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JP3567401B2 - Large section tunnel and its construction method - Google Patents

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JP3567401B2
JP3567401B2 JP14630496A JP14630496A JP3567401B2 JP 3567401 B2 JP3567401 B2 JP 3567401B2 JP 14630496 A JP14630496 A JP 14630496A JP 14630496 A JP14630496 A JP 14630496A JP 3567401 B2 JP3567401 B2 JP 3567401B2
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tunnel
section
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shield
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広志 風間
久 竹中
房男 川上
裕之 久保
久雄 荒井
博行 川口
伸司 関
和夫 宮沢
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Shimizu Corp
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Shimizu Corp
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  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大断面を有した断面視矩形状のトンネルを構築するに際して用いて好適な大断面トンネルおよびその構築方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、トンネルの構築には、シールド掘削機で地山を掘削し、その後方においてシールド掘削機と略同径のトンネルを構築するシールド工法が多用されている。しかしながらシールド工法では、大断面のトンネルを構築しようとすると、当然のことながらそれに用いるシールド掘削機が大型化し、この結果、シールド掘削機の製作、運搬、現場組立等のあらゆる面において人手およびコストが嵩むものとなってしまう。
【0003】
このため、近年では、大断面のトンネルの形状に沿って小径トンネルを多数構築することによって、これら小径トンネルから大断面のトンネル構造体を形成する工法が開発されている。
【0004】
ところで、特に内部に大空間を有する大断面トンネルを構築しようとした場合、図7に示すように、断面円形のトンネル構造体1を構築し、その内方に所定寸法の空間Sを形成していたのでは、空間Sに対してトンネル構造体1が大きいために、大断面トンネルTを構築するに要する用地が広く必要となってコストが嵩んだり、用地確保ができない場合には所定寸法の空間Sを形成することができないといった問題がある。
【0005】
このため、図8に示すように、断面視矩形の大断面トンネルT’を構築するようにすれば、所定寸法の空間Sを形成するための必要最小限の用地を確保すればよく、これによりコストの低減を図れることから、このような断面視矩形の大断面トンネルT’の構築工法が各種開発されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の大断面トンネルおよびその構築方法には、以下のような問題が存在する。
図8に示したような断面視矩形の大断面トンネルT’のトンネル構造体2を構築するに際しては、トンネル構造体2の四辺を構成する水平部2a、鉛直部2bを、それぞれセグメントを断面視ロ字状に組んで構築した後、互いに隣接する水平部2aと鉛直部2bどうしを、継ぎ目部Aにおいて接続する必要がある。
これには、図9(a)に示すように、トンネル構造体2の水平部2aと鉛直部2bとを別々に構築した後、まずこれら水平部2aと鉛直部2bとの間の地盤G1を薬液注入あるいは凍結工法等を用いて地盤改良する。続いて、図9(b)に示すように、水平部2aを構築する際にその端部に組み込んでおいた接続部土留材3を鉛直部2bに向けて押し出す。そして、接続部土留材3を鉛直部2bに到達させた後、水平部2aと鉛直部2bのセグメント4を撤去し、鉛直部2b側に接続用ブラケット5を取り付ける。このようにして水平部2aと鉛直部2bとを一体に接続した後、図9(c)に示すように、その内方に鉄筋6等を配し、コンクリート7を打設することによってトンネル構造体2が完成する。
【0007】
このような工法においては、まず、接続部土留材3を押し出すようになっているが、水平部2aを構築するに際しては、その外周にモルタル等の裏込充填材が注入されているため、接続部土留材3の押し出しは困難である。
また、継ぎ目部Aに止水および強度増加のために、薬液注入や凍結工法等で地盤改良するようになっているが、言うまでもなくこのような地盤改良には時間とコストがかかり、しかも完全な止水効果を得ることは困難である。
【0008】
さらには、トンネル構造体2の幅が増加または減少等、変化する場所においては、水平部2a、鉛直部2bの間隔が大きくなるため、継ぎ目部Aの地盤改良しなければならない区域が大幅に増加し、これによって前記問題はさらに顕著なものとなる。
【0009】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、施工を円滑に行って工期の短縮化と低コスト化を図るとともに、完全な止水効果を有する大断面トンネルを構築することのできる大断面トンネルおよびその構築方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、大断面を有したトンネルが、断面略矩形状に形成されたトンネル構造体と、その内方に形成されたトンネル空間とからなり、前記トンネル構造体が、断面視矩形の矩形シールドトンネルと、断面視円形の円形シールドトンネルとを交互に隣接配置し、かつ互いに隣接する前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとを、その一部を互いに重合させて一体化したものである大断面トンネルであって、前記トンネル構造体の断面方向における辺の長さを該トンネル構造体の軸線方向に沿って漸次増加または減少させる部分で、前記円形シールドトンネルの両側に位置する前記矩形シールドトンネルどうしが漸次離間または接近、かつ互いに隣接する前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとの重合寸法が漸次減少または増加していることを特徴としている。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の大断面トンネルにおいて、前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとの重合寸法が漸次減少または増加するにともなって、前記矩形シールドトンネルを構成するセグメントの寸法が漸次増加または減少することを特徴としている。
