アプローチ用ケーソンおよびそのケーソンからなるトンネル用アプローチ部の構築方法
【課題】
解体作業を容易とし、工期、コストを削減し得、かつ廃棄物を低減し得る経済的なアプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いてなるトンネル用アプローチ部の構築工法を提供する。
【解決手段】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定された構成とした。また、第１の側壁を解体して各ケーソンを連結してトンネル用アプローチ部とした。
解体作業を容易とし、工期、コストを削減し得、かつ廃棄物を低減し得る経済的なアプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いてなるトンネル用アプローチ部の構築工法を提供する。
【解決手段】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定された構成とした。また、第１の側壁を解体して各ケーソンを連結してトンネル用アプローチ部とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いたトンネル用アプローチ部の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路トンネルを地中に構築する場合、地上から地下へ入り地下の本線区間と接続される区間と、その逆に地下の本線区間から地上へと出てくる区間があり、この区間をアプローチ区間（アプローチ部）といっている。
【０００３】
本線区間はシールド工法によって構築されることが多く、掘削による地盤沈下の影響を抑えるためにトンネル上部の土被り厚をトンネル径以上に確保することが一般的となっている。
【０００４】
これに対し、アプローチ区間は、土被りをトンネル径以上で築造される上記本線区間に比べて土被りが浅くなっている。
【０００５】
このアプローチ区間は地表面から比較的浅いので、従前においては地盤改良等の補助工法を併用して開削工法により地中トンネルが構築されていた。
【０００６】
しかしながら、近年になって上記工法に代わり、地中構築物として品質が高く、周辺への影響の少ないケ−ソン工法を用いて地中トンネルを構築する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このケーソン工法を用いて地中トンネルを構築する場合、複数のケーソンを並設し、それらを結合するが、隣り合うケーソンの側壁を解体するには、側壁は所定の厚さを有し、しかも鉄筋コンクリート製のため、その解体作業に手間が掛り工期が長引き、コスト高となるとともに、多量のコンクリート塊や鉄筋スクラップ等の廃棄物が発生する、という課題があった。
【０００８】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、解体作業を容易とし、工期を短くでき、その結果、コストを削減でき、かつ廃棄物を低減し得る経済的なアプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いたトンネル用アプローチ部の構築方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定されたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記第１の側壁の内側に腹起し材を設け、かつこの腹起し材に支保工を締結したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記第１の側壁の内側に補強構を配設し、この補強構は前記圧気スラブ上部に固定され、かつ補強構は、横材と縦材または斜め材とを備えてなり、かつ支保工と締結されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記ケーソン躯体の道路縦断方向の両側にそれぞれ設けられた前記第１の側壁のほぼ中間位置に補強構が設けられたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記ケーソン躯体の上部に上部スラブまたは梁が設けられ、前記第１の側壁は前記上部スラブまたは梁に固定されていることを特徴とする。
請求項６の発明は、ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１、第２の側壁を備えたケーソン躯体を前記道路縦断方向に適数個沈設し、かつ前記仮壁からなる第１の側壁を撤去してアプローチ部を構築することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、前記第１、第２の側壁内に設けられた前記第１の側壁補強用の補強材および前記ケーソン躯体沈設用設備を撤去して構築することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、前記第１、第２の側壁を備えた適数個のケーソン躯体は間隔を介し沈設され、かつ相互に隣接する前記第２の側壁間の外側に第２の側壁間を連結する連続壁を設け、対向する前記第１の側壁間を掘削し、隣り合うケーソン躯体相互を結合するための空間を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアプローチ用ケーソンおよびケーソントンネルの構築方法によれば、道路縦断方向の側壁を、組立解体自在な仮壁で構成したため、解体作業が容易であり、簡単に撤去することができるので、工期を短縮でき、よってコストも削減できる効果がある。
また、コンクリート塊や鉄筋スクラップ等の廃棄物がなく、しかも構成部材は再利用可能で、他に転用できるため、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、複数のニューマチックケーソンａ１〜ａｎを間隔を介してトンネル方向、つまり道路縦断面方向に配設してアプローチ区間を構築する場合の説明図である。図中１はシールドトンネル、Ｄはそのトンネル径、Ｈは土被り、２はニューマチックケーソンａ１〜ａｎを利用して構築したケーソンアプローチ部およびこのアプローチ部からなるトンネル、３は地上部分である。
【００１３】
まず、図１を参照して本発明にかかるケーソントンネルの構築方法の概要を説明する。
【００１４】
本発明で用いられるニューマチックケーソン（以下、単にケーソンという）ａ１〜ａｎは道路縦断方向、つまりトンネル道路の延長方向に例えば約２ｍ〜３ｍの間隔ｂをあけて所定の深さに沈設される。間隔ｂを約２ｍ〜３ｍとしたのは、地盤改良や掘削作業のためにこの間隔ｂだと好適であるがそれ以外でも良い。
【００１５】
これらのケーソンａ１〜ａｎはアプローチ区間に必要とされる個数配列され、本発明では各ケーソンａ１〜ａｎの道路縦断方向の山留壁の機能を有する第１の側壁Ａを容易に組立解体自在な仮壁で構成したことに特徴を有している。このケーソンの仮壁構造については後述する。
【００１６】
アプローチ区間を構築する場合、既に沈設された第１のケーソンａ１に隣接して間隔ｂをあけて第２のケーソンａ２を沈設する。以下、同様にして第３〜第ｎのケーソンａ３〜ａｎを順次沈設する。
【００１７】
必要な個数を沈設後、継手工を施工して相互に隣接して対向する各第１の側壁Ａを解体するなどしてケーソントンネルの一部あるいはほぼ全体を構築することができる。なお、図１中符号Ｂは、第１の側壁Ａと固定される道路横断面方向の第２の側壁である。この第２の側壁Ｂは通常のコンクリート製である。
【００１８】
この場合、第１のケーソンａ１については、隣接する第２のケーソンａ２と反対側の側壁Ａを解体して撤去することで、簡易な開削トンネルを介して地上の道路に接続することができる。
【００１９】
第ｎのケーソンａｎについては、隣接する第４のケーソンａ４側と反対側の側壁Ａを解体して撤去し、別途構築されたシールドトンネル１と結合することでケーソントンネルを完成させることができる。
【００２０】
第４のケーソンａ４については、必要に応じシールドトンネル構築用のシールド掘削機の発進立杭または到達立杭として用いることもできる。
【００２１】
次に、本発明のケーソンの構成例およびそのケーソンを用いた道路トンネルの構築方法の詳細について説明する。
【００２２】
図２は本発明で用いられるケーソンの道路縦断方向を見た場合の断面図、図３は図２中ｍ−ｍ線縦断面図、図４は道路横断面方向の断面で、図３中ｎ−ｎ線断面図を示す。また、図５は第１の側壁の構成例を示す部分拡大説明図である。
