地下構造物の構築方法および地下構造物
【課題】 早期施工が可能で、かつ、安価に施工が可能な地下構造物の構築方法および地下構造物を提案する。
【解決手段】 先進導坑６を掘進する工程と、前記先進導坑６内から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑６を取り囲むように複数の小断面トンネル１，１，…を構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６を取り囲む外殻２を構築する工程とにより大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する。
【解決手段】 先進導坑６を掘進する工程と、前記先進導坑６内から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑６を取り囲むように複数の小断面トンネル１，１，…を構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６を取り囲む外殻２を構築する工程とにより大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物の構築方法および地下構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
大都市における都市交通基盤整備事業の一環として、大深度地下における道路工事が検討されている。これに伴い、大深度地下におけるトンネル構築技術として、大深度・長距離掘進対応型のシールドマシン等、さまざまな技術が開発され、実用化に至っている。
【０００３】
このような大深度地下における地下構造物の分岐合流部（以下、「ランプ部」という場合がある）では、大断面の地下構造物構築技術が要求されるとともに、圧密沈下等の地上への影響や地下水位低下等の環境への配慮等が必要とされている。
【０００４】
従来、ランプ部等における大断面の地下構造物として、複数の矩形状のシールドトンネルを隣接配置して一体化することで、大断面トンネルの外殻を構築する技術やＮＡＴＭ工法（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）等の山岳工法により大断面トンネルを構築する施工技術が開示されている。
【０００５】
このような大断面トンネルの構築では、各シールドトンネル同士の接合部周囲の地盤を改良することにより、接合部の止水および強度増加を図る必要があるが、この地盤改良は、通常、大断面トンネル上方の地表面から鉛直に配置した注入管を利用した薬液注入や各シールドトンネル内からの薬液注入等により行われていた。ところが、これらの方法による地盤改良には時間やコストが嵩むという問題点を有していた。特に大深度地下における地下構造物の構築では、地表からの地盤改良工はその施工が困難であるとともに費用が嵩み、各シールドトンネル内からの地盤改良は、限られた内空断面において、地盤改良に要する機器設備の配置が困難な場合があるという問題点を有していた。
また、ＮＡＴＭ工法等の山岳工法による施工は、施工に伴う地下水位の低下等による地表面の沈下が懸念されるという問題点を有していた。
【０００６】
そのため、特許文献１には、矩形状のシールドトンネルと円形状のシールドトンネルとを、互いに重合するように交互に隣接配置することで薬液注入や凍結工法等の地盤改良を要することなく、止水性に優れた大断面トンネルの外殻を構築する方法が開示されている。
つまり、矩形状シールドトンネル同士の接合部を、円形状のシールドトンネルにより接合することで、シールドトンネル同士の接合部において補助工法を要することなく、所定の強度および止水性能を確保した状態で大断面トンネルの外殻を形成している。
【特許文献１】特開平１０−２２０１９４号公報（［００２０］−［００３９］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前記の大断面トンネルの構築方法は、各シールドトンネルにおいて、掘進、セグメントの組み立て、裏込め注入等に時間がかかるため、工事期間が長くなるという問題点を有していた。また、シールドトンネル同士の接合が可能となるように、特殊加工を施したセグメントの製造費用が嵩むという問題点も有していた。また、特殊形状に形成された２種類のシールド掘進機を必要とするため、その費用が嵩むとともに、同時施工が可能な切羽数に限りがあり、施工スピードに限度がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、早期施工が可能で、かつ、安価に施工が可能な地下構造物の構築方法および地下構造物を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の地下構造物の構築方法は、先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】
かかる地下構造物の構築方法は、小断面トンネルを構築する前に、予め先進導坑からその周囲に地盤改良を施すため、小断面トンネルの構築の際に地下水が浸透することがなく、ウォータータイト施工による地下構造物の構築が可能となる。そのため、地下水位の低下や地表面沈下等のトンネル掘進に伴う弊害が生じることがないため、好適である。また、各小断面トンネルの施工を山岳工法（ＮＡＴＭ工法等）により行えば、地質の状況等に応じて切羽数の増減や掘削断面の形状を変更することが可能なため、早期施工が可能となり、好適である。
【００１１】
また、前記地下構造物の構築方法において、各小断面トンネルの一部分が隣接する他の小断面トンネルの一部分と重なり合うように形成されていれば、外殻の構築を容易に行うことが可能となり、好適である。なお、各小断面トンネルの施工を山岳工法（ＮＡＴＭ工法等）で行えば、特殊なセグメントや施工方法を要することなく、隣り合う小断面トンネル同士の一部分を重ね合わせながら施工できるため、施工性および経済性に優れており、好適である。
【００１２】
また、請求項３に記載の地下構造物の構築方法は、先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、所定の間隔をあけた状態で複数の先行小断面トンネルを構築する工程と、前記構築された各先行小断面トンネル同士の間隔に、隣り合う前記先行小断面トンネルとその一部分が重なり合うように後行小断面トンネルを形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先行小断面トンネルおよび後行小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
かかる地下構造物の構築方法によれば、先行した小断面トンネル（先行小断面トンネル）を閉合させた状態で後行の小断面トンネル（後行小断面トンネル）の構築を行うため、地山が緩むことがない。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、本線部と前記本線部に並設された合流部とを含むランプ部と、該ランプ部の本線部の前後に連なる一般部とを備える線状の地下構造物の構築方法であって、前記ランプ部の本線部を含む領域において先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程とを含み、前記先進導坑の掘進を、前記一般部を構築するためのシールド機を利用して行うことを特徴としている。
【００１５】
かかる地下構造物の構築方法は、ランプ部について、新たに先進導坑用の掘進機を使用する必要がないため、経済性に優れている。また、シールド機による掘進を、ランプ部の区間を通過した後も引き続き行えば、ランプ部の施工と平行して、一般部（ランプ部以外の区間）の施工を行うことが可能なため、早期施工が可能となる。また、内空断面が大きい一般部のシールド機を使用すれば、先進導坑の断面内において、複数の注入機を配置することが可能なため、止水領域の形成を早期に行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記地下構造物の構築方法において、前記先進導坑を構築した後、ランプ部の始端と終端にそれぞれ立坑を構築する工程、あるいは、ランプ部に少なくとも１箇所立坑を構築する工程を含むことを特徴としている。つまり、一般部のシールド機による先進導坑の構築が完了してからランプ部の立坑を構築するため、ランプ部のその後の施工と一般部の施工とを並行して進行させることが可能となり、施工期間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記地下構造物の構築方法において、前記立坑の掘削深度に伴い前記小断面トンネルを構築すれば、小断面トンネルの施工に伴う、立坑内の足場を要することなく施工することが可能となるため、その段取り等の手間を省くことが可能となるとともに、その費用を削減することが可能となり、好適である。
【００１８】
また、本発明の地下構造物の構築方法は、前記先進導坑を構築した後、前記先進導坑内に坑口付けをして、前記止水領域内の所定の箇所まで延設された取付坑を形成する工程を含み、この取付坑を起点として、前記小断面トンネルを構築することを特徴としている。
【００１９】
かかる地下構造物の構築方法は、各小断面トンネルの構築を、先進導坑内から延設された取付坑から発進するため、小断面トンネルの構築のために、大断面地下構造物の起点や終点に立坑を構築する必要がない。そのため、大規模な立坑の構築に必要な費用や手間を省略することで、工事費および施工期間の大幅な削減が可能となる。
【００２０】
さらに、前記地下構造物の構築方法において、前記先進導坑を取り囲むように前記取付坑を形成し、なおかつ、この取付坑を環状に形成すれば、小断面トンネルの切羽数を増やして、複数の小断面トンネルの施工を同時期に行うことで工期を短縮することが可能となり、好適である。ここで、本明細書における環状（リング状）とは、円形、楕円形、矩形を問わず、先進導坑の周囲を取り囲むように連続して形成されたものをいう。
【００２１】
また、本発明の地下構造物は、互いの一部分が重合されるように連続して配設された山岳トンネルからなる複数の小断面トンネルと、前記複数の小断面トンネルを介して閉合するように形成された外殻とから構成される地下構造物であって、前記複数の小断面トンネルの周囲には、予め地盤改良による止水領域が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
かかる地下構造物は、止水領域により囲われた領域内に複数の小断面トンネルを形成するため、止水を目的とした補助工法を要することなく施工することが可能となる。そのため、複数の小断面トンネルを早期に構築することでき、好適である。
【００２３】
また、前記地下構造物は、小断面トンネルの施工をＮＡＴＭ工法等の山岳工法により行うため、立坑を利用して小断面トンネルを構築する場合でも、発進立坑のみで行うことが可能なため、到達立坑の構築に伴う手間や費用を削減することが可能となり、好適である。
【００２４】
さらに、前記地下構造物が、前記複数の小断面トンネルの本数を増減することにより、前記外殻の形状が任意に変化されれば、目的に応じた形状の地下構造物の構築を、簡易、かつ、安価に行うことが可能となり、好適である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の地下構造物の構築方法および地下構造物によれば、大深度や地下水位の高い地盤でも早期、かつ、安価に施工を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、第１の実施の形態に係る地下構造物の概略を示す斜視図である。また、図２は、第１の実施の形態に係る地下構造物を示す横断面図である。また、図３の（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図であり、図４の（ａ）および（ｂ）は、同じく地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。また、図５は、立坑の掘削と小断面トンネルの掘削との関係を示す概略図であり、さらに、図６の（ａ）〜（ｃ）は、立坑の配置例を示す平面図である。
【００２７】
第１の実施の形態では、図１に示すように、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、分岐合流部（ランプ部）Ａの構築のため、ランプ部Ａの両端に立坑Ｓ，Ｓを構築し、この立坑Ｓ，Ｓを利用して大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する場合について、説明する。
【００２８】
第１の実施の形態に係る大断面トンネルＴは、図１に示すように、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている。なお、小断面トンネル１，１，…は、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。
【００２９】
前記複数の小断面トンネル１，１，…の周囲には、図２に示すように、予め地盤改良による止水領域４が形成されており、山岳工法による小断面トンネル１の施工の際に、湧水が発生することがない。
【００３０】
小断面トンネル１の内部における外殻２の外周には、裏込めコンクリート１ａが打設されており、空隙が充填されている。
