JP7107070B2 - How to construct a large-section tunnel - Google Patents

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Description

本発明は、トンネルの一部分に大断面トンネルを構築するための大断面トンネルの構築方法に関する。 The present invention relates to a large-section tunnel construction method for constructing a large-section tunnel in a portion of a tunnel.

従来より、大深度地下において本線トンネルの一部分に、本線トンネルと支線トンネルが接合する分岐合流部や本線トンネルの拡幅部をなす大断面トンネルを構築するための、様々な方法が検討されている。その方法の多くは、大断面トンネルの構築予定領域を複数の小断面シールドトンネルで囲繞した後、これら複数の小断面シールドトンネルを利用して筒状の外殻躯体を構築し、外殻躯体の内側を掘削して大断面トンネルを構築する方法である。 Conventionally, various methods have been studied for constructing large cross-section tunnels that form branching confluences where main line tunnels and branch line tunnels join and widening sections of main line tunnels in parts of main line tunnels in deep underground. In most of the methods, after surrounding the planned construction area of the large-section tunnel with multiple small-section shield tunnels, these multiple small-section shield tunnels are used to construct the cylindrical outer shell frame, and then the outer shell frame is constructed. This is a method of excavating the inside to construct a large-section tunnel.

そして、大断面トンネルの構築予定領域を小断面のシールドトンネルで囲繞するにあたっては、例えば、特許文献１では、小断面のルーフシールド機を本線シールドトンネルから直接発進させ、分岐合流部拡幅区画の輪郭に向けて急旋回させている。また、特許文献２では、小断面のシールド掘削機を、本線トンネルに設けた発進横坑から発進させ、大断面トンネル構築予定領域の輪郭に向けて急旋回させている。 In order to surround the construction planned area of the large cross-section tunnel with a small cross-section shield tunnel, for example, in Patent Document 1, a small cross-section roof shield machine is started directly from the main line shield tunnel, making a sharp turn toward Further, in Patent Document 2, a small-section shield excavator is started from a starting horizontal shaft provided in a main tunnel, and made to make a sharp turn toward the contour of a large-section tunnel construction planned area.

さらに、特許文献３では、支線トンネルを延長させ、その延長部分から本線トンネルを囲繞するリング状躯体を構築し、このリング状躯体を発進基地にして小径シールド掘削機を複数個所から発進させている。また、特許文献４では、本線トンネルの一部を円周シールド掘削機で拡幅して発進基地部を構築し、この発進基地部の複数個所から外殻シールド機を発進させている。 Furthermore, in Patent Document 3, a branch line tunnel is extended, a ring-shaped frame surrounding the main line tunnel is constructed from the extension, and a small-diameter shield excavator is started from a plurality of locations using this ring-shaped frame as a starting base. . Further, in Patent Document 4, a part of the main tunnel is widened by a circumferential shield excavator to construct a starting base, and outer shell shield machines are started from a plurality of locations in this starting base.

特許第４２２８３１１号公報Japanese Patent No. 4228311 特許第５６０５５２２号公報Japanese Patent No. 5605522 特開２０１８－２５００８号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-25008 特許第５９５８７５４号公報Japanese Patent No. 5958754

しかし、特許文献１及び２の方法では、シールド掘削機の発進位置から分岐合流部拡幅区画の輪郭もしくは大断面トンネル構築予定領域の輪郭に至る区間に、シールド掘削機を急旋回させるに十分な距離を確保する必要が生じる。このため、施工時に使用可能な敷地範囲が都市計画線等により制限されて上記の距離を確保できない現場では、これらの方法を採用することができない。 However, in the methods of Patent Documents 1 and 2, the distance from the start position of the shield excavator to the contour of the widening section of the branch junction or the contour of the large-section tunnel construction planned area is sufficient to make a sharp turn of the shield excavator. need to be secured. For this reason, these methods cannot be adopted at sites where the above distance cannot be secured because the site area that can be used during construction is limited by city planning lines or the like.

また、特許文献３の方法も、施工時に使用可能な敷地範囲が限定される場合や施工条件により支線トンネルを延長できない場合、この方法を採用することができない。 Also, the method of Patent Document 3 cannot be adopted when the site area that can be used during construction is limited or when the branch line tunnel cannot be extended due to construction conditions.

さらに、特許文献４の方法は、外殻シールド機の発進基地を施工する際、円周シールド掘削機の発進用立坑近傍に発進防護工として大規模な凍結工が必要となるが、施工時に使用可能な敷地範囲が限定される場合には、凍結工を実施するための必要範囲を確保できない場合が生じる。 Furthermore, the method of Patent Document 4 requires a large-scale freezing work as a starting protection work near the starting shaft of the circumferential shield excavator when constructing the starting base of the outer shell shield machine. If the available site range is limited, there may be cases where the necessary range for implementing freezing work cannot be secured.

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、施工時に使用可能な敷地範囲に影響を受けることなく、大断面トンネルを構築することの可能な、大断面トンネルの構築方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and its main purpose is to construct a large-section tunnel that can be constructed without being affected by the site area that can be used during construction. It is to provide a construction method.

