JP2000179299A - 大断面トンネル構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺の既設構造物及び交通に影響を与えるこ
とがなく、しかも施工コストと施工効率とに優れた大断
面トンネル構築方法を提供する。 【解決手段】 大断面トンネルの施工予定箇所におい
て、該大断面トンネルの天端部の断面外形に略沿いつつ
所定の間隔をもって複数形成され、以後のトンネル構築
各工程の基幹となる基幹トンネル１０を施工する基幹ト
ンネル施工工程と、前記基幹トンネル１０間に該トンネ
ルに沿ってパイプ２１を挿入列設してトンネル天端部を
覆ったパイプルーフ２０を形成するパイプルーフ施工工
程と、前記基幹トンネル１０と連結された土留め壁３０
を形成する土留め壁施工工程とを実施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大断面トンネルの
構築方法に関し、特に、市街地において構築され、近接
する既設構造物のアンダーピニングを必要とするような
大断面トンネルの構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下構造物のうち、例えば都市部におけ
る既設道路と鉄道施設との交差部付近の地下のごとく、
地上構造物が複雑に入り組みつつ既設されており、しか
も十分な土被りの確保が困難である場合、そこに計画さ
れる地下鉄用その他の大断面トンネルを施工するに際
し、従来、開削工法やシールド工法などが実施されてき
た。また、上記のような施工条件に適合するＭＭＳＴ
（マルチマイクロシールドトンネル工法）と呼ばれる工
法も考案されている。

【０００３】一般に、開削工法とは、トンネルなど地下
構造物の施工範囲周辺に鋼矢板や鋼管を打設したり、あ
るいは地中連続壁を形成するなどして土留め工を施した
後、所定の構築深度まで土留め工内部を掘削してそこに
目的の地下構造物を構築し、地下構造物構築後は埋戻し
を行って地表の復旧を図るといったものである。

【０００４】また、シールド工法とは、施工予定エリア
の地上部が交通量の多い幹線道路であったり、都心の繁
華な街路であったりと開削工法を行うに十分な作業領域
を確保することが困難であったり、あるいは地盤が軟弱
で、しかも地下水が多くそのまま開削工法等を実施する
には排水対策コスト等が著しく増大するなどの場合に、
適用されるものであり、円筒形のシールド掘進機が施工
開始地点の発進立坑より地下掘進を進めつつ、掘進機後
部にて覆工体を掘削面に沿って連続して建込んで地山支
保工を施しトンネルを構築するといったものである。

【０００５】一方、ＭＭＳＴ工法は、例えば鋼製の枠構
造をなす矩形筒体をトンネル周方向に連結材をもって連
結し、そこにコンクリートを打設してトンネル周壁を構
築するもので、係るトンネル周壁構築後にその内空部を
掘削してトンネル掘削を行うといったものである。

【０００６】しかしながら、上記の従来工法は次に述べ
るような課題を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、まず開削工
法においては、大断面トンネル構築予定エリア周辺の既
設構造物に対して、各種支保材等を組み合わせて仮受け
工を施さなければならず、係る仮受け工自体を施工する
ために要する資材や機材等のコストや施工日数などは本
工事たる大断面トンネル構築にかかるそれのかなりの部
分を占めることとなり、工期は長期化して施工効率は悪
化し、その上、施工コストも増大する結果となりやす
い。

【０００８】加えて、地上での車両や鉄道または歩行者
等の各種交通を、工事エリア周辺で切廻して迂回させた
り、交通幅を狭窄したりと、交通機関に与える影響も無
視できない。

【０００９】また、シールド工法においては、大断面ト
ンネルを構築する性格上、都心部などでは土被り厚が、
通常の断面サイズのトンネル構築と比較して小さくなり
がちで、そのままでは近接する各種既設構造物に対する
変状などの影響が懸念される。

【００１０】従って、既設構造物への変状などの影響を
防止するために大規模な変状防護工を実施するなどの措
置を施す必要が生じ、そのために工事全体の工費及び工
期へ与える悪影響は大きいものとなる。

【００１１】一方、ＭＭＳＴ工法においては、使用する
シールド断面を小さくすることで、土被りの浅い条件下
での施工も可能であるが、シールドマシンが同じ施工箇
所を数度通過することから周辺へ大きな変状を与えるこ
とが知られており、そのため既設構造物への変状防護工
を大規模に施すことが必要となり、施工コストの著しい
増大を招くのは必至であることと相まって、変状防護工
を施してもその効果が確立されておらず、いずれの条件
の工事にも適用できるといったものではない。

【００１２】そこで、本発明は、このような従来の課題
に着目してなされたもので、周辺の既設構造物及び交通
に影響を与えることがなく、しかも施工コストと施工効
率とに優れた大断面トンネル構築方法を提供するもので
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するためになされたもので、大断面トンネルの施工予
定箇所において、該大断面トンネルの天端部の断面外形
に略沿いつつ所定の間隔をもって複数形成され、以後の
トンネル構築各工程の基幹となる基幹トンネルを施工す
る基幹トンネル施工工程と、前記基幹トンネル間に該ト
ンネルに沿ってパイプを挿入列設してトンネル天端部を
覆ったパイプルーフを形成するパイプルーフ施工工程
と、前記基幹トンネルと連結された土留め壁を形成する
土留め壁施工工程とを含むことを特徴とする。

【００１４】また、前記パイプルーフ施工工程におい
て、前記基幹トンネル間に、トンネル断面で見て上方に
凸の略アーチ状にパイプを列設しパイプルーフを形成す
ると好適であり、さらに前記パイプルーフを支持するパ
イプルーフ受桁を、パイプルーフ下部に設けるパイプル
ーフ受桁施工工程を行うとよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の大断面ト
ンネル構築方法における構築手順を示す説明図であり、
図２は、本発明の大断面トンネル構築方法により地中の
掘削作業が終了しトンネル躯体を構築する直前の状況を
示す説明図である。

【００１７】大断面トンネルの構築作業は、まずトンネ
ル施工開始ポイントにて発進立坑の掘削を行うことから
始める。それにより掘削機械などの各種施工機械等や資
材を、地下の施工開始ポイントに搬入することとなる。

【００１８】構築される大断面トンネルが、例えば２連
の矩形カルバート状躯体であるとすると（図２参照）、
図１（ａ）に示す如く、本発明の大断面トンネル構築方
法における基幹トンネル１０を、トンネル天端部断面外
形に沿って適宜間隔をおいて水平に形成する。本実施例
では、構築するトンネルの左右側壁天端部と、２連トン
ネル断面中央に位置する隔壁天端部との計３箇所に係る
基幹トンネル１０を設けた例を示した。

【００１９】この基幹トンネル１０は、地上より発進立
坑を通して搬入された、例えば小口径のシールド掘進機
により形成されるものであり、覆工セグメント１１にて
トンネル内壁は支保された構造をなす。

【００２０】基幹トンネル１０が上記のように施工され
た後、（ｂ）に示すようにパイプルーフ２０を施工す
る。このパイプルーフ２０は、基幹トンネル１０間に該
トンネルに沿ってパイプ２１を１または複数列にわたり
挿入列設してトンネル天端部を覆うものであり、例えば
長さ数メートルの鋼製パイプ等をパイプ圧入機器を用い
て土中に圧入するものであり、係るパイプ各々がその側
面方向に互いに適宜密着連結されていると好ましい。

【００２１】次に、（ｃ）に示すごとくに先に施工され
た各基幹トンネル１０下部に土留め壁３０を施工する。
係る土留め壁３０は、適切な根入れ長と支持耐力とを備
えた地中連続壁等である。

【００２２】地中連続壁などの土留め壁３０が施工され
れば、続いて、基幹トンネル１０とパイプルーフ２０と
土留め壁３０とに囲まれたトンネル躯体構築エリアＡに
ついて内部掘削を始めるのであるが、本実施例はそれに
先立ち、パイプルーフ２０下面にパイプルーフ受け桁４
０を形成し、内部掘削予定地盤の地質が軟弱である場合
などに行われる薬液注入等の地盤改良措置を省略するこ
ととした。

【００２３】また、上記のパイプルーフ受け桁に代え
て、躯体の床版を先行構築することで仮設用として利用
することも可能であり、この場合、更なるコストダウン
を見込める。

【００２４】かかるパイプルーフ受け桁４０は、（ｄ）
に示すように各種支保材を基幹トンネル１０を貫いてパ
イプルーフ２０下面に連接させ、かつ、土留め壁３０の
壁頭３１にて支持されるように設置される。

【００２５】上述のように、基幹トンネル１０、パイプ
ルーフ２０、土留め壁３０、及びパイプルーフ受け桁４
０の施工が完了すると、（ｅ）の如く、トンネル躯体構
築エリアＡについて小型掘削機等で地盤の内部掘削を行
って、躯体構築用の空間を確保し、その後、鉄筋組みや
型枠建込み作業を経て（ｆ）の破線に示すごとくコンク
リートを打設して躯体Ｂを形成するのである。

【００２６】図３は、本発明の大断面トンネル構築方法
において、トンネル断面で見て上方に凸の略アーチ状に
パイプ２１を列設しパイプルーフ２０を形成するパイプ
ルーフ施工工程を実施する場合の構築手順を示す説明図
であり、図４は、図３に示す本発明の大断面トンネル構
築方法の構築手順をもって地中の掘削作業が終了しトン
ネル躯体Ｂを構築する直前の状況を示す説明図である。

【００２７】図に示す通り、構築手順としは上記と概略
同じであるが、パイプルーフ２０を施工する際には、ト
ンネル断面で見て上方に凸の略アーチ状にパイプ２１を
列設し、パイプルーフ２０が上方からの土圧に対抗可能
であるように図り、上述のパイプルーフ受け桁４０の施
工を省略できるものとした。したがって、従来工法より
さらに、施工コストと工期との低減を図ることができる
のである。

【００２８】なお、本実施例では、構築する大断面トン
ネルとして２連矩形カルバートを示したが、これに限ら
ず、種々の形状の大断面トンネルに適用することが可能
であり、また、大断面トンネルだけでなく通常の断面サ
イズのトンネルにも、施工条件に応じて適宜適用するこ
ともできる。

【００２９】また、構築手順として、実施例に示した手
順のみならず、トンネルの構造や地質状況、また、各種
施工条件に応じて適宜変更可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の大
断面トンネル構築方法によれば、大断面トンネル構築予
定エリア周辺の既設構造物に対して仮受け工を施す必要
もなく、しかも、地上での車両や鉄道または歩行者等の
各種交通に対する影響も従来工法と比較して大幅に抑制
することが可能となる。

【００３１】したがって、仮受け工施工のために資材や
機材等のコストや工期などを要することもなく、本工事
たる大断面トンネル構築の工期が長期化して施工効率も
悪化し、その上、施工コストの増大を招くといった課題
も解消されることとなり、工事全体の施工コストや工期
を著しく低減できる。

【００３２】また、非開削の大断面トンネル構築工法で
ありながらも、使用するシールド機械等の径は大断面で
はないから、施工領域上方の土被り厚が適正基準に保た
れて近接する各種既設構造物に対する変状防護工も大幅
に抑制低減することができる。

【００３３】加えて、本発明の大断面トンネル構築方法
に用いた基幹トンネル等は、仮設のみならず、そのまま
本設にも利用することが可能であるから、その場合、工
費、工期ともに従来より大幅な圧縮を可能とするのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の大断面トンネル構
築方法における構築手順を示す説明図である。

【図２】本発明の大断面トンネル構築方法により地中の
掘削作業が終了しトンネル躯体を構築する直前の状況を
示す説明図である。

【図３】本発明の大断面トンネル構築方法において、ト
ンネル断面で見て上方に凸の略アーチ状にパイプを列設
しパイプルーフを形成するパイプルーフ施工工程を実施
する場合の構築手順を示す説明図である。

【図４】図３に示す本発明の大断面トンネル構築方法の
構築手順をもって地中の掘削作業が終了しトンネル躯体
を構築する直前の状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 基幹トンネル ２０ パイプルーフ ２１ パイプ ３０ 土留め壁 ４０ パイプルーフ受け桁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大断面トンネルの施工予定箇所におい
   て、該大断面トンネルの天端部の断面外形に略沿いつつ
   所定の間隔をもって複数形成され、以後のトンネル構築
   各工程の基幹となる基幹トンネルを施工する基幹トンネ
   ル施工工程と、前記基幹トンネル間に該トンネルに沿っ
   てパイプを挿入列設してトンネル天端部を覆ったパイプ
   ルーフを形成するパイプルーフ施工工程と、前記基幹ト
   ンネルと連結された土留め壁を形成する土留め壁施工工
   程とを含むことを特徴とする大断面トンネル構築方法。
2. 【請求項２】 前記パイプルーフ施工工程において、前
   記基幹トンネル間に、トンネル断面で見て上方に凸の略
   アーチ状にパイプを列設しパイプルーフを形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の大断面トンネル構築方
   法。
3. 【請求項３】 前記パイプルーフを支持するパイプルー
   フ受桁を、パイプルーフ下部に設けるパイプルーフ受桁
   施工工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記
   載の大断面トンネル構築方法。