JP6720765B2 - Construction method of large section tunnel - Google Patents
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Description
本発明は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するための大断面トンネルの構築工法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a large-section tunnel construction method for constructing a branch/junction portion of a main-line shield tunnel with a branch-line shield tunnel as a large-section tunnel.
従来より、大深度地下において本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するにあたり、大断面トンネル構築予定領域と外側の地山とを隔絶する補強体を構築し、当該補強体の内方にて大断面トンネルを施工する工法が知られている。 Conventionally, when constructing a large-section tunnel as a large-section tunnel at the junction with a branch-line shield tunnel in a main-line shield tunnel in a deep underground, constructing a reinforcement body that separates the large-section tunnel construction planned area from the outer ground, A method of constructing a large-section tunnel inside the reinforcement is known.
そして、補強体の構築方法として、例えば特許文献1には、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルの上下各々にシールド掘削機を利用して地中発進室を構築し、当該地中発進室の複数箇所からルーフシールド機を順次発進させ、分岐合流部の周囲に所定の間隔で複数のルーフシールドトンネルを配列することにより分岐合流部を取り囲むシールドルーフ先受工を構築し、その後ルーフシールドトンネル間を凍結工法もしくは薬液注入により接合することにより周辺地山に対する支保工として機能させる方法が開示されている。 Then, as a method of constructing the reinforcing body, for example, in Patent Document 1, a ground excavation chamber is constructed by using shield excavators above and below the main line shield tunnel and the branch line shield tunnel, respectively, and a plurality of locations of the underground start chamber are provided. To start the roof shield machine in sequence, and by arranging multiple roof shield tunnels around the junction at the predetermined intervals, construct a shield roof pre-reception surrounding the junction, then freeze between the roof tunnels. There is disclosed a method of joining by a construction method or chemical solution injection so as to function as a support work for the surrounding ground.
また、特許文献2では、ルーフシールド機の発進基地を構築するにあたり、本線シールドトンネルにおける分岐合流部の手前部分に、円周シールド機を利用してリング状の外殻シールド発進部を本線シールドトンネルから張り出すようにして構築し、当該外殻シールド発進部から分岐合流部の延長方向に向けてルーフシールド機を順次発進させ、分岐合流部を取り囲むシールドルーフ先受工を構築している。 Further, in Patent Document 2, in constructing a starting base for a roof shield machine, a ring-shaped outer shell shield starting section is used in front of the branching and joining section in the main line shield tunnel by using a circumferential shield machine. The roof shield machine is sequentially started from the outer shell shield starting part in the extension direction of the branching and merging part to construct a shield roof front receiving work surrounding the branching and merging part.
しかし、特許文献1の方法では、シールドルーフ先受工を構築するべく本線シールドトンネル及び支線シールドトンネルとは別に地中発進室を構築することから、当該地中発進室を構築するためのシールド掘削機による施工や薬液注入あるいは凍結工法等の地盤改良部を構築する作業が発生することとなり、大掛かりな施工を要するとともに作業期間が長期化するだけでなく、地中発進室を構築するための空間を確保する必要が生じ、地中発進室を構築するための一連の作業が煩雑となる。 However, in the method of Patent Document 1, an underground starting room is constructed separately from the main line shield tunnel and the branch line shield tunnel in order to construct the shield roof preparatory work. Therefore, shield excavation for constructing the underground starting chamber is performed. Machine construction and chemical injection or freezing construction work will be required to construct the ground improvement section, which not only requires large-scale construction and prolongs the work period, but also a space for constructing an underground launch room. Therefore, a series of operations for constructing the underground starting room becomes complicated.
また、特許文献2の方法を採用する場合、本線シールドトンネルに設けた外殻シールド発進部から発進したルーフシールド機を、分岐合流部を取り囲む領域に到達するまでの間に縦断方向に移動させる必要が生じるが、縦断方向に移動させるための助走空間を確保できない場合、本工法を採用することができない。また、外殻シールド発進部を本線シールドトンネルに設けるため、外殻シールド発進部およびルーフ先受工を構築する際の作業空間を本線シールドトンネルの内部に設ける必要があり、本線シールドトンネルに係る作業を実施するための作業空間と錯綜しやすい。 Further, when the method of Patent Document 2 is adopted, it is necessary to move the roof shield machine started from the outer shell shield starting portion provided in the main line shield tunnel in the longitudinal direction before reaching the area surrounding the branching and joining portion. However, this method cannot be adopted if the running space for moving in the longitudinal direction cannot be secured. In addition, since the outer shell shield starting part is provided in the main line shield tunnel, it is necessary to provide a working space inside the main line shield tunnel when constructing the outer shell shield starting part and the roof front work. It is easy to get confused with the work space for carrying out.
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、安全かつ作業効率よく、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築することの可能な、大断面トンネルの構築工法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to safely and efficiently work, and to construct a branching junction with a branch shield tunnel in a main shield tunnel as a large-section tunnel. The purpose is to provide a construction method for large-section tunnels.