かかる目的を達成するため本発明の大断面トンネルの構築方法は、トンネルを囲繞する複数の外殻シールドトンネルを構築し、該外殻シールドトンネルの内部空間を利用して前記トンネルを覆う筒状の外殻部躯体を構築した後、該外殻部躯体の内方を掘削して、前記トンネルの一部分に大断面トンネルを構築する大断面トンネルの構築方法であって、複数の前記外殻シールドトンネルの構築手順に、前記トンネルから分岐して該トンネルの軸線直交方向に延在する発進坑を、前記外殻部躯体の構築予定位置の外側に到達するまで構築する発進坑構築工程と、該発進坑から分岐して、前記トンネルの軸線直交方向と交差する方向に延在する外殻シールドトンネルを、前記外殻部躯体の構築予定位置に沿って構築する外殻トンネル構築工程と、を含み、前記発進坑構築工程を繰り返し、前記トンネルから分岐する前記発進坑を放射状に複数構築するとともに、該発進坑各々において前記外殻トンネル構築工程を実施し、前記外殻部躯体の構築予定位置に複数の前記外殻シールドトンネルを構築し、前記外殻トンネル構築工程は、前記発進坑から分岐して、対向する２方向に前記外殻シールドトンネルを構築する工程を含むことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the construction method of the large-section tunnel of the present invention constructs a plurality of outer shell shield tunnels surrounding the tunnels, and utilizes the inner space of the outer shell shield tunnels to construct a cylindrical tunnel covering the tunnels. A large-section tunnel construction method for constructing a large-section tunnel in a part of the tunnel by excavating the inside of the outer shell section frame after constructing the outer shell section frame, wherein the plurality of the outer shell shield tunnels a starting pit construction step of constructing a starting pit branching from the tunnel and extending in a direction perpendicular to the axis of the tunnel until it reaches the outside of the planned construction position of the outer shell frame; an outer shell tunnel construction step of constructing an outer shell shield tunnel branching from the pit and extending in a direction perpendicular to the axis line of the tunnel along the planned construction position of the outer shell frame; The starting pit construction step is repeated to radially construct a plurality of the starting pits branching from the tunnel, the outer shell tunnel constructing step is performed in each of the starting pits, and a plurality of the outer shell tunnel construction steps are performed at the planned construction positions of the outer shell frame. and the step of constructing the outer shell tunnel includes the step of constructing the outer shield tunnels in two opposite directions branching from the launch pit .

上述する本発明の大断面トンネルの構築方法によれば、外殻部躯体構築位置の内側から外殻シールドトンネルの発進坑を構築し、この発進坑より外殻シールドトンネルを外殻部躯体構築位置に沿わせて構築することができる。これにより、外殻部躯体構築位置より外側の敷地範囲が狭隘で施工時の使用に制約が生じる場合であっても、効率よく外殻シールドトンネルを構築することが可能となる。 According to the construction method of the large-section tunnel of the present invention described above, the starting hole for the outer shell shield tunnel is constructed from the inside of the outer shell frame construction position, and the outer shell shield tunnel is constructed from this starting hole at the outer shell frame construction position. can be constructed along the lines of This makes it possible to efficiently construct an outer shell shield tunnel even if the site area outside the outer shell frame building position is narrow and the use during construction is restricted.

また、トンネルにおける発進坑の分岐位置をトンネルの軸線方向に分散して配置できることから、トンネル内で発進孔を構築するための作業エリアもトンネルの軸線方向に分散できる。したがって、トンネルを構築するための作業エリアと発進坑を構築するための作業エリアの錯綜が最小限に抑えられるため、両者の構築作業を円滑に並行して実施することが可能となる。 In addition, since the branching positions of the starting holes in the tunnel can be distributed in the axial direction of the tunnel, the work areas for constructing the starting holes in the tunnel can also be distributed in the axial direction of the tunnel. Therefore, the complexity of the work area for constructing the tunnel and the work area for constructing the starting shaft can be minimized, so that both construction operations can be carried out smoothly in parallel.

また、本発明の大断面トンネルの構築方法は、放射状に構築される複数の前記発進坑が、前記トンネルの周方向及び軸線方向に位置をずらして隣り合うよう構築されることを特徴とする。 Further, the method for constructing a large-section tunnel of the present invention is characterized in that the plurality of radially constructed starting holes are constructed so as to be adjacent to each other while being shifted in the circumferential and axial directions of the tunnel.

本発明の大断面トンネルの構築方法によれば、トンネルの剛性を確保しつつ発進坑を安全に構築することが可能となる。 According to the construction method of the large-section tunnel of the present invention, it is possible to safely construct the starting shaft while ensuring the rigidity of the tunnel.

さらに、本発明の大断面トンネルの構築方法は、前記発進坑構築工程と、該発進坑構築工程で構築した発進坑にて実施する前記外殻トンネル構築工程とを、シールド工法により連続して実施する工程を繰り返すことを特徴とする。 Further, in the method for constructing a large-section tunnel of the present invention, the starting pit constructing step and the outer shell tunnel constructing step, which is performed in the starting pit constructed in the starting pit constructing step, are continuously performed by a shield construction method. characterized by repeating the step of

本発明の大断面トンネルの構築方法によれば、発進坑の構築にシールド工法を採用することにより、トンネルにおける発進坑の分岐位置周辺の地盤に対して地盤改良工法や凍結工法等の発進防護工を簡略化できる。これにより、大断面トンネルの構築に係る全体の工期短縮を図ることができるとともに、工期短縮に伴う工費削減に寄与できる。 According to the large-section tunnel construction method of the present invention, by adopting the shield construction method for constructing the starting hole, starting protective work such as a ground improvement method or a freezing method is applied to the ground around the branch position of the starting hole in the tunnel. can be simplified. As a result, it is possible to shorten the overall construction period related to the construction of a large-section tunnel, and contribute to the reduction of construction costs associated with the shortened construction period.

また、シールド工法に球体シールド掘削機を採用すれば、発進坑の断面をコンパクトにできるだけでなく、発進坑構築工程と外殻トンネル構築工程とを連続して実施する際に、発進坑から分岐する外殻シールドトンネルの発進準備工を行うことなく構築することが可能となる。 In addition, if a spherical shield excavator is adopted for the shield construction method, not only can the cross section of the starting hole be made compact, but the starting hole can be branched off when the starting hole construction process and the outer shell tunnel construction process are continuously carried out. It is possible to construct the outer shell shield tunnel without preparing for launch.

本発明の大断面トンネルの構築方法は、前記外殻部躯体を、前記トンネルにおける他のトンネルとの分岐合流部となる領域を覆うように構築することを特徴とする。 The method for constructing a large-section tunnel of the present invention is characterized in that the outer shell skeleton is constructed so as to cover a region of the tunnel that becomes a junction with another tunnel.

本発明の大断面トンネルの構築方法によれば、外殻部躯体構築位置より外側の敷地範囲が狭隘で施工時の使用に制約が生じる場合であっても、安全かつ施工性良く本線トンネルの一部分に分岐合流部をなす大断面トンネルを構築することが可能となる。 According to the large-section tunnel construction method of the present invention, even if the site area outside the outer shell frame construction position is narrow and there are restrictions on the use during construction, it is safe and easy to construct. It is possible to construct a large cross-section tunnel that forms a branching and merging part.

本発明によれば、大断面トンネルの外殻部躯体を、外殻部躯体構築位置の内側領域を利用して構築できるため、外殻部躯体構築位置より外側の敷地範囲が狭隘で施工時の使用に制約が生じる場合であっても、その影響を受けることなく大断面トンネルを構築することが可能となる。 According to the present invention, the outer shell frame of a large cross-section tunnel can be constructed using the inner region of the outer shell frame construction position, so the site area outside the outer shell frame construction position is narrow and during construction. Even if there are restrictions on use, it is possible to construct large-section tunnels without being affected by them.

本発明の実施の形態における大断面トンネルの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the large section tunnel in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における大断面トンネルの構築方法を示す図である。It is a figure which shows the construction method of the large section tunnel in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における外殻トンネルの構築手順を示す図である（その１）。It is a figure which shows the construction|assembly procedure of the outer shell tunnel in embodiment of this invention (part 1). 本発明の実施の形態における外殻トンネルの構築手順を示す図である（その２）。It is a figure which shows the construction|assembly procedure of the outer shell tunnel in embodiment of this invention (part 2). 本発明の実施の形態における本線トンネルを外殻トンネルで囲繞した状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which a main line tunnel is surrounded by an outer shell tunnel according to the embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態における本線トンネルから分岐する発進坑を示す図である。It is a figure which shows the starting pit which branches from the main line tunnel in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における球体シールド掘削機を用いて外殻トンネルを構築する方法を示す図である（その１）。It is a figure which shows the method of constructing a shell tunnel using the spherical shield excavator in embodiment of this invention (part 1). 本発明の実施の形態における球体シールド掘削機を用いて外殻トンネルを構築する方法を示す図である（その２）。It is a figure which shows the method of constructing a shell tunnel using the spherical shield excavator in embodiment of this invention (part 2).

本発明は、大深度地下においてトンネルの一部分に、拡幅部や他のトンネルとの分岐合流部をなす大断面トンネルを構築するための方法である。本実施の形態では、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルの２つのトンネルの分岐合流部となる領域に大断面トンネルを構築する場合を事例に挙げ、以下にその詳細を説明する。 The present invention is a method for constructing a large cross-section tunnel that forms a widened section or a junction with another tunnel in a part of the tunnel in deep underground. In this embodiment, a case where a large cross-section tunnel is constructed in an area where two tunnels, ie, a main line shield tunnel and a branch line shield tunnel are branched and joined, will be described in detail below.

