JP5155680B2 - Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method - Google Patents
Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5155680B2 JP5155680B2 JP2008024248A JP2008024248A JP5155680B2 JP 5155680 B2 JP5155680 B2 JP 5155680B2 JP 2008024248 A JP2008024248 A JP 2008024248A JP 2008024248 A JP2008024248 A JP 2008024248A JP 5155680 B2 JP5155680 B2 JP 5155680B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soil
- viscous
- consolidated
- excavated
- viscous soil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
本発明は、裏込め注入方法、並びに、トンネル構築システム及びトンネル構築方法に関する。 The present invention relates to a backfill injection method, a tunnel construction system, and a tunnel construction method.
掘進中のシールド掘進機の後方には、掘削された掘削孔の壁面とセグメントとの間に、テールボイドと呼ばれる隙間が生じる。このテールボイドは、地山の緩みや沈下の原因となるため、シールド掘進機の通過後、なるべく速やかに埋める必要がある。テールボイドを埋める作業は、一般に裏込め注入工と呼ばれる。また、テールボイドに注入される材料は、一般に注入材又は裏込め注入材などと呼ばれる。注入材は、材料分離を起こさない、注入後の体積変化が少ないなどの性能が要求される(非特許文献1の第71〜73頁を参照)。
A gap called a tail void is formed between the wall of the excavated excavation hole and the segment behind the shield excavator during excavation. Since this tail void causes loosening and settlement of the ground, it is necessary to fill it as soon as possible after passing through the shield machine. The work of filling the tail void is generally called backfilling. The material injected into the tail void is generally called an injection material or a backfill injection material. The injection material is required to have performance such as no material separation and a small volume change after injection (see Non-Patent
従来、注入材として、セメントなどの固化材、鉱物系助材及びグルコン酸ナトリウムなどの安定材(遅延材)が配合されたものが使用されている。また、最近は、固化材を含有するA液と、珪酸ソーダなどの塑強調整材を含有するB液とを混合して用いる混合型の注入材も使用されている。
ところで、テールボイドを充填する注入材は、上記のような性能が要求されるため、これを調製するに際しては、固化材、鉱物系助材、安定材及び塑強調整材などは全て市販のものを使用することが一般的である。しかし、これらの材料をすべて市販品でまかなうとなると、コストが増大するという問題がある。 By the way, since the injection material filling the tail void is required to have the above-mentioned performance, when preparing this, the solidifying material, the mineral-based auxiliary material, the stabilizing material and the plastic strength adjusting material are all commercially available. It is common to use. However, if all these materials are covered by commercial products, there is a problem that the cost increases.
他方、土圧式シールド掘進機によって掘削を行う場合、当該掘進機からは掘削土が排出され、これを建設汚泥として処分するにもコストが発生する。したがって、建設汚泥として処分する掘削土の量を削減することが望まれている。 On the other hand, when excavation is performed by the earth pressure type shield excavator, excavated soil is discharged from the excavator, and it is also costly to dispose it as construction sludge. Therefore, it is desired to reduce the amount of excavated soil to be disposed as construction sludge.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、裏込め注入材の原料費を節減できるとともに、建設汚泥として処分する掘削土の量を削減できる裏込め注入方法、並びに、トンネル構築システム及びトンネル構築方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can reduce the raw material cost of the backfilling injection material and reduce the amount of excavated soil to be disposed as construction sludge, and the tunnel construction It is an object to provide a system and a tunnel construction method.
本発明に係る裏込め注入方法は、土圧式シールド掘進機によって掘削された掘削孔の壁面と、掘削孔内に設置されたセグメントの外面との間の空間に、土圧式シールド掘進機から排出される掘削土に含まれる粘性土を配合した注入材を注入することを特徴とする。 The backfill injection method according to the present invention is discharged from the earth pressure shield machine into the space between the wall surface of the excavation hole excavated by the earth pressure shield machine and the outer surface of the segment installed in the excavation hole. It is characterized by injecting an injection material containing viscous soil contained in excavated soil.
本発明に係る裏込め注入方法によれば、土圧式シールド掘進機からの掘削土に含まれる粘性土を注入材に配合することで、全て市販の材料を用いて注入材を調製する場合と比較し、注入材の原料費を節減できる。また、注入材の原料の一部として粘性土を使用することで、少なくとも粘性土の配合量に相等する量の建設汚泥を削減できる。 According to the backfill injection method according to the present invention, by mixing the clay contained in the excavated soil from the earth pressure type shield excavator into the injecting material, it is compared with the case of preparing the injecting material using all commercially available materials. In addition, the raw material cost of the injection material can be reduced. Further, by using the viscous soil as a part of the raw material of the injection material, it is possible to reduce an amount of construction sludge that is at least equivalent to the blending amount of the viscous soil.
本発明に係る裏込め注入方法は、掘削土から塊状の固結粘性土を分離回収する分級工程を備えたものであってもよい。掘削土中に粘性土が塊状の固結粘性土として含まれているような場合は、掘削土を篩などによって分級することで、掘削土から粘性土を容易に回収できる。 The backfilling injection method according to the present invention may include a classification step of separating and collecting massive consolidated viscous soil from excavated soil. When the clay is included in the excavated soil as a massive solid clay, the clay can be easily recovered from the excavated soil by classifying the excavated soil with a sieve or the like.
