JP2818839B2

JP2818839B2 - トンネルの合流方法および分岐方法

Info

Publication number: JP2818839B2
Application number: JP2181294A
Authority: JP
Inventors: 広志風間; 嘉信井上; 義昭根上; 紀治三宅; 篤傳田; 裕之久保; 和夫宮沢; 晋一西村; 英樹荻原; 雄一菊池; 勉木内; 徹後藤; 誠長谷川; 房男川上; 章浩本多; 昭栄池田; 孝雄中川; 都男渋江; 康正鈴木; 秀夫辻
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH0468199A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、トンネルの合流方法および分岐方法に係わ
り、特に、本出願人が先に発明した大断面トンネルに適
用して好適なトンネルの合流方法および分岐方法に関す
るものである。

【従来の技術】

現在、トンネル工法としては既に様々なものが提供さ
れている。これらトンネル工法のうち、特にシールド工
法は硬岩以外のあらゆる地山に適用でき、しかも地山施
設に影響を与えず、地下深部の施工が可能である等の利
点を有するため、近年特にその施工実績が増加してい
る。また近年では、地下の利用ニーズが高まり、それに
伴いトンネルもその大断面化が要求されてきている。そ
して、上記シールドトンネルにおいても、そのようなト
ンネルの大断面化の要求に応えるべく大口径のものが施
工されるようになってきており、最近では外径14m以上
となるシールド機も計画されている。しかしながら、上記のようにシールドトンネルはほと
んどあらゆる地盤に対して使用することができ、かつ大
深度にも向くといった利点を有するものの、下記の如き
欠点がある。すなわち、シールド機はその掘削径が大径
となると、一般に、Ｗ＝2.5D²〜3.5D²（D:シールド機外
径、W:シールド機重量）の関係で重量が増加すると言わ
れており、このように大形化されたシールド機は単に重
量が極めて重くなるばかりでなく、製作，仮組み，運
搬，現場組立，現場設備等のあらゆる面で人手およびコ
ストが急激に嵩むものとなる。また、特にこのような超
大形シールド機においては、工場設備等の関係で、試運
転の実施さえ極めて困難な状況にあるのが現状となって
いる。また、特に、シールド工法によってトンネルの合流部
・分岐部の施工を行うことは不可能であった。このため従来では、シールドトンネルにおいても、そ
のような合流・分岐部についてはNATM工法あるいは開削
工法により実施するか、あるいはこのように合流・分岐
が必要なトンネルについては当初よりNATM工法により計
画していた。NATM工法では、断面形状の変更、分岐部施
工が自由であるからである。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、周知の如くNATMトンネルは切羽や掘削
地山の崩壊防止を図りながら掘り進めていくものである
ため、大断面となるとそのための付帯工事が大掛かりと
なり多大な工数が掛かるものとなる。また、特に大深度
では地下水対策のために薬注等の補助工法が必須であ
り、しかも薬注作業は非常に高価であるばかりでなく、
これら薬注を実施しても完全な遮水は臨むことができな
い、といった問題を含んでいる。また、それら分岐部を開削工法で行う方法では、地表
に於いて広大な用地を必要とする上、特に大深度では山
留め支保工が大規模となると共に掘削土量も膨大なもの
となり、しかも、地中に地下鉄，下水等の構造物が存在
する場合には施工できないといった多々の問題が生ず
る。ところで本出願人は、上記の如き弊害を生ずることな
くトンネルの大断面化が図れるトンネルとして、第23図
に示す如きトンネルを先に発明し、既に出願した（特願
平２−4074号明細書「大断面トンネルおよびその構築方
法」）。このトンネルの概略を説明すると、該トンネル30は、
アーチ状または筒状に形成され地山の土圧に抗して内部
空間を形成するトンネル構造体２と、該トンネル構造体
２の内側に形成されるトンネル空間３とからなる大断面
トンネルにおいて、前記トンネル構造体２を、多数の小
径トンネル構造物4,4,…を連設することにより構築した
ものである。小径トンネル構造物４は、シールドトンネ
ル工法あるいは推進管トンネル工法等により構築され
る。そして、この大断面トンネル30は、それら多数の小
径トンネル構造物４により構成された前記トンネル構造
体２を地山Ｇ内に予め構築した後、該トンネル構造体２
により囲まれた部分を掘削してトンネル空間３を形成す
ることにより構築するものとしている。また、トンネル
構造体２を構成する前記各小径トンネル構造物４は、隣
合うものどうしでその覆工体８どうしが重合（オーバー
ラップ）することにより該覆工体８が一体に形成された
ものとなっている。上記の大断面トンネル30によれば、例えば小径トンネ
ル構造物４をシールドトンネルにより構成した場合、小
径なるシールド機により低コストにて大断面トンネルを
構築することができる。しかも、前記覆工体８が一体化
されることにより強固なトンネル構造体２を実現でき、
さらには、シールド工法を適用できる全ての地山に適用
できる、等の優れた効果を奏するものとなる。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、本出願
人が先に発明し、優れた作用を有する上記トンネルの合
流・分岐を実現することにより、シールドトンネルおよ
びNATMトンネルがそれぞれ抱える上記弊害を一挙解消す
る、トンネルの合流方法および分岐方法を提供するもの
である。

【課題を解決するための手段】

本発明の請求項１に記載した発明は、アーチ状または
筒状に形成され地山の土圧に抗して内部空間を形成する
トンネル構造体と、該トンネル構造体の内側に形成され
るトンネル空間とから成り、しかも前記トンネル構造体
が、多数の小径トンネル構造物がそれらの径方向に重合
するように連設されることにより構成された複数のトン
ネルを合流させる方法であって、前記各トンネルの進路
を、これら各トンネルの軸線が相対的に漸次接近して最
終的に１本に収束するように変更し、上記トンネルの進
路の変更により各トンネルが漸次近接し前記各トンネル
構造体が接触した時点より、それら互いに接触する一方
のトンネル構造体の小径トンネル構造物の間に他方のト
ンネルの構造体の小径トンネル構造物を順次割り込ませ
て重合させてゆき、それら双方の小径トンネル構造物が
互いに重合してなる合成部分については正面断面視にお
いて該合成部分が直線的となるように小径トンネル構造
物を配列していくことにより中壁を構成していくと共
に、各トンネル構造体の前記中壁以外の曲面部について
は該曲面部を構成する小径トンネル構造物の重合状態が
常に一定に保持されるよう該曲面部の曲率半径を漸次大
きくして行き、最終的に、所定の曲率半径を有したトン
ネル構造体を構成することを特徴とするものである。また、本発明の請求項２に記載した発明は、アーチ状
または筒状に形成され地山の土圧に抗して内部空間を形
成するトンネル構造体と、該トンネル構造体の内側に形
成されるトンネル空間とから成り、しかも前記トンネル
構造体が、多数の小径トンネル構造物がそれらの径方向
に重合するように連設されることにより構成されて成る
トンネルの分岐方法であって、少なくとも前記トンネル
の分岐前において、予め前記トンネル空間内に、前記ト
ンネル構造体を構成する前記小径トンネル構造物と略同
径の小径トンネル構造物を連設することにより中壁を形
成して前記トンネル空間を複数の空間に分割し、前記ト
ンネルの分岐開始点より前記中壁を構成した小径トンネ
ル構造物を、前記トンネル構造体の一部を成すよう順次
トンネル構造体側に供給していくことにより、前記複数
に分割したトンネル空間のそれぞれを互いに離間させて
ゆき、最終的に、前記中壁を構成していた小径トンネル
構造物と、分岐前の元のトンネルを構成していた小径ト
ンネル構造体とにより、それぞれ独立したトンネル構造
体を有したトンネルを構成することを特徴とするもので
ある。

【作用】

本発明に係るトンネルの合流方法は、トンネル構造体
が多数の小径トンネル構造物の連設体により構成された
トンネルどうしを合流するものである。合流させるべき
トンネルどうしが相対的に接近し、トンネル構造体が違
いに接触するようになったら、互いのトンネル構造体を
それぞれ構成する前記小径トンネル構造物どうしを、互
いに割り込ませていく。合流させるべきトンネルの軸間
距離がさらに小さくなっていくことにより、それら割り
込み・重合により構成される合成部分が徐々に長くなっ
ていくが、その際、この合成部分を壁状（中壁）に形成
していく。また、トンネル構造体の重合されない曲面部は、前記
中壁が延びるのに応じてそのＲ（アール：曲率半径）を
徐々に大きくしていく。やがて、合流させるべきトンネルのトンネル構造体の
曲面部どうしは、互いに連続したひとつの所定形状のも
のとなる。その時点でトンネルの合流が完成される。内
部に残った中壁は、必要に応じて撤去してもよい。一方、本発明に係るトンネルの分岐方法は、上記トン
ネルの合流方法の逆を行うことにより１つのトンネルを
複数のトンネルに分離されるものである。

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１図ないし第５図は本発明の請求項１に係るトンネ
ルの合流方法の一実施例を、またそれと同時に本発明の
請求項２に係るトンネルの分岐方法の一実施例を示すも
のである。また、第６図はトンネルの合流部（分岐部）
近傍をトンネル空間についてのみ図示した平面断面図で
ある。ここで、第１図は第６図のｌ−ｌ線、第２図は同
じくｍ−ｍ線、第３図はｎ−ｎ線、第４図はｉ−ｉ線に
沿った断面に対応したものとなっている。まず、本発明の請求項１に係る発明であるトンネルの
分岐方法について説明する。第１図ないし第５図において、第１図は合流直前にあ
る２本のトンネル、すなわち第１のトンネルT₁および第
２のトンネルT₂を、第４図（第５図）は合流が完全に完
了された後のトンネルＴを示している。また、第２図お
よび第３図はそれぞれ合流途中にあるトンネルを示した
ものとなっている。第１図に示す２本のトンネルT₁,T₂において、第２の
トンネルT₂は第１のトンネルT₁よりも大径のものとなっ
ている。これら第１・第２のトンネルT₁,T₂は共に、先
に第23図に示したものと同構成のものである。すなわち、第１のトンネルT₁について説明すれば、該
