JP2005036435A - トンネルの構造およびその築造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば大深度かつ大断面の道路トンネルにおけるランプ部の施工に好適で、地盤改良や種々の補強工法を極力廃し、安全で合理的かつ能率良く施工でき、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、シ−ルドトンネルまたは山岳トンネルの何れにも適用でき、しかも道路等の合流や分岐ないし拡幅を合理的に行なえる、トンネルの構造およびその築造方法を提供すること。
【解決手段】曲管状の埋設管１７〜１９をトンネル１の長さ方向と交差して複数配置する。
前記埋設管１７〜１９に沿って覆工壁２３〜２５を形成する。
前記埋設管１７〜１９と覆工壁２３〜２５の両端部をトンネル１の両側部で支持する。
前記トンネル１を、本線構造物６を布設する本線トンネル３と、支線構造物８を布設する支線トンネル４とに連通可能に設ける。
前記トンネル１内に、前記本線構造物６と、該本線構造物６から支線構造物８へ分流し、または支線構造物８から本線構造物６へ合流可能な、分合流域３５とを設ける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大深度かつ大断面の道路トンネルにおけるランプ部の施工に好適で、地盤改良や種々の補強工法を極力廃し、安全で合理的かつ能率良く施工でき、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、シ−ルドトンネルまたは山岳トンネルの何れにも適用でき、しかも道路等の合流や分岐ないし拡幅を合理的に行なえる、トンネルの構造およびその築造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市部においては、電力やガス、通信等のインフラ設備の整備や、道路や鉄道等の交通インフラ網の拡充が望まれている。
しかし、都市部では地上部の使用が困難であるため、前記インフラ設備等は急速に地下に移行し、しかもその過密化に伴って、ますます大深度化し大断面化してきている。
このため、都市部では地下インフラの総合的な整備と構築が要請され、そのための基本技術の開発が急がれている。その解決手段として、例えば地上部を使用する開削工法や、種々の補助工法を伴う地中切り拡げ工法は、施工の安全性や工期、工費に課題が多く、採用できない。
【０００３】
このよう要請に応ずるものとして、二つの先進トンネルを離間して掘削し、該先進トンネルの一方に推進装置等を搬入し、該推進装置から他方の先進トンネルに向けてアーチ状鋼製パイプル−フを布設し、先進トンネルにコンクリ−トを打設して架台を構築し、前記パイプル−フの両端部を支持させた後、先進トンネルと前記パイプル−フとの間の地山を掘削する、大断面トンネルの構築方法がある（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
しかし、この従来の施工法およびトンネルは、鋼製パイプル−フの布設前は、先進トンネルに上載荷重や土圧が掛かり、先進トンネルに支保工等の十分な補強を要するとともに、狭隘な先進トンネルを利用して推進装置やパイプル−フ等を搬出入するため、この搬送作業が困難で能率が悪く、工期の長期化を助長する。
しかも、施工したトンネルの内空断面は、その長さ方向の全域に亘って略一様であるため、トンネル内に一様な道幅の単純な道路を布設することはできるが、道路の合流または分岐に応じて道幅を変化させる道路の布設には、対応が難しかった。
【０００５】
また、他の先行技術として、三つの基地導坑を離間して掘削し、外側の二つの基地導坑に推進装置等を搬入し、該推進装置から中央の基地導坑に向けて曲線状の埋設管を布設し、各基地導坑にコンクリ−トを打設して基礎桁を構築し、これらの基礎桁で前記埋設管の両端部を支持させた後、基地導坑と前記埋設管との間の地山を掘削し、埋設管に沿って覆工壁を施工する、トンネルの築造方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
しかし、この従来の施工法およびトンネルは、前述の先行技術と同様に埋設管の布設前は、基地導坑に上載荷重や土圧が掛かり、基地導坑に支保工等の十分な補強を要するとともに、狭隘な基地導坑を利用して推進装置やパイプル−フ等を搬出入するため、この搬送作業が困難で能率が悪く、工期の長期化を助長する。
しかも、施工したトンネルの内空断面は、中央の基礎桁を介して左右に分かれ、その長さ方向の全域に亘って略一様であるため、単純な道路はトンネル内に布設できるが、道路を分岐させ或いは合流させる複雑な道路の布設には、対応できなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平３−２７９６００号公報
【特許文献２】
特開平４−６４６９７号公報
【特許文献３】
特許第２６９７７６２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば大深度かつ大断面の道路トンネルにおけるランプ部の施工に好適で、地盤改良や種々の補強工法を極力廃し、安全で合理的かつ速やかに施工でき、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、シ−ルドトンネルまたは山岳トンネルの何れにも適用でき、しかも道路等の合流ないし分岐や拡幅を合理的に施工できる、トンネルの構造およびその築造方法提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、曲管状の埋設管をトンネルの長さ方向と交差して複数配置し、前記埋設管に沿って覆工壁を形成し、前記埋設管と覆工壁の両端部をトンネルの両側部で支持するトンネルの構造において、前記トンネルを、本線構造物を布設する本線トンネルと、支線構造物を布設する支線トンネルとに連通可能に設け、前記トンネル内に、前記本線構造物と、該本線構造物から支線構造物へ分流し、または支線構造物から本線構造物へ合流可能な、分合流域とを設け、トンネル内で本線構造物と支線構造物との間の分流または合流を実現するとともに、前記トンネルを介して、本線トンネルと支線トンネルとの円滑かつ合理的な連係を実現し、地下ランプ部の合理的な構築を提供するようにしている。
【００１０】
請求項２の発明は、前記トンネルの一端部側に、前記分流部または合流部を設け、前記分流または合流の円滑化と施工の容易化を実現するとともに、トンネルの構成の簡潔化を図るようにしている。
請求項３の発明は、前記分合流域の幅を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させ、前記分流または合流の円滑化と安全性を実現するとともに、トンネルの合理的な構成を実現するようにしている。
請求項４の発明は、前記トンネルの外側を前記埋設管で囲繞し、トンネル強度の向上を図るようにしている。
請求項５の発明は、前記トンネル内の一側に、前記本線構造物を偏在させ、トンネル内における本線構造物と分合流域との合理的な布設を実現するようにしている。
【００１１】
請求項６の発明は、前記トンネルの内空を、前記本線トンネル空間と支線トンネル空間とを略包摂可能に形成し、または前記本線トンネル空間と支線トンネル空間との相加空間以上に拡大し、例えば前記本線トンネル施工後の前記トンネルの合理的な施工や、前記支線トンネルの合理的な施工を実現するとともに、前記両トンネル空間を更に拡大した大断面トンネルの施工を実現するようにしている
請求項７の発明は、前記本線トンネルの内空断面を、支線トンネルの内空断面よりも大きく形成し、本線および支線等の構造物の利用状況に応じたトンネルを築造するようにしている。
請求項８の発明は、前記トンネルの内空断面を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次変化させ、前記トンネル内に並設した本線構造物と分合流域、並びに分岐部と合流部との構成に対応可能な、合理的なトンネルの構造を提供するようにしている。
【００１２】
