シールドトンネルの分岐合流部施工方法
【課題】本線トンネルに対してランプトンネルを合流させるに際して、安全に、効率良く工事ができ、工期の短縮と工事費用の大幅な削減が可能で、種々の合流角度にも対応できるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を提供する。
【解決手段】分岐合流部に切削可能セグメント６を備えて本線トンネル１を施工する工程と、分岐合流部に中埋材を充填する中埋材充填工程と、地山、切削可能セグメント６を切削してランプトンネル２を施工しつつ掘進して本線トンネル１内に進行方向斜めに進入する工程と、分岐合流部周辺の地山を両トンネル１，２より改良する地山改良工程と、本線トンネル側及びランプ側常設セグメントを外して開口し、この開口部周辺の中埋材を除去し、切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネルを側面で連通させる側面連通工程と、両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、を備えていることを特徴とする。
【解決手段】分岐合流部に切削可能セグメント６を備えて本線トンネル１を施工する工程と、分岐合流部に中埋材を充填する中埋材充填工程と、地山、切削可能セグメント６を切削してランプトンネル２を施工しつつ掘進して本線トンネル１内に進行方向斜めに進入する工程と、分岐合流部周辺の地山を両トンネル１，２より改良する地山改良工程と、本線トンネル側及びランプ側常設セグメントを外して開口し、この開口部周辺の中埋材を除去し、切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネルを側面で連通させる側面連通工程と、両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、を備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行トンネル（例えば、本線トンネル）に対して後行トンネル（例えば、ランプトンネル）を斜めに進入させて本線トンネルにランプトンネルを合流させる場合、あるいは本線トンネルからランプトンネルを斜めに退出させて本線トンネルからランプトンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部においては、交通渋滞の対策の１つとしてシールド工法による長さ数ｋｍの地下道路トンネルが数例計画されている。地下道路トンネルの場合、交通ネットワークの形成上、本線の途中に数カ所の出入り口ランプを設置する必要があるが、本線が地下にあるためにランプの接続が難しい工事になっている。
【０００３】
ランプ接続施工方法として、従来、開削で施工する方法と非開削で施工する方法があった。開削で施工する方法では、本線トンネルに沿った長い区間に山留工を設けて開削し、その内でランプ部を構築する。この方法では、地表面（主に道路）を長期間専用する必要がある。一方、非開削で施工する方法では、地中に本線トンネルとランプトンネルを併設した後、両トンネルから周辺地盤の改良・防護を行いながら切り拡げ、接続を行いランプ部を構築する。
【０００４】
しかし、開削で施工する方法では、既交通流に大きな影響を与える問題があった。
非開削で施工する方法では、本線トンネルとランプトンネルとを併設させておき、それらを外挿する規模の構造を地下の土水圧の作用の下で施工することとなり、工期・工費が多大なものになってしまう。このように、一つのトンネルから別のトンネルを分岐させることは、周辺地山の地盤改良に非常に費用がかかり、また、工期短縮の妨げとなり、かつ安全面においても不安な点があった。
【０００５】
ところで、本線トンネルに対してランプトンネルを斜めに進入させて本線トンネルにランプトンネルを合流させる発明が、提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２７５１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術を実施する場合、下記に示す困難な問題がある。
【０００７】
先ず第１に、シールドマシンによる掘削、掘進を容易にするための地山改良を、切削状況に応じて行う効率的かつ経済的な工法が未解決である。
【０００８】
第２に、本線トンネルとランプトンネルの合流部では、合流施工に際して広い占有面積を必要とするが、占有面積を小さくする効率的な工法が未解決である。
【０００９】
第３に、本線トンネルとランプトンネルを合流させる場合、本線トンネル側とランプトンネル側とを対向させて大掛かりに開口させ、不要になった多数のセグメントを解体する作業を必要とするが、セグメント解体作業の効率的な工法が未解決である。
【００１０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、先行トンネルに対して後行トンネルを合流させるに際して、安全に、効率良く工事ができ、工期の短縮と工事費用の大幅な削減が可能で、種々の合流角度にも対応できるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を
提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前述の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、
先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記中埋材充填工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の前記分岐合流部を仮壁で覆い、仮壁で覆った前記分岐合流部内に中埋材を充填する。また、先行トンネル施工工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の分岐合流部に配置する前記切削可能セグメントを決定する。
【００１４】
この構成によれば、先行トンネルの切削可能セグメントを含む覆工体に後行トンネルを切削貫入させることで、両トンネルを外挿する構造の寸法を最小化でき、構造の安全と工期・工費の縮減を図ることができる。
【００１５】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記切削可能セグメントは、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材であることを特徴とする。なお、炭素繊維強化材は、炭素繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ＝Carbon Fiber Reinforced Plastics）であり、炭素繊維強化材を格子材としたものを使用する。また、前記切削可能セグメントには、セグメントの大割防止策として、格子材のかぶりを小さくしたり、炭素以外の繊維材の混入や繊維シートの貼付を行うことがある。更に、前記切削可能セグメントには、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設することを特徴とする。更に、前記切削可能セグメントは、切削性の向上を考え、部材強度と部材厚さを調整することもある。この構成によれば、シールド掘進機の直接発進（到達）の壁部材として実績のある新素材コンクリート部材（例えば、ノムスト（ＮＯＭＳＴ：商標登録）工法に用いる新素材コンクリート部材）を改良して切削可能セグメントとして使用することで、掘進速度を早める（例えば、直接発進では２０ｍｍ／分の掘進）ことができる。
【００１６】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記切削可能セグメントは、前記シールド掘進機が切削する切削面に目荒らし凹凸加工を施すことで、掘進速度を更に早めることができる。
【００１７】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、先行トンネル側の前記分岐合流部に位置検出手段を設けておき、前記後行トンネル進入施工工程では、前記後行側シールド掘進機が前記位置検出手段の位置情報に基づき前記先行トンネル内に進入することを特徴とする。この構成によれば、後行トンネル進入施工の位置精度を上げることができ、掘進位置の誤差による無駄な工事を除くことができる。
【００１８】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記地山改良工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事（かんざし桁工法）、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事（ＡＧＦ工法）、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事（ルーフシールド工法）を行うことを特徴とする。この構成によれば、シールド掘進機が先行トンネル内に進入する状況に応じてかんざし桁工法、ＡＧＦ工法、あるいはルーフシールド工法のいずれかを用いた補強工事を使い分けることで、効率のよい仮設時の地山改良工事が可能となる。
【００１９】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、前記分岐合流部に中間壁を設置する工程を含むことを特徴とする。また、前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、側面連通部以外には厚型のセグメントを用いておき、前記先行トンネル側及び後行トンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程を含むことを特徴とする。更に、前記厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程は、先行トンネル側の前記厚型のセグメントと後行トンネル側の厚型のセグメントとが対向する連通工事部分に、この連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合すると共に、前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとの接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設し、前記床版を形成することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する状況に応じて分岐合流部に中間壁を設けるか、あるいは中間壁を設置せずに先行側及び後行側の厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成するかを使い分けることで、効率のよい側面連通工事が可能となる。また、連通工事部分では、先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させているので、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）床版の形状は一様ではなく、連通工事部分では、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合してその接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設することで、効率のよい側面連通工事が可能となる。
【００２１】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記中埋材充填工程では、前記切削可能セグメントと前記仮壁との間に筒状部材を設置して前記中埋材を充填しない空間を予め設けておき、この空間により前記後行側シールド掘進機のビートを交換するビット交換用作業空間施工工程を含むことを特徴とする。この構成によれば、ビットが摩耗
し交換が必要と思われる位置に予めビット交換用作業空間を複数設けておき、その位置で人力によりビットを交換することができ、効率のよい掘削が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、先行トンネルに対して後行トンネルを合流させるに際して、安全に、効率良く工事ができ、工期の短縮と工事費用の大幅な削減が可能で、種々の合流角度にも対応できるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、以下の説明では、先行して掘進を開始した施工途中の口径の大きな本線トンネルに対して、平行に近い進入角度で口径の小さなランプトンネル（後行トンネル）を後行掘進して合流を図る場合について説明する。なお、図１は、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法の概略を示す斜視図である。図２は、本線トンネル１とランプトンネル２の分岐合流部に建設される本線１ａとランプ２ａの平面図である。
【００２４】
シールドトンネルの分岐合流部施工方法は、本線トンネル１とランプトンネル２の合流前及び合流初期の段階において使用される。すなわち、本実施の形態のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、本線トンネル１に対してランプトンネル２を斜めに進入させて本線トンネル１にランプトンネル２を合流させる場合では、本線トンネル施工工程と、中埋材充填工程と、ランプトンネル進入施工工程と、地山改良工程と、側面連通工程と、建築部分構築工程と、を備えている。
【００２５】
本線トンネル施工工程は、本線トンネル１を施工する際に、予めシールド掘進機３によって切削可能な切削可能セグメント６を、本線トンネル１のランプトンネル２との分岐合流部（図１の二点鎖線部分）に設けておくように、本線トンネル１を施工する工程である。切削可能セグメント６は、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材である。なお、炭素繊維強化材は、炭素繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ＝Carbon Fiber Reinforced Plastics）であり、炭素繊維強化材を格子材としたものを使用する。また、切削可能セグメント６には、セグメントの大割防止策として、格子材のかぶりを小さくしたり、炭素以外の繊維材の混入や繊維シートの貼付を行う。更に、切削可能セグメント６には、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設する。更に、切削可能セグメント６は、切削性の向上を考え、部材強度と部材厚さを調整してもよい。そして、シールド掘進機３の直接発進（到達）の壁部材として実績のある新素材コンクリート部材（例えば、ノムスト（ＮＯＭＳＴ：商標登録）工法に用いる新素材コンクリート部材）を改良して切削可能セグメントとして使用することで、掘進速度を早める（例えば、直接発進では２０ｍｍ／分の掘進）ことができる。
【００２６】
なお、切削可能セグメント６を、本線トンネル１のランプトンネル２との分岐合流部（図１の二点鎖線部分）に何枚分配置するかの設計は、本線トンネル１とランプトンネル２の間の中心距離Ｃ（図１４参照）から決まるランプトンネル２のシールド掘進機３によって切削される本線トンネル１側の切削部角度との関係により決定する（図１５のグラフ参照）。すなわち、中心距離Ｃが遠い位置では切削可能セグメント６の配置は、この実施の形態の場合、０枚ないし１枚であるが、中心距離Ｃが近くなって本線トンネル１側の切削部角度が最大となると、最大３枚となり、その後は、中心距離Ｃが近くなるにつれて１枚、０枚と減少する。
【００２７】
更に、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６には、位置検出センサ（位置検出手段）が複数個設置されている。位置検出センサは、位置を示す信号（位置情報）を出力する送信機を有している。位置を示す信号は、本線トンネル側の切削位置を示すもの
であり、シールド掘進機３に設けられた受信機により受信される。
【００２８】
中埋材充填工程は、本線トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する工程であるが、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係に応じて、図３に示すように、本線トンネル側の分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。ここで、中埋材８としては、流動化処理土等を使用する。
【００２９】
また、中埋材充填工程は、切削可能セグメント６と仮壁７との間に筒状部材を配置して中埋材８を充填しない空間を複数箇所施工する工程（交換用作業空間施工工程）を有している。この空間は、図１６に示すように、シールド掘進機３のビット３ａを人力で交換するための空間である。そして、ビット３ａが摩耗し交換が必要と思われる位置（単数あるいは複数箇所）に予めビット交換用作業空間Ｓを設けておき、その位置で人力によりビット３ａを交換することで、効率のよい掘削が可能となる。
【００３０】
地山改良工程は、分岐合流部周辺の地山を改良する工程である。この地山改良工程は、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤（薬液）を注入し、側面連通工程の時に水の浸入を防止するための工程である。
【００３１】
なお、地山改良工程は、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事（かんざし桁工法）、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事（ＡＧＦ工法）、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事（ルーフシールド工法）を行う。この具体的な補強工事内容については、後述する。
【００３２】
ランプトンネル進入施工工程は、シールド掘進機３によって当該本線トンネル内に進行方向斜めに進入し、地山、本線トンネル１の切削可能セグメント６及び中埋材８を切削しつつ掘進してランプトンネル２を施工する工程である。このランプトンネル進入施工工程において、シールド掘進機３は本線トンネル１に設けられた位置検出センサ（例えば、磁気センサ等非接触型センサ）の出力位置情報により切削位置（進入位置）を確認しながら、本線トンネル１内に進入する。このランプトンネル進入施工工程では、位置検出手段により、ランプトンネル進入施工の位置精度を上げることができるので、掘進位置の誤差による無駄な工事を除くことができる。
【００３３】
側面連通工程は、両トンネルを仮支柱９で補強した後、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分の常設セグメント５を外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる工程である。
【００３４】
また、側面連通工程では、シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する初期（後述するＡ位置からＥ位置）において、分岐合流部に中間壁１３（図２参照）を設置する。
【００３５】
また、側面連通工程では、シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する初期を除く期間（後述するＦ位置からＩ位置）において、本線トンネル側及びランプトンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する。この具体的な側面連通工事内容については、後述する。
【００３６】
建築部分構築工程は、両トンネルの建築部分を構築する工程である。この具体的な建築部分構築工事内容については、後述する。
【００３７】
前述したように、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係（図１のＡ〜Ｊの位置）に応じて、使用する施工工程が異なる。次に、図１のＡ〜Ｊの位置のそれぞれの状況に応じて、使用する施工工程を図３〜図１３に基づいて説明する。
【００３８】
なお、図３〜図１３において、（ａ）は切削時の施工図を示し、（ｂ）は仮設時の施工図を示し、（Ｃ）は構築時の施工図を示す。
【００３９】
なお、図１のＡ位置は、ランプトンネル２と本線トンネル１が外接した位置（切削部角度０°）を示す（図３参照）。図１のＢ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の内面に顔を出す位置（切削可能セグメント６の厚さを一般部（常設セグメント）同等の５０ｃｍとした場合：切削部角度１４．７２°）を示す（図４参照）。図１のＣ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の切削可能セグメント６を２ピース分用いる部分にきた位置（切削部角度２０．７９°）を示す（図５参照）。図１のＤ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の建築限界位置まで切削した位置（切削部角度３５．０２°）を示す（図６参照）。図１のＥ位置は、側面連通工程で分岐合流部に中間壁を設置する最終位置までランプトンネル２が進出した位置（切削部角度３９．００°）を示す（図７参照）。図１のＦ位置は、Ｅと同一位置で側面連通工程で分岐合流部に中間壁を設けない端部設置（切削部角度３９．００°）を示す（図８参照）。図１のＧ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の加減速区間まで切削した位置（切削部角度４７．８５°：同一断面が１００ｍ程続く）を示す（図１０参照）。図１のＨ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１に進出し、本線トンネル１の切り口が最大となる位置（切削部角度４８．９２°）を示す（図１１参照）。図１のＩ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１に進出し、ランプトンネル２と本線トンネル１の両建築限界が内接する位置（切削部角度２０．５５°）を示す（図１２参照）。図１のＪ位置は、Ｈ位置からＩ位置の間で、部分拡幅工法であるＭ−ＥＳＳ工法の採用により拡幅部分を標準の施工と並行して行う場合を示す（図１３参照）。
【００４０】
［Ａ位置の説明］
切削時の施工図（図３（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（１枚）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。
【００４１】
仮設時の施工図（図３（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。更に、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９を立設させる。そうしておいて、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４２】