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工法は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するべく、少なくとも大断面トンネル構築予定領域の周囲の一部分を筒状躯体で囲繞する大断面トンネルの構築工法において、前記支線シールドトンネルを前記大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第1端部から延伸させて該第1端部とは反対側の第2端部に少なくとも到達するように構築する第1の工程と、前記支線シールドトンネルの延伸部分であって、前記第2端部もしくは該第2端部と前記第1端部に挟まれた任意の位置に発進及び到着エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うリング状躯体を構築する第2の工程と、該リング状躯体の前記第1端部を向く側面の任意の位置に発進エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うとともに前記第1端部に向かう外殻シールドトンネルを複数構築し、複数の該外殻シールドトンネルと前記支線シールドトンネルとにより、前記大断面トンネル構築予定領域の周囲を囲繞する第3の工程と、複数の前記外殻シールドトンネルおよび前記支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、前記筒状躯体を構築する第4の工程と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the method for constructing a large-section tunnel of the present invention is to construct at least a part of the periphery of a large-section tunnel construction planned area in order to construct a branch merged portion with a branch line shield tunnel in a main line shield tunnel as a large-section tunnel. In a construction method of a large cross-section tunnel surrounded by a tubular skeleton, the branch line shield tunnel is extended from a first end which is an end on the branch side of the large cross-section tunnel construction planned region and is opposite to the first end. A first step of building so as to reach at least the second end on the side, and an extension portion of the branch line shield tunnel, which is sandwiched between the second end or the second end and the first end. A second step of setting a starting and arriving area at an arbitrary position, and constructing a ring-shaped skeleton along the outer periphery of the large cross-section tunnel construction scheduled region, and a side surface of the ring-shaped skeleton facing the first end. A starting area is set at an arbitrary position, and a plurality of outer shell shield tunnels are formed along the outer periphery of the large-section tunnel construction planned area and toward the first end, and the plurality of outer shell shield tunnels and the branch line shields are constructed. A third step of surrounding the periphery of the large cross-section tunnel construction scheduled area by a tunnel, and a step of constructing the tubular skeleton by utilizing a plurality of extending portions of the outer shell shield tunnel and the branch line shield tunnel. And the process of 4 are provided.
上記の大断面トンネルの構築工法によれば、一般に大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第1端部まで構築する支線シールドトンネルを、そのまま延伸させて大断面トンネル構築予定領域の第1端部とは反対側の第2端部に至るまで構築する。これにより、複数の外殻シールドトンネルを構築するための発進エリアとなるリング状躯体を、支線シールドトンネルの延伸部分を発進及び到達エリアとして利用し構築することができる。このため、外殻シールドトンネルを構築するための発進エリアを新たに構築する場合と比較して、作業空間を別途確保する手間を省略できるともに、準備工としての大規模な地盤改良工事も省略することが可能となる。 According to the above-mentioned construction method of a large-section tunnel, the branch line shield tunnel that is generally constructed up to the first end, which is the end on the branch side of the large-section tunnel construction planned area, is extended as it is to Build up to the second end opposite the first end. Accordingly, the ring-shaped frame, which is a starting area for constructing a plurality of outer shell shield tunnels, can be constructed by using the extended portion of the branch line shield tunnel as a starting and reaching area. For this reason, compared to the case where a starting area for constructing the outer shell shield tunnel is newly constructed, it is possible to omit the work of separately securing a work space and also to omit the large-scale ground improvement work as a preparatory work. It becomes possible.
また、支線シールドトンネルの延伸部分は、複数の外殻シールドトンネルと略並列して構築されるから、大断面トンネル構築予定領域を支線シールドトンネルの延伸部分と複数の外殻シールドトンネルとにより囲繞し、これらを利用して筒状躯体を構築できる。したがって、新たに構築する外殻シールドトンネルの数量を削減でき、施工期間を短縮できるとともに、施工費を大幅に削減することが可能となる。 Further, since the extension of the branch line shield tunnel is constructed in parallel with the plurality of outer shell shield tunnels, the large cross section tunnel construction area is surrounded by the extension of the branch line shield tunnel and the plurality of outer shell shield tunnels. , These can be used to construct a tubular body. Therefore, the number of outer shell shield tunnels to be newly constructed can be reduced, the construction period can be shortened, and the construction cost can be significantly reduced.
さらに、上記のリング状躯体の構築に係る作業エリアおよび作業動線として、支線シールドトンネルの延伸部分を利用できるとともに、外殻シールドトンネルの構築に係る作業エリアおよび作業動線として、リング状躯体と支線シールドトンネルの延伸部分を利用できる。これにより、筒状躯体の構築に係るすべての作業を本線シールドトンネルの構築に係る作業と錯綜することなく実施できることから、施工効率が大幅に向上し安全確実な施工を行うことが可能になるとともに、工期の短縮化に寄与するため大幅な工費削減を図ることが可能となる。 Furthermore, as the work area and work flow line related to the construction of the ring-shaped skeleton, the extended portion of the branch line shield tunnel can be used, and as the work area and work flow line related to the construction of the outer shell shield tunnel, a ring-shaped structure and The extension of the branch line shield tunnel can be used. As a result, all the work related to the construction of the tubular frame can be carried out without complication with the work related to the construction of the main line shield tunnel, so that the construction efficiency can be significantly improved and safe and reliable construction can be performed. As it contributes to shortening the construction period, it is possible to significantly reduce the construction cost.
また、本発明の大断面トンネルの構築工法は、第2の工程で、前記リング状躯体を、前記大断面トンネル構築予定領域の第2端部に対応する位置に構築することを特徴とする。 Further, the method for constructing a large cross-section tunnel of the present invention is characterized in that, in the second step, the ring-shaped skeleton is constructed at a position corresponding to the second end of the large-section tunnel construction planned region.
上記の大断面トンネルの構築工法によれば、第1端部から第2端部に至る大断面トンネル構築予定領域の全長に、支線シールドトンネルの延伸部分と複数の外殻シールドトンネルを利用して構築した筒状躯体が配置されるから、従来よりシールドトンネルを拡幅する際に実施されている切開き工法を、本線シールドトンネルに対して実施することなく大断面トンネルを構築することができ、安全確実な施工を実施することが可能となる。 According to the above-mentioned construction method of a large cross section tunnel, the extension part of the branch line shield tunnel and a plurality of outer shell shield tunnels are used for the entire length of the large section tunnel construction planned area from the first end to the second end. Since the constructed tubular skeleton is placed, it is possible to construct a large cross-section tunnel without performing the slitting method conventionally used when widening a shield tunnel to the main line shield tunnel. It is possible to carry out reliable construction.
