JP7746181B2 - Shaft and tunnel construction methods - Google Patents
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Description
本発明は、シールド工法や推進工法における立坑およびこれを利用したトンネル施工方法に関する。 The present invention relates to a vertical shaft used in shield tunneling and jacking methods, and a tunnel construction method using the same.
シールド工法や推進工法では、立坑を利用して、掘進機を所定の高さ位置に配設してから掘進する場合がある。立坑は、土留め壁を形成しながら、地盤を掘削することにより形成する。
立坑の形成方法として、土留め壁としての筒状部材(鋼管等)を連結しながら地中に打設するとともに、この筒状部材内の地盤を掘削する方法が知られている。
この立坑(発進立坑)から掘進機を発進させる際、あるいは立坑に掘進機を到達させる際には、筒状部材に対してガス切断等により坑口(掘進機が通過可能な発進口または到達口)を形成する鏡切を行う。このとき、坑口の周囲の地盤に対して薬液注入等により地盤改良を行うことで、立坑内への地下水や土砂の流入(出水や鏡部の崩落)を抑制する場合がある。
ところが、鏡切および地盤改良には手間がかかり、工期短縮化の妨げとなる。また、地盤改良を行う範囲に対して施工ヤードを確保する必要がある。
そのため、特許文献1には、土留め壁を構成する筒状部材に形成された開口部の外側に、ゲート用鋼板を密接させておき、ゲート用鋼板をスライドさせることで、開口部を開口し、掘進機の通過を可能としている立坑が開示されている。
ところが、特許文献1の立坑は、地盤側に設けられたゲート用鋼板が、筒状部材を地盤に打設する際に変形するおそれがある。ゲート用鋼板が変形すると、スライド移動が不能となり、開口部を開口できなくなるおそれがある。
In shield tunneling and jacking tunneling, a vertical shaft is sometimes used to set up a tunneling machine at a predetermined height before digging. The vertical shaft is formed by excavating the ground while forming a retaining wall.
A known method for forming a vertical shaft involves driving cylindrical members (steel pipes, etc.) into the ground as a retaining wall while connecting them together, and then excavating the ground inside the cylindrical members.
When the tunneling machine is to be launched from this shaft (starting shaft) or when it is to reach the shaft, a cut is made in the tubular member by gas cutting or other methods to form a tunnel entrance (a starting or arrival entrance through which the tunneling machine can pass). At this time, ground improvement work is sometimes carried out on the ground around the tunnel entrance by injecting chemicals or other methods to prevent groundwater and earth and sand from flowing into the shaft (leading to flooding or collapse of the tunnel entrance).
However, the work required for ground improvement and ground cutting is time-consuming, hindering the shortening of construction time. In addition, it is necessary to secure a construction yard for the area where ground improvement work is to be carried out.
For this reason, Patent Document 1 discloses a vertical shaft in which a gate steel plate is placed in close contact with the outside of an opening formed in a tubular member that constitutes a retaining wall, and the opening is opened by sliding the gate steel plate, allowing a tunneling machine to pass through.
However, in the shaft of Patent Document 1, there is a risk that the steel gate plate installed on the ground side may deform when the cylindrical member is driven into the ground. If the steel gate plate deforms, it may become impossible to slide, and the opening may not be able to be opened.
このような観点から、本発明は、土留め壁を鏡切することなく円滑に坑口を開口でき、かつ、立坑内への地下水や土砂の流入を抑制することを可能とした立坑およびトンネル施工方法を提案することを目的とする。 From this perspective, the present invention aims to propose a shaft and tunnel construction method that allows for smooth opening of the shaft entrance without cutting the retaining wall, and that makes it possible to prevent groundwater and soil from flowing into the shaft.
前記課題を解決するための本発明の立坑は、地中に設けられた外筒と、前記外筒の内側に内挿された内筒と、前記内筒の内側に内挿されたエントランス筒とを備えている。
本発明の立坑では、前記内筒が前記外筒の内面に固定された台座に載置されており、前記外筒に第一坑口が形成されているとともに、前記エントランス筒に第二坑口が形成されている。第一坑口および第二坑口は、掘進機が通過可能であり、第二坑口は、前記第一坑口に対応する位置に形成されている。前記第二坑口の内側には止水用エントランスが形成されており、地下水や土砂の流入を抑制する。
本発明の第一の立坑では、前記内筒を上方に移動させることで、前記第一坑口と前記第二坑口とが連通し、掘進機の通過が可能となる。
また、本発明の第二の立坑では、前記内筒に第三坑口が形成されている。第三坑口は、前記第一坑口の高さ位置に対応する高さ位置に形成されており、前記掘進機が通過可能である。本発明の第二の立坑では、前記内筒を周方向に回転させることで、前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口を連通し、掘進機の通過が可能となる。
The shaft of the present invention, which solves the above problem, comprises an outer cylinder installed underground, an inner cylinder inserted inside the outer cylinder, and an entrance cylinder inserted inside the inner cylinder.
In the shaft of the present invention, the inner cylinder is placed on a base fixed to the inner surface of the outer cylinder, a first entrance is formed in the outer cylinder, and a second entrance is formed in the entrance cylinder. A tunneling machine can pass through the first and second entrances, and the second entrance is formed in a position corresponding to the first entrance. A water-stopping entrance is formed inside the second entrance to prevent the inflow of groundwater and earth and sand.
In the first shaft of the present invention, by moving the inner cylinder upward, the first tunnel entrance and the second tunnel entrance become connected, allowing the tunneling machine to pass through.
In the second shaft of the present invention, a third tunnel entrance is formed in the inner cylinder. The third tunnel entrance is formed at a height position corresponding to the height position of the first tunnel entrance, and the tunneling machine can pass through. In the second shaft of the present invention, by rotating the inner cylinder in the circumferential direction, the first tunnel entrance, the second tunnel entrance, and the third tunnel entrance are connected, allowing the tunneling machine to pass through.
また、第一の立坑を利用したトンネル施工方法は、前記内筒が内挿された前記外筒を地中に設置する工程と、前記内筒の内側に前記エントランス筒を内挿する工程と、前記止水用エントランスに一部を挿入した状態で前記掘進機を前記立坑内に配設する工程と、前記内筒を引き上げて、前記第一坑口と前記第二坑口を連通させる工程と、前記第一坑口および前記第二坑口から前記掘進機を発進させてトンネルを構築する工程とを備えている。
さらに、第二の立坑を利用したトンネル施工方法は、前記内筒が内挿された前記外筒を地中に設置する工程と、前記内筒の内側に前記エントランス筒を内挿する工程と、前記止水用エントランスに一部を挿入した状態で前記掘進機を前記立坑内に配設する工程と、前記内筒を周方向に回転させて、前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口を連通させる工程と、前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口から前記掘進機を発進させてトンネルを構築する工程とを備えている。
In addition, a tunnel construction method using a first vertical shaft includes the steps of installing the outer tube with the inner tube inserted into the ground, inserting the entrance tube inside the inner tube, placing the tunneling machine in the vertical shaft with a portion of it inserted into the water-stopping entrance, pulling up the inner tube to connect the first tunnel entrance and the second tunnel entrance, and launching the tunneling machine from the first tunnel entrance and the second tunnel entrance to construct a tunnel.
Furthermore, the tunnel construction method using the second shaft comprises the steps of installing the outer tube with the inner tube inserted into the ground, inserting the entrance tube inside the inner tube, placing the tunneling machine in the shaft with a portion of it inserted into the water-stopping entrance, rotating the inner tube circumferentially to connect the first tunnel entrance, the second tunnel entrance, and the third tunnel entrance, and launching the tunneling machine from the first tunnel entrance, the second tunnel entrance, and the third tunnel entrance to construct a tunnel.
