JP2835901B2 - トンネル構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下河川用トンネルを
構築するに好適なトンネル構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールドトンネルにおいて、コン
クリート等からなるセグメントを、その外周側からかか
る土圧を外圧として支持し得る形で、トンネル周方向に
沿って複数接続していくことによって、覆工構築してい
く方法がある。ところで、最近、都市部における洪水防
止対策として、シールド工法によって比較的深い地下に
トンネルを構築しておき、降雨時に河川や集排水溝等の
水路の排水容量を超えた分の雨水を、該トンネルを地下
河川として用いて排水処理することによって、地上に雨
水が溢れ出るのを回避せんとする構想が提案されてい
る。こういった地下河川用トンネルは、水頭差によって
或いは雨水流入時の衝撃による水圧によってトンネル断
面内に大きな内圧が生じることが予想されるが、従来の
セグメントによる覆工では、このような内圧に対しては
何等考慮されていないために、当該内圧が作用すると覆
工にトンネル周方向に沿った形で引張力が作用して、こ
の結果隣接するセグメント間のボルト等の締結状態が該
引張力に抗しきれずに破断する形で、セグメント継手箇
所、即ち覆工の一部が破壊して、漏水に至ってしまう危
険性が予想される。そこで、セグメントによる覆工断面
の内方側に、鋼板、鋼管等の何等かの剛性部材を建て込
むことによって内圧支持用ライニングを、外圧支持用の
セグメント覆工とは別個に形成する手法が検討されつつ
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、シールドト
ンネルにおいては、シールド装置を介して土砂を掘削
し、該シールド装置内部においてこれに後続させる形で
コンクリート製のセグメントを、ボルト等を介して締結
接続する形でトンネル周方向に複数並べることにより、
トンネル覆工を形成していくために、構築中のトンネル
断面内では、掘削土砂の搬出やセグメントの搬入のため
の台車が、立坑等の坑口部分とシールド装置位置との間
を行き来する形で、該トンネル空間を塞いでしまって、
それ以上の搬送作業を許さない状況にある。即ち、先に
述べたような内圧支持用のライニング部材をトンネル覆
工の内方側に建て込むには、その建て込み位置まで該ラ
イニング部材を搬送しなければならないが、当該搬送作
業は、掘削土砂の搬出やセグメントの搬入作業が一工程
終了するまでの間待つ形になってしまう。従って、掘削
及びセグメントの建て込みと、内圧支持用ライニングの
建て込みは、双方の搬送作業が干渉し合う形で、これ等
を同時に進行させることが出来なくなって、その分工期
が遅延することが予想される。そこで本発明は、上記事
情に鑑み、外圧支持用の覆工の建て込みと、該覆工の内
方側への内圧支持用ライニング部材の建て込みを、同時
に効率良く進行させることが出来るようにした、トンネ
ル構築方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、地盤
（２）による土圧を支持し得る形で第１の覆工（３）を
構築し、該第１の覆工（３）の内方側に第２の覆工
（６）を、該第１の覆工（３）の内周面（３ａ）に沿っ
て剛性部材（６１）を複数接続する形で構築するトンネ
ル構築方法において、前記第１の覆工（３）の内方側に
形成されるトンネル空間（９）に搬送ライン支持部材
（１１）を、該トンネル空間（９）の上部に剛性部材搬
送領域（９ｂ）を形成すると共に該剛性部材搬送領域
（９ｂ）の下側にセグメント搬送領域（９ａ）を形成し
得る形で所定のピッチで建て込み仮設し、セグメント
（３１）を、前記搬送ライン支持部材（１１）により形
成されるセグメント搬送領域（９ａ）中を行き来自在な
セグメント搬送手段（２６）に支持させた状態でトンネ
ル軸方向に搬送して、前記第１の覆工（３）を構築し、
前記剛性部材（６１）を、前記搬送ライン支持部材（１
１）により形成される剛性部材搬送領域（９ｂ）中を行
き来自在な剛性部材搬送手段（２７）に支持させた状態
でトンネル軸方向に搬送して、前記第２の覆工（６）を
構築するようにして、構成される。なお、（ ）内の番
号等は、図面における対応する要素を示す、便宜的なも
のであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束さ
れるものではない。以下の作用の欄についても同様であ
る。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、トンネル構築
作業時には、トンネル空間（９）において、セグメント
搬送手段（２６）にセグメント搬送領域（９ａ）を行き
来させる形でセグメント（３１）を搬送する一方で、剛
性部材搬送手段（２７）に剛性部材搬送領域（９ｂ）を
行き来させる形で剛性部材（６１）を搬送させるように
作用する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明によるトンネル構築方法により
構築中のトンネルの一例を示す断側面図、図２は図１の
II、II矢視断面図、図３は図１に示すトンネルの破断斜
視図である。

【０００７】構築中の地下河川用のトンネル１は、図１
又は図２に示すように、地盤２中において掘進方向であ
る矢印Ａ、Ｂ方向に伸延する形で横転円筒状に形成され
た覆工３を有しており、覆工３は、トンネル１の掘進手
段であるシールド装置５によって地盤２中に横転円柱形
状に形成された掘削坑道２ｓ中において、該掘削坑道２
ｓの外周に沿った横転円筒形状をなす形に形成構築され
ている。覆工３は、シールド装置５のエレクタ５１を介
して、トンネル周方向である図１矢印Ｃ、Ｄ方向に沿っ
て並ぶ形で円環形をなすように接続された形の複数のセ
グメント３１が、その１リングのリング幅が図２に示す
トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に幅Ｌ１をなし、
トンネル断面方向である矢印Ｅ、Ｆ方向に所定の巻厚Ｌ
３をなす形で、該シールド装置５に後続して図２矢印Ｂ
方から矢印Ａ方に向けて順次接続された形で掘削坑道２
ｓ中に建て込まれることによって構築されており、各々
のセグメント３１は、掘削坑道２ｓの外周に沿って円弧
を描く形のブロック状に形成されたプレキャストコンク
リート版によって構成されている。また覆工３には、矢
印Ａ、Ｂ方向及び矢印Ｃ、Ｄ方向に隣接するセグメント
３１、３１間に、図示しない締結ボルト及び止水材が、
トンネル１の設計仕様によって定められた分だけ適宜配
設されており、即ち、覆工３は、該覆工３を構成してい
る複数のセグメント３１相互間の接続箇所を介して地盤
２中の間隙水を覆工３内に浸入させることなく、地盤２
による土圧即ち外圧を支持することが出来るように、複
数のセグメント３１が一体に接続された形になってい
る。

【０００８】また、覆工３のトンネル断面方向内方側で
ある矢印Ｅ方向側には、図１又は図２に示すように、金
属製の内圧支持筒であり円環形に形成された鋼管６が、
その矢印Ａ方向側端である前端６ｂが覆工３の前端３ｂ
より若干後方側である矢印Ｂ方向側に位置するまでここ
に建て込み構築されており、鋼管６は、シールド装置５
に後続する形の鋼管エレクタ２０を介して、図３に示す
ように、その各々が覆工３の内周面３ａに沿って円弧板
状をなす形の剛性部材である鋼板６１をトンネル周方向
である矢印Ｃ、Ｄ方向に４ヶ溶接接続することにより、
１リングの幅Ｌ４が前記覆工３のセグメント３１幅Ｌ１
に対応した形の円筒状をなすようにして、これをトンネ
ル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に順次溶接接続していく
ことによって伸延自在に形成されている。

【０００９】鋼管エレクタ２０は、例えば、図３に示す
ように、既に建て込まれた鋼管６或いは覆工３等に支持
され得る形で、該鋼管６の内径より小さな外径をなす円
環状に形成されたガーダーリング２１を有しており、ガ
ーダーリング２１には、転動輪２２を介してトンネル軸
方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在で且つ図示しない
旋回用モータ等を介してトンネル周方向である矢印Ｃ、
Ｄ方向に回転駆動位置決め自在に構成されている。ガー
ダーリング２１には、その各々の把持部２５、２５が鋼
板６１を把持自在な形の一対のア−ム２３、２３が、前
後方向即ち、トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に移
動位置決め自在で且つトンネル断面方向である矢印Ｅ、
Ｆ方向に突出後退移動自在な形で設けられており、故
に、鋼管エレクタ２０は、その一対のア−ム２３、２３
の各把持部２５、２５が把持する鋼板６１を、トンネル
空間９における所定の建て込み位置に移動位置決めし得
るように構成されているものである。

【００１０】なお、鋼管６は、覆工３の内周面３ａとの
間に幅Ｌ２をなす間隙１０を、該鋼管６と覆工３との絶
縁領域として円環状に形成する一方で、該鋼管６自体の
内側に横転円柱形状をなすトンネル空間９を形成する形
で該覆工３の内方側に建て込み配設されており、そし
て、鋼管６は、トンネル空間９を流通する雨水等が該鋼
管６を構成している複数の鋼板６１相互間から該トンネ
ル空間９外に漏水することがない形で溶接等により接続
一体化されていると共に、鋼管６は、これがトンネル周
方向である図２矢印Ｃ、Ｄ方向に示す図１紙面と交差方
向に所定の引張強度をなす形で、トンネル空間９からト
ンネル断面方向外側である矢印Ｆ方向側に向けて作用す
る内圧を支持し得るように構成されている。また、覆工
３と鋼管６の間には、ここに幅Ｌ２をなす形で形成され
た間隙１０を埋め尽くす形の緩衝材７が、該間隙１０中
において弾性変形自在な形で、略円環形に充填配設され
ており、緩衝材７は、ナイロン等のポリアミド樹脂、ビ
ニロン樹脂、或いはその他の高分子系樹脂による弾性部
材からなり、覆工３に生じる応力と鋼管６に作用する応
力が互いに伝達し合うのを緩衝し得る形で、該覆工３と
鋼管６を応力上絶縁するための空間である間隙１０に配
設されている。さらに、間隙１０の下部には、図１に示
すように、鋼管６の底部６ｄを支持するための受け部材
１９が、該鋼管６の自重及びトンネル空間９に後に充填
される雨水等の重量を載戴支持し得る形で、トンネル軸
方向である矢印Ａ、Ｂ方向に所定の間隔で配設されてい
る。なお、鋼管６は、緩衝材７を介して覆工３に対して
若干の移動を許容された形になっており、一方、覆工３
は該覆工３のトンネル断面方向外側である矢印Ｆ方向側
と地盤２との間に充填された、例えばセメント系の裏込
材３９を介して、地盤２に定着支持された形になってい
る。また、トンネル１には、図示しない雨水取込口が、
該トンネル１以外の河川或いは排水溝等の他の雨水用水
路と連通し得る形で、トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ
方向に沿って複数箇所に開閉自在な形で設けられてお
り、トンネル１は、雨水取込口においてこれを開閉する
ことによって、そのトンネル空間９に雨水を流通又は停
止自在な形になっている。

【００１１】ところで、トンネル構築中における覆工３
の内方側に形成される空間である前記トンネル空間９に
は、図１又は図３に示すように、Ｈ型鋼等を組み立てて
なる仮設鋼組１１０が、シールド装置５に後続して矢印
Ａ方向に延長自在な形で建て込み仮設されており、仮設
鋼組１１０は、トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に
所定のピッチＬ５をなす形でトンネル空間９中に配設さ
れた、そのそれぞれが門型に形成された複数のガーダー
１１を有している。仮設鋼組１１０を構成している複数
のガーダー１１は、該ガーダー１１の上側即ちトンネル
空間９におけるその上部に前記鋼板６１を鋼管エレクタ
２０に搬送する為の領域である鋼板搬送ライン９ｂを形
成すると共に、該ガーダー１１の内側即ち該鋼板搬送ラ
イン９ｂの下側に、前記セグメント３１をシールド装置
５のエレクタ５１に搬送する為の領域であるセグメント
搬送ライン９ａを形成する形で、搬送ライン支持部材と
して建て込み仮設されており、従って構築作業中のトン
ネル空間９は、仮設鋼組１１０の複数のガーダー１１に
よって、その上部と下部が、鋼板搬送ライン９ｂとセグ
メント搬送ライン９ａとに、その各々の領域を分け違え
る形で、使い分けることが出来るように分割された形に
なっている。

【００１２】即ち、ガーダー１１は、図２に示すよう
に、鋼管６の内周面６ａにおける２点間を図２左右方向
に接続する形でここに仮設されたＨ形鋼等からなる支持
鋼１２を有しており、支持鋼１２上には、該支持鋼１２
と同様のＨ形鋼等からなる２本の柱鋼１３、１３が、図
２左右方向に所定の間隔をなす形で、それぞれ立設され
ている。２本の柱鋼１３、１３の上側には、水平部材で
ある桁鋼１５が、該柱鋼１３、１３間に懸架される形で
設けられており、また、ガーダー１１には補強部材とし
ての斜材であるブレース鋼１８が、各柱鋼１３と桁鋼１
５を接続する形で設けられている。そして、ガーダー１
１の支持鋼１２上には、矢印Ａ、Ｂ方向に隣合う支持鋼
１２、１２を接続する形で、図３に示すように、該支持
鋼１２上に立設された柱鋼１３、１３間位置に、セグメ
ント搬送台車２６が走行し得る一対の軌条１７が、シー
ルド装置５のエレクタ５ａ後側位置まで即ち該シールド
装置５の推進に伴なって矢印Ａ方向に延長自在に懸架敷
設されており、トンネル空間９におけるガーダー１１の
内側即ち支持鋼１２の上側と柱鋼１３、１３及び桁鋼１
５間に対応する部分の領域は、セグメント搬送台車２６
が一対の軌条１７上を走行自在な形で、該トンネル空間
９におけるセグメント搬送領域である前記セグメント搬
送ライン９ａになっている。従ってセグメント３１を搭
載支持したセグメント搬送台車２６は、セグメント搬送
領域であるセグメント搬送ライン９ａ中を行き来する形
で該セグメントを、シールド装置５のエレクタ５１位置
まで搬送し得るように構成されている。

【００１３】一方、複数のガーダー１１の各桁鋼１５上
には、隣合う桁鋼１５、１５を接続する形で、図３に示
すように、鋼板６１を搭載した鋼板搬送台車２７が走行
し得る一対のレール１６が、鋼管エレクタ２０のガーダ
ーリング２１の後側位置まで即ち鋼管エレクタ２０の前
進に伴なって矢印Ａ方向に延長自在に懸架敷設されてお
り、トンネル空間９におけるガーダー１１の上側即ち支
持鋼１２の上側と鋼管６のアーチ部分における内周面６
ａとの間に対応する部分の領域は、鋼板搬送台車２７が
一対のレール１６上を走行自在な形で、該トンネル空間
９における前記鋼板搬送ライン９ｂになっている。従っ
て鋼板６１を搭載支持した鋼板搬送台車２７は、剛性部
材搬送領域である鋼板搬送ライン９ｂ中を行き来する形
で剛性部材である該鋼板６１を、鋼管エレクタ２０位置
まで搬送し得るように構成されている。鋼板搬送台車２
７は、例えば、実施例においては、車輪２８を介してレ
ール１６上を走行自在なベース２９を有しており、ベー
ス２９上には、その上面側である支持面３０ａが鋼板６
１の内周形状即ち鋼管６の内周面６ａに略沿った形で蒲
鉾片状に形成されたキャノピー３０が、該鋼板搬送台車
２７の前後方向である矢印Ａ、Ｂ方向に２ヶ並ぶ形で、
そのそれぞれが昇降自在に設けられている。そして、鋼
板搬送台車２７は、図３に示すように、キャノピー３０
の支持面３０ａに鋼板６１を搭載支持した状態で、鋼板
搬送ライン９ｂを矢印Ｂ方向側から矢印Ａ方向に向けて
走行することによって搬送した該鋼板６１を、前記鋼管
エレクタ２０のア−ム２３の把持部２５に受け渡しし得
る形に構成されている。

【００１４】構築中のトンネル１は、以上のような構成
を有しているので、該トンネル１を構築する際には、地
盤２中における、該トンネル１以外の河川或いは排水溝
等の他の雨水用水路より深い位置に、適宜なシールド装
置５を用いて掘削坑道２ｓを掘削形成し、該シールド装
置５の内部においてエレクタ５１を介して、セグメント
３１をトンネル周方向に沿って並べる形で複数接続し
て、該シールド装置５に後続させてこれを掘削坑道２ｓ
に建て込んでいくことによって、覆工３を構築伸延させ
ていく。即ち、トンネル１は、その構築完了によって後
にトンネル空間９となる部分に前記雨水取込口を介し
て、該トンネル１以外の他の雨水用水路から雨水が水頭
差を以って流入し得る形に構築しておく。そして、図２
に示すようにシールド装置５の後方（矢印Ｂ方）におい
て注入作業を行う形で、覆工３のトンネル断面方向外側
である矢印Ｆ方向側に、地盤２の性状に対応した適宜な
裏込材３９を充填していくことによって、覆工３をトン
ネル１において地盤２による土圧を支持し得る形の第１
の覆工として該地盤２に定着させていく。

【００１５】ところで、こうしてシールド装置５を介し
て掘削及び覆工３の構築作業を行うに際しては、セグメ
ント３１を、複数のガーダー１１によって形成される形
でトンネル空間９の下部に配置するセグメント搬送ライ
ン９ａ中を行き来自在なセグメント搬送台車２６に支持
させた状態で、トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に
搬送する形で、該セグメント３１の搬送作業を行う。そ
こで、例えば適宜なセグメント搭載式のセグメント搬送
台車２６に、搬送すべきセグメント３１を搭載してか
ら、仮設鋼組１１０の支持鋼１２上に懸架敷設された一
対の軌条１７上を該セグメント搬送台車２６に走行させ
ることによって、搬送ライン９ａ中をシールド装置５の
エレクタ５１位置まで順次搬送していく。また、シール
ド装置５によって掘削形成された地盤２の掘削土砂は、
該一対の軌条１７上を適宜なシャトルカーを走行させる
か、或いは該軌条１７上以外の適宜な位置に排泥ライン
を敷設する形で、トンネル空間９におけるセグメント搬
送ライン９ａ或いは該セグメント搬送ライン９ａより更
に下側の、支持鋼１２の下側と鋼管６の底部６ｄとの間
の領域９ｃ等を利用して、該掘削土砂を搬出処理する。

【００１６】一方こうして構築中の覆工３内における、
シールド装置５の後方側である該覆工３の前端３ｂより
図２矢印Ｂ方向側においては、鋼管エレクタ２０を介し
て鋼板６１を、該覆工３の内周面３ａに沿って接続建て
込みすることによって、鋼管６を、該覆工３のトンネル
断面方向内方側である矢印Ｅ方向側において、該覆工３
の内周面３ａとの間に幅Ｌ２をなす間隙１０を形成する
形で、トンネル１における第２の覆工として構築伸延さ
せていく。そして、鋼管６を覆工３の内側に構築してい
く際には、これと同時に或いはこれと前後して、該鋼管
６と覆工３の内周面３ａとの間に、該鋼管６の底部６ｄ
を載戴支持する為の受け部材１９を所定の間隔で配設す
ると共に、間隙１０に対応した幅略Ｌ２をなす形で前記
緩衝材７を敷設或いは充填していく。

【００１７】鋼板６１を覆工３の内方側に建て込むに
は、該鋼板６１を、複数のガーダー１１によって形成さ
れる形でトンネル空間９の上部に配置する鋼板搬送ライ
ン９ｂ中を行き来自在な鋼板搬送台車２７に支持させた
状態で、トンネル軸方向である矢印Ａ、Ｂ方向に搬送す
る形で、該鋼板６１の搬送作業を行う。そこでまず、鋼
板搬送台車２７の２ヶのキャノピー３０、３０上に鋼板
６１を搭載する形でこれを支持させて、該鋼板搬送台車
２７に、仮設鋼組１１０の桁鋼１５上に懸架敷設された
一対のレール１６上を走行させることによって、鋼板搬
送ライン９ｂ中を鋼管エレクタ２０位置まで搬送してい
く。そして、鋼板搬送台車２７が、鋼板搬送ライン９ｂ
の終点でありレール１６の最先端位置である、鋼管エレ
クタ２０のガーダーリング２１の後側に配置したところ
で、鋼板６１を載戴支持したキャノピー３０をベース２
９に対して上昇させる。この状態で、鋼管エレクタ２０
のガーダーリング２１をトンネル周方向である矢印Ｃ又
はＤ方向に回転させて、一対のア−ム２３、２３を、そ
の把持部２５、２５がキャノピー３０が支持中の鋼板６
１の内周側を把持し得る形に整合位置決めする。そし
て、キャノピー３０を降下させることによって一対のア
−ム２３、２３に鋼板６１を移し替え支持させる形で、
鋼管エレクタ２０側に鋼板６１を、図１一点鎖線で示す
ように受け渡す。この状態から、鋼管エレクタ２０は、
例えば旋回モータ等を介してガーダーリング２１を矢印
Ｃ、Ｄ方向に回転位置決めすると共に、一対のア−ム２
３、２３を、前後方向即ち、トンネル軸方向である矢印
Ａ、Ｂ方向に移動位置決めすることによって、既に接続
形成された鋼管６における新たに鋼板６１を接続すべき
位置に、該ア−ム２３、２３が把持した鋼板６１を移動
位置決めしてから、その把持部２５、２５をトンネル断
面方向外側である矢印Ｆ方向に突出移動させることによ
って、該鋼管６１を図３に示すように、建て込み位置に
配置させる。そして、いま建て込み位置に配設された鋼
管６１を、適宜な溶接手段によって、既に形成された鋼
管６に溶接接続することによって、鋼板６１の接続即ち
鋼管６の構築を伸延させる。一方、鋼管エレクタ２０の
一対のア−ム２３、２３に鋼板６１を受け渡した鋼板搬
送台車２７は、再びレール１６上を後方側である矢印Ｂ
方向に向けて走行させる形で、鋼板搬送ライン９ｂ中を
移動させ、いま建て込み接合完了された鋼板６１の次に
建て込まれるべき新たな鋼板６１の搬送作業の準備に向
かわせる。なお、各々の鋼板６１は、トンネル１におけ
る内圧を支持する為の鋼管６を構成する為の部材である
ところから、その肉厚は比較的薄く、故に、該鋼板６１
は各セグメント３１に比して軽量を呈している。このた
め、鋼板搬送台車２７及びレール１６を介して、各ガー
ダー１１に過大な重量荷重が作用して、該ガーダー１１
が破壊したり、或いは既に構築済みの鋼管６に歪が生じ
たりする危険性はない。また、鋼板６１は軽量であるが
故に、該鋼管６１を搬送する鋼板搬送台車２７が、トン
ネル空間９における上部領域である鋼板搬送領域９ａに
おいてレール１６上を走行することによって生じる振動
は、極小さく抑えられる。こうした一連の鋼板６１の搬
送及び建て込み作業は、前述したシールド装置５におけ
る掘削作業とセグメント３１の搬送及び建て込み作業と
は何等干渉することなく全く別個に進行させることが出
来るので、該鋼板６１の搬送及び建て込み作業中には、
シールド装置５側では、先に述べた掘削及びセグメント
３１の建て込み作業に続く次の作業サイクルが、鋼管６
側の構築作業とは別個に、即ち覆工３と鋼管６の両方の
構築作業が同時進行する形で進められている。

【００１８】そこで、シールド装置５によって掘削及び
セグメント３１を搬送接続する形での覆工３の建て込み
構築作業と、鋼板搬送台車２７及び鋼管エレクタ２０に
よって鋼板６１を搬送接続する形での鋼管６の建て込み
構築作業とは、トンネル空間９におけるそのセグメント
３１又は鋼板６１の建て込み位置を、トンネル軸方向で
ある矢印Ａ、Ｂ方向に前後する形で違え、また、該セグ
メント３１又は鋼板６１の搬送領域であるセグメント搬
送ライン９ａ、鋼板搬送ライン９ｂによって、その各々
の搬送領域をトンネル空間９における下部と上部に互い
に分け違える形になっているところから、常にシールド
装置５を鋼管エレクタ２０より先行させ、これ等の前進
に伴なってガーダー１１を所定のピッチＬ５毎に建て込
み仮設すると共にレール１６及び軌条１７を延長させる
形の作業進行工程を組んでおけば、これによって覆工３
と鋼管６を同時に効率良く施工していくことが出来る。
即ち、セグメント３１と鋼板６１の搬送は、それぞれト
ンネル空間９におけるセグメント搬送領域９ａと鋼板搬
送領域９ｂとで、互いに干渉することなく同時に進行さ
せ得るので、互いの搬送が完了するのを相互に待機する
必要がないことによって、覆工３の構築と該覆工３の内
方側への鋼管６の構築を、同時に効率良く進行させて、
短期間の内にトンネル１を構築完了することが出来る。

【００１９】こうしてトンネル１が構築完了すると、該
トンネル１には、図３に示すように、覆工３のトンネル
断面方向外側である矢印Ｆ方向側に配置している地盤２
が、掘削坑道２ｓの形成によって空洞部分になった領域
中に押し出してこようとする形で土荷重、即ち外圧が、
矢印Ｆ方向側からＥ方向側に向けて覆工３に作用する。
当該土荷重に対して覆工３は、トンネル断面方向である
矢印Ｅ、Ｆ方向に巻厚Ｌ３をなす形で該覆工３を構成し
ているセグメント３１の圧縮強度によってこれに抗する
形で、その破壊が防止される。なお、土荷重は、複数の
セグメント３１が締結ボルトを介して接続一体化された
形の覆工３の外周面３ｃに沿って分散される形で、該覆
工３の全周域で負担支持される形になるところから、覆
工３の一部が土荷重によって局所的に変形することは防
止される。また、地盤２中の間隙水は、覆工３中に設け
られた図示しない止水材を介して止水される形で、該間
隙水が覆工３の内方側に浸入してここに漏水が生じるこ
とは防止される。さらに、万が一、地盤２中の間隙水が
覆工３の内側に漏水した場合においても、単に漏水した
分の間隙水を適宜な排水設備を用いてトンネル１外に排
水すれば、鋼管６の外側には覆工３との間の間隙１０に
緩衝材７が充填されているところから、該漏水した分の
間隙水が鋼管６に直に接触して、その補修が困難なる外
周面６ｃ側が腐食する危険性はない。また、トンネル１
においては、間隙１０が空間部分として残されていない
ことにより、鋼管６はその外周面６ｃが空気に晒されて
いる状態にならないので、該鋼管６に長期に亙る耐用年
数が保証される。

【００２０】また、トンネル１に対応した地域に豪雨が
発生して、該トンネル１以外の雨水用水路等を介して処
理し得る容量より降水量が多くなった場合には、トンネ
ル１の雨水取込口を開放すると、トンネル１は、該トン
ネル１以外の他の雨水用水路から雨水等が雨水取込口を
介してトンネル空間９に水頭差を以って流入し得る形
で、地盤２中のこれ等の水路より深い領域中に構築配設
されているところから、当該雨水用水路中にそれまで流
通していた雨水等は、開放状態の雨水取込口を介してト
ンネル１のトンネル空間９に、水頭差を以って圧入され
る形で流れ込み、該トンネル空間９を流路として、図示
しないその下流側に排水される形で搬送処理されてい
く。これによって地盤２においてトンネル１より浅い領
域中にある形の、該トンネル１以外の他の雨水用水路
は、雨水等の流通量が減じて、該雨水用水路から雨水等
が地上に溢れ出て、ここに洪水が生じることが防止され
る。ところで、トンネル空間９の通水時には、水頭差に
対応した分だけの内圧が鋼管６に、矢印Ｅ方向側からＦ
方向側に向けてかかる形で作用する。すると、鋼管６
は、矢印Ｅ方向側からＦ方向側に向けて作用する形の内
圧を、該鋼管６の内周面６ａを介して面的に受ける形で
これを支持する。即ち、トンネル断面方向である矢印
Ｅ、Ｆ方向に作用する形の内圧の発生によって、鋼管６
には該鋼管６が膨張しようとする形でトンネル周方向で
ある矢印Ｃ、Ｄ方向に引張られる形の内力が生じ、鋼管
６は当該内力を、該鋼管６が保有しているトンネル周方
向である矢印Ｃ、Ｄ方向に沿った形の引張強度で抗し、
これによって、鋼管６が破断することが防止される。ま
た、鋼管６がその弾性変形領域中において膨張した場合
に、該鋼管６のトンネル断面方向外側である矢印Ｆ方向
側に配設されている緩衝材７は、該緩衝材７が保有して
いる変形能をもって弾性変形する形でこれを許容吸収
し、これによって内圧が覆工３側に作用するのを緩衝す
る。こうして、トンネル１は、トンネル空間９を地下水
路として使用する際に生じる内圧を、覆工３側に伝播さ
せることなく専ら鋼管６に支持させる形で、雨水を適格
に排水処理して、洪水防止することが出来るトンネル構
造体として供用されることが可能となる。

【００２１】なお、上述した実施例においては、地盤２
中に掘削形成された掘削坑道２ｓ中に第１の覆工である
覆工３を構築するために、セグメント搬送ライン９ａ中
を、セグメント３１を搭載したセグメント搬送台車２６
を軌条１７上を走行させる形で行き来させることによっ
て搬送し、該搬送されたセグメント３１をシールド装置
５のエレクタ５１によって建て込み、一方、該覆工３の
内方側に第２の覆工である鋼管６を構築する為に、鋼板
搬送ライン９ｂ中を、４枚一組で鋼管６の１リング分と
なる形の鋼板６１をそのキャノピー３０に載戴支持した
鋼板搬送台車２７をレール１６上を走行させる形で行き
来させることによって搬送し、該搬送された鋼板６１を
ガーダーリング２１を有する鋼管エレクタ２０によって
建て込む例を述べたが、セグメント搬送台車２６等のセ
グメント搬送手段及びエレクタ５１等のセグメント建て
込み手段の構成、或いは、鋼板搬送台車２７等の剛性部
材搬送手段及び鋼管エレクタ２０等の剛性部材建て込み
手段の構成は、実施例で述べられた以外の構成であって
何等差し支えない。また、鋼板６１は、覆工３等の第１
の覆工の内周面３ａに沿って接続されることによって、
該第１の覆工の内方側に配置する形の第２の覆工となり
得る剛性部材であれば、必ずしも鋼板６１の形態に限定
されるものではなく、同様にセグメント３１の形態も任
意である。さらに、トンネル空間９中にセグメント搬送
ライン９ａ等のセグメント搬送領域と鋼板搬送ライン９
ｂ等の鋼板搬送領域を形成するためのガーダー１１の構
成及びその配設ピッチは、実施例で用いられたもの以外
が適用されても構わない。また、実施例においては本発
明によるトンネル構築方法を用いて、洪水防止のための
地下河川用のトンネル１を構築する例を述べたが、本発
明の適用は、地下河川用のトンネル１に限定されるもの
ではない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
盤２による土圧を支持し得る形で覆工３等の第１の覆工
を構築し、該第１の覆工の内方側に鋼管６等の第２の覆
工を、該第１の覆工の内周面３ａ等の内周面に沿って鋼
板６１等の剛性部材を複数接続する形で構築するトンネ
ル構築方法において、前記第１の覆工の内方側に形成さ
れるトンネル空間９にガーダー１１等の搬送ライン支持
部材を、該トンネル空間９の上部に鋼板搬送ライン９ｂ
等の剛性部材搬送領域を形成すると共に該剛性部材搬送
領域の下側にセグメント搬送ライン９ａ等のセグメント
搬送領域を形成し得る形で所定のピッチで建て込み仮設
し、セグメント３１を、前記搬送ライン支持部材により
形成されるセグメント搬送領域中を行き来自在なセグメ
ント搬送台車２６等のセグメント搬送手段に支持させた
状態でトンネル軸方向に搬送して、前記第１の覆工を構
築し、前記剛性部材を、前記搬送ライン支持部材により
形成される剛性部材搬送領域中を行き来自在な鋼板搬送
台車２７等の剛性部材搬送手段に支持させた状態でトン
ネル軸方向に搬送して、前記第２の覆工を構築するよう
にして構成したので、トンネル構築作業時には、トンネ
ル空間９において、セグメント搬送手段にセグメント搬
送領域を行き来させる形でセグメント３１を搬送する一
方で、剛性部材搬送手段に剛性部材搬送領域を行き来さ
せる形で剛性部材を搬送させることが出来る。すると、
剛性部材は、その搬送の為にセグメントの搬入作業や掘
削土砂の搬出作業が一工程終了するのをいちいち待つ必
要なく、任意の工程でこれを搬送、建て込みすることが
出来る。即ち、第１の覆工を構築するために必要とされ
るセグメント３１の搬送と、第２の覆工を構築する為に
必要とされる剛性部材の搬送とは、トンネル空間９にお
いて、それぞれの搬送領域と搬送手段を分け違える形
で、互いの搬送作業が干渉することがなく、両方の搬送
作業を同時に進行させることが出来る。従って、セグメ
ント３１の建て込み位置と剛性部材の建て込み位置をト
ンネル軸方向に前後させる形でそれぞれの施工位置を違
えておけば、第１の覆工の構築と第２の覆工の構築は、
これ等を構成しているセグメント３１及び剛性部材の搬
送作業と、その建て込み位置の両方が互いに全く干渉し
ない形で、効率的に同時施工を行うことが出来る。従っ
て、本発明によれば、地下河川用トンネル等において、
外圧支持用の第１の覆工の内方側に内圧支持用のライニ
ング部材即ち第２の覆工を建て込むような場合において
も、該外圧支持用の覆工と内圧支持用ライニング部材の
建て込みを、同時に効率良く進行させて、短い施工工期
の間に良好なトンネル施工を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトンネル構築方法により構築中の
トンネルの一例を示す断側面図である。

【図２】図１のII、II矢視断面図である。

【図３】図１に示すトンネルの破断斜視図である。

【符号の説明】

２……地盤 ３……第１の覆工（覆工） ３ａ……内周面 ３１……セグメント ６……第２の覆工（鋼管） ６１……剛性部材（鋼板） ９……トンネル空間 ９ａ……セグメント搬送領域（セグメント搬送ライン） ９ｂ……剛性部材搬送領域（鋼板搬送ライン） １１……搬送ライン支持部材（ガーダー） ２６……セグメント搬送手段（セグメント搬送台車） ２７……剛性部材搬送手段（鋼板搬送台車）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤による土圧を支持し得る形で第１の覆
   工を構築し、該第１の覆工の内方側に第２の覆工を、該
   第１の覆工の内周面に沿って剛性部材を複数接続する形
   で構築するトンネル構築方法において、 前記第１の覆工の内方側に形成されるトンネル空間に搬
   送ライン支持部材を、該トンネル空間の上部に剛性部材
   搬送領域を形成すると共に該剛性部材搬送領域の下側に
   セグメント搬送領域を形成し得る形で所定のピッチで建
   て込み仮設し、 セグメントを、前記搬送ライン支持部材により形成され
   るセグメント搬送領域中を行き来自在なセグメント搬送
   手段に支持させた状態でトンネル軸方向に搬送して、前
   記第１の覆工を構築し、 前記剛性部材を、前記搬送ライン支持部材により形成さ
   れる剛性部材搬送領域中を行き来自在な剛性部材搬送手
   段に支持させた状態でトンネル軸方向に搬送して、前記
   第２の覆工を構築するようにして構成した、トンネル構
   築方法。