請求項９の発明は、前記トンネルの内空断面積を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させ、前記トンネル内に並設した本線構造物と分合流域、並びに分岐部と合流部との構成に対応可能な、合理的なトンネルの構造を提供するようにしている。
請求項１０の発明は、前記埋設管を作業者が出入り可能な内径に形成し、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現可能にしている。
【００１３】
請求項１１の発明は、トンネルの長さ方向に基地導坑を離間して掘削し、該導坑の一方から他方の基地導坑に向けて曲管状の埋設管を複数布設し、前記埋設管の両端部を前記基地導坑部で支持し、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削後後、前記埋設管に沿って覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネルの施工区間に本線構造物を施工可能な少なくとも本線トンネルを施工し、該本線トンネルを挟む両側に基地導坑を掘削し、該基地導坑を介し前記本線トンネルの外側に前記埋設管を複数布設後、前記本線トンネルを撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削するようにして、前記トンネル施工域に予め少なくとも本線トンネルを施工し、当該施工域の地山を補強後、基地導坑を掘削することで、基地導坑の強度負担を軽減し、その補強を簡易化するとともに、埋設管を布設し地山の支持強度を強化後、本線トンネルと地山を撤去し掘削して、各作業の安全性を確保するようにしている。
【００１４】
請求項１２の発明は、前記トンネルを、前記本線トンネルの施工に後行して施工し、前述した各作業の安全性を確保するとともに、前記本線トンネルの施工に追随してトンネルを施工することで、施工の迅速化と工期の短縮化を図るとともに、トンネル施工時に本線トンネルの施工設備や資材等を活用し得るようにしている。
請求項１３の発明は、前記本線トンネルの坑内設備や資材等を利用して、前記トンネルを施工するようにし、前記トンネルの合理的かつ円滑な施工を実現し、工期の短縮化と工費の低減を図るようにしている。
請求項１４の発明は、前記本線トンネルが既設トンネルであり、本線トンネルに布設した本線を活用し、各種の装置や機材、資材等を容易かつ迅速に搬送して、工期の短縮化と工費の低減を図るとともに、前記トンネルの拡幅に容易に応じられるようにしている。
【００１５】
請求項１５の発明は、前記基地導坑の少なくとも一方と前記本線トンネルとの間に作業通路を掘削し、該作業通路を介して前記本線トンネルから前記一方の基地導坑へ、各種装置および資材等を搬入し、本線トンネルおよびその坑内設備を活用して、合理的な施工を図るようにしている。
請求項１６の発明は、前記基地導坑の一方を前記本線トンネルの近接位置に掘削し、他方の基地導坑を前記本線トンネルの一側から他側端部に亘って、段階的または漸次離間しまたは近接して掘削し、本線および分合流域の構成に応じた基地導坑を施工するようにしている。
【００１６】
請求項１７の発明は、前記作業通路を、前記基地導坑に複数掘削し、前記各種装置および資材等の搬出入を容易かつ迅速に行なえるようにしている。
請求項１８の発明は、前記作業通路を介して、前記基地導坑に設置した各種装置等を本線トンネルへ搬出し、これを次期施工位置の作業通路を介して基地導坑へ搬入し、前記各種装置および資材等の利用と搬出入を合理的かつ容易に行なうようにしている。
請求項１９の発明は、前記本線トンネルを、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に撤去し、本線トンネルの撤去を安全に行なうとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避するようにしている。
【００１７】
請求項２０の発明は、前記埋設管で区画した地山を、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に掘削し、地山の掘削を安全に行なうとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避するようにしている。
請求項２１の発明は、前記基地導坑から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設し、これらの埋設管でトンネルの外側を囲繞して、トンネルの強度を強化するようにしている。
請求項２２の発明は、前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用し、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現可能にしている。
請求項２３の発明は、前記トンネルの施工区間に、前記本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工し、基地導坑の補強の簡素化と、施工の迅速化並びに工期の短縮化を図るようにしている。
【００１８】
請求項２４の発明は、トンネルの長さ方向に基地導坑を離間して配置し、該導坑の一方から他方の基地導坑に向けて曲管状の埋設管を複数布設し、前記埋設管の両端部を前記基地導坑部で支持し、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削後、前記埋設管に沿って覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネルの施工区間に、本線構造物を施工可能な本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工し、該本線トンネルと支線トンネルの外側の一側を部分的または連続的に拡幅し、該拡幅部の一方から他方の拡幅部に向けて、曲管状の複数の埋設管を本線トンネルと支線トンネルの外側に布設し、前記本線トンネルと支線トンネルを順次撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を順次掘削し、当該施工域に本線トンネルと支線トンネルとを施工して地山を補強し、前記トンネルの一側に前記基地導坑と等価で施工が容易な拡幅部を設け、拡幅部の補強を簡素化するとともに、前記二つのトンネルを略並行して施工することで、施工の迅速化と工期の短縮化を図るとともに、トンネル施工後は前記拡幅部を非常駐車帯または避難域に利用可能にしている。
【００１９】
請求項２５の発明は、前記トンネルを、前記本線トンネルおよび支線トンネルの施工に後行して施工し、前述した各作業の安全性を確保するとともに、前記先行トンネルの施工に追随してトンネルを施工することで、工期の短縮化を図るとともに、トンネル施工時に先行トンネルの施工設備や資材等を活用し得るようにしている。
請求項２６の発明は、前記本線トンネルと支線トンネルが既設トンネルであり、本線トンネルと支線トンネルに布設した本線と支線を活用し、各種の装置や機材、資材等を容易かつ迅速に搬送して、工期の短縮化と工費の低減を図るとともに、前記トンネルの拡幅に容易に応じられるようにしている。
請求項２７の発明は、前記本線トンネルと支線トンネルを、例えば略一側半部と略他側半部に分けて、それぞれ段階的に撤去するようにして、本線トンネルと支線トンネルの撤去を安全に行なうとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避するようにしている。
【００２０】
請求項２８の発明は、前記埋設管で区画した地山を、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に掘削し、地山の掘削を安全に行なうとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避するようにしている。
請求項２９の発明は、前記拡幅部から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設し、これらの埋設管でトンネルの外側を囲繞して、トンネルの強度を強化するようにしている。
請求項３０の発明は、前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用するようにして、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現可能にしている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を都市部に布設する大深度かつ大断面の道路トンネルのランプ部におけるランプトンネルの施工に適用し、かつこれを後述の本線トンネルと略同時期に施工する図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１７において１は、都市部の地上から大深度の地山２に布設した、本発明の主題のトンネルであるランプトンネルで、該トンネル１の両側に本線トンネル３，３が施工され、また前記ランプトンネル１の一側に支線トンネル４が施工され、該トンネル４が隣接する本線トンネル３と分岐または合流可能にされている。
【００２２】
前記ランプトンネル１は、該トンネル１内の後述する本線および分合流域間において、車両Ｖの合流若しくは分岐に必要な長さに形成され、その施工後または施工と同時に支線トンネル４を施工している。
前記支線トンネル４の分岐または合流は、後述する本線および支線上における車両Ｖの走行方向によって決定され、図示のように車両Ｖをランプトンネル１の一側から支線トンネル４方向へ走行させる場合は、支線トンネル４が本線トンネル３から分岐し、車両Ｖを反対方向へ走行させる場合は、支線トンネル４が本線トンネル３に合流する。
【００２３】
この場合、実施形態ではランプトンネル１の一側に単一の支線トンネル４を施工しているが、ランプトンネル１が非常に大断面の場合は、複数の支線トンネル４を施工することが可能であり、その場合はランプトンネル１の一側に限らず、その両側に単一若しくは複数の支線トンネル４を施工することも可能である。
【００２４】
前記本線トンネル３，３は実施形態の場合、シ−ルド工法によって円形断面に施工され、その外殻５を複数のセグメントで覆工しており、その内側に構造物として基幹道路である二車線の本線６を施工している。
また、前記支線トンネル４は実施形態の場合、シ−ルド工法によって円形断面に施工され、その内空断面積は本線トンネル３よりも小径に形成され、その外殻７を複数のセグメントで覆工し、その内側に構造物として主要道路である一車線の支線８を施工している。
【００２５】
前記本線６および支線８は、各トンネル３，４の施工と同時に施工される。
なお、本線トンネル３，３と支線トンネル４は、シ−ルド工法に限らず在来の他の工法で施工してもよく、その内空断面も円形に限らず、馬蹄形等種々の形状に施工することが可能である。
【００２６】
前記ランプトンネル１は、本線トンネル３と、本線トンネル３および支線トンネル４との間に亘って施工され、その内空断面は図２乃至図４のように略横長楕円形状に形成され、かつその断面形状は支線トンネル４側に向かって段階的に変化し、その内空断面積は支線トンネル４側に向かって段階的に増大している。
すなわち、ランプトンネル１はその一側端部の内空で本線トンネル３の空間を略包摂し、また支線トンネル４と同側端部の内空で本線トンネル３および支線トンネル４の空間を略包摂する、大断面に形成されている。
【００２７】
前記ランプトンネル１は、側壁下部の外側に長さ方向に沿って設置した基礎桁９〜１２を備え、該基礎桁９〜１２は、予め同位置を掘削した基地導坑１３〜１６にコンクリ−トを打設して形成されている。
このうち、前記基礎桁９は、ランプトンネル１の一側に連続して形成され、基礎桁１０〜１２はランプトンネル１の他側に、各走行域Ｚ_１〜Ｚ_３に亘って不連続に形成され、かつ基礎桁９との間隔を段階的に拡大して施工されている。
【００２８】
前記基礎桁１０は分岐開始域Ｚ_１ の略前半部に形成され、基礎桁１１は分岐開始域Ｚ_１の後半部から加速域Ｚ_２の全域に亘って形成され、その長さは基礎桁１０の略４．６倍に形成され、また前記基礎桁１２は分岐域Ｚ_３の全域に形成され、その長さは前記基礎桁１０と同一に形成されている。
そして、前記基礎桁９から基礎桁１０〜１２に亘って、曲線状の複数の埋設管１７〜１９が本線トンネル３の上方を跨いで、本線トンネル３ないしランプトンネル１の長さ方向と直交方向に布設されている。
【００２９】
前記埋設管１７〜１９は、同様な曲線半径の短管を複数継ぎ足して構成され、その内径は作業者が出入り可能な管径に形成されていて、例えば埋設管１７〜１９の布設時、埋設管１７〜１９に抜き差し可能に装着する、拡縮可能なカッタ−を備えた先端装置（図示略）の組み付けやその作動点検、或いは布設後の埋設管１７〜１９内に、例えば地盤改良用のパッカ−注入装置を設置する際に、作業者が管内で作業可能にしている。
【００３０】
前記埋設管１７〜１９の曲線半径は互いに相違し、このうち基礎桁９，１０に支持した埋設管１７の曲線半径が最小で、基礎桁９，１２に支持した埋設管１９の曲線半径が最大に形成されている。
前記埋設管１７〜１９の内側に吹付コンクリ−ト２０〜２２が所定厚に形成され、該吹付コンクリ−ト２０〜２２の内側に覆工壁２３〜２５が所定厚に形成されている。
【００３１】
図中、２６〜３１は前記基地導坑１３と、基地導坑１４〜１６との各対向位置、実施形態では基地導坑１４〜１６の一側端部に掘削形成した作業通路で、本線トンネル３の外殻５に設けた後述の通路口を介して、本線トンネル３の内部と連通可能にされ、後述の推進装置や埋設管１７〜１９の継ぎ足し短管、関係する装置および資材、作業者等を、本線トンネル３を介して搬出入可能にしている。
この場合、前記作業通路２６〜３１は、前記位置以外に適宜設けることも可能で、そのようにすることで前記搬出入の能率向上を図れる。３２〜３４は各域のランプトンネル１の下部に施工したインバ−ト部である。
【００３２】
前記ランプトンネル１の内側に、構造物である本線６と分合流域３５とが隣接して設けられ、このうち分合流域３５は、本線６または支線８が分流若しくは合流し、またはそれらに移行する遷移域を有している。
前記分合流域３５は図１のように、分岐開始区間のＺ_１域で本線６から次第にまたは段階的に拡幅され、その最大幅を加速区間のＺ_２域で一定に保ち、分岐区間のＺ_３域で更に漸次または段階的に拡幅して、支線８へ連絡している。
それゆえ、ランプトンネル１の内空断面ないし断面積は、分岐開始域から加速域、分岐域の順に段階的若しくは漸次増大して形成されている。
【００３３】
この他、図中３６は前記基地導坑１４〜１６内に複数設置した推進装置で、前述した埋設管１７〜１９の曲線短管を順次継ぎ足して地山２へ推進可能にされ、その所定距離推進後に回収作動して、埋設管１７〜１９内に装着した拡縮可能なカッターを有する先端装置を、掘削先端側、すなわち到達側の基地導坑１３で回収し、または発進側の基地導坑１４に引き戻して回収可能にしている。
この場合、実施形態では一側の基地導坑１４〜１６に推進装置３６を設置しているが、対向する基地導坑１３に設置することも可能であり、そのようにすることで、推進装置３６等の搬出入を容易かつ速やかに行なえる。
【００３４】
３７は、基地導坑１４〜１６の施工域の地山２に適当な止水用注入材を注入して、地山２を止水かつ固結強化処理した止水処理部、３８は埋設管１７〜１９の施工域の地山２に、例えば二重管ダブルパッカ−注入工法によって適当な注入材を注入し、地山２を固結強化処理した地盤改良処理部、３９は本線トンネル３内に架設した足場、４０〜４４は分岐開始区間Ｚ_１、加速区間Ｚ_２、分岐区間Ｚ_３における本線６および分合流域３５の占有空間である。
【００３５】
４５は本線トンネル３の掘削時に坑内に布設した運搬設備である軌道で、該軌道４５に台車４６が走行可能に設置され、該台車４６を介して前述した推進装置３６や埋設管短管、掘削機材、掘削土砂、セグメント等を搬送可能にしている。４７，４８は前記作業通路２６〜３１に対応する本線トンネル３の外殻に形成した通路口で、実施形態では作業通路２６〜３１に対応するセグメントの一部を抜き取って形成している。
【００３６】
このように構成した本発明のトンネルの築造方法によるランプトンネル１の築造は、本線トンネル３と略同時期の施工と、本線トンネル３の築造後、つまり本線トンネル３を既設トンネルとして利用する施工とに分かれる。
