JP4193592B2 - Start / arrival method of propulsion pipe and start / reach section - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、推進管の発進・到達工法および発進・到達部のセグメントに関し、例えばパイプルーフ工法によって大断面トンネルを構築するに際し、並行に掘進されたシールド孔の間に山止め工として設置する推進管(鋼管)の施工などで用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】
非開削工法による地下構造物の構築工法として、例えば図10に図示するように、シールド(シールド機)を地中に押し進めて円形または矩形断面のシールド孔30,31を並行に掘進した後、このシールド孔30と31間に中間部の山止め工として複数の推進管(鋼管)32を架け渡し、その内側を掘削して中間部を拡幅する、いわゆるパイプルーフ工法が知られている(例えば特許文献1,2,3参照)。
【0003】
本工法において、推進管32は先端に推進機を備え、一方のシールド孔30側から他方のシールド孔31側に推進させてシールド孔30と31間に設置し、推進管32の両端は発進側および到達側の両方においてシールド孔30と31にそれぞれ貫通させている。
【0004】
この場合、シールド孔30および31のセグメントを推進機によって直接切削することはできないことから、セグメントの一部を撤去してシールド孔30と31の側部に孔を設け、そこに推進管32の端部をそれぞれ貫通させている。
【0005】
【特許文献1】
特公平6−102955号公報
【特許文献2】
特公平7−76507号公報
【特許文献3】
特開平7−81486号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このため、推進管の発進部と到達部の施工に際しては、セグメントを一部撤去しても周囲の土砂や地下水がシールド孔内に流入するのを防止し、安定した状態で施工できるように周囲の地山を予め地盤改良する必要があった。
【0007】
従来、この種の地盤改良には高圧噴射攪拌工法や凍結工法などが用いられているが、特に高圧噴射攪拌工法は地上から行う必要があるため、工事が大規模になりやすい等の問題があった。
【0008】
また、凍結工法はシールド孔の内側からも施工は可能であるが、特に粘性土地盤の場合、凍上・解凍沈下および凍結による膨張圧がシールド孔のセグメントに悪影響を及ぼすおそれがあった。また、いずれの方法も、工期の長期化が免れず、しかも工事費が嵩む等の課題があった。
【0009】
本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に大規模な地盤改良を必要とせず、施工コストの削減、施工の省力化および工期の短縮化等を可能にした推進管の発進・到達工法および発進・到達部のセグメントを提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の推進管の発進・到達工法は、推進管の発進部または到達部に設置されたセグメントに開口部を設け、当該開口部に固化材からなる外殻を設け、当該外殻にエントランスパイプを突設し、当該エントランスパイプを貫通させて推進管を推進させる推進管の発進・到達工法において、前記エントランスパイプの内側に冷却管を設置し、当該冷却管にブラインを循環させることを特徴とするものである。
【0011】
本願発明は、推進管の発進側または到達側において、シールド孔のセグメントを推進機で直接切削しながら推進管をセグメントに貫通させることを可能にしたことにより、これまで必要とされた大規模な地盤改良を省略して施工の大幅な省力化と施工コストの削減等を図ることができるものである。
【0012】
この場合、推進管の発進部または到達部に設置されるセグメントは、鋼殻セグメント、合成セグメント、RCセグメントまたはPCセグメント等、いずれのセグメントでもよいが、製作上や施工上の観点すら鋼殻セグメントが望ましい。
【0013】
また固化材には、推進機による切削が容易なように、例えばFRPまたはファイバーモルタル、あるいはファイバーコンクリート等を用いるのがよい。
【0015】
また、外殻の内側に取り付けられたエントランスパイプに推進管を通すことで、外殻を貫通する推進管の周囲(推進管と貫通孔との間)からシールド孔内に流れ込む地下水や土砂の流入を阻止することができるものである。この場合、通常の鋼管をエントランスパイプとして用いることができる。
【0016】
請求項2記載の推進管の発進・到達工法は、請求項1記載の推進管の発進・到達工法において、エントランスパイプの内側に止水パッキンを取り付けることを特徴とするものである。
【0017】
本願発明は、エントランスパイプと推進管との隙間を流入する地下水や土砂を止水パッキンによって確実に阻止することができる。この場合、止水パッキンは所定間隔おきに複数取り付けることで、地下水や土砂の流入をより確実に阻止することができる。
【0018】
請求項3記載の推進管の発進・到達工法は、請求項1または2記載の推進管の発進・到達工法において、エントランスパイプの内側に冷却管をコイル状に取り付けることを特徴とするものである。
【0019】
本願発明は、特にエントランスパイプと推進管との隙間を流入する地下水や土砂を凍結することで、地下水や土砂の流入をより確実に阻止することができるものである。この場合、流入する地下水や土砂の量に応じて、コイル部分の長さを適当に調節することにより凍結能力(止水能力)を高めることができる。
【0020】
請求項4記載の推進管の発進・到達部のセグメントは、推進管の発進部または到達部に設置されるセグメントであって、前記推進管が貫通する部分に開口部を有し、かつ当該開口部に着脱自在に取り付けられたセグメントカバーと、当該セグメントカバーの地山側に形成された固化材からなる外殻と、前記セグメントカバーに取り付けられ、前記推進管が貫通可能なエントランスパイプと、当該エントランスパイプの内側に取り付けられた冷却管とを備えてなることを特徴とするものである。
【0021】
請求項5記載の推進管の発進・到達部のセグメントは、請求項4記載の推進管の発進・到達部のセグメントにおいて、固化材として繊維補強コンクリートが用いられてなることを特徴とするものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1,2はそれぞれ、並行に掘進されたシールド孔の間にパイプルーフとして設置された推進管の発進部と到達部を示し、図において、シールド孔1の地山は複数の鋼殻セグメント2によって覆工され、特に推進管3の発進部と到達部は、例えば図4に図示するような鋼殻セグメント4によって覆工されている。
【0023】
いずれの鋼殻セグメント2と4にも中詰めとしてコンクリート5が充填され、コンクリート5は推進管3の中にもその全長にわたって充填されている。
【0024】
また、推進管3の両端部は鋼殻セグメント4に接続金具6と連結ピン7によってピン接合されていることで、推進管3に発生した曲げモーメントの鋼殻セグメント4側への伝達が軽減されるようになっている。
【0025】
この場合、推進管3側に突設された接続金具6が連結ピン7を軸に回転することから、推進管3の端部が接続金具6の回転に追従して回転が可能なように、推進管3の端部に鋼管中折れ機構を備えた接続部3aが設けられている。この場合の鋼管中折れ機構としては、例えば鋼管の端部どうしを鞘管方式で接続し、その接続部にベアリングを介在することにより、鋼管の接続部が一定量折れるようにする方法がある。
【0026】
また、鋼殻セグメント4の上に受け台8が取り付けられ、受け台8にシールド孔1内に立設された補強用の支柱9の端部が接続されている。なお、推進管3の発進部と到達部は下側と上側の両側に上下対称に設置されているが、図においては下側についてのみ図示され、上側は省略されている。
【0027】
鋼殻セグメント4は、シールド孔1の円周方向に平行に設置された複数の主桁4a,4aとこの主桁4a,4a間にシールド孔1の軸方向に平行に設置された複数の縦リブ4b,4bとこれら主桁4aおよび縦リブ4bとからなる枠体の地山側に取り付けられたスキンプレート4cとから形成されている。
【0028】
また、各鋼殻セグメント4の推進管3の貫通する部分には、スキンプレート4cとコンクリート5はなく、開口部10が矩形状に形成され、開口部10の内周に主桁4a,4aと縦リブ4b,4bとからなる開口枠が形成されている。
【0029】
そして、開口部10にセグメントカバー11が着脱自在に取り付けられ、その地山側に固化材からなる外殻12が所定の厚さに形成されている。
【0030】
セグメントカバー11は、シールド孔1の円周方向に平行に設置された複数の主桁11a,11aとこの主桁11a,11a間にシールド孔1の軸方向に平行に設置された複数の縦リブ11b,11bとこれら主桁11aおよび縦リブ11bとからなる枠体の地山側に取り付けられたスキンプレート11cとから形成されている。
【0031】
また、セグメントカバー11は開口部10内に着脱自在にはめ込まれ、かつ両側の主桁11a,11aとその両端側の縦リブ11b,11bを開口枠の主桁4a,4aと縦リブ4b,4bにそれぞれボルト止めすることにより着脱自在に取り付けられている。
【0032】
外殻12は、推進管3の端部が貫通する際、推進管3の先端に設置された推進機13によって切削が容易なように繊維補強コンクリート等の固化材を所定の厚さに充填して形成されている。
【0033】
また、外殻12の内側は、セグメントカバー11を取り外し、エントランスパイプ(ガイド管)14が取り付けられるように形成されている。エントランスパイプ14は推進管3が外殻12を先端の推進機13で切削しながら貫通し、さらに地中を推進する際、地下水や土砂が推進管3の周囲(推進機13によって外殻12に形成された貫通孔)からシールド孔1内に流入するのを阻止するために設置されるものである。
【0034】
地下水や土砂の流入をより確実に阻止するために、エントランスパイプ14の先端部と外殻12との接続部に水膨潤性のチューブシール15がリング状に取り付けられ、またエントランスパイプ14の内側には止水パッキン16がリング状に複数段取り付けられている。
【0035】
さらに、エントランスパイプ14の内側に冷却管(図省略)をコイル状に設置し、この冷却管にブラインを循環させてエントランスパイプ14の内側に流入した地下水や注入された滑り材を凍結させることによっても止水が図れるようになっている。
【0036】
なお、推進管3の到達部は、上述するような発進部と同じ構造にすることで、発進部と同じ機能を得ることができるが、到達した推進管3とエントランスパイプ14との誤差が避けられないことから、止水パッキン16等による止水は現実的でない場合がある。
【0037】
そこで、図9 ( a ) , ( b ) に図示するように図示するように先端が閉合されたエントランスパイプ17内に貧配合モルタルや発泡モルタル等の固化材を充填し、到達後、滑り材の固化あるいは裏込め材の充填による止水を行った後、エントランスパイプ17を除去する構造としてもよい。
【0038】
このような構成において、次にパイプルーフ工法における推進管の発進部の施工方法について説明する。
【0039】
▲1▼ 最初に、シールド孔1,1を並行に掘進し、特に推進管3の発進部と到達部には鋼殻セグメント4をそれぞれ組み込む。そして、各鋼殻セグメント2と4の内側に中詰めとしてコンクリート5をそれぞれ打設する。
なお、コンクリート5を打設する場合、例えば鋼殻セグメント4の周縁部と開口部10の周縁部には高強度のコンクリート5を主桁4aおよび縦リブ4bに沿って枠状に打設し、その内側には低強度のコンクリートを打設することにより合理的かつ経済的な施工を行うことができる。
【0040】
(2) 次に、鋼殻セグメント4のセグメントカバー11を一時撤去する。そして、外殻12の内側にエントランスパイプ14を取り付ける。また、エントランスパイプ14と外殻12との接続部にチューブシール15を取り付ける。さらに、エントランスパイプ14の内側に止水パッキン16を取り付ける。
【0041】
▲3▼ 次に、エントランスパイプ14の先端部分に中詰め材19を充填し、続いて推進機13をセットする。そして、推進機13によって中詰材19、外殻12を順に切削しながら推進管3を鋼殻セグメント4に貫通させ、地中内を反対側のシールド孔1まで推進させる。
この場合、特にエントランスパイプ14と外殻12との接続部にチューブシール15を取り付け、さらにエントランスパイプ14の内側に止水パッキン16を取り付けておくことで、推進管3が外殻12を貫通しても、推進管3の周囲(推進機13によって外殻12に形成された貫通孔)からシールド孔1内に地下水や土砂が流入することはない。
【0042】
(4)次に、推進管3を反対側のシールド孔1まで推進させ、推進管3の施工が完了したら推進機13を引っ張って回収する。また、チューブシール15を膨張させ、かつ推進管3と外殻12との間にグラウト材を注入して推進管3と外殻12との間をシールする。
【0043】
▲5▼ 次に、エントランスパイプ14を撤去する。また、推進管3の余分な部分(鋼殻セグメント4の内側に突出した部分)を外殻12の底面部から切断して除去する。
【0044】
▲6▼ 次に、推進管3内にその全長にわたって中詰めコンクリート5を充填し、端部に接続金具6を挿入して取り付ける。
【0045】
(7) 次に、開口部10にセグメントカバー11を再び取り付け、かつセグメントカバー11に突設したブラケット21と接続金具6とを連結ピン7によって接合する。また、推進管3の端部に鋼管中折れ機構を備えた接続部3aを設ける。また、推進管3端部の空隙22にグラウト材を充填する。
【0046】
▲8▼ 次に、セグメントカバー11内に中詰めとしてコンクリート5を打設し、続いてセグメントカバー11の上に台座8を取り付け、その上に補強用の支柱9を立設する。
【0047】
なお、推進管3の到達部の施工に際しては、上述するような発進部と同じ方法によって施工は可能であるが、到達した推進管3とエントランスパイプ17との誤差が避けられないことから、止水パッキン等による止水は現実てきでない場合がある。
【0048】
そこで、図8 ( b ) および図9 ( a ) , ( b ) に図示するように、先端が閉合されたエントランスパイプ17内に貧配合モルタルや発泡モルタル等の固化材を充填し、到達後、滑り材の固化あるいは裏込め材の充填による止水を行った後、エントランスパイプ17を除去する方法としてもよい。
【0049】
【発明の効果】
本願発明は以上説明した通りであり、特に推進管の発進・到達部に設置されたセグメントに開口部を設け、当該開口部に固化材からなる外殻を形成し、当該外殻に推進管を貫通させ、推進させるこことで、これまで必要とされた発進・到達部の大規模な地盤改良は不要となり、大幅な施工の省力化および工期の短縮化、さらには建設コストの大幅な削減等を図ることができる。
【0050】
また、外殻部の内側にセグメントカバーが着脱自在に取り付けられているので、推進機によって直接切削することが可能であるとともに、推進管の発進・到達部のセグメントとしての安定な構造と本設として満足しうる止水構造を得ることができる等の効果がある。
【0051】
さらに、セグメントカバーと推進管との間にフレキシブルな材料を介在することで、推進管を介してセグメントに作用する軸力とせん断力を低減することができ、さらに地震時の過大な荷重も吸収することができる等の効果もあり、これに伴ってセグメントの補強の軽減効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】推進管の発進部の構造を示し、(a)はその縦断面図、(b)はその平面図である。
【図2】推進管の到達部の構造を示し、(a)はその縦断面図、(b)はその平面図である。
【図3】並行に掘進されたシールド孔およびシールド孔間にパイプルーフとして設置された推進管を示す断面図である。
【図4】推進管の発進・到達部に設置される鋼殻セグメントの一例を示す斜視図である。
【図5】(a),(b)は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図6】(a),(b)は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図7】(a),(b)は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図8】(a),(b)は推進管の到達部の施工方法を示す断面図である。
【図9】(a),(b),(c)は推進管の到達部の施工方法を示す断面図である。
【図10】パイプルーフ工法を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シールド孔
2 鋼殻セグメント
3 推進管
4 鋼殻セグメント
5 中詰めのコンクリート
6 接続金具
7 連結ピン
8 受け台
9 支柱
10 開口部
11 セグメントカバー
12 外殻
13 推進機
14 エントランスパイプ(ガイド管)
15 チューブシール
16 止水パッキン
17 エントランスパイプ
19 中詰材
21 ブラケット
22 空隙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the start / reach method of the propulsion pipe and the segment of the start / reach part, for example, when constructing a large section tunnel by the pipe roof method, the propulsion is installed as a mountain stop between the shield holes dug in parallel It is used in the construction of pipes (steel pipes).
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 10 , for example, as shown in FIG. 10 , the shield (shielding machine) is pushed into the ground and the
[0003]
In this construction method, the
[0004]
In this case, since the segments of the
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-102955 [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 7-76507 [Patent Document 3]
JP-A-7-81486 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, when constructing the starting and reaching parts of the propulsion pipe, the surrounding earth and sand and groundwater are prevented from flowing into the shield hole even if part of the segment is removed so that the surrounding area can be constructed stably. It was necessary to improve the ground in advance.
[0007]
Conventionally, high-pressure jet agitation and freezing methods have been used for this type of ground improvement. However, since the high-pressure jet agitation method must be performed from the ground, there is a problem that the construction tends to be large-scale. It was.
[0008]
The freezing method can also be applied from the inside of the shield hole. However, especially in the case of viscous land, frost heaving, thawing subsidence, and expansion pressure due to freezing may adversely affect the shield hole segment. In addition, both methods have problems such as an inevitable extension of the construction period and an increase in construction costs.
[0009]
The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and does not require a particularly large-scale ground improvement, and the propulsion pipe that enables reduction of construction cost, labor saving of construction, shortening of construction period, etc. The purpose is to provide a start / reach method and a start / reach segment.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The starting and reaching method of the propulsion pipe according to
[0011]
The invention of the present application has made it possible to penetrate the propulsion pipe through the segment while directly cutting the segment of the shield hole with a propulsion device on the start side or the arrival side of the propulsion pipe, so By omitting ground improvement, it is possible to save labor and reduce construction costs.
[0012]
In this case, the segment installed in the starting or reaching part of the propulsion pipe may be any segment such as a steel shell segment, a composite segment, an RC segment, or a PC segment. Is desirable.
[0013]
For the solidified material, for example, FRP, fiber mortar, or fiber concrete may be used so that cutting with a propulsion device is easy.
[0015]
Also, by passing the propulsion pipe through the entrance pipe attached to the inside of the outer shell, inflow of groundwater and earth and sand flowing into the shield hole from around the propulsion pipe (between the propulsion pipe and the through hole) that penetrates the outer shell Can be prevented. In this case, a normal steel pipe can be used as the entrance pipe.
[0016]
The starting and reaching method for the propulsion pipe according to
[0017]
In the present invention, groundwater and earth and sand flowing into the gap between the entrance pipe and the propulsion pipe can be reliably prevented by the water-stopping packing. In this case, inflow of groundwater or earth and sand can be more reliably prevented by attaching a plurality of water-stopping packings at predetermined intervals.
[0018]
The starting and reaching method of the propulsion pipe according to
[0019]
In the present invention, inflow of groundwater and earth and sand can be more reliably prevented by freezing groundwater and earth and sand that particularly flows through the gap between the entrance pipe and the propulsion pipe. In this case, the freezing ability (water stoppage ability) can be increased by appropriately adjusting the length of the coil portion in accordance with the amount of groundwater or earth and sand flowing in.
[0020]
The segment of the start / reach part of the propulsion pipe according to
[0021]
The segment of the start / reach part of the propulsion pipe according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 and 2 each show a starting portion and a reaching portion of a propulsion pipe installed as a pipe roof between shield holes dug in parallel. In the figure, the ground of the
[0023]
Both the
[0024]
Further, since both end portions of the
[0025]
In this case, since the connection fitting 6 protruding from the
[0026]
Further, a
[0027]
The
[0028]
In addition, the
[0029]
A
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Further, the inside of the
[0034]
In order to more reliably prevent the inflow of groundwater and earth and sand, a water-
[0035]
Further, a cooling pipe (not shown) is installed inside the
[0036]
The reaching portion of the
[0037]
Accordingly, FIG. 9 (a), filling the solidifying material such as poor mixing mortar or foam mortar in the
[0038]
Next, a construction method for the starting portion of the propulsion pipe in the pipe roof construction method will be described.
[0039]
(1) First, the shield holes 1 and 1 are dug in parallel, and the
In addition, when placing
[0040]
(2) Next, the
[0041]
(3) Next, the front end portion of the
In this case, in particular, the
[0042]
(4) Next, the
[0043]
(5) Next, the
[0044]
{Circle around (6)} Next, filling
[0045]
(7) Next, the
[0046]
(8) Next, the
[0047]
Note that the construction of the reaching portion of the
[0048]
Therefore, and FIG. 8 (b) and FIG. 9 (a), filling the solidifying material such as poor mixing mortar or foam mortar in the
[0049]
【The invention's effect】
The invention of the present application is as described above, and in particular, an opening is provided in a segment installed in the start / reach part of the propulsion pipe, an outer shell made of a solidified material is formed in the opening, and the propulsion pipe is provided in the outer shell. Through the penetration and propulsion, there is no need for large-scale ground improvement at the start / arrival section, which has been required so far, drastically reducing labor and shortening the construction period, and drastically reducing construction costs. Can be achieved.
[0050]
In addition, since the segment cover is detachably attached to the inside of the outer shell, it can be cut directly by a propulsion unit, and a stable structure as a segment of the start / reach part of the propulsion pipe can be installed. As a result, it is possible to obtain a satisfactory water stop structure.
[0051]
Furthermore, by interposing a flexible material between the segment cover and the propulsion pipe , the axial force and shearing force acting on the segment via the propulsion pipe can be reduced, and excessive loads during an earthquake are also absorbed. The effect of reducing the reinforcement of the segment can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the structure of a starting portion of a propulsion pipe, wherein (a) is a longitudinal sectional view thereof and (b) is a plan view thereof.
FIGS. 2A and 2B show a structure of a reaching portion of a propulsion pipe, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view thereof, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a propulsion pipe installed as a pipe roof between shield holes excavated in parallel and between the shield holes;
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a steel shell segment installed at a start / reach part of a propulsion pipe.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing a construction method of a starting portion of a propulsion pipe.
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing a construction method of a starting portion of a propulsion pipe.
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing a construction method of a starting portion of a propulsion pipe.
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views showing a method for constructing a reaching portion of a propulsion pipe. FIGS.
FIGS. 9A, 9B, and 9C are cross-sectional views showing a construction method of a reaching portion of a propulsion pipe.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a pipe roof construction method.
[Explanation of symbols]
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15
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