JP4397797B2 - Construction method of underground structure - Google Patents

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Description

本発明は、地中構造物の構築方法に関するものである。   The present invention relates to a method for constructing underground structures.

従来、地下道路や地下鉄道等のトンネルの分岐・合流部分を構築する際には、複数のトンネルを接合する方法が用いられている。また、掘削断面形状を変更できるトンネル掘削機を用いて、拡幅部分を有するトンネルを構築することもある（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a method of joining a plurality of tunnels has been used to construct a branching / merging portion of a tunnel such as an underground road or a subway. Moreover, the tunnel which has a wide part may be constructed | assembled using the tunnel excavator which can change excavation cross-sectional shape (for example, refer patent document 1).

特開２００４−６８３３３号公報JP 2004-68333 A

しかしながら、複数のトンネルを接合する場合、接合したい部分が離れていると、構造物の躯体を大幅に撤去し、大きな接合部材を再構築することとなる。また、地上占有幅からの制約上、立地に架台が生じる場合がある。さらに、周囲の地盤を広範囲にわたって改良する必要が生じる場合があるが、地盤改良や凍結工法などの補助工法を多用すると、工費や工期に加え、安全性の面で課題が残る。   However, when joining a plurality of tunnels, if the parts to be joined are separated from each other, the housing of the structure is largely removed, and a large joining member is reconstructed. In addition, there are cases where a stand is generated in the location due to restrictions on the ground occupation width. Furthermore, there are cases where it is necessary to improve the surrounding ground over a wide range, but if auxiliary methods such as ground improvement and freezing methods are frequently used, problems remain in terms of safety in addition to construction cost and construction period.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、トンネルと他の構造物を接合する際に、躯体の撤去範囲や地盤改良の範囲を縮小し、再構築する接合部材を小さくできる地中構造物の構築方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems. The purpose of the present invention is to reduce the range of removal of the frame and the range of ground improvement when joining the tunnel and other structures, and reconstruct the structure. An object of the present invention is to provide a method for constructing an underground structure that can reduce the size of a joining member.

前述した目的を達成するための本発明は、既設構造物の近傍に、ヒンジを用いて連結された拡幅用セグメントを有するシールドトンネルを設置する工程（ａ）と、前記拡幅用セグメントを前記シールドトンネルの外周方向に押出す工程（ｂ）と、前記既設構造物と前記拡幅用セグメントとの接合部付近の地山を改良する工程（ｃ）と、前記既設構造物と前記拡幅用セグメントとの間にセグメント内部に場所打ちコンクリートを打設してなる接合部材を設置する工程（ｄ）と、を具備し、前記拡幅用セグメントは、前記工程（ｂ）の後に前記シールドトンネルの安定性を保つための部材を、内周面側に有し、前記工程（ｄ）の後、前記シールドトンネルと前記既設構造物の前記シールドトンネルの安定性を保つための部材を含む所定の部分を撤去する工程（ｅ）をさらに具備することを特徴とする地中構造物の構築方法である。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a step (a) of installing a shield tunnel having a widening segment connected by using a hinge in the vicinity of an existing structure, and the widening segment as the shield tunnel. A step (b) of extruding in the outer circumferential direction, a step (c) of improving a natural ground near the joint between the existing structure and the widening segment, and between the existing structure and the widening segment. And a step (d) of installing a joining member formed by casting cast-in-place concrete inside the segment, and the widening segment maintains the stability of the shield tunnel after the step (b). And a predetermined portion including a member for maintaining stability of the shield tunnel and the shield tunnel of the existing structure is removed after the step (d). A method for constructing underground structures, characterized by further comprising a step (e).

シールドトンネルは、例えば、既設構造物の側方に設置される。シールドトンネルに設けられる拡幅用セグメントは、既設構造物とシールドトンネルとの接合予定部付近に配置される。接合部材は、拡幅用セグメントと既設構造物とを、凹凸なく滑らかに接合するような形状とするのが望ましい。   The shield tunnel is installed on the side of an existing structure, for example. The widening segment provided in the shield tunnel is disposed in the vicinity of the planned joint portion between the existing structure and the shield tunnel. The joining member preferably has a shape that smoothly joins the widening segment and the existing structure without unevenness.

工程（ａ）では、拡幅用セグメントの移動予定位置に余掘り部を設け、工程（ｂ）では、余掘り部内に拡幅用セグメントを押出す。拡幅用セグメントは、内周面側に、工程（ｂ）の後にシールドトンネルの安定性を保つための部材を有する。   In the step (a), an extra digging portion is provided at a position where the widening segment is to be moved, and in the step (b), the widening segment is extruded into the extra digging portion. The widening segment has a member for maintaining the stability of the shield tunnel after the step (b) on the inner peripheral surface side.

工程（ｄ）の後、シールドトンネルと既設構造物の所定の部分を撤去する工程（ｅ）をさらに設けることにより、既設構造物の内空とシールドトンネルの内空とが一体化される。   After the step (d), by further providing a step (e) of removing a predetermined portion of the shield tunnel and the existing structure, the inner space of the existing structure and the inner space of the shield tunnel are integrated.

既設構造物は、例えば、他のシールドトンネルとする。他のシールドトンネルは、周方向の断面の一部に充填材が充填され、充填材を避けてセグメントが設置されたものであり、工程（ａ）では、この充填材を切削しつつ、シールドトンネルを設置する。   The existing structure is, for example, another shield tunnel. In another shield tunnel, a filler is filled in a part of a circumferential cross section, and a segment is installed to avoid the filler. In step (a), the shield tunnel is cut while cutting the filler. Is installed.

他のシールドトンネルは、拡幅用セグメントを有するものとしてもよい。この場合、工程（ｄ）より前に、他のシールドトンネルに設けられた拡幅用セグメントを外周方向に移動させ、工程（ｄ）で、他のシールドトンネルの拡幅用セグメントと、拡幅用セグメントとを接合する。   Other shield tunnels may have widening segments. In this case, before the step (d), the widening segment provided in the other shield tunnel is moved in the outer peripheral direction, and in the step (d), the widening segment and the widening segment of the other shield tunnel are moved. Join.

