JP2000257090A - 地下構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定間隔を存して並行した連続地中壁間の地
盤を開削工法で掘削することによってトンネル形状の長
尺な地下構造物を構築する方法であって、連続地中壁間
の地盤を掘削した際に、土圧や地下水圧によって連続地
中壁が内方に撓み変形するのを確実に抑制しながら能率
よく築造し得る方法を提供する。 【解決手段】 両端が連続地中壁に連らなった横断連壁
を連続地中壁の長さ方向に所定間隔毎に設けて連続地中
壁間を複数の升体部に分割すると共に各升体部における
対向する壁体部を外側に凸円弧状に湾曲した壁部に形成
し、この湾曲壁体部によって升体部内の地盤の水中掘削
後における土圧や地下水圧による連続地中壁部の撓み変
形を抑制し、掘削後に横断連壁を下端から上端に向かっ
て解体撤去しながら床スラブを順次、施工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開削工法によって
地中にトンネル形状の地下構造物を構築する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、全国各地の主要都市においては、
地下鉄の駅舎やトンネル或いは建物間をつなぐ地下街な
どのように、路面の長い地下構造物が構築されている
が、このような地下構造物を開削工法によって構築する
場合、まず、地表面から地中に、構築すべき地下構造物
の幅間隔を存して連続地中壁を造成すると共にこれらの
連続地中壁の対向面間に該連続地中壁の長さ方向に一定
間隔毎に仕切壁となる横断連壁を造成して隣接する横断
連壁と連続地中壁とで囲まれた複数個の升体部を形成
し、次いで、各升体部内の地盤を順次地上から開削工法
によって水中掘削した後、升体部の底部側から横断連壁
を上端に向かって解体撤去しながら下階層から上階層を
順次、形成する構築方法を採用している。

【０００３】この構築方法は、掘削を水中で行うことに
より連続地中壁に作用する地下圧及び土圧（以下、側圧
と称する）を低減でき、また、横断連壁で複数個の升体
部に分割することによって長大な溝孔を一気に掘削する
のではなく掘削手順の選択や掘削に使用する資機材の転
用において自由度が増し、施工が容易になる等の利点が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな地下構造物の構築方法によれば、升体部内の地盤を
水中掘削する時に、その滞留水で地下水圧による連続地
中壁の撓み変形を防止することができても、連続地中壁
には側圧が作用しているために、升体部内の滞留水を排
除した時、或いは、排除しない場合でも側圧により、連
続地中壁が隣接する横断連壁を支点として升体部内に向
かって弓形状に撓み変形し、この変形によって該連続地
中壁の外側地盤が崩壊や沈下して周辺の建物等に悪影響
を及ぼす虞れが生じ、また、地下構造物も精度よく構築
することができなくなる虞れがあった。

【０００５】従って、上記のような問題点を解消するた
めには隣接する横断連壁の間隔を狭くして横断連壁間の
連続地中壁の耐圧強度を増大させる必要が生じるが、こ
の場合には横断連壁の造成数、ひいては升体部の形成数
が多くなって上記のように仮設構造物である横断連壁を
下端から上端に向かって解体、撤去しながら下階層から
上階層を構築していく作業に多大な労力と手間を要し、
長期間の工期を必要として工費が高くなるという問題点
があった。

【０００６】一方、横断連壁の間隔を必要以上に狭めな
いようにするには水中掘削時に、或いは水中掘削後にお
いて、連続地中壁の対向面間に上下方向に所定間隔毎に
中間梁材を順次介在、固定することにより該梁材の突っ
張りで連続地中壁の撓み変形を阻止することも考えられ
るが、水中における該中間梁材の配設作業に著しい手間
と労力を要するばかりでなく、掘削に従って露出する連
続地中壁の対向面間に中間梁材を介在、固定させる場合
には該中間梁材が掘削時の障害物となって円滑な掘削の
妨げとなり、その上、階層の構築時に解体、撤去しなけ
ればならず、上記同様に長期間の工期を必要して工費の
高騰を招くという問題点があった。

【０００７】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、地中に造成した
連続地中壁間の地盤を開削工法によって掘削して地下構
造物を構築する際に、連続地中壁間を長さ方向に一定間
隔毎に仕切った横断連壁間の間隔を必要以上に狭めるこ
となく、地下水や土圧による連続地中壁の撓み変形を確
実に防止しながら能率よく地下構造物を築造し得る工法
を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の地下構造物の構築方法は、請求項１に記載
したように、地中に所定の幅間隔を存して互いに並行す
る連続地中壁を造成する際に、両端が連続地中壁の対向
内壁面に連続した横断連壁を連続地中壁の長さ方向に所
定間隔毎に築造することにより両側の連続地中壁と該横
断連壁とによって囲まれた複数の升体部を形成すると共
に、各升体部における対向する連続地中壁の長さ部分を
互いに外側に凸円弧状に湾曲した壁体部に造成する第１
工程と、各升体部内の地盤の少なくとも下半部を水中掘
削する第２工程と、隣接する升体部の掘削底面に水中コ
ンクリートを打設したのち、升体部内の水を排除する第
３工程と、この第３工程後に上記横断連壁をその下端か
ら上端に向かって解体撤去しながら下階層から上階層の
床スラブを順次形成する第４工程とからなることを特徴
としている。

【０００９】

【作用及び効果】本発明によれば、地下構造物の構築時
において、互いに並行した連続地中壁間に両端がこれら
の連続地中壁の対向面の略々全高に亘って連続した横断
連壁を連続地中壁の長さ方向に所定間隔毎に造成して連
続地中壁間を長さ方向に複数分割した升体部に形成する
と共に各升体部における対向する連続地中壁の壁体部を
互いに外側に凸円弧状に湾曲した壁体部に形成している
ので、升体部内の地盤を水中掘削する際や掘削後におい
ては、凸円弧状に湾曲した該壁体部が側圧により内側へ
変形しようとすると湾曲方向に軸力が発生すると共に湾
曲方向に対して直角方向の抵抗力が発生して側圧に対抗
する。この抵抗力によって凸円弧状に湾曲した該壁体部
は、直線状の壁体に比べて内側方に向かう変形をより強
く抑制することができる。この際、湾曲した該壁体部に
作用する側圧は全て横断連壁で支持される。また、水中
掘削における隣接する升体部の水位差を最小に調整する
ことによって、横断連壁に作用する曲げモーメントを最
小限に抑制することができ、それに応じて横断連壁の剛
性を小さく、ひいては薄肉化できる。

【００１０】このように、湾曲方向に対して直角方向の
抵抗力によって凸円弧状に湾曲した該壁体部は、直線状
の壁体に比べて内側方に向かう変形を強く抑制でき、ま
た、隣接する升体部の水位差を最小に調整することによ
って、横断連壁に作用する曲げモーメントを最小限度に
抑制することができるので、長尺の連続地中壁間を複数
の升体部に分割して各升体部内の地盤を順次掘削しなが
らトンネル状の地下構造物を構築するためにはなくては
ならない仕切壁であって且つ仮設構造物である上記横断
連壁を必要最小限度の強度で且つ薄肉化することができ
ると共に隣接する横断連壁間の間隔を広くとることがで
きて上記升体部の形成数を少なくすることができ、従っ
て、横断連壁をその下端から上端に向かって解体撤去し
ながら掘削後の連続地中壁間に下階層から上階層の床ス
ラブを形成する際における横断連壁の解体撤去が容易と
なると共に地下構造物を短期間で能率よく築造すること
ができ、工費の低減を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な実施の形
態を図面について説明すると、まず、図１〜図３に示す
ように、地中に地表面から所望深さに達する連続地中壁
１、１を計画地下構造物の幅間隔を存して互いに長さ方
向に並設した状態となるように造成する。この連続地中
壁１の造成方法は公知のように、地表から連続地中壁１
の厚みに略々等しい幅を有する溝孔11を所定深さまで掘
削し、この溝孔11を築造すべき地下構造物の長さ方向に
順次連続させると共に該溝孔11内に鉄筋籠を挿入したの
ち、コンクリートを打設することによって造成される。

【００１２】この連続地中壁１、１の造成時において、
両端が連続地中壁１、１の対向内壁面に一体に連続した
横断連壁２を連続地中壁１の長さ方向に一定間隔毎に造
成、構築することにより、各隣接する横断連壁２、２と
これらの横断連壁２、２間の連続地中壁１の壁体部1a、
1aとによって連続地中壁１、１間を長さ方向に複数分割
した複数の升体部３を形成する。

【００１３】上記横断連壁２は、連続地中壁１の施工時
において、該連続地中壁１、１を造成するための上記溝
孔11、11間にこれらの溝孔11に直交するようにして該溝
孔11よりも細幅の溝孔12を掘削し、該溝孔12内に鉄筋籠
を挿入したのち、コンクリートを打設することによって
造成される。この際、連続地中壁１側の溝孔11と該溝孔
11に連通する横断連壁造成用溝孔12との連設部分には平
面Ｔ字形状の継手金物が挿入されてあり、従って、コン
クリートの打設により横断連壁２の両端部が連続地中壁
１、１に強固に一体化された構造となる。この連続地中
壁１と横断連壁２の接合部の継手は、鋼板や形鋼等で形
成されたモーメント、軸力及び剪断力の伝達可能な剛結
継手、或いは、軸力及び剪断力を伝達するヒンジ継手と
する。この横断連壁２は、連続地中壁１、１と同じ深さ
まで設けられて連続地中壁１と略々同じ高さを有してお
り、従って、その両端は連続地中壁１、１に全高に亘っ
て一体に連設している。

【００１４】さらに、連続地中壁１、１は、上記各升体
部３における幅方向に対向する壁体部1a、1aが互いに外
側に弓形状ないしはアーチ状の凸円弧状に湾曲した横断
面形状に形成されてあり、従って、これらの湾曲壁体部
1a、1aは長さ方向に平面波形状に連続した連続地中壁の
壁形状を構成している。この凸円弧状の湾曲壁体部1a
は、連続地中壁１、１を造成する際に、隣接する横断連
壁造成用溝孔12、12の端部間に連なる上記溝孔11の部分
を、隣接する横断連壁造成用溝孔12、12間の中央部に向
かうに従って外側方に平面凸円弧状に湾曲した溝孔部分
に掘削形成しておくことによって造成される。従って、
各升体部３における対向する両側の湾曲壁体部1a、1a
は、隣接する横断連壁２、２に連なる両端間が最も幅狭
く、横断連壁２、２間の長さ方向の中央部に向かって徐
々に幅広くなっている。

【００１５】こうして連続地中壁１、１間の地盤を長さ
方向に複数分割した升体部３を施工したのち、図３に示
すように各升体部３内の上部地盤を大気中にて掘削（以
下、ドライ掘削と称する）する。ドライ掘削の範囲は、
深層地盤内の被水圧によって掘削底に盤ぶくれが生じな
い深さで且つ連続地中壁１の変位が急激に増大しないよ
うな深さを限界とし、これを超える深さでは、各升体部
３内に略々地下水頭レベルまで注水して水中掘削を行
う。

【００１６】各升体部３内の地盤５をドライ掘削するに
は、升体部３の上端開口部に図４、５に示すように、仮
設床16を敷設してこの仮設床16上にクローラクレーン17
やダンプトラック18を走行させるようにすると共に、仮
設床16の適所に設けた開口部を通じてクローラクレーン
17から掘削用バケット19を升体部３内に吊り下ろすこと
によって行う。また、このドライ掘削後において水中掘
削するには、図６に示すように補強梁４の下方近傍部に
おける升体部３の上端部内に可動桁材６を該桁材６の長
さ方向に対して直交する方向に移動自在に架設し、この
可動桁材６上に台車７を走行自在に設置して該台車７に
塔載した巻取機構に巻装しているワイヤロープに掘削排
土装置８を吊支し、升体部３内に所定高さまで注水しな
がら該升体部３内の地盤５を掘削するものである。

【００１７】上記可動桁材６は升体部３における隣接す
る横断連壁２、２の上端部対向壁面に両側の壁体部1a、
1a間に亘って装着しているレール部材14、14上にその両
端部を移動自在に支持されてあり、従って、この可動桁
材６を移動させることによって掘削排土装置８により升
体部３内の地盤５を連続地中壁１に直交する方向に掘削
させ、可動桁材６上で台車７を移動させることによって
連続地中壁１の長さ方向の地盤を掘削させる。掘削排土
装置８によって掘削した土砂はホース15を通じて泥水と
共に升体部３外に排出させる一方、土砂から分離した泥
水を升体部３内に注水させる。なお、水中掘削では上記
掘削排出装置８の他、図４、図５の掘削用バケットを用
いてもよい。

【００１８】升体部３内の地盤５が掘削排土装置８によ
って図７に示すように所定深さまで掘削されると、次い
で図８に示すように、升体部３の底部に水中コンクリー
トを打設して四方端面が隣接する横断連壁２、２と対向
する壁体部1a、1aの下端部壁面に一体に連続した所定厚
さの底盤9aを造成する。なお、水中コンクリートの打設
はトレミー管を用いて行われる。こうして、底盤9aを形
成したのち、升体部３内の水を排除する。なお、通常
は、このように掘削底面に水中コンクリートを打設して
上記底盤9aを造成したのち水を排除し、該底盤9a上に最
下階層の床スラブを形成するものであるが、この底盤9a
を最下階層の床スラブに兼用してもよい。

【００１９】この水の排除によって升体部３内が大気圧
に開放され、該升体部３における両側の壁体部1a、1a
は、その外側面に作用する側圧（土圧及び地下水圧）に
よって隣接する横断連壁２、２を支点として升体部３内
（内側方）に向かって変形させられる方向に圧力を受け
るが、壁体部1aは上記のように、隣接する横断連壁２、
２の両側端部を支点として外側方に膨出した弓形状ない
しアーチ状の凸円弧状湾曲壁体部に形成されているの
で、升体部３内の地盤を水中掘削する際や掘削後におい
ては、凸円弧状に湾曲した該壁体部1aが側圧により内側
へ変形しようとすると湾曲方向に軸力が発生すると共に
湾曲方向に対して直角方向の抵抗力が発生して側圧に対
抗する。この抵抗力によって凸円弧状に湾曲した該壁体
部1aは、直線状の壁体に比べて内側方に向かう変形をよ
り強く抑制することができる。この際、湾曲した該壁体
部1aに作用する側圧は全て横断連壁２で支持される。ま
た、水中掘削における隣接する升体部３の水位差を最小
に調整することによって、横断連壁２に作用する曲げモ
ーメントを最小限に抑制することができ、それに応じて
横断連壁２の剛性を小さく、ひいては薄肉化できる。

【００２０】升体部３内の土砂の掘削から水の排除まで
の作業工程は隣接する升体部３、３に対して順次行わ
れ、これらの升体部３内の排水作業が終了すると、ま
ず、隣接する升体部３、３の横断連壁２の下端部を所定
高さ解体撤去し、上記底盤9a上に足場枠を組立てゝ底盤
9aから一定高さ部分に連続地中壁１、１の対向内壁面に
連なる所定長さの型枠（図示せず）を組立て、配筋を施
したのちコンクリートを打設することによって下階層の
床スラブ9bを築造する。なお、升体部３内には水や中間
梁等が存在しないので、床スラブの施工作業が円滑且つ
能率よく行える。

【００２１】以下、同様にして、図９、図10に示すよう
に横断連壁２を下端部から上端部に向かって解体撤去し
ながら中間階層の床スラブ9cから最上階層の床スラブ9d
を、順次、築造し、その途中で最上階層の天井部10を築
造してトンネル形状の地下構造物Ａを構築する。なお、
最上階層の天井部10を形成したのち、横断連壁２をその
下端から上端に向かって解体撤去しながら下階層から上
階層の床スラブを順次築造してもよい。また、天井部10
は場所打ちコンクリートによって築造したが、所定形状
の既設のパネル材を多数枚、縦横に組み合わせ連結する
ことによって築造してもよい。この天井部10の築造後、
該天井部10の上面側に土砂20を埋め戻して車両や通行人
が使用することのできる道路等を復元する。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続地中壁間を長さ方向に複数の升体部に分割
した状態の簡略横断面図、

【図２】升体部の拡大平面図、

【図３】その簡略縦断正面図、

【図４】ドライ掘削をしている状態の縦断側面図、

【図５】その縦断正面図、

【図６】水中掘削をしている状態の縦断側面図、

【図７】掘削後の簡略縦断正面図、

【図８】底盤を築造した状態の簡略縦断正面図、

【図９】各階層の床スラブを築造した状態の簡略縦断正
面図、

【図１０】その築造状態を示す簡略縦断側面図。

【符号の説明】

１ 連続地中壁 1a 湾曲壁体部 ２ 横断連壁 ３ 升体部 ５ 地盤 9b〜9d 床スラブ 10 天井部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 克秀 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 (72)発明者 大川 俊紀 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株 式会社奥村組内 Ｆターム(参考） 2D047 AB08 2D049 EA01 EA02 EA09 GB10

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に所定の幅間隔を存して互いに並行
   する連続地中壁を造成する際に、両端が連続地中壁の対
   向内壁面に連続した横断連壁を連続地中壁の長さ方向に
   所定間隔毎に築造することにより両側の連続地中壁と該
   横断連壁とによって囲まれた複数の升体部を形成すると
   共に、各升体部における対向する連続地中壁の長さ部分
   を互いに外側に凸円弧状に湾曲した壁体部に造成する第
   １工程と、各升体部内の地盤の少なくとも下半部を水中
   掘削する第２工程と、隣接する升体部の掘削底面に水中
   コンクリートを打設したのち、升体部内の水を排除する
   第３工程と、この第３工程後に上記横断連壁をその下端
   から上端に向かって解体撤去しながら下階層から上階層
   の床スラブを順次形成する第４工程とからなることを特
   徴とする地下構造物の構築方法。