专利名称：地下隧道形成用构筑物设置方法
技术领域：
本发明涉及一种无需挖出隧道挖掘部的沙土，而是首先在地下设置隧道形成用构 筑物，使得构筑物充分适应应力后，再对构筑物内部进行挖掘，从而形成地下隧道的地下隧 道形成用构筑物设置方法，尤其是涉及一种在地下钢管的下方利用环状体(loop)形成侧 壁用空间的过程中，在挖出下方的土并设置侧壁形成用防土板的同时，每隔一定间隔还设 置作业空间用钢管，以实现深层挖掘的地下隧道形成用构筑物设置方法。
背景技术：
通常，为了形成地下隧道会设置可以承受来自隧道外部的应力的隧道构筑物。以 往的设置方法包括在压入钢管之前，沿着隧道工程预定面准确测量钢管压入位置，在直径约lm_3m 的大口径钢管前端形成防土板投入口，并结合形成有压入方向调节装置的钢管切头而结束 钢管压入的准备工作的钢管压入位置测量及钢管切头设置工序；将钢管准确固定于推进位置之后，利用油压锤(jack)及推进辅助管分阶段压入 钢管，并每1米进行位置测量，利用形成在钢管切头的压入方向调节装置，保证施工在最小 误差范围内进行的钢管压入工序；为了设置横梁及上板灯，在钢管内部设置增强板及增强框架等，以在切割钢板侧 面时能够承受土层压力的钢管增强工序；在上述钢管压入工序中压入钢管时，通过切头上的防土板投入口挖出周边的土之 后，依序投入并连接防土板的防土板设置工序；上述钢管压入及防土板设置完成后，通过分别设置在各个钢管上的灌浆注入阀， 对防土板周边及钢管周边进行灌浆，以起到在钢管下部切割时的防沙土流出作用和防水作 用的坑外灌浆工序；上述钢管压入工序及灌浆工序完成后，切割钢管侧面而形成导管插入孔，并在该 导管插入孔内设置横向传递土层压力的横梁或桁条(beam)的工序；在两侧的最下方切出要设置桁条或侧壁灯的预定位置，通过切开面挖出土并设置 预定宽度的侧壁形成用土板的侧壁形成用土板设置工序；根据隧道形成部及构筑物的尺寸，在钢管内侧设置模型的钢管内模型设置工序；在上述钢管内部和侧壁形成用土板内进行钢筋设置的钢筋设置工序；在上述钢管内部及侧壁形成用土板内注入混凝土的混凝土设置工序；在注入到上述钢管内部及侧壁形成用土板内的混凝土固化后，对钢管和侧壁内侧 的隧道面进行挖掘的隧道面挖掘工序。另外，还有一种地下隧道形成用构筑物设置方法，该方法包括从地表到隧道的施 工位置为止，垂直地形成垂直坑的工序；形成所述垂直坑之后，利用压入装置，在隧道的环 状体(LOOP)左右端，在隧道的长度方向上依序连接并压入主钢管的工序；从所述压入的主 钢管中的一侧主钢管向另一侧主钢管压入子钢管的工序；从所述主钢管内的向下方向上，在维持防土壁的同时进行挖掘而形成隧道侧壁用空间的工序；在所述主钢管内向下形成的空间中设置混凝土而形成隧道侧壁的工序；在所述一侧主钢管的子钢管、另一侧主钢管中 一次灌入混凝土从而进行固化的工序；在所述主钢管Iio的子钢管120内部的混凝土固化 后的隧道1内部挖土的工序；及，在所述隧道1内部挖土的工序结束后，在隧道1的底部设 置混凝土的工序。上述以往的隧道构筑物设置方法中，通过钢管压入和连接方式可以获得牢固而稳 定的设置物，但是口径为1.5-3mm的钢管的成本较高，其压入方式还需要相当高的技术性， 因此，需要高额的设置费用，工程期限也容易被延迟；而后者，利用钢管形成隧道环状体之 后，在其两端利用防土壁向下形成垂直空间的方式是成本较低的利用防土壁的挖掘方式， 其工程费用少，还可缩短工程期限，但是，如果其垂直空间部的长度较长，则会导致沙土的 压力增大和作业效率的下降，很难继续往深处挖掘，因此，不适合于大规模的隧道形成工程 中。
发明内容