本発明によれば、トンネルと他の構造物を接合する際に、躯体の撤去範囲や地盤改良の範囲を縮小し、再構築する接合部材を小さくできる地中構造物の構築方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when joining a tunnel and another structure, the construction | assembly method of the underground structure which can reduce the range of the removal of a frame or the range of ground improvement, and can make the joining member to reconstruct small can be provided.

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、合流トンネル３３の平面図である。図１に示すように、地山１内の合流トンネル３３は、本線トンネル３とランプトンネル１３とを一体化して構築される。第１の実施の形態では、図１のＡ−Ａに示す位置において、本線トンネル３とランプトンネル１３とを一体化する方法について説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the merging tunnel 33. As shown in FIG. 1, the confluence tunnel 33 in the natural ground 1 is constructed by integrating the main tunnel 3 and the ramp tunnel 13. In the first embodiment, a method of integrating the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13 at the position indicated by AA in FIG. 1 will be described.

図２は、地山１内に構築された本線トンネル３の断面図である。合流トンネル３３を構築するには、まず、図２に示すように、地山１内に坑４を掘削して本線トンネル３を構築する。本線トンネル３は、シールド機のスキンプレートとセグメントを同時に拡幅してトンネル断面を拡幅できるような、既往のシールド機を用いて構築される。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the main tunnel 3 constructed in the natural ground 1. In order to construct the confluence tunnel 33, first, as shown in FIG. 2, the main tunnel 3 is constructed by excavating the mine 4 in the natural ground 1. The main tunnel 3 is constructed using a conventional shield machine that can widen the tunnel cross-section by simultaneously widening the skin plate and segment of the shield machine.

本線トンネル３のセグメントは、通常のセグメント５、外殻セグメント７、型枠セグメント９からなる。通常のセグメント５は、地山１に掘削された坑４の壁面に沿って配置されるセグメント５ｂと、ランプトンネル１３（図３）の通過予定位置１０に沿って坑４の内部に配置されるセグメント５ａからなり、Ｄ型に近い形に配置される。セグメント５は、鋼製等とする。   The segment of the main tunnel 3 is composed of a normal segment 5, an outer shell segment 7, and a formwork segment 9. The normal segment 5 is arranged inside the mine 4 along the segment 5b arranged along the wall surface of the mine 4 excavated in the natural ground 1, and along the planned passage position 10 of the ramp tunnel 13 (FIG. 3). It consists of segments 5a and is arranged in a shape close to the D shape. Segment 5 is made of steel or the like.

外殻セグメント７は、本線トンネル３とランプトンネル１３との接合予定部８付近のセグメント５の外周面側に、坑４の壁面に沿って配置される。外殻セグメント７は鋼製等であり、必要に応じて内部に充填材（図示せず）が充填される。外殻セグメント７は、本線トンネル３とランプトンネル１３を接合して得られる合流トンネル３３（図７）の断面が卵型となるように本線トンネル３のセグメント５の形状を調整するために、設置される。   The outer shell segment 7 is arranged along the wall surface of the pit 4 on the outer peripheral surface side of the segment 5 in the vicinity of the joint portion 8 between the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13. The outer shell segment 7 is made of steel or the like, and is filled with a filler (not shown) as needed. The outer shell segment 7 is installed in order to adjust the shape of the segment 5 of the main tunnel 3 so that the cross section of the confluence tunnel 33 (FIG. 7) obtained by joining the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13 becomes an egg shape. Is done.

型枠セグメント９は、ランプトンネル１３（図３）の通過予定位置１０に、坑４の壁面に沿って設置される。型枠セグメント９は、シールド機によって切削可能な材質（ＦＲＰ製等）である。型枠セグメント９と、セグメント５ａとの間には、充填材１１が充填される。充填材１１は、貧配合モルタル、ソイルモルタル等である。   The formwork segment 9 is installed along the wall surface of the mine 4 at a planned passage position 10 of the lamp tunnel 13 (FIG. 3). The formwork segment 9 is made of a material (such as FRP) that can be cut by a shield machine. A filler 11 is filled between the formwork segment 9 and the segment 5a. The filler 11 is poor blend mortar, soil mortar, or the like.

図３は、本線トンネル３の側方にランプトンネル１３を構築した状態での断面図を示す。合流トンネル３３を構築するには、図２に示すような本線トンネル３を構築した後、図３に示すように、本線トンネル３の型枠セグメント９と充填材１１とを一部分を残して切削し、坑２２を形成してランプトンネル１３を構築する。本線トンネル３とランプトンネル１３との間に残置される型枠セグメント９および充填材１１の幅は、例えば、５０ｃｍ程度する。ランプトンネル１３は、シールド機の通過後にセグメントを移動させてトンネル断面を拡幅できるような、既往のシールド機を用いて構築される。   FIG. 3 shows a cross-sectional view in a state in which the lamp tunnel 13 is constructed on the side of the main tunnel 3. In order to construct the confluence tunnel 33, after constructing the main tunnel 3 as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, the formwork segment 9 and the filler 11 of the main tunnel 3 are partially cut away. The tunnel 22 is constructed by forming the pit 22. The width of the mold segment 9 and the filler 11 left between the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13 is, for example, about 50 cm. The ramp tunnel 13 is constructed using a conventional shield machine that can move the segment after the passage of the shield machine to widen the cross section of the tunnel.

ランプトンネル１３のセグメント１４は、通常のセグメント１４、拡幅用セグメント１９からなる。通常のセグメント１４は、地山１に掘削された坑２２の壁面に沿って配置されるセグメント１４ｂと、本線トンネル３のセグメント５ａに沿って配置されるセグメント１４ａからなる。セグメント１４は、鋼製等とする。   The segment 14 of the lamp tunnel 13 includes a normal segment 14 and a widening segment 19. The normal segment 14 includes a segment 14 b disposed along the wall surface of the pit 22 excavated in the natural ground 1 and a segment 14 a disposed along the segment 5 a of the main tunnel 3. The segment 14 is made of steel or the like.

