JP3251698B2 - トンネル覆工用エレメントおよびそれを用いたトンネル構築方法 - Google Patents

トンネル覆工用エレメントおよびそれを用いたトンネル構築方法

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JP3251698B2
JP3251698B2 JP08986993A JP8986993A JP3251698B2 JP 3251698 B2 JP3251698 B2 JP 3251698B2 JP 08986993 A JP08986993 A JP 08986993A JP 8986993 A JP8986993 A JP 8986993A JP 3251698 B2 JP3251698 B2 JP 3251698B2
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光男 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に盛土を貫通する立
体交差式のトンネルに好適なトンネル覆工用エレメント
およびそれを用いたトンネル構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば高速道路を建設する際におい
て、盛土上に路面を敷設してなる高速道路に対して既設
の一般道路を交差させる場合には、盛土に一般道路のト
ンネルを通して立体交差させている。このトンネルを構
築するには開削工法が採用され、開削空間に、現場でコ
ンクリートを打設するか、あるいはプレキャストブロッ
クからなる複数の門型のボックスカルバートをつなげて
設置することによってトンネル壁体を構築した後、その
周囲に盛土を施している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記方法において、コ
ンクリートの現場打設は、型枠を支保工で支えて設置し
てから型枠内にコンクリートを打設して養生させるとい
った施工になるから、施工が煩雑で工期が長期化する欠
点がある。この点、ボックスカルバートを用いればその
欠点はないものの、現場までのボックスカルバートの運
搬が大変となる欠点がある。また、いずれの方法の場合
も、トンネル幅が大きいと頂版部の耐土圧性が弱くなる
ので、これに対処して頂版部の厚さを厚くせざるを得な
くなり、その結果、上記欠点が助長されてしまう。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、施工の容易化が図れるとともに工期の長期化が
抑えられ、耐土圧性も充分となるトンネル覆工用エレメ
ントおよびそれを用いたトンネル構築方法を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、請求項1のトンネル覆工用
エレメントは、地盤を開削した開削部分にて、互いに対
向する一対の側版部およびこれら側版部の上端間に架け
渡される頂版部からなる略門型のトンネル覆工体を構築
する際に用いられるトンネル覆工用エレメントであっ
て、間隔をあけて互いに平行に対向させた一対の長尺な
コンクリート版と、これらコンクリート版同士を連結し
て側部を構成するトラス状に配された鉄骨等の連結材と
から構成され、側部同士が突き合わされて互いに隣接さ
れた状態にて、前記コンクリート版同士の間にコンクリ
ートが打設されることにより、この打設されたコンクリ
ートによって一体化された前記側版部および頂版部から
なるトンネル覆工体を構築させることを特徴としてい
る。
【0006】また、請求項2では、請求項1記載の前記
エレメントにおける前記コンクリート版の側部に、エレ
メントどうしの接続を図る継手部材を全長にわたって設
、該継手部材を、コンクリート版の面と直交する方向
へスライドさせて互いに隣接させることにより、互いに
噛み合わされる構造としたことを特徴としている。
【0007】次に、請求項3のトンネル構築方法は、ト
ンネル覆工用エレメントを用いて、互いに対向する一対
の側版部およびこれら側版部の上端間に架け渡される頂
版部からなる略門型のトンネルを構築するトンネル構築
方法であって、トンネル構築地盤上に打設コンクリート
等で基礎版を敷設した後、この基礎版の上に、請求項1
または請求項2記載のエレメントを、一対の前記コンク
