JP2002146777A

JP2002146777A - 土圧壁および土圧壁用エレメント

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Publication number: JP2002146777A
Application number: JP2000347552A
Authority: JP
Inventors: Terumasa Sasaya; 輝勝笹谷
Original assignee: Fujita Corp; Suiken KK
Current assignee: Fujita Corp; Suiken KK
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2002-05-22
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: JP4500428B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐力を格段と高めることができる土圧壁を提
供すること。【解決手段】土圧壁１２は、構築すべきトンネルの外
殻をなすように地中に埋設された複数の柱体１４と、複
数の柱体１４の内部を貫通する複数の主鋼材１６と、各
柱体１４の内部に充填されたコンクリートＣにより構成
されている。各柱体１４は、円筒部１８０２と係合部１
８０４とからなる中空状のエレメント１８が並べられる
ことで構成されている。隣り合う柱体１４相互は、一方
の柱体１４を構成するエレメント１８の各係合部１８０
４に、他方の柱体１４を構成するエレメント１８の各円
筒部１８０２の一部が係合されるように配置されてい
る。主鋼材１６は、エレメント１８の係合部１８０４を
通って各柱体１４の内部間を貫通し土圧壁１２の周囲に
沿って連続するように配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大断面で中距離の
地下トンネルを構築する際に好適な土圧壁およびそれに
用いるエレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、都市部でのトンネル工事には多く
の場合シールド工法が採用されている。また、短い距離
で大きな断面のトンネル工事には、ＵＲＴ（アンダーレ
イルウェイトンネリング）工法が採用されている。一
方、大断面で１００〜３００ｍ程度の中距離のトンネル
を工事しようとする場合、シールド工法はシールド掘進
機が高価格であるため採用されず、上記のＵＲＴ工法と
なる。ここで、ＵＲＴ工法は、断面が四角形の筒状のエ
レメントを複数用意し、発進立坑において、前端にオー
ガを配置したエレメントを先頭に後続のエレメントを順
次継ぎ足しながら到達立坑まで押し込み、トンネルの外
殻に対応する箇所にこのようなエレメントからなる柱体
を連続状に形成し、これら柱体をなすエレメントの内部
に間詰めコンクリートを充填して土圧壁を形成し、その
後、土圧壁の内側を掘削していく工法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのＵＲ
Ｔ工法では、エレメントの前端に配置したオーガにより
掘削を行ない、オーガでは円形の孔が掘削されるため、
エレメントの四隅は孔が掘削されていない地盤部分に対
して無理押しすることになり、トンネル長さは１００ｍ
前後が限界となる。一方、掘削された円形の孔に挿入さ
れ易いように、エレメントとして断面が円筒のものを用
いて土圧壁を形成した場合には、互いに隣り合う柱体の
間では、エレメントの円形部分と円形部分が接すること
になるため、それらエレメントの内部に充填される間詰
めコンクリートの厚さがなくなるところが生じ、四角形
のエレメントを用いる場合に比べ有効桁高を大きく確保
することができない。

【０００４】そこで、エレメントとして断面が円筒状の
円筒部と、この円筒部の一側が円筒部の内側に窪んだ係
合部とからなるエレメントを用いることが考えられる。
すなわち、構築すべきトンネルの外殻をなすように地中
に埋設された複数の柱体を、上記の中空状のエレメント
をその長手方向に同軸上に並べられることで構成し、隣
り合う柱体相互を、一方の柱体を構成するエレメントの
各係合部に、他方の柱体を構成するエレメントの各円筒
部の一部が収容されるように配置することが考えられ
る。このような構成によれば、掘削された孔へのエレメ
ントの挿入も円滑に行なわれ、また、大きな有効桁高を
確保することが可能となる。

【０００５】しかしながら、大きな有効桁高が確保され
た土圧壁を構築することができても、隣り合う柱体は、
円筒部と係合部とが単に係合しているのみで相互に連結
されていないため、構築された土圧壁はその耐力に劣る
不具合がある。本発明は前記事情に鑑み案出されたもの
であって、本発明の目的は、耐力を格段と高めることが
できる土圧壁および土圧壁用エレメントを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、構築すべきトンネルの外殻をなすように地中
に埋設された複数の柱体の内部にコンクリートが充填さ
れて構成された土圧壁であって、前記各柱体は、円筒部
と、この円筒部の少なくとも一側が前記円筒部の全長に
わたって円筒部の内側に窪んだ係合部とからなる中空状
のエレメントがその長手方向に同軸上に並べられること
で構成され、隣り合う柱体相互は、一方の柱体を構成す
るエレメントの各係合部に、他方の柱体を構成するエレ
メントの各円筒部の一部が係合されるように配置され、
前記各柱体の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、エレ
メントの係合部を通って各柱体の内部間を貫通する主鋼
材が土圧壁の周囲に沿って連続するように配設され、こ
れら柱体の内部にコンクリートが充填されていることを
特徴とする。また、本発明は、構築すべきトンネルの外
殻をなすように地中に複数埋設されそれらの内部にコン
クリートが充填される土圧壁用エレメントであって、円
筒部と、この円筒部の少なくとも一側が前記円筒部の全
長にわたって円筒部の内側に窪んだ係合部とからなり、
前記係合部は、このエレメントの隣に配置されるエレメ
ントの円筒部の一部が係合されるように構成され、前記
係合部および前記係合部に係合される円筒部の箇所に
は、主鋼材挿通孔が貫設され、前記主鋼材挿通孔には取
り外し可能に蓋板が取り付けられていることを特徴とす
る。

