JP3964233B2 - Shield tunnel structure and construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機で掘進した本線トンネルの内周面に分岐トンネル等の開口部が形成されるシールドトンネルの構造およびその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
シールドトンネルの構造としては、図9、図10に示すように、シールド掘進機で掘進した本線トンネル100に開口部の一例として発進口101を形成しておき、ここから分岐シールド掘進機を用いて分岐トンネル102の掘進を行って形成したものがある。
【0003】
従来、本線トンネル100に分岐トンネルの発進口101を設ける場合、例えば、図9及び図11に示すように、発進口101の近傍を取り囲むように補強リング体103を組み付け、この状態で本線トンネル100の内周面に発進口101を形成していた。
【0004】
上記補強リング体103は、本線トンネル100の内周部であってトンネル発進口101となる箇所のトンネル軸方向両側に配置されるリング104、それらリング104どうしの間に互いに等間隔をおいて配置される欠損リング105、発進口101となる箇所の上下両側に位置するよう、前記リング及び欠損リング105に連結される梁部材106からなっている。
また、発進口101は、例えば、スチールセグメントの場合、セグメント底部のスキンプレートをガス等によって熔断することにより形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のシールドトンネルの構造にあっては、発進口101を形成する前に、発進口101の近傍を取り囲むように補強リング体103を組み付けるようになっているため、この補強リング体103を組み付けるのに手間がかかり、もって、工期が長びくとともに、コストが嵩むという問題があった。
また、本線トンネルの内周面を形成するセグメントに発進口101を設けるにあたって、例えばスチールセグメントの場合にはガスによってスキンプレートを溶断したり、また、コンクリートセグメントの場合にははつったりしなければならず、発進口101自体を形成するのも手間がかかるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、開口部近傍の補強を容易に行うことができ、また、開口部自体も容易に形成することができて、工期の短縮並びにコストを低減することができるシールドトンネルの構造を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1記載のシールドトンネルの構造は、シールド掘進機で掘進した本線トンネルの内周面に分岐トンネル等の開口部が形成されるシールドトンネルの構造であって、前記分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側には一対の補強用柱部材が設けられ、該一対の補強用柱部材の上下両端部にはそれら補強用柱部材に跨るように上下の補強用梁部材が設けられ、
前記補強用柱部材はセグメントによって構成され、
前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとで円弧版状に構成されていて、前記一対の補強用柱部材の間に配設され、
前記補強用梁部材は、前記補強用柱部材のセグメントと前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントの壁ブロックとに設けられた補強材組み付け部にセットされ、
前記開口部ブロックは、シールド掘削機で掘削可能な高靱性コンクリート材で構成されていることを特徴とする。
この場合、分岐トンネル等の開口部を形成するに当たり、同開口部が形成される箇所のセグメントに設けた補強材組み付け部に補強用梁部材を組み付けるといったきわめて容易な作業によって、分岐トンネル等の開口部近傍を事前に補強することができる。また、小口径断面トンネルでは、トンネル途中に開口部を設けるにはトンネル内空間が狭く開口補強をすることができないが、この場合には、開口補強が容易に行える。
しかも、分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側に設ける一対の補強用柱部材を直接セグメントによって構成しているので、分岐トンネル等の開口部を形成するに当たり、開口部の近傍に補強用柱部材を設置して開口部近傍を補強するといったする作業は不要になり、その分、工期を短縮することができ、かつ、コストも低減できる。更に、分岐トンネル等の開口部を形成するに当たり、予め、補強用柱部材を分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側に設けられたセグメントにより構成しており、該補強用柱部材の上下両端部と壁ブロックとに上下の補強用梁材をセットするといったきわめて容易な作業によって、分岐トンネル等の開口部近傍を事前に補強することができる。そのため、工期を短縮することができ、かつ、コストも低減できる。
しかも、開口部となる箇所にシールド掘進機の先端のカッタ装置を位置させ、この状態でシールド掘進機を駆動させることにより、カッタ装置で直接開口部を掘削して形成することができ、開口部を形成するために、セグメントを予めガス等で熔断したり、はつったりする作業は不要になる。
【0008】
請求項2記載のシールドトンネルの構造は、シールド掘進機で掘進した本線トンネルの内周面に分岐トンネル等の開口部が形成されるシールドトンネルの構造であって、前記分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側には一対の補強用柱部材が設けられ、該一対の補強用柱部材の上下両端部にはそれら補強用柱部材に跨るように上下の補強用梁部材が設けられ、前記補強用柱部材はセグメントによって構成され、前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとで円弧版状に構成されていて、前記一対の補強用柱部材の間に配設され、前記補強用梁部材は、前記補強用柱部材のセグメントと前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントの壁ブロックとに設けられた補強材組み付け部にセットされ、
前記開口部ブロックは、壁ブロックに対して着脱自在に構成されていることを特徴とする。
この場合、シールド掘進機によって分岐トンネルを掘進するにあたり、分岐トンネル等の開口部近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材によって補強した後、開口部ブロックを壁ブロックから取り外すことで、分岐トンネル等の開口部を容易かつ安全に形成することができる。なお、この場合も前記請求項1記載のものと同様に、開口部形成のため、セグメントを予めガス等で熔断したり、はつったりする作業は不要である。また、開口部を形成するための開口部ブロックの撤去作業は、分解が容易であり、安全かつ簡易に作業を進めることができる。また、開口部近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材によって補強するため、従来のように、トンネル内面に開口補強用構成部材を別途組み込む必要がなく、二次覆工の厚さを低減したり省略することができる。
【0010】
請求項3記載のシールドトンネルの構造は、請求項3記載のものにおいて、前記補強用柱部材と前記補強用梁部材との間には火打ち材が組み付けられることを特徴としている。
この場合、火打ち材によって、分岐トンネル等の開口部近傍の強度をアップさせることができ、火打ち材を有しない補強体と同程度の強度を有すれば足りる場合には、その分、補強用柱部材や補強用梁部材を構成する材料の板厚等を薄くすることができる。
【0013】
請求項4記載のシールドトンネルの構造は、請求項1乃至3のいずれか記載のシールドトンネルの構造において、前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、トンネル内周面側に補強用鋼板が着脱自在に取り付けられていることを特徴としている。
この場合、分岐トンネル等の開口部近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材によって補強する前は、補強用鋼板によってセグメント自体が充分な強度を有し、かつ、分岐トンネル等の開口部近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材によって補強した後は、補強用鋼板を取り外すことで、その後の分岐トンネル等の開口部を容易に形成することができる。つまり、安全のための強度確保と開口部の形成容易さとを同時に満足させることができる。
【0014】
請求項5記載のシールドトンネルの施工方法は、請求項1〜4のいずれかに記載のシールドトンネルの構造によって、本線トンネルの掘進と同時に同本線トンネルの一次覆工が施されることを特徴としている。
この場合、分岐トンネルがないトンネルを施工するときとほぼ同じような施工方法によって、途中に分岐トンネル等の開口部が形成される本線トンネルを施工することができる。
【0015】
請求項6記載のシールドトンネルの施工方法は、請求項5記載のシールドトンネルの施工方法において、前記本線トンネルの一次覆工が施された後に、分岐トンネル等の開口部が形成されることを特徴としている。
この場合、本線トンネル施工後において、分岐トンネル等の開口部を任意の時期に形成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
<第1の実施の形態>
図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態を示す。
図1は本発明に係るシールドトンネルの構造を示すものであり、図において符号1は内周面を複数のスチールセグメントにより覆工された本線トンネルである。本線トンネル1はシールド掘進機で掘進されるものであり、この本線トンネルの内周面には分岐トンネル2の開口部の一例である発進口2Aが形成される。
【0017】
分岐トンネル2の発進口2Aの本線トンネル軸方向の前後両外側には、一対の補強用柱部材4が設けられている。この補強用柱部材4は、後述する補強用梁部材12とともに分岐トンネル2の発進口2Aの補強を行うものである。
【0018】
補強用柱部材4は、特殊なセグメント6Aによって構成されている。図1〜図3に示すように、補強用柱部材4を構成する特殊なセグメント6Aは、他のセグメント6よりも幅Wが狭く設定され、かつ、主桁板7の厚さTも他のセグメント6のそれより厚く設定され、これにより、発進口2Aの近傍を補強するのに充分な剛性を有している。 なお、この補強用柱部材4を構成する特殊なセグメント6Aも、他のセグメント6と同様に、底部となるスキンプレート8、スキンプレート8の左右両側に起立する前記主桁板7、スキンプレート8の端部に起立する継手板9、主桁板7どうしの間に渡されるリブ部材10を有する。
【0019】
一対の補強用柱部材4の上下両端部には、それぞれそれら補強用柱部材4に跨るように上下の補強用梁部材12が設けられる。
前記補強用梁部材12は、この図示例の場合、溝型鋼が用いられ、補強用柱部材4を構成するセグメント6Aや発進口2A近傍に配置される他のセグメント6Bに予め設けられた補強材組み付け部13にセットされることで所定位置に固定される。
補強材組み付け部13は、セグメント6の主桁板17の所定位置に形成された溝13aによって構成されている。また、前記補強用柱部材4を構成するセグメント6Aに設けられる補強材組み付け部13には、溝13aの他に、該溝13aの両側に位置するよう取り付け板13bが設けられ、この取り付け板13bに前記補強用柱部材12がボルト止めされるようになっている。
【0020】
前記補強用柱部材4と前記補強用梁部材12との間には火打ち材14が組み付けられる。火打ち材14は、この図示例の場合溝形鋼が用いられ、前記補強用柱部材4と前記補強用梁部材12にそれぞれボルト止めされることによって組み付けられている。
