JP2018040146A - Tunnel reinforcement structure and construction method of tunnel reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネル補強構造およびトンネル補強構造の構築方法に関する。 The present invention relates to a tunnel reinforcement structure and a tunnel reinforcement structure construction method.
老朽化した既設トンネルを補強する場合には、トンネルの内空側から補強するのが一般的である。例えば、トンネルの内壁面に沿って内巻きコンクリートを打設する補強方法や、繊維シートや鋼板等を貼着する補強方法等がある。また、トンネル内または地上から地盤改良を行うことで、トンネルの周辺地盤を補強する場合もある。
ところが、トンネルの内壁面に沿って補強体を構築すると、トンネルの内空が狭くなるので、トンネルの機能が低下するおそれがある。また、トンネル内において補強作業を実施すると、トンネルの使用を停止する必要がある。さらに、地上からの地盤改良は、トンネルの深度によっては、作業に手間がかかるとともに、建設コストが嵩む。また、地上からの地盤改良は、地上部に作業スペースが確保できる場合に限られる。
そのため、本出願人は、特許文献１に示すように、既設トンネルの軸方向に沿って作業空間を形成した後、この作業空間から発進させた掘削手段によって既設トンネルの外周面に沿って曲線穴を掘削するとともにこの曲線穴内に固化材を注入するトンネル補強方法を開発した。
In order to reinforce an old tunnel, it is common to reinforce it from the inside of the tunnel. For example, there are a reinforcing method in which inner concrete is placed along the inner wall surface of the tunnel, a reinforcing method in which a fiber sheet, a steel plate, or the like is attached. In addition, the ground around the tunnel may be reinforced by improving the ground from inside the tunnel or from the ground.
However, if a reinforcing body is constructed along the inner wall surface of the tunnel, the inner space of the tunnel becomes narrower, which may reduce the function of the tunnel. Also, if reinforcement work is performed in the tunnel, it is necessary to stop the use of the tunnel. Furthermore, ground improvement from the ground takes time and effort for construction depending on the depth of the tunnel. Moreover, ground improvement from the ground is limited to the case where a working space can be secured on the ground.
Therefore, as shown in Patent Document 1, the present applicant forms a working space along the axial direction of the existing tunnel and then forms a curved hole along the outer peripheral surface of the existing tunnel by excavating means started from the working space. We have developed a tunnel reinforcement method that excavates and injects solidified material into the curved hole.
特許文献１に記載のトンネル補強方法は、既設トンネルに沿って曲線穴を掘削する際には、既設トンネルの覆工に負荷をかけることがないように、作業を慎重に行う必要があった。
このような観点から、本発明は、簡易に既設トンネルの補強構造を構築することが可能なトンネル補強構造およびトンネル補強構造の構築方法を提案することを課題とする。
In the tunnel reinforcement method described in Patent Document 1, when a curved hole is excavated along an existing tunnel, it is necessary to perform work carefully so as not to apply a load to the lining of the existing tunnel.
From such a viewpoint, an object of the present invention is to propose a tunnel reinforcement structure and a tunnel reinforcement structure construction method capable of easily constructing a reinforcement structure of an existing tunnel.
前記課題を解決するために、本発明の第一のトンネル補強構造は、トンネルを挟んで対向する一対の連続壁と、前記一対の連続壁の一方の端部同士を結ぶ第一連結部材と、前記一対の連続壁の他方の端部同士を結ぶ第二連結部材とを備えることを特徴としている。
なお、前記第一連結部材および前記第二連結部材は、前記既設トンネルを挟んで対向する一対の補助トンネル内にそれぞれ形成されているのが望ましい。
かかるトンネル補強構造は、既設トンネルの外周囲を覆うように構築されているため、既設トンネルに作用する外力を負担し、かつ、既設トンネルの止水性を高めることで、既設覆工の変形防止や腐食防止に寄与する。
In order to solve the above problems, a first tunnel reinforcing structure of the present invention includes a pair of continuous walls facing each other across a tunnel, and a first connecting member that connects one end of the pair of continuous walls, And a second connecting member that connects the other ends of the pair of continuous walls.
The first connecting member and the second connecting member are preferably formed in a pair of auxiliary tunnels facing each other with the existing tunnel interposed therebetween.
Since such a tunnel reinforcement structure is constructed so as to cover the outer periphery of the existing tunnel, the external force acting on the existing tunnel is borne, and the existing tunnel is prevented from being deformed by increasing the water stoppage of the existing tunnel. Contributes to corrosion prevention.
本発明の第二のトンネル補強構造は、トンネルを挟んで対向する一対の連続壁と、前記連続壁の一方の端部が接続された補助トンネルとを備えており、前記連続壁が地盤改良体であることを特徴としている。 The second tunnel reinforcing structure of the present invention includes a pair of continuous walls facing each other across the tunnel, and an auxiliary tunnel to which one end of the continuous wall is connected, and the continuous wall is a ground improvement body. It is characterized by being.
本発明の第一のトンネル補強構造の構築方法は、既設トンネルの近傍に第一補助トンネルを構築する工程と、前記既設トンネルを挟んで前記第一補助トンネルと対向する第二補助トンネルを構築する工程と、前記既設トンネルを挟んで対向する一対の連続壁を構築する工程とを備えており、前記連続壁は、前記第一補助トンネルおよび前記第二補助トンネルのいずれか一方から他方に向けて構築することを特徴としている。
かかるトンネル補強構造の構築方法によれば、既設トンネルの外面に沿って地山を掘削する従来の補強方法に比べて、簡易に補強構造を構築することができる。また、既設トンネルの線形に柔軟に対応することができる。
前記第一補助トンネルを、前記既設トンネルの上方に構築すれば、既設トンネル（既設覆工）への負担（土圧）を軽減させることが可能となる。
また、前記一対の連続壁の端部同士を、前記第一トンネルおよび前記第二トンネルの内部において連結することで、連続した補強構造を構築するのが望ましい。
The first tunnel reinforcing structure construction method according to the present invention includes a step of constructing a first auxiliary tunnel in the vicinity of an existing tunnel, and a second auxiliary tunnel facing the first auxiliary tunnel with the existing tunnel interposed therebetween. And a step of constructing a pair of continuous walls facing each other across the existing tunnel, wherein the continuous wall is directed from one of the first auxiliary tunnel and the second auxiliary tunnel toward the other. It is characterized by construction.
According to such a method for constructing a tunnel reinforcement structure, a reinforcement structure can be constructed easily compared to a conventional reinforcement method for excavating natural ground along the outer surface of an existing tunnel. It is also possible to flexibly cope with the existing tunnel alignment.
If the first auxiliary tunnel is constructed above the existing tunnel, it is possible to reduce the burden (earth pressure) on the existing tunnel (existing lining).
In addition, it is desirable to construct a continuous reinforcing structure by connecting the ends of the pair of continuous walls inside the first tunnel and the second tunnel.
また、本発明の第二のトンネル補強構造の構築方法は、既設トンネルの近傍に補助トンネルを構築する工程と、前記補助トンネルとともに前記既設トンネルを囲う連続壁を構築する工程とを備えており、前記連続壁は、前記補助トンネルを発進して前記補助トンネルに到達する壁部材を前記既設トンネルの外周囲に沿って配設することにより構築することを特徴としている。 Further, the second tunnel reinforcing structure construction method of the present invention comprises a step of constructing an auxiliary tunnel in the vicinity of the existing tunnel, and a step of constructing a continuous wall surrounding the existing tunnel together with the auxiliary tunnel, The continuous wall is constructed by arranging a wall member that starts the auxiliary tunnel and reaches the auxiliary tunnel along the outer periphery of the existing tunnel.
また、本発明の第三のトンネル補強構造の構築方法は、既設トンネルの周囲に複数の補助トンネルを構築する工程と、前記複数の補助トンネルとともに前記既設トンネルを囲う連続壁を構築する工程とを備えており、前記連続壁は隣り合う２つの前記補助トンネルのいずれか一方から他方に向けて構築することを特徴としている。 The third tunnel reinforcing structure construction method of the present invention includes a step of constructing a plurality of auxiliary tunnels around the existing tunnel, and a step of constructing a continuous wall surrounding the existing tunnel together with the plurality of auxiliary tunnels. And the continuous wall is constructed from one of the two adjacent auxiliary tunnels toward the other.
さらに、本発明の第四のトンネル補強構造の構築方法は、既設トンネルの近傍に補助トンネルを構築する工程と、前記既設トンネルを挟んで対向する一対の連続壁を構築する工程と、を備えており、前記既設トンネルは不透水層または支持層の近傍に形成されており、前記各連続壁は前記補助トンネルと前記不透水層または前記支持層とを連結するように形成することを特徴としている。 Further, the fourth tunnel reinforcing structure construction method of the present invention comprises a step of constructing an auxiliary tunnel in the vicinity of the existing tunnel and a step of constructing a pair of continuous walls facing each other across the existing tunnel. The existing tunnel is formed in the vicinity of the impermeable layer or the support layer, and each continuous wall is formed to connect the auxiliary tunnel and the impermeable layer or the support layer. .
本発明のトンネル補強構造およびトンネル補強構造の構築方法によれば、簡易に既設トンネルの補強構造を構築することが可能となる。 According to the tunnel reinforcement structure and the tunnel reinforcement structure construction method of the present invention, an existing tunnel reinforcement structure can be easily constructed.
＜第一の実施形態＞
第一の実施形態では、図１に示すように、複数のセグメント１１，１１，…を組み合わせることにより形成された既設のシールドトンネル（以下、「既設トンネル１」という。）を外側から補強するトンネル補強構造２について説明する。
トンネル補強構造２は、一対の連続壁３，４と、一対の連結部材５，６とを備えている。
<First embodiment>
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a tunnel that reinforces an existing shield tunnel (hereinafter referred to as “existing tunnel 1”) formed by combining a plurality of segments 11, 11,. The reinforcing structure 2 will be described.
The tunnel reinforcement structure 2 includes a pair of continuous walls 3 and 4 and a pair of connecting members 5 and 6.
一対の連続壁３，４は、既設トンネル１の左右にそれぞれ形成されていて、既設トンネル１を挟んで対向している。本実施形態の連続壁３，４は、図１（ｂ）に示すように、断面円形の複数の鋼管３１，４１を、既設トンネル１の軸方向に沿って連続して配置（並設）することにより形成されている。既設トンネル１の軸方向に隣り合う鋼管３１，４１同士は、ジョイント３２，４２を介して連結されている。これにより、連続壁３，４の止水性が確保されている。連続壁３，４を構成する鋼管３１，４１は、図１（ａ）に示すように、既設トンネル１の外径よりも大きな長さを有している。連続壁３，４の上端は、既設トンネル１の覆工の上端よりも上方に位置しており、連続壁３，４の下端は、既設トンネル１の覆工の下端よりも下方に位置している。すなわち、一対の連続壁３，４は、既設トンネル１の左右の全体を覆っている。また、連続壁３，４を構成する鋼管３１，４１は、正面視（既設トンネル１の断面視）で弧状を呈している。本実施形態の鋼管３１，４１は、既設トンネル１の外径よりも大きな半径の曲線により弧状を呈している。 The pair of continuous walls 3 and 4 are respectively formed on the left and right sides of the existing tunnel 1 and face each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween. The continuous walls 3 and 4 of this embodiment arrange | position the several steel pipes 31 and 41 with a circular cross section continuously along the axial direction of the existing tunnel 1, as shown in FIG.1 (b). It is formed by. The steel pipes 31 and 41 adjacent to each other in the axial direction of the existing tunnel 1 are connected via joints 32 and 42. Thereby, the water stop of the continuous walls 3 and 4 is ensured. The steel pipes 31 and 41 constituting the continuous walls 3 and 4 have a length larger than the outer diameter of the existing tunnel 1 as shown in FIG. The upper ends of the continuous walls 3 and 4 are located above the upper end of the existing tunnel 1 lining, and the lower ends of the continuous walls 3 and 4 are located lower than the lower end of the existing tunnel 1 lining. Yes. That is, the pair of continuous walls 3 and 4 covers the entire left and right of the existing tunnel 1. Moreover, the steel pipes 31 and 41 which comprise the continuous walls 3 and 4 are exhibiting the arc shape by the front view (sectional view of the existing tunnel 1). The steel pipes 31 and 41 of the present embodiment have an arc shape with a curve having a radius larger than the outer diameter of the existing tunnel 1.
なお、連続壁３，４を構成する鋼管の曲線半径は限定されるものではなく、地山状況や地上権の用地ライン等に応じて適宜決定すればよい。また、連続壁３，４は、必ずしも弧状である必要はなく、図２（ａ）に示すように、直線状であってもよい。また、連続壁３，４を構成する鋼管３１，４１は、円形に限定されるものではなく、図２（ｂ）に示すように、矩形状であってもよい。 In addition, the curve radius of the steel pipe which comprises the continuous walls 3 and 4 is not limited, What is necessary is just to determine suitably according to a natural ground condition, a land line of ground rights, etc. Moreover, the continuous walls 3 and 4 do not necessarily need to be arc-shaped, and may be linear as shown in FIG. Moreover, the steel pipes 31 and 41 which comprise the continuous walls 3 and 4 are not limited circularly, As shown in FIG.2 (b), a rectangular shape may be sufficient.
一対の連結部材（第一連結部材５および第二連結部材６）は、図１（ａ）に示すように、既設トンネル１の上下にそれぞれ形成されている。連結部材５，６同士は、既設トンネル１を挟んで対向している。なお、連結部材５，６は、既設トンネル１の上方および下方に形成された補助トンネル（第一補助トンネル７および第二補助トンネル８）の内部にそれぞれ形成されている。
補助トンネル７，８は、既設トンネル１の上方および下方にそれぞれ形成されており、既設トンネル１を挟んで対向している。
The pair of connecting members (the first connecting member 5 and the second connecting member 6) are respectively formed above and below the existing tunnel 1 as shown in FIG. The connecting members 5 and 6 are opposed to each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween. The connecting members 5 and 6 are respectively formed inside auxiliary tunnels (first auxiliary tunnel 7 and second auxiliary tunnel 8) formed above and below the existing tunnel 1.
The auxiliary tunnels 7 and 8 are respectively formed above and below the existing tunnel 1 and face each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween.
既設トンネル１の上方に形成された第一連結部材５は、第一補助トンネル７内において左右の連続壁３，４の上端同士を連結している。第一連結部材５は、連続壁３，４の上端を巻き込んだ状態で形成された、コンクリート部材（梁または版）である。
また、既設トンネル１の下方に形成された第二連結部材６は、第二補助トンネル８内において左右の連続壁３，４の下端同士を連結している。第二連結部材６は、連続壁３，４の下端を巻き込んだ状態で形成されたコンクリート部材（梁または版）である。
The first connecting member 5 formed above the existing tunnel 1 connects the upper ends of the left and right continuous walls 3 and 4 in the first auxiliary tunnel 7. The first connecting member 5 is a concrete member (beam or plate) formed in a state where the upper ends of the continuous walls 3 and 4 are rolled up.
The second connecting member 6 formed below the existing tunnel 1 connects the lower ends of the left and right continuous walls 3 and 4 in the second auxiliary tunnel 8. The second connecting member 6 is a concrete member (beam or plate) formed in a state where the lower ends of the continuous walls 3 and 4 are rolled up.
次に、既設トンネル１を補強するためのトンネル補強構造の構築方法について説明する。
本実施形態のトンネル補強構造の構築方法は、第一補助トンネル構築工程と、第二補助トンネル構築工程と、地盤改良工程と、連続壁構築工程と、連結部材構築工程とを備えている。
Next, the construction method of the tunnel reinforcement structure for reinforcing the existing tunnel 1 will be described.
The construction method of the tunnel reinforcement structure of the present embodiment includes a first auxiliary tunnel construction step, a second auxiliary tunnel construction step, a ground improvement step, a continuous wall construction step, and a connecting member construction step.
第一補助トンネル構築工程は、図３（ａ）に示すように、既設トンネル１の上方に第一補助トンネル７を構築する工程である。本実施形態の第一補助トンネル７は、シールド機を利用して既設トンネル１の上方の地山を掘削するとともに、この掘削坑内にセグメントリングを連設することにより形成する。本実施形態では、既設トンネル１と第一補助トンネル７との離隔が最も近づく位置で５００ｍｍ程度になるように第一補助トンネル７を形成する。なお、既設トンネル１と第一補助トンネル７との離隔は限定されるものではなく、地山状況等に応じて適宜決定すればよい。
第一補助トンネル７は、既設トンネル１の外径よりも大きな幅（長辺の長さ）の矩形断面を呈している。なお、第一補助トンネル７の断面形状は矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や楕円形であってもよい。また、第一補助トンネル７の断面寸法は限定されるものではなく、既設トンネル１の外径以下の幅であってもよい。
The first auxiliary tunnel construction step is a step of constructing the first auxiliary tunnel 7 above the existing tunnel 1 as shown in FIG. The first auxiliary tunnel 7 of the present embodiment is formed by excavating a natural ground above the existing tunnel 1 using a shield machine and connecting segment rings in the excavation pit. In the present embodiment, the first auxiliary tunnel 7 is formed so that the distance between the existing tunnel 1 and the first auxiliary tunnel 7 is about 500 mm at the closest position. In addition, the separation between the existing tunnel 1 and the first auxiliary tunnel 7 is not limited, and may be appropriately determined according to the natural ground conditions and the like.
The first auxiliary tunnel 7 has a rectangular cross section having a width (long side length) larger than the outer diameter of the existing tunnel 1. The cross-sectional shape of the first auxiliary tunnel 7 is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle or an ellipse. Further, the cross-sectional dimension of the first auxiliary tunnel 7 is not limited, and may be a width equal to or smaller than the outer diameter of the existing tunnel 1.
第二補助トンネル構築工程は、既設トンネル１の下方に第二補助トンネル８を構築する工程である。第二補助トンネル８は、既設トンネル１を挟んで第一補助トンネル７と対向するように構築する。本実施形態の第二補助トンネル８は、シールド機を利用して既設トンネル１の下方の地山を掘削するとともに、この掘削坑内にセグメントリングを連設することにより形成する。本実施形態では、既設トンネル１と第二補助トンネル８との離隔が最も近づく位置で５００ｍｍ程度になるように第二補助トンネル８を形成する。なお、既設トンネル１と第二補助トンネル８との離隔は限定されるものではなく、地山状況等に応じて適宜決定すればよい。
本実施形態の第二補助トンネル８は、第一補助トンネル７と同じ断面形状を有している。なお、第二補助トンネル８の断面形状は、必ずしも第一補助トンネル７と同じである必要はない。
The second auxiliary tunnel construction step is a step of constructing the second auxiliary tunnel 8 below the existing tunnel 1. The second auxiliary tunnel 8 is constructed so as to face the first auxiliary tunnel 7 across the existing tunnel 1. The second auxiliary tunnel 8 of the present embodiment is formed by excavating a natural ground below the existing tunnel 1 using a shield machine and connecting a segment ring in the excavation pit. In the present embodiment, the second auxiliary tunnel 8 is formed so that the distance between the existing tunnel 1 and the second auxiliary tunnel 8 is about 500 mm at the closest position. In addition, the separation between the existing tunnel 1 and the second auxiliary tunnel 8 is not limited, and may be appropriately determined according to the natural ground conditions and the like.
The second auxiliary tunnel 8 of the present embodiment has the same cross-sectional shape as the first auxiliary tunnel 7. Note that the cross-sectional shape of the second auxiliary tunnel 8 is not necessarily the same as that of the first auxiliary tunnel 7.
地盤改良工程では、図３（ｂ）に示すように、第一補助トンネル７および第二補助トンネル８内から地盤改良体９，９，…を形成する工程である。地盤改良体９は、連続壁３，４を構築する際の発進口および到達口となる地盤に対して行う。本実施形態では、第一補助トンネル７の下面の左右の端部に面する地山を改良することにより地盤改良体９，９を形成する。また、第二補助トンネル８の上面の左右の端部に面する地山を改良することにより地盤改良体９，９を形成する。地盤改良体９の形成方法は限定されるものではなく、例えば、薬液注入工法や地盤凍結工法等により行えばよい。地盤改良体９の形状寸法（幅や深さ）等は限定されるものではなく、地山状況に応じて適宜決定すればよい。 In the ground improvement process, as shown in FIG. 3B, the ground improvement bodies 9, 9,... Are formed from the first auxiliary tunnel 7 and the second auxiliary tunnel 8. The ground improvement body 9 is performed on the ground which becomes a starting port and a reaching port when the continuous walls 3 and 4 are constructed. In this embodiment, the ground improvement bodies 9 and 9 are formed by improving the natural ground facing the left and right end portions of the lower surface of the first auxiliary tunnel 7. Moreover, the ground improvement bodies 9 and 9 are formed by improving the natural ground which faces the left and right edge parts of the upper surface of the second auxiliary tunnel 8. The formation method of the ground improvement body 9 is not limited, For example, what is necessary is just to carry out by the chemical | medical solution injection construction method, the ground freezing construction method, etc. The shape dimensions (width and depth) of the ground improvement body 9 are not limited, and may be appropriately determined according to the natural ground conditions.
連続壁構築工程は、既設トンネル１を挟んで対向する一対の連続壁３，４を構築する工程である。
まず、図４（ａ）に示すように、第一補助トンネル７の下側の角部の一方（図面の右下角部）から第二補助トンネル８の上側の角部の一方（図面の右上角部）に向けて鋼管３１を掘削・圧入することにより、既設トンネル１の右側に第一連続壁３を形成する。鋼管３１の掘削・圧入作業は、鋼管３１の先端に取り付けられた掘削機Ｍ１によって地山を掘削するとともに、第一補助トンネル７内に据え付けた曲線パイプルーフマシンＭ２により鋼管３１を圧入することにより行う。曲線パイプルーフマシンＭ２は、第一補助トンネル７内に敷設されたレール上を適宜移動させることで、所望の位置に据え付ける。なお、第一連続壁３は、第二補助トンネル８から第一補助トンネル７に向けて形成してもよい。第一連続壁３は、既設トンネル１との離隔が最も近づく位置でも５０〜１００ｍｍ程度確保できるように形成する。なお、既設トンネル１と第一連続壁３との離隔は限定されるものではない。
The continuous wall construction process is a process of constructing a pair of continuous walls 3 and 4 facing each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween.
First, as shown in FIG. 4A, one of the lower corners of the first auxiliary tunnel 7 (lower right corner of the drawing) to one of the upper corners of the second auxiliary tunnel 8 (upper right corner of the drawing). The first continuous wall 3 is formed on the right side of the existing tunnel 1 by excavating and press-fitting the steel pipe 31 toward the part). The excavation and press-fitting work of the steel pipe 31 is performed by excavating a natural ground by an excavator M1 attached to the tip of the steel pipe 31 and press-fitting the steel pipe 31 by a curved pipe roof machine M2 installed in the first auxiliary tunnel 7. Do. The curved pipe roof machine M2 is installed at a desired position by appropriately moving on the rail laid in the first auxiliary tunnel 7. The first continuous wall 3 may be formed from the second auxiliary tunnel 8 toward the first auxiliary tunnel 7. The first continuous wall 3 is formed so that about 50 to 100 mm can be secured even at a position where the separation from the existing tunnel 1 is closest. The separation between the existing tunnel 1 and the first continuous wall 3 is not limited.
第一連続壁３の施工は、鋼管３１の先端部（下端部）が第二補助トンネル８内に突出するまで行う。また、第一連続壁３（鋼管３１）の基端部（上端部）は、第一補助トンネル７内に突出させる。第二補助トンネル８に到達した掘削機Ｍ１は、第一補助トンネル７に輸送して、他の鋼管３１の掘削・圧入に使用する。
鋼管３１の内部には、止水性および剛性を確保するために、コンクリートを充填する。
The construction of the first continuous wall 3 is performed until the distal end portion (lower end portion) of the steel pipe 31 protrudes into the second auxiliary tunnel 8. Further, the base end portion (upper end portion) of the first continuous wall 3 (steel pipe 31) is projected into the first auxiliary tunnel 7. The excavator M1 that has reached the second auxiliary tunnel 8 is transported to the first auxiliary tunnel 7 and used for excavating and press-fitting other steel pipes 31.
The steel pipe 31 is filled with concrete in order to ensure water-stopping and rigidity.
次に、図４（ｂ）に示すように、第一補助トンネル７の下側の角部の他方（図面の左下角部）から第二補助トンネル８の上側の角部の他方（図面の左上角部）に向けて鋼管４１を掘削・圧入することにより、既設トンネル１の右側に第二連続壁４を構築する。鋼管４１の掘削・圧入作業は、鋼管４１の先端に取り付けられた掘削機Ｍ１によって地山を掘削するとともに、第一補助トンネル７内に据え付けた曲線パイプルーフマシンＭ２により鋼管４１を圧入することにより行う。なお、第二連続壁４は、第一補助トンネル７から第二補助トンネル８に向けて形成してもよい。第二連続壁４は、既設トンネル１との離隔が、第一連続壁３と既設トンネル１との離隔と同じになるように施工する。 Next, as shown in FIG. 4B, from the other lower corner of the first auxiliary tunnel 7 (lower left corner of the drawing) to the other upper corner of the second auxiliary tunnel 8 (upper left of the drawing). The second continuous wall 4 is constructed on the right side of the existing tunnel 1 by excavating and press-fitting the steel pipe 41 toward the corner. The excavation and press-fitting work of the steel pipe 41 is performed by excavating a natural ground by an excavator M1 attached to the tip of the steel pipe 41 and press-fitting the steel pipe 41 by a curved pipe roof machine M2 installed in the first auxiliary tunnel 7. Do. The second continuous wall 4 may be formed from the first auxiliary tunnel 7 toward the second auxiliary tunnel 8. The second continuous wall 4 is constructed so that the separation from the existing tunnel 1 is the same as the separation from the first continuous wall 3 and the existing tunnel 1.
第二連続壁４の施工は、鋼管４１の先端部（上端部）が第二補助トンネル８内に突出するまで行う。また、第二連続壁４（鋼管４１）の基端部（下端部）は、第一補助トンネル７内に突出させる。第二補助トンネル８に到達した掘削機Ｍ１は、第一補助トンネル７に輸送して、他の鋼管３１の掘削・圧入に使用する。鋼管４１の内部には、止水性および剛性を確保するために、コンクリートを充填する。なお、第一連続壁３と第二連続壁４とを施工する順序は限定されるものではなく、第二連続壁４を施工してから第一連続壁３を施工してもよいし、第一連続壁３および第二連続壁４を同時に施工してもよい。 The construction of the second continuous wall 4 is performed until the distal end portion (upper end portion) of the steel pipe 41 protrudes into the second auxiliary tunnel 8. Further, the base end portion (lower end portion) of the second continuous wall 4 (steel pipe 41) is protruded into the first auxiliary tunnel 7. The excavator M1 that has reached the second auxiliary tunnel 8 is transported to the first auxiliary tunnel 7 and used for excavating and press-fitting other steel pipes 31. The inside of the steel pipe 41 is filled with concrete in order to ensure water blocking and rigidity. The order in which the first continuous wall 3 and the second continuous wall 4 are constructed is not limited, and the first continuous wall 3 may be constructed after the second continuous wall 4 is constructed, You may construct the 1st continuous wall 3 and the 2nd continuous wall 4 simultaneously.
連結部材構築工程は、図１（ａ）に示すように、第一補助トンネル７および第二補助トンネル８の内部に連結部材５，６を構築する工程である。
第一連結部材５は、連続壁３，４の上端部を巻き込んだ状態で、第一補助トンネル７の底面に沿って構築する。第一連結部材５は、鉄筋コンクリートにより構築する。なお、第一連結部材５を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼材を組み合わせることにより構築してもよい。連続壁３，４の上端は、第一連結部材５を介して連結される。
第一連結部材５を構築したら、第一連結部材５から第一補助トンネル７の天井に至る鉄筋コンクリート製の柱５１を構築する。柱５１は、連続壁３，４の直上に形成する。なお、柱５１の構成は限定されるものではなく、例えば、形鋼や鋼管により構築してもよい。また、柱５１の配置は限定されるものではない。さらに、柱５１は、必要に応じて形成すればよく、省略してもよい。
The connecting member construction step is a step of constructing the connecting members 5 and 6 inside the first auxiliary tunnel 7 and the second auxiliary tunnel 8 as shown in FIG.
The first connecting member 5 is constructed along the bottom surface of the first auxiliary tunnel 7 in a state where the upper ends of the continuous walls 3 and 4 are rolled up. The first connecting member 5 is constructed of reinforced concrete. In addition, the material which comprises the 1st connection member 5 is not limited, For example, you may construct | assemble by combining steel materials. The upper ends of the continuous walls 3 and 4 are connected via the first connecting member 5.
When the first connecting member 5 is constructed, a reinforced concrete column 51 extending from the first connecting member 5 to the ceiling of the first auxiliary tunnel 7 is constructed. The column 51 is formed immediately above the continuous walls 3 and 4. In addition, the structure of the pillar 51 is not limited, For example, you may construct | assemble by a shape steel and a steel pipe. Further, the arrangement of the columns 51 is not limited. Furthermore, the column 51 may be formed as necessary and may be omitted.
第二連結部材６は、連続壁３，４の下端部を巻き込んだ状態で、第二補助トンネル８の天井面に沿って構築する。第二連結部材６は、鉄筋コンクリートにより構築する。なお、第二連結部材６を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼材を組み合わせることにより構築してもよい。連続壁３，４の下端は、第二連結部材６を介して連結される。
第二連結部材６を構築したら、第二連結部材６から第二補助トンネル８の底面に至る鉄筋コンクリート製の柱６１を構築する。柱６１は、連続壁３，４の直下に形成する。なお、柱６１の構成は限定されるものではなく、例えば、形鋼や鋼管により構築してもよい。また、第二連結部材６は、柱６１を構築してから構築してもよい。また、柱６１の配置は限定されるものではない。さらに、柱６１は、必要に応じて形成すればよく、省略してもよい。
The second connecting member 6 is constructed along the ceiling surface of the second auxiliary tunnel 8 with the lower end portions of the continuous walls 3 and 4 being rolled up. The second connecting member 6 is constructed of reinforced concrete. In addition, the material which comprises the 2nd connection member 6 is not limited, For example, you may construct | assemble by combining steel materials. The lower ends of the continuous walls 3 and 4 are connected via the second connecting member 6.
When the second connecting member 6 is constructed, a reinforced concrete column 61 extending from the second connecting member 6 to the bottom surface of the second auxiliary tunnel 8 is constructed. The column 61 is formed immediately below the continuous walls 3 and 4. In addition, the structure of the column 61 is not limited, For example, you may build with a shape steel and a steel pipe. The second connecting member 6 may be constructed after the pillar 61 is constructed. Further, the arrangement of the columns 61 is not limited. Furthermore, the pillar 61 may be formed as necessary and may be omitted.
以上、本実施形態のトンネル補強構造の構築方法によれば、既設トンネル１の上下に形成された補助トンネル７，８を利用することで、トンネル線形に応じたトンネル補強構造２を比較的簡易に構築することができる。
トンネル補強構造２は、既設トンネル１の外周囲を覆っているため、既設トンネル１に作用する土圧および地下水圧を大幅に削減し、かつ、既設トンネル１への地下水の浸透も防止し、ひいては、既設トンネル１の覆工の変形防止や腐食防止を見込める。
また、既設トンネル１の外部から施工を行うため、供用中のトンネルであっても使用を妨げることなくトンネル補強構造２を構築することができる。
As mentioned above, according to the construction method of the tunnel reinforcement structure of this embodiment, the tunnel reinforcement structure 2 according to the tunnel alignment can be made relatively simple by using the auxiliary tunnels 7 and 8 formed above and below the existing tunnel 1. Can be built.
Since the tunnel reinforcement structure 2 covers the outer periphery of the existing tunnel 1, the earth pressure and groundwater pressure acting on the existing tunnel 1 are greatly reduced, and also the penetration of groundwater into the existing tunnel 1 is prevented. It is expected to prevent deformation and corrosion of the existing tunnel 1 lining.
Moreover, since construction is performed from the outside of the existing tunnel 1, the tunnel reinforcing structure 2 can be constructed without hindering use even if the tunnel is in service.
補助トンネル７，８を利用して必要な資材や材料等を運搬することができるため、施工性に優れている。
また、第一補助トンネル７が既設トンネル１の上方を覆っているため、既設トンネル（既設覆工）への負担（土圧）を軽減させることが可能となる。
補助トンネル７，８内において既設トンネル１の左右に形成された連続壁３，４同士の連結作業を行うため、施工性に優れ、かつ、高品質施工が可能となる。
連続壁３，４は、既設トンネル１の覆工に近接して施工することができる。したがって、敷地境界線が既設トンネル１に近い場合であってもトンネル補強構造２を構築することが可能であるとともに、トンネル補強構造の断面形状を小さくすることができるので経済性を確保することも可能である。
第一連結部材５は、柱５１により浮き上がりが防止されている。また、第二連結部材６は、柱６１により下降することを防止されている。
Since necessary materials and materials can be transported using the auxiliary tunnels 7 and 8, the workability is excellent.
Further, since the first auxiliary tunnel 7 covers the upper side of the existing tunnel 1, it is possible to reduce the burden (earth pressure) on the existing tunnel (existing lining).
Since the connecting work between the continuous walls 3 and 4 formed on the left and right sides of the existing tunnel 1 is performed in the auxiliary tunnels 7 and 8, the workability is excellent and high-quality construction is possible.
The continuous walls 3 and 4 can be constructed close to the lining of the existing tunnel 1. Therefore, it is possible to construct the tunnel reinforcement structure 2 even when the site boundary line is close to the existing tunnel 1, and it is possible to reduce the cross-sectional shape of the tunnel reinforcement structure, thereby ensuring economic efficiency. Is possible.
The first connecting member 5 is prevented from being lifted by the column 51. Further, the second connecting member 6 is prevented from being lowered by the pillar 61.
なお、本実施形態では、既設トンネル１の上下に補助トンネル７，８を形成し、既設トンネルの上下左右にそれぞれ連結部材５，６および連続壁３，４を構築する場合について説明したが、既設トンネル１の左右に補助トンネル７，８を形成し、既設トンネル１の左右に連結部材５，６、上下に連続壁３，４を構築してもよい。
また、本実施形態では、鋼管を地中に掘削・圧入することにより連続壁３，４を構築する場合について説明したが、連続壁３，４の構築方法は限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、地盤改良体により構築してもよいし、コンクリート部材や鋼矢板等を圧入することにより構築してもよい。
In the present embodiment, the auxiliary tunnels 7 and 8 are formed above and below the existing tunnel 1 and the connecting members 5 and 6 and the continuous walls 3 and 4 are constructed above and below the existing tunnel, respectively. The auxiliary tunnels 7 and 8 may be formed on the left and right sides of the tunnel 1, the connecting members 5 and 6 may be formed on the left and right sides of the existing tunnel 1, and the continuous walls 3 and 4 may be constructed on the upper and lower sides.
Moreover, in this embodiment, although the case where the continuous walls 3 and 4 were constructed | assembled by excavating and press-fitting a steel pipe in the ground was demonstrated, the construction method of the continuous walls 3 and 4 is not limited, for example, As shown in FIG. 5, it may be constructed by a ground improvement body, or may be constructed by press-fitting a concrete member, a steel sheet pile, or the like.
また、本実施形態では、第一連続壁３および第二連続壁４を、同じ補助トンネル（第一補助トンネル７）から施工する場合について説明したが、第一連続壁３および第二連続壁４は、それぞれ異なる補助トンネルから施工してもよい。すなわち、第一補助トンネル７から第二補助トンネル８に向けて第一連続壁３を施工した場合には、第二補助トンネル８から第一補助トンネル７に向けて第二連続壁４を施工してもよい。
また、補助トンネル７の数は限定されるものではなく、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、３本以上の補助トンネル７を形成してもよい。補助トンネル７を３本以上形成する場合には、隣り合う２つの補助トンネル７，７のいずれか一方の補助トンネル７から他方の補助トンネル７に向けて連続壁３を構築すればよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the 1st continuous wall 3 and the 2nd continuous wall 4 were constructed from the same auxiliary tunnel (1st auxiliary tunnel 7), the 1st continuous wall 3 and the 2nd continuous wall 4 are demonstrated. May be constructed from different auxiliary tunnels. That is, when the first continuous wall 3 is constructed from the first auxiliary tunnel 7 toward the second auxiliary tunnel 8, the second continuous wall 4 is constructed from the second auxiliary tunnel 8 toward the first auxiliary tunnel 7. May be.
The number of auxiliary tunnels 7 is not limited, and three or more auxiliary tunnels 7 may be formed as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). When three or more auxiliary tunnels 7 are formed, the continuous wall 3 may be constructed from one auxiliary tunnel 7 of the two adjacent auxiliary tunnels 7 toward the other auxiliary tunnel 7.
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、複数のセグメント１１，１１，…を組み合わせることにより形成された既設のシールドトンネル（以下、「既設トンネル１」という。）を外側から補強するトンネル補強構造２について説明する。
本実施形態のトンネル補強構造２は、図７に示すように、連続壁３および連結部材５を備えている。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, as in the first embodiment, an existing shield tunnel (hereinafter referred to as “existing tunnel 1”) formed by combining a plurality of segments 11, 11,. The tunnel reinforcement structure 2 is described.
The tunnel reinforcement structure 2 of the present embodiment includes a continuous wall 3 and a connecting member 5 as shown in FIG.
連続壁３は、既設トンネル１の外周囲を囲うように円弧状に形成されている。本実施形態の連続壁３は、断面円形の複数の鋼管を、既設トンネル１の軸方向に沿って連続して配置（並設）することにより形成されている。既設トンネル１の軸方向に隣り合う鋼管３１同士は、ジョイント３２（図１（ｂ）参照）を介して連結されている。これにより、連続壁３の止水性が確保されている。連続壁３を構成する鋼管は、既設トンネル１の外径よりも大きな直径の円に沿って配置され、上側が開口したＣ字状の弧状に形成されている。すなわち、連続壁３は、補助トンネル７とともに、既設トンネル１の外周囲を覆っている。
なお、連続壁３を構成する鋼管３１の断面形状は、円形に限定されるものではなく、例えば、矩形状であってもよい。また、連続壁３の形状は、既設トンネル１に断面形状に応じて適宜決定すればよい。
The continuous wall 3 is formed in an arc shape so as to surround the outer periphery of the existing tunnel 1. The continuous wall 3 of the present embodiment is formed by continuously arranging (arranging) a plurality of steel pipes having a circular cross section along the axial direction of the existing tunnel 1. The steel pipes 31 adjacent to each other in the axial direction of the existing tunnel 1 are connected through a joint 32 (see FIG. 1B). Thereby, the water stop property of the continuous wall 3 is ensured. The steel pipe which comprises the continuous wall 3 is arrange | positioned along the circle | round | yen with a larger diameter than the outer diameter of the existing tunnel 1, and is formed in the C-shaped arc shape which the upper side opened. That is, the continuous wall 3 covers the outer periphery of the existing tunnel 1 together with the auxiliary tunnel 7.
In addition, the cross-sectional shape of the steel pipe 31 which comprises the continuous wall 3 is not limited to a circle, For example, a rectangular shape may be sufficient. In addition, the shape of the continuous wall 3 may be appropriately determined according to the cross-sectional shape of the existing tunnel 1.
連結部材５は、既設トンネル１の上方に形成されている。なお、連結部材５は、既設トンネル１の上方に形成された補助トンネル７の内部に形成されている。
既設トンネル１の上方に形成された連結部材５は、第一補助トンネル７内において連続壁３の端部同士を連結している。連結部材５は、連続壁３の両端に横架された弧状の鋼製部材（鋼管）である。
The connecting member 5 is formed above the existing tunnel 1. The connecting member 5 is formed inside an auxiliary tunnel 7 formed above the existing tunnel 1.
The connecting member 5 formed above the existing tunnel 1 connects the ends of the continuous wall 3 in the first auxiliary tunnel 7. The connecting member 5 is an arcuate steel member (steel pipe) horizontally mounted on both ends of the continuous wall 3.
次に、既設トンネル１を補強するためのトンネル補強構造の構築方法について説明する。
本実施形態のトンネル補強構造の構築方法は、補助トンネル構築工程と、連続壁構築工程と、連結部材構築工程とを備えている。
補助トンネル構築工程は、既設トンネル１の上方に補助トンネル７を構築する工程である。本実施形態の補助トンネル７は、シールド機を利用して既設トンネル１の上方の地山を掘削するとともに、この掘削坑内にセグメントリングを連設することにより形成する。
補助トンネル７は、既設トンネル１の外径よりも大きな幅（長辺の長さ）の矩形断面を呈している。なお、補助トンネル７の断面形状は矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や楕円形であってもよい。また、補助トンネル７の断面寸法は限定されるものではなく、既設トンネル１の外径以下の幅であってもよい。
Next, the construction method of the tunnel reinforcement structure for reinforcing the existing tunnel 1 will be described.
The construction method of the tunnel reinforcement structure of the present embodiment includes an auxiliary tunnel construction process, a continuous wall construction process, and a connecting member construction process.
The auxiliary tunnel construction step is a step of constructing the auxiliary tunnel 7 above the existing tunnel 1. The auxiliary tunnel 7 of the present embodiment is formed by excavating a natural ground above the existing tunnel 1 using a shield machine and connecting segment rings in the excavation pit.
The auxiliary tunnel 7 has a rectangular cross section having a width (long side length) larger than the outer diameter of the existing tunnel 1. The cross-sectional shape of the auxiliary tunnel 7 is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle or an ellipse. Further, the sectional dimension of the auxiliary tunnel 7 is not limited, and may be a width equal to or smaller than the outer diameter of the existing tunnel 1.
連続壁構築工程は、連続壁３を構築する工程である。
連続壁３は、補助トンネル７の下側の角部の一方（図面の右下角部）から鋼管３１を掘削・圧入することにより形成する（図４参照）。鋼管３１の掘削・圧入作業は、鋼管３１の先端に取り付けられた掘削機Ｍ１によって地山を掘削するとともに、第一補助トンネル７内に据え付けた曲線パイプルーフマシンＭ２により鋼管３１を圧入することにより行う。掘削機Ｍ１は、既設トンネル１の外周囲を通過した後、補助トンネル７の下側の角部の他方に到達する。鋼管３１の圧入は、鋼管３１の先端部が補助トンネル７内に突出するまで行う。すなわち、連続壁３（鋼管３１）の両端部は、補助トンネル７内に突出させる。こうすることで、補助トンネル７とともに既設トンネル１を囲う連続壁３が形成される。鋼管３１の内部には、止水性および剛性を確保するためにコンクリートを充填する。
The continuous wall construction process is a process of constructing the continuous wall 3.
The continuous wall 3 is formed by excavating and press-fitting a steel pipe 31 from one of the lower corners of the auxiliary tunnel 7 (lower right corner of the drawing) (see FIG. 4). The excavation and press-fitting work of the steel pipe 31 is performed by excavating a natural ground by an excavator M1 attached to the tip of the steel pipe 31 and press-fitting the steel pipe 31 by a curved pipe roof machine M2 installed in the first auxiliary tunnel 7. Do. The excavator M1 reaches the other corner of the lower side of the auxiliary tunnel 7 after passing through the outer periphery of the existing tunnel 1. The steel pipe 31 is press-fitted until the tip of the steel pipe 31 protrudes into the auxiliary tunnel 7. That is, both end portions of the continuous wall 3 (steel pipe 31) are projected into the auxiliary tunnel 7. By doing so, the continuous wall 3 surrounding the existing tunnel 1 together with the auxiliary tunnel 7 is formed. The steel pipe 31 is filled with concrete in order to ensure water-stopping and rigidity.
連結部材構築工程は、補助トンネル７の内部に連結部材５を構築する工程である。
連結部材５は、連続壁３の両端部に鋼管を架設することにより構築する。なお、連結部材５を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、コンクリート部材であってもよい。連続壁３の両端は、連結部材５を介して連結される。
The connecting member construction step is a step of constructing the connecting member 5 inside the auxiliary tunnel 7.
The connecting member 5 is constructed by installing steel pipes at both ends of the continuous wall 3. In addition, the material which comprises the connection member 5 is not limited, For example, a concrete member may be sufficient. Both ends of the continuous wall 3 are connected via a connecting member 5.
以上、本実施形態のトンネル補強構造の構築方法によれば、既設トンネル１の近傍に形成された補助トンネル７を利用することで、トンネル線形に応じたトンネル補強構造２を比較的簡易に構築することができる。
トンネル補強構造２は、既設トンネル１の外周囲を覆っているため、既設トンネル１に作用する土圧および地下水圧を大幅に削減し、かつ、既設トンネル１への地下水の浸透も防止し、ひいては、既設トンネル１の覆工の変形防止や腐食防止を見込める。
この他の第二の実施形態のトンネル補強構造およびトンネル補強構造の構築方法による作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
As mentioned above, according to the construction method of the tunnel reinforcement structure of this embodiment, the tunnel reinforcement structure 2 according to the tunnel alignment is relatively easily constructed by using the auxiliary tunnel 7 formed in the vicinity of the existing tunnel 1. be able to.
Since the tunnel reinforcement structure 2 covers the outer periphery of the existing tunnel 1, the earth pressure and groundwater pressure acting on the existing tunnel 1 are greatly reduced, and also the penetration of groundwater into the existing tunnel 1 is prevented. It is expected to prevent deformation and corrosion of the existing tunnel 1 lining.
Since the effects of the tunnel reinforcement structure and the tunnel reinforcement structure construction method of the second embodiment are the same as the contents shown in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態では、第一の実施形態と同様に、複数のセグメント１１，１１，…を組み合わせることにより形成された既設のシールドトンネル（以下、「既設トンネル１」という。）を外側から補強するトンネル補強構造２について説明する。本実施形態の既設トンネル１の下方近傍には、図８に示すように、不透水層ＧＲが存在している。なお、既設トンネル１は、支持層の近傍に形成されていてもよい。
トンネル補強構造２は、一対の連続壁３，４と連結部材５とを備えている。
<Third embodiment>
In the third embodiment, as in the first embodiment, an existing shield tunnel (hereinafter referred to as “existing tunnel 1”) formed by combining a plurality of segments 11, 11,. The tunnel reinforcement structure 2 is described. Below and in the vicinity of the existing tunnel 1 of this embodiment, as shown in FIG. 8, the impermeable layer G R is present. The existing tunnel 1 may be formed in the vicinity of the support layer.
The tunnel reinforcing structure 2 includes a pair of continuous walls 3 and 4 and a connecting member 5.
一対の連続壁３，４は、既設トンネル１の左右にそれぞれ形成されていて、既設トンネル１を挟んで対向している。本実施形態の連続壁３，４は、断面円形の複数の鋼管を、既設トンネル１の軸方向に沿って連続して配置（並設）することにより形成されている。既設トンネル１の軸方向に隣り合う鋼管３１，４１同士は、ジョイント３２，４２を介して連結されている（図１（ｂ）参照）。これにより、連続壁３，４の止水性が確保されている。連続壁３，４を構成する鋼管は、既設トンネル１の外径よりも大きな長さを有している。連続壁３，４の上端は、既設トンネル１の覆工の上端よりも上方に位置しており、連続壁３，４の下端は、既設トンネル１の覆工の下端よりも下方に位置している。すなわち、一対の連続壁３，４は、既設トンネル１の左右の全体を覆っている。なお、連続壁３，４を構成する鋼管は、円形に限定されるものではなく、矩形状であってもよい。 The pair of continuous walls 3 and 4 are respectively formed on the left and right sides of the existing tunnel 1 and face each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween. The continuous walls 3 and 4 of this embodiment are formed by arranging (arranging) a plurality of steel pipes having a circular cross section along the axial direction of the existing tunnel 1. The steel pipes 31 and 41 adjacent to each other in the axial direction of the existing tunnel 1 are connected through joints 32 and 42 (see FIG. 1B). Thereby, the water stop of the continuous walls 3 and 4 is ensured. The steel pipes constituting the continuous walls 3 and 4 have a length larger than the outer diameter of the existing tunnel 1. The upper ends of the continuous walls 3 and 4 are located above the upper end of the existing tunnel 1 lining, and the lower ends of the continuous walls 3 and 4 are located lower than the lower end of the existing tunnel 1 lining. Yes. That is, the pair of continuous walls 3 and 4 covers the entire left and right of the existing tunnel 1. In addition, the steel pipe which comprises the continuous walls 3 and 4 is not limited circularly, A rectangular shape may be sufficient.
連結部材５は、既設トンネル１の上方に形成されている。なお、連結部材５は、既設トンネル１の上方に形成された補助トンネル７の内部に形成されている。
既設トンネル１の上方に形成された連結部材５は、第一補助トンネル７内において一対の連続壁３，４の上端同士を連結している。連結部材５は、一対の連続壁３，４の上端を巻き込んだ状態で形成された、コンクリート部材（梁または版）である。
The connecting member 5 is formed above the existing tunnel 1. The connecting member 5 is formed inside an auxiliary tunnel 7 formed above the existing tunnel 1.
The connecting member 5 formed above the existing tunnel 1 connects the upper ends of the pair of continuous walls 3 and 4 in the first auxiliary tunnel 7. The connecting member 5 is a concrete member (beam or plate) formed in a state where the upper ends of the pair of continuous walls 3 and 4 are wound.
次に、既設トンネル１を補強するためのトンネル補強構造の構築方法について説明する。
本実施形態のトンネル補強構造の構築方法は、補助トンネル構築工程と、連続壁構築工程と、連結部材構築工程とを備えている。
補助トンネル構築工程は、既設トンネル１の上方（既設トンネル１を挟んで不透水層ＧＲの反対側）に補助トンネル７を構築する工程である。本実施形態の補助トンネル７は、シールド機を利用して既設トンネル１の上方の地山を掘削するとともに、この掘削坑内にセグメントリングを連設することにより形成する。
補助トンネル７は、既設トンネル１の外径よりも大きな幅（長辺の長さ）の矩形断面を呈している。なお、補助トンネル７の断面形状は矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や楕円形であってもよい。また、補助トンネル７の断面寸法は限定されるものではなく、既設トンネル１の外径以下の幅であってもよい。
Next, the construction method of the tunnel reinforcement structure for reinforcing the existing tunnel 1 will be described.
The construction method of the tunnel reinforcement structure of the present embodiment includes an auxiliary tunnel construction process, a continuous wall construction process, and a connecting member construction process.
Auxiliary tunnel construction step is a step of constructing an auxiliary tunnel 7 above the existing tunnel 1 (the opposite side of the impermeable layer G R across the existing tunnel 1). The auxiliary tunnel 7 of the present embodiment is formed by excavating a natural ground above the existing tunnel 1 using a shield machine and connecting segment rings in the excavation pit.
The auxiliary tunnel 7 has a rectangular cross section having a width (long side length) larger than the outer diameter of the existing tunnel 1. The cross-sectional shape of the auxiliary tunnel 7 is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle or an ellipse. Further, the sectional dimension of the auxiliary tunnel 7 is not limited, and may be a width equal to or smaller than the outer diameter of the existing tunnel 1.
連続壁構築工程は、既設トンネル１を挟んで対向する一対の連続壁３，４を構築する工程である。
まず、補助トンネル７の下側の角部の一方（図面の右下角部）から下側（不透水層ＧＲ）に向けて鋼管を掘削・圧入することにより、既設トンネル１の右側に第一連続壁３を形成する。鋼管の掘削・圧入作業は、鋼管の先端に取り付けられた掘削機によって地山を掘削するとともに、第一補助トンネル７内に据え付けた曲線パイプルーフマシンにより鋼管を圧入することにより行う。
第一連続壁３の施工は、鋼管の先端部（下端部）が不透水層ＧＲに到達するまで行う。また、第一連続壁３（鋼管）の基端部（上端部）は、第一補助トンネル７内に突出させる。すなわち、第二連続壁４は、補助トンネル７と不透水層ＧＲとを連結するように形成する。鋼管の内部には、止水性および剛性を確保するために、コンクリートを充填する。
The continuous wall construction process is a process of constructing a pair of continuous walls 3 and 4 facing each other with the existing tunnel 1 interposed therebetween.
First, a steel pipe is excavated and pressed from one of the lower corners of the auxiliary tunnel 7 (lower right corner of the drawing) toward the lower side (impermeable layer G R ). A continuous wall 3 is formed. The excavation and press-fitting work of the steel pipe is performed by excavating a natural ground with an excavator attached to the tip of the steel pipe and press-fitting the steel pipe with a curved pipe roof machine installed in the first auxiliary tunnel 7.
Construction of the first continuous wall 3 is performed until the tip of the steel tube (the lower end) reaches the impermeable layer G R. Further, the base end portion (upper end portion) of the first continuous wall 3 (steel pipe) is projected into the first auxiliary tunnel 7. That is, the second continuous wall 4 is formed so as to connect the auxiliary tunnel 7 and impermeable layer G R. The inside of the steel pipe is filled with concrete in order to ensure waterproofness and rigidity.
次に、補助トンネル７の下側の角部の他方（図面の左下角部）から下側（不透水層ＧＲ）に向けて鋼管を掘削・圧入することにより、既設トンネル１の右側に第二連続壁４を構築する。鋼管の掘削・圧入作業は、鋼管の先端に取り付けられた掘削機によって地山を掘削するとともに、第一補助トンネル７内に据え付けた曲線パイプルーフマシンＭ２により鋼管３１を圧入することにより行う。
第二連続壁４の施工は、鋼管の先端部（上端部）が不透水層ＧＲに到達するまで行う。また、第二連続壁４（鋼管）の基端部（下端部）は、第一補助トンネル７内に突出させる。すなわち、第二連続壁４は、補助トンネル７と不透水層ＧＲとを連結するように形成する。鋼管の内部には、止水性および剛性を確保するために、コンクリートを充填する。
なお、第一連続壁３と第二連続壁４とを施工する順序は限定されるものではなく、第二連続壁４を施工してから第一連続壁３を施工してもよいし、第一連続壁３および第二連続壁４を同時に施工してもよい。
Next, a steel pipe is excavated and pressed from the other lower corner of the auxiliary tunnel 7 (lower left corner of the drawing) toward the lower side (impermeable layer G R ). Build two continuous walls 4. The excavation and press-fitting work of the steel pipe is performed by excavating the natural ground with an excavator attached to the tip of the steel pipe and press-fitting the steel pipe 31 with the curved pipe roof machine M2 installed in the first auxiliary tunnel 7.
Construction of the second continuous wall 4 is performed until the tip of the steel tube (the upper end) reaches the impermeable layer G R. Further, the base end portion (lower end portion) of the second continuous wall 4 (steel pipe) is projected into the first auxiliary tunnel 7. That is, the second continuous wall 4 is formed so as to connect the auxiliary tunnel 7 and impermeable layer G R. The inside of the steel pipe is filled with concrete in order to ensure waterproofness and rigidity.
The order in which the first continuous wall 3 and the second continuous wall 4 are constructed is not limited, and the first continuous wall 3 may be constructed after the second continuous wall 4 is constructed, You may construct the 1st continuous wall 3 and the 2nd continuous wall 4 simultaneously.
連結部材構築工程は、補助トンネル７の内部に連結部材５を構築する工程である。
連結部材５は、両連続壁３，４の上端部を巻き込んだ状態で、補助トンネル７の底面に沿って構築する。連結部材５は、鉄筋コンクリートにより構築する。なお、連結部材５を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、鋼材を組み合わせることにより構築してもよい。一対の連続壁３，４の上端は、連結部材５を介して連結される。
The connecting member construction step is a step of constructing the connecting member 5 inside the auxiliary tunnel 7.
The connecting member 5 is constructed along the bottom surface of the auxiliary tunnel 7 in a state where the upper ends of both the continuous walls 3 and 4 are wound. The connecting member 5 is constructed of reinforced concrete. In addition, the material which comprises the connection member 5 is not limited, For example, you may construct | assemble by combining steel materials. The upper ends of the pair of continuous walls 3 and 4 are connected via a connecting member 5.
以上、本実施形態のトンネル補強構造の構築方法によれば、補助トンネル７を利用することで、トンネル線形に応じたトンネル補強構造２を比較的簡易に構築することができる。
トンネル補強構造２は、不透水層ＧＲとともに既設トンネル１の外周囲を覆っているため、既設トンネル１への地下水の浸透も防止し、ひいては、既設トンネル１の覆工の腐食防止を見込める。
また、既設トンネル１の外部から施工を行うため、供用中のトンネルであっても使用を妨げることなくトンネル補強構造２を構築することができる。
この他の第三の実施形態のトンネル補強構造の構築方法およびトンネル補強構造による作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
なお、本実施形態では、既設トンネル１の上方に形成された１本の補助トンネル７から一対の連続壁３，４を形成する場合について説明したが、補助トンネル７の数は限定されるものではない。例えば、２本の補助トンネルを、各連続壁３，４の上端部に対応する位置に形成してもよい。また、連続壁３，４は、地盤改良体により構築してもよい。
As mentioned above, according to the construction method of the tunnel reinforcement structure of this embodiment, the tunnel reinforcement structure 2 according to the tunnel alignment can be constructed relatively easily by using the auxiliary tunnel 7.
Tunnel reinforcing structure 2, in order together with the impermeable layer G R covers the outer periphery of the existing tunnel 1, infiltration of groundwater into the existing tunnel 1 also prevented, thus, expected corrosion preventing lining the existing tunnel 1.
Moreover, since construction is performed from the outside of the existing tunnel 1, the tunnel reinforcing structure 2 can be constructed without hindering use even if the tunnel is in service.
Since the construction method of the tunnel reinforcement structure and the effect of the tunnel reinforcement structure of the other third embodiment are the same as the contents shown in the first embodiment, detailed description is omitted.
In the present embodiment, the case where the pair of continuous walls 3 and 4 are formed from one auxiliary tunnel 7 formed above the existing tunnel 1 has been described. However, the number of auxiliary tunnels 7 is not limited. Absent. For example, two auxiliary tunnels may be formed at positions corresponding to the upper ends of the continuous walls 3 and 4. Moreover, you may build the continuous walls 3 and 4 with a ground improvement body.
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
１ 既設トンネル
２ トンネル補強構造
３ 第一連続壁（連続壁）
３１ 鋼管
３２ ジョイント
４ 第二連続壁（連続壁）
４１ 鋼管
４２ ジョイント
５ 第一連結部材（連結部材）
５１ 柱
６ 第二連結部材（連結部材）
６１ 柱
７ 第一補助トンネル（補助トンネル）
８ 第二補助トンネル（補助トンネル）
９ 地盤改良体
1 Existing tunnel 2 Tunnel reinforcement structure 3 First continuous wall (continuous wall)
31 Steel pipe 32 Joint 4 Second continuous wall (continuous wall)
41 Steel pipe 42 Joint 5 First connection member (connection member)
51 pillar 6 second connecting member (connecting member)
61 Pillar 7 First Auxiliary Tunnel (Auxiliary Tunnel)
8 Second auxiliary tunnel (auxiliary tunnel)
9 Ground improvement body
Claims (9)
前記一対の連続壁の一方の端部同士を結ぶ第一連結部材と、
前記一対の連続壁の他方の端部同士を結ぶ第二連結部材と、を備えることを特徴とする、トンネル補強構造。 A pair of continuous walls facing each other across the tunnel;
A first connecting member that connects one ends of the pair of continuous walls;
And a second connecting member that connects the other ends of the pair of continuous walls.
前記連続壁が、地盤改良体であることを特徴とする、トンネル補強構造。 A tunnel reinforcing structure comprising a pair of continuous walls opposed across a tunnel, and an auxiliary tunnel to which one end of the continuous wall is connected,
The tunnel reinforcing structure, wherein the continuous wall is a ground improvement body.
既設トンネルの近傍に第一補助トンネルを構築する工程と、
前記既設トンネルを挟んで前記第一補助トンネルと対向する第二補助トンネルを構築する工程と、
前記既設トンネルを挟んで対向する一対の連続壁を構築する工程と、を備えており、
前記連続壁は前記第一補助トンネルおよび前記第二補助トンネルのいずれか一方から他方に向けて構築することを特徴とする、トンネル補強構造の構築方法。 A method for constructing a tunnel reinforcement structure having a pair of continuous walls,
Building a first auxiliary tunnel in the vicinity of the existing tunnel;
Constructing a second auxiliary tunnel facing the first auxiliary tunnel across the existing tunnel;
A pair of continuous walls facing each other across the existing tunnel, and
The method for constructing a tunnel reinforcing structure, wherein the continuous wall is constructed from one of the first auxiliary tunnel and the second auxiliary tunnel toward the other.
既設トンネルの近傍に補助トンネルを構築する工程と、
前記補助トンネルとともに前記既設トンネルを囲う連続壁を構築する工程と、を備えており、
前記連続壁は、前記補助トンネルを発進して前記補助トンネルに到達する壁部材を前記既設トンネルの外周囲に沿って配設することにより構築することを特徴とする、トンネル補強構造の構築方法。 A method for constructing a tunnel reinforcement structure having continuous walls,
Constructing an auxiliary tunnel in the vicinity of the existing tunnel;
And a step of constructing a continuous wall surrounding the existing tunnel together with the auxiliary tunnel,
The method for constructing a tunnel reinforcing structure, wherein the continuous wall is constructed by arranging a wall member that starts the auxiliary tunnel and reaches the auxiliary tunnel along an outer periphery of the existing tunnel.
既設トンネルの周囲に複数の補助トンネルを構築する工程と、
前記複数の補助トンネルとともに前記既設トンネルを囲う連続壁を構築する工程と、を備えており、
前記連続壁は隣り合う２つの前記補助トンネルのいずれか一方から他方に向けて構築することを特徴とする、トンネル補強構造の構築方法。 A method for constructing a tunnel reinforcement structure having continuous walls,
Building multiple auxiliary tunnels around the existing tunnel;
And a step of constructing a continuous wall surrounding the existing tunnel together with the plurality of auxiliary tunnels,
The method for constructing a tunnel reinforcing structure, wherein the continuous wall is constructed from one of two adjacent auxiliary tunnels toward the other.
既設トンネルの近傍に補助トンネルを構築する工程と、
前記既設トンネルを挟んで対向する一対の連続壁を構築する工程と、を備えており、
前記既設トンネルは不透水層または支持層の近傍に形成されており、
前記各連続壁は前記補助トンネルと前記不透水層または前記支持層とを連結するように形成することを特徴とする、トンネル補強構造の構築方法。 A method for constructing a tunnel reinforcement structure having a pair of continuous walls,
Constructing an auxiliary tunnel in the vicinity of the existing tunnel;
A pair of continuous walls facing each other across the existing tunnel, and
The existing tunnel is formed in the vicinity of the impermeable layer or the support layer,
Each said continuous wall is formed so that the said auxiliary tunnel and the said impermeable layer or the said support layer may be connected, The construction method of the tunnel reinforcement structure characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016174237A JP2018040146A (en) | 2016-09-07 | 2016-09-07 | Tunnel reinforcement structure and construction method of tunnel reinforcement structure |
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| JP2018040146A true JP2018040146A (en) | 2018-03-15 |
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| JP (1) | JP2018040146A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109915150A (en) * | 2019-04-26 | 2019-06-21 | 重庆交通大学 | A kind of pile foundation pre-reinforcement supporting construction and its construction method controlling tunnel subsidence |
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2016
- 2016-09-07 JP JP2016174237A patent/JP2018040146A/en active Pending
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