考虑到上述两种隧道构筑物形成方法中存在的问题，本发明要解决的技术问题在 于，提供一种隧道构筑物形成方法，该方法通过钢管压入来形成隧道的环状体，且在形成侧 壁时以一定距离为间距压入钢管，并利用防土板的挖掘连接各个空间，从而减少压入钢管 的数量，以节省工程费用。并且，在垂直空间部的中间部压入钢管，将该空间部作为作业空 间部使用，使得即使垂直挖掘部长度较长也能完成完全的挖掘工作，还因为作业空间部分 别分离形成，可以同时进行作业，因此，该方法可以适用于大规模的隧道形成工程中，并且 还可以缩短工程期限。为了解决上述技术问题，本发明提供一种地下隧道形成用构筑物设置方法，其特 征在于，该方法包括在对应于隧道预定面的环状体的位置压入钢管的工序；切开钢管的 侧面后，设置上部防水板和下部支撑板，并利用土层压力支撑台支撑该防水板和支撑板从 而实现防水和防土的工序；防水板设置完成后，通过在坑外空间中实施灌浆的灌浆工序形 成隧道环状体，之后，在两侧的大口径钢管的下侧垂直空间预定部压入一个以上的大口径 连接钢管的工序；切开上、下侧大口径钢管的底部，并在其下侧方向上，通过防土板和土层 压力支撑台来保持防土壁的同时，挖掘与下侧钢管连接的垂直空间的工序；在挖掘的所述 垂直空间的外侧壁设置防水板的工序，该防水板使得上侧钢管和下侧钢管连接；切开该大 口径连接钢管的上部来贯通上、下垂直空间，并通过形成模型来设置钢筋的工序；在贯通的 环状体钢管和左右侧壁用垂直空间的内部设置混凝土从而形成隧道环状体及侧壁的工序； 在混凝土固化后挖掘隧道内部的沙土的工序；在底部面形成模型并设置钢筋后，通过设置 混凝土来形成底面从而完成构筑物的设置的工序。本发明的技术效果在于，在沿着隧道形成预定面压入钢管的过程中，当形成侧壁 时，每间隔一定距离压入一钢管，并利用防土板挖掘的方式连接该间隔，从而减少钢管的压 入数量，以节省工程费用，并且，将压入在垂直空间部中间的钢管的内部作为作业空间部， 因此，可以在分隔设置的各作业空间内同时进行作业，使得可以适用于大规模隧道工程，还 可以有效缩短工程期限。
图Ia至图Ic为本发明中隧道环状体面的大口径钢管压入过程示意图，其中图Ia为利用小口径钢管将两侧的大口径钢管连接的示意图；图Ib为将大口径钢管以水平一字形压入的示意图；图Ic为将大口径钢管以拱形压入的示意图；图2为本发明中利用防水板连接钢管的示意图；图3为本发明中大口径连接钢管的压入示意图；图4为本发明中大口径钢管及连接钢管的垂直空间挖掘示意图；图5为本发明中钢管及垂直空间的钢筋设置示意图；图6为本发明中垂直空间的第一次、第二次分离作业示意图；图7为本发明中隧道内部的挖掘示意图；图8为本发明中隧道内底面的模型及钢筋设置示意图；以及图9为本发明中隧道构筑物的最终完成示意图。附图标记说明IOOUOO'大口径钢管110、110'小口径钢管120:防水板130:支撑板140 土层压力支撑台150 灌浆部160:横梁200、200'大口径连接钢管300,300'垂直空间部310 防土板320: 土层压力支撑台330:防土壁340:防水板350 模型360 钢筋370 :H字型钢
具体实施例方式以下，结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。如图Ia至图Ic所示，在对应于隧道预定面的环状体(loop)的位置压入直径为 1. 5-3m左右的大口径钢管。在这里，为了将大口径钢管100压入地下，一直到隧道进入口为止构筑垂直坑，在 垂直坑内部设置利用油压的压入装置，并压入具有压入方向调节装置的线路管和钢管，并 且在压入时，从后侧供应相当于欲形成隧道的长度的钢管，并将在钢管100的压入过程中 流入钢管内部的土排出到钢管外部。通过上述压入和挖掘方式形成的隧道环状体，如图Ia所示，根据其形状，可以通 过在从压入于两侧的大口径钢管100、100'中的一侧钢管100到另一侧钢管100'之间，压 入直径小于大口径钢管的小口径钢管110、110'来实现连接；也可以如图Ib所示，通过以水平“一”字形压入大口径钢管100、100'而互相连 接；也可以如图Ic所示，以拱形压入大口径钢管100、100'，也可以将钢管100、100' 的侧面切割而利用横梁(girder) 160连结。