構築時の施工図（図３（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図３（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＡ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４３】
［Ｂ位置の説明］
切削時の施工図（図４（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（１枚：切削部角度１４．７２°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。
【００４４】
仮設時の施工図（図４（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９を立設させる。そうしておいて、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４５】
構築時の施工図（図４（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図４（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＢ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４６】
［Ｃ位置の説明］
切削時の施工図（図５（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度２０．７９°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００４７】
仮設時の施工図（図５（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、撤去部が広くなるので、両トンネルの上下部で形鋼１４を渡し込み（「かんざし桁」という）補強した上で、かんざし桁１４の周辺に地山改良剤を注入する。ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、両トンネル１，２の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４８】
構築時の施工図（図５（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。両トンネルの位置関係よりここでは中間壁１３の上下端を拡幅し常設セグメント４，５と接続する。なお、図５（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＣ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４９】
［Ｄ位置の説明］
切削時の施工図（図６（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度３５．０２°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネ
ル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５０】
仮設時の施工図（図６（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。このように撤去部が狭い場合は、注入のみで対応可能となる。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００５１】
構築時の施工図（図６（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図６（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。なお、Ｄ位置では両トンネルの建築限界線１１，１２が接しており、その境界部に中間壁１３が位置する。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＤ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００５２】
［Ｅ位置の説明］
切削時の施工図（図７（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度３９．００°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５３】
仮設時の施工図（図７（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００５４】
構築時の施工図（図７（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図７（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。符号１１と符号１２では、７５０ｍｍラップしており、両車線間２５００ｍｍの内に中間壁１３が位置する。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＥ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００５５】
［Ｆ位置の説明］
Ｅ位置と同一位置で、ここから中間壁１３が無い区間が始まる。
【００５６】
切削時の施工図（図８（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度３９．００°以上）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５７】
仮設時の施工図（図８（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａ端部付近からそれぞれ向かい合う斜め上方、および斜め下方に向けて注入式長尺鋼管を交互に複数本交差させた補強工事（ＡＧＦ工法）をする。
【００５８】
次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。構築時の施工図（図８（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。
【００５９】
次に、床版の接合工程について、詳しく説明する。
連通工事部分では、本線トンネル１に対してランプトンネル２を斜めに進入させているので、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）床版の形状は一様ではない。しかし、連通工事部分では、注入式長尺鋼管を交差させて補強工事（ＡＧＦ工法）をしてはいるが、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００６０】
そこで、床版の接合工程では、次のように行う。
まず、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ１（Ｌｎ＞Ｌ１）の鋼鉄大梁１７を予め製作しておく。なお、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との向かい合う端部には、図９に示すように、ボルト取付用穴を有する継ぎ手Ｔが設けられている。
【００６１】
次に、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する。すなわち、この実施の形態では、接合部材はボルトＢとナットＮである。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００６２】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＦ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００６３】
［Ｇ位置の説明］
加減速区間として同一断面が１００ｍ程連続している。
【００６４】
切削時の施工図（図１０（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、
本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度４７．８５°）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００６５】
仮設時の施工図（図１０（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａ端部付近の上側及び下側にルーフシールドを設置した補強工事（ルーフシールド工法：図１６参照）をする。この場合、厚型のセグメント４ａ，５ａの上側及び下側にルーフシールドを設置する溝を加工する。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００６６】
構築時の施工図（図１０（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。なお、床版の接合工程は、Ｆ位置の場合と同様に、連通工事部分の作業条件が、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００６７】
そこで、床版の接合工程では、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ２（Ｌｎ＞Ｌ２）の鋼鉄大梁１７を予め製作し、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する（図８（ｄ）参照）。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００６８】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＧ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａの３車線の加減速区間）を構築する。
【００６９】
［Ｈ位置の説明］
ランプによる切口が最大となる位置、これ以降はランプ側シールドの回収が可能になる。
【００７０】
切削時の施工図（図１１（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度４８．９２°）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００７１】
仮設時の施工図（図１１（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａの端部付近から斜め上方、および斜め下方に向けて注入式長尺鋼管を交互に複数本交差させた補強工事（ＡＧＦ工法）をする。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００７２】
構築時の施工図（図１１（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。なお、床版の接合工程は、Ｆ位置の場合と同様に、連通工事部分の作業条件が、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００７３】
そこで、床版の接合工程では、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ３（Ｌｎ＞Ｌ３）の鋼鉄大梁１７を予め製作し、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する（図９参照）。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００７４】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＨ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａの３車線の加減速区間）を構築する。
【００７５】
［Ｉ位置の説明］
切削時の施工図（図１２（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度２０．５５°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル内に中埋材８を充填する。
【００７６】
仮設時の施工図（図１２（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、ランプトンネル２から合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、側面連通工程において、仮支柱９を立設させておき、進入したランプトンネル２の本線トンネル１に進入した部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺および本線トンネル１内の中埋材８を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外す。
【００７７】
構築時の施工図（図１２（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、常設セグメント４，５を連結する。なお、図１２（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＩ位置に示す本線車線１ａ）を構築する。
【００７８】
［Ｊ位置の説明］
拡幅の規模が小さいＨ〜Ｉ区間においては、図１８に示す本線トンネル１のシールド掘進機３１による部分拡幅工法（Ｍ−ＥＳＳ工法）を採用することも可能になる。すなわち、切削時の施工図（図１３（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、サイドカッター１８で側部を拡幅すると共に、掘削した拡幅部分に地山改良剤１０を注入する。
【００７９】
次に、仮設時の施工図（図１３（ｂ）参照）に示すように、拡幅部分に設置する押出セグメント１９を用意し、押出セグメント１９を拡幅方向に押し出すセグメント押し出し装置２０により押し出すと共に、拡幅部分に注入した地山改良剤１０を回収する。
【００８０】
次に、構築時の施工図（図１３（ｃ）参照）に示すように、建築部分構築工程において、本線トンネル１の建築部分（図２のＪ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。なお、図１３（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。
【００８１】
前述の実施の形態では、先行トンネル（本線トンネル）に対して後行トンネル（ランプトンネル）を斜めに進入させて先行トンネル（本線トンネル）に後行トンネル（ランプトンネル）を合流させる場合を説明したが、施工順序を代えて、ランプトンネルを先行させ、本線側シールド掘進機で先行のランプトンネルに進入する場合もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させるトンネル施工、より具体的には、種々の合流角度に簡単に対応したい場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法の概略を示す斜視図である。
【図２】本線トンネル１とランプトンネル２の分岐合流部に建設される本線１ａとランプ２ａの平面図である。
【図３】図１のＡの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図４】図１のＢの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図５】図１のＣの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図６】図１のＤの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図７】図１のＥの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図８】図１のＦの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図９】図８（ｃ）の連通工事部分の拡大斜視図である。
【図１０】図１のＧの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１１】図１のＨの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１２】図１のＩの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１３】図１のＪの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１４】トンネル間中心距離の説明図である。
【図１５】トンネル間中心距離と切削部角度との関係を示すグラフ図である。
【図１６】ビット交換用作業空間の説明図である。
【図１７】ルーフシールド工法の説明図である。
【図１８】本線トンネル１のシールド掘進機による拡幅部分の施工説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 本線トンネル
２ ランプトンネル
３ シールド掘進機（ランプ側）
４ 常設セグメント（本線側）
４ａ 厚型のセグメント（本線側）
５ 常設セグメント（ランプ側）
５ａ 厚型のセグメント（ランプ側）
６ 切削可能セグメント
７ 仮壁
８ 中埋材
９ 仮支柱
１０ 地山改良剤
１１ 建築限界線（本線側）
１２ 建築限界線（ランプ側）
１３ 中間壁
１４ かんざし桁
１５ 変形防止工
１６ 鋼管
１７ 鋼鉄大梁（床版）
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
Ｔ 継ぎ手
Ｃ 超高強度コンクリート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先行トンネル（例えば、本線トンネル）に対して後行トンネル（例えば、ランプトンネル）を斜めに進入させて本線トンネルにランプトンネルを合流させる場合、あるいは本線トンネルからランプトンネルを斜めに退出させて本線トンネルからランプトンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部においては、交通渋滞の対策の１つとしてシールド工法による長さ数ｋｍの地下道路トンネルが数例計画されている。地下道路トンネルの場合、交通ネットワークの形成上、本線の途中に数カ所の出入り口ランプを設置する必要があるが、本線が地下にあるためにランプの接続が難しい工事になっている。
【０００３】
ランプ接続施工方法として、従来、開削で施工する方法と非開削で施工する方法があった。開削で施工する方法では、本線トンネルに沿った長い区間に山留工を設けて開削し、その内でランプ部を構築する。この方法では、地表面（主に道路）を長期間専用する必要がある。一方、非開削で施工する方法では、地中に本線トンネルとランプトンネルを併設した後、両トンネルから周辺地盤の改良・防護を行いながら切り拡げ、接続を行いランプ部を構築する。
【０００４】
しかし、開削で施工する方法では、既交通流に大きな影響を与える問題があった。
非開削で施工する方法では、本線トンネルとランプトンネルとを併設させておき、それらを外挿する規模の構造を地下の土水圧の作用の下で施工することとなり、工期・工費が多大なものになってしまう。このように、一つのトンネルから別のトンネルを分岐させることは、周辺地山の地盤改良に非常に費用がかかり、また、工期短縮の妨げとなり、かつ安全面においても不安な点があった。
【０００５】
ところで、本線トンネルに対してランプトンネルを斜めに進入させて本線トンネルにランプトンネルを合流させる発明が、提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２７５１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術を実施する場合、下記に示す困難な問題がある。
【０００７】
先ず第１に、シールドマシンによる掘削、掘進を容易にするための地山改良を、切削状況に応じて行う効率的かつ経済的な工法が未解決である。
【０００８】
第２に、本線トンネルとランプトンネルの合流部では、合流施工に際して広い占有面積を必要とするが、占有面積を小さくする効率的な工法が未解決である。
【０００９】
第３に、本線トンネルとランプトンネルを合流させる場合、本線トンネル側とランプトンネル側とを対向させて大掛かりに開口させ、不要になった多数のセグメントを解体する作業を必要とするが、セグメント解体作業の効率的な工法が未解決である。
【００１０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、先行トンネルに対して後行トンネルを合流させるに際して、安全に、効率良く工事ができ、工期の短縮と工事費用の大幅な削減が可能で、種々の合流角度にも対応できるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を
提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前述の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、
先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、
を備えていることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記中埋材充填工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の前記分岐合流部を仮壁で覆い、仮壁で覆った前記分岐合流部内に中埋材を充填する。また、先行トンネル施工工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の分岐合流部に配置する前記切削可能セグメントを決定する。
【００１４】
この構成によれば、先行トンネルの切削可能セグメントを含む覆工体に後行トンネルを切削貫入させることで、両トンネルを外挿する構造の寸法を最小化でき、構造の安全と工期・工費の縮減を図ることができる。
【００１５】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記切削可能セグメントは、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材であることを特徴とする。なお、炭素繊維強化材は、炭素繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ＝Carbon Fiber Reinforced Plastics）であり、炭素繊維強化材を格子材としたものを使用する。また、前記切削可能セグメントには、セグメントの大割防止策として、格子材のかぶりを小さくしたり、炭素以外の繊維材の混入や繊維シートの貼付を行うことがある。更に、前記切削可能セグメントには、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設することを特徴とする。更に、前記切削可能セグメントは、切削性の向上を考え、部材強度と部材厚さを調整することもある。この構成によれば、シールド掘進機の直接発進（到達）の壁部材として実績のある新素材コンクリート部材（例えば、ノムスト（ＮＯＭＳＴ：商標登録）工法に用いる新素材コンクリート部材）を改良して切削可能セグメントとして使用することで、掘進速度を早める（例えば、直接発進では２０ｍｍ／分の掘進）ことができる。
【００１６】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記切削可能セグメントは、前記シールド掘進機が切削する切削面に目荒らし凹凸加工を施すことで、掘進速度を更に早めることができる。
【００１７】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、先行トンネル側の前記分岐合流部に位置検出手段を設けておき、前記後行トンネル進入施工工程では、前記後行側シールド掘進機が前記位置検出手段の位置情報に基づき前記先行トンネル内に進入することを特徴とする。この構成によれば、後行トンネル進入施工の位置精度を上げることができ、掘進位置の誤差による無駄な工事を除くことができる。
【００１８】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記地山改良工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事（かんざし桁工法）、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事（ＡＧＦ工法）、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事（ルーフシールド工法）を行うことを特徴とする。この構成によれば、シールド掘進機が先行トンネル内に進入する状況に応じてかんざし桁工法、ＡＧＦ工法、あるいはルーフシールド工法のいずれかを用いた補強工事を使い分けることで、効率のよい仮設時の地山改良工事が可能となる。
【００１９】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、前記分岐合流部に中間壁を設置する工程を含むことを特徴とする。また、前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、側面連通部以外には厚型のセグメントを用いておき、前記先行トンネル側及び後行トンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程を含むことを特徴とする。更に、前記厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程は、先行トンネル側の前記厚型のセグメントと後行トンネル側の厚型のセグメントとが対向する連通工事部分に、この連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合すると共に、前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとの接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設し、前記床版を形成することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する状況に応じて分岐合流部に中間壁を設けるか、あるいは中間壁を設置せずに先行側及び後行側の厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成するかを使い分けることで、効率のよい側面連通工事が可能となる。また、連通工事部分では、先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させているので、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）床版の形状は一様ではなく、連通工事部分では、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合してその接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設することで、効率のよい側面連通工事が可能となる。
【００２１】
本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法において、前記中埋材充填工程では、前記切削可能セグメントと前記仮壁との間に筒状部材を設置して前記中埋材を充填しない空間を予め設けておき、この空間により前記後行側シールド掘進機のビートを交換するビット交換用作業空間施工工程を含むことを特徴とする。この構成によれば、ビットが摩耗
し交換が必要と思われる位置に予めビット交換用作業空間を複数設けておき、その位置で人力によりビットを交換することができ、効率のよい掘削が可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、先行トンネルに対して後行トンネルを合流させるに際して、安全に、効率良く工事ができ、工期の短縮と工事費用の大幅な削減が可能で、種々の合流角度にも対応できるシールドトンネルの分岐合流部施工方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、以下の説明では、先行して掘進を開始した施工途中の口径の大きな本線トンネルに対して、平行に近い進入角度で口径の小さなランプトンネル（後行トンネル）を後行掘進して合流を図る場合について説明する。なお、図１は、本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法の概略を示す斜視図である。図２は、本線トンネル１とランプトンネル２の分岐合流部に建設される本線１ａとランプ２ａの平面図である。
【００２４】
シールドトンネルの分岐合流部施工方法は、本線トンネル１とランプトンネル２の合流前及び合流初期の段階において使用される。すなわち、本実施の形態のシールドトンネルの分岐合流部施工方法は、本線トンネル１に対してランプトンネル２を斜めに進入させて本線トンネル１にランプトンネル２を合流させる場合では、本線トンネル施工工程と、中埋材充填工程と、ランプトンネル進入施工工程と、地山改良工程と、側面連通工程と、建築部分構築工程と、を備えている。
【００２５】
本線トンネル施工工程は、本線トンネル１を施工する際に、予めシールド掘進機３によって切削可能な切削可能セグメント６を、本線トンネル１のランプトンネル２との分岐合流部（図１の二点鎖線部分）に設けておくように、本線トンネル１を施工する工程である。切削可能セグメント６は、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材である。なお、炭素繊維強化材は、炭素繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ＝Carbon Fiber Reinforced Plastics）であり、炭素繊維強化材を格子材としたものを使用する。また、切削可能セグメント６には、セグメントの大割防止策として、格子材のかぶりを小さくしたり、炭素以外の繊維材の混入や繊維シートの貼付を行う。更に、切削可能セグメント６には、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設する。更に、切削可能セグメント６は、切削性の向上を考え、部材強度と部材厚さを調整してもよい。そして、シールド掘進機３の直接発進（到達）の壁部材として実績のある新素材コンクリート部材（例えば、ノムスト（ＮＯＭＳＴ：商標登録）工法に用いる新素材コンクリート部材）を改良して切削可能セグメントとして使用することで、掘進速度を早める（例えば、直接発進では２０ｍｍ／分の掘進）ことができる。
【００２６】
なお、切削可能セグメント６を、本線トンネル１のランプトンネル２との分岐合流部（図１の二点鎖線部分）に何枚分配置するかの設計は、本線トンネル１とランプトンネル２の間の中心距離Ｃ（図１４参照）から決まるランプトンネル２のシールド掘進機３によって切削される本線トンネル１側の切削部角度との関係により決定する（図１５のグラフ参照）。すなわち、中心距離Ｃが遠い位置では切削可能セグメント６の配置は、この実施の形態の場合、０枚ないし１枚であるが、中心距離Ｃが近くなって本線トンネル１側の切削部角度が最大となると、最大３枚となり、その後は、中心距離Ｃが近くなるにつれて１枚、０枚と減少する。
【００２７】
更に、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６には、位置検出センサ（位置検出手段）が複数個設置されている。位置検出センサは、位置を示す信号（位置情報）を出力する送信機を有している。位置を示す信号は、本線トンネル側の切削位置を示すもの
であり、シールド掘進機３に設けられた受信機により受信される。
【００２８】
中埋材充填工程は、本線トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する工程であるが、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係に応じて、図３に示すように、本線トンネル側の分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。ここで、中埋材８としては、流動化処理土等を使用する。
【００２９】
また、中埋材充填工程は、切削可能セグメント６と仮壁７との間に筒状部材を配置して中埋材８を充填しない空間を複数箇所施工する工程（交換用作業空間施工工程）を有している。この空間は、図１６に示すように、シールド掘進機３のビット３ａを人力で交換するための空間である。そして、ビット３ａが摩耗し交換が必要と思われる位置（単数あるいは複数箇所）に予めビット交換用作業空間Ｓを設けておき、その位置で人力によりビット３ａを交換することで、効率のよい掘削が可能となる。
【００３０】
地山改良工程は、分岐合流部周辺の地山を改良する工程である。この地山改良工程は、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤（薬液）を注入し、側面連通工程の時に水の浸入を防止するための工程である。
【００３１】
なお、地山改良工程は、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事（かんざし桁工法）、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事（ＡＧＦ工法）、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事（ルーフシールド工法）を行う。この具体的な補強工事内容については、後述する。
【００３２】
ランプトンネル進入施工工程は、シールド掘進機３によって当該本線トンネル内に進行方向斜めに進入し、地山、本線トンネル１の切削可能セグメント６及び中埋材８を切削しつつ掘進してランプトンネル２を施工する工程である。このランプトンネル進入施工工程において、シールド掘進機３は本線トンネル１に設けられた位置検出センサ（例えば、磁気センサ等非接触型センサ）の出力位置情報により切削位置（進入位置）を確認しながら、本線トンネル１内に進入する。このランプトンネル進入施工工程では、位置検出手段により、ランプトンネル進入施工の位置精度を上げることができるので、掘進位置の誤差による無駄な工事を除くことができる。
【００３３】
側面連通工程は、両トンネルを仮支柱９で補強した後、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分の常設セグメント５を外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる工程である。
【００３４】
また、側面連通工程では、シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する初期（後述するＡ位置からＥ位置）において、分岐合流部に中間壁１３（図２参照）を設置する。
【００３５】
また、側面連通工程では、シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する初期を除く期間（後述するＦ位置からＩ位置）において、本線トンネル側及びランプトンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する。この具体的な側面連通工事内容については、後述する。
【００３６】
建築部分構築工程は、両トンネルの建築部分を構築する工程である。この具体的な建築部分構築工事内容については、後述する。
【００３７】
前述したように、ランプ側シールド掘進機３が本線トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離Ｃ（図１４，図１５参照）と切削部角度との関係（図１のＡ〜Ｊの位置）に応じて、使用する施工工程が異なる。次に、図１のＡ〜Ｊの位置のそれぞれの状況に応じて、使用する施工工程を図３〜図１３に基づいて説明する。
【００３８】
なお、図３〜図１３において、（ａ）は切削時の施工図を示し、（ｂ）は仮設時の施工図を示し、（Ｃ）は構築時の施工図を示す。
【００３９】
なお、図１のＡ位置は、ランプトンネル２と本線トンネル１が外接した位置（切削部角度０°）を示す（図３参照）。図１のＢ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の内面に顔を出す位置（切削可能セグメント６の厚さを一般部（常設セグメント）同等の５０ｃｍとした場合：切削部角度１４．７２°）を示す（図４参照）。図１のＣ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の切削可能セグメント６を２ピース分用いる部分にきた位置（切削部角度２０．７９°）を示す（図５参照）。図１のＤ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の建築限界位置まで切削した位置（切削部角度３５．０２°）を示す（図６参照）。図１のＥ位置は、側面連通工程で分岐合流部に中間壁を設置する最終位置までランプトンネル２が進出した位置（切削部角度３９．００°）を示す（図７参照）。図１のＦ位置は、Ｅと同一位置で側面連通工程で分岐合流部に中間壁を設けない端部設置（切削部角度３９．００°）を示す（図８参照）。図１のＧ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１の加減速区間まで切削した位置（切削部角度４７．８５°：同一断面が１００ｍ程続く）を示す（図１０参照）。図１のＨ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１に進出し、本線トンネル１の切り口が最大となる位置（切削部角度４８．９２°）を示す（図１１参照）。図１のＩ位置は、ランプトンネル２が本線トンネル１に進出し、ランプトンネル２と本線トンネル１の両建築限界が内接する位置（切削部角度２０．５５°）を示す（図１２参照）。図１のＪ位置は、Ｈ位置からＩ位置の間で、部分拡幅工法であるＭ−ＥＳＳ工法の採用により拡幅部分を標準の施工と並行して行う場合を示す（図１３参照）。
【００４０】
［Ａ位置の説明］
切削時の施工図（図３（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（１枚）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。
【００４１】
仮設時の施工図（図３（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。更に、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９を立設させる。そうしておいて、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４２】
構築時の施工図（図３（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図３（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＡ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４３】
［Ｂ位置の説明］
切削時の施工図（図４（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（１枚：切削部角度１４．７２°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。
【００４４】
仮設時の施工図（図４（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９を立設させる。そうしておいて、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４５】
構築時の施工図（図４（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図４（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＢ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４６】
［Ｃ位置の説明］
切削時の施工図（図５（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度２０．７９°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００４７】
仮設時の施工図（図５（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、撤去部が広くなるので、両トンネルの上下部で形鋼１４を渡し込み（「かんざし桁」という）補強した上で、かんざし桁１４の周辺に地山改良剤を注入する。ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、両トンネル１，２の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００４８】
構築時の施工図（図５（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。両トンネルの位置関係よりここでは中間壁１３の上下端を拡幅し常設セグメント４，５と接続する。なお、図５（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＣ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００４９】
［Ｄ位置の説明］
切削時の施工図（図６（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度３５．０２°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネ
ル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５０】
仮設時の施工図（図６（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。このように撤去部が狭い場合は、注入のみで対応可能となる。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００５１】
構築時の施工図（図６（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図６（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。なお、Ｄ位置では両トンネルの建築限界線１１，１２が接しており、その境界部に中間壁１３が位置する。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＤ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００５２】
［Ｅ位置の説明］
切削時の施工図（図７（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度３９．００°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５３】
仮設時の施工図（図７（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００５４】
構築時の施工図（図７（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁１３を設置する。なお、図７（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。符号１１と符号１２では、７５０ｍｍラップしており、両車線間２５００ｍｍの内に中間壁１３が位置する。さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＥ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００５５】
［Ｆ位置の説明］
Ｅ位置と同一位置で、ここから中間壁１３が無い区間が始まる。
【００５６】
切削時の施工図（図８（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度３９．００°以上）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００５７】
仮設時の施工図（図８（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤１０を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａ端部付近からそれぞれ向かい合う斜め上方、および斜め下方に向けて注入式長尺鋼管を交互に複数本交差させた補強工事（ＡＧＦ工法）をする。
【００５８】
次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。構築時の施工図（図８（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。
【００５９】
次に、床版の接合工程について、詳しく説明する。
