JP3879105B2 - Shield connection method to existing tunnel - Google Patents
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本発明は、既設トンネルに対し、これと交差する方向に新設のシールドトンネルをドッキングさせるための既設トンネルへのシールド接合工法に関する。 The present invention relates to a shield joining method to an existing tunnel for docking a new shield tunnel in a direction intersecting with the existing tunnel.
従来、既設のトンネルに対し、これより小径の新設トンネルをドッキングさせる工法として、図8〜図10に示すように新設トンネル1のシールド掘進機2のスキンプレート2aの内周位置に、先端に切削用ビット3を固定したカッターリング4を旋回させつつ前進できるように設置しておき、既設トンネル5に接近した位置で、シールド掘進機2を停止させた状態で、カッターリング4を回転させつつ前進させ、既設トンネルの覆工5aを円形に切断し、然る後、カッターリング4内を既設トンネル5側から撤去し、カッターリング4及びスキンプレート2aを残してシールド掘進機内部を解体し、内周面に覆工1aを形成する方法がある(例えば特許文献1)。
上述の如き従来の工法においては、既設トンネルに土圧や水圧が半径方向に作用してバランスを保っているものであるため、新設トンネルの接合に際する覆工切削によってこのバランスが崩れ、危険な状態に至る場合がある。 In the conventional methods described above, since earth pressure and water pressure act on the existing tunnel in the radial direction to maintain the balance, this balance is lost due to the lining cutting at the time of joining the new tunnel. May lead to a bad state.
また、カッターリングを回転させ、その先端の切削用ビットにより切削しつつ前進させる場合、切削溝とカッターリングの競り合いを防止するとともに、切削屑を流し出す必要から、カッターリングの厚さより大きい幅となるように、切削溝をオーバーカットする必要がある。このためカッターリング外周面と切削溝内面との間に隙間ができ、切削完了時に、この隙間を地下水が走りトンネル内に出水を生じさせることとなり、その出水の処理及び止水に多くの労力を要するという問題が発生する。 In addition, when rotating the cutter ring and advancing while cutting with the cutting bit at the tip thereof, it is necessary to prevent the cutting groove and the cutter ring from competing with each other, and since it is necessary to drain the cutting waste, the width is larger than the thickness of the cutter ring. Therefore, it is necessary to overcut the cutting groove. For this reason, a gap is formed between the outer surface of the cutter ring and the inner surface of the cutting groove, and when cutting is completed, groundwater runs through the gap and generates water in the tunnel. The problem arises.
本発明はこのような従来の問題に鑑み、既設トンネルの覆工を、そのバランスを崩さずに安定した状態を維持させつつ切削でき、また、切削完了後の止水が、トンネル内に出水させることなく、容易にかつ完全に行うことができる既設トンネルへのシールド接続工法の提供を目的としてなされたものである。 In view of such a conventional problem, the present invention can cut the existing tunnel lining while maintaining a stable state without losing its balance, and the water stop after the completion of the cutting is discharged into the tunnel. It was made for the purpose of providing a shield connection method to an existing tunnel that can be easily and completely performed without any problems.
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、先端に切削用ビットを備えた回転自在なカッターリングを有するシールド掘進機を使用し、既設トンネルと交差する方向の新設トンネルを掘削し、前記既設トンネルに接近した位置で前記カッターリングを前進させて既設トンネルの覆工を切削することにより貫通孔を形成する既設トンネルへのシールド接続工法において、前記既設トンネルの新設トンネル接続位置内面に、該既設トンネル覆工の前記カッターリングによる切削が完了した状態時に該カッターリングの先端が既設トンネル内に突出しない厚さのコンクリート又はこれと同程度の強度を有する合成樹脂材料による盛り付け材層を予め形成しておき、前記カッターリングによって既設トンネルの覆工及び盛り付け材層の途中までを切削後、該既設トンネルの覆工及び盛り付け材層のカッターリング内側を撤去して貫通孔を開口させることにある。 The feature of the present invention for solving the conventional problems as described above and achieving the intended purpose is to use a shield machine having a rotatable cutter ring with a cutting bit at the tip, In the shield connection construction method to the existing tunnel that excavates a new tunnel in the intersecting direction and forms a through hole by cutting the lining of the existing tunnel by advancing the cutter ring at a position close to the existing tunnel, On the inner surface of the existing tunnel connection position of the existing tunnel, when the cutting of the existing tunnel lining is completed by the cutter ring, the end of the cutter ring has a thickness that does not protrude into the existing tunnel or a strength comparable to this. A covering material layer made of a synthetic resin material is formed in advance, and the existing tunnel is covered with the cutter ring. After cutting to the middle of the fine dishing material layer is to be opened through holes by removing the cutter ring inner lining and dishing material layer of the existing tunnel.
上述のように、本発明に係る既設トンネルへのシールド接続工法においては、既設トンネルの新設トンネル接続位置内面に、該既設トンネル覆工のカッターリングによる切削が完了した状態時に、該カッターリングの先端が既設トンネル内に突出しない厚さのコンクリート又はこれと同程度の強度を有する合成樹脂材料による盛り付け材層を予め形成しておき、これを前記カッターリングによって切削するようにしたことにより、新設トンネル接続位置の覆工を盛り付け材層にて補強し、安定化させた状態で切削がなされることとなり、安全に切削作業がなされる。 As described above, in the shield connection method to the existing tunnel according to the present invention, when the cutting by the cutter ring of the existing tunnel lining is completed on the inner surface of the existing tunnel connection position of the existing tunnel, the tip of the cutter ring However, the construction material layer made of a concrete material with a thickness that does not protrude into the existing tunnel or a synthetic resin material having the same strength as this is formed in advance, and this is cut by the cutter ring. The lining at the connection position is reinforced with the mounting material layer, and the cutting is performed in a stabilized state, so that the cutting operation can be performed safely.
次に本発明の実施の形態を図1〜図7について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図において、10は既設トンネルであり、11は既設トンネルに対してドッキングさせようとする新設トンネル、12は新設トンネル掘進用のシールド掘進機である。 In the figure, 10 is an existing tunnel, 11 is a new tunnel to be docked with respect to the existing tunnel, and 12 is a shield machine for excavating the new tunnel.
シールド掘進機12は、スキンプレート12aの内側に、前方に押し出すことができるカッターリング14を備えている。このカッターリング14の先端には該カッターリングの厚さより内側及び外側をオーバーカットする切削用のビット15が固定されているとともに、図示してないが、先端より切削時の冷却及び切削屑を排出させるための水を噴射できるようになっている。
The
カッターリング14は図には示していないがカッターヘッド13とともに回転され、押し出し手段によってスキンプレート12aの前方側に押し出し動作可能に組み込まれている。
Although not shown in the drawing, the
次に、上記シールド掘進機を使用したシールド接続工法について説明する。 Next, a shield connection method using the shield machine will be described.
カッターリングによる切削に先立ち、図1、図2に示すように、既設トンネル10の接続位置内面に、コンクリートを盛り付けた盛り付け材層16を設置する。この盛り付け材層16はカッターリング14の前進によって既設トンネル10の覆工10a部分の切断が完了した状態のとき、該カッターリング14の先端側に一定以上の厚さが残る厚さ及び広さに成形する。
Prior to cutting with the cutter ring, as shown in FIGS. 1 and 2, a
また、盛り付け材層16は、コンクリートを打設することによって形成するものであり、そのコンクリートの打設に際し、その内部に止水材注入用のパイプ17を切断予定位置に、一定間隔毎に埋設する。このパイプ17は、図4に示すように、U字状の折り返し部分17aがカッターリング14によって切断され、その切断部分がカッターリング14の前進によって形成される円形の切削溝18の半径方向の内外面に開口されるように埋設しておく。このパイプ17には、両端のトンネル内導出部17b,17bにバルブ19、19を設けておく。
Moreover, Ready-To-Eat
このようにして盛り付け材層16を形成し、既設トンネル10を内部から補強した状態で、図3に示すように、カッターリング14を旋回させつつ前進させて、残りの地山及び既設トンネル10の覆工10aを切断し、盛り付け材層16に円形の切削溝18を形成する。このようにして既設トンネル10の覆工10aが完全に切断された後、盛り付け材層16を更に切り進めることにより、止水材注入用のパイプ17の折り返し部分17aが切断される。
As shown in FIG. 3, in the state in which the serving
尚、このパイプ17の切断は、該パイプの一端のバルブ19を開くことにより、該パイプ17がカッターリング14によって切断されると切削用の冷却水が噴出し、切断を確認することができ、確認後バルブを閉じる。
The
