JP6257814B1 - Construction method of large section underground structure - Google Patents
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Abstract
【課題】高水圧、軟弱地盤などの施工条件が厳しい場所でも安全に施工することができ、かつ、周辺環境への影響を最小限に抑え、なおかつ、容易に高品質な大断面地中構造物を構築することができる大断面地中構造物の構築方法を提案する。【解決手段】複数本の先行トンネル２，２を並設する先行トンネル施工工程と、各先行トンネル２内に先行鉄筋５１を配筋する先行トンネル配筋工程と、各先行トンネル２内に先行中詰コンクリート４１を充填する先行トンネル充填工程と、隣り合う先行トンネル２，２同士の間に後行トンネル３を構築する後行トンネル施工工程と、後行トンネル３内に後行鉄筋５２を配筋する後行トンネル配筋工程とを備え、後行トンネル施工工程では隣接する先行トンネル２，２の断面の一部を切削するとともに後行トンネル３の外面が先行中詰コンクリート４１に当接するように後行トンネル３を構築する。【選択図】図２An object of the present invention is to provide a large section underground structure that can be safely constructed even in places with severe construction conditions such as high water pressure, soft ground, etc., and minimizes the influence on the surrounding environment, and also has high quality easily. We propose a construction method of underground structure with large cross section. A preceding tunnel construction process in which a plurality of preceding tunnels 2 and 2 are arranged side by side, a preceding tunnel arranging process in which a preceding reinforcing bar 51 is arranged in each preceding tunnel 2, and a preceding tunnel in each preceding tunnel 2. The preceding tunnel filling process for filling the stuffed concrete 41, the succeeding tunnel construction process for constructing the succeeding tunnel 3 between the adjacent preceding tunnels 2 and 2, and the succeeding reinforcing bar 52 in the succeeding tunnel 3 A subsequent tunnel arrangement step, and in the subsequent tunnel construction step, a part of the cross section of the adjacent preceding tunnels 2 and 2 is cut and the outer surface of the subsequent tunnel 3 is in contact with the preceding filled concrete 41. The trailing tunnel 3 is constructed. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、大断面地中構造物の構築方法に関する。 The present invention relates to a construction method for a large cross-section underground structure.
道路トンネルの合流部や鉄道トンネルの駅部分等を大断面地中構造物内に構築する場合がある。
大断面地中構造物の構築方法としては、複数本の小断面トンネルを筒状に並設して外殻（大断面覆工体）を形成し、この外殻の内部を掘削する方法がある。
In some cases, a junction of road tunnels, a station portion of a railway tunnel, or the like is built in a large section underground structure.
As a method of constructing a large section underground structure, there is a method in which a plurality of small section tunnels are juxtaposed in a cylindrical shape to form an outer shell (large section lining body) and the inside of the outer shell is excavated. .
例えば、特許文献１には、先行トンネルを間隔を空けて環状に複数構築する工程と、先行トンネルの一部を切削しながら後行トンネルを環状に複数構築する工程と、後行トンネルの一部を撤去して先行トンネルと後行トンネルとが連通する連通部を構築するとともに先行トンネルと後行トンネルとを連結する工程と、先行トンネルと後行トンネルとの外周に凍土を造成する工程とを備える施工方法が開示されている。
特許文献１の施工方法では、先行トンネル内に、後行トンネル施工時の切削部分よりも大きい範囲にエアモルタルを充填しておくとともに、エアモルタル同士の間に覆工体を形成しておく。後行トンネルの施工後、連通部を形成したら、後行トンネル内に先行トンネル内の覆工体に接続する覆工体を形成することで、環状に連続する大断面覆工体を形成する。
For example,
In the construction method of
特許文献１の施工方法では、後行トンネルと先行トンネル内の覆工体との間にエアモルタルが介設されている。先行トンネル内の覆工体と後行トンネルに形成する覆工体とを接続するために、このエアモルタルを撤去する必要があるため、地山側から後行トンネルに作用する土圧や地下水圧に対して、先行トンネル側から十分な反力を確保することができず、後行トンネルが変形するおそれがある。後行トンネルが変形すると、先行トンネルと後行トンネルとの外周囲の凍土に亀裂が生じ、もしくは、変形した後行トンネルと凍土が剥離して、出水するおそれがある。凍土において出水が生じると、凍土が溶解してしまう。
このような観点から、本発明は、地下水の出水や土砂の流入を防止することで安全性を確保し、かつ、周辺環境への影響（例えば、地盤沈下や地下水位の低下等）を最小限に抑えることを可能とし、なおかつ、効率よく止水性に優れた高品質な大断面地中構造物を構築することを可能とした、大断面地中構造物の構築方法を提案することを課題とする。
In the construction method of
From this point of view, the present invention ensures safety by preventing groundwater discharge and sediment inflow, and minimizes the impact on the surrounding environment (for example, land subsidence and lowering of the groundwater level). It is an object to propose a construction method of a large cross-section underground structure that makes it possible to build a high-quality large cross-section underground structure that is excellent in water-stopping efficiency. To do.
