1 前言
在中央環(huán)狀線山手隧道中，為了能讓火災(zāi)時(shí)等情況下、隧道中的受困人員可從道路空間向安全空間進(jìn)行避難而設(shè)置的緊急口，大致是每隔350m左右距離作布置的。其中，對(duì)于不能直接設(shè)置獨(dú)立的避難空間或者向隧道外逃避用的樓梯處所，如圖-1所示并立設(shè)置的上下線（內(nèi)外圈）的隧道，可設(shè)置兩條隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道，以作為從發(fā)生災(zāi)情的車道向沒有災(zāi)情的車道躲避。在沒有災(zāi)情的車道中避難之后，經(jīng)由設(shè)置在車道一側(cè)的避難通道、可以安全地走向避難樓梯處。
這類盾構(gòu)隧道上下線聯(lián)絡(luò)坑道的筑造，是在上下線盾構(gòu)機(jī)到達(dá)后，從盾構(gòu)隧道坑道內(nèi)切開鋼制管片塊、采用非開挖工法進(jìn)行連接的。
2 通過兼用凍結(jié)工法施工
這次的施工處所，作為都是滲透系數(shù)很大、地下水量豐富的地基土，為了確保地基土的自立和止水性的輔助工法，是采用了凍結(jié)工法施工的。
在本章節(jié)中，在采用凍結(jié)工法施工的中落合盾構(gòu)隧道上下線的聯(lián)絡(luò)坑道（大林·大豐·東急JV施工）中，就有關(guān)采用凍結(jié)工法進(jìn)行探討內(nèi)容和施工實(shí)績(jī)作出介紹。
2.1 工程概要
本工程中施工的聯(lián)絡(luò)坑道的概要圖如圖-2中所示內(nèi)容。施工處所的隧道覆土厚度是1D（D：管片襯砌外徑，為11.8m）左右，聯(lián)絡(luò)坑道的長(zhǎng)度是3～8m。聯(lián)絡(luò)坑道掘削部位處的地質(zhì)，是以N值在12～50以上的武藏野礫石層（以下Mg層）、N值在50以上的東京礫石層（以下Tog層）和以粉砂為主體、夾雜著部分細(xì)砂的東京層粘性土層為主體的相間地層。Mg層和Tog層中都存在著顆粒為φ100mm大小的礫石塊，滲透系數(shù)在10-2cm/s上下、是含有豐富水量的積水地層。
兼用凍結(jié)工法的施工步驟如圖-3中所示。
在上下線聯(lián)絡(luò)坑道施工之際，注意采用凍結(jié)工法按表-1中所示內(nèi)容進(jìn)行研討。在本章節(jié)中，就有關(guān)其中的凍結(jié)管理和防止混凝土凍害的對(duì)策作出敘述。
2.2 凍土管理
凍結(jié)工法是在地下土層中埋設(shè)管道，讓冷卻到－20～－30℃的氯化鈣水溶液（以下稱鹽水）在凍結(jié)管道中循環(huán)流動(dòng)、造成凍土體。在這次的施工中，如前文所述、為確保掘削處地層土的自立性和止水性，實(shí)施了地基土體的凍結(jié)，計(jì)劃了讓掘削范圍以內(nèi)凍土使其閉合。凍土體由于溫度的不同、其力學(xué)性能亦有所變動(dòng)，設(shè)計(jì)上所需要的厚度，可根據(jù)凍土的溫度高低來決定。這次的凍土溫度，根據(jù)力學(xué)性質(zhì)算定在－10℃時(shí)際。
由于不能直接看到凍土形成的狀況作出確認(rèn)，凍土的管理、通常是通過測(cè)定地下土中溫度，根據(jù)地下的溫度分布、來算出凍土厚度和凍土的平均溫度，對(duì)設(shè)計(jì)所需要的凍土進(jìn)行管理。凍土的造成范圍和凍土的平均溫度控制，是通過所謂變更鹽水溫度和驅(qū)使鹽水作循環(huán)的凍結(jié)管選擇的方法來進(jìn)行的。在這次施工中，將如圖-4中所示的測(cè)溫管道埋設(shè)在地下土體中，根據(jù)地下土體中溫度分布、計(jì)算出凍土的厚度和平均溫度來進(jìn)行凍土的管理。
此外，在這次的施工中，如不能做到將凍土掘削范圍完全閉合的話，由此不能確保掘削處所的止水性，作為判斷凍土的閉合，可在圖-4中所示位置處設(shè)置水壓力表，通過量測(cè)管片襯砌背面水壓力值，就可判斷凍土的閉合狀況。隨著凍土閉合的進(jìn)行，被閉合在內(nèi)部水可流動(dòng)場(chǎng)所變得小了起來，如圖-5中所示，徐徐地上升了水壓力值。在本施工中，伴隨閉合、水壓力的上升，相比由自然水位形成的水壓力（0.23MPa上下）還高時(shí)，就可判斷已經(jīng)是形成閉合狀態(tài)了。
再者，在這次施工中，為了要掘削并立設(shè)置的盾構(gòu)隧道之間的土體，處在兩條盾構(gòu)隧道管片之間的凍土，如不能實(shí)現(xiàn)可靠的凍結(jié)的話，將會(huì)使沿著管片襯砌的地下水形成流入到掘削的處所。為了不使地下水流進(jìn)入隧道，所需要的凍結(jié)長(zhǎng)度（和管片襯砌相接的地層土體成為－10℃以下的圓周方向的長(zhǎng)度），從過去的實(shí)績(jī)來看，是取得2.5m以上。在這次的施工中，如圖-4中所示那樣，在管片襯砌內(nèi)面設(shè)置了凍結(jié)管道，為的是能確保凍結(jié)長(zhǎng)度在2.5m以上。
