JP2004278102A

JP2004278102A - 地下道の構造及びその施工方法

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Publication number: JP2004278102A
Application number: JP2003070414A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yuguchi; 湯口正樹; Kenichi Kaneko; 金子研一; Yoshiro Koyanagi; 小柳善郎; Osamu Sakamoto; 阪本修; Hitoshi Nagato; 長門均; Keisuke Ito; 伊藤恵介; Hideji Oshida; 大信田秀治; Takeji Suzuki; 鈴木雄児; Yoshiyuki Maruyama; 丸山芳之
Original assignee: NIPPON KEEMOO KOJI KK; Taisei Corp; Oriental Construction Co
Current assignee: NIPPON KEEMOO KOJI KK; Taisei Corp; Oriental Construction Co
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: JP4096106B2

Abstract

【課題】多様な縦断線形を備えた地下道の構築を可能とした地下道の構造及びその施工方法を提供すること。
【解決手段】構築する地下道１の両端に発進立坑６１と到達立坑６２を地下道１の延伸方向に伸びるように設け、地下道１の延伸方向に略垂直に複数のルーフ用棒状体２を推進設置させ、立坑内にて地下道１の壁３を構築し、地下道１部の掘削後に底版４を構築することにより、上り勾配や下り勾配が複合した縦断線形を備えた地下道１を構築することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上路線下や地上構造物下に構築する地下道の構造及びその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道下及び道路下を非開削工法（アンダーパス）にておこなう場合、鉄道（道路）と並行に発進（到達）立坑を設け、発進立坑より到達立坑へ函体や外郭エレメントを鉄道（道路）と平面視直交方向に施工する方法が一般的である。特許文献１においては、函体の壁を構成するエレメントを路線下に路線に直交方向に押し出し設置した後、該エレメント上端に係止させた工事桁にて路線を支持させ、壁および下床版の構築や函体内部の掘削をおこなう方法が開示されている。一方、路線下に路線に直交方向に函体の天井と壁を囲むようにパイプルーフを推進設置し、函体底版部にガイド導坑を設けた後、発進立坑内にて構築した函体をガイド導坑を通した緊張材にて到達立坑側から牽引させることにより、函体の設置をおこなう発明が特許文献２に開示されている。
以上のような施工により複数の外郭エレメントａを相互に連結させてアンダーパスｂを構築する場合は、アンダーパスｂの延伸方向と外郭エレメントａの延伸方向が同一方向（略平行）となる（図６参照）。
上記のように地上の路線に直交方向に外郭エレメントや函体を押し出す方法において函体天井から鉄道（道路）までの土被りが深くなる場合には、立坑までのアプローチ区間を長くとることにより施工場所（立坑）へのアクセスを可能としている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２３６６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４２５８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の地下道の構造及びその施工方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞路線を挟むように立坑を構築し、かかる立坑から路線に直交方向にアンダーパスを構築するため、設置する函体や外郭エレメントは水平又は片勾配とならざるを得ない。
＜ロ＞函体天井から路線までの土被りが深くなる場合には、立坑の奥行き及び立坑までのアプローチ区間を長くとる必要があるため、施工ヤードの確保が困難となり得る。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、水平や片勾配に偏しない勾配を備えることのできる地下道の構造及びその施工方法を提供することを目的とする。また、函体天井から路線までの土被りが深くなる場合においても立坑までのアプローチ区間を比較的短くすることのできる地下道の構造及びその施工方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【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、本発明の地下道の構造は、地上路線下又は地上構造物下に構築する地下道の構造において、地下道の延伸方向に略垂直に設けた複数のルーフ用棒状体と、前記ルーフ用棒状体群の両端を支持し、地下道の延伸方向に伸びる壁と、前記壁の下端間を連結する底版と、からなることを特徴とする地下道の構造である。
【０００７】
また、本発明の地下道の構造において、前記底版は地下道の延伸方向に略垂直に設けた棒状体からなることを特徴とする地下道の構造を使用できる。
【０００８】
さらに、本発明の地下道の構造において、前記地下道は地下道の延伸方向の下り勾配及び上り勾配を備えたことを特徴とする地下道の構造を使用できる。
【０００９】
また、本発明の地下道の構造の施工方法は、地下道の両端に設ける立坑であって、前記棒状体を押し出すための発進立坑と押し出された前記棒状体を受け取るための到達立坑を、前記地下道の延伸方向に伸びるように設ける立坑構築工程と、前記棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取る工程を繰り返す棒状体設置工程と、設置された前記棒状体を利用しながら本設地下道を構築する本設構築工程とからなることを特徴とする地下道の構造の施工方法である。
【００１０】
さらに、本発明の地下道の構造の施工方法は、前記地下道の両端に設ける立坑において、土留壁を構築し、覆工を設置しながら発進立坑と到達立坑を所定深さまで掘削する１次工程と、地下道の延伸方向に略垂直に複数の棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取ることを繰り返して地下道の上床版を構成するルーフ用棒状体を設置する２次工程と、前記発進立坑及び前記到達立坑を計画深さまで掘削する３次工程と、地下道の延伸方向に略垂直に複数の棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取ることを繰り返して地下道の底版を構成する棒状体を設置する４次工程と、前記発進立坑内及び前記到達立坑内において地下道の壁を前記上床版及び前記底版を連結するように構築する５次工程と、前記発進立坑及び前記到達立坑を埋め戻して前記覆工を撤去する６次工程と、前記上床版と前記壁と前記底版で囲まれた地下道内空部を掘削して地下道を仕上げる７次工程とからなることを特徴とする地下道の構造の施工方法を使用できる。
【００１１】
【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。
【００１２】
＜イ＞地下道
本発明における地下道１は、地上路線５（道路や鉄道など）下や地上構造物下に構築するトンネルのことである。ここで、地下道１の用途としては、車道や歩道のほか、電力配管やガス配管、上下水配管などのインフラ設備の導線などがあり、その用途は多様である。
また、かかる地下道１は、地上路線５下において地上路線５の延伸方向に構築される場合のほか、地上路線５下において地上路線５を横断する地下立体交差道として構築される場合がある。
【００１３】
本発明における地下道１の構造は、従来のアンダーパス工法と同様にトンネルの本体構造部材としても利用する外郭エレメントを先行推進させて地上荷重を仮受けする該外郭エレメントより構成されるものである。なお、外郭エレメントとは後述する棒状体２のことである。
従来の外郭エレメントは、構築するトンネルの延伸方向に平行に推進させることにより設置されていた。例えば、地上の鉄道下を横断するようにアンダーパスを構築する場合には、路線を挟むように路線に並行に発進立坑６１及び到達立坑６２を構築する。すなわち、構築するトンネルの延伸方向に直交方向に立坑を構築する。その後、かかる立坑を利用して外郭エレメントをトンネル延伸方向（地上路線５に直交方向）に推進させることにより地上荷重を仮受けしながらトンネル本体を構築していく方法である。かかる方法においては、立坑の奥行きや立坑へのアプローチ部などを含んだ仮設ヤードの大きさ（奥行き）が推進させる外郭エレメント（または函体）の延伸方向長さによって決定されることから、比較的広範な仮設ヤードを確保する必要があった。