【0021】
なお、ここでは図示はしていないが、発進口2Aの両側に配置される補強用柱部材4だけでは、補強用梁部材12を充分に支持できない場合には、それら両側の補強用柱部材4の間に、前記従来の技術で説明した欠損リング104のような一部を切り欠いたセグメントを複数配置し、これによって補強用梁部材12を支持するような構成にしてもよい。
【0022】
前記分岐トンネル2の発進口2Aの近傍のセグメント6Bは、図4にも示すように、本線トンネル1の内周壁を形成する壁ブロック15と、分岐トンネル発進口が形成される発進口ブロック16とから成っている。
なお、図4では、図の煩雑さを避けるため、補強用梁部材12やそれを受ける補強用組み付け部13並びに火打ち材14の図示は省略してある。
【0023】
壁ブロック15は、通常のスチールセグメントの一部が発進口2Aに沿って切り欠かれた構造になっている。
すなわち、壁ブロック15は、底部となるスキンプレート8、スキンプレート8の左右両側に起立する主桁板7、スキンプレート8の端部に起立する継手板9、主桁板7どうしの間に渡されるリブ部材10を有する構造になっており、左右の主桁板7のうち一方が、その中間部を発進口2Aの外形に沿うよう凹曲面状に湾曲して形成されている。
【0024】
他方、発進口ブロック16は、シールド掘削機で掘削可能な高靱性コンクリート材で構成されている。高靱性コンクリートは、モルタルと、微粉末と、高性能減水材と、補強繊維(鋼繊維もしくは樹脂繊維)とからなるもので、その特徴的なところは、セグメントの一構成要素として、外方の土圧に対して充分な抵抗力を有するとともに、シールド掘進機を前進させる際のジャッキ反力をとることができる強度を有し、かつ、シールド掘削機のカッタによって掘削可能な材料である点である。
【0025】
次に、上記したシールドトンネル構造において、実際のトンネル施工方法について説明する。
まず、シールド掘進機を用いて本線トンネル1を掘進する。本線トンネル1の内周面は、円弧板状のセグメント6(図示例の場合スチールセグメント)を組み立てることにより形成する。このとき、分岐トンネル2の発進口2Aの本線トンネル軸方向の前後両外側には、補強用柱部材4を構成する特殊なセグメント6Aを予め組み立てておく。また、同発進口2Aが形成される箇所の近傍のセグメント6Bは、図4にも示すように、本線トンネル1の内周壁を形成する壁ブロック15と、分岐トンネル発進口が形成される発進口ブロック16とから成るものを用いる。
【0026】
本線トンネル1が完成した後、あるいは本線トンネル1がある程度まで掘進した時点で、分岐トンネル2の発進口2Aの近傍の補強を行う。
つまり、前記補強用柱部材4を構成する特殊なセグメント6A並びに発進口2Aが形成される箇所の近傍のセグメント6Bにそれぞれ予め設けられた補強材組み付け部13に、上下の補強用梁部材12をそれぞれ組み付ける。
具体的には、補強用組み付け部13を構成する溝13aに補強用梁部材12を嵌め込み、該嵌め込んだ補強用梁部材12を、前記特殊なセグメント6Aに設けた取り付け板13bを利用してボルト止めする。
さらに、補強用柱部材4と前記補強用梁部材12との間に火打ち材14を両部材4、12に跨るように組み付ける。このように火打ち材14を組み付けることによって発進口2Aの近傍をより一層補強することができる。
【0027】
このように分岐トンネル2の発進口2Aの近傍の補強を行った後、シールド掘進機によって分岐トンネル2を掘進する。
このとき、同発進口2Aが形成される箇所の近傍のセグメント6Bに、前述したように、壁ブロック15と発進口ブロック16とから成るものを用い、しかも発進口ブロック16として高靱性コンクリートにより構成したものを用いているので、シールド掘進機によって直接発進口ブロック16を掘削して発進口2Aを形成することができる。したがって、従来発進口を形成するために従来行っていた、スキンプレートをガス熔断したりコンクリートをはつったりする作業は一切不要になり、本線トンネル1に対して交差する分岐トンネル2の掘進作業を容易に進めることができる。
【0028】
<第2の実施の形態>
図5は本発明に係るシールドトンネル構造の第2の実施の形態を示す要部の斜視図である。
この第2の実施の形態の特徴は、前記図1の分岐トンネル2の発進口2Aの近傍に用いるセグメント6Bとして、本線トンネル1の内周壁を形成する壁ブロック15及び分岐トンネル発進口が形成される発進口ブロック16とから成るセグメント本体20と、該セグメント本体20のトンネル内周面側に着脱自在に取り付けられた補強用鋼板21とからなるものを用いた点である。
【0029】
つまり、図4に示したセグメントのトンネル内周面側に補強用鋼板21を着脱自在に取り付けた構造のセグメント6Bを用いた点である。
なお、補強用鋼板21のセグメント本体20への脱着方法としては、図5に示すようなボルト止めの他ボルト止めと雌雄嵌合とを併用したもの等も考えられる。
【0030】
このようなセグメント6Bを用いた場合、分岐トンネル2の発進口2A近傍を補強用柱部材4及び補強用梁部材12等によって補強する前は、補強用鋼板21によってセグメント6B自体に充分な強度を持たせることができ、また、分岐トンネル2の発進口2A近傍を補強用柱部材4及び補強用梁部材12等によって補強した後は、補強用鋼板21を取り外すことで、その後の分岐トンネル2の発進口2Aを容易に形成することができる。つまり、安全のための強度確保と発進口の形成の容易さを同時に満足させることができる。
【0031】
なお、この第2の実施の形態においては、補強用鋼板21によって補強するセグメント6Bを用いているため、発進口ブロック16の材料としては必ずしも高靱性コンクリート材を用いる必要はなく、通常のコンクリートを用いることも可能である。
【0032】
<第3の実施の形態>
図6は本発明に係るシールドトンネル構造の第3の実施の形態を示す要部の斜視図であり、図7はその分解斜視図である。