リート版がそれぞれトンネルの外面および内面となる状
態で、かつその長手方向が、構築するトンネルの長手方
向に一致する状態で複数積み重ねて前記一対の側版部を
構成した後、これら側版部の上端間に、請求項1あるい
は請求項2記載のエレメントを、一対の前記コンクリー
ト版がそれぞれトンネルの外面および内面となる状態
で、かつその長手方向が、構築するトンネルの長手方向
に一致する状態で複数並べて前記頂版部を構成すること
により、略門型のトンネル壁体を構築し、次いで、該ト
ンネル壁体の外面側および内面側の各コンクリート版の
間の空洞部に、コンクリート等の充填固化材を充填する
ことを特徴としている。
【0008】また、請求項4のトンネル構築方法は、ト
ンネル覆工用エレメントを用いて、互いに対向する一対
の側版部およびこれら側版部の上端間に架け渡される頂
版部からなる略門型のトンネルを構築するトンネル構築
方法であって、トンネル構築地盤上に打設コンクリート
等で基礎版を敷設した後、この基礎版の上に、請求項1
または請求項2記載のエレメントを、一対の前記コンク
リート版がそれぞれトンネルの外面および内面となる状
態で、かつその長手方向が、構築するトンネルの長手方
向に一致する状態で複数積み重ねて前記一対の側版部を
構成した後、これら側版部の上端間に、請求項1あるい
は請求項2記載のエレメントを、一対の前記コンクリー
ト版がそれぞれトンネルの外面および内面となる状態
で、かつその長手方向が、構築するトンネルの長手方向
に交差する状態で複数並べて前記頂版部を構成すること
により、略門型のトンネル壁体を構築し、次いで、該ト
ンネル壁体の外面側および内面側の各コンクリート版の
間の空洞部に、コンクリート等の充填固化材を充填する
ことを特徴としている。
【0009】また、請求項5では、請求項3または請求
項4記載のトンネル構築方法において、前記基礎版を、
請求項1または請求項2記載のエレメントを複数並べ、
これらエレメントにおける各コンクリート版の間の空洞
部に、コンクリート等の充填固化材を充填したものとす
ることを特徴としている。
【0010】また、請求項6では、請求項3または請求
項4記載のトンネル構築方法において、前記側版部を構
成した後、この側版部の外面側および内面側の各コンク
リート版の間の空洞部に、コンクリート等の充填固化材
を充填して固化させ、次いで前記頂版部を構成した後、
この頂版部の外面側および内面側の各コンクリート版の
間の空洞部に、コンクリート等の充填固化材を充填して
固化させることを特徴としている。
【0011】また、請求項7では、請求項3または請求
項4記載のトンネル構築方法において、前記側版部およ
び前記頂版部の各コンクリート版間にそれぞれ前記充填
固化材を充填して固化させた後、前記基礎版から側版部
の上端にわたる部分と頂版部とに分けて、前記エレメン
トが並ぶ方向にプレストレスを導入することを特徴とし
ている。
【0012】さらに、請求項8では、請求項7記載のト
ンネル構築方法において、前記基礎版から前記側版部の
上端にわたって導入させるプレストレスを、側版部と前
記頂版部との節点に対して交差させることを特徴として
いる。
【0013】
【作用】本発明のトンネル覆工用エレメントによれば、
一対の長尺なコンクリート版を鉄骨等の連結材でつなげ
た構成で、従来のボックスカルバート等と比べると小型
かつ軽量となり運搬が容易である。また、エレメントに
おけるコンクリート版の側部にエレメントどうしの接続
を図る継手部材を全長にわたって設ければ、エレメント
を並べる際の位置決めが容易になされるとともに、エレ
メント間の目地を閉塞することができ、エレメント内部
にコンクリート等の充填固化材を充填しやすくなる。
かも、互いに突き合わされる側部が、トラス状に配され
た鉄骨等の連結材から構成されているので、側部が互い
に突き合わされて隣接されたエレメントが型枠とされ、
これらエレメントのコンクリート版同士の間に打設した
コンクリートによって一体化された側版部及び頂版部か
らなる略門型のトンネル覆工体を容易に構築することが
でき、また、設置時には、コンクリート版の面と直交す
る方向へスライドさせることによりエレメント同士を、
その側部が互いに突き合わされて隣接された状態に容易
に設置させることができる。
【0014】本発明のトンネル構築方法によれば、複数
の前記エレメントを、基礎版上に、構築するトンネルの
断面に沿って略門型に並べて対向する一対の側版部およ
び頂版部からなるトンネル壁体を構築し、各エレメント
内の空洞部にコンクリート等の充填固化材を充填すると
いった工程でトンネルを構築できるから、施工の容易化
が図れるとともに、工期の長期化が抑えられる。また、
特にエレメントをトンネルの長手方向に交差する方向に
エレメントを並べて構成することにより、頂版部の施工
が容易になって工期のさらなる短期化が図られる。ま
た、充填固化材を充填した後、エレメントが並ぶ方向に
プレストレスを導入することにより、各エレメントの一
体化状態が強固になって耐土圧性が向上した構造とな
り、したがって、トンネル幅が大きくとも頂版部におけ
る耐土圧性の低減が抑制される。
【0015】そしてこのプレストレスを、基礎版から側
版部の上端にわたる部分と頂版部とに分けて導入する
と、側版部と頂版部との節点がピン結合の構造が得ら
れ、柔的に土圧に耐え得る構造となる。さらに基礎版か
ら側版部の上端にわたって導入させるプレストレスを、
側版部と頂版部との節点に対して交差させれば、トンネ
ル壁体は、基礎版を含めると断面長方形のボックスラー
メン構造をなす剛構造体となり、剛的に土圧に耐え得る
構造となる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本実施例によって高速道路1Aの盛土2
を直交貫通して構築された一般道路1Bのトンネル3を
示している。符号4は、互いに対向する一対の側版部5
およびこれら側版部5の上端間に架け渡された頂版部6
を備える断面門型のトンネル壁体、7はトンネル壁体4
を構成するエレメントであり、まずエレメント7を説明
する。
【0017】図2および図3に示すように、エレメント
7は、間隔をあけて互いに平行に対向された一対の長尺
な長方形状のプレキャスト製コンクリート版8が、トラ
ス状に配された鉄骨(連結材)7を介して連結されてな
るもので、一対のコンクリート版8の間には空洞部10
が形成されている。また、各コンクリート版8の左右の
側部のうち、一方には断面L字状の継手部材11が、ま
た他方には継手部材11に噛み合う断面L字状の継手部
材12が、それぞれコンクリート版8の全長にわたって
埋設されている。これら継手部材11、12を互いに噛
み合わせることにより、コンクリート版8は幅方向に位
置決めがなされた状態で隣接し、かつ外面が面一の状態
で接続され、双方のコンクリート版8の目地は、継手部
材11、12により埋められる。
【0018】上記エレメント7内には、最終的にコンク
リートが打設されるのであるが、そのコンクリートの流
出をせき止めるための蓋板13、14が、それぞれエレ
メントの側面および端面の開口に設置されるようになっ
ている。また、図2および図3のエレメント7一方(上
側)のコンクリート版8には、長手方向に間隔をおいて
複数の孔8aが形成されているが、この孔8aが形成さ
れているエレメント7は、トンネル壁体4の頂版部6用
として、その孔8aを上に向けて使用される。さらに図
示はしないが、両方のコンクリート版8に孔8aが同じ
位置に対応して複数形成されたものも使用する。
【0019】次いで、上記エレメント7を用いて上記ト
ンネル3を構築する方法を説明していく。まず、図4に
示すように、盛土2を施していない開削部分の地面に、
基礎コンクリートFを打設し、この基礎コンクリートF
の上に、複数のエレメント7を、各コンクリート版8が
それぞれトンネル3の外面および内面となる状態、つま
り上下に配した状態で、かつ、その長手方向をトンネル
3の長手方向に一致させて、継手部材11、12を互い
に噛み合わせながら並べ、基礎版15を構成する。並べ
るエレメント7の数は、構築するトンネル3の幅に応じ
た数となる。
【0020】この場合、少なくとも両端に配するエレメ
ント7を、一方のコンクリート版8に孔8aが形成され
たものとし、孔8aが形成された側のコンクリート版8
を上にする。また、両端間に配するエレメント7のうち
でも適宜数を孔8aが形成されたものとすると好まし
い。さらに、両端に配するエレメント7の鉄骨9には、
あらかじめアンカー16を固着しておく。なお、地盤の
状態に応じて基礎コンクリートFを打設せず直接エレメ
ント7を並べたり、あるいは基礎コンクリートFを打設
する前に杭Kを地盤に打つ場合もある。この時点で基礎
版15の内部は、各エレメント7の空洞部10が連続す
る空洞部15aとなる。
【0021】続いて、基礎版15の空洞部15aに、エ
レメント7が並ぶ方向に延びる複数のシース管17をエ
レメント7の長手方向に等間隔をおいて配するととも
に、適宜に複数の鉄筋18を配する。さらに、図5に示
すように、両端の各アンカー16に、PCより線あるい
はPC鋼棒等のPC鋼材19を係止するとともに、PC
鋼材19の周囲に短いシース管17を嵌め込んで被覆
し、PC鋼材19を孔8aに通して上側のコンクリート
版8の上方に取り回しておく。
【0022】この後、両端のエレメント7の外側面およ
び各エレメント7の両端面を、前記蓋板13、14でそ
れぞれ塞いでから、図5に示すように、空洞部15aに
コンクリート(充填固化材)20を打設して養生させ
る。コンクリート20の打設に際しては、各エレメント
7のうち、上側のコンクリート版8に形成された孔8a
からコンクリート20がオーバーフローすることによ
り、必要充分な打設量を知ることができる。コンクリー
ト20の養生完了後、エレメント7の並ぶ方向に配した
シース管17の内部にPC鋼材19を通し、このPC鋼
材19を引張して、基礎版15に対しエレメント7が並
ぶ方向にプレストレスを導入する。この後、基礎版15
の上面における各エレメント7間の目地、つまり継手部
材11、12の表面に、モルタル等のグラウト材を充填
して目地を埋める。なお、各アンカー16に係止した各
PC鋼材19は、嵌め込まれた短いシース管17により
コンクリート20とは縁が切れている。
【0023】以上で基礎版15が完築したことになる
が、基礎版15としては、上記のように複数のエレメン
ト7を並べて構成する他、エレメント7の代わりにプレ
キャストコンクリートパネルを複数並べたり、あるいは
単にコンクリートを所定厚さ打設したりして構成しても
よい。
【0024】基礎版15の完築後、図6に示すように、
基礎版15を構成する両端の各エレメント7の上に、複
数のエレメント7を、各コンクリート版8がそれぞれト
ンネル3の外面および内面となる状態、つまり左右に配
した状態で、かつその長手方向をトンネル3の長手方向
に一致させて、継手部11、12を互いに噛み合わせな
がら積み重ねて並べトンネル壁体4の側版部5をそれぞ
れ構成する。側版部5を構成するエレメント7は、一方
のコンクリート版8に孔8aが形成されていないものを
用いる。この時点で、側版部5の内部には、各エレメン
ト7の空洞部10が連続して空洞部5aが存する。
【0025】さらに、各側版部5の上端つまり最も上の
エレメント7の上に、頂版部6の両端を構成する1つの
エレメント7を、コンクリート版8が上下に面する状態
でそれぞれ載せる。頂版部6の両端を構成するエレメン
ト7は、両方のコンクリート版8に孔8aが形成された
ものを用いる。この際、側版部5を構成する各エレメン
ト7内および頂版部6の両端を構成するエレメント7内
に、アンカー16に係止して上方に取り回した各PC鋼
材19を挿入しながら行う。そしてこのPC鋼材19
を、頂版部6の両端を構成するエレメント7の上下のコ
ンクリート版8の各孔8aに貫通させ、上に引き出す。
次に、図7に示すように、PC鋼材19にシース管17
を嵌め込んでその周囲を被覆するとともに、鉄筋18を
適宜に配する。なお、孔8aは、コンクリート打設用に
いくつか残しておく。
【0026】続いて、図8に示すように、各側版部5の
上端に載せたエレメント7の間にわたって、複数のエレ
メント7を、各コンクリート版8がそれぞれトンネル3
の外面および内面となる状態、つまり上下に配した状態
で、かつその長手方向をトンネル3の長手方向に一致さ
せて、継手部材11、12を互いに噛み合わせながら並
べ、トンネル壁体4の頂版部6を構成する。頂版部6を
構成するエレメント7のうち複数は、一方のコンクリー
ト版8に孔8aが形成されたものを用い、孔8aが形成
されたコンクリート版8を上にする。頂版部6のエレメ
ント7を並べるには、図示せぬ支保工で支えながら施工
する。この時点で、頂版部6の内部には各エレメント7
の空洞部10が連続する空洞部6aが、それぞれ存す
る。これにより、両側版部5および頂版部6により門型
のトンネル壁体4が構成されたことになる。
【0027】次に、図8に示すように、頂版部6の空洞
部6aに、エレメント7が並ぶ方向に延びる複数のシー
ス管17を、エレメント7の長手方向に等間隔をおいて
配するとともに、適宜に複数の鉄筋18を配する。
【0028】続いて、まず側版部5を構成する各エレメ
ント7の両端面を蓋板14で塞ぎ、さらに、頂版部6の
両端を構成するエレメント7の両側面および両端面を蓋
板13、14でそれぞれ塞いでから、図9に示すよう
に、側版部5の空洞部5aにコンクリート20を打設
し、さらに頂版部6の両端を構成するエレメント7の空
洞部10にコンクリート20を打設し、養生させる。コ
ンクリート20の打設はコンクリート版8の孔8aから
行い、頂版部6の両端を構成するエレメント7の上側の
コンクリート版8に形成された孔8aからコンクリート
20がオーバーフローした時点で、コンクリート20の
打設を止める。コンクリート20の養生後、基礎版15
から側版部5を経て頂版部6の両端のエレメント7を貫
通するPC鋼材19を上から引張してエレメント7に係
止し、基礎版15から側版部5、エレメント7にわたっ
てプレストレスを導入する。この場合、側版部5には、
エレメント7の並ぶ方向にプレストレスが導入される。
【0029】次に、図10に示すように、頂版部6の両
端のエレメント7の間の複数のエレメント7によって形
成された空洞部6aにコンクリート20を打設し、養生
させる。コンクリート20の打設はコンクリート版8の
孔8aから行い、エレメント7の上側のコンクリート版
8に形成された孔8aからコンクリート20がオーバー
フローした時点で、コンクリート20の打設を止める。
コンクリート20の養生後、頂版部6の両端のエレメン
ト7間にわたしたシース管17の内部にPC鋼材19を
通し、このPC鋼材19の一端部を一方のエレメント7
に係止し、他端部を引張して他方のエレメント7に係止
して、頂版部6に対しエレメント7の並ぶ方向にプレス
トレスを導入する。
【0030】以上の工程が終了したら、側版部5および
頂版部6の内外面における各エレメント7間の目地、つ
まり継手部材11、12の表裏に、モルタル等のグラウ
ト材を充填して目地を埋める。また、必要に応じて側版
部5および頂版部6の内面および両端面にコンクリート
をふいて、それら面を仕上げる。
【0031】以上でトンネル壁体4の構築が終了し、次
いで、トンネル壁体4の周囲に盛土2を施すことによ
り、トンネル3の構築が終了する。図15は完成状態の
トンネル3のみの斜視図を示している。なお、この後、
盛土2の上に高速道路1の路面を、また基礎版15の上
に一般道路1Bの路面を敷設する。
【0032】上記実施例によれば、基礎版15の上に、
複数のエレメント7をトンネル3の断面に沿って門型に
並べて一対の側版部5および頂版部6を構成し、これら
側版部5および頂版部6の各空洞部5a、6aにコンク
リート20を打設するとともに、各空洞部5a、6aに
配したPC鋼材19を引張してエレメント7が並ぶ方向
にプレストレスを導入するといった工程でトンネル3を
構築できることから、施工の容易化が図れるとともに、
工期の長期化が抑えられる。また、エレメント7は、単
なる長尺部材で、一対のコンクリート版8を鉄骨9でつ
なげたセミプレハブ構造であるから、従来のボックスカ
ルバート等と比べると小型かつ軽量で、このため運搬が
容易である。
【0033】また、トンネル壁体4にプレストレスを導
入することにより各エレメント7の一体化状態が強固に
なって耐土圧性が向上した構造となり、したがって、ト
ンネル3の幅が大きくとも頂版部6の耐土圧性が損なわ
れることがない。そのプレストレスに関しては、基礎版
15と側版部5との節点および側版部5と頂版部6との
節点に対して交差しており、このため、トンネル壁体4
は、基礎版15を含めると断面長方形のボックスラーメ
ン構造をなす剛構造体となる。その結果、剛的に土圧に
耐え得る構造が得られる。
【0034】上記実施例の工程においては、基礎版15
にエレメント7を積み重ねて側版部5を立ててから、さ
らに最も上のエレメント7の上に頂版部6の両端を構成
するエレメント7を載せ、このエレメント7から側版部
5を経て基礎版15にわたりプレストレスを導入するこ
とにより上記ボックスラーメン構造を得ているが、これ
に代えて、以下の方法により、側版部5と頂版部6との
節点を、ピン結合構造とすることができる。
【0035】すなわち、図11〜図14に示すように、
まず基礎版15に対し、アンカー16に係止したPC鋼
材19をエレメント7の空洞部10に挿入しながらエレ
メント7を積み重ねて側版部5を立てたら、PC鋼材1
9の周囲をシース管17で被覆するとともに鉄筋18を
配し、側版部5の空洞部5aにコンクリート20を打設
し、養生させる。コンクリート20の養生後、PC鋼材
19を上から引張して最も上のエレメント7に係止し、
基礎版15から側版部5にわたってプレストレスを導入
する。この後、各側版部5の上端間にわたってエレメン
ト7を並べて頂版部6を構成し、その頂版部6の空洞部
6aにコンクリート20を打設して養生させ、この後頂
版部6にPC鋼材19によってプレストレスを導入す
る。
【0036】このような工程により、基礎版15から側
版部5の上端にわたる部分と頂版部6とに分けて、つま
り側版部5と頂版部6との節点に対して交差しないよう
にプレストレスを導入すれば、側版部5と頂版部6との
節点がピン結合の構造が得られる。このようなピン結合
構造によれば、トンネル壁体4は、土圧に対して柔的に
耐え得る構造となる。
【0037】さて、次に上記実施例の変形例を説明す
る。この変形例の場合は、図16に示すように、基礎版
15を構成する複数のエレメント7をトンネル3の長手
方向に直交させて並べるとともに、頂版部6を構成する
複数のエレメント7を、トンネル3の長手方向に直交さ
せて並べることによって、トンネル壁体4を構成してい
る。すなわち、基礎板15および頂版部5を構成するエ
レメント7の向きが、先の実施例では構築するトンネル
3の長手方向に一致しているが、変形例では、その向き
がトンネル3の長手方向(高速道路1Aの延びる方向)
に交差して直交しているわけである。
【0038】このように頂版部6を構成するエレメント
7をトンネル3の長手方向に直交させて並べる構成であ
ると、エレメント7を並べる際には、各側版部5の上端
間にエレメント7を架け渡すだけで設置でき、特にエレ
メント7を支える支保工および施工用の足場等を必要と
しない。したがって、先の実施例の場合と比較すると頂
版部6の施工が容易になるとともに、工期のさらなる短
期化が図られる。
【0039】上記実施例におけるトンネル3は、図15
に示すように、高速道路1Aに対し直交して盛土2を貫
通する形態であるが、トンネルとしてはこれに限らず、
高速道路1Aに対し斜めに貫通する場合ももちろんある
わけであり、その場合の頂版部6の構成としては、たと
えば図17〜図20の態様とする。
【0040】図17の場合は、両端を高速道路1Aと平
行になるよう斜めにカットした複数のエレメント7を、
高速道路1Aに対して斜めに延びるトンネルの長手方向
に一致させて並べて頂版部6を構成している。また、図
18の場合は、通常のエレメント7をずらしながら、ト
ンネルの長手方向に一致させて並べて頂版部6を構成し
ている。また、図19の場合は、三角形状のエレメント
7aをトンネルの長手方向の両端に配し、その間にトン
ネルの長手方向に直交する状態で通常のエレメント7を
複数並べて頂版部6を構成している。さらに図20の場
合は、両端をトンネルの長手方向と平行になるよう斜め
にカットした複数のエレメント7を、高速道路1Aが延
びる方向に一致させて並べて頂版部6を構成している。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトンネル
覆工用エレメントによれば、一対の長尺なコンクリート
版を鉄骨等の連結材でつなげた構成であり、従来のボッ
クスカルバート等と比べると小型化かつ軽量化が図れる
ので運搬が容易となる。また、エレメントにおけるコン
クリート版の側部にエレメントどうしの接続を図る継手
部材を全長にわたって設けることにより、エレメントを
並べる際の位置決めが容易になされるとともに、エレメ
ント間の目地を閉塞することができ、エレメント内部に
コンクリート等の充填固化材を充填しやすくなる。しか
も、互いに突き合わされる側部が、トラス状に配された
鉄骨等の連結材から構成されているので、側部が互いに
突き合わされて隣接されたエレメントが型枠とされ、こ
れらエレメントのコンクリート版同士の間に打設したコ
ンクリートによって一体化された側版部及び頂版部から
なる略門型のトンネル覆工体を容易に構築することがで
き、また、設置時には、コンクリート版の面と直交する
方向へスライドさせることによりエレメント同士を、そ
の側部が互いに突き合わされて隣接された状態に容易に
設置させることができる。
【0042】また、本発明のトンネル構築方法によれ
ば、複数の前記エレメントを、基礎版上に、構築するト
ンネルの断面に沿って略門型に並べて対向する一対の側
版部および頂版部からなるトンネル壁体を構築し、各エ
レメント内の空洞部にコンクリート等の充填固化材を充
填するといった工程でトンネルを構築できるから、施工
の容易化が図れるとともに、工期の長期化が抑えられ
る。また、特にエレメントをトンネルの長手方向に交差
する方向にエレメントを並べて構成することによって、
頂版部の施工が容易になり、工期のさらなる短期化が図
られる。また、充填固化材を充填した後、エレメントが
並ぶ方向にプレストレスを導入することにより、各エレ
メントの一体化状態が強固になって耐土圧性が向上した
構造となり、したがって、トンネル幅が大きくとも頂版
部における耐土圧性の低減が抑制される。そしてこのプ
レストレスを、基礎版から側版部の上端にわたる部分と
頂版部とに分けて導入すると、側版部と頂版部との節点
がピン結合の構造が得られ、柔的に土圧に耐え得る構造
となる。さらに基礎版から側版部の上端にわたって導入
させるプレストレスを、側版部と頂版部との節点に対し
て交差させれば、トンネル壁体は、基礎版を含めると断
面長方形のボックスラーメン構造をなす剛構造体とな
り、剛的に土圧に耐え得る構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によって構築されたトンネル
の外観斜視図である。
【図2】エレメントの斜視図である。
【図3】エレメントの正面図である。
【図4】トンネルを構築する第1工程の正面図である。
【図5】同第2工程の正面図である。
【図6】同第3工程の正面図である。
【図7】同第4工程の正面図である。
【図8】同第5工程の正面図である。
【図9】同第6工程の正面図である。
【図10】同最終工程の正面図である。
【図11】一実施例の方法の変形例でトンネルを構築す
る第1工程の正面図である。
【図12】同第2工程の正面図である。
【図13】同第3工程の正面図である。
【図14】同第4工程の正面図である。
【図15】本発明の一実施例によって構築されたトンネ
ルの斜視図である。
【図16】本発明の一実施例の変形例によって構築され
たトンネルの斜視図である。
【図17】斜めのトンネルの場合の頂版部に並べるエレ
メントの配置態様の一例を示す概略平面図である。
【図18】同他の例を示す概略平面図である。
【図19】同さらに他の例を示す概略平面図である。
【図20】同さらに異なる例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
3 トンネル 4 トンネル壁体 5 側版部 5a 側版部の空洞部 6 頂版部 6a 頂版部の空洞部 7 エレメント 8 コンクリート版 9 鉄骨(連結材) 10 エレメントの空洞部 11、12 継手部材 14 コンクリート(充填固化材) 19 PC鋼材 20 コンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 29/05

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤を開削した開削部分にて、互いに対
    向する一対の側版部およびこれら側版部の上端間に架け
    渡される頂版部からなる略門型のトンネル覆工体を構築
    する際に用いられるトンネル覆工用エレメントであっ
    て、 間隔をあけて互いに平行に対向させた一対の長尺なコン
    クリート版と、これらコンクリート版同士を連結して側
    部を構成するトラス状に配された鉄骨等の連結材とから
    構成され、側部同士が突き合わされて互いに隣接された
    状態にて、前記コンクリート版同士の間にコンクリート
    が打設されることにより、この打設されたコンクリート
    によって一体化された前記側版部および頂版部からなる
    トンネル覆工体を構築させる ことを特徴とするトンネル
    覆工用エレメント。
  2. 【請求項2】 前記エレメントにおける前記コンクリー
    ト版の側部に、エレメントどうしの接続を図る継手部材
    が全長にわたって設けられ、該継手部材は、前記コンク
    リート版の面と直交する方向へスライドさせて互いに隣
    接させることにより、互いに噛み合わされることを特徴
    とする請求項1記載のトンネル覆工用エレメント。
  3. 【請求項3】 トンネル覆工用エレメントを用いて、互
    いに対向する一対の側版部およびこれら側版部の上端間
    に架け渡される頂版部からなる略門型のトンネルを構築
    するトンネル構築方法であって、 トンネル構築地盤上に打設コンクリート等で基礎版を敷
    設した後、この基礎版の上に、請求項1または請求項2
    記載のエレメントを、一対の前記コンクリート版がそれ
    ぞれトンネルの外面および内面となる状態で、かつその
    長手方向が、構築するトンネルの長手方向に一致する状
    態で複数積み重ねて前記一対の側版部を構成した後、 これら側版部の上端間に、請求項1あるいは請求項2記
    載のエレメントを、一対の前記コンクリート版がそれぞ
    れトンネルの外面および内面となる状態で、かつその長
    手方向が、構築するトンネルの長手方向に一致する状態
    で複数並べて前記頂版部を構成することにより、略門型
    のトンネル壁体を構築し、 次いで、該トンネル壁体の外面側および内面側の各コン
    クリート版の間の空洞部に、コンクリート等の充填固化
    材を充填することを特徴とするトンネル構築方法。
  4. 【請求項4】 トンネル覆工用エレメントを用いて、互
    いに対向する一対の側版部およびこれら側版部の上端間
    に架け渡される頂版部からなる略門型のトンネルを構築
    するトンネル構築方法であって、 トンネル構築地盤上に打設コンクリート等で基礎版を敷
    設した後、この基礎版の上に、請求項1または請求項2
    記載のエレメントを、一対の前記コンクリート版がそれ
    ぞれトンネルの外面および内面となる状態で、かつその
    長手方向が、構築するトンネルの長手方向に一致する状
    態で複数積み重ねて前記一対の側版部を構成した後、 これら側版部の上端間に、請求項1あるいは請求項2記
    載のエレメントを、一対の前記コンクリート版がそれぞ
    れトンネルの外面および内面となる状態で、かつその長
    手方向が、構築するトンネルの長手方向に交差する状態
    で複数並べて前記頂版部を構成することにより、略門型
    のトンネル壁体を構築し、 次いで、該トンネル壁体の外面側および内面側の各コン
    クリート版の間の空洞部に、コンクリート等の充填固化
    材を充填することを特徴とするトンネル構築方法。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4記載のトンネル
    構築方法において、前記基礎版を、請求項1または請求
    項2記載のエレメントを複数並べ、これらエレメントに
    おける各コンクリート版の間の空洞部に、コンクリート
    等の充填固化材を充填したものとすることを特徴とする
    請求項3または請求項4記載のトンネル構築方法。
  6. 【請求項6】 請求項3または請求項4記載のトンネル
    構築方法において、前記側版部を構成した後、この側版
    部の外面側および内面側の各コンクリート版の間の空洞
    部に、コンクリート等の充填固化材を充填して固化さ
    せ、次いで、前記頂版部を構成した後、この頂版部の外
    面側および内面側の各コンクリート版の間の空洞部に、
    コンクリート等の充填固化材を充填して固化させること
    を特徴とする請求項3または請求項4記載のトンネル構
    築方法。
  7. 【請求項7】 請求項3または請求項4記載のトンネル
    構築方法において、前記側版部および前記頂版部の各コ
    ンクリート版間にそれぞれ前記充填固化材を充填して固
    化させた後、前記基礎版から側版部の上端にわたる部分
    と頂版部とに分けて、前記エレメントが並ぶ方向にプレ
    ストレスを導入することを特徴とする請求項3または請
    求項4記載のトンネル構築方法。
  8. 【請求項8】 請求項7記載のトンネル構築方法におい
    て、前記基礎版から前記側版部の上端にわたって導入さ
    せるプレストレスを、側版部と前記頂版部との節点に対
    して交差させることを特徴とする請求項7記載のトンネ
    ル構築方法。
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