連通工事部分では、本線トンネル１に対してランプトンネル２を斜めに進入させているので、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）床版の形状は一様ではない。しかし、連通工事部分では、注入式長尺鋼管を交差させて補強工事（ＡＧＦ工法）をしてはいるが、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００６０】
そこで、床版の接合工程では、次のように行う。
まず、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ１（Ｌｎ＞Ｌ１）の鋼鉄大梁１７を予め製作しておく。なお、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との向かい合う端部には、図９に示すように、ボルト取付用穴を有する継ぎ手Ｔが設けられている。
【００６１】
次に、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する。すなわち、この実施の形態では、接合部材はボルトＢとナットＮである。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００６２】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＦ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。
【００６３】
［Ｇ位置の説明］
加減速区間として同一断面が１００ｍ程連続している。
【００６４】
切削時の施工図（図１０（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、
本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度４７．８５°）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００６５】
仮設時の施工図（図１０（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａ端部付近の上側及び下側にルーフシールドを設置した補強工事（ルーフシールド工法：図１６参照）をする。この場合、厚型のセグメント４ａ，５ａの上側及び下側にルーフシールドを設置する溝を加工する。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００６６】
構築時の施工図（図１０（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。なお、床版の接合工程は、Ｆ位置の場合と同様に、連通工事部分の作業条件が、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００６７】
そこで、床版の接合工程では、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ２（Ｌｎ＞Ｌ２）の鋼鉄大梁１７を予め製作し、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する（図８（ｄ）参照）。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００６８】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＧ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａの３車線の加減速区間）を構築する。
【００６９】
［Ｈ位置の説明］
ランプによる切口が最大となる位置、これ以降はランプ側シールドの回収が可能になる。
【００７０】
切削時の施工図（図１１（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（３枚：切削部角度４８．９２°）を設けておく。なお、分岐合流部以外では常設セグメント４と厚型のセグメント４ａを用いる。ランプトンネル２側も常設セグメント５と厚型のセグメント５ａを用いる。また、中埋材充填工程において、本線トンネル側分岐合流部の切削可能セグメント６の外側を仮壁７で覆い、仮壁７で覆った分岐合流部に中埋材８を充填する。更に、掘削時の衝撃により本線トンネル１の変形を防止するために、変形防止工１５を複数箇所設けておく。なお、この変形防止工１５は構築時に取り外す。
【００７１】
仮設時の施工図（図１１（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、本線トンネル１とランプトンネル２の合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、ランプトンネル２と本線トンネル１とのそれぞれに補強工事として仮支柱９，９を立設させる。さらに、補強工事として、ランプトンネル２の変形を防止するために、ランプトンネル２側に変形防止工１５を複数箇所設けておく。さらに、厚型のセグメント４ａ，５ａの端部付近から斜め上方、および斜め下方に向けて注入式長尺鋼管を交互に複数本交差させた補強工事（ＡＧＦ工法）をする。次に、側面連通工程において、進入したランプトンネル２と本線トンネル１とが対向する部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺の中埋材８及び仮壁７を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外して両トンネル１，２を側面で連通させる。
【００７２】
構築時の施工図（図１１（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、分岐合流部に中間壁を設置せずに本線側のセグメント４ａとランプ側の厚型のセグメント５ａとが対向する連通工事部分（間隔Ｌｎ）に上下２カ所共鋼鉄大梁１７を挿入して連通工事部分を接合し上下２カ所の床版を形成する。なお、床版の接合工程は、Ｆ位置の場合と同様に、連通工事部分の作業条件が、連通工事部分の間隔Ｌｎが変化し（進行方向に沿って狭くなり）、土水圧に押される中での床版形成工事となるので、床版形状の寸法は高い精度が求められる。
【００７３】
そこで、床版の接合工程では、連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌ３（Ｌｎ＞Ｌ３）の鋼鉄大梁１７を予め製作し、連通工事部分の間隔Ｌｎに土水圧に抗して幅の狭い鋼鉄大梁１７を押し込み、向かい合う前記ボルト取付用穴同士に渡りボルトＢを挿入し、ナットＮにより鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）とを接合する（図９参照）。ついで、鋼鉄大梁１７とセグメント４ａ（５ａ）との接合部の隙間にダクタル等の超高強度コンクリートＣを打設し、床版を形成する。
【００７４】
さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＨ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａの３車線の加減速区間）を構築する。
【００７５】
［Ｉ位置の説明］
切削時の施工図（図１２（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、本線トンネル１側の分岐合流部に常設セグメント４ではなく、切削可能セグメント６（２枚：切削部角度２０．５５°）を設けておく。また、中埋材充填工程において、本線トンネル内に中埋材８を充填する。
【００７６】
仮設時の施工図（図１２（ｂ）参照）に示すように、地山改良工程において、ランプトンネル２から合流部周辺に地山改良剤を注入する。また、側面連通工程において、仮支柱９を立設させておき、進入したランプトンネル２の本線トンネル１に進入した部分のセグメントをランプ側常設セグメント５から外して開口し、この開口部周辺および本線トンネル１内の中埋材８を除去し、本線トンネル１の切削されずに残った切削可能セグメント６を外す。
【００７７】
構築時の施工図（図１２（ｃ）参照）に示すように、側面連通工程において、常設セグメント４，５を連結する。なお、図１２（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。そして、さらに、建築部分構築工程において、両トンネルの建築部分（図２のＩ位置に示す本線車線１ａ）を構築する。
【００７８】
［Ｊ位置の説明］
拡幅の規模が小さいＨ〜Ｉ区間においては、図１８に示す本線トンネル１のシールド掘進機３１による部分拡幅工法（Ｍ−ＥＳＳ工法）を採用することも可能になる。すなわち、切削時の施工図（図１３（ａ）参照）に示すように、本線トンネル施工工程において、サイドカッター１８で側部を拡幅すると共に、掘削した拡幅部分に地山改良剤１０を注入する。
【００７９】
次に、仮設時の施工図（図１３（ｂ）参照）に示すように、拡幅部分に設置する押出セグメント１９を用意し、押出セグメント１９を拡幅方向に押し出すセグメント押し出し装置２０により押し出すと共に、拡幅部分に注入した地山改良剤１０を回収する。
【００８０】
次に、構築時の施工図（図１３（ｃ）参照）に示すように、建築部分構築工程において、本線トンネル１の建築部分（図２のＪ位置に示す本線車線１ａおよびランプ車線２ａ）を構築する。なお、図１３（ｃ）において、１１は道路構造令に基づく本線トンネル１の建築限界線を示し、１２はランプトンネル２の建築限界線を示す。
【００８１】
前述の実施の形態では、先行トンネル（本線トンネル）に対して後行トンネル（ランプトンネル）を斜めに進入させて先行トンネル（本線トンネル）に後行トンネル（ランプトンネル）を合流させる場合を説明したが、施工順序を代えて、ランプトンネルを先行させ、本線側シールド掘進機で先行のランプトンネルに進入する場合もこの発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させるトンネル施工、より具体的には、種々の合流角度に簡単に対応したい場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のシールドトンネルの分岐合流部施工方法の概略を示す斜視図である。
【図２】本線トンネル１とランプトンネル２の分岐合流部に建設される本線１ａとランプ２ａの平面図である。
【図３】図１のＡの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図４】図１のＢの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図５】図１のＣの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図６】図１のＤの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図７】図１のＥの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図８】図１のＦの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図９】図８（ｃ）の連通工事部分の拡大斜視図である。
【図１０】図１のＧの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１１】図１のＨの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１２】図１のＩの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１３】図１のＪの位置の状況に応じて使用する施工工程図である。
【図１４】トンネル間中心距離の説明図である。
【図１５】トンネル間中心距離と切削部角度との関係を示すグラフ図である。
【図１６】ビット交換用作業空間の説明図である。
【図１７】ルーフシールド工法の説明図である。
【図１８】本線トンネル１のシールド掘進機による拡幅部分の施工説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１ 本線トンネル
２ ランプトンネル
３ シールド掘進機（ランプ側）
４ 常設セグメント（本線側）
４ａ 厚型のセグメント（本線側）
５ 常設セグメント（ランプ側）
５ａ 厚型のセグメント（ランプ側）
６ 切削可能セグメント
７ 仮壁
８ 中埋材
９ 仮支柱
１０ 地山改良剤
１１ 建築限界線（本線側）
１２ 建築限界線（ランプ側）
１３ 中間壁
１４ かんざし桁
１５ 変形防止工
１６ 鋼管
１７ 鋼鉄大梁（床版）
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
Ｔ 継ぎ手
Ｃ 超高強度コンクリート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、
を備えていることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項２】
前記中埋材充填工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の前記分岐合流部を仮壁で覆い、仮壁で覆った前記分岐合流部内に中埋材を充填することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項３】
前記先行トンネル施工工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の分岐合流部に配置する前記切削可能セグメントを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項４】
前記切削可能セグメントは、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項５】
前記切削可能セグメントには、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項６】
前記切削可能セグメントは、前記シールド掘進機が切削する切削面に目荒らし凹凸加工を施すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項７】
先行トンネル側の前記分岐合流部に位置検出手段を設けておき、
前記後行トンネル進入施工工程では、前記後行側シールド掘進機が前記位置検出手段の位置情報に基づき前記先行トンネル内に進入することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項８】
前記地山改良工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のト
ンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項９】
前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、前記分岐合流部に中間壁を設置する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１０】
前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、側面連通部以外には厚型のセグメントを用いておき、前記先行トンネル側及び後行トンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１１】
前記厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程は、
先行トンネル側の前記厚型のセグメントと後行トンネル側の厚型のセグメントとが対向する連通工事部分に、この連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合すると共に、前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとの接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設し、前記床版を形成することを特徴とする請求項１０に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１２】
前記中埋材充填工程では、前記切削可能セグメントと前記仮壁との間に筒状部材を設置して前記中埋材を充填しない空間を予め設けておき、この空間により前記後行側シールド掘進機のビートを交換するビット交換用作業空間施工工程を含むことを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１】
先行トンネルに対して後行トンネルを斜めに進入させて先行トンネルに後行トンネルを合流させる場合、あるいは先行トンネルから後行トンネルを斜めに退出させて先行トンネルから後行トンネルを分岐させる場合に使用されるシールドトンネルの分岐合流部施工方法であって、
先行トンネルと後行トンネルの合流前及び合流初期の段階において、
先行トンネル側の前記分岐合流部内に中埋材を充填する中埋材充填工程と、
先行トンネルに常設するセグメントに比して、後行側シールド掘進機の切削が可能な切削可能セグメントを常設セグメントの代わりに先行トンネル側の分岐合流部に備えておく先行トンネル施工工程と、
前記後行側シールド掘進機によって後行トンネルを施工しつつ掘進して前記中埋材及び先行トンネル側の前記切削可能セグメントを切削して前記先行トンネル内に進行方向斜めから進入する後行トンネル進入施工工程と、
前記分岐合流部の周辺の地山を両トンネルより改良する地山改良工程と、
前記進入した後行トンネルと先行トンネルとが対向する部分の常設セグメントを外して両トンネルの対向部分を開口し、この開口部周辺の前記中埋材を除去すると共に、先行トンネルの切削されずに残った前記切削可能セグメントを外して前記先行トンネル側及び後行トンネル側の対向する側面を連通させる側面連通工程と、
両トンネルの建築部分を構築する建築部分構築工程と、
を備えていることを特徴とするシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項２】
前記中埋材充填工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の前記分岐合流部を仮壁で覆い、仮壁で覆った前記分岐合流部内に中埋材を充填することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項３】
前記先行トンネル施工工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、先行トンネル側の分岐合流部に配置する前記切削可能セグメントを決定することを特徴とする請求項１または２に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項４】
前記切削可能セグメントは、細径の炭素繊維強化材と軽量骨材とを含む新素材コンクリート部材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項５】
前記切削可能セグメントには、側面連通工程での止水対策に用いる注入パイプを予め埋設することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項６】
前記切削可能セグメントは、前記シールド掘進機が切削する切削面に目荒らし凹凸加工を施すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項７】
先行トンネル側の前記分岐合流部に位置検出手段を設けておき、
前記後行トンネル進入施工工程では、前記後行側シールド掘進機が前記位置検出手段の位置情報に基づき前記先行トンネル内に進入することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項８】
前記地山改良工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のト
ンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、薬液注入による地山改良に加え、両トンネル間に形鋼を渡すかんざし桁を用いて地山を補強する工事、圧入式長尺鋼管を交互に交差させて地山を補強する工事、あるいはルーフシールドを用いて地山を補強する工事のいずれかを用いた補強工事を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項９】
前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、前記分岐合流部に中間壁を設置する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１０】
前記側面連通工程では、前記後行側シールド掘進機が先行トンネル内に進入する際のトンネル中心間の距離と切削部角度との関係に応じて、側面連通部以外には厚型のセグメントを用いておき、前記先行トンネル側及び後行トンネル側の向かい合う上下２カ所のそれぞれの厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１１】
前記厚型のセグメントを鋼鉄大梁で接合して上下２カ所の床版を形成する工程は、
先行トンネル側の前記厚型のセグメントと後行トンネル側の厚型のセグメントとが対向する連通工事部分に、この連通工事部分の間隔Ｌｎより寸法の小さい幅Ｌｉ（Ｌｎ＞Ｌｉ）の前記鋼鉄大梁を配置し、接合部材により前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとを接合すると共に、前記鋼鉄大梁と前記厚型のセグメントとの接合部の隙間に超高強度コンクリートを打設し、前記床版を形成することを特徴とする請求項１０に記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【請求項１２】
前記中埋材充填工程では、前記切削可能セグメントと前記仮壁との間に筒状部材を設置して前記中埋材を充填しない空間を予め設けておき、この空間により前記後行側シールド掘進機のビートを交換するビット交換用作業空間施工工程を含むことを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載のシールドトンネルの分岐合流部施工方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−１４１２５（Ｐ２００８−１４１２５Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２７９６９（Ｐ２００６−３２７９６９）
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【Ｆターム（参考）】
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