JP2673179B2 - How to build a tunnel - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、線路や道路等の下にこれらを横断するトン
ネルを掘削する場合に好適なトンネルの構築方法に関す
るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of constructing a tunnel suitable for excavating a tunnel that crosses under a track, a road, or the like.

「従来の技術」 線路や道路の下にこれらを横断するトンネルを構築す
る方法として、従来からの現場打ち施工法に代え、断面
形状が矩形あるいは台形のエレメントを用いて施工する
工法が知られている。このような工法は、エレメントの
内側に、カッターヘッド、スクリューコンベア等を収納
した掘削機で、切羽面を掘削しながら水平方向に掘進
し、土中にエレメントを順次門型あるいはリング状に貫
入させて、トンネル覆工体を構築した後、覆工体内側の
土を掘削除去するものであり、具体的には、たとえば第
３図に示すようにして行なわれる。すなわち、発進立坑
１にガイドフレーム２を介してエレメントＥの推進装置
３をセットし、当該推進装置３により、エレメントＥを
水平方向に押し出しながら、エレメント先端のカッター
ヘッド４により円筒断面に切羽面を掘削しつつ、掘削さ
れた土砂をスクリューコンベア５によりトライパイプ６
の先端側から基端側に排出し、エレメントＥを到達立坑
まで推進し、次いで同様に継手部7a,7bを介してエレメ
ントＥを、第５図に示すように、次々にリング状に押し
込むものである。“Conventional technology” As a method of constructing a tunnel that crosses under a track or road, there is known a method of constructing using a rectangular or trapezoidal element in cross section instead of the conventional cast-in-place construction method. There is. Such a construction method is an excavator that houses a cutter head, a screw conveyor, etc. inside the element, and excavates in the horizontal direction while excavating the face face, and sequentially pierces the element into the soil in a gate shape or a ring shape. After constructing the tunnel lining body, the soil inside the lining body is excavated and removed. Specifically, this is performed as shown in FIG. 3, for example. That is, the propulsion device 3 for the element E is set on the starting shaft 1 through the guide frame 2, and the propulsion device 3 pushes out the element E in the horizontal direction while the cutter head 4 at the tip of the element cuts the face of the cut face into a cylindrical cross section. While excavating, the excavated earth and sand is tried by the screw conveyor 5 and the try pipe 6
The element E is discharged from the tip end side to the base end side, propelled the element E to the reaching shaft, and then similarly pushes the element E in a ring shape through the joint portions 7a and 7b as shown in FIG. Is.

ここで、前記推進装置は、第４図に示すように、エレ
メントＥを圧入するとともにカッターヘッド４を回転さ
せるように構成されており、具体的にはジャッキおよび
コンベア用モータ内内蔵の本体部3aと、ガイドフレーム
２に係合してジャッキの推力を受ける支圧部3bとを主体
として構成されている。Here, as shown in FIG. 4, the propulsion device is configured to press-fit the element E and rotate the cutter head 4, and specifically, the main body 3a incorporated in the jack and conveyor motor. And a bearing portion 3b that engages with the guide frame 2 and receives the thrust of the jack.

そして、前記支圧部3bは、その両側面にガイドフレー
ム２の係止孔2aに係合する出没自在の突起3cを備えてお
り、また、前記カッターヘッド４は、前記スクリューコ
ンベア５の先端に連結されたウォームギア4aを介して２
組のカッターアーム4bを回転させるようにした構造とな
っている。The pressure bearing portion 3b is provided with protrusions 3c which can be retracted and engaged with the locking holes 2a of the guide frame 2 on both side surfaces thereof, and the cutter head 4 is attached to the tip of the screw conveyor 5. 2 via the connected worm gear 4a
The structure is such that the set of cutter arms 4b is rotated.

ところで、第５図に示すように、台形のエレメントＥ
をリング状に押し込んでトンネルの全周を覆工する場合
には、エレメントＥの一方の接合面に雌型の継手部7aを
設け、他方の接合面に雄型の継手部7bを設けて、これら
を嵌合させながら、エレメントＥを押し込んで行く手段
が適用されるが、最後に推進するエレメントＥは、両隣
のエレメントＥの施工誤差等に起因して継手部7a,7bど
うしがかみ合わないことがある。このため、このような
場合には、両隣に位置するエレメントＥの間に、第６図
に示すように、Ｈ型鋼８を配してこれをエレメントＥの
側面に溶接するという手段が適用されている。By the way, as shown in FIG.
In the case of pushing in a ring shape to cover the entire circumference of the tunnel, a female joint portion 7a is provided on one joint surface of the element E, and a male joint portion 7b is provided on the other joint surface, A means for pushing in the element E while fitting these elements is applied, but the element E to be pushed last must not have the joint portions 7a and 7b mesh with each other due to construction errors of the element E on both sides. There is. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 6, an H-shaped steel 8 is arranged between the elements E located on both sides and welded to the side surface of the element E. There is.