【0012】
請求項3に係る発明は、予め定めた間隔を隔てて複数の矩形シールドトンネルを先行構築した後、円形のシールドトンネルを、互いに隣接する前記矩形シールドトンネル間の地山にその一部をこれら矩形シールドトンネルに重合させて後行構築することによって、前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとが交互に隣接配置されてなるトンネル構造体を構築し、しかる後に、前記トンネル構造体の内方の地山を掘削してここに空間を形成することによって大断面を有したトンネルを構築する方法であって、前記トンネル構造体の辺の長さをその軸線方向に沿って漸次増加または減少させる部分では、互いに隣接する前記矩形シールドトンネルどうしを漸次離間または接近させるよう構築しておき、この後に前記円形シールドトンネルを構築するに際して、これら矩形シールドトンネルと該円形シールドトンネルとの重合寸法を漸次減少または増加させることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る大断面トンネルおよびその構築方法の実施の形態の一例を、図1ないし図6を参照して説明する。
【0014】
図1に示すように、構築すべき大断面トンネル10は、例えば地下に設けられる高速道路として用いられるもので、この大断面トンネル10には、本線10Aに支線10Bが合流する合流ランプLが設けられている。
合流ランプLには、周知のように、支線10Bから走行してきた車が加速するための加速車線Xが設けられており、この加速車線Xの端部に連続して、この大断面トンネル10の幅が本線10Aに向けて漸次変化するテーパ部Dが形成されている。
【0015】
図2に示すものは大断面トンネル10の例えば本線10Aを示すもので、この部分は、周囲の地山からの土圧に抗するための覆工体であるトンネル構造体11と、該トンネル構造体11の内方に形成された上下2段の内部空間12A、12Bとから構成されている。
【0016】
トンネル構造体11は、略鉛直面内に位置する両側の側壁部11a,11aと、これら側壁部11a,11aの上端部,下端部間にそれぞれ設けられて略水平面内に位置する上面11b,下面11cと、側壁部11a,11aの中間部間に設けられて上下の内部空間12A,12Bを仕切る仕切面11dとから構成されて、全体として断面視略日字状をなしている。
【0017】
このトンネル構造体11は、断面視円形の円形シールドトンネル15と、互いに平行な平面を有した平面シールドトンネル(矩形シールドトンネル)16とが、周方向交互に配置され、これらが一体化された構成からなっている。
【0018】
円形シールドトンネル15は、平面シールドトンネル16の厚さよりも大径とされている。さらに、トンネル構造体11の四隅と、三方に平面シールドトンネル16が接合されている部分とに配置されている円形シールドトンネル15Aは、他の部分のシールドトンネル15Bに対して、その径寸法が大きなものが採用されている。また、トンネル構造体11の上面11b,下面11cは、それぞれ、円形シールドトンネル15Bを頂点として外方に向けて凸形状をなした構成となっている。
【0019】
このようなトンネル構造体11内には、その全周にわたって鉄筋18が配筋され、さらにコンクリート19が打設充填された構成となっている。
【0020】
そして、上記構成からなる本線10Aから加速車線Xに向けてその幅が漸次増加するテーパ部D(図1参照)においては、図3に示すように、円形シールドトンネル15Bの両側に位置する平面シールドトンネル16,16の間隔が漸次拡大された構成となっている。さらに、これら平面シールドトンネル16,16の間隔の拡大にともなって、その両側に位置する円形シールドトンネル15A,15A、およびトンネル構造体11の側壁部11a,11aを構成する平面シールドトンネル16,16についても、その間隔が漸次拡大するよう構築されている。
【0021】
次に、このような大断面トンネル10の構築方法について説明する。ここでは、大断面トンネル10を本線10Aからテーパ部Dに向けて施工する場合について説明する。
図2に示した大断面トンネル10の本線10Aを構築するには、まず、トンネル構造体11を構成する平面シールドトンネル16,16,…を形成するために、矩形シールドトンネル20,20,…を先行構築する。図4に示すように、各矩形シールドトンネル20の構築には、断面視矩形のシールド掘削機(図示なし)で地盤中に矩形の孔22を削孔していき、その後方にセグメント23,23,…を組み立てていく。
【0022】
各セグメント23は、対向する2面が平板部23a,23aとされ、これら平板部23aの両側が、略円弧状の凹部23b,23cとされている。各凹部23b,23cは、その円弧の曲率径が、側方に構築される円形シールドトンネル15(図2参照)の径よりも若干大となるよう形成されている。
このようなセグメント23を組み立てた後、掘削した孔22とセグメント23の外周面との間に、コンクリートやモルタル、ファイバーコンクリートなどの裏込充填材25を充填する。これにより、各孔22内には、断面視矩形の矩形シールドトンネル20が構築される。
【0023】
次いで、互いに隣接する矩形シールドトンネル20,20間の地山を断面視円形のシールド掘削機(図示なし)を用いて円形の孔26,26,…を削孔していく。ここで用いるシールド掘削機(図示なし)は、その径寸法が、ここに構築すべき円形シールドトンネル15A,15Bと略同径のものを用いる。このときには、矩形シールドトンネル20,20間の地山とともに、セグメント23,23の凹部23b,23cの外側の裏込充填材25,25も同時に削られる。
【0024】