前記課題を解決するために、第一発明の大断面地中構造物の構築方法は、間隔をあけて複数本の先行トンネルを並設する先行トンネル施工工程と、前記各先行トンネル内に先行鉄筋を配筋する先行トンネル配筋工程と、前記各先行トンネル内に先行中詰コンクリートを充填する先行トンネル充填工程と、隣り合う前記先行トンネル同士の間に後行トンネルを構築する後行トンネル施工工程と、前記各後行トンネル内に後行鉄筋を配筋する後行トンネル配筋工程と、前記後行トンネル内に後行中詰コンクリートを充填する後行トンネル充填工程と、複数本の前記先行トンネルおよび複数本の前記後行トンネルにより囲まれた領域を掘削する掘削工程とを備えている。前記後行トンネル施工工程では、隣接する前記先行トンネルの断面の一部および前記先行中詰コンクリートの一部を切削するとともに前記先行中詰コンクリートに凹部を形成し、前記後行トンネルの外面が前記先行中詰コンクリートに当接するように当該後行トンネルを構築する。また、前記後行トンネル配筋工程では、前記凹部に露出した前記先行鉄筋の端部に前記後行鉄筋を接続するで、前記複数本の先行トンネルおよび前記複数本の後行トンネルを貫通する主筋を配筋する。 In order to solve the above-mentioned problems, a construction method of a large cross-section underground structure according to the first invention includes a preceding tunnel construction step in which a plurality of preceding tunnels are arranged side by side at intervals, and a preceding reinforcing bar in each preceding tunnel. A preceding tunnel arrangement step of arranging a preceding tunnel, a preceding tunnel filling step of filling each preceding tunnel with preceding filling concrete, and a subsequent tunnel construction step of constructing a trailing tunnel between the adjacent preceding tunnels A succeeding tunnel arranging step for arranging a succeeding reinforcing bar in each succeeding tunnel, a succeeding tunnel filling step for filling a succeeding intermediate concrete in the succeeding tunnel, and a plurality of the preceding precedents An excavation step of excavating a region surrounded by the tunnel and the plurality of succeeding tunnels. In the subsequent tunnel construction step, a part of a cross section of the adjacent preceding tunnel and a part of the preceding filling concrete are cut and a recess is formed in the preceding filling concrete, and an outer surface of the subsequent tunnel is the The following tunnel is constructed so as to contact the preceding filled concrete. Further, in the succeeding tunnel reinforcing step, the succeeding reinforcing bar is connected to the end of the preceding reinforcing bar exposed in the concave portion, so that the main reinforcing bar penetrates the plurality of preceding tunnels and the plurality of succeeding tunnels. Arrange the bars.
かかる大断面地中構造物の構築方法によれば、後行トンネルの外面が先行中詰コンクリートに当接しているため、後行トンネルに変形が生じることを防止あるいは最小限に抑えることができる。そのため、後行トンネルの切り開き部からの出水を防止し、施工時の安全性が向上する。なお、「後行トンネルの外面が先行中詰コンクリートに当接している」状態は、後行トンネルの覆工が先行中詰コンクリートに当接している場合の他、裏込め材やスペーサー等を介して当接している場合も含むものとする。
また、先行中詰コンクリートに形成した凹部を利用して先行鉄筋と後行鉄筋とを接合するため、一体性に優れた覆工体を簡易に構築することができる。
According to the construction method of such a large cross-section underground structure, since the outer surface of the succeeding tunnel is in contact with the preceding filling concrete, it is possible to prevent or minimize the deformation of the succeeding tunnel. Therefore, water is prevented from flowing out from the cut-off portion of the succeeding tunnel, and safety during construction is improved. The state where the outer surface of the trailing tunnel is in contact with the preceding filling concrete is not limited to the case where the lining of the trailing tunnel is in contact with the preceding filling concrete, or through a backfilling material or a spacer. This includes cases where they are in contact with each other.
Moreover, since the preceding reinforcing bar and the succeeding reinforcing bar are joined using the concave portion formed in the preceding middle-filled concrete, it is possible to easily construct a covering body excellent in unity.