拡幅用セグメント１９は、本線トンネル３とランプトンネル１３との接合予定部８付近に配置される。拡幅用セグメント１９は、ヒンジ２１を用いてセグメント１４ｂと連結される。拡幅用セグメント１９は、内周面１６側に、円形保持用部材２０を有する。拡幅用セグメント１９は、鋼製等とする。なお、坑２２を掘削する際に、拡幅用セグメント１９の外周面１８側に余掘り部２３が設けられ、余掘り部２３内に充填材２５が充填される。   The widening segment 19 is disposed in the vicinity of the planned joining portion 8 between the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13. The widening segment 19 is connected to the segment 14 b using a hinge 21. The widening segment 19 has a circular holding member 20 on the inner peripheral surface 16 side. The widening segment 19 is made of steel or the like. When excavating the pit 22, the surplus digging portion 23 is provided on the outer peripheral surface 18 side of the widening segment 19, and the surplus digging portion 23 is filled with the filler 25.

図４は、拡幅セグメント１９を余掘り部２３内に押出した状態での断面図を示す。図３に示すようなランプトンネル１３を構築した後、セグメント１４ａの形状を保持するための仮設支保工１５を設置する。そして、押出し装置（図示せず）等を用いて、図４に示すように、拡幅用セグメント１９をセグメント１４の外周面１８方向に押す。押された拡幅用セグメント１９は、ヒンジ２１を中心として回転し、余掘り部２３内に移動する。このとき、拡幅用セグメント１９の円形保持用部材２０がセグメント１４ａとセグメント１４ｂとの間に配置されるので、ランプトンネル１３の安定性が維持される。なお、余掘り部２３内の充填材２５は、ランプトンネル１３の内部に回収される。充填材２５は、回収されるまで固化しないような材質とする。   FIG. 4 shows a cross-sectional view in a state in which the widened segment 19 is extruded into the overburden portion 23. After constructing the ramp tunnel 13 as shown in FIG. 3, a temporary support 15 for maintaining the shape of the segment 14a is installed. Then, using an extrusion device (not shown) or the like, the widening segment 19 is pushed in the direction of the outer peripheral surface 18 of the segment 14, as shown in FIG. The pushed widening segment 19 rotates around the hinge 21 and moves into the overburden portion 23. At this time, since the circular holding member 20 of the widening segment 19 is disposed between the segment 14a and the segment 14b, the stability of the lamp tunnel 13 is maintained. Note that the filler 25 in the overburden portion 23 is collected inside the lamp tunnel 13. The filler 25 is made of a material that does not solidify until it is recovered.

図５は、拡幅セグメント１９を余掘り部２３内に押出した状態での断面図を、図６は、接合部２７内を掘削した状態での断面図を示す。図４に示す状態とした後、図５に示すように、接合予定部８（図４）付近の地山１を改良し、改良地盤１７を形成する。次に、図６に示すように、本線トンネル３のセグメント５とランプトンネル１３の拡幅用セグメント１９との間の接合部２７に残置されていた型枠セグメント９と充填材１１とを撤去する。改良地盤１７は、地山１から接合部２７への水の流入を防ぐためのものであり、凍結管等を用いて、必要最小限の範囲に形成される。   FIG. 5 is a cross-sectional view in a state in which the widened segment 19 is extruded into the extra-digging portion 23, and FIG. After the state shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, the ground 1 near the joint planned portion 8 (FIG. 4) is improved to form the improved ground 17. Next, as shown in FIG. 6, the formwork segment 9 and the filler 11 left in the joint portion 27 between the segment 5 of the main tunnel 3 and the widening segment 19 of the lamp tunnel 13 are removed. The improved ground 17 is for preventing the inflow of water from the natural ground 1 to the joint 27, and is formed in the minimum necessary range using a freezing pipe or the like.

図７は、完成した合流トンネル３３の断面図を示す。図６に示す状態とした後、図７に示すように、接合部２７（図６）に、接合部材である接合コンクリート２９を設置する。接合コンクリート２９は、例えば、鋼製セグメントの内部に場所打ちコンクリートを打設したものとする。接合コンクリート２９は、合流トンネル３３の断面が卵型となるように、本線トンネル３とランプトンネル１３とを滑らかに接合する。   FIG. 7 shows a cross-sectional view of the completed merging tunnel 33. After the state shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, the joint concrete 29, which is a joint member, is installed at the joint portion 27 (FIG. 6). The joint concrete 29 is assumed to be cast concrete in a steel segment, for example. The joining concrete 29 smoothly joins the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13 so that the cross section of the joining tunnel 33 has an egg shape.

接合コンクリート２９を設置した後、仮設支保工１５を撤去する。また、本線トンネル３のセグメント５ａ、ランプトンネル１３のセグメント１４ａ、セグメント５ａとセグメント１４ａとの間に残置された充填材１１、拡幅用セグメント１９の円形保持用部材２０（図６）を撤去する。そして、接合コンクリート２９、拡幅用セグメント１９、セグメント１４ｂ、セグメント５ｂの内周面に沿って二次覆工コンクリート３１を設置して、合流トンネル３３を完成する。なお、外殻セグメント７は、合流トンネル３３完成後も残置される。   After the joint concrete 29 is installed, the temporary support work 15 is removed. Further, the segment 5a of the main tunnel 3, the segment 14a of the ramp tunnel 13, the filler 11 left between the segments 5a and 14a, and the circular holding member 20 (FIG. 6) of the widening segment 19 are removed. And the secondary lining concrete 31 is installed along the inner peripheral surface of the joining concrete 29, the widening segment 19, the segment 14b, and the segment 5b, and the merge tunnel 33 is completed. The outer shell segment 7 is left after completion of the merging tunnel 33.

このように、第１の実施の形態では、既設構造物である本線トンネル３の側方に、拡幅用セグメント１９を有するランプトンネル１３を構築し、拡幅用セグメント１９をランプトンネル１３の外周面１８方向に移動させる。これにより、本線トンネル３とランプトンネル１３を接合する際に、改良地盤１７の形成範囲を縮小できる。また、拡幅用セグメント１９を接合部分の一部に用いるので、ランプトンネル１３のセグメント撤去作業、および、接合コンクリート２９の設置作業を軽減できる。   As described above, in the first embodiment, the ramp tunnel 13 having the widening segment 19 is constructed on the side of the main line tunnel 3 that is an existing structure, and the widening segment 19 is connected to the outer peripheral surface 18 of the lamp tunnel 13. Move in the direction. Thereby, when joining the main tunnel 3 and the lamp tunnel 13, the formation range of the improved ground 17 can be reduced. Further, since the widening segment 19 is used as a part of the joining portion, the segment removal work of the lamp tunnel 13 and the installation work of the joining concrete 29 can be reduced.

次に、第２の実施の形態について説明する。図８は、本線トンネル４３とランプトンネル４５とを一体化するための各工程を示す図である。第２の実施の形態で述べる方法は、図８に示すように、第１の実施の形態と比較して本線トンネル４３とランプトンネル４５とが離れていて重なり部分が狭い場合（例えば、図１のＢ−Ｂに示す位置において合流トンネル３３を構築する場合）に用いられる。   Next, a second embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating each process for integrating the main tunnel 43 and the lamp tunnel 45. In the method described in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the main tunnel 43 and the lamp tunnel 45 are separated from each other and the overlapping portion is narrow as compared with the first embodiment (for example, FIG. 1). In the case where the junction tunnel 33 is constructed at the position indicated by B-B in FIG.

図８の（ａ）図は、地山４１内に本線トンネル４３とランプトンネル４５を設置した状態での断面図を示す。本線トンネル４３およびランプトンネル４５は、シールド機の通過後にセグメントを移動させてトンネル断面を拡幅できるような、既往のシールド機を用いて構築される。   FIG. 8A shows a cross-sectional view in a state where the main tunnel 43 and the lamp tunnel 45 are installed in the natural ground 41. The main tunnel 43 and the ramp tunnel 45 are constructed using a conventional shield machine that can move a segment after passing through the shield machine to widen the tunnel cross section.

図８の（ａ）図に示す状態とするには、まず、地山４１内に本線トンネル４３を構築する。本線トンネル４３のセグメントは、通常のセグメント４７、拡幅用セグメント５５、型枠セグメント７１からなる。通常のセグメント４７は、本線トンネル４３を設置するための坑の壁面に沿って配置されるセグメント４７ｂと、ランプトンネル４５の通過予定位置に沿って配置されるセグメント４７ａからなる。拡幅用セグメント５５は、接合予定部７０付近に配置される。セグメント４７と拡幅用セグメント５５は、図１に示す本線トンネル３のセグメントと同様に、ランプトンネル４５の通過予定位置を避けて、Ｄ型に近い形に並べられる。   In order to obtain the state shown in FIG. 8A, first, a main tunnel 43 is constructed in the natural ground 41. The segment of the main tunnel 43 includes a normal segment 47, a widening segment 55, and a formwork segment 71. The normal segment 47 includes a segment 47 b disposed along the wall surface of the pit for installing the main tunnel 43 and a segment 47 a disposed along the planned passage position of the lamp tunnel 45. The widening segment 55 is disposed in the vicinity of the planned joining portion 70. Similarly to the segment of the main tunnel 3 shown in FIG. 1, the segment 47 and the widening segment 55 are arranged in a shape close to the D shape while avoiding the expected passage position of the lamp tunnel 45.

拡幅用セグメント５５は、ヒンジ５１を用いてセグメント４７に連結される。拡幅用セグメント５５は、内周面４２側に形状保持用部材４４を有する。拡幅用セグメント５５の外周面４０側には、余掘り部５９が設けられる。余掘り部５９には、充填材６３が充填される。セグメント４７、拡幅用セグメント５５は、鋼製等とする。   The widening segment 55 is connected to the segment 47 using the hinge 51. The widening segment 55 has a shape retaining member 44 on the inner peripheral surface 42 side. On the outer peripheral surface 40 side of the widening segment 55, an extra digging portion 59 is provided. The surplus digging portion 59 is filled with a filler 63. The segment 47 and the widening segment 55 are made of steel or the like.

型枠セグメント７１は、図２に示す本線トンネル３の型枠セグメント９に相当するものである。型枠セグメント７１は、シールド機で切削可能な材質（ＦＲＰ等）で、ランプトンネル４５の通過予定位置に、本線トンネル４３を構築するための坑の壁面に沿って配置される。型枠セグメント７１とセグメント４７との間には、充填材７３が充填される。充填材７３は、貧配合モルタル、ソイルモルタル等である。   The formwork segment 71 corresponds to the formwork segment 9 of the main tunnel 3 shown in FIG. The formwork segment 71 is made of a material (FRP or the like) that can be cut by a shield machine, and is disposed along a wall surface of a pit for constructing the main tunnel 43 at a planned passage position of the lamp tunnel 45. A filler 73 is filled between the formwork segment 71 and the segment 47. The filler 73 is poor blend mortar, soil mortar, or the like.

本線トンネル４３を構築した後、地山４１、型枠セグメント７１および充填材７３を切削し、ランプトンネル４５を構築する。このとき、型枠セグメント７１および充填材７３を、５０ｃｍ程度残置する。ランプトンネル４５のセグメントは、通常のセグメント４９、拡幅用セグメント５７からなる。   After constructing the main tunnel 43, the natural ground 41, the formwork segment 71 and the filler 73 are cut, and the ramp tunnel 45 is constructed. At this time, the formwork segment 71 and the filler 73 are left about 50 cm. The segment of the lamp tunnel 45 includes a normal segment 49 and a widening segment 57.