そこで、先ずランプトンネル１を本線トンネル３と同時期に施工する場合について説明すると、大深度の地山２にシ−ルド工法によって、本線トンネル３を例えば小断面側の分岐開始区間Ｚ_１から大断面の分岐区間Ｚ_３方向、つまり図１上散点矢視方向へ掘削する。
そして、本線トンネル３の坑内に運搬設備である軌道４５を布設し、台車４６を走行可能に設置するとともに、本線トンネル３の外殻５を複数のセグメントで覆工する。この状況は図５のようである。
【００３７】
次に、基地導坑１３〜１６の施工域周辺の地山２が、湧水若しくは軟弱である場合、前記本線トンネル３がランプトンネル１の施工区間を通過しまたは通過途中に、適当な止水用注入材を地山２に注入し、当該部３７を止水処理して固結かつ強化する。この状況は図６のようである。
【００３８】
この後、基地導坑１３〜１６に対応する本線トンネル３の外殻５、実施形態では覆工したセグメントの一部を取り外して通用口４７，４８を形成し、該通用口４７，４８を介して、前記止水処理部３７を本線トンネル３と直交方向へ掘削し、作業通路２６，２７を形成する。
そして、作業通路２６，２７を所定距離掘削したところで、当該位置から本線トンネル３に沿って基地導坑１３〜１６を掘削する。この状況は図７および図８のようである。
【００３９】
この場合、各作業通路２６，２７と基地導坑１３〜１６を一度に掘削するか、例えば基地導坑１３〜１６の間隔が相違する各区間毎に段階的に掘削するか、何れの施工条件を選択し得るが、後者の方法によれば基地導坑１３〜１６の荷重負担が軽減される利点がある。
また、各作業通路２６，２７と基地導坑１３〜１６の掘削に際し、本発明は本線トンネル３を先行して築造し、前記掘削部周辺の地山２を支持しているから、各通路２６，２７および基地導坑１３〜１６の強度負担が軽減され、その支保を簡易に行なえる。
【００４０】
この後、台車４６に推進装置３６、埋設管１７の継ぎ足し短管、および関係装置および資材を積み込み、台車４６を軌道４５に沿って移動して、作業通路２６，２７の開口位置へ搬送する。
そして、前記推進装置３６等を台車４６から積み下ろし、これらを一方の作業通路２７から基地導坑１４へ搬送し、該導坑１４の所定位置に推進装置３６を適数設置する。
この場合、推進装置３６等を一方の作業通路２７から基地導坑１４へ搬送して設置しているが、他方の作業通路２６から基地導坑１３へ搬送して設置してもよい。
【００４１】
こうして推進装置３６を設置したところで、拡縮可能なカッタ−を備えた先端装置（図示略）を先導管に抜き差し可能に装着し、該先端装置を推進装置３６に保持して駆動し、カッタ−を介し地山２を掘削するとともに、推進装置３６を駆動して、先端装置を前記掘削分、地山２へ上向きに送り出す。
そして、先端装置が所定位置推進したところで、先導管の後端部に埋設管１７の継ぎ足し短管を接続し、先端装置の駆動を再開して、地山２を掘削するとともに、推進装置３６の駆動を再開して、先端装置と継ぎ足し短管を所定距離地山２へ上向きに送り出す。
【００４２】
先端装置が所定位置推進したところで、前記短管に別の埋設管１７の短管を継ぎ足し、先端装置と推進装置３６の駆動を再開して、先端装置を推進する。
以下、前記作業を繰り返し、所定本数の埋設管１７の短管を継ぎ足し、埋設管１７を本線トンネル３の上方に布設し、先端のカッタ−が他方の基地導坑１３に到達したところで、先端装置と推進装置３６の駆動を停止する。
この後、カッタ−ビットを縮小し、先端装置と先導管との連結を解除し、先端装置を先導管と埋設管１７から引き抜き、これを発進側の基地導坑１４に戻して回収する。
この場合、前記先端装置を到達側の基地導坑１３で回収してもよく、そのようにすることで先端装置を基地導坑１４へ引き戻す煩雑な作業から解消される。
前記先端装置は回収後、整備点検して別の先導管に装着し、別の推進装置３６に保持して使用する。
【００４３】
こうして、所定数の埋設管１７を施工区間に布設したところで、当該区間の布設作業を終了する。この状況は図９および図１０のようである。
この後、前記使用した推進装置３６や設備機材を、基地導坑１４から作業通路２７を介して本線トンネル３へ搬出し、これらを台車４６に積み込んで次の作業通路２９へ搬送する。
そして、前記推進装置３６や設備機材を作業通路２９を介して基地導坑１５へ搬入し、これを設置する。また、台車４６に埋設管１８の継ぎ足し短管を積み込み、これを作業通路２９を介して基地導坑１５へ搬入し、前述と同じ要領で埋設管１８を布設する。
【００４４】
前記施工区間の埋設管１８の布設を終了後、使用した推進装置３６や設備機材を本線トンネル３へ搬出し、これらを台車４６に積み込んで次の作業通路３０へ搬送する。
また、台車４６に埋設管１９の継ぎ足し短管を積み込み、これを作業通路３０を介して基地導坑１６へ搬入し、前述と同じ要領で埋設管１９を布設する。
【００４５】
このように各施工区間内では、同一曲線半径の埋設管１７〜１９ないしその曲線短管を布設するから、基地導坑１４〜１６を本線６ないし分合流域３５に沿って平面上テ−パ状に形成し、そのテ−パ毎に形状寸法の相違した埋設管１７〜１９ないしその曲線短管を製作し施工する不合理から解消される。
【００４６】
このようにして各施工区間または全施工区間の埋設管１７〜１９の布設後、例えば二重管ダブルパッカ−注入工法によって適当な注入材を地山２に注入し、埋設管１７〜１９周辺の地山２を固結強化し、当該部３８を地盤改良する。この状況は図１１のようである。
【００４７】
この後、基地導坑１３〜１６にコンクリ−トを所定量打設し、埋設管１７〜１９の端部を埋め込んで固化し、基礎桁９〜１２を作製するとともに、該基礎桁９〜１２を介して埋設管１７〜１９を支持する。
また、基礎桁９〜１２の作製と前後して、前記本線トンネル３内の下半部の全域に適当な足場３９を組み立てる。この状況は図１２のようである。
【００４８】
そして、前記足場３９を利用して、本線トンネル３の外殻５の上半部、つまりセグメントの上半部を撤去し、各埋設管１７〜１９と本線トンネル３とで区画した、ランプトンネル１の内空上半部の地山２を掘削する。
前記地山２を掘削後、埋設管１７〜１９の内側に吹付コンクリ−ト２０〜２２を施工し、必要に応じてロックボルト工を施工して、当該部を補強する。この状況は図１３のようである。
【００４９】
この後、本線トンネル３の外殻５と、各基礎桁１０〜１２との間 の地山２の下半部を掘削し、前記足場３９の残部を撤去する。この状況は図１４のようである。
このように足場３９を上下半部に亘って段階的に撤去し、周辺の地山２を上下半部に亘って段階的に掘削しているから、それらの撤去や掘削を安全に施工できるとともに、ランプトンネル１の施工を各区間に亘って安全に行なえる。
【００５０】
そして、前記足場３９を完全に撤去し、本線トンネル３のインバ−ト部を掘削し、当該部にコンクリ−トを打設して、インバ−ト部３２〜３４を形成する。
なお、各インバ−ト部３２〜３４の片側の直下に本線トンネル３の外殻５の一部を残置し、インバ−ト部３２を支持させる。この状況は図１５のようである。
【００５１】
この後、吹付コンクリ−ト２０〜２２の内側と、基礎桁９〜１２ およびインバ−ト部３２〜３４の接合部に亘って覆工壁２３〜２５を施工し、図１６のようにランプトンネル１の内空を完成後、本線６および分合流域３５を施工し、それらの周囲を間仕切りして各占有空間４０〜４４を形成する。この状況は図１７のようである。
【００５２】
このようにランプトンネル１を本線トンネル３と略同時期、厳密には若干後行して施工する場合は、本線トンネル３の施工時に使用した坑内の軌道４５や台車４６等の搬送設備や他の資材を活用でき、一連の施工を合理的かつ円滑に行なえるから、工期の短縮化と工費の低減を図れる。
また、本発明は大深度大断面トンネルの築造に当って、都市部では施工困難な開削工法を採らず、また種々の補助工法を多用する従来の地中切り拡げ工法の代わりに、大径の曲線管である埋設管１７〜１９を用いて、煩雑な工法を極力廃し、安全かつ合理的な非開削工法を実現したものである。
【００５３】
一方、本線トンネル３の築造後にランプトンネル１を施工する場合は、本線トンネル３およびランプトンネル１に本線６および分合流域３５が施工されているから、これらを利用した車両による推進装置３６や資材等の容易かつ迅速な搬送が可能になり、その分工期の短縮化と工費の低減を図れる。
