JPH0781505B2 - Construction method of underground structure - Google Patents
Construction method of underground structureInfo
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は地下に構築される上下水道、電力洞道あるいは
通信施設用の構造物等の地下構造物の構築工法に関する
ものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for constructing an underground structure such as a structure for water and sewage, an electric power cave or a communication facility to be constructed underground.
（従来の技術） 最近、市街地の地下に構築される上下水道、電力洞道あ
るいは通信施設用の構造物は大口径の場合にはシールド
工法、小口径の場合には推進工法によって構築されるこ
とが多い。(Prior art) Recently, structures for water and sewage, power cave or communication facility constructed underground in urban areas should be constructed by shield method for large diameter and by propulsion method for small diameter. There are many.
この推進工法には種々の工法が提案され、実施されてい
るがトンネル線形が曲線であったり、長距離である場合
には掘削機能を有するシールド機を用いて地中を掘進し
ながら覆工構造体を推進ジャッキによって推進させる工
法がよく用いられている。Various methods have been proposed and implemented for this propulsion method, but if the tunnel alignment is curved or the distance is long, a shield machine with an excavation function is used to excavate the ground to cover the lining structure. The method of propelling the body with a propulsion jack is often used.
上記のシールド推進工法は円形断面のシールド機によっ
て地中に円形断面のトンネルを掘削すると共に、該シー
ルド機の後部に配設された鋳鉄管、ヒューム管等の円形
管路構造体を、発進立坑に設置されている推進ジャッキ
により前記トンネル内に推進させて円形中空断面の地下
構造物を構築するものであった。The above shield propulsion method excavates a tunnel having a circular cross section into the ground by a shield machine having a circular cross section, and a circular pipe structure such as a cast iron pipe and a fume pipe arranged at the rear part of the shield machine is used as a starting shaft. The propelling jack installed in the building was used to propel it into the tunnel to construct an underground structure having a circular hollow section.
しかしながら、上記の推進工法においては、トンネル断
面が円形であるために電力洞道や通信施設用の構造物に
対して利用されない無駄な空間が生じると共に、掘削土
量も多くなって経済性を損なうという欠点があった。However, in the above-mentioned propulsion method, since the tunnel cross section is circular, there is a wasted space that is not used for the structures of power caverns and communication facilities, and the amount of excavated soil increases, impairing economic efficiency. There was a drawback.
一方このような円形断面管路の欠点を解消するために、
第５図に示すような四角形断面のボックスカルバート2
b′等を用いた推進工法が開発され実施されている。On the other hand, in order to eliminate the drawbacks of such a circular cross-section conduit,
Box culvert 2 with a rectangular cross section as shown in Fig. 5
A propulsion method using b ', etc. has been developed and implemented.
この工法は四角形断面のボックスカルバート2b′等の覆
工構造体２′の先端に刃口2cを装着して、人力で地中を
掘削しながら該覆工構造体２′を推進ジャッキ４′で推
進させて地下構造物を構築するものである。In this method, a blade mouth 2c is attached to the tip of a lining structure 2'such as a box culvert 2b 'having a rectangular cross section, and the lining structure 2'is driven by a propulsion jack 4'while excavating the ground manually. It promotes and builds an underground structure.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の四角形断面の推進工法においては
覆工構造体の先端、即ち切羽側が解放されているために
地下水位が高かったり、或は崩壊性の土から構成される
地盤条件では切羽の保持が困難であり施工時の安全性に
問題があった。(Problems to be solved by the invention) However, in the above-mentioned quadrangular cross-section propulsion method, since the tip of the lining structure, that is, the face of the face, is open, the groundwater level is high or it is composed of collapsible soil. It was difficult to maintain the face under the ground conditions that were used, and there was a problem in safety during construction.
また、切羽保持のためにトンネル予定位置において薬液
注入工法や凍結工法等による地盤改良工事が必要な場合
が多くなり、工費がかさむと共に工期も長くなるという
欠点があった。In addition, there are many cases that ground improvement work such as a chemical injection method or a freezing method is required at a planned tunnel position to hold the face, which has a drawback that the construction cost becomes long and the construction period becomes long.
さらに、上記推進工法は土被り厚さが比較的小さい場合
に採用されるものであり、地下の深い部分での施工例は
困難であった。Furthermore, the above-mentioned propulsion method is adopted when the soil cover thickness is relatively small, and it was difficult to construct the construction in a deep underground part.