大断面トンネル１００は、図１で示すように、本線トンネル１１と支線トンネル１２が接合し分岐合流部となる予定領域を覆うように設けられる外殻部躯体１０の内方に構築されるものである。 As shown in FIG. 1, the large cross-section tunnel 100 is constructed inside the outer shell part skeleton 10 provided so as to cover the planned area where the main line tunnel 11 and the branch line tunnel 12 join and become a branching and merging part. be.

その施工方法は、図２（ａ）で示すように、本線トンネル１１と支線トンネル１２の分岐合流部となる予定領域を覆うように外殻部躯体構築位置Ｃを設定し、図２（ｂ）で示すように、この外殻部躯体構築位置Ｃに沿って複数の外殻シールドトンネル１を構築する。 As shown in FIG. 2(a), the construction method is to set the outer shell frame construction position C so as to cover the planned area that will be the branching and merging part of the main tunnel 11 and the branch tunnel 12, and , a plurality of outer shell shield tunnels 1 are constructed along this outer shell portion building position C. As shown in FIG.

この後、図２（ｃ）で示すように、複数の外殻シールドトンネル１の内部を利用して外殻部躯体１０を構築した上で、図２（ｄ）で示すように、外殻部躯体１０の内方を掘削することにより、本線トンネル１１と支線トンネル１２との分岐合流部をなす大断面トンネル１００が構築される。 After that, as shown in FIG. 2(c), after constructing the outer shell part skeleton 10 using the insides of the plurality of outer shell shield tunnels 1, as shown in FIG. 2(d), the outer shell part By excavating the inside of the frame 10, a large cross-section tunnel 100 forming a branching and joining portion of the main line tunnel 11 and the branch line tunnel 12 is constructed.

次に、上述する大断面トンネルの構築方法における、外殻シールドトンネル１の構築方法について、図３～図６を参照しつつ詳細を説明する。 Next, a method for constructing the outer shell shield tunnel 1 in the method for constructing a large-section tunnel described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.

＜発進坑構築工程＞
まず、図３（ａ）で示すように、外殻部躯体構築位置Ｃの内側における本線トンネル１１の所定位置から分岐して本線トンネル１１の軸線直交方向に延在する発進坑２を、外殻部躯体構築位置Ｃの外側に到達するまで構築する。 <Starting pit construction process>
First, as shown in FIG. 3( a ), the starting hole 2 branching from a predetermined position of the main tunnel 11 inside the outer shell frame construction position C and extending in the direction perpendicular to the axis of the main tunnel 11 is Build until the outside of the building frame building position C is reached.

発進坑２は、図６（ａ）で示すように、本線トンネル１１の外殻部躯体構築位置Ｃの内側において、本線トンネル１１の軸線方向からみて放射状に複数構築される。本実施の形態では、本線トンネル１１の全長に対して螺旋配置としているが、必ずしもこれに限定されるものではない。 As shown in FIG. 6( a ), a plurality of starting pits 2 are constructed radially when viewed from the axial direction of the main tunnel 11 inside the outer shell skeleton construction position C of the main tunnel 11 . In the present embodiment, the spiral arrangement is used for the entire length of the main line tunnel 11, but it is not necessarily limited to this.

本線トンネル１１の軸線方向からみて放射状で、かつ、本線トンネル１１の周方向及び軸線方向に位置をずらして隣り合うように構築されれば、その配置位置はいずれでもよい。こうすると、本線トンネル１１に対する大掛かりな補強を行うことなく、発進坑２を構築することが可能となる。 As long as they are radial when viewed from the axial direction of the main tunnel 11 and are constructed so as to be adjacent to each other while being shifted in the circumferential and axial directions of the main tunnel 11, they may be arranged in any position. In this way, the starting pit 2 can be constructed without large-scale reinforcement of the main tunnel 11 .

また、発進坑２の構築方法はいずれでもよいが、本実施の形態では、小径シールド掘削機によるシールド工法を採用している。このため、本線トンネル１１の外殻躯体を複数のセグメントを組立て構築する際、図６（ｂ）で示すように、発進坑２との分岐位置３のセグメントとして、小径シールド掘削機で直接切削可能な材料よりなる切削用セグメントを採用している。 Moreover, although any construction method may be used for the starting hole 2, in the present embodiment, a shield construction method using a small-diameter shield excavator is employed. Therefore, when assembling and constructing a plurality of segments for the outer shell frame of the main line tunnel 11, as shown in FIG. Uses a cutting segment made of a

こうすると、本線トンネル１１を発進基地として小径シールド掘削機を発進させることができる。また、小径シールド掘削機の発進位置の周囲にエントランスパッキン等の止水構造を設けることで、本線トンネル１１における発進坑２の分岐位置３周辺の地盤に対して施す地盤改良工法や凍結工法等の発進防護工を簡略化できる。これにより、発進坑構築工程の工期短縮を図ることができるとともに、工期短縮に伴う工費削減に寄与できる。 By doing so, the small-diameter shield excavator can be started using the main line tunnel 11 as a starting base. In addition, by providing a water stop structure such as an entrance packing around the starting position of the small-diameter shield excavator, it is possible to apply a ground improvement method or a freezing method to the ground around the branch position 3 of the starting hole 2 in the main tunnel 11. It is possible to simplify the starting protection work. As a result, it is possible to shorten the construction period of the starting pit construction process, and contribute to the reduction in construction costs associated with the shortened construction period.

＜外殻トンネル構築工程＞
上記の工程にて発進坑２を構築したのち、この発進坑２を利用して、図３（ｂ）で示すように、発進坑２から分岐して本線トンネル１１の軸線直交方向と交差する方向、つまり発進坑２の軸線と交差する方向に延在する外殻シールドトンネル１を、外殻部躯体構築位置Ｃに沿って構築する。 <Outer shell tunnel construction process>
After constructing the starting hole 2 in the above steps, the starting hole 2 is used to branch from the starting hole 2 and cross the direction perpendicular to the axis of the main tunnel 11, as shown in FIG. 3(b). That is, the outer shell shield tunnel 1 extending in the direction intersecting the axis of the starting pit 2 is constructed along the outer shell frame constructing position C.

外殻シールドトンネル１の全長は、少なくとも構築予定の外殻部躯体１０と同程度の長さを確保するよう構築される。また、外殻シールドトンネル１は、発進坑２を発進基地とし小径シールド掘削機を発進させることで構築されるから、発進坑２を構築する際、外殻シールドトンネル１の分岐位置には、本線トンネル１１における発進坑２との分岐位置と同様に、小径シールド掘削機で直接切削可能な材料よりなる切削用セグメントを採用する。 The overall length of the outer shell shield tunnel 1 is constructed so as to ensure at least the same length as the outer shell skeleton 10 to be constructed. In addition, since the outer shell shield tunnel 1 is constructed by starting a small-diameter shield excavator using the starting hole 2 as a starting base, when constructing the starting hole 2, the main line Similar to the branching position of the tunnel 11 with the starting hole 2, a cutting segment made of a material that can be directly cut by a small-diameter shield excavator is adopted.

＜発進坑構築工程と外殻トンネル構築工程の繰り返し＞
上記の発進坑構築工程にて発進坑２を構築する工程と、この発進坑２を利用して上記の外殻トンネル構築工程にて外殻シールドトンネル１を構築する工程とを、図４（ａ）及び（ｂ）で示すように、外殻部躯体構築位置Ｃの内側における先行して構築した発進坑２と異なる位置で再度実施し、外殻部躯体構築位置Ｃに沿って新たな外殻シールドトンネル１を構築する。 <Repetition of starting pit construction process and outer shell tunnel construction process>
The step of constructing the starting hole 2 in the starting hole constructing step and the step of constructing the outer shell shield tunnel 1 in the outer shell tunnel constructing step using the starting hole 2 are shown in FIG. ) and (b), it is carried out again at a position different from the previously constructed starting hole 2 inside the outer shell part skeleton construction position C, and a new outer shell along the outer shell part skeleton construction position C Construct Shield Tunnel 1.

ここで、発進坑２を図３（ａ）で示すように、外殻部躯体構築位置Ｃの端部に構築した場合、外殻シールドトンネル１は図３（ｂ）で示すように、発進坑２から１方向に分岐するのみである。しかし、発進坑２を図４（ａ）で示すように、外殻部躯体構築位置Ｃの長手方向中間位置に構築した場合には、図４（ｂ）で示すように、外殻シールドトンネル１を発進坑２から分岐して対向する２方向に構築する。 Here, as shown in FIG. 3A, when the starting hole 2 is constructed at the end of the outer shell frame building position C, the outer shell shield tunnel 1 is constructed as shown in FIG. It only branches from 2 in one direction. However, as shown in FIG. 4(a), when the starting pit 2 is constructed at the longitudinal middle position of the outer shell skeleton construction position C, as shown in FIG. 4(b), the outer shell shield tunnel 1 are branched from the starting hole 2 and constructed in two opposite directions.

そして、発進坑２を挟んだ両側に延在する外殻シールドトンネル１を足し合わせた全長で、少なくとも構築予定の外殻部躯体１０と同程度の長さを確保する。このように発進坑２は、外殻部躯体構築位置Ｃの内側において長手方向の何れの位置にも構築できる。 The total length of the outer shell shield tunnels 1 extending on both sides of the starting pit 2 is secured to be at least as long as the outer shell frame 10 to be constructed. In this manner, the starting hole 2 can be constructed at any position in the longitudinal direction inside the outer shell skeleton construction position C. As shown in FIG.