また、大断面トンネルＴの空間部５おける小断面トンネル１の支保工１ｂは、空間部５の地山の掘削に伴い、撤去されている。
【００３１】
次に、図面を参照して、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００３２】
第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程（図３（ａ）参照）と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程（図３（ａ）参照）と、（３）前記止水領域４の内側において前記先進導坑６を取り囲むように連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図３（ｂ）参照）と、（４）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程（図３（ｂ）および図４（ａ）参照）と、（５）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程（図４（ｂ）参照）と、（６）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程（図４（ｂ）参照）と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００３３】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、図３（ａ）に示すように、シールド掘削工法により、ランプ部Ａに先進導坑６を構築する工程である。第１の実施の形態では、先進導坑６の構築について、一般部Ｂにおいて本線道路トンネルの施工に使用する内径１２ｍの本線用シールド機により先進導坑６を構築するものとする（図１参照）。すなわち、第１の実施の形態では、本線用シールドトンネル６ａが先進導坑６になっている。
なお、先進導坑６の構築は、本線用シールド機によるものに限定されるものではなく、例えばランプ用シールド機（図１参照）により構築してもよい。また、先進導坑６の形状寸法は限定されるものではないことはいうまでもない。
【００３４】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、図３（ａ）に示すように、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴの完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
第１の実施の形態では、内空断面の大きい本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６としているため、同時に複数の注入機（図示せず）を配置して、先進導坑６の周囲に薬液注入を行う。また、止水領域構築工程は、先進導坑６の切羽後方において、随時連続して行うものとする。
【００３５】
止水領域４の形状等は閉断面のものであれば限定されるものではないが、第１の実施の形態では、先進導坑６の外周から２５ｍ程度間隔をあけて、１０ｍ程度の厚みを有した断面リング状の領域を形成するものとする。
また、薬液注入に使用する材料や機器設備は限定されるものではなく、現地の状況や先進導坑の形状等に応じて、適宜公知のものから選定して使用すればよい。また、大断面トンネルＴの縦断方向（例えば小断面トンネル１の切羽）からの地下水の浸透を防止することを目的として、例えば、ランプ部Ａの始端と終端にカーテングラウトを行ってもよい。なお、大断面トンネルＴの縦断方向の止水方法はカーテングラウトに限定されるものではなく、適宜公知の工法から選定して行えばよいことはいうまでもない。
【００３６】
（３）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル構築工程は、図３（ｂ）に示すように、止水領域構築工程において、構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…を構築する工程である。各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図４（ａ）に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００３７】
なお、第１の実施の形態では、図５に示すように、各小断面トンネル１の構築を、立坑Ｓの掘削深度に伴い構築するものとする。つまり、まず、立坑Ｓの鉛直方向の掘削を、構築する小断面トンネル１１の高さであるＳ１まで掘削した後、横方向の小断面トンネル１１の掘進を行うことで、小断面トンネル１１の掘削の発進・到達に必要な足場を省略することが可能となる。そして、小断面トンネル１１の掘進が完了、または所定の距離まで進行したら、立坑Ｓの鉛直方向の掘削を次に構築する小断面トンネル１２，１２の高さであるＳ２まで掘削する。そして、同様に、小断面トンネル１２，１２の掘進を開始する。この立坑Ｓの掘削と、小断面トンネル１の掘進とを繰り返し行うことにより、大断面トンネルＴの構築を行う。
【００３８】
ここで、第１の実施の形態では、大都心におけるトンネル構築のために、深度が深く、地上での用地の確保が困難であること等から、立坑Ｓの構築を地中内で行うものとする。つまり、先進導坑６（大断面トンネルＴ）よりも上方において立坑Ｓの構築位置を通過するように立坑用先進導坑Ｓａを構築し、この立坑用先進導坑Ｓａおよび先進導坑６から立坑Ｓの構築予定箇所の周面に薬液注入を行うことで、地盤改良Ｓｂを行う。立坑Ｓの周辺地盤は、地盤改良Ｓｂにより、所定の強度と止水性を有しているため、立坑Ｓの掘削に伴う地山の崩壊および地下水の流入が防止されている。そして、立坑用先進導坑Ｓａから掘削を行い、立坑Ｓの構築を行うものとする。なお、立坑Ｓの構築方法は、前記の方法に限定されるものではなく、現場の状況等に応じて、適宜、公知の方法により構築すればよいことはいうまでもない。また、立坑Ｓの支保構造は、地山の状況等に応じて適宜構築すればよい。
【００３９】
第１の実施の形態では、小断面トンネル１の構築をＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第１の実施の形態では、小断面トンネル１について２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、小断面トンネル１の掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。
【００４０】
（４）外殻構築工程
外殻構築工程は、図３（ｂ）に示すように、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、図４（ａ）に示すように、閉断面（第１の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴの外殻２を構築する工程である。外殻２のコンクリート（以下、単に「外殻コンクリート」という場合がある）の打設は、図３（ｂ）に示すように、各小断面トンネル１が構築された段階で、随時行うものとし、後施工で構築される小断面トンネル１（後行小断面トンネル）内の外殻コンクリートは、隣接する小断面トンネル１（先行小断面トンネル）内に打設された既設の外殻コンクリートと接合させながら行う。
【００４１】
外殻２の構築は、小断面トンネル１内において、所定の配筋を行った後、型枠を設置し、外殻コンクリートを打設することにより行う。このとき、隣接する小断面トンネル１の外殻コンクリート同士の接合は、さし筋を介するなどして一体化する。
ここで、外殻２の配筋は、想定される外力に応じて行えばよく、必ずしも配筋しなくてもよい。また、外殻２の厚みは、限定されるものではなく、地山の状況や深度等に応じて適宜設定すればよい。また、外殻コンクリートの打設に伴い、小断面トンネル１内における外殻２の外周側の空間に裏込めコンクリート１ａを打設し、空隙をなくすものとする。なお、外殻コンクリートと裏込めコンクリート１ａの配合や打設方法等は限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定するものとする。
【００４２】
（５）内部掘削工程
内部掘削工程は、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、所望の道路構造物３の構築が可能となるように空間部５を構築する工程である（図４（ｂ）参照）。このとき、掘削に伴い空間部５内に突出する小断面トンネル１の支保工１ｂは撤去するものとする。
【００４３】
（６）構造物構築工程
構造物構築工程は、図４（ｂ）に示すように、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴの内部に道路構造物３を構築する工程である。
第１の実施の形態では、先進導坑６を利用して本線部Ｒ１を構築し、この本線部Ｒ１の隣に合流部Ｒ２を構築することにより、道路構造物３を構築する。
【００４４】
第１の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、ランプ部Ａについて、両端に立坑Ｓ，Ｓを構築するものとしたが、立坑Ｓの構築は、必ずしも対象範囲の両端に行う必要はなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、ランプ部Ａの中央に立坑Ｓを構築し、この立坑Ｓから前後に小断面トンネル１，１，…を掘進させることにより、大断面トンネルＴを構築する構成としてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、ランプ部Ａの一方の端部にのみ立坑Ｓを構築し、この立坑Ｓを発進立坑として小断面トンネル１，１，１…を構築する構成としてもよい。
【００４５】
ランプ部Ａの施工が完了したら、立坑Ｓからランプ部Ａと逆方向にランプ用シールドトンネル６ｂを構築して、合流路線の施工を行う（図１参照）。なお、第１の実施の形態では、ランプ用シールド機として、断面形状が矩形状のシールド機を使用するものとしたが、ランプ用シールドトンネル６ｂの形状寸法は限定されるものではなく、その掘進用のシールド機は適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００４６】
第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法によれば、本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６として使用するため、一般部Ｂのトンネル掘削の施工を中断することなく、ランプ部Ａの施工を行うことが可能となり、ひいては、道路トンネル工事全体の工期の短縮化が可能となる。
また、内空断面の大きい本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６として使用しているため、複数台の薬液注入機を先進導坑６の内部に配置することが可能となり、止水領域構築工程における地盤改良工事を早期に行うことが可能となる。
【００４７】
また、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、先進導坑６の掘進をシールド工法、小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６および小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００４８】
また、予め止水領域４を構築することで、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による小断面トンネル１の施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。
また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。さらに、ランプ部両端の立坑Ｓ，Ｓからそれぞれ小断面トンネル１の掘進を行えば、切羽数を２倍に増加することが可能となる。
【００４９】
また、外殻２は、各小断面トンネル１内において構築されため、大規模な構造物である大断面トンネルＴの外殻２を簡易に構築することが可能となる。
さらに、大断面トンネルＴの空間部５の掘削は、予め構築された外殻２の内側において行われるため、安全かつ簡易に施工を行うことが可能である。
また、各小断面トンネル１の構築は、ＮＡＴＭ工法により行うため、地質状況などに応じて適宜支保工を変更することが可能となり、経済性、安全性に最適の施工を行うことを可能としている。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
次に図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法ついて説明する。ここで、図７は、第２の実施の形態に係る地下構造物の概略を示した斜視図であり、図８は同地下構造物の構築方法による施工段階の一部を示す横断面図である。
【００５１】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、ランプ部の構築を行う場合について、説明する。
【００５２】
第２の実施の形態に係る大断面トンネルＴ’は、第１の実施の形態の大断面トンネルＴと同様に、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている（図２参照）。なお、図７に示すように、小断面トンネル１，１，…は、先進導坑６を構築した後、先進導坑６内に坑口付けをして、止水領域４内の所定の箇所まで延設された取付坑１０を起点として、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。ここで、第２の実施の形態に係る大断面トンネルＴ’のこの他の構成は、第１の実施の形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
次に、図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００５４】
第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程と、（３）先進導坑６を構築した後、先進導坑６内に坑口付けをして、止水領域４内の所定の箇所まで延設された取付坑１０を形成する取付坑形成工程（図７および図８参照）と、（４）前記止水領域４の内側において前記取付坑１０を起点として前記先進導坑６を取り囲むようにトンネル周方向に連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図７および図８参照）と、（５）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程と、（６）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程と、（７）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００５５】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、シールド掘削工法により、ランプ部に先進導坑６を構築する工程である。
【００５６】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴ’の完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
【００５７】
（３）取付坑形成工程
取付坑形成工程は、図７および図８に示すように、導坑掘進工程において構築された先進導坑６の内面に坑口付けをし、この坑口１０ａから、先進導坑６に沿って取付坑１０を掘進する工程である。
【００５８】
第２の実施の形態に係る取付坑１０は、小断面トンネル１を構築するために先進導坑６から分岐して構築されたトンネルであって、複数の小断面トンネル１，１，…を兼ねている。つまり、先進導坑６から分岐して斜め前方方向に向かって形成された斜部（取付坑１０）と、先進導坑６に略平行に形成された一般部（小断面トンネル１）とを一本のトンネルとして連続して構築している。そして、複数の小断面トンネル１，１，…の少なくとも１つの斜部を、取付坑１０として先進導坑６から構築し、他の小断面トンネル１，１，…の斜部（分岐取付坑１０ｂ）をこの取付坑１０から構築する。
【００５９】
第２の実施の形態では、一の小断面トンネル１に対応する取付坑１０を形成した後、その取付坑１０の内面に坑口付けをし、当該小断面トンネル１（取付坑１０）の近傍の小断面トンネル１に対応する取付坑１０（分岐取付坑１０ｂ）を構築するものとする。なお、一の取付坑１０から分岐する分岐取付坑１０ｂの本数は限定されるものではなく、適宜、設定すればよい。また、分岐取付坑１０ｂからさらに分岐取付坑を構築してもよい。さらに、分岐取付坑１０ｂを設けることなく、各小断面トンネル１に対応する取付坑１０を、それぞれ先進導坑６から構築してもよいことはいうまでもない。
【００６０】
取付坑１０（小断面トンネル１）の構築は、止水領域構築工程において構築された止水領域４内において行われる。したがって、湧水の恐れがないため、取付坑１０および分岐取付坑１０ｂの構築をＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第２の実施の形態では、取付坑１０および分岐取付坑１０ｂについて２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。ここで、取付坑１０または分岐取付坑１０ｂの構築は、ＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００６１】
ここで、第２の実施の形態では、取付坑１０の断面形状を、小断面トンネル１の断面形状と同一とするが、取付坑１０の断面形状は、限定されるものではないことはいうまでもない。
【００６２】
（４）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル１の構築は、取付坑１０または分岐取付坑１０ｂの構築が小断面トンネル１に対応する箇所に到達した時点で、掘進方向を計画された小断面トンネル１の掘進方向（第２の実施の形態では先進導坑６と略平行）に変更して、前記一般部として引き続き掘進することにより行う。
各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、図７に示すように、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図８に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００６３】
ここで、小断面トンネル１の断面形状や本数を変化させることにより外殻２（大断面トンネルＴ’）の形状を変化させてもよい。
【００６４】
この他、小断面トンネル１，１，…の構築方法は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
（５）外殻構築工程
外殻構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、閉断面（第２の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴ’の外殻２を構築する工程である。
【００６６】
（６）内部掘削工程
内部掘削工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、空間部５を構築する工程である。
【００６７】
（７）構造物構築工程
構造物構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴの内部に道路構造物３を構築する工程である。
【００６８】
第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、先進導坑６の掘進をシールド工法、取付坑１０（分岐取付坑１０ｂを含む）および小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６および小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００６９】
また、予め止水領域４を構築することで、取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。
【００７０】
また、各小断面トンネル１の構築に、立坑を必要としないため、大規模な立坑の構築に要する時間と手間を削減することで、大幅な工期短縮および費用削減が可能となる。
また、取付坑１０の構築は、ＮＡＴＭ工法により行うため、地質状況などに応じて適宜支保工を変更することが可能となり、経済性、安全性に最適の施工を行うことを可能としている。
【００７１】
この他、第２の実施の形態の地下構造物の構築方法による効果は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
次に図９を参照して、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法ついて説明する。ここで、図９は、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法を示した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【００７３】
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、ランプ部の構築を行う場合について、説明する。
【００７４】
第３の実施の形態に係る大断面トンネルＴ”は、第１の実施の形態の大断面トンネルＴと同様に、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている。なお、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、小断面トンネル１，１，…は、先進導坑６を構築した後、先進導坑６を取り囲むように、外殻２の内周に沿って、計画された小断面トンネル１，１，…に対応するようにリング状に形成されたリング状斜坑（環状の取付坑）１０ｃを起点として、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。ここで、第３の実施の形態に係る大断面トンネルＴ”のこの他の構成は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７５】
次に、図９（ａ）および（ｂ）を参照して、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００７６】
第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程と、（３）先進導坑を構築した後、先進導坑内に坑口付けをして横坑１０ｄを形成し、この横坑１０ｄを起点として、止水領域４の内面に沿ってリング状斜坑１０ｃを形成する取付坑形成工程（図９（ａ）および（ｂ）参照）と、（４）前記止水領域４の内側において前記リング状斜坑１０ｃを起点として前記先進導坑６を取り囲むようにトンネル周方向に連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図９（ａ）および（ｂ）参照）と、（５）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程と、（６）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程と、（７）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００７７】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、シールド掘削工法により、ランプ部に先進導坑６を構築する工程である。
【００７８】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴ”の完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
【００７９】
（３）取付坑形成工程
取付坑形成工程は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、止水領域構築工程において構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…の起点となるリング状斜坑１０ｃを構築する工程である。
【００８０】
リング状斜坑１０ｃの構築は、まず、導坑掘進工程において構築された先進導坑６の内面に坑口付けをし、この坑口１０ａから、先進導坑６の外周であって先進導坑６から所定間隔を有して計画された小断面トンネル１の位置付近まで、先進導坑６のトンネル軸と交差する方向（第３の実施の形態では直交する方向）に横坑１０ｄを形成する。所定の位置まで横坑１０ｄの形成が完了したら、図９（ａ）に示すように、横坑１０ｄを起点として各小断面トンネル１に対応するように止水領域４に沿って楕円形状の斜坑であるリング状斜坑１０ｃを構築する。
【００８１】
ここで、リング状斜坑１０ｃの断面形状は、小断面トンネル１の発進が可能となるように、小断面トンネル１の断面形状以上に形成するものとする。また、第３実施形態では、取付坑として、楕円形に形成されたリング状斜坑１０ｃを構築するものとしたが、取付坑の形状は限定されるものではなく、例えば、真円形や矩形等、大断面トンネルＴ”の断面形状に応じて適宜設定すればよい。
また、第３の実施形態では、図９（ｂ）に示すように、先進導坑６を挟んで両側にそれぞれ横坑１０ｄ，１０ｄを構築するものとしたが、横坑１０ｄの本数は限定されるものではなく、例えば片側のみに構築してもよい。また、横坑１０ｄの掘進方向は、リング状斜坑１０ｃとの接続が可能であれば、先進導坑６のトンネル軸と直交する方向に限定されるものではない。
【００８２】
リング状斜坑１０ｃおよび横坑１０ｄの構築は、止水領域構築工程において構築された止水領域４内において行われるため、湧水の恐れがないため、ＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第３の実施の形態では、リング状斜坑１０ｃおよび横坑１０ｄについて２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。ここで、リング状斜坑１０ｃまたは横坑１０ｄの構築は、ＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００８３】
（４）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル構築工程は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、取付坑形成工程において構築されたリング状斜坑１０ｃを起点として、止水領域構築工程において構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…を構築する工程である。
【００８４】
第３の実施の形態では、各小断面トンネル１を、先進導坑６と平行に、リング状斜坑１０ｃを起点として、その前後方向に掘進するものとする。各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、図７に示すように、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図８に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００８５】
この他、小断面トンネル１，１，…の構築方法は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
（５）外殻構築工程
外殻構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、閉断面（第３の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴの外殻２を構築する工程である。
【００８７】
（６）内部掘削工程
内部掘削工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、空間部５を構築する工程である。
【００８８】
（７）構造物構築工程
構造物構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴ”の内部に道路構造物３を構築する工程である。
【００８９】
第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法によれば、先進導坑６の掘進をシールド工法、リング状斜坑１０ｃ（横坑１０ｄを含む）および小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６、リング状斜坑１０ｃおよび小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００９０】
また、予め止水領域４を構築することで、リング状斜坑１０ｃ、横坑１０ｄ、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、リング状斜坑１０ｃ、横坑１０ｄ、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。
【００９１】
また、楕円リング状に形成されたリング状斜坑１０ｃを利用した小断面トンネル１の構築は、自由にどこからでも坑口１０ａをつけることができるため、パーティ数を増やすことにより、工期短縮が可能となる。
【００９２】
この他、第３の実施の形態の地下構造物の構築方法による効果は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
＜第４の実施の形態＞
次に図１０を参照して、第４の実施の形態に係る地下構造物ついて説明する。ここで、図１０は、第４の実施の形態に係る地下構造物を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図である。
【００９４】
第４の実施形態に係る大断面トンネル（地下構造物）Ｔは、前記各実施形態で示した地下構造物の構築方法を利用して構築されており、図１０（ａ）に示すように、ランプ部Ａの両端部において、その外殻２が徐々に拡幅または縮小することにより、本線用シールドトンネル６ａに擦り付けられている。
【００９５】
つまり、大断面トンネルＴは、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…について、その本数を増減することにより、外殻２の形状を任意に変化（拡幅または縮小）させたものである。
【００９６】
なお、第４の実施の形態では、ランプ部Ａの中央部において、図１０（ｂ）に示すように、所定の内空断面積を有して形成された大断面トンネルＴ１について、複数の小断面トンネル１，１，…のうち、一部の小断面トンネル１’，１’，…を削減するとともに、残りの小断面トンネル１，１，…の配置を調整することにより、図１０（ｃ）に示す大断面トンネルＴ２のように、その内空断面積を縮小させている。そして、同様に、ランプ部Ａと一般部Ｂとの接合部に近づくにつれて小断面トンネル１，１，…の数を削減することにより、大断面トンネルＴの形状を縮小して、本線用シールドトンネル６ａに擦り付けている。
【００９７】
なお、第４の実施の形態では、小断面トンネル１の増減により、大断面トンネルＴの内空断面積を増減する構成としたが、小断面トンネル１の増減と配置の調整により、例えば円形断面の大断面トンネルを矩形状に変形するなど、任意の形状に変化させてもよい。
【００９８】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記各実施形態では、大断面トンネルの形状を円形に形成するものとしたが、大断面トンネルの形状は円形に限定されるものではなく、例えば矩形状に形成されていてもよいことはいうまでもない。
【００９９】
また、前記各実施形態では、小断面トンネルの構築を一つおきに構築するものとしたが、例えば二つおきに構築するなど、小断面トンネルの施工順序は限定されるものではない。また、小断面トンネルの掘進はＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【０１００】
また、前記各実施形態では、隣り合う小断面トンネルを互いにラップさせて構築するものとしたが、小断面トンネルの配置は限定されるものではなく、例えば、隣り合う小断面トンネルの一部が互いに当接した状態や隙間をあけた状態で構築してもよい。なお、この場合において、外殻の構築は、各小断面トンネルから対象箇所を掘削して行えばよい。
【０１０１】
また、本発明の地下構造物の構築方法および地下構造物は、大深度トンネルに限定されるものではなく、あらゆる大断面の地下構造物に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０２】
また、前記第１の実施の形態では、立坑の構築を地中内で行うものとしたが、地表面から掘り下げることにより立坑を構築してもよいことはいうまでもない。
【０１０３】
また、前記各実施形態では、道路トンネルについて適用するものとしたが、例えば鉄道トンネルに使用してもよく、本発明の地下構造物の使用目的は限定されるものではない。
【０１０４】
また、前記各実施形態では、外殻の構築を、現地にてコンクリートを打設することにより行うものとしたが、プレキャスト部材（セグメント）を組み立てることにより構築してもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施の形態に係る地下構造物の概略を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る地下構造物を示す横断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。
【図５】立坑の掘削と小断面トンネルの掘削との関係を示す概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、立坑の配置例を示す平面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る地下構造物の概略を示した斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による施工段階の一部を示す横断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法を示した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る地下構造物を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 小断面トンネル
２ 外殻
３ 道路構造物
４ 止水領域
６ 先進導坑
１０ 取付坑
１０ａ 坑口
１０ｃ リング状斜坑（取付坑）
Ａ ランプ部
Ｂ 一般部
Ｓ 立坑
Ｔ，Ｔ’，Ｔ” 大断面トンネル（地下構造物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物の構築方法および地下構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
大都市における都市交通基盤整備事業の一環として、大深度地下における道路工事が検討されている。これに伴い、大深度地下におけるトンネル構築技術として、大深度・長距離掘進対応型のシールドマシン等、さまざまな技術が開発され、実用化に至っている。
【０００３】
このような大深度地下における地下構造物の分岐合流部（以下、「ランプ部」という場合がある）では、大断面の地下構造物構築技術が要求されるとともに、圧密沈下等の地上への影響や地下水位低下等の環境への配慮等が必要とされている。
【０００４】
従来、ランプ部等における大断面の地下構造物として、複数の矩形状のシールドトンネルを隣接配置して一体化することで、大断面トンネルの外殻を構築する技術やＮＡＴＭ工法（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）等の山岳工法により大断面トンネルを構築する施工技術が開示されている。
【０００５】
このような大断面トンネルの構築では、各シールドトンネル同士の接合部周囲の地盤を改良することにより、接合部の止水および強度増加を図る必要があるが、この地盤改良は、通常、大断面トンネル上方の地表面から鉛直に配置した注入管を利用した薬液注入や各シールドトンネル内からの薬液注入等により行われていた。ところが、これらの方法による地盤改良には時間やコストが嵩むという問題点を有していた。特に大深度地下における地下構造物の構築では、地表からの地盤改良工はその施工が困難であるとともに費用が嵩み、各シールドトンネル内からの地盤改良は、限られた内空断面において、地盤改良に要する機器設備の配置が困難な場合があるという問題点を有していた。
また、ＮＡＴＭ工法等の山岳工法による施工は、施工に伴う地下水位の低下等による地表面の沈下が懸念されるという問題点を有していた。
【０００６】
そのため、特許文献１には、矩形状のシールドトンネルと円形状のシールドトンネルとを、互いに重合するように交互に隣接配置することで薬液注入や凍結工法等の地盤改良を要することなく、止水性に優れた大断面トンネルの外殻を構築する方法が開示されている。
つまり、矩形状シールドトンネル同士の接合部を、円形状のシールドトンネルにより接合することで、シールドトンネル同士の接合部において補助工法を要することなく、所定の強度および止水性能を確保した状態で大断面トンネルの外殻を形成している。
【特許文献１】特開平１０−２２０１９４号公報（［００２０］−［００３９］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前記の大断面トンネルの構築方法は、各シールドトンネルにおいて、掘進、セグメントの組み立て、裏込め注入等に時間がかかるため、工事期間が長くなるという問題点を有していた。また、シールドトンネル同士の接合が可能となるように、特殊加工を施したセグメントの製造費用が嵩むという問題点も有していた。また、特殊形状に形成された２種類のシールド掘進機を必要とするため、その費用が嵩むとともに、同時施工が可能な切羽数に限りがあり、施工スピードに限度がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、早期施工が可能で、かつ、安価に施工が可能な地下構造物の構築方法および地下構造物を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の地下構造物の構築方法は、先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程とを含むことを特徴としている。
【００１０】
かかる地下構造物の構築方法は、小断面トンネルを構築する前に、予め先進導坑からその周囲に地盤改良を施すため、小断面トンネルの構築の際に地下水が浸透することがなく、ウォータータイト施工による地下構造物の構築が可能となる。そのため、地下水位の低下や地表面沈下等のトンネル掘進に伴う弊害が生じることがないため、好適である。また、各小断面トンネルの施工を山岳工法（ＮＡＴＭ工法等）により行えば、地質の状況等に応じて切羽数の増減や掘削断面の形状を変更することが可能なため、早期施工が可能となり、好適である。
【００１１】
また、前記地下構造物の構築方法において、各小断面トンネルの一部分が隣接する他の小断面トンネルの一部分と重なり合うように形成されていれば、外殻の構築を容易に行うことが可能となり、好適である。なお、各小断面トンネルの施工を山岳工法（ＮＡＴＭ工法等）で行えば、特殊なセグメントや施工方法を要することなく、隣り合う小断面トンネル同士の一部分を重ね合わせながら施工できるため、施工性および経済性に優れており、好適である。
【００１２】
また、請求項３に記載の地下構造物の構築方法は、先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、所定の間隔をあけた状態で複数の先行小断面トンネルを構築する工程と、前記構築された各先行小断面トンネル同士の間隔に、隣り合う前記先行小断面トンネルとその一部分が重なり合うように後行小断面トンネルを形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先行小断面トンネルおよび後行小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴としている。
【００１３】
かかる地下構造物の構築方法によれば、先行した小断面トンネル（先行小断面トンネル）を閉合させた状態で後行の小断面トンネル（後行小断面トンネル）の構築を行うため、地山が緩むことがない。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、本線部と前記本線部に並設された合流部とを含むランプ部と、該ランプ部の本線部の前後に連なる一般部とを備える線状の地下構造物の構築方法であって、前記ランプ部の本線部を含む領域において先進導坑を掘進する工程と、前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程とを含み、前記先進導坑の掘進を、前記一般部を構築するためのシールド機を利用して行うことを特徴としている。
【００１５】
かかる地下構造物の構築方法は、ランプ部について、新たに先進導坑用の掘進機を使用する必要がないため、経済性に優れている。また、シールド機による掘進を、ランプ部の区間を通過した後も引き続き行えば、ランプ部の施工と平行して、一般部（ランプ部以外の区間）の施工を行うことが可能なため、早期施工が可能となる。また、内空断面が大きい一般部のシールド機を使用すれば、先進導坑の断面内において、複数の注入機を配置することが可能なため、止水領域の形成を早期に行うことが可能となる。
【００１６】
また、前記地下構造物の構築方法において、前記先進導坑を構築した後、ランプ部の始端と終端にそれぞれ立坑を構築する工程、あるいは、ランプ部に少なくとも１箇所立坑を構築する工程を含むことを特徴としている。つまり、一般部のシールド機による先進導坑の構築が完了してからランプ部の立坑を構築するため、ランプ部のその後の施工と一般部の施工とを並行して進行させることが可能となり、施工期間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記地下構造物の構築方法において、前記立坑の掘削深度に伴い前記小断面トンネルを構築すれば、小断面トンネルの施工に伴う、立坑内の足場を要することなく施工することが可能となるため、その段取り等の手間を省くことが可能となるとともに、その費用を削減することが可能となり、好適である。
【００１８】
また、本発明の地下構造物の構築方法は、前記先進導坑を構築した後、前記先進導坑内に坑口付けをして、前記止水領域内の所定の箇所まで延設された取付坑を形成する工程を含み、この取付坑を起点として、前記小断面トンネルを構築することを特徴としている。
【００１９】
かかる地下構造物の構築方法は、各小断面トンネルの構築を、先進導坑内から延設された取付坑から発進するため、小断面トンネルの構築のために、大断面地下構造物の起点や終点に立坑を構築する必要がない。そのため、大規模な立坑の構築に必要な費用や手間を省略することで、工事費および施工期間の大幅な削減が可能となる。
【００２０】
さらに、前記地下構造物の構築方法において、前記先進導坑を取り囲むように前記取付坑を形成し、なおかつ、この取付坑を環状に形成すれば、小断面トンネルの切羽数を増やして、複数の小断面トンネルの施工を同時期に行うことで工期を短縮することが可能となり、好適である。ここで、本明細書における環状（リング状）とは、円形、楕円形、矩形を問わず、先進導坑の周囲を取り囲むように連続して形成されたものをいう。
【００２１】
また、本発明の地下構造物は、互いの一部分が重合されるように連続して配設された山岳トンネルからなる複数の小断面トンネルと、前記複数の小断面トンネルを介して閉合するように形成された外殻とから構成される地下構造物であって、前記複数の小断面トンネルの周囲には、予め地盤改良による止水領域が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
かかる地下構造物は、止水領域により囲われた領域内に複数の小断面トンネルを形成するため、止水を目的とした補助工法を要することなく施工することが可能となる。そのため、複数の小断面トンネルを早期に構築することでき、好適である。
【００２３】
また、前記地下構造物は、小断面トンネルの施工をＮＡＴＭ工法等の山岳工法により行うため、立坑を利用して小断面トンネルを構築する場合でも、発進立坑のみで行うことが可能なため、到達立坑の構築に伴う手間や費用を削減することが可能となり、好適である。
【００２４】
さらに、前記地下構造物が、前記複数の小断面トンネルの本数を増減することにより、前記外殻の形状が任意に変化されれば、目的に応じた形状の地下構造物の構築を、簡易、かつ、安価に行うことが可能となり、好適である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の地下構造物の構築方法および地下構造物によれば、大深度や地下水位の高い地盤でも早期、かつ、安価に施工を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、第１の実施の形態に係る地下構造物の概略を示す斜視図である。また、図２は、第１の実施の形態に係る地下構造物を示す横断面図である。また、図３の（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図であり、図４の（ａ）および（ｂ）は、同じく地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。また、図５は、立坑の掘削と小断面トンネルの掘削との関係を示す概略図であり、さらに、図６の（ａ）〜（ｃ）は、立坑の配置例を示す平面図である。
【００２７】
第１の実施の形態では、図１に示すように、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、分岐合流部（ランプ部）Ａの構築のため、ランプ部Ａの両端に立坑Ｓ，Ｓを構築し、この立坑Ｓ，Ｓを利用して大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する場合について、説明する。
【００２８】
第１の実施の形態に係る大断面トンネルＴは、図１に示すように、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている。なお、小断面トンネル１，１，…は、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。
【００２９】
前記複数の小断面トンネル１，１，…の周囲には、図２に示すように、予め地盤改良による止水領域４が形成されており、山岳工法による小断面トンネル１の施工の際に、湧水が発生することがない。
【００３０】
小断面トンネル１の内部における外殻２の外周には、裏込めコンクリート１ａが打設されており、空隙が充填されている。
また、大断面トンネルＴの空間部５おける小断面トンネル１の支保工１ｂは、空間部５の地山の掘削に伴い、撤去されている。
【００３１】
次に、図面を参照して、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００３２】
第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程（図３（ａ）参照）と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程（図３（ａ）参照）と、（３）前記止水領域４の内側において前記先進導坑６を取り囲むように連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図３（ｂ）参照）と、（４）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程（図３（ｂ）および図４（ａ）参照）と、（５）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程（図４（ｂ）参照）と、（６）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程（図４（ｂ）参照）と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００３３】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、図３（ａ）に示すように、シールド掘削工法により、ランプ部Ａに先進導坑６を構築する工程である。第１の実施の形態では、先進導坑６の構築について、一般部Ｂにおいて本線道路トンネルの施工に使用する内径１２ｍの本線用シールド機により先進導坑６を構築するものとする（図１参照）。すなわち、第１の実施の形態では、本線用シールドトンネル６ａが先進導坑６になっている。
なお、先進導坑６の構築は、本線用シールド機によるものに限定されるものではなく、例えばランプ用シールド機（図１参照）により構築してもよい。また、先進導坑６の形状寸法は限定されるものではないことはいうまでもない。
【００３４】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、図３（ａ）に示すように、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴの完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
第１の実施の形態では、内空断面の大きい本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６としているため、同時に複数の注入機（図示せず）を配置して、先進導坑６の周囲に薬液注入を行う。また、止水領域構築工程は、先進導坑６の切羽後方において、随時連続して行うものとする。
【００３５】
止水領域４の形状等は閉断面のものであれば限定されるものではないが、第１の実施の形態では、先進導坑６の外周から２５ｍ程度間隔をあけて、１０ｍ程度の厚みを有した断面リング状の領域を形成するものとする。
また、薬液注入に使用する材料や機器設備は限定されるものではなく、現地の状況や先進導坑の形状等に応じて、適宜公知のものから選定して使用すればよい。また、大断面トンネルＴの縦断方向（例えば小断面トンネル１の切羽）からの地下水の浸透を防止することを目的として、例えば、ランプ部Ａの始端と終端にカーテングラウトを行ってもよい。なお、大断面トンネルＴの縦断方向の止水方法はカーテングラウトに限定されるものではなく、適宜公知の工法から選定して行えばよいことはいうまでもない。
【００３６】
（３）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル構築工程は、図３（ｂ）に示すように、止水領域構築工程において、構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…を構築する工程である。各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図４（ａ）に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００３７】
なお、第１の実施の形態では、図５に示すように、各小断面トンネル１の構築を、立坑Ｓの掘削深度に伴い構築するものとする。つまり、まず、立坑Ｓの鉛直方向の掘削を、構築する小断面トンネル１１の高さであるＳ１まで掘削した後、横方向の小断面トンネル１１の掘進を行うことで、小断面トンネル１１の掘削の発進・到達に必要な足場を省略することが可能となる。そして、小断面トンネル１１の掘進が完了、または所定の距離まで進行したら、立坑Ｓの鉛直方向の掘削を次に構築する小断面トンネル１２，１２の高さであるＳ２まで掘削する。そして、同様に、小断面トンネル１２，１２の掘進を開始する。この立坑Ｓの掘削と、小断面トンネル１の掘進とを繰り返し行うことにより、大断面トンネルＴの構築を行う。
【００３８】
ここで、第１の実施の形態では、大都心におけるトンネル構築のために、深度が深く、地上での用地の確保が困難であること等から、立坑Ｓの構築を地中内で行うものとする。つまり、先進導坑６（大断面トンネルＴ）よりも上方において立坑Ｓの構築位置を通過するように立坑用先進導坑Ｓａを構築し、この立坑用先進導坑Ｓａおよび先進導坑６から立坑Ｓの構築予定箇所の周面に薬液注入を行うことで、地盤改良Ｓｂを行う。立坑Ｓの周辺地盤は、地盤改良Ｓｂにより、所定の強度と止水性を有しているため、立坑Ｓの掘削に伴う地山の崩壊および地下水の流入が防止されている。そして、立坑用先進導坑Ｓａから掘削を行い、立坑Ｓの構築を行うものとする。なお、立坑Ｓの構築方法は、前記の方法に限定されるものではなく、現場の状況等に応じて、適宜、公知の方法により構築すればよいことはいうまでもない。また、立坑Ｓの支保構造は、地山の状況等に応じて適宜構築すればよい。
【００３９】
第１の実施の形態では、小断面トンネル１の構築をＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第１の実施の形態では、小断面トンネル１について２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、小断面トンネル１の掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。
【００４０】
（４）外殻構築工程
外殻構築工程は、図３（ｂ）に示すように、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、図４（ａ）に示すように、閉断面（第１の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴの外殻２を構築する工程である。外殻２のコンクリート（以下、単に「外殻コンクリート」という場合がある）の打設は、図３（ｂ）に示すように、各小断面トンネル１が構築された段階で、随時行うものとし、後施工で構築される小断面トンネル１（後行小断面トンネル）内の外殻コンクリートは、隣接する小断面トンネル１（先行小断面トンネル）内に打設された既設の外殻コンクリートと接合させながら行う。
【００４１】
外殻２の構築は、小断面トンネル１内において、所定の配筋を行った後、型枠を設置し、外殻コンクリートを打設することにより行う。このとき、隣接する小断面トンネル１の外殻コンクリート同士の接合は、さし筋を介するなどして一体化する。
ここで、外殻２の配筋は、想定される外力に応じて行えばよく、必ずしも配筋しなくてもよい。また、外殻２の厚みは、限定されるものではなく、地山の状況や深度等に応じて適宜設定すればよい。また、外殻コンクリートの打設に伴い、小断面トンネル１内における外殻２の外周側の空間に裏込めコンクリート１ａを打設し、空隙をなくすものとする。なお、外殻コンクリートと裏込めコンクリート１ａの配合や打設方法等は限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定するものとする。
【００４２】
（５）内部掘削工程
内部掘削工程は、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、所望の道路構造物３の構築が可能となるように空間部５を構築する工程である（図４（ｂ）参照）。このとき、掘削に伴い空間部５内に突出する小断面トンネル１の支保工１ｂは撤去するものとする。
【００４３】
（６）構造物構築工程
構造物構築工程は、図４（ｂ）に示すように、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴの内部に道路構造物３を構築する工程である。
第１の実施の形態では、先進導坑６を利用して本線部Ｒ１を構築し、この本線部Ｒ１の隣に合流部Ｒ２を構築することにより、道路構造物３を構築する。
【００４４】
第１の実施の形態では、図６（ａ）に示すように、ランプ部Ａについて、両端に立坑Ｓ，Ｓを構築するものとしたが、立坑Ｓの構築は、必ずしも対象範囲の両端に行う必要はなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、ランプ部Ａの中央に立坑Ｓを構築し、この立坑Ｓから前後に小断面トンネル１，１，…を掘進させることにより、大断面トンネルＴを構築する構成としてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、ランプ部Ａの一方の端部にのみ立坑Ｓを構築し、この立坑Ｓを発進立坑として小断面トンネル１，１，１…を構築する構成としてもよい。
【００４５】
ランプ部Ａの施工が完了したら、立坑Ｓからランプ部Ａと逆方向にランプ用シールドトンネル６ｂを構築して、合流路線の施工を行う（図１参照）。なお、第１の実施の形態では、ランプ用シールド機として、断面形状が矩形状のシールド機を使用するものとしたが、ランプ用シールドトンネル６ｂの形状寸法は限定されるものではなく、その掘進用のシールド機は適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００４６】
第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法によれば、本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６として使用するため、一般部Ｂのトンネル掘削の施工を中断することなく、ランプ部Ａの施工を行うことが可能となり、ひいては、道路トンネル工事全体の工期の短縮化が可能となる。
また、内空断面の大きい本線用シールドトンネル６ａを先進導坑６として使用しているため、複数台の薬液注入機を先進導坑６の内部に配置することが可能となり、止水領域構築工程における地盤改良工事を早期に行うことが可能となる。
【００４７】
また、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、先進導坑６の掘進をシールド工法、小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６および小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００４８】
また、予め止水領域４を構築することで、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による小断面トンネル１の施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。
また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。さらに、ランプ部両端の立坑Ｓ，Ｓからそれぞれ小断面トンネル１の掘進を行えば、切羽数を２倍に増加することが可能となる。
【００４９】
また、外殻２は、各小断面トンネル１内において構築されため、大規模な構造物である大断面トンネルＴの外殻２を簡易に構築することが可能となる。
さらに、大断面トンネルＴの空間部５の掘削は、予め構築された外殻２の内側において行われるため、安全かつ簡易に施工を行うことが可能である。
また、各小断面トンネル１の構築は、ＮＡＴＭ工法により行うため、地質状況などに応じて適宜支保工を変更することが可能となり、経済性、安全性に最適の施工を行うことを可能としている。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
次に図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法ついて説明する。ここで、図７は、第２の実施の形態に係る地下構造物の概略を示した斜視図であり、図８は同地下構造物の構築方法による施工段階の一部を示す横断面図である。
【００５１】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、ランプ部の構築を行う場合について、説明する。
【００５２】
第２の実施の形態に係る大断面トンネルＴ’は、第１の実施の形態の大断面トンネルＴと同様に、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている（図２参照）。なお、図７に示すように、小断面トンネル１，１，…は、先進導坑６を構築した後、先進導坑６内に坑口付けをして、止水領域４内の所定の箇所まで延設された取付坑１０を起点として、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。ここで、第２の実施の形態に係る大断面トンネルＴ’のこの他の構成は、第１の実施の形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
次に、図７および図８を参照して、第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００５４】
第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程と、（３）先進導坑６を構築した後、先進導坑６内に坑口付けをして、止水領域４内の所定の箇所まで延設された取付坑１０を形成する取付坑形成工程（図７および図８参照）と、（４）前記止水領域４の内側において前記取付坑１０を起点として前記先進導坑６を取り囲むようにトンネル周方向に連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図７および図８参照）と、（５）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程と、（６）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程と、（７）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００５５】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、シールド掘削工法により、ランプ部に先進導坑６を構築する工程である。
【００５６】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴ’の完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
【００５７】
（３）取付坑形成工程
取付坑形成工程は、図７および図８に示すように、導坑掘進工程において構築された先進導坑６の内面に坑口付けをし、この坑口１０ａから、先進導坑６に沿って取付坑１０を掘進する工程である。
【００５８】
第２の実施の形態に係る取付坑１０は、小断面トンネル１を構築するために先進導坑６から分岐して構築されたトンネルであって、複数の小断面トンネル１，１，…を兼ねている。つまり、先進導坑６から分岐して斜め前方方向に向かって形成された斜部（取付坑１０）と、先進導坑６に略平行に形成された一般部（小断面トンネル１）とを一本のトンネルとして連続して構築している。そして、複数の小断面トンネル１，１，…の少なくとも１つの斜部を、取付坑１０として先進導坑６から構築し、他の小断面トンネル１，１，…の斜部（分岐取付坑１０ｂ）をこの取付坑１０から構築する。
【００５９】
第２の実施の形態では、一の小断面トンネル１に対応する取付坑１０を形成した後、その取付坑１０の内面に坑口付けをし、当該小断面トンネル１（取付坑１０）の近傍の小断面トンネル１に対応する取付坑１０（分岐取付坑１０ｂ）を構築するものとする。なお、一の取付坑１０から分岐する分岐取付坑１０ｂの本数は限定されるものではなく、適宜、設定すればよい。また、分岐取付坑１０ｂからさらに分岐取付坑を構築してもよい。さらに、分岐取付坑１０ｂを設けることなく、各小断面トンネル１に対応する取付坑１０を、それぞれ先進導坑６から構築してもよいことはいうまでもない。
【００６０】
取付坑１０（小断面トンネル１）の構築は、止水領域構築工程において構築された止水領域４内において行われる。したがって、湧水の恐れがないため、取付坑１０および分岐取付坑１０ｂの構築をＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第２の実施の形態では、取付坑１０および分岐取付坑１０ｂについて２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。ここで、取付坑１０または分岐取付坑１０ｂの構築は、ＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００６１】
ここで、第２の実施の形態では、取付坑１０の断面形状を、小断面トンネル１の断面形状と同一とするが、取付坑１０の断面形状は、限定されるものではないことはいうまでもない。
【００６２】
（４）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル１の構築は、取付坑１０または分岐取付坑１０ｂの構築が小断面トンネル１に対応する箇所に到達した時点で、掘進方向を計画された小断面トンネル１の掘進方向（第２の実施の形態では先進導坑６と略平行）に変更して、前記一般部として引き続き掘進することにより行う。
各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、図７に示すように、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図８に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００６３】
ここで、小断面トンネル１の断面形状や本数を変化させることにより外殻２（大断面トンネルＴ’）の形状を変化させてもよい。
【００６４】
この他、小断面トンネル１，１，…の構築方法は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
（５）外殻構築工程
外殻構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、閉断面（第２の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴ’の外殻２を構築する工程である。
【００６６】
（６）内部掘削工程
内部掘削工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、空間部５を構築する工程である。
【００６７】
（７）構造物構築工程
構造物構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴの内部に道路構造物３を構築する工程である。
【００６８】
第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、先進導坑６の掘進をシールド工法、取付坑１０（分岐取付坑１０ｂを含む）および小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６および小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００６９】
また、予め止水領域４を構築することで、取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による取付坑１０、分岐取付坑１０ｂ、小断面トンネル１の施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。
【００７０】
また、各小断面トンネル１の構築に、立坑を必要としないため、大規模な立坑の構築に要する時間と手間を削減することで、大幅な工期短縮および費用削減が可能となる。
また、取付坑１０の構築は、ＮＡＴＭ工法により行うため、地質状況などに応じて適宜支保工を変更することが可能となり、経済性、安全性に最適の施工を行うことを可能としている。
【００７１】
この他、第２の実施の形態の地下構造物の構築方法による効果は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
次に図９を参照して、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法ついて説明する。ここで、図９は、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法を示した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【００７３】
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、地下水流域に大深度トンネルにより道路を構築する場合において、ランプ部の構築を行う場合について、説明する。
【００７４】
第３の実施の形態に係る大断面トンネルＴ”は、第１の実施の形態の大断面トンネルＴと同様に、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…と、これらの複数の小断面トンネル１，１，…を利用して形成された外殻２とから構成されており、この外殻２の内部には道路構造物３が構築されている。なお、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、小断面トンネル１，１，…は、先進導坑６を構築した後、先進導坑６を取り囲むように、外殻２の内周に沿って、計画された小断面トンネル１，１，…に対応するようにリング状に形成されたリング状斜坑（環状の取付坑）１０ｃを起点として、ＮＡＴＭ等の山岳工法により構築されている。ここで、第３の実施の形態に係る大断面トンネルＴ”のこの他の構成は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で示したものと同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７５】
次に、図９（ａ）および（ｂ）を参照して、第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法について説明する。
【００７６】
第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法は、（１）先進導坑６を掘進する導坑掘進工程と、（２）前記先進導坑６の内部から該先進導坑６の周囲に所定の間隔をあけて止水領域４を形成する止水領域構築工程と、（３）先進導坑を構築した後、先進導坑内に坑口付けをして横坑１０ｄを形成し、この横坑１０ｄを起点として、止水領域４の内面に沿ってリング状斜坑１０ｃを形成する取付坑形成工程（図９（ａ）および（ｂ）参照）と、（４）前記止水領域４の内側において前記リング状斜坑１０ｃを起点として前記先進導坑６を取り囲むようにトンネル周方向に連続した複数の小断面トンネル１，１，…を構築する小断面トンネル構築工程（図９（ａ）および（ｂ）参照）と、（５）前記複数の小断面トンネル１，１，…を利用して前記先進導坑６の横断方向において閉合する外殻２のコンクリートを打設する外殻構築工程と、（６）前記外殻２により囲われた領域内の掘削を行う内部掘削工程と、（７）前記外殻２の内部において道路構造物３を構築する構造物構築工程と、により大断面トンネルＴの構築を行うものである。
【００７７】
（１）導坑掘進工程
導坑掘進工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、シールド掘削工法により、ランプ部に先進導坑６を構築する工程である。
【００７８】
（２）止水領域構築工程
止水領域構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、導坑掘進工程において構築された先進導坑６を利用して、大断面トンネルＴ”の完成断面の外周に薬液注入等による地盤改良により、止水領域４を構築する工程である。
【００７９】
（３）取付坑形成工程
取付坑形成工程は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、止水領域構築工程において構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…の起点となるリング状斜坑１０ｃを構築する工程である。
【００８０】
リング状斜坑１０ｃの構築は、まず、導坑掘進工程において構築された先進導坑６の内面に坑口付けをし、この坑口１０ａから、先進導坑６の外周であって先進導坑６から所定間隔を有して計画された小断面トンネル１の位置付近まで、先進導坑６のトンネル軸と交差する方向（第３の実施の形態では直交する方向）に横坑１０ｄを形成する。所定の位置まで横坑１０ｄの形成が完了したら、図９（ａ）に示すように、横坑１０ｄを起点として各小断面トンネル１に対応するように止水領域４に沿って楕円形状の斜坑であるリング状斜坑１０ｃを構築する。
【００８１】
ここで、リング状斜坑１０ｃの断面形状は、小断面トンネル１の発進が可能となるように、小断面トンネル１の断面形状以上に形成するものとする。また、第３実施形態では、取付坑として、楕円形に形成されたリング状斜坑１０ｃを構築するものとしたが、取付坑の形状は限定されるものではなく、例えば、真円形や矩形等、大断面トンネルＴ”の断面形状に応じて適宜設定すればよい。
また、第３の実施形態では、図９（ｂ）に示すように、先進導坑６を挟んで両側にそれぞれ横坑１０ｄ，１０ｄを構築するものとしたが、横坑１０ｄの本数は限定されるものではなく、例えば片側のみに構築してもよい。また、横坑１０ｄの掘進方向は、リング状斜坑１０ｃとの接続が可能であれば、先進導坑６のトンネル軸と直交する方向に限定されるものではない。
【００８２】
リング状斜坑１０ｃおよび横坑１０ｄの構築は、止水領域構築工程において構築された止水領域４内において行われるため、湧水の恐れがないため、ＮＡＴＭ工法により行うものとし、ロードヘッダ等の公知の掘削機による掘進、支保工１ｂの組み立て、吹き付けコンクリート（図示省略）の順に随時施工を行う。なお、地山の状況に応じて、先受けポーリング等の補助工法を併用してもよい。ここで、第３の実施の形態では、リング状斜坑１０ｃおよび横坑１０ｄについて２次覆工（覆工コンクリートの打設等）は行わないものとする。なお、掘進の切羽数を増やすことで施工を早期に行うことも可能である。ここで、リング状斜坑１０ｃまたは横坑１０ｄの構築は、ＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００８３】
（４）小断面トンネル構築工程
小断面トンネル構築工程は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、取付坑形成工程において構築されたリング状斜坑１０ｃを起点として、止水領域構築工程において構築された止水領域４の内周面に沿って、小断面トンネル１，１，…を構築する工程である。
【００８４】
第３の実施の形態では、各小断面トンネル１を、先進導坑６と平行に、リング状斜坑１０ｃを起点として、その前後方向に掘進するものとする。各小断面トンネル１は、隣接する他の小断面トンネル１と互いに一部がラップ（重合）するように構築するが、施工段階では、図７に示すように、計画された小断面トンネル１，１，…を一つおきに構築してから、図８に示すように、各小断面トンネル（先行小断面トンネル）１の間に、隣接する小断面トンネル１にラップさせながら残りの小断面トンネル（後行小断面トンネル）１，１，…を構築する。
【００８５】
この他、小断面トンネル１，１，…の構築方法は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
（５）外殻構築工程
外殻構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、小断面トンネル構築工程において構築された小断面トンネル１，１，…に随時コンクリートを打設することにより、閉断面（第３の実施の形態ではリング状）の大断面トンネルＴの外殻２を構築する工程である。
【００８７】
（６）内部掘削工程
内部掘削工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、外殻構築工程により構築された外殻２の内側にある地山を完成断面の形状に応じて掘削し、空間部５を構築する工程である。
【００８８】
（７）構造物構築工程
構造物構築工程は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、内部掘削工程により掘削された、大断面トンネルＴ”の内部に道路構造物３を構築する工程である。
【００８９】
第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法によれば、先進導坑６の掘進をシールド工法、リング状斜坑１０ｃ（横坑１０ｄを含む）および小断面トンネル１の掘進を止水領域４内で行うため、各トンネル（先進導坑６、リング状斜坑１０ｃおよび小断面トンネル１）の掘進に伴い、各トンネル内に地下水を引き込むことがない。そのため、ウォータータイト施工が可能となり、周辺地域の地下水の流域に影響を与えることがなく、地下水位の低下に伴う地盤沈下や、井戸枯れなどが発生する恐れがない。
【００９０】
また、予め止水領域４を構築することで、リング状斜坑１０ｃ、横坑１０ｄ、小断面トンネル１の施工時には湧水がないため、リング状斜坑１０ｃ、横坑１０ｄ、小断面トンネル１の構築を山岳工法（ＮＡＴＭ）により施工を行うことが可能となり、掘進速度が速い。また、山岳工法による施工には、一般的な汎用機械を使用することが可能なため、シールドトンネル等において使用する、現場に応じて準備される特殊な機械設備等を必要としないため、施工費用が安価となる。また、切羽数を増加することにより、早期施工を図ることが可能である。
【００９１】
また、楕円リング状に形成されたリング状斜坑１０ｃを利用した小断面トンネル１の構築は、自由にどこからでも坑口１０ａをつけることができるため、パーティ数を増やすことにより、工期短縮が可能となる。
【００９２】
この他、第３の実施の形態の地下構造物の構築方法による効果は、第１の実施の形態または第２の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
＜第４の実施の形態＞
次に図１０を参照して、第４の実施の形態に係る地下構造物ついて説明する。ここで、図１０は、第４の実施の形態に係る地下構造物を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図である。
【００９４】
第４の実施形態に係る大断面トンネル（地下構造物）Ｔは、前記各実施形態で示した地下構造物の構築方法を利用して構築されており、図１０（ａ）に示すように、ランプ部Ａの両端部において、その外殻２が徐々に拡幅または縮小することにより、本線用シールドトンネル６ａに擦り付けられている。
【００９５】
つまり、大断面トンネルＴは、図１０（ｂ）および（ｃ）に示すように、互いの一部分が重合されるように連続して配設された複数の小断面トンネル１，１，…について、その本数を増減することにより、外殻２の形状を任意に変化（拡幅または縮小）させたものである。
【００９６】
なお、第４の実施の形態では、ランプ部Ａの中央部において、図１０（ｂ）に示すように、所定の内空断面積を有して形成された大断面トンネルＴ１について、複数の小断面トンネル１，１，…のうち、一部の小断面トンネル１’，１’，…を削減するとともに、残りの小断面トンネル１，１，…の配置を調整することにより、図１０（ｃ）に示す大断面トンネルＴ２のように、その内空断面積を縮小させている。そして、同様に、ランプ部Ａと一般部Ｂとの接合部に近づくにつれて小断面トンネル１，１，…の数を削減することにより、大断面トンネルＴの形状を縮小して、本線用シールドトンネル６ａに擦り付けている。
【００９７】
なお、第４の実施の形態では、小断面トンネル１の増減により、大断面トンネルＴの内空断面積を増減する構成としたが、小断面トンネル１の増減と配置の調整により、例えば円形断面の大断面トンネルを矩形状に変形するなど、任意の形状に変化させてもよい。
【００９８】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記各実施形態では、大断面トンネルの形状を円形に形成するものとしたが、大断面トンネルの形状は円形に限定されるものではなく、例えば矩形状に形成されていてもよいことはいうまでもない。
【００９９】
また、前記各実施形態では、小断面トンネルの構築を一つおきに構築するものとしたが、例えば二つおきに構築するなど、小断面トンネルの施工順序は限定されるものではない。また、小断面トンネルの掘進はＮＡＴＭ工法に限定されるものではないことはいうまでもない。
【０１００】
また、前記各実施形態では、隣り合う小断面トンネルを互いにラップさせて構築するものとしたが、小断面トンネルの配置は限定されるものではなく、例えば、隣り合う小断面トンネルの一部が互いに当接した状態や隙間をあけた状態で構築してもよい。なお、この場合において、外殻の構築は、各小断面トンネルから対象箇所を掘削して行えばよい。
【０１０１】
また、本発明の地下構造物の構築方法および地下構造物は、大深度トンネルに限定されるものではなく、あらゆる大断面の地下構造物に適用可能であることはいうまでもない。
【０１０２】
また、前記第１の実施の形態では、立坑の構築を地中内で行うものとしたが、地表面から掘り下げることにより立坑を構築してもよいことはいうまでもない。
【０１０３】
また、前記各実施形態では、道路トンネルについて適用するものとしたが、例えば鉄道トンネルに使用してもよく、本発明の地下構造物の使用目的は限定されるものではない。
【０１０４】
また、前記各実施形態では、外殻の構築を、現地にてコンクリートを打設することにより行うものとしたが、プレキャスト部材（セグメント）を組み立てることにより構築してもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施の形態に係る地下構造物の概略を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る地下構造物を示す横断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、第１の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による各段階を示す横断面図である。
【図５】立坑の掘削と小断面トンネルの掘削との関係を示す概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、立坑の配置例を示す平面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る地下構造物の概略を示した斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る地下構造物の構築方法による施工段階の一部を示す横断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る地下構造物の構築方法を示した図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は横断面図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る地下構造物を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＹ−Ｙ断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ 小断面トンネル
２ 外殻
３ 道路構造物
４ 止水領域
６ 先進導坑
１０ 取付坑
１０ａ 坑口
１０ｃ リング状斜坑（取付坑）
Ａ ランプ部
Ｂ 一般部
Ｓ 立坑
Ｔ，Ｔ’，Ｔ” 大断面トンネル（地下構造物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、
前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項２】
前記各小断面トンネルは、その一部分が隣接する他の前記小断面トンネルの一部分と重なり合うように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項３】
先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、所定の間隔をあけた状態で複数の先行小断面トンネルを構築する工程と、
前記構築された各先行小断面トンネル同士の間隔に、隣り合う前記先行小断面トンネルとその一部分が重なり合うように後行小断面トンネルを形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先行小断面トンネルおよび後行小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項４】
本線部と前記本線部に並設された合流部とを含むランプ部と、該ランプ部の本線部の前後に連なる一般部とを備える線状の地下構造物の構築方法であって、
前記ランプ部の本線部を含む領域において先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、
前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含み、
前記先進導坑の掘進を、前記一般部を構築するためのシールド機を利用して行うことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記先進導坑を構築した後、前記ランプ部の始端と終端にそれぞれ立坑を構築する工程を含む地下構造物の構築方法であって、
前記立坑を利用して前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項６】
前記先進導坑を構築した後、ランプ部に少なくとも１箇所立坑を構築する工程を含む地下構造物の構築方法であって、
前記立坑を利用して前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項７】
前記立坑の掘削深度に伴い前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項８】
前記先進導坑を構築した後、前記先進導坑内に坑口付けをして、前記止水領域内の所定の箇所まで延設された取付坑を形成する工程を含み、
前記取付坑を起点として、前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項９】
前記取付坑を、前記先進導坑を取り囲むように形成することを特徴とする、請求項８に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項１０】
前記取付坑を、環状に形成することを特徴とする、請求項９に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項１１】
互いの一部分が重合されるように連続して配設された山岳トンネルからなる複数の小断面トンネルと、
前記複数の小断面トンネルを介して閉合するように形成された外殻と、から構成される地下構造物であって、
前記複数の小断面トンネルの周囲には、予め地盤改良による止水領域が形成されていることを特徴とする地下構造物。
【請求項１２】
前記複数の小断面トンネルの本数を増減することにより、前記外殻の形状が、任意に変化されていることを特徴とする、請求項１１に記載の地下構造物。
【請求項１】
先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、
前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項２】
前記各小断面トンネルは、その一部分が隣接する他の前記小断面トンネルの一部分と重なり合うように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項３】
先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、所定の間隔をあけた状態で複数の先行小断面トンネルを構築する工程と、
前記構築された各先行小断面トンネル同士の間隔に、隣り合う前記先行小断面トンネルとその一部分が重なり合うように後行小断面トンネルを形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先行小断面トンネルおよび後行小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含むことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項４】
本線部と前記本線部に並設された合流部とを含むランプ部と、該ランプ部の本線部の前後に連なる一般部とを備える線状の地下構造物の構築方法であって、
前記ランプ部の本線部を含む領域において先進導坑を掘進する工程と、
前記先進導坑内から該先進導坑の周囲に所定の間隔をあけて止水領域を形成する工程と、
前記止水領域の内側において、前記先進導坑を取り囲むように複数の小断面トンネルを構築する工程と、
前記止水領域の内側において、前記複数の小断面トンネルを利用して前記先進導坑を取り囲む外殻を構築する工程と、を含み、
前記先進導坑の掘進を、前記一般部を構築するためのシールド機を利用して行うことを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記先進導坑を構築した後、前記ランプ部の始端と終端にそれぞれ立坑を構築する工程を含む地下構造物の構築方法であって、
前記立坑を利用して前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項６】
前記先進導坑を構築した後、ランプ部に少なくとも１箇所立坑を構築する工程を含む地下構造物の構築方法であって、
前記立坑を利用して前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項７】
前記立坑の掘削深度に伴い前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項８】
前記先進導坑を構築した後、前記先進導坑内に坑口付けをして、前記止水領域内の所定の箇所まで延設された取付坑を形成する工程を含み、
前記取付坑を起点として、前記小断面トンネルを構築することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項９】
前記取付坑を、前記先進導坑を取り囲むように形成することを特徴とする、請求項８に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項１０】
前記取付坑を、環状に形成することを特徴とする、請求項９に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項１１】
互いの一部分が重合されるように連続して配設された山岳トンネルからなる複数の小断面トンネルと、
前記複数の小断面トンネルを介して閉合するように形成された外殻と、から構成される地下構造物であって、
前記複数の小断面トンネルの周囲には、予め地盤改良による止水領域が形成されていることを特徴とする地下構造物。
【請求項１２】
前記複数の小断面トンネルの本数を増減することにより、前記外殻の形状が、任意に変化されていることを特徴とする、請求項１１に記載の地下構造物。
【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２００６−３４８７１８（Ｐ２００６−３４８７１８Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５２０４（Ｐ２００５−２０５２０４）
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１４日（２００５．７．１４）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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