上述环状体形成用钢管压入工序结束后，如图2所示，切割钢管100的侧面，并在其切口上部设置防水板120，在下部设置支撑板130，并利用土层压力支撑台140使得防水 板和支撑板相互支撑，从而实施防水及防土工序。在此工序中，将大口径钢管100的侧面切割，并在该切割面的上部结合防水板 120，下部结合支撑板130，并利用土层压力支撑台140使得防水板和支撑板相互支撑，以防 止沙土流入的同时，还可以防止从上方漏进来的地下水。 防水板设置完成后，在坑外空间进行形成灌浆部150的混凝土灌浆工序，以形成 牢固的隧道环状体(loop)。如上所述，隧道环状体的形成工序完成后，如图3所示，在两侧的大口径钢管100、 100'的下侧垂直空间预定部压入一个以上的大口径连接钢管200、200'。在这里，考虑到要形成的隧道侧壁，即垂直空间部300的深度，大口径钢管200的 压入位置可以以一定的间距设置一个以上，该钢管200和钢管200'的压入位置之间的间 距与大口径钢管200的直径一致为佳，并且，该钢管200的内部空间将作为作业空间被使 用，因此，可以通过多个钢管的压入，将作业分散为相当于钢管数量的空间作业来同时进 行，从而可以有效提高作业速度。上述连接钢管的压入工序完成后，如图4所示，切开钢管100、100'和各连接钢管 200,200'的底面，通过该切开孔，利用被H字型钢370支撑的防土板310和土层压力支撑 台320，在维持防土壁330的同时，向下进行与下方钢管的上部连接的垂直空间300的挖掘工序。在这里，大口径钢管100、100'和大口径连接钢管200、200'分离形成在多处，因 此，可以在多处同时进行挖掘或者互相连接作业，这与在一个位置进行作业的方法相比较， 可以大大提高作业速度。上述垂直空间挖掘工序完成后，在该垂直空间300的外侧壁设置防水板340，使得 上侧钢管和下侧钢管连接。在这里，防水板340是通过在上下侧钢管之间的外侧壁防土板310的整个面上焊 接设置铁板而形成的，用于防止通过沙土渗透出的渗漏水的流入，该防水板340通过土层 压力支撑台320与H字型钢370 —同被支撑而承受土层压力。内侧壁上无需另设防水板， 在之后的工序中会设置混凝土。防水板设置完成后，切开大口径连接钢管200、200'的上部，如图5所示，以贯通 上、下垂直空间300，并通过形成模型350来进行设置钢筋360的工序。在这里，模型350是利用防土壁330和防水板340形成的，并且仅在连接用大口径 钢管100、100'内另行组装而形成。设置钢筋后，进行在贯通的环状体(loop)钢管和左右侧壁用垂直空间的内部设 置混凝土以形成隧道环状体及侧壁的工序。在这里，用于形成侧壁的上述垂直空间挖掘工序、防水板设置工序、模型形成和钢 筋设置工序、混凝土设置工序，为了保持对上部土层压力的耐力，如图6所示，将形成于大 口径钢管100、100'下侧的垂直空间300前后分离地形成为第一垂直空间300、300'，使得 该第一垂直空间与下方钢管的上部连接，并经过上述防水板设置工序、模型形成和钢筋设 置工序、以及混凝土设置工序，在该第一垂直空间300、300'中形成第一隧道侧壁，从而形 成第一耐力部，并针对未形成隧道侧壁的其他部分，再进行第二垂直空间挖掘和防水板设置工序、模型形成和钢筋设置工序、以及混凝土设置工序，从而形成第二隧道侧壁。通过如此连续一体地形成第一、第二隧道侧壁，在继续维持对上部土层压力的耐力的同时，可以安 全地进行作业。通过上述混凝土设置工序获得固化的混凝土后，如图7所示，实施挖出隧道内部 的沙土的挖掘工序，并如图7所示，在底面设置模型并设置钢筋后，设置混凝土以形成底 面，从而形成如图8所示的隧道构筑物。如上所述，本发明的地下隧道形成用构筑物设置方法，在于在沿着隧道形成预定 面压入钢管的过程中，当形成侧壁时，每间隔一定距离压入一钢管，并利用防土板挖掘的方 式连接该间隔，从而通过减少钢管的压入数量来节省工程费用。并且，将压入在垂直空间部 中间的钢管的内部作为作业空间部，因此，可以在分隔设置的各作业空间内同时进行作业， 使得可以适用于大规模隧道工程，而且还可以有效缩短工程期限。
