JP2667350B2 - Underground structures and construction methods - Google Patents
Underground structures and construction methodsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は地下構造物及びその構築
工法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an underground structure and a construction method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、地下構造物を構築する工法として
は、シールド工法が一般に採用されている。このシール
ド工法は、適宜間隔をもって掘削された立坑間にシール
ド掘進機でトンネルを掘削しつつ、その内面をセグメン
トピースで覆工するものである。このようなシールド工
法でトンネルを構築する場合は、大型のシールド掘進機
が使用されていた。2. Description of the Related Art In recent years, a shield method has been generally adopted as a method of constructing an underground structure. In this shield method, a tunnel excavator is used to excavate a tunnel between shafts excavated at appropriate intervals, and the inner surface of the tunnel is covered with a segment piece. When constructing a tunnel by such a shield method, a large shield machine was used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
工法は、全断面を同時に掘削できるという長所はあるが
掘削断面の大型化に伴ってシールド掘進機の製造費用が
嵩むとともに、立坑および地上設備が大型化するため適
用断面の上限があった。またセグメントピースについて
もトンネルの大型化につれ重量の大きな多数のピースを
運搬して切羽で組み立てる等の施工上の限界があった。
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、容易かつ経済的に構築できる地下構造
物及びその構築工法を提供することである。However, the above-mentioned construction method has an advantage that the entire cross section can be excavated at the same time, but the production cost of the shield machine is increased with the enlargement of the excavated cross section, and the shaft and the ground are excavated. There is an upper limit to the applicable cross section because the equipment becomes larger. As for the segment pieces, there is a limit in construction such as carrying a large number of heavy pieces and assembling them with a face as the size of the tunnel increases.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an underground structure that can be easily and economically constructed, and a construction method thereof.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
めの本発明の地下構造物の第１発明は、所定形状に掘削
されたトンネルの内壁がセグメントピースで覆工される
とともに、これらのセグメントピースどうしが補強部材
で支持されてなることに存し、第２発明は、セグメント
ピースどうしが補強部材で支持されたトンネルが、相隣
る外面どうしで接続されてなる環状トンネルと、該環状
トンネルで囲まれた地山が掘削排土されて形成された地
下大空間とからなることに存し、また地下構造物の構築
工法は、回転するドラム面で地山を掘削する一対のドラ
ムカッタと、これらのドラムカッタ間に配設されたリン
グカッタとからなり、かつ矩形又は台形の大断面トンネ
ルを掘削する掘削ユニットが組み合わせ自在に接合され
てシールド掘進機が構成され、該シールド掘進機により
地中に所定形状のトンネルを掘削しつつ、該トンネル内
をセグメントピースで覆工し、これらのセグメントピー
スどうしを補強部材で支持することに存し、前記トンネ
ルが、相隣る外面どうしで接続されて環状トンネルが形
成され、該環状トンネルの内側を掘削して構築すること
に存する。According to a first aspect of the present invention, there is provided an underground structure, wherein the inner wall of a tunnel dug into a predetermined shape is covered with a segment piece . Segment pieces are reinforcing members
In the second invention, the tunnel in which the segment pieces are supported by the reinforcing member is adjacent to each other.
That an annular tunnel formed by connecting the outer surface each other, of the annular <br/> enclosed in the tunnel natural ground is resides in comprising a drilled earth removal has been formed underground large space and underground construction The construction method consists of a pair of drum cutters that excavate the ground on the rotating drum surface, and a ring cutter disposed between these drum cutters, and an excavation unit that excavates a rectangular or trapezoidal large-section tunnel. combined freely joined configured that the shield machine while excavating the tunnel having a predetermined shape in the ground by the shield machine, and lining the inside of the tunnel segment piece, the reinforcing member was how these segment pieces in it consists in that the support, the tunnel, is connected to an annular tunnel Aitonaru outer surface each other form
And consists in digging and constructing the inside of the annular tunnel .
【０００５】[0005]
【作用】地下構造物における第１発明においては、トン
ネルを覆工したセグメントピースが補強部材で支持され
ているため、地下大深度においても土圧および水圧に十
分抵抗できる強度を有する地下構造物を容易に構築する
ことができる。この補強部材は垂直部材（または水平部
材）と斜め部材とからなり、垂直部材（または水平部
材）は主として圧縮力に抵抗し、斜め部材は主として引
張力に抵抗するように配備することにより経済的な設計
が可能となる。また、第２発明においては、環状トンネ
ルとその内側の地下大空間とを備えた地下構造物とした
ことにより、前記環状トンネルで十分な防水性と強度が
得られ、地下空間を有効に利用することができる。この
場合、環状トンネルに囲まれた地山を掘削排土するとき
には必要に応じて環状トンネルを補強する。また地下構
造物の構築工法の発明においては、トンネルを覆工した
セグメントピースが補強部材で補強されているため、軽
量のスチールセグメントピースで任意の大きさ及び形状
の地下構造物を容易に構築することができる。[Action] In the first invention in underground construction, since the segment piece which is lining the tunnel is supported by the reinforcing member, the underground construction having an intensity sufficient resistance to earth pressure and water pressure in the underground Deep Can be easily constructed. This stiffener is a vertical (or horizontal)
Material) and diagonal members, and vertical members (or horizontal parts)
The material is mainly designed to resist the compressive force, and the slanted member is mainly designed to resist the tensile force. In the second invention, by which the underground construction having an underground large space inside the annular tunnel <br/> Le, sufficient waterproofness and strength is obtained in the annular tunnel, underground space Can be used effectively. In this case, to reinforce the annular tunnel as necessary when drilling waste soil natural ground, surrounded by the annular tunnel. In the invention of the construction method for underground structures, the tunnel was lining
Since the segment piece is reinforced by the reinforcing member, can be easily constructed of any size and underground structures shape lightweight steel segment piece.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の地下構造物の一実施例につい
て図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の地下
構造物の断面図であり、長方形の大断面トンネル１に鋼
製のセグメントピース２が覆工され、対向又は隣接する
セグメントピース２間の適宜箇所に垂直部材（または水
平部材）３ａ及び斜め部材３ｂなどの補強部材が架設さ
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the underground structure of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an underground structure according to the present invention, in which a rectangular large-section tunnel 1 is covered with a steel segment piece 2, and a vertical member (or water) is provided at an appropriate position between opposed or adjacent segment pieces 2.
A reinforcing member such as a flat member 3a and an oblique member 3b is provided.
【０００７】前記セグメントピース２はＨ形鋼４の枠体
５の片面に鋼製プレート６が溶接されたスチールセグメ
ントピースであり、これらがＨ形鋼４のフランジ４ａに
貫通されたボルト４ｂで接合されることにより、フラン
ジ４ａが２重の補強材となっている。The segment piece 2 is a steel segment piece in which a steel plate 6 is welded to one side of a frame 5 of an H-shaped steel 4, and these are joined by bolts 4 b penetrating a flange 4 a of the H-shaped steel 4. As a result, the flange 4a is a double reinforcing material.
【０００８】また前記垂直部材（または水平部材）３ａ
は対向するセグメントピース２の中間部鋼材２ａ間に、
斜め部材３ｂはセグメントピース２の端部鋼材２ｂ間に
それぞれ架設されて土圧荷重を支えている。The vertical member (or horizontal member) 3a
Is between the intermediate portion steel materials 2a of the opposed segment pieces 2,
The oblique members 3b are respectively bridged between the end steel materials 2b of the segment piece 2 and support the earth pressure load.
【０００９】なお、本実施例においては枠体５が全てＨ
形鋼４で形成されたセグメントピース２を使用したが、
もちろんこれに限定されるものではなく、Ｉ形鋼、みぞ
形鋼で形成することもできる。In this embodiment, all the frames 5 are H
Although the segment piece 2 formed of the shape steel 4 was used,
Of course, the present invention is not limited to this, and it can be formed of an I-shaped steel or a grooved steel.
【００１０】図５は第２発明の実施例を示す断面図であ
り、これは前記と同様に垂直部材（または水平部材）３
ａ及び斜め部材３ｂが架設された大断面トンネル１が、
相隣る外面どうしで接続されて環状トンネル７が構築さ
れ、該環状トンネル７で囲まれた内側を掘削覆工して構
築した地下構造物８である。[0010] Figure 5 is a sectional view showing an embodiment of the second aspect of the invention, which is the same as the vertical members (or horizontal member) 3
a and the large-section tunnel 1 on which the diagonal member 3b is erected ,
Is connected to the annular tunnel 7 is constructed in Aitonaru outer surface each other, it is underground construction 8 that the inside surrounded was constructed excavation lining in said annular tunnel 7.
【００１１】以下、第３発明の地下構造物の構築工法の
一実施例を上記第２発明の地下構造物を用いて説明す
る。この地下構造物８の構築工法に用いるシールド掘進
機９は、図６に示すように３機のシールド掘進ユニット
１０を長辺方向で組み合わせ自在に接合したものであ
り、その接続は外殻をボルト接合して構成する。また、
この形状は横方向の一文字形のみでなく、図７の（１）
〜（４）に示すように縦方向の一文字形、Ｌ字形、十字
形、コ字形、その他の環状及び任意の形状に形成するこ
とができる。An embodiment of the underground structure construction method according to the third invention will be described below using the underground structure according to the second invention. As shown in FIG. 6, a shield excavator 9 used in the construction method of the underground structure 8 is composed of three shield excavation units 10 which are freely combined in a long side direction, and the outer shell is bolted. It is configured by joining. Also,
This shape is not limited to the one-letter shape in the horizontal direction.
As shown in (4) to (4), it can be formed in a vertical one-letter shape, an L-shape, a cross shape, a U-shape, other annular shapes, and any other shapes.
【００１２】このシールド掘進ユニット１０は、図８に
示すように、回転するドラム面で切羽を掘削する一対の
ドラムカッタ１１ａと、これらドラムカッタ１１ａ間の
リングカッタ１１ｂとからなる掘削カッタ１２により断
面矩形のトンネルを掘削するものとする。As shown in FIG. 8, this shield excavating unit 10 has a cross section formed by an excavating cutter 12 comprising a pair of drum cutters 11a for excavating a cutting face on a rotating drum surface, and a ring cutter 11b between the drum cutters 11a. A rectangular tunnel is to be excavated.
【００１３】そして、図９に示すように、適宜間隔をも
って掘削された立坑１３の一方から他方の立坑側にかけ
てシールド掘進機９を掘進させつつセグメントピース２
を覆工してトンネル１を構築する。この覆工は対向する
セグメントピース２どうしの中間部鋼材２ａ及び端部鋼
材２ｂ間に垂直部材（または水平部材）３ａ及び斜め部
材３ｂを架設して行う。As shown in FIG. 9, the shield piece 9 is excavated from one of the shafts 13 excavated at appropriate intervals to the other shaft side while the segment pieces 2 are excavated.
And tunnel 1 is constructed. The lining is performed by erection of the vertical member (or horizontal member) 3a and the oblique member 3b between the intermediate section steel 2a and the end steel 2b of to what segment piece 2 opposite.
