beam 113 and the upset 115 (FIG. 12) can be reduced, and the workability is improved.
[0027]
In the first embodiment, when the beam end portion 11 and the side wall portion 13 are formed as the connecting portion 10 and the continuous underground wall 7 and the segment 3 are integrated, the reinforcing reinforcing bar 23, the reinforcing reinforcing rod 27, The reinforcing bar 27a is installed as necessary.
[0028]
Next, a second embodiment will be described. As with the first embodiment, the intermediate shaft 9 according to the second embodiment includes a continuous underground wall 7, a segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2, and a connecting portion between the segment 3 and the continuous underground wall 7. Although it is comprised by 10 grade | etc., As shown in FIG. 2, as the connection part 10, the beam end part 11a and the side wall part 13a are formed. The beam end portion 11a and the side wall portion 13a are provided in place of the beam end portion 11 and the side wall portion 13 of the first embodiment, respectively.
[0029]
In the second embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a continuous underground wall 7 is formed at an intermediate position of the existing tunnel 2 installed in the ground 1. To do. And the ground improvement 5 near the lower end part of the continuous underground wall 7 is performed as needed, and the tunnel 6 is constructed using a shield machine. An opening 4 is formed in the continuous underground wall 7 by the passage of the shield machine. In addition, you may construct by excavating the tunnel to join.
[0030]
Next, the ground 1 inside the continuous underground wall 7 is excavated to the ground 1a and 1b while removing a part of the segment of the existing tunnel 2. As shown in FIG. 2, the segment is removed at the portion indicated by the broken line in the existing tunnel 2, and the segment 3 is left near the bottom indicated by the solid line. The segment 3 is a steel segment, for example. When excavating, cutting beams (not shown) are arranged as necessary.
[0031]
After the excavation is completed, a beam end 11a and a side wall 13a are formed between the end of the segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2 and the continuous underground wall 7. The beam end 11 a connects the continuous underground wall 7 below the opening 4 formed when the tunnel 6 is constructed and the end of the segment 3. The side wall portion 13 a connects the continuous underground wall 7 of the portion on both sides of the opening 4 or the portion facing the opening 4 and the end of the segment 3.
[0032]
FIG. 5 shows a cross-sectional view in the vicinity of the beam end portion 11a. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by C in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line E-E of FIG. 5 in a state in which a steel material 43 such as H steel is installed between the segment 3 and the continuous underground wall 7, and FIG. It is a perspective view which shows a connection part with 43. FIG.
[0033]
As shown in FIG. 5, the beam end portion 11a includes a connection plate 41, a steel material 43, a reinforcing bar 53, a reinforcing bar 55, a reinforcing reinforcing bar 57, concrete 59, and the like. For example, a steel material 49 is embedded in the continuous underground wall 7 as shown in FIG. When the continuous underground wall 7 is an RC continuous wall, a steel material 49 is separately embedded in the continuous underground wall 7.
[0034]
In order to form the beam end portion 11a, first, the continuous underground wall 7 in the portion shown in FIG. 6F is hung and the flange 51 of the steel material 49 is exposed. Then, as shown in FIGS. 6 and 7, the web 45 and the flange 47 at one end of the steel material 43 are welded to the flange 51 of the steel material 49 in the continuous underground wall 7. Further, the web 45 and the flange 47 at the other end of the steel material 43 are fixed to each other in the vicinity of the end portion of the outer peripheral portion 18 of the segment 3 through a connection plate 41 having a shape along the segment 3. Then, the portion indicated by F in FIG. 6 is backfilled.
[0035]
Next, the reinforcing bar 53 in the axial direction, the reinforcing bar 55 in the circumferential direction, and the reinforcing reinforcing bar 57 of the beam end portion 11a are arranged. Then, concrete 59 is placed so that the side surface 12b of the beam end portion 11a is smoothly joined to the secondary lining 39 inside the segment 3 to complete the beam end portion 11a. The beam end portion 11a structurally integrates the continuous underground wall 7 and the segment 3.
[0036]
FIG. 8 shows a cross-sectional view near the side wall 13a. FIG. 8 is a diagram obtained by inverting an enlarged cross-sectional view of a portion indicated by D in FIG. As shown in FIG. 8, the side wall part 13a is comprised by the beam 32a which consists of the connection board 41, the steel material 43, the reinforcing bar 53, etc., and the wall 34a which consists of concrete 65 grade | etc.,. A bevel 63 is fixed between the side wall 13a and the continuous underground wall 7.
[0037]
In order to form the side wall portion 13a, first, similarly to the formation of the beam end portion 11a, the continuous underground wall 7 of the portion shown in F of FIG. 6 is suspended, and the flange 51 of the steel material 49 is exposed. Then, as shown in FIGS. 6 and 7, the web 45 and the flange 47 at one end of the steel material 43 are welded to the flange 51 of the steel material 49 in the continuous underground wall 7. Further, the web 45 and the flange 47 at the other end of the steel material 43 are fixed to each other in the vicinity of the end portion of the outer peripheral portion 18 of the segment 3 through a connection plate 41 having a shape along the segment 3.