分級によって掘削土から固結粘性土が回収される場合、本発明に係る裏込め注入方法は、この固結粘性土を粉砕する粉砕工程と、粉砕された粘性土とセメントとを混合する混合工程とを更に備えることが好ましい。粉砕された粘性土にセメントを配合して混合すると、セメントの造粒効果によって粒状の粘性土を得やすくなる。粒状の粘性土を注入材の調製に用いることにより、注入材の品質の均一化が図られる。 When consolidated cohesive soil is recovered from excavated soil by classification, the backfill injection method according to the present invention includes a pulverizing step of pulverizing the consolidated viscous soil, and a mixing step of mixing the pulverized viscous soil and cement It is preferable to further comprise. When cement is mixed with pulverized viscous soil and mixed, it becomes easy to obtain granular viscous soil due to the granulation effect of cement. By using granular viscous soil for the preparation of the injection material, the quality of the injection material can be made uniform.
本発明に係るトンネル構築システムは、地中を掘進して掘削孔を形成するとともに、掘削孔内にセグメントを配置する土圧式シールド掘進機と、土圧式シールド掘進機から排出される掘削土から粘性土を分離回収する分級手段と、掘削孔の壁面と掘削孔内に設置されたセグメントの外面との間の空間に、回収された粘性土を配合した注入材を注入する裏込め注入手段とを備えることを特徴とする。 The tunnel construction system according to the present invention excavates in the ground to form excavation holes, and earth pressure type shield excavators in which segments are arranged in the excavation holes, and viscosity from excavated soil discharged from earth pressure type shield excavators Classifying means for separating and collecting the soil, and backfilling injection means for injecting an injection material mixed with the collected viscous soil into the space between the wall surface of the excavation hole and the outer surface of the segment installed in the excavation hole It is characterized by providing.
本発明に係るトンネル構築システムによれば、シールドトンネルの掘削と同時に、本発明に係る上記裏込め注入方法を実施することができる。このことにより、裏込め注入材の原料費を節減できるとともに、建設汚泥として処分する掘削土の量を削減できる According to the tunnel construction system according to the present invention, the backfill injection method according to the present invention can be performed simultaneously with excavation of the shield tunnel. This can reduce the raw material costs of backfilling material and reduce the amount of excavated soil to be disposed of as construction sludge.
本発明に係るトンネル構築システムにおける分級手段は、掘削土から塊状の固結粘性土を分離回収する篩であってもよい。掘削土中に粘性土が塊状の固結粘性土として含まれているような場合は、分級手段として篩を採用することで、掘削土から粘性土を容易に回収できる。 The classification means in the tunnel construction system according to the present invention may be a sieve that separates and collects massive consolidated viscous soil from excavated soil. When viscous soil is contained in the excavated soil as a massive consolidated viscous soil, the viscous soil can be easily recovered from the excavated soil by adopting a sieve as a classification means.
篩による分級によって掘削土から固結粘性土が得られる場合、本発明に係るトンネル構築システムは、この固結粘性土を粉砕する粉砕手段と、粉砕された粘性土とセメントとを混合する混合手段とを更に備えることが好ましい。粉砕された粘性土にセメントを配合して混合すると、セメントの造粒効果によって粒状の粘性土を得やすくなる。粒状の粘性土を注入材の調製に用いることにより、注入材の品質の均一化が図られる。 When consolidated clay is obtained from excavated soil by classification with a sieve, the tunnel construction system according to the present invention includes a pulverizing unit for pulverizing the consolidated viscous soil, and a mixing unit for mixing the pulverized viscous soil and cement. It is preferable to further comprise. When cement is mixed with pulverized viscous soil and mixed, it becomes easy to obtain granular viscous soil due to the granulation effect of cement. By using granular viscous soil for the preparation of the injection material, the quality of the injection material can be made uniform.
また、本発明に係るトンネル構築システムは、分級手段によって粘性土の少なくとも一部が除去され、粘性土の含有量が低減された残りの掘削土の一部を、既設のセグメント内に搬送する搬送手段を更に備えることが好ましい。残りの掘削土の一部を既設のセグメント内に搬送することで、セグメント内に略平坦な底面などを敷設するインバート施工に掘削土を有効利用できる。その結果、建設汚泥として処分する掘削土の量をより一層削減できる。 In addition, the tunnel construction system according to the present invention transports a part of the remaining excavated soil from which at least a part of the viscous soil is removed by the classifying means and the content of the viscous soil is reduced into the existing segment. Preferably further means are provided. By transferring a part of the remaining excavated soil into the existing segment, the excavated soil can be effectively used for invert construction in which a substantially flat bottom surface or the like is laid in the segment. As a result, the amount of excavated soil to be disposed as construction sludge can be further reduced.
本発明に係るトンネル構築方法は、土圧式シールド掘進機が掘進して掘削孔を形成するとともに、掘削孔内にセグメントを配置する掘進工程と、土圧式シールド掘進機から排出される掘削土から粘性土を分離回収する分級工程と、掘削孔の壁面と掘削孔内に配置されたセグメントの外面との間の空間に、分離回収された粘性土を配合した注入材を注入する裏込め注入工程と、分級工程における処理によって粘性土の少なくとも一部が除去され、粘性土の含有量が低減された残りの掘削土の一部を、既設のセグメント内に搬送する搬送工程と、当該残りの掘削土の一部を敷詰め、既設のセグメント内に略平坦な底面を形成する底面敷設工程とを備えることを特徴とする。 The tunnel construction method according to the present invention includes an excavation process in which an earth pressure type shield excavator excavates to form an excavation hole, and a segment is arranged in the excavation hole, and the viscosity from excavated soil discharged from the earth pressure type shield excavator A classification process for separating and collecting the soil, and a backfilling injection process for injecting an injection material mixed with the separated and collected viscous soil into the space between the wall surface of the excavation hole and the outer surface of the segment disposed in the excavation hole; , A transporting process for transporting a part of the remaining excavated soil in which at least a part of the viscous soil is removed by the treatment in the classification process and the content of the viscous soil is reduced into the existing segment, and the remaining excavated soil And a bottom surface laying step of forming a substantially flat bottom surface in an existing segment.
本発明に係るトンネル構築方法によれば、シールドトンネルの掘削と同時に、本発明に係る上記裏込め注入方法を実施することができるとともに、既設のセグメント内に略平坦な底面を形成できる。本発明に係るトンネル構築方法においては、既設のセグメント内に略平坦な底面などを敷設するインバート施工に、粘性土が分離回収された後の残りの掘削土の一部を利用するため、建設汚泥として処分する掘削土の量をより一層削減できる。また、粘性土の含有量がされた当該残りの掘削土は、粘性土を分離回収前の掘削土と比較し、締め固めやすい点において、セグメント内における底面敷設用の土質材料として好適である。 According to the tunnel construction method according to the present invention, the backfill injection method according to the present invention can be performed simultaneously with the excavation of the shield tunnel, and a substantially flat bottom surface can be formed in the existing segment. In the tunnel construction method according to the present invention, the construction sludge is used for invert construction in which a substantially flat bottom surface is laid in an existing segment, and a portion of the remaining excavated soil after the viscous soil is separated and recovered is used. As a result, the amount of excavated soil to be disposed of can be further reduced. In addition, the remaining excavated soil having a viscous soil content is suitable as a soil material for laying the bottom surface in the segment in that it is easier to compact than the excavated soil before separating and collecting the viscous soil.
本発明によれば、裏込め注入材の原料費を節減できるとともに、建設汚泥として処分する掘削土の量を削減できる。 According to the present invention, the raw material cost of backfilling injection material can be reduced, and the amount of excavated soil to be disposed as construction sludge can be reduced.
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(トンネル構築システム)
図1は、本実施形態に係るトンネル構築システム100が備える土圧式のシールド掘進機15を示す側断面図である。図2は、シールド掘進機15の後端部を拡大して示す側断面図である。
(Tunnel construction system)
FIG. 1 is a side sectional view showing an earth pressure
図1に示すように、シールド掘進機15は外筒部1を備える。外筒部1の前端開口部の前方にはカッタヘッド2が設けられている。更に、外筒部1の前端部よりやや後方位置には仕切り板3が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
カッタヘッド2は、その正面に多数のカッタビット2aを有している。カッタヘッド2は、モータ4によって回転させられる回転軸4aを介して仕切り板3に取り付けられている。回転軸4aが回転することによりカッタヘッド2が回転する。カッタヘッド2の回転によってカッタビット2aが地山を削り、掘削が行われる。
The
仕切り板3は、外筒部1の前方開口部を塞ぐようにして配設され、外筒部1の先端部及びカッタヘッド2と共にカッタチャンバ5を形成する。土圧式のシールド掘進機15にあっては、掘進に伴って生じた掘削土をカッタチャンバ5内に充満させ、地山の土圧や地下水の水圧と略等しくなるようにカッタチャンバ5内の圧力を調整する。このことによって、外筒部1内に土砂や地下水が浸入することを阻止している。
The
仕切り板3には添加剤注入管3aの先端が接続されており、この添加剤注入管3aを通じてカッタチャンバ5内の掘削土に各種の添加剤が添加される。また、仕切り板3の下方位置にはスクリューコンベア8の基端8aが接続されている。スクリューコンベア8は、基端8aから掘削土を取り込み、カッタチャンバ5内の掘削土を排出する。基端8aから取り込まれた掘削土は、ケーシング8b内を上方に移動し、先端8cからベルトコンベア9上に排出される。
A tip of an
スクリューコンベア8の先端8cから排出された掘削土は、ベルトコンベア9によって後続台車に搬送される(図3参照)。後述の通り、後続台車における処理を経ることで、掘削土から分離回収された粘性土を配合した裏込め注入材が調製され、これがテールボイドに注入される。
The excavated soil discharged from the
外筒部1の後部には、シールドジャッキ12が設けられている。シールドジャッキ12は、シールドジャッキロッド12a及びシールドジャッキシリンダ12bを備える。シールドジャッキロッド12aの先端は、組み立てられたセグメントSを押圧する。シールドジャッキロッド12aでセグメントSを押圧することにより、セグメントSに反力をとってシールド掘進機15を前進させる。
A
外筒部1の後端部には、テールシール20が設けられている。テールシール20は、シールド掘進機15の後端部において、セグメントSとシールド掘進機15との間を止水している。テールシール20は、図2に示すように、1段目テールシール20aと、2段目テールシール20bと、3段目テールシール20cとを備えている。このうち、3段目テールシール20cが外筒部1の内側の最後端部に設けられており、外筒部1の内側におけるその前方に2段目テールシール20bが設けられ、外筒部1の内側における更にその前方に1段目テールシール20aが設けられている。後方に組み立てたセグメントSと外筒部1の内側とをテールシール20によって塞ぐことにより、外筒部1内への土砂や地下水の侵入を防止している。なお、本実施形態では、テールシール20は3段とされているが、テールシールの段数は3段でなく、1段、2段、あるいは4段以上である態様とすることもできる。
A
セグメントSは、その内面から外面に向けて貫通する貫通孔S1を有しており、図2に示すように、この貫通孔S1を通じて、裏込め注入材UをセグメントSの外面と地山(掘削孔の壁面)との間の空間に注入できるようになっている。 The segment S has a through hole S1 penetrating from the inner surface toward the outer surface, and as shown in FIG. 2, the backfilling injection material U is passed through the through hole S1 to the outer surface of the segment S and the ground (excavation). It can be injected into the space between the wall of the hole).
次に、図3〜6を参照しながら、本実施形態に係るトンネル構築システム100が備える分級手段、粉砕手段、混合手段及び裏込め注入手段について説明する。
Next, classification means, crushing means, mixing means, and backfill injection means included in the
図3は、本実施形態に係るトンネル構築システム100の好適な形態を示す模式断面図であり、すなわち、上記の分級手段や粉砕手段などを搭載した後続台車C1〜C5がトンネル30内におけるシールド掘進機15の後方に配置された状態を示す図である。図3に示すように、組み立てられたセグメントSで構成されるトンネル30内はインバート施工が施され、略平坦な底面30aが形成されている。第1の後続台車C1は、シールド掘進機15と連結部材(図示せず)で連結されている。これにより、シールド掘進機15の掘進に伴い、第1〜第5の後続台車は底面30aに設けられたレール上を前方に移動する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the
第1の後続台車C1は、ベルトコンベア9によって搬送された掘削土の一部から粘性土を分離回収するための分級機及びインバート施工用の土質材料を調製するための攪拌機などを備える。図4は、第1の後続台車C1に搭載するのに好適な装置を図示したものである。図4に示す分級機32は、グリズリーバーと呼ばれる簡易篩(分級手段)32aを有する。掘削土中に粘性土が塊状の固結粘性土M1として含まれているような場合は、簡易篩32aを使用することで、掘削土から固結粘性土M1を容易に分離回収できる。掘削土から分離された固結粘性土M1は、シュート32b及びベルトコンベア(図示せず)を介して第2の後続台車C2へと搬送される。
The first succeeding carriage C1 includes a classifier for separating and collecting viscous soil from a part of excavated soil conveyed by the belt conveyor 9, a stirrer for preparing a soil material for invert construction, and the like. FIG. 4 shows an apparatus suitable for being mounted on the first succeeding carriage C1. The
他方、簡易篩32aによって固結粘性土M1が取り除かれ、粘性土の含有量が低減化された掘削土は、以下の処理を経ることでインバート施工用の土質材料M2となる。すなわち、簡易篩32aにおいて下方に落下した掘削土は、セメントフィーダ33から供給されるセメントが添加された後、攪拌機34によって改質処理が施されて土質材料M2となる。この土質材料M2は、スクリューコンベア35を通じてベルトコンベア(搬送手段)36の基端側まで搬送される。ベルトコンベア36は、トンネル30の先端方向に延びており、インバート施工が施されていない領域又はインバート施工中の領域に土質材料M2を搬送できるようになっている(図3参照)。
On the other hand, the excavated soil from which the consolidated viscous soil M1 is removed by the
第2の後続台車C2は、第1の後続台車C1からの固結粘性土M1を粉砕するための粉砕機などを備える。図5は、第2の後続台車C2に搭載するのに好適な装置を図示したものである。図5に示す破砕機42は、セメントフィーダ43から供給されるセメントと固結粘性土M1とを混合する回転ホッパ42aと、セメントと粘性土とを混和するとともに、固結粘性土M1を粉砕する解砕軸42b及びロータリハンマ42cとによって構成される。なお、第2の後続台車C2に搭載される上記装置は、固結粘性土M1の粉砕手段としての役割を果たすとともに、粘性土とセメントとの混合手段としての役割を果たすものである。
The second subsequent carriage C2 includes a pulverizer for pulverizing the consolidated clay soil M1 from the first subsequent carriage C1. FIG. 5 shows an apparatus suitable for mounting on the second succeeding carriage C2. The
第2の後続台車C2が備える破砕機42における処理を経ることで、粒状の粘性土を含む粘性土材料M3を得ることができる。この粘性土材料M3はベルトコンベア45を介して第3の後続台車C3へと搬送される。
The viscous soil material M3 containing granular viscous soil can be obtained by passing through the process in the
図6に示すように、第3の後続台車C3は、第2の後続台車C2からベルトコンベア45を通じて搬送された粘性土材料M3を貯留するホッパ52を備える。粘性土材料M3を一定量貯留しておくことで、例えば、シールド掘進機15が粘性土の含有率が低い層に進入し、掘削土から分離回収される粘性土の量が少なくなっても、一定期間は安定的に裏込め注入材を調製できるという利点がある。
As shown in FIG. 6, the third subsequent carriage C3 includes a
第4の後続台車C4は、第3の後続台車C3から搬送された粘性土材料M3を水と混合するミキサ62と、ミキサ62における処理を経て得られた粘性土含有液を貯留する貯留槽64とを備える。
The fourth succeeding carriage C4 includes a
第5の後続台車C5は、裏込め注入材Uを調製する注入材調製槽72を備える。注入材調製槽72は、第4の後続台車C4の貯留槽64から配管L65を通じて移送された粘性土含有液を収容する。注入材調製槽72の粘性土含有液に固化材、助材及び安定材を配合することで、裏込め注入材UのA液が調製される。裏込め注入工の直前に塑強調整材を含有するB液をA液に添加することにより、最終的に裏込め注入材Uが得られる。
The fifth succeeding carriage C5 includes an injection
第5の後続台車C5は、裏込め注入材Uを圧送するための裏込め注入設備(裏込め注入手段)75を更に備える。裏込め注入設備75は、移送ポンプ76と、これに接続されたホース77と、ホース77の先端に設けられたノズル78とを有する。ホース77は組み立て直後のセグメントSの位置にまで延びている(図3参照)。ノズル78は、セグメントSに設けられた貫通孔S1に差し込むことができるようになっている。ノズル78を貫通孔S1に差し込んだ状態で、移送ポンプ76を起動することで、テールボイドに裏込め注入材Uが注入される(図2参照)。
The fifth succeeding carriage C5 further includes a backfill injection facility (backfill injection means) 75 for pumping the backfill injection material U. The backfill injection equipment 75 includes a
(裏込め注入方法及びトンネル構築システム方法)
本実施形態に係るトンネル構築システム100によれば、シールド掘進機15による掘削孔の形成後、速やかに本発明に係る裏込め注入方法を実施できる。トンネル構築システム100によって実施される裏込め注入方法は、セグメントSの外面と地山との間の空間に掘削土から分離回収した粘性土が配合された裏込め注入材UをセグメントSの貫通孔S1を通じて注入する。なお、セグメントSの貫通孔S1から裏込め注入材を注入する方法は、一般に即時注入と呼ばれる。
(Backfill injection method and tunnel construction system method)
According to the
本実施形態に裏込め注入方法は、まず、掘削土から固結粘性土M1を分級機32の簡易篩32aを用いて分離回収する(分級工程)。次いで、この分級工程を経て得られた固結粘性土M1を破砕機42によって粉砕するとともに、セメントフィーダ43から供給されるセメントと粉砕された粘性土とを混合する(粉砕工程及び混合工程)。
In this embodiment, the backfill injection method first separates and collects the consolidated viscous soil M1 from the excavated soil using the
セメントフィーダ43から供給するセメントは、100質量部の固結粘性土M1に対して、2.5〜3.0質量部であることが好ましく、2.6〜2.8質量部であることが好ましい。上記範囲内の量のセメントを配合することで、セメントによる造粒効果が期待でき、粒状の粘性土を得やすくなる。なお、粒状の粘性土を予め調製し、これを裏込め注入材の調製に用いることにより、裏込め注入材の品質の均一化が図られるという利点がある。
The cement supplied from the
上記工程を経て得られた粘性土材料M3を使用し、第5の後続台車C5において裏込め注入材Uを最終的に調製する(注入材調製工程)。裏込め注入設備75が備えるノズル78をセグメントSの貫通孔S1に差し込んだ後、移送ポンプ76を起動してテールボイドに裏込め注入材Uを注入する(注入工程)。
Using the clay soil material M3 obtained through the above steps, the backfilling injection material U is finally prepared in the fifth succeeding carriage C5 (injection material preparation step). After inserting the
本実施形態に係るトンネル構築方法は、上記の裏込め注入方法が備える工程に加え、シールド掘進機15によって掘削孔を形成する掘進工程と、インバート施工用の土質材料M2をベルトコンベア36で既設のセグメントS内に搬送する搬送工程と、土質材料M2を敷詰め、転圧ローラなどを用いて既設のセグメントS内に略平坦な底面30aを形成する底面敷設工程とを更に備えたものである(図3参照)。
In the tunnel construction method according to the present embodiment, in addition to the steps included in the backfill injection method described above, an excavation step in which a drilling hole is formed by the
本実施形態に係るトンネル構築システム100、並びに、これによる裏込め注入方法及びトンネル構築方法によれば、以下のような効果が奏される。すなわち、テールボイドに注入する裏込め注入材Uの原料の一部として、掘削土に含まれる固結粘性土M1を使用するため、同じ体積の注入材を市販の材料で調製する場合と比較し、注入材の原料費を節減できる。また、粘性土の配合量に相等する量の建設汚泥を削減できる。
According to the
また、本実施形態によれば、粘性土の含有量が低減化された土質材料M2を、ベルトコンベア36を介してインバート施工が施されていない領域又はインバート施工中の領域に搬送できる。底面30aを敷設するインバート施工に掘削土を原料とする土質材料M2を使用することで、建設汚泥として処分する掘削土の量をより一層削減できる。なお、土質材料M2は、シールド掘進機15から排出されたそのままの状態の掘削土と比較し、粘性土が低減化されているため、締め固めやすく、底面30aを敷設するための土質材料として好適である。
In addition, according to the present embodiment, the soil material M2 having a reduced content of the viscous soil can be conveyed via the
更に、本実施形態によれば、掘削土から粘性土を分離回収し、これを用いて裏込め注入材Uを調製するという一連の工程を、掘削土を地上に搬出することなく、トンネル30内の後続台車にて行うことができる。その結果、分級工程及び注入材調製工程から注入工程までのサイクルを十分に短縮できるため、裏込め注入材Uの性能の低下が十分に抑制され、所望の性能を有する裏込め注入材Uをテールボイドに注入できる。
Furthermore, according to the present embodiment, a series of steps of separating and collecting the viscous soil from the excavated soil and preparing the backfilling injection material U using the same is performed in the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、裏込め注入方法の種類として、裏込め注入材UをセグメントSの貫通孔S1からテールボイドに注入する方法(いわゆる即時注入)を例示したが、これの代わりに、裏込め注入材Uを外筒部1の後端部からテールボイドに注入する方法(いわゆる同時注入)を採用してもよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, as a backfill injection method, a method of injecting the backfill injection material U into the tail void from the through hole S1 of the segment S (so-called immediate injection) has been exemplified. A method (so-called simultaneous injection) in which the filling material U is injected into the tail void from the rear end portion of the outer
また、上記実施形態においては、掘削土中に粘性土が固結粘性土M1として含まれ、簡易篩32aを使用して掘削土から粘性土を容易に分離回収する場合を例示したが、発生する掘削土中の粘性土が塊状に固結していない場合は、従来公知の分級方法を用いて掘削土から粘性土を分離すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although viscous soil was contained as excavated soil as consolidated viscous soil M1, the case where viscous soil was easily isolate | separated from excavated soil using the
更に、上記実施形態においては、掘削土の処理を行う後続台車を5台備えたトンネル構築システム100を例示したが、後続台車の台数はトンネルの内径や掘削土の処理量に応じて適宜変更してもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the
<裏込め注入材の評価試験>
掘削土から分離回収した粘性土を用いて調製した注入材と、粘性土を用いずに調製した注入材とをそれぞれ準備し、各注入材の評価試験を行った。
<Evaluation test of backfill injection material>
An injection material prepared using viscous soil separated and recovered from excavated soil and an injection material prepared without using clay soil were prepared, and an evaluation test of each injection material was performed.
(実験例1)
表1に示す配合の裏込め注入材を調製した。なお、表1に記載の粘性土は、図4に示す分級機32と同様の構成の装置を用いて掘削土から固結粘性土を分離回収し、これを図5に示す破砕機42と同様の構成の装置を用いて処理したものである。また、表1に示す値は、本実験例で調製した裏込め注入材1m3当たりの各原料の配合量を意味する。
Backfilling injections with the formulations shown in Table 1 were prepared. The viscous soil shown in Table 1 is obtained by separating and recovering consolidated viscous soil from excavated soil using an apparatus having the same configuration as the
(比較例1)
表2に示す配合の裏込め注入材を調製した。なお、表2に示す値は、本比較例で調製した裏込め注入材1m3当たりの各原料の配合量を意味する。
Backfilling injections with the formulations shown in Table 2 were prepared. In addition, the value shown in Table 2 means the blending amount of each raw material per 1 m 3 of the backfilling injection material prepared in this comparative example.
<評価試験>
(1)Pロート流下時間
Pロート流下時間は、A液を被測定試料とし、土木学会基準JSCE−F521−1994「プレパックコンクリートの注入モルタルの流動性試験方法(Pロート法)」に準拠して測定した値である。
(2)密度
密度は、A液とB液とを混合した直後の裏込め注入材を被測定試料とするものである。
(3)ブリーディング率
ブリーディング率は、土木学会基準JSCE−F522「プレパックドコンクリートの注入モルタルのブリーディング率および膨張率試験方法(ポリエチレン袋法)」に準拠して測定した値である。
(4)ゲルタイム
ゲルタイムは、内容積1.5Lのビーカー内において、1LのA液と所定量のB液とをハンドミキサーを用いて素早く混合し、混合直後からビーカーを傾けても流れ出さなくなるまでの時間を意味する。
(5)一軸圧縮強度
一軸圧縮強度は、A液とB液とを混合してから1時間後及び28日後の裏込め注入材を被測定試料とし、JIS A 1216「土の一軸圧縮試験方法」に準拠して測定した値である。
(1) P funnel flow time P funnel flow time is measured according to JSCE-F521-1994 “Testing method for fluidity of injected mortar of prepacked concrete (P funnel method)” with A liquid as the sample to be measured. It is a measured value.
(2) Density Density is obtained by using the backfilling injection material immediately after mixing the liquid A and the liquid B as a sample to be measured.
(3) Bleeding rate The bleeding rate is a value measured in accordance with Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-F522 "Testing method for bleeding rate and expansion rate of pre-packed concrete mortar (polyethylene bag method)".
(4) Gel time Gel time is about 1L of liquid A and a predetermined amount of liquid B are quickly mixed using a hand mixer in a 1.5L beaker until it no longer flows out even if the beaker is tilted. Means time.
(5) Uniaxial compressive strength The uniaxial compressive strength is JIS A 1216 “Soil uniaxial compressive testing method” using the backfilling
表1に示すように、実験例1の裏込め注入材は、1m3当たり495kgの粘性土を含有する。粘性土材料M3の密度を1.7t/m3とすると、実験例1の裏込め注入材1m3当たり0.29m3の粘性土が配合されている。この注入材を裏込め注入工において使用することで、粘性土を使用しない比較例1の注入材を使用する場合と比較し、上記配合量に相等する量の建設汚泥を削減できる。これに加え、粘性土を使用することで、表1及び表2に示す通り、裏込め注入材を調製するに際して一般に購入する原料(固化材、助材、安定材、塑強調整材)の使用量をいずれも節減することができる。 As shown in Table 1, the backfilling injection material of Experimental Example 1 contains 495 kg of viscous soil per 1 m 3 . When the density of cohesive soil material M3 and 1.7t / m 3, viscosity soil backfill of Example 1 implanted material 1 m 3 per 0.29 m 3 it is blended. By using this pouring material in the backfill pouring work, it is possible to reduce the amount of construction sludge equivalent to the blending amount as compared with the case of using the pouring material of Comparative Example 1 that does not use viscous soil. In addition, as shown in Tables 1 and 2, the use of raw materials (solidification materials, auxiliary materials, stabilizers, plastic strength adjusting materials) generally purchased when preparing backfilling injection materials, as shown in Tables 1 and 2, by using viscous soil Any amount can be saved.
また、表3に示す通り、粘性土を使用しない比較例1の注入材の評価結果と比較しても、実験例1の裏込め注入材は十分な性能を具備していることが示された。 Moreover, as shown in Table 3, it was shown that the backfilling injection material of Experimental Example 1 has sufficient performance even when compared with the evaluation result of the injection material of Comparative Example 1 that does not use viscous soil. .
15…土圧式シールド掘進機、30a…底面、32a…簡易篩(分級手段)、36…ベルトコンベア(搬送手段)、42…破砕機(粉砕手段、混合手段)、75…裏込め注入設備(裏込め注入手段)、100…トンネル構築システム、M1…固結粘性土、U…裏込め注入材、S…セグメント。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記掘削土から、裏込め注入材の調製に使用される塊状の固結粘性土と、前記固結粘性土が取り除かれて粘性土の含有量が低減化された掘削土と、を分離回収する分級工程と、
前記固結粘性土を粉砕する粉砕工程と、
粉砕された粘性土とセメントとを混合する混合工程と、
を備えることを特徴とする裏込め注入方法。 In the space between the wall surface of the excavation hole excavated by the earth pressure shield machine and the outer surface of the segment installed in the excavation hole, the viscous soil contained in the excavation earth discharged from the earth pressure shield machine A backfill injection method for injecting an injection material containing
Separated and recovered from the excavated soil is a massive consolidated viscous soil used for the preparation of backfill injection material, and excavated soil from which the consolidated viscous soil has been removed to reduce the content of the viscous soil. A classification process ;
Crushing step of crushing the consolidated clay,
A mixing step of mixing the crushed cohesive soil and cement;
Back-filling injection method, characterized in that it comprises a.
前記土圧式シールド掘進機から排出される掘削土から、裏込め注入材の調製に使用される塊状の固結粘性土と、前記固結粘性土が取り除かれて粘性土の含有量が低減化された掘削土と、を分離回収する分級手段と、
前記固結粘性土を粉砕する粉砕手段と、
粉砕された粘性土とセメントとを混合して注入材を調製する混合手段と、
前記掘削孔の壁面と、前記掘削孔内に設置されたセグメントの外面との間の空間に、前記注入材を注入する裏込め注入手段と、
を備えることを特徴とするトンネル構築システム。 An earth pressure type shield excavator that digs in the ground to form a digging hole and arranges a segment in the digging hole;
From the excavated soil discharged from the earth pressure shield machine, the massive consolidated viscous soil used for the preparation of backfilling injection material and the consolidated viscous soil are removed to reduce the content of the viscous soil. Classification means for separating and collecting the excavated soil ,
Pulverizing means for pulverizing the consolidated viscous soil;
A mixing means for preparing an injection material by mixing crushed clay and cement;
And the wall surface of the wellbore, the space between the outer surface of the segments installed in the drilling hole, the backfill injection means for injecting the injection material,
A tunnel construction system characterized by comprising:
前記土圧式シールド掘進機から排出される掘削土から、裏込め注入材の調製に使用される塊状の固結粘性土と、前記固結粘性土が取り除かれて粘性土の含有量が低減化され、底面敷設用の土質材料の調製に使用される掘削土と、を分離回収する分級工程と、
前記固結粘性土を粉砕する粉砕工程と、
粉砕された粘性土とセメントとを混合して裏込め注入材を調製する混合工程と、
前記掘削孔の壁面と、前記掘削孔内に配置されたセグメントの外面との間の空間に、前記裏込め注入材を注入する裏込め注入工程と、
前記底面敷設用の土質材料の調製に使用される掘削土を、既設のセグメント内に搬送する搬送工程と、
前記底面敷設用の土質材料の調製に使用される掘削土を敷詰め、前記既設のセグメント内に略平坦な底面を形成する底面敷設工程と、
を備えることを特徴とするトンネル構築方法。 An excavation step in which the earth pressure type shield excavator excavates to form a drilling hole, and a segment is disposed in the drilling hole;
From the excavated soil discharged from the earth pressure shield machine, the massive consolidated viscous soil used for the preparation of backfilling injection material and the consolidated viscous soil are removed to reduce the content of the viscous soil. A classification process for separating and recovering the excavated soil used for the preparation of the soil material for laying the bottom surface ,
Crushing step of crushing the consolidated clay,
Mixing step of mixing ground clay and cement to prepare backfilling injection material;
A backfill injection step of injecting the backfill injection material into the space between the wall surface of the excavation hole and the outer surface of the segment disposed in the excavation hole;