【００１４】また、このトンネル１は、例えば図１０の
〜の順で適宜間隔をもって構築するが、先ず横方向
のトンネル〜を構築した後に、シールド掘進ユニッ
ト１０の組み合わせを縦方向に変えて縦方向のトンネル
〜を構築する。なお、この大断面の各トンネル１は
９台のシールド掘進機９を同時に掘進させて一気に構築
することも勿論可能である。The tunnel 1 is constructed at appropriate intervals in the order of, for example, FIG. 10. First, a horizontal tunnel is constructed, and then the combination of the shield excavating units 10 is changed to the vertical direction to change the vertical direction. Build a tunnel ~. It should be noted that it is of course possible to construct nine tunnel excavators 9 at the same time by simultaneously excavating nine shield excavators 9 in each of the tunnels 1 having this large cross section.
【００１５】次に、これらの各トンネル１を掘削形成し
た後に、相隣る外面どうしを接合して環状トンネル７を
構築する。この接合は、図１１の（１）に示すように、
各トンネル１間の上下面に山留鋼板１４を掛け渡して間
隙部１４ａを掘削してＰＣ鋼線１６を緊張定着した後、
該間隙部１４ａにコンクリート１５を打設する。Next, after these tunnels 1 are excavated and formed , adjacent outer surfaces are joined together to construct an annular tunnel 7. This joining is performed as shown in FIG.
After excavating the gap portion 14a by tying the steel plate 14 on the upper and lower surfaces between the tunnels 1 and fixing the PC steel wire 16 in tension,
Concrete 15 is poured into the gap 14a.
【００１６】また、図１１の（２）に示すものは、セグ
メントピース２の外面に予め取付けられた山留鋼板１４
をスライドさせてトンネル１間に掛け渡して間隙部１４
ａを掘削するものである。さらに、同図（３）に示すも
のは、２本の並列するトンネルが比較的離れている場合
に使用されるものであり、土圧荷重に耐え得るような箱
型の山留鋼板４がセグメントピース２の外面にスライド
自在に取り付けられている。またこのセグメントピース
２の掛け渡しは一方のトンネル１から他方のトンネル１
にかけてボウリングを行ってボウリングロッド１４の先
端を箱型の山留鋼板４に貫入させて引っ張ることにより
行うものである。FIG. 11 (2) shows a steel plate 14 attached to the outer surface of the segment piece 2 in advance.
And slide it over the tunnel 1 so that the gap 14
excavating a. Further, the one shown in FIG. 3C is used when two parallel tunnels are relatively far apart, and a box-shaped retaining steel plate 4 that can withstand an earth pressure load is segmented. It is slidably attached to the outer surface of the piece 2. The segment piece 2 is bridged from one tunnel 1 to the other tunnel 1.
, The tip of the bowling rod 14 is penetrated into the box-shaped ridged steel plate 4 and pulled.
【００１７】このように環状トンネル７を構築し、設計
条件に応じて斜め部材３ｂを架設して補強した後（図５
参照）、環状トンネル７の内側を掘削し、その内面を現
場打ちコンクリートで覆工して地下構築物８を構築す
る。After the annular tunnel 7 is constructed in this way and the oblique member 3b is erected and reinforced according to the design conditions (FIG. 5).
See), excavating the inner side of the annular tunnel 7, and lining the interior surface of that in poured concrete building underground construct 8.
【００１８】そして環状トンネル７の各トンネル１は、
補強部材を撤去することにより鉄道、道路、上下水道、
電力洞道、通信線路その他の共同溝に使用することがで
きる。またその内周部空間１７を地下駐車場や地下街等
に利用することにより、地下空間を多目的に利用できる
地下構造物８を得ることができる。この場合、環状トン
ネル７の内面を吹き付けコンクリート等で被覆して永久
構造物用として処理をすることができる。 Each of the tunnels 1 of the annular tunnel 7 is
Railway By removing the reinforcing member, roads, Sewage,
It can be used for power tunnels, communication lines and other common trenches . The inner peripheral portion space 17 of Mataso by utilizing the underground parking and underground malls and the like, can be obtained underground construction 8 available underground space versatile. In this case, the inner surface of the annular tunnel 7 can be covered with a sprayed concrete or the like and processed for permanent structures.