このようにしてパイプ17が切断されるのを確認してカッターリング14による切削を停止させる。このときカッターリング14は既設トンネル10内の盛り付け材層16を円形に切削した切削溝18内に先端が挿入された状態で既設トンネル10とスキンプレート12aとの間に掛け渡された状態となる。
In this way, it is confirmed that the
然る後、図4に示すように、カッターリング14の外周面側に開口されたパイプ17より止水材21を注入する。これによって、止水材20がカッターリング14の外面側と切削溝18との隙間に充填され、既設トンネル覆工10aとカッターリング外周面間が止水される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the water stop material 21 is injected from the
この止水作業が完了した後、図5に示すように、盛り付け材層16のカッターリング内側部分を、既設トンネル10内から、人力又は掘削機を使用して破壊し、該カッターリング内の既設トンネル覆工10a及び地山土砂を除去し、カッターリング14及びスキンプレート12aを残してシールド掘進機12を解体して搬出する。尚、上述した盛り付け材層16カッターリング内側部分の除去前に、シールド掘進機12を解体し、新設トンネル11内側から既設トンネル覆工10a及び前記盛り付け材層16を除去してもよい。
After this water stop operation is completed, as shown in FIG. 5, the inner portion of the
然る後、図6に示すように、スキンプレート12a及びカッターリング14内に必要な覆工11aを形成して既設、新設の両トンネル10,11の接続を完了する。
Thereafter, as shown in FIG. 6, a necessary covering 11a is formed in the
前述の例では、止水材注入用のパイプ17をU字状に折り返して埋設しているが、図7に示すように、カッターリングの内周面側になるよう切削溝18に交差させる位置に埋設し、その一端側を埋め殺し、他端側を既設トンネル10内に導出させてもよい。
In the above-described example, the
また、盛り付け材層16には、コンクリート又はこれと同等程度の強度を有する合成樹脂材料が使用できる。
In addition, the
10 既設トンネル
10a 覆工
11 新設トンネル
11a 覆工
12 シールド掘進機
12a スキンプレート
13 カッターヘッド
14 カッターリング
15 ビット
16 盛り付け材層
17 パイプ
17a 折り返し部
17b トンネル内導出部
18 切削溝
19 バルブ
20 止水材
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記既設トンネルの新設トンネル接続位置内面に、該既設トンネル覆工の前記カッターリングによる切削が完了した状態時に該カッターリングの先端が既設トンネル内に突出しない厚さにコンクリート又はこれと同程度の強度を有する合成樹脂材料を盛り付けた盛り付け材層を予め形成しておき、前記カッターリングによって既設トンネルの覆工及び盛り付け材層の途中までを切削後、該既設トンネルの覆工及び盛り付け材層のカッターリング内側を撤去して貫通孔を開口させることを特徴としてなる既設トンネルへのシールド接続工法。 Using a shield machine with a rotatable cutter ring with a cutting bit at the tip, excavate a new tunnel in a direction intersecting the existing tunnel, and advance the cutter ring at a position close to the existing tunnel. In the shield connection method to the existing tunnel that forms a through hole by cutting the lining of the existing tunnel,
On the inner surface of the existing tunnel connection position of the existing tunnel, when the cutting of the existing tunnel lining is completed by the cutter ring, the thickness of the cutter ring is such that the tip of the cutter ring does not protrude into the existing tunnel, or the same strength as this. A covering material layer with a synthetic resin material having the above-mentioned structure is formed in advance, and the existing tunnel lining and the covering material layer cutter are cut by the cutter ring to the middle of the lining of the existing tunnel and the covering material layer. A shield connection method to an existing tunnel, characterized by removing the inside of the ring and opening a through hole.
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