JP4113007B2

JP4113007B2 - Widening method of existing tunnel

Info

Publication number: JP4113007B2
Application number: JP2003048965A
Authority: JP
Inventors: 龍介相; 久男戸塚; 洋之柿沼; 敬一渡辺; 裕介海野; 武小高
Original assignee: 安藤建設株式会社; ジオスター株式会社
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004257109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は既設トンネルの拡幅工法に係り、既設トンネルの断面拡幅のための工事を活線工事として行う際に、安全に施工でき、また新設トンネルの覆工にプレキャストコンクリート製のライニング部材を用いて連続構築することにより、新設トンネルの２次覆工を効率よく構築できるようにした既設トンネルの拡幅工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、老朽化した山岳トンネルの改築あるいはトンネル交通量の増大に伴う断面拡幅、車線増に対応するため、既設トンネルの断面拡幅工事が各地で実施されている。これらの拡幅工事は、既設トンネルにおける、従来の交通量を考慮した活線工事（車両通行を可能にした状態で工事を並行して行う）で施工されることが多い。この活線工事では、一般車両が既設トンネル内及び工事中の新設トンネル内を安全に通行できるように、防護工を設ける必要がある。従来、多くの同種の工事では、トンネル全長を覆う定置式、あるいは拡幅工事の進行に伴って移動させて工事区域を覆う移動式の一般車両保護構造（以下、プロテクタと呼ぶ。）が用いられている。
【０００３】
従来の通常のプロテクタは、内空断面が既設トンネルの車両限界ないし建築限界を確保するように設定された所定強度の鋼製の門型フレームの屋根部及び側面部を鋼板で覆って組み立てられた鋼構造物で、一般車両は既設トンネルの一部から工事中の新設トンネル内にかけての工事区域に設置されたプロテクタ内を走行するようになっている。また、掘削ズリの搬送ダンプや２次覆工コンクリート施工用のコンクリート運搬車両や型枠セントル等の工事車両は、拡幅された新設トンネル内で、工事の進行（切羽の進行）を追うように、既設トンネルから連なるプロテクタの上方を跨ぐように走行する。
【０００４】
ところで、出願人はトンネルの連続構築方法に関し、摩擦低減手段としてのベアリングボールを利用してボックスカルバート等のプレキャストコンクリート製品の合理的な連続布設を可能にした横引きベアリング工法（特許文献１参照）を開発している。また、これを基礎技術として、単位幅のプレキャストコンクリート部材を延長方向に多数連結してなるトンネルの連続構築方法も提案している（特許文献２参照）。これらの発明により、トンネル内に設置されるプレキャストコンクリート製のアーチ部材の応力状態の安定を図りつつ、アーチ部材を迅速に横引きしてトンネル構造を連続構築するを実現した。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８７９０２１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５００４４公報（第２頁〜第３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した活線工事で、たとえばトンネルの２次覆工としてプレキャストコンクリート製のアーチ形状部材をライニング部材として採用することは設計上可能であり、それらを上述の横引きベアリング工法でトンネル内に搬入して設置することも考えられる。しかし、既設トンネル拡幅工事では、一般交通に支障なく、工事の迅速な進行を図るために、さらに種々の改良が必要である。たとえば、新設トンネルに拡幅する地盤が悪い場合には、上半掘削時の上半アーチの支保（たとえば鋼支保工＋吹付コンクリート）を確実に行うために、側壁先進導坑工法を採用し、先進導坑に基礎アバットを構築し、その上に上半アーチの脚部支保工を設置する必要がある。また、上半アーチからの荷重の流れを、先進導坑内の基礎アバットとトンネルリングを閉合するインバートとに伝達できるような構造で、ライニング部材を据え付ける必要がある。このときライニング部材を連続構築するためには、基礎アバット上に、上述したように摩擦低減手段としてのベアリングボールを利用した横引き手段を導入するための方策をとることが望まれる。
【０００７】
また、既設トンネルの一部から工事中の新設トンネル内にかけての工事区域に設置されるプロテクタとしては、工事の進行に合わせて所定ユニット長さに製作されたものを特殊台車等に載せて搬入して連結したり、既設トンネル内にあらかじめレールを敷設しておき、脚部に車輪走行装置を備えたプロテクタを、工事の進行に合わせて、工事区域を覆うように移動させるタイプが使用されていた。しかし、特殊台車を用いてプロテクタをトンネル内に搬入するタイプでは、坑外で組み立てられた重量物であるプロテクタの積み込み、あるいはトンネル内での積み降ろし等の作業に時間と手間を要するという問題がある。また、プロテクタは屋根上で各種の施工機械が作業を行うため、頑丈な構造に設計されており、その重量も大きい。このためレール走行を可能にするためには大がかりな走行装置を必要とする。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、トンネル内におけるプロテクタのスムースな安定走行を確保し、新設トンネルの２次覆工を迅速に構築することにより、トンネルの掘削、覆工工事の各施工工程の作業効率を格段に向上させることのできる既設トンネルの拡幅工法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は先進導坑内に構築された基礎アバット上にアーチ支保の脚部を支持させるようにして、既設トンネルの一部と、該既設トンネルに連なる工事区域を通行する一般車両をプロテクタで防護しながら既設トンネルの断面を拡幅して新設トンネルを構築する既設トンネルの拡幅工法において、前記基礎アバットのコンクリートブロック天端面の一部に、球状体を収容可能な凹所を有するレールをトンネル延長方向に連続設置し、該レールの凹所に複数の球状体を分散して配置し、トンネル坑口位置で、既施工の１次覆工の内方に架設され２次覆工の一部となる前記ライニング部材を組み立て、該ライニング部材を前記レール内の球状体の転動を利用してトンネル奥方の据え付け位置まで移動して据え付け、該据え付け位置で各ライニング部材の脚部を既施工の隅角インバートと連結するとともに、前記ライニング部材の背面及び脚部空間に裏込め材を充填して２次覆工を完成させることを特徴とする。
【００１０】
前記レールは、底面及び立面壁とで断面略Ｌ字形をなし、前記立面壁表面に形成された段部に球状体が収容され、該球状体に前記ライニング部材の外側面下端が当接して前記ライニング部材の脚部の外側方向への移動を阻止することが好ましい。
【００１１】
また、他の発明として先進導坑内に構築された基礎アバット上にアーチ支保の脚部を支持させるようにして、既設トンネルの一部と、該既設トンネルに連なる工事区域を通行する一般車両をプロテクタで防護しながら既設トンネルの断面を拡幅して新設トンネルを構築する既設トンネルの拡幅工法において、前記既設トンネルの舗装面にレール路床コンクリートを、トンネル延長方向に打設し、該レール路床コンクリート天端面の一部に、球状体を収容可能な凹所を有するレールをトンネル延長方向に連続設置し、該レール内凹所に、複数の球状体を分散して配置し、該球状体上に前記プロテクタの脚部を載置し、前記レール内の球状体の転動を利用して、前記プロテクタの脚部をトンネルの掘削進行に合わせてトンネル奥方に移動させる特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の既設トンネルの拡幅工法の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明による既設トンネルの拡幅工法によって、構築された新設トンネル１の構成部材を示した横断断面と、比較のための既設トンネル２の外形断面（仮想線にて表示）とを示している。本実施の形態では対象トンネルの地山分類としてたとえばＤIII（ＪＨ分類）程度の軟弱な地山でのトンネル拡幅工事を想定している。そのため、図１，図２に示したような先進導坑３（サイロット）を施工するＮＡＴＭ工法による掘削施工を行うものとした。馬蹄形断面の先進導坑３の施工は、鋼製支保工４、吹付コンクリートによる支保および地山状態に応じてロックボルト（図示せず）を打設して行う。切羽の進行に合わせて、あるいはトンネル延長が短い場合には先進導坑３の全長貫通後に、トンネル延長方向に連続する基礎アバット５の構築を行う。基礎アバット５は、図５に拡大して示したように、略Ｌ字形をなしたコンクリートブロックからなり、後に施工される上半アーチ支保の脚部を支持する下半鋼製支保工６及びプレキャストコンクリート製ライニング部材２０（後述する。）の脚部２１を支持する役割を果たす。
【００１３】
図２は、先進導坑３の掘削、基礎アバット５の構築後に既設トンネル２内に一部が設置されたプロテクタから新設トンネル１の断面を掘削する際のトンネル断面分割例（加背割）を模式的に示したトンネル断面図である。本実施の形態では、プロテクタ３０上に設置されたカッタローダ等のトンネル掘削機（図示せず）により、上半部分のアーチ形状に沿ったリングカット（▲１▼）を行った後に、上半アーチ鋼製支保工７を、すでに先進導坑３内にトンネル延長方向に所定ピッチで立設されている下半鋼製支保工６上に連結して立設するとともに、所定吹付厚の吹付コンクリート８を施工する。支保工寸法、吹付コンクリート厚は、地山分類によって規定された設計値を用いる。以後、プロテクタ３０の進行と並行して下半（▲２▼）、インバート（▲３▼）の掘削を進行させ、先進導坑３の本坑側支保を解体し、先進導坑３内に構築された基礎アバット５と連続する隅角インバート９を打設する。この隅角インバート９は図１，図２に示したように、基礎アバット５とともに、２次覆工としてのライニング部材２０の基礎構造としてアーチ荷重をインバート１０に伝達する機能を有する。
【００１４】
［プロテクタの構成］
本実施の形態では、活線防護のために設置されるプロテクタ３０は、新設トンネル１の工事進行に伴って走行移動させる構造とした。プロテクタ３０の全長としては先端側が既設トンネル２内に位置する一方、後端は、２次覆工としてのライニング部材２０が搬入され、設置された位置近傍までの長さとし、本実施の形態ではユニット長さ９mのプロテクタ３０を延長方向に連結し、全長約５４mのプロテクタ３０がトンネル延長方向に移動するようにした。その断面形状は、図３に示したように、車両の通行限界３９を囲むように、Ｈ型鋼からなる柱３３ａ、梁３３ｂを門型に組み立てたフレームをトンネル延長方向に所定間隔に配して上下位置の縦貫梁３２ａ，３２ｂで連結し、側面カバー３４および防護屋根３１で覆った箱形形状からなる。
【００１５】
ところで、上述したように、プロテクタ３０は、防護屋根３１の上を掘削重機等（図示せず）が走行するとともに、搬出される前の一部の掘削土砂等が積み上げられている場合がある。そのような荷重に十分抵抗可能な構造になっているため、相当の重量構造となっている。このような重量構造であるプロテクタ３０をスムースに走行させるために、図３，図４に示した横引きベアリングによる走行装置を備えるようにした。すなわち、プロテクタ３０の下端縦貫梁３２ａの下面が面する舗装面４０側に走行用レールとなる溝状レール３５を設置した。溝状レール３５内には、図４に示したように摩擦低減を図る球状体としてのベアリングボール３６が適当に分散する程度の数量がレール延長方向に多数配置されている。またトンネルの縦断勾配を考慮して、ベアリングボール３６が傾斜面を転がらないように、溝状レール３５内に乾燥砂等の粉状体を満たし、ベアリングボール３５をレール内に保持されることが好ましい（図４には粉状体が例示されている）。本実施の形態ではベアリングボール３６としてφ１１ｍｍ程度の鋼球が使用されている。このベアリングボール３６上にプロテクタ３０下端縦貫梁３２ａのフランジ下面に固着されたガイドプレート３７を介してプロテクタ３０の全重量が作用する。このときのベアリングボール３６で支持されたライニング部材の動摩擦係数μは０．０５以下が期待できるため、プロテクタ３０は既設トンネル２内の、一般交通に支障のない位置に据え付けられたウインチ等により容易に走行させることができる。
【００１６】
溝状レール３５は、図４に示したように、レールを敷設する延長方向に沿って既設舗装４０の表層４１、基層４２及び路盤４３の所定深さまで切削し、路床コンクリート４４を構築し、この路床コンクリート４４の表面に所定寸法のレール（細幅系Ｈ形鋼）を横向きに埋設した構造からなる。なお、このＨ形鋼レールのコンクリート埋設側ウェブには、プロテクタ３０走行時に溝状レール３５に伝達される走行反力に抵抗するためのズレ止めリブ３８等のせん断キーを設けておくことが好ましい。
【００１７】
［ライニング部材脚部の支持構造］
図５は、新設トンネル１の２次覆工として所定のプレキャストコンクリート製ライニング部材２０（以下、ライニング部材２０と記す。）を適用した実施の態様における脚部の拡大図である。本発明では、後述するように、新設トンネル１坑口位置で同一形状のプレキャストコンクリートアーチ部材を、１次覆工としての吹付コンクリートと鋼製支保工の内方に位置するように円弧アーチ状に組み立て、複数基をトンネル延長方向に接続し、トンネル内に搬入して所定位置に設置し、その後、その脚部２１と、ライニング部材２０の背面と１次覆工との間の空間を裏込めコンクリート（図９参照）で充填することで２次覆工としている。
【００１８】
このとき新設トンネル１内に構築されるライニング部材２０の脚部２１のベアリングボールによる支持構造の詳細について、図６各図を参照して説明する。ライニング部材２０の脚部２１は、本実施の形態では、図６（ａ）に示したように、先進導坑３内に構築された基礎アバット５のブロック上面隅角５ａに形成されたＬ型レールに支持されている。このＬ型レール２５は、あらかじめ基礎アバット５のブロック上面隅角５ａの切欠部の入り隅にアンカー２６を埋め込んで埋設固定されたＬ断面の型鋼材からなり、底面端部に形成されたわずかな立上げ部２５ａにより、図示したようなベアリングボール２２を収容する凹所２７が形成され、所定数量のベアリングボール２２上にライニング部材２０の脚部２１が載置されるようになっている。さらに立面壁２８表面に沿って側方ベアリングボール２３を１列に配置してある。すなわち、図６（ａ）に示したように、壁２８の表面に細棒状のボール保持棒材２９をレール延長方向に延設し、上下方向に２段に取り付けられたボール保持棒材２９の上面に側方ベアリングボール２３が、立面壁２８にその一部が接するように保持されている。これにより脚部２１が外側に広がるような水平方向力が作用した際（ライニング部材２０の自重等により）に、脚部２１が側方に移動しようとして立面壁２８を押圧する力に対して壁面２８に競ることなく、脚部２１での摩擦抵抗を十分小さく保持することができる。前述のボール保持部材の代替手段としては、トンネル延長方向に沿って所定間隔をあけてベアリングボール収容ポケットを形成し、そのポケット内にベアリングボールを収容するようにしても同様の効果が期待できる。
【００１９】
このときライニング部材２０の脚部２１を支持するベアリングボール２２，２３が接触するコンクリート面には、Ｌ形鋼等を埋設したガイドプレート２４が取り付けられている。これにより、ベアリングボール２２，２３で支持されるライニング部材２０の出隅部分のコンクリートが防護されている。図６（ｂ）は、基礎アバット５のブロック上面隅角部５ａにＬ型レール２５用鋼材を直置きして固定するようにした変形例を示している。このＬ型レール２５はコンクリートブロック上に後施工アンカー（図示せず）等で敷設できるので、レール設置のための工程を短縮することができるという効果を有する。
【００２０】
図７は、このライニング部材２０を、トンネル坑口付近に設置された組立架台５０上で組み上げる施工状態を示した正面図である。図８各図は、ライニング部材２０の組立状態及び搬送状態を示した平面図、側面図である。組立架台５０は、図７に示したように、トンネル坑口（図示せず）に設置された定置構造物で、基礎コンクリート５４上に立設された柱５５と山形フレーム５６とを組み立てた鋼製フレームからなる。この組立架台５０上でライニング部材２０が組み立てられる。すなわち、ライニング部材２０は、新設トンネル１の上半半径に等しい略４分の１アーチ形状のプレキャストコンクリート部材の脚部２１を組立架台５０の基礎ブロック５１の上面に設けられた溝状レール５２上に載置した状態で、組立架台５０をガイドとしてトンネル天頂部で合わせた略半円アーチ形状をなすように組み立てられる。なお、溝状レール５２はトンネル内で基礎アバット５上に設けられたＬ型レール２５に連続している。
【００２１】
図８（ａ）には組み立てられた複数基のライニング部材２０をトンネル奥方向に移動させるための推進ジャッキ５３が示されている。本実施の形態では、同図（ｂ）に示したように、アーチ天端で連結される２分割のライニング部材２０を延長方向に２列連結して搬送のための１ユニットとしている。アーチ天端及び延長方向に隣接したライニング部材２０間の長手方向は、連結ボルト（図示せず）によって連絡されている。なお、組立架台５０の下方空間は、ライニング部材２０の吊り込み、連結の作業時においても車両Ｃの通行を遮断しないように新設トンネル内でのプロテクタの役割を果たしている。なお、アーチ部材の長手方向の連結には、ワンタッチタイプのジョイント等を用いることで、より効率的な接合作業が果たせる。
【００２２】
推進ジャッキ５３は図８各図に示したように、組立架台５０よりさらに前方位置に設置されたジャッキ架台５７上に複数本のシリンダロッド５３ｂが水平をなして配設されるように装備されている。その後端は支圧盤５８に固定されている。一方、複数本の同期動作するシリンダロッド５３ｂ先端には押圧板５３ａが取り付けられている。２基の推進ジャッキ５３は同期をとりながら、そのシリンダロッド５３ｂの伸長縮退を行え、組立架台５０に載置されたライニング部材２０の脚部２１に押圧板５３ａを宛い、シリンダロッド５３ｂの伸長動作によりライニング部材２０をトンネル奥方にスライド移動させることができる。
【００２３】
このときライニング部材２０は、溝状レール５２内に収容されているベアリングボール（図示せず）上に載置されている。このため、脚部２１が推進ジャッキ５３のシリンダロッド５３ｂの伸長によってトンネル奥方に押されると、ライニング部材２０全体が容易にスライドし、トンネル坑口から既に建て込まれ、２次覆工の一部として連結されているライニング部材２０に向かって推し進められ、既にトンネル覆工の一部として連結されている複数基分をさらにトンネル奥方に推進させることができる。このとき既に連結されているライニング部材２０間には合成ゴム系あるいは発泡樹脂系のクッション材（図示せず）を挟在させることで、ライニング部材２０を傷めないようにすることができる。また、トンネル延長が長くなると、Ｌ型レール２５の動摩擦が小さくても坑口に設置された推進ジャッキ５３では連続した複数基のライニング部材２０を押し込むことができなくなる可能性もある。そこで、トンネル延長が長い場合には中間位置で中押しジャッキを配備することも好ましい。
【００２４】
図９は、設置後のライニング部材２０の脚部２１の固定について示した部分断面図である。同図に示したように、隅角インバート９とライニング部材２０の下端とをカバープレート６０で覆った後に、ライニング部材２０の長手方向に所定間隔をあけて設けられたグラウト孔（図示せず）からライニング部材２０の底部に位置するＬ型レール２５、ベアリングボール２２，２３及びベアリングボール２２，２３の収容空間を一体化、閉塞するように脚部グラウト６１を行う。このときのグラウト強度は、ライニング部材２０の脚部２１が基礎アバット５及び隅角インバート９との間で構造的に固定状態となるように、所定強度を発揮するモルタルを採用することが好ましい。さらにライニング部材２０の背面の１次覆工との間を閉塞するためにその上部に裏込めコンクリート６２を充填する。この裏込めコンクリート６２は、覆工としてのライニング部材２０との間に空隙を残さないように十分な流動性を有する配合とすることが好ましい。なお、地山、吹付コンクリートからの湧水処理を行うためにライニング部材２０背面に防水シート工（図示せず）を施すことも好ましい。この場合には防水シートとライニング部材２０背面との間で十分な密着性が発揮できるようなグラウト材を選定することが好ましい。
【００２５】
次に、本発明の既設トンネル２の拡幅工法による新設トンネル１の構築手順について図１０，１１を参照して説明する。
図１０（ａ）〜（ｆ）は、既設トンネル２から、断面が拡幅された新設トンネル１までの工程の進行を、模式的に縦断方向に配置し、平面及び側面で示した縦断面図である。まず、新設トンネル１のアーチ脚部２１位置に先進導坑３を掘削する。この先進導坑３内に基礎アバット５を構築し、さらにトンネル延長方向に所定ピッチで下半鋼製支保工６を立設する（Ａ−Ａ断面：（ａ））。このとき基礎アバット５のブロック上面隅角部に、ベアリングボール（図示せず）を収容するためのＬ型レール２５を埋設しておく。次いで、既設トンネル２の舗装面４０にプロテクタ３０の走行レール用の路床コンクリート４４を施工する（図３，図４）。この走行レールの溝内にベアリングボールを収容し、坑外で組み立てた単位長のプロテクタ３０を順次接続し、所定全長のプロテクタ３０を既設トンネル２内で完成させる。このプロテクタ３０の屋根上の作業エリアにカッタローダ等の掘削機、掘削土搬土装置、鋼製支保工建て込み、ロックボルト打設用ジャンボ、コンクリート吹付け機等を配置し、上半アーチのリングカット（▲１▼）を行う（Ｂ−Ｂ断面：（ｂ））。このときプロテクタ３０上に複数台の施工機械が載った状態でもプロテクタ３０を支えるベアリング支持構造の動摩擦係数が小さいので、既設トンネル２内に設置されたウインチ等により、各施工機械を載せたままのプロテクタ３０を掘削の進行にしたがって移動させることができる。あるいはプロテクタ３０の一部に基礎コンクリートに反力をとりながら進めるための推進装置を搭載することもできる。このとき推進装置としてはプロテクタ３０の脚部のベアリング支持構造位置での摩擦係数より大きな摩擦力で基礎コンクリートに反力をとることができるような押圧推進機構を備えることが好ましい。