図5に示すように、このように各孔26を掘削しつつ、シールド掘削機(図示なし)の後方で、円形セグメント27,27,…を組み立てていく。そして、組み立てたセグメント27の外側に、コンクリートやモルタル、ファイバーコンクリートなどの裏込充填材28を充填することにより、各孔26内に円形シールドトンネル15A,15Bが構築される。
これにより、断面視円形の円形シールドトンネル15と、平面シールドトンネル16とが周方向交互に配置され、かつ円形シールドトンネル15A,15Bと平面シールドトンネル16とはその一部が重合した状態となり、トンネル構造体11が形成される。
【0025】
続いて、図2に示したように、トンネル構造体11内に鉄筋18を配筋し、さらにコンクリート19を打設充填する。しかる後には、トンネル構造体11の内方の地山を掘削し、ここに内部空間12A,12Bを形成することにより、所定形状の大断面トンネル10の本線10Aが構築される。
【0026】
引き続き、本線10Aから加速車線Xに向けてその幅が漸次増加していくテーパ部D(図1参照)を構築するには、まず、本線10Aと同様、図6に示すように、矩形シールドトンネル20,20を形成するため、矩形シールド掘削機で矩形の孔22,22を削孔する。
このとき、このテーパ部Dにおいては、トンネル構造体11の上面11b,下面11c,仕切面11dを形成する部分では、矩形の孔22,22の間隔を掘進方向前方に行くに従い漸次拡大していく。
このようにして各孔22を削孔しつつ、その後方でセグメント23を組み立てるが、このときには、円形シールドトンネル15B側の凹部23bは、円形シールドトンネル15Bの中心軸線に対する位置が一定となるようにする。一方、円形シールドトンネル15A側の凹部23cは、孔22の変位に応じて円形シールドトンネル15Bの中心軸線から漸次離間するようにする。これにより、セグメント23の幅は、掘進方向前方に行くに従い漸次拡大することになる。
このようにしてテーパ部Dのセグメント23を組み立てた後、掘削した孔22とセグメント23の外周面との間に裏込充填材25を充填する。このとき、円形シールドトンネル15B側においては、裏込充填材25の厚さが掘進方向前方に行くに従い、漸次薄くなることになる。
【0027】
次いで、互いに隣接する矩形シールドトンネル20,20間の地山を断面視円形のシールド掘削機(図示なし)を用いて円形の孔26,26,…を削孔していく。このとき、円形シールドトンネル15Bを形成するための孔26は、トンネル構造体11の中心軸線に対して断面方向に変位することなく、直線状に削孔する。これに対し、円形シールドトンネル15Aを形成するための孔26は、矩形シールドトンネル20の変位に応じて、円形シールドトンネル15Bから漸次離間するよう削孔する。
このようにして、孔26を削孔すると、矩形シールドトンネル20,20間の地山とともに、セグメント23,23の凹部23b,23cの外側の裏込充填材25,25も同時に削られる。
【0028】
この後は、図3に示したように、シールド掘削機(図示なし)の後方で、円形セグメント(セグメント)27,27,…を組み立てていく。そして、組み立てたセグメント27の外側に裏込充填材28を充填することにより、各孔26内に円形シールドトンネル15A,15Bが構築される。
すなわちこれにより、平面シールドトンネル16,16の間隔が拡大するにしたがって、これらの間に位置する円形シールドトンネル15Bと、各平面シールドトンネル16との重合寸法が漸次減少するようになっている。
【0029】
このようにして、円形シールドトンネル15と平面シールドトンネル16とを構築した後、トンネル構造体11内に鉄筋18を配筋し、さらにコンクリート19を打設充填する。しかる後には、トンネル構造体11の内方の地山を掘削し、ここに内部空間12A,12Bを形成することにより、所定形状の大断面トンネル10のテーパ部Dの構築が完了する。
【0030】
上述した大断面トンネル10およびその構築方法では、大断面トンネル10を構成するトンネル構造体11の幅が漸次拡がるテーパ部Dにおいて、互いに隣り合う矩形シールドトンネル20,20どうしを漸次離間させるよう先行構築し、これらの間に後行構築する円形シールドトンネル15Bとの重合寸法を漸次減少させてトンネル構造体11を構築する構成とした。これにより、大断面トンネル10のテーパ部Dの施工を、従来のように薬液注入などによって地盤改良することなく行うことが可能となる。したがって、従来地盤改良にかかっていたコストを抑えるとともに短工期化を図ることができる。さらには、地盤改良工法に比較して高い止水効果を得ることができるので、大断面トンネル10の施工の安全性を大幅に向上させることができる。
【0031】
なお、上記実施の形態において、本発明に係る大断面トンネルおよびその構築方法を、幅が漸次増加するテーパ部Dに適用する構成としたが、もちろん、幅が減少する場合においても適用することができる。さらには、大断面トンネル10の幅ではなく、高さが増加又は減少する場合にも同様にして適用することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る大断面トンネルによれば、トンネル構造体が、矩形シールドトンネルと円形シールドトンネルとを、その一部を重合させて交互に隣接配置したものであって、トンネル構造体の断面方向における辺の長さを漸次増加または減少させる部分では、円形シールドトンネルの両側に位置する矩形シールドトンネルどうしを漸次離間または接近、かつ互いに隣り合う矩形シールドトンネルと円形シールドトンネルとの重合寸法を漸次減少または増加している構成となっている。また、請求項2に係る大断面トンネルによれば、矩形シールドトンネルと円形シールドトンネルとの重合寸法が漸次増加または減少するにともなって、矩形シールドトンネルを構成するセグメントの寸法を漸次減少または増加する。これにより、トンネル構造体の幅や高さが漸次増減する区間で、従来のように薬液注入などによって地盤改良することなく施工を行うことが可能となる。したがって、従来地盤改良にかかっていたコストの低減化と短工期化を図ることができ、さらには、地盤改良工法に比較して高い止水効果を得ることができるので、大断面トンネルの施工の安全性を大幅に向上させることができる。
【0033】