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このようにエレメントＥの間にＨ型鋼
８を建て込みながら、覆工体の内側の土砂を掘削する方
法では、トンネル内部の土砂掘削を行いながらＨ型鋼８
を建て込むといった構成上、その施工速度が遅く、現場
での作業性が悪いといった問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the method of excavating the earth and sand inside the lining body while building the H-section steel 8 between the elements E in this way, the H-section steel is excavated while performing the earth and sand excavation inside the tunnel. 8
Due to the construction of the building, the construction speed was slow and the workability at the site was poor.

また、このような工程では、下部よりの土砂噴出を防
止するために、薬液注入等による地盤強化が必要となる
ことがあるなど、コスト高になり易く、特に、粘土等の
軟弱地盤での前記工法の適用に困難性を伴うなの問題点
があった。Further, in such a process, in order to prevent the spouting of sediment from the lower part, it may be necessary to strengthen the ground by injecting a chemical solution or the like, which tends to increase the cost, and in particular, in the case of soft ground such as clay, There was a problem that it was difficult to apply the construction method.

本発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目
的とするところは、現場での作業性を向上させることが
できるとともに、軟弱地盤での施工性を向上させること
のできるトンネルの構築方法を提供することにある。The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object thereof is a method of constructing a tunnel that can improve workability on site and can improve workability on soft ground. To provide.

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するため本発明は、中空箱型のトン
ネル覆工用エレメントを土中に水平に圧入しながらエレ
メント内部に備えた掘削機によりエレメント先端部の土
砂を掘削しつつエレメントをひとつづつ推進させ、当該
エレメントをトンネルの覆工断面に沿って筒状に連結
し、トンネルの全周を覆う覆工体を構築した後、この覆
工体の内部の土砂を掘削してトンネルを構築する方法に
おいて、 前記覆工体の構築時に、最後に推進すべき中空箱型の
エレメントに代えて、箱型でかつ長手方向に２分割され
る構造の分割エレメントを用い、当該分割エレメントを
推進するにあたり、分割エレメントを構成する一つのエ
レメント体のフラット板の間に他のエレメント体のフラ
ット板を嵌合しておき、これらエレメント体を嵌合した
状態で分割エレメントを堆積した後、分割エレメント内
に中詰材を注入して硬化させることを特徴とするもので
ある。"Means for Solving the Problem" In order to achieve such an object, the present invention is to provide a hollow box-type tunnel lining element while horizontally press-fitting the element into the soil by using an excavator provided inside the element to deposit the earth and sand of the element end While excavating each one, propel the elements one by one, connect the elements in a tubular shape along the lining cross section of the tunnel, construct a lining body that covers the entire circumference of the tunnel, and then build up the earth and sand inside the lining body. In the method of constructing a tunnel by excavating, the hollow box-shaped element to be finally pushed at the time of constructing the lining body is replaced by a box-shaped divided element having a structure divided into two in the longitudinal direction. In propelling the divided element, the flat plate of one element body constituting the divided element is fitted with the flat plate of the other element body, and After depositing the dividing elements in a state fitted bets body, it is characterized in that the curing by injecting wadding material in the dividing element.

「作用」 前記の構成によれば、分割エレメントの圧入にしたが
ってエレメント体が両隣のエレメントの施工誤差に追随
しながら堆積されるため、リンク状に押し込んだエレメ
ントの施工誤差が許容され、また前記分割エレメントに
よってこの部分からの土砂の噴出が防止されるため、軟
弱地盤での施工性が向上する。また、分割エレメントの
推進後は、分割エレメントの内部で硬化させられた中詰
材により構造強度が確保されるので、覆工体の強度が向
上する。[Operation] According to the above configuration, since the element bodies are deposited while following the construction errors of the adjacent elements according to the press-fitting of the division element, the construction error of the element pushed in the link shape is allowed, and the division is performed. Since the element prevents the spout of earth and sand from this portion, the workability on soft ground is improved. In addition, after propelling the dividing element, the structural strength is secured by the filling material cured inside the dividing element, so that the strength of the lining body is improved.

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明にかかるトンネルの構築方法も基本的には、第
１図に示すように、断面が台形の中空箱型のエレメント
Ｅを、その左右の継手部7a,7bを組み合わせながらリン
グ状に押し込み、トンネル覆工体を構築した後、この覆
工体の内側の土砂を掘削除去する方法が採用される。The tunnel construction method according to the present invention is also basically such that, as shown in FIG. 1, a hollow box-shaped element E having a trapezoidal cross section is pushed in a ring shape while combining the left and right joint portions 7a and 7b, After constructing the tunnel lining body, a method of excavating and removing earth and sand inside the lining body is adopted.

しかし、本発明においては、前記覆工体の構築時に、
最後に推進すべき中空箱型のエレメントＥに代えて、箱
型でかつ長手方向に２分割される構造の分割エレメント
10を用いて、これを推進装置３により土中に圧入してい
く点に最大の特徴がある。However, in the present invention, when the lining body is constructed,
Instead of the hollow box-shaped element E to be finally pushed, a box-shaped divided element having a structure of being divided into two in the longitudinal direction
The greatest feature is that 10 is used and it is pressed into the soil by the propulsion device 3.

以下、このような構成にかかるトンネルの構築方法を
実際に実施する場合について具体的に説明する。Hereinafter, a case where the method for constructing a tunnel having such a configuration is actually carried out will be specifically described.

まず、前記エレメントＥの推進は、たとえば、従来と
同様に、発進立坑１にガイドフレーム２を介してエレメ
ントＥの推進装置３をセットし、当該推進装置３によ
り、エレメントＥを水平方向に押し出しながら、エレメ
ント先端のカッターヘッド４により円筒断面に切羽面を
掘削しつつ、掘削された土砂をスクリューコンベア５に
よりトラフパイプ６の先端側から基端側に排出し、エレ
メントＥを到達立坑まで推進する工程などが採用され
る。First, in the propulsion of the element E, for example, as in the conventional case, the propulsion device 3 of the element E is set on the starting shaft 1 through the guide frame 2 and the propulsion device 3 pushes the element E in the horizontal direction. A step of excavating the excavated earth and sand from the tip side of the trough pipe 6 from the tip side of the trough pipe 6 to the base shaft by excavating the face of the cutting face in a cylindrical cross section by the cutter head 4 at the tip of the element, and propelling the element E to the reaching shaft. Are adopted.

そして、図示例では、このような工法によって、エレ
メントＥをひとつづつ継手部7a,7bを介しながらトンネ
ルの覆工断面に沿ってトンネル状に押し込み、最後の下
端部を残して箱型のエレメントＥの推進を終了する。こ
の最後の部分を覆工するにあたっては、箱型で長手方向
に２分割される分割エレメント10を用いる。In the illustrated example, by such a construction method, the elements E are pushed in a tunnel shape along the lining cross section of the tunnel through the joint portions 7a and 7b one by one, and the box-shaped element E is left with the last lower end portion left. End the promotion of. In lining this last portion, a box-shaped dividing element 10 which is divided into two in the longitudinal direction is used.

この分割エレメント10は、互いに平衡なフラット板10
aとこのフラット板10aの端部に位置してこれらフラット
板10aを連結する側板10bとからなる１組みのエレメント
体10A,10Bを主体として構成されており、また、一方
（第１図右方）のエレメント体10Bのフラット板10aの間
隔が他方のエレメント体10Aのフラット板10aの間に挿入
されるようにその大きさが設定されている。ちなみに、
図示例では、エレメント体10Bのフラット板10aの間隔
は、エレメント体10Aのフラット板10aの内面に当接する
大きさに設定されており、また、各エレメント体10A,10
Bの側板10bには、隣接するエレメントＥの雌型の継手部
7aに嵌合する雄型の継手部7bが備えられている。This split element 10 is a flat plate 10 that is balanced with each other.
It is mainly composed of a set of element bodies 10A and 10B consisting of a and a side plate 10b located at the end of the flat plate 10a and connecting these flat plates 10a. The size of the flat plate 10a of the element body 10B is set so that it is inserted between the flat plates 10a of the other element bodies 10A. By the way,
In the illustrated example, the spacing between the flat plates 10a of the element body 10B is set to a size that abuts the inner surface of the flat plate 10a of the element body 10A, and each element body 10A, 10A
The side plate 10b of B is provided with a female joint portion of the adjacent element E.
A male joint portion 7b that fits into the 7a is provided.

なお、前記エレメント体10A,10Bのフラット板10a,10b
の接合面は、中詰材の漏洩を防止するためにパッキン材
等を取り付けておくことが好ましい。The flat plates 10a, 10b of the element bodies 10A, 10B
It is preferable that a packing material or the like is attached to the joint surface in order to prevent leakage of the filling material.

この分割エレメント10を推進する場合には、まず、分
割エレメント10を構成する一つのエレメント体10Aのフ
ラット板10aの間に他のエレメント体10Bのフラット板10
aを嵌合しておき、さらにエレメント体10A,10Bの継手部
7bを両隣のエレメントＥの継手部7aに嵌合させ、これら
エレメト体10A,10Bによって囲まれた内部空間に掘削機
を挿入する。When propelling the split element 10, first, the flat plate 10a of one element body 10A constituting the split element 10 is sandwiched between the flat plates 10 of the other element bodies 10B.
a is already fitted, and the joint part of the element bodies 10A and 10B
7b are fitted to the joint portions 7a of the elements E on both sides, and the excavator is inserted into the internal space surrounded by these elemet bodies 10A and 10B.

次いで、掘削機により分割エレメント10の先端部の土
砂を掘削しつつ推進装置３により圧入させていけば、エ
レメント体10A,10Bがそれぞれ両隣のエレメントＥに継
手部７を介して案内されながら推進させられて、到達立
坑まで押し込まれ、覆工断面を一周する覆工体が構築さ
れることになる。Next, when excavating the earth and sand at the tip of the divided element 10 by the excavator and press-fitting it by the propulsion device 3, the element bodies 10A and 10B are propelled while being guided to the adjacent element E by the joint portions 7 respectively. Then, the lining body is constructed to be pushed to the reaching shaft and to go around the lining cross section.

実施例では、分割エレメト10の圧入したがって分割エ
レメント10を構成するエレメント体10A,10Bが互いに嵌
合した状態で両隣のエレメントＥの施工誤差に追随しな
がら推進されるため、リング状に押し込んだエレメント
Ｅの施工誤差が許容され、またエレメント体10A,10Bは
それぞれフラット板10aを互いに嵌合した状態で移動す
るので、分割エレメント10が圧入される部分から土砂が
噴出するおそれがなくなり、軟弱地盤での施工性が向上
する。In the embodiment, since the element bodies 10A and 10B constituting the split element 10 are press-fitted and thus the split element 10 is fitted to each other, the element bodies 10A and 10B are propelled while following the construction error of the adjacent element E, so that the element pushed in the ring shape is pushed. The construction error of E is allowed, and since the element bodies 10A and 10B move with the flat plates 10a fitted to each other, there is no risk of the earth and sand spouting from the portion into which the split element 10 is press-fitted. The workability of is improved.

また、分割エレメント10の推進後は、他のエレメント
Ｅと同様に分割エレメントの内部に中詰材（たとえばコ
ンクリートなど）Ｃを注入して硬化させる。このため、
分割エレメント10は、その内部で硬化させられた中詰材
Ｃにより構造強度が確保されるので、覆工体の強度が向
上する。After propelling the dividing element 10, like the other elements E, a filling material (for example, concrete) C is injected into the inside of the dividing element and hardened. For this reason,
Since the structural strength of the split element 10 is secured by the filling material C that is hardened inside the split element 10, the strength of the lining body is improved.

以上のような手順によって、トンネルの覆工断面を覆
う覆工体を構築したならば、エレメントＥ内にコンクリ
ートを充填し、エレメントによって構築された覆工体内
部の土砂を掘削し、必要に応じ２次覆工を行いトネルを
完成させる。After constructing the lining body that covers the lining section of the tunnel by the above procedure, the element E is filled with concrete, the earth and sand inside the lining body constructed by the element are excavated, and if necessary. Secondary lining is done to complete the tunnel.

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、トンネルの全周を覆う
筒状の覆工体を構築する際に、箱型でかつ長手方向に２
分割される構造の分割エレメントを用い、当該分割エレ
メントを推進するにあたり、分割エレメントを構成する
一つのエレメント体のフラット板の間に他のエレメント
体のフラット板を嵌合しておき、これらエレメント体を
嵌合した状態で分割エレメントを推進した後、分割エレ
メント内に中詰材を注入して硬化させることを特徴とす
るものであるから、分割エレメントを両隣のエレメント
の施工誤差に追随させながら推進することができ、これ
により、リング状に押し込んだエレメントの施工誤差が
許容され、また前記分割エレメントによってこの部分か
らの土砂の噴出が防止されて、軟弱地盤での施工性が向
上する。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, when a tubular lining body that covers the entire circumference of a tunnel is constructed, the present invention is box-shaped and is longitudinally aligned.
When propagating the dividing element using the dividing element having a structure to be divided, the flat plate of one element body that constitutes the dividing element is fitted with the flat plate of another element body, and these element bodies are fitted. Since the dividing element is propelled in a combined state and then the filling material is injected into the dividing element to be hardened, so that the dividing element is propelled while following the construction error of the adjacent elements. As a result, the construction error of the element pushed in a ring shape is allowed, and the divided elements prevent the spout of earth and sand from this portion, thus improving the construction workability on soft ground.

また、分割エレメントの推進後は、分割エレメントの
内部で硬化させられた中詰材により構造強度が確保され
るので、覆工体の強度が向上するといった利点もある。In addition, since the structural strength is secured by the filling material that is hardened inside the dividing element after the driving of the dividing element, there is an advantage that the strength of the lining body is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図および第２図は本発明にかかるトンネルの構築方
法の一実施例を説明するために示したもので、第１図は
エレメントによってトンネルの覆工体を構築した状態を
示す正面図、第２図は第１図鎖線II円部を拡大した正面
図、第３図ないし第６図は従来のトンネルの構築方法を
説明するために示したもので、第３図はエレメントを土
中に圧入している状態の概略を示す断面図、第４図は推
進装置の構造を示す断面図、第５図はエレメントによっ
てトンネルの覆工体を構築した状態を示す正面図、第６
図は第５図鎖線VI円部を拡大した正面図である。 Ｅ……エレメント、１……発進立坑、 ４……カッターヘッド、 ５……スクリューコンベア、 7a,7b……継手部、10……分割エレメント、 10A,10B……エレメント体、 10a……フラット板、10b……側板。1 and 2 are shown for explaining an embodiment of a tunnel construction method according to the present invention, and FIG. 1 is a front view showing a state in which a tunnel lining body is constructed by elements, Fig. 2 is an enlarged front view of the II section of the chain line in Fig. 1, and Figs. 3 to 6 are shown for explaining the conventional tunnel construction method. Fig. 3 shows the element in the soil. Sectional view showing the outline of the press-fitted state, FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the propulsion device, and FIG. 5 is a front view showing the state in which a tunnel lining body is constructed by elements, FIG.
The figure is an enlarged front view of the portion VI in FIG. E ... Element, 1 ... Starting shaft, 4 ... Cutter head, 5 ... Screw conveyor, 7a, 7b ... Joint part, 10 ... Split element, 10A, 10B ... Element body, 10a ... Flat plate , 10b …… Side plate.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】中空箱型のトンネル覆工用エレメントを土
中に水平に圧入しながらエレメント内部に備えた掘削機
によりエレメント先端部の土砂を掘削しつつエレメント
をひとつづつ推進させ、当該エレメントをトンネルの覆
工断面に沿って筒状に連結し、トンネルの全周を覆う覆
工体を構築した後、この覆工体の内部の土砂を掘削して
トンネルを構築する方法において、 前記覆工体の構築時に、最後に推進すべき中空箱型のエ
レメントに代えて、箱型でかつ長手方向に２分割される
構造の分割エレメントを用い、当該分割エレメントを推
進するにあたり、分割エレメントを構成する一つのエレ
メント体のフラット板の間に他のエレメント体のフラッ
ト板を嵌合しておき、これらエレメント体を嵌合した状
態で分割エレメントを推進した後、分割エレメント内に
中詰材を注入して硬化させることを特徴とするトンネル
の構築方法。1. A hollow box-type tunnel lining element is horizontally pressed into the soil while the excavator provided inside the element excavates the earth and sand at the tip of the element to propel the elements one by one. A method of constructing a lining body that covers the entire circumference of the tunnel by connecting in a tubular shape along the lining cross section of the tunnel, and then excavating the earth and sand inside the lining body to construct the tunnel. At the time of constructing the body, instead of the hollow box-shaped element to be lastly promoted, a box-shaped divided element having a structure that is divided into two in the longitudinal direction is used, and the divided element is configured to promote the divided element. After the flat plates of other element bodies are fitted between the flat plates of one element body and the split elements are propelled with these element bodies fitted together, A method for constructing a tunnel characterized by injecting a filling material into a split element to cure it.