本発明によれば、一般に大断面トンネル構築予定領域の第1端部まで構築する支線シールドトンネルを、そのまま延伸させて大断面トンネル構築予定領域の第2端部に至るまで構築し、この支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、大断面トンネル構築予定領域を囲繞する筒状躯体を構築できるため、安全かつ作業効率よく支線シールドトンネルとの分岐合流部となる大断面トンネルを、本線シールドトンネルに構築することの可能となる。 According to the present invention, a branch line shield tunnel which is generally constructed up to the first end portion of the large cross-section tunnel construction planned region is extended as it is and constructed up to the second end portion of the large section tunnel construction planned region, and this branch line shield is constructed. By using the extended part of the tunnel, it is possible to construct a tubular frame that surrounds the planned area for constructing a large-section tunnel. It is possible to build.
本発明は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するための施工方法に関するものである。なお、本線シールドトンネルは、新設トンネルまたは既設トンネルのいずれにも適用可能であるが、本実施の形態では、既知のシールド掘削機(図示せず)にて新設する場合を事例とし、以下に図1〜図12を用いて説明する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a construction method for constructing a branch/junction portion of a main line shield tunnel with a branch line shield tunnel as a large-section tunnel. Note that the main line shield tunnel can be applied to either a new tunnel or an existing tunnel, but in the present embodiment, a case of newly installing with a known shield excavator (not shown) is taken as an example, It demonstrates using 1-FIG.
本発明の工法にて構築しようとする大断面トンネル3は、図1の概略図で示すように、本線シールドトンネル1の一部分を拡幅したものであり、大断面トンネル3の軸線方向における両端部のうち、本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2が隣り合うように構築される分岐側の端部である第1端部と比較して、本線シールドトンネル1のみが構築される第1の端部とは反対側の第2端部が小断面をなす、略円錐台形状に構築されている。なお、大断面トンネル3は、必ずしも上記の態様に限定されるものではなく、例えば第1端部と第2端部の断面径が等しい円筒形状に構築されるものであってもよい。 The large section tunnel 3 to be constructed by the construction method of the present invention is an enlarged part of the main line shield tunnel 1 as shown in the schematic view of FIG. Among them, as compared with a first end that is a branch-side end that is constructed so that the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 are adjacent to each other, Is constructed in a substantially frustoconical shape with the second end on the opposite side having a small cross section. The large-section tunnel 3 is not necessarily limited to the above-described aspect, and may be constructed, for example, in a cylindrical shape in which the first end portion and the second end portion have the same cross-sectional diameter.
このような形状の大断面トンネル3を構築するにあたっては、図7(a)の断面図で示すように、大断面トンネル構築予定領域4の周囲をあらかじめ筒状躯体5にて取り囲んだ後、その内方を掘削することにより大断面トンネル構築予定領域4内に位置する本線シールドトンネル1を拡幅し、図7(b)で示すような大断面トンネル3を構築する。以下に、大断面トンネル構築予定領域4の筒状躯体5を用いた大断面トンネルの構築方法を示す。 In constructing the large cross-section tunnel 3 having such a shape, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7A, after the surrounding area of the large cross-section tunnel construction planned area 4 is preliminarily surrounded by the tubular skeleton 5, By excavating the inside, the main shield tunnel 1 located in the large-section tunnel construction planned region 4 is widened to construct the large-section tunnel 3 as shown in FIG. 7B. Hereinafter, a method of constructing a large-section tunnel using the tubular skeleton 5 in the large-section tunnel construction planned region 4 will be described.
〈STEP1〉
第1の工程では、図2で示すように、本線シールドトンネル1をシールド掘削機の地中掘進により構築し、大断面トンネル構築予定領域4を通過させるとともに、本線シールドトンネル1に隣接して支線シールドトンネル2を同じくシールド掘削機の地中掘進により構築する。支線シールドトンネル2は、本来であれば大断面トンネル構築予定領域4の軸心方向における分岐側の端部である第1端部41まで構築するものであるところ、これを延伸して少なくとも第1の端部41とは反対側の第2端部42に到達するよう延伸部分21を構築する。
<STEP1>
In the first step, as shown in FIG. 2, the main line shield tunnel 1 is constructed by underground excavation of a shield excavator, passes through a large cross-section tunnel construction planned area 4, and is adjacent to the main line shield tunnel 1 by a branch line. The shield tunnel 2 is also constructed by underground excavation of a shield excavator. The branch line shield tunnel 2 is originally built up to the first end 41 which is the end on the branch side in the axial direction of the large cross-section tunnel construction planned region 4, but it is extended to at least the first end 41. The extending portion 21 is constructed so as to reach the second end portion 42 opposite to the end portion 41 of the.
この支線シールドトンネル2の延伸部分21は、平面視で大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41から第2端部42に至るまで、大断面トンネル構築予定領域4における支線シールドトンネル2側の地山との境界が、支線シールドトンネル2内に位置するよう、平面線形を確保する。このため、本実施の形態では支線シールドトンネル2の延伸部分21の平面線形を、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41手前で本線シールドトンネル1から離間する方向に一旦振ったのち、第2端部42に向かうにしたがい本線シールドトンネル1に近接するような形状としている。 The extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 extends from the first end portion 41 to the second end portion 42 of the large cross-section tunnel construction planned area 4 in plan view to the branch line shield tunnel 2 side in the large cross section tunnel construction planned area 4. The plane alignment is ensured so that the boundary with the ground is located in the branch line shield tunnel 2. For this reason, in the present embodiment, after the plane alignment of the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 is shaken once in the direction away from the main line shield tunnel 1 before the first end 41 of the large cross-section tunnel construction planned region 4, The shape is such that it approaches the main line shield tunnel 1 as it approaches the second end 42.
