トンネル合流構造、およびトンネル合流構造の構築方法
【課題】トンネルの合流部を構築する場合において、十分な強度を有し応力伝達をスムーズに行うことができ、経済的なトンネル合流構造およびトンネル合流構造の構築方法を提供する。
【解決手段】本線シールド１とランプシールド１３との間に、上部梁５１を屋根とする連結部６３が設けられる。上部梁５１の梁外周部曲率５３は梁内周部曲率５５よりも小さいアーチ形状である。接合部９は、鋼板３、セグメント７に間にコンクリート５ａが打設され、端部にねじ鉄筋１１が埋設され、上部梁５１と接合される。本線シールド１とランプシールド１３とは、引張部材４３により接合される。
【解決手段】本線シールド１とランプシールド１３との間に、上部梁５１を屋根とする連結部６３が設けられる。上部梁５１の梁外周部曲率５３は梁内周部曲率５５よりも小さいアーチ形状である。接合部９は、鋼板３、セグメント７に間にコンクリート５ａが打設され、端部にねじ鉄筋１１が埋設され、上部梁５１と接合される。本線シールド１とランプシールド１３とは、引張部材４３により接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のトンネル間を連結して構築される、トンネル合流構造、およびトンネル合流部の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルの合流部を構築するためには、合流部の上方より開削してトンネル合流部を構築する方法が行われている。しかし、この方法では、合流部の上部に道路や構造物等があると、施工が制限されるという問題がある。これに対し、本線トンネルとランプトンネルなどの複数のトンネルをトンネル内部より連通し、トンネル合流部を構築する方法がある。
【０００３】
このようなトンネル合流部の構築方法としては、例えば、本線トンネルとランプ部トンネルとを環状にパイプルーフで連結し、パイプルーフで囲まれた部位を掘削し、パイプルーフの内側を覆工するトンネル合流部の構築方法がある（特許文献１）。また、一対のシールドトンネル間を掘削し、両トンネルを連通する連結部を設け、両トンネルおよび連結部の周囲にＰＣ鋼線を配置するトンネルの合流、分岐構造がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３５３２６４号公報
【特許文献２】特開２００５−６８８６１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、特許文献１のトンネル合流部の構築方法では、パイプルーフ上面には大きな土圧がかかるが、パイプルーフに用いられるパイプ径が小さいと連結部の強度が確保できないという問題がある。また、大径のパイプを使用すると、セグメントの主桁間を貫通させることができないという問題がある。また、合流部全長にパイプルーフを設ける必要があり、工数を要するという問題がある。
【０００５】
特許文献２のトンネルの合流、分岐構造では、連結部の上版に大きな土圧がかかるため、上版の厚みを確保する必要があるが、上版と接合されるセグメントの桁高さが上版に対して低すぎると、上版とセグメントの接合が困難であり、また接合部に大きな応力集中が生じるという問題がある。また、上版が大きすぎると、トンネル内からセグメントの主桁間を通過させることができないという問題がある。また、上版、底版との接合部には特殊なセグメントが必要となるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネルの合流部を構築する場合において、十分な強度を有し応力伝達をスムーズに行うことができ、経済的なトンネル合流構造およびトンネル合流構造の構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとの間の上部に設けられ、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁と、を具備し、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐことを特徴とするトンネル合流構造である。
【０００８】
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を更に具備してもよく、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記アーチ状の梁との接続部には鋼板が設けられ、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記鋼板との間には、コンクリートが打設されてもよい。
【０００９】
第１の発明によれば、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を屋根とする連結部を有するため、高いアーチ効果により上部からの土圧に耐えることができ、また、梁とセグメントとの接合部の厚みをセグメントの桁高さに合わせることができるため、接続部における応力伝達がスムーズとなり、応力集中部位が生じず、更に、接合部をセグメントリングとは別に設けるため、特殊なセグメントを使用する必要がなく、セグメントリングに力が働く部位のみの厚みを厚くすることができるため、セグメント全体の桁高を上げる必要もないため経済的であり、また、引張部材を有するため、アーチ状の梁に上部より加わる力によりトンネル間を広げようとする力に対向しうるトンネル合流構造を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設する第２のトンネルを構築する工程（ａ）と、前記第１のトンネル内部に第１の接合部を設ける工程（ｂ）と、前記第２のトンネル内部に第２の接合部を設ける工程（ｃ）と、前記第１の接合部と前記第２の接合部を連結する、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を設ける工程（ｄ）と、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐ工程（ｅ）と、を具備することを特徴とするトンネル合流構造の構築方法である。
【００１１】
前記第１の接合部を設ける工程（ｂ）は、前記第１のトンネル内面に第１の鋼板を設ける工程（ｆ）と、前記第１の鋼板と前記第１のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｇ）と、を具備してもよく、また、前記第２の接合部を設ける工程（ｃ）は、前記第２のトンネル内面に第２の鋼板を設ける工程（ｈ）と、前記第２の鋼板と前記第２のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｉ）と、を具備してもよい。
【００１２】
前記工程（ｇ）および／または前記工程（ｉ）でコンクリートを打設する際に、コンクリートにねじ鉄筋等を埋め込んでもよい。また、前記工程（ｄ）の後に、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を設ける工程（ｊ）を更に具備してもよい。また、前記アーチ状の梁を設ける工程（ｄ）で、前記アーチ状の梁の下方の前記第１のトンネルおよび／または前記第２のトンネルの内面に板部材を貼り付けてもよい。
【００１３】
第２の発明によれば、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を屋根とする連結部を有するため、コンパクトながら高いアーチ効果により上部からの土圧に耐えることができ、また、梁とセグメントとの接合部の厚みをセグメントの桁高さに合わせることができ、梁と接合部との接合が予め埋設されたねじ鉄筋等により行われるので、梁と接合部との接合が容易であり、接合部をセグメントリングとは別に設けるため、特殊なセグメントを使用する必要がなく、セグメントリングに力が働く部位の厚みを、鋼板によるサンドイッチ構造により厚くすることができるため、セグメント全体の桁高を上げる必要もなく経済的であり、また、梁の下方のトンネル内面に鉄板を貼り付けることで、トンネル外部よりトンネル内への土砂等の落下が防止できるため作業が容易であるトンネル合流構造の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トンネルの合流部を構築する場合において、十分な強度を有し応力伝達をスムーズに行うことができ、経済的なトンネル合流構造およびトンネル合流構造の構築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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図１０は、本実施の形態に係るトンネル合流構造の構築工程を示した図である。まず、図１に示すように、本線シールド１をシールド機で構築する。本線シールド１を構成するセグメント７には特殊なセグメント等の使用は不要であり、一般的な鋼製セグメントや合成セグメントが使用できる。
【００１６】
本線シールド１の上方内面には、一方の端部をやや上方へ傾け、上方へ向けた端部が、本線シールド１の略頂部近傍に位置するように、鋼材又は鉄筋４が設けられ、鋼材又は鉄筋４の内面には鋼板３が設けられる。鋼材又は鉄筋４、及び鋼板３は、後述するランプシールドが設けられる側を上方へ向け、本線シールド１を構成するセグメント７へ直接溶接等により接合される。
【００１７】
次に、図２（ａ）に示すように、鋼板３と本線シールド１との間にコンクリート５ａを打設する。コンクリート５ａの打設には、鋼板３が型枠として利用され、鋼板３が接合された範囲のセグメント７内にもコンクリート５ａが打設される。従って、この範囲は、図示しないセグメント３１の鋼製のスキンプレートと鋼板３により、コンクリート５ａが挟まれた構造となる。
【００１８】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図である。コンクリート５ａの打設の際には、図２（ｂ）に示すように、鋼材又は鉄筋４の上方に向けられた側の端部近傍に一対のねじ鉄筋１１ａ、１１ｂが埋設される。ねじ鉄筋１１ａは、鋼板３の上部のコンクリート５ａに埋設される。ねじ鉄筋１１ｂは鋼材又は鉄筋４の端部と接合され、コンクリート５ａに埋設される。
【００１９】
ねじ鉄筋１１ａ、１１ｂ共に、端部はコンクリート５ａから突出しており、それぞれ後述するアーチ部材との接合方向へ向けられる。セグメント７、鋼板３、鋼材又は鉄筋４、コンクリート５ａおよびねじ鉄筋１１ａ、１１ｂにより構成される部分が、後述する上部梁との接合部９となる。接合部９は、セグメント７と鋼板３で挟まれたほぼ中央付近が最も厚い構造となる。
【００２０】
次に、図３（ａ）に示すように、本線シールド１の側方にランプシールド１３を併設する。ランプシールド１３はシールド機により本線シールド１と同一の軸方向へ設けられる。なお、ランプシールド１３を構成するセグメントも、本線シールド１と同様に、通常の鋼製セグメントや合成セグメントが使用できる。
【００２１】
ランプシールド１３の上方内面には、本線シールド１と同様に、鋼板１５、鋼材又は鉄筋１６が本線シールド１側をやや上方へ傾けて、上方へ向けた端部がランプシールド１３の略頂点近傍に位置するように設けられる。鋼板１５及び、鋼材又は鉄筋１６はランプシールド１３を構成するセグメントへ直接溶接等により接合される。鋼板１５及び、鋼材又は鉄筋１６とランプシールド１３との間には、本線シールド１と同様に、鋼板１５を型枠としてコンクリート５ｂが打設される。
【００２２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ部拡大図である。図３（ｂ）に示すように、本線シールド１と同様に、鋼材又は鉄筋１６の本線シールド１側の端部には、一対のねじ鉄筋１１ｃ、１１ｄが埋設される。本線シールド１と同様に鋼板１５、鋼材又は鉄筋１６、コンクリート５ｂおよびねじ鉄筋１１ｃ、１１ｄにより構成される部分が、後述する上部梁との接合部１７となる。接合部１７は、セグメント７と鋼板１５で挟まれたほぼ中央付近が最も厚い構造となる。なお、以後の説明において、本線シールド１と同様の構成、工程については、ランプシールド１３側の詳細な説明は省略する。
【００２３】
本線シールド１、ランプシールド１３の周囲の地盤が透水層である場合には、予め本線シールド１、ランプシールド１３内部より対象部位の地盤に止水薬注１９を施す。図３は、例として本線シールド１、ランプシールド１３の下部に図示しない不透水層へ到達するように止水薬注１９ａ、１９ｂを設け、本線シールド１、ランプシールド１３の外側に止水薬注１９ｃ、１９ｄを設けた状態を示し、本線シールド１、ランプシールド１３の上方が透水層である場合には、更に上方の地盤にも止水薬注１９eを設ける事ができる。なお、以後の図面において、止水薬注１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの図示は省略する。
【００２４】
次に、図４に示すように、本線シールド１とランプシールド１３の間の上方の地盤を、後述する上部梁５１の形状に対応したアーチ形状に掘削する。掘削は、本線シールド１およびランプシールド１３の掘削部に該当する部位のセグメント７の図示しないスキンプレートを撤去し、各シールド内部より行う。この際、鋼板３と隣接する部分の本線シールド１の内面には鉄板２１が貼り付けられる。鉄板２１により、掘削部から本線シールド１内への土砂等の落下を防ぐことができる。なお、ランプシールド１３も同様に、鋼板１５と隣接する部分の内面に鉄板２２が貼り付けられる。
【００２５】
本線シールド１内部には、仮壁２５が設けられる。仮壁２５は本線シールド１の工事作業場２７とその他部位を仕切るためのものである。仮壁２５および鉄板２１により、本線シールド１内の工事作業場２７以外のスペースは別途他の工事を進めることができ、また、既に舗装工事等が行われている場合には、車両の通行などを行いながらトンネル合流部の工事を進めることができる。なお、必要に応じて、ランプシールド１３内にも仮壁２５を設けても良い。
【００２６】
本線シールド１とランプシールド１３との間の掘削した空間の下部には、仮底版２３が設けられる。仮底版２３は、本線シールド１、ランプシールド１３との間の上部梁設置工事を行う際の作業用の床として利用されると共に、本線シールド１とランプシールド１３が、外方からの土圧により内方へ寄ってくるのを防ぐ機能も有する。
【００２７】
次に図５（ａ）に示すように、上部アーチ部２９を設ける。上部アーチ部２９は、アーチ状の鉄板および鉄鋼等で構成されており、掘削した上面に沿って設けられる。上部アーチ部２９の構築の際は必要に応じて支保工３５が用いられ、図示しない作業足場が別途設けられる。
【００２８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ部拡大図である。図５（ｂ）に示すように、上部アーチ部２９の端部にはねじ３１が設けられており、ねじ３１とねじ鉄筋７１１とが継手３９により接合される。即ち、上部アーチ部２９は本線シールド１と接合される。なお、前述した通り、ねじ鉄筋１１ａは上部アーチ部２９との接合方向へ向けて、コンクリート５ａへ予め埋設されている。
【００２９】
また、上部アーチ部２９は本線シールド１との接合方法と同様に、ランプシールド１３とも接合される。従って、上部アーチ部２９は、両端を本線シールド１およびランプシールド１３と接合され、アーチ状に設けられる。上部アーチ部２９の背面（地盤との隙間）には、充填材３７が充填される。充填材３７は、例えばモルタルやコンクリートが使用できる。
【００３０】
次に、図６に示すように下部アーチ部４５および引張部材４３が設けられる。下部アーチ部４５も上部アーチ部２９と同様に、アーチ状の鉄板および鉄鋼等で構成されているが、上部アーチ部２９よりもやや大きな曲率を有する。下部アーチ部４５は、上部アーチ部２９の下部（内面方向）に、上部アーチ部２９と間隔をおいて設けられ、上部アーチ部２９と鉄筋４９により接合される。この際、支保工３５の一部は、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５を接続する鉄筋４９としても利用することができる。なお、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５の曲率については、後述する。
【００３１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ部拡大図である。図６（ｂ）に示すように下部アーチ部４５の端部には、ねじ４７が設けられており、ねじ４７とねじ鉄筋１１ｂとが継手３９により接合される。即ち、下部アーチ部４５は本線シールド１と接合される。なお、前述した通り、ねじ鉄筋１１ｂは下部アーチ部４５との接合方向へ向けて、コンクリート５ａへ予め埋設されている。
【００３２】
また、下部アーチ部４５は本線シールド１との接合方法と同様に、ランプシールド１３とも接合される。従って、下部アーチ部４５は、両端を本線シールド１およびランプシールド１３と接合され、アーチ状に設けられる。
【００３３】
引張部材４３は、本線シールド１およびランプシールド１３を接合する。図６（ｂ）に示すように、引張部材４３の端部には、ジョイント４１が設けられる。ジョイント４１は、一方の端部が引張部材４３と接合され、他方が本線シールド１を構成するセグメント７に接合される。引張部材４３の他方の端部は、本線シールド１との接合方法と同様にランプシールド１３と接合される。引張部材４３によれば、後述するアーチ状の上部梁５１への上部からの土圧により、本線シールド１およびランプシールド１３が外方へ押出される力を拘束することができる。引張部材４３の材質は特定しないが例えば鉄骨、鉄筋、ＰＣ鋼線等が使用できる。
【００３４】
次に、図７（ａ）に示すように、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５との間にコンクリート５ｃを打設する。コンクリート５ｃの打設の際は、上部アーチ部２９、下部アーチ部４５は、型枠としての機能を有する。以後、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５との間にコンクリート５ｃを打設して構築した構造体を、上部梁５１と呼ぶ。
【００３５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ部拡大図である。図７（ｂ）に示すように、上部梁５１の外周部および内周部の曲率である、梁外周部曲率５３、梁内周部曲率５５は、それぞれ、上部アーチ部２９、下部アーチ部４５の曲率となる。ここで、上部梁５１の梁外周部曲率５３は、梁内周部曲率５５よりも小さい。従って、上部梁５１は、上部梁５１の中央付近の厚みが厚く、端部に行くにつれて薄くなる形状となる。
【００３６】
上部梁５１を前述したような形状とした理由は、以下の通りである。アーチ形状の上部梁５１は、アーチ高さを高くすることにより、より高いアーチ形状による効果を得ることができ、上部からの土圧に対して、高い強度を得ることができる。また、上部からの土圧を受けて最も大きな曲げモーメントを受ける部位である、上部梁５１の略中央部分の厚さを厚くすることで、より高い強度を得ることができる。
【００３７】
しかし、上部梁５１全体を厚くし、アーチ高さを高くすると、上部梁５１が大型化し、施工が困難となり、コスト的にも不利である。また、上部梁５１と接合される、例えば本線シールド１の接合部９の厚さは、本線シールド１を構成するセグメント７の厚さにより決定される。しかし、上部梁５１の厚さとセグメント７の厚さ（本線シールド１の接合部９の厚さ）とが大きく異なると、上部梁５１が受けた力が、本線シールド１へスムーズに伝達されず、接合部９近傍で応力集中が生じる恐れがある。従って、上部梁５１の厚さとセグメント７の厚さはできるだけ等しいことが望ましい。しかし、必要以上に厚さのあるセグメント７の使用や、厚さの異なる特殊なセグメントの使用は、経済上の問題がある。
【００３８】
そこで、上部梁５１の梁外周部曲率５３を梁内周部曲率５５よりも小さくすることで、最も力を受ける上部梁５１の中央付近の厚さを確保すると共に、上部梁５１の厚さ方向の中立線で決定されるアーチ高さを確保することができ、また、上部梁５１の端部がセグメント７と略同一厚さとすることができるため、接続部９における応力集中を抑制し、特殊なセグメントや必要以上に厚さのあるセグメントを使用することなく、強度を確保することが可能となる。
【００３９】
次に、図８に示すように、仮底版２３、支保工３５を撤去し、本線シールド１とランプシールド１３の間の下方の地盤を、後述する下部梁５９の形状に対応した形状に掘削する。掘削は、本線シールド１およびランプシールド１３の掘削部に該当する部位のセグメント７の図示しないスキンプレートを撤去し、各シールド内部より行う。
【００４０】
次に、図９に示すように、掘削した本線シールド１とランプシールド１３の間の下方に、下部梁５９を設ける。下部梁５９は、鉄筋５７を設けた後にコンクリート５ｄを打設して構築される。なお、下部梁５９は通常の鉄筋コンクリートにより構成されるが、上部梁５１と同様の構成としても良い。この場合は、上部梁５１を構成する上部アーチ部２９、下部アーチ部４５等の上下関係を逆転させればよい。下部梁５９が構築された後、本線シールド１、ランプシールド１３の外部掘削した範囲（図中Ｄ部）に該当するセグメントを撤去する。
【００４１】
図１０は、前述した図９におけるＤ部のセグメントおよび、仮壁２５を撤去し、必要に応じて舗装６１が施工された状態を示す図である。本線シールド１とランプシールド１３は、上部梁５１を屋根とする連結部６３で連通され、トンネルの合流構造が構築される。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態に係るトンネル合流構造の構築方法によれば、トンネル合流部である連結部６３の屋根はアーチ状の上部梁５１であるため、上方からの大きな土圧に対しても対向することができ、強度的に安定したトンネル合流構造を容易に構築することができる。
【００４３】
また、上部梁５１の梁外周部曲率５３は梁内周部曲率５５よりも小さいため、最も力を受ける上部梁５１の中央付近の厚さを確保することができる。このため、上部梁５１は大きな強度を確保することができる。また、上部梁５１のアーチ高さは、上部梁５１の厚さ方向の中立線で決定されるため、梁外周部曲率５３を小さくすることで、一定厚みの梁形状よりも実質的に高いアーチ高さを確保することができ、より大きなアーチ形状による強度向上の効果を得ることができる。
【００４４】
また、上部梁５１の端部がセグメント７と略同一厚さとすることができるため、接続部９における応力集中を抑制し、特殊なセグメントや必要以上に厚さのあるセグメントを使用することなく、強度を確保することができる。また、上部梁５１と接続される接続部９、１７は、セグメント７と鋼板３、１５とでコンクリート５ａ、５ｂを挟み込んだ構造であるため、大きな強度を確保することができる。更に、接続部９、１７は、上部梁５１からの力により最も大きなモーメントを受ける、接続部９、１７の中央部付近の厚さが厚いため、セグメントの厚さを変更することなく、十分な強度を得ることができる。
【００４５】
また、引張部材４３により、上部梁５１が上方より受ける土圧によって本線シールド１、ランプシールド１３が外方へ押出される力に対向し、トンネルを拘束することができる。
【００４６】
また、接合部９、１７は、上部梁５１との接合のためにねじ鉄筋１１等が埋設され、継手３９によって接合されるため、接合が簡便であり、また、高い位置精度などが要求されず、効率よく施工することができる。
【００４７】
また、上部梁５１下方のシールド内面に鉄板２１、２２を貼り付けるため、シールド外部の掘削作業等による土砂が、シールド内へ落下することが防止できる。上部梁５１に使用される、上部アーチ部２９および下部アーチ部４５や、接続部９、１７に使用される鋼板３、１５は、強度部材としての機能を有すると共に、コンクリート５ａ、５ｂを打設する際の型枠としても使用されるため、高い施工効率を得ることができる。
【００４８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４９】
例えば、本実施の形態では、上方から下方に向かってトンネル合流構造の構築を行っているが、地盤によっては、下方から上方に向けて、本実施の形態とは逆の手順で施工を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本線シールド１に鋼板３、鋼材又は鉄筋４を設けた状態を示す図。
【図２】本線シールド１と鋼板３との間にコンクリート５ａを打設した状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図３】本線シールド１にランプシールド１３を併設した状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＢ部拡大図。
【図４】本線シールド１とランプシールド１３との間の上部を掘削した状態を示す図。
【図５】本線シールド１とランプシールド１３との間の上部に上部アーチ部２９を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図６】上部アーチ部２９の下部に下部アーチ部４５を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図７】上部アーチ部２９と下部アーチ部４５の間にコンクリート５ｃを打設して上部梁５１を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＣ部拡大図。
【図８】本線シールド１とランプシールド１３との間を掘削した状態を示す図。
【図９】本線シールド１とランプシールド１３との間の下部に下部梁５９を設けた状態を示す図。
【図１０】本線シールド１とランプシールド１３との間のセグメントを撤去し、連結部６３によって、本線シールド１とランプシールド１３とがつなげられた状態を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１………本線シールド
３………鋼板
４………鋼材又は鉄筋
５………コンクリート
７………セグメント
９………接合部
１１………ねじ鉄筋
１３………ランプシールド
１５………鋼板
１６………鋼材又は鉄筋
１７………接合部
１９………止水薬注
２１、２２………鉄板
２３………仮底版
２５………仮壁
２７………工事作業場
２９………上部アーチ部
３１………ねじ
３５………支保工
３７………充填材
３９………継手
４１………ジョイント
４３………引張部材
４５………下部アーチ部
４７………ねじ
４９………鉄筋
５１………上部梁
５３………梁外周部曲率
５５………梁内周部曲率
５７………鉄筋
５９………下部梁
６１………舗装
６３………連結部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のトンネル間を連結して構築される、トンネル合流構造、およびトンネル合流部の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルの合流部を構築するためには、合流部の上方より開削してトンネル合流部を構築する方法が行われている。しかし、この方法では、合流部の上部に道路や構造物等があると、施工が制限されるという問題がある。これに対し、本線トンネルとランプトンネルなどの複数のトンネルをトンネル内部より連通し、トンネル合流部を構築する方法がある。
【０００３】
このようなトンネル合流部の構築方法としては、例えば、本線トンネルとランプ部トンネルとを環状にパイプルーフで連結し、パイプルーフで囲まれた部位を掘削し、パイプルーフの内側を覆工するトンネル合流部の構築方法がある（特許文献１）。また、一対のシールドトンネル間を掘削し、両トンネルを連通する連結部を設け、両トンネルおよび連結部の周囲にＰＣ鋼線を配置するトンネルの合流、分岐構造がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３５３２６４号公報
【特許文献２】特開２００５−６８８６１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、特許文献１のトンネル合流部の構築方法では、パイプルーフ上面には大きな土圧がかかるが、パイプルーフに用いられるパイプ径が小さいと連結部の強度が確保できないという問題がある。また、大径のパイプを使用すると、セグメントの主桁間を貫通させることができないという問題がある。また、合流部全長にパイプルーフを設ける必要があり、工数を要するという問題がある。
【０００５】
特許文献２のトンネルの合流、分岐構造では、連結部の上版に大きな土圧がかかるため、上版の厚みを確保する必要があるが、上版と接合されるセグメントの桁高さが上版に対して低すぎると、上版とセグメントの接合が困難であり、また接合部に大きな応力集中が生じるという問題がある。また、上版が大きすぎると、トンネル内からセグメントの主桁間を通過させることができないという問題がある。また、上版、底版との接合部には特殊なセグメントが必要となるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネルの合流部を構築する場合において、十分な強度を有し応力伝達をスムーズに行うことができ、経済的なトンネル合流構造およびトンネル合流構造の構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとの間の上部に設けられ、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁と、を具備し、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐことを特徴とするトンネル合流構造である。
【０００８】
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を更に具備してもよく、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記アーチ状の梁との接続部には鋼板が設けられ、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記鋼板との間には、コンクリートが打設されてもよい。
【０００９】
第１の発明によれば、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を屋根とする連結部を有するため、高いアーチ効果により上部からの土圧に耐えることができ、また、梁とセグメントとの接合部の厚みをセグメントの桁高さに合わせることができるため、接続部における応力伝達がスムーズとなり、応力集中部位が生じず、更に、接合部をセグメントリングとは別に設けるため、特殊なセグメントを使用する必要がなく、セグメントリングに力が働く部位のみの厚みを厚くすることができるため、セグメント全体の桁高を上げる必要もないため経済的であり、また、引張部材を有するため、アーチ状の梁に上部より加わる力によりトンネル間を広げようとする力に対向しうるトンネル合流構造を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設する第２のトンネルを構築する工程（ａ）と、前記第１のトンネル内部に第１の接合部を設ける工程（ｂ）と、前記第２のトンネル内部に第２の接合部を設ける工程（ｃ）と、前記第１の接合部と前記第２の接合部を連結する、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を設ける工程（ｄ）と、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐ工程（ｅ）と、を具備することを特徴とするトンネル合流構造の構築方法である。
【００１１】
前記第１の接合部を設ける工程（ｂ）は、前記第１のトンネル内面に第１の鋼板を設ける工程（ｆ）と、前記第１の鋼板と前記第１のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｇ）と、を具備してもよく、また、前記第２の接合部を設ける工程（ｃ）は、前記第２のトンネル内面に第２の鋼板を設ける工程（ｈ）と、前記第２の鋼板と前記第２のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｉ）と、を具備してもよい。
【００１２】
前記工程（ｇ）および／または前記工程（ｉ）でコンクリートを打設する際に、コンクリートにねじ鉄筋等を埋め込んでもよい。また、前記工程（ｄ）の後に、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を設ける工程（ｊ）を更に具備してもよい。また、前記アーチ状の梁を設ける工程（ｄ）で、前記アーチ状の梁の下方の前記第１のトンネルおよび／または前記第２のトンネルの内面に板部材を貼り付けてもよい。
【００１３】
第２の発明によれば、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を屋根とする連結部を有するため、コンパクトながら高いアーチ効果により上部からの土圧に耐えることができ、また、梁とセグメントとの接合部の厚みをセグメントの桁高さに合わせることができ、梁と接合部との接合が予め埋設されたねじ鉄筋等により行われるので、梁と接合部との接合が容易であり、接合部をセグメントリングとは別に設けるため、特殊なセグメントを使用する必要がなく、セグメントリングに力が働く部位の厚みを、鋼板によるサンドイッチ構造により厚くすることができるため、セグメント全体の桁高を上げる必要もなく経済的であり、また、梁の下方のトンネル内面に鉄板を貼り付けることで、トンネル外部よりトンネル内への土砂等の落下が防止できるため作業が容易であるトンネル合流構造の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トンネルの合流部を構築する場合において、十分な強度を有し応力伝達をスムーズに行うことができ、経済的なトンネル合流構造およびトンネル合流構造の構築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】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図１０は、本実施の形態に係るトンネル合流構造の構築工程を示した図である。まず、図１に示すように、本線シールド１をシールド機で構築する。本線シールド１を構成するセグメント７には特殊なセグメント等の使用は不要であり、一般的な鋼製セグメントや合成セグメントが使用できる。
【００１６】
本線シールド１の上方内面には、一方の端部をやや上方へ傾け、上方へ向けた端部が、本線シールド１の略頂部近傍に位置するように、鋼材又は鉄筋４が設けられ、鋼材又は鉄筋４の内面には鋼板３が設けられる。鋼材又は鉄筋４、及び鋼板３は、後述するランプシールドが設けられる側を上方へ向け、本線シールド１を構成するセグメント７へ直接溶接等により接合される。
【００１７】
次に、図２（ａ）に示すように、鋼板３と本線シールド１との間にコンクリート５ａを打設する。コンクリート５ａの打設には、鋼板３が型枠として利用され、鋼板３が接合された範囲のセグメント７内にもコンクリート５ａが打設される。従って、この範囲は、図示しないセグメント３１の鋼製のスキンプレートと鋼板３により、コンクリート５ａが挟まれた構造となる。
【００１８】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図である。コンクリート５ａの打設の際には、図２（ｂ）に示すように、鋼材又は鉄筋４の上方に向けられた側の端部近傍に一対のねじ鉄筋１１ａ、１１ｂが埋設される。ねじ鉄筋１１ａは、鋼板３の上部のコンクリート５ａに埋設される。ねじ鉄筋１１ｂは鋼材又は鉄筋４の端部と接合され、コンクリート５ａに埋設される。
【００１９】
ねじ鉄筋１１ａ、１１ｂ共に、端部はコンクリート５ａから突出しており、それぞれ後述するアーチ部材との接合方向へ向けられる。セグメント７、鋼板３、鋼材又は鉄筋４、コンクリート５ａおよびねじ鉄筋１１ａ、１１ｂにより構成される部分が、後述する上部梁との接合部９となる。接合部９は、セグメント７と鋼板３で挟まれたほぼ中央付近が最も厚い構造となる。
【００２０】
次に、図３（ａ）に示すように、本線シールド１の側方にランプシールド１３を併設する。ランプシールド１３はシールド機により本線シールド１と同一の軸方向へ設けられる。なお、ランプシールド１３を構成するセグメントも、本線シールド１と同様に、通常の鋼製セグメントや合成セグメントが使用できる。
【００２１】
ランプシールド１３の上方内面には、本線シールド１と同様に、鋼板１５、鋼材又は鉄筋１６が本線シールド１側をやや上方へ傾けて、上方へ向けた端部がランプシールド１３の略頂点近傍に位置するように設けられる。鋼板１５及び、鋼材又は鉄筋１６はランプシールド１３を構成するセグメントへ直接溶接等により接合される。鋼板１５及び、鋼材又は鉄筋１６とランプシールド１３との間には、本線シールド１と同様に、鋼板１５を型枠としてコンクリート５ｂが打設される。
【００２２】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ部拡大図である。図３（ｂ）に示すように、本線シールド１と同様に、鋼材又は鉄筋１６の本線シールド１側の端部には、一対のねじ鉄筋１１ｃ、１１ｄが埋設される。本線シールド１と同様に鋼板１５、鋼材又は鉄筋１６、コンクリート５ｂおよびねじ鉄筋１１ｃ、１１ｄにより構成される部分が、後述する上部梁との接合部１７となる。接合部１７は、セグメント７と鋼板１５で挟まれたほぼ中央付近が最も厚い構造となる。なお、以後の説明において、本線シールド１と同様の構成、工程については、ランプシールド１３側の詳細な説明は省略する。
【００２３】
本線シールド１、ランプシールド１３の周囲の地盤が透水層である場合には、予め本線シールド１、ランプシールド１３内部より対象部位の地盤に止水薬注１９を施す。図３は、例として本線シールド１、ランプシールド１３の下部に図示しない不透水層へ到達するように止水薬注１９ａ、１９ｂを設け、本線シールド１、ランプシールド１３の外側に止水薬注１９ｃ、１９ｄを設けた状態を示し、本線シールド１、ランプシールド１３の上方が透水層である場合には、更に上方の地盤にも止水薬注１９eを設ける事ができる。なお、以後の図面において、止水薬注１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅの図示は省略する。
【００２４】
次に、図４に示すように、本線シールド１とランプシールド１３の間の上方の地盤を、後述する上部梁５１の形状に対応したアーチ形状に掘削する。掘削は、本線シールド１およびランプシールド１３の掘削部に該当する部位のセグメント７の図示しないスキンプレートを撤去し、各シールド内部より行う。この際、鋼板３と隣接する部分の本線シールド１の内面には鉄板２１が貼り付けられる。鉄板２１により、掘削部から本線シールド１内への土砂等の落下を防ぐことができる。なお、ランプシールド１３も同様に、鋼板１５と隣接する部分の内面に鉄板２２が貼り付けられる。
【００２５】
本線シールド１内部には、仮壁２５が設けられる。仮壁２５は本線シールド１の工事作業場２７とその他部位を仕切るためのものである。仮壁２５および鉄板２１により、本線シールド１内の工事作業場２７以外のスペースは別途他の工事を進めることができ、また、既に舗装工事等が行われている場合には、車両の通行などを行いながらトンネル合流部の工事を進めることができる。なお、必要に応じて、ランプシールド１３内にも仮壁２５を設けても良い。
【００２６】
本線シールド１とランプシールド１３との間の掘削した空間の下部には、仮底版２３が設けられる。仮底版２３は、本線シールド１、ランプシールド１３との間の上部梁設置工事を行う際の作業用の床として利用されると共に、本線シールド１とランプシールド１３が、外方からの土圧により内方へ寄ってくるのを防ぐ機能も有する。
【００２７】
次に図５（ａ）に示すように、上部アーチ部２９を設ける。上部アーチ部２９は、アーチ状の鉄板および鉄鋼等で構成されており、掘削した上面に沿って設けられる。上部アーチ部２９の構築の際は必要に応じて支保工３５が用いられ、図示しない作業足場が別途設けられる。
【００２８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ部拡大図である。図５（ｂ）に示すように、上部アーチ部２９の端部にはねじ３１が設けられており、ねじ３１とねじ鉄筋７１１とが継手３９により接合される。即ち、上部アーチ部２９は本線シールド１と接合される。なお、前述した通り、ねじ鉄筋１１ａは上部アーチ部２９との接合方向へ向けて、コンクリート５ａへ予め埋設されている。
【００２９】
また、上部アーチ部２９は本線シールド１との接合方法と同様に、ランプシールド１３とも接合される。従って、上部アーチ部２９は、両端を本線シールド１およびランプシールド１３と接合され、アーチ状に設けられる。上部アーチ部２９の背面（地盤との隙間）には、充填材３７が充填される。充填材３７は、例えばモルタルやコンクリートが使用できる。
【００３０】
次に、図６に示すように下部アーチ部４５および引張部材４３が設けられる。下部アーチ部４５も上部アーチ部２９と同様に、アーチ状の鉄板および鉄鋼等で構成されているが、上部アーチ部２９よりもやや大きな曲率を有する。下部アーチ部４５は、上部アーチ部２９の下部（内面方向）に、上部アーチ部２９と間隔をおいて設けられ、上部アーチ部２９と鉄筋４９により接合される。この際、支保工３５の一部は、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５を接続する鉄筋４９としても利用することができる。なお、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５の曲率については、後述する。
【００３１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ部拡大図である。図６（ｂ）に示すように下部アーチ部４５の端部には、ねじ４７が設けられており、ねじ４７とねじ鉄筋１１ｂとが継手３９により接合される。即ち、下部アーチ部４５は本線シールド１と接合される。なお、前述した通り、ねじ鉄筋１１ｂは下部アーチ部４５との接合方向へ向けて、コンクリート５ａへ予め埋設されている。
【００３２】
また、下部アーチ部４５は本線シールド１との接合方法と同様に、ランプシールド１３とも接合される。従って、下部アーチ部４５は、両端を本線シールド１およびランプシールド１３と接合され、アーチ状に設けられる。
【００３３】
引張部材４３は、本線シールド１およびランプシールド１３を接合する。図６（ｂ）に示すように、引張部材４３の端部には、ジョイント４１が設けられる。ジョイント４１は、一方の端部が引張部材４３と接合され、他方が本線シールド１を構成するセグメント７に接合される。引張部材４３の他方の端部は、本線シールド１との接合方法と同様にランプシールド１３と接合される。引張部材４３によれば、後述するアーチ状の上部梁５１への上部からの土圧により、本線シールド１およびランプシールド１３が外方へ押出される力を拘束することができる。引張部材４３の材質は特定しないが例えば鉄骨、鉄筋、ＰＣ鋼線等が使用できる。
【００３４】
次に、図７（ａ）に示すように、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５との間にコンクリート５ｃを打設する。コンクリート５ｃの打設の際は、上部アーチ部２９、下部アーチ部４５は、型枠としての機能を有する。以後、上部アーチ部２９と下部アーチ部４５との間にコンクリート５ｃを打設して構築した構造体を、上部梁５１と呼ぶ。
【００３５】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ部拡大図である。図７（ｂ）に示すように、上部梁５１の外周部および内周部の曲率である、梁外周部曲率５３、梁内周部曲率５５は、それぞれ、上部アーチ部２９、下部アーチ部４５の曲率となる。ここで、上部梁５１の梁外周部曲率５３は、梁内周部曲率５５よりも小さい。従って、上部梁５１は、上部梁５１の中央付近の厚みが厚く、端部に行くにつれて薄くなる形状となる。
【００３６】
上部梁５１を前述したような形状とした理由は、以下の通りである。アーチ形状の上部梁５１は、アーチ高さを高くすることにより、より高いアーチ形状による効果を得ることができ、上部からの土圧に対して、高い強度を得ることができる。また、上部からの土圧を受けて最も大きな曲げモーメントを受ける部位である、上部梁５１の略中央部分の厚さを厚くすることで、より高い強度を得ることができる。
【００３７】
しかし、上部梁５１全体を厚くし、アーチ高さを高くすると、上部梁５１が大型化し、施工が困難となり、コスト的にも不利である。また、上部梁５１と接合される、例えば本線シールド１の接合部９の厚さは、本線シールド１を構成するセグメント７の厚さにより決定される。しかし、上部梁５１の厚さとセグメント７の厚さ（本線シールド１の接合部９の厚さ）とが大きく異なると、上部梁５１が受けた力が、本線シールド１へスムーズに伝達されず、接合部９近傍で応力集中が生じる恐れがある。従って、上部梁５１の厚さとセグメント７の厚さはできるだけ等しいことが望ましい。しかし、必要以上に厚さのあるセグメント７の使用や、厚さの異なる特殊なセグメントの使用は、経済上の問題がある。
【００３８】
そこで、上部梁５１の梁外周部曲率５３を梁内周部曲率５５よりも小さくすることで、最も力を受ける上部梁５１の中央付近の厚さを確保すると共に、上部梁５１の厚さ方向の中立線で決定されるアーチ高さを確保することができ、また、上部梁５１の端部がセグメント７と略同一厚さとすることができるため、接続部９における応力集中を抑制し、特殊なセグメントや必要以上に厚さのあるセグメントを使用することなく、強度を確保することが可能となる。
【００３９】
次に、図８に示すように、仮底版２３、支保工３５を撤去し、本線シールド１とランプシールド１３の間の下方の地盤を、後述する下部梁５９の形状に対応した形状に掘削する。掘削は、本線シールド１およびランプシールド１３の掘削部に該当する部位のセグメント７の図示しないスキンプレートを撤去し、各シールド内部より行う。
【００４０】
次に、図９に示すように、掘削した本線シールド１とランプシールド１３の間の下方に、下部梁５９を設ける。下部梁５９は、鉄筋５７を設けた後にコンクリート５ｄを打設して構築される。なお、下部梁５９は通常の鉄筋コンクリートにより構成されるが、上部梁５１と同様の構成としても良い。この場合は、上部梁５１を構成する上部アーチ部２９、下部アーチ部４５等の上下関係を逆転させればよい。下部梁５９が構築された後、本線シールド１、ランプシールド１３の外部掘削した範囲（図中Ｄ部）に該当するセグメントを撤去する。
【００４１】
図１０は、前述した図９におけるＤ部のセグメントおよび、仮壁２５を撤去し、必要に応じて舗装６１が施工された状態を示す図である。本線シールド１とランプシールド１３は、上部梁５１を屋根とする連結部６３で連通され、トンネルの合流構造が構築される。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態に係るトンネル合流構造の構築方法によれば、トンネル合流部である連結部６３の屋根はアーチ状の上部梁５１であるため、上方からの大きな土圧に対しても対向することができ、強度的に安定したトンネル合流構造を容易に構築することができる。
【００４３】
また、上部梁５１の梁外周部曲率５３は梁内周部曲率５５よりも小さいため、最も力を受ける上部梁５１の中央付近の厚さを確保することができる。このため、上部梁５１は大きな強度を確保することができる。また、上部梁５１のアーチ高さは、上部梁５１の厚さ方向の中立線で決定されるため、梁外周部曲率５３を小さくすることで、一定厚みの梁形状よりも実質的に高いアーチ高さを確保することができ、より大きなアーチ形状による強度向上の効果を得ることができる。
【００４４】
また、上部梁５１の端部がセグメント７と略同一厚さとすることができるため、接続部９における応力集中を抑制し、特殊なセグメントや必要以上に厚さのあるセグメントを使用することなく、強度を確保することができる。また、上部梁５１と接続される接続部９、１７は、セグメント７と鋼板３、１５とでコンクリート５ａ、５ｂを挟み込んだ構造であるため、大きな強度を確保することができる。更に、接続部９、１７は、上部梁５１からの力により最も大きなモーメントを受ける、接続部９、１７の中央部付近の厚さが厚いため、セグメントの厚さを変更することなく、十分な強度を得ることができる。
【００４５】
また、引張部材４３により、上部梁５１が上方より受ける土圧によって本線シールド１、ランプシールド１３が外方へ押出される力に対向し、トンネルを拘束することができる。
【００４６】
また、接合部９、１７は、上部梁５１との接合のためにねじ鉄筋１１等が埋設され、継手３９によって接合されるため、接合が簡便であり、また、高い位置精度などが要求されず、効率よく施工することができる。
【００４７】
また、上部梁５１下方のシールド内面に鉄板２１、２２を貼り付けるため、シールド外部の掘削作業等による土砂が、シールド内へ落下することが防止できる。上部梁５１に使用される、上部アーチ部２９および下部アーチ部４５や、接続部９、１７に使用される鋼板３、１５は、強度部材としての機能を有すると共に、コンクリート５ａ、５ｂを打設する際の型枠としても使用されるため、高い施工効率を得ることができる。
【００４８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４９】
例えば、本実施の形態では、上方から下方に向かってトンネル合流構造の構築を行っているが、地盤によっては、下方から上方に向けて、本実施の形態とは逆の手順で施工を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本線シールド１に鋼板３、鋼材又は鉄筋４を設けた状態を示す図。
【図２】本線シールド１と鋼板３との間にコンクリート５ａを打設した状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図３】本線シールド１にランプシールド１３を併設した状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＢ部拡大図。
【図４】本線シールド１とランプシールド１３との間の上部を掘削した状態を示す図。
【図５】本線シールド１とランプシールド１３との間の上部に上部アーチ部２９を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図６】上部アーチ部２９の下部に下部アーチ部４５を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＡ部拡大図。
【図７】上部アーチ部２９と下部アーチ部４５の間にコンクリート５ｃを打設して上部梁５１を設けた状態を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）はＣ部拡大図。
【図８】本線シールド１とランプシールド１３との間を掘削した状態を示す図。
【図９】本線シールド１とランプシールド１３との間の下部に下部梁５９を設けた状態を示す図。
【図１０】本線シールド１とランプシールド１３との間のセグメントを撤去し、連結部６３によって、本線シールド１とランプシールド１３とがつなげられた状態を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１………本線シールド
３………鋼板
４………鋼材又は鉄筋
５………コンクリート
７………セグメント
９………接合部
１１………ねじ鉄筋
１３………ランプシールド
１５………鋼板
１６………鋼材又は鉄筋
１７………接合部
１９………止水薬注
２１、２２………鉄板
２３………仮底版
２５………仮壁
２７………工事作業場
２９………上部アーチ部
３１………ねじ
３５………支保工
３７………充填材
３９………継手
４１………ジョイント
４３………引張部材
４５………下部アーチ部
４７………ねじ
４９………鉄筋
５１………上部梁
５３………梁外周部曲率
５５………梁内周部曲率
５７………鉄筋
５９………下部梁
６１………舗装
６３………連結部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトンネルと、
前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとの間の上部に設けられ、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁と、
を具備し、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐことを特徴とするトンネル合流構造。
【請求項２】
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を更に具備することを特徴とする請求項１記載のトンネル合流構造。
【請求項３】
前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記アーチ状の梁との接続部には鋼板が設けられ、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記鋼板との間には、コンクリートが打設されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル合流構造。
【請求項４】
第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設する第２のトンネルを構築する工程（ａ）と、
前記第１のトンネル内部に第１の接合部を設ける工程（ｂ）と、
前記第２のトンネル内部に第２の接合部を設ける工程（ｃ）と、
前記第１の接合部と前記第２の接合部を連結する、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を設ける工程（ｄ）と、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐ工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とするトンネル合流構造の構築方法。
【請求項５】
前記第１の接合部を設ける工程（ｂ）は、
前記第１のトンネル内面に第１の鋼板を設ける工程（ｆ）と、
前記第１の鋼板と前記第１のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｇ）と、
を具備することを特徴とする請求項４記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項６】
前記第２の接合部を設ける工程（ｃ）は、
前記第２のトンネル内面に第２の鋼板を設ける工程（ｈ）と、
前記第２の鋼板と前記第２のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｉ）と、
を具備することを特徴とする請求項４または請求項５記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項７】
前記工程（ｇ）および／または前記工程（ｉ）でコンクリートを打設する際に、コンクリートにねじ鉄筋を埋め込むことを特徴とする請求項５または請求項６記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項８】
前記工程（ｄ）の後に、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を設ける工程（ｊ）を更に具備することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項９】
前記アーチ状の梁を設ける工程（ｄ）で、前記アーチ状の梁の下方の前記第１のトンネルおよび／または前記第２のトンネルの内面に板部材を貼り付けることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれかに記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項１】
第１のトンネルと、
前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとの間の上部に設けられ、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁と、
を具備し、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐことを特徴とするトンネル合流構造。
【請求項２】
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を更に具備することを特徴とする請求項１記載のトンネル合流構造。
【請求項３】
前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記アーチ状の梁との接続部には鋼板が設けられ、前記第１のトンネルおよび前記第２のトンネルと、前記鋼板との間には、コンクリートが打設されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル合流構造。
【請求項４】
第１のトンネルと、前記第１のトンネルに併設する第２のトンネルを構築する工程（ａ）と、
前記第１のトンネル内部に第１の接合部を設ける工程（ｂ）と、
前記第２のトンネル内部に第２の接合部を設ける工程（ｃ）と、
前記第１の接合部と前記第２の接合部を連結する、外周部の曲率が内周部の曲率よりも大きいアーチ状の梁を設ける工程（ｄ）と、
前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを前記アーチ状の梁を屋根とした連結部でつなぐ工程（ｅ）と、
を具備することを特徴とするトンネル合流構造の構築方法。
【請求項５】
前記第１の接合部を設ける工程（ｂ）は、
前記第１のトンネル内面に第１の鋼板を設ける工程（ｆ）と、
前記第１の鋼板と前記第１のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｇ）と、
を具備することを特徴とする請求項４記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項６】
前記第２の接合部を設ける工程（ｃ）は、
前記第２のトンネル内面に第２の鋼板を設ける工程（ｈ）と、
前記第２の鋼板と前記第２のトンネルとの間にコンクリートを打設する工程（ｉ）と、
を具備することを特徴とする請求項４または請求項５記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項７】
前記工程（ｇ）および／または前記工程（ｉ）でコンクリートを打設する際に、コンクリートにねじ鉄筋を埋め込むことを特徴とする請求項５または請求項６記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項８】
前記工程（ｄ）の後に、前記第１のトンネルと前記第２のトンネルとを接合する引張部材を設ける工程（ｊ）を更に具備することを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のトンネル合流構造の構築方法。
【請求項９】
前記アーチ状の梁を設ける工程（ｄ）で、前記アーチ状の梁の下方の前記第１のトンネルおよび／または前記第２のトンネルの内面に板部材を貼り付けることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれかに記載のトンネル合流構造の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−６２６８２（Ｐ２００９−６２６８２Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２８９０８（Ｐ２００７−２２８９０８）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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