また、前記先行トンネル充填工程では、前記先行鉄筋の端部に間詰材を設置した状態で前記先行中詰コンクリートを充填するのが望ましい。このようにすれば、後行トンネル施工工程において先行トンネルの一部を切削した際に間詰材を撤去することで容易に先行鉄筋の端部を露出させることが可能となる。
また、前記後行トンネル施工工程後に、前記先行トンネルおよび前記後行トンネルの集合体の外周側地山および内周側地山に対して止水対策を施す止水工程を備えていれば、止水性をより向上させることができる。
In the preceding tunnel filling step, it is desirable to fill the preceding middle-filled concrete in a state where a filling material is installed at an end of the preceding reinforcing bar. If it does in this way, it will become possible to expose the end part of a preceding reinforcing bar easily by removing a filling material, when a part of a preceding tunnel is cut in a succeeding tunnel construction process.
In addition, after the construction of the succeeding tunnel, if there is a water stopping process for taking measures against water on the outer and inner peripheral grounds of the assembly of the preceding tunnel and the subsequent tunnel, The aqueous property can be further improved.
本発明の大断面地中構造物の構築方法によれば、高水圧、軟弱地盤等の施工条件が厳しい場所でも、地下水の出水や土砂の流入を防止することで安全性を確保し、かつ、周辺環境への影響を最小限に抑えることを可能とし、なおかつ、効率よく止水性に優れた高品質な大断面地中構造物を構築することが可能となる。 According to the construction method of the large cross-section underground structure of the present invention, even in places where the construction conditions such as high water pressure and soft ground are severe, safety is ensured by preventing the discharge of groundwater and the inflow of earth and sand, and It is possible to minimize the influence on the surrounding environment, and it is possible to construct a high-quality large section underground structure with excellent water-stopping efficiency.
本実施形態では、図１に示すように、道路トンネル（本線トンネル１１および分岐トンネル１２）の合流部の構築に必要な大断面地下空間を形成するための大断面トンネル１を例示する。大断面トンネル１は、本線トンネル１１および分岐トンネル１２を内包可能な大断面覆工体１０により形成されている。
本実施形態の大断面覆工体１０は、円筒状に並設された複数本のトンネル２，３と、各トンネル２，３内に充填された中詰コンクリートの硬化体４と、複数本のトンネル２，３に跨って配筋された主筋５とを備えている。なお、複数本のトンネル２，３は、必ずしも円筒状に並設されている必要はなく、例えば、角筒状や楕円筒状に並設されていてもよい。すなわち、大断面覆工体１０の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば、矩形状や楕円形状等であってもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a large-
The large
大断面覆工体１０は、複数本のトンネル２，３として、間隔をあけて形成された複数本の先行トンネル２，２，…と、隣り合う先行トンネル２，２同士の間に形成された後行トンネル３，３，…とを備えている。
本実施形態の先行トンネル２および後行トンネル３は、同じ外径の円筒状の覆工により形成されている。なお、先行トンネル２および後行トンネル３の断面形状は限定されるものではない。例えば、先行トンネル２と後行トンネル３とが、異なる外径を有していてもよい。
The large cross-section
The preceding
隣り合う先行トンネル２と後行トンネル３は、図２に示すように、一部を重ねた状態（ラップさせた状態）で並設されている。
大断面覆工体１０は、先行トンネル２と後行トンネル３との重ね合わせ厚さ（トンネルの覆工同士の地山側交点から内空側交点までの間隔）により構造上必要な覆工厚さを確保している。また、大断面覆工体１０の内径は、先行トンネル２と後行トンネル３との重ね合わせ幅（一方のトンネルが他方のトンネルに入り込んでいる長さ）の大きさを変えることで変化させることができる。
As shown in FIG. 2, the adjacent preceding
The large
先行トンネル２の覆工２０は、無筋コンクリート製のセグメントを組み合わせることにより形成されている。
本実施形態の先行トンネル２の覆工２０を構成するセグメントは鋼繊維補強コンクリートにより形成されているが、先行トンネル２の形成に必要な強度を有し、かつ、シールド掘削機により切削が可能であれば、セグメントを構成する材料は限定されない。例えば、切削可能な補強材（例えば、炭素繊維等）が埋め込まれたコンクリート製セグメントを使用してもよい。
本実施形態では、シールド掘削機により切削が可能な樹脂製ボルトを介してセグメント同士およびセグメントリング同士を接合する。なお、セグメント同士の接合構造およびセグメントリング同士の接合構造は、シールド掘削機により切削が可能であれば限定されない。
The
The segment constituting the
In the present embodiment, the segments and the segment rings are joined via a resin bolt that can be cut by a shield excavator. In addition, the joining structure between segments and the joining structure between segment rings will not be limited if cutting with a shield excavator is possible.
後行トンネル３の覆工３０は、大断面覆工体１０の外周側の地山に面するコンクリート中詰鋼製セグメント３１と、その他の部分に配設された鋼製セグメント３２とを組み合わせることにより形成されている。
コンクリート中詰鋼製セグメント３１は、トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、トンネル周方向の両端に設けられた一対の端板と、主桁および端板の外面を覆うスキンプレートとからなる鋼製セグメントにコンクリートが打設されることにより構成されている。コンクリート中詰鋼製セグメント３１は、両隣りの先行トンネル２，２により挟まれた範囲に配設されている。
鋼製セグメント３２は、トンネル軸方向の両端に設けられた一対の主桁と、トンネル周方向の両端に設けられた一対の端板と、外面を覆うスキンプレートとを備えて構成されている。鋼製セグメント３２のうちの両隣りの先行トンネル２，２の内部に配設された部分では、スキンプレートが撤去されて、主桁および端板が残置されている。
The
The concrete-filled steel segment 31 includes a pair of main girders provided at both ends in the tunnel axial direction, a pair of end plates provided at both ends in the circumferential direction of the tunnel, and a skin plate that covers the outer surfaces of the main girders and the end plates Concrete is cast in a steel segment consisting of The concrete-filled steel segment 31 is disposed in a range sandwiched between the adjacent preceding
The steel segment 32 includes a pair of main girders provided at both ends in the tunnel axial direction, a pair of end plates provided at both ends in the tunnel circumferential direction, and a skin plate that covers the outer surface. In the portion of the steel segment 32 disposed inside the adjacent
先行トンネル２の内部の中詰コンクリートの硬化体４（先行中詰コンクリート４１）には、凹部（箱抜き）６が形成されている。凹部６は、後行トンネル３に面する位置で、かつ、主筋５の通る位置（大断面覆工体１０の外周側と内周側）に形成されている。後行トンネル３の中詰コンクリートの硬化体４（後行中詰コンクリート４２）には、凹部６に係合された凸部７が形成されている。なお、本実施形態では、先行トンネル２の内部に充填する先行中詰コンクリート４１と後行トンネル３の内部に充填する後行中詰コンクリート４２として同じ配合のコンクリートを採用するが、先行中詰コンクリート４１と後行中詰コンクリート４２には、それぞれ異なる配合のコンクリートを充填してもよい。また、少なくとも先行中詰コンクリート４１は、大断面覆工体１０に作用する外力に対して十分な耐力を発現するとともに、シールド掘削機による切削が可能な材料であれば限定されるものではない。一方、後行中詰コンクリート４２は、大断面覆工体１０に作用する外力に対して十分な耐力を発現するものであればよい。
A recessed portion (box removal) 6 is formed in the hardened concrete 4 (previous filling concrete 41) inside the preceding
主筋５は、大断面覆工体１０の周方向に連続するように、内空側と地山側にそれぞれ配筋されている。主筋５は、並設されたトンネル２，３を周方向に貫通している。本実施形態では、主筋５と交差するようにせん断補強筋５０が配筋されている。なお、せん断補強筋５０は必要に応じて配筋すればよく、例えば、中詰コンクリートとして繊維補強コンクリートを採用した場合には省略してもよい。
The main reinforcing
次に、本実施形態の大断面トンネル１の構築方法について説明する。
大断面トンネル１の構築方法は、先行トンネル施工工程、先行トンネル配筋工程、先行トンネル充填工程、後行トンネル施工工程、止水工程、接続準備工程と、後行トンネル配筋工程、後行トンネル充填工程および掘削工程を備えている。
Next, a method for constructing the large-
The construction method of the
先行トンネル施工工程は、図３（ａ）に示すように、複数本の先行トンネル２，２を、間隔をあけて並設する工程である。
先行トンネル２の施工は、図示しないシールド掘削機により地山を切削するとともに、シールド掘削機の後部においてセグメントリング（覆工２０）を形成し、このセグメントリングをシールド掘削機の後方に連設することにより行う。先行トンネル２同士の間隔は、トンネル２，３の断面形状、先行トンネル２と後行トンネル３とのラップ長（重ね合わせ幅）および大断面覆工体１０の断面形状等に応じて適宜設定する。
本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、覆工２０の内面に、トンネル軸方向に沿って、凍結管８１を配管する。凍結管８１は、大断面覆工体１０の外周側と内周側にそれぞれ３本ずつ配管する。なお、凍結管８１の本数および間隔は、先行トンネル２の断面形状や地山状況等に応じて適宜決定すればよい。凍結管８１を配管したら、外周側の凍結管８１の内空側に断熱材８２を設置するとともに、防水材８３を吹き付ける（図５参照）。なお、断熱材８２および防水材８３は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。また、断熱材８２および防水材８３は、内周側の凍結管８に対しても設置してもよい。
As shown in FIG. 3A, the preceding tunnel construction process is a process in which a plurality of preceding
The construction of the preceding
In the present embodiment, as shown in FIG. 3B, a freezing
先行トンネル配筋工程は、図３（ｃ）に示すように、先行トンネル２内に先行鉄筋５１（主筋５）およびせん断補強筋５０を配筋する工程である。
先行鉄筋５１は、大断面覆工体１０の外周側と内空側に、覆工２０から所定の間隔を空けて配筋する。本実施形態では、先行鉄筋５１の両端に予め機械式継手５３を設置しておくとともに、機械式継手５３の端部を覆う間詰材４３を配置しておく。なお、間詰材４３を構成する材料はこれに限定されるものではないが、例えば、先行中詰コンクリート４１よりも低強度な材料からなる密実部材（例えば、硬質ウレタンフォーム材等）を使用すればよい。
The preceding tunnel reinforcement step is a step of arranging a preceding reinforcing bar 51 (main reinforcing bar 5) and a
The preceding reinforcing
先行トンネル充填工程は、図３（ｄ）に示すように、先行トンネル２内に先行中詰コンクリート４１を充填する工程である。
先行トンネル２内への先行中詰コンクリート４１の打設は、コンクリートポンプで圧送することにより、先行トンネル２の先端側から行う。先行中詰コンクリート４１の打設は、先行鉄筋５１およびせん断補強筋５０の配筋が完了した先行トンネル２から順に実施する。なお、先行中詰コンクリート４１の打設のタイミングは限定されるものではなく、例えば、全ての先行トンネル２，２，…の配筋作業が完了してから実施してもよい。また、先行中詰コンクリート４１の打設方法も限定されるものではなく、例えば、先行トンネル２の中間部から打設してもよい。
The preceding tunnel filling step is a step of filling the preceding filling
The placement of the preceding filled concrete 41 into the preceding
後行トンネル施工工程は、図４（ａ）に示すように、隣り合う先行トンネル２，２同士の間に後行トンネル３を構築する工程である。
後行トンネル３の施工は、まず、シールド掘削機（図示せず）を利用して、隣接する先行トンネル２，２の断面の一部および先行トンネル２内に充填された先行中詰コンクリート４１の硬化体４の一部を切削しながら掘削孔を形成する。後行トンネル３は、その周囲に充填された裏込め材を介して先行中詰コンクリート４１の硬化体４に当接する。
シールド掘削機により所定延長掘進したら、シールド掘削機の後方でセグメントを組み立てて、覆工３０を形成する。
The subsequent tunnel construction process is a process of constructing the
The construction of the trailing
After a predetermined extended excavation by the shield excavator, the segments are assembled behind the shield excavator to form the
後行トンネル３を施工するタイミングは、隣り合う２本の先行トンネル２，２が形成され、かつ、両先行トンネル２，２内の先行中詰コンクリートが充填された後であれば限定されるものではない。すなわち、後行トンネル３は、少なくとも２本の先行トンネル２，２が施工された後であれば、施工を開始してもよく、また、全ての先行トンネル２，２，…が完成した後から施工を開始してもよい。
次に、後行トンネル３の覆工３０の内面に沿って、凍結管８１を配管する。凍結管８１は、大断面覆工体１０の外周側と内周側にそれぞれ３本ずつ配管する。なお、凍結管８１の本数および間隔は、先行トンネル２の断面形状や地山状況等に応じて適宜決定すればよい。凍結管８１を配管したら、凍結管８１の内空側に、断熱材８２を設置するとともに、連続する防水材８３を吹き付ける（図５参照）。なお、断熱材８２および防水材８３は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
The timing for constructing the succeeding
Next, a freezing
止水工程は、図４（ｂ）に示すように、先行トンネル２，２および後行トンネル３の集合体の外周側地山および内周側地山に対して止水対策工を施す工程である。本実施形態では、地山を凍結することで、止水層（凍土）８を形成する凍結工法を採用する。地山の凍結作業は、凍結管８１内に冷媒を通流させることにより、トンネル２，３の外側の地山を冷却することにより行う。
止水工程の実施は、少なくとも２本の先行トンネル２，２と、これらの先行トンネル２，２の間の後行トンネル３とが形成された後であれば限定されるものではない。すなわち、止水層８の施工は、全ての先行トンネル２，２，…および後行トンネル３，３，…が形成された後に実施してもよいし、先行トンネル２，２および後行トンネル３が部分的に形成された後に実施してもよい。これにより、全ての先行トンネル２、後行トンネル３の構築を待たなくても部分的に止水工程〜充填工程を実施できるため、工期短縮を図ることができる。また、長期間にわたって大きな範囲を止水する必要がないため、安全性も向上する。
As shown in FIG. 4 (b), the water stop process is a process in which water stop measures are applied to the outer and inner peripheral grounds of the assembly of the preceding
The implementation of the water stop process is not limited as long as at least two preceding
接続準備工程は、図４（ｃ）に示すように、後行トンネル３の覆工３０のうち、先行中詰コンクリート４１との当接部分に対応する鋼製セグメントのスキンプレートを撤去する工程である。本実施形態では、まず、先行トンネル２と後行トンネル３との接合部において、スキンプレート３３の一部を撤去するとともに必要最小限の裏込め材を撤去し、さらに、図６（ａ）に示すように、鋼製セグメント３２の主桁と先行中詰コンクリート４１との間にくさび状のスペーサー９を介設する。この作業を繰り返すことにより必要な数のスペーサー９を介設したら、先行トンネル２と後行トンネル３との接合部に対応するスキンプレート３３の残り部分と当該スキンプレート３３の背面に充填された裏込め材３４も撤去して、先行中詰コンクリート４１の表面を露出させる（図２および図６（ａ）参照）。この結果、後行トンネル３は、スペーサー９を介して先行トンネル２の硬化体４に当接する。このように、本実施形態では、スペーサー９を介設する際に、スキンプレート３３と裏込め材の撤去範囲を最小限に抑えることで、後行トンネル３の変形を最小限に抑える。本実施形態のスペーサー９は、金属製の部材により構成されている。なお、スペーサー９の形状および材質は限定されるものではない。
接続準備工程では、スキンプレート３３と裏込め材３４の撤去により露出した先行中詰コンクリート４１の表面に対してチッピングを行い、当該表面に凹凸を形成する。また、凹部６内に入り込んだ裏込め材３４も除去する。なお、チッピングは必要に応じて行えばよい。
As shown in FIG. 4C, the connection preparation step is a step of removing the skin plate of the steel segment corresponding to the contact portion with the preceding filling
In the connection preparation process, chipping is performed on the surface of the preceding middle-filled
スキンプレート３３を撤去したら、間詰材４３を撤去する。間詰材４３を撤去すると、先行トンネル２の硬化体４（先行中詰コンクリート４１）に、後行トンネル３側に開口する箱抜き（凹部６）が形成される。凹部６内では、先行鉄筋５１（機械式継手５３）の端部が露出している。
凹部６（箱抜き）が露出したら、図５に示すように、先行トンネル２と後行トンネル３との接合部において、先行トンネル２の端部（後行トンネル３に隣接する部分）に後行トンネル３側に突出する鋼板２１を固定する。鋼板２１は、後行トンネル３の裏込め材３４の端面を覆うように配置し、コンクリートアンカー２２を介して先行トンネル２の覆工２０に固定する。すなわち、鋼板２１は、先行トンネル２の覆工２０と後行トンネル３の覆工３０との間に横架されている。
また、先行トンネル２と後行トンネル３との接合部（後行トンネル３のコンクリート中詰鋼製セグメント３１の端面）に対し、断熱材８２および防水材８３を設置する。
さらに、鋼製セグメント３２の端部において、鋼製セグメント３２の側面に防水材８３を吹き付ける。なお、符号３５は水膨張シール、符号３６は後行トンネル３のセグメントリング間用シール、符号３７はコーキング材である。
When the
When the recess 6 (box removal) is exposed, as shown in FIG. 5, at the junction between the preceding
Further, a
Further, a
ここで、先行トンネル２と後行トンネル３との接合部の周辺では、後行トンネル３の裏込め材３４として、高強度裏込め材を充填しておくことで、スキンプレート３３とその背面の裏込め材３４とを撤去した際に、後行トンネル３が変形することを防止する。すなわち、後行トンネル３の変形を抑制するためのスペーサー９を介設する際に、先行して最小限のスキンプレート３３と裏込め材３４を撤去するが、接合部周辺の高強度裏込め材によって、その時点での後行トンネル３の変形を抑制する。また、スキンプレート３３および裏込め材３４を撤去することによって後行トンネル３が変形しようとすると、支点となる先行トンネル２のセグメント（覆工３０）に挟まれた裏込め材３４が圧縮されて後行トンネル３の変形が促進されるが、この支点の周囲の裏込め材３４を高強度裏込め材とすることで、裏込め材の変形を抑制し、ひいては、後行トンネル３の変位量を最小限に抑える。ここで、高強度裏込め材とは、通常の裏込め材３４と同様に充填初期の可塑性を有し、かつ、硬化後に中詰コンクリート４と同様の強度を発現するものとする。なお、高強度裏込め材の強度は必要に応じて変更させればよい。また、高強度裏込め材は必要に応じて使用する。
Here, in the vicinity of the junction between the preceding
後行トンネル配筋工程は、図６（ａ）に示すように、各後行トンネル３内に後行鉄筋５２（主筋５）およびせん断補強筋５０を配筋する工程である。
後行鉄筋５２は、箱抜き（凹部６）内において、先行鉄筋５１（機械式継手５３）に接続する。
As shown in FIG. 6A, the succeeding tunnel reinforcing step is a step of arranging the succeeding reinforcing bar 52 (main reinforcing bar 5) and the
The trailing reinforcing
後行トンネル充填工程は、図６（ｂ）に示すように、後行トンネル３内に後行中詰コンクリート４２を充填する工程である。
後行トンネル３内への後行中詰コンクリート４２の打設は、コンクリートポンプで圧送することにより、先行トンネル２の先端側から行う。後行中詰コンクリート４２を打設すると、後行中詰コンクリート４２の一部が凹部６に入り込むことで、凸部７が形成される。なお、後行トンネル３内への中詰コンクリート４２の打設のタイミングは限定されるものではなく、例えば、全ての後行トンネル３の施工が完了してから実施してもよいし、施工が完了した後行トンネル３から順に実施してもよい。また、後行中詰コンクリート４２の打設方法も限定されるものではない。中詰コンクリート４に所定の強度が発現したら、大断面覆工体１０が完成する。
As shown in FIG. 6B, the subsequent tunnel filling step is a step of filling the subsequent intermediate filling
The placement of the subsequent filling
掘削工程は、大断面覆工体１０（先行トンネル２および後行トンネル３）により囲まれた領域を掘削して大断面トンネル１を形成する工程である（図１参照）。
本実施形態では、大断面覆工体１０の頂部から掘削を行う。なお、大断面覆工体１０の内部の掘削方法は限定されるものではなく、例えば、下部（路盤）から掘削してもよい。
The excavation process is a process of excavating a region surrounded by the large cross-section lining body 10 (the preceding
In the present embodiment, excavation is performed from the top of the large
本実施形態の大断面覆工体１０および大断面トンネルの施工方法によれば、後行トンネル施工工程においては後行トンネル３の外面が裏込め材を介して先行中詰コンクリート４１に当接し、接続準備工程の後はスペーサー９を介して後行トンネル３の外面がスペーサー９を介して先行中詰コンクリート４１に当接しているため、後行トンネル３に変形が生じることを防止あるいは最小限に抑えることができる。後行トンネル３の変位を抑制することで、止水層８に亀裂が生じることを防止し、かつ、後行トンネル３と止水層８とが剥離することを防止できるので、地下水の出水や土砂の流入を防止し、ひいては、安全性が向上し、かつ、周辺環境への影響を最小限に抑えることができ、なおかつ、高品質な覆工体を構築することができる。
なお、後行トンネル３の変位を抑制することを目的として後行トンネル３のセグメントの仕様を大きくすると、不経済であるとともに、セグメントの運搬および組立に手間がかかる。また同様に後行トンネル３に別途支保構造を構築すると、その作業自体に手間がかかるだけでなく、大断面覆工体１０の施工時（後行鉄筋５２の配筋および後行中詰コンクリート４２の打設）においてそれらが作業の支障になり、かつそれらは残置され大断面覆工体１０を貫通することになるため、大断面覆工体１０の止水性が低下するとともに、費用が増大する。一方、本実施形態では、スペーサー９を利用して後行トンネル３の変位を抑制するため、セグメントの仕様を最小限に抑えることが可能となり、経済的であるとともに施工性および止水性に優れている。
According to the construction method of the large
In addition, if the specification of the segment of the trailing
また、先行中詰コンクリート４１が充填された先行トンネル２を切削するため、先行トンネル２の覆工２０を切削した際に先行トンネル２に破損が生じることが防止されており、安全な施工を可能としている。そのため、後行トンネル３を施工する際に、先行トンネル２内に支保構造を構築する必要がない。
また、先行中詰コンクリート４１に形成した箱抜き（凹部６）を利用して先行鉄筋５１と後行鉄筋５２とを接合するため、一体性に優れた大断面覆工体１０を簡易に構築することができる。
In addition, since the preceding
In addition, since the preceding reinforcing
また、スキンプレートの撤去により露出した先行中詰コンクリート４１の表面にチッピングを行っているため、先行中詰コンクリート４１と後行中詰コンクリート４２との一体性が向上する。
Further, since chipping is performed on the surface of the preceding filling
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では大断面トンネルを構築する場合について説明したが、大断面地下構造物はトンネルに限定されるものではない。
前記実施形態では、道路トンネルを構築する場合について説明したが、大断面トンネル１（大断面覆工体１０）の用途は道路に限定されるものではなく、例えば鉄道等、その他のあらゆる地下構造物に適用することができる。
前記実施形態では、大断面覆工体１０が、本線トンネル１１と分岐トンネル１２との２本のトンネルを巻き込む場合について説明したが、大断面覆工体１０は、必ずしも２本のトンネルを巻き込んでいる必要はない。
トンネル２，３の形状寸法や本数等は、大断面トンネル１の形状寸法に応じて適宜決定すればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described constituent elements can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
Although the case where the large-section tunnel is constructed has been described in the above embodiment, the large-section underground structure is not limited to the tunnel.