【００２３】
図２〜図４において、第１のケーソンａ１の圧気スラブ４の天井面には走行レール５が敷設され、この走行レール５を介し掘削機６が圧気作業室７内を走行自在になっており、掘削機６を用いて地盤Ｇが掘削され、掘削に伴ってケーソン
ａ１は沈降していく。４ａは刃口、８は作業員が圧気作業室内を出入りするためのマンロック、８ａはそのマンシャフトである。９は、掘削機を圧気作業室内に搬入・搬出したり、掘削土を地上側に排出したりする際に用いられるマテリアルロック、９ａはそのマテリアルシャフト、１０は地下水位である。
【００２４】
また、これらの図において、１１は第１の側壁補強用の斜めに配置されたＨ型鋼材からなる支保工としての控え桁、１２は同じくＨ型鋼材からなり、山留め材としての腹起し桁、１３は必要に応じて設けられた補強桁で、これら補強材によって第１の側壁Ａは支持、補強される。１４は固定アンカー鋼棒、図２において、１５は押さえ桁、２８は固定具としての下部固定桁、図３において、１６は山留壁となる鋼矢板である。
【００２５】
腹起し桁１２は、図２、図３に示すように、仮壁である第１の側壁Ａの内側において、高さ方向に所定の間隔を介し複数設けられている。控え桁１１はケーソンａ１の内部において斜めに配設され、一端は腹起し桁１２にボルトやナット、必要に応じてＰＣ鋼線等の締結具を用いて締結され、他端は圧気スラブ４上に締結され、第１の側壁Ａを支え補強している。第１の側壁Ａの上部は、上方側の設けられた腹起し桁に、控え桁１１等によって支持されている。また、図３に示すように、腹起し桁１２の内側両端部には必要に応じそれぞれ補強桁１３の一端が同じくボルトやナット等を用いて締結されている。このような締結手段自体は既知である。
【００２６】
次に、第１の側壁Ａの構成例について説明する。ケーソンａ１の道路縦断方向の第１の側壁Ａは、安価で転用使用の可能な汎用部材を組み合わせてなる。すなわち、詳しくは図５に示すように、波板状の鋼矢板１６と、その内側に配設された固定アンカー鋼棒１４、圧気スラブに支持部を設けたこの固定アンカー鋼棒１４を介し鋼矢板１６の上部に設けられた押さえ桁１５（図２参照）等とを具備して構成されている。鋼矢板１６の頭部を押さえ桁１５によって押さえつけ、支持、固定することで側壁構造を強固にすることができる。図５において、１６ａは鋼矢板継ぎ手、１６ｂは鋼矢板締結部、１６ｃは道路断面方向の第２の側壁Ｂ内に設けられた鋼矢板締結部アンカーである。第２〜第ｎのケーソンａ２〜ａｎも同様にして構成される。なお、鋼矢板１６に換えてプレストレスコンクリート板を用いても良い。
【００２７】
ケーソン躯体は、第１の側壁Ａの構築に先立って、まずケーソン基体が製作される。ケーソン基体は、圧気スラブ４と、刃口４ａと、道路横断面方向の一対の第２の側壁Ｂとからなり、これらは鉄筋コンクリートにて一体に構成されている。このケーソン基体の道路縦断方向の開口部に、組立、解体容易な仮壁となる第１の側壁Ａが構築され、この第１の側壁Ａを支えるべく押さえ桁１５、内側に腹起し桁１２、斜め材である控え桁１１、下部固定桁２８等の補強材が締結され、ケーソン躯体が構成される。第１の側壁Ａと第２の側壁Ｂとは接続ないしボルトやナット等の適宜の固定手段によって固定される。
【００２８】
次に上記のようにして構成されたケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合について説明する。
【００２９】
図６は、沈設された例えば第１〜第３のケーソンａ１〜ａ３の平面図、図７は同上の側面図であって第２のケーソンａ２の左半部を断面とし内部構造を示した説明図を示す。図６、図７では、説明の便宜上、腹起し桁１２、控え桁１１、補強桁１３等の部材の図示は省略している。
【００３０】
ケーソンａ１〜ａ３は道路縦断方向に向って順次沈設される。
【００３１】
各ケーソンａ１〜ａ３の沈設にあたり、それらの間には間隔ｂが形成されるが、間隔ｂの外側において上部から下部にかけて、道路断面方向の各第２の側壁Ｂの端部を重ねるよう例えば連続壁１７を形成して閉塞する。図７に示すように、連続壁１７の上端はケーソンａ１〜ａ３（隣接する道路縦断方向の第１の側壁間）の上端とほぼ同じにし、下端はケーソンａ１〜ａ３の刃口４ａより深くする。連続壁１７の内側と道路断面方向の側壁Ｂの外面との間には間隔ｂが存在し、この部分は地盤改良され止水される。図７において、符号ｂ’はその地盤改良部分である。また、符号２９は圧気スラブ４の下方に打設された底詰めコンクリートである。
【００３２】
次に、図９に示すように、間隔ｂの部分を所定の深さまで掘削して、地盤改良部分ｂ’を下部に残し、隣り合うケーソン相互を結合するための空間を確保する。間隔ｂの底部は、図９に示すように、鉄筋コンクリートによって、底版１８とする。底版１８の上面は圧気スラブ４の上面とほぼ面一とする。各ケーソンａ１〜ａ３の圧気作業室７内は所定の深さに沈設後、底詰めコンクリート２９がなされる。第４〜第ｎのケーソンａ４〜ａｎについても同様である。
【００３３】
これらの作業を行う場合、必要により、間隔部を圧気蓋で気密し、固定して、これに圧力ロック（いずれも図示せず）を設けて地下水圧に応じて圧気を作用させてもよい。これによって、確実にヒービングやボイリングの発生を抑制して安全に掘削することができる。
【００３４】
道路縦断方向の隣り合う第１の側壁Ａを解体して撤去し、第１〜第ｎの複数個のケーソンａ１〜ａｎによる連続したケーソントンネル用の空間を形成する。
【００３５】
この空間部分を利用し、図１に示すように、地上側からケーソンアプローチ部およびこれからなるトンネル２を構築し、シールドトンネル１と接続すれば、ケーソントンネルを容易に構築することができる。
【００３６】
なお、第１の側壁Ａを解体する場合、まずケーソンａ１〜ａｎ内の補強材である控え桁１１を撤去し、ついで腹起し桁１２を撤去する。また、補強桁１３がある場合、それも撤去する。また、下部固定桁２８も撤去する。これらはボルトやナット、ＰＣ鋼線等で締結されているため、容易に解体できる。
【００３７】
次に、押さえ桁１５と固定アンカー鋼棒１４と間のボルト、ナットを介し両者を分離し、押さえ桁１５を撤去し、鋼矢板継ぎ手１６ａ、鋼矢板締結部１６ｂ等の部分を分離し鋼矢板１６を撤去し、その後固定アンカー鋼棒１４を撤去するなどすれば良い。
【００３８】
解体したこれらの各部材は、例えば別のケーソントンネルに転用することができる。なお、トンネル用アプローチ部の構築にあたり、掘削機６やマンシャフト８ａ、マンロック８、マテリアルシャフト９ａ、マテリアルロック９等のケーソン躯体沈設用設備も撤去されることは勿論である。
【実施例２】
【００３９】
図１０〜図１２は本発明のケーソンの第２実施例を示す。図１０は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１１は図１０中ｏ−ｏ線断面図、図１２は図１１中ｐ−ｐ線断面で、マンシャフト、マテリアルシャフトを省略した断面図を示す。
【００４０】
この実施例では、ケーソンａ１’を大型のものとしたため、主として道路横断方向において発生する曲げモーメントに対抗し、沈設時のケーソンの剛性を高めるための補強材としての補強構１９および１９’を設け、側壁と圧気スラブと一体化して固定されている。補強構１９はケーソンａ’内であって道路横断面方向の第２の側壁Ｂのほぼ中間部に設けられ、補強構１９’は、第１の側壁Ａの内側に内接して固定される。
補強構１９および１９’は、本実施例では横材２５、縦材２６、およびまたは斜め材２７でトラス構造を構成する。なお、この場合、横材２５は必須だが、斜め材２７と縦材２６は少なくともどちらか一方あれば良い。これらはそれぞれ鋼材で構成するのが良いが必ずしも鋼材でなくて、例えばプレストレスコンクリートであっても良い。
【００４１】
トラス構造としては斜め材２７と横材２５で構成するトラス構造であっても良い。また、縦桁２６と横桁２５で区画される空間を鋼板を取り付けた板桁構造としても良い。補強構１９および１９’は、このニューマチックケーソンの道路横断面方向の所定の剛性を保持する機能を持たせる。さらに、この補強構１９’にあっては、補強構１９’の適宜控え桁材１１を山留支保材として取り付け、他端を圧気スラブ４の上面に固設して第１の側壁Ａに作用する土圧や水圧を支保する機能も有する。
【００４２】
ケーソンａ１’内の中央部に設けられた補強構１９の両側に、補強用の火打ち材２０がそれぞれ設けられている。補強構１９の両側に設けられた火打ち材２０は高さ方向に適間隔に設けられ、かつ火打ち材２０の一端は締結具を用いて補強構１９の締結され、他端は第２の側壁Ｂの内壁に締結されている。なお、規模によっては火打ち材２０はない場合もある。
【００４３】
ケーソンａ１’の内部は補強構１９の部分において左右の第１、第２の室２１、２２に分割されている。このため、第１、第２の室２１、２２にそれぞれマンロック８を上部に有するマンシャフト８ａ、マテリアルロック９を上部に有するマテリアルシャフト９ａを設けている。図１１の図示の状態において、上側をマンシャフト８ａ、下側をマテリアルシャフト９ａとしたが、配置関係は逆でも良い。
【００４４】
道路横断方向側の第２の側壁Ｂに対し直交方向に設けられた道路縦断方向の第１の側壁Ａは、基本的には、組立解体自在であって水圧や土圧を受け止める鋼矢板やＨ鋼材などを組み合わせて構成された山留壁を有する点は第１実施例とほぼ同様である。このため、この実施例においても第１の側壁Ａの組立や解体が容易であるので、工程の短縮が可能となる。また、これらの部材は解体後、再利用が可能であるので、資源の節約となり、コストを低減することができる。
【００４５】
なお、この実施例では、第２の側壁Ｂの内側の両端部には、図１２に示すように、側壁取付け材２３が高さ方向に沿って設けられている。また、側壁取付け材２３の下部には、スラブ取付け材２４が設けられている。図１０、図１２中、符号３１は上部固定桁である。
【００４６】
また、この実施例では、ケーソンａ１が大型のため、前述のように、補強構１９、１９’にて対応した構成とし、補強構１９’の内側は支保工としての控え桁１１の一端が締結され、控え桁１１の他端は圧気スラブ４に締結され、控え桁１１は斜めに配置され補強されている。なお、補強構１９’はほぼ水平方向において少なくとも一以上の二重構造の例について示したが、規模が大きければ必要に応じ二重構造以上としても良い。また、補強構１９’は高さ方向において４層となっているが、層構造は規模に応じ適宜増減し得る。
【００４７】
第１の側壁Ａの内側の補強構１９’は、前述のように、図１２に示すトラス構造で構成されている。すなわち、圧気スラブ４上と左右の第２の側壁Ｂ、Ｂ内の矩形の空間部分に、枠状に、スラブ取付け材２４、側壁取付け材２３、上部固定桁３１が組み込まれ、この矩形の枠状部材内において、横方向（道路横断面方向）に適間隔に横材２５が設けられ、かつ縦方向（高さ方向）に適間隔に縦材２６が設けられ格子状に構成されている。また、横材２５と縦材２６とにより区画形成される窓状の空間部分内にそれぞれ斜め材２７が設けられ、補強されている。
【００４８】
他のケーソンも同様に構成されている。
【００４９】
次に、この第２の実施例の道路トンネル構築方法について説明する。
【００５０】
まず道路縦断方向に、第１実施例と同様にしてケーソンａ１’を沈設し、その他必要数のケーソンを順次間隔を介して沈設する。沈設作業は掘削機６を用い、既知の方法によって行われる。間隔部分の処理等も、図６〜図９に示した第１実施例と同様である。
【００５１】
沈設後は、掘削機６を適宜分解するか、倒立姿勢にするなどしてマテリアルシャフト９ａを介して回収し、その後、マンロック８を有するマンシャフト８ａ、マテリアルロック９を有するマテリアルシャフト９ａ等の沈設用設備を回収、撤去する。
【００５２】
また、火打ち材２０がある場合それを撤去した後、補強構１９を撤去する。
【００５３】
また、控え桁１１等の補強材も撤去する。
【００５４】
次に、第１の側壁Ａ内側において、上部固定桁３１、縦材２６、斜め材２７、横材２５、側壁取付け材２３、スラブ取付け材２４等の補強材を適宜の手順で解体して撤去する。
【００５５】
次に第１の側壁Ａを撤去する。
【００５６】
第１の側壁Ａは、ボルトやナット、ＰＣ鋼線などで締結一体化された鋼矢板やＨ鋼材などを組み合わせてなるため、容易に解体することができる。また、解体後、再利用可能である点は第１実施例と同様である。
【００５７】
なお、本実施例においてアプローチ区間として、図１のように、地上から地下に通じる例に限らず、例えば図１３のように、地上側の一地点から地中を通って地上側の他の地点へ出る場合や、その他の場合にも、本発明を適用し得る。
【００５８】
また、上記第２実施例では、ケーソンａ１’の内部のほぼ中央部に補強構１９を設けた場合について説明したが、スラブ自体に主桁構造を配置する場合には、補強構１９を配置しなくとも良い。
【実施例３】
【００５９】
図１４、図１５は本発明の第３実施例を示す。図１４は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１５は図１４中ｑ−ｑ線断面図である。
【００６０】
図２〜図５に示した第１実施例ではケーソンの上方が開放したタイプのものであったが、この実施例では、上部スラブ４Ａを設け、補強し、かつ第１の側壁Ａを鋼管からなる山留壁３０にて構成し、仮壁の構造を第１実施例に比べ簡易としたことに特徴を有している。
【００６１】
山留壁３０の下端部は剛性の高い鋼管からなり、圧気スラブ４の道路縦断方向側両端上面に埋め込まれ（詳しくは後述の図２２参照）、かつ道路横断面方向の一端側から他端側に向って壁状に立設されている。山留壁３０の下部内側には補強用の下部固定桁３１’が道路断面方向に沿って設けられ、山留壁３０の下部は補強、かつ固定されている。このように山留壁３０の下部に下部固定桁３１’を設ければ、規模によっては山留壁３０の下端部を圧気フラブに埋め込まなくても良い（詳しくは図２１参照）。
【００６２】
また、山留壁３０の上部内側には上部スラブ４Ａが設けられ、上部スラブ４Ａの道路縦断方向側の両端上部には、道路横断面方向に沿って延びる上部固定桁３１Ａが設けられ、これによって山留壁３０の上方部部分は支持、固定されている。
【００６３】
この山留壁３０には、外側およびまたは内側表面３０ａに剥離材が塗布され、引張して撤去しやすいようにしている。その他については、基本的には第１実施例と同様であるため、同一部には同じ符号を用い詳細な説明は省略する。
【００６４】
但し、この実施例では、山留壁３０に剛性の高い鋼管を使用しているため、腹起しや支保工は特になくても良い。
【００６５】
ケーソントンネルの構築にあたっては、上部スラブ４Ａと圧気スラブ４間の山留壁３０からなる第１の側壁Ａを撤去すれば良い。なお、圧気スラブ４の下側等のその他の処理については、基本的には第１実施例と同様に行えば良い。
【実施例４】
【００６６】
図１６、図１７は本発明の第４実施例で、図１６は道路縦断方向を見た断面図、図１７は図１６中ｒ−ｒ線断面図を示す。第３実施例では、上部スラブ４Ａを設けたが、この実施例では上部スラブ４Ａに代え、道路横断方向に向って延びる、各第２の側壁Ｂを連結する梁４Ｂを道路縦断方向において適間隔で設けた点が異なっている。
【００６７】
この実施例では各第１の側壁Ａの内側上部に梁４Ｂがそれぞれ設けられ、各第１の側壁Ａは梁４Ｂに支持、固定されている。この梁４Ｂの上部には上部固定桁３１Ａが設けられている。
【００６８】
また、ほぼ中央部にも梁４Ｂが設けられ、梁４Ｂを介し各第２の側壁Ｂは連結され、補強されている。その他については、第３実施例と同様である。
【実施例５】
【００６９】
図１８〜図２２は本発明の第５実施例を示す。図１８は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１９は図１８中ｓ−ｓ線断面図、図２０は図１９中ｔ−ｔ線断面で、マンシャフト、マテリアルシャフトを省略した断面図、図２１は圧気スラブ上への山留壁の取り付けの一例、図２２は他の例を示す。
【００７０】
この実施例でも、図１４に示した第３実施例のように圧気スラブ４上に上部スラブ４Ａを設けている。仮壁をなす第１の側壁Ａは、この第５実施例では山留壁３０からなり、この山留壁３０の内側に補強材である腹起し桁１２が締結されている。腹起し桁１２の内側には補強材である控え桁１1が設けられ、補強されている。
【００７１】
支保工としての控え桁１１は図１８に示すように、下側に斜めに配置した控え桁と、上側に斜めに配置した控え桁からなる。下側の控え桁１１の一端は腹起し桁１２側に支持部材を介し設けられ、他端は支持部材を介し圧気スラブ４側に設けられる。
【００７２】
上側の控え桁１１の一端は支持部材を介し腹起し桁１２側に設けられ、他端は支持部材を介し上部スラブ４Ａ側に設けられる。
【００７３】