この第3の実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同様、図1に示す前記分岐トンネル2の発進口2Aの近傍に用いるセグメント6Bとして、本線トンネル1の内周壁を形成する壁ブロック25と、分岐トンネル発進口が形成される発進口ブロック26とから成るものを用いているが、ここでは、発進口ブロック26を壁ブロック25に対して着脱自在可能に組み付ける構造のものを用いている。
【0033】
すなわち、ここで示すものは、壁ブロック25及び発進口ブロック26ともにスキンプレート及び主桁板等を備えるスチールセグメントをベースにしたものを用いており、それらブロック25、26の主桁板どうしをボルト27とナット28によって着脱可能に組み付けている。
この場合、シールド掘進機によって分岐トンネルを掘進するにあたり、分岐トンネルの発進口2A近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材等によって補強した後、ボルト27とナット28による結合を解くことによって、図7に示すように、発進口ブロック26を壁ブロック25から取り外すことができ、これによって、分岐トンネルの発進口2Aを容易かつ安全に形成することができる。
【0034】
<第4の実施の形態>
図8は本発明に係るシールドトンネル構造の第4の実施の形態を示す要部の斜視図である。
この第4の実施の形態では、前述した第3の実施の形態と同様、前記分岐トンネル2の発進口2Aの近傍に用いるセグメント6Bとして、本線トンネル1の内周壁を形成する壁ブロック25と、分岐トンネル発進口が形成される発進口ブロック26とが互いに着脱自在可能に組み付けられる構造のセグメント本体30を用いているが、ここでは、さらに該セグメント本体30のトンネル内周面側に補強用鋼板32を着脱自在に取り付けたものを用いている。
【0035】
このようなセグメント6Bを用いた場合、分岐トンネル2の発進口2A近傍を補強用柱部材4及び補強用梁部材12等によって補強する前は、補強用鋼板32によってセグメント6B自体に充分な強度を持たせることができ、また、分岐トンネル2の発進口2A近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材等によって補強した後は、補強用鋼板32を取り外し、次いで、発進口ブロック26を壁ブロック25から取り外すことで、分岐トンネル2の発進口2Aを容易に形成することができる。つまり、この実施の形態でも、安全のための強度確保と発進口の形成の容易さを同時に満足させることができる。
【0036】
以上において、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で必要に応じて他の構成を採用することができる。
例えば、上記実施の形態においては、セグメントして、スチールセグメントを用いたもの例に挙げて説明したが、これに限られることなく、コンクリートセグメント、あるいは合成セグメントを用いたものにも本発明は適用可能であることは言うまでもない。
また、上記実施の形態においては、本線トンネルの内周面に形成する開口部の例として分岐トンネルの発進口を例に挙げて説明したが、同開口部としては、その他、分岐トンネルの到達口もあり、さらには人孔設備などの付帯設備との接合するときの開口部もあり、これらにも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、分岐トンネル等の開口部を形成するに当たり、同開口部が形成される箇所のセグメントに設けた補強材組み付け部に補強用梁部材を組み付けるといったきわめて容易な作業によって、分岐トンネル等の開口部近傍を事前に補強することができる。また、分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側に設ける一対の補強用柱部材を直接セグメントによって構成したため、分岐セグメントの開口部を形成するに当たり、開口部の近傍に補強用柱部材を設置して開口部近傍を補強するといったする作業は不要になり、その分、工期を短縮することができ、かつ、コストも低減できる。
また、分岐トンネル開口部の近傍のセグメントを、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと、分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとから成っていて、前記開口部ブロックを、シールド掘削機で掘削可能な高靱性コンクリート材で構成すれば、開口部となる箇所にシールド掘進機の先端のカッタ装置を位置させ、この状態でシールド掘進機を駆動させることにより、カッタ装置で直接開口部を掘削して形成することができ、セグメントを予めガス等で熔断したり、はつったりする作業は不要になる。
また、分岐トンネル開口部の近傍のセグメントを、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと、分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとから成っていて、開口部ブロックを、壁ブロックに対して着脱自在に構成すれば、シールド掘進機によって分岐トンネルを掘進するにあたり、分岐トンネル等の開口部近傍を補強用柱部材及び補強用梁部材によって補強した後、開口部ブロックを壁ブロックから取り外すことで、分岐トンネル等の開口部を容易かつ安全に形成することができる。
また、補強用柱部材と前記補強用梁部材との間には火打ち材が組み付けるようにすれば、火打ち材によって、分岐トンネル等の開口部近傍の強度をアップさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態を示すものであって、シールドトンネルの構造を示す断面図である。
【図2】 図1に示したシールドトンネルの構造の要部を示す斜視図である。
【図3】 図1に示したシールドトンネルの構造の作用を示す斜視図である。
【図4】 図1に示したシールドトンネルの構造の分岐トンネルの発進口近傍のセグメントを示す斜視図である。