In the above embodiment, the case where a road tunnel is constructed has been described. However, the use of the large section tunnel 1 (large section lining body 10) is not limited to a road, and for example, any other underground structure such as a railway. Can be applied to.
In the above-described embodiment, the case where the large
The shape dimensions and number of the
前記実施形態では、先行中詰コンクリート４１を打設する前に、先行鉄筋５１の端部に間詰材４３を設置しておく場合について説明したが、箱抜き（凹部６）の形成方法は限定されない。例えば、先行鉄筋５１の端部周辺に先行中詰コンクリート４１よりも低強度なコンクリートを打設しておき、後行トンネル施工工程において低強度なコンクリートを撤去することにより凹部６を形成してもよいし、先行鉄筋５１の端部に箱抜き用の型枠を設置しておいてもよい。
止水層８の施工は必要に応じて行えばよい。例えば、湧水量の少ない地盤の場合には、止水工程は省略してもよい。また、前記実施形態では、止水層８を凍土により形成する場合について説明したが、止水層８の形成方法は限定されるものではなく、例えば、薬液注入により形成してもよい。また、止水層８は、地山状況に応じて凍結工法と薬液注入工法とを組み合わせてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the filling
The construction of the
１ 大断面トンネル（大断面地下構造物）
１０ 大断面覆工体
１１ 本線トンネル
１２ 分岐トンネル
２ 先行トンネル
２０ 覆工
３ 後行トンネル
３０ 覆工
３１ コンクリート中詰鋼製セグメント
３２ 鋼製セグメント
４ 硬化体
４１ 先行中詰コンクリート
４２ 後行中詰コンクリート
５ 主筋
５１ 先行鉄筋
５２ 後行鉄筋
６ 凹部
７ 凸部
８ 止水層
９ スペーサー
1 Large section tunnel (large section underground structure)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記各先行トンネル内に先行鉄筋を配筋する先行トンネル配筋工程と、
前記各先行トンネル内に先行中詰コンクリートを充填する先行トンネル充填工程と、
隣り合う前記先行トンネル同士の間に後行トンネルを構築する後行トンネル施工工程と、
前記後行トンネル内に後行鉄筋を配筋する後行トンネル配筋工程と、
前記後行トンネル内に後行中詰コンクリートを充填する後行トンネル充填工程と、
複数本の前記先行トンネルおよび複数本の前記後行トンネルにより囲まれた領域を掘削する掘削工程と、を備える大断面地中構造物の構築方法であって、
前記後行トンネル施工工程では、隣接する前記先行トンネルの断面の一部および前記先行中詰コンクリートの一部を切削するとともに前記先行中詰コンクリートに凹部を形成し、前記後行トンネルの外面が前記先行中詰コンクリートに当接するように当該後行トンネルを構築し、
前記後行トンネル配筋工程では、前記凹部に露出した前記先行鉄筋の端部に前記後行鉄筋を接続することで、前記複数本の先行トンネルおよび前記複数本の後行トンネルを貫通する主筋を配筋することを特徴とする、大断面地中構造物の構築方法。 A preceding tunnel construction process in which a plurality of preceding tunnels are arranged in parallel at intervals;
A preceding tunnel arrangement step of arranging a preceding reinforcing bar in each preceding tunnel;
A preceding tunnel filling step of filling the preceding filled concrete in each preceding tunnel;
A subsequent tunnel construction process for constructing a subsequent tunnel between the adjacent preceding tunnels;
A subsequent tunnel arrangement step of arranging a subsequent reinforcement in the subsequent tunnel;
A subsequent tunnel filling step of filling the subsequent tunnel with the filling intermediate concrete;
Excavation step of excavating a region surrounded by a plurality of preceding tunnels and a plurality of succeeding tunnels, and a construction method of a large cross-section underground structure comprising:
In the subsequent tunnel construction step, a part of a cross section of the adjacent preceding tunnel and a part of the preceding filling concrete are cut and a recess is formed in the preceding filling concrete, and an outer surface of the subsequent tunnel is the Construct the following tunnel so as to contact the preceding filling concrete,
In the succeeding tunnel reinforcement step, by connecting the succeeding reinforcing bar to an end portion of the preceding reinforcing bar exposed in the concave portion, main reinforcing bars penetrating the plurality of preceding tunnels and the plurality of succeeding tunnels are provided. A construction method of a large section underground structure characterized by arranging bars.
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