JP4587918B2 - How to construct a junction and junction of shield tunnel - Google Patents
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本発明は、本線シールドトンネルに分岐合流シールドトンネルを接合してトンネルの分岐合流部を形成するシールドトンネルの分岐合流部施工方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a branching / merging portion of a shield tunnel in which a branching / merging shield tunnel is joined to a main shield tunnel to form a branching / merging portion of the tunnel.
例えば、地中に先行形成された本線トンネルにランプトンネル等の分岐合流トンネルを接続する工法として、分岐合流部分の地盤を開削して立坑を設け、この立坑の内部において本線トンネルと分岐合流トンネルとを接合する工法が考えられる。また、このような開削工法は、特に都市部においては、地上での施工スペースや用地の確保等に問題がある上、周囲への環境問題も生じやすくなることから、地中において分岐合流トンネルと本線トンネルとを接合する工法として、例えば本線トンネルと分岐合流トンネルとを間隔をおいて別々に施工し、この間隔部分の上下を覆って山留部材を圧入したり、地盤改良を行ってから、当該間隔部分を掘削して両者を繋ぐ工法(例えば、特許文献1参照)や、本線トンネルの分岐部または合流部に大断面のトンネルを形成し、この大断面のトンネル内部から分岐(合流)方向に小断面のシールドトンネルを分岐合流トンネルとして掘進していく工法(例えば、特許文献2参照)等、種々の工法が提案されている。 For example, as a method of connecting a branch and confluence tunnel such as a ramp tunnel to a main tunnel formed in the ground, a ground shaft is formed by excavating the ground of the branch and confluence portion, and a main tunnel and a branch and confluence tunnel are formed inside the shaft. A method of joining the two is considered. In addition, such an open-cut method has a problem in securing construction space and site on the ground, especially in urban areas, and environmental problems to the surroundings are likely to occur. As a method of joining the main tunnel, for example, the main tunnel and the branch and confluence tunnel are separately constructed with an interval, covering the top and bottom of this interval portion and press-fitting a retaining member, or after improving the ground, A method of excavating the gap portion to connect the two (for example, see Patent Document 1), or forming a large-section tunnel at the branching or merging portion of the main tunnel, and branching (merging) direction from inside the large-section tunnel Various methods have been proposed, such as a method of excavating a shield tunnel having a small cross section as a branching and converging tunnel (see, for example, Patent Document 2).
また、これらの分岐合流トンネルと本線トンネルとを地中で接合する従来の工法では、地中の深部において大掛かりな地盤改良や山留支保工を施す必要があるため、施工コストが増大し、工期も長くなる。これに対して、施工コストの低減や、工期の短縮を図ることを目的として、シールド掘進機によって地中に先行形成された本線トンネルの接合側面部分を分岐合流トンネル用のシールド掘進機によって切削可能に構成し、この切削可能な部分を直接切削させつつ分岐合流トンネル用のシールド掘進機を掘進させ、本線トンネルに到達させることにより、本線トンネルと分岐合流トンネルとを地中で連通させる工法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献3に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法によれば、分岐合流トンネル用のシールド掘進機によって本線トンネルの接合側面部分を直接切削して本線トンネルと分岐合流トンネルとを接合することにより、施工コストの低減や、工期の短縮を効果的に図ることが可能になると考えられるが、実際の施工にあたっては、本線トンネルは、接合側面部分を切削されることによって断面欠損を生じることになり、本体覆工が施されるまでの間、分岐合流部の構造が周囲の地盤からの土圧や水圧に対して不安定な状態となりやすい。したがって、分岐合流トンネル用のシールド掘進機によって本線トンネルの接合側面部分を直接切削して本線トンネルと分岐合流トンネルとを接合する工法を採用するにあたって、周囲の地盤からの土圧や水圧を安定して支持しながら効率良く分岐合流部の施工を行うことのできる技術の開発が要望されている。 According to the method for constructing a branching / merging portion of a shield tunnel described in Patent Document 3, the main side tunnel and the branch / merging tunnel are joined by directly cutting the joining side surface portion of the main tunnel using a shield tunneling machine for the branching / merging tunnel. However, it is thought that it will be possible to effectively reduce the construction cost and shorten the construction period, but in actual construction, the main line tunnel will cause cross-sectional defects by cutting the joint side part. Until the body lining is applied, the structure of the branching / merging portion tends to be unstable with respect to earth pressure and water pressure from the surrounding ground. Therefore, when adopting a construction method in which the main tunnel and the junction tunnel are joined by directly cutting the junction side part of the main tunnel with the shield tunneling machine for the branch junction tunnel, the earth pressure and water pressure from the surrounding ground are stabilized. Therefore, there is a demand for the development of a technology that can efficiently perform the construction of the branch / merge part while supporting it.
本発明は、分岐合流トンネル用のシールド掘進機によって本線トンネルの接合側面部分を直接切削して本線トンネルと分岐合流トンネルとを接合することにより分岐合流部を形成する施工方法において、本線トンネルの接合側面部分を切削してから本体覆工が施されるまでの間、周囲の地盤からの土圧や水圧を安定して支持しながら効率良く分岐合流部の施工を行うことのできるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a construction method for forming a branch / merging portion by directly cutting a joint side surface portion of a main tunnel with a shield tunneling machine for the branch / merging tunnel to join the main tunnel and the branch / merging tunnel. Shield tunnel bifurcation that enables efficient construction of branch junctions while stably supporting the earth pressure and water pressure from the surrounding ground until the body lining is applied after the side surface is cut The purpose is to provide a method for constructing a junction.
本発明は、本線シールドトンネルに分岐合流シールドトンネルを接合してトンネルの分岐合流部を形成するシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの接合側面部分のトンネル外郭体を分岐合流シールド掘進機によって切削可能な切削セグメントを用いて形成する工程と、前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの内部の前記切削セグメントよりも中央側に、上下方向からの荷重を支持する本線仮設中柱を立設配置すると共に、該本線仮設中柱よりも前記切削セグメント側に前記分岐合流シールド掘進機によって切削可能な貧配合固化材を充填固化する工程と、前記切削セグメント及び前記貧配合固化材を切削しつつ前記分岐合流シールド掘進機を掘進させて、前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの接合側面部分に前記分岐合流シールドトンネルの接合側部を摺り付ける工程と、前記分岐合流シールドトンネルの接合側部のトンネル外郭体を貫通して、前記本線シールドトンネルの接合側面部分とは反対側の内壁面と、前記分岐合流シールドトンネルの接合側部とは反対側の内壁面との間に横方向仮設支持梁を設置すると共に、前記分岐合流シールドトンネルの接合側部よりも中央側に上下方向からの荷重を支持する分岐合流線仮設中柱を立設配置し、且つ前記本線シールドトンネルの接合側面部分と前記分岐合流シールドトンネルの接合側部との摺り付け部分の周囲の地盤に地盤改良を施す工程と、前記本線シールドトンネルの接合側面部分の未切削の切削セグメント及び前記分岐合流シールドトンネルの接合側部のトンネル外郭体を撤去する工程と、前記接合側面部分の切削セグメントを撤去した後の前記本線シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面、前記接合側部のトンネル外郭体を撤去した後の前記分岐合流シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面、及び横方向本設支持梁との当接面を備える接続ピースを、前記切削セグメントを撤去して露出した前記接合側面部分の上下の地山面を覆って各々配置すると共に、横方向仮設支持梁と置き代えるようにして、上下の前記接続ピースの当接面と前記本線シールドトンネルの接合側面部分とは反対側の内壁面との間に前記横方向本設支持梁を各々架設する工程と、前記本線仮設中柱及び前記分岐合流線仮設中柱を撤去する工程とを含むシールドトンネルの分岐合流部施工方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。 The present invention is a method for constructing a branching / merging part of a shield tunnel that joins a branching / merging shield tunnel to a mains shield tunnel to form a branching / merging part of the tunnel, wherein the junction side part of the mains shield tunnel in the branch / merging part A step of forming the tunnel outer body using a cutting segment that can be cut by a branching / merging shield machine, and a load from the vertical direction on the center side of the cutting segment inside the main shield tunnel at the branching / merging portion. And a step of filling and solidifying a poorly mixed solidified material that can be cut by the branching and merging shield machine on the cutting segment side of the main line temporary intermediate pillar to support the standing temporary intermediate pillar, The branch merging shield machine is advanced while cutting the poor blend solidifying material, and the branch A step of sliding the junction side portion of the branch and merge shield tunnel to the junction side surface portion of the main shield tunnel in the flow portion, and a tunnel outer body of the junction side portion of the branch and merge shield tunnel, A lateral temporary support beam is installed between the inner wall surface on the opposite side to the joining side surface portion and the inner wall surface on the opposite side to the joining side portion of the branch and merge shield tunnel, and the junction side of the branch and merge shield tunnel A branch and merge line temporary intermediate pillar that supports a load from the up and down direction in the center side than the section, and a sliding portion between the junction side surface portion of the main shield tunnel and the junction side portion of the branch junction shield tunnel A step of improving the ground around the ground, an uncut cutting segment of the joint side surface portion of the main shield tunnel, and the branch and merge seal A step of removing the tunnel outer body of the junction side portion of the tunnel, a contact surface with the end surface of the tunnel outer body of the main shield tunnel after removing the cutting segment of the side surface portion of the tunnel, and the tunnel outer portion of the joint side portion A connection piece having a contact surface with the end face of the tunnel outer body of the branch and merge shield tunnel after removing the body, and a contact surface with the lateral main support beam is exposed by removing the cutting segment. The upper and lower ground surfaces of the joint side surface portions are respectively disposed and arranged so as to be replaced with lateral temporary support beams, so that the contact surfaces of the upper and lower connection pieces and the joint side surface portions of the main shield tunnel are A shield tunnel including a step of laying the transverse main support beams between the opposite inner wall surface and a step of removing the main line temporary intermediate pillar and the branch merge line temporary intermediate pillar. The above-mentioned purpose is achieved by providing a construction method for the junction part of the junction.
また、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、前記切削セグメントが、周方向に貫通して延設配置されたPC鋼線によって周方向に緊張された状態で組み立てられており、前記分岐合流シールド掘進機の掘進方向後方側に配置された前記PC鋼線から順次撤去しながら、前記分岐合流シールド掘進機を掘進させて前記切削セグメント及び前記貧配合固化材を切削するようにすることが好ましい。 Further, according to the method for constructing a branching / merging portion of the shield tunnel according to the present invention, the cutting segment is assembled in a state of being tensioned in a circumferential direction by a PC steel wire extending and arranged in a circumferential direction. While sequentially removing from the PC steel wire arranged on the rear side in the digging direction of the merging shield machine, the branch merging shield machine is dug to cut the cutting segment and the poorly mixed solidified material. preferable.
さらに、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、前記分岐合流シールド掘進機が、略長円断面形状のシールドトンネルを、長軸の長さを調整可能に形成する機構を備えるシールド掘進機であるであることが好ましい。 Further, according to the method for constructing a branching / merging portion of the shield tunnel according to the present invention, the branching / merging shield machine includes a mechanism for forming a shield tunnel having a substantially long circular cross section so that the length of the major axis can be adjusted. It is preferable that it is.
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法によれば、分岐合流トンネル用のシールド掘進機によって本線トンネルの接合側面部分を直接切削して本線トンネルと分岐合流トンネルとを接合することにより分岐合流部を形成する施工方法において、本線トンネルの接合側面部分を切削してから本体覆工が施されるまでの間、周囲の地盤からの土圧や水圧を安定して支持しながら効率良く分岐合流部の施工を行うことができる。 According to the method for constructing a branching / merging portion of a shield tunnel according to the present invention, a branching / merging portion is formed by directly cutting a joining side surface portion of a main tunnel by a shield excavator for the branch / merging tunnel and joining the main tunnel and the branching / merging tunnel. In the construction method to form the merging section, it is efficient to stably support the earth pressure and water pressure from the surrounding ground until the main body lining is applied after cutting the joint side part of the main tunnel. Can be performed.
本発明の好ましい一実施形態に係るシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、例えば高速道路のジャンクション部において、図1に示すように、本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との分岐合流部10を地中に形成するべく、シールド工法による本線トンネル10に、シールド工法による分岐合流トンネル11を地中で直接接合する際に採用されたものである。本実施形態によれば、本線シールドトンネル11の標準断面は、例えば車線幅員が3.25mmの3車線の道路を設けることのできる大きさの円形断面となっており(図2参照)、分岐合流シールドトンネル12の標準断面は、例えば車線幅員が3.5mmの2車線の道路を設けることのできる大きさの略長円形断面となっている(図2参照)。
As shown in FIG. 1, for example, in a junction part of a highway, a method for constructing a branch / merge part of a shield tunnel according to a preferred embodiment of the present invention is a branch /
また、本実施形態の分岐合流部施工方法は、本線シールドトンネル11に対して、分岐合流シールド掘進機13を、分岐合流シールドトンネル12内の道路線形に応じた緩い角度で斜めに擦り付けるように接近させ、当該分岐合流シールド掘進機13のカッター板13aによって、本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15を構成するセグメント14を切削させつつ、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aを本線シールドトンネル11の接合側面部分11aに食い込ませて設ける工程を介して(図3参照)、本線シールドトンネル11を分岐合流シールドトンネル12に連通させるものである。
Further, the branching / merging portion construction method of the present embodiment approaches the
ここで、本実施形態によれば、本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との分岐合流部10は、本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15が分岐合流シールド掘進機13によって切削されて、本線シールドトンネル11の接合側面部分11aと分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aとが交差又は重複して配置される部分である。また、本実施形態によれば、分岐合流シールド掘進機13は、分岐合流シールドトンネル12内の道路線形を本線シールドトンネル11内の道路線形に合流させるのに必要な距離を確保できるように、予め設定された所定の長さで分岐合流部10の掘進作業を行った後に、例えばその掘進作業の終端位置に埋殺しされたり、或いはスキンプレートを残して内部の機械や設備が撤去されて、分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16の一部として利用されることになる。
Here, according to the present embodiment, the branch / merging
そして、本実施形態のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、本線シールドトンネル11に分岐合流シールドトンネル12を接合して、上述の分岐合流部10における、切削開始直後の始端部分を除いた主要部分を構築するための施工方法であって、図2〜図9に示すように、以下の工程a)〜g)を含んでいる。
And the branch merging part construction method of the shield tunnel of this embodiment joins the branch merging
a) 分岐合流部10における本線シールドトンネル11の接合側面部分11aのトンネル外郭体15を分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な切削セグメント14を用いて形成する工程(図2参照)、
b) 分岐合流部10における本線シールドトンネル11の内部の切削セグメント14よりも中央側に、上下方向からの荷重を支持する本線仮設中柱17を立設配置すると共に、この本線仮設中柱17よりも切削セグメント14側に分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な貧配合固化材18を充填固化する工程(図3参照)、
c) 切削セグメント14及び貧配合固化材18を切削しつつ分岐合流シールド掘進機13を掘進させて、分岐合流部10における本線シールドトンネル11の接合側面部分11aに分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aを摺り付ける工程(図3参照)、
d) 分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aのトンネル外郭体16を貫通して、本線シールドトンネル11の接合側面部分11aとは反対側の内壁面19と、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aとは反対側の内壁面20との間に横方向仮設支持梁21を設置すると共に、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aよりも中央側に上下方向からの荷重を支持する分岐合流線仮設中柱22を立設配置し、且つ本線シールドトンネル11の接合側面部分11aと分岐合流シールドトンネルの接合側部12aとの摺り付け部分の周囲の地盤に地盤改良23を施す工程(図4、図5参照)
e) 本線シールドトンネル11の接合側面部分12aの未切削の切削セグメント17及び分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aのトンネル外郭体16を撤去する工程(図6参照)、
f) 接合側面部分12aの切削セグメント17を撤去した後の本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15の端面15aとの当接面24a、接合側部12aのトンネル外郭体16を撤去した後の分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16の端面16aとの当接面24b、及び横方向本設支持梁25の一端面25aとの当接面24cを備える接続ピース24を、切削セグメント14を撤去して露出した接合側面部分12aの上下の地山面26を覆って各々配置すると共に、横方向仮設支持梁21と置き代えるようにして、上下の接続ピース24の当接面24cと本線シールドトンネル11の接合側面部分11aとは反対側の内壁面19との間に横方向本設支持梁25を各々架設する工程(図7、図8参照)、
g) 本線仮設中柱18及び分岐合流線仮設中柱21を撤去する工程(図9参照)。
a) a step of forming the tunnel
b) A main
c) While cutting the
d) An
e) a step of removing the
f) Branch and merge after removing the
g) The process of removing the main line
本実施形態の分岐合流部施工方法によれば、分岐合流部10における本線シールドトンネル11の接合側面部分11aのトンネル外郭体15を切削セグメント14を用いて形成する上記a)の工程では、図2に示すように、公知の各種のシールド掘進機を用い、3車線の道路を設けることができる大きさとして、例えば15m程度のトンネル外径を有する円形断面の本線シールドトンネル11を地中に構築する際に、シールド掘進機の後方のスキンプレート内において、円形リング形状に組み立てられるトンネル外郭体15の接合側面部分11aを構成するセグメントとして、分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な切削セグメント14を使用する。
According to the branching / merging portion construction method of the present embodiment, in the step a) in which the tunnel
ここで、分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な切削セグメント14としては、例えば、鉄筋の代わりにグラスファイバー、炭素繊維などの非金属の強化繊維を配設、配合したコンクリートセグメントや、鋼板部分を強化繊維が配合された合成樹脂に置き換えてコンクリートを充填した合成セグメント等を用いることができる。また切削セグメント14は、円形断面のトンネル外郭体15を構成する一般のセグメントと同様の形状を備え、互換性を有するように容易に形成することができ、円形リング形状に組み立てられるトンネル外郭体15の接合側面部分11aに配置しつつ他のセグメント27,28と共に一体として組み立てることができるようになっている。なお、切削セグメント14をトンネルの軸方向及び周方向に接合一体化する継手部材として、分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な材質の例えば合成樹脂からなる継手部材を用いることができるが、本実施形態では、このような継手部材に代えて、あるいはこのような継手部材に加えて、切削セグメント14を周方向に貫通するように延設配置されて切削セグメント14を緊張するPC鋼線29が用いられ、このPC鋼線29によって切削セグメント14を周方向に強固に緊結一体化している。
Here, as the
すなわち、本実施形態では、接合側面部分11aに周方向に連接配置された切削セグメント14及びこれらに隣接して配置された一般の材質の例えば鋼製セグメント27に亘って周方向に連続的に貫通形成された鋼線挿通孔に、例えばPC鋼より線からなるPC鋼線29を挿通し、これの両端部を鋼製セグメント27の内側面において定着部材30を介して緊張状態で定着する。これによって、切削セグメント14は、隣接する鋼製セグメント27と共に安定した状態で周方向に強固に緊結一体化されることになる。このようにして切削セグメント14を周方向に緊結一体化するPC鋼線29は、本線シールドトンネル11のトンネル軸方向の各リング毎に、例えば1.5m程度のピッチで配設される。また、分岐合流シールド掘進機13によって切削セグメント14及び貧配合固化材18を切削しつつ分岐合流シールドトンネル12を掘進する際には、定着部材30によるPC鋼線29の緊張状態を解除して、分岐合流シールド掘進機13の掘進方向後方側に配置されたPC鋼線29から当該PC鋼線29を順次スムーズに撤去しながら掘進作業を行って、PC鋼線29が切削作業の障害にならないようにする。
That is, in this embodiment, the
また、本実施形態では、本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15の接合側面部分11aとは反対側の部分には、横方向仮設支持梁21や横方向本設支持梁25の端部を当接支持させる鉛直な内壁面19を備える、肉厚の大な補強セグメント28が組み立てられている。
In the present embodiment, the end of the horizontal
分岐合流部10における本線シールドトンネル11の内部に本線仮設中柱17を立設配置すると共に、この本線仮設中柱17よりも切削セグメント14側に貧配合固化材18を充填固化する上記b)の工程では、図3に示すように、本線シールドトンネル11のトンネル内周面に設けた上下の取付け基台31に両端部を各々接合して、例えばH形鋼等からなる本線仮設中柱17を立設させた状態で取り付ける。本実施形態では、本線仮設中柱17は、トンネルの断面方向において中心線を挟んだ両側に一対配置されると共に、本線シールドトンネル11の軸方向には、例えば1.5m程度のピッチで複数間隔をおいて配置されることになる。また、接合側面部分11a側の本線仮設中柱18の接合側面部分11a側の面に支持させて、固化材充填用形枠を取り付けた後に、当該固化材充填用形枠と接合側面部分11aの内側面とによって囲まれる空間に、例えば分岐合流シールド掘進機13によって切削可能な貧配合モルタルからなる貧配合固化材18を打設し、充填固化させる。
The above-mentioned b) in which the main line temporary
本線シールドトンネル11の内部に立設配置された本線仮設中柱17は、本線シールドトンネル11に負荷される土圧や水圧による縦方向の荷重を効果的に支持して、本線シールドトンネル11の接合側面部分11aが切削されて断面欠損が生じた場合でも、本線シールドトンネル11のトンネル形状を強固かつ安定的に保持することになる。また、本線仮設中柱17よりも切削セグメント14側に充填固化された貧配合固化材18もまた、本線シールドトンネル11の接合側面部分11aが切削された際のトンネル形状を強固かつ安定的に保持する機能を発揮すると共に、分岐合流シールド掘進機13によって接合側面部分11aを切削した時に生じる隙間から、土砂や地下水が本線シールドトンネル11の内部に流入するのを効果的に阻止することになる。
The main line temporary
切削セグメント14及び貧配合固化材18を切削しつつ分岐合流シールド掘進機13を掘進させて、分岐合流部10における本線シールドトンネル11の接合側面部分11aに分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aを摺り付ける上記c)の工程では、図1及び図3に示すように、分岐合流シールド掘進機13として、好ましくは略長円断面形状のシールドトンネルを、長軸の長さを調整可能に形成する機構を備えるシールド掘進機を用いることができる。このような機構を備える分岐合流シールド掘進機13としては、例えば特開2001−317292号公報に記載のシールド掘進機を使用することができる。
While cutting the cutting
特開2001−317292号公報に記載のシールド掘進機は、例えば、シールド本体の前部に、公転支持体をシールド軸心周りに回転自在に配設し、この公転支持体に、シールド軸心と平行で楕円シールド軸心から所定距離偏心したカッタ自転軸を回転自在に配設し、このカッタ自転軸の前部に設けられたカッタヘッドを、正面視で頂部がルーロの三角形の頂点位置に膨出する形状とし、トンネルの通常部と拡張部とを連続掘削可能としたものである。また、通常部の掘削時に、公転支持体を所定位置で固定し、カッタ自転軸を回転駆動して円形断面のトンネルを掘削するように構成し、拡張部の掘削時に、公転支持体とカッタ自転軸とを同一方向で回転速度比が3対1となるように回転駆動することにより楕円形断面或いは略長円形断面のシールドトンネルを掘削するように構成したものである。 In the shield machine described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-317292, for example, a revolution support body is rotatably disposed around the shield axis at the front part of the shield body, and the revolution support body includes a shield axis and A cutter rotation shaft that is parallel and offset by a predetermined distance from the ellipse shield axis is rotatably arranged, and the cutter head provided at the front of the cutter rotation shaft swells at the apex position of the triangle with the top portion being a luro in front view. The shape is to be extended, and the normal part and the extended part of the tunnel can be continuously excavated. In addition, the revolving support is fixed at a predetermined position when excavating the normal part, and the cutter rotation shaft is driven to rotate to excavate a tunnel having a circular cross section. When the extended part is excavated, the revolving support and the cutter rotate. A shield tunnel having an elliptical cross section or a substantially oval cross section is excavated by rotationally driving the shaft in the same direction so that the rotational speed ratio is 3: 1.
分岐合流シールド掘進機13として、略長円断面形状のシールドトンネルを、長軸の長さを調整可能に形成する機構を備えるシールド掘進機を用いることにより、本線シールドトンネル11内の幹線道路に擦り付けられる分岐合流シールドトンネル12内の道路の道路線形に沿った、効率の良い分岐合流シールド掘進機13による掘進作業を行うことが可能になる。また、本実施形態によれば、分岐合流シールドトンネル12の略長円形状の断面における、上下の直線部分から本線シールドトンネル11側の曲線部分へのコーナー部分が、本線シールドトンネル11の接合側面部分11aとの交差部分に配置されるような位置関係で、本線シールドトンネル11と重なるように分岐合流シールドトンネル12が形成されている。これによって、鋼製接続ピース24を介して横方向本設支持梁25を各々架設することにより、本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12に亘って一体となったトンネルの本体覆工35(図9参照)を設ける際に、当該本体覆工35を効率良く、より安定した状態で形成することが可能になる。
As the branching and merging
分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aのトンネル外郭体16を貫通して横方向仮設支持梁21を設置すると共に、分岐合流シールドトンネル12の内部に分岐合流線仮設中柱22を立設配置し、且つ本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との摺り付け部分の周囲の地盤に地盤改良23を施す上記d)の工程では、図4及び図5に示すように、本線シールドトンネル11或いは分岐合流シールドトンネル12の内部からの作業により、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aにおけるトンネル外郭体16に、上下2段に、且つトンネルの軸方向に例えば1.5m程度のピッチで、支持梁貫通穴34を、複数間隔をおいて開口形成すると共に、当該支持梁貫通穴34に対応する部分の固化材充填用形枠及び貧配合固化材18を撤去する。
A horizontal
しかる後に、例えばH形鋼等からなる横方向仮設支持梁21を、溶接等によって適宜継ぎ足しながら支持梁貫通穴34に挿通すると共に、本線シールドトンネル11の内壁面19と分岐合流シールドトンネル12の内壁面20に各々設けた取付け基台32に両端部を各々接合して、これらの内壁面19,20に亘って略水平に延設するように設置する。また、分岐合流シールドトンネル12のトンネル内周面に設けた上下の取付け基台33に上下の端部を各々接合して、例えばH形鋼等からなる分岐合流線仮設中柱22を、トンネルの軸方向に例えば1.5m程度のピッチで複数間隔をおいて立設状態で取り付ける。さらに、例えば公知の凍結止水工によって、本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との摺り付け部分の周囲の地盤に、接合側面部分11aの未切削の切削セグメント17を覆うようにして地盤改良23を施す。
After that, the transverse
本線シールドトンネル11の内壁面19と分岐合流シールドトンネル12の内壁面20に亘って設置された横方向仮設支持梁21は、擦り付けられて一体となった本線シールドトンネル11及び分岐合流シールドトンネル12に負荷される土圧や水圧による横方向の荷重を効果的に支持して、本線シールドトンネル11の接合側面部分12aの未切削の切削セグメント17が撤去された際にも、トンネル形状を強固かつ安定的に保持することになる。また、分岐合流シールドトンネル12の内部に立設配置された分岐合流線仮設中柱22は、分岐合流シールドトンネル12に負荷される土圧や水圧による縦方向の荷重を効果的に支持して、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aが撤去されて断面欠損が生じた際にも、分岐合流シールドトンネル12のトンネル形状を強固かつ安定的に保持することになる。さらに、本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との摺り付け部分の周囲の地盤に施された地盤改良23は、未切削の切削セグメント17を撤去して本線シールドトンネル11の接合側面部分12aの地山が露出した際に、露出した地山が崩壊したり地下水が流入するのを効果的に防止することになる。
The horizontal
本線シールドトンネル11の接合側面部分12aの未切削の切削セグメント17及び分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aのトンネル外郭体16を撤去する上記e)の工程では、図6に示すように、本線シールドトンネル11或いは分岐合流シールドトンネル12の内部からの作業によって、容易に擦り付け部分の切削セグメント17やトンネル外郭体16を撤去することができる。すなわち、例えば固化材充填用形枠及び貧配合固化材18を取り除いた後に、接合側面部分12aの未切削の切削セグメント17をハツリ取ると共に、分岐合流シールドトンネル12の接合側部12aのトンネル外郭体16を解体する。このような作業中、トンネル11,12及びこれの周囲の地盤は、本線仮設中柱17、横方向仮設支持梁21、分岐合流線仮設中柱22、地盤改良23等によって強固かつ安定した状態で補強されているので、これらの撤去作業を安全に、且つスムーズに行うことが可能になる。
In the step e) for removing the
所定の当接面24a,24b,24cを備える例えば鋼製の接続ピース24を、露出した接合側面部分12aの上下の地山面26を覆って各々配置すると共に、横方向仮設支持梁21と置き代えるようにして、接続ピース24の当接面24cと本線シールドトンネル11の接合側面部分11aとは反対側の内壁面19との間に横方向本設支持梁25を各々架設する上記f)の工程では、図7及び図8に示すように、切削セグメント17を撤去した後の本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15の端面15aとの当接面24a、接合側部12aのトンネル外郭体16を撤去した後の分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16の端面16aとの当接面24b、及び横方向本設支持梁25の一端面25aとの当接面24cを備え、且つ円弧状の地山当接面24dを有する鋼製の接続ピース24を使用する。なお、接続ピース24は、トンネル軸方向に例えば1.5m程度の長さを備えるように形成されており、分岐合流シールド掘進機13の掘進方向上流側から、例えば1.5mの施工ピッチ毎に、切削セグメント17及び接合側部12aのトンネル外郭体16を撤去し、横方向仮設支持梁21と置き換えて横方向本設支持梁25を架設する作業を、順次行ってゆくことになる。
For example, a
横方向仮設支持梁21と置き代えて横方向本設支持梁25を架設する工程では、まず接続ピース24を、地山当接面24dを地山面26に密着させ、当接面24aを本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15の端面15aに当接させ、当接面24bを分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16の端面16aに当接させた状態で、地山面26を覆って切削セグメント17が撤去された接合側面部分12aに取り付ける。これによって、当該接続ピース24を介して本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15と分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16とが強固に接合一体化されることになり、横方向本設支持梁25や、必要に応じて本線仮設中柱17の一部を撤去することが可能になる。本実施形態では、トンネルの断面方向の一対の本線仮設中柱17のうち、分岐合流シールドトンネル12側の本線仮設中柱17を撤去する。
In the step of installing the horizontal
接続ピース24を取り付けると共に、横方向本設支持梁25を撤去したら、接続ピース24の当接面24cと本線シールドトンネル11の内壁面19との間に横方向本設支持梁25を架設する。本実施形態では、横方向本設支持梁25は、鋼製ピース部25bとコンクリート部25cとからなり、鋼製ピース部25bの一端面25aを接続ピース24の当接面24cとの接合面として、鋼製ピース部25bが取り付けられる。また鋼製ピース部25bの他端面と、本線シールドトンネル11の内壁面19との間には、残置された本線仮設中柱17を部分的に巻き込むようにして現場打ちコンクリートを打設することにより、コンクリート部25cが形成される。横方向本設支持梁25の一部を現場打ちコンクリートによって形成することにより、横方向本設支持梁25の現場合わせが容易になる。
When the
このように、摺り付け部に接続ピース24を介材させて、本線シールドトンネル11のトンネル外郭体15と、分岐合流シールドトンネル12のトンネル外郭体16と、横方向本設支持梁25とを接合一体化させることにより、周囲の地盤からの土圧や水圧をパランス良く支持することが可能な、分岐合流部10における強固かつ安定した分岐合流部10の本体覆工35が形成されることになる。
In this way, the connecting
さらに、本線仮設中柱18及び分岐合流線仮設中柱21を撤去する上記g)の工程では、図9に示すように、本体覆工35によって周囲の地盤からの荷重を強固に支持したトンネル内部での作業によって、分岐合流線仮設中柱22や、コンクリート部25cに巻き込まれた部分を除いた本線仮設中柱17が撤去され、また必要に応じて止水凍結による地盤改良23を解凍して、分岐合流部10の主要部分の施工が完了する。なお、構築された本体覆工35の内部には、さらに舗装工事や内装覆工工事等が適宜施工されることになる。
Further, in the step g) for removing the main line temporary
そして、本実施形態によれば、上述の工程a)〜g)に従って分岐合流部10が形成されることにより、分岐合流シールド掘進機13によって本線トンネル11の接合側面部分11aを直接切削して本線シールドトンネル11と分岐合流シールドトンネル12との分岐合流部10を形成する施工方法において、本線トンネル11の接合側面部分11aを切削してから本体覆工35が施されるまでの間、本線仮設中柱17、横方向仮設支持梁21、分岐合流線仮設中柱22、地盤改良23等によって周囲の地盤からの土圧や水圧を安定した状態で効果的に支持しながら、効率良く分岐合流部10の施工を行うことが可能になる。
And according to this embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、切削セグメントを周方向に連結する手段として、PC鋼線を用いる必要は必ずもなく、分岐合流シールド掘進機として、長軸の長さを調整可能な略長円断面形状のシールド掘進機を用いる必要は必ずしもない。また、本線シールドトンネルは、円形断面以外の、楕円断面や略矩形断面等を備えるシールドトンネルであっても良く、分岐合流シールドトンネルもまた、略長円断面形状以外の、円形断面や楕円断面等の断面形状を備えるシールドトンネルとすることもできる。さらに、分岐合流部を形成する本線シールドトンネルや分岐合流シールドトンネルは、道路トンネル以外の、例えば地下鉄用のトンネルや、下水道用のトンネル等であっても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, it is not always necessary to use a PC steel wire as a means for connecting cutting segments in the circumferential direction, and a shield machine with a substantially oval cross-sectional shape capable of adjusting the length of the major axis is used as a branch / merge shield machine. It is not always necessary to use it. Further, the main shield tunnel may be a shield tunnel having an elliptical cross section or a substantially rectangular cross section other than a circular cross section, and the branching / merging shield tunnel is also a circular cross section or an elliptic cross section other than a substantially oval cross section. A shield tunnel having a cross-sectional shape of Further, the main shield tunnel and the branch / merging shield tunnel forming the branch / merging portion may be, for example, a subway tunnel or a sewer tunnel other than the road tunnel.
10 分岐合流部
11 本線シールドトンネル
11a 本線シールドトンネルの接合側面部分
12 分岐合流シールドトンネル
12a 分岐合流シールドトンネルのの接合側部
13 分岐合流シールド掘進機
14 切削セグメント
15 本線シールドトンネルのトンネル外郭体
15a シールドトンネルの先端部
16 分岐合流シールドトンネルのトンネル外郭体
17 本線仮設中柱
18 貧配合固化材
19 本線シールドトンネルの接合側面部分とは反対側の内壁面
20 分岐合流シールドトンネルの接合側部とは反対側の内壁面
21 横方向仮設支持梁
22 分岐合流線仮設中柱
23 地盤改良
24 接続ピース
24a 接続ピースの本線シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面
24b 接続ピースの分岐合流シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面
24c 接続ピースの横方向本設支持梁の一端面との当接面
25 横方向本設支持梁
25a 横方向本設支持梁の一端面
25b 横方向本設支持梁の鋼製ピース部
25c 横方向本設支持梁のコンクリート部
26 接合側面部分の地山面
27 鋼製セグメント
28 補強セグメント
29 PC鋼線
30 定着部材
35 本体覆工
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの接合側面部分のトンネル外郭体を分岐合流シールド掘進機によって切削可能な切削セグメントを用いて形成する工程と、
前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの内部の前記切削セグメントよりも中央側に、上下方向からの荷重を支持する本線仮設中柱を立設配置すると共に、該本線仮設中柱よりも前記切削セグメント側に前記分岐合流シールド掘進機によって切削可能な貧配合固化材を充填固化する工程と、
前記切削セグメント及び前記貧配合固化材を切削しつつ前記分岐合流シールド掘進機を掘進させて、前記分岐合流部における前記本線シールドトンネルの接合側面部分に前記分岐合流シールドトンネルの接合側部を摺り付ける工程と、
前記分岐合流シールドトンネルの接合側部のトンネル外郭体を貫通して、前記本線シールドトンネルの接合側面部分とは反対側の内壁面と、前記分岐合流シールドトンネルの接合側部とは反対側の内壁面との間に横方向仮設支持梁を設置すると共に、前記分岐合流シールドトンネルの接合側部よりも中央側に上下方向からの荷重を支持する分岐合流線仮設中柱を立設配置し、且つ前記本線シールドトンネルの接合側面部分と前記分岐合流シールドトンネルの接合側部との摺り付け部分の周囲の地盤に地盤改良を施す工程と、
前記本線シールドトンネルの接合側面部分の未切削の切削セグメント及び前記分岐合流シールドトンネルの接合側部のトンネル外郭体を撤去する工程と、
前記接合側面部分の切削セグメントを撤去した後の前記本線シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面、前記接合側部のトンネル外郭体を撤去した後の前記分岐合流シールドトンネルのトンネル外郭体の端面との当接面、及び横方向本設支持梁との当接面を備える接続ピースを、前記切削セグメントを撤去して露出した前記接合側面部分の上下の地山面を覆って各々配置すると共に、横方向仮設支持梁と置き代えるようにして、上下の前記接続ピースの当接面と前記本線シールドトンネルの接合側面部分とは反対側の内壁面との間に前記横方向本設支持梁を各々架設する工程と、
前記本線仮設中柱及び前記分岐合流線仮設中柱を撤去する工程とを含むシールドトンネルの分岐合流部施工方法。 A method for constructing a branching / merging part of a shield tunnel in which a branching / merging shield tunnel is joined to a main line shield tunnel to form a branching / merging part of the tunnel,
Forming a tunnel outer body of the joint side surface portion of the main shield tunnel in the branch merge section using a cutting segment that can be cut by a branch merge shield machine;
A main temporary middle pillar that supports a load from above and below is erected on the center side of the cutting segment inside the main shield tunnel at the branching junction, and the cutting segment is more than the main temporary middle pillar. Filling and solidifying the poor blend solidified material that can be cut by the branching and merging shield machine on the side;
While cutting the cutting segment and the poor compounding solidified material, the branch merging shield tunneling machine is dug, and the joint side portion of the branch merging shield tunnel is slid onto the joint side surface portion of the main shield tunnel in the branch merging portion. Process,
An inner wall surface on the opposite side to the junction side portion of the main shield tunnel, and an inner side on the opposite side to the junction side portion of the branch and merge shield tunnel, through the tunnel outer body on the junction side portion of the branch and merge shield tunnel A horizontal temporary support beam is installed between the wall surface and a branch / merging line temporary middle column that supports a load from the vertical direction on the center side of the junction side portion of the branch / merging shield tunnel; and A step of performing ground improvement on the ground around the sliding side portion between the joint side portion of the main shield tunnel and the joint side portion of the branch and merge shield tunnel;
Removing the uncut cutting segments of the joint side surface portion of the main shield tunnel and the tunnel outer body of the joint side portion of the branch and merge shield tunnel; and
The contact surface with the end face of the tunnel outer body of the main shield tunnel after removing the cutting segment of the joint side surface part, and the tunnel outer body of the branch and merge shield tunnel after removing the tunnel outer body of the joint side part A connecting piece having a contact surface with the end surface of the metal plate and a contact surface with the lateral support beam is disposed so as to cover the ground surfaces above and below the joint side surface exposed by removing the cutting segment. At the same time, the horizontal permanent support beam is replaced between the contact surface of the upper and lower connection pieces and the inner wall surface on the opposite side to the joint side surface portion of the main shield tunnel so as to replace the horizontal temporary support beam. Installing each beam; and
A branch merging portion construction method for a shield tunnel, including a step of removing the main line temporary middle pillar and the branch merging line temporary middle pillar.
The branching and merging of shield tunnels according to claim 1 or 2, wherein the branching and merging shield machine is a shield machine having a mechanism for forming a shield tunnel having a substantially oval cross section so that the length of the major axis can be adjusted. Part construction method.
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