JP2787367B2 - ハニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法 - Google Patents
ハニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法Info
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- JP2787367B2 JP2787367B2 JP2137510A JP13751090A JP2787367B2 JP 2787367 B2 JP2787367 B2 JP 2787367B2 JP 2137510 A JP2137510 A JP 2137510A JP 13751090 A JP13751090 A JP 13751090A JP 2787367 B2 JP2787367 B2 JP 2787367B2
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、主に大都市の既存建物の下の浅層部地盤
から所謂50m以深の大深度地下にかけてハニカム状の大
規模地下構造躯体を構築し床面規模の大きい大規模地下
空間を創る目的で実施されるハニカムシールド工法によ
る大規模地下空間の構築法に関する。
から所謂50m以深の大深度地下にかけてハニカム状の大
規模地下構造躯体を構築し床面規模の大きい大規模地下
空間を創る目的で実施されるハニカムシールド工法によ
る大規模地下空間の構築法に関する。
従来の技術 従来、地下空間を構築する技術としては、開削工法や
シールド工法などが一般的に実施されている。
シールド工法などが一般的に実施されている。
開削工法は、まず地上から地下空間の外周壁に相当
する部分を溝状に掘削し、その掘削部分に鉄筋を挿入し
コンクリートを打設して地中連続壁を構築し、しかる後
に地中連続壁に囲まれた内部の地盤を掘削する工法であ
る。
する部分を溝状に掘削し、その掘削部分に鉄筋を挿入し
コンクリートを打設して地中連続壁を構築し、しかる後
に地中連続壁に囲まれた内部の地盤を掘削する工法であ
る。
また、シールド工法は、シールドマシンと呼ばれる
強固な円筒形の鋼殻を地中に押し込み、この鋼殻によっ
て防護された部分の前面の地山を掘削し、後部では円筒
形の鋼殻とほぼ同じ大きさのリング状の覆工（セグメン
ト）を組み立てて既に掘削されたトンネル空間を保護す
ると共に、この覆工に反力をとってシールドマシンを前
進させる手順を繰り返してトンネルを構築する工法であ
る。
強固な円筒形の鋼殻を地中に押し込み、この鋼殻によっ
て防護された部分の前面の地山を掘削し、後部では円筒
形の鋼殻とほぼ同じ大きさのリング状の覆工（セグメン
ト）を組み立てて既に掘削されたトンネル空間を保護す
ると共に、この覆工に反力をとってシールドマシンを前
進させる手順を繰り返してトンネルを構築する工法であ
る。
なお、シールド工法の特殊な応用技術として、特開
昭64−43699号公報に記載された地下空洞の施工法は、
地上から縦坑を構築し、この縦坑の下端部からシールド
マシンを発進させて環状又はスパイラル状のシールドト
ンネルを構築し、このシールドトンネルの断面内をコン
クリートで充填して補強し、こうして構築された地下外
周壁躯体で囲まれた内側の地盤を掘削して大空洞を形成
する内容になっている。
昭64−43699号公報に記載された地下空洞の施工法は、
地上から縦坑を構築し、この縦坑の下端部からシールド
マシンを発進させて環状又はスパイラル状のシールドト
ンネルを構築し、このシールドトンネルの断面内をコン
クリートで充填して補強し、こうして構築された地下外
周壁躯体で囲まれた内側の地盤を掘削して大空洞を形成
する内容になっている。
本発明が解決しようとする課題 Ｉ） 上述した開削工法の場合は、地上に既存建物があ
る場合は、その下に地下空間を構築することはできな
い。また、地中連続壁を地上から掘削するため施工精度
に技術的な限界があり、地下の深度が深くなると正確な
鉛直性を保持し難い。しかも途中には土砂の崩壊もある
ため、せいぜい地下30m程度の深さまでしか施工するこ
とができない。
る場合は、その下に地下空間を構築することはできな
い。また、地中連続壁を地上から掘削するため施工精度
に技術的な限界があり、地下の深度が深くなると正確な
鉛直性を保持し難い。しかも途中には土砂の崩壊もある
ため、せいぜい地下30m程度の深さまでしか施工するこ
とができない。
II） シールド工法によれば、既存建物の下に地下50m
以深の大深度に及ぶトンネルを構築することは可能であ
る。しかし、現在のシールドトンネルは横断面直径がせ
いぜい10数ｍのトンネル空間しか構築することができな
い。したがって、床面積が2000m2以上に及ぶ地下大空間
を構築する目的にはとうてい供し得ない。
以深の大深度に及ぶトンネルを構築することは可能であ
る。しかし、現在のシールドトンネルは横断面直径がせ
いぜい10数ｍのトンネル空間しか構築することができな
い。したがって、床面積が2000m2以上に及ぶ地下大空間
を構築する目的にはとうてい供し得ない。
III） 次に、上記特開昭64−43699号公報に記載された
地下空洞の施工法は、大深度の地下大空間の実現性を予
感させるほど画期的な技術思想であることは認められ
る。しかし、シールドトンネルの構築、及びシールドト
ンネルを外周壁躯体に完成する手順とその信頼性、具体
性に乏しい内容と言わねばならない。例えば環状又はス
パイラル状のシールドトンネルの断面内にコンクリート
を充填しただけでは、土圧や地下水圧に対して十分な強
度、剛性を期待し難く、安全とは云えない。以上の諸点
が本発明の解決するべき課題である。
地下空洞の施工法は、大深度の地下大空間の実現性を予
感させるほど画期的な技術思想であることは認められ
る。しかし、シールドトンネルの構築、及びシールドト
ンネルを外周壁躯体に完成する手順とその信頼性、具体
性に乏しい内容と言わねばならない。例えば環状又はス
パイラル状のシールドトンネルの断面内にコンクリート
を充填しただけでは、土圧や地下水圧に対して十分な強
度、剛性を期待し難く、安全とは云えない。以上の諸点
が本発明の解決するべき課題である。
課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係るハニカム工法による大規模地下空間の構築
法は、図面に実施例を示したとおり、 構築しようとする地下空間１の両端部位に地上から縦
坑２…を構築し、前記縦坑２を発進、到達基地とするシ
ールド工法により略正六角形のトンネル３を構築し、前
記トンネル３の一辺に密着する一辺をもつ隣接の略正六
角形のトンネル３をシールド工法により構築し、以下同
様に略正六角形のトンネル３を一つのハニカム要素とし
て多数のハニカム要素３…が各々の一辺を相互に連接し
て連なりおよそ六角形の筒状をなす大規模な地下構造躯
体（第3,4図）を形成する段階と、前記地下構造躯体の
内部の地盤を掘削して地下空間を形成する段階とからな
ることを特徴とする。
の発明に係るハニカム工法による大規模地下空間の構築
法は、図面に実施例を示したとおり、 構築しようとする地下空間１の両端部位に地上から縦
坑２…を構築し、前記縦坑２を発進、到達基地とするシ
ールド工法により略正六角形のトンネル３を構築し、前
記トンネル３の一辺に密着する一辺をもつ隣接の略正六
角形のトンネル３をシールド工法により構築し、以下同
様に略正六角形のトンネル３を一つのハニカム要素とし
て多数のハニカム要素３…が各々の一辺を相互に連接し
て連なりおよそ六角形の筒状をなす大規模な地下構造躯
体（第3,4図）を形成する段階と、前記地下構造躯体の
内部の地盤を掘削して地下空間を形成する段階とからな
ることを特徴とする。
作用 略正六角形のトンネル３を一つのハニカム要素として
いるので、同トンネル３の一辺に隣接するトンネル３の
一辺とは相互に面接触の状態で密着させられ安定状態に
結合（連結）することに有利である。必要に応じて面間
にシールを介在させ、水密性を高めることもできる。ハ
ニカム要素は応力伝達が明解で、経済設計が出来、構造
的信頼性の把握が容易にできる。ハニカム要素の辺同士
の結合手段としては、ボルト接合（第８図）とかＩビー
ム接合（第9,10図）などを多彩に実施でき、結合効果の
信頼性も高いものとなる。
いるので、同トンネル３の一辺に隣接するトンネル３の
一辺とは相互に面接触の状態で密着させられ安定状態に
結合（連結）することに有利である。必要に応じて面間
にシールを介在させ、水密性を高めることもできる。ハ
ニカム要素は応力伝達が明解で、経済設計が出来、構造
的信頼性の把握が容易にできる。ハニカム要素の辺同士
の結合手段としては、ボルト接合（第８図）とかＩビー
ム接合（第9,10図）などを多彩に実施でき、結合効果の
信頼性も高いものとなる。
略正六角形のトンネル３を一つのハニカム要素として
連接させると、その六辺のうちどの一辺を選択して連接
を行なうか（第1,2図参照）によって、連接の方向性の
選択に自由度がある。そして、連接するハニカム要素の
個数を増減することにより、所望大きさの六角形（又は
異形）の筒状をなす大規模な地下構造壁躯体（第3,4図
参照）を容易、確実に構築することができる。
連接させると、その六辺のうちどの一辺を選択して連接
を行なうか（第1,2図参照）によって、連接の方向性の
選択に自由度がある。そして、連接するハニカム要素の
個数を増減することにより、所望大きさの六角形（又は
異形）の筒状をなす大規模な地下構造壁躯体（第3,4図
参照）を容易、確実に構築することができる。
場合によっては地下構造壁躯体を第６図のように二重
ハニカム壁によって形成すること、又は第７図のように
複数のハニカム筒状体を互いに隣接する形に構築するこ
とも容易に可能である。
ハニカム壁によって形成すること、又は第７図のように
複数のハニカム筒状体を互いに隣接する形に構築するこ
とも容易に可能である。
実 施 例 次に、図示した本発明の実施例を説明する。
まず第１図は、シールド工法により略正六角形のトン
ネル３を紙面と垂直方向に略水平に構築し、つづいて前
記第一のトンネル３の一辺に密着する一辺をもつ隣接の
等大で略正六角形のトンネル３もやはりシールド工法に
よって平行に構築した段階を示している。第２図は、前
記と同様な手順のくり返しによって前記略正六角形のト
ンネル３を一つのハニカム要素として多数のハニカム要
素３…を各々の一辺を相互に連接されて所定の方向へ一
連的に構築した段階を示している。さらに第３図は、前
記の手順をくり返して前記ハニカム要素３…の連接によ
るおよそ六角形の筒状をなす大規模な地下構造壁躯体の
構築を完成した段階を示している。
ネル３を紙面と垂直方向に略水平に構築し、つづいて前
記第一のトンネル３の一辺に密着する一辺をもつ隣接の
等大で略正六角形のトンネル３もやはりシールド工法に
よって平行に構築した段階を示している。第２図は、前
記と同様な手順のくり返しによって前記略正六角形のト
ンネル３を一つのハニカム要素として多数のハニカム要
素３…を各々の一辺を相互に連接されて所定の方向へ一
連的に構築した段階を示している。さらに第３図は、前
記の手順をくり返して前記ハニカム要素３…の連接によ
るおよそ六角形の筒状をなす大規模な地下構造壁躯体の
構築を完成した段階を示している。
ちなみに、シールド工法によるトンネル３の構築は、
第５図に例示したように、構築しようとする地下空間の
両側部位に予め地上から所定大きさの縦坑２…を構築
し、この縦坑２をシールドマシンの発進、到達基地とし
てシールドトンネルを構築する。
第５図に例示したように、構築しようとする地下空間の
両側部位に予め地上から所定大きさの縦坑２…を構築
し、この縦坑２をシールドマシンの発進、到達基地とし
てシールドトンネルを構築する。
このとき、ハニカム要素であるシールドトンネル3,3
後の連接手段としては、第８図に示したボルト接合方式
と、第9,10図に示したＩビーム接合方式などを実施する
ことができる。
後の連接手段としては、第８図に示したボルト接合方式
と、第9,10図に示したＩビーム接合方式などを実施する
ことができる。
第８図のボルト接合方式は、相互に一辺を密着された
トンネル3,3を構築した後に、各々の密着された辺の覆
工（セグメントによるシールド壁）同士を貫通するボル
ト孔を多数設け、同ボルト孔に高張力ボルトを通しナッ
トで強力に締め付けて一体的に結合する。
トンネル3,3を構築した後に、各々の密着された辺の覆
工（セグメントによるシールド壁）同士を貫通するボル
ト孔を多数設け、同ボルト孔に高張力ボルトを通しナッ
トで強力に締め付けて一体的に結合する。
また、第9,10図のＩビーム接合方式は、先行して構築
されたトンネル３のセグメントの一辺に、トンネル軸線
方向に平行な配置で複数のＩビーム7,7を予め取り付け
突設しておく。そして、隣接する後続のトンネル３の構
築は、前記先行のＩビーム７をガイドにしてシールド掘
削を行ない、セグメントを組み立てることによって、両
ハニカム要素のセグメント相互の一辺をＩビーム７で接
合した状態で完成されるのである。
されたトンネル３のセグメントの一辺に、トンネル軸線
方向に平行な配置で複数のＩビーム7,7を予め取り付け
突設しておく。そして、隣接する後続のトンネル３の構
築は、前記先行のＩビーム７をガイドにしてシールド掘
削を行ない、セグメントを組み立てることによって、両
ハニカム要素のセグメント相互の一辺をＩビーム７で接
合した状態で完成されるのである。
なお、ハニカム要素の互いに密着される一辺同士の面
間には予めシール材を介在せしめて水密性を確保するこ
とが行なわれる。
間には予めシール材を介在せしめて水密性を確保するこ
とが行なわれる。
シールド工法で構築される略正六角形のトンネル３の
対角線方向の大きさはおよそ10m位とし、第３図は前記
のトンネル３をハニカム要素として18個連接することに
よって、第４図に指示したＸ寸法の大きさがおよそ40m
に及ぶ略六角形の地下構造壁躯体を完成した状況を示し
ている。
対角線方向の大きさはおよそ10m位とし、第３図は前記
のトンネル３をハニカム要素として18個連接することに
よって、第４図に指示したＸ寸法の大きさがおよそ40m
に及ぶ略六角形の地下構造壁躯体を完成した状況を示し
ている。
第４図は、前記の地下構造壁躯体を内側の地盤を掘削
して地下空間１を構築した段階を示している。従って、
第５図のＹ寸法を50m〜100mとするときは、約4000m2の
大規模な床面積の地下空間１を構築できることになる。
して地下空間１を構築した段階を示している。従って、
第５図のＹ寸法を50m〜100mとするときは、約4000m2の
大規模な床面積の地下空間１を構築できることになる。
なお、第５図の縦坑２は、地下空間１の両端面の構造
壁を形成すると共に、地上のアクセス手段に利用され
る。
壁を形成すると共に、地上のアクセス手段に利用され
る。
各ハニカムシールドトンネルは、これをコンクリート
等で充填して強度を高める場合の他、トンネル空間とし
たまま共同溝などに利用する場合がある。
等で充填して強度を高める場合の他、トンネル空間とし
たまま共同溝などに利用する場合がある。
その他の実施例 （その１） 第６図は、ハニカムシールドトンネル３を
内外二重壁構造に構築した実施例を示している。かくす
ると地下構造壁躯体の強度、剛性が大きく高まり、例え
ば第５図のＹ寸法が大きい場合などに特に土圧による曲
げモーメントに対する強度に有利である。
内外二重壁構造に構築した実施例を示している。かくす
ると地下構造壁躯体の強度、剛性が大きく高まり、例え
ば第５図のＹ寸法が大きい場合などに特に土圧による曲
げモーメントに対する強度に有利である。
（その２） 第７図は、ハニカムシールドトンネル３に
よる筒状体を３個（個数はこの限りではない）互いに隣
接せしめて構築した実施例を示している。かくすると、
筒状体の集合効果によって地下構造壁躯体の強度、剛性
が高まり、かつ規模の大きい地下空間の構築に寄与す
る。
よる筒状体を３個（個数はこの限りではない）互いに隣
接せしめて構築した実施例を示している。かくすると、
筒状体の集合効果によって地下構造壁躯体の強度、剛性
が高まり、かつ規模の大きい地下空間の構築に寄与す
る。
（その３） ハニカムシールドトンネル３による筒状体
を地面から垂直下向きに構築し、これを大規模な石油備
蓄タンクなどに利用することも可能である。
を地面から垂直下向きに構築し、これを大規模な石油備
蓄タンクなどに利用することも可能である。
本発明が奏する効果 上記した本発明のハニカム工法による大規模地下空間
の構築法によれば、ハニカムが持つ周知の構造的、力学
的特性、即ち応力伝達が明確で、接合部を面接触で強固
に水密的に行なえ、かつハニカム要素の連接の方向性や
個数の選択（設計）の自由度が大きいことに基いて、地
下空間１の大きさや形状を自由自在に設計して、構造的
安定性の高い地下空間を既存のシールド工法で容易、確
実に構築することができる。
の構築法によれば、ハニカムが持つ周知の構造的、力学
的特性、即ち応力伝達が明確で、接合部を面接触で強固
に水密的に行なえ、かつハニカム要素の連接の方向性や
個数の選択（設計）の自由度が大きいことに基いて、地
下空間１の大きさや形状を自由自在に設計して、構造的
安定性の高い地下空間を既存のシールド工法で容易、確
実に構築することができる。
第１図〜第４図は本発明の構築法の枢要な工程図、第５
図はシールド工法を実施する概念図、第６図と第７図は
地下空間の異なる実施例を示した断面図、第８図はハニ
カム要素のボルト接合を示した断面図、第９図と第10図
はＩビーム接合を示した断面図である。 １……地下空間、２……縦坑 ３……トンネル（ハニカム要素）
図はシールド工法を実施する概念図、第６図と第７図は
地下空間の異なる実施例を示した断面図、第８図はハニ
カム要素のボルト接合を示した断面図、第９図と第10図
はＩビーム接合を示した断面図である。 １……地下空間、２……縦坑 ３……トンネル（ハニカム要素）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E21D 13/02 E21D 13/00
Claims (1)
- 【請求項１】構築しようとする地下空間の両端部位に地
上から縦坑を構築し、前記縦坑を発進、到達基地とする
シールド工法により略正六角形のトンネルを構築し、前
記トンネルの一辺に密着する一辺をもつ隣接の略正六角
形のトンネルをシールド工法により構築し、以下同様に
略正六角形のトンネルを一つのハニカム要素として多数
のハニカム要素が各々の一辺を相互に連接して連なりお
よそ六角形の筒状をなす大規模な地下構造躯体を形成す
る段階と、前記地下構造躯体の内部の地盤を掘削して地
下空間を形成する段階と、からなることを特徴とするハ
ニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137510A JP2787367B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | ハニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137510A JP2787367B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | ハニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431600A JPH0431600A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2787367B2 true JP2787367B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=15200358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137510A Expired - Fee Related JP2787367B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | ハニカムシールド工法による大規模地下空間の構築法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787367B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106437779A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-02-22 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种蜂巢式地下工程结构体系 |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2137510A patent/JP2787367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106437779A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-02-22 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种蜂巢式地下工程结构体系 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431600A (ja) | 1992-02-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |