JP4453879B2 - Shield tunnel method - Google Patents
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Description
本発明は、シールド掘進機で掘削しながらセグメントを組み立てて構築されるシールドトンネル工法に関するものである。 The present invention relates to a shield tunnel method constructed by assembling segments while excavating with a shield machine.
土木工事のシールド工法において、シールド掘進機で掘削しながらセグメントを組み立ててシールドトンネルを構築するとき、構築場所によっては図3に示すように地下水流6の流れ方向と直交する方向にシールドトンネル1が透水土層2に構築されることがある。
In the civil engineering shield method, when the shield tunnel is constructed by assembling the segments while excavating with a shield machine, the shield tunnel 1 is arranged in a direction perpendicular to the flow direction of the
シールドトンネル1はトンネル内への地下水の浸入を防ぐために例えば、セグメントの外殻は水の浸入しない鋼材などで製作し、また、セグメントピース間やセグメントリング間には止水のためのシール材を介装して、止水構造としているため、透水土層2にシールドトンネル1が構築されると、該シールドトンネル1によって地下水流の流れが遮断される。図中3は不透水土層を示す。
In order to prevent the ingress of groundwater into the tunnel, the shield tunnel 1 is made of, for example, steel that does not allow water to enter the outer shell of the segment, and a sealing material for water stoppage is provided between the segment pieces and between the segment rings. Since the water blocking structure is interposed, when the shield tunnel 1 is constructed in the
シールドトンネル1によって地下水流6がせき止められると、シールドトンネル1が構築された場所よりも下流側に位置する地下水流6は、シールドトンネル1の構築前の水位Aよりもトンネル構築後の水位Bが低下し、その結果、この地域に設けてある井戸4などでは井戸枯れが発生したりするなどの不都合が生じる。
When the
他方、シールドトンネル1が構築された場所よりも上流側に位置する地下水流6は、以前の水位Aよりもトンネル構築後の水位Cが上昇し、その結果、この地域に構築されている建物5の地下室では漏水や浸水などが発生する。
On the other hand, in the
また、シールドトンネル1の覆工にも、シールドトンネル1に対して地下水流6の上流側と下流側では水位(水量)が異なるために、セグメントに偏土圧や偏水圧が発生する。このため、高強度(高耐力)のセグメントが必要となる。
In addition, since the water level (water amount) is different between the upstream side and the downstream side of the
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、地下水流の流れ方向と直交する方向にシールドトンネルが透水土層に築造される場合に、地下水流を遮断することなく、地下水位に変動が生じることを防止でき、周囲に影響を及ぼすおそれのないシールドトンネル工法を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the inconvenience of the conventional example, and when the shield tunnel is built in the permeable soil layer in the direction orthogonal to the flow direction of the groundwater flow, the groundwater level fluctuates without blocking the groundwater flow. An object of the present invention is to provide a shield tunneling method that can prevent the occurrence of such a phenomenon and does not affect the surroundings.