【０００７】本発明の土圧壁では、円筒部と係合部とが
係合しているので、大きな有効桁高を確保でき、さら
に、隣り合う柱体相互は、円筒部と係合部とが係合し、
かつ、隣り合う柱体間に主鋼材が配設された状態で各柱
体の内部にコンクリートが充填されるので、土圧壁の耐
力は格段と高められる。また、本発明のエレメントを用
いれば、主鋼材挿通孔が蓋板で閉塞されているので、エ
レメントの内部に土砂が侵入することなく、掘削された
孔へのエレメントの挿入が円滑に行なわれ、また、蓋板
を取り外せば主鋼材挿通孔が露出するので、複数のエレ
メント間にわたり主鋼材挿通孔から主鋼材を簡単に配設
することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る土圧壁の実施
の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る
土圧壁の断面正面図を示す。実施の形態に係る土圧壁１
２は、構築すべきトンネルの外殻をなすように地中に埋
設された複数の柱体１４と、これら複数の柱体１４の内
部を貫通する複数の主鋼材１６と、各柱体１４の内部に
充填されたコンクリートＣにより矩形枠状に構成されて
いる。前記各柱体１４は、図２(Ａ)、(Ｂ)に示すよう
に、円筒部１８０２と、この円筒部１８０２の少なくと
も一側が前記円筒部１８０２の全長にわたって円筒部１
８０２の内側に窪んだ係合部１８０４とからなる中空状
のエレメント１８がその長手方向に同軸上に並べられる
ことで構成されている。隣り合う柱体１４相互は、一方
の柱体１４を構成するエレメント１８の各係合部１８０
４に、他方の柱体１４を構成するエレメント１８の各円
筒部１８０２の一部が係合されるように配置されてい
る。前記主鋼材１６は、前記各柱体１４の長手方向に間
隔をおいた複数箇所に、エレメント１８の係合部１８０
４を通って各柱体１４の内部間を貫通し土圧壁１２の周
囲に沿って連続するように配設されている。そして、こ
れら柱体１４の内部にコンクリートＣが充填されてい
る。なお、本発明において主鋼材１６とは、曲げ応力に
抵抗させるため用いるものを広く含み、したがって、鉄
筋や、Ｈ形鋼などの鋼材などの他、鋼材ではない繊維ロ
ッドなどを広く含む。

【０００９】本実施の形態では、断面形状の異なる３種
類の柱体１４が用いられ、各柱体１４に対応して３種類
のエレメント１８が用いられている。すなわち、矩形枠
をなす土圧壁１２の上辺の中央と下辺の中央に位置する
柱体１４のエレメント１８は、図２(Ａ)に示すように、
円筒部１８０２と、この円筒部１８０２の両側に設けら
れた係合部１８０４とで構成されている。また、土圧壁
１２の下辺の両端に位置する柱体１４のエレメント１８
は、図２(Ｃ)で示すように、円筒部１８０２のみで構成
されている。更に、前記の箇所を除く全ての柱体１４の
エレメント１８、すなわち大半の柱体１４を構成するエ
レメント１８は、図２(Ｂ)で示すように、円筒部１８０
２と、この円筒部１８０２の一側に設けられた係合部１
８０４とで構成されている。前記係合部１８０４は円筒
部１８０２の内側に窪み円筒部１８０２の全長にわたっ
て延在している。前記係合部１８０４は隣に配置される
エレメント１８の円筒部１８０２の一部が収容できる寸
法で構成されている。

【００１０】まず、前記エレメント１８について図３乃
至図５を参照して詳細に説明すると、図３はエレメント
の斜視図、図４(Ａ)はエレメントの断面正面図、(Ｂ)は
エレメントの部分の側面図、図５(Ａ)は蓋板を取り外し
た状態のエレメントの断面正面図、(Ｂ)は蓋板を取り外
した状態のエレメントの部分の側面図を示しており、こ
れらの図に示すエレメント１８は、円筒部１８０２と、
この円筒部１８０２の一側に設けられた係合部１８０４
とで構成されている。前記円筒部１８０２は、鋼管の一
側を切り欠くことで構成されている。前記係合部１８０
４は、円筒部１８０２の一側が窪むように凹部状に設け
られ、係合部１８０４は、円筒部１８０２の内側に配置
され凹部の底部を構成する鋼板製の底板１８１０と、底
板１８１０の両側から起立して凹部の両側を構成し円筒
部１８０２に連結される鋼板製の側板１８１２とで構成
されている。このような構成からなる係合部１８０４
に、隣に配置されるエレメント１８の円筒部１８０２の
一部が収容された状態で、円筒部１８０２の両端に位置
する円筒部１８０２の縁が、隣に配置されるエレメント
１８の円筒部１８０２に当たり、図４(Ａ)に示すよう
に、底板１８１０の外側と、隣に配置されるエレメント
１８の円筒部１８０２の外側との間に閉塞された閉塞空
間１８５０が形成されるように構成されている。

【００１１】図５(Ａ)、(Ｂ)に示すように、前記円筒部
１８０２の上下部には、円筒部１８０２を貫通する主鋼
材挿通孔２０が互いに等間隔をおき円筒部１８０２の長
手方向に沿って多数形成されている。また、前記底板１
８１０の上下部にも、底板１８１０を貫通する主鋼材挿
通孔２０が互いに等間隔をおき底板１８１０の長手方向
に沿って多数形成されている。更に、前記上下の主鋼材
挿通孔２０よりも内側の底板１８１０箇所に、互いに等
間隔をおき底板１８１０の長手方向に沿ってコンクリー
ト充填孔２２が上下に多数形成されている。前記主鋼材
挿通孔２０は、主鋼材１６が挿通できるように主鋼材１
６よりも大きな直径で形成され、円筒部１８０２の各主
鋼材挿通孔２０と底板１８１０の各主鋼材挿通孔２０と
にわたり主鋼材１６が挿通されるように、円筒部１８０
２の主鋼材挿通孔２０と底板１８１０の主鋼材挿通孔２
０とは互いに対応した箇所に形成されている。そして、
図３および図４(Ａ)、(Ｂ)に示すように、エレメント１
８の地中への埋設時に、エレメント１８の内部に土砂が
入らないように、これら主鋼材挿通孔２０は取り外し可
能な蓋板２４により閉塞され、また、コンクリート充填
孔２２は取り外し可能な蓋板２６により閉塞されてい
る。

【００１２】蓋板２４、２６の円筒部１８０２や底板１
８１０への取り付けは、例えば、キャップを嵌め込む形
式のものでもよく、あるいは、スポット溶接などにより
仮止めする形式のものでもよい。本実施の形態では、蓋
板２４として薄い鋼板を用い、この鋼板を円筒部１８０
２、底板１８１０の外面に、スポット溶接により仮止め
しており、地中に埋設された後、エレメント１８の内部
から作業員がハンマーなどで叩くことにより簡単に取り
外せ、主鋼材挿通孔２０が露出するように構成されてい
る。また、蓋板２６として、鍔部と有底円筒部からなる
薄い鋼板製のキャップを用い、エレメント１８の内側か
ら有底円筒部をコンクリート充填孔２２に嵌合し、鍔部
を底板１８１０の内面に突き当てており、地中に埋設さ
れた後、エレメント１８の内部から作業員が鍔部を剥が
すことにより簡単に取り外せ、コンクリート充填孔２２
が露出するように構成されている。なお、図２(Ａ)に示
すように、円筒部１８０２と、この円筒部１８０２の両
側に設けられた係合部１８０４とからなるエレメント１
８では、各係合部１８０４に主鋼材挿通孔２０、コンク
リート充填孔２２が形成され、これら主鋼材挿通孔２
０、コンクリート充填孔２２は取り外し可能な蓋板２
４、２６により閉塞されている。また、図２(Ｃ)に示す
ように、円筒部１８０２のみからなるエレメント１８で
は、互いに９０度向きを変えた円筒部１８０２箇所に、
前記と同様に、それぞれ主鋼材挿通孔２０が形成され、
これら主鋼材挿通孔２０は取り外し可能な蓋板２４によ
り閉塞されている。

【００１３】次に、上記のようなエレメント１８から柱
体１４により構成される土圧壁１２をその構築手順に従
ってより詳細に説明する。図６(Ａ)〜(Ｅ)および図７
(Ａ)〜(Ｅ)は柱体の構築方法の説明図、図８(Ａ)〜(Ｇ)
は最初に構築する柱体と次に構築する柱体の説明図を示
している。まず、土圧壁１２の上辺の中央の柱体１４
が、図２(Ａ)に示すエレメント１８により構築され、次
に、隣の柱体１４が、図２(Ｂ)に示すエレメント１８や
図２(Ｃ)に示すエレメント１８を用いて順次構築されて
いく。土圧壁１２を構築するに際して発進立坑３２が設
けられ、発進立坑３２に円形状の発進坑口３４が設けら
れる。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、発進立坑３２
内に円形掘削機３６および後続機械３８を配置して駆動
させ、推進用ジャッキ４０により発進坑口３４から押し
出して掘進させ、これにより図８(Ａ)に示すように円形
掘削機３６により円形の孔３６０２が掘削されていく。
次に、図６（Ｂ）乃至（Ｅ）に示すように、後続機械３
８の後端にエレメント１８を連結して推進用ジャッキ４
０により発進坑口３４から押し出し、次に、このエレメ
ント１８に次のエレメント１８を連結して推進用ジャッ
キ４０により押し出し、このように発進立坑３２内でエ
レメント１８を順次連結して押し出し、到達立坑４２に
向けて掘進させる。この状態を図８(Ｂ)に示す。なお、
直線状に並べられるエレメント１８どうしの連結は、例
えば、エレメント１８の長手方向の後端を縮径してお
き、次に打ち込むエレメント１８の先端を前記縮径され
たエレメント１８の後端に嵌め込むなど、従来公知の種
々の手段により行われる。

