JP4641283B2 - Construction method of underground structure - Google Patents
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Description
本発明は、地下道路の分岐・合流部、地下鉄の駅舎、大断面トンネル、地下備蓄施設又は地下駐車場などの地中構造物を構築する際の構築方法に関するものである。 The present invention relates to a construction method for constructing underground structures such as branching / merging sections of underground roads, subway station buildings, large-section tunnels, underground storage facilities, or underground parking lots.
従来、地中に大断面の地中構造物を構築する方法として、特許文献1〜3などに開示されているように、地山を複数の小断面トンネルで囲繞して大断面トンネルの外殻を形成した後に内部の地山を掘削する方法が知られている。
Conventionally, as disclosed in
これらの方法では、小断面トンネルを構築するシールド掘削機を発進及び到達させる基地として、上方が地表面に開口された立坑を発進側と到達側に構築し、その立坑間に小断面トンネル群を構築している。 In these methods, as a base for starting and reaching a shield excavator that constructs a small section tunnel, shafts with openings on the ground surface are constructed on the start side and the arrival side, and a small section tunnel group is formed between the shafts. Is building.
一方、特許文献4,5には、複数の小断面シールド掘削機を備えた親子型のシールド掘削機が開示されている。
しかしながら、この立坑の建設費及び工期は、トンネルの深度が深くなればなるほど嵩む上に、都心部においては立坑を建設する場所の用地買収などが難しく工事の着手が遅れたり、ルートを変更せざるをえない状況になったりするなどの問題が発生するおそれがある。 However, the construction cost and construction period of this shaft will increase as the depth of the tunnel increases, and in the city center it will be difficult to acquire land for the site where the shaft will be constructed, and the start of construction will be delayed or the route will not be changed. There is a risk of problems such as being in a situation where it is difficult to manage.
そこで、本発明は、立坑を建設しなくとも小断面トンネル群からなる地中構造物を構築することが可能な地中構造物の構築方法を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an underground structure construction method capable of constructing an underground structure composed of small-section tunnel groups without constructing a shaft.
前記目的を達成するために、本発明の地中構造物の構築方法は、複数の小断面トンネルの側面間を連結した小断面トンネル群によって地山を囲繞し、その囲繞された地山を掘削して構築する地中構造物の構築方法において、複数の小断面シールド掘削機を備えたシールド掘削機を掘進させた後、前記地中構造物の長手方向の両端となるうちの一方の端部に到達する前に前記シールド掘削機を停止させて複数の小断面シールド掘削機を前記一方の端部に向けて発進させ、前記一方の端部を通過した後に他方の端部に到達するまで小断面シールド掘削機を掘進させて間隔を置いた複数の小断面トンネルを構築し、同様に前記他方の端部に対しても前記シールド掘削機とは反対側から複数の小断面シールド掘削機を備えたシールド掘削機を掘進させ、その他方の端部に到達する前に該シールド掘削機を停止させて複数の小断面シールド掘削機を前記小断面トンネル間に向けて発進させ、先行して構築された小断面トンネル間に小断面トンネルを構築して側面間を連結した小断面トンネル群を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the underground structure construction method of the present invention surrounds a natural ground by a small-section tunnel group in which side surfaces of a plurality of small-section tunnels are connected, and excavates the enclosed natural ground. In the construction method of the underground structure to be constructed, after digging a shield excavator equipped with a plurality of shield excavators having a small cross section, one end of the underground structure as both ends in the longitudinal direction Before reaching the end, the shield excavator is stopped, a plurality of small-section shield excavators are started toward the one end, and after passing through the one end, small until reaching the other end. A plurality of small cross-section tunnels that are spaced apart by excavating the cross-section shield excavator are constructed, and similarly, the other end portion is also provided with a plurality of small cross-section shield excavators from the side opposite to the shield excavator. Digging the shield excavator Before reaching the other end, the shield excavator is stopped and a plurality of small-section shield excavators are started between the small-section tunnels. It is characterized in that a tunnel is constructed to form a small-section tunnel group in which side surfaces are connected.
ここで、前記小断面トンネルを構築した後に、前記小断面シールド掘削機の前面の切削部を回収し、前記小断面シールド掘削機を発進させたシールド掘削機の前面にその回収した切削部を配置し、前記シールド掘削機を再び掘進させることができる。 Here, after the small-section tunnel is constructed, the cutting portion on the front surface of the small-section shield excavator is collected, and the collected cutting portion is arranged on the front surface of the shield excavator from which the small-section shield excavator is started. Then, the shield excavator can be advanced again.
このように構成された本発明の地中構造物の構築方法は、複数の小断面シールド掘削機を備えたシールド掘削機によって所定の深度まで掘進させ、地中でこれらの小断面シールド掘削機を発進させることによって構築される小断面トンネルを複数連結して小断面トンネル群を構築する。 In the construction method of the underground structure of the present invention configured as described above, a shield excavator having a plurality of small-section shield excavators is dug to a predetermined depth, and these small-section shield excavators are underground. A plurality of small section tunnels constructed by starting are connected to construct a small section tunnel group.
このように立坑を建設しなくても小断面トンネル群によって地山を囲繞した地中構造物を構築することができるので、立坑を建設する場合に発生する用地問題や建設費及び工期の増加などの問題によって地中構造物の建設が制限されることがない。 In this way, it is possible to build an underground structure that surrounds the natural ground by a small section tunnel group without constructing a shaft, so there are problems with the site, construction cost and increase in construction period that occur when constructing a shaft This problem does not limit the construction of underground structures.
また、小断面トンネル群の構築に使用した小断面シールド掘削機の切削部を回収し、これらの小断面シールド掘削機を発進させたシールド掘削機に回収した切削部を戻すことで、再びシールド掘削機を掘進させることができる。 In addition, the cutting section of the small-section shield excavator used for the construction of the small-section tunnel group is collected, and the collected cutting section is returned to the shield excavator from which the small-section shield excavator was started, so that the shield excavation is performed again. You can dig up the machine.
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本実施の形態の地中構造物の構築方法によって構築された地中構造物としての拡幅部100の概略構成を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of the widened
この拡幅部100は、例えば地下鉄の駅舎として地中に構築されるもので、そこにアクセスするためのアクセストンネル11〜14と、地下鉄が走行する本線トンネル15が拡幅部100の両端100a,100bに接続される。
The widening
本実施の形態の地中構造物の構築方法では、図2に示すような複数の小断面シールド掘削機211A〜211G(以下、機体を特定せずに説明する場合はアルファベットを省略する場合がある。)を備えたシールド掘削機21を使用する。
In the construction method of the underground structure of the present embodiment, a plurality of small
このシールド掘削機21は、中心に小断面シールド掘削機211Gが配備されるとともに、その周囲の環状揺動部212には複数の小断面シールド掘削機211A〜211Fが配備されている。
The
この小断面シールド掘削機211は、シールド掘削機21に配備されているときには、それぞれ独立して回転して切削部213によって前方の地山6を掘削する。また、環状揺動部212が、図示しない油圧ジャッキなどの伸縮によって中心の小断面シールド掘削機211Gの周りを例えば30〜45度の角度で揺動することで、小断面シールド掘削機211A〜211F間の隙間の地山6も切削されることになる。
When this small-section shield excavator 211 is provided in the
このシールド掘削機21によって掘削した地山6には、円弧状のセグメントなどの覆工材を配置して拡幅部100の端部100aに繋がるアクセストンネル11とする。
In the
また、このシールド掘削機21から、小断面シールド掘削機211A〜211Gをそれぞれ発進させて、図2に示すように複数の小断面トンネル111A〜111G(一部については図示省略。以下図面を簡素化するために同様の形態の図示は省略する場合がある。)を構築する。
Further, from this
この小断面シールド掘削機211A〜211Gによって構築される小断面トンネル111A〜111Gは、拡幅部100の外殻となる小断面トンネル群10の一部を構成することになる。
The small-
この小断面トンネル群10は、拡幅部100においては図5に示すように略平行に構築され、先行して構築された小断面トンネル111A〜111G,121A〜121Gの側面は、図4(b)に示すように隣接する小断面トンネル131A〜131G,141A〜141Gによって切り欠かれて断面が重複した状態で連結される。
As shown in FIG. 5, the small-
すなわち、これらの小断面トンネル111A〜111G,121A〜121G,131A〜131G,141A〜141G(以下、アルファベットを省略して説明する場合がある。)の覆工は、小断面シールド掘削機211で切削が可能となる程度の強度のコンクリートによって形成される。
That is, the lining of these small-
そして、これらの小断面トンネル111,121,131,141によって構成される断面視楕円状の小断面トンネル群10によって地山が囲繞される。
Then, the natural ground is surrounded by the small-
なお、後行トンネルを構築する際に小断面シールド掘削機211によって切削されることがない部分には、鉄筋を配置しておくのが好ましい。 In addition, it is preferable to arrange a reinforcing bar in a portion that is not cut by the small-section shield excavator 211 when constructing the trailing tunnel.
次に、本実施の形態の地中構造物としての拡幅部100の構築方法を説明するとともに、この実施の形態の作用について説明する。
Next, a method for constructing the widened
まず、拡幅部100の長手方向の両側の端部100a,100bにあたる地山6を、図3に示すように地上から地盤改良機4によって地盤改良する。この地盤改良機4は、例えば撹拌ロッド41の先端からセメントミルクなどの固化材を噴射しながら地山6を撹拌・固化する装置で、地上を開削することなく地山6の深部に地盤改良部3A,3Bを構築することができる。
First, the
また、地盤改良機4を地上で移動させながら地山6を改良するようにすれば、一時的に占有される地上の面積を最小限に抑えることができるので、立坑を構築する場合に比べて用地の確保が比較的容易におこなえる。
Moreover, if the
そして、拡幅部100の外側の地上又は発進基地(図示せず)から一方の地盤改良部3Aに向けてシールド掘削機21,22を掘進させる。このシールド掘削機21,22は上下に並んで掘進し、その後方にはアクセストンネル11,12が側面視円弧状に上下に構築される。
Then, the
なお、シールド掘削機21,22を発進させるために地上に浅い立坑を構築してもよく、この際に構築される立坑は規模が小さいうえに、用地の確保がし易い場所を選ぶことができるので工事の進行に支障を与えることはない。
A shallow shaft may be constructed on the ground in order to start the
また、シールド掘削機21,22は、中折れ機構などの曲線トンネルを構築するための公知の機構を備えている。
Moreover, the
さらに、上記とは反対側の拡幅部100の外側に位置する地上又は発進基地(図示せず)から他方の地盤改良部3Bに向けて上下に並んでシールド掘削機23,24を掘進させて、その後方にアクセストンネル13,14を側面視円弧状に構築する。
Further, the
これらのシールド掘削機21〜24は、地盤改良部3A,3Bに到達する前に一旦、停止させる。そして、図2に示すようにシールド掘削機21から小断面シールド掘削機211A〜211Gを一方の地盤改良部3Aに向けて発進させる。
These
これらの小断面シールド掘削機211A〜211Gは、例えば符号のアルファベット順に発進させ、図1に示すように地盤改良部3Aに向けて小断面トンネル111A〜111Gがラッパ状に広がるように掘進させる。
These small-
そして、地盤改良部3Aに到達したときには、図4(a)に示すように楕円に沿って小断面トンネル111A〜111Gが所定の間隔を置いて配置されるようにする。
When the
この小断面トンネル111A〜111Gの間隔は、後からそれらの間に構築されるトンネルによって小断面トンネル111A〜111Gの側面間が連結されるように、小断面トンネル111A〜111Gの直径より狭い間隔にしておく。
The intervals of the
このシールド掘削機21と同様に、下方のシールド掘削機22からも小断面シールド掘削機221(以下、シールド掘削機22〜24については、シールド掘削機21と同じ規則で符号を付与するが図示は省略する場合もある。)を発進させて小断面トンネル121A〜121Gを構築する。
Similarly to this
これらの小断面トンネル111A〜111G,121A〜121Gは、一方の地盤改良部3Aにおいて図4(a)に示すように断面視楕円状に並んだ後は、略平行して他方の地盤改良部3Bに向けて延伸される。
After these small-
そして、地盤改良部3B内で小断面シールド掘削機211,221を停止させ、その前面の切削部213を回収し、後方で停止させたシールド掘削機21,22の小断面シールド掘削機211,221を発進させた穴に嵌め込む。
Then, the small section shield excavator 211, 221 is stopped in the
また、他方の地盤改良部3Bの手前で停止させたシールド掘削機23,24からも地盤改良部3Bに向けて小断面シールド掘削機231,241を発進させる。これらのシールド掘削機23,24から延伸される小断面トンネル131,141も、地盤改良部3Bに近づくに従ってラッパ状に広がり、先行して構築された小断面トンネル111A〜111G,121A〜121Gの間に向けて延伸される。
Moreover, the small-section shield excavators 231 and 241 are also started from the
そして、地盤改良部3Bに到達した後は、図5に示すように略平行に並んで小断面トンネル111A〜111G,121A〜121G間を小断面シールド掘削機231A〜231G,241A〜241Gが掘進する。
Then, after reaching the
この小断面シールド掘削機231,241は、先行して構築された小断面トンネル111,121の側面を切削しながら掘進するので、小断面トンネル111,121,131,141の側面間が連結された小断面トンネル群10の断面は、図4(b)に示すように円形の一部が重複して連なった楕円状に形成される。
