JP3707582B2 - 大断面トンネルの掘削工法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に大断面異形トンネルや大断面地下空間等を掘削する大断面トンネルの掘削工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤に大断面トンネルを掘削する工法としては、例えば特開平８−０９３３９９号公報に開示された工法が知られている。この工法は、地盤における掘削しようとする大断面トンネルの周囲に周壁構造物を構築し、この周壁構造物によって囲まれた領域、つまり内部地盤を基端部から先端部に向けて掘削機により順次掘削する工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の掘削工法であると、被水圧のある地盤では、周壁構造物の内部地盤に、その周壁構造物の先端部から地下水が浸透し、周壁構造物の内部を基端部から先端部に向けて掘削するに伴なって地下水が噴出し、ある程度まで掘削すると地下水の噴出によって、それ以上掘削できないことがある。
【０００４】
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした大断面トンネルの掘削工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
第１の発明は、掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を構築し、
この後に、前記周壁構造物３の内部の地盤に地下水が浸透することを防止する止水域２０を、前記周壁構造物３の内部又は前部に形成し、
この後に、前記周壁構造物３内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法である。
【０００６】
第１の発明によれば、止水域２０によって周壁構造物３内部の地盤に地下水が浸透することがないので、周壁構造物３内部の地盤を掘削する時に地下水が噴出することがない。
したがって、被水圧のある地盤に大断面トンネルを掘削することができる。
【０００７】
また、周壁構造物３を構築し、その後に止水域２０を形成し、その後に周壁構造物３内部の地盤を掘削するので、周壁構造物３構築の際に観察される地山の状況に応じて止水域２０の形成数や形成場所を決定することができるため無駄がなく確実に施工することができる。
【０００８】
また、周壁構造物３の内部に止水域２０を形成すれば、その止水域２０を形成する際に周囲を周壁構造物３により囲まれているために、必要な部分に確実に止水域２０を形成できる。例えば、薬液注入等により止水域２０を形成する場合、薬液が周壁構造物３の外側にまで拡散することがないため、止水域２０を無駄なく確実に形成することができる。
【０００９】
第２の発明は、掘削しようとするトンネル２の長手方向に間隔を置いた複数位置に止水域２０を形成し、
この後に、前記掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を、前記止水域２０まで構築し、
この後に、周壁構造物３内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法である。
【００１０】
第２の発明によれば、止水域２０によって周壁構造物３内部の地盤に地下水が浸透することがないので、周壁構造物３内部の地盤を掘削する時に地下水が噴出することがない。
【００１１】
したがって、被水圧のある地盤に大断面トンネルを掘削することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）に示すように、地盤１の掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を所定長さで構築する。この周壁構造物３は特開平８−９３３９９号公報に示すように複数の小口径トンネルで構築したり、複数のパイプで構築したり、小口径トンネルとパイプを組み合せて構築する。
【００１３】
例えば、図２に示すように小口径のシールド掘削機（シールド工法）によって複数の先行小口径トンネル４と複数の後行小口径トンネル５を、掘削しようとするトンネル２の周囲に交互に掘削すると共に、各トンネル４，５の内周にセグメント６を組立する。先行小口径トンネル４の外周に形成した環状壁７で先行小口径トンネル４と後行小口径トンネル５を連続させて止水する。
【００１４】
図３に示すように、推進機を用いた推進工法によって小口径のパイプ８を、掘削しようとするトンネル２の周囲に推進埋設し、隣接するパイプ８を連結して止水する。
【００１５】
図４に示すように、シールド掘削機で一対のトンネル９を掘削し、各トンネル９の内部にセグメント６を組立てる。隣接するトンネル９のセグメント６上部間及び下部間に前述の推進工法によって小口径のパイプ８を推進埋設し、隣接するパイプ８を連結して止水する。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、周壁構造物３内部における先端部寄りに止水域２０を形成する。この止水域２０は図５に示すように周壁構造物３の内部から止水材２１を周壁構造物３内部に充填したり、図６に示すように周壁構造物３の内部に充填用孔２２を穿孔、その充填用孔２２から止水材２１を周壁構造物３内部に充填する。
【００１７】
図１（ｃ）に示すように、周壁構造物３の内部地盤をパワーショベル、ショベルローダ、回転式掘削機等の掘削機によって基端部から先端部に向けて掘削する。
【００１８】
図１（ｄ）のように、周壁構造物３の内部地盤を止水域２０まで掘削したら、周壁構造物３を前方に向けて更に構築し、図１（ｅ）に示すように、その周壁構造物３内部の先端部寄りに止水域２０を前述と同様に形成する。この後に先の止水域２０を掘削して新らたな止水域２０まで周壁構造物３の内部地盤を掘削する。
【００１９】
以後同様にして順次大断面トンネルを掘削する。
【００２０】
以上の説明では、周壁構造物３を所定長さ毎に複数構築したが、掘削しようとするトンネル全長に亘って周壁構造物３を１度に構築しても良い。
【００２１】
前記止水域２０は図７に示すように、周壁構造物３の先端部から前方に亘って形成しても良いし、図８に示すように、周壁構造物３の前方に形成しても良い。また、図９に示すように、止水域２０を複数形成しても良い。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図１０（ａ）に示すように、地盤１における掘削しようとするトンネル２の長手方向に間隔を置いた複数位置に止水域２０を形成する。この場合には止水域２０は前述の図６に示す方法で形成する。なお、地盤表面からトンネルまでの距離が短かい場合には地盤表面から孔を穿けて止水材を充填して止水域２０を形成しても良い。
【００２３】
図１０（ｂ）に示すように、最も基端寄りの止水域２０まで周壁構造物３を構築する。図１０（ｃ）に示すように、周壁構造物３内部の地盤を止水域２０まで掘削する。
【００２４】
図１０（ｄ）に示すように、次の止水域２０まで周壁構造物３を構築し、図１０（ｅ）に示すように、前回の止水壁２０から今回の止水域２０までを掘削する。
【００２５】
以後同様にして順次周壁構造物３内部の地盤を掘削してトンネル２を掘削する。
【００２６】
この場合にも、周壁構造物３を最も基端寄りの止水壁２０から最も先端寄りの止水域２０まで連続して構築し、その後に周壁構造物３内部の地盤を掘削しても良い。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図１１（ａ）に示すように、周壁構造物３を複数のパイプ８を先導掘削装置３０を介して推進シリンダ３１で順次推進埋設したものとする。図１１（ｂ）に示すように周壁構造物３内部地盤を止水域２０の一部まで連続して掘削する。先導掘削装置３０、推進シリンダ３１、パイプ８を外して図１１（ｃ）に示すように掘削部分をトンネル最終構造物３２、例えばセグメントで被覆する。
【００２８】
図１１（ｄ）に示すように、トンネル最終構造物３２を反力受けとして推進シリンダ３０でパイプ８を、先導掘削装置３０を介して再び推進埋設し、前述の作業を繰り返す。
【００２９】
この場合には止水域２０を順次形成しても良いし、予じめ間隔を置いて複数形成しても良い。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
図１２（ａ）に示すように、立坑４０から複数のパイプ８を先導掘削装置３０を介して推進シリンダ（図示せず）で順次推進埋設し、そのパイプ８の先端寄り内部に止水域２０を形成する。
【００３１】
立坑４０から推進機能を有する大径の筒状体５０を前述の推進シリンダによって推進してパイプ８を推進すると同時に内部地盤を掘削する。この推進機能を有する大径の筒状体５０は図１３に示すように、筒体５１の前部と後部に前部シリンダ５２、後部シリンダ５３を取付けたもの、あるいは図１４に示すように、第１筒体５４と第２筒体５５を推進シリンダ５６で伸縮自在としたもの等である。
【００３２】
図１２（ｃ）に示すように、筒状体５０が地盤内に押し込みされて所定長さの空洞部６０が形成されたらトンネル最終構造物３２で被覆する。この後はトンネル最終構造物３２で反力を受けながら筒状体５０を、自身の推進力で順次推進してパイプ８を推進し、所定長さ毎に空洞部６０をトンネル最終構造物３２で被覆する。
【００３３】
図１２（ｄ）に示すようにパイプ８が所定位置まで推進されて止水域２０まで内部地盤を掘削したら、パイプ８の先端寄り内部に止水域２０を形成し、前述の作業を繰り返しする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図２】周壁構造物の第１の例を示す断面図である。
【図３】周壁構造物の第２の例を示す断面図である。
【図４】周壁構造物の第３の例を示す断面図である。
【図５】止水材の注入の第１の例を示す断面図である。
【図６】止水材の注入の第２の例を示す断面図である。
【図７】止水材を形成する位置の第２の例を示す断面図である。