【００１４】このようにして順次エレメント１８が連結
されて押し出され、円形掘削機３６が到達立坑４２に近
づいたならば、図６（Ｅ）に示すように、到達立坑４２
に到達坑口４８を設ける。そして、発進立坑３２におけ
るエレメント１８の押し出しにより、円形掘削機３６が
到達坑口４８から到達立坑４２内に突出し、続いて後続
機械３８が到達立坑４２内に突出する。発進立坑３２に
おけるさらなるエレメント１８の押し出しにより、先頭
のエレメント１８の先部を到達立坑４２内に露出させ、
到達立坑４２内において円形掘削機３６および後続機械
３８をエレメント１８から取り外し、次のエレメント１
８を打ち込むために円形掘削機３６および後続機械３８
を発進立坑３２へ移動する。

【００１５】先頭のエレメント１８の先部が到達立坑４
２に到達することで、相互に連結された多数のエレメン
ト１８からなり発進立坑３２と到達立坑４２との間で直
線状に延在する柱体１４が形成されることになる。ま
た、多数のエレメント１８の両側の係合部１８０４も直
線状に延在することになり、この係合部１８０４の外側
は、円形掘削機３６で掘削された円形の孔３６０２の内
部に位置しているため、土が存在していない空間Ｋとな
っている。そのため、次の柱体１４を構築するに際し
て、係合部１８０４内に円形掘削機３６の一部が位置し
て掘進する関係上、円形掘削機３６が直進し易いよう
に、図８(Ｃ)に示すように、前記空間Ｋ内に改良土Ｓが
充填される。すなわち、多数のエレメント１８の両側の
空間Ｋに、発進立坑３２から到達立坑４２に向けて(あ
るいは到達立坑４２から発進立坑３２に向けて液状の改
良土Ｓが柱体１４の全長にわたって充填され、固化され
る。これにより、次に孔３６０２を掘削する際に、円形
掘削機３６の受ける抵抗が周方向において均一となり、
直進し易くなる。

【００１６】次に、図７(Ａ)に示すように、発進立坑３
２から次のエレメント１８を打ち込むに際して、発進立
坑３２に発進坑口３４が設けられる。なお、今回打ち込
まれるエレメント１８は、図２(Ｂ)に示すように、係合
部１８０４が円筒部１８０２の一側部にのみ設けられて
おり、最初に打ち込まれたエレメント１８の一方の係合
部１８０４に、今回打ち込まれるエレメント１８の円筒
部１８０２の一部が収容されるように発進坑口３４が設
けられる。そして、図７（Ａ）に示すように、発進立坑
３２内に円形掘削機３６および後続機械３８を配置して
駆動させ、推進用ジャッキ４０により発進坑口３４から
押し出して掘進させる。次に、図７（Ｂ）乃至（Ｅ）に
示すように、後続機械３８の後端にエレメント１８を連
結して推進用ジャッキ４０により発進坑口３４から押し
出し、次に、このエレメント１８に次のエレメント１８
を連結して推進用ジャッキ４０により押し出し、このよ
うにエレメント１８を発進立坑３２内で順次連結しては
押し出し、到達立坑４２まで掘進させる。なお、今回の
円形掘削機３６により掘削では、最初に打ち込まれたエ
レメント１８の一方の係合部１８０４に対応した部分で
オーバーラップして円形孔３６０２が掘削されることに
なり、隣り合うエレメント１８相互において、図８(Ｅ)
に示すように、底板１８１０の外側と、隣に配置される
エレメント１８の円筒部１８０２の外側との間の閉塞空
間１８５０に改良土Ｓが充填された状態が残存する。

【００１７】このようにして順次エレメント１８が連結
されて押し出され、円形掘削機３６が到達立坑４２に近
づいたならば、前記と同様に到達立坑４２に到達坑口４
８を設ける。そして、発進立坑３２におけるエレメント
１８の押し出しにより、円形掘削機３６、後続機械３８
が到達坑口４８から到達立坑４２内に突出する。発進立
坑３２におけるさらなるエレメント１８の押し出しによ
り、先頭のエレメント１８の先部が到達坑口４８から到
達立坑４２内に露出し、先頭のエレメント１８の先部が
到達立坑４２内に露出したならば、到達立坑４２内にお
いて円形掘削機３６および後続機械３８をエレメント１
８から取り外し、第３番目の柱体１４を打ち込むために
円形掘削機３６および後続機械３８を発進立坑３２へ移
動する。これにより、図８（Ｅ）に示すように、最初に
形成された柱体１４に一部が重複した第２番目の柱体１
４が形成されることになる。そして、前記と同様に、次
の柱体１４を構築するに際して、円形掘削機３６が直進
し易いように、図８(Ｆ)に示すように、前記空間Ｋ内に
改良土Ｓが充填され図８(Ｇ)に示すように、改良土Ｓが
充填されたのち次の円形孔３６０２が掘削される。

【００１８】このようにして円形掘削機３６、後続機械
３８、エレメント１８を用いて発進立坑３２から到達立
坑４２への掘進を行ない、発進立坑３２と到達立坑４２
との間で直線状に延在する柱体１４を一部重複させつつ
順次形成していき、最後には図１に示すように矩形枠状
に連続する複数の柱体１４が形成される。次に、隣り合
う柱体１４の間の閉塞空間１８５０に残存した改良土Ｓ
を取り除き、隣り合う柱体１４間にわたり主鋼材１６を
配設する。より詳細に説明すると、まず、底板１８１０
の外側と、隣に配置されるエレメント１８の円筒部１８
０２の外側との間の閉塞空間１８５０に充填された改良
土Ｓを取り除く。この改良土Ｓの取り除きは、発進立坑
３２から到達立坑４２に向けて、あるいは到達立坑４２
から発進立坑３２に向けて高圧水を噴射することで行な
う。

【００１９】閉塞空間１８５０に充填された改良土Ｓを
取り除いたならば、次に、各柱体１４を構成するエレメ
ント１８に取着された蓋板２４、２６を取り外し、主鋼
材挿通孔２０およびコンクリート充填孔２２を露出させ
る。この場合、主鋼材挿通孔２０を閉塞する蓋板２４
は、作業員がエレメント１８の内部からハンマーにより
叩くことにより取り外され、これにより蓋板２４は閉塞
空間１８５０の下部に落下することになる。また、コン
クリート充填孔２２を閉塞する蓋板２６は、エレメント
１８の内部から適宜治具により蓋板２６の鍔部をこじ開
けることにより取り外され、取り外された蓋板２６はエ
レメント１８外に持ち出される。

【００２０】次に、複数の柱体１４の内部を貫通するよ
うに複数の主鋼材１６を配設する。本実施の形態では、
複数の柱体１４により矩形枠が形成されているので、矩
形枠をなす上辺と下辺においてそれぞれ連続して水平に
延在するように、また、左右の辺においてそれぞれ連続
して鉛直に延在するように主鋼材１６を配設する。この
場合、主鋼材１６として鉄筋やＨ形鋼などの撓ませるこ
とができないものを用いる場合には、適宜長さの主鋼材
を主鋼材挿通孔２０に挿通させた後、市販の機械式継手
などを用いて直線状に連結することで配設する。主鋼材
１６として繊維ロッドなどを用いる場合には、これらの
ものは可撓可能であるので、長尺なものをそのままエレ
メント１８内に持ち込んで配設される。

【００２１】複数の柱体１４の内部を貫通して複数の主
鋼材１６が配設されたならば、次に、各柱体１４の内部
および閉塞空間１８５０の内部にコンクリートＣが充填
される。この場合、閉塞空間１８５０へのコンクリート
Ｃの充填は、柱体１８５０の内部に充填されるコンクリ
ートＣがコンクリート充填孔２２から閉塞空間１８５０
に流れ込むことで行われる。そして、各柱体１４の内部
および閉塞空間１８５０の内部に充填されたコンクリー
トＣが固化することで図１に示す土圧壁１２が構築され
る。その後、土圧壁１２の内部を掘削し、大断面の地下
空間を構築する。

【００２２】本実施の形態による土圧壁１２によれば、
隣り合う柱体１４相互は、円筒部１８０２と係合部１８
０４とが係合した構成であるので、大きな有効桁高を確
保できることは無論のこと、隣り合う柱体１４間に主鋼
材１６が配設された状態で各柱体１４の内部にコンクリ
ートＣが充填されているので、土圧壁１２の耐力を格段
と高めることができ、大断面で１００〜３００ｍ程度の
中距離のトンネル施工に好適となる。また、本実施の形
態では、隣り合う柱体１４間に生じる閉塞空間１８５０
にも主鋼材１６を挿通させ、コンクリートＣを充填させ
たので、土圧壁１２の耐力を高める上でより有利とな
る。また、本実施の形態に係るエレメント１８を用いれ
ば、主鋼材挿通孔２０が蓋板２４で閉塞されているの
で、エレメント１８の内部に土砂が侵入することなく、
掘削された孔３６０２へのエレメント１８の挿入を円滑
に行なうことができる。また、閉塞空間１８５０へコン
クリートＣを充填させるためのコンクリート充填孔２２
を予め複数設け、これらのコンクリート充填孔２２を蓋
板２６により取り外し可能に閉塞させたので、隣り合う
柱体１４間に生じる閉塞空間１８５０にコンクリート充
填孔２２からコンクリートＣを効率良く充填させること
ができ、土圧壁１２の耐力を高める上でより有利とな
る。

【００２３】次に、耐力試験について説明する。図９は
３等分点２点載荷試験体の説明図で、(Ａ)は断面が矩形
の柱状をなす鉄筋コンクリート製の試験体の正面図、
(Ｂ)は同側面図、(Ｃ)は本実施の形態の土圧壁を構成す
る部分の複数の柱体に相当する試験体の正面図、(Ｄ)は
同側面図を示す。図９(Ａ)、(Ｂ)に示す試験体５０で
は、試験体５０の上下の辺に沿って３本ずつ主筋５２が
配設され、これら主筋５２は、試験体５０の延在方向に
間隔をおいた複数のせん断補強筋５４により連結されて
る。図９(Ｃ)、(Ｄ)に示す試験体５６では、外径６０
９．６ｍｍ、肉厚６．４ｍｍ、長さ４５０ｍｍのエレメ
ント１８が、それらの円筒部１８０２と係合部１８０４
を係合させ、さらに、主鋼材挿通孔２０に主筋５２が挿
通され、エレメント１８の内部と閉塞空間１８５０にコ
ンクリートＣが充填され、エレメント１８から突出した
主筋５２部分にせん断補強筋５４が配設されている。

【００２４】図１０は荷重変形曲線で、(Ａ)は図９(Ａ)
に示す試験体５０の場合で、(Ｂ)は図９(Ｂ)に示す試験
体５６の場合を示している。これらの図１０(Ａ)、(Ｂ)
から、図９(Ｂ)に示す試験体５６の場合のが、図９(Ａ)
に示す試験体５０の場合よりもループ面積が大きく、エ
ネルギ吸収能力が大きいことが明確である。図１１は図
１０(Ａ)の荷重変形曲線と、図１０(Ｂ)の荷重変形曲線
を１つの図に重ねて示したもの(荷重ー変位曲線または
包絡線)である。この図１１から、図９(Ｂ)に示す試験
体５６場合のが、図９(Ａ)に示す試験体５０の場合より
も荷重の最大値である最大耐力が大きいことが明確であ
る。

【００２５】次に、図１２を参照して第２の実施の形態
について説明する。第２の実施の形態に係る土圧壁１２
では、主鋼材１６に加え、柱体１４の長手方向に間隔を
おいた複数箇所に、各エレメント１８の係合部１８０４
を通り土圧壁１２の周囲に沿って延在するにＰＣ鋼材
(緊張材として使用される鋼材)６０を配設したものであ
る。ＰＣ鋼材６０を用いる場合には、図１３(Ａ)に示す
ように、エレメント１８の係合部１８０４を構成する底
板１８１０に、エレメント１８の長手方向に間隔をおい
てＰＣ鋼材挿通孔６２を複数形成しておき、これらＰＣ
鋼材挿通孔６２を取り外し可能な蓋板６４により閉塞し
ておく。あるいは、図１３(Ｂ)に示すように、主鋼材挿
通孔２０を兼ね備えた長孔状のＰＣ鋼材挿通孔６２を複
数形成しておき、これらＰＣ鋼材挿通孔６２を取り外し
可能な蓋板６４により閉塞しておく。なお、ＰＣ鋼材挿
通孔６２および蓋板６４は、隣に配置され係合部１８０
４に係合するエレメント１８の円筒部１８０２箇所にも
無論設けられる。そして、連続する複数の柱体１４が形
成された後、蓋板６４を取り外し、主鋼材１６と共にＰ
Ｃ鋼材６０をＰＣ鋼材挿通孔６２に挿通して配設する。

【００２６】この場合、ＰＣ鋼材６０としては、ＰＣ鋼
線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒などが用いられ、ＰＣ鋼棒
など撓ませることができないものを用いる場合には、適
宜長さのＰＣ鋼材６０をＰＣ鋼材挿通孔６２に挿通させ
た後、市販の機械式継手を用いて連結される。第２の実
施の形態に係る土圧壁１２では、隣り合う柱体１４間
に、主鋼材１６に加えてＰＣ鋼材６０も配設されている
ので、土圧壁１２の耐力を高める上でより一層有利とな
る。

【００２７】次に、図１４を参照して第３の実施の形態
に係る土圧壁について説明する。第３の実施の形態に係
る土圧壁１２は、構築すべきトンネルの外殻をなすよう
に地中に埋設された複数の柱体１４と、これら複数の柱
体１４の内部を貫通する複数の主鋼材１６と、各柱体１
４の内部に充填されたコンクリートＣにより矩形枠状に
構成されている点において第１の実施の形態と同様であ
るが、用いるエレメント６８の断面形状が第１の実施の
形態と異なっている。すなわち、柱体１４を構成するエ
レメント６８の大半は、図１５(Ａ)に示すように、円筒
部６８０２と、この円筒部６８０２の少なくとも一側が
前記円筒部６８０２の全長にわたって円筒部６８０２の
内側に窪んだ係合部１８０４とで中空状に形成されてい
る。

【００２８】なお、第３の実施の形態でも、第１の実施
の形態と同様に、断面形状の異なる３種類の柱体１４が
用いられ、各柱体１４に対応して３種類のエレメント６
８が用いられている。すなわち、矩形枠をなす土圧壁１
２の上辺の中央と下辺の中央に位置する柱体１４のエレ
メント６８は、図１５(Ｂ)に示すように、円筒部６８０
２と、この円筒部６８０２の両側に設けられた係合部６
８０４とで構成され、土圧壁１２の下辺の両端に位置す
る柱体１４のエレメント１８は、図１５(Ｃ)で示すよう
に、円筒部１８０２のみで構成され、残りの全ての柱体
１４を構成するエレメント６８が、図１５(Ａ)に示すよ
うに、円筒部６８０２と、この円筒部６８０２の一側に
設けられた係合部６８０４とで構成されている。前記係
合部６８０４は、内側に窪む円筒面状に形成され、隣り
合う柱体１４相互において、一方の柱体１４を構成する
エレメント６８の係合部６８０４に、他方の柱体１４を
構成するエレメント６８の円筒部６８０２の一部が係合
された状態で、一方の柱体１４のエレメント６８の係合
部６８０４の外側と、他方の柱体１４のエレメント６８
の円筒部６８０２の外側とがほぼ密着するように構成さ
れている。

【００２９】第１の実施の形態と同様に、エレメント６
８の円筒部６８０２の上下部と、係合部６８０４の上下
部には、エレメント６８を貫通する主鋼材挿通孔２０
(不図示)が主鋼材１６よりも大きな直径で、互いに等間
隔をおきエレメント６８の長手方向に沿って多数形成さ
れている。そして、これら主鋼材挿通孔２０は、エレメ
ント６８の地中への埋設時に、エレメント６８の内部に
土砂が入らないように、蓋板２４により閉塞され、蓋板
２４は、エレメント６８の内側に取り外し可能に取着さ
れている。なお、第３の実施の形態では、隣り合う柱体
１４相互がほぼ密着し、隣り合う柱体１４間に閉塞空間
１８５０が生じないので、エレメント６８にコンクリー
ト充填孔２２は設けられていない。第３の実施の形態に
よる土圧壁１２によれば、第１の実施の形態と同様に、
大きな有効桁高を確保できることは無論のこと、隣り合
う柱体１４間に主鋼材１６が配設された状態で各柱体１
４の内部にコンクリートＣが充填されているので、土圧
壁１２の耐力を格段と高めることができる。また、第２
の実施の形態のように、主鋼材１６に加えてＰＣ鋼材６
０も用いれば、土圧壁１２の耐力を高める上でより有利
となる。なお、土圧壁１２の形状は矩形形状に限らず、
円形などであってもよく、その形状は任意である。

【００３０】次に、エレメントの別実施例について説明
する。図１６(Ａ)は別実施例に係るエレメントの断面
図、(Ｂ)はエレメントの一部の平面図を示す。このエレ
メント７８は、第１の実施の形態で用いたエレメント１
８に空気抜き路８０を付加したものであり、空気抜き路
８０は空気路８２と複数の管体８４とで構成されてい
る。空気路８２は、エレメント７８の内部で係合部７８
０４に隣接した箇所に、エレメント７８の全長にわたっ
て延在しエレメント７８の両端においてそれぞれ端部が
開放されている。空気抜き路８２は、本実施の形態で
は、円筒部７８０２の上端と、底板１８１０の上端から
突出して円筒部７８０２の内壁に連結された連結板１８
１０Ａと、側板１８１２とにより断面がほぼ三角形状に
形成されている。

【００３１】前記複数の管体８４は、エレメント７８が
埋設された際に、エレメント７８の上部の上端に位置す
る箇所と前記空気路８２とにわたって延在するようにエ
レメント７８の延在方向に間隔をおいて複数設けられて
いる。前記各管体８４は、エレメント７８の内面に取着
され、管体８４がエレメント７８内部の上端に位置する
端部７８Ａは開放され、管体８４の他方の端部８４Ｂは
空気路８２に連通されている。このようなエレメント７
８を用いて土圧壁１２を構築すれば、コンクリートＣの
柱体１４への充填時、エレメント７８内に残存しがちな
空気は、端部７８Ａから管体８４、空気路８２を通っ
て、発進立坑３２から到達立坑４２に向けて、あるいは
到達立坑４２から発進立坑３２に向けて柱体１４の外部
に排出され、これにより各柱体１４の内部にコンクリー
トＣが確実に充填され、土圧壁１２の耐力を高める上で
有利となる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明の土
圧壁によれば、円筒部と係合部とが係合しているので、
大きな有効桁高を確保できることは無論のこと、隣り合
う柱体相互に主鋼材が配設された状態で各柱体の内部に
コンクリートが充填されるので、土圧壁の耐力を格段と
高められることが可能となる。また、本発明のエレメン
トを用いれば、主鋼材挿通孔が蓋板で閉塞されているの
で、エレメントの内部に土砂が侵入することなくエレメ
ントを埋設でき、また、蓋板を取り外せば主鋼材挿通孔
が露出するので、複数のエレメント間にわたり主鋼材を
簡単に配設することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】土圧壁の断面正面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は土圧壁に用いるエレ
メントの説明図である。

【図３】エレメントの斜視図である。

【図４】（Ａ）は蓋板が取着された状態のエレメントの
断面正面図、（Ｂ）は同側面図である。

【図５】（Ａ）は蓋板を外した状態のエレメントの断面
正面図、（Ｂ）は同側面図である。

【図６】（Ａ）乃至（Ｅ）は第１番目の柱体を形成する
際の発進立坑から到達立坑への掘進状態の説明図であ
る。

【図７】（Ａ）乃至（Ｅ）は第２番目の柱体を形成する
際の発進立坑から到達立坑への掘進状態の説明図であ
る。

【図８】（Ａ）乃至（Ｇ）は柱体を形成したのち改良土
を充填する説明図である。

【図９】３等分点２点載荷試験体の説明図で、(Ａ)は断
面が矩形の柱状をなす鉄筋コンクリート製の試験体の正
面図、(Ｂ)は同側面図、(Ｃ)は本実施の形態の土圧壁を
構成する部分の複数の柱体に相当する試験体の正面図、
(Ｄ)は同側面図である。

【図１０】荷重変形曲線で、(Ａ)は図９(Ａ)に示す試験
体５０の場合で、(Ｂ)は図９(Ｂ)に示す試験体５６の場
合を示している。

【図１１】図１０(Ａ)の荷重変形曲線と、図１０(Ｂ)の
荷重変形曲線を１つの図に重ねて示した図である。

【図１２】第２の実施の形態に係る土圧壁の断面正面図
である。

【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は第２の実施の形態に係る土
圧壁に用いるエレメントの説明図である。

【図１４】第３の実施の形態に係る土圧壁の断面正面図
である。

【図１５】（Ａ）、（Ｂ）、(Ｃ)は第３の実施の形態に
係る土圧壁に用いるエレメントの説明図である。

【図１６】（Ａ）は空気抜き路を備えるエレメントの断
面正面図、（Ｂ）は同平面図である。

【符号の説明】

１２土圧壁１４柱体１６主鋼材１８、６８、７８エレメント１８０２、６８０２、７８０２円筒部１８０４、６８０４、７８０４係合部２０主鋼材挿通孔２２コンクリート充填孔２４、２６蓋板８０空気抜き路８２空気路８４管体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構築すべきトンネルの外殻をなすように
地中に埋設された複数の柱体の内部にコンクリートが充
填されて構成された土圧壁であって、前記各柱体は、円筒部と、この円筒部の少なくとも一側
が前記円筒部の全長にわたって円筒部の内側に窪んだ係
合部とからなる中空状のエレメントがその長手方向に同
軸上に並べられることで構成され、隣り合う柱体相互は、一方の柱体を構成するエレメント
の各係合部に、他方の柱体を構成するエレメントの各円
筒部の一部が係合されるように配置され、前記各柱体の長手方向に間隔をおいた複数箇所に、エレ
メントの係合部を通って各柱体の内部間を貫通する主鋼
材が土圧壁の周囲に沿って連続するように配設され、これら柱体の内部にコンクリートが充填されている、ことを特徴とする土圧壁。
【請求項２】隣り合う柱体相互において、一方の柱体
を構成するエレメントの係合部に、他方の柱体を構成す
るエレメントの円筒部の一部が係合された状態で、前記
一方の柱体のエレメントの係合部の外側と、他方の柱体
のエレメントの円筒部の外側に閉塞空間が構成され、前
記コンクリートは前記閉塞空間にも充填され、前記主鋼
材は前記閉塞空間を通るように配設されていることを特
徴とする請求項１記載の土圧壁。
【請求項３】隣り合う柱体相互において、一方の柱体
を構成するエレメントの係合部に、他方の柱体を構成す
るエレメントの円筒部の一部が係合された状態で、前記
一方の柱体のエレメントの係合部の外側と、他方の柱体
のエレメントの円筒部の外側とはほぼ密着するように構
成されていることを特徴とする請求項１記載の土圧壁。
【請求項４】前記各柱体の長手方向に間隔をおいた複
数箇所に、各エレメントの係合部を通り土圧壁の周囲に
沿って延在するＰＣ鋼材が各柱体の内部に配設されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の
土圧壁。
【請求項５】構築すべきトンネルの外殻をなすように
地中に複数埋設されそれらの内部にコンクリートが充填
される土圧壁用エレメントであって、円筒部と、この円筒部の少なくとも一側が前記円筒部の
全長にわたって円筒部の内側に窪んだ係合部とからな
り、前記係合部は、このエレメントの隣に配置されるエレメ
ントの円筒部の一部が係合されるように構成され、前記係合部および前記係合部に係合される円筒部の箇所
には、主鋼材挿通孔が貫設され、前記主鋼材挿通孔には取り外し可能に蓋板が取り付けら
れている、ことを特徴とする土圧壁用エレメント。
【請求項６】一方のエレメントの係合部に、他方のエ
レメントの円筒部の一部が係合された状態で、前記一方
のエレメントの係合部の外側と、他方の柱体のエレメン
トの円筒部の外側に閉塞空間が構成され、前記係合部に
は前記閉塞空間へコンクリートを充填するためのコンク
リート充填孔が形成され、前記コンクリート充填孔に取
り外し可能に蓋板が取り付けられていることを特徴とす
る請求項５記載の土圧壁用エレメント。
【請求項７】蓋板は、エレメントの内部からエレメン
トの外方にハンマーで叩いた時にエレメントの外側に外
れるように取着されていることを特徴とする請求項５記
載の土圧壁用エレメント。
【請求項８】蓋板は、エレメントの内側に外れるよう
にエレメントに取着されていることを特徴とする請求項
５記載の土圧壁用エレメント。
【請求項９】前記エレメントの内部に空気抜き路が設
けられ、前記空気抜き路は、エレメントの内部の前記係
合部に隣接した箇所で、エレメントの全長にわたって延
在しエレメントの両端においてそれぞれ端部が開放され
た空気路と、エレメントの延在方向に間隔をおいた複数
箇所でエレメント内部の上端に位置する箇所と前記空気
路とにわたって延在する管体とで構成され、前記管体が
エレメント内部の上端に位置する端部は開放され、前記
管体の他方の端部は前記空気路に連通されていることを
特徴とする請求項５記載の土圧壁用エレメント。