【００２６】
上半アーチのリングカットに追従して先進導坑３の内側覆工を解体撤去しながら、下半掘削（▲２▼）を進める。下半掘削することにより、既設トンネル２の舗装面と同じ高さの底盤６３を残し、プロテクタ３０側方の底盤６３上にダンプトラック等の通行路６４を確保することが好ましい（Ｃ−Ｃ断面：（ｃ））。次いでインバート（▲３▼）の基礎アバット５側の一部を掘削し、基礎アバット５に連続する隅角インバート９を打設する（Ｄ−Ｄ断面：（ｄ））。
【００２７】
この状態で、横引きベアリング工法を利用したライニング部材２０の搬入、設置を行う。坑口で組立が完了したライニング部材２０は、複数基をトンネル延長方向に連結した状態で新設トンネル１の工事区域内に搬入され、１次覆工の表面に所定の隙間をあけて２次覆工の一部を構成するように設置される。この結果、ライニング部材２０が設置された範囲において、新設トンネル１内を通過する一般車両の安全通行が図られる（Ｅ−Ｅ断面：（ｅ））。このとき一般車両の通路は新設トンネル１の片側車線通行とし、反対車線のインバート掘削、インバートコンクリートの打設を片側車線ごとに行うことで一般車両の通行を制限することなく、インバート閉合を行うことができる（Ｆ−Ｆ断面：（ｆ））。その後、２次覆工としてのライニング部材２０と隅角インバート９との間のトンネル表面をカバープレート６０（図９）で覆うように接続し、ライニング部材２０の円周方向、延長方向に所定間隔で設けられた裏込めコンクリート注入孔（図示せず）を利用して１次覆工としての吹付コンクリートと、２次覆工としてのライニング部材２０との間の隙間に裏込めコンクリート６１を充填する。この裏込めコンクリート６１としては、２次覆工の一部構造として見なすため、２次覆工に要求されている設計強度を満たし、かつ施工時に充填空間に密実に充填可能な流動性を有する配合とする。
【００２８】
【発明の効果】
以上に述べたように、既設トンネルの断面拡幅による新設トンネルの構築を、活線工事として行う際に、施工機械を載せたプロテクタをトンネルの切羽の進行に伴ってスムースに移動させることができるとともに、新設トンネルのプレキャストコンクリート製のアーチ部材を組み立てて、２次覆工のライニング部材として新設トンネル内に構造的に安定した状態で、搬入して据え付けることができるため、安全で施工効率を高めたトンネルの拡幅工事が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設トンネルの拡幅工法によって構築された新設トンネルを示した横断面図。
【図２】本発明の既設トンネルの拡幅工法による新設トンネルの掘削分割段階（加背割）を示したトンネル横断面図。
【図３】基礎アバットのコンクリートブロック上に設置された下半鋼製支保工及びプレキャストコンクリートライニング部材の脚部の状態を示した拡大断面図。
【図４】プロテクタの全体構成を示した断面図。
【図５】図４に示したプロテクタの脚部及びレール路床コンクリートに埋設された溝状レールの構成を示した拡大断面図。
【図６】ライニング部材の脚部の支持状態を示した部分拡大断面図。
【図７】組立架台及びライニング部材の組立状態を示した全体正面図。
【図８】ライニング部材の組立、連結状態を示した平面図、側面図。
【図９】ライニング部材の脚部の固定状態を示した部分断面図。
【図１０】既設トンネルの断面拡幅工法の各工程を縦断方向に模式的に示した施工状態説明図。
【図１１】図１０に示した各断面（A-A〜F-F断面）での施工状態を模式的に示した施工状態説明図。
【符号の説明】
１新設トンネル
２既設トンネル
３先進導坑
５基礎アバット
２０ライニング部材
２１脚部
２２，２３，３６ベアリングボール
２５レール（Ｌ型レール）
２７凹所
２８立面壁
３０プロテクタ
３５レール（溝状レール）
４０舗装面
４４路床コンクリート
５０組立架台
５１基礎ブロック
５２レール（溝状レール）
５３推進用ジャッキ
６０カバープレート
６１裏込めグラウト
６２裏込めコンクリート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a widening method of an existing tunnel, and can be safely constructed when performing a work for widening the cross section of an existing tunnel as a live line work, and using a lining member made of precast concrete for lining a new tunnel The present invention relates to a widening method for an existing tunnel that can efficiently construct a secondary lining for a new tunnel by continuous construction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, cross-section widening of existing tunnels has been carried out in various places to cope with the renovation of aging mountain tunnels or the increase in cross-section and lanes associated with increased traffic. These widening works are often carried out in the existing tunnels in a live line work that takes into account the traffic volume (the work is carried out in parallel while enabling vehicle traffic). In this live line construction, it is necessary to provide a protective work so that ordinary vehicles can safely pass through the existing tunnel and the new tunnel under construction. Conventionally, in many similar types of construction, a stationary general vehicle protection structure (hereinafter referred to as a protector) that covers the construction area by moving in accordance with the progress of the widening construction or the stationary construction covering the entire length of the tunnel is used. Yes.
[0003]
Conventional ordinary protectors were assembled by covering the roof and side surfaces of a steel-type frame with a predetermined strength with an internal section set to ensure the vehicle limit or building limit of an existing tunnel with steel plates. It is a steel structure, and ordinary vehicles run in a protector installed in a construction area from a part of an existing tunnel to a new tunnel under construction. In addition, construction vehicles such as excavation excavation dump trucks, concrete transport vehicles for secondary lining concrete construction and formwork centles, follow the progress of construction (progress of face) in the widened new tunnel, Drive across the upper part of the protector from the existing tunnel.
[0004]
By the way, the applicant relates to a continuous construction method of a tunnel, and a lateral bearing method that enables rational continuous laying of a precast concrete product such as a box culvert using a bearing ball as a friction reducing means (see Patent Document 1). Is developing. In addition, using this as a basic technology, a continuous construction method for tunnels in which a large number of unit-width precast concrete members are connected in the extending direction has also been proposed (see Patent Document 2). By these inventions, it was realized that the tunnel structure was continuously constructed by pulling the arch member quickly while stabilizing the stress state of the arch member made of precast concrete installed in the tunnel.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2879021
[Patent Document 2]
JP 2002-250044 (pages 2 to 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described hot-wire construction, it is possible to design, for example, to adopt an arch-shaped member made of precast concrete as a lining member as a secondary lining of the tunnel, It is also possible to carry it in and install it. However, in the existing tunnel widening work, various improvements are necessary in order to make the construction proceed quickly without hindering general traffic. For example, when the ground to be widened in a new tunnel is poor, the side wall advanced tunneling method is adopted to ensure the support of the upper half arch during upper excavation (eg steel support + shotcrete). It is necessary to construct a foundation abutment in the shaft and install a leg support for the upper half arch on it. Moreover, it is necessary to install the lining member in such a structure that the flow of the load from the upper half arch can be transmitted to the foundation abutment in the advanced guiding shaft and the invert for closing the tunnel ring. At this time, in order to continuously construct the lining member, it is desirable to take a measure for introducing the lateral pulling means using the bearing ball as the friction reducing means on the basic abutment as described above.
[0007]
In addition, as a protector installed in a construction area from a part of an existing tunnel to a new tunnel under construction, a protector manufactured to a specified unit length according to the progress of construction is carried on a special carriage. Or a rail that has been laid in advance in an existing tunnel, and a protector equipped with a wheel travel device on the leg is moved to cover the construction area as the construction progresses. . However, with the type that uses a special carriage to carry the protector into the tunnel, there is a problem that it takes time and labor to load the protector, which is a heavy object assembled outside the mine, or to load and unload it inside the tunnel. is there. In addition, the protector is designed to be sturdy and heavy because various construction machines work on the roof. For this reason, a large traveling device is required to enable rail traveling.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to ensure smooth and stable travel of the protector in the tunnel and to quickly construct the secondary lining of the new tunnel, thereby improving the work efficiency of each construction process of tunnel excavation and lining work. It is to provide a widening method of an existing tunnel that can greatly improve the above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention allows a part of an existing tunnel and a construction area connected to the existing tunnel to pass through by supporting a leg portion of an arch support on a foundation abut constructed in an advanced guide shaft. In the widening method of the existing tunnel that constructs a new tunnel by widening the cross section of the existing tunnel while protecting the general vehicle with a protector, a recess that can accommodate a spherical body in a part of the top end surface of the concrete block of the foundation abutment Is installed continuously in the tunnel extension direction, and a plurality of spherical bodies are distributed in the recesses of the rail, and the secondary cover is installed inside the primary lining of the existing construction at the tunnel wellhead position. Assembling the lining member to be a part of the work, moving the lining member to the installation position in the back of the tunnel using rolling of the spherical body in the rail, In addition to connecting the leg portions of the lining members to the inverted corner invert at the attachment position, the back surface of the lining members and the leg space are filled with a backfill material to complete the secondary lining. .
[0010]
The rail has a substantially L-shaped cross section with a bottom surface and an elevation wall, and a spherical body is accommodated in a step formed on the surface of the elevation wall, and a lower end of the outer surface of the lining member abuts on the spherical body. It is preferable to prevent movement of the leg portion of the lining member in the outward direction.
[0011]
As another invention, a leg of an arch support is supported on a foundation abut built in an advanced guide shaft, and a part of an existing tunnel and a general vehicle passing through a construction area connected to the existing tunnel are protected. In the widening method of the existing tunnel, in which the cross section of the existing tunnel is widened while protecting it with a rail, the rail roadbed concrete is placed on the paved surface of the existing tunnel in the tunnel extension direction, and the rail roadbed concrete is A rail having a recess capable of accommodating a spherical body is continuously installed in a part of the top end surface in the tunnel extending direction, and a plurality of spherical bodies are dispersed and disposed in the recess in the rail, on the spherical body The legs of the protector are placed, and the legs of the protector are moved to the back of the tunnel in accordance with the progress of excavation of the tunnel by using the rolling of the spherical body in the rail. To.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a widening method for an existing tunnel according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a cross section showing components of a new tunnel 1 constructed by the widening method of an existing tunnel according to the present invention, and an outer cross section (indicated by a virtual line) of an existing tunnel 2 for comparison. ing. In the present embodiment, tunnel widening work in a soft ground such as DIII (JH classification) is assumed as the ground classification of the target tunnel. For this reason, excavation by the NATM method for constructing the advanced guiding pit 3 (silot) as shown in FIGS. 1 and 2 was performed. Construction of the advanced shaft 3 with a horseshoe-shaped cross section is performed by placing a rock bolt (not shown) according to the steel support 4, support by sprayed concrete, and the ground condition. In accordance with the progress of the face or when the tunnel extension is short, the foundation abutment 5 that is continuous in the tunnel extension direction is constructed after full length penetration of the advanced guiding pit 3. As shown in an enlarged view in FIG. 5, the base abut 5 is made of a concrete block having a substantially L-shape, and supports a lower half steel support 6 and a precast for supporting a leg portion of an upper half arch support to be constructed later. It plays a role of supporting the leg portion 21 of the concrete lining member 20 (described later).
[0013]
FIG. 2 shows an example of dividing the tunnel section (back split) when excavating the section of the new tunnel 1 from the protector partially installed in the existing tunnel 2 after excavation of the advanced guiding pit 3 and construction of the foundation abutment 5. It is the tunnel sectional view typically shown. In the present embodiment, a ring excavation along the arch shape of the upper half portion (1) is performed by a tunnel excavator (not shown) such as a cutter loader installed on the protector 30, and then the upper half arch. The steel support 7 is connected and erected on the lower half steel support 6 that has already been erected at a predetermined pitch in the tunnel extension direction in the advanced guide shaft 3, and the spray concrete 8 having a predetermined spray thickness. Install. The design values specified by the ground classification are used for the support construction dimensions and shotcrete thickness. After that, in parallel with the progress of the protector 30, the lower half (▲ 2 ▼) and invert (▲ 3 ▼) excavation progressed, the main shaft side support of the advanced shaft 3 was dismantled and built in the advanced shaft 3 A corner invert 9 that is continuous with the foundation abut 5 that has been made is placed. As shown in FIGS. 1 and 2, the corner invert 9 has a function of transmitting an arch load to the invert 10 as a basic structure of the lining member 20 as a secondary lining together with the basic abutment 5.
[0014]
[Protector configuration]
In the present embodiment, the protector 30 installed for live line protection is configured to travel and move as the construction of the new tunnel 1 progresses. As for the total length of the protector 30, the front end side is located in the existing tunnel 2, while the rear end is the length up to the position where the lining member 20 as a secondary lining is loaded and installed, and in this embodiment the unit The protector 30 having a length of 9 m was connected in the extending direction, and the protector 30 having a total length of about 54 m was moved in the tunnel extending direction. As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape is such that a frame in which pillars 33a and beams 33b made of H-shaped steel are assembled in a gate shape so as to surround a vehicle passage limit 39 is arranged at predetermined intervals in the tunnel extension direction. It is connected by vertical beams 32 a and 32 b at the upper and lower positions, and has a box shape covered with a side cover 34 and a protective roof 31.
[0015]
By the way, as described above, the protector 30 may have a portion of excavated earth and sand or the like before being carried out while the excavating heavy machine or the like (not shown) travels on the protective roof 31. Since the structure can sufficiently resist such a load, the structure is considerably heavy. In order to smoothly run the protector 30 having such a heavy structure, the running device using the lateral pulling bearing shown in FIGS. 3 and 4 is provided. That is, the groove-like rail 35 which becomes a traveling rail was installed on the pavement surface 40 side where the lower surface of the lower end longitudinal beam 32a of the protector 30 faces. In the grooved rail 35, as shown in FIG. 4, a large number of bearing balls 36 as spherical bodies for reducing friction are disposed in the rail extending direction. In consideration of the longitudinal gradient of the tunnel, the grooved rail 35 may be filled with a powdery material such as dry sand so that the bearing ball 36 does not roll on the inclined surface, and the bearing ball 35 may be held in the rail. Preferred (powder is illustrated in FIG. 4). In the present embodiment, a steel ball having a diameter of about 11 mm is used as the bearing ball 36. The entire weight of the protector 30 acts on the bearing ball 36 via a guide plate 37 fixed to the lower surface of the flange of the lower end longitudinal beam 32a of the protector 30. Since the dynamic friction coefficient μ of the lining member supported by the bearing ball 36 at this time can be expected to be 0.05 or less, the protector 30 is easily installed by a winch or the like installed in the existing tunnel 2 at a position that does not interfere with general traffic. Can be run.
[0016]
As shown in FIG. 4, the groove-shaped rail 35 is cut to a predetermined depth of the surface layer 41, the base layer 42, and the roadbed 43 of the existing pavement 40 along the extending direction in which the rail is laid, and a roadbed concrete 44 is constructed. The roadbed concrete 44 has a structure in which a rail (narrow H-shaped steel) having a predetermined size is embedded in the surface sideways. In addition, it is preferable to provide a shear key such as a shift stop rib 38 for resisting a traveling reaction force transmitted to the grooved rail 35 when the protector 30 travels on the concrete embedding side web of the H-shaped steel rail. .
[0017]
[Support structure for lining member legs]
FIG. 5 is an enlarged view of a leg portion in an embodiment in which a predetermined precast concrete lining member 20 (hereinafter referred to as a lining member 20) is applied as a secondary lining of the new tunnel 1. In the present invention, as will be described later, a precast concrete arch member having the same shape is assembled in a circular arc arch shape so as to be located inside the shotcrete and steel support as the primary lining at the position of the new tunnel 1 wellhead. A plurality of units are connected in the tunnel extension direction, carried into the tunnel and installed at a predetermined position, and then the space between the leg portion 21 and the back surface of the lining member 20 and the primary lining is backfilled concrete. By filling with (see FIG. 9), a secondary lining is made.
[0018]
Details of the support structure of the leg portion 21 of the lining member 20 constructed in the new tunnel 1 by the bearing balls will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the leg portion 21 of the lining member 20 is formed in an L shape formed at the block upper surface corner angle 5a of the foundation abutment 5 constructed in the advanced guide shaft 3, as shown in FIG. Supported by rails. The L-shaped rail 25 is made of an L-section steel material having an anchor 26 embedded in the corner of the notch of the block upper surface corner 5a of the base abut 5 in advance, and is slightly formed at the bottom end. A recess 27 for accommodating the bearing ball 22 as shown in the figure is formed by the rising portion 25 a, and the leg portion 21 of the lining member 20 is placed on the predetermined number of bearing balls 22. Further, side bearing balls 23 are arranged in a line along the surface of the elevation wall 28. That is, as shown in FIG. 6A, a thin rod-like ball holding bar 29 is extended on the surface of the wall 28 in the rail extending direction, and the ball holding bar 29 attached in two stages in the vertical direction. A side bearing ball 23 is held on the upper surface so that a part thereof is in contact with the vertical wall 28. As a result, when a horizontal force is applied so that the leg 21 spreads outward (due to the weight of the lining member 20, etc.), the leg 21 tends to move laterally against the force pressing the elevation wall 28. The frictional resistance at the leg portion 21 can be kept sufficiently small without competing with the wall surface 28. As an alternative to the above-described ball holding member, a similar effect can be expected if bearing ball receiving pockets are formed at predetermined intervals along the tunnel extending direction and the bearing balls are received in the pockets.
[0019]
At this time, a guide plate 24 in which L-shaped steel or the like is embedded is attached to the concrete surface that is in contact with the bearing balls 22 and 23 that support the leg portions 21 of the lining member 20. Thereby, the concrete of the corner part of the lining member 20 supported by the bearing balls 22 and 23 is protected. FIG. 6B shows a modified example in which the steel material for the L-shaped rail 25 is directly placed and fixed to the block upper surface corner portion 5 a of the base abut 5. Since this L-shaped rail 25 can be laid on a concrete block with a post-installed anchor (not shown) or the like, it has the effect that the process for rail installation can be shortened.
[0020]
FIG. 7 is a front view showing a construction state in which the lining member 20 is assembled on the assembly base 50 installed in the vicinity of the tunnel wellhead. FIG. 8 is a plan view and a side view showing the assembled state and the transported state of the lining member 20. As shown in FIG. 7, the assembly base 50 is a stationary structure installed at a tunnel well (not shown), and is made of steel in which a column 55 and an angle frame 56 that are erected on a foundation concrete 54 are assembled. Consists of frames. The lining member 20 is assembled on the assembly frame 50. That is, the lining member 20 is formed on the groove-like rail 52 provided on the upper surface of the foundation block 51 of the assembly frame 50 with the legs 21 of the precast concrete member having a substantially quarter arch shape equal to the upper half radius of the new tunnel 1. In the state where it is mounted on, the assembly base 50 is assembled to form a substantially semicircular arch shape combined with the tunnel zenith. The grooved rail 52 is continuous with the L-shaped rail 25 provided on the foundation abut 5 in the tunnel.
[0021]
FIG. 8A shows a propulsion jack 53 for moving a plurality of assembled lining members 20 in the tunnel depth direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, two divided lining members 20 connected at the arch top end are connected in two lines in the extending direction to form one unit for conveyance. The longitudinal direction between the arch top and the lining member 20 adjacent in the extending direction is connected by a connecting bolt (not shown). The space below the assembly base 50 serves as a protector in the new tunnel so as not to block the passage of the vehicle C even when the lining member 20 is suspended and connected. In addition, a more efficient joining operation can be achieved by using a one-touch type joint or the like for connecting the arch members in the longitudinal direction.
[0022]
As shown in FIGS. 8A and 8B, the propulsion jack 53 is equipped so that a plurality of cylinder rods 53b are horizontally arranged on a jack stand 57 installed at a position further forward than the assembly stand 50. Yes. The rear end is fixed to the bearing plate 58. On the other hand, a pressing plate 53a is attached to the tip of a plurality of cylinder rods 53b that operate synchronously. While the two propulsion jacks 53 are synchronized, the cylinder rod 53b can be extended and retracted, the pressing plate 53a is directed to the leg portion 21 of the lining member 20 placed on the assembly base 50, and the cylinder rod 53b is extended. By operation, the lining member 20 can be slid to the back of the tunnel.
[0023]
At this time, the lining member 20 is placed on a bearing ball (not shown) accommodated in the grooved rail 52. For this reason, when the leg portion 21 is pushed to the back of the tunnel by the extension of the cylinder rod 53b of the propulsion jack 53, the entire lining member 20 slides easily and has already been built from the tunnel wellhead as part of the secondary lining. A plurality of units that are pushed toward the connected lining member 20 and are already connected as a part of the tunnel lining can be further driven to the back of the tunnel. At this time, by interposing a synthetic rubber-based or foamed resin-based cushion material (not shown) between the already connected lining members 20, the lining member 20 can be prevented from being damaged. Further, when the tunnel extension becomes long, there is a possibility that the continuous jacking members 20 cannot be pushed in by the propulsion jack 53 installed at the wellhead even if the dynamic friction of the L-shaped rail 25 is small. Therefore, when the tunnel extension is long, it is also preferable to provide an intermediate push jack at an intermediate position.
[0024]
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the fixing of the leg portion 21 of the lining member 20 after installation. As shown in the figure, after covering the corner invert 9 and the lower end of the lining member 20 with a cover plate 60, grout holes (not shown) provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the lining member 20 The leg grout 61 is formed so that the L-shaped rail 25, the bearing balls 22 and 23, and the accommodation spaces of the bearing balls 22 and 23 located at the bottom of the lining member 20 are integrated and closed. As the grout strength at this time, it is preferable to employ a mortar that exhibits a predetermined strength so that the leg portion 21 of the lining member 20 is structurally fixed between the base abutment 5 and the corner invert 9. Further, in order to close the space between the lining member 20 and the primary lining on the back surface, the backfill concrete 62 is filled in the upper part. The backfill concrete 62 is preferably blended with sufficient fluidity so as not to leave a gap with the lining member 20 as a lining. In addition, in order to perform the spring water treatment from natural ground and sprayed concrete, it is also preferable to apply a waterproof sheet (not shown) to the back surface of the lining member 20. In this case, it is preferable to select a grout material that can exhibit sufficient adhesion between the waterproof sheet and the back surface of the lining member 20.
[0025]
Next, the construction procedure of the new tunnel 1 by the widening method of the existing tunnel 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIGS. 10A to 10F are longitudinal sectional views schematically showing the progress of the process from the existing tunnel 2 to the newly established tunnel 1 whose section is widened in the longitudinal direction, and shown in the plane and side surfaces. is there. First, the advanced guiding pit 3 is excavated at the position of the arch leg 21 of the new tunnel 1. A basic abutment 5 is constructed in the advanced guide shaft 3, and a lower half steel support 6 is erected at a predetermined pitch in the tunnel extending direction (A-A cross section: (a)). At this time, L-shaped rails 25 for accommodating bearing balls (not shown) are embedded in the corners of the block upper surface of the foundation abut 5. Next, roadbed concrete 44 for the traveling rail of the protector 30 is applied to the paved surface 40 of the existing tunnel 2 (FIGS. 3 and 4). The bearing balls are accommodated in the grooves of the traveling rail, the unit length protectors 30 assembled outside the mine are sequentially connected, and the protector 30 having a predetermined full length is completed in the existing tunnel 2. An excavator such as a cutter loader, excavation soil carrying device, steel support construction, rock bolt placement jumbo, concrete sprayer, etc. are arranged in the work area on the roof of this protector 30, and the upper half arch ring Cut (1) is performed (BB cross section: (b)). At this time, since the dynamic friction coefficient of the bearing support structure that supports the protector 30 is small even when a plurality of construction machines are mounted on the protector 30, each construction machine is left on the winch installed in the existing tunnel 2. The protector 30 can be moved according to the progress of excavation. Or the propulsion apparatus for advancing while taking reaction force to foundation concrete can also be mounted in a part of protector 30. At this time, the propulsion device preferably includes a pressure propulsion mechanism that can take a reaction force on the foundation concrete with a friction force larger than the friction coefficient at the position of the bearing support structure of the legs of the protector 30.
[0026]
Following the ring cut of the upper half arch, the lower half excavation ((2)) is advanced while dismantling and removing the inner lining of the advanced guiding pit 3. By excavating the lower half, it is preferable to leave a bottom plate 63 having the same height as the paved surface of the existing tunnel 2 and to secure a passage 64 such as a dump truck on the bottom plate 63 on the side of the protector 30 (C-C cross section). : (C)). Next, a part of the invert (3) on the side of the foundation abut 5 is excavated, and a corner invert 9 continuous with the foundation abut 5 is placed (DD cross section: (d)).
[0027]
In this state, the lining member 20 is carried in and installed using the lateral bearing method. The lining member 20 that has been assembled at the wellhead is transported into the construction area of the new tunnel 1 in a state where a plurality of the lining members 20 are connected in the tunnel extension direction, and a secondary gap is formed with a predetermined gap on the surface of the primary lining. It is installed so that it may constitute a part of. As a result, in a range where the lining member 20 is installed, a safe passage of a general vehicle passing through the new tunnel 1 is achieved (EE cross section: (e)). At this time, the passage of the general vehicle is one-side lane passage of the new tunnel 1, and the invert excavation of the opposite lane and the placement of invert concrete are performed for each one-side lane, and the invert closure is performed without restricting the passage of the general vehicle. (FF cross section: (f)). Thereafter, the tunnel surface between the lining member 20 as the secondary lining and the corner invert 9 is connected so as to be covered with the cover plate 60 (FIG. 9), and a predetermined interval is provided in the circumferential direction and the extending direction of the lining member 20. The backfill concrete 61 is filled in the gap between the shotcrete as the primary lining and the lining member 20 as the secondary lining using the backfill concrete injection hole (not shown) provided in FIG. . Since this backfill concrete 61 is regarded as a partial structure of the secondary lining, it has a fluidity that satisfies the design strength required for the secondary lining and can be filled in the filling space densely during construction. And
[0028]
【The invention's effect】
As mentioned above, when constructing a new tunnel by widening the cross section of an existing tunnel as a live-line construction, the protector carrying the construction machine can be moved smoothly as the tunnel face advances. The arch member made of precast concrete for the new tunnel can be assembled and transported and installed in the new tunnel as a secondary lining lining member in a structurally stable state, thus improving safety and construction efficiency. There is an effect that the widening work of the tunnel becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a new tunnel constructed by the widening method of an existing tunnel of the present invention.
FIG. 2 is a tunnel cross-sectional view showing an excavation division stage (back split) of a new tunnel by the widening method of the existing tunnel of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a state of a leg portion of a lower half steel support and a precast concrete lining member installed on a concrete block of a foundation abutment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the protector.
5 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a grooved rail embedded in a leg portion of the protector shown in FIG. 4 and rail subgrade concrete.
FIG. 6 is a partial enlarged cross-sectional view showing a support state of leg portions of the lining member.
FIG. 7 is an overall front view showing an assembled state of an assembly frame and a lining member.
FIG. 8 is a plan view and a side view showing the assembled and connected state of the lining member.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a fixed state of the leg portion of the lining member.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a construction state schematically showing each step of the cross-section widening method of an existing tunnel in the longitudinal direction.
11 is a construction state explanatory diagram schematically showing a construction state in each cross section (AA-FF cross section) shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 New tunnel
2 Existing tunnel
3 Advanced shaft
5 Basic abutment
20 Lining material
21 legs
22, 23, 36 Bearing ball
25 rail (L-shaped rail)
27 recess
28 Elevated wall
30 Protector
35 rail (groove rail)
40 Paved surface
44 subgrade concrete
50 Assembly stand
51 basic blocks
52 rail (grooved rail)
53 Jack for propulsion
60 Cover plate
61 Back Grouting
62 Backfill concrete

Claims

先進導坑内に構築された基礎アバット上にアーチ支保の脚部を支持させるようにして、既設トンネルの一部と、該既設トンネルに連なる工事区域を通行する一般車両をプロテクタで防護しながら既設トンネルの断面を拡幅して新設トンネルを構築する既設トンネルの拡幅工法において、
前記基礎アバットのコンクリートブロック天端面の一部に、球状体を収容可能な凹所を有するレールをトンネル延長方向に連続設置し、該レールの凹所に複数の球状体を分散して配置し、トンネル坑口位置で、既施工の１次覆工の内方に架設され２次覆工の一部となる前記ライニング部材を組み立て、該ライニング部材を前記レール内の球状体の転動を利用してトンネル奥方の据え付け位置まで移動して据え付け、該据え付け位置で各ライニング部材の脚部を既施工の隅角インバートと連結するとともに、ライニング部材の背面及び脚部空間に裏込め材を充填して２次覆工を完成させることを特徴とする既設トンネルの拡幅工法。The existing tunnel is protected while protecting a part of the existing tunnel and a general vehicle passing through the construction area connected to the existing tunnel by supporting the legs of the arch support on the foundation abut built in the advanced guide shaft. In the widening method of the existing tunnel, which constructs a new tunnel by widening the section of
A rail having a recess capable of accommodating a spherical body is continuously installed in a tunnel extending direction in a part of the top end surface of the concrete block of the foundation abut, and a plurality of spherical bodies are dispersed and arranged in the recess of the rail, At the tunnel wellhead position, the lining member that is built inside the primary lining that has already been constructed and becomes a part of the secondary lining is assembled, and the lining member is used by rolling the spherical body in the rail. Move to the installation position in the back of the tunnel, and connect the leg part of each lining member to the existing corner invert at the installation position, and fill the back and leg space of the lining member with backfilling material 2 Widening method of existing tunnel characterized by completing the next lining.

前記レールは、底面及び立面壁とで断面略Ｌ字形をなし、前記立面壁表面に形成された段部に球状体が収容され、該球状体に前記ライニング部材の外側面下端が当接して前記ライニング部材の脚部の外側方向への移動が阻止されることを特徴とする請求項１記載の既設トンネルの拡幅工法。The rail has a substantially L-shaped cross section with a bottom surface and an elevation wall, and a spherical body is accommodated in a step formed on the surface of the elevation wall, and a lower end of the outer surface of the lining member abuts on the spherical body. 2. The widening method for an existing tunnel according to claim 1, wherein movement of the leg portion of the lining member in the outward direction is prevented.

先進導坑内に構築された基礎アバット上にアーチ支保の脚部を支持させるようにして、既設トンネルの一部と、該既設トンネルに連なる工事区域を通行する一般車両をプロテクタで防護しながら既設トンネルの断面を拡幅して新設トンネルを構築する既設トンネルの拡幅工法において、
前記既設トンネルの舗装面にレール路床コンクリートを、トンネル延長方向に打設し、該レール路床コンクリート天端面の一部に、球状体を収容可能な凹所を有するレールをトンネル延長方向に連続設置し、該レール内凹所に、複数の球状体を分散して配置し、該球状体上に前記プロテクタの脚部を載置し、前記レール内の球状体の転動を利用して、前記プロテクタをトンネルの掘削進行に合わせてトンネル奥方に移動させることを特徴とする既設トンネルの拡幅工法。The existing tunnel is protected while protecting a part of the existing tunnel and a general vehicle passing through the construction area connected to the existing tunnel by supporting the legs of the arch support on the foundation abut built in the advanced guide shaft. In the widening method of the existing tunnel, which constructs a new tunnel by widening the section of
Rail roadbed concrete is placed on the paved surface of the existing tunnel in the tunnel extension direction, and a rail having a recess capable of accommodating a spherical body is continuously formed in a part of the rail roadbed concrete top end face in the tunnel extension direction. Install, disperse and arrange a plurality of spherical bodies in the recesses in the rail, place the legs of the protector on the spherical bodies, utilizing the rolling of the spherical bodies in the rail, A widening method for an existing tunnel, wherein the protector is moved to the depth of the tunnel as the tunnel excavates.