Construction of underground space by a new shield tunnelling method: Spiral tunnelling and ramification of multi-circular face shield

Abstract

Shield tunnels traditionally have been built with single-circle cross-sections. However, considerations related to construction costs and periods, as well as safety, have led to increased use of multi-circular faces in recent years. In the multi-circular face shield tunnelling methods proposed to date, the two circles may be placed either side by side or one above the other. The characteristics of the shield tunnelling methods differ, depending on whether the circles are arranged horizontally or vertically. The H&V (Horizontal variation and Vertical variation) Shield Tunnelling Method uses a special rolling control function in spiral tunnelling with multi-circular face shields. This method allows construction of tunnels that have multi-circular face shields. It also permits construction of tunnels that have multi-circular cross-sections, with the arrangement of the circles varying continuously from vertical to diagonal to horizontal, or vice-versa, as well as ramification from a multi-circular tunnel into separate single-circle tunnels. This paper discusses the H&V Shield Tunnelling Method, the manner in which the method is used, and the construction test used to verify this construction technique. Les tunnels creusés au bouclier construits jusqu'alors ont des coupes transversales uni-circulaires. Cependant, ces dernières années, des considérations liées au coût et au temps de construction, ainsi qu'à la sécurité, ont conduit à l'utilisation croissante de boucliers à face multi-circulaire. Dans le creusement au bouclier à face multi-circulaire proposé à ce jour, les deux cercles peuvent être placés soit côte, soit l'un au dessus del'autre. Les caractéristiques du creusement au bouclier différent selon que les cercles sont arrangés horizontalement ou verticalement. Le creusement au bouclier H&V (variation Horizontale et variation Verticale) utilise une fonction de contrôle spéciale pour le creusement en spirale avec des boucliers à face multi-circulaires. Cela permet aussi de construire des tunnels, qui ont des coupes transversales multi-circulaires, avec un ajustement des cercles variant continûment de la verticale à la diagonale jusqu'à l'horizontal, ou vice-versa, ainsi qu'une ramification partant d'un tunnel multi-circulaire jusqu'aux tunnels uni-circulaires séparés. Ce rapport traite du Creusement au Bouclier H&V, de la manière dont cette méthode est utilisée, et du test de construction utilisé pour vérifier la technique de construction.