A transporting step for transporting excavated soil used for preparing the soil material for laying the bottom surface into an existing segment;
Laying excavated soil used to prepare the soil material for laying the bottom surface, and forming a substantially flat bottom surface in the existing segment;
A tunnel construction method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008024248A JP5155680B2 (en) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008024248A JP5155680B2 (en) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009185466A JP2009185466A (en) | 2009-08-20 |
JP5155680B2 true JP5155680B2 (en) | 2013-03-06 |
Family
ID=41068975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008024248A Active JP5155680B2 (en) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5155680B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106499407A (en) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 上海交通大学 | A kind of determination method of the safe grouting at the tail of the shield machine pressure of karst area shield tunnel |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101982747B (en) * | 2010-11-05 | 2012-06-13 | 上海隧道工程股份有限公司 | Method for calibrating synchronous grouting quantity and grouting pressure of shield |
CN104533444B (en) * | 2014-12-03 | 2017-02-22 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Time-factor considered dynamic allocation method of shield tunnel structure |
CN113446015B (en) * | 2021-08-03 | 2022-08-02 | 哈尔滨工业大学 | Soil pressure adjustable-mining method dual-mode shield tunneling machine and construction method thereof |
CN113863941B (en) * | 2021-09-23 | 2024-01-12 | 浙江省交通运输科学研究院 | Grouting construction method for reducing floating of shield tunnel segment in construction period |
CN116621556A (en) * | 2023-05-24 | 2023-08-22 | 中铁隧道局集团有限公司 | Synchronous grouting material and its preparation method based on undisturbed soil in shield tunnel construction |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06294293A (en) * | 1993-04-06 | 1994-10-21 | Fujita Corp | Method of back-filling under shield construction and shield machine |
JP2001049994A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-20 | Sanko:Kk | Tunnel back-filling construction method of using surplus soil |
JP2003227295A (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Tunnel excavator and excavation method |
-
2008
- 2008-02-04 JP JP2008024248A patent/JP5155680B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106499407A (en) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 上海交通大学 | A kind of determination method of the safe grouting at the tail of the shield machine pressure of karst area shield tunnel |
CN106499407B (en) * | 2016-10-20 | 2019-05-24 | 上海交通大学 | A kind of determination method of the safe grouting at the tail of the shield machine pressure of karst area shield tunnel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009185466A (en) | 2009-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5155680B2 (en) | Backfill injection method, tunnel construction system and tunnel construction method | |
Sivakugan et al. | Underground mine backfilling in Australia using paste fills and hydraulic fills | |
CN110030031A (en) | The method that coal column is left in a kind of longwell recycling house column type goaf | |
JP4109376B2 (en) | Method for producing soil mortar using lime-treated soil and embankment method using the same | |
CS9792A3 (en) | Process for producing a sealing underground wall | |
JP2000274184A (en) | Laying method for inground buried pipeline | |
WO1990013733A1 (en) | Earth pressure system shield process | |
JPH0828200A (en) | Filling of space part | |
JP3672304B1 (en) | Filling method of existing buried hollow pipe and backfilling method of existing structure | |
CN216305928U (en) | Tunnel boring machine | |
JP4769180B2 (en) | Backfill injection material and backfill injection method | |
JP2021021241A (en) | Tunnel cut-off method, tunnel cut-off system and cut-off material | |
US7069677B2 (en) | Method for producing a ready-mix soil material | |
JP2004218337A (en) | Soil cement wall forming material | |
EP1538302B1 (en) | Method of filling void spaces outside a machine produced tunnel wall | |
JP2006299655A (en) | Treatment material feeding control method available for pile installation method by inner excavation, and treatment material feeding control apparatus | |
CN113738387A (en) | Method and device for in-situ utilization of TBM stone slag in underground cave | |
JP5158628B2 (en) | Tunnel excavation soil treatment equipment | |
JP4332080B2 (en) | Excavation soil treatment equipment in shield excavator | |
JP2012057355A (en) | Manufacturing method of backfill material, backfill method of backfill material, recycle method of slurry, backfill system of backfill material and recycle system of slurry | |
TW201713844A (en) | Propulsion apparatus | |
JP5670683B2 (en) | Backfill injection system and method | |
JP4136607B2 (en) | Backfill injection method in the muddy water shield method | |
JP3244152B2 (en) | On-board generated soil improvement device | |
JP2015155634A (en) | Tunnel excavation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5155680 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |