説明

シールドトンネル間の地中通路およびその施工法

【課題】 通路空間を規定する中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことにより、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にすること。
【解決手段】 間隔を置いてほぼ平行に伸びる2つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路は、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなる。前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第1開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第2開口部に結合されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールドトンネル間の地中通路およびその施工法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下道路トンネルの合流部や分岐部には、本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとを連通するために、前記本線シールドトンネルと前記ランプシールドトンネルとを連結する地中通路が構築される。
【0003】
従来、2つのシールドトンネル間に地中通路を構築する施工法として、凍結剤などの改良剤を用いて前記2つのシールドトンネル間の地盤を改良した後、前記地盤を掘削し、通路空間を規定する中空体を構築するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開平4−281990号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記の施工法により構築される前記中空体は、土圧や水圧などの荷重に対する強度を大きくするために大型構造となる。したがって、前記通路空間を確保するために必要な地盤の掘削量は多くなるため、前記中空体の構築に多くの施工費と工期とを要し、不経済となる。
【0005】
本発明の目的は、前記中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことにより、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、補強構造によって前記中空体の強度を補強することによって、前記中空体を小型化する。
【0007】
本発明に係る、シールドトンネル間の地中通路は、間隔を置いてほぼ平行に伸びる2つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路であって、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなる。前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第1開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第2の開口部に結合されている。
【0008】
前記中空体は、鉄筋コンクリートにより形成し、頂部と、底部と、前記頂部と前記底部との間にあって前記頂部および前記底部を連結する一対の側部とを備える。
【0009】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された上方に凸状の上部アーチ部材と、該上部アーチ部材と前記頂部または該頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工とを連結する上部連結材とを備える。
【0010】
前記補強構造は前記上部アーチ部材と前記上部連結材とを備え、前記中空体の頂部には前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された頂部補強材を設けることができる。
【0011】
前記補強構造は、前記上部アーチ部材と前記上部連結材とを備え、前記中空体の底部には、前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された下方に凸状の下部アーチ部材と、該下部アーチ部材と前記底部または該底部近傍の前記シールドトンネルとを連結する下部連結材とを設けることができる。
【0012】
前記補強構造は、前記上部アーチ部材、前記上部連結材、前記下部アーチ部材および前記下部連結材を備え、前記中空体の底部には、前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された底部補強材を設けることができる。
【0013】
本発明に係る地中通路の施工法は、一方のシールドトンネルの側壁に第1開口部を設け、他方のシールドトンネルの側壁に第2開口部を設け、次に、前記2つのシールドトンネル間に空間を設けるように、前記第1開口部と前記第2開口部との間の地盤を掘削し、前記空間内に、前記第1開口部および前記第2開口部に結合される中空体の頂部および底部を現場打ちコンクリートまたはプレキャストコンクリートにより形成し、その後、上方に凸状の上部アーチ部材の一端を前記頂部の一端に、またその他端を前記頂部の他端にそれぞれ固定し、その後、複数の上部連結材の各一端を前記上部アーチ部材に、またその各他端を前記頂部または前記頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定し、その後、前記中空体の前記頂部と前記底部とを連結する側部を現場打ちコンクリートにより形成することを含む。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、前記補強構造によって前記荷重に対する前記中空体の強度を補強することによって、前記中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことができる。これにより、本発明は、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
図1、2を参照すると、間隔を置いてほぼ平行に伸びる2つのシールドトンネル10、12間に、両トンネルに通ずる地中通路14が設けられている。この地中通路14は通路空間16を有し、該通路空間は一方のシールドトンネル10の側壁に設けられた第1開口部18と他方のシールドトンネル12に設けられた第2開口部20とに結合された中空体22によって形成されている。中空体22は補強構造24によって補強されている。
【0016】
図1、2に示す例では、中空体22は、頂部26と、底部28と、頂部26と底部28との間にあって頂部26と底部28とを連結する一対の側部30とを有し、これらによって形成された通路空間16の断面は長方形である。通路空間16の断面は、長方形に代え、五角形、六角形などの他の多角形、楕円または蒲鉾形でもよい。
【0017】
図1、2に示す地中通路14の施工時、2つのシールドトンネル10、12間の地盤を掘削する。この掘削に先立って、薬液注入により2つのシールドトンネル10、12間の地盤31(図3)を後に構築する地中通路の大きさを考慮した範囲で改良する。
次に、図4に示すように、上下に間隔をおいて一対の桁群31a、31a'をシールドトンネル10、12間の地盤31に圧入する。この圧入は、各桁群を構成する形鋼製の複数の桁のそれぞれを液圧ジャッキ(図示せず)で圧入することによる。各桁群31a、31a'において、桁は互いに間隔をおいて圧入される。また、各桁群31a、31a'の奥行き範囲は、各シールドトンネル10、12の覆工を構成するセグメントの1リングの長さに相当する。各桁群31a、31a'の桁はその端部でシールドトンネル10、12の覆工に固定される。
その後、図5に示すように、桁群31a、31a'およびシールドトンネル10、12のための支保工である変形防止工Aを設ける。この変形防止工Aは、各シールドトンネル10、12内に配置され、一対の柱31b、31b'および該柱を連結する水平材31c、31c'からなる。各シールドトンネル10、12内において、一方の柱31bに、上方の桁群31aの桁と、下方の桁群31a'の桁とを結合し、その柱31bの端部を各シールドトンネル10、12の覆工に固定する。また、他方の柱31b'の端部を各シールドトンネル10、12の覆工に固定する。次に、水平材31c、31c'を、各シールドトンネル10、12内において、上下に間隔をおいて配置し、上方の水平材31cを柱31b、31b'に連結し、下方の水平材31c'を柱31b、31b'に連結する。
次に、図6に示すように、上方の桁群31aの上面と、下方の桁群31a'の下面に、それぞれ複数の矢板31dを配置する。その後、変形防止工Aによる支保下で、2つの桁群31a、31a'間のセグメントを撤去し、かつその間の地盤を掘削する。
同様に、セグメントの1リング毎に、桁群31a、31a'、柱31b、31b'、水平材31c、31c'および矢板31dを用いてシールドトンネルおよび地盤の崩壊を防止し、その間にセグメントの撤去と地盤の掘削とを行う。このようにして、図1、2に示すように、一方のシールドトンネル10の側壁に第1開口部16を設け、他方のシールドトンネル12の側壁に第2開口部18を設け、第1開口部16と第2開口部18との間の地盤を掘削し、2つのシールドトンネル10、12間に空間を設ける。次に、この空間内に、第1開口部16および第2開口部18に結合される中空体22の頂部26および底部28を現場打ちコンクリートにより形成する。また、頂部26および底部28は、現場打ちコンクリートに代え、プレキャストコンクリートを用いて形成することもできる。
【0018】
その後、補強構造24を施工する。まず、上方に凸状の上部アーチ部材32を推進工法によりシールドトンネル10、12の軸線方向に沿って頂部26に配置し、次に、上部アーチ部材32の一端を頂部26の一端に、またその他端を頂部26の他端にそれぞれ固定する。上部アーチ部材32は、鉄筋コンクリート製または鋼製であり、円形または矩形の中空断面を有する。
【0019】
次に、上部アーチ部材32と、頂部26または該頂部近傍のシールドトンネル10、12の覆工との間に小口径推進工法により設けた複数の先行孔(図示せず)のそれぞれに、上部アーチ部材32と頂部26または該頂部近傍のシールドトンネル10、12の覆工とを連結する上部連結材34を挿入し、その一端を上部アーチ部材32に、またその他端を頂部26または頂部26近傍のシールドトンネル10、12の覆工にそれぞれ固定する。上部連結材34は、形鋼、棒鋼などの棒状の鋼材またはワイヤロープである。
【0020】
中空体22に作用する荷重に応じて、頂部26にシールドトンネル10、12の軸線方向に沿って配置した頂部補強材36に張力を導入する。頂部補強材36は、PC鋼棒、PC鋼線などのPC鋼材である。
【0021】
また、同様に、中空体22に作用する荷重に応じて、上部アーチ部材32と同様に、下方に凸状の下部アーチ部材38を底部28に設け、上部連結材34と同様に、下部アーチ部材38と底部28または該底部近傍のシールドトンネル10、12の覆工とを連結する下部連結材40を設け、頂部補強材36と同様に、底部28に配置した底部補強材42に張力を導入する。上部アーチ部材32および下部アーチ部材38の双方を設ける場合、下部アーチ部材38、下部連結材40および底部補強材42を、上部アーチ部材32、上部連結材34および頂部補強材36に先立って設けてもよい。この場合、頂部26と底部28とを連結する側部30を現場打ちコンクリートによりその後に形成する。
【0022】
本発明において、中空体22は、これに上方から作用する荷重に対して、上部連結材34を介して上部アーチ部材32に支持される。そして、上部アーチ部材32は、中空体22の頂部26とともにタイドアーチを形成し、中空体22の下の地盤に支持される。このようにして、上部アーチ部材32、頂部26および上部連結材34は中空体22を補強する。同様に、中空体22は、これに下方から作用する荷重に対して、下部連結材40を介して下部アーチ部材38に支持される。そして、下部アーチ部材38は、中空体22の底部28とともにタイドアーチを形成し、中空体22の上の地盤に支持される。このようにして、下部アーチ部材38、底部28および下部連結材40は中空体22を補強する。
【0023】
上部アーチ部材32、上部連結材34および頂部補強材36により中空体22への上方からの荷重に対して中空体22を補強することにより、中空体22の強度を高め、その小型化を図ることができる。さらに、下部アーチ部材38、下部連結材40および底部補強材42により中空体22への下方からの荷重に対して中空体22を補強することにより、中空体22の強度を一層高め、一層の小型化を可能とする。これにより、地盤の掘削量をさらに減らすことができ、シールドトンネル間の地中通路のより経済的な施工を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】シールドトンネル間の地中通路の斜視図。
【図2】シールドトンネル間の地中通路のA−A断面図。
【図3】地盤を改良した後のシールドトンネルの断面図。
【図4】桁群を圧入した後のシールドトンネルの断面図。
【図5】変形防止工を設けた後のシールドトンネルの断面図。
【図6】矢板を配置し、セグメントおよび地盤を掘削した後のシールドトンネルの断面図。
【符号の説明】
【0025】
10、12 シールドトンネル
14 地中通路
16 通路空間
18 第1開口部
20 第2開口部
22 中空体
24 補強構造
26 頂部
28 底部
30 側部
32 上部アーチ部材
34 上部連結材
36 頂部補強材
38 下部アーチ部材
40 下部連結材
42 底部補強材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
間隔を置いてほぼ平行に伸びる2つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路であって、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなり、前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第1開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第2開口部に結合されている、シールドトンネル間の地中通路。
【請求項2】
前記中空体は、鉄筋コンクリートから成り、頂部と、底部と、前記頂部と前記底部との間にあって前記頂部および前記底部を連結する一対の側部とを備える、請求項1に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項3】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された上方に凸状の上部アーチ部材と、該上部アーチ部材と前記頂部または該頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工とを連結する上部連結材とを含む、請求項1に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項4】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された頂部補強材を含む、請求項3に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項5】
前記補強構造は、前記中空体の底部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された下方に凸状の下部アーチ部材と、該下部アーチ部材と前記底部または該底部近傍の前記シールドトンネルとを連結する下部連結材とを含む、請求項3に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項6】
前記補強構造は、前記中空体の底部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された底部補強材を含む、請求項5に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項7】
間隔を置いてほぼ平行に伸びる2つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる、中空体および該中空体の補強構造とを備える地中通路の施工法であって、
一方のシールドトンネルの側壁に第1開口部を設け、他方のシールドトンネルの側壁に第2開口部を設けること、
前記第1開口部と前記第2開口部との間の地盤を掘削し、前記2つのシールドトンネル間に空間を設けること、
前記空間内に、前記第1開口部および前記第2開口部に結合される中空体の頂部および底部を現場打ちコンクリートまたはプレキャストコンクリートにより形成すること、
上方に凸状の上部アーチ部材の一端を前記頂部の一端に、またその他端を前記頂部の他端にそれぞれ固定すること、
複数の上部連結材の各一端を前記上部アーチ部材に、またその各他端を前記頂部または前記頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定すること、
前記中空体の前記頂部と前記底部とを連結する側部を現場打ちコンクリートにより形成することを含む、シールドトンネル間の地中通路の施工法。
【請求項8】
前記頂部および前記底部の形成と前記側部の形成との間に、
下方に凸状の下部アーチ部材の一端を前記底部の一端に、またその他端を前記底部の他端にそれぞれ固定すること、
複数の下部連結材の各一端を前記下部アーチ部材に、またその各他端を前記底部または前記底部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定することを含む、請求項7に記載のシールドトンネル間の地中通路の施工法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−2574(P2007−2574A)
【公開日】平成19年1月11日(2007.1.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−185617(P2005−185617)
【出願日】平成17年6月24日(2005.6.24)
【出願人】(000001317)株式会社熊谷組 (551)