トンネル合流部およびトンネル合流部の構築方法
【課題】トンネル合流部等において本線トンネルとランプトンネルを連通させる場合において、トンネルの合流部に必要な最低限の用地内で構築することができ、施工性に優れるトンネル合流部およびトンネル合流部の構築方法を提供する。
【解決手段】階段状に拡幅量を増やして、拡幅部７ｅを設ける。拡幅部７ｅはパイプルーフ発進基地１１となる。パイプルーフ発進基地１１から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されたパイプ１７は、末広がり状に設けられ、パイプルーフ１３が構築される。パイプルーフ１３で囲まれた領域を止水領域２５としてトンネル躯体２９を施工する。
【解決手段】階段状に拡幅量を増やして、拡幅部７ｅを設ける。拡幅部７ｅはパイプルーフ発進基地１１となる。パイプルーフ発進基地１１から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されたパイプ１７は、末広がり状に設けられ、パイプルーフ１３が構築される。パイプルーフ１３で囲まれた領域を止水領域２５としてトンネル躯体２９を施工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを拡幅して設けられるトンネル合流部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、トンネルの合流部等の構築のため、本線トンネルにランプトンネルを連通させる方法としては、地上から立坑をトンネルまで設け、立坑によってトンネル同士の連通工事を行っている。しかし、この方法では、合流部の地上に作業基地が設置できる場合は良いが、地上部に構造物等がある場合には、トンネルの合流部を構築することができない。
【０００３】
また、トンネル合流部の構築には多くの時間を要するため、地上での作業基地の設置によって、作業基地設置周辺の交通等へ大きな影響を与える。このため、本線トンネルに併設するランプトンネルを設け、双方のトンネルを地下で連通するトンネル合流部の構築方法が採用されている。
【０００４】
図１０は、本線シールドトンネル４１にランプシールドトンネル４３が併設され、本線シールドトンネル４１及びランプシールドトンネル４３をつなげることで、合流部４５を設けた状態を示す図である。本線シールドトンネル４１とランプシールドトンネル４３との接合は、双方のトンネルの接合部位に止水のために薬液注入等を行い、各トンネル内部から掘削及び山留め等を行い、コンクリート等を打設することで行われる。
【０００５】
このようなトンネル合流部を地下で構築する方法としては、例えば、本線トンネルとランプ部トンネルとを貫通する複数のパイプを設置してパイプルーフを形成し、パイプルーフで囲まれた地盤を掘削し、パイプルーフの内側を覆工してトンネル合流部を構築するトンネル合流部の構築方法がある（特許文献１）。
【０００６】
また、ランプシールドから複数のルーフシールドを発進させて、合流部を取り囲むようにルーフシールドトンネルを設け、ルーフシールド内部より周囲地山を改良して、合流部を構築するトンネル工法がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３５３２６４号公報
【特許文献２】特開２００６−７０５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１による合流部の構築方法では、図１０に示すような余掘り部４７が形成されるため、本来の合流部として必要な用地に加えて、余分な用地買収が必要となるという問題がある。また、合流部全長に渡って、本線トンネルとランプ部トンネルの間にパイプルーフを構築する必要があることから、パイプ本数が多く、施工に時間を要するという問題がある。
【０００８】
特許文献２のトンネル工法では、ランプシールドの外周よりランプシールドと垂直な方向へルーフシールドを発進させ、ルーフシールドの進路をランプシールド軸方向へ曲げながらルーフシールドトンネルを構築するが、ルーフシールドの旋回半径には限界があるため、必要以上に大きな範囲のルーフシールドトンネルを構築することとなり、更に、前述したような余掘り部４７が形成されるため、合流部として必要な用地を超えて、用地買収が必要となるという問題がある。また、複数のルーフシールドの旋回を精度良く、正確に制御することが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、トンネル合流部等において本線トンネルとランプトンネルを連通させる場合において、トンネルの合流部に必要な最低限の用地内でトンネルの合流部を構築することができ、施工性に優れるトンネル合流部およびトンネル合流部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】
【００１０】
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のトンネルに設けられ、徐々に拡幅量が大きくなるように階段状に設けられた拡幅部と、前記拡幅部から前記第１のトンネルの略軸方向へ向けて末広がり状に設けられたパイプルーフと、前記パイプルーフで囲まれた領域に設けられ、前記拡幅部とつなげられた躯体と、前記躯体につなげられ、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、を具備することを特徴とするトンネル合流部である。
【００１１】
第１の発明によれば、拡幅量の小さい範囲はトンネルを階段状に直接拡幅し、また、拡幅量が大きくなる範囲は、拡幅部からパイプルーフをトンネルの略軸方向へ発進させて、トンネルの合流部の形状に沿って末広がり状に設けるため、トンネル合流部に必要な最低限の用地内で構築が可能なトンネル合流部を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１のトンネルを設ける工程（ａ）と、前記第１のトンネルに拡幅部を設ける工程（ｂ）と、前記拡幅部から、前記第１のトンネルの略軸方向へパイプルーフを設ける工程（ｃ）と、前記パイプルーフにより周囲地山に止水部を形成する工程（ｄ）と、前記止水部に囲まれた止水領域内に躯体を設ける工程（ｅ）と、前記躯体に第２のトンネルをつなげる工程（ｆ）と、を具備することを特徴とするトンネル合流部の構築方法である。
【００１３】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフは、前記拡幅部より末広がり状に設けられ、また、前記工程（ｂ）では、隣接する前記拡幅部に対して徐々に拡幅量が大きくなるように拡幅施工を繰り返し、前記拡幅部が階段状に設けられてもよい。
【００１４】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフの上方末端におけるパイプ同士の距離は、前記パイプルーフの下方末端におけるパイプ同士の距離よりも小さくしてもよい。また、前記工程（ｂ）では、前記第１のトンネル内に前記拡幅部を仕切る柱が設けられてもよく、更に、前記工程（ｅ）では、前記躯体の末端部には仮壁が設けられてもよい。
【００１５】
第２の発明によれば、拡幅量の小さい範囲はトンネルを階段状に直接拡幅し、拡幅量が大きくなる範囲は、拡幅部からパイプルーフをトンネルの略軸方向へ発進させて、トンネルの合流部の形状に沿って末広がり状に設けるため、トンネル合流部に必要な最低限の用地内で構築が可能であり、また、上方のパイプ間隔を下方のパイプ間隔よりも狭くすることで、上方からの土圧に耐えうるパイプルーフを構築することができ、更に拡幅部を仕切る柱を設け、パイプルーフ施工後に合流側のトンネルが接続されるため、合流側のトンネルの構築と同時に本線トンネル側の工事を行うことができると共に、トンネル合流部の構築中においても、本線トンネルを使用することができるトンネル合流部の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トンネル合流部等において本線トンネルとランプトンネルを連通させる場合において、トンネルの合流部に必要な最低限の用地内でトンネルの合流部を構築することができ、施工性に優れるトンネル合流部およびトンネル合流部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】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１から図９は、本実施の形態に係るトンネル合流部の構築工程を示す図である。
【００１８】
まず、図１に示すように、本線シールドトンネル１に拡幅部７ａが設けられる。図１（ａ）は、本線シールドトンネル１に拡幅部７ａが設けられた状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１（ｂ）に示すように、本線シールドトンネル１は図示しないシールド機によって構築される。
【００１９】
本線シールドトンネル１に拡幅部７ａを設ける方法は以下の通りである。まず、本線シールドトンネル１内より拡幅を行う領域に止水部９ａが施され、地盤が掘削される。止水部９ａは、例えば薬液注入や凍結管等によって設けることができる。次いで、拡幅部７ａに該当する拡幅部セグメント５ａが拡幅方向へ移動される。図１（ｃ）に示すように、本線シールドトンネル１と拡幅部セグメント５ａとの間には、拡幅部セグメント５ａの移動量に対応した幅を有する拡幅セグメント３ａが設置される。
【００２０】
なお、拡幅部セグメント５ａは、本線シールドトンネル１に使用されていたセグメントを移動して利用するのではなく、新たに拡幅部７ａ用のセグメントを設置しても良い。また、拡幅部セグメント５ａの移動時には、本線シールドトンネル１内には、必要に応じて図示しない支保工やジャッキ等が設けられる。また、例えば、特開２００６−３４８６７８に開示されたトンネル構築方法を用いて、拡幅部７ａを設けてもよい。
【００２１】
次に、図２に示すように、拡幅工事を繰り返し、階段状に拡幅量を増やして、拡幅部７ｅが設けられる。図２（ａ）は、階段状に拡幅部７ｅが設けられた状態の本線シールド１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００２２】
階段状に拡幅部７ａから拡幅部７ｅを設ける方法は以下の通りである。まず、拡幅部セグメント５ａにより構築された拡幅部７ａから、拡幅部７ｂ構築予定部に図示を省略した止水部が設けられ、地盤が掘削される。次いで、掘削部に拡幅部セグメント５ｂが移動され、移動量に応じた拡幅セグメント３ｂが設置され、拡幅部７ｂが設けられる。
【００２３】
以上の作業を繰り返し、拡幅部セグメント５の移動量、即ち拡幅量を増やしながら拡幅部７ｃ、７ｄが設けられる。図２（ｂ）に示すように拡幅部７ｄが構築されると、拡幅部７ｄから止水部９ｂが設けられ、拡幅部セグメント５ｅを拡幅方向への移動後、拡幅セグメント３ｅが設置され、拡幅部７ｅが設けられる。
【００２４】
拡幅部７ｅは後述するパイプルーフ発進基地１１となる。また、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１内を仕切るように中柱１５が設けられる。中柱１５によって、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１内が仕切られるため、以後の工事の際には、本線シールドトンネル１内では別の工事を同時進行で行なうことが可能であり、さらに、車両等の通行を開始することもできる。
【００２５】
このようにして、拡幅部７ａから拡幅部７ｅが階段状に拡幅量を大きくしながら構築される。なお、このような拡幅方法では、拡幅量には限界がある。従って、トンネル合流部全長に渡って、上記の方法を繰り返して本線シールドトンネル１の拡幅を行うことはできない。
【００２６】
前述した拡幅方法でパイプルーフ発進基地１１が設けられると、次に、パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３を設ける。図３は、パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３が設けられた状態を示す図で、図３（ａ）は、本線シールド１の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＦ方向矢視図である。ここで、パイプルーフ１３とは、複数のパイプ１７によって構成され、互いに併設されたパイプ１７全体をいう。
【００２７】
パイプルーフ発進基地１１は、本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて、パイプルーフ１３を発進させる。図３（ｂ）に示すように、パイプルーフ発進基地１１における、パイプルーフ１３を構成する複数のパイプ１７の端部は、拡幅部セグメント５ｅの内周面に沿って略等間隔に配置される。パイプルーフ発進基地１１から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されたパイプ１７は、図３（ｃ）に示すように、各パイプ１７同士の間隔が広がるように、即ち末広がり状に設けられ、パイプルーフ１３が構築される。即ち、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７同士の間隔は、パイプルーフ発進基地１１におけるパイプ１７同士の間隔よりも、概ね大きくなる。
【００２８】
なお、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７同士の間隔は、等間隔ではない。即ち、パイプルーフ１３上部に位置する上方パイプ間距離１９は、パイプルーフ１３下部に位置する下方パイプ間距離２１よりもパイプ１７同士の中心距離が小さい。これは、パイプルーフ１３上方には、上部からの大きな土圧か加わるため、土圧に対抗しうるだけの強度が必要なためである。
【００２９】
パイプルーフ末端部２３におけるパイプルーフ１３によって囲まれる領域は、後述するランプシールドトンネル３５の大きさによって決定される。即ち、パイプルーフ１３により囲まれた領域が、ランプシールドトンネル３５と接合できるように、パイプルーフ１３の末広がり形状を決定する必要がある。
【００３０】
次に、図４に示すように、パイプルーフ１３から周囲の地盤に止水部９ｃが設けられ、また、本線シールドトンネル１内より、止水部９ｄ、９ｅ、９ｆが設けられる。図４（ａ）は、本線シールドトンネル１の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＧ―Ｇ断面図である。
【００３１】
止水部９ｃは、パイプルーフ１３を構成する各パイプ１７内より周囲の地盤に対して薬液注入等により設けられる。また、本線シールドトンネル１の上下部には、本線シールドトンネル１内部より止水部９ｄ、９ｅが設けられる。また、パイプルーフ末端部２３には、本線シールドトンネル１内部より止水部９ｆが設けられる。従って、止水部９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに囲まれた止水領域２５は、外部の地盤から水が浸入することがない。
【００３２】
ここで、パイプルーフ１３の周囲に設けられた止水部９ｃは、各パイプ１７から薬液注入等により設けられるが、各パイプ１７により設けられた止水部９ｃは切れ目無く設けられる必要がある。即ち、止水部９ｃに止水効果のない隙間が生じると、そこから水が浸入し、以後の施工の妨げとなる。従って、パイプ１７同士の間隔は、前述のランプシールドトンネル３５との接合領域を確保すると共に、止水部９ｃが不連続とならないように決定しなければならない。
【００３３】
例えば、パイプ１７から行った薬液注入の止水効果が、パイプ１７を中心として直径２ｍの範囲まで及ぶ場合は、隣り合うパイプ１７同士の中心距離は２ｍ以内としなければならない。即ち、パイプ１７同士の中心距離が２ｍを超えると、隣り合うパイプ１７同士の間に止水効果の無い部分が生じる。従って、パイプルーフ１３を構成するパイプ１７間距離は、パイプルーフ１３を末広がり状にして、少なくともランプシールドトンネル３５との接合領域を確保できるだけのパイプ１７間距離を確保する必要があると共に、連続した止水部９ｃを得ることができる範囲内のパイプ１７間距離とする必要がある。
【００３４】
なお、パイプ１７から薬液注入を行う場合、通常、地盤に薬液注入を行うための穴がパイプ１７へ設けられる。図５は、図４（ａ）におけるＮ部拡大図であり、パイプ１７に設けられた穴２４を示す図である。前述の通り、パイプ１７は互いに末広がり状に設けられ、パイプ間距離がパイプ末端部２３においては大きくなるため、確実に止水効果を得るために、薬液注入を行うための穴２４のピッチは、パイプルーフ末端部２３へ行くにつれて狭くなる。
【００３５】
即ち、図５に示すように、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７の穴２４のピッチである末端部穴ピッチ２６は、パイプルーフ発進基地１１側の穴２４のピッチである根本部穴ピッチ２８よりも狭く設定される。従って、パイプ１７同士の距離が大きくなるパイプルーフ末端部２３では、穴２４のピッチが狭くなり、確実に薬液注入を行うことができると共に、パイプルーフ発進基地１１近傍は、パイプ１７同士の距離が小さいため、薬液注入を行う穴２４のピッチを大きくしても十分な止水効果を得ることができる。
【００３６】
次に、図６に示すように止水領域２５に、トンネル躯体２９が設けられる。図６は止水領域２５にトンネル躯体２９を設けられた状態を示す図で、図６（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。なお、図６（ａ）は、パイプルーフ１３を透視した図である。
【００３７】
前述の通り、止水部９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに囲まれた止水領域２５は外部の地山から水の浸入がない。従って、本線シールドトンネル１内部より、止水領域２５内の地盤を掘削すると共に、止水領域２５の外周部のパイプルーフ１３に沿って、Ｃ字状にトンネル躯体２９が設けられる。トンネル躯体２９は例えばＮＡＴＭ（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）工法などにより行うことができる。トンネル躯体２９の端部は、本線シールドトンネル１の上下と接合される。
【００３８】
トンネル躯体２９が構築され、トンネル躯体２９と本線シールドトンネル１とが接合されると、止水領域２５に面していた撤去セグメント２７が撤去される。即ち、本線シールドトンネル１とトンネル躯体２９により形成された空間とがつなげられる。パイプルーフ末端部２３におけるトンネル躯体２９の端部は止水部９ｆで止水される。
【００３９】
また、トンネル躯体２９のもう一方の端部は、パイプルーフ発進基地１１における拡幅部セグメント５ｅとつなげられる。即ち、トンネル躯体２９は、本線シールドトンネル１の側方から本線シールドトンネル１を拡幅するようにつなげられると共に、端部が本線シールドトンネル１の拡幅部７ｅと接合される。ここで、パイプルーフ１３は末広がり状に設けられているため、トンネル躯体２９もパイプルーフ１３に沿って末広がり状に設けられる。
【００４０】
次に、図７に示すように、パイプルーフ末端部２３に仮壁３１が設けられる。図７は仮壁３１が設けられた状態を示す図で、図７（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。なお、図７（ａ）において、パイプルーフ１３及び止水部９の図示は省略した。
【００４１】
仮壁３１は後述するランプシールドトンネル３５が到達するまでの間、トンネル躯体２９内に水や土砂が浸入することを防ぐために設けられた仮の壁体である。仮壁３１はパイプルーフ末端部２３側のコンクリート躯体１９の端部に蓋をするように三日月状に設けられる。即ち、仮壁３１は、トンネル躯体２９の端部と接合され、更にパイプルーフ末端部２３における本線シールドトンネル１の外周面に接合される。
【００４２】
なお、仮壁３１は、例えばコンクリートやモルタル、または繊維強化ボードなどが使用できる。また、ランプシールドトンネル３５が直近まで施工されている場合や、止水部９によって確実に止水され土砂等の浸入がない場合には、仮壁３１を設けなくても良い。
【００４３】
次に、図８に示すようにシールド機３３によって、ランプシールドトンネル３５が設けられる。図８は本線シールドトンネル１にランプシールドトンネル３５が併設された状態を示す図で、図８（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＪ−Ｊ断面図である。なお、図８（ａ）において、パイプルーフ１３及び止水部９の図示は省略し、図８（ｂ）において仮壁３１の図示を省略した。
【００４４】
シールド機３３は、本線シールドトンネル１に平行に、ランプシールドトンネル３５を構築しながら、矢印Ｋ方向へ進行し、ランプシールドトンネル３５は、トンネル躯体２９に設けられた仮壁３１に向けて構築される。前述の通り、末広がり状に設けられたトンネル躯体２９は、パイプルーフ末端部２３において最も大きな断面形状を形成する。従って、図８（ｂ）に示すように、パイプルーフ末端部２３におけるトンネル躯体２９の端部は、ランプシールドトンネル３５と接合可能な領域を有している。
【００４５】
図９は、ランプシールドトンネル３５がトンネル躯体２９とつなげられた状態を示す図で、図９（ａ）は本線シールド１の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。なお、図９（ａ）において、パイプルーフ１３の図示は省略した。
【００４６】
ランプシールドトンネル３５は、シールド機３３によって、仮壁３１を貫通してトンネル躯体２９とつなげられる。即ち、ランプシールドトンネル３５は、トンネル躯体２９を介して、本線シールドトンネル１とつなげられる。
【００４７】
図９（ｂ）に示すように、トンネル躯体２９との接合部よりも手前側ではランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１は独立したトンネルであり、それぞれのトンネル内部に図示を省略した道路等が施工される。ランプシールドトンネル３５とトンネル躯体２９との接合部では、ランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１とが空間的につなげられる。トンネル躯体２９内では、ランプシールドトンネル３５はトンネル形状では存在せず、図９（ｃ）に示すように、トンネル躯体２９と本線シールドトンネル１とがつなげられる。
【００４８】
即ち、本実施の形態にかかるトンネル合流部は、以下のように構成される。それぞれ別々にトンネルを構成し、併設されたランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１は、パイプルーフ末端部２３近傍でトンネル躯体２９を介してつなげられる。トンネル躯体２９は、ランプシールドトンネル３５との接合部から、拡幅部７ｅ（パイプルーフ発進基地１１）との接合部に向けて徐々に幅が狭められる。
【００４９】
更に、拡幅部７ｅから拡幅部７ａへは階段状に本線シールドトンネル１の幅が狭められ、本線シールドトンネル１本来の幅となる。従って、ランプシールドトンネル３５を通行する車両等は、トンネル躯体２９及び拡幅部７で徐々に本線シールドトンネル１と合流することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態にかかるトンネル合流部の構築方法によれば、トンネル合流部を地中において施工することができるため、地上の構造物等に影響を受けずにトンネル合流部を構築することができる。また、階段状に設けられた拡幅部７および末広がり形状に設けられたトンネル躯体２９によって、トンネルの合流部の傾斜に沿った形状で、トンネル合流部を構築することができるため、余分な範囲の掘削等が必要なく、また、余分な用地買収も必要が無いため、効率が良い。
【００５１】
また、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７間距離は、パイプルーフ１３上部の上方パイプ間距離１９をパイプルーフ１３下部の下方パイプ間距離２１よりも小さくしたことで、上部からの土圧や水の浸入に対して対抗するだけの強度や止水を行うことができ、施工性が良い。
【００５２】
パイプルーフ１３は、本線シールドトンネル１に設けられた拡幅部７から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されるため、パイプルーフ１３を湾曲させる必要が無く、施工性に優れ、また、パイプルーフ１３を本線シールドトンネル１に垂直に発進させる場合と比べて、パイプルーフ１３の旋回半径による工事領域の増大がなく、このため、最小限の工事範囲でトンネル合流部を構築することができる。
【００５３】
また、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１とが中柱１５によって仕切られるため、トンネル躯体２９等の構築時にも、本線シールドトンネル１内で別の工事を並行して行うことができ、また、本線シールドトンネル１を開通し、車両等の通行を開始することもできる。
【００５４】
更に、ランプシールドトンネル３５の構築を待たずに同時に合流部の構築を行うことができるため、ランプシールドトンネル３５が構築されるのを待つ必要が無く、仮壁３１を設けたため、ランプシールドトンネル３５が到達するまでの間に、トンネル躯体２９内に、土砂や水の浸入がない。仮壁３１はシールド機３３によって容易に貫通することができるため、撤去する必要もない。従って、施工性に優れ、工期短縮が可能なトンネル合流部の構築方法を得ることができる。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、拡幅部７は、７ａから７ｅまでの５段階としたが、５段階に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本線シールドトンネル１に拡幅部７ａを設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図２】本線シールドトンネル１に階段状に拡幅部７ａから拡幅部７ｅを設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図３】パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ方向矢視図。
【図４】パイプルーフ１３および本線シールドトンネル１から止水部９を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図。
【図５】図４（ａ）Ｎ部拡大図であり、パイプ１７の末端部穴ピッチ２６および根元部穴ピッチ２８を示した図。
【図６】止水領域２５にトンネル躯体２９を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図。
【図７】パイプルーフ末端部２３に仮壁３１を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図
【図８】シールド機３３によってランプシールドトンネル３５を構築した状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図。
【図９】ランプシールドトンネル３５とトンネル躯体２９がつなげられた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図、（ｃ）は（ａ）のＭ−Ｍ断面図。
【図１０】従来のトンネル合流部を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１………本線シールドトンネル
３………拡幅セグメント
５………拡幅部セグメント
７………拡幅部
９………止水部
１１………パイプルーフ発進基地
１３………パイプルーフ
１５………中柱
１７………パイプ
１９………上方パイプ間距離
２１………下方パイプ間距離
２３………パイプルーフ末端部
２４………穴
２５………止水領域
２６………末端部穴ピッチ
２７………撤去セグメント
２８………根本部穴ピッチ
２９………トンネル躯体
３１………仮壁
３３………シールド機
３５………ランプシールドトンネル
４１………本線シールドトンネル
４３………ランプシールドトンネル
４５………合流部
４７………余掘り部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを拡幅して設けられるトンネル合流部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、トンネルの合流部等の構築のため、本線トンネルにランプトンネルを連通させる方法としては、地上から立坑をトンネルまで設け、立坑によってトンネル同士の連通工事を行っている。しかし、この方法では、合流部の地上に作業基地が設置できる場合は良いが、地上部に構造物等がある場合には、トンネルの合流部を構築することができない。
【０００３】
また、トンネル合流部の構築には多くの時間を要するため、地上での作業基地の設置によって、作業基地設置周辺の交通等へ大きな影響を与える。このため、本線トンネルに併設するランプトンネルを設け、双方のトンネルを地下で連通するトンネル合流部の構築方法が採用されている。
【０００４】
図１０は、本線シールドトンネル４１にランプシールドトンネル４３が併設され、本線シールドトンネル４１及びランプシールドトンネル４３をつなげることで、合流部４５を設けた状態を示す図である。本線シールドトンネル４１とランプシールドトンネル４３との接合は、双方のトンネルの接合部位に止水のために薬液注入等を行い、各トンネル内部から掘削及び山留め等を行い、コンクリート等を打設することで行われる。
【０００５】
このようなトンネル合流部を地下で構築する方法としては、例えば、本線トンネルとランプ部トンネルとを貫通する複数のパイプを設置してパイプルーフを形成し、パイプルーフで囲まれた地盤を掘削し、パイプルーフの内側を覆工してトンネル合流部を構築するトンネル合流部の構築方法がある（特許文献１）。
【０００６】
また、ランプシールドから複数のルーフシールドを発進させて、合流部を取り囲むようにルーフシールドトンネルを設け、ルーフシールド内部より周囲地山を改良して、合流部を構築するトンネル工法がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３５３２６４号公報
【特許文献２】特開２００６−７０５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１による合流部の構築方法では、図１０に示すような余掘り部４７が形成されるため、本来の合流部として必要な用地に加えて、余分な用地買収が必要となるという問題がある。また、合流部全長に渡って、本線トンネルとランプ部トンネルの間にパイプルーフを構築する必要があることから、パイプ本数が多く、施工に時間を要するという問題がある。
【０００８】
特許文献２のトンネル工法では、ランプシールドの外周よりランプシールドと垂直な方向へルーフシールドを発進させ、ルーフシールドの進路をランプシールド軸方向へ曲げながらルーフシールドトンネルを構築するが、ルーフシールドの旋回半径には限界があるため、必要以上に大きな範囲のルーフシールドトンネルを構築することとなり、更に、前述したような余掘り部４７が形成されるため、合流部として必要な用地を超えて、用地買収が必要となるという問題がある。また、複数のルーフシールドの旋回を精度良く、正確に制御することが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、トンネル合流部等において本線トンネルとランプトンネルを連通させる場合において、トンネルの合流部に必要な最低限の用地内でトンネルの合流部を構築することができ、施工性に優れるトンネル合流部およびトンネル合流部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】
【００１０】
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のトンネルに設けられ、徐々に拡幅量が大きくなるように階段状に設けられた拡幅部と、前記拡幅部から前記第１のトンネルの略軸方向へ向けて末広がり状に設けられたパイプルーフと、前記パイプルーフで囲まれた領域に設けられ、前記拡幅部とつなげられた躯体と、前記躯体につなげられ、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、を具備することを特徴とするトンネル合流部である。
【００１１】
第１の発明によれば、拡幅量の小さい範囲はトンネルを階段状に直接拡幅し、また、拡幅量が大きくなる範囲は、拡幅部からパイプルーフをトンネルの略軸方向へ発進させて、トンネルの合流部の形状に沿って末広がり状に設けるため、トンネル合流部に必要な最低限の用地内で構築が可能なトンネル合流部を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１のトンネルを設ける工程（ａ）と、前記第１のトンネルに拡幅部を設ける工程（ｂ）と、前記拡幅部から、前記第１のトンネルの略軸方向へパイプルーフを設ける工程（ｃ）と、前記パイプルーフにより周囲地山に止水部を形成する工程（ｄ）と、前記止水部に囲まれた止水領域内に躯体を設ける工程（ｅ）と、前記躯体に第２のトンネルをつなげる工程（ｆ）と、を具備することを特徴とするトンネル合流部の構築方法である。
【００１３】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフは、前記拡幅部より末広がり状に設けられ、また、前記工程（ｂ）では、隣接する前記拡幅部に対して徐々に拡幅量が大きくなるように拡幅施工を繰り返し、前記拡幅部が階段状に設けられてもよい。
【００１４】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフの上方末端におけるパイプ同士の距離は、前記パイプルーフの下方末端におけるパイプ同士の距離よりも小さくしてもよい。また、前記工程（ｂ）では、前記第１のトンネル内に前記拡幅部を仕切る柱が設けられてもよく、更に、前記工程（ｅ）では、前記躯体の末端部には仮壁が設けられてもよい。
【００１５】
第２の発明によれば、拡幅量の小さい範囲はトンネルを階段状に直接拡幅し、拡幅量が大きくなる範囲は、拡幅部からパイプルーフをトンネルの略軸方向へ発進させて、トンネルの合流部の形状に沿って末広がり状に設けるため、トンネル合流部に必要な最低限の用地内で構築が可能であり、また、上方のパイプ間隔を下方のパイプ間隔よりも狭くすることで、上方からの土圧に耐えうるパイプルーフを構築することができ、更に拡幅部を仕切る柱を設け、パイプルーフ施工後に合流側のトンネルが接続されるため、合流側のトンネルの構築と同時に本線トンネル側の工事を行うことができると共に、トンネル合流部の構築中においても、本線トンネルを使用することができるトンネル合流部の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トンネル合流部等において本線トンネルとランプトンネルを連通させる場合において、トンネルの合流部に必要な最低限の用地内でトンネルの合流部を構築することができ、施工性に優れるトンネル合流部およびトンネル合流部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】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１から図９は、本実施の形態に係るトンネル合流部の構築工程を示す図である。
【００１８】
まず、図１に示すように、本線シールドトンネル１に拡幅部７ａが設けられる。図１（ａ）は、本線シールドトンネル１に拡幅部７ａが設けられた状態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１（ｂ）に示すように、本線シールドトンネル１は図示しないシールド機によって構築される。
【００１９】
本線シールドトンネル１に拡幅部７ａを設ける方法は以下の通りである。まず、本線シールドトンネル１内より拡幅を行う領域に止水部９ａが施され、地盤が掘削される。止水部９ａは、例えば薬液注入や凍結管等によって設けることができる。次いで、拡幅部７ａに該当する拡幅部セグメント５ａが拡幅方向へ移動される。図１（ｃ）に示すように、本線シールドトンネル１と拡幅部セグメント５ａとの間には、拡幅部セグメント５ａの移動量に対応した幅を有する拡幅セグメント３ａが設置される。
【００２０】
なお、拡幅部セグメント５ａは、本線シールドトンネル１に使用されていたセグメントを移動して利用するのではなく、新たに拡幅部７ａ用のセグメントを設置しても良い。また、拡幅部セグメント５ａの移動時には、本線シールドトンネル１内には、必要に応じて図示しない支保工やジャッキ等が設けられる。また、例えば、特開２００６−３４８６７８に開示されたトンネル構築方法を用いて、拡幅部７ａを設けてもよい。
【００２１】
次に、図２に示すように、拡幅工事を繰り返し、階段状に拡幅量を増やして、拡幅部７ｅが設けられる。図２（ａ）は、階段状に拡幅部７ｅが設けられた状態の本線シールド１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００２２】
階段状に拡幅部７ａから拡幅部７ｅを設ける方法は以下の通りである。まず、拡幅部セグメント５ａにより構築された拡幅部７ａから、拡幅部７ｂ構築予定部に図示を省略した止水部が設けられ、地盤が掘削される。次いで、掘削部に拡幅部セグメント５ｂが移動され、移動量に応じた拡幅セグメント３ｂが設置され、拡幅部７ｂが設けられる。
【００２３】
以上の作業を繰り返し、拡幅部セグメント５の移動量、即ち拡幅量を増やしながら拡幅部７ｃ、７ｄが設けられる。図２（ｂ）に示すように拡幅部７ｄが構築されると、拡幅部７ｄから止水部９ｂが設けられ、拡幅部セグメント５ｅを拡幅方向への移動後、拡幅セグメント３ｅが設置され、拡幅部７ｅが設けられる。
【００２４】
拡幅部７ｅは後述するパイプルーフ発進基地１１となる。また、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１内を仕切るように中柱１５が設けられる。中柱１５によって、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１内が仕切られるため、以後の工事の際には、本線シールドトンネル１内では別の工事を同時進行で行なうことが可能であり、さらに、車両等の通行を開始することもできる。
【００２５】
このようにして、拡幅部７ａから拡幅部７ｅが階段状に拡幅量を大きくしながら構築される。なお、このような拡幅方法では、拡幅量には限界がある。従って、トンネル合流部全長に渡って、上記の方法を繰り返して本線シールドトンネル１の拡幅を行うことはできない。
【００２６】
前述した拡幅方法でパイプルーフ発進基地１１が設けられると、次に、パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３を設ける。図３は、パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３が設けられた状態を示す図で、図３（ａ）は、本線シールド１の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＦ方向矢視図である。ここで、パイプルーフ１３とは、複数のパイプ１７によって構成され、互いに併設されたパイプ１７全体をいう。
【００２７】
パイプルーフ発進基地１１は、本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて、パイプルーフ１３を発進させる。図３（ｂ）に示すように、パイプルーフ発進基地１１における、パイプルーフ１３を構成する複数のパイプ１７の端部は、拡幅部セグメント５ｅの内周面に沿って略等間隔に配置される。パイプルーフ発進基地１１から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されたパイプ１７は、図３（ｃ）に示すように、各パイプ１７同士の間隔が広がるように、即ち末広がり状に設けられ、パイプルーフ１３が構築される。即ち、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７同士の間隔は、パイプルーフ発進基地１１におけるパイプ１７同士の間隔よりも、概ね大きくなる。
【００２８】
なお、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７同士の間隔は、等間隔ではない。即ち、パイプルーフ１３上部に位置する上方パイプ間距離１９は、パイプルーフ１３下部に位置する下方パイプ間距離２１よりもパイプ１７同士の中心距離が小さい。これは、パイプルーフ１３上方には、上部からの大きな土圧か加わるため、土圧に対抗しうるだけの強度が必要なためである。
【００２９】
パイプルーフ末端部２３におけるパイプルーフ１３によって囲まれる領域は、後述するランプシールドトンネル３５の大きさによって決定される。即ち、パイプルーフ１３により囲まれた領域が、ランプシールドトンネル３５と接合できるように、パイプルーフ１３の末広がり形状を決定する必要がある。
【００３０】
次に、図４に示すように、パイプルーフ１３から周囲の地盤に止水部９ｃが設けられ、また、本線シールドトンネル１内より、止水部９ｄ、９ｅ、９ｆが設けられる。図４（ａ）は、本線シールドトンネル１の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＧ―Ｇ断面図である。
【００３１】
止水部９ｃは、パイプルーフ１３を構成する各パイプ１７内より周囲の地盤に対して薬液注入等により設けられる。また、本線シールドトンネル１の上下部には、本線シールドトンネル１内部より止水部９ｄ、９ｅが設けられる。また、パイプルーフ末端部２３には、本線シールドトンネル１内部より止水部９ｆが設けられる。従って、止水部９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに囲まれた止水領域２５は、外部の地盤から水が浸入することがない。
【００３２】
ここで、パイプルーフ１３の周囲に設けられた止水部９ｃは、各パイプ１７から薬液注入等により設けられるが、各パイプ１７により設けられた止水部９ｃは切れ目無く設けられる必要がある。即ち、止水部９ｃに止水効果のない隙間が生じると、そこから水が浸入し、以後の施工の妨げとなる。従って、パイプ１７同士の間隔は、前述のランプシールドトンネル３５との接合領域を確保すると共に、止水部９ｃが不連続とならないように決定しなければならない。
【００３３】
例えば、パイプ１７から行った薬液注入の止水効果が、パイプ１７を中心として直径２ｍの範囲まで及ぶ場合は、隣り合うパイプ１７同士の中心距離は２ｍ以内としなければならない。即ち、パイプ１７同士の中心距離が２ｍを超えると、隣り合うパイプ１７同士の間に止水効果の無い部分が生じる。従って、パイプルーフ１３を構成するパイプ１７間距離は、パイプルーフ１３を末広がり状にして、少なくともランプシールドトンネル３５との接合領域を確保できるだけのパイプ１７間距離を確保する必要があると共に、連続した止水部９ｃを得ることができる範囲内のパイプ１７間距離とする必要がある。
【００３４】
なお、パイプ１７から薬液注入を行う場合、通常、地盤に薬液注入を行うための穴がパイプ１７へ設けられる。図５は、図４（ａ）におけるＮ部拡大図であり、パイプ１７に設けられた穴２４を示す図である。前述の通り、パイプ１７は互いに末広がり状に設けられ、パイプ間距離がパイプ末端部２３においては大きくなるため、確実に止水効果を得るために、薬液注入を行うための穴２４のピッチは、パイプルーフ末端部２３へ行くにつれて狭くなる。
【００３５】
即ち、図５に示すように、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７の穴２４のピッチである末端部穴ピッチ２６は、パイプルーフ発進基地１１側の穴２４のピッチである根本部穴ピッチ２８よりも狭く設定される。従って、パイプ１７同士の距離が大きくなるパイプルーフ末端部２３では、穴２４のピッチが狭くなり、確実に薬液注入を行うことができると共に、パイプルーフ発進基地１１近傍は、パイプ１７同士の距離が小さいため、薬液注入を行う穴２４のピッチを大きくしても十分な止水効果を得ることができる。
【００３６】
次に、図６に示すように止水領域２５に、トンネル躯体２９が設けられる。図６は止水領域２５にトンネル躯体２９を設けられた状態を示す図で、図６（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。なお、図６（ａ）は、パイプルーフ１３を透視した図である。
【００３７】
前述の通り、止水部９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに囲まれた止水領域２５は外部の地山から水の浸入がない。従って、本線シールドトンネル１内部より、止水領域２５内の地盤を掘削すると共に、止水領域２５の外周部のパイプルーフ１３に沿って、Ｃ字状にトンネル躯体２９が設けられる。トンネル躯体２９は例えばＮＡＴＭ（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）工法などにより行うことができる。トンネル躯体２９の端部は、本線シールドトンネル１の上下と接合される。
【００３８】
トンネル躯体２９が構築され、トンネル躯体２９と本線シールドトンネル１とが接合されると、止水領域２５に面していた撤去セグメント２７が撤去される。即ち、本線シールドトンネル１とトンネル躯体２９により形成された空間とがつなげられる。パイプルーフ末端部２３におけるトンネル躯体２９の端部は止水部９ｆで止水される。
【００３９】
また、トンネル躯体２９のもう一方の端部は、パイプルーフ発進基地１１における拡幅部セグメント５ｅとつなげられる。即ち、トンネル躯体２９は、本線シールドトンネル１の側方から本線シールドトンネル１を拡幅するようにつなげられると共に、端部が本線シールドトンネル１の拡幅部７ｅと接合される。ここで、パイプルーフ１３は末広がり状に設けられているため、トンネル躯体２９もパイプルーフ１３に沿って末広がり状に設けられる。
【００４０】
次に、図７に示すように、パイプルーフ末端部２３に仮壁３１が設けられる。図７は仮壁３１が設けられた状態を示す図で、図７（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。なお、図７（ａ）において、パイプルーフ１３及び止水部９の図示は省略した。
【００４１】
仮壁３１は後述するランプシールドトンネル３５が到達するまでの間、トンネル躯体２９内に水や土砂が浸入することを防ぐために設けられた仮の壁体である。仮壁３１はパイプルーフ末端部２３側のコンクリート躯体１９の端部に蓋をするように三日月状に設けられる。即ち、仮壁３１は、トンネル躯体２９の端部と接合され、更にパイプルーフ末端部２３における本線シールドトンネル１の外周面に接合される。
【００４２】
なお、仮壁３１は、例えばコンクリートやモルタル、または繊維強化ボードなどが使用できる。また、ランプシールドトンネル３５が直近まで施工されている場合や、止水部９によって確実に止水され土砂等の浸入がない場合には、仮壁３１を設けなくても良い。
【００４３】
次に、図８に示すようにシールド機３３によって、ランプシールドトンネル３５が設けられる。図８は本線シールドトンネル１にランプシールドトンネル３５が併設された状態を示す図で、図８（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＪ−Ｊ断面図である。なお、図８（ａ）において、パイプルーフ１３及び止水部９の図示は省略し、図８（ｂ）において仮壁３１の図示を省略した。
【００４４】
シールド機３３は、本線シールドトンネル１に平行に、ランプシールドトンネル３５を構築しながら、矢印Ｋ方向へ進行し、ランプシールドトンネル３５は、トンネル躯体２９に設けられた仮壁３１に向けて構築される。前述の通り、末広がり状に設けられたトンネル躯体２９は、パイプルーフ末端部２３において最も大きな断面形状を形成する。従って、図８（ｂ）に示すように、パイプルーフ末端部２３におけるトンネル躯体２９の端部は、ランプシールドトンネル３５と接合可能な領域を有している。
【００４５】
図９は、ランプシールドトンネル３５がトンネル躯体２９とつなげられた状態を示す図で、図９（ａ）は本線シールド１の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＬ−Ｌ断面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＭ−Ｍ断面図である。なお、図９（ａ）において、パイプルーフ１３の図示は省略した。
【００４６】
ランプシールドトンネル３５は、シールド機３３によって、仮壁３１を貫通してトンネル躯体２９とつなげられる。即ち、ランプシールドトンネル３５は、トンネル躯体２９を介して、本線シールドトンネル１とつなげられる。
【００４７】
図９（ｂ）に示すように、トンネル躯体２９との接合部よりも手前側ではランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１は独立したトンネルであり、それぞれのトンネル内部に図示を省略した道路等が施工される。ランプシールドトンネル３５とトンネル躯体２９との接合部では、ランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１とが空間的につなげられる。トンネル躯体２９内では、ランプシールドトンネル３５はトンネル形状では存在せず、図９（ｃ）に示すように、トンネル躯体２９と本線シールドトンネル１とがつなげられる。
【００４８】
即ち、本実施の形態にかかるトンネル合流部は、以下のように構成される。それぞれ別々にトンネルを構成し、併設されたランプシールドトンネル３５と本線シールドトンネル１は、パイプルーフ末端部２３近傍でトンネル躯体２９を介してつなげられる。トンネル躯体２９は、ランプシールドトンネル３５との接合部から、拡幅部７ｅ（パイプルーフ発進基地１１）との接合部に向けて徐々に幅が狭められる。
【００４９】
更に、拡幅部７ｅから拡幅部７ａへは階段状に本線シールドトンネル１の幅が狭められ、本線シールドトンネル１本来の幅となる。従って、ランプシールドトンネル３５を通行する車両等は、トンネル躯体２９及び拡幅部７で徐々に本線シールドトンネル１と合流することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態にかかるトンネル合流部の構築方法によれば、トンネル合流部を地中において施工することができるため、地上の構造物等に影響を受けずにトンネル合流部を構築することができる。また、階段状に設けられた拡幅部７および末広がり形状に設けられたトンネル躯体２９によって、トンネルの合流部の傾斜に沿った形状で、トンネル合流部を構築することができるため、余分な範囲の掘削等が必要なく、また、余分な用地買収も必要が無いため、効率が良い。
【００５１】
また、パイプルーフ末端部２３におけるパイプ１７間距離は、パイプルーフ１３上部の上方パイプ間距離１９をパイプルーフ１３下部の下方パイプ間距離２１よりも小さくしたことで、上部からの土圧や水の浸入に対して対抗するだけの強度や止水を行うことができ、施工性が良い。
【００５２】
パイプルーフ１３は、本線シールドトンネル１に設けられた拡幅部７から本線シールドトンネル１の略軸方向へ向けて発進されるため、パイプルーフ１３を湾曲させる必要が無く、施工性に優れ、また、パイプルーフ１３を本線シールドトンネル１に垂直に発進させる場合と比べて、パイプルーフ１３の旋回半径による工事領域の増大がなく、このため、最小限の工事範囲でトンネル合流部を構築することができる。
【００５３】
また、パイプルーフ発進基地１１と本線シールドトンネル１とが中柱１５によって仕切られるため、トンネル躯体２９等の構築時にも、本線シールドトンネル１内で別の工事を並行して行うことができ、また、本線シールドトンネル１を開通し、車両等の通行を開始することもできる。
【００５４】
更に、ランプシールドトンネル３５の構築を待たずに同時に合流部の構築を行うことができるため、ランプシールドトンネル３５が構築されるのを待つ必要が無く、仮壁３１を設けたため、ランプシールドトンネル３５が到達するまでの間に、トンネル躯体２９内に、土砂や水の浸入がない。仮壁３１はシールド機３３によって容易に貫通することができるため、撤去する必要もない。従って、施工性に優れ、工期短縮が可能なトンネル合流部の構築方法を得ることができる。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、拡幅部７は、７ａから７ｅまでの５段階としたが、５段階に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本線シールドトンネル１に拡幅部７ａを設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図２】本線シールドトンネル１に階段状に拡幅部７ａから拡幅部７ｅを設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図３】パイプルーフ発進基地１１からパイプルーフ１３を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ方向矢視図。
【図４】パイプルーフ１３および本線シールドトンネル１から止水部９を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図。
【図５】図４（ａ）Ｎ部拡大図であり、パイプ１７の末端部穴ピッチ２６および根元部穴ピッチ２８を示した図。
【図６】止水領域２５にトンネル躯体２９を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図。
【図７】パイプルーフ末端部２３に仮壁３１を設けた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図
【図８】シールド機３３によってランプシールドトンネル３５を構築した状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ断面図。
【図９】ランプシールドトンネル３５とトンネル躯体２９がつなげられた状態を示す図で、（ａ）は本線シールドトンネル１の平面図、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ断面図、（ｃ）は（ａ）のＭ−Ｍ断面図。
【図１０】従来のトンネル合流部を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１………本線シールドトンネル
３………拡幅セグメント
５………拡幅部セグメント
７………拡幅部
９………止水部
１１………パイプルーフ発進基地
１３………パイプルーフ
１５………中柱
１７………パイプ
１９………上方パイプ間距離
２１………下方パイプ間距離
２３………パイプルーフ末端部
２４………穴
２５………止水領域
２６………末端部穴ピッチ
２７………撤去セグメント
２８………根本部穴ピッチ
２９………トンネル躯体
３１………仮壁
３３………シールド機
３５………ランプシールドトンネル
４１………本線シールドトンネル
４３………ランプシールドトンネル
４５………合流部
４７………余掘り部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトンネルと、
前記第１のトンネルに設けられ、徐々に拡幅量が大きくなるように階段状に設けられた拡幅部と、
前記拡幅部から前記第１のトンネルの略軸方向へ向けて末広がり状に設けられたパイプルーフと、
前記パイプルーフで囲まれた領域に設けられ、前記拡幅部とつなげられた躯体と、
前記躯体につなげられ、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、
を具備することを特徴とするトンネル合流部。
【請求項２】
第１のトンネルを設ける工程（ａ）と、
前記第１のトンネルに拡幅部を設ける工程（ｂ）と、
前記拡幅部から、前記第１のトンネルの略軸方向へパイプルーフを設ける工程（ｃ）と、
前記パイプルーフにより周囲地山に止水部を形成する工程（ｄ）と、
前記止水部に囲まれた止水領域内に躯体を設ける工程（ｅ）と、
前記躯体に第２のトンネルをつなげる工程（ｆ）と、
を具備することを特徴とするトンネル合流部の構築方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフは、前記拡幅部より末広がり状に設けられることを特徴とする請求項２記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）では、隣接する前記拡幅部に対して徐々に拡幅量が大きくなるように拡幅施工を繰り返し、前記拡幅部が階段状に設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフの上方末端におけるパイプ同士の距離は、前記パイプルーフの下方末端におけるパイプ同士の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）では、前記第１のトンネル内に前記拡幅部を仕切る柱が設けられることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）では、前記躯体の末端部には仮壁が設けられることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項１】
第１のトンネルと、
前記第１のトンネルに設けられ、徐々に拡幅量が大きくなるように階段状に設けられた拡幅部と、
前記拡幅部から前記第１のトンネルの略軸方向へ向けて末広がり状に設けられたパイプルーフと、
前記パイプルーフで囲まれた領域に設けられ、前記拡幅部とつなげられた躯体と、
前記躯体につなげられ、前記第１のトンネルに併設される第２のトンネルと、
を具備することを特徴とするトンネル合流部。
【請求項２】
第１のトンネルを設ける工程（ａ）と、
前記第１のトンネルに拡幅部を設ける工程（ｂ）と、
前記拡幅部から、前記第１のトンネルの略軸方向へパイプルーフを設ける工程（ｃ）と、
前記パイプルーフにより周囲地山に止水部を形成する工程（ｄ）と、
前記止水部に囲まれた止水領域内に躯体を設ける工程（ｅ）と、
前記躯体に第２のトンネルをつなげる工程（ｆ）と、
を具備することを特徴とするトンネル合流部の構築方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフは、前記拡幅部より末広がり状に設けられることを特徴とする請求項２記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）では、隣接する前記拡幅部に対して徐々に拡幅量が大きくなるように拡幅施工を繰り返し、前記拡幅部が階段状に設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）では、前記パイプルーフの上方末端におけるパイプ同士の距離は、前記パイプルーフの下方末端におけるパイプ同士の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）では、前記第１のトンネル内に前記拡幅部を仕切る柱が設けられることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）では、前記躯体の末端部には仮壁が設けられることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載のトンネル合流部の構築方法。
【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２００９−６２６７５（Ｐ２００９−６２６７５Ａ）
【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２００７−２２８６６７（Ｐ２００７−２２８６６７）
【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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