JP2002327445A - 水中トンネルの構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大水深もしくは軟弱な海底地盤の場合でも、ア
プローチ部の構造形式を合理化して、工期の短縮及び工
費の低減ができる水中トンネルの構築方法を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】水上構造物部と水底トンネル部とを接続す
るアプローチ部の水中トンネルの構築方法において、ア
プローチ部予定地の水底地盤Ｇに脚式水中構造物２を所
定間隔で設置する工程と、前記水中トンネルを構成する
函体３を浮遊状態で曳航して前記脚式水中構造物２上に
沈設する沈設工程と、前記函体３を必要に応じて所定の
位置まで移動し、隣接する構造物と接合すると共に、前
記脚式水中構造物２に固定する固定工程と、所定区間に
亘って沈設工程と固定工程を繰り返して水中トネンルを
構築することを特徴とした、水中トンネルの構築方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中トンネルの構
築方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び本発明が解決しようとする課題】水底
トンネルから地上部までの区間（以下、アプローチ部と
いう）は、一般に陸上部もしくは築島された人工地盤上
に設けられる。特に、水上橋梁もしくは水上構造物と水
底トンネルの移行区間を想定した場合、前記アプローチ
部は、一般に大規模な人工島の構築によって設けられる
必要があった。この際、水深が深く、且つ水底地盤が軟
弱な場合は、地盤改良等で築島のための工費が増大し、
工期も長期化するという問題があった。

【０００３】

【本発明の目的】そこで、本発明は上記したような従来
の問題点を解決するためになされたもので、大水深もし
くは軟弱な水底地盤の場合でも、アプローチ部の構造形
式を合理化して、工期の短縮及び工費の低減ができる水
中トンネルの構築方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は、水上構造物部と水底トンネル部
とを接続するアプローチ部の水中トンネルの構築方法に
おいて、アプローチ部予定地の水底地盤に脚式水中構造
物を所定間隔で設置する工程と、前記水中トンネルを構
成する函体を浮遊状態で曳航して前記脚式水中構造物上
に沈設する沈設工程と、前記函体を必要に応じて所定の
位置まで移動し、隣接する構造物と接合すると共に、前
記脚式水中構造物に固定する固定工程と、所定区間に亘
って上記沈設工程と固定工程を繰り返して水中トネンル
を構築することを特徴とした、水中トンネルの構築方法
である。

【０００５】また、本発明は、水上構造物部と水底トン
ネル部とを接続するアプローチ部の水中トンネルの構築
方法において、アプローチ部予定地の水底地盤に脚式水
中構造物を所定間隔で設置した後に、水底トンネル部に
向けて、水上構造物部から前記脚式水中構造物に沿っ
て、函体群を順次押し出して水中トネンルを構築するこ
とを特徴とした、水中トンネルの構築方法である。

【０００６】

【本発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。

【０００７】＜イ＞水中トンネルの概要 図１に示すように、本発明の水中トンネル１は、アプロ
ーチ部として、水底面Ｓ上に構築された水上橋梁Ｂから
なる水上構造物部と、水底面Ｓ下に構築されたシールド
トンネルＴからなる水底トンネル部とを接続して構築さ
れる。この水中トンネル１は、脚式水中構造物２によっ
て支持される。なお、前記水中トンネル１と前記水底ト
ンネル部との間、もしくは前記水中トンネル１と前記水
上構造物部との間には、必要に応じて、他の接続部を設
けてもよい。本発明の水中トンネルの構築方法は、以下
の手順で行われる。

【０００８】＜ロ＞脚式水中構造物の設置 脚式水中構造物２０は、基本的に、水中において水中ト
ンネル１を支持する基礎構造物である。ここでは、例え
ば、鋼管などより構成したジャケット２とする。図２に
示すように、前記アプローチ部予定地の水底地盤Ｇに、
所定間隔をおいて、複数のジャケット２（脚式水中構造
物２０）を設置する。この構造形式を採用することによ
って、構造物の軽量化を図ると共に、軟弱地盤において
も前記水中トンネル１を確実に支持することができる。
なお、前記ジャケット２の高さは、基本的に、前記アプ
ローチ部の所定の傾斜勾配に併せて決定しておく。ま
た、水底地盤Ｇの土質状況などに応じて、前記ジャケッ
ト２を支持できる永久構造物として使用できる杭を打設
して、杭基礎を設けてよい。さらに、脚式水中構造物２
０には、上記ジャケット２だけではなく、ケーソン等の
基礎構造物も適用できる。

【０００９】＜ハ＞函体の曳航と沈設 水中トンネル１を構成する函体３は、例えば、陸上のド
ライドック等の製作ヤードで製作する。その後に、図２
に示すように、前記函体３を水上に浮かせて曳船等によ
り沈設現場まで曳航する。

【００１０】次に、前記函体３を所定の沈設位置へ曳航
した後、沈設用ワイヤロープ等を用いて、公知の昇降駆
動手動によって、図２に示すように、前記函体３を沈降
させて、所定の支持基礎とされる二つのジャケット２
ａ、２ｂ間に架設する。

【００１１】その一方で、前記アプローチ部は、水上構
造物部に近づくにつれ、水深が浅くなり、ついにその一
端付近が水面上に露出することになる。このような水上
構造物部付近では、前記函体３の沈設作業が不可能とな
る。この際、図３に示すように、一旦、前記函体３を沈
設可能位置に曳航して沈降し、所定のジャケット２ｃ、
２ｄ間に仮設する。その後、前記函体３の一端（右側）
を、例えば、ＰＣより鋼線４などに連結し、ジャッキな
どの駆動手段によって、水上構造物部側へ引き上げる。
この場合、前記ジャケットには、必要に応じて、函体の
移動が容易となるように滑り支承を設置する。

【００１２】＜ニ＞函体の接合と固定 図２に示すように、ジャケット２ａ、２ｂ間に架設され
た函体３ａを、既設函体３ｂと接合させる。前記函体３
ａと既設函体３ｂとの間、即ち、函体間の固定作業は、
例えば、公知の沈埋トンネル工法方式などの締結接合手
段によって、行うことができる。

【００１３】その一方で、前記函体３をジャケット２に
固定する方法の一例としては、前記ジャケット２と函体
３の面する位置で、水中モルタルを用いたせん断キー方
式により固定する。以下、このせん断キー方式について
詳細に説明する。

【００１４】図４と図５に示すように、函体３の外周面
およびジャケット２側受け台２１に、シアキーとなる凹
部３２、２２を設ける。函体３側の凹部３２の前後に
は、Ｍ型などのゴムパッキング３１を予め設置してお
く。ここで、函体３移動時、又は沈設時には、前記ゴム
パッキング３１を凹ませておく。そして、函体３が所定
の位置に達した時、ゴムパッキング３１の中に注入孔３
３を介して、水等の液体を注入し、ジャケット２側受け
台２１の面に接するまで膨らませる。次に、膨らんだ前
記ゴムパッキング３１を型枠とし、函体３とジャケット
２側受け台２１間に、別の注入孔３４を通して水中モル
タル５を注入する。水中モルタル５の硬化により、函体
３と前記受け台２１の間にせん断キーを形成し、函体３
をジャケット２に固定する。

【００１５】なお、上記固定方法以外の方法としては、
例えば、函体３に鋼板を予め埋め込み、ジャケット２と
函体３を溶接等により固着する方法も考えられる。ま
た、高さを調整できるゴム支承で四方向から押さえ込み
固定してもよい。但し、この方法では、函体の軸方向を
固定する場合には、函体の軸方向について別途固定構造
を配置する必要がある。

【００１６】また、図４に示すように、揚圧力対策とし
て、必要に応じて函体設置後、函体３の上方に上部トラ
ス６（図中点線部分）を設置することも可能である。な
お、この場合には、上部トラス６を設けたジャケット２
を設置し、トラスで囲まれた内空部を通してトネンル函
体を、後述押出トンネルの構築工法によって押出す必要
がある。

【００１７】次に、前記函体３を、例えば、水上構造物
部側に隣接する別のトンネル函体に接合固定して、ジャ
ケット２に沿って順次沈設して沈設トンネルを構築す
る。そして、図１に示すように、最後の函体３を水底ト
ンネル部まで到達させてシールドトンネルＴ等の水底ト
ンネル、若しくは水底構造物の先端部と接続する。これ
によって、水上構造物部と水底トンネル部とを接続する
水中トンネル１の施工が完了する。

【００１８】

【他の実施の形態】上記実施の形態は、水上構造物部と
水底トンネル部との間を、沈設トンネルで接続する工法
であるが、他の実施の形態は、沈設トンネルの代わりに
押出トンネルを構築する工法である（図６）。

【００１９】＜イ＞押出トンネルの構築 図６に示すように、上記実施の形態と同様に、先ずジャ
ケット２（脚式水中構造物２０）を所定区間に亘って設
置する。次に、水上構造物部側において、図示しない押
出しヤードを設ける。そして、この押出しヤードから、
前記ジャケット２に沿って、函体群３１を一体に順次連
結して水底トンネル部に向けて押し出す。

【００２０】この際、ジャケット２に沿って所定間隔
で、例えば、図４に示すような滑り支承７を設置する。
滑り支承７には、高強度、且つ摩擦係数が小さい材質を
使用する。また、前記ジャケット２と前記函体３１群の
面する表面に鉄板等を張付けて構成してもよい。

【００２１】さらに、函体群３１の押出し装置の一例と
しては、前記押出しヤードにおいて、図示しない止水壁
と反力受け壁とを設け、この止水壁と反力受け壁の間に
ＰＣ鋼より線等の線材を所定本数張設し、その途上に装
着する。そして、ＰＣ鋼より線を把持開放可能な一対の
センタ−ホ−ルジャッキに通し、センタ−ホ−ルジャッ
キによるＰＣ鋼より線の把持開放を交互に繰り返しなが
ら前記函体群３１を押出する。

【００２２】そして、上記押出し装置によって、一体化
した函体３１群を水底トンネル部に到達するまで押し出
して、押出トンネルを構築する。その後、前述した実施
の形態と同様に、前記押出トンネルの先端部をシールド
トンネルＴ等の水底トンネル、若しくは水底構造物と接
続して、図１に示すような水中トンネル１の施工が完了
する。

【００２３】なお、本発明は、上記脚式水中構造物（ジ
ャケット）に限定されるものではない。かかる脚式水中
構造物の他の実施形態は、図示省略するが、例えば、ニ
ューマチックケーソンや軽量化した中空コンクリート構
造体等の適用も考えられる。

【００２４】

【本発明の効果】本発明の水中トンネルの構築方法は、
以上説明したように、アプローチ部予定地の水底地盤に
設置した脚式水中構造物上に、沈設トンネルか、又は押
出トンネルを構築する方法である。従って、次のような
効果を得ることができる。 ＜イ＞本発明は、大水深もしくは軟弱な水底地盤の場合
でも、従来のように大規模な人工島を構築する必要がな
く、また、軟弱地盤を改良することなく済むため、工期
の短縮および工費の低減を図ることができる。 ＜ロ＞本発明は、トンネル函体を各々の設置位置に曳航
して、脚式水中構造物に沈設することで、効率良く施工
できる。また、トンネル函体の設置は、水底トンネルや
水上橋梁の構築作業と同時に進行させて施工できる。 ＜ハ＞また、水底トンネルのアプローチ部となる港湾等
に大規模な人工島を作る必要がないので、港湾等の使用
制限される領域を最小限とし、海洋環境に与える影響も
低減できる。 ＜ニ＞また、水上構造物側から、一体化した函体群を順
次押出して水中トンネルを構築する場合は、人工島の構
築を必要とせずに、しかも、水中の接合や固定作業が少
なく、施工の効率性と安全性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体概要を示す縦断面図

【図２】水中トンネルの構築方法における基礎の設置、
函体の曳航と沈設の工程を示す縦断面図

【図３】函体の引き上げの施工状況を示す縦断面図

【図４】函体と基礎構造物との固定状況を示す横断面図

【図５】図４の要部を示す拡大縦断面図

【図６】水中トンネルの構築方法の他の実施の形態を示
す縦断面図

【符号の説明】

１・・・水中トンネル ２０・・脚式水中構造物 ２・・・ジャケット ３・・・函体 ４・・・ＰＣより鋼線 ５・・・水中モルタル ６・・・上部トラス Ｂ・・・水上橋梁 Ｔ・・・シールドトンネル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水上構造物部と水底トンネル部とを接続す
   るアプローチ部の水中トンネルの構築方法において、 アプローチ部予定地の水底地盤に脚式水中構造物を所定
   間隔で設置する工程と、 前記水中トンネルを構成する函体を浮遊状態で曳航して
   前記脚式水中構造物上に沈設する沈設工程と、 前記函体を必要に応じて所定の位置まで移動し、隣接す
   る構造物と接合すると共に、前記脚式水中構造物に固定
   する固定工程と、 所定区間に亘って沈設工程と固定工程を繰り返して水中
   トネンルを構築することを特徴とした、 水中トンネルの構築方法。
2. 【請求項２】水上構造物部と水底トンネル部とを接続す
   るアプローチ部の水中トンネルの構築方法において、 アプローチ部予定地の水底地盤に脚式水中構造物を所定
   間隔で設置した後に、 水底トンネル部に向けて、水上構造物部から前記脚式水
   中構造物に沿って、函体群を順次押し出して水中トンネ
   ルを構築することを特徴とした、 水中トンネルの構築方法。