JP5550879B2 - How to build a tunnel - Google Patents
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Description
本発明は、道路トンネル等、合流部・分岐部や非常駐車帯などのトンネル拡幅部を有するトンネルの構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a tunnel having a tunnel widening portion such as a junction, a branching portion, or an emergency parking zone such as a road tunnel.
本出願人は、本体周面から突出可能な拡幅用カッタを備えるシールド機を用いて、トンネル断面に拡幅部を構築する技術を提案した(特許文献1参照)。 The present applicant has proposed a technique for constructing a widened portion in a tunnel cross section using a shield machine provided with a widening cutter that can protrude from the peripheral surface of the main body (see Patent Document 1).
また、本出願人は、本線トンネルと支線トンネルとの合流部を構築する技術を提案した(特許文献2参照)。具体的には、合流部の区間において、本線トンネルと支線トンネルとを互いに寄り添うように掘進すると共に、それぞれ突起付きセグメントを上部及び下部に含むほぼ円形の覆工を組み立てる。次いで、突起付きセグメントの突起部を押し出して、本線トンネルと支線トンネルの上部及び下部に突起を形成する。そして、これらの突起部間に架け渡すように鋼殻を取り付け、この鋼殻と覆工の間の空間に充填材を充填して本線トンネルと支線トンネルの覆工を一体化させ、これら本線トンネルと支線トンネルと鋼殻とからなる覆工の断面の包絡線がほぼ円形になるように構築する。これによれば、地上から開削することなく、シールド機に工夫を必要とせず、それらのコストを削減することができる。また、合流される本線トンネルを供用しながら、シールドトンネルの合流部を構築することができる。 In addition, the present applicant has proposed a technology for constructing a junction between a main tunnel and a branch tunnel (see Patent Document 2). Specifically, in the section of the junction, the main tunnel and the branch tunnel are dug so as to be close to each other, and a substantially circular lining including a segment with a protrusion at the upper part and the lower part is assembled. Next, the projections of the segments with projections are extruded to form projections on the upper and lower portions of the main tunnel and the branch tunnel. Then, a steel shell is attached so as to be bridged between these protrusions, and the space between the steel shell and the lining is filled with a filler to integrate the lining of the main tunnel and the branch tunnel. And the envelope of the cross section of the lining consisting of the branch tunnel and steel shell is constructed so as to be almost circular. According to this, without cutting from the ground, it is not necessary to devise the shield machine, and it is possible to reduce their costs. In addition, the merging part of the shield tunnel can be constructed while using the merged main tunnel.
ところで、本線トンネルと支線トンネルの突起部間に鋼殻を架け渡すには、本線トンネルと支線トンネルとの間の地盤を掘削する必要がある。大深度の地下では水圧が高いため、凍結工法による地盤改良が最も確実性に優れる。 By the way, in order to bridge the steel shell between the protrusions of the main line tunnel and the branch line tunnel, it is necessary to excavate the ground between the main line tunnel and the branch line tunnel. Since the water pressure is high in the deep underground, ground improvement by the freezing method is most reliable.
凍結工法では、図18に示すように、まず、本線トンネル1及び支線トンネル5の上方及び下方にパイロットトンネル11を形成する。次に、パイロットトンネル11から本線トンネル1及び支線トンネル5に向けて凍結管12を地盤中に設置する。その後、凍結管12に不凍液を循環させることで、地盤を凍結する。すると、図18に示すように、本線トンネル1と支線トンネル5とを跨ぐように、上下にアーチ状の凍結地盤10が造成される。凍結地盤10をアーチ状に形成することで、土圧及び水圧に耐えることができる。このアーチ状の凍結地盤10よりも内側の部分の地盤を掘削することで、鋼殻を設置するのに必要な空間を確保することができる。