[0038]
And the part shown to F of FIG. 6 is back-filled, and as shown in FIG. 8, the some divel 63 is fixed to the inner wall surface 8 side of the continuous underground wall 7. As shown in FIG. The gibber 63 is fixed above the joint between the continuous underground wall 7 and the steel material 43. The gibber 63 transmits the reaction force coming from the segment 3 to the continuous underground wall 7.
[0039]
Then, the reinforcing bars 53 and the reinforcing bars 79 in the axial direction of the beam 32a are arranged, and the concrete 65 is driven so that the side surface 12c of the beam 32a and the side surface 14a of the wall 34a are smoothly joined to the secondary lining 39 inside the segment 3. To complete the side wall 13a. The side wall portion 13a structurally integrates the continuous underground wall 7 and the segment 3.
[0040]
A beam end 11a is formed between the end of the segment 3 and the continuous underground wall 7 in a portion where the continuous underground wall 7 has the opening 4, and a side wall 13a is formed in a portion where the opening 4 is not present. The intermediate shaft 9 as shown in FIGS. 1 and 2 is completed. The joint between the side wall 13a formed on both sides of the beam end 11a and the continuous underground wall 7 is the joint between the side wall 13a and the continuous underground wall 7 formed facing the beam end 11a. In the same way, the gibber is buried.
[0041]
As described above, in the second embodiment as well, as in the first embodiment, the segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2 is diverted to the bottom slab of the intermediate shaft 9, so that the thick bottom slab 109 as in the prior art is used. There is no need to place (FIG. 12), and the amount of materials and the construction work can be reduced. In addition, the number of ground excavation can be reduced. Furthermore, it is highly possible that the specifications of the retaining wall and the support work can be reduced, or the number of steps of the support work such as the cut beam 113 and the upset 115 (FIG. 12) can be reduced, and the workability is improved.
[0042]
In the second embodiment, when the beam end portion 11a and the side wall portion 13a are formed as the connecting portion 10 and the continuous underground wall 7 and the segment 3 are integrated, the reinforcing reinforcing bars 57 are provided as necessary. Install.
[0043]
Next, a third embodiment will be described. As with the first and second embodiments, the intermediate shaft 9 of the third embodiment includes a continuous underground wall 7, a segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2, a segment 3, and a continuous underground wall 7. However, instead of the beam end parts 11 and 11a and the side wall parts 13 and 13a, the beam end part 11b (FIG. 9) and other structure side wall parts (not shown) are used. Is formed.
[0044]
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, as shown in FIGS. 1 and 2, a continuous underground wall 7 is formed in the ground 1, and continuous as necessary. The ground improvement 5 is performed at the lower end of the underground wall 7 and the tunnel 6 is constructed using a shield machine. An opening 4 is formed in the continuous underground wall 7 by the passage of the shield machine. In addition, you may construct by excavating the tunnel to join.
[0045]
And while removing a part of segment of the existing tunnel 2, the ground 1 inside the continuous underground wall 7 is excavated to the ground 1a, 1b. As shown in FIG. 2, the segment is removed at the portion indicated by the broken line in the existing tunnel 2, and the segment 3 is left near the bottom indicated by the solid line. The segment 3 is a steel segment, for example. When excavating, cutting beams (not shown) are arranged as necessary.
[0046]
After excavation, a beam end portion 11b and a side wall portion are formed between the end portion of the segment 3 near the bottom portion of the existing tunnel 2 and the continuous underground wall 7. The beam end 11 b connects the continuous underground wall 7 below the opening 4 formed when the tunnel 6 is constructed and the end of the segment 3. The side wall portion connects the end portions of the segment 3 and the continuous underground wall 7 on both sides of the opening portion 4 and the portion facing the opening portion 4.
[0047]
FIG. 9 is a cross-sectional view in the vicinity of the beam end portion 11 b, and FIG. 10 is a perspective view showing a connection portion between the segment 3 and the steel material 73 and the plate 67. As shown in FIG. 9, the beam end portion 11b includes a plate 67, a connection plate 69, a plate 71, a steel material 73, concrete 81, and the like.
[0048]
In order to form the beam end portion 11b, as shown in FIGS. 9 and 10, a steel material 73 is disposed between the segment 3 and the continuous underground wall 7 in parallel with the axial direction of the beam end portion 11b. A pentagonal plate 67 is welded to the segment 3 side of the web 77 of 73. Further, a rectangular plate 71 is welded to the continuous underground wall 7 side of the web 77 of the steel material 73. Then, the plate 69 is fixed near the end of the outer peripheral portion 18 of the segment 3 via the connection plate 69.
[0049]
Then, as shown in FIG. 9, concrete 81 is placed so that the side surface 12d of the beam end portion 11b is smoothly joined to the secondary lining 39 inside the segment 3, thereby completing the beam end portion 11b. The beam end portion 11 b structurally integrates the continuous underground wall 7 and the segment 3.