これにより、本線トンネル１１における発進坑２の分岐位置３を軸線方向に分散して配置できることから、本線トンネル１１内の発進坑２を構築するための作業エリアも本線トンネル１１の軸線方向にわたって分散できる。したがって、本線トンネル１１を構築するための作業エリアと発進坑２を構築するための作業エリアの錯綜が最小限に抑えられるため、両者の構築作業を円滑に並行して実施することが可能となる。 As a result, since the branch positions 3 of the starting hole 2 in the main tunnel 11 can be distributed in the axial direction, the work area for constructing the starting hole 2 in the main line tunnel 11 can also be distributed over the axial direction of the main line tunnel 11. . Therefore, the work area for constructing the main line tunnel 11 and the work area for constructing the starting pit 2 can be minimized, so that both construction work can be carried out smoothly in parallel. .

このような、発進坑構築工程と発進坑構築工程で構築した発進坑２にて実施する外殻トンネル構築工程を続けて実施し、発進坑２とこの発進坑２から分岐する外殻シールドトンネル１の組み合わせを構築する手順を、構築しようとする外殻シールドトンネル１の数量に到達するまで繰り返す。すると、図５で示すように、本線トンネル１１を囲繞するように、外殻部躯体構築位置Ｃ上に複数の外殻シールドトンネル１が配置される。 The outer shell tunnel constructing process performed in the starting pit construction process and the starting pit 2 constructed in the starting pit constructing process is continuously performed, and the starting pit 2 and the outer shell shield tunnel 1 branching from the starting pit 2 are performed. is repeated until the number of outer shell shield tunnels 1 to be constructed is reached. Then, as shown in FIG. 5 , a plurality of outer shell shield tunnels 1 are arranged on the outer shell frame construction position C so as to surround the main line tunnel 11 .

＜球体シールド掘削機による構築方法＞
ところで、発進坑構築工程及び外殻トンネル構築工程をシールド工法により実施するにあたり、シールド掘削機の中でも球体シールド掘削機２００を採用すると、発進坑２の断面をコンパクトにできるだけでなく、発進坑構築工程と外殻トンネル構築工程とを連続して行う際に、発進準備工を行うことなく発進坑２から分岐する外殻シールドトンネル１を構築することが可能となる。 <Construction method using a spherical shield excavator>
By the way, in carrying out the starting hole construction process and the outer shell tunnel building process by the shield construction method, if the spherical shield excavator 200 is adopted among the shield excavators, not only can the cross section of the starting hole 2 be made compact, but also the starting hole construction process can be performed. , and the outer shell tunnel building step, it is possible to construct the outer shell shield tunnel 1 branching from the starting pit 2 without performing start preparation work.

以下に、球体シールド掘削機２００を用いて、発進坑構築工程と外殻トンネル構築工程とを連続して行う方法を、図７～８を参照しつつ詳細を説明する。 A method of continuously performing the starting hole construction process and the outer shell tunnel construction process using the spherical shield excavator 200 will be described in detail below with reference to FIGS.

まず、発進坑構築工程として、図７（ａ）で示すように、本線トンネル１１の発進坑２との分岐位置３に、エントランスパッキン等の止水構造を備えた支持架台４を設置するとともに、支持架台４上に吊り装置５を備えた反力架台６を設置し、また、球体シールド掘削機２００を組み立てる。 First, as a step of constructing a starting hole, as shown in FIG. 7(a), a support frame 4 having a waterproof structure such as an entrance packing is installed at a branching position 3 of the main tunnel 11 from the starting hole 2. A reaction stand 6 having a suspension device 5 is installed on the support stand 4, and a spherical shield excavator 200 is assembled.

この後、図７（ｂ）で示すように、球体シールド掘削機２００の自重を吊り装置５で支持しながら、発進坑２との分岐位置３における切削用セグメントを球体シールド掘削機２００を前進させて切削するとともに、地盤中を掘進する。所定深さまで掘進したところで、図７（ｃ）で示すように、吊り装置５から球体シールド掘削機２００を取り外すとともに支持架台４に反力受け部材７を設け、この反力受け部材７を利用して掘進を再開する。こうして、球体シールド掘削機２００を、外殻部躯体構築位置Ｃの外側に到達するまで掘進させ、発進坑２を構築する。 After that, as shown in FIG. 7(b), the spherical shield excavator 200 is moved forward along the cutting segment at the branch position 3 with the starting hole 2 while supporting the weight of the spherical shield excavator 200 with the lifting device 5. It cuts the material by cutting it with the help of the ground and excavates the ground. After excavating to a predetermined depth, as shown in FIG. 7(c), the spherical shield excavator 200 is removed from the suspension device 5, and the reaction force receiving member 7 is provided on the support base 4, and this reaction force receiving member 7 is used. to resume excavation. In this way, the spherical shield excavator 200 is excavated until it reaches the outside of the outer shell frame construction position C, and the starting hole 2 is constructed.

これにより、反力架台６を撤去すれば、本線トンネル１１の構築作業を阻害することなく、発進坑２の掘進作業を並行して進めることが可能となる。なお、本実施の形態では、鉛直下方向に向けて発進坑２を構築する場合を事例に挙げたが、鉛直上方向に構築する場合は吊り装置５を撤去し、鉛直上向きに掘進する球体シールド掘削機２００を支持可能な位置に支持架台４及び反力架台６を配置すればよい。また、鉛直軸に対して斜め方向に発進坑２を構築する場合には、球体シールド掘削機２００の掘進方向を保持可能な装置を別途設けるとよい。 As a result, if the reaction mount 6 is removed, the excavation work of the starting pit 2 can proceed in parallel without interfering with the construction work of the main tunnel 11 . In the present embodiment, the case of constructing the starting hole 2 in the vertically downward direction was taken as an example. The support pedestal 4 and the reaction force pedestal 6 may be arranged at a position where the excavator 200 can be supported. Further, when constructing the starting hole 2 in a direction oblique to the vertical axis, it is preferable to separately provide a device capable of holding the excavating direction of the spherical shield excavator 200 .

次に、外殻トンネル構築工程として、図８（ａ）で示すように、発進坑構築工程で使用した球体シールド掘削機２００のカッタ２０１を外殻シールドトンネル１を発進させるための発進孔８と対向するように回転させた後、外殻部躯体構築位置Ｃに沿って掘進を開始し、外殻シールドトンネル１を構築する。 Next, as the outer shell tunnel construction process, as shown in FIG. 8A, the cutter 201 of the spherical shield excavator 200 used in the starting hole construction process is placed in the starting hole 8 for starting the outer shell shield tunnel 1. After being rotated so as to face each other, excavation is started along the outer shell section building position C to construct the outer shell shield tunnel 1 .

上述する大断面トンネルの構築方法によれば、外殻部躯体構築位置Ｃの内側から外殻シールドトンネル１の発進坑２を構築し、この発進坑２より外殻シールドトンネル１を外殻部躯体構築位置Ｃに沿わせて構築することができる。これにより、外殻部躯体構築位置Ｃより外側の敷地範囲が狭隘で施工時に使用に制約が生じる場合であっても、その影響を受けることなく、効率よく外殻シールドトンネル１を構築することが可能となる。 According to the construction method of the large-section tunnel described above, the starting hole 2 of the outer shell shield tunnel 1 is constructed from the inside of the outer shell frame construction position C, and the outer shell shield tunnel 1 is connected to the outer shell frame from this starting hole 2. It can be constructed along the construction position C. As a result, even if the site area outside the outer shell frame building position C is narrow and the use is restricted during construction, the outer shell shield tunnel 1 can be efficiently constructed without being affected by it. It becomes possible.

また、複数の外殻シールドトンネル１は、各々に発進坑２が設けられるため、外殻シールドトンネル１ごとに本線トンネル１１に至る動線を確保することができる。これにより、機材や資材等の搬出入計画を簡略化でき、作業効率を大幅に向上させることが可能となる。 In addition, since each of the plurality of outer shell shield tunnels 1 is provided with a starting hole 2, a flow line leading to the main line tunnel 11 can be secured for each outer shell shield tunnel 1. As a result, it is possible to simplify the plan for carrying in and out of equipment and materials, and to greatly improve work efficiency.

さらに、発進坑２とこの発進坑２から分岐する外殻シールドトンネル１の組み合わせを構築する手順を、本線トンネル１１における異なる位置で複数同時に実施することもできるため、工期短縮に寄与することが可能となる。 Furthermore, the procedure for constructing a combination of the starting hole 2 and the shell shield tunnel 1 branching from the starting hole 2 can be carried out simultaneously at different positions in the main line tunnel 11, which can contribute to shortening the construction period. becomes.

なお、本実施の形態では、図３（ａ）および図４（ａ）で示すように、発進坑２とこの発進坑２から分岐する外殻シールドトンネル１の組み合わせを２箇所で同時に実施する工程を繰り返したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、１箇所づつ構築してもよいし、３か所以上同時に実施してもよい。 In this embodiment, as shown in FIGS. 3(a) and 4(a), the step of combining the starting hole 2 and the shell shield tunnel 1 branching from the starting hole 2 at two locations simultaneously. is repeated, but it is not necessarily limited to this, and may be constructed one by one, or may be constructed at three or more locations simultaneously.

本発明の大断面トンネルの構築方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The method for constructing a large-section tunnel of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.

例えば、本実施の形態では、外殻シールドトンネル１を複数構築するにあたって、発進坑構築工程に続けて外殻トンネル構築工程を実施し、発進坑２とこの発進坑２から分岐する外殻シールドトンネル１の組み合わせを構築する手順を繰り返した。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、図６（ａ）で示すように、発進坑構築工程のみを繰り返して発進坑２を必要な数量だけ構築したのちに外殻トンネル構築工程を繰り返し、複数の発進坑２各々に外殻シールドトンネル１を構築してもよい。 For example, in the present embodiment, when constructing a plurality of outer shell shield tunnels 1, the outer shell tunnel constructing step is performed following the starting pit constructing step, and the starting pit 2 and the outer shell shield tunnel branching from the starting pit 2 are carried out. The procedure for building combinations of 1 was repeated. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6A, only the starting pit construction process is repeated to build the required number of starting pits 2, and then the outer shell tunnel construction process is repeated. , the outer shell shield tunnel 1 may be constructed in each of the plurality of launch holes 2 .