In the freezing method, as shown in FIG. 18, first, a
しかし、パイロットトンネル11から本線トンネル及び支線トンネルに向けて凍結管12を地盤中に設置するので、図18に示すように、アーチ状の凍結地盤よりも外側にパイロットトンネル11を形成する必要がある。このため、パイロットトンネル11により仮設構造が高さを要し、大深度地下に仮設構造を形成するために、より深い位置に本線トンネル及び支線トンネルを形成する必要が生ずる。また、パイロットトンネル11の周囲はアーチ形を形成するのに不要であり、不要な部分を凍結するエネルギーの無駄が生じ、工費が高価となる。
However, since the
本発明の課題は、トンネルの拡幅部や合流部を安価に形成することができるトンネルの構築方法を提供することである。 The subject of this invention is providing the construction method of the tunnel which can form the wide part of a tunnel, and a junction part at low cost.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、トンネルの構築方法であって、
ほぼ平行に掘進される本線トンネル及び支線トンネルよりも上方及び下方のみに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルとほぼ平行にパイロットトンネルを1本ずつ掘削し、
次に、前記パイロットトンネルから前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部及び下部の地盤に、不凍液が循環される凍結管をアーチ状に挿入し、
次に、前記パイロットトンネル内に充填材を充填し、
前記凍結管に不凍液を循環させることで前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部及び下部の地盤のみをアーチ状に凍結させ、次に、前記本線トンネル及び支線トンネルの前記覆工間の地中を掘削するとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上下部のセグメントの外周側の地中を掘削して空洞部を形成し、
その後、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部のセグメント間に上部の連結部材を架け渡すとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの下部のセグメント間に下部の連結部材を架け渡すことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
Only the upper and lower than the main tunnel and branch tunnel is substantially parallel to excavation, drilling one by one pilot tunnel substantially parallel to the main tunnel and the branch tunnel,
Next, a freezing pipe through which antifreeze is circulated is inserted in an arch shape from the pilot tunnel to the upper and lower grounds of the main tunnel and the branch tunnel.
Next, the pilot tunnel is filled with a filler,
Only the upper and lower ground of the main tunnel and the branch tunnel are frozen in an arch shape by circulating antifreeze through the freezing pipe, and then excavated in the ground between the linings of the main tunnel and the branch tunnel And excavating the ground on the outer peripheral side of the upper and lower segments of the main tunnel and the branch tunnel to form a cavity,
Thereafter, an upper connecting member is bridged between the upper segments of the main tunnel and the branch tunnel, and a lower connecting member is bridged between the lower segments of the main tunnel and the branch tunnel.
本発明によれば、トンネルの拡幅部や合流部を安価に形成することができる。 According to the present invention, the widened portion and the merging portion of the tunnel can be formed at low cost.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1は本発明を適用した一実施形態の構成としてトンネル合流部の一体化覆工を示したものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an integrated lining of a tunnel junction as a configuration of an embodiment to which the present invention is applied.
図示のように、トンネル合流部において、本線トンネル1は、ランプトンネル5に対し反対側の一般セグメント2と、上下の押出セグメント3とから覆工が構成される。
また、本線トンネル1に接近してほぼ平行に掘進される支線トンネルであるランプトンネル5は、本線トンネル1に対し反対側の一般セグメント6と、上下の押出セグメント7ととから覆工が構成される。
As shown in the drawing, the
The
そして、本線トンネル1の上下の押出セグメント3と、ランプトンネル5の上下の押出セグメント7とには、上下の連結部材9が架け渡される。連結部材9は、図示のようにアーチ状をなすもので、具体的には、鋼製支保工91と、その内側の合成セグメント92とから構成される。
上下のアーチ状をなす連結部材9と、その両側方に連続する一般セグメント2、6及び押出セグメント3、7とにより、外圧に強い楕円形状のトンネル合流部が構築される。
The upper and lower connecting
The connecting
本線トンネル1の押出セグメント3は鋼製で、図2に示すように、セグメント本体31の中間部の一部に形成された四角形の開口部32に、ボックス状突出部33を内外周方向へ突出可能に嵌合して組み付けたものである。
ボックス状突出部33は、上面部及び四周の側面部から構成されて、セグメント本体31の厚みのほぼ倍の厚みを有するもので、セグメント本体31と同様、内部に補強リブ34を有している。このボックス状突出部33は、セグメント本体31と外周面をほぼ面一とした状態で、開口部32において仮止めボルト35を小凹部36に突き当ててセグメント本体31に仮組付されている。この仮組付状態において、ボックス状突出部33のセグメント本体31から内周側に突出した部分には、押出完了時の本組付のためのボルト孔37が形成されている。
The
The box-
ランプトンネル5の押出セグメント7は鋼製で、図3に示すように、セグメント本体71の中間部の一部に形成された四角形の開口部72に、ボックス状突出部73を内外周方向へ突出可能に嵌合して組み付けたものである。
ボックス状突出部73は、上面部及び四周の側面部から構成されて、セグメント本体71の厚みのほぼ倍の厚みを有するもので、セグメント本体71と同様、内部に補強リブ74を有している。このボックス状突出部73は、セグメント本体71と外周面をほぼ面一とした状態で、開口部72において仮止めボルト75を小凹部76に突き当ててセグメント本体71に仮組付されている。この仮組付状態において、ボックス状突出部73のセグメント本体71から内周側に突出した部分には、押出完了時の本組付のためのボルト孔77が形成されている。
The
The box-
上下の連結部材9の外側には、施工時には凍結工法により、本線トンネル1とランプトンネル5とを跨ぐように、断面略アーチ形の凍結地盤10、10が形成されている。具体的には、上下の連結部材9の外側には、パイロットトンネル11、11が形成されている。パイロットトンネル11、11から本線トンネル1及びランプトンネル5の一般セグメント2・6に向けて凍結管12が挿入されている。また、パイロットトンネル11、11の内部には充填材13が充填されている。凍結管12に不凍液を循環させ、周囲の地盤を冷却することで、断面略アーチ形の凍結地盤10、10が形成される。
On the outside of the upper and lower connecting
次に、トンネルの拡幅部を構築する方法について図4〜図17を用いて説明する。
まず、図4に示すように、地盤中に本線トンネル1を形成する。このとき、本線トンネルは、一般セグメント2、押出セグメント3及び切削セグメント4から形成する。一般セグメント2及び押出しセグメント3に対し、切削セグメント4は薄いものを用いてもよい。切削セグメント4は、ランプトンネル5を掘削するシールド掘削機のカッタによって掘削可能な材料からなる。
次に、押出セグメント3において、図示しない油圧ユニット等による押出装置を用いてボックス状突出部33を外周側に押し出す。
そして、ボックス状突出部33の押出完了後、そのボルト孔37において、セグメント本体31の開口部32の周壁に対しボックス状突出部33をボルトにより固定状態に組み付けておく。次に、上下の押出セグメント3の間に隔壁セグメント14を設置する
Next, a method for constructing the widened portion of the tunnel will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 4, the
Next, in the
Then, after the extrusion of the box-shaped projecting
次に、図5に示すように、隔壁セグメント14と一般セグメント2との間の空間に内部支保工15を設置する。次に、隔壁セグメント14と切削セグメント4との間の空間に裏込め材16を裏込め充填する。
Next, as shown in FIG. 5, an
次に、図6に示すように、地盤中にランプトンネル5を形成する。このとき、ランプトンネル5は、一般セグメント6、押出セグメント7及び撤去用セグメント8から形成する。
なお、ランプトンネル5を掘削するシールド掘削機のカッタによって切削セグメント4が切削される。
Next, as shown in FIG. 6, the
The cutting
次に、押出セグメント7において、図示しない油圧ユニット等による押出装置を用いてボックス状突出部73を外周側に押し出す。
なお、この押し出しに先立ち、予め仮止めボルト75を抜き取っておく。ボックス状突出部73の押出完了後は、そのボルト孔77において、セグメント本体71の開口部72の周壁に対しボックス状突出部73をボルトにより固定状態に組み付けておく。
Next, in the
Prior to this extrusion, the
次に、図7に示すように、ランプトンネル5からパイロットトンネル11、11用のシールド掘削機を発進させ、パイロットトンネル11、11を形成する。
次に、図8に示すように、パイロットトンネル11,11から本線トンネル1及びランプトンネル5の一般セグメント2・6に向けて地盤中に凍結管12を挿入する。その後、パイロットトンネル11、11の内部に充填材13を充填する。次に、凍結管12に不凍液を循環させることで、地盤を凍結する。すると、図8に示すように、本線トンネルと支線トンネルとを跨ぐように、上下にアーチ状の凍結地盤10が造成される。なお、パイロットトンネル11、11の内部に充填材13が充填されているため、パイロットトンネル11、11が凍結地盤10とともにアーチを形成する。このため、以後の工程において凍結地盤10よりも内側の部分の地盤を掘削する際にも、土圧及び水圧に耐えることができる。以後、トンネルの拡幅部が完成するまで不凍液の循環を循環させ、地盤の冷却を継続する。
次に、ランプトンネル5の内部にも内部支保工18を設置する。
Next, as shown in FIG. 7, a shield excavator for the
Next, as shown in FIG. 8, the freezing
Next, an
次に、図9に示すように、ランプトンネル5の内部に作業構台17を設置する。そして、上部の撤去用セグメント8の一部を撤去する。次に、図10に示すように、本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工間の上部の地盤を掘削し、空洞部を形成する。このとき、アーチ形の凍結地盤10が形成されているため、素掘りで地盤を掘削することができる。なお、撤去用セグメント8を撤去した部分が空洞部への出入口となる。