[0050]
In the third embodiment, as the connecting portion 10 between the continuous underground wall 7 having no opening 4 and the segment 3, the beam end portion 11b shown in FIG. 9 is used as a beam, and the side wall is provided thereabove. Forming part.
[0051]
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the segment 3 near the bottom of the existing tunnel 2 is diverted to the bottom slab of the intermediate shaft 9, so the amount of materials and the labor required for construction are small. Tesumu. In addition, the number of ground excavation can be reduced. Furthermore, it is highly possible that the specifications of the wall and the support work can be reduced, or the number of steps of the support work such as a cut beam and a bellows can be reduced, and the workability is improved.
[0052]
In the third embodiment, when connecting the segment 3 and the continuous underground wall 7, the steel material 73 to which the plate 67 or the plate 71 is welded in advance is fixed to the segment 3 via the connection plate 69. Good.
[0053]
In the first to third embodiments, the continuous underground wall 7 is used as the retaining wall and the steel segment is used as the segment 3. However, even when other retaining walls or segments are used, the existing tunnel By diverting the segment near the bottom to the bottom slab of the intermediate shaft and forming the connecting part 10 between the segment and the retaining wall, the quantity of materials and the labor required for construction can be reduced as in the first to third embodiments. Less. In addition, the number of ground excavation can be reduced. Furthermore, it is highly possible that the specifications of the wall and the support work can be reduced, or the number of steps of the support work such as a cut beam and a bellows can be reduced, and the workability is improved.
[0054]
The connecting portion 10 may have a structure other than the beam end portions 11, 11 a, 11 b and the side wall portions 13, 13 a described in the first to third embodiments. The connecting portion 10 can structurally integrate the segment 3 in the vicinity of the lower part of the existing tunnel 2 and the retaining wall such as the continuous underground wall 7, and a joint portion between the segment 3 and the retaining wall such as the continuous underground wall 7. Any structure that can stop water is acceptable.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an intermediate shaft construction method and an intermediate shaft that can economically form a shaft in a short construction period at an intermediate position of a shield tunnel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional elevation view in the axial direction of an existing tunnel of the intermediate shaft 9 FIG. 2 is a sectional elevation view in the circumferential direction of the existing tunnel of the intermediate shaft 9 FIG. 3 is a sectional view in the vicinity of the beam end 11 4] Cross-sectional view near the side wall 13 [Fig. 5] Cross-sectional view near the beam end 11a [Fig. 6] Cross-sectional view taken along line EE of Fig. 5 before installing the reinforcing bar 57 and concrete 59 [Fig. 7] Segment 3 FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of the side wall portion 13a. FIG. 9 is a cross-sectional view of the vicinity of the beam end portion 11c. FIG. 11 is a plan view of the intermediate shaft 105. FIG. 12 is an elevational sectional view of the intermediate shaft 105.
1, 1a, 1b ... Ground 2 ... Existing tunnel 3 ... Segment 7 ... Continuous underground wall 9 ... Intermediate shaft 11, 11a, 11b ... Beam end 13, 13a ... ... Sidewall part 35, 63 ......... Bevel 19, 19a ......... Water-stopping rubber 21, 21a, 25, 25a, 31, 33, 53, 55 ......... Reinforcing bars 23, 27, 27a, 57 ......... Reinforcement Reinforcing bars 29, 29a, 37, 59, 65, 81 ......... concrete 32, 32a ......... beams 34, 34a ...... walls 41, 69 ...... connecting plates,
43, 49, 73 ... Steel members 67, 71 ... Plate

Claims

A method of constructing an intermediate shaft in an existing shield tunnel,
Forming a retaining wall from the ground surface to the lower part of the existing shield tunnel along the planned line of the intermediate shaft ,
Excavating the ground inside the retaining wall to the position of the existing shield tunnel, and removing the segments other than the bottom of the existing shield tunnel;
Forming a connecting portion between both ends of the bottom segment of the existing shield tunnel and the retaining wall;
An intermediate shaft construction method characterized by comprising:

The method for constructing an intermediate shaft according to claim 1, wherein the mountain retaining wall is a continuous underground wall including a column arrangement.

The method for constructing an intermediate shaft according to claim 1, wherein the connecting portion is formed of reinforced concrete.

The method for constructing an intermediate shaft according to claim 1, wherein the connecting portion is formed of a steel material.

The method for constructing an intermediate shaft according to claim 1, wherein the connecting portion is formed of reinforced concrete and steel.

6. The method for constructing an intermediate shaft according to claim 3, wherein the connecting portion is integrated with the retaining wall using a gibber.

6. The intermediate shaft construction method according to claim 4, wherein the steel material is H steel and steel plate.

An intermediate shaft constructed by the method according to any one of claims 1 to 7.