請求項3に係る大断面トンネルの構築方法によれば、予め定めた間隔を隔てて複数の矩形シールドトンネルを先行構築した後、円形のシールドトンネルを互いに隣接する前記矩形シールドトンネル間にその一部をこれら矩形シールドトンネルに重合させて後行構築することトンネル構造体を構築し、その後トンネル構造体の内方の地山を掘削して空間を形成することで、大断面トンネルを構築する方法であって、このトンネル構造体の辺の長さを漸次増加または減少させる部分では、矩形シールドトンネルどうしを漸次離間または接近させるよう先行構築して、これら矩形シールドトンネルと後行構築する円形シールドトンネルとの重合寸法を漸次減少または増加させる構成となっている。これにより、トンネル構造体の幅や高さが漸次増減する区間で、従来のように薬液注入などによって地盤改良することなく施工を行って、コストおよび工期の圧縮を図るとともに、施工の安全性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る大断面トンネルおよびその構築方法を適用したトンネルの一例を示す平断面図である。
【図2】前記トンネルの通常の部分を示す立断面図である。
【図3】同、前記トンネルの拡幅部分を示す立断面図である。
【図4】図2に示した部分の施工途中の状態を示す立断面図である。
【図5】図4に続く状態を示す立断面図である。
【図6】図3に示した部分の施工途中の状態を示す立断面図である。
【図7】従来の大断面トンネルの一例を示す立断面図である。
【図8】従来の断面視矩形の大断面トンネルの一例を示す立断面図である。
【図9】図11に示した大断面トンネルの構築方法を示す工程図である。
【符号の説明】
10 大断面トンネル
11 トンネル構造体
12A,12B 内部空間(トンネル空間)
15 円形シールドトンネル
16 平面シールドトンネル(矩形シールドトンネル)
20 矩形シールドトンネル
23 セグメント
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a large-section tunnel suitable for use in constructing a rectangular tunnel having a large cross section and having a large cross section, and a method for constructing the tunnel.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a shield construction method of excavating the ground with a shield excavator and constructing a tunnel having substantially the same diameter as the shield excavator behind the tunnel is often used for construction of a tunnel. However, in the shield method, if a tunnel with a large cross section is to be constructed, the shield excavator used for the tunnel will naturally become large, and as a result, manpower and costs will be reduced in all aspects of the production, transportation, on-site assembly, etc. of the shield excavator. It becomes bulky.
[0003]
For this reason, in recent years, a construction method of forming a large-sized tunnel structure from these small-diameter tunnels by constructing a large number of small-diameter tunnels along the shape of the large-section tunnel has been developed.
[0004]
By the way, especially when trying to construct a large-section tunnel having a large space inside, as shown in FIG. 7, a tunnel structure 1 having a circular section is constructed, and a space S having a predetermined dimension is formed inside the tunnel structure 1. In other words, since the tunnel structure 1 is large with respect to the space S, the land required for constructing the large-section tunnel T is required widely, increasing the cost. There is a problem that the space S cannot be formed.
[0005]
For this reason, as shown in FIG. 8, if a large-section tunnel T ′ having a rectangular cross section is constructed, a minimum necessary land for forming a space S having a predetermined dimension may be secured. In order to reduce the cost, various construction methods of such a large-section tunnel T 'having a rectangular section are developed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional large-section tunnel and the method for constructing the same as described above have the following problems.
When constructing the tunnel structure 2 of the large-section tunnel T ′ having a rectangular cross section as shown in FIG. 8, the horizontal portion 2 a and the vertical portion 2 b that constitute the four sides of the tunnel structure 2 are each segmented in cross section. After being assembled in a square shape, it is necessary to connect the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b adjacent to each other at the joint A.
For this, as shown in FIG. 9A, after separately constructing the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b of the tunnel structure 2, first, the ground G1 between the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b is removed. Ground improvement using chemical injection or freezing method. Subsequently, as shown in FIG. 9B, when constructing the horizontal portion 2a, the connecting portion retaining material 3 incorporated at the end thereof is extruded toward the vertical portion 2b. Then, after the connecting portion retaining material 3 reaches the vertical portion 2b, the segments 4 of the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b are removed, and the connection bracket 5 is attached to the vertical portion 2b. After the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b are integrally connected in this way, as shown in FIG. 9C, a reinforcing bar 6 and the like are arranged inside the concrete portion 7 and concrete 7 is cast therein, thereby forming a tunnel structure. Body 2 is completed.
[0007]
In such a construction method, first, the connection portion retaining material 3 is extruded. However, when the horizontal portion 2a is constructed, a back filling material such as mortar is injected into the outer periphery of the horizontal portion 2a. It is difficult to extrude the part retaining material 3.
In addition, in order to stop water and increase the strength of the seam portion A, the ground is improved by injecting a chemical solution or a freezing method. Needless to say, such ground improvement requires time and cost, and is complete. It is difficult to obtain a water stopping effect.
[0008]
Further, in a place where the width of the tunnel structure 2 changes or increases, the interval between the horizontal portion 2a and the vertical portion 2b becomes large, so that the area of the joint A where the ground needs to be improved greatly increases. However, this makes the problem even more pronounced.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to construct a large-section tunnel having a complete water stopping effect, while smoothly performing construction to shorten the construction period and reduce cost. It is an object of the present invention to provide a large-section tunnel and a construction method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a tunnel having a large cross section includes a tunnel structure having a substantially rectangular cross section and a tunnel space formed inside the tunnel structure. a rectangular rectangular shield tunnel, which is arranged adjacent to the alternating circular shield tunnel cross section circular, and the said rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel adjacent to each other, and integrated by polymerizing together a part A tunnel having a large cross section , wherein a length of a side in a cross-sectional direction of the tunnel structure is gradually increased or decreased along an axial direction of the tunnel structure, and is located on both sides of the circular shield tunnel. rectangular shield tunnel each other are gradually separated from or approach, and said circular shield tunnel and the rectangular shield tunnel adjacent to each other Is characterized in that polymerization dimensions are gradually decreased or increased.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the large-section tunnel according to the first aspect, as the overlapping dimension of the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel gradually decreases or increases, a segment of the rectangular shield tunnel is formed. It is characterized by a gradual increase or decrease in dimensions.
[0012]
The invention according to claim 3 is that after a plurality of rectangular shield tunnels are pre-constructed at predetermined intervals, a circular shield tunnel is partially placed on the ground between the rectangular shield tunnels adjacent to each other. By superimposing the shield tunnel on the subsequent construction, a tunnel structure in which the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel are alternately arranged adjacent to each other is constructed, and thereafter, a ground inside the tunnel structure is formed. A method of constructing a tunnel having a large cross section by excavating a mountain and forming a space therein, wherein a portion where the length of a side of the tunnel structure gradually increases or decreases along its axial direction is used. The rectangular shield tunnels adjacent to each other are constructed so as to gradually separate or approach each other. When building a panel it is characterized progressively reducing or increasing the polymerization dimensions of these rectangular shield tunnel and circular shield tunnel.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a large-section tunnel and a method of constructing the tunnel according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
As shown in FIG. 1, a large-section tunnel 10 to be constructed is used, for example, as a highway provided underground. The large-section tunnel 10 is provided with a merging ramp L for joining a branch line 10B to a main line 10A. Have been.
As is well known, the merging ramp L is provided with an acceleration lane X for accelerating the vehicle traveling from the branch line 10B. A tapered portion D whose width gradually changes toward the main line 10A is formed.
[0015]
FIG. 2 shows, for example, a main line 10A of a large-section tunnel 10, in which a tunnel structure 11 which is a lining body for resisting earth pressure from the surrounding ground and a tunnel structure 11 are shown. It comprises two upper and lower internal spaces 12A and 12B formed inside the body 11.
[0016]
The tunnel structure 11 includes side walls 11a, 11a on both sides positioned substantially in a vertical plane, and upper and lower surfaces 11b, 11b provided between upper and lower ends of the side walls 11a, 11a and positioned substantially in a horizontal plane. 11c, and a partition surface 11d provided between the middle portions of the side wall portions 11a, 11a to partition the upper and lower internal spaces 12A, 12B, and has a substantially Japanese character in cross section as a whole.
[0017]
This tunnel structure 11 has a configuration in which a circular shield tunnel 15 having a circular cross section and a flat shield tunnel (rectangular shield tunnel) 16 having planes parallel to each other are alternately arranged in the circumferential direction, and these are integrated. Consists of
[0018]
The diameter of the circular shield tunnel 15 is larger than the thickness of the flat shield tunnel 16. Further, the circular shield tunnel 15A arranged at the four corners of the tunnel structure 11 and the portion where the plane shield tunnel 16 is joined on three sides has a larger diameter dimension than the shield tunnel 15B of the other portion. Things have been adopted. In addition, the upper surface 11b and the lower surface 11c of the tunnel structure 11 are each configured to have a convex shape with the circular shield tunnel 15B as the apex.
[0019]
In such a tunnel structure 11, a reinforcing bar 18 is arranged around the entire circumference thereof, and concrete 19 is cast and filled.
[0020]
Then, in the tapered portion D (see FIG. 1) whose width gradually increases from the main line 10A having the above configuration toward the acceleration lane X, as shown in FIG. 3, the planar shields located on both sides of the circular shield tunnel 15B. The interval between the tunnels 16 is gradually increased. Furthermore, with the increase in the distance between the plane shield tunnels 16, 16, the circular shield tunnels 15 A, 15 A located on both sides thereof and the plane shield tunnels 16, 16 forming the side walls 11 a, 11 a of the tunnel structure 11. Are also constructed so that the interval gradually increases.
[0021]
Next, a method of constructing such a large-section tunnel 10 will be described. Here, the case where the large-section tunnel 10 is constructed from the main line 10A toward the tapered portion D will be described.
In order to construct the main line 10A of the large-section tunnel 10 shown in FIG. 2, first, rectangular shield tunnels 20, 20,... Are formed to form plane shield tunnels 16, 16,. Build ahead. As shown in FIG. 4, to construct each rectangular shield tunnel 20, a rectangular hole 22 is drilled in the ground by a shield excavator (not shown) having a rectangular cross section, and segments 23, 23 are provided behind the rectangular hole 22. ,… Are assembled.
[0022]
The two opposing surfaces of each segment 23 are flat plate portions 23a, 23a, and both sides of these flat plate portions 23a are substantially arc-shaped concave portions 23b, 23c. Each of the recesses 23b and 23c is formed such that the radius of curvature of the arc is slightly larger than the diameter of the circular shield tunnel 15 (see FIG. 2) constructed on the side.
After assembling such a segment 23, a back filling material 25 such as concrete, mortar, fiber concrete or the like is filled between the excavated hole 22 and the outer peripheral surface of the segment 23. Thereby, a rectangular shield tunnel 20 having a rectangular cross section is constructed in each hole 22.
[0023]
Next, circular holes 26, 26,... Are drilled in the ground between adjacent rectangular shield tunnels 20, 20 by using a shield excavator (not shown) having a circular cross section. The shield excavator (not shown) used here has a diameter substantially the same as that of the circular shield tunnels 15A and 15B to be constructed here. At this time, along with the ground between the rectangular shield tunnels 20, 20, the back filling material 25, 25 outside the concave portions 23b, 23c of the segments 23, 23 is also cut at the same time.
[0024]
As shown in FIG. 5, the circular segments 27, 27,... Are assembled behind the shield excavator (not shown) while each hole 26 is excavated in this way. Then, the outside of the assembled segment 27 is filled with a backing filler 28 such as concrete, mortar, fiber concrete, or the like, so that circular shield tunnels 15A and 15B are constructed in the respective holes 26.
As a result, the circular shield tunnel 15 having a circular cross section and the plane shield tunnel 16 are alternately arranged in the circumferential direction, and the circular shield tunnels 15A and 15B and the plane shield tunnel 16 are partially overlapped. The structure 11 is formed.
[0025]
Subsequently, as shown in FIG. 2, reinforcing bars 18 are arranged in the tunnel structure 11, and concrete 19 is poured and filled. Thereafter, the ground inside the tunnel structure 11 is excavated, and the internal spaces 12A and 12B are formed therein, whereby the main line 10A of the large-section tunnel 10 having a predetermined shape is constructed.
[0026]
To construct a tapered portion D (see FIG. 1) whose width gradually increases from the main line 10A toward the acceleration lane X, first, like the main line 10A, as shown in FIG. In order to form 20, 20, rectangular holes 22, 22 are drilled with a rectangular shield excavator.
At this time, in the tapered portion D, in the portion where the upper surface 11b, the lower surface 11c, and the partition surface 11d of the tunnel structure 11 are formed, the interval between the rectangular holes 22, 22 gradually increases as going forward in the excavation direction. .
The segment 23 is assembled behind the hole 22 while drilling each hole 22 in this manner. At this time, the concave portion 23b on the circular shield tunnel 15B side is positioned so that the position with respect to the center axis of the circular shield tunnel 15B is constant. I do. On the other hand, the concave portion 23c on the circular shield tunnel 15A side is gradually separated from the center axis of the circular shield tunnel 15B according to the displacement of the hole 22. Thus, the width of the segment 23 gradually increases as it goes forward in the digging direction.