図２１は、圧気スラブ４に対する山留壁３０の下部の設置例の詳細を示す。図２１の例では、圧気スラブ４の上に山留壁３０の下端を設け、山留壁３０の内側であって圧気スラブ４上に下部固定桁３１’を設け、かつ固定用アンカー３２を用いて固定している。この例では、これら固定用アンカー３２、下部固定桁３１’によって固定具３３が構成されている。
【００７４】
図２２は、山留壁３０の下部の他の設置例を示す。この例では、山留壁３０の下端部を圧気スラブ４に埋め込み、山留壁３０の内側であって圧気スラブ４上に下部固定桁３１’を位置させ、固定用アンカー３２を介して固定している。この場合、山留壁３０の下端部を埋め込んでいるため、図２１による固定の場合に比べ、より堅固に固定できる。
【００７５】
なお、山留壁３０の下部に剥離材を設けておくと撤去の際、容易に撤去でき、撤去の作業性が良い。図２２の例では、固定用アンカー３２、下部固定桁３１’、剥離剤ａにて固定具３３が構成されている。
【００７６】
いずれの固定方法を用いるかについては、規模に応じ任意に選択し得る。
【００７７】
山留壁３０の撤去方法としては、山留壁３０を地盤まで伸ばし容易に引き抜けるようにする方法と、山留壁３０の長さを上部スラブ４Ａの下までとし、内部から固定部を外し、内部もしくは第１実施例で説明した間隔ｂより撤去する方法の二通りが考えられる。いずれにするかは、規模に応じ容易な方を選択すれば良い。
【００７８】
なお、山留壁３０の高さを上部スラブ４Ａの下までとした場合は、間隔ｂ施工時に上部スラブ４Ａ上に別途山留めが必要となる。
【００７９】
山留壁３０を上部スラブ４Ａ上とする場合、上部スラブ４Ａ上の山留壁３０の支保構造としては、山留壁３０天端より少し低い位置に固定桁（図示せず）を設けて固定する。固定桁は第２の側壁Ｂまたはスラブ、梁に固定される。
【００８０】
上部スラブ４Ａの上に第２の側壁Ｂが突出する場合は壁面は全面でも両端に部分的でも良い。
【００８１】
土被りが深い場合で上部スラブ４Ａの上全面に壁がある場合は壁が山留めとなるが、ない場合は、上部スラブ４Ａ上に埋め戻しを行う。ただし、山留壁３０および固定桁の撤去が容易となるように、近傍部には壁を設け、壁のないところまで埋め戻しを行うようにするか、また、固定桁を容易に撤去可能なようにスロープを設けて埋め戻しを行う。なお、必要に応じて控え桁を設ける（図示していない）。
【００８２】
山留壁３０は間隔ｂの上部スラブの設置前に撤去する。
【００８３】
間隔ｂの上部スラブ施工後に、間隔ｂ上部スラブ上の埋め戻しと共にケーソンの上部スラブ４Ａ上の埋め戻し（残部）を行う。
【実施例６】
【００８４】
図２３、図２４は本発明の第６実施例で、図２３は道路縦断方向を見た断面図、図２４は図２３中ｔ−ｔ線断面図を示す。この実施例は、第５実施例の上部スラブ４Ａに代え梁４Ｂとした点のみが基本的に異なっている。梁４Ｂの取り付けは第４実施例と同様である。
【００８５】
なお、上記各実施例では、支保工として控え桁を使用しているが、切梁を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明のケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合の一例の説明図を示す。
【図２】本発明の第１実施例にかかるケーソンであって、道路縦断方向の断面図を示す。
【図３】図２中ｍ−ｍ線断面図を示す。
【図４】図３中ｎ−ｎ線断面図を示す。
【図５】図３において第１の側壁の部分の拡大説明図を示す。
【図６】本発明のケーソンを用いて構築するケーソントンネルを平面から見た場合の説明図を示す。
【図７】図６の構築例を側面から見た一部断面説明図を示す。
【図８】本発明のケーソンの構築方法において、ケーソンの道路縦断方向の第１の側壁を撤去した状態を示す平面図である。
【図９】図８の側面図を示す。
【図１０】本発明の第２実施例にかかるケーソンであって道路縦断方向の断面図を示す。
【図１１】図１０中ｏ−ｏ線断面図を示す。
【図１２】図１１中ｐ−ｐ線断面図を示す。
【図１３】本発明のケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合の他の例の説明図を示す。
【図１４】本発明の第３実施例の断面図を示す。
【図１５】本発明の第３実施例であって、図１４中ｑ−ｑ線断面図を示す。
【図１６】本発明の第４実施例の断面図を示す。
【図１７】本発明の第４実施例であって、図１６中ｒ−ｒ線断面図を示す。
【図１８】本発明の第５実施例の断面図を示す。
【図１９】本発明の第５実施例であって、図１８中ｓ−ｓ線断面図を示す。
【図２０】図１９中ｔ−ｔ線断面図を示す。
【図２１】山留壁の一取付例の説明図を示す。
【図２２】山留壁の他の取付例の説明図を示す。
【図２３】本発明の第６実施例の断面図を示す。
【図２４】本発明の第６実施例であって、図２３中ｔ−ｔ線断面図を示す。
【符号の説明】
【００８７】
Ａ 第１の側壁
ａ１〜ａｎ、ａ１’ ケーソン
ｂ 間隔
ｂ’ 地盤改良区間
Ｇ 地盤
１ シールドトンネル
２ ケーソントンネル
３ 地上部分
４ 圧気スラブ
４Ａ 上部スラブ
４ａ 刃口
５ 走行レール
６ 掘削機
７ 圧気作業室
８ マンロック
８ａ マンシャフト
９ マテリアルロック
９ａ マテリアルシャフト
１０ 地下水位
１１ 控え桁
１２ 腹起し桁
１３ 補強桁
１４ 固定アンカー鋼棒
１５ 押さえ桁
１６ 鋼矢板
１６ａ 鋼矢板継ぎ手
１６ｂ 鋼矢板締結部
１７ 連続壁
１８ 底板
１９，１９’ 補強構
２０ 火打ち材
２１ 室
２２ 室
２３ 側壁取付け材
２４ スラブ取付け材
２５ 横材
２６ 縦材
２７ 斜め材
２８ 下部固定桁
２９ 底詰めコンクリート
３０ 山留壁
３０ａ 山留壁表面
３１’ 下部固定桁
３１、３１Ａ 上部固定桁
３２ 固定用アンカー
３３ 固定具
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いたトンネル用アプローチ部の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路トンネルを地中に構築する場合、地上から地下へ入り地下の本線区間と接続される区間と、その逆に地下の本線区間から地上へと出てくる区間があり、この区間をアプローチ区間（アプローチ部）といっている。
【０００３】
本線区間はシールド工法によって構築されることが多く、掘削による地盤沈下の影響を抑えるためにトンネル上部の土被り厚をトンネル径以上に確保することが一般的となっている。
【０００４】
これに対し、アプローチ区間は、土被りをトンネル径以上で築造される上記本線区間に比べて土被りが浅くなっている。
【０００５】
このアプローチ区間は地表面から比較的浅いので、従前においては地盤改良等の補助工法を併用して開削工法により地中トンネルが構築されていた。
【０００６】
しかしながら、近年になって上記工法に代わり、地中構築物として品質が高く、周辺への影響の少ないケ−ソン工法を用いて地中トンネルを構築する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このケーソン工法を用いて地中トンネルを構築する場合、複数のケーソンを並設し、それらを結合するが、隣り合うケーソンの側壁を解体するには、側壁は所定の厚さを有し、しかも鉄筋コンクリート製のため、その解体作業に手間が掛り工期が長引き、コスト高となるとともに、多量のコンクリート塊や鉄筋スクラップ等の廃棄物が発生する、という課題があった。
【０００８】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、解体作業を容易とし、工期を短くでき、その結果、コストを削減でき、かつ廃棄物を低減し得る経済的なアプローチ用ケーソン、およびそのケーソンを用いたトンネル用アプローチ部の構築方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定されたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記第１の側壁の内側に腹起し材を設け、かつこの腹起し材に支保工を締結したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記第１の側壁の内側に補強構を配設し、この補強構は前記圧気スラブ上部に固定され、かつ補強構は、横材と縦材または斜め材とを備えてなり、かつ支保工と締結されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記ケーソン躯体の道路縦断方向の両側にそれぞれ設けられた前記第１の側壁のほぼ中間位置に補強構が設けられたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、前記ケーソン躯体の上部に上部スラブまたは梁が設けられ、前記第１の側壁は前記上部スラブまたは梁に固定されていることを特徴とする。