【図８】止水材を形成する位置の第３の例を示す断面図である。
【図９】止水材を形成する位置の第４の例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１３】推進機能を有する筒状体の一例を示す断面図である。
【図１４】推進機能を有する筒状体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…地盤
２…トンネル
３…周壁構造物
４…先行トンネル
５…後行トンネル
６…セグメント
７…環状壁
８…パイプ
９…トンネル
２０…止水域
２１…止水材
２２…充填用孔
３０…先導掘削装置
３１…推進シリンダ
３２…トンネル最終構造物
４０…立坑
５０…筒状体
５１…筒体
５２…前部シリンダ
５３…後部シリンダ
５４…第１筒体
５５…第２筒体
５６…推進シリンダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤に大断面異形トンネルや大断面地下空間等を掘削する大断面トンネルの掘削工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤に大断面トンネルを掘削する工法としては、例えば特開平８−０９３３９９号公報に開示された工法が知られている。この工法は、地盤における掘削しようとする大断面トンネルの周囲に周壁構造物を構築し、この周壁構造物によって囲まれた領域、つまり内部地盤を基端部から先端部に向けて掘削機により順次掘削する工法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の掘削工法であると、被水圧のある地盤では、周壁構造物の内部地盤に、その周壁構造物の先端部から地下水が浸透し、周壁構造物の内部を基端部から先端部に向けて掘削するに伴なって地下水が噴出し、ある程度まで掘削すると地下水の噴出によって、それ以上掘削できないことがある。
【０００４】
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした大断面トンネルの掘削工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
第１の発明は、掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を構築し、
この後に、前記周壁構造物３の内部の地盤に地下水が浸透することを防止する止水域２０を、前記周壁構造物３の内部又は前部に形成し、
この後に、前記周壁構造物３内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法である。
【０００６】
第１の発明によれば、止水域２０によって周壁構造物３内部の地盤に地下水が浸透することがないので、周壁構造物３内部の地盤を掘削する時に地下水が噴出することがない。
したがって、被水圧のある地盤に大断面トンネルを掘削することができる。
【０００７】
また、周壁構造物３を構築し、その後に止水域２０を形成し、その後に周壁構造物３内部の地盤を掘削するので、周壁構造物３構築の際に観察される地山の状況に応じて止水域２０の形成数や形成場所を決定することができるため無駄がなく確実に施工することができる。
【０００８】
また、周壁構造物３の内部に止水域２０を形成すれば、その止水域２０を形成する際に周囲を周壁構造物３により囲まれているために、必要な部分に確実に止水域２０を形成できる。例えば、薬液注入等により止水域２０を形成する場合、薬液が周壁構造物３の外側にまで拡散することがないため、止水域２０を無駄なく確実に形成することができる。
【０００９】
第２の発明は、掘削しようとするトンネル２の長手方向に間隔を置いた複数位置に止水域２０を形成し、
この後に、前記掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を、前記止水域２０まで構築し、
この後に、周壁構造物３内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法である。
【００１０】
第２の発明によれば、止水域２０によって周壁構造物３内部の地盤に地下水が浸透することがないので、周壁構造物３内部の地盤を掘削する時に地下水が噴出することがない。
【００１１】
したがって、被水圧のある地盤に大断面トンネルを掘削することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）に示すように、地盤１の掘削しようとするトンネル２の周囲に周壁構造物３を所定長さで構築する。この周壁構造物３は特開平８−９３３９９号公報に示すように複数の小口径トンネルで構築したり、複数のパイプで構築したり、小口径トンネルとパイプを組み合せて構築する。
【００１３】
例えば、図２に示すように小口径のシールド掘削機（シールド工法）によって複数の先行小口径トンネル４と複数の後行小口径トンネル５を、掘削しようとするトンネル２の周囲に交互に掘削すると共に、各トンネル４，５の内周にセグメント６を組立する。先行小口径トンネル４の外周に形成した環状壁７で先行小口径トンネル４と後行小口径トンネル５を連続させて止水する。
【００１４】
図３に示すように、推進機を用いた推進工法によって小口径のパイプ８を、掘削しようとするトンネル２の周囲に推進埋設し、隣接するパイプ８を連結して止水する。
【００１５】
図４に示すように、シールド掘削機で一対のトンネル９を掘削し、各トンネル９の内部にセグメント６を組立てる。隣接するトンネル９のセグメント６上部間及び下部間に前述の推進工法によって小口径のパイプ８を推進埋設し、隣接するパイプ８を連結して止水する。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、周壁構造物３内部における先端部寄りに止水域２０を形成する。この止水域２０は図５に示すように周壁構造物３の内部から止水材２１を周壁構造物３内部に充填したり、図６に示すように周壁構造物３の内部に充填用孔２２を穿孔、その充填用孔２２から止水材２１を周壁構造物３内部に充填する。
【００１７】
図１（ｃ）に示すように、周壁構造物３の内部地盤をパワーショベル、ショベルローダ、回転式掘削機等の掘削機によって基端部から先端部に向けて掘削する。
【００１８】
図１（ｄ）のように、周壁構造物３の内部地盤を止水域２０まで掘削したら、周壁構造物３を前方に向けて更に構築し、図１（ｅ）に示すように、その周壁構造物３内部の先端部寄りに止水域２０を前述と同様に形成する。この後に先の止水域２０を掘削して新らたな止水域２０まで周壁構造物３の内部地盤を掘削する。
【００１９】
以後同様にして順次大断面トンネルを掘削する。
【００２０】
以上の説明では、周壁構造物３を所定長さ毎に複数構築したが、掘削しようとするトンネル全長に亘って周壁構造物３を１度に構築しても良い。
【００２１】
前記止水域２０は図７に示すように、周壁構造物３の先端部から前方に亘って形成しても良いし、図８に示すように、周壁構造物３の前方に形成しても良い。また、図９に示すように、止水域２０を複数形成しても良い。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図１０（ａ）に示すように、地盤１における掘削しようとするトンネル２の長手方向に間隔を置いた複数位置に止水域２０を形成する。この場合には止水域２０は前述の図６に示す方法で形成する。なお、地盤表面からトンネルまでの距離が短かい場合には地盤表面から孔を穿けて止水材を充填して止水域２０を形成しても良い。
【００２３】
図１０（ｂ）に示すように、最も基端寄りの止水域２０まで周壁構造物３を構築する。図１０（ｃ）に示すように、周壁構造物３内部の地盤を止水域２０まで掘削する。
【００２４】
図１０（ｄ）に示すように、次の止水域２０まで周壁構造物３を構築し、図１０（ｅ）に示すように、前回の止水壁２０から今回の止水域２０までを掘削する。
【００２５】
以後同様にして順次周壁構造物３内部の地盤を掘削してトンネル２を掘削する。
【００２６】
この場合にも、周壁構造物３を最も基端寄りの止水壁２０から最も先端寄りの止水域２０まで連続して構築し、その後に周壁構造物３内部の地盤を掘削しても良い。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
図１１（ａ）に示すように、周壁構造物３を複数のパイプ８を先導掘削装置３０を介して推進シリンダ３１で順次推進埋設したものとする。図１１（ｂ）に示すように周壁構造物３内部地盤を止水域２０の一部まで連続して掘削する。先導掘削装置３０、推進シリンダ３１、パイプ８を外して図１１（ｃ）に示すように掘削部分をトンネル最終構造物３２、例えばセグメントで被覆する。
【００２８】
図１１（ｄ）に示すように、トンネル最終構造物３２を反力受けとして推進シリンダ３０でパイプ８を、先導掘削装置３０を介して再び推進埋設し、前述の作業を繰り返す。
【００２９】
この場合には止水域２０を順次形成しても良いし、予じめ間隔を置いて複数形成しても良い。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
図１２（ａ）に示すように、立坑４０から複数のパイプ８を先導掘削装置３０を介して推進シリンダ（図示せず）で順次推進埋設し、そのパイプ８の先端寄り内部に止水域２０を形成する。
【００３１】
立坑４０から推進機能を有する大径の筒状体５０を前述の推進シリンダによって推進してパイプ８を推進すると同時に内部地盤を掘削する。この推進機能を有する大径の筒状体５０は図１３に示すように、筒体５１の前部と後部に前部シリンダ５２、後部シリンダ５３を取付けたもの、あるいは図１４に示すように、第１筒体５４と第２筒体５５を推進シリンダ５６で伸縮自在としたもの等である。
【００３２】
図１２（ｃ）に示すように、筒状体５０が地盤内に押し込みされて所定長さの空洞部６０が形成されたらトンネル最終構造物３２で被覆する。この後はトンネル最終構造物３２で反力を受けながら筒状体５０を、自身の推進力で順次推進してパイプ８を推進し、所定長さ毎に空洞部６０をトンネル最終構造物３２で被覆する。
【００３３】
図１２（ｄ）に示すようにパイプ８が所定位置まで推進されて止水域２０まで内部地盤を掘削したら、パイプ８の先端寄り内部に止水域２０を形成し、前述の作業を繰り返しする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図２】周壁構造物の第１の例を示す断面図である。
【図３】周壁構造物の第２の例を示す断面図である。
【図４】周壁構造物の第３の例を示す断面図である。
【図５】止水材の注入の第１の例を示す断面図である。
【図６】止水材の注入の第２の例を示す断面図である。
【図７】止水材を形成する位置の第２の例を示す断面図である。
【図８】止水材を形成する位置の第３の例を示す断面図である。
【図９】止水材を形成する位置の第４の例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態を示す工程順説明図である。
【図１３】推進機能を有する筒状体の一例を示す断面図である。
【図１４】推進機能を有する筒状体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…地盤
２…トンネル
３…周壁構造物
４…先行トンネル
５…後行トンネル
６…セグメント
７…環状壁
８…パイプ
９…トンネル
２０…止水域
２１…止水材
２２…充填用孔
３０…先導掘削装置
３１…推進シリンダ
３２…トンネル最終構造物
４０…立坑
５０…筒状体
５１…筒体
５２…前部シリンダ
５３…後部シリンダ
５４…第１筒体
５５…第２筒体
５６…推進シリンダ
Claims (2)
- 掘削しようとするトンネル（２）の周囲に周壁構造物（３）を構築し、
この後に、前記周壁構造物（３）の内部の地盤に地下水が浸透することを防止する止水域（２０）を、前記周壁構造物（３）の内部又は前部に形成し、
この後に、前記周壁構造物（３）内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法。 - 掘削しようとするトンネル（２）の長手方向に間隔を置いた複数位置に止水域（２０）を形成し、
この後に、前記掘削しようとするトンネル（２）の周囲に周壁構造物（３）を、前記止水域（２０）まで構築し、
この後に、周壁構造物（３）内部の地盤を掘削することを特徴とする大断面トンネルの掘削工法。
Priority Applications (1)
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| JP14191397A JP3707582B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 大断面トンネルの掘削工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14191397A JP3707582B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 大断面トンネルの掘削工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331600A JPH10331600A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3707582B2 true JP3707582B2 (ja) | 2005-10-19 |
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ID=15303087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP14191397A Expired - Fee Related JP3707582B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | 大断面トンネルの掘削工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3707582B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4912839B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2012-04-11 | 大成建設株式会社 | 多連円弧状トンネルの施工方法およびトンネルと接合体との接続構造 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14191397A patent/JP3707582B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10331600A (ja) | 1998-12-15 |
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