【００１４】
そこで、本発明は、図１、図２に示すように構築する地下道１の両端に地下道１の延伸方向に伸びるように発進立坑６１及び到達立坑６２を構築し、外郭エレメント（後述する棒状体２）を地下道１の延伸方向に略垂直に設ける地下道１の構造を使用するものである。かかる地下道１の構造を使用することにより、路線の両端に構築していた広範な仮設ヤードが小規模なものとできる。また、従来の方法においては推進工法の欠点でもある、推進函（外郭エレメント）を平行又は一定勾配にしか設置できないという問題があったが、本発明の地下道１の構造を使用することによりかかる問題が解消されることとなる。すなわち、地下道１の延伸方向に略垂直に外郭エレメント（棒状体２）を推進させるため、各棒状体２の推進位置を調整することで延伸方向に多様な勾配を備えた地下道１を構築することが可能となる（図４参照）。
【００１５】
＜ロ＞ルーフ用棒状体
ルーフ用棒状体２は、地下道１の天井を構成するように複数の棒状体２を並列推進させるものである。本発明では、発進立坑６１から到達立坑６２に向かってトンネル延伸方向に略垂直に棒状体２を推進設置する。かかるルーフ用棒状体２は、後述する地下道１の構造を構成する壁３などと連結することにより、工事期間中は地上荷重の仮受け部材としての役割も担うことができる。
複数のルーフ用棒状体２の推進位置は、計画する地下道１の延伸方向の縦断線形に応じて決定することができる。すなわち、延伸方向に下り勾配や上り勾配、及びその複合した勾配の線形を備えた地下道１を構築することができる。
【００１６】
ルーフ用棒状体２は、地上荷重の仮受け部材としてのみ使用することもできるが、本発明においては、仮受け部材としての利用のほかに地下道１の構造を構成する本体構造部材として利用するのが好ましい。かかる場合は、隣接する棒状体２の連結部は図３（ａ）に示すように予め棒状体２に設置してある継手具２１を相互に噛み合せながら接合させ、継手具２１を相互に連結した後は継手部分に例えばコンクリートなどの充填材２３を打設して連結部を補強するのが好ましい。また、延伸方向に上り勾配や下り勾配を備えた地下道１の構造の構築においては、例えば棒状体２側面の上部と下部に設ける継手具２１の突出余裕部２１１の長さを調整することにより、継手部分において地下道線形に追随させることができる（図３（ｂ）参照）。
【００１７】
ルーフ用棒状体２の形状としては、棒状体２の長手方向に直交方向に切断した断面視形状を正方形や矩形、円形などに成形することができる。また、棒状体２は筒体として成形することもできるし、中実構造に成形することもできる。なお、上記の筒体とした場合においても、空洞部を筒体とは異種材料にて充填した構造とすることもできる。
棒状体２の構成材料としては、鋼材のほか、コンクリート材料を使用することができる。また、筒体を鋼材にて製作し、空洞部をコンクリートにて充填させることもできる。すなわち、棒状体２を仮設部材としてのみ使用する場合や本体構造部材としても使用する場合などの用途の相違、所望強度、作業性、製作コストなどの諸要因を勘案して棒状体２の形状や構成材料を決定するのが好ましい。
【００１８】
＜ハ＞壁
本発明においては、発進立坑６１及び到達立坑６２を構築した後、ルーフ用棒状体２を推進設置する。次に、立坑内において本体の壁３を構築することができる。すなわち、複数のルーフ用棒状体２が地下道１の延伸方向に略垂直に並列設置されているため、かかるルーフ用棒状体２の両端部は夫々発進立坑６１と到達立坑６２に露出又は突出した状態となる。したがって、複数のルーフ用棒状体２の端部を一体化するように立坑内にて壁３を構築することができる。壁３は現場打ちコンクリートにて施工するのが好ましい。
また、後述する底版４を棒状体２にて構築する場合には、ルーフ用棒状体２を推進設置させ、底版４用の棒状体２を推進設置させた後、ルーフ用棒状体２と底版４用の棒状体２を連結するように壁３を構築することができる。
【００１９】
＜ニ＞底版
地下道１の構造を構成する底版４は、壁３構築後に地下道１部を掘削した後に現場打ちコンクリートにて構築することができる。また、底版４の構成部材として棒状体２を推進設置した場合には、隣接する棒状体２相互の連結部分をルーフ用棒状体２と同様にコンクリートにて補強することにより構築するのが好ましい。
【００２０】
【実施例１】
