JP4934416B2 - シールドトンネルの分岐合流部施工方法 - Google Patents
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Description
非開削で施工する方法では、本線トンネルとランプトンネルとを併設させておき、それらを外挿する規模の構造を地下の土水圧の作用の下で施工することとなり、工期・工費が多大なものになってしまう。このように、一つのトンネルから別のトンネルを分岐させることは、周辺地山の地盤改良に非常に費用がかかり、また、工期短縮の妨げとなり、かつ安全面においても不安な点があった。
提供することを課題とするものである。
先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、
を備えていることを特徴とする。
し交換が必要と思われる位置に予めビット交換用作業空間を複数設けておき、その位置で人力によりビットを交換することができ、効率のよい掘削が可能となる。
であり、シールド掘進機3に設けられた受信機により受信される。
切削時の施工図(図3(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(1枚)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。
切削時の施工図(図4(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(1枚:切削部角度14.72°)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。
切削時の施工図(図5(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(2枚:切削部角度20.79°)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル1の変形を防止するために、変形防止工15を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工15は構築時に取り外す。
切削時の施工図(図6(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(2枚:切削部角度35.02°)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネ
ル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル1の変形を防止するために、変形防止工15を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工15は構築時に取り外す。
切削時の施工図(図7(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(2枚:切削部角度39.00°)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル1の変形を防止するために、変形防止工15を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工15は構築時に取り外す。
E位置と同一位置で、ここから中間壁13が無い区間が始まる。
連通工事部分では、本線トンネル1に対してランプトンネル2を斜めに進入させているので、連通工事部分の間隔Lnが変化し(進行方向に沿って狭くなり)床版の形状は一様ではない。しかし、連通工事部分では、注入式長尺鋼管を交差させて補強工事(AGF工法)をしてはいるが、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
まず、連通工事部分の間隔Lnより寸法の小さい幅L1(Ln>L1)の鋼鉄大梁17を予め製作しておく。なお、鋼鉄大梁17とセグメント4a(5a)との向かい合う端部には、図9に示すように、ボルト取付用穴を有する継ぎ手Tが設けられている。
加減速区間として同一断面が100m程連続している。
本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(3枚:切削部角度47.85°)を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント4と厚型のセグメント4aを用いる。ランプトンネル2側も常設セグメント5と厚型のセグメント5aを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント6の外側を仮壁7で覆い、仮壁7で覆った分岐合流部に中埋材8を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル1の変形を防止するために、変形防止工15を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工15は構築時に取り外す。
ランプによる切口が最大となる位置、これ以降はランプ側シールドの回収が可能になる。
切削時の施工図(図12(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル1側の分岐合流部に常設セグメント4ではなく、切削可能セグメント6(2枚:切削部角度20.55°)を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル内に中埋材8を充填する。
拡幅の規模が小さいH〜I区間においては、図18に示す本線トンネル1のシールド掘進機31による部分拡幅工法(M−ESS工法)を採用することも可能になる。すなわち、切削時の施工図(図13(a)参照)に示すように、本線トンネル施工工程において、サイドカッター18で側部を拡幅すると共に、掘削した拡幅部分に地山改良剤10を注入する。
2 ランプトンネル
3 シールド掘進機(ランプ側)
4 常設セグメント(本線側)
4a 厚型のセグメント(本線側)
5 常設セグメント(ランプ側)
5a 厚型のセグメント(ランプ側)
6 切削可能セグメント
7 仮壁
8 中埋材
9 仮支柱
10 地山改良剤
11 建築限界線(本線側)
12 建築限界線(ランプ側)
13 中間壁
14 かんざし桁
15 変形防止工
16 鋼管
17 鋼鉄大梁(床版)
B ボルト
N ナット
T 継ぎ手
C 超高強度コンクリート
Claims (11)
- 先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、を備え、
前記切削可能セグメントには、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設することを特徴とするシールドトンネルの分岐合流部施工方法。 - 前記中埋材充填工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の前記分岐合流部を仮壁で覆い、仮壁で覆った前記分岐合流部内に中埋材を充填することを特徴とする請求項1に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記先行トンネル施工工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の分岐合流部に配置する前記切削可能セグメントを決定することを特徴とする請求項1または2に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記切削可能セグメントは、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記切削可能セグメントは、前記シールド掘進機が切削する切削面に目荒らし凹凸加工を施すことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 先行トンネル側の前記分岐合流部に位置検出手段を設けておき、
前記後行トンネル進入施工工程では、前記後行側シールド掘進機が前記位置検出手段の位置情報に基づき前記先行トンネル内に進入することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。 - 前記地山改良工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事を行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、前記分岐合流部に中間壁を設置する工程を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、側面連通部以外には厚型のセグメントを用いておき、前記先行トンネル側及び後行トンネル側の向かい合う上下2カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下2カ所の床版を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下2カ所の床版を形成する工程は、先行トンネル側の前記厚型のセグメントと後行トンネル側の厚型のセグメントとが対向する連通工事部分に、この連通工事部分の間隔Lnより寸法の小さい幅Li(Ln>Li)の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合すると共に、前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとの接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設し、前記床版を形成することを特徴とする請求項9に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
- 前記中埋材充填工程では、前記切削可能セグメントと前記仮壁との間に筒状部材を設置して前記中埋材を充填しない空間を予め設けておき、この空間により前記後行側シールド掘進機のビートを交換するビット交換用作業空間施工工程を含むことを特徴とする請求項2に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
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