１ 外殻シールドトンネル
２ 発進坑
３ 分岐位置
４ 支持架台
５ 吊り装置
６ 反力架台
７ 反力受け部材
１０ 外殻部躯体
１１ 本線トンネル
１２ 支線トンネル
１００ 大断面トンネル
２００ 球体シールド掘削機
２０１ カッタ
Ｃ 外殻部躯体構築位置（外殻部躯体の構築予定位置） 1 Outer shell shield tunnel 2 Starting hole 3 Branch position 4 Support stand 5 Suspension device 6 Reaction stand 7 Reaction force receiving member 10 Outer shell skeleton 11 Main line tunnel 12 Branch line tunnel 100 Large section tunnel 200 Spherical shield excavator 201 Cutter C Outside Construction position of the shell (planned construction position of the outer shell)

Claims (4)

トンネルを囲繞する複数の外殻シールドトンネルを構築し、該外殻シールドトンネルの内部空間を利用して前記トンネルを覆う筒状の外殻部躯体を構築した後、該外殻部躯体の内方を掘削して、前記トンネルの一部分に大断面トンネルを構築する大断面トンネルの構築方法であって、
複数の前記外殻シールドトンネルの構築手順に、
前記トンネルから分岐して該トンネルの軸線直交方向に延在する発進坑を、前記外殻部躯体の構築予定位置の外側に到達するまで構築する発進坑構築工程と、
該発進坑から分岐して、前記トンネルの軸線直交方向と交差する方向に延在する外殻シールドトンネルを、前記外殻部躯体の構築予定位置に沿って構築する外殻トンネル構築工程と、を含み、
前記発進坑構築工程を繰り返し、前記トンネルから分岐する前記発進坑を放射状に複数構築するとともに、該発進坑各々において前記外殻トンネル構築工程を実施し、前記外殻部躯体の構築予定位置に複数の前記外殻シールドトンネルを構築し、
前記外殻トンネル構築工程は、前記発進坑から分岐して、対向する２方向に前記外殻シールドトンネルを構築する工程を含むことを特徴とする大断面トンネルの構築方法。 After constructing a plurality of outer shell shield tunnels surrounding the tunnel and constructing a cylindrical outer shell portion frame covering the tunnels using the inner space of the outer shell shield tunnel, the inside of the outer shell portion frame is excavated to construct a large-section tunnel in a part of the tunnel,
In the construction procedure of the plurality of outer shell shield tunnels,
a starting pit construction step of constructing a starting pit branching from the tunnel and extending in a direction perpendicular to the axis of the tunnel until it reaches the outside of the planned construction position of the outer shell frame;
an outer shell tunnel construction step of constructing an outer shell shield tunnel branching from the starting hole and extending in a direction perpendicular to the axis line of the tunnel along the planned construction position of the outer shell frame; including
The starting pit construction step is repeated to radially construct a plurality of the starting pits branching from the tunnel, the outer shell tunnel constructing step is performed in each of the starting pits, and a plurality of the outer shell tunnel construction steps are performed at the planned construction positions of the outer shell frame. building said outer shell shield tunnel of
The method for constructing a large-section tunnel , wherein the outer shell tunnel constructing step includes a step of constructing the outer shield tunnels in two opposite directions by branching from the starting hole . 請求項１に記載の大断面トンネルの構築方法において、
放射状に構築される複数の前記発進坑が、前記トンネルの周方向及び軸線方向に位置をずらして隣り合うよう構築されることを特徴とする大断面トンネルの構築方法。 In the method for constructing a large-section tunnel according to claim 1 ,
A method for constructing a large-section tunnel, wherein a plurality of the radially constructed starting holes are constructed so as to be adjacent to each other while being shifted in the circumferential and axial directions of the tunnel. 請求項１または２に記載の大断面トンネルの構築方法において、
前記発進坑構築工程と、該発進坑構築工程で構築した発進坑にて実施する前記外殻トンネル構築工程とを、シールド工法により連続して実施する工程を繰り返すことを特徴とする大断面トンネルの構築方法。 In the method for constructing a large-section tunnel according to claim 1 or 2 ,
A large cross-section tunnel characterized by repeating a step of successively performing the starting hole construction process and the outer shell tunnel construction process carried out in the starting hole constructed in the starting hole construction process by a shield construction method. construction method. 請求項１から３のいずれか１項に記載の大断面トンネルの構築方法において、
前記外殻部躯体を、前記トンネルにおける他のトンネルとの分岐合流部となる領域を覆うように構築することを特徴とする大断面トンネルの構築方法。 In the method for constructing a large-section tunnel according to any one of claims 1 to 3,
A method of constructing a large cross-section tunnel, wherein the outer shell frame is constructed so as to cover a region of the tunnel that is to be a junction with another tunnel.
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