Next, as shown in FIG. 9, a
次に、図11に示すように、掘削された上部の空洞部の天井部において、長尺鋼管フォアパイリング施工などにより鋼製支保工91を形成する。次に、図12に示すように、鋼製支保工91の下部に合成セグメント92を取り付ける。次に、図13に示すように、合成セグメント92を支持する支保工19を組み立てる。次に、合成セグメント92とボックス状突出部33、73との間にコンクリート93を打設する。
Next, as shown in FIG. 11, a
その後、図14に示すように、支保工19、撤去用セグメント8と隔壁セグメント14との間の裏込め材16を除去する。さらに、図15、図16に示すように、撤去用セグメント8と切削セグメント4との間の地盤を掘削するとともに、切削セグメントを除去する。そして、撤去用セグメント8と隔壁セグメント14との間に内部支保工20を設置する。
Thereafter, as shown in FIG. 14, the
次に、図17に示すように、掘削された空洞部の底部においても、長尺鋼管フォアパイリング施工などにより鋼製支保工91を形成する。次に、鋼製支保工91の上部に合成セグメント92を取り付ける。次に、合成セグメント92とボックス状突出部33、73との間にコンクリート93を打設する。
Next, as shown in FIG. 17, the
その後、内部支保工15、18、20、撤去用セグメント8及び隔壁セグメント14を完全に撤去する。以上により、図1に示すようにトンネルの拡幅部が構築される。
以上のとおり、上下の連結部材9が形成される位置よりも外側の地盤に断面略アーチ形の凍結地盤10を設けることで、凍結地盤10よりも内側の部分の地盤を掘削する際に、土圧及び水圧に耐えることができる。
Thereafter, the
As described above, by providing the
また、パイロットトンネル11、11の内部に充填材13を充填し、パイロットトンネル11、11が凍結地盤10とともにアーチを形成するため、仮設構造の高さを抑えることができる。さらに、アーチ形の凍結地盤10を形成するのに不要な部分を凍結しないため、エネルギーの無駄がなく、工期を短縮でき、工費を安価に抑えることができる。
Moreover, since the inside of the
1 本線トンネル
2、6 一般セグメント
3、7 押出セグメント
4、8 撤去用セグメント
5 支線トンネル
9 連結部材
10 凍結地盤
11 パイロットトンネル
12 凍結管
13 充填材
14 隔壁セグメント
15、18、19 内部支保工
16 裏込め材
17 作業構台
31、71 セグメント本体
32、72 開口部
33、73 ボックス状突出部
34、74 補強リブ
35、75 仮止めボルト
36、76 小凹部
37、77 ボルト孔
91 鋼製支保工
92 合成セグメント
1
Claims (1)
次に、前記パイロットトンネルから前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部及び下部の地盤に、不凍液が循環される凍結管をアーチ状に挿入し、
次に、前記パイロットトンネル内に充填材を充填し、
前記凍結管に不凍液を循環させることで前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部及び下部の地盤のみをアーチ状に凍結させ、次に、前記本線トンネル及び支線トンネルの前記覆工間の地中を掘削するとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上下部のセグメントの外周側の地中を掘削して空洞部を形成し、
その後、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部のセグメント間に上部の連結部材を架け渡すとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの下部のセグメント間に下部の連結部材を架け渡すことを特徴とするトンネルの構築方法。 Only the upper and lower than the main tunnel and branch tunnel is substantially parallel to excavation, drilling one by one pilot tunnel substantially parallel to the main tunnel and the branch tunnel,
Next, a freezing pipe through which antifreeze is circulated is inserted in an arch shape from the pilot tunnel to the upper and lower grounds of the main tunnel and the branch tunnel.
Next, the pilot tunnel is filled with a filler,
Only the upper and lower ground of the main tunnel and the branch tunnel are frozen in an arch shape by circulating antifreeze through the freezing pipe, and then excavated in the ground between the linings of the main tunnel and the branch tunnel And excavating the ground on the outer peripheral side of the upper and lower segments of the main tunnel and the branch tunnel to form a cavity,
Thereafter, an upper connecting member is bridged between the upper segments of the main tunnel and the branch tunnel, and a lower connecting member is bridged between the lower segments of the main tunnel and the branch tunnel. How to build.
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