Since the small-section shield excavators 231 and 241 excavate while cutting the side surfaces of the small-
この小断面シールド掘削機231,241の前面の切削部213も、地盤改良部3Aに到達した後に回収して、シールド掘削機23,24の前面に再び配置する。
The
このように切削部213を回収して、小断面シールド掘削機211,221,231,241を発進させたシールド掘削機21〜24に戻せば、再びシールド掘削機21〜24を地山6に向けて掘進させることができる。
If the cutting
そこで、図6に示すようにシールド掘削機21,22を停止させた位置(二点鎖線)から地盤改良部3Aに向けてシールド掘削機21,22を掘進させて延伸部11a,12aを構築する。また、他方側のシールド掘削機23,24も再び地盤改良部3Bに向けて掘進させて延伸部13a,14a(図示省略)を構築する。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
このようにして構築された拡幅部100の一方の地盤改良部3A側の端面を図7に示す。
FIG. 7 shows an end face of the widened
この拡幅部100は、地山6を楕円筒状に囲繞する小断面トンネル群10によって外殻が形成され、その小断面トンネル群10の端部100aは地盤改良部3Aによって閉塞されている。
The widened
この拡幅部100の端部100aには、アクセストンネル11,12の延伸部11a,12aが接続される。ここで、この延伸部11a,12aの覆工はシールド掘削機によって切削可能な材料によって構築される。
The
そして、図1に示すようにこの拡幅部100に向けて本線用シールド掘削機25が掘進し、図7に示すように延伸部11a,12aの側面を切削しながら本線トンネル15が拡幅部100に接続される。
Then, as shown in FIG. 1, the main
なお、拡幅部100の他方の端部100bに対しても同様に本線トンネル(図示せず)とアクセストンネル13,14が接続される。
Similarly, the main tunnel (not shown) and the
また、このように小断面トンネル群10と地盤改良部3A,3Bで囲まれた内部の地山6は、周囲の地山6から分離されることになってバックホウなどで安全かつ容易に掘削することができる。
In addition, the
そして、この内部掘削によって露出される小断面トンネル群10の内側面側には、コンクリートを吹き付けたり、別途、鉄筋コンクリート壁を構築したり、支持柱や支持梁を設けたりするなどして拡幅部100の内部構造を完成させればよい。
Then, the widened
このように構成された本実施の形態の拡幅部100の構築方法は、複数の小断面シールド掘削機211A〜211Gを備えたシールド掘削機21によって地山6の所定の深度まで掘進させ、地中でこれらの小断面シールド掘削機211A〜211Gを発進させることによって構築される小断面トンネル111A〜111Gを複数連結して小断面トンネル群10を構築する。
In the construction method of the widened
このように立坑を建設しなくても小断面トンネル群10によって地山6を囲繞した拡幅部100を構築することができるので、立坑を建設する場合に発生する用地問題や建設費及び工期の増加などの問題によって駅舎などの拡幅部100の建設が制限されることがない。
As described above, since the widened
また、小断面トンネル群10の構築に使用した小断面シールド掘削機211A〜211Gの切削部213を回収し、これらの小断面シールド掘削機211A〜211Gを発進させたシールド掘削機21に回収した切削部213を戻すことで、再びシールド掘削機21を掘進させることができる。
Further, the cutting
また、小断面シールド掘削機211,221,231,241は、通常のシールドトンネルの施工時と同様に、略水平方向及び斜め方向に掘進させればよいので、上向きに掘進させて上下を反転させて折り返させるなどの特殊な掘進をおこなう必要がなく、姿勢制御が容易で施工性に優れている。 Moreover, since the small-section shield excavators 211, 221, 231, 241 may be dug in a substantially horizontal direction and an oblique direction, as in the case of construction of a normal shield tunnel, they are dug upward and turned upside down. There is no need to perform special excavation such as turning back, and posture control is easy and workability is excellent.