第１のトンネルT₁は、全体として筒状に形成され地山Ｇ
の土圧に抗して内部空間を形成するトンネル構造体2A
と、該トンネル構造体2Aの内部に形成される第１のトン
ネル空間3Aと、から構成されている。前記トンネル構造体2Aは、構築すべき第１のトンネル
T₁の長手方向に形成された多数の小径トンネル構造物4,
4,…がそれらの径方向に連設されることにより構成され
ている。本実施例においては、これら小径トンネル構造
物4,4,…が径方向に環状に配設されることにより、この
トンネル構造体２は全体的に断面円形の筒状を成してい
る。また、これら小径トンネル構造物4,4,…の一つひと
つは、本実施例ではシールドトンネルにより構成された
ものとなっている。すなわち、第８図に示すように、こ
れら小径トンネル構造物４は、多数のセグメント5,5,…
により組み立てられた筒状構造体６と、該筒状構造体６
の背面側に後打ちされたコンクリートあるいはモルタル
等の裏込め硬化充填材７とから成る覆工体８により覆工
されたものとなっている。ただしここで、前記筒状構造
体６の、シールド機によって掘削された掘削穴９の内径
に対する径は、通常一般のシールドトンネルと比べた場
合に小径のものとなっている。また、前記各小径トンネ
ル構造物４は、隣り合う小径トンネル構造物４との離間
寸法が小径トンネル構造物４自身の外径より小さく設定
されており、これにより、互いに隣接する小径トンネル
構造物４の前記裏込め硬化充填材７どうしは互いに重合
したものとなっている。そして、これにより、各小径ト
ンネル構造物4,4,…は連続して一体化されたものとなっ
ている。第２のトンネルT₂も上記第１のトンネルT₁と同構造で
ある。なお、第１図に示す構成において、各小径トンネ
ル構造物４の外径は例えば4m、第１のトンネルT₁の内径
（第１のトンネル空間3Aの径）は例えば14m、第２のト
ンネルT₂の内径（第２のトンネル空間3Bの径）は例えば
20mとしている。前記第１のトンネルT₁を構築するには、初めに、多数
の小径トンネル構造物4,4,…より成るトンネル構造体2A
を地山Ｇ内に先行構築する。このトンネル構造体2Aの構
築は下記の工程により行う。すなわちまず、第１図に示した完成時において互いに
隣接する小径トンネル構造物4,4,…のうち、一つ置きに
配列されるもの（先行小径トンネル構造物4A）を先行構
築する（第９図参照）。これら先行小径トンネル構造物4Aの構築は、各小径ト
ンネル構造物４をここではシールドトンネルより構成し
たものであるから、通常一般のシールド工法と同要領に
より行うことができる。すなわち第13図に示すように、
シールド機10を、その前面に設けたカッタ11により地山
Ｇを掘削しながら推進させるとともに、シールド機10の
後方にて掘削穴９内に円弧状のセグメント5,5,…をリン
グ状に組み上げて行き筒状構造体６を形成していく。た
だし、この場合、前記シールド機10としてテールボイド
の極めて大きいものを使用し、これにより筒状構造体６
は、掘削穴９内径に対して小径に形成されたものとなっ
ている。筒状構造体６が形成された部分については、そ
の背面側空隙すなわち筒状構造体６と掘削穴９との間に
前記裏込め硬化充填材７を打設する。これによって覆工
体８が完成される。なお、同第９図中矢印は、裏込め硬
化充填材７の打設状態を示すものである。上記方法により、第10図に示すように先行小径トンネ
ル構造物4A,4A,…が地山Ｇ内に形成されたならば、次い
でそれら各先行小径トンネル構造物4Aの間に後行小径ト
ンネル構造物4B,4B,…を形成する。第11図に示すように、該後行小径トンネル構造物4Bの
形成工程も前記先行小径トンネル構造物4Aと同様であ
る。ただし、先行小径トンネル構造物4A,4A,…の離間距
離は上述した如く小径トンネル構造物４自身の径寸法よ
りも小さく設定されているので、２本の先行小径トンネ
ル構造物4A,4A間に後行小径トンネル構造物4Bを形成す
る際には、地山Ｇと共に、両側の先行小径トンネル構造
物4A,4Aを構成する前記裏込め硬化充填材７の一部をも
同時に掘削（切削）するものとする。その際、先行小径
トンネル構造物4Aを構成する前記筒状構造体６が小径に
形成されているので、この筒状構造体６と干渉すること
なく裏込め硬化充填材７のみを切削するすることが可能
である。そして、上記の如くシールド機10にて２つの先行小径
トンネル構造物4A,4A間を掘削するとともに、その掘削
穴９内に筒状構造体６を組み立ててゆき、その後その背
面側に裏込め硬化充填材７を打設すれば、第12図に示す
ように、先行小径トンネル構造物4A,4A,…と連続した後
行小径トンネル構造物4B,4B,…が形成され、これにより
トンネル構造体2Aが構築される。そして、上記の如くこれら小径トンネル構造物4,4,…
によりトンネル構造体2Aが構築されたならば、地山Ｇに
おける該トンネル構造体2Aにより囲繞された部分を掘削
して前記第１のトンネル空間3Aを形成すれば、第１のト
ンネルT₁が完成する。トンネル構造体2Aの内部地山の掘
削は、通常一般に使用される掘削機によればよい。この
際、前記トンネル構造体2Aが既に地山Ｇ内に構築され、
これにより地山Ｇが支持されているので、支保工等、補
強のための付帯工事を一切行うことなく、あるいは極め
て簡便な補強工事のみで安全に掘削することができる。第２のトンネルT₂の構築も上記第１のトンネルT₁と同
要領である。ただし、本実施例では、該第２のトンネル
T₂にあっては、トンネル構造体2Bの外方に、該トンネル
構造体４に沿わせて、予備の小径トンネル構造物（予備
小径トンネル構造物）４′を予め複数本（図示例では３
本）構築したものとなっている。これら予備小径トンネ
ル構造物４′の作用については後述する。なお、これら
予備小径トンネル構造物４′の構築は、前記小径トンネ
ル構造物４と同様の要領により可能であり、トンネル構
造体2Bを構成する小径トンネル構造物4,4,…が構築され
た後、それら小径トンネル構造物４と重合するように構
築すればよい。さて、上記の如き構成とされた第１のトンネルT₁と第
２のトンネルT₂とを合流させるには、下記の如くすれば
よい。まず、第６図に示す如く、合流させるべき第１のトン
ネルT₁と第２のトンネルT₂の進路を、これら両トンネル
T₁,T₂の軸線が相対的に漸次接近し、最終的に１本に収
束するよう変更する。第１図はこの第６図におけるｌ−
ｌ線に沿う断面を見たもの（第６図はトンネル空間３
（3A,3B）のみ図示）で、上記の進路変更により両トン
ネルT₁,T₂が近接している状態を示しているものであ
る。上記双方のトンネルT₁,T₂がさらに接近すると、やが
て両トンネルT₁,T₂のトンネル構造体2A,2Bが接触する。
この状態となったならば、その接触部において、第１お
よび第２のトンネルT₁,T₂をそれぞれ構成するトンネル
構造体2A,2Bの構成体である前記小径トンネル構造物４
を互い違いに割り込ませ漸次重合させていく。この双方
のトンネルT₁,T₂における小径トンネル構造物４どうし
の割り込み個数は、両トンネルT₁,T₂の中心軸がさらに
接近することにより漸次増加していく。このとき、これ
ら双方のトンネルT₁,T₂の小径トンネル構造物４が重合
・合成される部分については、第２図に示すようにこれ
らトンネルT₁,T₂の正面断面視において、それら合成さ
れた小径トンネル構造物4,4,…が直線的に配設されるよ
うに構築する。すなわち、ちょうど、それら合成された
小径トンネル構造物4,4,…が双方のトンネル空間3A,3B
を仕切る中壁12を成す如き形状となる。また、上記の如く、両トンネルT₁,T₂の重なり部につ
いて小径トンネル構造物4,4,…を合成していくのに併せ
て、それぞれのトンネル構成体2A,2Bにおけるその他の
部分すなわち小径トンネル構造物4,4,…が曲面状に連設
された部分については、それら曲面部のＲ（アール：曲
率半径）を漸次大きくしていく。ただしその際、各小径
トンネル構造物4,4,…間の重合率つまり重合部の寸法
は、第１図に示した合流前の状態と同一となるよう保持
する。ただし、本実施例においては上述の如く第２のトンネ
ルT₂についてはトンネル構造体2Bの外方に予備小径トン
ネル構造物４′を複数本構築したものとしているが、こ
れら予備小径トンネル構造物４′については下記の如く
施工する。すなわち、上記述べたように第２のトンネルT₂のトン
ネル構造体2Bの曲面部の曲率半径を大きくする際に、該
トンネル構造体2Bを構成する各小径トンネル構造物4,4,
…のうち予備小径トンネル構造物４′と重合した小径ト
ンネル構造物４については、第２図に示すように互いの
離間距離を大きくし（重合率を小さくし）、その間に予
備小径トンネル構造物４′を順次割り込ませていくよう
にする。第３図は、上記２本のトンネルT₁,T₂の軸線の離間距
離がさらに接近した状態を示している。上記の施工を順
次続行することにより、この状態（第６図におけるｎ−
ｎ線に沿う断面）では、前記中壁12を構成する小径トン
ネル構造物4,4,…の数が第２図に示したものよりさらに
増え、かつ、両トンネルT₁,T₂の曲面部のＲが一層大き
くなる。また、予備小径トンネル構造物４′と重合する
小径トンネル構造物４どうしの離間距離はさらに大きく
なり、それら双方の小径トンネル構造物4,4間に予備小
径トンネル構造物４′が大きく割り込んだ状態となる。
また、第１のトンネルT₁のトンネル構造体2Aの曲面部と
第２のトンネルT₂のトンネル構造体2Bの曲面部とが、徐
々に滑らかに連続した形状となる。そして、やがて、両トンネルT₁,T₂の軸線が完全に一
致した状態においては、第４図に示すように、第１のト
ンネルT₁のトンネル構造体2Aの曲面部と第２のトンネル
T₂のトンネル構造体2Bの曲面部とが同一のＲを描き、完
全に１つの円を構成する。また、前記予備小径トンネル
構造物４′についても、トンネル構造体2Bの曲面部を構
成していた小径トンネル構造物4,4,…と完全に一体化さ
れたものとなる。つまり、これにより、１つの円筒形状
を成した新たなトンネル構造体２が形成されたこととな
る。ここで、該トンネル構造体２を構成する小径トンネ
ル構造物4,4,…（予備小径トンネル構造物４′を含む）
と、前記中壁12を構成した小径トンネル構造体4,4,…の
数の合計は45個であり、第１図に示した第１のトンネル
T₁と第２のトンネルT₂を構成する小径トンネル構造物４
および予備小径トンネル構造物４′を加えた数と同数と
なっている。そして、実施例では、前記トンネル構造体