通常のセグメント４９は、セグメント４９ａ、セグメント４９ｂからなる。拡幅用セグメント５７は、接合予定部７０付近に配置される。拡幅用セグメント５７は、ヒンジ５３を用いてセグメント４９ｂに連結される。拡幅用セグメント５７は、内周面４８側に円形保持用部材５０を有する。拡幅用セグメント５７の外周面４６側には、余掘り部６１が設けられる。余掘り部６１内には、充填材６５が充填される。セグメント４９、拡幅用セグメント５７は、鋼製等とする。   The normal segment 49 includes a segment 49a and a segment 49b. The widening segment 57 is disposed in the vicinity of the planned joining portion 70. The widening segment 57 is connected to the segment 49 b using the hinge 53. The widening segment 57 has a circular holding member 50 on the inner peripheral surface 48 side. On the outer peripheral surface 46 side of the widening segment 57, an excessively dug portion 61 is provided. The surplus digging portion 61 is filled with a filler 65. The segment 49 and the widening segment 57 are made of steel or the like.

図８の（ｂ）図は、拡幅用セグメント５５、拡幅用セグメント５７を、それぞれ、余掘り部５９、余掘り部６１内に押出した状態での断面図を示す。ランプトンネル４５を構築した後、押出し装置（図示せず）等を用いて、図８の（ｂ）図に示すように、本線トンネル４３の拡幅用セグメント５５をセグメント４７の外周面４０方向に押す。押された拡幅用セグメント５５は、ヒンジ５１を中心として回転し、余掘り部５９内に移動する。このとき、拡幅用セグメント５５の形状保持用部材４４がセグメント４７ａとセグメント４７ｂの間に配置されるので、本線トンネル４３の安定性が維持される。なお、余掘り部５９内の充填材６３は、本線トンネル４３内に回収される。充填材６３は、回収されるまで固化しないような材質とする。   FIG. 8B shows a cross-sectional view in a state in which the widening segment 55 and the widening segment 57 are extruded into the overexcavation portion 59 and the overexcavation portion 61, respectively. After the ramp tunnel 45 is constructed, the widening segment 55 of the main tunnel 43 is pushed in the direction of the outer peripheral surface 40 of the segment 47 as shown in FIG. 8B using an extrusion device (not shown) or the like. . The pushed widening segment 55 rotates around the hinge 51 and moves into the surplus digging portion 59. At this time, since the shape retaining member 44 of the widening segment 55 is disposed between the segment 47a and the segment 47b, the stability of the main tunnel 43 is maintained. Note that the filler 63 in the overburden portion 59 is collected in the main tunnel 43. The filler 63 is made of a material that does not solidify until it is collected.

また、押出し装置（図示せず）等を用いて、ランプトンネル４５の拡幅用セグメント５７をセグメント４９の外周面４６方向に押す。押された拡幅用セグメント５７は、ヒンジ５３を中心として回転し、余掘り部６１内に移動する。このとき、拡幅用セグメント５７の円形保持用部材５０がセグメント４９ａとセグメント４９ｂとの間に配置されるので、ランプトンネル４５の安定性が維持される。なお、余掘り部６１内の充填材６５は、ランプトンネル４５内に回収される。充填材６５は、回収されるまで固化しないような材質とする。   Further, the widening segment 57 of the lamp tunnel 45 is pushed in the direction of the outer peripheral surface 46 of the segment 49 using an extrusion device (not shown) or the like. The pushed widening segment 57 rotates around the hinge 53 and moves into the surplus digging portion 61. At this time, since the circular holding member 50 of the widening segment 57 is disposed between the segment 49a and the segment 49b, the stability of the lamp tunnel 45 is maintained. Note that the filler 65 in the surplus digging portion 61 is collected in the lamp tunnel 45. The filler 65 is made of a material that does not solidify until it is collected.

拡幅用セグメント５５、拡幅用セグメント５７を移動させた後、接合予定部７０付近の地山４１を改良し、改良地盤６７を形成する。次に、拡幅用セグメント５５と拡幅用セグメント５７との間の接合部６９の土砂を撤去する。改良地盤６７は、地山４１から接合部６９への水の流入を防ぐためのものであり、凍結管等を用いて、必要最小限の範囲に形成される。   After the widening segment 55 and the widening segment 57 are moved, the ground 41 near the joint planned portion 70 is improved to form an improved ground 67. Next, the earth and sand at the joint portion 69 between the widening segment 55 and the widening segment 57 is removed. The improved ground 67 is for preventing the inflow of water from the natural ground 41 to the joint 69, and is formed in the minimum necessary range using a freezing pipe or the like.

図８の（ｃ）図は、完成した合流トンネル７９の断面図を示す。接合部６９の土砂を撤去した後、図８の（ｃ）図に示すように、接合部６９（図８の（ｂ）図）に、接合部材である接合コンクリート７５を設置する。接合コンクリート７５は、例えば、鋼製セグメントの内部に場所打ちコンクリートを打設したものとする。   FIG. 8C shows a cross-sectional view of the completed merging tunnel 79. After removing the earth and sand of the joint portion 69, as shown in FIG. 8C, the joint concrete 75 as a joint member is installed in the joint portion 69 (FIG. 8B). For example, cast-in-place concrete 75 is cast into a steel segment.

接合コンクリート７５を設置した後、本線トンネル４３のセグメント４７ａ、ランプトンネル４５のセグメント４９ａ、セグメント４７ａとセグメント４９ａとの間に残置された充填材７３、拡幅用セグメント５５の形状保持用部材４４、拡幅用セグメント５７の円形保持用部材５０を撤去する。そして、接合コンクリート７５、拡幅用セグメント５５、拡幅用セグメント５７、セグメント４７ｂ、セグメント４９の内周面に沿って二次覆工コンクリート７７を設置して、合流トンネル７９を完成する。   After the joint concrete 75 is installed, the segment 47a of the main tunnel 43, the segment 49a of the ramp tunnel 45, the filler 73 left between the segments 47a and 49a, the shape retaining member 44 of the widening segment 55, and the widening The circular holding member 50 of the segment 57 is removed. Then, the secondary lining concrete 77 is installed along the inner peripheral surfaces of the joining concrete 75, the widening segment 55, the widening segment 57, the segment 47 b, and the segment 49, thereby completing the joining tunnel 79.