さらに、施工性がよいため正確な位置に小断面トンネル111,121,131,141を構築することができ、施工誤差によって小断面トンネル111,121,131,141間に隙間が発生することがない。
Furthermore, since the workability is good, the
そして、アクセストンネル11〜14の構築、小断面トンネル111,121,131,141の構築、地盤改良部3A,3Bの構築、本線トンネル15の構築など、並行しておこなえる工程が多いため、大幅な工期の短縮が可能になる。
And since there are many processes that can be performed in parallel, such as construction of
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the best embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are possible. Are included in the present invention.
例えば、前記実施の形態では、小断面トンネル群10を円筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば断面視四角形などの多角柱状や馬蹄形状など任意の断面形状に形成することができる。
For example, in the above-described embodiment, the small-
さらに、前記実施の形態における小断面トンネル群10を構成する小断面トンネル111,121,131,141の数は例示であり、これに限定されるものではなく、小断面トンネルの径及び構築する地中構造物の大きさ及び断面形状によって適切な本数を設定すればよい。
Furthermore, the number of
また、前記実施の形態では、先行して構築した小断面トンネル111,121の側面を後行の小断面トンネル131,141の小断面シールド掘削機231,241によって切削して連結させたが、これに限定されるものではなく、例えば最初に構築した断面視円形の小断面トンネルの両側面に、円形の一部が欠損した半月形の小断面トンネルを構築したり、円形の両側が欠損した分銅形の小断面トンネルを構築したりして連結をおこなう方法であってもよい。
In the embodiment, the side surfaces of the small-
さらに、前記実施の形態では、最初に拡幅部100の長手方向の両側の端部100a,100bにあたる地山6を地上から地盤改良機4によって地盤改良したが、これに限定されるものではなく、シールド掘削機21,22や小断面シールド掘削機の内部から薬液注入などによって地盤改良部3A,3Bを構築してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
また、地盤改良部3A,3Bの構築は、切削部213の回収に支障がある場合などを除けば、小断面トンネル群10に囲まれた内部の地山6をバックホウなどで掘削する前までに行えばよい。
In addition, the
100 拡幅部(地中構造物)
100a,100b 端部
10 小断面トンネル群
11,12,13,14 アクセストンネル
111,121,131,141 小断面トンネル
21,22,23,24 シールド掘削機
211,221,231,241 小断面シールド掘削機
213 切削部
6 地山
100 Widening part (underground structure)
100a, 100b
Claims (2)
複数の小断面シールド掘削機を備えたシールド掘削機を掘進させた後、前記地中構造物の長手方向の両端となるうちの一方の端部に到達する前に前記シールド掘削機を停止させて複数の小断面シールド掘削機を前記一方の端部に向けて発進させ、前記一方の端部を通過した後に他方の端部に到達するまで小断面シールド掘削機を掘進させて間隔を置いた複数の小断面トンネルを構築し、同様に前記他方の端部に対しても前記シールド掘削機とは反対側から複数の小断面シールド掘削機を備えたシールド掘削機を掘進させ、その他方の端部に到達する前に該シールド掘削機を停止させて複数の小断面シールド掘削機を前記小断面トンネル間に向けて発進させ、先行して構築された小断面トンネル間に小断面トンネルを構築して側面間を連結した小断面トンネル群を形成することを特徴とする地中構造物の構築方法。 In the construction method of an underground structure that surrounds a natural ground by a small cross-sectional tunnel group connecting between side surfaces of a plurality of small cross-sectional tunnels, and excavates and constructs the surrounded natural ground,
After digging a shield excavator having a plurality of small-section shield excavators, stop the shield excavator before reaching one of the ends of the underground structure in the longitudinal direction. A plurality of small-section shield excavators are started toward the one end, and after passing through the one end, the small-section shield excavator is dug until reaching the other end. The other end portion is constructed by constructing a shield excavator having a plurality of small-section shield excavators from the opposite side of the shield excavator similarly to the other end portion. The shield excavator is stopped before reaching the position, and a plurality of small-section shield excavators are started between the small-section tunnels, and the small-section tunnels are constructed between the previously constructed small-section tunnels. Connected between sides Method for constructing underground structures and forming a cross-section tunnel group.
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