したがって、道路等構造物の分岐や合流を目的としたトンネルの施工に限らず、既設トンネルの拡幅に好適な利点がある。
【００５４】
こうして、築造したランプトンネル１は、大径の曲線管である埋設管１７〜１９と、覆工壁２３〜２５が略同心円状のア−チ形に形成され、それらの両端部が基礎桁９〜１２に支持されているから、それらに作用する水平反力や曲げモ−メントに十分に抗することができる。
その際、埋設管１７〜１９の両端部を基地導坑１３〜１６の底部深くに差し込み、地山２でも支持するようにすれば、埋設管１７〜１９の支持強度が向上し、またその端部の荷重による変位、いわゆる踊りも阻止されて、安全性が向上する
【００５５】
なお、ランプトンネル１の施工に前後して支線トンネル４を施工する場合、ランプトンネル１の内空は支線トンネル４の断面空間を略包摂しているから、ランプトンネル１の内空を有効利用でき、支線トンネル４を合理的に施工できるとともに、ランプトンネル１との分岐部ないし合流部を容易に施工することができる
【００５６】
また、前述の実施形態ではランプトンネル１の施工区間内に予め本線トンネル３を施工しているが、支線トンネル４を一定区間施工することも可能であり、その際、本線トンネル３と支線トンネル４とを略並行して施工すれば、基地導坑１３〜１６の補強の簡素化を図れるとともに、工期の短縮化を図れる。
【００５７】
図１８乃至図３２は本発明の他の実施形態を示し、前述の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図１８は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は分岐開始区間Ｚ_１と分岐区間Ｚ_３を、分岐方向へ漸次広がる平面上テ−パ状に形成し、ランプトンネル１の掘削面積ないし掘削量を低減して、工期の短縮化と工費の低減を図るようにしている。
【００５８】
図１９乃至図２３は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態は基地導坑１３または基地導坑１４〜１６から、埋設管１７〜１９を上向きに推進し、また別の埋設管４９〜５１を下向きに推進し、これらの埋設管をランプトンネル１の施工域の全域に亘って布設している。この状況は図２３のようである。
前記埋設管４９〜５１は実施形態の場合、ランプトンネル１が上下非対称構造のため、前記埋設管１７〜１９と異なる曲線半径に形成され、このための曲線短管を要している。したがって、ランプトンネル１が上下対称構造であれば、前記埋設管１７〜１９を共用することができ、その製作や取り扱いが合理的かつ容易になる。
【００５９】
次に、前記埋設管１７〜１９と前記埋設管４９〜５１を布設する場合は、例えば基地導坑１４〜１６に上向き推進用の推進装置３６ａと、下向き推進用の推進装置３６ｂとを交互に離間して設置し、これらに埋設管１７〜１９用の各曲線短管と、前記埋設管４９〜５１用の各曲線短管と、関係機材および資材を搬送し、これらを組み付ける。前記推進装置３６ａ，３６ｂや各曲線短管等の搬送は、前述と同様に本線トンネル３から作業通路２７，２９，３１と経て、基地導坑１４〜１６に搬送する。
【００６０】
そして、推進装置３６ａから埋設管１７〜１９を上向きに推進し、本線トンネル３の上方を巻き込んで他方の基地導坑１３に導入し、また推進装置３６ｂから埋設管４９〜５１を下向きに推進し、本線トンネル３の下方を摺り抜けて、他方の基地導坑１３に導入する。
この後、図１１のように埋設管１７〜１９，４９〜５１の周辺の地盤を適宜改良し、また基地導坑１４〜１６にコンクリ−トを打設して基礎桁９〜１２を形成し、該基礎桁９〜１２に埋設管１７〜１９，４９〜５１の端部を固定したところで、図１２のように本線トンネル３の下部に足場３９を組み立てる。
【００６１】
次に、前記足場３９を利用して、本線トンネル３の外殻５の上半部、つまりセグメントの上半部を撤去し、各埋設管１７〜１９と本線トンネル３とで区画した、ランプトンネル１の内空上半部の地山２を掘削する。
前記地山２を掘削後、埋設管１７〜１９の内側に吹付コンクリ−ト２０〜２２を施工し、必要に応じてロックボルト工を施工して、図１３のように当該部を補強する。
【００６２】
この後、足場３９の残部と、本線トンネル３の外殻５であるセグ メントの残部を撤去し、各埋設管４９〜５１上におけるランプトンネル１の内空下半部の地山２を掘削する。
このように本線トンネル３の外殻５や、足場３９を上下半部に亘って段階的に撤去し、またランプトンネル１の内空の地山２を上下半部に亘って段階的に掘削し、それらの撤去や掘削を安全に施工するとともに、ランプトンネル１の施工を各区間に亘って安全に行なう。
【００６３】
そして、本線トンネル３を完全に撤去後、前記各埋設管４９〜５１上に吹付コンクリ−ト５２〜５４を所定厚に形成し、該コンクリ−ト５２〜５４上に覆工壁５５〜５７を施工し、該覆工壁５５〜５７と、吹付コンクリ−ト５２〜５４と、埋設管４９〜５１とで、ランプトンネル１の各区間にインバ−ト部を形成する。
こうして、ランプトンネル１の内空を完成後、本線６および分合流域３５を施工し、かつそれらの周囲を間仕切りして、各占有空間４０〜４４を形成する。
【００６４】
この実施形態の施工法は、前述と同様にランプトンネル１を本線トンネル３と略同時期に施工する場合と、本線トンネル３の施工後に行なう場合があり、その場合の利点は前述の通りである。
【００６５】
こうして、築造したランプトンネル１は、内空の上部に大径の曲線管である埋設管１７〜１９と、覆工壁２３〜２５が略同心円状のア−チ形に形成され、また内空の下部に大径の曲線管である埋設管４９〜５１と、覆工壁５５〜５７が略同心円状のア−チ形に形成され、それらの両端部が共通の基礎桁９〜１２に支持されているから、それらに作用する水平反力や曲げモ−メントに十分に抗することができる。
【００６６】
図２４乃至図３２は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は前述のように本線トンネル３を施工後、基地導坑１３〜１６を掘削して埋設管１７〜１９を布設し、この布設後に本線トンネル３を撤去し地山２を掘削する代わりに、ランプトンネル１の一部に本線トンネル３と支線トンネル４を並行して施工し、それらの一側を拡幅し、この拡幅部から埋設管を布設し、この布設後に本線トンネル３と支線トンネル４を順次撤去し、地山２を掘削するようにして、地山２の安定と掘削作業の安全性を確保し、また掘削土砂の低減を図るようにしている。
【００６７】
すなわち、本線トンネル３の施工後、適宜止水処理し、支線トンネル４の施工部の地山２を固結かつ強化し、ランプトンネル１の一部、例えば本線トンネル３と支線トンネル４の各空間を包摂可能な加速区間Ｚ_２と分岐区間Ｚ_３とに亘って、本線トンネル３と支線トンネル４を略同時期または支線トンネル４を若干後行し、それらを並行して施工する。この状況は図２４および図２５のようである。
【００６８】
この後、前記本線トンネル３と支線トンネル４の一側、実施形態では外側の一部または全域に、例えば非常駐車帯として利用可能で、かつ前記基地導坑１３〜１６と等価な拡幅部５８，５９を、複数箇所または連通して掘削する。この状況は図２６のようである。
前記拡幅は、拡幅部５８，５９に対応する各トンネル３，４の外殻であるセグメント５，６０の一部を取り除き、当該部から各トンネル３，４の施工設備を利用して掘削し土砂を搬送する。
この場合、前記拡幅は前記基地導坑１３〜１６に比べ、本線トンネル３または支線トンネル４に近接し掘削距離も短小であるから、掘削作業を容易かつ速やかに行なえ、また拡幅部５８，５９の補強も簡素化できる。
【００６９】
前記拡幅部５８，５９の掘削後、本線トンネル３と支線トンネル４の各布設設備を利用して、推進装置３６、埋設管１９，５１の継ぎ足し用短管、関係機材等を何れか一方の拡幅部５８，５９、実施形態では拡幅部５９に搬入して設置する
実施形態では、上向き推進用および下向き推進用の推進装置３６を交互に設置しているが、前述の実施形態のように上向き推進用の推進装置３６のみを設置し、地山２の掘削後、インバ−ト部を掘削してもよい。
【００７０】
そして、拡幅部５９に設置した推進装置３６から、埋設管１９，５１の継ぎ足し用短管を上向きおよび下向きに推進し、該短管を順次継ぎ足して本線トンネル３と支線トンネル４の直上および直下に布設し、その先端部が他方の拡幅部５８へ到達したところで、前記推進を停止し、先端装置を回収して次期施工位置に埋設管１９，５１を布設する。この状況は図２７のようである。
この埋設管１９，５１の布設に際しても、本線トンネル３と支線トンネル４とで地山２を支持しているから、前記布設作業を安全かつ円滑に行なえる。
【００７１】
埋設管１９，５１の布設後、図２８のように布設域を適宜改良処理し、当該部３８を補強したところで、拡幅部５８，５９の一部にコンクリ−トを打設し、基礎桁６１，６２を施工して、埋設管１９，５１の両端部を支持する。
また、これと前後して本線トンネル３と支線トンネル４内に、各セグメント撤去用の適当な足場３９，６３を組み立てる。この状況は図２９のようである。
【００７２】
そして、前記足場３９，６３を利用して各上半部のセグメントを撤去し、トンネル１内の略上半部の地山２を掘削し、埋設管１９の内側に吹付コンクリ−ト２２を施工する。この状況は図３０のようである。
この場合、本線トンネル３または支線トンネル４の何れか一方のセグメントを撤去し、当該部の地山２を掘削後、他方のトンネルのセグメントを撤去し、当該部の地山２を掘削すれば、前記作業を安全かつ円滑に行なえる。
【００７３】
この後、各足場３９，６３を撤去し、下半部のセグメントを撤去後、トンネル１内の略下半部の地山２を掘削し、埋設管５１の内側に吹付コンクリ−ト５４を施工する。この状況は図３１のようである。
この場合、前記足場３９，６３の双方を撤去し、双方のセグメントを撤去後、地山２を掘削すれば、前記作業を合理的かつ円滑に行なえる。
【００７４】
そして、この後、吹付コンクリ−ト２２，５４の内側に覆工壁２５，５７を施工し、構造物である本線６および分合流域３５または支線８を施工すれば、一連の工事が完了する。
この場合、前記基礎桁６１、６２の内側端面を除いて覆工壁２５，５７を施工すれば、本線６および分合流域３５または支線８の一側で、ランプトンネル１の側壁部内面に、前記拡幅部５８，５９の一部である凹状の退避域６３，６４が形成され、当該部を本線６および分合流域３５または支線８の非常駐車帯として利用し得る。
【００７５】
このように前記実施形態は、本線トンネル３と支線トンネル４を並行して施工し、工期の短縮化を図るとともに、それらの拡幅部５８，５９から埋設管１９，５１を布設することで、前記布設作業の合理化を図れ、また拡幅部５８，５９は、前述の基地導坑１３〜１６に比べ工事が大規模にならず施工が容易であり、また拡幅部５８，５９の支保の簡便化を図れる一方、トンネル１の施工後は前記拡幅部５８，５９の一部を、例えば非常駐車帯若しくは非難域に利用し得るようにしたものである。
【００７６】
なお、前述の実施形態では何れも、ランプトンネル１、本線トンネル３および支線トンネル４を道路トンネルに適用しているが、これに限らず例えば鉄道トンネルに適用することも可能である。
また、前述の実施形態ではランプトンネル１を本線トンネル３側に偏在して布設しているが、本線トンネル３を中央に配置してランプトンネル１を左右対称に施工することも可能であり、そのようにすることで本線６の両側に分合流域３５を施工することができる。
なお、前述したトンネルおよびその築造工法は、都市部のトンネルに限らず、山岳トンネルおよびその施工に適用できることは勿論である。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、トンネルを、本線構造物を布設した本線トンネルと、支線構造物を布設した支線トンネルとに連通可能に設け、前記トンネル内に、前記本線構造物と、該本線構造物から支線構造物へ分流し、または支線構造物から本線構造物へ合流可能な、分合流域とを設けたから、トンネル内で本線構造物と支線構造物との間の分流または合流を実現することができ、また前記トンネルを介して、本線トンネルと支線トンネルとの円滑かつ合理的な連係を実現することができ、地下ランプ部の合理的な構築を提供することができる。
請求項２の発明は、前記トンネルの一端部側に、前記分流部または合流部を設けたから、前記分流または合流の円滑化と施工の容易化を実現するとともに、トンネルの構成の簡潔化を図ることができる。
【００７８】
請求項３の発明は、前記分合流域の幅を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させたから、前記分流または合流の円滑化と安全性を実現するとともに、トンネルの合理的な構成を実現することができる。
請求項４の発明は、前記トンネルの外側を前記埋設管で囲繞したから、トンネルの支持強度を向上することができる。
請求項５の発明は、前記トンネル内の一側に、前記本線構造物を偏在させたから、トンネル内における本線構造物と分合流域との合理的な布設を実現することができる。
【００７９】
請求項６の発明は、前記トンネルの内空を、前記本線トンネル空間と支線トンネル空間とを略包摂可能に形成し、または前記本線トンネル空間と支線トンネル空間との相加空間以上に拡大したから、例えば前記本線トンネル施工後の前記トンネルの合理的な施工や、前記支線トンネルの合理的な施工を実現するとともに、前記両トンネル空間を更に拡大した大断面トンネルの施工を実現することがでる。
請求項７の発明は、前記本線トンネルの内空断面を、支線トンネルの内空断面よりも大きく形成したから、本線および支線等の構造物の利用状況に応じたトンネルを築造することができる。
【００８０】
請求項８の発明は、前記トンネルの内空断面を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次変化させたから、前記トンネル内に並設した本線構造物と分合流域、並びに分岐部と合流部との構成に対応可能な、合理的なトンネルの構造を提供することができる。
請求項９の発明は、前記トンネルの内空断面積を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させたから、前記トンネル内に並設した本線構造物と分合流域、並びに分岐部と合流部との構成に対応可能な、合理的なトンネルの構造を提供することができる。
請求項１０の発明は、前記埋設管を作業者が出入り可能な内径に形成したから、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現することができる。
【００８１】
請求項１１の発明は、トンネルの施工区間に本線構造物を施工可能な少なくとも本線トンネルを施工し、該本線トンネルを挟む両側に基地導坑を掘削し、該基地導坑を介し前記本線トンネルの外側に前記埋設管を複数布設後、前記本線トンネルを撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削するから、前記トンネル施工域に予め少なくとも本線トンネルを施工し、当該施工域の地山を補強後、基地導坑を掘削することによって、基地導坑の強度負担を軽減し、その補強を簡易化するとともに、埋設管を布設し地山の支持強度を強化後、本線トンネルと地山を撤去または掘削して、各種作業の安全性を確保することができる。
【００８２】
請求項１２の発明は、前記トンネルを、前記本線トンネルの施工に後行して施工するから、前述した各作業の安全性を確保できるとともに、前記本線トンネルの施工に追随してトンネルを施工することで、各種作業の総合的な工期の短縮化を図れ、しかもトンネル施工時に本線トンネルの施工設備や資材等を活用することができる。
請求項１３の発明は、前記本線トンネルの坑内設備や資材等を使用して、前記トンネルを施工するから、前記トンネルの合理的かつ円滑な施工を実現し、工期の短縮化と工費の低減を図ることができる。
請求項１４の発明は、前記本線トンネルが既設トンネルであるから、該本線トンネルを利用して、その拡幅を合理的かつ容易に施工することができる。
【００８３】
請求項１５の発明は、前記基地導坑の少なくとも一方と前記本線トンネルとの間に作業通路を掘削し、該作業通路を介して前記本線トンネルから前記一方の基地導坑へ、各種装置および資材等を搬入するから、本線トンネルおよびその坑内設備の活用を図れ、合理的な施工を実現することができる。
請求項１６の発明は、前記基地導坑の一方を前記本線トンネルの近接位置に掘削し、他方の基地導坑を前記本線トンネルの一側から他側端部に亘って、段階的または漸次離間しまたは近接して掘削するから、本線および分合流域の構成に応じた基地導坑を施工することができる。
【００８４】
請求項１７の発明は、前記作業通路を、前記基地導坑に複数掘削するから、前記各種装置および資材等の搬出入を容易かつ迅速に行なうことができる。
請求項１８の発明は、前記作業通路を介して、前記基地導坑に設置した各種装置等を本線トンネルへ搬出し、これを次期施工位置の作業通路を介して基地導坑へ搬入するから、前記各種装置および資材等の利用と搬出入を合理的かつ容易に行なうことができる。
請求項１９の発明は、前記本線トンネルを、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に撤去するから、本線トンネルの撤去を安全に行なえるとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避し、施工の安全性を確保することができる。
【００８５】
請求項２０の発明は、前記埋設管で区画した地山を、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に掘削するから、地山の掘削を安全に行なえるとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避し、施工の安全性を確保することができる。
請求項２１の発明は、前記基地導坑から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設するから、これらの埋設管でトンネルの外側を囲繞し、トンネルの支持強度を強化することができる。
請求項２２の発明は、前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用するから、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現することができる。
請求項２３の発明は、前記トンネルの施工区間に、前記本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工し、基地導坑の補強の簡素化と、施工の迅速化並びに工期の短縮化を増進することができる。
【００８６】
請求項２４の発明は、トンネルの施工区間に、本線構造物を施工可能な本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工し、該本線トンネルと支線トンネルの外側の一側を部分的または連続的に拡幅し、該拡幅部の一方から他方の拡幅部に向けて、曲管状の複数の埋設管を本線トンネルと支線トンネルの外側に布設し、前記本線トンネルと支線トンネルを順次撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を順次掘削するから、当該施工域に本線トンネルと支線トンネルとを施工して地山を補強し、前記トンネルの一側に従来の基地導坑と等価で施工が容易な拡幅部を設け、施工の容易化と拡幅部の補強を簡素化するとともに、前記二つのトンネルを略並行して施工することで、施工の迅速化と工期の短縮化を図ることができ、しかもトンネルの施工後は、前記拡幅部を非常駐車帯または避難域に利用することができる。
【００８７】
請求項２５の発明は、前記トンネルを、前記本線トンネルおよび支線トンネルの施工に後行して施工するから、前述した各作業の安全性を確保するとともに、前記先行トンネルの施工に追随してトンネルを施工することで、工期の短縮化を図るとともに、トンネル施工時に先行トンネルの施工設備や資材等を活用し得る利点がある。
請求項２６の発明は、前記本線トンネルと支線トンネルが既設トンネルであれば、本線トンネルと支線トンネルに布設した本線と支線を活用し、各種の装置や機材、資材等を容易かつ迅速に搬送して、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、前記トンネルの拡幅に容易に応じられる効果がある。
【００８８】
請求項２７の発明は、前記本線トンネルと支線トンネルを、例えば略一側半部と略他側半部に分けて、それぞれ段階的に撤去するから、本線トンネルと支線トンネルの撤去を安全に行なえるとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避することができる。
請求項２８の発明は、前記埋設管で区画した地山を、例えば略一側半部と略他側半部に分けて段階的に掘削するから、地山の掘削を安全に行なえるとともに、周辺の地山に対する影響を極力回避することができる。
【００８９】
請求項２９の発明は、前記拡幅部から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設するから、これらの埋設管でトンネルの外側を囲繞して、トンネルの強度を強化することができる。
請求項３０の発明は、前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用するから、前記埋設管布設時の作業者による例えば先端装置の着脱作業やその整備点検、或いは前記埋設管を利用した作業者による補助工法の施工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を地下道路トンネルのランプ部に適用した状況を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図である。
【図５】本発明の施工手順を示す図５乃至図１７において、その施工初期の本線トンネルの施工状況を示す断面図である。
【図６】本発明の施工手順を示す断面図で、図５に示す施工後の止水処理の施工状況を示している。
【図７】本発明の施工手順を示す断面図で、図６に示す施工後に通路口を設け、作業通路と基地導坑を掘削する施工状況を示している。
【図８】図７に示す作業通路と基地導坑の施工状況を示す斜視図である。
【図９】本発明の施工手順を示す断面図で、図７に示す施工後に埋設管を布設する施工状況を示している。
【図１０】図９に示す埋設管を布設する施工状況を示す斜視図である。
【図１１】本発明の施工手順を示す断面図で、図９に示す施工後の地盤改良処理の施工状況を示している。
【図１２】本発明の施工手順を示す断面図で、図１１に示す施工後の基礎桁コンクリ−ト打設等の施工状況を示している。
【図１３】本発明の施工手順を示す断面図で、図１２に示す施工後に本線トンネルの上半部のセグメントを撤去し、上半部の地山を掘削している施工状況を示している。
【図１４】本発明の施工手順を示す断面図で、図１３に示す施工後に本線トンネルの下半部のセグメントを撤去し、下半部の地山を掘削している施工状況を示している。
【図１５】本発明の施工手順を示す断面図で、図１４に示す施工後の足場を撤去してインバ−ト部を掘削し、コンクリ−トを打設している施工状況を示している。
【図１６】本発明の施工手順を示す断面図で、図１５に示す施工後の上部覆工壁の施工状況を示している。
【図１７】本発明の施工手順を示す断面図で、図１６に示す施工後に本線および支線を布設する施工状況を示している。
【図１８】本発明の第２の実施形態を示す平面図で、ランプトンネル内の分合流域の一部を、トンネルの長さ方向に沿って漸次拡幅している。
【図１９】本発明の第３の実施形態を示す施工完成後の状況を示す斜視図で、ランプトンネルの上下に埋設管を布設して、前記トンネルの外側を囲繞している。
【図２０】図１９のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。
【図２１】図１９のＥ−Ｅ線に沿う拡大断面図である。
【図２２】図１９のＦ−Ｆ線に沿う拡大断面図である。
【図２３】前記第３の実施形態の施工途中の状況を示す斜視図で、ランプトンネルの上下に埋設管を布設して、前記トンネルの外側を囲繞している。
【図２４】本発明の第４の実施形態の施工手順を示す図２４乃至図３２において、その施工初期の本線トンネルの施工状況を示す断面図である。
【図２５】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２４に示す施工後の止水処理と支線トンネルの施工状況を示している。
【図２６】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２５に示す施工後の本線トンネルと支線トンネルの拡幅施工状況を示している。
【図２７】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２６に示す施工後の埋設管布設施工状況を示している。
【図２８】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２７に示す施工後の地盤改良処理工状況を示している。
【図２９】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２８に示す施工後の基礎桁コンクリ−ト打設と、足場組み立て施工状況を示している。
【図３０】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２９に示す施工後の上半部セグメント撤去と、上半部掘削等の施工状況を示している。
【図３１】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２９に示す施工後の足場撤去と下半部掘削、下半部セグメント撤去等の施工状況を示している。
【図３２】前記第４の実施形態の施工手順を示す断面図で、図２９に示す施工後の二次覆工と構造物の施工状況を示している。
【符号の説明】
１ トンネル（ランプトンネル）
２ 地山
３ 本線トンネル
４ 支線トンネル
６ 本線
８ 支線
１３〜１６ 基地導坑
１７〜１９ 埋設管
２３〜２５ 覆工壁
２６〜３１ 作業通路
３５ 分合流域
４９〜５１ 埋設管
５７ 覆工壁
５８〜５９ 拡幅部

Claims (30)

1. 曲管状の埋設管をトンネルの長さ方向と交差して複数配置し、前記埋設管に沿って覆工壁を形成し、前記埋設管と覆工壁の両端部をトンネルの両側部で支持するトンネルの構造において、前記トンネルを、本線構造物を布設する本線トンネルと、支線構造物を布設する支線トンネルとに連通可能に設け、前記トンネル内に、前記本線構造物と、該本線構造物から支線構造物へ分流し、または支線構造物から本線構造物へ合流可能な、分合流域とを設けたことを特徴とするトンネルの構造。
2. 前記トンネルの一端部側に、前記分流部または合流部を設けた請求項１記載のトンネルの構造。
3. 前記分合流域の幅を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させた請求項１記載のトンネルの構造。
4. 前記トンネルの外側を前記埋設管で囲繞した請求項１記載のトンネルの構造。
5. 前記トンネル内の一側に、前記本線構造物を偏在させた請求項１記載のトンネルの構造。
6. 前記トンネルの内空を、前記本線トンネル空間と支線トンネル空間とを略包摂可能に形成し、または前記本線トンネル空間と支線トンネル空間との相加空間以上に拡大した請求項１記載のトンネルの構造。
7. 前記本線トンネルの内空断面を、支線トンネルの内空断面よりも大きく形成した請求項１記載のトンネルの構造。
8. 前記トンネルの内空断面を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次変化させた請求項１記載のトンネルの構造。
9. 前記トンネルの内空断面積を、トンネルの長さ方向に沿って段階的または漸次、増大若しくは減少させた請求項８記載のトンネルの構造。
10. 前記埋設管を作業者が出入り可能な内径に形成した請求項１記載のトンネルの構造。
11. トンネルの長さ方向に基地導坑を離間して掘削し、該導坑の一方から他方の基地導坑に向けて曲管状の埋設管を複数布設し、前記埋設管の両端部を前記基地導坑部で支持し、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削後、前記埋設管に沿って覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネルの施工区間に本線構造物を施工可能な少なくとも本線トンネルを施工し、該本線トンネルを挟む両側に基地導坑を掘削し、該基地導坑を介し前記本線トンネルの外側に前記埋設管を複数布設後、前記本線トンネルを撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削するようにしたことを特徴とするトンネルの築造方法。
12. 前記トンネルを、前記本線トンネルの施工に後行して施工する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
13. 前記本線トンネルの坑内設備や資材等を利用して、前記トンネルを施工する請求項１２記載のトンネルの築造方法。
14. 前記本線トンネルが既設トンネルである請求項１１記載のトンネルの築造方法。
15. 前記基地導坑の少なくとも一方と前記本線トンネルとの間に作業通路を掘削し、該作業通路を介して前記本線トンネルから前記一方の基地導坑へ、各種装置および資材等を搬入する請求項１１または請求項１２記載のトンネルの築造方法。
16. 前記基地導坑の一方を前記本線トンネルの近接位置に掘削し、他方の基地導坑を前記本線トンネルの一側から他側端部に亘って、段階的または漸次離間しまたは近接して掘削する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
17. 前記作業通路を、前記基地導坑に複数掘削する請求項１５記載のトンネルの築造方法。
18. 前記作業通路を介して、前記基地導坑に設置した各種装置等を本線トンネルへ搬出し、これを次期施工位置の作業通路を介して、基地導坑へ搬入する請求項１５記載のトンネルの築造方法。
19. 前記本線トンネルを段階的に撤去する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
20. 前記埋設管で区画した地山を段階的に掘削する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
21. 前記基地導坑から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
22. 前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
23. 前記トンネルの施工区間に、前記本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工する請求項１１記載のトンネルの築造方法。
24. トンネルの長さ方向に基地導坑を離間して配置し、該導坑の一方から他方の基地導坑に向けて曲管状の埋設管を複数布設し、前記埋設管の両端部を前記基地導坑部で支持し、前記埋設管で区画した一側の地山を掘削後、前記埋設管に沿って覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネルの施工区間に、本線構造物を施工可能な本線トンネルと、支線構造物を施工可能な支線トンネルとを略並行して施工し、該本線トンネルと支線トンネルの外側の一側を部分的または連続的に拡幅し、該拡幅部の一方から他方の拡幅部に向けて、曲管状の複数の埋設管を本線トンネルと支線トンネルの外側に布設し、前記本線トンネルと支線トンネルを順次撤去するとともに、前記埋設管で区画した一側の地山を順次掘削するようにしたことを特徴とするトンネルの築造方法。
25. 前記トンネルを、前記本線トンネルおよび支線トンネルの施工に後行して施工する請求項２４記載のトンネルの築造方法。
26. 前記本線トンネルと支線トンネルが既設トンネルである請求項２４記載のトンネルの築造方法。
27. 前記本線トンネルと支線トンネルを、それぞれ段階的に撤去する請求項２４記載のトンネルの築造方法。
28. 前記埋設管で区画した地山を段階的に掘削する請求項２４記載のトンネルの築造方法。
29. 前記拡幅部から、前記埋設管を一側方向および他側方向へ布設する請求項２４記載のトンネルの築造方法。
30. 前記埋設管として、作業者が出入り可能な内径を有する埋設管を使用する請求項２４記載のトンネルの築造方法。

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