【図5】 本発明の第2の実施の形態を示すものであって、分岐トンネルの発進口近傍のセグメントを示す斜視図である。
【図6】 本発明の第3の実施の形態を示すものであって、分岐トンネルの発進口近傍のセグメントを示す斜視図である。
【図7】 図6に示したセグメントの分解斜視図である。
【図8】 本発明の第4の実施の形態を示すものであって、分岐トンネルの発進口近傍のセグメントを示す斜視図である。
【図9】 従来のシールドトンネルの構造を示す側面図である。
【図10】 図9のZーZ線に沿う断面図である。
【図11】 図9に示す従来のシールドトンネルの構造で用いられる補強体を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…本線トンネル、2…分岐トンネル、2A…発進口(開口部)、4…補強用柱部材、6A、6B…セグメント、12…補強用梁部材、14…火打ち材、15、25…壁ブロック、16、26…発進口ブロック(開口部ブロック)、20、30…セグメント本体、21、32…補強用鋼板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a shield tunnel in which an opening such as a branch tunnel is formed on an inner peripheral surface of a main tunnel dug by a shield machine, and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 9 and 10, the shield tunnel structure is formed by forming a
[0003]
Conventionally, when the branch
[0004]
The reinforcing
In the case of a steel segment, for example, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional shield tunnel structure described above, the reinforcing
In addition, when the
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, can easily reinforce the vicinity of the opening, and can easily form the opening itself, thereby shortening the construction period and reducing the cost. It is an object of the present invention to provide a shield tunnel structure that can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the structure of the shield tunneling according to claim 1 has a structure of a shield tunnel openings are formed branch tunnel or the like to the inner circumferential surface of the main line tunnels excavation by the shield machine, the opening of such a branch tunnel A pair of reinforcing column members are provided on both front and rear outer sides in the main tunnel axial direction of the main part, and upper and lower reinforcing beam members are disposed so as to straddle the reinforcing column members at upper and lower ends of the pair of reinforcing column members. Is provided,
The reinforcing column member is constituted by a segment,
The segment in the vicinity of the branch tunnel opening is configured in an arc plate shape with a wall block forming the inner peripheral wall of the main tunnel and an opening block where the branch tunnel opening is formed, and the pair of reinforcing columns Between the members,
The reinforcing beam member is set in a reinforcing material assembling portion provided in a segment of the reinforcing column member and a wall block of a segment in the vicinity of the branch tunnel opening,
The opening block is made of a high toughness concrete material that can be excavated by a shield excavator .
In this case, when forming an opening for a branch tunnel or the like, the opening of the branch tunnel or the like can be obtained by an extremely easy operation such as assembling a reinforcing beam member to a reinforcing material assembling portion provided in a segment where the opening is to be formed. The vicinity of the part can be reinforced in advance. In addition, in a small-diameter cross-section tunnel, in order to provide an opening in the middle of the tunnel, the space in the tunnel is narrow and cannot be reinforced, but in this case, the opening can be reinforced easily.
Moreover, since a pair of reinforcing pillar members provided on both the front and rear outer sides of the opening of the branch tunnel or the like in the main tunnel axial direction are directly formed by segments, the vicinity of the opening is formed when forming the opening of the branch tunnel or the like. The work of installing a reinforcing column member to reinforce the vicinity of the opening becomes unnecessary, and accordingly, the construction period can be shortened and the cost can be reduced. Further, in forming the opening of the branch tunnel or the like, the reinforcing column member is configured in advance by segments provided on both the front and rear sides in the main tunnel axial direction of the opening of the branch tunnel or the like. The vicinity of the opening of the branch tunnel or the like can be reinforced in advance by an extremely easy operation such as setting the upper and lower reinforcing beam members on the upper and lower ends and the wall block of the member. Therefore, the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
Moreover, by positioning the cutter device at the tip of the shield machine at the location to be the opening, and driving the shield machine in this state, the opening can be directly excavated by the cutter device. In order to form the film, it is not necessary to cut the segments with gas or the like in advance.
[0008]
The structure of the shield tunnel according to
The opening block is configured to be detachable from the wall block .
In this case, when digging a branch tunnel with a shield tunneling machine, the vicinity of the opening of the branch tunnel or the like is reinforced with a reinforcing column member and a reinforcing beam member, and then the opening block is removed from the wall block to The opening can be easily and safely formed. In this case as well, as in the case of the first aspect, it is not necessary to cut or segment the segments in advance with a gas or the like in order to form the opening. Moreover, the removal work of the opening part block for forming the opening part is easy to disassemble, and the work can proceed safely and easily. In addition, since the vicinity of the opening is reinforced by the reinforcing pillar member and the reinforcing beam member, there is no need to separately incorporate the opening reinforcing component on the inner surface of the tunnel, and the thickness of the secondary lining is reduced. Or can be omitted.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a shield tunnel structure according to the third aspect, characterized in that a firing material is assembled between the reinforcing column member and the reinforcing beam member.
In this case, the strength in the vicinity of the opening of the branch tunnel or the like can be increased by the fire striking material, and if it is sufficient to have the same strength as that of the reinforcing body not having the fire striking material, the reinforcing pillar is correspondingly increased. The thickness of the material constituting the member or the reinforcing beam member can be reduced.
[0013]
The shield tunnel structure according to
In this case, before the vicinity of the opening of the branch tunnel or the like is reinforced by the reinforcing column member and the reinforcing beam member, the segment itself has sufficient strength by the reinforcing steel plate and the vicinity of the opening of the branch tunnel or the like is formed. After reinforcing with the reinforcing column member and the reinforcing beam member, the opening of the subsequent branch tunnel or the like can be easily formed by removing the reinforcing steel plate. That is, it is possible to satisfy both the securing of strength for safety and the ease of forming the opening at the same time.
[0014]
The construction method of the shield tunnel according to claim 5 is characterized in that the primary lining of the main tunnel is performed simultaneously with the excavation of the main tunnel by the structure of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 4. Yes.
In this case, a main tunnel in which an opening such as a branch tunnel is formed on the way can be constructed by a construction method almost the same as that for constructing a tunnel without a branch tunnel.
[0015]
The shield tunnel construction method according to
In this case, after the construction of the main tunnel, an opening such as a branch tunnel can be formed at an arbitrary time.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows the structure of a shield tunnel according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a main tunnel whose inner peripheral surface is covered with a plurality of steel segments. The main tunnel 1 is dug by a shield machine, and a
[0017]
A pair of reinforcing
[0018]
The reinforcing
[0019]
Upper and lower reinforcing
In the illustrated example, the reinforcing
The reinforcing
[0020]
A
[0021]
Although not shown here, if the reinforcing
[0022]
As shown in FIG. 4, the
In FIG. 4, the illustration of the reinforcing
[0023]
The
That is, the
[0024]
On the other hand, the
[0025]
Next, an actual tunnel construction method in the above shield tunnel structure will be described.
First, the main tunnel 1 is dug using a shield machine. The inner peripheral surface of the main tunnel 1 is formed by assembling arcuate plate-like segments 6 (in the illustrated example, steel segments). At this time,
[0026]
After the main tunnel 1 is completed, or when the main tunnel 1 is dug to a certain extent, reinforcement in the vicinity of the
That is, the upper and lower reinforcing
Specifically, the reinforcing
Further, the
[0027]
After reinforcing the vicinity of the
At this time, as described above, the
[0028]
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a perspective view of an essential part showing a second embodiment of the shield tunnel structure according to the present invention.
The feature of the second embodiment is that a
[0029]
That is, the
In addition, as a method of detaching the reinforcing
[0030]
When such a
[0031]
In the second embodiment, since the
[0032]
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a perspective view of an essential part showing a third embodiment of the shield tunnel structure according to the present invention, and FIG. 7 is an exploded perspective view thereof.
In the third embodiment, as in the first embodiment described above, a wall that forms the inner peripheral wall of the main tunnel 1 as a
[0033]
In other words, the
In this case, when the branch tunnel is dug by the shield machine, the vicinity of the
[0034]
<Fourth embodiment>
FIG. 8 is a perspective view of an essential part showing a fourth embodiment of the shield tunnel structure according to the present invention.
In the fourth embodiment, as in the third embodiment described above, as a
[0035]
When such a
[0036]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other configurations may be adopted as necessary without departing from the spirit of the present invention. Can do.
For example, in the above-described embodiment, the example using the steel segment as the segment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a concrete segment or a composite segment. It goes without saying that it is possible.
In the above embodiment, the start of the branch tunnel has been described as an example of the opening formed on the inner peripheral surface of the main tunnel. Furthermore, there are also openings for joining with ancillary facilities such as human hole facilities, and it goes without saying that the present invention can be applied to these.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when forming an opening such as a branch tunnel, it is extremely easy to assemble the reinforcing beam member to the reinforcing material assembling portion provided in the segment where the opening is formed. By an easy operation, the vicinity of the opening such as a branch tunnel can be reinforced in advance. In addition, since a pair of reinforcing pillar members provided on both the front and rear outer sides of the main tunnel axis direction of the opening portion of the branch tunnel or the like is configured by the direct segment, the reinforcing column is formed in the vicinity of the opening portion when forming the opening portion of the branch segment. The work of installing the member and reinforcing the vicinity of the opening is not necessary, and accordingly, the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
The segment in the vicinity of the branch tunnel opening is composed of a wall block that forms the inner peripheral wall of the main tunnel and an opening block in which the branch tunnel opening is formed. If it is made of high-toughness concrete material that can be excavated in, the cutter device at the tip of the shield machine is located at the location to be the opening, and the shield machine is driven in this state, so that the opening is directly opened by the cutter device. It can be formed by excavation, and the work of previously cutting the segments with gas or the like is not necessary.
The segment in the vicinity of the branch tunnel opening is made up of a wall block that forms the inner peripheral wall of the main tunnel and an opening block in which the branch tunnel opening is formed. If the tunnel is dug with a shield machine, the vicinity of the opening of the branch tunnel is reinforced with the reinforcing pillar member and the reinforcing beam member, and then the opening block is removed from the wall block. Thus, an opening such as a branch tunnel can be easily and safely formed.
Further, if a fire striking material is assembled between the reinforcing column member and the reinforcing beam member, the strength in the vicinity of the opening of the branch tunnel or the like can be increased by the fire striking material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a shield tunnel according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the shield tunnel structure shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing the operation of the shield tunnel structure shown in FIG. 1;
4 is a perspective view showing a segment in the vicinity of a starting point of a branch tunnel having the shield tunnel structure shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention and is a perspective view showing a segment in the vicinity of a start point of a branch tunnel.
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention and is a perspective view showing a segment in the vicinity of a start point of a branch tunnel.
7 is an exploded perspective view of the segment shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention and is a perspective view showing a segment in the vicinity of a start point of a branch tunnel.
FIG. 9 is a side view showing the structure of a conventional shield tunnel.
10 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG.
11 is a perspective view showing a reinforcing body used in the structure of the conventional shield tunnel shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main line tunnel, 2 ... Branch tunnel, 2A ... Starting port (opening part), 4 ... Reinforcing pillar member, 6A, 6B ... Segment, 12 ... Reinforcing beam member, 14 ... Fire hitting material, 15, 25 ... Wall block , 16, 26 ... start port block (opening block), 20, 30 ... segment main body, 21, 32 ... steel plate for reinforcement.
Claims (6)
前記分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側には一対の補強用柱部材が設けられ、該一対の補強用柱部材の上下両端部にはそれら補強用柱部材に跨るように上下の補強用梁部材が設けられ、
前記補強用柱部材はセグメントによって構成され、
前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとで円弧版状に構成されていて、前記一対の補強用柱部材の間に配設され、
前記補強用梁部材は、前記補強用柱部材のセグメントと前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントの壁ブロックとに設けられた補強材組み付け部にセットされ、
前記開口部ブロックは、シールド掘削機で掘削可能な高靱性コンクリート材で構成され
ていることを特徴とするシールドトンネルの構造。A shield tunnel structure in which an opening such as a branch tunnel is formed on the inner peripheral surface of a main tunnel dug by a shield machine,
A pair of reinforcing column members are provided on both front and rear outer sides in the main tunnel axial direction of the opening portion of the branch tunnel or the like, and the upper and lower ends of the pair of reinforcing column members straddle the reinforcing column members. Upper and lower reinforcing beam members are provided,
The reinforcing column member is constituted by a segment,
The segment in the vicinity of the branch tunnel opening is configured in an arc plate shape with a wall block forming the inner peripheral wall of the main tunnel and an opening block where the branch tunnel opening is formed, and the pair of reinforcing columns Between the members,
The reinforcing beam member is set in a reinforcing material assembling portion provided in a segment of the reinforcing column member and a wall block of a segment in the vicinity of the branch tunnel opening,
The opening block is made of a high toughness concrete material that can be excavated by a shield excavator.
Structure of the shield tunnel, characterized in that is.
前記分岐トンネル等の開口部の本線トンネル軸方向の前後両外側には一対の補強用柱部材が設けられ、該一対の補強用柱部材の上下両端部にはそれら補強用柱部材に跨るように上下の補強用梁部材が設けられ、
前記補強用柱部材はセグメントによって構成され、
前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、本線トンネルの内周壁を形成する壁ブロックと分岐トンネル開口部が形成される開口部ブロックとで円弧版状に構成されていて、前記一対の補強用柱部材の間に配設され、
前記補強用梁部材は、前記補強用柱部材のセグメントと前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントの壁ブロックとに設けられた補強材組み付け部にセットされ、
前記開口部ブロックは、壁ブロックに対して着脱自在に構成されていることを特徴とするシールドトンネルの構造。 A shield tunnel structure in which an opening such as a branch tunnel is formed on the inner peripheral surface of a main tunnel dug by a shield machine,
A pair of reinforcing column members are provided on both front and rear outer sides in the main tunnel axial direction of the opening portion of the branch tunnel or the like, and the upper and lower ends of the pair of reinforcing column members straddle the reinforcing column members. Upper and lower reinforcing beam members are provided,
The reinforcing column member is constituted by a segment,
The segment in the vicinity of the branch tunnel opening is configured in an arc plate shape with a wall block forming the inner peripheral wall of the main tunnel and an opening block where the branch tunnel opening is formed, and the pair of reinforcing columns Between the members,
The reinforcing beam member is set in a reinforcing material assembling portion provided in a segment of the reinforcing column member and a wall block of a segment in the vicinity of the branch tunnel opening,
The structure of a shield tunnel, wherein the opening block is configured to be detachable from the wall block .
前記補強用柱部材と前記補強用梁部材との間には火打ち材が組み付けられることを特徴とするシールドトンネルの構造。 In the structure of the shield tunnel according to claim 1 or 2,
A structure of a shield tunnel, wherein a fire striking material is assembled between the reinforcing column member and the reinforcing beam member .
前記分岐トンネル開口部の近傍のセグメントは、トンネル内周面側に補強用鋼板が着脱自在に取り付けられていることを特徴とするシールドトンネルの構造。 In the structure of the shield tunnel according to any one of claims 1 to 3 ,
The shield tunnel structure characterized in that a reinforcing steel plate is detachably attached to the inner peripheral surface side of the segment in the vicinity of the branch tunnel opening.
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