以下、図を参照しながら本発明の地下道の構造の施工方法の実施例１について説明する。
【００２１】
＜イ＞立坑構築工程
構築する地下道１の両端に位置するように、棒状体２を押し出すための発進立坑６１と押し出された棒状体２を受け取るための到達立坑６２を、地下道１の延伸方向に伸びるように設ける。立坑構築工程は、土留壁７や支保工の設置及び地上からの掘削にて施工する開削工法ほか、必要な場合には地下水位低下工法や薬液注入工法などの地盤改良工法を含むことができる。土留壁７としては、鋼管矢板壁やＳＭＷ壁、親杭横矢板壁など地盤特性や経済性を勘案して多用に選定できる。また、地上路線５下をアンダーパスする地下道１の構築の場合には、アンダーピニング工法などにより地上荷重を仮受けしながら立坑の構築をおこなうのが好ましい。
【００２２】
＜ロ＞棒状体設置工程
発進立坑６１内より、推進機や牽引機を利用してルーフ用棒状体２を推進設置させる（図示せず）。かかる棒状体２の推進設置を繰り返すことにより、地下道１の上床版２２を構築する。なお、地上荷重の仮受けのみを目的として棒状体２を設置することもできる。
ここで、複数のルーフ用棒状体２の推進位置は、計画する地下道１の延伸方向の縦断線形に応じて決定できる。なお、棒状体２の推進時は、既に設置されている棒状体２の側面に設けた継手具２１に推進させる棒状体２に設けた継手具２１を噛み合せながら、棒状体２を推進させていくことができる。なお、地下道１の計画縦断線形を確保して棒状体２を推進させるために、立坑を構築する土留壁７（地下道１側の土留壁７）に、例えばＣ型鋼材などを計画縦断線形に合わせて予め設けておくのが好ましい。
地下道１の底版４を棒状体２で構成させる場合には、ルーフ用棒状体２と同様に、底版４位置に応じて棒状体２を推進設置することができる。
【００２３】
＜ハ＞本設構築工程
複数のルーフ用棒状体２の端部を一体化するように立坑内にて壁３を構築する。底版４の構成部材に棒状体２を使用する場合はルーフ用棒状体２と底版４の棒状体２を連結するように壁３を構築する。いずれにしても、かかる壁３を構築することによりルーフ用棒状体２及び壁３よりなる門型構造、又はルーフ用棒状体２と壁３と底版４の棒状体２よりなるカルバート構造を構成することで地上荷重を仮受けすることが可能となる。地上荷重の仮受け構造の完成後は、地下道１部の掘削や地下道１内に埋め込まれた立坑を構成する土留壁７の撤去、棒状体２相互の接合部の補強、棒状体２を巻き込むように上床版２２や底版４に現場打ちコンクリート施工をおこなうことで構造部材厚の増強などをおこなうこともできる。
地下道１の構造躯体が完成した後は、必要に応じて地下道１の内空面の表面仕上げ（化粧）をおこなうこともできる。
【００２４】
【実施例２】
以下、図を参照しながら本発明の地下道の構造の施工方法の実施例２について説明する。なお、実施例１と重複する箇所については記載を省略する。
【００２５】
＜イ＞１次工程及び２次工程（図５（ａ））
１次工程では、構築する地下道１の両端に設ける立坑の構築において、土留壁７を構築し、地上部を掘削しながら覆工を設置する。したがって、工事期間中は覆工上においても工事車輌のほか、一般車輌の供用が可能となる。その後、立坑内の掘削を所定深さまで進める。ここで、所定深さとは、後述する２次工程にて棒状体２を推進施工するのに適した深さのことである。
【００２６】
２次工程は、発進立坑６１内及び到達立坑６２内より、推進機や牽引機を利用してルーフ用棒状体２を推進設置し、かかる推進設置を繰り返しながら地下道１の上床版２２を構築する。
【００２７】
＜ロ＞３次工程及び４次工程（図５（ｂ））
３次工程においては、立坑内（発進立坑６１、到達立坑６２）を計画深さまで掘削する。ここで、計画深さとは、底版４下端レベル程度の深さのことである。
【００２８】
４次工程においては、発進立坑６１内及び到達立坑６２内より、推進機や牽引機を利用して底版４用棒状体２を推進設置し、かかる推進設置を繰り返しながら地下道１の底版４を構築する。
【００２９】
＜ハ＞５次工程及び６次工程（図５（ｃ））
５次工程では、立坑内（発進立坑６１、到達立坑６２）において、上床版２２と底版４を連結するように壁３を例えば現場打ちコンクリートにて構築する。
【００３０】
６次工程では、壁３の養生後、立坑内を埋め戻して覆工を撤去する。この際、土留壁７は撤去時に周辺への影響が想定される場合（地上構造物の傾斜や沈下など）には存置することもできるし、撤去することもできる。また、地下道１の掘削や構造細部の施工をおこなうための重機や作業員の出入り口及び換気口などは数箇所に確保しておく必要がある。
【００３１】
＜ニ＞７次工程
出入り口を利用して掘削重機等を地下道１内空部（上床版２２と壁３と底版４にて囲まれた地下道空間）に投入し、地下道１内空部の掘削をおこなう。また、必要な場合は、地下道１内に埋め込まれた立坑を構成する土留壁７の撤去もあわせておこなう。掘削完了後は、上床版２２と壁３と底版４の夫々の部材厚の増強や各接合部の補強などをおこない、地下道１の構造を完成させる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の地下道の構造及びその施工方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞上り勾配や下り勾配およびそれらが複合した多様な縦断線形を備えた地下道の構築が可能となる。
＜ロ＞立坑の奥行き及び立坑までのアプローチ区間を長くとる必要がないため、比較的狭小な仮設ヤードにて施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下道の構造を説明した斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】棒状体に設けた継手具を説明した図であり、（ａ）棒状体側面の上部と下部で継手具の突出余裕部の長さを調整していることを説明した断面図。（ｂ）図（ａ）に示した棒状体を相互に接合して上り勾配と下り勾配を備えた地下道線形に追従していることを説明した縦断図。
【図４】本発明の地下道の構造を使用して上り勾配と下り勾配を備えた地下道を説明した縦断図。
【図５】本発明の地下道の構造の施工方法の実施例２を説明した図であって、（ａ）１次工程及び２次工程を説明した説明図。（ｂ）３次工程及び４次工程を説明した説明図。（ｃ）５次工程及び６次工程を説明した説明図。
【図６】従来の外郭エレメントを使用したアンダーパスの斜視図。
【符号の説明】
１・・・地下道
２・・・棒状体
２２・・上床版
３・・・壁
４・・・底版
５・・・地上路線
６１・・発進立坑
６２・・到達立坑
７・・・土留壁

Claims

地上路線下又は地上構造物下に構築する地下道の構造において、
地下道の延伸方向に略垂直に設けた複数のルーフ用棒状体と、
前記ルーフ用棒状体群の両端を支持し、地下道の延伸方向に伸びる壁と、
前記壁の下端間を連結する底版と、からなることを特徴とする、
地下道の構造。
前記底版は地下道の延伸方向に略垂直に設けた棒状体からなることを特徴とする、
請求項１記載の地下道の構造。
前記地下道は地下道の延伸方向の下り勾配及び上り勾配を備えたことを特徴とする、
請求項１又は２記載の地下道の構造。
請求項１乃至３のいずれかに記載の地下道の構造の施工方法であって、
地下道の両端に設ける立坑であって、前記棒状体を押し出すための発進立坑と押し出された前記棒状体を受け取るための到達立坑を、前記地下道の延伸方向に伸びるように設ける立坑構築工程と、
前記棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取る工程を繰り返す棒状体設置工程と、
設置された前記棒状体を利用しながら本設地下道を構築する本設構築工程と、からなることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の地下道の構造の施工方法。
請求項２又は３に記載の地下道の構造の施工方法であって、
前記地下道の両端に設ける立坑において、土留壁を構築し、覆工を設置しながら発進立坑と到達立坑を所定深さまで掘削する１次工程と、
地下道の延伸方向に略垂直に複数の棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取ることを繰り返して地下道の上床版を構成するルーフ用棒状体を設置する２次工程と、
前記発進立坑及び前記到達立坑を計画深さまで掘削する３次工程と、
地下道の延伸方向に略垂直に複数の棒状体を前記発進立坑から押し出して前記到達立坑から受け取ることを繰り返して地下道の底版を構成する棒状体を設置する４次工程と、
前記発進立坑内及び前記到達立坑内において地下道の壁を前記上床版及び前記底版を連結するように構築する５次工程と、
前記発進立坑及び前記到達立坑を埋め戻して前記覆工を撤去する６次工程と、
前記上床版と前記壁と前記底版で囲まれた地下道内空部を掘削して地下道を仕上げる７次工程と、からなることを特徴とする、
地下道の構造の施工方法。