かかる立坑(第一の立坑、第二の立坑)およびトンネル施工方法によれば、鏡切を要しないため、鏡切作業および鏡切に伴う地盤改良の手間や費用を削減できる。また、立坑の施工時には、主として外筒に土圧等が作用するため、外筒に内挿された内筒に有害な変形は生じない。したがって、内筒の移動が容易となり、坑口の開口を円滑に行うことができる。
なお、前記外筒の前記第一坑口の周囲に沿って、前記外筒と前記内筒との隙間を遮蔽する止水材を設けることで、止水性が向上する。
また、前記内筒の外面において、前記第一坑口の上下に、前記外筒と前記内筒との隙間を遮蔽する止水材を設けることで、止水性がさらに向上する。
This shaft (first shaft, second shaft) and tunnel construction method does not require face-cutting, which reduces the labor and cost of face-cutting work and the associated ground improvement work. Furthermore, during shaft construction, earth pressure acts primarily on the outer cylinder, so no harmful deformation occurs to the inner cylinder inserted into the outer cylinder. This makes it easier to move the inner cylinder, allowing for smooth opening of the tunnel entrance.
In addition, water-stopping properties can be improved by providing a water-stopping material that seals the gap between the outer cylinder and the inner cylinder along the periphery of the first well entrance of the outer cylinder.
In addition, water-stopping properties can be further improved by providing water-stopping materials on the outer surface of the inner tube above and below the first well entrance to seal the gap between the outer tube and the inner tube.
本発明の立坑およびトンネル施工方法によれば、鏡切を要することなく円滑に坑口を開口でき、かつ、立坑内への地下水や土砂の流入を抑制することが可能となる。 The shaft and tunnel construction method of the present invention allows for smooth opening of the shaft entrance without the need for mirror cutting, and also makes it possible to prevent groundwater and soil from flowing into the shaft.
<第一実施形態>
本実施形態では、円筒状の土留壁11を有する発進立坑(立坑)1から掘進機Mを発進させて、トンネルを施工する場合について説明する。図1に発進立坑1を示す。
本実施形態の発進立坑1は、図1(a)および(b)に示すように、地中に設けられた外筒2(土留壁11)と、外筒2の内側に内挿された内筒3と、内筒3の内側に内挿された発進筒(エントランス筒)4とを備えている。発進立坑1には、トンネルの掘進方向(発進方向)に応じて、発進口(坑口)10が形成されている。
外筒2は、複数の平面視円形の鋼管20を上下方向に連結することにより形成されており、発進立坑1の土留壁11を構成している。外筒2は、トンネルの高さ位置よりも低い位置まで到達するように形成されている。外筒2には、トンネルの高さ位置および発進方向に対応して、掘進機Mが通過可能な直径を有した正面視円形の第一発進口(第一坑口)21(発進口10)が形成されている。図2に発進立坑1の拡大断面図を示す。図2に示すように、外筒2の内面には、第一発進口21の周囲に沿って、第一発進口用止水材51が固定されている。第一発進口用止水材51は、樹脂製の環状部材からなり、外筒2と内筒3との隙間を遮蔽する厚さを有している。なお、図示は省略するが、本実施形態では、第一発進口21(発進口10)に補強を行う。第一発進口21の補強は、例えば、第一発進口21の周囲に沿って鉄筋を溶接する方法や、第一発進口21の内外に鋼管を溶接する方法等により行えばよい。
First Embodiment
In this embodiment, a case will be described in which a tunnel is constructed by starting a tunneling machine M from a starting shaft (vertical shaft) 1 having a cylindrical earth retaining wall 11. The starting shaft 1 is shown in FIG.
1(a) and 1(b), the starting shaft 1 of this embodiment comprises an outer cylinder 2 (retaining wall 11) installed underground, an inner cylinder 3 inserted inside the outer cylinder 2, and a starting shaft (entrance cylinder) 4 inserted inside the inner cylinder 3. A starting entrance (pit entrance) 10 is formed in the starting shaft 1 according to the tunnel excavation direction (starting direction).
The outer cylinder 2 is formed by vertically connecting multiple steel pipes 20 that are circular in plan view, and constitutes the retaining wall 11 of the departure shaft 1. The outer cylinder 2 is formed to reach a position lower than the height of the tunnel. The outer cylinder 2 is formed with a first departure opening (first tunnel entrance) 21 (departure opening 10) that is circular in front view and has a diameter that allows the tunneling machine M to pass through, corresponding to the height and departure direction of the tunnel. Figure 2 shows an enlarged cross-sectional view of the departure shaft 1. As shown in Figure 2, a first departure opening waterstop material 51 is fixed to the inner surface of the outer cylinder 2 along the periphery of the first departure opening 21. The first departure opening waterstop material 51 is made of a resin ring-shaped member and has a thickness that seals the gap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3. Although not shown, in this embodiment, the first departure opening 21 (departure opening 10) is reinforced. The first launch opening 21 may be reinforced, for example, by welding reinforcing bars along the periphery of the first launch opening 21 or by welding steel pipes to the inside and outside of the first launch opening 21 .
内筒3は、外筒2を構成する鋼管20の内径よりも小さな外径を有する平面視円形の鋼管からなる。また、内筒3は、立坑掘削に使用するバケット(掘削手段)に応じた内径を有している。内筒3は、図2に示すように、第一発進口21の直径に余裕代を加えた長さ(上下方向の高さ)を有しており、第一発進口21を遮蔽するように、第一発進口21の高さ位置に対応して設けられている。なお、余裕代は、外筒2と内筒3との間に止水性を確保できる重ね代を確保できる長さとする。
内筒3の外面には、第一発進口21の上下に、内筒用止水材52,52が周設されている。内筒用止水材52は、外筒2と内筒3の隙間以上の厚さを有する平面視環状の樹脂製部材からなり、外筒2と内筒3との隙間を遮蔽している。内筒用止水材52の内径は、内筒3の外径以下であり、内筒用止水材52の外径は、外筒2の内径以上である。また、本実施形態では、第一発進口21の周縁と内筒3の外面との間において、樹脂などからなるコーキング剤53により止水処理が施されている。
The inner cylinder 3 is made of a steel pipe that is circular in plan view and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the steel pipe 20 that constitutes the outer cylinder 2. The inner cylinder 3 also has an inner diameter that corresponds to the bucket (excavation means) used to excavate the shaft. As shown in Figure 2, the inner cylinder 3 has a length (vertical height) that is the diameter of the first launch opening 21 plus a margin, and is provided corresponding to the height position of the first launch opening 21 so as to shield the first launch opening 21. The margin is a length that ensures an overlap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3 that ensures watertightness.
Inner tube water sealing materials 52, 52 are provided around the outer surface of the inner tube 3 above and below the first opening 21. The inner tube water sealing material 52 is made of a resin member that is annular in plan view and has a thickness equal to or greater than the gap between the outer tube 2 and the inner tube 3, and seals the gap between the outer tube 2 and the inner tube 3. The inner diameter of the inner tube water sealing material 52 is equal to or less than the outer diameter of the inner tube 3, and is equal to or greater than the inner diameter of the outer tube 2. In this embodiment, a caulking agent 53 made of resin or the like is used to perform a waterproofing treatment between the periphery of the first opening 21 and the outer surface of the inner tube 3.