After assembling the segment 23 of the tapered portion D in this manner, the back filling material 25 is filled between the excavated hole 22 and the outer peripheral surface of the segment 23. At this time, on the side of the circular shield tunnel 15B, the thickness of the back filling material 25 becomes gradually thinner as it goes forward in the digging direction.
[0027]
Next, circular holes 26, 26,... Are drilled in the ground between adjacent rectangular shield tunnels 20, 20 by using a shield excavator (not shown) having a circular cross section. At this time, the hole 26 for forming the circular shield tunnel 15 </ b> B is formed in a straight line without being displaced in the cross-sectional direction with respect to the central axis of the tunnel structure 11. On the other hand, the hole 26 for forming the circular shield tunnel 15A is drilled so as to be gradually separated from the circular shield tunnel 15B in accordance with the displacement of the rectangular shield tunnel 20.
When the holes 26 are drilled in this manner, the backfill fillers 25, 25 outside the recesses 23b, 23c of the segments 23, 23 as well as the ground between the rectangular shield tunnels 20, 20 are simultaneously drilled.
[0028]
Thereafter, as shown in FIG. 3, circular segments (segments) 27, 27,... Are assembled behind a shield excavator (not shown). Then, by filling the outside of the assembled segment 27 with the back filling material 28, the circular shield tunnels 15A and 15B are constructed in the respective holes 26.
That is, as the distance between the plane shield tunnels 16 and 16 increases, the overlapping dimension between the circular shield tunnel 15B located therebetween and each plane shield tunnel 16 gradually decreases.
[0029]
After constructing the circular shield tunnel 15 and the plane shield tunnel 16 in this way, reinforcing bars 18 are arranged in the tunnel structure 11, and concrete 19 is poured and filled. Thereafter, the ground inside the tunnel structure 11 is excavated and the internal spaces 12A and 12B are formed therein, thereby completing the construction of the tapered portion D of the large-section tunnel 10 having a predetermined shape.
[0030]
In the above-described large-section tunnel 10 and the method of constructing the same, in the tapered portion D where the width of the tunnel structure 11 constituting the large-section tunnel 10 gradually increases, the preceding construction is performed such that the rectangular shield tunnels 20 adjacent to each other are gradually separated from each other. Then, the overlapping dimension with the circular shield tunnel 15B to be subsequently constructed is gradually reduced to construct the tunnel structure 11. This makes it possible to construct the tapered portion D of the large-section tunnel 10 without improving the ground by injecting a chemical solution or the like as in the conventional case. Therefore, it is possible to suppress the cost required for the conventional ground improvement and shorten the construction period. Furthermore, since a higher water stopping effect can be obtained as compared with the ground improvement method, the safety of the construction of the large-section tunnel 10 can be greatly improved.
[0031]
In the above-described embodiment, the large-section tunnel according to the present invention and the method of constructing the same are applied to the tapered portion D having a gradually increasing width. it can. Furthermore, the present invention can be similarly applied to a case where the height, not the width, of the large-section tunnel 10 increases or decreases.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the large section tunnel according to claim 1, a tunnel structure, a rectangular shield tunnel and a circular shield tunnel, there is adjacent alternately arranged by polymerizing a part, in the portion for gradually increasing or decreasing the length of a side in the cross-sectional direction of the tunnel structure, a rectangular shield tunnel and a circular shield tunnel gradually away or approach a rectangular shield tunnel each other, located on opposite sides of the circular shield tunnel and adjacent to each other And the size of the overlapped polymer gradually decreases or increases . Further, according to the large section tunnel according to claim 2, with the polymerization dimensions of a rectangular shield tunnel and a circular shield tunnel is gradually increased or decreased, gradually decrease or increase the size of the segments constituting the rectangular shield tunnel . This makes it possible to perform the construction in a section where the width and height of the tunnel structure gradually increases and decreases without improving the ground by injecting a chemical solution or the like as in the related art. Therefore, it is possible to reduce the cost and shorten the construction period which were conventionally required for ground improvement, and furthermore, it is possible to obtain a higher water stopping effect as compared with the ground improvement method. Safety can be greatly improved.
[0033]
According to the method for constructing a large-section tunnel according to claim 3, after a plurality of rectangular shield tunnels are pre-constructed at predetermined intervals, a circular shield tunnel is partially formed between the rectangular shield tunnels adjacent to each other. the by forming a space drilled inward natural ground of building a tunnel structure by building trailing by polymerizing these rectangular shield tunnel, then the tunnel structure, a method of constructing a large sectional tunnel In the portion where the length of the side of the tunnel structure is gradually increased or decreased, a rectangular shield tunnel is constructed in advance so that the rectangular shield tunnels are gradually separated or approached, and a circular shield tunnel is constructed to follow the rectangular shield tunnel. And the polymerization size is gradually reduced or increased. As a result, construction can be performed in sections where the width and height of the tunnel structure gradually increases and decreases without improving the ground by injecting chemicals as in the past, reducing cost and construction time, and improving construction safety. It can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view showing an example of a large-section tunnel according to the present invention and a tunnel to which a method for constructing the tunnel is applied.