权利要求
一种地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，该方法包括在对应于隧道预定面的环状体的位置压入钢管的工序；切开钢管的侧面后，设置上部防水板和下部支撑板，并利用土层压力支撑台支撑该防水板和支撑板，从而实现防水和防土的工序；防水板设置完成后，通过在坑外空间中实施灌浆的灌浆工序来形成隧道环状体，之后，在两侧的大口径钢管的下侧垂直空间预定部压入一个以上的大口径连接钢管的工序；切开上、下侧大口径钢管的底部，并在钢管的下侧方向上，通过防土板和土层压力支撑台来保持防土壁的同时，挖掘与下侧钢管连接的垂直空间的工序；在挖掘的所述垂直空间的外侧壁设置防水板的工序，该防水板使得上侧钢管和下侧钢管连接；切开所述大口径连接钢管的上部来贯通上、下垂直空间，并通过形成模型来设置钢筋的工序；在贯通的环状体钢管和左右侧壁用垂直空间的内部设置混凝土从而形成隧道环状体及侧壁的工序；在混凝土固化后挖掘隧道内部的沙土的工序；以及在底部面形成模型并设置钢筋后，设置混凝土以形成底面从而完成构筑物的设置的工序。
2.根据权利要求1所述的地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，在压入隧道 环状体用钢管时，通过将大口径钢管压入隧道预定面的环状体的位置的两侧，并在从一侧 钢管到另一侧钢管的方向上压入直径小于该大口径钢管的直径的小口径钢管来实现连接。
3.根据权利要求1所述的地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，在压入隧道 环状体用钢管时，通过将大口径钢管以水平的一字形压入到隧道预定面的环状体的位置来 形成连接。
4.根据权利要求1所述的地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，在压入隧道 环状体用钢管时，通过将大口径钢管以拱形压入到隧道预定面的环状体的位置来形成连接。
5.根据权利要求4所述的地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，利用横梁连 结以拱形压入的所述大口径钢管。
6.根据权利要求1所述的地下隧道形成用构筑物设置方法，其特征在于，将形成于大 口径钢管下侧的垂直空间前后分离地形成为第一垂直空间，使得该第一垂直空间与下方钢 管的上部连接，并经过防水板设置工序、模型形成和钢筋设置工序、以及混凝土设置工序， 在该第一垂直空间中形成第一隧道侧壁，从而形成第一耐力部，并针对未形成隧道侧壁的 其他部分再进行第二垂直空间挖掘和防水板设置工序、模型形成和钢筋设置工序、以及混 凝土设置工序，以形成第二隧道侧壁，通过连续一体地形成第一隧道侧壁和第二隧道侧壁， 来继续维持对上部土层压力的耐力。
全文摘要
本发明提供了一种地下隧道形成用构筑物设置方法，该方法包括压入钢管；设置上部防水板和下部支撑板，并利用土层压力支撑台支撑该防水板和支撑板；通过灌浆形成隧道环状体，之后在两侧的大口径钢管的下侧垂直空间预定部压入大口径连接钢管；切开上、下侧大口径钢管的底部，通过防土板和土层压力支撑台来保持防土壁的同时，挖掘与下侧钢管连接的垂直空间；在垂直空间的外侧壁设置防水板以使上侧钢管和下侧钢管连接；切开该大口径连接钢管的上部来贯通上、下垂直空间，并通过形成模型而设置钢筋；通过设置混凝土而形成隧道环状体及侧壁；挖掘隧道内部的沙土；及在底部面形成模型并设置钢筋后设置混凝土以形成底面，从而完成构筑物的设置。
文档编号E21D13/00GK101845955SQ20091013646
公开日2010年9月29日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年3月27日
发明者金正允 申请人:株式会社Nts Enc