〈STEP2〉
第2の工程では、図3で示すように、支線シールドトンネル2の延伸部分21であって、大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42に対応する位置に発進及び到着エリアを設定し、矩形シールド掘削機(図示せず)を発進させて大断面トンネル構築予定領域4の外周に沿うリング状躯体6を構築する。これにより、大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42に対応する位置において、本線シールドトンネル1はリング状躯体6の内側に配置され、支線シールドトンネル2の延伸部分21はリング状躯体6の一部を構成する態様となる。
<STEP2>
In the second step, as shown in FIG. 3, the starting and arriving areas are set at the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and at a position corresponding to the second end 42 of the large cross-section tunnel construction scheduled region 4. A rectangular shield excavator (not shown) is started to construct a ring-shaped skeleton 6 along the outer periphery of the large cross-section tunnel construction planned area 4. As a result, at the position corresponding to the second end 42 of the large cross-section tunnel construction planned region 4, the main line shield tunnel 1 is arranged inside the ring-shaped frame 6, and the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 is arranged at the ring-shaped frame 6. It becomes a mode which constitutes a part of.
上記のリング状躯体6を構築する際には、支線シールドトンネル2の延伸部分21に隣接する地盤であって矩形シールド掘削機を発進させる位置周辺、つまり、大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42に対応する位置周辺に対してあらかじめ、薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーン43を形成し止水および土留対策を施す。この後、地盤改良ゾーン43に面する支線シールドトンネル2のセグメントの一部を撤去して矩形シールド掘削機を発進させ、大断面トンネルの構築予定領域4を取り囲むように周回させた後に、支線シールドトンネル2の延伸部分21に到達させる。 When constructing the ring-shaped frame 6, the ground is adjacent to the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and around the position where the rectangular shield excavator is started, that is, the second area of the large cross-section tunnel construction planned region 4. A ground improvement zone 43 is previously formed around the position corresponding to the end 42 by a chemical injection method or a freezing method to take measures against water stoppage and soil retention. After this, a part of the segment of the branch line shield tunnel 2 facing the ground improvement zone 43 is removed, the rectangular shield excavator is started, and the branch line shield is circled so as to surround the planned area 4 of the large cross section tunnel, and then the branch line shield. The extended portion 21 of the tunnel 2 is reached.
このとき、矩形シールド掘削機は、リング状躯体6の横断面が、大断面トンネル1のトンネル軸線と常時平行となるようにその姿勢を制御しつつ地中を掘進し、テール部でセグメントを組み立てるとともに組み立てたセグメントから反力をとって前進させる。なお、本実施の形態では、2体のリング状躯体6を構築し、これらを連結しているが、必ずしもこれに限定されるものでなく、その数量は1体でも3体以上でもよい。また、本実施の形態では、リング状躯体6を矩形シールド掘削機にて構築したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、円周推進工法により構築してもよい。 At this time, the rectangular shield excavator digs into the ground while controlling its posture so that the cross section of the ring-shaped body 6 is always parallel to the tunnel axis of the large-section tunnel 1, and assembles the segment at the tail part. A reaction force is taken from the assembled segment with and it advances. In the present embodiment, the two ring-shaped skeletons 6 are constructed and connected, but the number is not limited to this, and the number may be one or three or more. In addition, in the present embodiment, the ring-shaped skeleton 6 is constructed by the rectangular shield excavator, but it is not necessarily limited to this and may be constructed by a circumferential propulsion method.
このように、リング状躯体6を構築するにあたって、作業エリアおよび作業動線として支線シールドトンネル2の延伸部分21を利用できるため、本線シールドトンネル1の坑内作業と独立して上記の作業を実施することが可能となり、本線シールドトンネル1の構築作業に必要な作業空間や作業動線との錯綜を防ぐことが可能となる。 In this way, when constructing the ring-shaped skeleton 6, since the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 can be used as a work area and a work flow line, the above work is performed independently of the underground work of the main line shield tunnel 1. Therefore, it is possible to prevent confusion with the work space and work flow line necessary for the construction work of the main line shield tunnel 1.
〈STEP3〉
第3の工程では、図4で示すように、リング状躯体6を発進エリアに設定し、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41を向く一方の側面61から小断面シールド掘削機(図示せず)を順次発進させることにより、大断面トンネル構築予定領域4の外周に沿う直線状の外殻シールドトンネル7を複数構築する。これにより、図5及び図6で示すように、大断面トンネル構築予定領域4における第1端部41と第2端部42の間は、その周囲が複数の外殻シールドトンネル7と支線シールドトンネル2の延伸部分21とにより囲繞される。
<STEP3>
In the third step, as shown in FIG. 4, the ring-shaped skeleton 6 is set as the starting area, and the small cross-section shield excavator (from the one side surface 61 facing the first end 41 of the large-section tunnel construction scheduled area 4) (Not shown) are sequentially started to construct a plurality of linear outer shell shield tunnels 7 along the outer periphery of the large cross-section tunnel construction planned region 4. Accordingly, as shown in FIGS. 5 and 6, between the first end portion 41 and the second end portion 42 in the large cross-section tunnel construction planned region 4, a plurality of outer shell shield tunnels 7 and branch line shield tunnels are provided around the periphery. It is surrounded by two extended portions 21.
このように、支線シールドトンネル2の延伸部分21と複数の外殻シールドトンネル7とにより大断面トンネル構築予定領域4を囲繞できるため、外殻シールドトンネル7のみで囲繞する場合と比較して、その数量を削減することができる。なお、本実施の形態では図6で示すように、外殻シールドトンネル7を18本構築したが、これに限定されるものではなく、大断面トンネル構築予定領域4の断面形状や筒状躯体5に必要な剛性、地山の地盤状況、作業効率性、経済性等を考慮し、最適な数量および配置間隔を選択すればよい。 In this way, the extended section 21 of the branch line shield tunnel 2 and the plurality of outer shell shield tunnels 7 can surround the large cross-section tunnel construction planned region 4, so that the outer shell shield tunnel 7 can be surrounded, The quantity can be reduced. In this embodiment, as shown in FIG. 6, 18 outer shell shield tunnels 7 were constructed, but the present invention is not limited to this, and the cross-sectional shape of the large-section tunnel construction-scheduled region 4 and the tubular skeleton 5 are not limited thereto. The optimum quantity and arrangement interval may be selected in consideration of the rigidity required, the ground condition of the ground, work efficiency, economic efficiency, and the like.