本発明は前記目的を達成するため、シールド掘進機で掘削しながらセグメントを組み立てて構築されるシールドトンネル工法において、セグメント外殻は耐圧性を有する構造部材で形成し、該構造部材のうちの坑内側の面板は止水性を有するもので形成して密閉構造とし、透水土層に位置する透水区間のセグメントピースのテールボイド部にのみ透水性を有する裏込め充填材を充填してこのセグメントピースに透水手段を付与するものであり、透水土層に位置しない一般のセグメントピースのテールボイド部には一般の裏込め注入材が充填され、前記透水区間のセグメントピースのテールボイド部に注入する裏込め充填材を、多孔質材料、高空隙材料、間隙作成材料、発泡性材料などの透水性を有する材質のものとしてこれを充填することで、シールドトンネルが地下水流を遮断しないようにセグメントの外側に該セグメントにそって地下水が流れる透水手段を形成し、また、前記透水区間の透水手段を付与するセグメントピースと一般のセグメントピースとの間に、ゴム、ビニールなどの材質による伸縮自在な袋状体を内蔵させておき、組立後に、この袋状体の内部にエアー、水、モルタルなどの流動性物体による注入材を注入して袋状体を膨らませ、これを地山の側に密着させる浸入防止用の特殊なセグメントピースを介在させることを要旨とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a shield tunneling method constructed by assembling segments while excavating with a shield machine, and the segment outer shell is formed of a structural member having pressure resistance. The inner face plate is made of water-tight and has a sealed structure, and only the tail void part of the segment piece in the water-permeable section located in the water-permeable soil layer is filled with water-permeable backfill filler so that this segment piece is water-permeable. The tail void portion of a general segment piece that is not located in the permeable soil layer is filled with a general backfill injection material, and a backfill filler material that is injected into the tail void portion of the segment piece in the water permeable section is provided. By filling it as a material with water permeability such as porous material, high void material, gap creating material, foaming material, etc. Shield tunnel forms a water-permeable means through which ground water along the segment on the outside of the segments so as not to block the groundwater flow, and between the segment piece which imparts permeability means permeability segment and general segment piece A flexible bag-like body made of materials such as rubber, vinyl, etc. is built in, and after assembly, an injecting material is injected into the bag-like body using air, water, mortar, or other fluid objects. The gist is to interpose a special segment piece for preventing intrusion, which causes the swell to stick to the ground.
請求項1記載の本発明によれば、テールボイド部に行う裏込め充填材を透水性を有する材質のものとすることにより、この裏込め充填材を充填した箇所であるセグメントの外周囲を地下水が通過するから、セグメントには加工を施すことなく、容易に地下水を透水できる。 According to the first aspect of the present invention, the backfilling material to be applied to the tail void portion is made of a material having water permeability, so that the groundwater is surrounded by the outer periphery of the segment where the backfilling material is filled. Since it passes, the groundwater can be easily permeated without processing the segment.
以上述べたように本発明のシールドトンネル工法は、地下水流の流れ方向と直交する方向にシールドトンネルが透水土層に築造された場合であっても、シールドトンネルに地下水流を遮断しないような透水手段を設けたから、この透水手段により地下水流はシールドトンネルにせき止められることなく、該トンネルを通過してトンネル構築前と同じ方向に流れる。よって、該シールドトンネルをはさんでトンネル構築後も地下水流の上流側と下流側で水位に変化が生じることがないから、シールド断面に対する偏土圧、偏水圧がなくなり、軽量で安価なセグメントでトンネル覆工を行うことができる。また、地下水流に影響されずに自由な位置にトンネルを施工できる。 As described above, the shield tunneling method of the present invention is a water permeable method that does not block the groundwater flow in the shield tunnel even when the shield tunnel is built in the permeable soil layer in a direction orthogonal to the flow direction of the groundwater flow. Since the means is provided, the water flow allows the groundwater flow to flow in the same direction as before the tunnel construction through the tunnel without being blocked by the shield tunnel. Therefore, since there is no change in the water level upstream and downstream of the groundwater flow after the tunnel is built across the shield tunnel, there is no uneven soil pressure or uneven pressure on the shield cross section, and it is a lightweight and inexpensive segment. Tunnel lining can be performed. In addition, tunnels can be constructed at free positions without being affected by groundwater flow.
そして、テールボイド部に行う裏込め充填材を透水性を有する材質のものとすることにより、この裏込め充填材を充填した箇所であるセグメントの外周囲を地下水が通過するから、セグメントには加工を施すことなく、容易に地下水を透水できる。 Then, by making the backfilling filler material for the tail void part of a material having water permeability, groundwater passes through the outer periphery of the segment where the backfilling filler is filled. Without applying it, you can easily permeate the groundwater.
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明のシールドトンネル工法の1実施形態を示すもので、シールド掘進機で掘削しながらセグメントを組み立てて構築されるシールドトンネル工法において、セグメント外殻は耐圧性を有する構造部材で形成し、該構造部材のうちの坑内側の面板は止水性を有するもので形成して密閉構造とし、透水手段形成するものとしてセグメントピース7の外面と地山20間に生じるテールボイド部27を地下水が通過可能なようにテールボイド部27に注入する裏込め充填材28を透水性を有する材質のものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the shield tunnel method of the present invention. In the shield tunnel method constructed by assembling segments while excavating with a shield machine, the outer shell of the segment is formed of a structural member having pressure resistance. Of these structural members, the face plate inside the mine is formed with a water-tight structure to form a sealed structure, and the ground water passes through the
この裏込め充填材28の材料としては、例えば、多孔質材料、高空隙材料、間隙作成材料、発泡性材料などがある。前記多孔質材料は、充填材自体が透水性を有する内部空隙のある材料で、例えば、軽石、軽量骨材、パーライト、硬質スポンジなどの透水性の材料であり、前記高空隙材料は、充填材自体の粒子間空隙の大きな材料で、例えば、砂、砂利、ビーズ、パーライト、高分子系材料をへちま状に加工したものなどの材料である。
Examples of the material of the
前記間隙作成材料は、充填作業中は空隙がないか、または少ないが、充填完了時には透水作用を行うのに十分な空隙を生ずるものであり、例えば高濃度塩水、ポリマー材、ゲル材、シェービングクリーム状の気泡材等を流動化材として使用し、テールボイド部27に充填後、消泡剤や固化材、凝集剤、水等により、凝集固化したり、消泡したりして空隙を作りだすものである。
The gap creating material has no or few voids during the filling operation, but generates sufficient voids for water permeability when filling is completed. For example, high-concentration salt water, polymer material, gel material, shaving cream Is used as a fluidizing material, and after filling in the
前記発泡性材料は、テールボイド部27への充填時は発泡していないが、充填後発泡を生じて多孔質材料となり透水機能を有する材料である。
The foamable material is not foamed when the
また、この裏込め充填材28は前記のような単一材料に限定されず、充填材を入れ換えるようにしてもよく、例えば、裏込め充填材28自体は凝固しない材料、例えばゲル状の材料、シェービングクリーム状の材料として、これを仮に充填しておき、後日、多孔質材料などの透水性を有する材料に置き換える。
Further, the
図2に示すようにこの透水性を有する裏込め充填材28も透水土層2に位置する透水区間のセグメントピース7のテールボイド部27にのみ充填してこのセグメントピース7に透水手段を付与するものであり、透水土層2に位置しない一般のセグメントピース29のテールボイド部27には一般の裏込め注入材30が充填される。
As shown in FIG. 2, this water-
この場合、一般の透水性を有しない裏込め注入材30が透水区間のテールボイド部27に浸入すると、この透水区間の透水性が損なわれることになる。そこで、透水区間の透水性を有するセグメントピース7と一般のセグメントピース29との間に浸入防止用の特殊なセグメントピース31を介在させる。
In this case, when the
該セグメントピース31はゴム、ビニールなどの材質による伸縮自在な袋状体32を内蔵させておき、組立後に、この袋状体32の内部にエアー、水、モルタルなどの流動性物体による注入材33を注入して袋状体32を膨らませ、これを地山20の側に密着させる。
The
この袋状体32の地山20側との密着により、透水性を有するセグメントピース7と一般のセグメントピース29との間がシールされ、一般の透水性を有しない裏込め注入材30が透水区間のテールボイド部27に浸入することを阻止する。これにより、透水土層2の地下水流6はテールボイド部27内の透水性を有する裏込め充填材28を透水してセグメントピース7の周面にそって流れ、上流から下流への流れが妨げられることはない。
Due to the close contact of the bag-
1…シールドトンネル 2…透水土層
3…不透水土層 4…井戸
5…建物 6…地下水流
7…セグメントピース 20…地山
24…スキンプレート
25…テールシール 26…遮水板
27…テールボイド部 28…裏込め充填材
29…セグメントピース 30…裏込め注入材
31…セグメントピース 32…袋状体
33…注入材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shield
24… Skin plate
25 ... Tail seal 26 ... Water shielding plate
27 ... Tail
29…
31…
33. Injection material
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