２の内径は30mのものとなっている。そして、上記の如く完全な筒状を形成した所定のトン
ネル構造体２が構築されるようになったならば、以降
は、該トンネル構造体２をトンネル外殻とするトンネル
Ｔを長手方向に構築してゆけばよい。その際、前記中壁
12は、上記の如きトンネル構造体２が形成された時点で
その構築をストップさせてもよい。その場合には、第５
図に示す如く、トンネル空間３が１つとなったトンネル
Ｔが形成される。なお、２本のトンネルT₁,T₂の軸線が１本に収束され
る前に、双方のトンネルT₁,T₂のトンネル空間3A,3Bを連
通させる必要がある場合には、例えば第７図に示すよう
に、補強構造体13をトンネルT₁,T₂の長手方向に所定間
隔で設けることにより、前記中壁12の一部または全部撤
去、あるいは中壁12の構築を途中で停止してもよい。こ
のようにした場合には、第１のトンネル空間3Aと第２の
トンネル空間3Bとを早い時点で合流させて、幅広のトン
ネル空間３を構成することが可能である。以上のように、上記トンネルの合流方法によれば、多
数の小径トンネル構造物４を連設することにより構築さ
れて、優れた利点を有するトンネルT₁,T₂を極めて合理
的に合流させることができる。また、トンネルT₁,T₂の
合流に当たっては、上記のように、双方のトンネルT₁,T
₂をそれぞれ構成するトンネル構造体2A,2Bの重なり部を
中壁12として両トンネル空間3A,3Bの間に形成するた
め、合流途中にあるトンネル構造体がこの中壁12に支持
され、常に全体の強度が保たれるものとなる。また、中
壁12が不要なときには、適宜な補強を行うことによって
該中壁12の一部または全部を撤去することも可能であ
る。さらに、上記実施例では、第２のトンネルT₂に予備小
径トンネル構造物４′を予め形成しておき、該予備小径
トンネル構造物４′が最終的に、トンネルＴのトンネル
構造体２の一部を構成するようにしたので、合流後のト
ンネルＴを、目的とする所要の内径のものとすることを
可能としている。したがって、本発明において、前記予
備小径トンネル構造物４′は必ず設けなければならない
ものではなく、合流後のトンネルＴの大きさに応じて適
宜設ければよい。また、実施例では前記予備小径トンネル構造物４′を
第２のトンネルT₂のみに付設したものを示したが、第１
のトンネルT₁に付設してもよい。さらに実施例では、第
１のトンネルT₁と第２のトンネルT₂の大きさを異なるも
のとしているが、これら両トンネルT₁,T₂は同一径のも
のであっても無論よい。両トンネルT₁,T₂が同一径であ
った場合には、前記中壁12は第４図の状態においてトン
ネル構造体２の中央部に形成されるものとなる。またさらに、実施例では、第１・第２の２本のトンネ
ルT₁,T₂を合流させる場合についてのみ説明したが、上
記方法により３本以上のトンネルT₁,T₂,T₃,…を合流さ
せることも可能である。次に、第14図ないし第21図のものは、合流前の第１お
よび第２のトンネルT₁,T₂を構成するトンネル構造体2A,
2Bのその他の構成例を示したものである。これらの図に
おいて上記実施例のものと同じ構成要素には同一符号を
付してその説明を省略するものとする。上記図示されたものについて説明すると、第14図のも
のは、各小径トンネル構造物４を構成する覆工体８の内
部、つまりこの場合では筒状構造体６の内部空間内をコ
ンクリート15で充填したものである。また、第15図のものは、各小径トンネル構造物４のう
ち、先行小径トンネル構造物4Aの覆工体８を、後行小径
トンネル構造物4Bとの重なり部において非重なり部より
も肉厚に形成したものである。第16図のものは、小径トンネル構造物４の覆工体８の
内部に、小径トンネル構造物４の連設方向に延びた補強
部材16を設けたものである。また、本構成のものでは、
後行小径トンネル構造物4Bのテールボイドは先行小径ト
ンネル構造物4Aのテールボイドに対し小さいものとして
いる。第17図のものは、上記第16図のものにおいて前記補強
部材16どうしを接続金具17およびつなぎ部材18を介して
接続することにより補強部材16を一体化させたものであ
る。第18図のものは、上記第17図のものにおいて覆工体８
の内部にコンクリート15を充填したものである。第19図のものは、各小径トンネル構造物４の覆工体８
を、セグメント覆工法に因らず場所打ちライニング工法
により形成したものである。なお図示のものは、覆工体
８を上記第15図のものと同様の形状としている。さらに、第20図のものは、トンネル構造体２を構成す
る小径トンネル4,4,…のうち先行小径トンネル構造物4A
を第21図に示した構造としたものである。第21図に示す
先行小径トンネル構造物4Aは、覆工体８を全て特殊セグ
メント５′,5′，…により構成したものである。この特
殊セグメント５′は、前述のセグメント５と裏込め硬化
充填材７とにより構成される覆工体８におけるセグメン
ト５に相当する部分がRC造（鉄筋コンクリート造）また
は鋼製の高強度部5aとなっており、裏込め硬化充填材７
に相当する部分が無筋コンクリート部5bとなったもので
ある。すなわち、後行小径トンネル構造物4Bの構築の際
には該先行小径トンネル構造物4Aの前記無筋コンクリー
ト部5bの部分を切削するようにしたものである。ちなみ
にこの場合には、先行小径トンネル構造物4Aの構築の際