上記の外殻シールドトンネル7を構築する際には、図5で示すように、リング状躯体6の一方の側面61に接する地盤であって小断面シールド掘削機が発進する位置周辺に対し、あらかじめ薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーン43を形成し止水および土留対策を施す。この後、地盤改良ゾーン43に接するセグメントの一部を撤去して小断面シールド掘削機を発進させ、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41に到達するまで、大断面トンネル構築予定領域4の周面に沿って直進掘削させる。 When constructing the above-mentioned outer shell shield tunnel 7, as shown in FIG. 5, the ground contacting one side surface 61 of the ring-shaped body 6 and the vicinity of the position where the small cross-section shield excavator starts are beforehand prepared. A soil improvement zone 43 is formed by a chemical injection method or a freezing method to take measures against water stoppage and soil retention. After that, a part of the segment in contact with the ground improvement zone 43 is removed, the small-section shield excavator is started, and the large-section tunnel construction planned area is reached until the first end 41 of the large-section tunnel construction planned area 4 is reached. Excavate straight along the circumference of 4.
このとき、本実施の形態では、小断面シールド掘削機の到達エリアを設けていないため、掘進を終了した後の小断面シールド掘削機は、適宜解体して再利用可能な機材のみを回収する。その方法としては、例えば、シールドジャッキや制御盤等の再利用可能な機材と、スキンプレート、カッターヘッド及び隔壁等の残置する機材との連結を解く一方で、リング状躯体6側から外殻シールドトンネル7を介して台車等の搬送装置を搬入する。 At this time, in the present embodiment, since the arrival area of the small cross section shield excavator is not provided, the small cross section shield excavator after the excavation is appropriately disassembled and only the reusable equipment is collected. As a method for this, for example, reusable equipment such as a shield jack and a control panel and the remaining equipment such as a skin plate, a cutter head, and a partition wall are uncoupled, and the outer shell shield is applied from the ring-shaped body 6 side. A carrier device such as a carriage is carried in through the tunnel 7.
そして、スキンプレート、カッターヘッド及び隔壁等を残置して再利用可能な機材のみを搬送装置に積み込み、リング状躯体6側にて回収する。これにより、回収した再利用可能な機材を利用して新たな小断面シールド掘削機をリング状躯体6内において組み立てることができ、これを他の外殻シールドトンネル7を構築する際に使用することが可能となる。 Then, the skin plate, the cutter head, the partition wall, etc. are left, and only the reusable equipment is loaded into the carrying device and collected on the side of the ring-shaped body 6. As a result, a new small-section shield excavator can be assembled in the ring-shaped skeleton 6 by using the recovered reusable equipment, and this can be used when constructing another outer-shell shield tunnel 7. Is possible.
なお、小断面シールド掘削機の利用方法は、必ずしも上記の方法に限定されるものではなく、例えば、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41近傍に地上もしくは支線シールドトンネル2と連通する到達エリアを構築し、到達エリアから支線シールドトンネル2を介して回収してもよい。 The method of using the small-section shield excavator is not necessarily limited to the above-described method. For example, the small-section shield excavator is connected to the ground or branch line shield tunnel 2 near the first end 41 of the large-section tunnel construction scheduled area 4. An arrival area may be constructed and collected from the arrival area via the branch line shield tunnel 2.
このように、外殻シールドトンネル7を構築するにあたって、リング状躯体6が、小断面シールド掘削機を発進させるための発進エリアとしてだけでなく、掘進後の小断面シールド掘削機における再利用可能な機材の回収や再利用可能な機材を用いた新たな小断面シールド掘削機の組み立て等、外殻シールドトンネル7の構築に係るあらゆる作業を実施するための作業エリアとなる。 Thus, in constructing the outer shell shield tunnel 7, the ring-shaped skeleton 6 can be reused not only as a starting area for starting the small-section shield excavator but also in the small-section shield excavator after the excavation. It will be a work area for carrying out all operations related to the construction of the outer shell shield tunnel 7, such as collection of equipment and assembly of a new small-section shield excavator using reusable equipment.
また、リング状躯体6は、支線シールドトンネル2の延伸部分21と接続していることから、外殻シールドトンネル7の構築に係る作業動線も確保できる。これにより、外殻シールドトンネル7の構築に係る作業を、本線シールドトンネル1の坑内作業と独立して実施することが可能となり、本線シールドトンネル1の構築作業に必要な作業空間や作業動線との錯綜を防ぐことが可能となる。 Further, since the ring-shaped skeleton 6 is connected to the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2, the work flow line related to the construction of the outer shell shield tunnel 7 can be secured. This makes it possible to carry out the work relating to the construction of the outer shell shield tunnel 7 independently of the underground work of the main line shield tunnel 1, and the work space and work flow line necessary for the construction work of the main line shield tunnel 1. It is possible to prevent the complication of.
〈STEP4〉
第4の工程では、図7(a)の断面図で示すように、支線シールドトンネル2の延伸部分21と複数の外殻シールドトンネル7を利用して、大断面トンネル構築予定領域4を囲繞する筒状躯体5を構築する。
<STEP4>
In the fourth step, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7A, the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and the plurality of outer shell shield tunnels 7 are used to surround the large cross-section tunnel construction planned region 4. The tubular skeleton 5 is constructed.
筒状躯体5を構築するには、まず、支線シールドトンネル2の延伸部分21および複数の外殻シールドトンネル7の周囲地盤に対して凍結工法もしくは薬液注入工法による地盤改良部8を構築する。この後、図8で示すように、支線シールドトンネル2の延伸部分21および複数の外殻シールドトンネル7各々において対向するセグメントを撤去するとともに、地盤を掘削する。 In order to construct the tubular skeleton 5, first, the ground improvement portion 8 is constructed on the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and the ground surrounding the outer shell shield tunnels 7 by the freezing method or the chemical solution injection method. Then, as shown in FIG. 8, the extending portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and the opposing segments in each of the plurality of outer shell shield tunnels 7 are removed, and the ground is excavated.
こうして連通状態となった支線シールドトンネル2の延伸部分21と外殻シールドトンネル7との間、および隣り合う外殻シールドトンネル7どうしの間を利用して、配筋及びコンクリートの打設を行うことにより、大断面トンネル構築予定領域4を内包する筒状躯体5を構築する。また、筒状躯体5の構築が完了した後に、作業エリアとして利用したリング状躯体6の中空部にコンクリートを充填する。 Using the space between the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and the outer shell shield tunnel 7 which are in communication with each other, and between the outer shell shield tunnels 7 adjacent to each other, the reinforcement bar and the concrete are placed. Thus, the tubular skeleton 5 including the large-section tunnel construction planned region 4 is constructed. Further, after the construction of the tubular skeleton 5 is completed, the hollow portion of the ring-shaped skeleton 6 used as the work area is filled with concrete.
これにより、大断面トンネル構築予定領域4の周囲には、支線シールドトンネル2の延伸部分21と複数の外殻シールドトンネル7よりなり、後に大断面トンネル3の覆工体として機能する筒状躯体5が、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41から第2端部42に至る全長に構築される。 As a result, around the large-section tunnel construction-scheduled region 4, the tubular frame 5 is formed of the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 and the plurality of outer shell shield tunnels 7, which later functions as a lining body of the large-section tunnel 3. Is constructed over the entire length from the first end portion 41 to the second end portion 42 of the large-section tunnel construction planned region 4.
なお、筒状躯体5を構築する作業は、18本の外殻シールドトンネル7すべてを構築した後に行ってもよいし、外殻シールドトンネル7を順次構築しつつ行ってもよく、その手順は特に限定されるものではない。 The work of constructing the tubular skeleton 5 may be performed after constructing all of the 18 outer shell shield tunnels 7, or may be performed while sequentially constructing the outer shell shield tunnels 7. It is not limited.
また、筒状躯体5は、大断面トンネル構築予定領域4の安定性を確保するのに十分な剛性を備えるよう構築され、少なくとも土留機能および止水機能を有していれば、必ずしも上記の構成に限定されるものではない。例えば、隣り合う外殻シールドトンネル7どうしおよび支線シールドトンネル2の延伸部分21を、一部が重なり合うように構築して大断面トンネル構築予定領域4を囲繞する断面筒状体を構築し、これを筒状躯体5としてもよい。 Further, the tubular skeleton 5 is constructed so as to have sufficient rigidity to ensure the stability of the large cross-section tunnel construction scheduled region 4, and at least has the soil retention function and the water stoppage function, the above-mentioned configuration is not always required. It is not limited to. For example, the outer shell shield tunnels 7 adjacent to each other and the extension portions 21 of the branch line shield tunnels 2 are constructed so that a part thereof overlaps with each other to construct a tubular body having a cross section surrounding the large cross-section tunnel construction planned region 4. The tubular body 5 may be used.
このように、支線シールドトンネル2の延伸部分21を構築することで、大断面トンネル構築予定領域4を囲繞する筒状躯体5の構築に係る一連の作業を、本線シールドトンネル1の構築作業と独立して実施することが可能となる。 In this way, by constructing the extension portion 21 of the branch line shield tunnel 2, a series of operations relating to the construction of the tubular frame 5 surrounding the large cross-section tunnel construction planned region 4 is independent of the construction work of the main line shield tunnel 1. It becomes possible to carry out.
〈STEP5〉
第5の工程では、図7(a)で示すような筒状躯体5に囲繞された大断面トンネル構築予定領域4を、上方から下方に向けて掘削しつつ本線シールドトンネル1および支線シールドトンネル2のセグメントを撤去して切り開き、大断面トンネル構築予定領域4に、図7(b)で示すような大断面トンネル3を構築する。
<STEP5>
In the fifth step, the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 are excavated from the upper side to the lower side of the large cross-section tunnel construction planned region 4 surrounded by the tubular skeleton 5 as shown in FIG. 7A. The segment is removed and cut open, and the large-section tunnel 3 as shown in FIG. 7B is constructed in the large-section tunnel construction planned region 4.
ここで、大断面トンネル構築予定領域4において、第2端部42をなすリング状躯体6の近傍および第1端部41の近傍に対して、図9で示すようにあらかじめ凍結工法もしくは薬液注入工法による地盤改良ゾーン43を設けて止水および土留対策を施しておく。その上で、第1端部41近傍では、掘削と並行してコンクリートを上部から順次逆打ちすることにより、褄壁9を構築する。一方、第2端部42近傍では、掘削が終了した後のリング状躯体6内に順巻き工法によりコンクリートを打設し、褄壁10を構築する。 Here, in the large cross-section tunnel construction planned region 4, the freezing method or the chemical solution injecting method is preliminarily applied to the vicinity of the ring-shaped body 6 forming the second end 42 and the vicinity of the first end 41 as shown in FIG. A soil improvement zone 43 is provided to take measures against water stoppage and soil retention. Then, in the vicinity of the first end portion 41, concrete is sequentially pour from the upper side in parallel with the excavation, thereby constructing the chest wall 9. On the other hand, in the vicinity of the second end 42, concrete is placed in the ring-shaped skeleton 6 after the excavation is completed by the normal winding method to construct the case wall 10.
これにより、第1端部41に形成された褄壁9には、図10で示すような本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2が貫通するように接合され、第2端部42の褄壁10には、本線シールドトンネル1が貫通するように接合される。 As a result, the main wall shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 as shown in FIG. 10 are joined to the container wall 9 formed at the first end portion 41 so as to penetrate therethrough, and the container wall 10 of the second end portion 42 is joined. Is joined so that the main line shield tunnel 1 passes through.
なお、上記の掘削作業は、大断面トンネル構築予定領域4の横断面全面に対して行う必要はなく、図7(b)で示すように、少なくとも大断面トンネル3内の計画高さ位置11に、道路床板等の内部構造物を構築可能な深さまで掘削すればよい。したがって、本実施の形態において、内部構造物の計画高さ11以深に位置する土砂および本線シールドトンネル1および支線シールドトンネル2のセグメントは、筒状躯体5内に残置している。 The excavation work described above does not need to be performed on the entire cross section of the large-section tunnel construction-scheduled region 4, and at least at the planned height position 11 in the large-section tunnel 3 as shown in FIG. 7B. It is sufficient to excavate internal structures such as road floor boards to a depth that allows construction. Therefore, in the present embodiment, the earth and sand and the segments of the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 located at the planned height 11 or more of the internal structure are left in the tubular skeleton 5.
こうして本線シールドトンネル1における支線シールドトンネル2との分岐合流部には、図10で示すような大断面トンネル3が構築され、大断面トンネル3の第2端部にリング状躯体6が位置することとなる。なお、筒状躯体5の外側に位置する支線シールドトンネル2の延伸部分21の内空部は、図7(b)で示すように、例えば、大断面トンネル構築予定領域4を掘削した際に発生する土砂等を利用した埋戻し土15により埋戻しされる。 In this way, a large cross-section tunnel 3 as shown in FIG. 10 is constructed at the junction of the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2, and the ring-shaped frame 6 is located at the second end of the large cross-section tunnel 3. Becomes The inner space of the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 located outside the tubular frame 5 is generated, for example, when the large-section tunnel construction planned region 4 is excavated, as shown in FIG. 7B. It is backfilled by the backfill soil 15 using the earth and sand etc.
本発明の大断面トンネルの構築工法は、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 construction method of the large cross-section tunnel of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施の形態では、リング状躯体6を大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42に対応する位置に構築したが、その構築位置は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2の両者が配置される第1端部41と、本線シールドトンネル1のみが配置される第2端部42との間で、断面径の差が大きく複数の外殻シールドトンネル7を適切に配置できない場合には、リング状躯体6を大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41と第2端部42に挟まれた任意の位置に構築してもよい。 In the present embodiment, the ring-shaped skeleton 6 is constructed at the position corresponding to the second end 42 of the large cross-section tunnel construction-scheduled region 4, but the construction position is not necessarily limited to this. For example, there is a large difference in cross-sectional diameter between the first end portion 41 where both the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 are arranged and the second end portion 42 where only the main line shield tunnel 1 is arranged. If the outer shell shield tunnel 7 cannot be properly arranged, the ring-shaped skeleton 6 is constructed at an arbitrary position between the first end portion 41 and the second end portion 42 of the large cross-section tunnel construction planned region 4. Good.
こうすると、大断面トンネル構築予定領域4のうち、第1端部41からリング状躯体6までの区間には、最適な間隔をもって複数の外殻シールドトンネル7を配置できる。したがって、大断面トンネル構築予定領域4の第1端部41からリング状躯体6までの区間において、上述するSTEP3〜STEP4で示す方法により効率よく安全に、図11で示すような筒状躯体5を構築することができ、その内方にはSTEP5により大断面トンネル3を構築することができる。 By doing so, a plurality of outer shell shield tunnels 7 can be arranged with an optimum interval in the section from the first end portion 41 to the ring-shaped body 6 in the large cross-section tunnel construction planned region 4. Therefore, in the section from the first end portion 41 of the large cross-section tunnel construction scheduled region 4 to the ring-shaped skeleton 6, the cylindrical skeleton 5 as shown in FIG. 11 can be efficiently and safely prepared by the method shown in STEP 3 to STEP 4 described above. It can be constructed, and the large cross-section tunnel 3 can be constructed inward by STEP 5.
一方、リング状躯体6から第2端部42までの区間については、本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2の延伸部分21との間にパイプルーフ先受け工を施工し、その内方で、従来よりシールドトンネルを拡幅する際に採用される切開き工法により、大断面トンネル3を構築すればよい。 On the other hand, in the section from the ring-shaped body 6 to the second end portion 42, a pipe roof front receiving work is performed between the main line shield tunnel 1 and the extension portion 21 of the branch line shield tunnel 2, and the pipe roof front receiving work is performed on the inside. The large cross-section tunnel 3 may be constructed by the slitting method adopted when the shield tunnel is further widened.
具体的には、図12(a)で示すように、リング状躯体6から大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42までの区間にわたって、本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2の延伸部分21に挟まれた領域の上方及び下方の各々に、複数のパイプ13を所定間隔で水平方向に並列配置し、パイプルーフ12を構築する。 Specifically, as shown in FIG. 12( a ), the extended portion of the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2 over the section from the ring-shaped frame 6 to the second end 42 of the large cross-section tunnel construction planned region 4. The pipe roof 12 is constructed by arranging a plurality of pipes 13 in parallel in the horizontal direction at predetermined intervals above and below the region sandwiched between the two.
上記のパイプ13を打設する際には、図11で示すように、リング状躯体6における大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42を向く他方の側面62に接する地盤であって、パイプ13が発進する位置周辺に対してあらかじめ、薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーンを形成しておく。この後、地盤改良ゾーンに接するリング状躯体6のセグメントの一部を撤去し、推進工法によりパイプ12を発進させ、大断面トンネル構築予定領域4の第2端部42に到達するまで直線推進させる。 When driving the pipe 13 as described above, as shown in FIG. 11, the ground contacting the other side surface 62 of the ring-shaped frame 6 facing the second end 42 of the large cross-section tunnel construction planned region 4, A ground improvement zone is formed in advance around the position where the pipe 13 starts by a chemical injection method or a freezing method. After that, a part of the segment of the ring-shaped frame 6 contacting with the ground improvement zone is removed, the pipe 12 is started by the propulsion method, and is linearly propelled until it reaches the second end 42 of the large-section tunnel construction planned region 4. ..
次に、図12(a)で示すように、パイプ13を凍結管として利用し、パイプルーフ12の周囲地盤、パイプルーフ12と本線シールドトンネル1との間、およびパイプルーフ12と支線シールドトンネル2の延伸部分21との間の地盤を凍結工法により凍結し、止水および土留対策を施す。これにより、本線シールドトンネル1と支線シールドトンネル2の延伸部分21に挟まれた領域の上方及び下方に、パイプルーフ先受工が構築される。 Next, as shown in FIG. 12A, the pipe 13 is used as a freezing pipe, and the ground around the pipe roof 12, between the pipe roof 12 and the main line shield tunnel 1, and between the pipe roof 12 and the branch line shield tunnel 2 is used. The ground between the stretched portion 21 and the stretched portion 21 is frozen by the freezing method, and measures for stopping water and retaining soil are taken. As a result, pipe roof pre-building is constructed above and below the region sandwiched between the extended portions 21 of the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel 2.
この後、図12(b)で示すように、支線シールドトンネル2の延伸部分21を埋戻し土15により埋戻すとともに、上下に設けられたルーフシールド先受工と本線シールドトンネル1および支線シールドトンネル2の延伸部分21により取り囲まれた領域を掘削して空間を設ける。そして、本線シールドトンネル1と支線シールド2のセグメントを一部解体して切り開き、この空間に大断面トンネル3の覆工体として機能することとなるRC躯体14を構築する。この後、RC躯体14と対向する本線シールドトンネル1のセグメントを解体することにより、リング状躯体6から第2端部42の区間に、図12(c)で示すような大断面トンネル3を構築することができる。 Thereafter, as shown in FIG. 12B, the extended portion 21 of the branch line shield tunnel 2 is backfilled with the backfill soil 15, and the roof shield front receiving work and the main line shield tunnel 1 and the branch line shield tunnel provided above and below are provided. A space is provided by excavating a region surrounded by two extended portions 21. Then, the segments of the main line shield tunnel 1 and the branch line shield 2 are partially disassembled and cut open, and an RC skeleton 14 that functions as a lining body of the large cross-section tunnel 3 is constructed in this space. Thereafter, by disassembling the segment of the main line shield tunnel 1 facing the RC skeleton 14, a large-section tunnel 3 as shown in FIG. 12C is constructed in the section from the ring-shaped skeleton 6 to the second end 42. can do.
1 本線シールドトンネル
2 支線シールドトンネル
21 延伸部分
3 大断面トンネル
4 大断面トンネル構築予定領域
41 第1端部
42 第2端部
43 地盤改良ゾーン
5 筒状躯体
6 リング状躯体
61 一方の側面
62 他方の側面
7 外殻シールドトンネル
8 地盤改良部
9 褄壁
10 褄壁
11 内部構造物の計画高さ
12 パイプルーフ
13 パイプ
14 RC躯体
15 埋戻し土
1 main line shield tunnel 2 branch line shield tunnel 21 extended part 3 large cross section tunnel 4 large cross section tunnel construction planned area 41 first end 42 second end 43 ground improvement zone 5 tubular skeleton 6 ring skeleton 61 one side 62 the other Side surface 7 Outer shell shield tunnel 8 Ground improvement section 9 Bursal wall 10 Bursting wall 11 Planned height of internal structure 12 Pipe roof 13 Pipe 14 RC skeleton 15 Backfill soil
Claims (2)
前記支線シールドトンネルを前記大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第1端部から延伸させて該第1端部とは反対側の第2端部に少なくとも到達するように構築する第1の工程と、
前記支線シールドトンネルの延伸部分であって、前記第2端部もしくは該第2端部と前記第1端部に挟まれた任意の位置に発進及び到着エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うリング状躯体を構築する第2の工程と、
該リング状躯体の前記第1端部を向く側面の任意の位置に発進エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うとともに前記第1端部に向かう外殻シールドトンネルを複数構築し、複数の該外殻シールドトンネルと前記支線シールドトンネルとにより、前記大断面トンネル構築予定領域の周囲を囲繞する第3の工程と、
複数の前記外殻シールドトンネルおよび前記支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、前記筒状躯体を構築する第4の工程と、
を備えることを特徴とする大断面トンネルの構築工法。 In order to construct the branching and merging portion with the branch line shield tunnel in the main line shield tunnel as a large section tunnel, in the construction method of the large section tunnel surrounding at least a part of the large section tunnel construction planned area with a tubular skeleton,
The branch line shield tunnel is extended from a first end that is an end on the branch side of the large cross-section tunnel construction planned region so as to reach at least a second end opposite to the first end. The first step,
The extension section of the branch line shield tunnel, the starting and arriving area is set at an arbitrary position sandwiched between the second end or the second end and the first end, and the large-section tunnel construction plan A second step of constructing a ring-shaped body along the outer periphery of the region,
A starting area is set at an arbitrary position on a side surface of the ring-shaped body facing the first end, and a plurality of outer shell shield tunnels are formed along the outer circumference of the large-section tunnel construction planned region and toward the first end. Then, a third step of surrounding the periphery of the large cross-section tunnel construction planned region by a plurality of the outer shell shield tunnels and the branch line shield tunnels,
A fourth step of constructing the tubular skeleton using a plurality of extended portions of the outer shell shield tunnel and the branch line shield tunnel;
A construction method for a large-section tunnel, which is characterized by including.
第2の工程で、前記リング状躯体を、前記大断面トンネル構築予定領域の第2端部に対応する位置に構築することを特徴とする大断面トンネルの構築工法。 A method for constructing a large cross-section tunnel according to claim 1,
In the second step, the ring-shaped skeleton is constructed at a position corresponding to the second end of the large-section tunnel construction-scheduled region, wherein a large-section tunnel construction method is provided.
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