2.3 防止混凝土凍害的對(duì)策
上下線聯(lián)絡(luò)坑道的筑造，是通過切開鋼制管片塊、作地層土體掘削，將地層土體作為里模板、澆筑混凝土的。對(duì)于凍結(jié)工法而言，混凝土接觸的地層土體和鋼制管片襯砌部位，由于溫度僅在0°以下，如果直接澆筑混凝土的話，就會(huì)形成混凝土凍害。為此，對(duì)于凍土一面、要設(shè)置絕熱材料，為的是使混凝土的溫度不設(shè)在5℃以下。絕熱材料的性能是可通過其厚度變化來實(shí)施熱解析的，即便是由于混凝土自重壓壞絕熱材料的狀態(tài)下，作為依然能滿足要求性能的材料，是采用了玻璃纖維（t＝50mm）。本工程中所采用絕熱材料，比設(shè)想由于混凝土自重壓垮量40mm還增加5mm，是能夠防止混凝土凍害的材料。
對(duì)于此次的施工，為對(duì)絕熱材料作確認(rèn)，是在絕熱材料的內(nèi)面、布設(shè)了溫度計(jì)，觀察混凝土溫度的時(shí)效變化。其結(jié)果便是圖-6中所示的混凝土溫度，在任何階段中，總是能保持在5℃以上溫度，便可獲得防止混凝土的凍害。
3 兼用化學(xué)注漿工藝施工
從中央環(huán)狀線山手隧道的方南大街交叉部位附近起，至新白眼鳥大街交叉部位附近為止的區(qū)間中，在隧道下方、都營地鐵大江戶線復(fù)線并行通過。如果采用凍結(jié)工法施工，擔(dān)憂由于發(fā)生的凍土壓力影響，決定兼用化學(xué)注漿工藝和臨時(shí)設(shè)置鋼質(zhì)支護(hù)工序進(jìn)行施工。
在本章節(jié)中，就有關(guān)采用化學(xué)注漿工藝施工的東中野盾構(gòu)隧道的上下線聯(lián)絡(luò)坑道（前田·三井住友·白石JV施工）的研討概要和施工實(shí)績(jī)作出介紹。
3.1 工程概要
將本工程中所施工的聯(lián)絡(luò)坑道概要圖表示在圖-7之中。施工處所的隧道頂部覆土為1D（D：管片襯砌外徑是11.9m）左右，聯(lián)絡(luò)坑道的長(zhǎng)度是4m。聯(lián)絡(luò)坑道掘削部位的地質(zhì)，是N值在50上下的江戶川層（砂層和粘性土層）。但是，地下水量十分豐富，加上砂顆粒累積曲線的均勻系數(shù)在3～10之間，是很小的，又因粉砂·粘性土成分亦僅在10％左右，亦是一種破壞性高的土層。兼用化學(xué)注漿工藝的施工步驟如圖-8中所示內(nèi)容。
3.2 化學(xué)注漿范圍的選定
該部分的地質(zhì)，是易發(fā)生土砂流動(dòng)化、導(dǎo)致危險(xiǎn)性非常高的管涌現(xiàn)象。作為對(duì)付這種現(xiàn)象最有效的工法，便是能跟蹤管片在變形時(shí)的改變效果的凍結(jié)工法。然而，考慮到前文所述、在盾構(gòu)隧道正下方，對(duì)并立通行的都營地鐵大江戶線的影響，決定采用低度滲透壓力化學(xué)注漿工藝（內(nèi)襯注漿工法）。
所謂內(nèi)襯注漿工法，就是采用凝膠時(shí)間長(zhǎng)的注漿材料，從靠近處向深處、邊依次確認(rèn)改良效果，邊形成滲透、凝固的工法。在水玻璃中使用的是有機(jī)系反應(yīng)材料，比起一般無機(jī)系注漿材料，還能期待一種叫佩桑托凝膠強(qiáng)度和較高的止水性能（K＝10-5）。
化學(xué)注漿范圍，除了和管片襯砌一側(cè)，由和地層一側(cè)的化學(xué)注漿粘結(jié)力，須作成支承活載、側(cè)方向壓力和地基隆脹所需的厚度，上部為4.5m、側(cè)部4.0m、下部為4.0m。
此外，對(duì)付管涌的措施、是通過“梁－彈簧結(jié)構(gòu)模型”的結(jié)構(gòu)分析，設(shè)定切開管片襯砌施工時(shí)的變形范圍，需求出不動(dòng)點(diǎn)、作成包括地層土和管片襯砌間隙在內(nèi)的注漿范圍。
3.3 施工時(shí)的安全管理
在施工時(shí)際、作為確保相對(duì)管片變形止水跟蹤性是有難度的，需進(jìn)行管片變形和應(yīng)力的量測(cè)，經(jīng)常性地掌握施工時(shí)管片襯砌的動(dòng)態(tài)，邊確認(rèn)改良范圍的有效性，邊進(jìn)行施工。
除此以外，作為避開出水和土砂流出事故，是設(shè)置著緊急擋板，在安全管理上作出努力。
4 結(jié)語
在對(duì)上下線聯(lián)絡(luò)坑道的施工時(shí)候，進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量管理和安全管理，是可以做到平安無事故地完成施工。