に、現場打ちコンクリートの打設が必要なくなると共
に、均一な品質がのものが確実に得られるものとなる。上記実施例に述べたトンネルの合流方法は、トンネル
T₁,T₂を構成するトンネル構造体2A,2Bがそれぞれ上記何
れの構造のものであっても同様に適用することができ
る。さらに、上記実施例においては、トンネル構造体2A,2
Bが縦断面において筒状に閉環された構成のものについ
て説明したが、本発明に係るトンネルの拡径方法は、第
22図に示すように例えばトンネル空間3A,3Bの一部（図
示例のものは上半部）のみが上記の如く小径トンネル構
造物4,4,…により構成されたものに対しても上記同様に
適用することが可能である。なお、この第22図に示すト
ンネルＴでは、トンネル底部（インバート部）にコンク
リート19を打設したものとなっている。次に、本発明に係るトンネルの分岐方法の一例につい
て説明する。本発明に係るトンネルの分岐方法は、概略的には上記
説明したトンネルの合流方法の逆の作業を行うことによ
って達成される。すなわち、分岐すべき元のトンネルが
上記第５図に示したトンネルＴであったと仮定すると、
第４図，第３図，第２図は分岐途中の状況を示したも
の、そして第１図に示すものが分岐完了されたトンネル
T₁,T₂となる。本発明に係るトンネルの縮径方法の一実施例について
さらに詳しく説明すれば、第５図に示すトンネルＴを分
岐させるには、少なくとも、該トンネルＴの分岐開始点
より手前で、該トンネルＴを構成するトンネル構造体２
の内部に、第４図に示す如く前記中壁12を形成する。前記中壁12は、小径トンネル構造物4,4,…を径方向に
連設することにより構成する。この中壁12を構築するに
あたり、該中壁12はトンネルＴのトンネル構造体２と同
時に、当初より形成しておいてもよい。すなわち、トン
ネル構造体２を形成する小径トンネル構造物4,4,…を構
築するためには、これら各小径トンネル構造物4,4,…を
構築するための前記シールド機10,10,…をそれぞれ図示
しない立坑より発進させる必要があるわけであるが、そ
の際に、前記中壁12を構成する小径トンネル構造物４用
のシールド機も、その立坑より同時に発進させるわけで
ある。分岐以前の区間において中壁12が不要である場合
には、トンネル空間３を形成すべくトンネル構造体２の
内部の掘削を行う際に中壁12を取り壊せばよい。また、
中壁12が存在しても支障とならない場合には、中壁12は
そのまま残し、トンネル構造体２のための補強体として
機能させてもよい。さらに、前記トンネルＴの分岐開始
前において、中壁12用の小径トンネル構造物4,4,…を構
築するシールド機発進用の立坑をトンネルＴの構築進路
途中に新たに形成可能である場合には、中壁12はその立
坑より構築するようにしてもよい。そのようにした場合
には、中壁12が必要ない区間において中壁12を構築する
無駄を省くことができる。第４図のように、トンネルＴの分岐開始前においてト
ンネル構造体２の内部に中壁12を構築することにより、
トンネルＴのトンネル空間３は第１のトンネル空間3Aと
第２のトンネル空間3Bと分割される。上記状態となったならば、前記トンネル構造体２が長
手方向に進むに従って、前記中壁12を構成する小径トン
ネル構造物4,4,…を、トンネル構造体２側に順次供給し
ていく。つまり、第４図に示すように、中壁12を構成し
ていた小径トンネル構造物4,4,…を順次、トンネル構造
体２と同じＲを描くような位置に配置されるようその進
路を変更していくわけである。またそれと同時に、同第
３図に示すように、トンネル構造体２の曲面部のＲを漸
次小さくしていく。また、本実施例においては、例えば内径30mの前記ト
ンネルＴを、内径がそれぞれ14m,20mとなる２本のトン
ネルT₁,T₂に分岐するものとしているため、前記トンネ
ル構造体２および中壁12を成す小径トンネル構造物4,4,
…のうち幾つかのものが最終的に余るものとなる。従っ
て、この最終的に余分となる小径トンネル構造物（これ
を、本実施例すなわちトンネルの分岐方法の説明におい
ては“間引用小径トンネル構造物”と称することとし、
符号「４″」にて表すものとする）については、第３図
に示すようにトンネル構造体２のＲを上記の如く小さく
していく段階において、その進路を一連の小径トンネル
構造物４の配置列の外方に徐々に外していく。第２図は、上記２つのトンネル空間3A,3Bの軸線距離
がさらに離間し、断面において完全な円を形成していた
前記トンネル構造体２が、徐々に、独立したトンネル構
造体2A,2Bを形成してきた状態を示している。この状態
では、前記中壁12を構成する小径トンネル構造物4,4,…
の数が第３図に示したものよりさらに減り、かつ、両ト
ンネル構造体2A,2Bの曲面部のＲが一層小さくなる。ま
た、前記間引用小径トンネル構造物４″は、一連の小径
トンネル構造物４の配置列より外方に大きく外れ、間引
用小径トンネル構造物４″と重合していた小径トンネル
構造物4,4どうしの離間距離が狭まった状態となる。そして、やがて２つのトンネル空間3A,3Bの軸線がさ
らに離間し、前記中壁12を構成していた小径トンネル構
造物4,4,…の全てが、各トンネル空間3A,3Bを各々形成
するトンネル構造体2A,2Bの一部を構成して中壁12が消
滅した時点、すなわち、２つのトンネル構造体2A,2Bが
完全に独立した時点で、第１のトンネルT₁と第２のトン
ネルT₂とが完成し、前記トンネルＴの分岐が完了する。上記の時点で、前記間引用小径トンネル構造物４″
は、第１図に示すように、第２のトンネルT₂のトンネル
構造体2Bを構成する一連の小径トンネル構造物4,4,…の
連接体の外方に存在するものとなる。これら外方に残さ
れた間引用小径トンネル構造物４″については、分離さ
れた両トンネルT₁,T₂を再度合流させる必要がない場合
には、上記の如くトンネルの分離が完了された時点でそ
の構築をストップさせてよい。その際、該間引小径トン
ネル構造物４″をシールドトンネルにより構成していた
場合には、シールド機をその時点で埋め殺しとすればよ
い。以上のように、上記トンネルの分岐方法によれば、大
断面にして優れた利点を有するトンネルＴを極めて合理
的に分岐させることができる。また、分岐にあたって
は、初めにトンネル空間３内に中壁12を形成し、トンネ
ルの分岐が完了するまで該中壁12によりトンネル構造物
２を支持するので、分岐途中においてトンネル構造体２
を大掛かりな補強をすることなく、あるいは全く補強を
行うことなくトンネルＴの分岐施工が可能となる。なお、上記のトンネルの分岐方法においても、該方法
の適用されるトンネルが第５図に示したものに限られる
ものではなく、例えば先に第14図ないし第22図に示した
構造のトンネルにも無論同様に適用できる。

【発明の効果】

以上説明したとおり、本発明の請求項１に係るトンネ
ルの合流方法によれば、多数の小径トンネル構造物を連
設することにより形成され、優れた利点を有するトンネ
ルを、極めて合理的に合流させることができる。また、
トンネルの合流にあたっては、合流させるべきトンネル
をそれぞれ構成するトンネル構造体の重なり部を中壁と
してトンネル空間内に形成するため、合流途中にあるト
ンネル構造体を該中壁により支持することができ、補強
作業を大幅に削減、あるいは一切省くことが可能とな
る。しかも、トンネル構造体に予備の小径トンネル構造
物を予め付設しておくこと等により、合流後のトンネル
の断面を自由に設定することができる。また、本発明に係るトンネルの分岐方法によれば、多
数の小径トンネル構造物を連設することにより形成さ
れ、優れた利点を有するトンネルを合理的に分離させる
ことができのは無論、分岐させたトンネルの断面も自由
に設定することができる。さらに、上記トンネルの合流
方法と相まって、上記構造により優れた作用を発揮する
大断面トンネルの各種要求に対する順応性を大きく高め
ることができ、これにより、上記構造の大断面トンネル
の優位性を一層高めることができる、といった優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係るトンネルの合流方法
および分岐方法の一実施例を示すもので第１図は合流前
（または分岐後）のトンネルを示す正面断面図、第２図
および第３図は共に合流途中（または分岐途中）にある
トンネルの正面断面図、第４図および第５図は共に合流
後（または分岐前）のトンネルを示す正面断面図、第６
図は分岐部におけるトンネル空間を示した平面図、第７
図は当実施例により合流途中（分岐途中）にあるトンネ
ルの補強構造の一例を示した正面断面図、第８図は本発
明に係るトンネルのトンネル構造体を示す部分正面断面
図、第９図ないし第13図は第８図に示したトンネル構造
体の構築方法の一例を示したもので第９図ないし第12図
はそれぞれ小径トンネル構造物を示す正面断面図、第13
図は小径トンネル構造物をシールド機と共に示す側断面
図、第14図ないし第20図は本発明が適用されるトンネル
のトンネル構造体の他の構成例を示したものでそれぞれ
トンネル構造体の部分正面断面図、第21図は第20図に示
したトンネル構造体における小径トンネル構造物を示し
た正面図、第22図は本発明が適用されるその他のトンネ
ルを示した全体正面断面図、第23図は本出願人が先に発
明した大断面トンネルを示す全体正面断面図である。Ｇ……地山、Ｔ……トンネル、 T₁……第１のトンネル、 T₂……第２のトンネル、 2,2A,2B……トンネル構造体、３……トンネル空間、 3A……第１のトンネル空間、 3B……第２のトンネル空間、４……小径トンネル構造物、 12……中壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三宅紀治東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者傳田篤東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者久保裕之東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者宮沢和夫東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者西村晋一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者荻原英樹東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者菊池雄一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者木内勉東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者後藤徹東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者長谷川誠東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者川上房男東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者本多章浩東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者池田昭栄東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者中川孝雄東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者渋江都男東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者鈴木康正東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者辻秀夫東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者荒砥太吉東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者今井実東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者後藤茂東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者河井徹東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者川口博行東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者田中大三東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者重田安彦東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (56)参考文献特開昭64−66394（ＪＰ，Ａ) 特開平２−144499（ＪＰ，Ａ) 特開平４−62297（ＪＰ，Ａ) 特開平３−250195（ＪＰ，Ａ) 特開平４−62292（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 9/06 301 E21D 9/00 E21D 9/04 E21D 13/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アーチ状または筒状に形成され地山の土圧
に抗して内部空間を形成するトンネル構造体と、該トン
ネル構造体の内側に形成されるトンネル空間とから成
り、しかも前記トンネル構造体が、多数の小径トンネル
構造物がそれらの径方向に重合するように連設されるこ
とにより構成された複数のトンネルを合流させる方法で
あって、前記各トンネルの進路を、これら各トンネルの軸線が相
対的に漸次接近して最終的に１本に収束するように変更
し、上記トンネルの進路の変更により各トンネルが漸次近接
し前記各トンネル構造体が接触した時点より、それら互
いに接触する一方のトンネル構造体の小径トンネル構造
物の間に他方のトンネルの構造体の小径トンネル構造物
を順次割り込ませて重合させてゆき、それら双方の小径トンネル構造物が互いに重合してなる
合成部分については正面断面視において該合成部分が直
線的となるように小径トンネル構造物を配列していくこ
とにより中壁を構成していくと共に、各トンネル構造体
の前記中壁以外の曲面部については該曲面部を構成する
小径トンネル構造物の重合状態が常に一定に保持される
よう該曲面部の曲率半径を漸次大きくして行き、最終的に、所定の曲率半径を有したトンネル構造体を構
成することを特徴とするトンネルの合流方法。
【請求項２】アーチ状または筒状に形成され地山の土圧
に抗して内部空間を形成するトンネル構造体と、該トン
ネル構造体の内側に形成されるトンネル空間とから成
り、しかも前記トンネル構造体が、多数の小径トンネル
構造物がそれらの径方向に重合するように連設されるこ
とにより構成されて成るトンネルの分岐方法であって、少なくとも前記トンネルの分岐前において、予め前記ト
ンネル空間内に、前記トンネル構造体を構成する前記小
径トンネル構造物と略同径の小径トンネル構造物を連設
することにより中壁を形成して前記トンネル空間を複数
の空間に分割し、前記トンネルの分岐開始点より前記中壁を構成した小径
トンネル構造物を、前記トンネル構造体の一部を成すよ
う順次トンネル構造体側に供給していくことにより、前
記複数に分割したトンネル空間のそれぞれを互いに離間
させてゆき、最終的に、前記中壁を構成していた小径トンネル構造物
と、分岐前の元のトンネルを構成していた小径トンネル
構造体とにより、それぞれ独立したトンネル構造体を有
したトンネルを構成することを特徴とするトンネルの分
岐方法。