【００１９】また、環状トンネル７を上記のように鉄道
や道路等に使用しない場合は、必要に応じて適宜厚さの
現場打ちコンクリートで覆工し、外部からの地下水の浸
入を遮るための遮水層として利用することにより内部へ
の漏水を防水することができる。さらに、トラス構造の
環状トンネル７内にコンクリートを充填すると、より強
度が大きく、かつ変形の少ない地下構造物８を得ること
ができる。この場合、環状トンネル７の断面は比較的小
さくすることができるので、有効利用の可能な地下大空
間を経済的、合理的に構築することができる。When the annular tunnel 7 is not used for railways or roads as described above, the tunnel is covered with cast-in-place concrete having an appropriate thickness, if necessary, to block ground water from entering from outside. By using as a water layer, water leakage into the inside can be waterproofed. In addition, the truss structure
When the annular tunnel 7 is filled with concrete, an underground structure 8 having higher strength and less deformation can be obtained. In this case, since the cross section of the annular tunnel 7 can be made relatively small, a large underground space that can be effectively used can be economically and rationally constructed.
【００２０】図１２は全体の断面が円形の地下構造物８
を示したものであり、この場合は、図１３に示す台形の
シールド掘進ユニット１０ａを組み合わせたシールド掘
進機９ａで環状トンネル７を構築するものとし、その構
築は前記と同様の方法で行うものとする。FIG. 12 shows an underground structure 8 having a circular cross section.
In this case, it is assumed that the annular tunnel 7 is constructed with the shield excavator 9a in which the trapezoidal shield excavation unit 10a shown in FIG. 13 is combined, and the construction is performed in the same manner as described above. I do.
【００２１】[0021]
【発明の効果】トンネル内に垂直部材（または水平部
材）及び斜め部材などの補強部材が架設されているた
め、十分な強度の地下構造物を容易に構築することがで
きる。According to the present invention, a vertical member (or a horizontal portion ) is placed in a tunnel.
) And a reinforcing member such as an oblique member are installed, so that an underground structure having sufficient strength can be easily constructed.
【００２２】環状トンネルと、該環状トンネルの内側の
地下大空間とからなる地下構造物としたことにより、環
状トンネルで十分な防水及び強度を得ることができる。An annular tunnel and an inner portion of the annular tunnel
By the underground structure comprising a basement large spaces, rings
It is possible to obtain sufficient waterproof and strength Jo tunnel.
【００２３】トンネル内に垂直部材（または水平部材）
及び斜め部材などの補強部材が架設されているため、軽
量のスチールセグメントピースで任意の大きさ及び形状
の地下構造物を容易に構築することができる。A vertical (or horizontal) member in the tunnel
In addition, since a reinforcing member such as a diagonal member is installed, an underground structure having an arbitrary size and shape can be easily constructed with a lightweight steel segment piece.
【００２４】シールド掘進ユニットを組み合わせて形成
したシールド掘進機でトンネルを構築し、これらのトン
ネルを任意に接続することにより、任意の大きさ及び形
状の地下構築物を容易に構築することができる。By constructing tunnels with a shield excavator formed by combining shield excavation units and arbitrarily connecting these tunnels, an underground building having an arbitrary size and shape can be easily constructed.
【図１】第１発明における地下構造物の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an underground structure according to the first invention.
【図２】柱材を一部省略したセグメントピースの斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view of a segment piece in which a pillar is partially omitted.
【図３】柱材を取り外したセグメントピースの平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view of a segment piece from which a pillar is removed.
【図４】隣接するセグメントピース同士の接合状態を示
す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a joining state of adjacent segment pieces.
【図５】第２発明における地下構造物の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an underground structure according to the second invention.
【図６】シールド掘進機の正面図である。FIG. 6 is a front view of the shield machine.
