説明

横断地下構造物の構築方法および横断地下構造物

【課題】パイプルーフを用いて道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築する場合において、その施工延長を延ばす。
【解決手段】道路、線路などの下を横断して地下構造物(横断部トンネル3)を構築する際に、これらの下を横断するように地盤G内にパイプ5を並列に埋設してパイプルーフ4を形成するとともに、このパイプルーフ4を挟んで対向する位置に地盤Gに支持される基礎7を設ける。この対向する基礎7にパイプルーフ4上の地盤G1の上方を跨ぐように支持部材(主桁8)を架け渡し、この支持部材から下方に向けて吊り部材9を設ける。そして、パイプルーフ4をその軸方向に所定間隔を置いて前記吊り部材9を介して吊り下げて支持しながら、パイプルーフ4下の地盤Gを掘削した後、地下構造物を構築する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築するための横断地下構造物の構築方法および横断地下構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば都市部の交差点や踏み切りにおける交通渋滞の緩和対策として、交差点部や踏み切り部の立体交差化が要求されている。そして、これらの施工には、混雑した道路などを供用させながら行う必要があり、安全確実に、かつ二次交通渋滞を発生させない新たな施工法が求められている。
【0003】
このような背景から、アンダーパスやオーバーパスなど新工法の提案が行なわれている(例えば、非特許文献1参照。)。これらの施工法のうち、オーバーパスは施工法が比較的簡易なため多く施工されてきた。しかし、大きな構造体(ビル3〜4階に匹敵する連続した構造)を地上部に構築するため、騒音、景観など周辺環境に与える影響が大きく、近年では地下を通過するアンダーパスを望む声が大きくなっている。ところが、アンダーパスとして提案されているものは、どれもシールド工法などを応用し大型の函体を構築するもので、費用面、施工の確実性など実現性にかなりの問題を含んでいる。
【0004】
ところで、現在施工されているアンダーパスは、その施工規模が小さければ(一車線道路や、複線の線路横断程度)、図4に示すように、進入部スロープ20を開削により施工し、道路や線路の横断部トンネル30(地下構造物)をパイプルーフ工法により施工している。パイプルーフ工法は、鋼管を地中に連続して押し込みパイプルーフ40を形成し、掘削と並行して支保工を建て込んで地盤を支持して、地下構造物を構築するものであり(例えば、特許文献1参照。)。近年、その技術が進み、50m程度までの延長であれば施工可能になってきている。
【特許文献1】特開平8−270375号公報
【非特許文献1】「わが社が誇る都市再生技術」、建設産業新聞、2004年11月29日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、それ以上施工規模が大きくなると、例えば二車線以上の道路や、輻輳する線路横断などで100m以上の施工となると、パイプの部材断面を大きくしても、交差部の上載荷重に対しパイプルーフ全体のたわみが大きく自立できなくなるため、パイプルーフ工法を適応できなかった。
【0006】
本発明の課題は、パイプルーフを用いて道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築する場合において、その施工延長を延ばすことである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば図1から3に示すように、道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築する横断地下構造物の構築方法であって、前記道路、線路などの下を横断するように地盤G内にパイプ5を並列に埋設してパイプルーフ4を形成するとともに、このパイプルーフ4を挟んで対向する位置に地盤Gに支持される基礎7を設け、この対向する基礎7にパイプルーフ4上の地盤G1の上方を跨ぐように支持部材(主桁8)を架け渡し、この支持部材から下方に向けて吊り部材9を設けて、前記パイプルーフ4をその軸方向に所定間隔を置いて前記吊り部材9を介して吊り下げて支持しながら、前記パイプルーフ4下の地盤Gを掘削した後、このパイプルーフ4下に地下構造物(横断部トンネル3)を構築することを特徴とする。
【0008】
このように、地盤Gに支持される基礎7がパイプルーフ4を挟んで対向する位置で設けられ、支持部材(主桁8)がこれら対向する基礎7にパイプルーフ4上の地盤G1を跨ぐように架け渡され、吊り部材9が支持部材から下方に向けて設けられる。そして、パイプルーフ4下の地盤Gを掘削する際に、パイプルーフ4をその軸方向に所定間隔を置いて吊り部材9を介して吊り下げて支持する。すなわち、パイプルーフ4の軸方向に所定間隔で支点を設け、上載荷重によるパイプルーフ4のたわみを小さくすることにより、パイプルーフ4上の地盤G1を保持して自立させることが可能となる。したがって、軸方向に長いパイプルーフ4を形成することができ、施工延長が長い地下構造物を構築することが可能となる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、例えば図1から3に示すように、請求項1に記載の横断地下構造物の構築方法において、前記対向する基礎7に前記支持部材(主桁8)を上方に反った放物線状に架け渡し、この支持部材に前記吊り部材9をほぼ均等に配置することを特徴とする。
【0010】
このように、支持部材(主桁8)を上方に反った放物線状に架け渡し、吊り部材9をこの支持部材にほぼ均等に配置し、パイプルーフ4を吊り下げて支持することにより、支持部材に生じる曲げモーメントが低減される。これにより、パイプルーフ4上の地盤G1を跨ぐように設けられた支持部材の構造は大きくならず、デザイン的にも景観を損なうことがない。
【0011】
請求項3に記載の発明は、例えば図1から3に示すように、請求項1または2に記載の横断地下構造物の構築方法において、前記基礎7、支持部材(主桁8)および吊り部材9を、前記道路または線路の交通に支障が出ない場所に配置することを特徴とする。
【0012】
このように、道路または線路の交通に支障が出ないように、基礎7、支持部材(主桁8)および吊り部材9を配置することにより、道路または線路を供用しながら横断地下構造物を構築することができる。
【0013】
請求項4に記載の発明の横断地下構造物は、例えば図1から3に示すように、道路、線路などの下を横断するように地盤G内にパイプ5を並列に埋設して形成されるパイプルーフ4と、このパイプルーフ4を挟んで対向する位置に地盤Gに支持されて設けられる基礎7と、この対向する基礎7にパイプルーフ4上の地盤Gの上方を跨ぐように架け渡される支持部材(主桁8)と、前記パイプルーフ4と前記支持部材とを連結し、前記パイプルーフ4をその軸方向に所定間隔を置いて吊り下げる吊り部材9と、前記パイプルーフ4下に構築される地下構造物(横断部トンネル3)と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築する際に、これらの下を横断するように地盤内にパイプを並列に埋設してパイプルーフを形成するとともに、このパイプルーフを挟んで対向する位置に地盤に支持される基礎を設け、この対向する基礎にパイプルーフ上の地盤の上方を跨ぐように支持部材を架け渡し、この支持部材から下方に向けて吊り部材を設ける。そして、パイプルーフをその軸方向に所定間隔を置いて前記吊り部材を介して吊り下げて支持しながら、パイプルーフ下の地盤を掘削した後、地下構造物を構築する。これにより、上載荷重によるパイプルーフのたわみを小さくすることにより、パイプルーフ上の地盤を保持して自立させることができる。したがって、パイプルーフをその軸方向に長く形成することができ、地下構造物の施工延長を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1に示すように、本実施の形態は、都市部の道路の交差点における交通渋滞の緩和対策として、交差点部の立体交差化を図るために、道路下を横断するアンダーパスを施工する場合に本発明を適用したものである。
【0016】
このアンダーパスは、これと交差する交差道路1の下を、横断方向の一方の地上(道路面上)から横断方向の他方の地上まで、湾曲した地下道路を構築して施工される。その施工は、交差道路1の下を横断する横断部トンネル3(地下構造物)と、この横断部トンネル3の各端部に向かって下り勾配の進入部スロープ2とを構築することにより行われる。
【0017】
横断部トンネル3は、交差道路1の両側から所定の間隔を開けた長さで、断面ボックス形に構築されるものである。この横断部トンネル3の横断長さは、上載荷重に対したわみ量が大きくなり自立できないため、従来のパイプルーフ工法が適応できないものである。また、進入部スロープ2は、所定の勾配を形成するのに必要な長さで、上方が開放した断面U字形に構築されるものである。
【0018】
以下、アンダーパスの施工手順とともに、本発明に係る横断部トンネル3(地下構造物)の構築方法を説明する。
【0019】
まず、横断部トンネル3の両側における各進入部スロープ2の構築予定箇所の地盤Gを掘削する。この掘削は、横断部トンネル3端部の構築予定位置に向かって下り傾斜させて所定の深さまで溝状に行われる。
【0020】
各進入部の構築予定箇所の地盤Gを掘削した後、図2に示すように、交差道路1の下を横断するようにパイプルーフ4を形成する。このパイプルーフ4の形成は、横断部トンネル3の構築予定位置の上方に、横断部トンネル3の幅に対応する所定幅を有して、その横断面形状が直線形となるように行われる。パイプルーフ4の施工は、例えば、継手を有するパイプ5を水平に地盤G内に圧入して埋設した後、このパイプ5の継手をガイドとして次のパイプ5を並列に圧入して、この作業を繰り返して行うことができる。
【0021】
次に、パイプルーフ4を挟んでその軸方向に対向する位置に地盤Gに支持される基礎7を設ける。この基礎7は、地盤Gによって支持され、パイプルーフ4の四隅付近にそれぞれ設けられる。なお、基礎7を支持させる地盤Gには、パイプルーフ4上の地盤G1は含まれない。
【0022】
これらの基礎7を設けた後、平面的に細長いほぼX字形の主桁8(支持部材)を、パイプルーフ4上の地盤G1をその軸方向に跨いで上方に反った放物線状となるように、X字形の各下端を各基礎7に設置して架け渡す。さらに、この主桁8から下方に向け吊り部材9をほぼ均等に配置して設けておく。吊り部材9は、柱部材、ケーブル、ワイヤー、ロッドなどである。
【0023】
このように、主桁8を上方に反ったアーチ状(放物線状)に架け渡し、吊り部材9をこの主桁8にほぼ均等に配置し、パイプルーフ4が受ける上載荷重を吊り部材9を介して支持することにより、主桁8に生じる曲げモーメントを低減することができる。そのため、主桁8の構造はさほど大きくならず、シンプルな形状で、周辺環境に優しいデザイン設計が可能となる。
【0024】
また、主桁8や吊り部材9の配置は、交差道路1を通過する車両などの交通の支障にならない位置とする。このように配置することにより、交差道路1を供用しながら横断部トンネル3を構築することができる。
【0025】
次に、パイプルーフ4の下方の地盤G、すなわち横断部トンネル3の構築予定箇所の地盤Gを掘削する。この掘削は、両坑口から内側に向かって、内部に支保工を建て込みながら行われる。
【0026】
両坑口からの掘削が、吊り部材9による所定の吊り位置まで進んだら、パイプルーフ4の下面にその幅方向の全幅にわたって受け部材6を取り付ける。この受け部材6と主桁8に設けられた吊り部材9の下端とを連結し、この吊り部材9を介してパイプルーフ4を吊り下げて支持する。受け部材6は、H形鋼、矩形鋼管などである。なお、吊り部材9と受け部材6の連結は、パイプルーフ4上の地盤G1及びパイプルーフ4を削孔、穿孔などを行って、これら削孔、穿孔などを通して行われる。
【0027】
さらに、パイプルーフ4を吊り部材9が配置された2点において吊り支持した後、これら2点間の受け部材6の間の地盤Gを掘削する。
【0028】
そして、掘削が完了した後、図3に示すように、進入部スロープ2を溝状に形成された空間内に断面U字形のコンクリート構造物として構築し、横断部トンネル3をパイプルーフ4下に形成された空間内に断面ボックス形のコンクリート構造物として構築する。その後、これらコンクリート構造物に内面仕上げを施すとともに、その構造物の底版上面に舗装を施すことにより、アンダーパスの施工が完了する。
【0029】
本実施の形態によれば、パイプルーフ4の軸方向に所定間隔で吊り部材9による支点を設け、交差道路1の上載荷重によるパイプルーフ4のたわみを小さくすることにより、パイプルーフ4上の地盤G1を保持して自立させることができる。よって、パイプルーフ4をその軸方向に長く形成することができ、横断部トンネル3の施工延長を延ばすことができる。また、主桁8を架け渡すときに一時的な地上施工はあるが、それ以外のほとんどの施工を進入部スロープ2の開削箇所の範囲内で行うことができる。
【0030】
なお、以上の実施の形態においては、道路の交差点におけるアンダーパスに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、線路の踏み切りなどにおいて適用しても良い。また、道路や線路が盛土上に設置されている際に、その盛土地盤G内にパイプルーフ4を形成し、盛土地盤Gを掘削して横断構造物を構築する場合に適用することもできる。
【0031】
また、パイプルーフ4の横断面配置を直線形としたが、扇形、門形等の配置としてもよく、パイプルーフ4を構成するパイプ5の断面形状も円形に限らず、矩形、台形などであってもよい。
【0032】
支持部材としては、桁部材の他に、トラス部材、ラーメン構造、さらには、対向する柱部材にケーブルなどを架け渡した構成も採用することができる。また、支持部材の架け渡し方向として、パイプルーフ4の軸方向だけに限らず、その幅方向、斜め方向などであってもよい。そして、基礎7、支持部材及び吊り部材9を本設として用いてもよく、仮設として用いてもよい。これらを本設として用いる場合には、地下構築物に発生する応力を低減でき、その部材断面を小さくすることができる。その場合には、アンダーパスを通過する車両などの交通の支障にならない位置に基礎7等を配置する。
【0033】
また、基礎7、支持部材、吊り部材9などの形状、数、配置なども任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明を適用した一実施の形態の交差点におけるアンダーパスの構成を示す斜視図である。
【図2】図1において地盤部分を透視した透視斜視図である。
【図3】図1におけるアンダーパス方向の縦断面図である。
【図4】従来のアンダーパスを説明するための(a)縦断面図、(b)横断面図である。
【符号の説明】
【0035】
1 交差道路
2 進入部スロープ
3 横断部トンネル(地下構造物)
4 パイプルーフ
5 パイプ
6 受け部材
7 基礎
8 主桁(支持部材)
9 吊り部材
G 地盤
G1 パイプルーフ上の地盤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路、線路などの下を横断して地下構造物を構築する横断地下構造物の構築方法であって、
前記道路、線路などの下を横断するように地盤内にパイプを並列に埋設してパイプルーフを形成するとともに、
このパイプルーフを挟んで対向する位置に地盤に支持される基礎を設け、この対向する基礎にパイプルーフ上の地盤の上方を跨ぐように支持部材を架け渡し、この支持部材から下方に向けて吊り部材を設けて、
前記パイプルーフをその軸方向に所定間隔を置いて前記吊り部材を介して吊り下げて支持しながら、前記パイプルーフ下の地盤を掘削した後、
このパイプルーフ下に地下構造物を構築することを特徴とする横断地下構造物の構築方法。
【請求項2】
前記対向する基礎に前記支持部材を上方に反った放物線状に架け渡し、
この支持部材に前記吊り部材をほぼ均等に配置することを特徴とする請求項1に記載の横断地下構造物の構築方法。
【請求項3】
前記基礎、支持部材および吊り部材を、前記道路または線路の交通に支障が出ない場所に配置することを特徴とする請求項1または2に記載の横断地下構造物の構築方法。
【請求項4】
道路、線路などの下を横断するように地盤内にパイプを並列に埋設して形成されるパイプルーフと、
このパイプルーフを挟んで対向する位置に地盤に支持されて設けられる基礎と、
この対向する基礎にパイプルーフ上の地盤の上方を跨ぐように架け渡される支持部材と、
前記パイプルーフと前記支持部材とを連結し、前記パイプルーフをその軸方向に所定間隔を置いて吊り下げる吊り部材と、
前記パイプルーフ下に構築される地下構造物と、を備えることを特徴とする横断地下構造物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−249734(P2006−249734A)
【公開日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−65825(P2005−65825)
【出願日】平成17年3月9日(2005.3.9)
【出願人】(000195971)西松建設株式会社 (329)
【Fターム(参考)】