FIG. 2 is an elevational sectional view showing a normal portion of the tunnel.
FIG. 3 is an elevational sectional view showing a widened portion of the tunnel.
FIG. 4 is a sectional elevational view showing a state in the middle of construction of the portion shown in FIG. 2;
FIG. 5 is an elevational sectional view showing a state following FIG. 4;
6 is an elevational sectional view showing a state in the middle of construction of the portion shown in FIG. 3;
FIG. 7 is a vertical sectional view showing an example of a conventional large-section tunnel.
FIG. 8 is an elevational sectional view showing an example of a conventional large-section tunnel having a rectangular shape in a sectional view.
9 is a process chart showing a method for constructing the large-section tunnel shown in FIG. 11;
[Explanation of symbols]
10 Large section tunnel 11 Tunnel structure 12A, 12B Internal space (tunnel space)
15 circular shield tunnel 16 plane shield tunnel (rectangular shield tunnel)
20 rectangular shield tunnel 23 segments

Claims (3)

大断面を有したトンネルが、断面略矩形状に形成されたトンネル構造体と、その内方に形成されたトンネル空間とからなり、
前記トンネル構造体が、断面視矩形の矩形シールドトンネルと、断面視円形の円形シールドトンネルとを交互に隣接配置し、かつ互いに隣接する前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとを、その一部を互いに重合させて一体化したものである大断面トンネルであって
前記トンネル構造体の断面方向における辺の長さを該トンネル構造体の軸線方向に沿って漸次増加または減少させる部分で、前記円形シールドトンネルの両側に位置する前記矩形シールドトンネルどうしが漸次離間または接近、かつ互いに隣接する前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとの重合寸法が漸次減少または増加していることを特徴とする大断面トンネル。
A tunnel having a large cross section is composed of a tunnel structure formed in a substantially rectangular cross section and a tunnel space formed inside the tunnel structure,
The tunnel structure, a rectangular shield tunnel having a rectangular cross section and a circular shield tunnel having a circular cross section are alternately arranged adjacent to each other, and the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel adjacent to each other are partially formed. It is a large section tunnel that is integrated by polymerizing each other,
In the portion where the length of the side in the cross-sectional direction of the tunnel structure gradually increases or decreases along the axial direction of the tunnel structure, the rectangular shield tunnels located on both sides of the circular shield tunnel gradually separate or approach each other. large cross-section tunnels, and and characterized in that it polymerized dimensions gradually decrease or increase of the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel adjacent to each other.
請求項1記載の大断面トンネルにおいて、前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとの重合寸法が漸次減少または増加するにともなって、前記矩形シールドトンネルを構成するセグメントの寸法が漸次増加または減少することを特徴とする大断面トンネル。2. The large-section tunnel according to claim 1, wherein a dimension of a segment forming the rectangular shield tunnel gradually increases or decreases as an overlapping dimension of the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel gradually decreases or increases. A large section tunnel characterized by: 予め定めた間隔を隔てて複数の矩形シールドトンネルを先行構築した後、円形のシールドトンネルを、互いに隣接する前記矩形シールドトンネル間の地山にその一部をこれら矩形シールドトンネルに重合させて後行構築することによって、前記矩形シールドトンネルと前記円形シールドトンネルとが交互に隣接配置されてなるトンネル構造体を構築し、しかる後に、前記トンネル構造体の内方の地山を掘削してここに空間を形成することによって大断面を有したトンネルを構築する方法であって
前記トンネル構造体の辺の長さをその軸線方向に沿って漸次増加または減少させる部分では、互いに隣接する前記矩形シールドトンネルどうしを漸次離間または接近させるよう構築しておき、この後に前記円形シールドトンネルを構築するに際して、これら矩形シールドトンネルと該円形シールドトンネルとの重合寸法を漸次減少または増加させることを特徴とする大断面トンネルの構築方法。
After a plurality of rectangular shield tunnels are pre-constructed at predetermined intervals, a circular shield tunnel is formed by overlapping a part of the ground between the rectangular shield tunnels adjacent to each other with these rectangular shield tunnels. By constructing, a tunnel structure in which the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel are alternately arranged adjacent to each other is constructed, and after that, the ground inside the tunnel structure is excavated to form a space here. a method for constructing a tunnel having a large cross-section by forming,
In the portion where the length of the side of the tunnel structure is gradually increased or decreased along the axial direction, the rectangular shield tunnels adjacent to each other are constructed so as to gradually separate or approach each other, and thereafter the circular shield tunnel is formed. A method of constructing a large-section tunnel, characterized in that, when constructing a tunnel, the overlapping dimension of the rectangular shield tunnel and the circular shield tunnel is gradually reduced or increased.
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