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トンネルの構築方法
説明

トンネルの構築方法

【課題】トンネルの拡幅部や合流部において、本線トンネルと支線トンネルとの間の誤差を容易に調整する。
【解決手段】覆工セグメント6と連結セグメント9との対向部において、対向する一方のセグメント6の端部から他方のセグメント9の端部に向けて延在する鉄骨75を設けるとともに、他方のセグメント9の端部から一方のセグメント6の端部に向けて延在する調節板71、72を設け、調節板71、72を鉄骨75の周囲に配置し、その後、鉄骨75と調節板71、72との間にコンクリート20を打設するトンネルの構築方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、道路トンネル等、合流部・分岐部や非常駐車帯などのトンネル拡幅部を有するトンネルの構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本出願人は、本体周面から突出可能な拡幅用カッタを備えるシールド機を用いて、トンネル断面に拡幅部を構築する技術を提案した(特許文献1参照)。
【0003】
また、本出願人は、本線トンネルと支線トンネルとの合流部を構築する技術を提案した(特許文献2参照)。具体的には、合流部の区間において、本線トンネルと支線トンネルとを互いに寄り添うように掘進すると共に、それぞれ突起付きセグメントを上部及び下部に含むほぼ円形の覆工を組み立てる。次いで、突起付きセグメントの突起部を押し出して、本線トンネルと支線トンネルの上部及び下部に突起を形成する。そして、これらの突起部間に架け渡すように鋼殻を取り付け、この鋼殻と覆工の間の空間に充填材を充填して本線トンネルと支線トンネルの覆工を一体化させ、これら本線トンネルと支線トンネルと鋼殻とからなる覆工の断面の包絡線がほぼ円形になるように構築する。これによれば、地上から開削することなく、シールド機に工夫を必要とせず、それらのコストを削減することができる。また、合流される本線トンネルを供用しながら、シールドトンネルの合流部を構築することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−54528号公報
【特許文献2】特開2008−14076号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、本線トンネルと支線トンネルとの間で、トンネル長さ方向の誤差、トンネル幅方向の誤差、鉛直方向の誤差、ローリングによる誤差が生じる。
【0006】
本発明の課題は、トンネルの拡幅部や合流部において、本線トンネルと支線トンネルとの間の誤差を容易に調整することができるトンネルの構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、トンネルの構築方法であって、ほぼ平行に掘進される本線トンネル及び支線トンネルの覆工間の地中を掘削して空洞部を形成した後、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部の覆工セグメント間に連結セグメントを配置するとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの下部の覆工セグメント間に連結セグメントを配置し、前記覆工セグメントと前記連結セグメントとの対向部において、対向する一方のセグメントの端部から他方のセグメントの端部に向けて延在する鉄骨を設けるとともに、前記他方のセグメントの端部から前記一方のセグメントの端部に向けて延在する調節板を設け、前記調節板を前記鉄骨の周囲に配置し、その後、前記鉄骨と前記調節板との間にコンクリートを打設することを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のトンネルの構築方法であって、トンネル覆工の外周面に沿って第1の調節板を配置するとともに、トンネル覆工の内周面に沿って第2の調節板を配置し、前記鉄骨を前記第1の調節板と前記第2の調節板との間に配置することを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のトンネルの構築方法であって、前記調節板を断面略C字形に設け、前記鉄骨を前記調節板の中央部に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、トンネルの拡幅部や合流部において、本線トンネルと支線トンネルとの間の誤差を容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、トンネル合流部の一体化覆工を示した概略正面図である。
【図2】トンネル合流部の構築方法を示す説明図である。
【図3】トンネル合流部の構築方法を示す説明図である。
【図4】トンネル合流部の構築方法を示す説明図である。
【図5】一般セグメント6と連結セグメント9との接合部10の拡大図である。
【図6】図5のVI矢視断面図である。
【図7】一般セグメント6と連結セグメント9との接合部10の拡大図である。
【図8】図7のVIII矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
図1は本発明を適用した一実施形態の構成としてトンネル合流部の一体化覆工を示したものである。図示のように、トンネル合流部は、本線トンネル1を構成する一側方の一般セグメント2と、本線トンネル1に接近して平行する支線トンネルであるランプトンネル5を構成する反対側の一般セグメント6と、一般セグメント2及び一般セグメント6の上下を連結する連結セグメント9とからなる。一般セグメント2及び一般セグメント6と連結セグメント9とは接合部10により接合されている。
【0013】
トンネル合流部の構築方法について、以下説明する。まず、図2に示すように、地盤中に本線トンネル1を形成する。このとき、本線トンネルは、一般セグメント2及び切削セグメント4から形成する。一般セグメント2に対し、切削セグメント4は薄いものが用いられる。切削セグメント4は、ランプトンネル5を掘削するシールド掘削機のカッタによって掘削可能な材料からなる。
次に、上下の一般セグメント2の間に隔壁セグメント3を設置し、隔壁セグメント3と一般セグメント2との間の空間に図示しない内部支保工を設置する。なお、隔壁セグメント3は、後述するランプトンネル5を掘削するシールド掘削機のカッタによって切削されない位置に設置する。
次に、隔壁セグメント3と切削セグメント4との間の空間に裏込め材16を裏込め充填する。
【0014】
次に、図3に示すように、地盤中にランプトンネル5を形成する。このとき、ランプトンネル5は、一般セグメント6及び撤去用セグメント8から形成する。なお、ランプトンネル5を掘削するシールド掘削機のカッタによって切削セグメント4が切削される。その後、ランプトンネル5の内部にも図示しない内部支保工、作業構台を設置する。
【0015】
次に、本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工を囲む地中に対し、図示しないが、本線トンネル1の内部とランプトンネル5の内部から止水薬液注入工を予めそれぞれ行う。同様に、本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工間の地中にも予め止水薬液注入工を行っておく。あるいは、凍結工法により本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工を囲む地盤の改良を行ってもよい。
【0016】
次に、上部の撤去用セグメント8の一部を撤去する。次に、本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工間の上部の地盤を掘削し、連結セグメント9を設置するための空洞部を形成する。
【0017】
次に、図4に示すように、掘削された上部の空洞部の天井部において、長尺鋼管フォアパイリング施工などにより図示しない支保工を形成し、支保工の下部に連結セグメント9を配置する。その後、一般セグメント2、6と連結セグメント9とを接続する。
同様に、掘削された空洞部の底部においても、一般セグメント2、6と連結セグメント9とを接続する。
【0018】
その後、内部支保工、作業構台、撤去用セグメント8及び隔壁セグメント3を完全に撤去する。以上により、図1に示すようにトンネルの拡幅部が構築される。
【0019】
ここで、一般セグメント6と連結セグメント9との接続構造について説明する。
図5は本発明の第1の実施形態に係る一般セグメント6と連結セグメント9との接合部10の拡大図であり、図6は図5のVI矢視断面図である。図5に示すように、連結セグメント9の一般セグメント6側の端部には、トンネル外周側及びトンネル内周側から一般セグメント6側の端部に向かって鋼製の調節板71、72がそれぞれ突出している。トンネル外周側の調節板71の内側面及びトンネル内周側の調節板72の外側面には、それぞれ鋼板ジベル73、74が設けられている。
【0020】
図6に示すように、トンネル長さ方向に隣接する調節板71同士、調節板72同士は、それぞれ接合されている。接合方法としては、溶接やボルト締結等の方法がある。あるいは、継手により接続してもよい。
なお、図6においては、一般セグメント6及び連結セグメント9のトンネル長さ方向の長さが2枚の調節板71、72の長さに対応している。
【0021】
一般セグメント6の連結セグメント9側の端部からは、連結セグメント9に向かってH形鋼75が突出している。H形鋼75のウェブ部分には、鋼板ジベル76が設けられている。H形鋼75は調節板71、72の間に配置される。なお、調節板71、72とH形鋼75との間には、図示しないが、せん断補強鉄筋が設けられる。
一般セグメント6と連結セグメント9との間には、コンクリート20が打設される。コンクリート20が打設することで、一般セグメント6と連結セグメント9との間に作用する圧縮応力に対抗することができる。また、鋼板ジベル73、74,76がコンクリート20に埋設されるので、一般セグメント6と連結セグメント9との間に作用する引張応力に対抗することができる。
【0022】
以下、一般セグメント6と連結セグメント9との接続方法について説明する。まず、一般セグメント6と連結セグメント9との対向部において、H形鋼75を連結セグメント9側に向けて配置する。次に、連結セグメント9の端部に調節板71、72を取り付ける。その後、一般セグメント6と連結セグメント9との間にコンクリート20を打設する。調節板71、72の間だけではなく、調節板71、72の端部と一般セグメント6との間にもコンクリート20を打設する。
【0023】
なお、一般セグメント2と連結セグメント9との接合構造は、一般セグメント6と連結セグメント9との接合構造と同様であるので説明を割愛する。
【0024】
ここで、本発明により本線トンネル1とランプトンネル5との誤差を吸収する方法について説明する。本線トンネル1とランプトンネル5との間には、トンネル長さ方向の誤差、トンネル幅方向の誤差、鉛直方向の誤差、ローリングによる誤差が生ずる。
【0025】
本発明において、トンネル長さ方向の誤差については、調節板71、72とH形鋼75との相対位置をトンネル長さ方向にずらすことにより調整することができる。また、トンネル幅方向の誤差については、調節板71、72とH形鋼75との位置をトンネル幅方向にずらすことにより調整することができる。同様に、鉛直方向の誤差及びローリングによる誤差についても、調節板71、72とH形鋼75との位置をずらすことにより調整することができる。
【0026】
以上のとおり、本線トンネル1及びランプトンネル5の覆工において、その間の地中を掘削するとともに、上下の一般セグメント2、6の外周側の地中まで掘削して空洞部を形成した後、上下の一般セグメント2、6の間に連結セグメント9をそれぞれ架け渡すことで、シールド機に工夫を必要とせずに、図1に示すように、外圧に強い楕円形状のトンネル合流部を構築することができる。
【0027】
〔第2実施形態〕
図7は本発明の第2の実施形態に係る一般セグメント6と連結セグメント9との接合部10の拡大図であり、図8は図7のVIII矢視断面図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
【0028】
本実施形態においては、図8に示すように、調節板71と調節板72の一端を接続するウェブ状の調節板77がさらに設けられ、全体として断面略C形に形成されている。H形鋼75は調節板71、72、75により囲まれ、断面略C形の中央部に配置されている。調節板77を設けることで、せん断強度が向上するため、せん断補強鉄筋を減らすことができる。
【0029】
なお、以上の実施形態においては、鉄骨としてH形鋼75を用いた場合について説明したが、任意の形状の鉄骨を用いることができる。
また、第2実施形態においては、全体として断面略C形の調節板を設けたが、本発明はこれに限らず、例えば調節板71と調節板72とを中央部で接続するウェブ状の調節板を設けてもよい。
【符号の説明】
【0030】
1 本線トンネル
2、6 一般セグメント
4 切削セグメント
5 支線トンネル
8 撤去用セグメント
9 連結セグメント
20 コンクリート
71、72、77 調節板
73、74、76 鋼板ジベル
75 H形鋼(鉄骨)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ほぼ平行に掘進される本線トンネル及び支線トンネルの覆工間の地中を掘削して空洞部を形成した後、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの上部の覆工セグメント間に連結セグメントを配置するとともに、前記本線トンネル及び前記支線トンネルの下部の覆工セグメント間に連結セグメントを配置し、
前記覆工セグメントと前記連結セグメントとの対向部において、
対向する一方のセグメントの端部から他方のセグメントの端部に向けて延在する鉄骨を設けるとともに、
前記他方のセグメントの端部から前記一方のセグメントの端部に向けて延在する調節板を設け、
前記調節板を前記鉄骨の周囲に配置し、
その後、前記鉄骨と前記調節板との間にコンクリートを打設することを特徴とするトンネルの構築方法。
【請求項2】
トンネル覆工の外周面に沿って第1の調節板を配置するとともに、トンネル覆工の内周面に沿って第2の調節板を配置し、
前記鉄骨を前記第1の調節板と前記第2の調節板との間に配置することを特徴とする請求項1に記載のトンネルの構築方法。
【請求項3】
前記調節板を断面略C字形に設け、
前記鉄骨を前記調節板の中央部に配置することを特徴とする請求項1に記載のトンネルの構築方法。

【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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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−74570(P2011−74570A)
【公開日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−223907(P2009−223907)
【出願日】平成21年9月29日(2009.9.29)
【出願人】(000195971)西松建設株式会社 (329)
【Fターム(参考)】