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は地下に構築される地下構造物において、
その空間を無駄なく利用できるようにすると共に経済的
かつ安全に施工できる地下構造物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 purpose is in an underground structure constructed underground,
The purpose of the present invention is to provide a construction method for an underground structure that enables economical use of the space without waste and safe construction.
（課題を達成するための手段） 以上の課題を達成するための本発明の手段たる構成は、
適宜間隔をもって地中に構築された発進立坑と到達立坑
との間の地中に、地下構造物を構築する工法であって、
正面視における断面が四角形状を有するシールドフレー
ムと、掘進方向に対して直交した状態で設けられた各々
一対のドラムカッタ及びリングカッタと、該ドラムカッ
タ及びリングカッタの後部に設けられた隔壁と、該隔壁
の後部に設けられたシールドジャッキ及び排土手段とを
備えたシールド掘進機により、前記発進立坑と到達立坑
との間の地中を掘削して断面四角形状のトンネルを掘削
形成する工程と、正面視における断面が四角形状を有
し、前記トンネルの軸方向の連結部にカラーを有する覆
工構造体を前記発進立坑より挿入・連結し、該覆工構造
体を前記発進立坑内に設けられた推進ジャッキにより前
記トンネル内に推進する工程とを繰り返してなることを
特徴とする構成にすることである。(Means for Achieving the Object) The configuration as the means of the present invention for achieving the above object is
A method of constructing an underground structure in the ground between a starting shaft and a reaching shaft that are built in the ground at appropriate intervals,
A shield frame having a quadrangular cross section in a front view, a pair of drum cutters and ring cutters provided in a state orthogonal to the excavation direction, and a partition wall provided at the rear of the drum cutters and ring cutters, A step of excavating and forming a tunnel having a rectangular cross section by excavating the ground between the starting vertical shaft and the reaching vertical shaft by a shield excavator equipped with a shield jack and earth removing means provided at the rear portion of the partition wall; A cross-section in a front view having a quadrangular shape, and a lining structure having a collar at a connecting portion in the axial direction of the tunnel is inserted and connected from the starting shaft, and the lining structure is provided in the starting shaft. And a step of propelling the inside of the tunnel with the propelling jack thus formed.
（作用） 而して上記構成によれば、断面が四角形状の地下構造物
を構築することができるので、地下空間が無駄なく利用
できると共に、シールド掘進機の切羽側が隔壁により密
閉され、切羽の土水圧に対抗できるように泥水圧あるい
は泥土圧を作用させることができるので、安全かつ経済
的に四角形状のトンネル空間を掘削形成することが可能
になる。(Operation) According to the above configuration, since an underground structure having a quadrangular cross section can be constructed, the underground space can be used without waste, and the face of the shield machine is sealed by the partition wall, and Since the mud pressure or the mud pressure can be applied to counteract the soil pressure, it is possible to excavate and form a rectangular tunnel space safely and economically.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, one example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の地下構造物の構築工法の断面図を示し
たものである。FIG. 1 shows a sectional view of the construction method for an underground structure of the present invention.
本発明は、まず初めに地下構造物の構築予定箇所に適宜
間隔をもって発進立坑Ａと到着立坑Ｂとを掘削する。According to the present invention, first, a starting shaft A and an arrival shaft B are excavated at a planned construction site of an underground structure at appropriate intervals.
前記発進立坑Ａの底面には推進台ａが、またトンネルの
掘削予定壁n1と対抗する側壁n2には支圧壁ｂがそれぞれ
構築されている。A propulsion platform a is constructed on the bottom surface of the starting shaft A, and a bearing wall b is constructed on the side wall n 2 facing the excavation wall n 1 of the tunnel.
そして、前記発進立坑Ａの推進台ａにクレーンでシール
ド掘進機１を載置した後、該シールド掘進機１をシール
ドジャッキ７で発進立坑Ａ内に設けられた反力装置に反
力をとって、到達立坑Ｂ側へ掘進させて１スパン分のト
ンネルｍを掘削する。Then, after the shield machine 1 is mounted on the propulsion table a of the starting shaft A by means of a crane, the shield machine 1 is shielded by a reaction force to the reaction device provided in the starting shaft A with the shield jack 7. , The tunnel m for one span is excavated by advancing to the reaching shaft B side.
このトンネルｍは、シールド掘進機１が断面四角形状で
あるため、断面四角形状に形成される。Since the shield machine 1 has a quadrangular cross section, the tunnel m is formed in a quadrangular cross section.
そして、この１スパン分のトンネルｍ内に、発進立坑Ａ
側から断面四角形状の鉄筋コンクリート製、又は鋼鉄製
の覆工構造体２が挿入される（第２図の（１）及び
（２）を参照）。Then, in the tunnel m for one span, the starting shaft A
A reinforced concrete or steel lining structure 2 having a quadrangular cross section is inserted from the side (see (1) and (2) in FIG. 2).
この覆工構造体２は、発進立坑Ａにおいてカラー３で互
いに連結され、かつPC鋼線（図示せず）で締着されてか
ら、推進ジャッキ４でトンネルｍ内に推進される。The lining structure 2 is connected to each other by a collar 3 at a starting shaft A and is fastened with a PC steel wire (not shown), and then propelled into a tunnel m by a propulsion jack 4.
次に、シールド掘進機１をシールドジャッキ７で前記既
設の覆工構造体２に反力をとってさらに１スパン分掘進
させる。Next, the shield machine 1 is moved by the shield jack 7 to the existing lining structure 2 for a further span by a reaction force.
このシールド掘進機１の掘進に伴って、覆工構造体２を
前記と同様の方法で継ぎ足しながらトンネルｍ内に挿入
して推進する。With the excavation of the shield machine 1, the lining structure 2 is inserted into the tunnel m and propelled while being replenished by the same method as described above.
このようなシールド掘進機１の掘進によるトンネルｍの
掘削工程と、このトンネルｍ内の覆工構造体２の推進工
程とを交互に繰り返すことにより、地下構造物Ｃが構築
される。The underground structure C is constructed by alternately repeating the excavation process of the tunnel m by the excavation of the shield machine 1 and the propulsion process of the lining structure 2 in the tunnel m.
また、覆工構造体２の継ぎ足しに伴ってシールド掘進機
１の送泥管15および排泥管16も順次継ぎ足される。In addition, the mud pipe 15 and the mud pipe 16 of the shield machine 1 are sequentially added as the lining structure 2 is added.
第３図はシールド掘進機１を示したものであり、前面に
ドラムカッタ５及びリングカッタ６が夫々掘進方向に対
して水平状に直交した状態で設けられ、後部にシールド
掘進機１の掘進方向を制御するシールドジャッキ７が備
えられると共に前部には隔壁８が設けられている。FIG. 3 shows the shield machine 1, in which a drum cutter 5 and a ring cutter 6 are provided on the front surface in a state where they are orthogonal to each other in the horizontal direction and the rear direction of the shield machine 1 is provided. Is provided with a shield jack 7 for controlling the above, and a partition wall 8 is provided in the front portion.
該隔壁８の前側にはギアケース8aが固定され、該ギアケ
ース8a先端部の両側にドラムカッタ５が回転自在に設け
られると共に、該ドラムカッタ５の間には上下に一対の
リングカッタ６が回転自在に設けられ、これらドラムカ
ッタ５及びリングカッタ６は隔壁８後側のモータＭによ
り回転駆動される。A gear case 8a is fixed to the front side of the partition wall 8, the drum cutters 5 are rotatably provided on both sides of the tip of the gear case 8a, and a pair of ring cutters 6 are vertically arranged between the drum cutters 5. The drum cutter 5 and the ring cutter 6 are rotatably provided and are rotationally driven by a motor M on the rear side of the partition wall 8.
また、これらドラムカッタ内にはギアケース8a内を貫通
した送泥管15及び排泥管16が夫々連通され、これら送泥
管15及び排泥管16にはドラムカッタ内への送泥及びドラ
ムカッタ内からの排泥をするためのポンプ（図示せず）
が設けられている。Further, inside the drum cutters, a mud feeding pipe 15 and a mud discharging pipe 16 which penetrate through the gear case 8a are respectively communicated, and the mud feeding pipe 15 and the mud discharging pipe 16 feed the mud into the drum cutter and the drum. Pump (not shown) for removing mud from inside the cutter
Is provided.
ドラムカッタ５は外側が閉塞した筒状であり、ドラム面
に開口部5bが水平状に適宜間隔をもって設けられ、該開
口部5bにはカッタビット5cが突設されている。The drum cutter 5 has a cylindrical shape with its outer side closed, and openings 5b are horizontally provided at appropriate intervals on the drum surface, and a cutter bit 5c is projectingly provided in the opening 5b.
リングカッタ６はドラムカッタ５間に一対偏芯して設け
られ、第３図の（２）に示すようにドラムカッタ５の径
と略同径を掘削することが出来るように配設されてい
る。A pair of ring cutters 6 are eccentrically provided between the drum cutters 5 and are arranged so that the diameter of the drum cutter 5 can be excavated as shown in FIG. 3B. .
またリングカッタ６はドラムカッタ５と同様にリング面
に開口部6aが水平状に適宜間隔をもって設けられ、該開
口部6aにはカッタビット6bが設けられている。Further, like the drum cutter 5, the ring cutter 6 has openings 6a horizontally provided at appropriate intervals on the ring surface, and a cutter bit 6b is provided in the opening 6a.
第４図に示すものはシールド掘進機９の他の実施例であ
り、ドラムカッタ10は外側に配設された円盤10aと、該
円盤10aの内側に適宜間隔をもって配設されたリング10b
とがスポーク10cで連結されて円筒籠状に形成され、該
スポーク10cが前記円盤10a及びリング10bの周縁にそっ
て適宜間隔ごとに架設されることにより、ドラム面に多
数の開口部10eが連続的に形成され、該各スポーク10cの
上面にカッタビット11が突設されている。FIG. 4 shows another embodiment of the shield machine 9, in which the drum cutter 10 has a disk 10a arranged on the outside and a ring 10b arranged inside the disk 10a with an appropriate interval.
And are connected by spokes 10c to form a cylindrical basket shape, and the spokes 10c are erected at appropriate intervals along the periphery of the disk 10a and the ring 10b, so that a large number of openings 10e are continuously formed on the drum surface. And a cutter bit 11 is projected on the upper surface of each spoke 10c.
リングカッタ12は前記ドラムカッタ10より小径のリング
12a、12aがスポーク12bで連結されて円筒籠状に形成さ
れ、該スポーク12bがリング12a、12aの周縁にそって適
宜間隔ごとに架設されることにより、前記ドラムカッタ
２と同様にリング面に多数の開口部13が連続的に形成さ
れ、各スポーク12bの上面にカッタビット14が突設され
ている。The ring cutter 12 has a smaller diameter than the drum cutter 10.
12a and 12a are connected to each other by spokes 12b to form a cylindrical basket, and the spokes 12b are erected at appropriate intervals along the peripheral edges of the rings 12a and 12a, so that the ring surface is the same as the drum cutter 2. A large number of openings 13 are continuously formed, and a cutter bit 14 is projectingly provided on the upper surface of each spoke 12b.
（発明の効果） 本発明は以上の様な構成にしたことにより下記の効果を
有する。(Effects of the Invention) The present invention has the following effects by having the above-mentioned configuration.
シールド掘進機の切羽側が隔壁により密閉されると
ともに、該隔壁の後部に排土手段が設けられたことによ
り、地山の土水圧に十分対抗できるような泥土圧、ある
いは泥土圧をチャンバ内に発生させて、安全にトンネル
を掘削することができる。The face of the shield machine is sealed by a partition wall, and a soil discharging means is provided at the rear of the partition wall to generate a mud pressure or a mud pressure in the chamber that can sufficiently counteract the soil water pressure. Therefore, the tunnel can be safely excavated.
シールド掘進機にシールドジャッキを装備したこと
により、シールド掘進機のみの掘進が可能になるととも
に、このシールドジャッキにより容易に掘進方向の制御
を行なうことができるので、断面四角形状のトンネルを
計画線上に精度良く形成することができる。By equipping the shield machine with the shield jack, it is possible to excavate only the shield machine, and since the shield jack can easily control the direction of excavation, a tunnel with a rectangular cross section can be placed on the planned line. It can be formed with high precision.
１スパン分のトンネルを形成した後に、連結部にカ
ラーを有する覆工構造体を発進立坑より挿入・連結し
て、覆工構造体全体を推進ジャッキによりトンネル内に
推進させるので、経済的な断面形状を有する地下構造物
を安全かつ確実に構築することができる。After forming a tunnel for one span, insert a lining structure with a collar at the connecting part from the starting shaft and connect it, and propel the entire lining structure into the tunnel with a propulsion jack. An underground structure having a shape can be constructed safely and reliably.
第１図は本発明の地下構造物の構築工法の断面図、第２
図の（１）は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第２図の（２）
は第１図のII−II線断面図、第３図の（１）はシールド
掘進機の斜視図、同図の（２）は同断面図、第４図の
（１）は他のシールド掘進機の斜視図、同図の（２）は
同断面図、第５図は従来の地下構造物の構築工法を示す
断面図である。 図中、 A:発進立坑、B:到達立坑 C:地下構造物 1:シールド掘進機 2:覆工構造体 m:トンネル である。FIG. 1 is a sectional view of the construction method for an underground structure of the present invention, FIG.
(1) of the figure is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1, (2) of FIG.
Is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, (1) in FIG. 3 is a perspective view of the shield machine, (2) in FIG. 3 is the same sectional view, and (1) in FIG. 4 is another shield machine. FIG. 5 is a perspective view of the machine, (2) is a sectional view of the same, and FIG. 5 is a sectional view showing a conventional method of constructing an underground structure. In the figure, A is a starting shaft, B is a reaching shaft, C is an underground structure, 1: a shield machine, 2: a lining structure, and m is a tunnel.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 窪田 敬昭 茨城県北相馬郡藤代町藤代647―59―403 (56)参考文献 実開 昭58−103289（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−103290（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−44197（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takaaki Kubota 647-59-403 Fujishiro, Fujishiro-cho, Kitasoma-gun, Ibaraki Prefecture (56) References 58-103289 (JP, U) 58-103290 (JP, U) Japanese Patent Publication Sho 61-44197 (JP, B2)
Claims (1)
坑と到達立坑との間の地中に、地下構造物を構築する工
法であって、正面視における断面が四角形状を有するシ
ールドフレームと、掘進方向に対して直交した状態で設
けられた各々一対のドラムカッタ及びリングカッタと、
該ドラムカッタ及びリングカッタの後部に設けられた隔
壁と、該隔壁の後部に設けられたシールドジャッキ及び
排土手段とを備えたシールド掘進機により、前記発進立
坑と到達立坑との間の地中を掘削して断面四角形状のト
ンネルを掘削形成する工程と、正面視における断面が四
角形状を有し、前記トンネルの軸方向の連結部にカラー
を有する覆工構造体を前記発進立坑より挿入・連結し、
該覆工構造体を前記発進立坑内に設けられた推進ジャッ
キにより前記トンネル内に推進する工程とを繰り返して
なることを特徴とする地下構造物の構築工法。1. A method for constructing an underground structure in the ground between a starting shaft and a reaching shaft, which are constructed at appropriate intervals in the ground, and a shield frame having a square cross section in a front view. , A pair of drum cutters and ring cutters provided in a state orthogonal to the excavation direction,
A shield excavator provided with a partition wall provided at the rear of the drum cutter and the ring cutter, and a shield jack and soil discharging means provided at the rear part of the partition wall, and the underground between the starting shaft and the reaching shaft. A step of excavating and forming a tunnel having a quadrangular cross section, and the cross section in a front view has a quadrangular shape, and a lining structure having a collar at an axial connecting portion of the tunnel is inserted from the starting shaft. Connect
A method for constructing an underground structure, which comprises repeating the step of propelling the lining structure into the tunnel with a propulsion jack provided in the starting shaft.
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| JP1310569A JPH0781505B2 (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Construction method of underground structure |
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| JP1310569A Expired - Fee Related JPH0781505B2 (en) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | Construction method of underground structure |
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| JPS58103289U (en) * | 1981-12-29 | 1983-07-13 | 石川島播磨重工業株式会社 | Cutter arm in cutter head of excavator |
| JPS58103290U (en) * | 1981-12-29 | 1983-07-13 | 石川島播磨重工業株式会社 | Cutter arm in cutter head of excavator |
| JPS6144197A (en) * | 1984-08-08 | 1986-03-03 | Mazda Motor Corp | Drying furnace for pretreatment for coating by electrodeposition |
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1989
- 1989-12-01 JP JP1310569A patent/JPH0781505B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH03172497A (en) | 1991-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |