JP3908464B2 - Construction method of underwater tunnel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式立坑を持つ水底輸送トンネルシステムの計画されたルート上の水底領域上あるいは中に立設されるコンクリート/鋼製構造物の使用による水底トンネルの構築方法に関するもので、該乾式立坑は、前記構造物から分岐トンネル面が設置できる水底下の深さまで構築される。
ここに記載される技術は、水中での鉱業の用途に適応できる。
【0002】
【従来の技術】
水底に掘られた長いトンネルの構築には何年もかかり、トンネルのルート上に存在する地質に大きく左右される。イギリスとフランスを結ぶ英仏海峡トンネルの場合、トンネル掘削機(TBM)が、適した地質であるチョーク泥灰土の不透水層中を削孔するために七年間用いられた。それに対して、イギリス海峡と同程度の間隔広がる領海下に日本の本州と北海道を結ぶ青函トンネルは、より深いトンネルであるが、激しい断層をもつ岩体という難しい地質条件であったため、完成に至るまで17年かかった。これらのトンネルは、現在までに構築された最も長い水底トンネルであり、両トンネルとも結ばれる各陸部の出発地点、すなわちイギリスとフランス及び本州と北海道から削孔された。各々の場合において、ワークフェイスは最後にルートを貫通させるために、ほぼ中間地点でぶつかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術に対してなされたものであり、新しい水底トンネルの構築及び作業方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するための、本発明は、海により離れている二つの大陸を結ぶ水底輸送トンネルの促進構築方法であって、二つの各大陸及び二大陸間の海のほぼ中間地点からトンネル工事を行い、中間地点からのトンネル工事はトンネルを構築するために適した深さの水底位置に低部ライナーを設置することによって行われ;
低部ライナーの上の位置に、全長に延びた穴を有し甲板設備を有するコンクリートあるいはコンクリート/鋼の構造物を牽引し、
低部ライナー上に、前記甲板設備を有するコンクリートあるいはコンクリート/鋼の構造物を、穴が構造物全長に延びるように立設し;
構造物の穴を介して低部ライナーの上端までタイバックライナーを通し;結合した低部ライナーとタイバックライナーから土壌及び水を排出し;低部ライナーの下端からトンネルの必要とされる深さまで立坑を削孔し;穴、低部ライナー、立坑は削孔装置及び坑内装置が通過できる十分な大きさの直径を有し;立坑の下端に空洞を削孔し;該空洞で坑内装置を組み立て;空洞から延びるトンネルシステムを構築することからなる水底輸送トンネルの促進構築方法である。
【0005】
前記方法には、複数の立坑及び空洞が、適切で最適なトンネルの位置にトンネル深さまで削孔されることが好ましく、また構造物が水底上のコンクリートの基礎ブロック上に立設され、前記ブロックは枠組みとプレートから組み立てられる型枠により区切られ、補強棒からなる内部マトリックスを有することが好ましい。
【0006】
また、水底に取り付けられた後の組み立てられた型枠によって作られた内部空間にセメントスラリーが送りこまれることが好ましく、水底へ取り付けられる前に、組み立てられた型枠内のコンクリートが成形されることが好ましい。
【0007】
安定性と固定を強めるため、型枠の下の掘削される領域が、セメントスラリーを受け入れるために作られ、前記領域は構造物の領域と平面図で一致することが好ましい。また複数の固定支柱は、型枠の場所の適した位置に削孔及びグラウチングされ、流し込まれたセメントが型枠の下の掘削された領域の代わりに、または補足として水底に型枠を固定するよう支柱周辺に固まるために、水底上及びその後取り付けられる型枠内全体に残る支柱が適した長さを有する。
【0008】
また、削孔装置及び坑内装置が補給大型船から持ち上げられ、構造物の甲板設備によって構造物の穴及び削抗される立坑に降ろされ、構造物は土壌の運搬、処理、処分のための装置を備え、及びその下端部また下端部付近に立設物を制御するバラストタンクを備えることが好ましい。
【0009】
また水底輸送トンネルの構築方法は、低部ライナーが、鋼性の切羽、流体を射出あるいはグラウチングするために適切なライナーの位置に排出口を接続したパイプ、及び水上の杭打ち装置に適した仮タイバック柱を有用に組み合わせることで水底に設置され、ライナーが、土壌の下の支持地盤に達する状態で、構造物のための誘導差し口、その後の機械的結合及びタイバックライナーのシーリングのための上端部の接合断面、及び構造物の穴に関しライナーを中心とするための断面上の鋼性スプリングを備えるために、ライナーの一部が水底より突き出るために十分な長さを有していることが好ましく、前記タイバックライナーは、射出あるいはグラウチングする流体をシーリング領域及び低部ライナーまで運搬するライナー壁中に組み込まれたパイプを備える。
【0010】
上記構造物が、トンネルのための支持設備として作用し、作業員及び通行者のトンネルの非常用入口及び出口となり、さらに電力、換気、揚水、トンネルの活用できる長さに渡るメンテナンスを備える装置のための敷地として作用することが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照しながら本発明を説明する。
長い水底トンネルの構築には、作業の開始に先立って掘削の最も適した方法を確定できるように、その地域の地質の詳細な調査が必要とされる。さらに本発明は、水底下のトンネルの深さまで掘られる作業用の立坑がトンネル構築のためのワークフェイス及び作業中の支持施設整備のための常設設備を備える手段として用いられる各コンクリート構造物近傍の水底の詳細な調査が必要とされる。
【0012】
コンクリート構造物が立設される各敷地の水底状態は、水底と構造物の接合場所を選択する、また設置する方法の重要な決定要因となる。水底は、覆土の少しあるまたは全くない岩盤であるか、あるいは支持に適した地層に至るまで深い覆土の媒体があるかのどちらかである。
【0013】
図1を参照すると、1以上の主要な貫通ルート及び安全にまた補助的に支持されるトンネル1をもつトンネルシステムは、水域3によって離れている陸地2の二つの区域間に乾式通路を供給する。海洋利用に使われるコンクリート/鋼の構造物4は、岩盤水底6に設置されたコンクリート/鋼の基礎ブロック5上に立設される。岩盤水底6は基礎ブロック5のための台をつくるために掘削されていることが好ましい。コンクリート構造物は、削孔装置および坑内装置が通過できるのに十分な大きさを持つ主穴あるいは立坑7を有し、また削孔作業および坑内作業をサポートするための甲板設備を有する。該甲板設備は電力、換気、引き上げ、運搬の整備とワークフェイスから切り出された材料の処理及び処分を備える。トンネル作業員の宿泊施設もまた甲板設備の一部をなしても良い。構造物の設備を支持する補足的な脚を使用することもできるが、主穴をもつコンクリート鋼の主体部は本発明の本質的要素である。
【0014】
コンクリート/鋼補強材により支持され削孔される立坑20は、構造物の立坑7から支持体を介して、空洞(不図示)が構築されるトンネルの深さまで作られ、この空洞の中でトンネル工事の機械装置が組み立てられる。本発明が用いられるそれぞれの場合では、トンネルルート上で反対方向にトンネルを掘るために、二つの付加的なワークフェイスが備えられる。二つのコンクリート構造物が取り付けられた図1のトンネルは、3倍のワークフェイスが利用できるために3倍の削孔速度があるという理由で、長い水底トンネルに用いられたこれまでの方法でトンネル削孔にかかる時間の約3分の1で完成されることが明らかである。
【0015】
基礎ブロックは特に重要なものであり、その後立設されるコンクリート/鋼構造物4の領域と平面図において一致しており、コンクリート構造物立設のために平らな面を備えるだけでなく、水底との固定、コンクリートが送り込まれる成形枠組みの上面中心に設置されることが好ましい鋼あるいはコンクリート/鋼差し口によるコンクリート構造物の誘導及び位置決め、コンクリートの固化及び水底への接合により生じる基礎ブロックと水底間のシール、及び型枠を介して水底まで続く差し口を貫き中心に位置することが好ましい穴もまた備える。
【0016】
図2を参照すると、岩盤の水底に基礎ブロックを形成する手順を以下に記載する。型枠8は鋼製であることが好ましく、切断部とプレートから作られる。型枠は、型枠8、水底9、型枠及び中心穴11の端の吊り下げ式スカート10により制限された体積内に流入した海水を効率的に排水するために、最適システムを有することが好ましく、バルブにより操作されることが好ましい。その後立設される構造物のための位置決めをする差し口12として機能する型枠上に突出部をもつ中心穴は、その後削孔装置及び坑内装置が通過できる大きさの穴である。水底9は岩盤であり、覆土を取り除くために、また用意されたコンクリートのための台を掘削するために前もって浚渫されることが好ましい。型枠は海上の大型船から動かされ、選択された位置に立設される。型枠8下のスカート10は、揚水作業完了によって型枠内にセメントスラリーを保有する。揚水作業前あるいは作業中に型枠が水平となる様に、型枠に適切に取り付けられた、好ましくは型枠の下に設置された機械ジャッキあるいは水圧ジャッキが、必要に応じて、高さを調節する。型枠8内に補強棒で作ったマトリックスが設置され、該補強棒は型枠に取り付けられるか、あるいはあらかじめ水底に立設されている。適したセメントは水上で作製され、好ましくは垂直たわみ管を介して型枠内に送り込まれ、型枠内に存在する海水を、バルブ操作排出口及びスカートの下の両方を介して排水する。過剰な量のセメントが、型枠内から海水を完全に排水するために投入される。型枠内の水底の地形を正確に確認しながら補強されたコンクリートの均一で平坦なブロックは、セメントスラリーの固化から生じる。型枠は、その存在がその後のコンクリート構造物の立設にほとんど影響がないなら、元の場所に残しておいても良く、すべての荷重がブロックによって支えられているが、適切なコーティング、電気防食、グラウチングによって型枠の損壊を最小にすることができる。型枠を差し口12及び補強棒から取り外し可能にする小さな設計の変更により、型枠を必要に応じて水上に取り出すことができる。セメント導入前に型枠内へ水を排出するための圧縮空気の使用により、より効率的な水の排出が得られる。その後セメントが入るにつれて空気が出される。これには、水底に保持される補助的なバラストを型枠に必要とする。さらに、十分に利用可能なセメント混合装置及び揚水装置があれば、基礎は、型枠が区分される必要のあるような大きさをもつ基礎とすることができ、それぞれの区画は順番にあるいは同時にセメントで固められる。
【0017】
コンクリートブロックを設置するための穴を掘削する代わりとして、その後型枠が取り付けられる場所内の岩盤の水底を削孔し、複数の支柱をグラウト注入する。型枠内に注入されたセメントが固化する時、作られたブロックが支柱に固定されそれによってブロックが水底に固定できるように、各支柱が水底より型枠内の空間に突き出るように十分な長さを残しておく。
【0018】
海中の配置前に型枠内に基礎ブロックを成形し、その後必要となるブロックをグラウチングすることがさらに好ましく、従ってより体積の小さなセメントとより確実なコンクリートの質を必要とする。
【0019】
水底状態に適するように技術的に統一性のある方式に上記で引用された方法の要素を組み合わせる手順は、当業者にとっては明らかである。その後の乾式立坑の掘り下げ作業および坑内作業を円滑に行うため、岩盤あるいは覆土のほとんどない水底にコンクリート基礎ブロックを設置するこれらの方法は、さらに急な斜面を持つ水底に応用できる。
【0020】
図3は、水底石油あるいはガス採掘産業において一般に用いられる方法(バラストタンクが構造物の高さを制御する)で、基礎ブロックの上の位置に牽引されるコンクリート/鋼の海洋構造物4を示している。構造物は、削孔装置と坑内装置及び作業員が通過し、また掘削された材料の運搬装置の取り付けに十分な大きさをもつ主穴7を有する
【0021】
図4は、基礎ブロックに立設された構造物4を示している。構造物4と基礎ブロック5間の境界部は、その後穴7が揚水されるために、穴7と海水3間のシールを行うためにグラウチングされなければならない。構造物と基礎ブロック間のグラウチングは、水上から境界部にグラウト流体を運搬するための構造物の壁に作られた専用パイプを介して行われ、パイプは差し口周辺にあることが好ましい。
【0022】
支持地盤上の場所が浚渫あるいは除去できる土壌よりも厚い土壌である場合には、異なる方法を採用しなければならない。図5を参照すると、コンクリート/鋼の低部ライナー13は、支持地盤15に至るまで土壌14に入れられる。ライナーは、その後削孔装置や坑内装置が通過できる内部の大きさを有し、また構築部材の取り付け中や作業中に受けるあらゆる重さに耐える壁厚を有する。不図示であるが、射出する泥や固定/シーリングされるグラウトが通過できるパイプは、ライナーの壁内に設置され、一般に、ライナーの上端に取り付けらた弾力のあるパイプ16を介して水上から流体が送り込まれる。
【0023】
掘削断面17はライナー13の下端部にあり、一般的に土木工学分野で用いられるように鋼製が好ましい。ライナー13は、それ自体の重さ、射出、及び壁面摩擦を減少させる必要に応じたライナー内の土壌の掘削、により深く設置される。これらの手段が必要に応じた深さにライナーを設置するのに不十分である場合には、適切な仮タイバック柱を通じて低部ライナーに取り付けられた杭打ち装置が、設置深さの最終的な到達を得る。支持地盤に到達した状態で、低部ライナーの下端部は、所定の位置にライナーを固定するために、また高透水土壌とライナー内部間にシールを備えるためにグラウチングされるべきである。この低部ライナーは、支持地盤に達し、また水底上に突出するような十分な長さを持つよう設計され、該突出はその後立設されるコンクリート構造物の誘導として機能する。
【0024】
図6は水底に突出した低部ライナー13によって誘導されてライナー上に立設され、また周囲の土壌上に設置された構造物4を示している。低部ライナー13の下部領域は前記パイプを介して送り込まれた適切なグラウト19によって固定される。油田の削孔作業やケーシング作業において管状掘削パイプを中心に位置させるために一般に使用されるタイプのセントラライザーが、突出部の外面に固定されることが好ましい。これらのセントラライザーは、ライナー及び構造物の穴がお互いの中心に設置されるようにする。ライナーは、構造物下の土壌圧縮、及び乾式立坑の構築時に存在するライナーの壁にわたる静水圧力差から生じる外面の両圧縮力に耐える。
【0025】
コンクリート/鋼のタイバックライナー18は、低部ライナー13の上端断面上に立設する構造物の主穴中を通る。機械の取り付け及びシーリングは、タイバックライナーと低部ライナーの接合断面付近で行われ、また適合するパイプがタイバックライナーにつくられるので、必要に応じて、セメントでさらに接続を固めることができる。タイバックライナー18は、削孔装置及び坑内装置が通過できる十分な大きさと、構造物の甲板の高さで境を成すための十分な長さをもつ。本発明で引用されているタイプの構造物下の土壌は時間が経つと強固になることは水底石油採掘産業で広く知られているため、タイバックライナーは上端部が短く、分離可能な要素を有することができる。ライナー立坑に漏水があった場合には、必然的にグラウトが用いられる。この特定の例において、下に横たわる土壌の降下は構造物の沈下を招くが、荷重移動は構造物によって機械的に和らげられるため、ライナーへの荷重の移動が生じることはない。
【0026】
図7には、完成予想が描かれており、立坑のトンネル深さまでの掘り下げを経て支持地盤15に乾式ルートをつくるために、浚渫と揚水によって結合したライナー(13,18)内の土壌と水が除去される。前記立坑は必要に応じコンクリート/鋼により支持され、その大きさは削孔装置と坑内装置が通過できる大きさである。空洞21はトンネル深さに作られ、そこでトンネル装置が組み立てられ、穿孔作業のため用意される。ライナー(13及び18)は、本質として、トンネル深さでの立坑20の構築を円滑にするために必要な機械的強度と耐久性を持つ乾式通路を備え、またコンクリート構造物のその後の沈降による影響をほとんど受けない。トンネル22のシステムは、現在本発明の配置から生じるワークフェイスから構築することができる。上述したように、ライナーは岩盤の水底上に設置されたコンクリート構造物内で必要に応じ使用され、基礎構造物あるいは立坑内の他の場所から水上まで固定される。
【0027】
本発明は長い水底トンネルを構築また作業するために用いられている現在の方法よりも重要な利点を有する。本発明は、作業を行うのに必要な全ての設備や施設の整備を通じて、構築時間を明らかに節約する付加的なワークフェイスをトンネルルート上の最適な位置に供給し、本質的に構築時間延長することなくトンネルの長さをさらに長くして構築することを可能とする。さらに、この事は、組み立て空洞付近の各ワークフェイス後部の防護壁及び非常用密閉設備の使用によって、さらに強められるので、各トンネル区域は他のトンネルから分離されて削孔される。構築中のある区域での水底までの取り返しのつかない崩壊の場合には、その特定の区域だけが損害を受けるが、トンネルは崩壊した区域周辺を削孔することによって完成される。入口から出口まで53キロの長さを持つ青函トンネルを検討してみると、上述した方法で本発明におけるトンネル中間地点上の一つの配置が、二つの付加的なワークフェイスシステムを反対方向に供給し、これにより構築時間を17年から8年半へと半分にする(二つ配置すると、構築時間は実際にかかった時間の三分の一に減少する)。配置の数n、標準の構築時間T及び本発明の使用による新しい構築時間tとの関係は、t=T/(1+n)となる。
【0028】
主要な水底トンネルシステム、及び非常用密閉設備を含む立坑の改良が完成すると、本発明は、これまで構築された長いトンネルシステムの水中区域中に利用できなかった換気、電力、保守点検、非常点検、作業員と通行人用出口という分離独立した整備のための常設の敷地を確保できる。トンネルシステムが長くなると、換気の要件とそれに関連する循環空気の圧力損失が大きくなる。青函トンネルの循環システムは、23キロ離れた換気立坑を配置している。本発明のシステムは、非常に短縮された計画構築時間に基づいた短い間隔で配置され、さらに完全な施設整備を確保することが予想できる。もはやトンネルの長さによるいかなる内在的な制限もない。これは以下の例によって最もよく示される。
【0029】
韓国と日本とは、中心に島が位置しているが、対馬海峡によって約200キロメートル離れている。各端点に加え、ワークフェイスの構築基点として使用される一島に加え本発明の10の海洋配置をもち、及びワークフェイス一つにつき1日当たりの平均削孔速度が10メートルである場合、全部で24のワークフェイスがあり、それぞれのワークフェイスは完成のために8.33キロメートル削孔しなければならない。削孔終了には、1年半の装置移動時間を加えて833日かかり、端と端をつないで200キロメートルの長さのあるトンネルシステムを完全に整備できる平均全完成時間は5〜6年である。
【0030】
特に興味のあるもう一つの地域は、約35キロメートルのラペルーズ海峡により離れた北海道とサハリン間である。これらの島を結ぶトンネル輸送システムそれ自体には特に興味はない。しかし橋あるいはトンネルにより5キロメートルのタータル海峡を横切るルート、またそこからコムソモーリスクナアムーレまでの当然の延長により、シベリア横断鉄道まで完全に一体化された接続が達成される。1996年における日本とヨーロッパ間の取引は1400億ドルに相当し、その90%が列車を使用する。船での運送時間は5〜6週間であるが、上述のルートで鉄道を使用すると一週間未満だろう。
【0031】
本発明により技術的に可能な、あるいはより実現可能となる他のルートは、オーストラリア−タスマニア州、ウェールズ−アイルランド、イタリア−シチリア島であるが、大体ボーンマウスからシェールブールまでの第二海峡トンネルだけが実現され、またスカンジナビア鉄道網にヘルシンキとサンクトペテルブルグを結ぶフィンランドからスウェーデンまでのトンネルシステム、台湾と中国間ルートがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 打ち込まれて位置決めされた海洋構造物をもつ水底トンネルシステムを描く。
【図2】 岩盤の水底に設置されたコンクリート/鋼の基礎を描く。
【図3】 あらかじめ取り付けられた基礎ブロック上の立設位置に引っ張られる海洋構造物を描く。
【図4】 基礎ブロック上に立設された海洋構造物を描く。
【図5】 深い土壌の水底中に設置されたコンクリート/鋼ライナーの取り付け作業を描く。
【図6】 支持地盤に乾式通路を作るために海洋構造物の穴内に取り付けられた中心タイバックライナーをもつライナー上に立設されたコンクリート/鋼の海洋構造物を描く。
【図7】 構造物から完成された立坑及びトンネルを描く。
【符号の説明】
1…トンネル、2…陸地、3…水の広がり、4…海洋構造物、
5…基礎ブロック、6…岩盤の水底、7…主穴、8…型枠、9…水底、
10…吊り下げ式スカート、11…中心穴、12…差し口、
13…低部ライナー、14…土壌、15…支持地盤、
16…パイプ、17…掘削断面、18…タイバックライナー、
19…グラウト、20…立坑、21…空洞、22…トンネル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing a submarine tunnel by using a concrete / steel structure standing on or in a submarine region on a planned route of a submarine transport tunnel system having a dry shaft. Is constructed from the structure to a depth below the bottom of the water where a branch tunnel surface can be installed.
The technology described here can be adapted for underwater mining applications.
[0002]
[Prior art]
The construction of a long tunnel dug in the bottom of the water takes years and depends greatly on the geology present on the tunnel route. In the case of the English-French Strait tunnel connecting Britain and France, a tunnel excavator (TBM) has been used for seven years to drill through the impermeable layer of chalk geologically suitable soil. On the other hand, the Seikan Tunnel connecting Honshu and Hokkaido under the territorial waters that have the same spacing as the English Channel is a deeper tunnel, but it is a difficult geological condition of a rock body with intense faults, which leads to completion. It took 17 years. These tunnels are the longest underwater tunnels constructed to date, and were drilled from the starting point of each land where both tunnels are connected, namely England and France and Honshu and Hokkaido. In each case, the work face finally collided at an intermediate point to penetrate the route.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made | formed with respect to the said prior art, and aims at providing the construction and working method of a new underwater tunnel.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned object, the present invention is a method for facilitating construction of a submarine transport tunnel that connects two continents separated by the sea, and tunnel construction is carried out from approximately the middle point of the sea between each of the two continents and the two continents. And tunnel construction from the midpoint is done by installing a low liner at the bottom of the water at a depth suitable for constructing the tunnel;
Towing a concrete or concrete / steel structure with a hole extending in the full length and having a deck facility above the lower liner,
On lower portion liner, the structure of concrete or concrete / steel with the deck equipment, and installed to a hole extending to the structure entire length;
Through a hole of the structure through the tieback liner to the upper end of the lower portion liner; a lower portion liner and tieback liner or al soil and water bound discharged; depth is from the lower end of the lower portion liner tunnels needed for The bore, lower liner, shaft has a diameter large enough for the drilling and downhole equipment to pass through; drilling a cavity at the lower end of the shaft; Assembling; A method for facilitating construction of a submarine transport tunnel comprising constructing a tunnel system extending from a cavity.
[0005]
Said method, a plurality of vertical shafts and cavities, it is preferable to be drilled to the tunnel depth position of the appropriate and optimal tunnel, also the structure is erected on a foundation block of concrete on the sea bed, said block Is preferably delimited by a formwork assembled from a frame and a plate and has an internal matrix of reinforcing bars .
[0006]
Also, it is preferable that the cement slurry is sent into the internal space created by the assembled formwork after being attached to the bottom of the water, and the concrete in the assembled formwork is molded before being attached to the bottom of the water. Is preferred .
[0007]
In order to increase stability and fixation, it is preferred that the excavated area under the mold is made to receive cement slurry, said area coinciding with the area of the structure in plan view . Also, multiple fixed struts are drilled and grooved at the appropriate location of the formwork, and the poured cement will secure the formwork to the bottom of the water instead of or as a supplement to the excavated area under the formwork In order to solidify around the struts, the struts remaining on the bottom of the water and in the entire formwork to be attached thereafter have a suitable length .
[0008]
In addition, drilling equipment and underground equipment are lifted from a large refueling ship and lowered to a structure hole and a shaft to be cut by the structure deck equipment, and the structure is equipment for transporting, treating and disposing of soil. And a ballast tank for controlling the standing structure at the lower end or in the vicinity of the lower end .
[0009]
The method of constructing underwater transport tunnel, temporary lower portion liner, suitable for steel of the working face, the pipe was connected to the outlet to a position suitable liner to eject or grouting fluids, and water of piling device A useful combination of tie-back pillars, installed at the bottom of the water, with the liner reaching the support ground under the soil, for guiding entry for structures, subsequent mechanical coupling and tie-back liner sealing To provide a steel spring on the cross-section for centering the liner with respect to the joint cross-section at the top and the hole in the structure, part of the liner is long enough to protrude from the bottom it is preferable that the tieback liner, incorporated into the liner wall carrying a fluid injection or grouting to sealing region and lower portion liners It was provided with a pipe.
[0010]
The above structure acts as a support facility for the tunnel, serves as emergency entrances and exits for tunnels for workers and passers-by, and is equipped with power, ventilation, pumping, and maintenance over the length of the tunnel that can be used. It is preferable to act as a site for the purpose .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Construction of a long submarine tunnel requires a detailed survey of the geology of the area so that the most suitable method of excavation can be determined prior to commencement of work. Furthermore, the present invention provides a work shaft that is dug to the depth of the tunnel below the bottom of the water and is used as a means including a work face for tunnel construction and permanent equipment for maintenance of support facilities during work. A detailed survey of the bottom of the water is required.
[0012]
The bottom condition of each site where concrete structures are erected is an important determinant of how to select and install the joints between the bottom and the structure. Water bottom is one of either a little is or is absolutely no rock, or until in deep soil cover of the media leading to the formation that is suitable for supporting the cover soil.
[0013]
Referring to FIG. 1, a tunnel system having one or more major penetration routes and a
[0014]
The
[0015]
The foundation block is of particular importance and coincides with the area of the concrete /
[0016]
Referring to FIG. 2, the procedure for forming the foundation block on the bottom of the rock is described below. The
[0017]
As an alternative to drilling a hole to install a concrete block, drill the bottom of the bedrock in the location where the formwork is to be installed, and grout multiple struts. When the cement injected into the mold solidifies, it is long enough so that each column protrudes from the bottom into the space in the mold so that the block made is fixed to the column and thereby the block can be fixed to the bottom. I ’ll leave that.
[0018]
It is further preferred to mold the foundation block in the mold before placement in the sea, and then grouting the required blocks, thus requiring a smaller volume of cement and a more reliable concrete quality.
[0019]
Combine elements of the methods cited above manner with technically uniformity as appropriate to the water bottom condition procedure step will be apparent to those skilled in the art. These methods of installing concrete foundation blocks on the bottom of the bed with almost no bedrock or soil cover can be applied to the bottom of a steep slope in order to facilitate the subsequent downhole and underground work of the dry shaft.
[0020]
FIG. 3 shows a concrete / steel
FIG. 4 shows the
[0022]
If the place on the supporting ground is thicker than dredged or removable soil, a different method must be adopted. Referring to FIG. 5, the concrete / steel
[0023]
The
[0024]
FIG. 6 shows the
[0025]
The concrete / steel tieback liner 18 passes through the main hole of the structure standing on the top cross section of the
[0026]
In FIG. 7, the completion prediction is drawn, and the soil and water in the liner (13, 18) combined by dredging and pumping to form a dry route to the supporting
[0027]
The present invention has significant advantages over current methods used to construct and operate long underwater tunnels. The present invention provides an additional work face at an optimal location on the tunnel route, which essentially saves construction time through the maintenance of all the equipment and facilities necessary to perform the work, essentially extending the construction time. This makes it possible to construct a tunnel with a longer length without doing so. Furthermore, this is further strengthened by the use of a protective wall and emergency sealing equipment at the back of each work face near the assembly cavity, so that each tunnel area is drilled separately from the other tunnels. In the event of an irreversible collapse to the bottom of the area under construction, only that particular area will be damaged, but the tunnel is completed by drilling around the collapsed area. Considering the Seikan tunnel with a length of 53 km from the entrance to the exit, one arrangement on the tunnel midpoint in the present invention supplies two additional work face systems in opposite directions in the manner described above. As a result, the construction time is halved from 17 years to eight and a half years (two arrangements reduce the construction time to one-third of the actual time taken). The relationship between the number n of arrangements, the standard build time T and the new build time t using the present invention is t = T / (1 + n).
[0028]
Upon completion of the main submarine tunnel system and the improvement of the shaft including the emergency sealing facility, the present invention provides ventilation, power, maintenance and emergency inspections that were not available in the underwater area of the long tunnel system constructed so far. In addition, it is possible to secure a permanent site for separate and independent maintenance of workers and passers-by exits. The longer the tunnel system, the greater the ventilation requirements and the associated circulating air pressure loss. The circulation system of Seikan Tunnel has a ventilation shaft 23km away. It can be expected that the system of the present invention is arranged at short intervals based on a greatly shortened plan construction time and further ensures complete facility maintenance. There is no longer any inherent limitation due to the length of the tunnel. This is best illustrated by the following example.
[0029]
Korea and Japan have an island at the center, but are about 200 kilometers apart by the Tsushima Strait. In addition to each end point, in addition to one island used as a work base construction base point, and having 10 ocean locations of the present invention, and the average drilling speed per day per work face is 10 meters, There are 24 work faces and each work face must be drilled 8.33 kilometers to complete. The completion of drilling takes 833 days, including one and a half years of equipment movement, and the average total completion time to complete a tunnel system with a length of 200 kilometers connecting the ends is 5 to 6 years. is there.
[0030]
Another area of particular interest is between Hokkaido and Sakhalin, separated by the La Perouse Strait, about 35 kilometers. There is no particular interest in the tunnel transport system itself connecting these islands. However, a fully integrated connection to the Trans-Siberian Railway is achieved through a bridge or tunnel through the 5 km Tartar Strait and the natural extension from there to Komsomolsk na Amur. Transactions between Japan and Europe in 1996 amounted to $ 140 billion, 90% of which use trains. The shipping time on the ship is 5-6 weeks, but if you use the railway on the above route, it will be less than a week.
[0031]
Other routes that are technically possible or more feasible according to the present invention are Australia-Tasmania, Wales-Ireland, Italy-Sicily, but only the second strait tunnel from Bournemouth to Cherbourg. In addition, there is a tunnel system from Finland to Sweden that connects Helsinki and St. Petersburg to the Scandinavian railway network, and a route between Taiwan and China.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 depicts a submarine tunnel system with a marine structure driven and positioned.
Figure 2 depicts a concrete / steel foundation installed at the bottom of a bedrock.
FIG. 3 depicts an offshore structure being pulled to a standing position on a pre-installed foundation block.
FIG. 4 depicts an offshore structure erected on a foundation block.
FIG. 5 depicts the installation work of a concrete / steel liner installed in the bottom of deep soil.
FIG. 6 depicts a concrete / steel offshore structure erected on a liner with a central tieback liner installed in a hole in the offshore structure to create a dry passage in the support ground.
FIG. 7 depicts a shaft and tunnel completed from the structure.
[Explanation of symbols]
1 ... tunnel, 2 ... land, 3 ... water spread, 4 ... offshore structures,
5 ... foundation block, 6 ... bottom of bedrock, 7 ... main hole, 8 ... formwork, 9 ... bottom of water,
10 ... Hanging skirt, 11 ... Center hole, 12 ... Inlet,
13 ... Lower liner, 14 ... Soil, 15 ... Supporting ground,
16 ... pipe, 17 ... digging section, 18 ... tie back liner,
19 ... grout, 20 ... vertical shaft, 21 ... hollow, 22 ... tunnel.
Claims (12)
低部ライナーの上の位置に、全長に延びた穴を有し甲板設備を有するコンクリートあるいはコンクリート/鋼の構造物を牽引し、
低部ライナー上に、前記甲板設備を有するコンクリートあるいはコンクリート/鋼の構造物を、穴が構造物全長に延びるように立設し;
構造物の穴を介して低部ライナーの上端までタイバックライナーを通し;結合した低部ライナーとタイバックライナーから土壌及び水を排出し;低部ライナーの下端からトンネルの必要とされる深さまで立坑を削孔し;穴、低部ライナー、立坑は削孔装置及び坑内装置が通過できる十分な大きさの直径を有し;立坑の下端に空洞を削孔し;該空洞で坑内装置を組み立て;空洞から延びるトンネルシステムを構築することからなる水底輸送トンネルの促進構築方法。This is a method of promoting construction of a submarine transport tunnel that connects two continents that are separated by the sea. Tunnel construction is carried out from almost the middle of the sea between each of the two continents and the two continents. Done by installing a lower liner at the bottom position of the depth suitable for construction;
Towing a concrete or concrete / steel structure with a hole extending in the full length and having a deck facility above the lower liner,
On the lower liner , a concrete or concrete / steel structure having the deck equipment is erected so that the hole extends the entire length of the structure;
Through a hole of the structure through the tieback liner to the upper end of the lower portion liner; a lower portion liner and tieback liner or al soil and water bound discharged; depth is from the lower end of the lower portion liner tunnels needed for The bore, lower liner, shaft has a diameter large enough for the drilling and downhole equipment to pass through; drilling a cavity at the lower end of the shaft; Assembling; A method of facilitating construction of a submarine transport tunnel comprising constructing a tunnel system extending from a cavity.
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