【図７】（１）〜（４）はシールド掘進機の組み合わせ
状態を示す概略図である。FIGS. 7 (1) to (4) are schematic diagrams showing a combination state of the shield machine.
【図８】シールド掘進ユニットの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a shield excavation unit.
【図９】シールド掘進機の掘進状態を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the shield machine is excavated.
【図１０】環状トンネルを構築する状態の断面図であ
る。FIG. 10 is a sectional view of a state in which an annular tunnel is constructed.
【図１１】（１）〜（３）は隣接するトンネル同士の接
合状態を示す断面図である。FIGS. 11 (1) to (3) are cross-sectional views showing a joining state between adjacent tunnels.
【図１２】第２発明における地下構造物の他の実施例を
示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the underground structure according to the second invention.
【図１３】他の実施例のシールド掘進機を示す正面図で
ある。FIG. 13 is a front view showing a shield machine according to another embodiment.
１ トンネル ２ セグメントピース ３ａ 垂直部材 ３ｂ 斜め部材 ４ Ｈ形鋼 ５ 枠体 ６ 鋼製プレート ７ 環状トンネル ８ 地下構造物 ９、９ａ シールド掘進機 １０、１０ａ シールド掘進ユニットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel 2 Segment piece 3a Vertical member 3b Diagonal member 4 H-section steel 5 Frame 6 Steel plate 7 Annular tunnel 8 Underground structure 9, 9a Shield excavator 10, 10a Shield excavation unit
Claims (4)
セグメントピースで覆工されるとともに、これらのセグ
メントピースどうしが補強部材で支持されてなることを
特徴とする地下構造物。1. An underground structure, wherein an inner wall of a tunnel excavated into a predetermined shape is covered with segment pieces, and these segment pieces are supported by reinforcing members . .
持されたトンネルが、相隣る外面どうしで接続されてな
る環状トンネルと、該環状トンネルで囲まれた地山が掘
削排土されて形成された地下大空間とからなることを特
徴とする地下構造物。2. The segment pieces are supported by reinforcing members.
Lifting tunnel is, it is connected with Aitonaru outer surface each other
Annular tunnels and underground structures natural ground surrounded by the annular tunnel, characterized in that it consists of a drilled earth removal has been formed underground large space that.
のドラムカッタと、これらのドラムカッタ間に配設され
たリングカッタとからなり、かつ矩形又は台形の大断面
トンネルを掘削する掘削ユニットが組み合わせ自在に接
合されてシールド掘進機が構成され、該シールド掘進機
により地中に所定形状のトンネルを掘削しつつ、該トン
ネル内をセグメントピースで覆工し、これらのセグメン
トピースどうしを補強部材で支持することを特徴とする
地下構造物の構築工法。3. An excavating unit for excavating a rectangular or trapezoidal large-section tunnel, comprising a pair of drum cutters for excavating the ground on a rotating drum surface, and a ring cutter disposed between the drum cutters. The shield excavator is constituted by being freely combined, and while excavating a tunnel of a predetermined shape in the ground by the shield excavator, lining the inside of the tunnel with segment pieces, reinforcing these segment pieces with each other. Construction method of underground structure characterized by supporting with wood.
続されて環状トンネルが形成され、該環状トンネルの内
側を掘削して構築することを特徴とする請求項３に記載
の地下構造物の構築工法。 4. The method according to claim 1, wherein the tunnel is connected between adjacent outer surfaces.
The method for constructing an underground structure according to claim 3, wherein an annular tunnel is formed successively, and the inner side of the annular tunnel is excavated and constructed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060305A JP2667350B2 (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Underground structures and construction methods |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP5060305A JP2667350B2 (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Underground structures and construction methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272499A JPH06272499A (en) | 1994-09-27 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4752036B2 (en) * | 2004-10-26 | 2011-08-17 | 株式会社間組 | Excavation mechanism and machine |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5060305A patent/JP2667350B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH06272499A (en) | 1994-09-27 |
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