このように、第２の実施の形態では、既設構造物である本線トンネル４３、その側方に構築されるランプトンネル４５に、それぞれ、拡幅用セグメント５５、拡幅用セグメント５７を設ける。そして、拡幅用セグメント５５を本線トンネル３の外周面４０方向に、拡幅用セグメント５７をランプトンネル４５の外周面４６方向に移動させる。これにより、本線トンネル４３とランプトンネル４５を接合する際に、改良地盤６７の形成範囲を縮小できる。また、拡幅用セグメント５５、拡幅用セグメント５７を接合部分の一部に用いるので、本線トンネル４３やランプトンネル４５のセグメント撤去作業、および、接合コンクリート５７の設置作業を軽減できる。   As described above, in the second embodiment, the widening segment 55 and the widening segment 57 are provided in the main tunnel 43 that is an existing structure and the lamp tunnel 45 that is constructed on the side thereof. Then, the widening segment 55 is moved in the direction of the outer peripheral surface 40 of the main tunnel 3, and the widening segment 57 is moved in the direction of the outer peripheral surface 46 of the ramp tunnel 45. Thereby, when joining the main tunnel 43 and the lamp tunnel 45, the formation range of the improved ground 67 can be reduced. In addition, since the widening segment 55 and the widening segment 57 are used as part of the joining portion, the segment removal work of the main tunnel 43 and the lamp tunnel 45 and the installation work of the joining concrete 57 can be reduced.

次に、第３の実施の形態について説明する。図９は、断面が矩形の既設構造物８１と、拡幅用セグメント９１を有するシールドトンネル８５を一体化するための各工程を示す図である。図９の（ａ）図は、地山８３内に既設構造物８１とシールドトンネル８５とを設置した状態での断面図を示す。   Next, a third embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram showing each step for integrating the existing structure 81 having a rectangular cross section and the shield tunnel 85 having the widening segment 91. FIG. 9A shows a cross-sectional view in a state where the existing structure 81 and the shield tunnel 85 are installed in the natural ground 83.

図９の（ａ）図に示す状態とするには、地山８３に設置された断面が矩形の既設構造物８１の側方に、シールドトンネル８５を構築する。シールドトンネル８５は、シールド機の通過後にセグメントを移動させてトンネル断面を拡幅できるような、既往のシールド機を用いて構築される。   In order to obtain the state shown in FIG. 9A, the shield tunnel 85 is constructed on the side of the existing structure 81 having a rectangular cross section installed in the natural ground 83. The shield tunnel 85 is constructed using a conventional shield machine that can move the segment after passing through the shield machine to widen the cross section of the tunnel.

シールドトンネル８５のセグメントは、通常のセグメント８７と拡幅用セグメント９１からなる。拡幅用セグメント９１は、内周面８８側に円形保持用部材９２を有する。拡幅用セグメント９１は、既設構造物８１とシールドトンネル８５の接合予定部９０付近において、ヒンジ８９を用いてセグメント８７に連結される。拡幅用セグメント９１の外周面９４側には余掘り部９３が設けられ、余掘り部９３内には充填材９５が充填される。セグメント８７、拡幅用セグメント９１は、鋼製等とする。   The segment of the shield tunnel 85 includes a normal segment 87 and a widening segment 91. The widening segment 91 has a circular holding member 92 on the inner peripheral surface 88 side. The widening segment 91 is connected to the segment 87 using a hinge 89 in the vicinity of the planned joining portion 90 between the existing structure 81 and the shield tunnel 85. A surplus digging portion 93 is provided on the outer peripheral surface 94 side of the widening segment 91, and the surplus digging portion 93 is filled with a filler 95. The segment 87 and the widening segment 91 are made of steel or the like.

図９の（ｂ）図は、既設構造物８１とシールドトンネル８５とを一体化した状態での断面図を示す。図９の（ａ）図に示す状態とした後、充填材９５をシールドトンネル８５内に回収しつつ、拡幅用セグメント９１を余掘り部９３内に押出す。そして、必要に応じて接合予定部９０の周囲の地山８３を改良し、接合予定部９０の地山８３を撤去して接合コンクリート９７を設置し、セグメント８７の一部分や円形保持用部材９２等を撤去して、図９の（ｂ）図に示す状態とする。   FIG. 9B shows a cross-sectional view in a state where the existing structure 81 and the shield tunnel 85 are integrated. After making the state shown in FIG. 9A, the widening segment 91 is extruded into the overburden portion 93 while collecting the filler 95 in the shield tunnel 85. Then, if necessary, the natural ground 83 around the joint planned portion 90 is improved, the natural ground 83 of the planned joint portion 90 is removed, and the joint concrete 97 is installed, a part of the segment 87, the circular holding member 92, and the like. Is removed to obtain the state shown in FIG.

このように、第３の実施の形態では、円形トンネル以外の既設構造物８１の側方に構築されるシールドトンネル４５に、拡幅用セグメント９１を設ける。そして、拡幅用セグメント９１をシールドトンネル８５の外周面９４方向に移動させる。これにより、既設構造物８１とシールドトンネル８５を接合する際に、改良地盤の形成範囲を縮小できる。また、拡幅用セグメント９１を接合部分の一部に用いるので、シールドトンネル８５のセグメント撤去作業、および、接合コンクリート９７の設置作業を軽減できる。   As described above, in the third embodiment, the widening segment 91 is provided in the shield tunnel 45 constructed on the side of the existing structure 81 other than the circular tunnel. Then, the widening segment 91 is moved in the direction of the outer peripheral surface 94 of the shield tunnel 85. Thereby, when joining the existing structure 81 and the shield tunnel 85, the formation range of the improved ground can be reduced. Further, since the widening segment 91 is used as a part of the joining portion, the segment removal work of the shield tunnel 85 and the installation work of the joining concrete 97 can be reduced.

次に、第４の実施の形態について説明する。図１０は、拡幅用セグメント１１１を有する２つのシールドトンネル１０１を一体化するための各工程を示す図である。図１０の（ａ）図は、地山１１５内に２本のシールドトンネル１０１を設置した状態での断面図を示す。   Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 10 is a diagram showing each process for integrating the two shield tunnels 101 having the widening segment 111. FIG. 10A shows a cross-sectional view in a state where two shield tunnels 101 are installed in the natural ground 115.

図１０の（ａ）図に示す状態とするには、地山１１５内に、２本のシールドトンネル１０１を順次構築する。シールドトンネル１０１は、シールド機の通過後にセグメントを移動させてトンネル断面を拡幅できるような、既往のシールド機を用いて構築される。   In order to obtain the state shown in FIG. 10A, two shield tunnels 101 are sequentially constructed in the natural ground 115. The shield tunnel 101 is constructed using a conventional shield machine that can move the segment after passing through the shield machine to widen the cross section of the tunnel.

シールドトンネル１０１のセグメントは、通常のセグメント１０５と拡幅用セグメント１１１からなる。拡幅用セグメント１１１は、内周面１１０側に円形保持用部材１１２を有する。拡幅用セグメント１１１は、２本のシールドトンネル１０１の接合予定部１１３付近において、ヒンジ１０３を用いてセグメント１０５に連結される。拡幅用セグメント１１１の外周面側には余掘り部１１７が設けられ、余掘り部１１７内には充填材１０７が充填される。セグメント１０５、拡幅用セグメント１１１は、鋼製等とする。   The segment of the shield tunnel 101 includes a normal segment 105 and a widening segment 111. The widening segment 111 has a circular holding member 112 on the inner peripheral surface 110 side. The widening segment 111 is connected to the segment 105 using the hinge 103 in the vicinity of the joint portion 113 of the two shield tunnels 101. An extra digging portion 117 is provided on the outer peripheral surface side of the widening segment 111, and the extra digging portion 117 is filled with a filler 107. The segment 105 and the widening segment 111 are made of steel or the like.

図１０の（ｂ）図は、２本のシールドトンネル１０１を一体化した状態での断面図を示す。図１０の（ａ）図に示す状態とした後、充填材１０７をシールドトンネル１０１内に回収しつつ、拡幅用セグメント１１１を余掘り部１１７内に押出す。そして、そして、必要に応じて接合予定部１１３の周囲の地山１１５を改良し、接合予定部１１３の地山１１５を撤去して接合コンクリート１０９を設置し、セグメント１０５の一部分や円形保持用部材１１２等を撤去して、図１０の（ｂ）図に示す状態とする。   FIG. 10B shows a cross-sectional view in a state where the two shield tunnels 101 are integrated. After the state shown in FIG. 10A is obtained, the widening segment 111 is extruded into the overburden portion 117 while the filler 107 is collected in the shield tunnel 101. Then, if necessary, the ground 115 around the planned joining portion 113 is improved, the ground 115 of the planned joining portion 113 is removed, and the joining concrete 109 is installed. 112 and the like are removed to obtain the state shown in FIG.

このように、第４の実施の形態では、２本のシールドトンネル１０１に、拡幅用セグメント１１１を設ける。そして、拡幅用セグメント１１１をシールドトンネル１０１の外周面方向に移動させる。これにより、２本のシールドトンネル１０１を接合する際に、改良地盤の形成範囲を縮小できる。また、拡幅用セグメント１１１を接合部分の一部に用いるので、シールドトンネル１０１のセグメント撤去作業、および、接合コンクリート１０９の設置作業を軽減できる。   As described above, in the fourth embodiment, the widening segment 111 is provided in the two shield tunnels 101. Then, the widening segment 111 is moved toward the outer peripheral surface of the shield tunnel 101. Thereby, when joining the two shield tunnels 101, the formation range of the improved ground can be reduced. Further, since the widening segment 111 is used as a part of the joining portion, the segment removal work of the shield tunnel 101 and the installation work of the joining concrete 109 can be reduced.

なお、第１から第４の実施の形態では、既設構造物（本線トンネル３、本線トンネル４３、既設構造物８１、シールドトンネル１０１）の側方に拡幅用セグメントを有するシールドトンネル（ランプトンネル１３、ランプトンネル４５、シールドトンネル８５、シールドトンネル１０１）を構築し、両者を一体化する方法について説明したが、既設構造物と、拡幅用セグメントを有するシールドトンネルとの位置関係はこれに限らない。両者を上下に配置してもよい。これらの実施の形態は、鉄道や道路トンネルの合流部の他、駅舎等を構築する場合に用いることができる。   In the first to fourth embodiments, the shield tunnel (lamp tunnel 13, lamp segment 13, ramp segment 13, ramp segment 13, wide segment) on the side of the existing structure (main tunnel 3, main tunnel 43, existing structure 81, shield tunnel 101). The method of constructing the lamp tunnel 45, the shield tunnel 85, and the shield tunnel 101) and integrating them has been described, but the positional relationship between the existing structure and the shield tunnel having the widening segment is not limited thereto. You may arrange | position both up and down. These embodiments can be used when building a station building or the like in addition to a junction of a railway or a road tunnel.

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる地中構造物の構築方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of the construction method of the underground structure concerning this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

合流トンネル３３の平面図Plan view of confluence tunnel 33 地山１内に構築された本線トンネル３の断面図Cross section of main tunnel 3 built in natural mountain 1 本線トンネル３の側方にランプトンネル１３を構築した状態での断面図Sectional view with the ramp tunnel 13 constructed on the side of the main tunnel 3 拡幅セグメント１９を余掘り部２３内に押出した状態での断面図Sectional view in a state in which the widened segment 19 is extruded into the overburden portion 23 拡幅セグメント１９を余掘り部２３内に押出した状態での断面図Sectional view in a state in which the widened segment 19 is extruded into the overburden portion 23 接合部２７内を掘削した状態での断面図Sectional view in a state where the inside of the joint 27 is excavated 完成した合流トンネル３３の断面図Cross section of the completed confluence tunnel 33 本線トンネル４３とランプトンネル４５とを一体化するための各工程を示す図The figure which shows each process for integrating the main line tunnel 43 and the lamp tunnel 45 断面が矩形の既設構造物８１と、拡幅用セグメント９１を有するシールドトンネル８５を一体化するための各工程を示す図The figure which shows each process for integrating the existing structure 81 with a rectangular cross section, and the shield tunnel 85 which has the segment 91 for widening. 拡幅用セグメント１１１を有する２つのシールドトンネル１０１を一体化するための各工程を示す図The figure which shows each process for integrating the two shield tunnels 101 which have the segment 111 for widening.

符号の説明Explanation of symbols

１、４１、８３、１１５………地山
３………本線トンネル
５、５ａ、５ｂ、１４、１４ａ、１４ｂ、４７、４７ａ、４７ｂ、４９、４９ａ、４９ｂ、８７、１０５………セグメント
７………外殻セグメント
８、７０、９０、１１３………接合予定部
９………型枠セグメント
１１、２５、６３、６５、７３、９５、１０７………充填材
１３………ランプトンネル
１７、６７………改良地盤
１９、５５、５７、９１、１１１………拡幅用セグメント
２０、５０、９２、１１２………円形保持用部材
２１、５１、５３、８９、１０３………ヒンジ
２３、５９、６１、９３、１１７………余掘り部
２７、６９………接合部
２９、７５、９７、１０９………接合コンクリート
３３、７９………合流トンネル
４４………形状保持用部材
８１………既設構造物
８５、１０１………シールドトンネル 1, 41, 83, 115 ......... Mt. Mountain 3 ......... Main Line Tunnel 5, 5a, 5b, 14, 14a, 14b, 47, 47a, 47b, 49, 49a, 49b, 87, 105 ......... Segment 7 ......... Outer shell segment 8, 70, 90, 113 ......... Scheduled joint part 9 ......... Formwork segment 11, 25, 63, 65, 73, 95, 107 ......... Filler 13 ......... Lamp tunnel 17, 67 ......... Improved ground 19, 55, 57, 91, 111 ... ... Widening segment 20, 50, 92, 112 ... ... Circular holding member 21, 51, 53, 89, 103 ... ... Hinge 23, 59, 61, 93, 117 ......... Excavation part 27, 69 ......... Junction part 29, 75, 97, 109 ......... Concrete concrete 33, 79 ...... Merge tunnel 44 ......... For shape retention Member 81 ... ... existing structures 85,101 ......... shield tunnel

Claims (7)

既設構造物の近傍に、ヒンジを用いて連結された拡幅用セグメントを有するシールドトンネルを設置する工程（ａ）と、
前記拡幅用セグメントを前記シールドトンネルの外周方向に押出す工程（ｂ）と、
前記既設構造物と前記拡幅用セグメントとの接合部付近の地山を改良する工程（ｃ）と、
前記既設構造物と前記拡幅用セグメントとの間にセグメント内部に場所打ちコンクリートを打設してなる接合部材を設置する工程（ｄ）と、を具備し、
前記拡幅用セグメントは、前記工程（ｂ）の後に前記シールドトンネルの安定性を保つための部材を、内周面側に有し、
前記工程（ｄ）の後、前記シールドトンネルと前記既設構造物の前記シールドトンネルの安定性を保つための部材を含む所定の部分を撤去する工程（ｅ）をさらに具備することを特徴とする地中構造物の構築方法。 (A) installing a shield tunnel having a widening segment connected using a hinge in the vicinity of an existing structure;
Extruding the widening segment in the outer peripheral direction of the shield tunnel (b);
A step (c) of improving a natural ground near a joint portion between the existing structure and the widening segment;
( D ) including a step of installing a joining member formed by casting cast-in-place concrete inside the segment between the existing structure and the widening segment;
The widening segment has a member on the inner peripheral surface side for maintaining the stability of the shield tunnel after the step (b),
After the step (d), the method further comprises a step (e) of removing a predetermined portion including a member for maintaining stability of the shield tunnel and the shield tunnel of the existing structure. How to build medium structures. 前記接合部材が、前記拡幅用セグメントと前記既設構造物とを、凹凸なく滑らかに接合することを特徴とする請求項１記載の地中構造物の構築方法。 The construction method for an underground structure according to claim 1, wherein the joining member smoothly joins the widening segment and the existing structure without unevenness. 前記工程（ａ）で、前記拡幅用セグメントの移動予定位置に余掘り部を設けることを特徴とする請求項１記載の地中構造物の構築方法。 The method for constructing an underground structure according to claim 1, wherein in the step (a), an overexcavation portion is provided at a planned movement position of the widening segment. 前記既設構造物が他のシールドトンネルであることを特徴とする請求項１記載の地中構造物の構築方法。 2. The underground structure construction method according to claim 1, wherein the existing structure is another shield tunnel. 前記他のシールドトンネルは、周方向の断面の一部に充填材が充填され、前記充填材を避けてセグメントが設置されたものであり、前記工程（ａ）で、前記充填材を掘削しつつ、前記シールドトンネルを設置することを特徴とする請求項４記載の地中構造物の構築方法。 The other shield tunnel is filled with a filler in a part of a cross section in the circumferential direction, and a segment is installed so as to avoid the filler. In the step (a), the filler is excavated. The method for constructing an underground structure according to claim 4, wherein the shield tunnel is installed. 前記他のシールドトンネルは、前記接合部付近の前記セグメントの外周面側に外殻セグメントが設けられ、得られる構造物の断面が卵型となるように前記セグメントの形状が調整されてなる請求項５記載の地中構造物の構築方法。The other shield tunnel is provided with an outer shell segment on the outer peripheral surface side of the segment near the joint, and the shape of the segment is adjusted so that the cross section of the resulting structure has an oval shape. 5. A construction method of an underground structure according to 5. 前記他のシールドトンネルは、拡幅用セグメントを有するものであり、前記工程（ｄ）より前に、前記他のシールドトンネルに設けられた拡幅用セグメントを外周方向に移動させ、前記工程（ｄ）で、前記他のシールドトンネルの拡幅用セグメントと、前記拡幅用セグメントとを接合することを特徴とする請求項４記載の地中構造物の構築方法。 The other shield tunnel has a widening segment, and before the step ( d ), the widening segment provided in the other shield tunnel is moved in the outer circumferential direction, and in the step ( d ) The method for constructing an underground structure according to claim 4, wherein the widening segment of the other shield tunnel is joined to the widening segment.
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