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及び連結セグメント９の対向する端面の間に、上側の端部の間隔が下側の端部の間隔よりも広くなるように隙間を設け、両セグメント６、９の間に、覆工セグメント６及び連結セグメント９の端面とそれぞれ平行な端部を有する調整板７３を落とし込み、その後、両セグメントの間にコンクリート２０を打設する。

【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及び前記連結セグメントの対向する端面の間に、上側の端部の間隔が下側の端部の間隔よりも広くなるように隙間を設け、両セグメントの間に、前記覆工セグメント及び前記連結セグメントの端面とそれぞれ平行な端部を有する調整板を落とし込み、その後、前記覆工セグメントと前記連結セグメント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、前記両セグメントの端面に上下方向に複数の溝を設け、前記調整板の端部を前記溝と係合させ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または２に記載のトンネルの構築方法であって、前記覆工セグメントと前記連結セグメントとを鉄筋で接続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。
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に接近してほぼ平行に掘進され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矢視図である。図５に示すように、一般セグメント６及び連結セグメント９の対向面は傾斜している。一般セグメント６と連結セグメント９とは、上側の端部の間隔が下側の端部の間隔よりも広くなっている。なお、上側の連結セグメント９では、トンネル外側が上側であるが、下側の連結セグメントでは、トンネル内側が上側となる。
【００２０】
また、一般セグメント６及び連結セグメント９の対向面には、図６に示すように、複数の溝７１、７２が上下方向に設けられている。各溝７１、７２の幅は一定であり、トンネルの長さ方向に一定間隔で設けられている。
【００２１】
一般セグメント６と連結セグメント９との対向面の間には、調整板７３が複数枚、配置されている。調整板７３は楔形の鋼板であり、調整板７３の上下２辺は平行である。調整板７３の非平行な２辺は、それぞれ一般セグメント６及び連結セグメント９の端面と平行であり、それぞれ溝７１、７２に嵌め込まれている。
【００２２】
また、一般セグメント６と連結セグメント９とは、対向する端部の下側部分が鉄筋７７により接続されている。
一般セグメント６と連結セグメント９との隙間には、調整板７３及び鉄筋７７のかぶり厚が充分となるようにコンクリート２０が打設される。
【００２３】
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、対向する端部のトンネル内側部分同士を鉄筋７７で接続する。次に、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、上方から調整板７３を溝７１、７２に落とし込む。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明において、トンネル長さ方向の誤差については、調整板７３を嵌めこむ溝７１、７２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、一般セグメント６と連結セグメント９との位置を幅方向にずらすとともに、調整板７３の位置を上下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、一般セグメント６と連結セグメント９との位置をずらすことにより調整することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
なお、以上の実施形態においては、１本の溝７１、７２に１枚の調整板７３を嵌め込むこととしたが、本発明はこれに限らず、１本の溝７１、７２に複数枚の調整板７３を嵌め込んでもよい。また、調整板７３の一般セグメント６の端面及び連結セグメント９の端面と平行な面に溝７１、７２の間隔と等しい間隔で複数の突条を設け、１枚の調整板７３の複数の突条を複数の溝７１、７２に嵌め込むこととしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
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溝
７３調整板
７７鉄筋

【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する端面の間に、上側の端部の間隔が下側の端部の間隔よりも広くなるように隙間を設け、
該隙間に、前記覆工セグメントの端面及び前記連結セグメントの端面とそれぞれ平行な両端部を有する調整板を落とし込み、
その後、前記覆工セグメントと前記連結セグメント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】
前記両セグメントの端面に上下方向に複数の溝を設け、
前記調整板の端部を前記溝と係合させ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】
前記覆工セグメントと前記連結セグメントとを鉄筋で接続することを特徴とする請求項１または２に記載のトンネルの構築方法。

【図１】