請求項６の発明は、ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、前記第１、第２の側壁を備えたケーソン躯体を前記道路縦断方向に適数個沈設し、かつ前記仮壁からなる第１の側壁を撤去してアプローチ部を構築することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、前記第１、第２の側壁内に設けられた前記第１の側壁補強用の補強材および前記ケーソン躯体沈設用設備を撤去して構築することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、前記第１、第２の側壁を備えた適数個のケーソン躯体は間隔を介し沈設され、かつ相互に隣接する前記第２の側壁間の外側に第２の側壁間を連結する連続壁を設け、対向する前記第１の側壁間を掘削し、隣り合うケーソン躯体相互を結合するための空間を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のアプローチ用ケーソンおよびケーソントンネルの構築方法によれば、道路縦断方向の側壁を、組立解体自在な仮壁で構成したため、解体作業が容易であり、簡単に撤去することができるので、工期を短縮でき、よってコストも削減できる効果がある。
また、コンクリート塊や鉄筋スクラップ等の廃棄物がなく、しかも構成部材は再利用可能で、他に転用できるため、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、複数のニューマチックケーソンａ１〜ａｎを間隔を介してトンネル方向、つまり道路縦断面方向に配設してアプローチ区間を構築する場合の説明図である。図中１はシールドトンネル、Ｄはそのトンネル径、Ｈは土被り、２はニューマチックケーソンａ１〜ａｎを利用して構築したケーソンアプローチ部およびこのアプローチ部からなるトンネル、３は地上部分である。
【００１３】
まず、図１を参照して本発明にかかるケーソントンネルの構築方法の概要を説明する。
【００１４】
本発明で用いられるニューマチックケーソン（以下、単にケーソンという）ａ１〜ａｎは道路縦断方向、つまりトンネル道路の延長方向に例えば約２ｍ〜３ｍの間隔ｂをあけて所定の深さに沈設される。間隔ｂを約２ｍ〜３ｍとしたのは、地盤改良や掘削作業のためにこの間隔ｂだと好適であるがそれ以外でも良い。
【００１５】
これらのケーソンａ１〜ａｎはアプローチ区間に必要とされる個数配列され、本発明では各ケーソンａ１〜ａｎの道路縦断方向の山留壁の機能を有する第１の側壁Ａを容易に組立解体自在な仮壁で構成したことに特徴を有している。このケーソンの仮壁構造については後述する。
【００１６】
アプローチ区間を構築する場合、既に沈設された第１のケーソンａ１に隣接して間隔ｂをあけて第２のケーソンａ２を沈設する。以下、同様にして第３〜第ｎのケーソンａ３〜ａｎを順次沈設する。
【００１７】
必要な個数を沈設後、継手工を施工して相互に隣接して対向する各第１の側壁Ａを解体するなどしてケーソントンネルの一部あるいはほぼ全体を構築することができる。なお、図１中符号Ｂは、第１の側壁Ａと固定される道路横断面方向の第２の側壁である。この第２の側壁Ｂは通常のコンクリート製である。
【００１８】
この場合、第１のケーソンａ１については、隣接する第２のケーソンａ２と反対側の側壁Ａを解体して撤去することで、簡易な開削トンネルを介して地上の道路に接続することができる。
【００１９】
第ｎのケーソンａｎについては、隣接する第４のケーソンａ４側と反対側の側壁Ａを解体して撤去し、別途構築されたシールドトンネル１と結合することでケーソントンネルを完成させることができる。
【００２０】
第４のケーソンａ４については、必要に応じシールドトンネル構築用のシールド掘削機の発進立杭または到達立杭として用いることもできる。
【００２１】
次に、本発明のケーソンの構成例およびそのケーソンを用いた道路トンネルの構築方法の詳細について説明する。
【００２２】
図２は本発明で用いられるケーソンの道路縦断方向を見た場合の断面図、図３は図２中ｍ−ｍ線縦断面図、図４は道路横断面方向の断面で、図３中ｎ−ｎ線断面図を示す。また、図５は第１の側壁の構成例を示す部分拡大説明図である。
【００２３】
図２〜図４において、第１のケーソンａ１の圧気スラブ４の天井面には走行レール５が敷設され、この走行レール５を介し掘削機６が圧気作業室７内を走行自在になっており、掘削機６を用いて地盤Ｇが掘削され、掘削に伴ってケーソン
ａ１は沈降していく。４ａは刃口、８は作業員が圧気作業室内を出入りするためのマンロック、８ａはそのマンシャフトである。９は、掘削機を圧気作業室内に搬入・搬出したり、掘削土を地上側に排出したりする際に用いられるマテリアルロック、９ａはそのマテリアルシャフト、１０は地下水位である。
【００２４】
また、これらの図において、１１は第１の側壁補強用の斜めに配置されたＨ型鋼材からなる支保工としての控え桁、１２は同じくＨ型鋼材からなり、山留め材としての腹起し桁、１３は必要に応じて設けられた補強桁で、これら補強材によって第１の側壁Ａは支持、補強される。１４は固定アンカー鋼棒、図２において、１５は押さえ桁、２８は固定具としての下部固定桁、図３において、１６は山留壁となる鋼矢板である。
【００２５】
腹起し桁１２は、図２、図３に示すように、仮壁である第１の側壁Ａの内側において、高さ方向に所定の間隔を介し複数設けられている。控え桁１１はケーソンａ１の内部において斜めに配設され、一端は腹起し桁１２にボルトやナット、必要に応じてＰＣ鋼線等の締結具を用いて締結され、他端は圧気スラブ４上に締結され、第１の側壁Ａを支え補強している。第１の側壁Ａの上部は、上方側の設けられた腹起し桁に、控え桁１１等によって支持されている。また、図３に示すように、腹起し桁１２の内側両端部には必要に応じそれぞれ補強桁１３の一端が同じくボルトやナット等を用いて締結されている。このような締結手段自体は既知である。
【００２６】
次に、第１の側壁Ａの構成例について説明する。ケーソンａ１の道路縦断方向の第１の側壁Ａは、安価で転用使用の可能な汎用部材を組み合わせてなる。すなわち、詳しくは図５に示すように、波板状の鋼矢板１６と、その内側に配設された固定アンカー鋼棒１４、圧気スラブに支持部を設けたこの固定アンカー鋼棒１４を介し鋼矢板１６の上部に設けられた押さえ桁１５（図２参照）等とを具備して構成されている。鋼矢板１６の頭部を押さえ桁１５によって押さえつけ、支持、固定することで側壁構造を強固にすることができる。図５において、１６ａは鋼矢板継ぎ手、１６ｂは鋼矢板締結部、１６ｃは道路断面方向の第２の側壁Ｂ内に設けられた鋼矢板締結部アンカーである。第２〜第ｎのケーソンａ２〜ａｎも同様にして構成される。なお、鋼矢板１６に換えてプレストレスコンクリート板を用いても良い。
【００２７】
ケーソン躯体は、第１の側壁Ａの構築に先立って、まずケーソン基体が製作される。ケーソン基体は、圧気スラブ４と、刃口４ａと、道路横断面方向の一対の第２の側壁Ｂとからなり、これらは鉄筋コンクリートにて一体に構成されている。このケーソン基体の道路縦断方向の開口部に、組立、解体容易な仮壁となる第１の側壁Ａが構築され、この第１の側壁Ａを支えるべく押さえ桁１５、内側に腹起し桁１２、斜め材である控え桁１１、下部固定桁２８等の補強材が締結され、ケーソン躯体が構成される。第１の側壁Ａと第２の側壁Ｂとは接続ないしボルトやナット等の適宜の固定手段によって固定される。
【００２８】
次に上記のようにして構成されたケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合について説明する。
【００２９】
図６は、沈設された例えば第１〜第３のケーソンａ１〜ａ３の平面図、図７は同上の側面図であって第２のケーソンａ２の左半部を断面とし内部構造を示した説明図を示す。図６、図７では、説明の便宜上、腹起し桁１２、控え桁１１、補強桁１３等の部材の図示は省略している。
【００３０】
ケーソンａ１〜ａ３は道路縦断方向に向って順次沈設される。
【００３１】
各ケーソンａ１〜ａ３の沈設にあたり、それらの間には間隔ｂが形成されるが、間隔ｂの外側において上部から下部にかけて、道路断面方向の各第２の側壁Ｂの端部を重ねるよう例えば連続壁１７を形成して閉塞する。図７に示すように、連続壁１７の上端はケーソンａ１〜ａ３（隣接する道路縦断方向の第１の側壁間）の上端とほぼ同じにし、下端はケーソンａ１〜ａ３の刃口４ａより深くする。連続壁１７の内側と道路断面方向の側壁Ｂの外面との間には間隔ｂが存在し、この部分は地盤改良され止水される。図７において、符号ｂ’はその地盤改良部分である。また、符号２９は圧気スラブ４の下方に打設された底詰めコンクリートである。
【００３２】
次に、図９に示すように、間隔ｂの部分を所定の深さまで掘削して、地盤改良部分ｂ’を下部に残し、隣り合うケーソン相互を結合するための空間を確保する。間隔ｂの底部は、図９に示すように、鉄筋コンクリートによって、底版１８とする。底版１８の上面は圧気スラブ４の上面とほぼ面一とする。各ケーソンａ１〜ａ３の圧気作業室７内は所定の深さに沈設後、底詰めコンクリート２９がなされる。第４〜第ｎのケーソンａ４〜ａｎについても同様である。
【００３３】
これらの作業を行う場合、必要により、間隔部を圧気蓋で気密し、固定して、これに圧力ロック（いずれも図示せず）を設けて地下水圧に応じて圧気を作用させてもよい。これによって、確実にヒービングやボイリングの発生を抑制して安全に掘削することができる。
【００３４】
道路縦断方向の隣り合う第１の側壁Ａを解体して撤去し、第１〜第ｎの複数個のケーソンａ１〜ａｎによる連続したケーソントンネル用の空間を形成する。
【００３５】
この空間部分を利用し、図１に示すように、地上側からケーソンアプローチ部およびこれからなるトンネル２を構築し、シールドトンネル１と接続すれば、ケーソントンネルを容易に構築することができる。
【００３６】
なお、第１の側壁Ａを解体する場合、まずケーソンａ１〜ａｎ内の補強材である控え桁１１を撤去し、ついで腹起し桁１２を撤去する。また、補強桁１３がある場合、それも撤去する。また、下部固定桁２８も撤去する。これらはボルトやナット、ＰＣ鋼線等で締結されているため、容易に解体できる。
【００３７】
次に、押さえ桁１５と固定アンカー鋼棒１４と間のボルト、ナットを介し両者を分離し、押さえ桁１５を撤去し、鋼矢板継ぎ手１６ａ、鋼矢板締結部１６ｂ等の部分を分離し鋼矢板１６を撤去し、その後固定アンカー鋼棒１４を撤去するなどすれば良い。
【００３８】
解体したこれらの各部材は、例えば別のケーソントンネルに転用することができる。なお、トンネル用アプローチ部の構築にあたり、掘削機６やマンシャフト８ａ、マンロック８、マテリアルシャフト９ａ、マテリアルロック９等のケーソン躯体沈設用設備も撤去されることは勿論である。
【実施例２】
【００３９】
図１０〜図１２は本発明のケーソンの第２実施例を示す。図１０は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１１は図１０中ｏ−ｏ線断面図、図１２は図１１中ｐ−ｐ線断面で、マンシャフト、マテリアルシャフトを省略した断面図を示す。
【００４０】
この実施例では、ケーソンａ１’を大型のものとしたため、主として道路横断方向において発生する曲げモーメントに対抗し、沈設時のケーソンの剛性を高めるための補強材としての補強構１９および１９’を設け、側壁と圧気スラブと一体化して固定されている。補強構１９はケーソンａ’内であって道路横断面方向の第２の側壁Ｂのほぼ中間部に設けられ、補強構１９’は、第１の側壁Ａの内側に内接して固定される。
補強構１９および１９’は、本実施例では横材２５、縦材２６、およびまたは斜め材２７でトラス構造を構成する。なお、この場合、横材２５は必須だが、斜め材２７と縦材２６は少なくともどちらか一方あれば良い。これらはそれぞれ鋼材で構成するのが良いが必ずしも鋼材でなくて、例えばプレストレスコンクリートであっても良い。
【００４１】
トラス構造としては斜め材２７と横材２５で構成するトラス構造であっても良い。また、縦桁２６と横桁２５で区画される空間を鋼板を取り付けた板桁構造としても良い。補強構１９および１９’は、このニューマチックケーソンの道路横断面方向の所定の剛性を保持する機能を持たせる。さらに、この補強構１９’にあっては、補強構１９’の適宜控え桁材１１を山留支保材として取り付け、他端を圧気スラブ４の上面に固設して第１の側壁Ａに作用する土圧や水圧を支保する機能も有する。
【００４２】
ケーソンａ１’内の中央部に設けられた補強構１９の両側に、補強用の火打ち材２０がそれぞれ設けられている。補強構１９の両側に設けられた火打ち材２０は高さ方向に適間隔に設けられ、かつ火打ち材２０の一端は締結具を用いて補強構１９の締結され、他端は第２の側壁Ｂの内壁に締結されている。なお、規模によっては火打ち材２０はない場合もある。
【００４３】
ケーソンａ１’の内部は補強構１９の部分において左右の第１、第２の室２１、２２に分割されている。このため、第１、第２の室２１、２２にそれぞれマンロック８を上部に有するマンシャフト８ａ、マテリアルロック９を上部に有するマテリアルシャフト９ａを設けている。図１１の図示の状態において、上側をマンシャフト８ａ、下側をマテリアルシャフト９ａとしたが、配置関係は逆でも良い。
【００４４】
道路横断方向側の第２の側壁Ｂに対し直交方向に設けられた道路縦断方向の第１の側壁Ａは、基本的には、組立解体自在であって水圧や土圧を受け止める鋼矢板やＨ鋼材などを組み合わせて構成された山留壁を有する点は第１実施例とほぼ同様である。このため、この実施例においても第１の側壁Ａの組立や解体が容易であるので、工程の短縮が可能となる。また、これらの部材は解体後、再利用が可能であるので、資源の節約となり、コストを低減することができる。
【００４５】
なお、この実施例では、第２の側壁Ｂの内側の両端部には、図１２に示すように、側壁取付け材２３が高さ方向に沿って設けられている。また、側壁取付け材２３の下部には、スラブ取付け材２４が設けられている。図１０、図１２中、符号３１は上部固定桁である。
【００４６】
また、この実施例では、ケーソンａ１が大型のため、前述のように、補強構１９、１９’にて対応した構成とし、補強構１９’の内側は支保工としての控え桁１１の一端が締結され、控え桁１１の他端は圧気スラブ４に締結され、控え桁１１は斜めに配置され補強されている。なお、補強構１９’はほぼ水平方向において少なくとも一以上の二重構造の例について示したが、規模が大きければ必要に応じ二重構造以上としても良い。また、補強構１９’は高さ方向において４層となっているが、層構造は規模に応じ適宜増減し得る。
【００４７】
第１の側壁Ａの内側の補強構１９’は、前述のように、図１２に示すトラス構造で構成されている。すなわち、圧気スラブ４上と左右の第２の側壁Ｂ、Ｂ内の矩形の空間部分に、枠状に、スラブ取付け材２４、側壁取付け材２３、上部固定桁３１が組み込まれ、この矩形の枠状部材内において、横方向（道路横断面方向）に適間隔に横材２５が設けられ、かつ縦方向（高さ方向）に適間隔に縦材２６が設けられ格子状に構成されている。また、横材２５と縦材２６とにより区画形成される窓状の空間部分内にそれぞれ斜め材２７が設けられ、補強されている。
【００４８】
他のケーソンも同様に構成されている。
【００４９】
次に、この第２の実施例の道路トンネル構築方法について説明する。
【００５０】
まず道路縦断方向に、第１実施例と同様にしてケーソンａ１’を沈設し、その他必要数のケーソンを順次間隔を介して沈設する。沈設作業は掘削機６を用い、既知の方法によって行われる。間隔部分の処理等も、図６〜図９に示した第１実施例と同様である。
【００５１】
沈設後は、掘削機６を適宜分解するか、倒立姿勢にするなどしてマテリアルシャフト９ａを介して回収し、その後、マンロック８を有するマンシャフト８ａ、マテリアルロック９を有するマテリアルシャフト９ａ等の沈設用設備を回収、撤去する。
【００５２】
また、火打ち材２０がある場合それを撤去した後、補強構１９を撤去する。
【００５３】
また、控え桁１１等の補強材も撤去する。
【００５４】
次に、第１の側壁Ａ内側において、上部固定桁３１、縦材２６、斜め材２７、横材２５、側壁取付け材２３、スラブ取付け材２４等の補強材を適宜の手順で解体して撤去する。
【００５５】
次に第１の側壁Ａを撤去する。
【００５６】
第１の側壁Ａは、ボルトやナット、ＰＣ鋼線などで締結一体化された鋼矢板やＨ鋼材などを組み合わせてなるため、容易に解体することができる。また、解体後、再利用可能である点は第１実施例と同様である。
【００５７】
なお、本実施例においてアプローチ区間として、図１のように、地上から地下に通じる例に限らず、例えば図１３のように、地上側の一地点から地中を通って地上側の他の地点へ出る場合や、その他の場合にも、本発明を適用し得る。
【００５８】
また、上記第２実施例では、ケーソンａ１’の内部のほぼ中央部に補強構１９を設けた場合について説明したが、スラブ自体に主桁構造を配置する場合には、補強構１９を配置しなくとも良い。
【実施例３】
【００５９】
図１４、図１５は本発明の第３実施例を示す。図１４は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１５は図１４中ｑ−ｑ線断面図である。
【００６０】
図２〜図５に示した第１実施例ではケーソンの上方が開放したタイプのものであったが、この実施例では、上部スラブ４Ａを設け、補強し、かつ第１の側壁Ａを鋼管からなる山留壁３０にて構成し、仮壁の構造を第１実施例に比べ簡易としたことに特徴を有している。
【００６１】
山留壁３０の下端部は剛性の高い鋼管からなり、圧気スラブ４の道路縦断方向側両端上面に埋め込まれ（詳しくは後述の図２２参照）、かつ道路横断面方向の一端側から他端側に向って壁状に立設されている。山留壁３０の下部内側には補強用の下部固定桁３１’が道路断面方向に沿って設けられ、山留壁３０の下部は補強、かつ固定されている。このように山留壁３０の下部に下部固定桁３１’を設ければ、規模によっては山留壁３０の下端部を圧気フラブに埋め込まなくても良い（詳しくは図２１参照）。
【００６２】
また、山留壁３０の上部内側には上部スラブ４Ａが設けられ、上部スラブ４Ａの道路縦断方向側の両端上部には、道路横断面方向に沿って延びる上部固定桁３１Ａが設けられ、これによって山留壁３０の上方部部分は支持、固定されている。
【００６３】
この山留壁３０には、外側およびまたは内側表面３０ａに剥離材が塗布され、引張して撤去しやすいようにしている。その他については、基本的には第１実施例と同様であるため、同一部には同じ符号を用い詳細な説明は省略する。
【００６４】
但し、この実施例では、山留壁３０に剛性の高い鋼管を使用しているため、腹起しや支保工は特になくても良い。
【００６５】
ケーソントンネルの構築にあたっては、上部スラブ４Ａと圧気スラブ４間の山留壁３０からなる第１の側壁Ａを撤去すれば良い。なお、圧気スラブ４の下側等のその他の処理については、基本的には第１実施例と同様に行えば良い。
【実施例４】
【００６６】
図１６、図１７は本発明の第４実施例で、図１６は道路縦断方向を見た断面図、図１７は図１６中ｒ−ｒ線断面図を示す。第３実施例では、上部スラブ４Ａを設けたが、この実施例では上部スラブ４Ａに代え、道路横断方向に向って延びる、各第２の側壁Ｂを連結する梁４Ｂを道路縦断方向において適間隔で設けた点が異なっている。
【００６７】
この実施例では各第１の側壁Ａの内側上部に梁４Ｂがそれぞれ設けられ、各第１の側壁Ａは梁４Ｂに支持、固定されている。この梁４Ｂの上部には上部固定桁３１Ａが設けられている。
【００６８】
また、ほぼ中央部にも梁４Ｂが設けられ、梁４Ｂを介し各第２の側壁Ｂは連結され、補強されている。その他については、第３実施例と同様である。
【実施例５】
【００６９】
図１８〜図２２は本発明の第５実施例を示す。図１８は道路縦断方向側を見たケーソンの断面図、図１９は図１８中ｓ−ｓ線断面図、図２０は図１９中ｔ−ｔ線断面で、マンシャフト、マテリアルシャフトを省略した断面図、図２１は圧気スラブ上への山留壁の取り付けの一例、図２２は他の例を示す。
【００７０】
この実施例でも、図１４に示した第３実施例のように圧気スラブ４上に上部スラブ４Ａを設けている。仮壁をなす第１の側壁Ａは、この第５実施例では山留壁３０からなり、この山留壁３０の内側に補強材である腹起し桁１２が締結されている。腹起し桁１２の内側には補強材である控え桁１1が設けられ、補強されている。
【００７１】
支保工としての控え桁１１は図１８に示すように、下側に斜めに配置した控え桁と、上側に斜めに配置した控え桁からなる。下側の控え桁１１の一端は腹起し桁１２側に支持部材を介し設けられ、他端は支持部材を介し圧気スラブ４側に設けられる。
【００７２】
上側の控え桁１１の一端は支持部材を介し腹起し桁１２側に設けられ、他端は支持部材を介し上部スラブ４Ａ側に設けられる。
【００７３】
図２１は、圧気スラブ４に対する山留壁３０の下部の設置例の詳細を示す。図２１の例では、圧気スラブ４の上に山留壁３０の下端を設け、山留壁３０の内側であって圧気スラブ４上に下部固定桁３１’を設け、かつ固定用アンカー３２を用いて固定している。この例では、これら固定用アンカー３２、下部固定桁３１’によって固定具３３が構成されている。
【００７４】
図２２は、山留壁３０の下部の他の設置例を示す。この例では、山留壁３０の下端部を圧気スラブ４に埋め込み、山留壁３０の内側であって圧気スラブ４上に下部固定桁３１’を位置させ、固定用アンカー３２を介して固定している。この場合、山留壁３０の下端部を埋め込んでいるため、図２１による固定の場合に比べ、より堅固に固定できる。
【００７５】
なお、山留壁３０の下部に剥離材を設けておくと撤去の際、容易に撤去でき、撤去の作業性が良い。図２２の例では、固定用アンカー３２、下部固定桁３１’、剥離剤ａにて固定具３３が構成されている。
【００７６】
いずれの固定方法を用いるかについては、規模に応じ任意に選択し得る。
【００７７】
山留壁３０の撤去方法としては、山留壁３０を地盤まで伸ばし容易に引き抜けるようにする方法と、山留壁３０の長さを上部スラブ４Ａの下までとし、内部から固定部を外し、内部もしくは第１実施例で説明した間隔ｂより撤去する方法の二通りが考えられる。いずれにするかは、規模に応じ容易な方を選択すれば良い。
【００７８】
なお、山留壁３０の高さを上部スラブ４Ａの下までとした場合は、間隔ｂ施工時に上部スラブ４Ａ上に別途山留めが必要となる。
【００７９】
山留壁３０を上部スラブ４Ａ上とする場合、上部スラブ４Ａ上の山留壁３０の支保構造としては、山留壁３０天端より少し低い位置に固定桁（図示せず）を設けて固定する。固定桁は第２の側壁Ｂまたはスラブ、梁に固定される。
【００８０】
上部スラブ４Ａの上に第２の側壁Ｂが突出する場合は壁面は全面でも両端に部分的でも良い。
【００８１】
土被りが深い場合で上部スラブ４Ａの上全面に壁がある場合は壁が山留めとなるが、ない場合は、上部スラブ４Ａ上に埋め戻しを行う。ただし、山留壁３０および固定桁の撤去が容易となるように、近傍部には壁を設け、壁のないところまで埋め戻しを行うようにするか、また、固定桁を容易に撤去可能なようにスロープを設けて埋め戻しを行う。なお、必要に応じて控え桁を設ける（図示していない）。
【００８２】
山留壁３０は間隔ｂの上部スラブの設置前に撤去する。
【００８３】
間隔ｂの上部スラブ施工後に、間隔ｂ上部スラブ上の埋め戻しと共にケーソンの上部スラブ４Ａ上の埋め戻し（残部）を行う。
【実施例６】
【００８４】
図２３、図２４は本発明の第６実施例で、図２３は道路縦断方向を見た断面図、図２４は図２３中ｔ−ｔ線断面図を示す。この実施例は、第５実施例の上部スラブ４Ａに代え梁４Ｂとした点のみが基本的に異なっている。梁４Ｂの取り付けは第４実施例と同様である。
【００８５】
なお、上記各実施例では、支保工として控え桁を使用しているが、切梁を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明のケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合の一例の説明図を示す。
【図２】本発明の第１実施例にかかるケーソンであって、道路縦断方向の断面図を示す。
【図３】図２中ｍ−ｍ線断面図を示す。
【図４】図３中ｎ−ｎ線断面図を示す。
【図５】図３において第１の側壁の部分の拡大説明図を示す。
【図６】本発明のケーソンを用いて構築するケーソントンネルを平面から見た場合の説明図を示す。
【図７】図６の構築例を側面から見た一部断面説明図を示す。
【図８】本発明のケーソンの構築方法において、ケーソンの道路縦断方向の第１の側壁を撤去した状態を示す平面図である。
【図９】図８の側面図を示す。
【図１０】本発明の第２実施例にかかるケーソンであって道路縦断方向の断面図を示す。
【図１１】図１０中ｏ−ｏ線断面図を示す。
【図１２】図１１中ｐ−ｐ線断面図を示す。
【図１３】本発明のケーソンを用いてケーソントンネルを構築する場合の他の例の説明図を示す。
【図１４】本発明の第３実施例の断面図を示す。
【図１５】本発明の第３実施例であって、図１４中ｑ−ｑ線断面図を示す。
【図１６】本発明の第４実施例の断面図を示す。
【図１７】本発明の第４実施例であって、図１６中ｒ−ｒ線断面図を示す。
【図１８】本発明の第５実施例の断面図を示す。
【図１９】本発明の第５実施例であって、図１８中ｓ−ｓ線断面図を示す。
【図２０】図１９中ｔ−ｔ線断面図を示す。
【図２１】山留壁の一取付例の説明図を示す。
【図２２】山留壁の他の取付例の説明図を示す。
【図２３】本発明の第６実施例の断面図を示す。
【図２４】本発明の第６実施例であって、図２３中ｔ−ｔ線断面図を示す。
【符号の説明】
【００８７】
Ａ 第１の側壁
ａ１〜ａｎ、ａ１’ ケーソン
ｂ 間隔
ｂ’ 地盤改良区間
Ｇ 地盤
１ シールドトンネル
２ ケーソントンネル
３ 地上部分
４ 圧気スラブ
４Ａ 上部スラブ
４ａ 刃口
５ 走行レール
６ 掘削機
７ 圧気作業室
８ マンロック
８ａ マンシャフト
９ マテリアルロック
９ａ マテリアルシャフト
１０ 地下水位
１１ 控え桁
１２ 腹起し桁
１３ 補強桁
１４ 固定アンカー鋼棒
１５ 押さえ桁
１６ 鋼矢板
１６ａ 鋼矢板継ぎ手
１６ｂ 鋼矢板締結部
１７ 連続壁
１８ 底板
１９，１９’ 補強構
２０ 火打ち材
２１ 室
２２ 室
２３ 側壁取付け材
２４ スラブ取付け材
２５ 横材
２６ 縦材
２７ 斜め材
２８ 下部固定桁
２９ 底詰めコンクリート
３０ 山留壁
３０ａ 山留壁表面
３１’ 下部固定桁
３１、３１Ａ 上部固定桁
３２ 固定用アンカー
３３ 固定具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、
前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定されたことを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項２】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記第１の側壁の内側に腹起し材を設け、かつこの腹起し材に支保工を締結したことを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項３】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記第１の側壁の内側に補強構を配設し、この補強構は前記圧気スラブ上部に固定され、かつ補強構は、横材と縦材または斜め材とを備えてなり、かつ支保工と締結されることを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項４】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記ケーソン躯体の道路縦断方向の両側にそれぞれ設けられた前記第１の側壁のほぼ中間位置に補強構が設けられたことを特徴とするアプローチ用ケ−ソン。
【請求項５】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記ケーソン躯体の上部に上部スラブまたは梁が設けられ、前記第１の側壁は前記上部スラブまたは梁に固定されていることを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項６】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、
前記第１、第２の側壁を備えたケーソン躯体を前記道路縦断方向に適数個沈設し、かつ前記仮壁からなる第１の側壁を撤去してアプローチ部を構築することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【請求項７】
請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、
前記第１、第２の側壁内に設けられた前記第１の側壁補強用の補強材および前記ケーソン躯体沈設用設備を撤去して構築することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【請求項８】
請求項６記載のトンネル用アプローチの構築方法において、
前記第１、第２の側壁を備えた適数個のケーソン躯体は間隔を介し沈設され、かつ相互に隣接する前記第２の側壁間の外側に第２の側壁間を連結する連続壁を設け、対向する前記第１の側壁間を掘削し、隣り合うケーソン躯体相互を結合するための空間を形成することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【請求項１】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と接続ないし固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、
前記第１の側壁下部はケーソン躯体下方部に形成された圧気スラブ上部に固定され、かつ上部は支持手段ないし固定手段により支持ないし固定されたことを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項２】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記第１の側壁の内側に腹起し材を設け、かつこの腹起し材に支保工を締結したことを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項３】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記第１の側壁の内側に補強構を配設し、この補強構は前記圧気スラブ上部に固定され、かつ補強構は、横材と縦材または斜め材とを備えてなり、かつ支保工と締結されることを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項４】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記ケーソン躯体の道路縦断方向の両側にそれぞれ設けられた前記第１の側壁のほぼ中間位置に補強構が設けられたことを特徴とするアプローチ用ケ−ソン。
【請求項５】
請求項１記載のアプローチ用ケーソンにおいて、
前記ケーソン躯体の上部に上部スラブまたは梁が設けられ、前記第１の側壁は前記上部スラブまたは梁に固定されていることを特徴とするアプローチ用ケーソン。
【請求項６】
ニューマチックケーソンの道路縦断方向側の第１の側壁を組立解体自在であって山留壁の機能を有する仮壁で構成し、この仮壁と固定される道路横断方向側の第２の側壁をコンクリートで構成し、
前記第１、第２の側壁を備えたケーソン躯体を前記道路縦断方向に適数個沈設し、かつ前記仮壁からなる第１の側壁を撤去してアプローチ部を構築することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【請求項７】
請求項６記載のトンネル用アプローチ部の構築方法において、
前記第１、第２の側壁内に設けられた前記第１の側壁補強用の補強材および前記ケーソン躯体沈設用設備を撤去して構築することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【請求項８】
請求項６記載のトンネル用アプローチの構築方法において、
前記第１、第２の側壁を備えた適数個のケーソン躯体は間隔を介し沈設され、かつ相互に隣接する前記第２の側壁間の外側に第２の側壁間を連結する連続壁を設け、対向する前記第１の側壁間を掘削し、隣り合うケーソン躯体相互を結合するための空間を形成することを特徴とするトンネル用アプローチ部の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２０３２（Ｐ２００９−２０３２Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３４５３（Ｐ２００７−１６３４５３）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００２０７７８０）大豊建設株式会社 (77)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]