内筒3は、外筒2の内面に固定された台座6に載置されている。台座6は、平面視環状の鋼板を、発進立坑1の底版12よりも高い位置において、外筒2の内面に溶接またはボルト固定することにより形成されている。本実施形態では、内筒3の下端面と台座6との間に止水材を介設する。
また、内筒3の上部には、吊り金具31が固定されていて、揚重機等から吊架された引き上げ部材(ワイヤー等)を係止可能に構成されている。内筒3は、揚重機等により引き上げ可能であり、下端が第一発進口21よりも高い位置(第一発進口21を開口できる高さ位置)まで上昇させることが可能である。
The inner cylinder 3 is placed on a pedestal 6 fixed to the inner surface of the outer cylinder 2. The pedestal 6 is formed by welding or bolting a steel plate having an annular shape in plan view to the inner surface of the outer cylinder 2 at a position higher than the bottom slab 12 of the departure shaft 1. In this embodiment, a water-stopping material is interposed between the lower end surface of the inner cylinder 3 and the pedestal 6.
A hanging fitting 31 is fixed to the upper part of the inner cylinder 3, and is configured to be able to engage a lifting member (such as a wire) suspended from a crane or the like. The inner cylinder 3 can be lifted by a crane or the like, and its lower end can be raised to a position higher than the first launch port 21 (a height position at which the first launch port 21 can be opened).
発進筒4は、内筒3を構成する鋼管の内径よりも小さな外径を有する平面視円形の鋼管からなる。図2に示すように、発進筒4には、第一発進口21に対応する位置に、掘進機Mが通過可能な第二発進口(第二坑口)41が形成されている。第二発進口41の中心は、掘進機Mの発進時の中心軸の延長線上に位置する。第二発進口41の内径は、第一発進口21の内径と同等以上である。また、発進筒4の長さ(上下方向の寸法)は、内筒3を上昇させて内筒3の下端を第二発進口41の上方に位置させた際でも内筒3と発進筒4との間に止水性を保てる重ね代を確保できる長さとする。なお、図示は省略するが、第二発進口41には、補強を行うのが望ましい。第二発進口41の補強は、例えば、第二発進口41の周囲に沿って鉄筋を溶接する方法や、第二発進口41の内外に鋼管を溶接する方法等により行えばよい。 The launch tube 4 is made of a circular steel pipe in plan view, with an outer diameter smaller than the inner diameter of the steel pipe constituting the inner tube 3. As shown in Figure 2, the launch tube 4 is formed with a second launch port (second tunnel entrance) 41, through which the tunneling machine M can pass, at a position corresponding to the first launch port 21. The center of the second launch port 41 is located on an extension of the central axis of the tunneling machine M when it is launched. The inner diameter of the second launch port 41 is equal to or greater than the inner diameter of the first launch port 21. Furthermore, the length (vertical dimension) of the launch tube 4 is set to a length that ensures an overlap between the inner tube 3 and the launch tube 4 to maintain watertightness even when the inner tube 3 is raised and its lower end is positioned above the second launch port 41. Although not shown, it is desirable to reinforce the second launch port 41. The second launch opening 41 can be reinforced, for example, by welding rebar along the perimeter of the second launch opening 41 or by welding steel pipes to the inside and outside of the second launch opening 41.
発進筒4の外面には、第二発進口41の周囲に沿って第二発進口用止水材54が固定されている。第二発進口用止水材54は、樹脂製の環状部材からなり、内筒3と発進筒4との隙間を遮蔽する厚さを有している。また、発進筒4の上部外面には、内筒3と発進筒4との隙間を遮蔽する発進筒用止水材55が設けられている。発進筒用止水材55は、内筒3と発進筒4との隙間以上の厚さを有する樹脂製の平面視環状部材からなる。発進筒用止水材55の内径は、発進筒4の外径以下であり、発進筒用止水材55の外径は内筒3の内径以上である。
発進筒4の内面には、止水用エントランス42が形成されている。止水用エントランス42は、第二発進口41の内側の位置に設けられており、第二発進口41と掘進機Mとの間に形成される隙間を遮蔽して、土砂等が発進立坑1内に流入することを防止する。本実施形態では、エントランス金物を発進筒4に固定することにより止水用エントランス42が形成されている。止水用エントランス42には、止水用エントランス42と掘進機Mとの隙間を遮蔽する止水手段43が掘進機Mの進行方向に沿って2段設けられている。本実施形態では、止水手段43として止水ブラシを使用するが、止水手段の構成は限定されるものではなく、例えば、ゴムパッキンでもよい。また、止水手段43の段数は2段に限定されるものではなく、例えば、1段でもよいし、3段以上設けてもよい。
A second launch port water stop material 54 is fixed to the outer surface of the launch tube 4 along the periphery of the second launch port 41. The second launch port water stop material 54 is made of a ring-shaped resin member and has a thickness that seals the gap between the inner tube 3 and the launch tube 4. A launch tube water stop material 55 that seals the gap between the inner tube 3 and the launch tube 4 is also provided on the upper outer surface of the launch tube 4. The launch tube water stop material 55 is made of a ring-shaped resin member in a plan view that has a thickness that is equal to or greater than the gap between the inner tube 3 and the launch tube 4. The inner diameter of the launch tube water stop material 55 is equal to or smaller than the outer diameter of the launch tube 4, and the outer diameter of the launch tube water stop material 55 is equal to or larger than the inner diameter of the inner tube 3.
A water-stopping entrance 42 is formed on the inner surface of the launch tube 4. The water-stopping entrance 42 is located inside the second launch port 41 and shields the gap formed between the second launch port 41 and the tunneling machine M to prevent soil and sand from flowing into the launch shaft 1. In this embodiment, the water-stopping entrance 42 is formed by fixing an entrance hardware to the launch tube 4. The water-stopping entrance 42 is provided with two stages of water-stopping means 43 along the direction of travel of the tunneling machine M to shield the gap between the water-stopping entrance 42 and the tunneling machine M. In this embodiment, a water-stopping brush is used as the water-stopping means 43, but the configuration of the water-stopping means is not limited thereto and may be, for example, a rubber gasket. Furthermore, the number of stages of the water-stopping means 43 is not limited to two and may be, for example, one stage or three or more stages.
発進筒4の下端は、外筒2に固定された架台7に固定されている。架台7は、環状の板材からなり、外周囲が外筒2の内面に全周溶接されている。また、発進筒4の下端は、架台7に全周溶接されている。こうすることで、発進筒4の下端における外筒2と発進筒4との隙間が遮蔽されている。なお、発進筒4は、必ずしも架台7に全周溶接する必要はなく、例えば、発進筒4の下端と架台7との間に止水材を介設した状態で架台7に載置して、偏挙動防止としてボルト止めでもよい。本実施形態では、架台7の下面と外筒2の内面との間に補強用の斜材71が設けられている。斜材71は、必要に応じて設ければよい。
また、発進筒4の上端部は、固定部材8を介して外筒2に固定されている。固定部材8は、棒状部材または板状部材からなり、固定部材8の上端が外筒2の内面に固定されていて、固定部材8の下端が発進筒4の上端部に固定されている。固定部材8の長さは、固定部材8の上端の外筒2との接合箇所の高さ位置から第二発進口41の上端の高さ位置までの距離が、内筒3の長さ(高さ)以上となる寸法を確保している。そのため、発進筒4の上端部を外筒2に固定しても、内筒3の上昇が妨げられることがない。固定部材8は、例えば鋼棒などにより構成すればよい。本実施形態では、外筒2の内面に取付け金具81を突設させておき、この取付け金具81に固定部材8の上端を固定する。
The lower end of the launch cylinder 4 is fixed to a mount 7 fixed to the outer cylinder 2. The mount 7 is made of an annular plate material, and the outer periphery is welded all around to the inner surface of the outer cylinder 2. The lower end of the launch cylinder 4 is also welded all around to the mount 7. This seals the gap between the outer cylinder 2 and the launch cylinder 4 at the lower end of the launch cylinder 4. Note that the launch cylinder 4 does not necessarily have to be welded all around to the mount 7; for example, the launch cylinder 4 may be placed on the mount 7 with a waterproof material interposed between the lower end of the launch cylinder 4 and the mount 7, and bolted to prevent biased movement. In this embodiment, a reinforcing diagonal member 71 is provided between the underside of the mount 7 and the inner surface of the outer cylinder 2. The diagonal member 71 may be provided as needed.
The upper end of the launch cylinder 4 is fixed to the outer cylinder 2 via a fixing member 8. The fixing member 8 is made of a rod-shaped or plate-shaped member, and its upper end is fixed to the inner surface of the outer cylinder 2, while its lower end is fixed to the upper end of the launch cylinder 4. The length of the fixing member 8 is determined so that the distance from the height of the joint between the upper end of the fixing member 8 and the outer cylinder 2 to the height of the upper end of the second launch port 41 is equal to or greater than the length (height) of the inner cylinder 3. Therefore, fixing the upper end of the launch cylinder 4 to the outer cylinder 2 does not hinder the rise of the inner cylinder 3. The fixing member 8 may be formed, for example, from a steel rod. In this embodiment, a mounting bracket 81 protrudes from the inner surface of the outer cylinder 2, and the upper end of the fixing member 8 is fixed to this mounting bracket 81.
以下、本実施形態の発進立坑1を利用したトンネル施工法について説明する。図3にトンネル施工方法の手順を示す。図3に示すように、本実施形態のトンネル施工方法は、土留壁形成工程S1と、発進筒内挿工程S2と、掘進機配設工程S3と、発進口連通工程S4と、掘進工程S5とを備えている。
土留壁形成工程S1は、地中に土留壁11(外筒2)を形成する工程である。図4に土留壁形成工程S1を示す。図4(a)および(b)に示すように、土留壁11の施工は、鋼管20を地盤に配設(打設や圧入)するとともに、鋼管20内の地盤を掘削することにより行う。鋼管20を連設して、地表面GLから所定の深さに至る土留壁11(外筒2)を形成したら、底部にコンクリートを打設して、底版12を形成する(図2参照)。
図5に外筒2(土留壁11)および内筒3の一部を示す。図5に示すように、外筒2を構成する鋼管20の一部には、予め第一発進口21が形成されている。第一発進口21が形成された鋼管20を地盤に打設する際には、当該鋼管20に内筒3を内挿して第一発進口21を遮蔽した状態で行う。こうすることで、第一発進口21からの土砂や地下水等の流入を抑制する。外筒2は、第一発進口21の中心が、掘進機Mを発進する際の中心軸と一致するように配置する。なお、土留壁形成工程S1では、掘削時にバケットと内筒3とが干渉しないようにする。バケットと内筒3との干渉を抑制する方法としては、例えば、外筒2と内筒3との段差部分に楔形の部材(ガイドレール)を適度な間隔で設置し、バケットが内筒3のほぼ中心にくるように誘導すればよい(図示せず)。
The tunnel construction method using the starting shaft 1 of this embodiment will be described below. The steps of the tunnel construction method are shown in Figure 3. As shown in Figure 3, the tunnel construction method of this embodiment includes a retaining wall formation process S1, a starting shaft insertion process S2, a tunneling machine installation process S3, a starting port connection process S4, and an excavation process S5.
The earth-retaining wall formation step S1 is a step of forming an earth-retaining wall 11 (outer cylinder 2) underground. Figure 4 shows the earth-retaining wall formation step S1. As shown in Figures 4(a) and (b), the earth-retaining wall 11 is constructed by disposing (casting or press-fitting) steel pipes 20 in the ground and excavating the ground within the steel pipes 20. After the steel pipes 20 are connected to form the earth-retaining wall 11 (outer cylinder 2) extending from the ground surface GL to a predetermined depth, concrete is poured at the bottom to form the base slab 12 (see Figure 2).
FIG. 5 shows a portion of the outer tube 2 (retaining wall 11) and the inner tube 3. As shown in FIG. 5, a first opening 21 is formed in a portion of the steel pipe 20 constituting the outer tube 2. When the steel pipe 20 with the first opening 21 formed therein is driven into the ground, the inner tube 3 is inserted into the steel pipe 20 to shield the first opening 21. This prevents soil, groundwater, and the like from entering through the first opening 21. The outer tube 2 is positioned so that the center of the first opening 21 coincides with the central axis of the excavator M when it is launched. Note that in the retaining wall formation step S1, the bucket and the inner tube 3 are prevented from interfering with each other during excavation. One method for preventing interference between the bucket and the inner tube 3 is, for example, to install wedge-shaped members (guide rails) at appropriate intervals in the step between the outer tube 2 and the inner tube 3 to guide the bucket so that it is positioned approximately at the center of the inner tube 3 (not shown).
発進筒内挿工程S2は、内筒3の内側に発進筒4を内挿する工程である。図6に発進筒内挿工程S2を示す。まず、図6(a)に示すように、外筒2の内面に架台7を形成する。架台7は、外筒2の内面に環状の鋼鈑を全周溶接することにより形成する。このとき、必要に応じて斜材71により架台7の補強を行う。
次に、図6(b)に示すように、外筒2(土留壁11)の上方から、発進筒4を吊り下ろすことで、発進筒4を内筒3の内側に挿入する。発進筒4は、図2に示すように、第二発進口41が第一発進口21と重なるように配置した状態で、外筒2に固定する。すなわち、発進筒4は、第二発進口41の中心が、掘進機Mを発進する際の中心軸と一致するように配置する。そして、図6(c)に示すように、発進筒4を架台7に上載させた状態で、発進筒4の下端を架台7に全周溶接する。また、固定部材8を利用して、発進筒4の上端部を外筒2に固定する。なお、発進筒4は、架台7に必ずしも溶接する必要はなく、例えば、発進筒をOリングなどの止水材を介して架台7に載置する場合には、溶接を省略してボルトを用いた固定でもよい。
The starting cylinder inserting step S2 is a step of inserting the starting cylinder 4 into the inside of the inner cylinder 3. Figure 6 shows the starting cylinder inserting step S2. First, as shown in Figure 6(a), a mount 7 is formed on the inner surface of the outer cylinder 2. The mount 7 is formed by welding an annular steel plate to the inner surface of the outer cylinder 2 all around. At this time, the mount 7 is reinforced with diagonal members 71 as necessary.
Next, as shown in FIG. 6( b), the launch tube 4 is lowered from above the outer tube 2 (retaining wall 11) to insert the launch tube 4 into the inner tube 3. The launch tube 4 is fixed to the outer tube 2 with the second launch port 41 aligned with the first launch port 21, as shown in FIG. 2. That is, the launch tube 4 is positioned so that the center of the second launch port 41 coincides with the central axis of the excavator M when it is launched. Then, as shown in FIG. 6( c), the launch tube 4 is placed on the pedestal 7, and the lower end of the launch tube 4 is welded to the pedestal 7 all around. The upper end of the launch tube 4 is fixed to the outer tube 2 using the fixing member 8. Note that the launch tube 4 does not necessarily have to be welded to the pedestal 7. For example, if the launch tube is placed on the pedestal 7 via a waterproofing material such as an O-ring, the launch tube 4 may be fixed using bolts without welding.
掘進機配設工程S3は、発進立坑1内に掘進機Mを配設する工程である。
まず、図7に示すように、発進筒4に止水用エントランス42を形成する。図7は発進立坑1を示す斜視図である。止水用エントランス42は、第二発進口41の内側において、発進筒4の内面にエントランス金物を固定することにより形成する。
なお、発進筒4は、予め止水用エントランス42を形成した状態で、内筒3に内挿してもよい。
次に、掘進機Mを発進立坑1の上方から吊り下げて、発進立坑1の内部に挿入する。図8に掘進機Mの配設状況を示す。図8(a)に示すように、掘進機Mを所定の高さ位置に下ろしたら、図8(b)に示すように、掘進機Mの先端部(一部)を止水用エントランス42に先端部を挿入する。掘進機Mを配設したら、止水用エントランス42の内部に加泥材を充填する。なお、図8では、マシン受台および反力受材や元押しジャッキ等の図示を省略している。
The tunneling machine installation process S3 is a process of installing the tunneling machine M in the starting shaft 1.
First, as shown in Figure 7, a watertight entrance 42 is formed in the launch tube 4. Figure 7 is a perspective view showing the launch shaft 1. The watertight entrance 42 is formed by fixing an entrance metal fitting to the inner surface of the launch tube 4 inside the second launch port 41.
The starting tube 4 may be inserted into the inner tube 3 with the water-stopping entrance 42 already formed therein.
Next, the tunneling machine M is hung from above the starting shaft 1 and inserted into the starting shaft 1. Figure 8 shows the installation of the tunneling machine M. As shown in Figure 8(a), the tunneling machine M is lowered to a predetermined height, and then, as shown in Figure 8(b), the tip (part) of the tunneling machine M is inserted into the water-stopping entrance 42. Once the tunneling machine M has been installed, the inside of the water-stopping entrance 42 is filled with mud-adding material. Note that Figure 8 does not show the machine support base, reaction force receiving material, main push jack, etc.
発進口連通工程S4は、第一発進口21と第二発進口41を連通させる工程である。図9に発進口連通工程S4を示す。第一発進口21と第二発進口41との連通は、図9に示すように、内筒3を引き上げて上方に移動させることにより行う。内筒3の引き上げは、揚重機等から延設されたワイヤーを吊り金具31(図2参照)に係止させた状態で、ワイヤーを巻き上げることにより行う。なお、内筒3を引き上げる際には、ワイヤーにより吊り上げる方法に限定されるものではなく、例えば、油圧ジャッキ、チェーンブロックまたはラックアンドピニオンを利用してもよい。内筒3は、下端が第一発進口21および第二発進口41の上端よりも上側に位置するまで引き上げる。
掘進工程S5は、トンネルを構築する工程である。図10に掘進機Mの発進状況を示す。トンネルの構築は、図10に示すように、第一発進口21および第二発進口41から掘進機Mを発進させて、地盤に形成された掘削孔にセグメントまたは推進管等を配設することにより行う。
The launch port connecting step S4 is a step of connecting the first launch port 21 and the second launch port 41. FIG. 9 illustrates the launch port connecting step S4. The first launch port 21 and the second launch port 41 are connected by lifting the inner tube 3 and moving it upward, as shown in FIG. 9 . The inner tube 3 is lifted by winding up a wire extended from a crane or the like while the wire is engaged with a hoisting fixture 31 (see FIG. 2 ). The method of lifting the inner tube 3 is not limited to lifting with a wire; for example, a hydraulic jack, a chain block, or a rack and pinion may also be used. The inner tube 3 is lifted until its lower end is positioned above the upper ends of the first launch port 21 and the second launch port 41.
The excavation step S5 is a step of constructing a tunnel. Figure 10 shows the starting state of the tunneling machine M. As shown in Figure 10, the tunnel is constructed by starting the tunneling machine M from the first starting port 21 and the second starting port 41 and placing segments or jacking pipes, etc., in a borehole formed in the ground.
本実施形態の発進立坑(立坑)1およびこの発進立坑(立坑)1を利用したトンネル施工方法によれば、土留壁11に予め発進口10(第一発進口21および第二発進口41)が形成されていて、鏡切を要しないため、鏡切作業および鏡切に伴う地盤改良の手間や費用を削減できる。内筒3を上昇させるのみで発進口10(第一発進口21および第二発進口41)が開口するため、作業性に優れている。
また、発進立坑1の施工時には、主として外筒2に土圧等が作用するため、内筒3に有害な変形は生じない。したがって、内筒3の移動が容易となり、第一発進口21および第二発進口41の開口を円滑に行うことができる。
According to the departure shaft (shaft) 1 and the tunnel construction method using this departure shaft (shaft) 1 of this embodiment, the departure openings 10 (first departure opening 21 and second departure opening 41) are formed in advance in the retaining wall 11, eliminating the need for face-cutting, thereby reducing the effort and cost of face-cutting work and the ground improvement associated with face-cutting. The departure openings 10 (first departure opening 21 and second departure opening 41) can be opened simply by raising the inner cylinder 3, resulting in excellent workability.
Furthermore, during construction of the departure shaft 1, earth pressure and the like act mainly on the outer cylinder 2, so no harmful deformation occurs in the inner cylinder 3. This makes it easy to move the inner cylinder 3, and allows the first departure opening 21 and the second departure opening 41 to be opened smoothly.
第一発進口用止水材51,内筒用止水材52,コーキング剤53,第二発進口用止水材54,発進筒用止水材55が設けられているため、外筒2と内筒3との隙間や内筒3と発進筒4との隙間から土砂や地下水が発進立坑1内に流入することがない。
発進筒4は、上部および下部において外筒2に一体に固定されているため、掘進機Mを発進させる際に上下方向あるいは周方向に移動する(ズレる)ことはない。また、発進筒4は、棒状または板状の固定部材8により、内筒3の移動範囲よりも高い位置で外筒2に固定されているため、内筒3の移動が妨げられることもない。
架台7により、外筒2と発進筒4との隙間が遮蔽されているため、止水性が高められている。
Since a water-stopping material 51 for the first launch port, a water-stopping material 52 for the inner tube, a caulking agent 53, a water-stopping material 54 for the second launch port, and a water-stopping material 55 for the launch tube are provided, soil and groundwater do not flow into the launch shaft 1 through the gap between the outer tube 2 and the inner tube 3 or the gap between the inner tube 3 and the launch tube 4.
The launch cylinder 4 is fixed integrally to the outer cylinder 2 at the top and bottom, and therefore does not move (shift) in the vertical or circumferential direction when launching the tunneling machine M. Furthermore, the launch cylinder 4 is fixed to the outer cylinder 2 at a position higher than the range of movement of the inner cylinder 3 by a rod-shaped or plate-shaped fixing member 8, so the movement of the inner cylinder 3 is not impeded.
The gap between the outer cylinder 2 and the starting cylinder 4 is shielded by the mount 7, improving watertightness.
<第二実施形態>
第二実施形態では、第一実施形態と同様に、円筒状の土留壁11を有する発進立坑(立坑)1から掘進機Mを発進させて、トンネルを施工する場合について説明する。
本実施形態の発進立坑1は、地中に設けられた外筒2(土留壁11)と、外筒2の内側に内挿された内筒3と、内筒3の内側に内挿された発進筒(エントランス筒)4とを備えている(図1参照)。
外筒2の詳細は、第一実施形態で示したものと同様なため詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
In the second embodiment, as in the first embodiment, a tunnel is constructed by launching a tunneling machine M from a launch shaft (vertical shaft) 1 having a cylindrical earth retaining wall 11.
The departure shaft 1 of this embodiment comprises an outer tube 2 (retaining wall 11) installed underground, an inner tube 3 inserted inside the outer tube 2, and a departure tube (entrance tube) 4 inserted inside the inner tube 3 (see Figure 1).
The details of the outer cylinder 2 are the same as those shown in the first embodiment, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
内筒3は、外筒2を構成する鋼管の内径よりも小さな外径を有する平面視円形の鋼管からなる。また、内筒3は、立坑掘削に使用するバケット(掘削手段)に応じた内径を有している。図11に発進立坑1の部分拡大図を示す。内筒3は、図11に示すように、第一発進口(第一坑口)21の直径に余裕代を加えた長さ(上下方向の高さ)を有している。なお、余裕代は、外筒2と内筒3との間に止水性を確保できる長さとする。また、内筒3には、第一発進口21の高さ位置に対応する高さ位置に掘進機Mが通過可能な第三(第三坑口)32が形成されている。第三発進口32の内径は、第一発進口21の内径以上とする。内筒3は、第三発進口32が第一発進口21と重ならないように、第三発進口32の中心が第一発進口21の中心から第三発進口32の内径以上横方向にずらした状態で、外筒2に内挿されている。すなわち、内筒3の外面(板面)により第一発進口21を遮蔽している。なお、図示は省略するが、第三発進口32には、補強を行うのが望ましい。第三発進口32の補強は、例えば、第三発進口32の周囲に沿って鉄筋を溶接する方法や、第三発進口32の内外に鋼管を溶接する方法等により行えばよい。
内筒3の外面には、第一発進口21の上下に、内筒用止水材52,52が周設されている。内筒用止水材52は、外筒2と内筒3の隙間以上の厚さを有する平面視環状の樹脂製部材からなり、外筒2と内筒3との隙間を遮蔽している。内筒用止水材52の内径は、内筒3の外径以下であり、内筒用止水材52の外径は、外筒2の内径以上である。また、内筒3の外面には、第三発進口32の周囲に沿って第三発進口用止水材56が固定されている。第三発進口用止水材56は、樹脂製の環状部材からなり、外筒2と内筒3との隙間を遮蔽する厚さを有している。さらに、第一発進口21の周縁と内筒3の内面(板面)との間では、樹脂などからなるコーキング剤53により止水処理が施されている。
The inner cylinder 3 is made of a steel pipe that is circular in plan view and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the steel pipe that constitutes the outer cylinder 2. The inner cylinder 3 also has an inner diameter that corresponds to the bucket (excavation means) used to excavate the shaft. Figure 11 shows a partial enlarged view of the launch shaft 1. As shown in Figure 11, the inner cylinder 3 has a length (vertical height) that is the diameter of the first launch opening (first tunnel entrance) 21 plus a clearance margin. The clearance margin is a length that ensures watertightness between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3. The inner cylinder 3 also has a third (third tunnel entrance) 32 at a height corresponding to the height of the first launch opening 21, allowing the tunneling machine M to pass through. The inner diameter of the third launch opening 32 is equal to or greater than the inner diameter of the first launch opening 21. The inner cylinder 3 is inserted into the outer cylinder 2 with the center of the third launch opening 32 laterally offset from the center of the first launch opening 21 by at least the inner diameter of the third launch opening 32 so that the third launch opening 32 does not overlap with the first launch opening 21. That is, the first opening 21 is shielded by the outer surface (plate surface) of the inner cylinder 3. Although not shown in the drawings, it is desirable to reinforce the third opening 32. The third opening 32 may be reinforced, for example, by welding reinforcing bars along the periphery of the third opening 32 or by welding steel pipes to the inside and outside of the third opening 32.
On the outer surface of the inner cylinder 3, inner cylinder waterstop materials 52, 52 are provided above and below the first opening 21. The inner cylinder waterstop material 52 is made of a resin member that is annular in plan view and has a thickness equal to or greater than the gap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3, sealing the gap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3. The inner diameter of the inner cylinder waterstop material 52 is equal to or less than the outer diameter of the inner cylinder 3, and the outer diameter of the inner cylinder waterstop material 52 is equal to or greater than the inner diameter of the outer cylinder 2. A third opening waterstop material 56 is fixed to the outer surface of the inner cylinder 3 along the periphery of the third opening 32. The third opening waterstop material 56 is made of a resin annular member and has a thickness sufficient to seal the gap between the outer cylinder 2 and the inner cylinder 3. Furthermore, a caulking agent 53 made of resin or the like is used to waterproof the area between the periphery of the first opening 21 and the inner surface (plate surface) of the inner cylinder 3.
内筒3は、外筒2の内面に固定された台座6上に載置されている。台座6は、環状の鋼鈑を、発進立坑1の底版12よりも高い位置において、外筒2の内面に溶接またはボルト固定することにより形成されている。本実施形態では、内筒3の下端と台座6との間にローラ、車輪、球体等の走行手段33が介設されていて、内筒3が台座6上をスムーズに回動可能に構成されている。
また、内筒3の上部には、ラック34が設けられている。ラック34は、モーターの出力軸に取り付けられたピニオン(図示せず)と歯合する。内筒3は、モーターを作動させることにより、台座6上において周方向に回転する。
The inner cylinder 3 is placed on a pedestal 6 fixed to the inner surface of the outer cylinder 2. The pedestal 6 is formed by welding or bolting an annular steel plate to the inner surface of the outer cylinder 2 at a position higher than the bottom slab 12 of the departure shaft 1. In this embodiment, a running means 33 such as a roller, wheel, or ball is interposed between the lower end of the inner cylinder 3 and the pedestal 6, allowing the inner cylinder 3 to rotate smoothly on the pedestal 6.
A rack 34 is provided on the upper part of the inner cylinder 3. The rack 34 is engaged with a pinion (not shown) attached to the output shaft of the motor. The inner cylinder 3 rotates in the circumferential direction on the base 6 by operating the motor.
発進筒4は、内筒3を構成する鋼管の内径よりも小さな外径を有する平面視円形の鋼管からなる。発進筒4には、第一発進口21に対応する位置に、掘進機Mが通過可能な第二発進口(第二坑口)41が形成されている。第二発進口41の中心は、発進時の掘進機Mの中心軸の延長線上に位置している。第二発進口41の内径は、第一発進口21の内径の同等以上である。また、発進筒4の長さ(上下方向の寸法)は、第二発進口41の上下に十分な長さを確保する寸法とし、内筒3と発進筒4との間に止水性を保てる重ね代を確保できるようにする。
発進筒4の下端は、外筒2に固定された架台7に固定されている。架台7は、環状の板材からなり、外周囲が外筒2の内面に全周溶接されている。発進筒4の下端は、架台7に全周溶接されている。こうすることで、発進筒4の下端における外筒2と発進筒4との隙間が遮蔽されている。なお、止水材を介して発進筒4を架台7に載置することで、止水性を確保する場合には、発進筒4の下端の全周溶接は省略してもよい。本実施形態では、架台7の下面と外筒2の内面との間に補強用の斜材71が設けられている。斜材71は、必要に応じて設ければよい。
The launch tube 4 is made of a steel pipe that is circular in plan view and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the steel pipe that constitutes the inner tube 3. The launch tube 4 is formed with a second launch port (second tunnel entrance) 41, through which the tunneling machine M can pass, at a position corresponding to the first launch port 21. The center of the second launch port 41 is located on an extension of the central axis of the tunneling machine M when launching. The inner diameter of the second launch port 41 is equal to or greater than the inner diameter of the first launch port 21. In addition, the length (vertical dimension) of the launch tube 4 is set to a dimension that ensures sufficient length above and below the second launch port 41, and ensures an overlap between the inner tube 3 and the launch tube 4 that can maintain watertightness.
The lower end of the launch cylinder 4 is fixed to a mount 7 fixed to the outer cylinder 2. The mount 7 is made of an annular plate material, and the outer periphery is welded all around to the inner surface of the outer cylinder 2. The lower end of the launch cylinder 4 is also welded all around to the mount 7. In this way, the gap between the outer cylinder 2 and the launch cylinder 4 at the lower end of the launch cylinder 4 is sealed. Note that if watertightness is ensured by placing the launch cylinder 4 on the mount 7 via a watertight material, the all-around welding of the lower end of the launch cylinder 4 may be omitted. In this embodiment, a reinforcing diagonal member 71 is provided between the underside of the mount 7 and the inner surface of the outer cylinder 2. The diagonal member 71 may be provided as needed.
発進筒4の上端部は、固定部材8を介して外筒2に固定されている。固定部材8は、棒状部材または板状部材からなる。固定部材8の上端は、外筒2の内面に固定されていて、固定部材8の下端は、発進筒4の上端部に固定されている。固定部材8は、例えば鋼棒により構成すればよい。本実施形態では、外筒2の内面に取付け金具81を突設させておき、この取付け金具81に固定部材8の上端を固定する。
発進筒4の外面には、第一実施形態の発進筒4と同様に、第二発進口用止水材54と発進筒用止水材が設けられている。
また、発進筒4の内面には、第一実施形態の発進筒4と同様に、第二発進口41の内側の位置に止水用エントランス42が形成されている。止水用エントランス42の構成は限定されるものではないが、本実施形態では、第一実施形態の止水用エントランス42と同様とする。
The upper end of the launch cylinder 4 is fixed to the outer cylinder 2 via a fixing member 8. The fixing member 8 is made of a rod-shaped or plate-shaped member. The upper end of the fixing member 8 is fixed to the inner surface of the outer cylinder 2, and the lower end of the fixing member 8 is fixed to the upper end of the launch cylinder 4. The fixing member 8 may be made of, for example, a steel rod. In this embodiment, a mounting bracket 81 protrudes from the inner surface of the outer cylinder 2, and the upper end of the fixing member 8 is fixed to this mounting bracket 81.
On the outer surface of the launch tube 4, a second launch port water stop material 54 and a launch tube water stop material are provided, similar to the launch tube 4 of the first embodiment.
Furthermore, similar to the launch tube 4 of the first embodiment, a water blocking entrance 42 is formed on the inner surface of the launch tube 4 at a position inside the second launch port 41. The configuration of the water blocking entrance 42 is not limited, but in this embodiment, it is the same as the water blocking entrance 42 of the first embodiment.
以下、本実施形態の発進立坑1を利用したトンネル施工法について説明する。本実施形態のトンネル施工方法は、土留壁形成工程S1と、発進筒内挿工程S2と、掘進機配設工程S3と、発進口連通工程S4と、掘進工程S5とを備えている(図3参照)。土留壁形成工程S1、発進筒内挿工程S2および掘進機配設工程S3の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。 The tunnel construction method using the starting shaft 1 of this embodiment will be described below. The tunnel construction method of this embodiment comprises a retaining wall formation process S1, a starting tube insertion process S2, a tunneling machine installation process S3, a starting port connection process S4, and an excavation process S5 (see Figure 3). The details of the retaining wall formation process S1, the starting tube insertion process S2, and the tunneling machine installation process S3 are the same as those described in the first embodiment, so detailed explanations will be omitted.
発進口連通工程S4は、第一発進口21、第二発進口41および第三発進口32を連通させる工程である。図12に発進口連通工程S4を示す。なお、図12では、発進筒4の図示を省略している。第一発進口21、第二発進口41(図11参照)および第三発進口32の連通は、図12(a)および(b)に示すように、内筒3を周方向に回転させることにより行う。内筒3は、ラック34にモーターのギヤを歯合させた状態で、モーターを作動させることにより、周方向に回転させる。内筒3の回転は、第三発進口32の中心が、掘進機Mの掘進方向の中心軸の延長線と一致する位置に到達するまで行う。
掘進工程S5は、トンネルを構築する工程である。図13に掘進機Mの発進状況を示す。掘進機Mは、図13に示すように、第一発進口21、第二発進口41および第三発進口32を通過させることで、発進させる。そして、地盤に形成された掘削孔にセグメントまたは推進管を配設することによりトンネルを構築する。
The launch port communication step S4 is a step of communicating the first launch port 21, the second launch port 41, and the third launch port 32. The launch port communication step S4 is shown in FIG. 12 . The launch tube 4 is not shown in FIG. 12 . The first launch port 21, the second launch port 41 (see FIG. 11 ), and the third launch port 32 are communicated by rotating the inner tube 3 in the circumferential direction, as shown in FIGS. 12( a) and 12(b). The inner tube 3 is rotated in the circumferential direction by operating the motor with the motor gear meshed with the rack 34. The inner tube 3 is rotated until the center of the third launch port 32 reaches a position that coincides with an extension of the central axis of the tunneling machine M in the excavation direction.
The excavation process S5 is a process of constructing a tunnel. Figure 13 shows the starting state of the tunneling machine M. As shown in Figure 13, the tunneling machine M starts by passing through the first starting port 21, the second starting port 41, and the third starting port 32. The tunnel is then constructed by placing segments or a jacking pipe in the borehole formed in the ground.
本実施形態の発進立坑1およびこの発進立坑1を利用したトンネル施工方法によれば、土留壁11に予め発進口10(第一発進口21、第二発進口41および第三発進口32)が形成されていて、鏡切を要しないため、鏡切作業および鏡切に伴う地盤改良の手間や費用を削減できる。内筒3を周方向に回転させるのみで発進口10(第一発進口21、第二発進口41および第三発進口32)が開口するため、作業性に優れている。この他の第二実施形態の発進立坑1およびトンネル施工方法の採用効果は、第一実施形態の発進立坑1およびトンネル施工方法と同様なため、詳細な説明は省略する。 According to the departure shaft 1 and tunnel construction method using this departure shaft 1 of this embodiment, the departure openings 10 (first departure opening 21, second departure opening 41, and third departure opening 32) are formed in advance in the retaining wall 11, eliminating the need for face-cutting, thereby reducing the effort and cost of face-cutting work and the ground improvement associated with face-cutting. The departure openings 10 (first departure opening 21, second departure opening 41, and third departure opening 32) are opened simply by rotating the inner cylinder 3 circumferentially, resulting in excellent workability. The other effects of employing the departure shaft 1 and tunnel construction method of the second embodiment are similar to those of the departure shaft 1 and tunnel construction method of the first embodiment, so a detailed description will be omitted.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、本発明の立坑を発進立坑として使用する場合について説明したが、本発明の立坑は到達立坑に使用してもよい。
第一発進口用止水材51、内筒用止水材52、第二発進口用止水材54、発進筒用止水材55および第三発進口用止水材56は、環状に限定されるものではなく、例えばU字状であってもよい。また、止水材の設置個所、材料、形状などは、適宜決定すればよい。
内筒3を載置する台座(第一実施形態の台座6)は、必ずしも環状の板材である必要はない。例えば、逆L字状の鋼材であってもよい。この場合には、外筒2の周方向に対して所定の間隔をあけて(間欠的に)、複数の台座6を設けるものとする。
内筒3を周方向に回転させて、発進口10を開口させる場合の、内筒3を回転させる方法はモーターを利用した方法に限定されるものではなく、例えば、ワイヤー式やプッシュロッド式により行ってもよい。また、内筒3は必ずしも走行手段を有している必要はなく、走行手段33は必要に応じて設ければよい。
固定部材8を構成する材料は、鋼棒に限定されるものではなく、例えば、鋼板やアングル材等の鋼材であってもよい。また、固定部材8を構成する鋼棒は、限定されるものではなく、例えば、丸形鋼、角形鋼、異形鉄筋等を使用すればよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-described components can be appropriately modified within the scope of the present invention.
In the above embodiment, the shaft of the present invention is described as being used as a departure shaft, but the shaft of the present invention may also be used as a arrival shaft.
The first launch port water stop material 51, the inner tube water stop material 52, the second launch port water stop material 54, the launch tube water stop material 55, and the third launch port water stop material 56 are not limited to being annular, but may be, for example, U-shaped. The installation location, material, shape, etc. of the water stop material may be determined appropriately.
The base (base 6 in the first embodiment) on which the inner cylinder 3 is placed does not necessarily have to be an annular plate material. For example, it may be an inverted L-shaped steel material. In this case, a plurality of bases 6 are provided at predetermined intervals (intermittently) in the circumferential direction of the outer cylinder 2.
When rotating the inner cylinder 3 in the circumferential direction to open the starting port 10, the method of rotating the inner cylinder 3 is not limited to a method using a motor, and may be performed by a wire system or a push rod system, for example. Also, the inner cylinder 3 does not necessarily need to have a traveling means, and the traveling means 33 may be provided as needed.
The material constituting the fixing member 8 is not limited to steel rods, and may be, for example, steel materials such as steel plates or angle bars. In addition, the steel rods constituting the fixing member 8 are not limited, and for example, round steel, square steel, deformed steel bars, etc. may be used.
1 発進立坑(立坑)
10 発進口
11 土留壁
12 底版
2 外筒
20 鋼管
21 第一発進口(第一坑口)
3 内筒
31 吊り金具
32 第三発進口(第三坑口)
33 走行手段
4 発進筒(エントランス筒)
41 第二発進口(第二坑口)
42 止水用エントランス
51 第一発進口用止水材
52 内筒用止水材
53 コーキング剤
54 第二発進口用止水材
55 発進筒用止水材
56 第三発進口用止水材
6 台座
7 架台
71 斜材
8 固定部材
81 取付け金具
G 地盤
M 掘進機
1. Departure shaft (shaft)
10 Starting point 11 Retaining wall 12 Bottom slab 2 Outer cylinder 20 Steel pipe 21 First starting point (first tunnel entrance)
3 Inner cylinder 31 Lifting hardware 32 Third launch port (third tunnel entrance)
33 Traveling means 4 Starting tube (entrance tube)
41 Second starting gate (second mine mouth)
42 Water-stopping entrance 51 Water-stopping material for first launch port 52 Water-stopping material for inner tube 53 Caulking agent 54 Water-stopping material for second launch port 55 Water-stopping material for launch port 56 Water-stopping material for third launch port 6 Base 7 Mounting base 71 Diagonal member 8 Fixing member 81 Mounting metal fitting G Ground M Excavator
Claims (6)
前記外筒の内側に内挿された内筒と、
前記内筒の内側に内挿されたエントランス筒と、を備える立坑であって、
前記内筒は、前記外筒の内面に固定された台座に載置されており、
前記外筒には、掘進機が通過可能な第一坑口が形成されており、
前記エントランス筒には、前記第一坑口に対応する位置に前記掘進機が通過可能な第二坑口が形成されているとともに、前記第二坑口の内側に止水用エントランスが形成されており、
前記内筒を上方に移動させることで、前記第一坑口と前記第二坑口とを連通させることを特徴とする、立坑。 an outer cylinder installed underground;
an inner cylinder inserted inside the outer cylinder;
An entrance tube inserted inside the inner tube,
The inner cylinder is placed on a base fixed to the inner surface of the outer cylinder,
The outer cylinder has a first tunnel entrance formed therein through which a tunneling machine can pass,
The entrance tube has a second tunnel entrance formed at a position corresponding to the first tunnel entrance through which the tunneling machine can pass, and a water-stopping entrance formed inside the second tunnel entrance,
A vertical shaft characterized in that the first shaft entrance and the second shaft entrance are communicated by moving the inner cylinder upward.
前記外筒の内側に内挿された内筒と、
前記内筒の内側に内挿されたエントランス筒と、を備える立坑であって、
前記内筒は、前記外筒の内面に固定された台座に載置されており、
前記外筒には、掘進機が通過可能な第一坑口が形成されており、
前記エントランス筒には、前記第一坑口に対応する位置に前記掘進機が通過可能な第二坑口が形成されているとともに、前記第二坑口の内側に止水用エントランスが形成されており、
前記内筒には、前記第一坑口の高さ位置に対応する高さ位置に前記掘進機が通過可能な第三坑口が形成されており、
前記内筒を周方向に回転させることで、前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口を連通させることを特徴とする、立坑。 an outer cylinder installed underground;
an inner cylinder inserted inside the outer cylinder;
An entrance tube inserted inside the inner tube,
The inner cylinder is placed on a base fixed to the inner surface of the outer cylinder,
The outer cylinder has a first tunnel entrance formed therein through which a tunneling machine can pass,
The entrance tube has a second tunnel entrance formed at a position corresponding to the first tunnel entrance through which the tunneling machine can pass, and a water-stopping entrance formed inside the second tunnel entrance,
The inner cylinder has a third tunnel entrance formed at a height position corresponding to the height position of the first tunnel entrance, through which the tunneling machine can pass,
A vertical shaft characterized in that the first shaft entrance, the second shaft entrance, and the third shaft entrance are connected to each other by rotating the inner cylinder in a circumferential direction.
前記内筒が内挿された前記外筒を地中に設置する工程と、
前記内筒の内側に前記エントランス筒を内挿する工程と、
前記止水用エントランスに一部を挿入した状態で前記掘進機を前記立坑内に配設する工程と、
前記内筒を引き上げて、前記第一坑口と前記第二坑口を連通させる工程と、
前記第一坑口および前記第二坑口から前記掘進機を発進させて、トンネルを構築する工程と、を備えていることを特徴とする、トンネル施工方法。 A tunnel construction method using the shaft according to claim 1,
a step of placing the outer cylinder with the inner cylinder inserted into the ground;
inserting the entrance tube into the inner tube;
a step of disposing the tunneling machine in the vertical shaft with a portion of the tunneling machine inserted into the watertight entrance;
A step of lifting the inner cylinder to connect the first well opening and the second well opening;
a step of launching the tunnel boring machine from the first tunnel entrance and the second tunnel entrance to construct a tunnel.
前記内筒が内挿された前記外筒を地中に設置する工程と、
前記内筒の内側に前記エントランス筒を内挿する工程と、
前記止水用エントランスに一部を挿入した状態で前記掘進機を前記立坑内に配設する工程と、
前記内筒を周方向に回転させて、前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口を連通させる工程と、
前記第一坑口、前記第二坑口および前記第三坑口から前記掘進機を発進させて、トンネルを構築する工程と、を備えていることを特徴とする、トンネル施工方法。 A tunnel construction method using the shaft according to claim 2,
a step of placing the outer cylinder with the inner cylinder inserted into the ground;
inserting the entrance tube into the inner tube;
a step of disposing the tunneling machine in the vertical shaft with a portion of the tunneling machine inserted into the watertight entrance;
rotating the inner cylinder in a circumferential direction to connect the first well mouth, the second well mouth, and the third well mouth;
a step of launching the tunnel boring machine from the first tunnel entrance, the second tunnel entrance, and the third tunnel entrance to construct a tunnel.
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