地下構造物の構築方法
【課題】 並設された複数本のトンネルを利用して築造する地下構造物について、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、トンネルの一体化を簡易に行うことを可能とした、地下構造物の構築方法を提供する。
【解決手段】 トンネル１を複数段複数列並設し、これらのトンネル１，１，…の周辺地盤Ｇに面する覆工１１を残置させて外周部２を形成し、この外周部２の内周に沿って内周部３を形成する地下構造物の構築方法であって、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、支保区間において外周部２となる覆工１１以外の覆工１１の少なくとも一部を支保として利用しつつ、撤去区間において内周部３を構築する際に邪魔になる覆工１１を撤去し、撤去区間において内周部３を閉合した後に、支保区間において支保として利用された覆工１１を撤去したうえで、支保区間において内周部３を閉合する。
【解決手段】 トンネル１を複数段複数列並設し、これらのトンネル１，１，…の周辺地盤Ｇに面する覆工１１を残置させて外周部２を形成し、この外周部２の内周に沿って内周部３を形成する地下構造物の構築方法であって、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、支保区間において外周部２となる覆工１１以外の覆工１１の少なくとも一部を支保として利用しつつ、撤去区間において内周部３を構築する際に邪魔になる覆工１１を撤去し、撤去区間において内周部３を閉合した後に、支保区間において支保として利用された覆工１１を撤去したうえで、支保区間において内周部３を閉合する。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
並設された複数本のトンネルを利用して築造した地下構造物が特許文献１に記載されている。この地下構造物は、その横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネルを縦横に並べて構築し、その後、各トンネルの不要な覆工を撤去して大きな空間を形成することにより築造される。なお、複数のトンネルは、時間差をもって順次に構築され、後行のトンネルは、先行のトンネルの隣りに構築される。また、各トンネルは、推進工法またはシールド工法により構築される。
【０００３】
ここで、推進工法とは、トンネルの覆工となる筒状の函体を坑口から順次地中に圧入してトンネルを構築する工法である。なお、函体の先端には、刃口や掘進機などが取り付けられている。推進工法の掘進機は、函体を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進する。一方、シールド工法とは、トンネル切羽に設置された掘進機で地山を掘削するとともに、掘進機の内部でトンネルの覆工となるセグメントを組み立ててトンネルを構築する工法である。なお、シールド掘進機は、その内部で組み立てられたセグメントに反力をとって自ら掘進する。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された構成では、各トンネルの残置された覆工がそのまま地下構造物の本設の底版や側壁になっていることから、各トンネルの覆工を予め重厚なものにしておく必要がある。つまり、各トンネルの残置された覆工をそのまま本設の構造体として利用する場合には、各トンネルの覆工の厚さや強度を、閉断面のトンネルに使用する場合に必要な厚さや強度（すなわち、施工時に必要な厚さや強度）よりも大きくしておく必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１４６９９号公報（段落００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本設の構造体としてそのまま利用できる程度に各トンネルの覆工を重厚なものにすると、覆工を構成する函体やセグメントの重量が嵩むことになるので、その搬入作業や組立作業に支障をきたす虞がある。
【０００７】
そのため、各トンネルの函体やセグメントを一次覆工として、内部の不要な部分を撤去した後、二次覆工としてコンクリートを打設することで、本設の構造体を構築する場合がある。しかし、このような施工を実施するためには、各トンネルの函体やセグメントの解体は、土圧下での実施のため、土圧を一旦、他の構造物に受け替える必要があり、そのための作業に手間がかかるという問題点を有していた。
【０００８】
このような観点から、本発明は、並設された複数本のトンネルを利用して築造する地下構造物の構築方法であって、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、トンネルの一体化を簡易に行うことを可能とした、地下構造物の構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために創案された本発明に係る地下構造物の構築方法は、トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を支保として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工を撤去し、前記撤去区間において内周部を閉合した後に、前記支保区間において支保として利用された前記覆工を撤去したうえで、前記支保区間において内周部を閉合する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、支保区間において、前後の撤去区間を含めて土圧等の外力に対する耐力（抵抗力）を確保しているため、撤去区間において各トンネルの不要な覆工（周辺地盤に面する覆工以外の覆工）を撤去しても、安定した状態で、施工を行うことが可能となる。また、土圧等の外力の受け替えについて、新たな部材の配置や、トンネルの覆工を予め重厚なものにすることを要しないため施工性に優れ、かつ、経済的にも優れている。また、支保区間における内周部の構築は、前後の撤去区間における内周部の施工の進行に応じて行うため、安全性は確保されている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を縦支柱または横支柱として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、前記撤去区間において前記内周部の底版の構築を行う工程と、前記支保区間において横支柱として利用された前記覆工のうち、前記内周部の側壁を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、前記撤去区間および前記支保区間において内周部の側壁の構築を行う工程と、前記撤去区間において前記内周部の頂版の構築を行い、該内周部を閉合する工程と、前記支保区間において縦支柱として利用された前記覆工を撤去する工程と、前記支保区間において内周部を閉合する工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
かかる地下構造物の構築方法は、撤去区間の構築を支保区間により耐力（抵抗力）を確保した状態で行い、撤去区間における内周部の構築の進行に伴い、支保区間の不要な覆工の撤去および内周部の構築を行うため、適切に土圧の受け替えを行うため、好適である。
【００１３】
この地下構造物は、各トンネルの覆工であって周辺地盤に面している覆工を利用して形成した外周部と、その内周に沿って形成した内周部との二層構造になっているので、内周部の厚さや強度を適宜調節することで、完成後に外周部が負担すべき荷重を小さくすることができる。つまり、各トンネルは、その施工時に必要な覆工の厚さ（すなわち、閉断面のトンネルである場合に必要な厚さ）を備えていればよく、したがって、各トンネルの覆工が必要以上に重厚になることがない。
【００１４】
また、本発明に係る地下構造物の構築方法において、トンネル軸方向に隣り合う前記覆工同士を連結してもよい。このようにすると、支保区間と撤去区間との間で隣り合う覆工同士が一体化されるため、支保区間と撤去区間に加わる外力を、適宜、互いに受け替えることを可能とし、地下構造物の施工を安全に行うことを可能としている。また、隣り合う覆工同士が一体化されることになるので、外周部の剛性を向上させることができる。なお、隣り合う覆工同士は、例えば、ボルト・ナットからなる継手やくさびを利用した継手を介して連結してもよいし、溶接により連結してもよい。
【００１５】
また、前記内周部が、トンネル横断方向に隣り合う前記覆工同士の境界部分を跨ぐように打設されたコンクリートを含んで構成されていれば、複数のトンネルを並設したときにその境界部分に生じる覆工間の隙間（継ぎ目）がコンクリートで塞がれて、この隙間からの地下水等の浸入を防止することができる。なお、コンクリートを打設する際には、外周部がそのまま周辺地盤側の型枠になることから、施工性がよい。
【００１６】
さらに、前記コンクリートには、前記境界部分を跨ぐように配置された鉄筋を埋設してもよい。このようにすると、鉄筋の補強効果によって内周部の剛性が向上し、さらには、各トンネルの残置された覆工同士が鉄筋を介して互いに連結されることになるので、外周部の剛性も向上することとなる。なお、各トンネルの覆工が鋼製の部材で構成されている場合には、コンクリートとともに所謂オープンサンドイッチ構造を形成することになるので、内周部のコンクリート厚さを小さくすることができ、また、外周部のない単純な鉄筋コンクリート構造に比べ鉄筋量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る地下構造物の構築方法によると、並設された複数本のトンネルの各覆工が必要以上に重厚になることがなく、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、トンネルの一体化を簡易かつ迅速に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】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。ここで、図１は、本実施形態にかかる地下構造物を示す断面図である。また、図２は、本実施形態の地下構造物の全体を示す斜視図である。また、図３は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る支保区間と撤去区間とを示す平面図である。さらに、図４（ａ）〜（ｆ）、図５（ａ）〜（ｆ）、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図であって、図７は、箱抜き状況を示す平面図である。
【００１９】
本実施形態に係る地下構造物の構築方法は、図１に示すように、トンネル１を複数段複数列（本実施形態では２段３列）並設し、各トンネル１，１，…の周辺地盤Ｇに面する覆工を残置させて外周部２を形成し、外周部２の内周に沿って内周部３を形成することにより、大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築するものである。この場合において、図３に示すように、並設された複数段複数列のトンネル１，１，…に、トンネル軸方向において函体１０毎に撤去区間Ａと支保区間Ｂとを交互に設定し、支保区間Ｂにおいて外周部２となる覆工１１以外の覆工１１の少なくとも一部を支保として利用しつつ撤去区間Ａにおいて内周部３を構築する際に邪魔になる覆工１１を撤去し、撤去区間Ａにおいて内周部３を閉合した後に、支保区間Ｂにおいて支保として利用された覆工１１を撤去したうえで、支保区間Ｂにおいて内周部３を閉合するものである。
【００２０】
本実施形態に係る大断面トンネルＴは、図１に示すように、その横断面の全てを包含するように並設された複数本（本実施形態では六本）のトンネル１，１，…を利用して築造したものであり、周辺地盤Ｇに面する外周部２と、この外周部２の内周に沿って形成された内周部３とを備えている。
【００２１】
そして、本実施形態では、図２に示すように、盛土Ｅ上に形成された既設道路Ｒにランプ部を新設する際に、既設道路Ｒへの取付道路Ｒａとして既設道路Ｒの下を通過する曲線線形を有した大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する。
【００２２】
ここで、大断面トンネルＴの横断面は、図１に示すように、矩形を呈しており、各トンネル１の横断面は略正方形を呈している。また、複数のトンネル１，１，…は、同一の横断面形状を有しており、かつ、複数のトンネル１，１，…の横断面の面積の合計と大断面トンネルＴの横断面の面積とがおおよそ等しくなっている。なお、本実施形態では、各トンネル１の横断面を略正方形に形成するものとしたが、各トンネル１の横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。また、前記各トンネル同士は、互いに設けられた継手手段Ｊを介して、一体に接合されている。
【００２３】
次に、各トンネル１の施工時の覆工１１（覆工構造）について詳細に説明する。ここで、各トンネル１は、推進工法またはシールド工法により構築することができるが、本実施形態では、推進工法により構築する場合を例示する。なお、トンネルＴの施工時の覆工１１には、周辺地盤Ｇに面していて、かつ、大断面トンネルＴの完成後も残置される覆工１１ａと、内周部３の内空側に露出し、かつ、完成前に撤去される覆工１１ｂとがある。なお、以下の説明では、残置される覆工１１ａを「残置覆工１１ａ」と称し、撤去される覆工１１ｂを「撤去覆工１１ｂ」と称することがある。
【００２４】
函体１０（覆工１１）は、角筒状に形成されたスキンプレート（図示省略）と、トンネル軸方向に間隔をあけて配置された複数の枠状の主桁（図示省略）と、隣り合う主桁間においてトンネル軸方向に沿って配置された複数の縦リブ（図示省略）とを含んで構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、函体１０を鋼製の部材で構成したが、この他、球状黒鉛鋳鉄製の部材で構成してもよく、さらには、鉄筋コンクリート製の部材で構成してもよい。また、図示は省略するが、複数のセグメントを組み合わせて函体１０を構成してもよい。なお、この場合には、残置覆工１１ａと撤去覆工１１ｂとの境界部分にセグメントの継手（継ぎ目）を位置させると、撤去覆工１１ｂの撤去を簡易迅速に行うことが可能となる。
【００２６】
次に、図１を参照して、大断面トンネルＴを構成する外周部２および内周部３について詳細に説明する。なお、以下の説明において、トンネル横断方向とは、図１において左右方向または上下方向を意味する。
【００２７】
外周部２は、角筒状の外殻を形成するように配置された複数の残置覆工１１ａ，１１ａ，…を含んで構成されていて、内周部３とともに本設構造体を形成している。つまり、各トンネル１の断面矩形枠状の覆工１１のうち、周辺地盤Ｇに面する断面略Ｌ字状または断面略一文字状の残置覆工１１ａによって本設構造体の一部として機能する外周部２が構成されている。また、トンネル横断方向に隣り合う残置覆工１１ａ，１１ａは、継手手段Ｊを介して互いに連結されている。このようにすると、トンネル横断方向に隣り合う残置覆工１１ａ，１１ａが強固に一体化されることになるので、外周部２の剛性を向上させることができる。なお、本実施形態では、継手手段Ｊとして、一方の覆工１１に形成された溝部に他方の覆工１１に形成された突条を挿入するものを採用したが、継手手段Ｊの構成は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して採用すればよい。
【００２８】
内周部３は、必要に応じてトンネル軸方向（図１において紙面垂直方向）に間隔をあけて配筋された複数の鉄筋（図示省略）と、外周部１の内周に沿って打設されたコンクリートとを含んで構成されていて、本実施形態では、頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣを備えている。
【００２９】
以下、本実施形態に係る大断面トンネルＴの構築方法について詳細に説明する。
大断面トンネルＴの構築は、図１に示すように、大断面トンネルＴの横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネル１，１，…を並設し、各トンネル１の周辺地盤Ｇに面する覆工（外周部２）に沿って内周部３を構築するものである。
【００３０】
より詳細には、この大断面トンネル１の構築方法は、以下に説明するトンネル構築工程と内周部構築工程により行われる。
【００３１】
トンネル構築工程は、図１に示すように、築造すべき大断面トンネルＴの横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネル１，１，…を並設する工程である。つまり、トンネル構築工程は、大断面トンネルＴが構築される領域を均等に分割してなる複数の小領域のそれぞれにトンネル１を構築する工程であり、総てのトンネル１の構築が完了した時点で、大断面トンネルＴが構築される領域の掘削と支保とが完了する。
【００３２】
複数のトンネル１，１，…を施工順にトンネル１ａ〜１ｆと称してトンネル構築工程をより具体的に説明する。まず、図１に示すように、築造すべき大断面トンネルＴの下部外側の小領域に基準となる一本目のトンネル１ａを構築したうえで、この一本目のトンネル１ａの横隣りの小領域に、一本目のトンネル１ａをガイドにして二本目のトンネル１ｂおよび三本目のトンネル１ｃを構築する。続いて、一本目のトンネル１ａの縦（上）隣りの小領域にこれをガイドにして四本目のトンネル１ｄを構築し、さらに、トンネル１ｄおよびトンネル１ｂに隣接する小領域にこれらをガイドにして五本目のトンネル１ｅを構築し、トンネル１ｃおよびトンネル１ｅに隣接する小領域にこれらをガイドにして六本目のトンネル１ｆを構築する。なお、トンネル１ａ〜１ｆの構築順序は、前記のものに限らず、適宜変更しても差し支えない。
【００３３】
各トンネル１は、複数の函体１０，１０，…を図示せぬ坑口から順次押し出す（押し込む）ことにより構築される。なお、トンネル１の施工中は、函体１０の周囲に滑材を注入・充填しておき、トンネル１の構築が完了した後に、硬化性の裏込材に置き換える。また、図示は省略するが、各トンネル１において、トンネル軸方向に隣り合う函体１０，１０は、図示せぬボルト・ナット等を用いて互いに連結するとよい。ここで、本実施形態では、函体１０の配置時に滑材を注入充填し、トンネル１の構築完了時に裏込材と置き換える構成としたが、滑材と裏込材とを兼用した材料であれば、置き換える必要はないことはいうまでもない。
【００３４】
なお、トンネル１の施工に使用する掘進機は、その後方にある函体１０に反力をとって自ら掘進するもの（つまり、推進ジャッキを装備しているもの）でもよいし、函体１０を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進するものであってもよい。
【００３５】
内周部構築工程は、各トンネル１の周辺地盤Ｇに面しており、残置された覆工である外周部２に沿って内周部３（頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ）を構築する工程であり、次に示す第一工程〜第七工程により行われる。
【００３６】
地下構造物の構築は、図３に示すように、トンネル軸方向において撤去区間Ａと支保区間Ｂとを交互に設定された、複数のトンネル１，１，…の集合体について、（１）支保区間Ｂにおいて各トンネル１，１，…の覆工１１を縦支柱１２および横支柱１３（支保）として利用しつつ、撤去区間Ａにおいて外周部２として残置される覆工１１以外の覆工１１ｂの撤去を行う第一工程と（図４（ａ）および図４（ｂ）参照）、（２）撤去区間Ａにおいて内周部３の底版ＴＢの構築を行う第二工程と（図４（ｃ）参照）、（３）支保区間Ｂにおいて前記内周部３の側壁ＴＣに対応する箇所の覆工１１ｂの撤去を行う第三工程と（図４（ｆ）参照）、（４）撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて内周部３の側壁ＴＣの構築を行う第四工程と（図５（ａ）および（ｂ）参照）、（５）撤去区間Ａにおいて内周部３の頂版ＴＡの構築を行い、該内周部３を閉合する第五工程と（図５（ｃ）参照）、（６）支保区間Ｂにおいて縦支柱１２として利用された覆工１１ｂを撤去する第六工程と（図５（ｆ）参照）、（７）支保区間Ｂにおいて内周部３を閉合する第七工程と（図６（ｂ）参照）、により行う。
【００３７】
（１）第一工程
第一工程では、図４（ｂ）に示すように、支保区間Ｂにおいて、各トンネル１の覆工を縦支柱１２および横支柱１３として残置して、撤去区間Ａも含めて当該大断面トンネルＴ（トンネルの集合体）に作用する外力（土圧等）Ｐに対する耐力（抵抗力）を保持するものとする。この時、各トンネル１のトンネル軸方向に隣り合う覆工同士が連結されているため、撤去区間Ａと支保区間Ｂとの外周部２が一体として、外力を受け持つ構成となっている。一方、撤去区間Ａでは、図４（ａ）に示すように、内周部３の施工が可能となるように、外周部２に対応する覆工（残置覆工１１ａ）以外の覆工１１（撤去覆工１１ｂ）を撤去する。なお、本実施形態では、撤去区間Ａにおいて最終的に撤去される撤去覆工１１ｂのすべてを第一工程で撤去するものとしたが、撤去覆工１１ｂの撤去のタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、第一工程では内周部３を構築する際に邪魔になる撤去覆工１１ｂのみを撤去してもよい。
【００３８】
（２）第二工程
第二工程では、図４（ｃ）に示すように、撤去区間Ａにおいて、内周部３の底版ＴＢを構築する。また、支保区間Ｂでは、図４（ｄ）に示すように、右下および左下にあるトンネル１，１内において、内周部３の側壁ＴＣの脚部に対応する箇所の底版（以下、単に「脚部」という場合がある）ＴＢ’の施工を行う。この時、外周部２に加わる外力Ｐは、支保区間Ｂの縦支柱１２および横支柱１３により受け持っている。
【００３９】
なお、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂとの境界部分）を跨ぐようにコンクリートを打設し、撤去区間Ａの底版ＴＢと支保区間Ｂの脚部ＴＢ’とは、連続して一体に構築するのが望ましい。また、撤去区間Ａの底版ＴＢおよび支保区間Ｂの脚部ＴＢ’は、支保区間Ｂの縦支柱１２から所定の間隔を有した状態で構築されるものとし、図７に示すように、内周部３の底版ＴＢに箱抜き３ａがされた状態で構築される。つまり、撤去区間Ａの底版ＴＢは、支保区間Ｂの縦支柱１２に対応する箇所について、縦支柱１２との間に形成された間隔の分、細く形成されている。
ここで、底版ＴＢと脚部ＴＢ’の施工時に、必要に応じて鉄筋を配筋するものとし、この鉄筋の配筋についても、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂの境界部分）を跨ぐように配筋するものとする。また、底版ＴＢおよび脚部ＴＢ’は、後記する側壁ＴＣとの接合部に、予め図示しない鉄筋（主筋またはさし筋）を所定長突出させた状態で施工を行う。
【００４０】
（３）第三工程
第三工程では、図４（ｆ）に示すように、支保区間Ｂにおいて、内周部３の側壁ＴＣを構築する際に邪魔になる撤去覆工１１ｂ（本実施形態では右上のトンネル１と右下のトンネル１の境界にある覆工１１ｂおよび左上のトンネル１と左下のトンネル１の境界にある覆工１１ｂ）の撤去を行う。つまり、図４（ｅ）に示すように、撤去区間Ａの底版ＴＢの施工が完了し、外周部２に加わる外力Ｐのうち、側圧Ｐｂについて撤去区間Ａの底版ＴＢにより受け持つことが可能となった段階で、図４（ｆ）に示すように、支保区間Ｂの横支柱１３を切断することで、側圧Ｐｂを横支柱１３から撤去区間Ａの底版ＴＢへと受け替える。したがって、図４（ｅ）および図４（ｆ）に示すように、大断面トンネルＴに加わる外力Ｐは、鉛直力Ｐａについては支保区間Ｂの縦支柱１２、水平力Ｐｂについては撤去区間Ａの底版ＴＡにより受け持つ。
【００４１】
（４）第四工程
第四工程では、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて、内周部３の側壁ＴＣの構築を行う。この時、側壁ＴＣは、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂの境界部分）を跨ぐようにコンクリートを打設し、一体に連続して構築するのが望ましい。また、側壁ＴＣには、必要に応じて鉄筋を配筋するものとし、この鉄筋の配筋についても、覆工同士の境界部分を跨ぐように配筋するものとする。また、側壁ＴＣの施工は、後記する頂版ＴＡとの接合部（上端部）から図示しない鉄筋（主筋またはさし筋）を所定長突出させた状態でおこなう。
【００４２】
（５）第五工程
第五工程では、図５（ｃ）に示すように、撤去区間Ａにおいて、内周部３の頂版ＴＡの施工を行い、内周部３を閉合する。一方、支保区間Ｂでは、図５（ｄ）に示すように、右上のトンネル１および左上のトンネル１内において、内周部３の側壁ＴＣの上端部に対応する箇所の頂版（以下、単に「上端部」という場合がある）ＴＡ’の施工を行う。この時、外周部２に加わる外力Ｐは、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、鉛直力Ｐａは支保区間Ｂの縦支柱１２、水平力Ｐｂは撤去区間Ａの底版ＴＢにより受け持っている。また、撤去区間Ａの頂版ＴＡおよび支保区間Ｂの上端部ＴＡ’は、支保区間Ｂの縦支柱１２から所定の間隔を有した状態で構築されるものとし、図７に示すように、内周部３の頂版ＴＡに箱抜き３ａが形成された状態で構築される。つまり、撤去区間Ａの頂版ＴＡは、支保区間Ｂの縦支柱１２に対応する箇所について、縦支柱１２との間に形成された間隔の分、細く形成されている。
【００４３】
（６）第六工程
第六工程では、撤去区間Ａの内周部３が所定の強度に達した段階で、支保区間Ｂにおいて、図５（ｆ）に示すように、縦支柱１２として利用した覆工１１（撤去覆工１１ｂ）の撤去を行う。つまり、図５（ｅ）に示すように、撤去区間Ａの頂版ＴＡの施工が完了することで、撤去区間Ａの内周部３が閉合されるため、外周部２に採用する外力Ｐを、撤去区間Ａにより受け持つことが可能となる。そのため、支保区間Ｂの縦支柱１２を撤去することで、鉛直力Ｐａを支保区間Ｂの縦支柱１２から撤去区間Ａへと受け替える。
【００４４】
（７）第七工程
第七工程では、図６（ｂ）に示すように、支保区間Ｂの縦支柱１２の存在により内周部３の底版ＴＢおよび頂版ＴＡに形成された箱抜き３ａ（図７参照）について、コンクリートの打設を行い、支保区間Ｂの内周部３の閉合を行う。これにより、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて、内周部３が閉合されて、大断面トンネルＴの外殻が完成する。
【００４５】
そして、第七工程により、大断面トンネルＴの内周部３の構築が完了したら、図６（ｃ）に示すように、大断面トンネルＴの内部の各種構造物４を構築し、道路トンネルを完成させる。
【００４６】
以上説明したように、この大断面トンネルＴは、各トンネル１の覆工１１を利用して形成した外周部２と、その内周に沿って形成した内周部３との二層構造になっているので、内周部３の厚さや強度を適宜調節することで、完成後に外周部２が負担すべき荷重を小さくすることができる。つまり、各トンネル１は、その施工時に必要な覆工１１の厚さ、または、縦支柱１２および横支柱１３として外力Ｐに対応する耐力（抵抗力）を備えていればよく、したがって、各トンネルＴの覆工１１が必要以上に重厚になることがない。
【００４７】
また、以上のような施工手順で大断面トンネルＴを築造すると、外周部２に加わる外力Ｐを適宜、残置覆工１１ａまたは内周部３に受け替えるため、各トンネル１の覆工１１を必要以上に重厚にしておく必要がない。
また、内周部３に対応する箇所の覆工１１を撤去してから、内周部３の施工を行うため、施工の妨げとなることがなく、また、内周部３完成後に撤去する場合に比べて、撤去作業が容易である。
【００４８】
本実施形態の地下構造物の構築方法によれば、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、複数並設されたトンネルの一体化を簡易に行うことが可能となるため、好適である。
【００４９】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、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。
例えば、前記した実施形態では、大断面トンネルの横断面が矩形である場合を例示したが（図１参照）、これに限定されることはなく、例えば、Ｌ字形状、Ｔ字形状、コ字形状、凹形状などであってもよい。また、各トンネルの横断面も矩形に限定されることはなく、例えば、角丸四角形や小判形を呈していても差し支えない。
【００５０】
また、前記実施形態では、大断面トンネルが構築される領域を均等に分割してなる複数の小領域のそれぞれに同一の寸法・形状を有するトンネルを構築したが（図１参照）、必ずしも均等に分割する必要はない。すなわち、複数のトンネルの横断面の面積の合計と大断面トンネルの横断面の面積とがおおよそ等しくなっていれば、各トンネルの横断面の寸法や形状等は、二種類以上であってもよい。
【００５１】
また、前記した実施形態では、大断面トンネルが構築される領域を二段三列に分割した場合を例示したが、領域の分割方式がこれに限定されることがないのは言うまでもない。
【００５２】
また、前記実施形態では、既設の道路の下方を横断させて構築する、ランプ部の取り付け道路について、本発明の地下構造物の構築方法を採用するものとしたが、本発明の地下構造物の構築方法の適用箇所は限定されるものではない。
同様に、前記実施形態では、曲線線形を有した大断面トンネルについて説明したが、直線線形からなる場合にも適用可能であることはいうまでものない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態にかかる地下構造物を示す断面図である。
【図２】本実施形態の地下構造物の全体を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の地下構造物の構築方法に係る支保区間と撤去区間とを示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図７】本実施形態に係る大断面トンネルの箱抜き状況を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ トンネル
２ 外周部
３ 内周部
１０ 函体
１１ 覆工
１１ａ 残置覆工
１１ｂ 撤去覆工
１２ 縦支柱
１３ 横支柱
Ａ 撤去区間
Ｂ 支保区間
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に関する。
【背景技術】
【０００２】
並設された複数本のトンネルを利用して築造した地下構造物が特許文献１に記載されている。この地下構造物は、その横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネルを縦横に並べて構築し、その後、各トンネルの不要な覆工を撤去して大きな空間を形成することにより築造される。なお、複数のトンネルは、時間差をもって順次に構築され、後行のトンネルは、先行のトンネルの隣りに構築される。また、各トンネルは、推進工法またはシールド工法により構築される。
【０００３】
ここで、推進工法とは、トンネルの覆工となる筒状の函体を坑口から順次地中に圧入してトンネルを構築する工法である。なお、函体の先端には、刃口や掘進機などが取り付けられている。推進工法の掘進機は、函体を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進する。一方、シールド工法とは、トンネル切羽に設置された掘進機で地山を掘削するとともに、掘進機の内部でトンネルの覆工となるセグメントを組み立ててトンネルを構築する工法である。なお、シールド掘進機は、その内部で組み立てられたセグメントに反力をとって自ら掘進する。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された構成では、各トンネルの残置された覆工がそのまま地下構造物の本設の底版や側壁になっていることから、各トンネルの覆工を予め重厚なものにしておく必要がある。つまり、各トンネルの残置された覆工をそのまま本設の構造体として利用する場合には、各トンネルの覆工の厚さや強度を、閉断面のトンネルに使用する場合に必要な厚さや強度（すなわち、施工時に必要な厚さや強度）よりも大きくしておく必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１４６９９号公報（段落００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本設の構造体としてそのまま利用できる程度に各トンネルの覆工を重厚なものにすると、覆工を構成する函体やセグメントの重量が嵩むことになるので、その搬入作業や組立作業に支障をきたす虞がある。
【０００７】
そのため、各トンネルの函体やセグメントを一次覆工として、内部の不要な部分を撤去した後、二次覆工としてコンクリートを打設することで、本設の構造体を構築する場合がある。しかし、このような施工を実施するためには、各トンネルの函体やセグメントの解体は、土圧下での実施のため、土圧を一旦、他の構造物に受け替える必要があり、そのための作業に手間がかかるという問題点を有していた。
【０００８】
このような観点から、本発明は、並設された複数本のトンネルを利用して築造する地下構造物の構築方法であって、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、トンネルの一体化を簡易に行うことを可能とした、地下構造物の構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために創案された本発明に係る地下構造物の構築方法は、トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を支保として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工を撤去し、前記撤去区間において内周部を閉合した後に、前記支保区間において支保として利用された前記覆工を撤去したうえで、前記支保区間において内周部を閉合する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、支保区間において、前後の撤去区間を含めて土圧等の外力に対する耐力（抵抗力）を確保しているため、撤去区間において各トンネルの不要な覆工（周辺地盤に面する覆工以外の覆工）を撤去しても、安定した状態で、施工を行うことが可能となる。また、土圧等の外力の受け替えについて、新たな部材の配置や、トンネルの覆工を予め重厚なものにすることを要しないため施工性に優れ、かつ、経済的にも優れている。また、支保区間における内周部の構築は、前後の撤去区間における内周部の施工の進行に応じて行うため、安全性は確保されている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を縦支柱または横支柱として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、前記撤去区間において前記内周部の底版の構築を行う工程と、前記支保区間において横支柱として利用された前記覆工のうち、前記内周部の側壁を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、前記撤去区間および前記支保区間において内周部の側壁の構築を行う工程と、前記撤去区間において前記内周部の頂版の構築を行い、該内周部を閉合する工程と、前記支保区間において縦支柱として利用された前記覆工を撤去する工程と、前記支保区間において内周部を閉合する工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
かかる地下構造物の構築方法は、撤去区間の構築を支保区間により耐力（抵抗力）を確保した状態で行い、撤去区間における内周部の構築の進行に伴い、支保区間の不要な覆工の撤去および内周部の構築を行うため、適切に土圧の受け替えを行うため、好適である。
【００１３】
この地下構造物は、各トンネルの覆工であって周辺地盤に面している覆工を利用して形成した外周部と、その内周に沿って形成した内周部との二層構造になっているので、内周部の厚さや強度を適宜調節することで、完成後に外周部が負担すべき荷重を小さくすることができる。つまり、各トンネルは、その施工時に必要な覆工の厚さ（すなわち、閉断面のトンネルである場合に必要な厚さ）を備えていればよく、したがって、各トンネルの覆工が必要以上に重厚になることがない。
【００１４】
また、本発明に係る地下構造物の構築方法において、トンネル軸方向に隣り合う前記覆工同士を連結してもよい。このようにすると、支保区間と撤去区間との間で隣り合う覆工同士が一体化されるため、支保区間と撤去区間に加わる外力を、適宜、互いに受け替えることを可能とし、地下構造物の施工を安全に行うことを可能としている。また、隣り合う覆工同士が一体化されることになるので、外周部の剛性を向上させることができる。なお、隣り合う覆工同士は、例えば、ボルト・ナットからなる継手やくさびを利用した継手を介して連結してもよいし、溶接により連結してもよい。
【００１５】
また、前記内周部が、トンネル横断方向に隣り合う前記覆工同士の境界部分を跨ぐように打設されたコンクリートを含んで構成されていれば、複数のトンネルを並設したときにその境界部分に生じる覆工間の隙間（継ぎ目）がコンクリートで塞がれて、この隙間からの地下水等の浸入を防止することができる。なお、コンクリートを打設する際には、外周部がそのまま周辺地盤側の型枠になることから、施工性がよい。
【００１６】
さらに、前記コンクリートには、前記境界部分を跨ぐように配置された鉄筋を埋設してもよい。このようにすると、鉄筋の補強効果によって内周部の剛性が向上し、さらには、各トンネルの残置された覆工同士が鉄筋を介して互いに連結されることになるので、外周部の剛性も向上することとなる。なお、各トンネルの覆工が鋼製の部材で構成されている場合には、コンクリートとともに所謂オープンサンドイッチ構造を形成することになるので、内周部のコンクリート厚さを小さくすることができ、また、外周部のない単純な鉄筋コンクリート構造に比べ鉄筋量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る地下構造物の構築方法によると、並設された複数本のトンネルの各覆工が必要以上に重厚になることがなく、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、トンネルの一体化を簡易かつ迅速に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】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。ここで、図１は、本実施形態にかかる地下構造物を示す断面図である。また、図２は、本実施形態の地下構造物の全体を示す斜視図である。また、図３は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る支保区間と撤去区間とを示す平面図である。さらに、図４（ａ）〜（ｆ）、図５（ａ）〜（ｆ）、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図であって、図７は、箱抜き状況を示す平面図である。
【００１９】
本実施形態に係る地下構造物の構築方法は、図１に示すように、トンネル１を複数段複数列（本実施形態では２段３列）並設し、各トンネル１，１，…の周辺地盤Ｇに面する覆工を残置させて外周部２を形成し、外周部２の内周に沿って内周部３を形成することにより、大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築するものである。この場合において、図３に示すように、並設された複数段複数列のトンネル１，１，…に、トンネル軸方向において函体１０毎に撤去区間Ａと支保区間Ｂとを交互に設定し、支保区間Ｂにおいて外周部２となる覆工１１以外の覆工１１の少なくとも一部を支保として利用しつつ撤去区間Ａにおいて内周部３を構築する際に邪魔になる覆工１１を撤去し、撤去区間Ａにおいて内周部３を閉合した後に、支保区間Ｂにおいて支保として利用された覆工１１を撤去したうえで、支保区間Ｂにおいて内周部３を閉合するものである。
【００２０】
本実施形態に係る大断面トンネルＴは、図１に示すように、その横断面の全てを包含するように並設された複数本（本実施形態では六本）のトンネル１，１，…を利用して築造したものであり、周辺地盤Ｇに面する外周部２と、この外周部２の内周に沿って形成された内周部３とを備えている。
【００２１】
そして、本実施形態では、図２に示すように、盛土Ｅ上に形成された既設道路Ｒにランプ部を新設する際に、既設道路Ｒへの取付道路Ｒａとして既設道路Ｒの下を通過する曲線線形を有した大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する。
【００２２】
ここで、大断面トンネルＴの横断面は、図１に示すように、矩形を呈しており、各トンネル１の横断面は略正方形を呈している。また、複数のトンネル１，１，…は、同一の横断面形状を有しており、かつ、複数のトンネル１，１，…の横断面の面積の合計と大断面トンネルＴの横断面の面積とがおおよそ等しくなっている。なお、本実施形態では、各トンネル１の横断面を略正方形に形成するものとしたが、各トンネル１の横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。また、前記各トンネル同士は、互いに設けられた継手手段Ｊを介して、一体に接合されている。
【００２３】
次に、各トンネル１の施工時の覆工１１（覆工構造）について詳細に説明する。ここで、各トンネル１は、推進工法またはシールド工法により構築することができるが、本実施形態では、推進工法により構築する場合を例示する。なお、トンネルＴの施工時の覆工１１には、周辺地盤Ｇに面していて、かつ、大断面トンネルＴの完成後も残置される覆工１１ａと、内周部３の内空側に露出し、かつ、完成前に撤去される覆工１１ｂとがある。なお、以下の説明では、残置される覆工１１ａを「残置覆工１１ａ」と称し、撤去される覆工１１ｂを「撤去覆工１１ｂ」と称することがある。
【００２４】
函体１０（覆工１１）は、角筒状に形成されたスキンプレート（図示省略）と、トンネル軸方向に間隔をあけて配置された複数の枠状の主桁（図示省略）と、隣り合う主桁間においてトンネル軸方向に沿って配置された複数の縦リブ（図示省略）とを含んで構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態においては、函体１０を鋼製の部材で構成したが、この他、球状黒鉛鋳鉄製の部材で構成してもよく、さらには、鉄筋コンクリート製の部材で構成してもよい。また、図示は省略するが、複数のセグメントを組み合わせて函体１０を構成してもよい。なお、この場合には、残置覆工１１ａと撤去覆工１１ｂとの境界部分にセグメントの継手（継ぎ目）を位置させると、撤去覆工１１ｂの撤去を簡易迅速に行うことが可能となる。
【００２６】
次に、図１を参照して、大断面トンネルＴを構成する外周部２および内周部３について詳細に説明する。なお、以下の説明において、トンネル横断方向とは、図１において左右方向または上下方向を意味する。
【００２７】
外周部２は、角筒状の外殻を形成するように配置された複数の残置覆工１１ａ，１１ａ，…を含んで構成されていて、内周部３とともに本設構造体を形成している。つまり、各トンネル１の断面矩形枠状の覆工１１のうち、周辺地盤Ｇに面する断面略Ｌ字状または断面略一文字状の残置覆工１１ａによって本設構造体の一部として機能する外周部２が構成されている。また、トンネル横断方向に隣り合う残置覆工１１ａ，１１ａは、継手手段Ｊを介して互いに連結されている。このようにすると、トンネル横断方向に隣り合う残置覆工１１ａ，１１ａが強固に一体化されることになるので、外周部２の剛性を向上させることができる。なお、本実施形態では、継手手段Ｊとして、一方の覆工１１に形成された溝部に他方の覆工１１に形成された突条を挿入するものを採用したが、継手手段Ｊの構成は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して採用すればよい。
【００２８】
内周部３は、必要に応じてトンネル軸方向（図１において紙面垂直方向）に間隔をあけて配筋された複数の鉄筋（図示省略）と、外周部１の内周に沿って打設されたコンクリートとを含んで構成されていて、本実施形態では、頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣを備えている。
【００２９】
以下、本実施形態に係る大断面トンネルＴの構築方法について詳細に説明する。
大断面トンネルＴの構築は、図１に示すように、大断面トンネルＴの横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネル１，１，…を並設し、各トンネル１の周辺地盤Ｇに面する覆工（外周部２）に沿って内周部３を構築するものである。
【００３０】
より詳細には、この大断面トンネル１の構築方法は、以下に説明するトンネル構築工程と内周部構築工程により行われる。
【００３１】
トンネル構築工程は、図１に示すように、築造すべき大断面トンネルＴの横断面の全てを実質的に包含するように複数本のトンネル１，１，…を並設する工程である。つまり、トンネル構築工程は、大断面トンネルＴが構築される領域を均等に分割してなる複数の小領域のそれぞれにトンネル１を構築する工程であり、総てのトンネル１の構築が完了した時点で、大断面トンネルＴが構築される領域の掘削と支保とが完了する。
【００３２】
複数のトンネル１，１，…を施工順にトンネル１ａ〜１ｆと称してトンネル構築工程をより具体的に説明する。まず、図１に示すように、築造すべき大断面トンネルＴの下部外側の小領域に基準となる一本目のトンネル１ａを構築したうえで、この一本目のトンネル１ａの横隣りの小領域に、一本目のトンネル１ａをガイドにして二本目のトンネル１ｂおよび三本目のトンネル１ｃを構築する。続いて、一本目のトンネル１ａの縦（上）隣りの小領域にこれをガイドにして四本目のトンネル１ｄを構築し、さらに、トンネル１ｄおよびトンネル１ｂに隣接する小領域にこれらをガイドにして五本目のトンネル１ｅを構築し、トンネル１ｃおよびトンネル１ｅに隣接する小領域にこれらをガイドにして六本目のトンネル１ｆを構築する。なお、トンネル１ａ〜１ｆの構築順序は、前記のものに限らず、適宜変更しても差し支えない。
【００３３】
各トンネル１は、複数の函体１０，１０，…を図示せぬ坑口から順次押し出す（押し込む）ことにより構築される。なお、トンネル１の施工中は、函体１０の周囲に滑材を注入・充填しておき、トンネル１の構築が完了した後に、硬化性の裏込材に置き換える。また、図示は省略するが、各トンネル１において、トンネル軸方向に隣り合う函体１０，１０は、図示せぬボルト・ナット等を用いて互いに連結するとよい。ここで、本実施形態では、函体１０の配置時に滑材を注入充填し、トンネル１の構築完了時に裏込材と置き換える構成としたが、滑材と裏込材とを兼用した材料であれば、置き換える必要はないことはいうまでもない。
【００３４】
なお、トンネル１の施工に使用する掘進機は、その後方にある函体１０に反力をとって自ら掘進するもの（つまり、推進ジャッキを装備しているもの）でもよいし、函体１０を介して伝達された元押しジャッキの推力により掘進するものであってもよい。
【００３５】
内周部構築工程は、各トンネル１の周辺地盤Ｇに面しており、残置された覆工である外周部２に沿って内周部３（頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ）を構築する工程であり、次に示す第一工程〜第七工程により行われる。
【００３６】
地下構造物の構築は、図３に示すように、トンネル軸方向において撤去区間Ａと支保区間Ｂとを交互に設定された、複数のトンネル１，１，…の集合体について、（１）支保区間Ｂにおいて各トンネル１，１，…の覆工１１を縦支柱１２および横支柱１３（支保）として利用しつつ、撤去区間Ａにおいて外周部２として残置される覆工１１以外の覆工１１ｂの撤去を行う第一工程と（図４（ａ）および図４（ｂ）参照）、（２）撤去区間Ａにおいて内周部３の底版ＴＢの構築を行う第二工程と（図４（ｃ）参照）、（３）支保区間Ｂにおいて前記内周部３の側壁ＴＣに対応する箇所の覆工１１ｂの撤去を行う第三工程と（図４（ｆ）参照）、（４）撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて内周部３の側壁ＴＣの構築を行う第四工程と（図５（ａ）および（ｂ）参照）、（５）撤去区間Ａにおいて内周部３の頂版ＴＡの構築を行い、該内周部３を閉合する第五工程と（図５（ｃ）参照）、（６）支保区間Ｂにおいて縦支柱１２として利用された覆工１１ｂを撤去する第六工程と（図５（ｆ）参照）、（７）支保区間Ｂにおいて内周部３を閉合する第七工程と（図６（ｂ）参照）、により行う。
【００３７】
（１）第一工程
第一工程では、図４（ｂ）に示すように、支保区間Ｂにおいて、各トンネル１の覆工を縦支柱１２および横支柱１３として残置して、撤去区間Ａも含めて当該大断面トンネルＴ（トンネルの集合体）に作用する外力（土圧等）Ｐに対する耐力（抵抗力）を保持するものとする。この時、各トンネル１のトンネル軸方向に隣り合う覆工同士が連結されているため、撤去区間Ａと支保区間Ｂとの外周部２が一体として、外力を受け持つ構成となっている。一方、撤去区間Ａでは、図４（ａ）に示すように、内周部３の施工が可能となるように、外周部２に対応する覆工（残置覆工１１ａ）以外の覆工１１（撤去覆工１１ｂ）を撤去する。なお、本実施形態では、撤去区間Ａにおいて最終的に撤去される撤去覆工１１ｂのすべてを第一工程で撤去するものとしたが、撤去覆工１１ｂの撤去のタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、第一工程では内周部３を構築する際に邪魔になる撤去覆工１１ｂのみを撤去してもよい。
【００３８】
（２）第二工程
第二工程では、図４（ｃ）に示すように、撤去区間Ａにおいて、内周部３の底版ＴＢを構築する。また、支保区間Ｂでは、図４（ｄ）に示すように、右下および左下にあるトンネル１，１内において、内周部３の側壁ＴＣの脚部に対応する箇所の底版（以下、単に「脚部」という場合がある）ＴＢ’の施工を行う。この時、外周部２に加わる外力Ｐは、支保区間Ｂの縦支柱１２および横支柱１３により受け持っている。
【００３９】
なお、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂとの境界部分）を跨ぐようにコンクリートを打設し、撤去区間Ａの底版ＴＢと支保区間Ｂの脚部ＴＢ’とは、連続して一体に構築するのが望ましい。また、撤去区間Ａの底版ＴＢおよび支保区間Ｂの脚部ＴＢ’は、支保区間Ｂの縦支柱１２から所定の間隔を有した状態で構築されるものとし、図７に示すように、内周部３の底版ＴＢに箱抜き３ａがされた状態で構築される。つまり、撤去区間Ａの底版ＴＢは、支保区間Ｂの縦支柱１２に対応する箇所について、縦支柱１２との間に形成された間隔の分、細く形成されている。
ここで、底版ＴＢと脚部ＴＢ’の施工時に、必要に応じて鉄筋を配筋するものとし、この鉄筋の配筋についても、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂの境界部分）を跨ぐように配筋するものとする。また、底版ＴＢおよび脚部ＴＢ’は、後記する側壁ＴＣとの接合部に、予め図示しない鉄筋（主筋またはさし筋）を所定長突出させた状態で施工を行う。
【００４０】
（３）第三工程
第三工程では、図４（ｆ）に示すように、支保区間Ｂにおいて、内周部３の側壁ＴＣを構築する際に邪魔になる撤去覆工１１ｂ（本実施形態では右上のトンネル１と右下のトンネル１の境界にある覆工１１ｂおよび左上のトンネル１と左下のトンネル１の境界にある覆工１１ｂ）の撤去を行う。つまり、図４（ｅ）に示すように、撤去区間Ａの底版ＴＢの施工が完了し、外周部２に加わる外力Ｐのうち、側圧Ｐｂについて撤去区間Ａの底版ＴＢにより受け持つことが可能となった段階で、図４（ｆ）に示すように、支保区間Ｂの横支柱１３を切断することで、側圧Ｐｂを横支柱１３から撤去区間Ａの底版ＴＢへと受け替える。したがって、図４（ｅ）および図４（ｆ）に示すように、大断面トンネルＴに加わる外力Ｐは、鉛直力Ｐａについては支保区間Ｂの縦支柱１２、水平力Ｐｂについては撤去区間Ａの底版ＴＡにより受け持つ。
【００４１】
（４）第四工程
第四工程では、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて、内周部３の側壁ＴＣの構築を行う。この時、側壁ＴＣは、覆工同士の境界部分（撤去区間Ａと支保区間Ｂの境界部分）を跨ぐようにコンクリートを打設し、一体に連続して構築するのが望ましい。また、側壁ＴＣには、必要に応じて鉄筋を配筋するものとし、この鉄筋の配筋についても、覆工同士の境界部分を跨ぐように配筋するものとする。また、側壁ＴＣの施工は、後記する頂版ＴＡとの接合部（上端部）から図示しない鉄筋（主筋またはさし筋）を所定長突出させた状態でおこなう。
【００４２】
（５）第五工程
第五工程では、図５（ｃ）に示すように、撤去区間Ａにおいて、内周部３の頂版ＴＡの施工を行い、内周部３を閉合する。一方、支保区間Ｂでは、図５（ｄ）に示すように、右上のトンネル１および左上のトンネル１内において、内周部３の側壁ＴＣの上端部に対応する箇所の頂版（以下、単に「上端部」という場合がある）ＴＡ’の施工を行う。この時、外周部２に加わる外力Ｐは、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、鉛直力Ｐａは支保区間Ｂの縦支柱１２、水平力Ｐｂは撤去区間Ａの底版ＴＢにより受け持っている。また、撤去区間Ａの頂版ＴＡおよび支保区間Ｂの上端部ＴＡ’は、支保区間Ｂの縦支柱１２から所定の間隔を有した状態で構築されるものとし、図７に示すように、内周部３の頂版ＴＡに箱抜き３ａが形成された状態で構築される。つまり、撤去区間Ａの頂版ＴＡは、支保区間Ｂの縦支柱１２に対応する箇所について、縦支柱１２との間に形成された間隔の分、細く形成されている。
【００４３】
（６）第六工程
第六工程では、撤去区間Ａの内周部３が所定の強度に達した段階で、支保区間Ｂにおいて、図５（ｆ）に示すように、縦支柱１２として利用した覆工１１（撤去覆工１１ｂ）の撤去を行う。つまり、図５（ｅ）に示すように、撤去区間Ａの頂版ＴＡの施工が完了することで、撤去区間Ａの内周部３が閉合されるため、外周部２に採用する外力Ｐを、撤去区間Ａにより受け持つことが可能となる。そのため、支保区間Ｂの縦支柱１２を撤去することで、鉛直力Ｐａを支保区間Ｂの縦支柱１２から撤去区間Ａへと受け替える。
【００４４】
（７）第七工程
第七工程では、図６（ｂ）に示すように、支保区間Ｂの縦支柱１２の存在により内周部３の底版ＴＢおよび頂版ＴＡに形成された箱抜き３ａ（図７参照）について、コンクリートの打設を行い、支保区間Ｂの内周部３の閉合を行う。これにより、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、撤去区間Ａおよび支保区間Ｂにおいて、内周部３が閉合されて、大断面トンネルＴの外殻が完成する。
【００４５】
そして、第七工程により、大断面トンネルＴの内周部３の構築が完了したら、図６（ｃ）に示すように、大断面トンネルＴの内部の各種構造物４を構築し、道路トンネルを完成させる。
【００４６】
以上説明したように、この大断面トンネルＴは、各トンネル１の覆工１１を利用して形成した外周部２と、その内周に沿って形成した内周部３との二層構造になっているので、内周部３の厚さや強度を適宜調節することで、完成後に外周部２が負担すべき荷重を小さくすることができる。つまり、各トンネル１は、その施工時に必要な覆工１１の厚さ、または、縦支柱１２および横支柱１３として外力Ｐに対応する耐力（抵抗力）を備えていればよく、したがって、各トンネルＴの覆工１１が必要以上に重厚になることがない。
【００４７】
また、以上のような施工手順で大断面トンネルＴを築造すると、外周部２に加わる外力Ｐを適宜、残置覆工１１ａまたは内周部３に受け替えるため、各トンネル１の覆工１１を必要以上に重厚にしておく必要がない。
また、内周部３に対応する箇所の覆工１１を撤去してから、内周部３の施工を行うため、施工の妨げとなることがなく、また、内周部３完成後に撤去する場合に比べて、撤去作業が容易である。
【００４８】
本実施形態の地下構造物の構築方法によれば、土圧に対する耐力（抵抗力）を確保しつつ、複数並設されたトンネルの一体化を簡易に行うことが可能となるため、好適である。
【００４９】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、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。
例えば、前記した実施形態では、大断面トンネルの横断面が矩形である場合を例示したが（図１参照）、これに限定されることはなく、例えば、Ｌ字形状、Ｔ字形状、コ字形状、凹形状などであってもよい。また、各トンネルの横断面も矩形に限定されることはなく、例えば、角丸四角形や小判形を呈していても差し支えない。
【００５０】
また、前記実施形態では、大断面トンネルが構築される領域を均等に分割してなる複数の小領域のそれぞれに同一の寸法・形状を有するトンネルを構築したが（図１参照）、必ずしも均等に分割する必要はない。すなわち、複数のトンネルの横断面の面積の合計と大断面トンネルの横断面の面積とがおおよそ等しくなっていれば、各トンネルの横断面の寸法や形状等は、二種類以上であってもよい。
【００５１】
また、前記した実施形態では、大断面トンネルが構築される領域を二段三列に分割した場合を例示したが、領域の分割方式がこれに限定されることがないのは言うまでもない。
【００５２】
また、前記実施形態では、既設の道路の下方を横断させて構築する、ランプ部の取り付け道路について、本発明の地下構造物の構築方法を採用するものとしたが、本発明の地下構造物の構築方法の適用箇所は限定されるものではない。
同様に、前記実施形態では、曲線線形を有した大断面トンネルについて説明したが、直線線形からなる場合にも適用可能であることはいうまでものない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態にかかる地下構造物を示す断面図である。
【図２】本実施形態の地下構造物の全体を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の地下構造物の構築方法に係る支保区間と撤去区間とを示す平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の地下構造物の構築方法に係る各施工段階を示す断面図である。
【図７】本実施形態に係る大断面トンネルの箱抜き状況を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ トンネル
２ 外周部
３ 内周部
１０ 函体
１１ 覆工
１１ａ 残置覆工
１１ｂ 撤去覆工
１２ 縦支柱
１３ 横支柱
Ａ 撤去区間
Ｂ 支保区間
Ｔ 大断面トンネル（地下構造物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、
前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、
前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を支保として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工を撤去し、
前記撤去区間において内周部を閉合した後に、前記支保区間において支保として利用された前記覆工を撤去したうえで、前記支保区間において内周部を閉合することを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項２】
トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、
前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、
前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を縦支柱または横支柱として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、
前記撤去区間において前記内周部の底版の構築を行う工程と、
前記支保区間において前記横支柱として利用された覆工のうち、前記内周部の側壁を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、
前記撤去区間および前記支保区間において前記内周部の側壁の構築を行う工程と、
前記撤去区間において前記内周部の頂版の構築を行い、該内周部を閉合する工程と、
前記支保区間において前記縦支柱として利用された覆工を撤去する工程と、
前記支保区間において内周部を閉合する工程と、
を備えることを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項３】
トンネル軸方向に隣り合う前記覆工同士を連結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下構造物。
【請求項１】
トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、
前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、
前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を支保として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工を撤去し、
前記撤去区間において内周部を閉合した後に、前記支保区間において支保として利用された前記覆工を撤去したうえで、前記支保区間において内周部を閉合することを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項２】
トンネルを複数段複数列並設し、前記各トンネルの周辺地盤に面する覆工を残置させて外周部を形成し、前記外周部の内周に沿って内周部を形成する、地下構造物の構築方法であって、
前記並設された複数段複数列のトンネルに、トンネル軸方向において撤去区間と支保区間とを交互に設定し、
前記支保区間において前記外周部となる前記覆工以外の覆工の少なくとも一部を縦支柱または横支柱として利用しつつ前記撤去区間において前記内周部を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、
前記撤去区間において前記内周部の底版の構築を行う工程と、
前記支保区間において前記横支柱として利用された覆工のうち、前記内周部の側壁を構築する際に邪魔になる覆工の撤去を行う工程と、
前記撤去区間および前記支保区間において前記内周部の側壁の構築を行う工程と、
前記撤去区間において前記内周部の頂版の構築を行い、該内周部を閉合する工程と、
前記支保区間において前記縦支柱として利用された覆工を撤去する工程と、
前記支保区間において内周部を閉合する工程と、
を備えることを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項３】
トンネル軸方向に隣り合う前記覆工同士を連結することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２６０３（Ｐ２００７−２６０３Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８６６０５（Ｐ２００５−１８６６０５）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【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１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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