JP3356102B2 - 柔構造式沈埋かんの製作・進水法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地上の製作ヤー
ドでプレキャスト方式で製作される柔構造式沈埋かんの
製作・進水法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、海底トンネル等のように水面
下で連続するトンネルを構築する方法として、沈埋トン
ネル工法が一般に知られている。沈埋トンネル工法は、
予め陸上の製作ヤードでプレキャスト方式で製作された
沈埋かんを基礎工事の終了した計画地点まで曳航し、そ
して海底の基礎上に沈め、隣接する沈埋かん同志を互い
に接合して海底に連続するトンネルを構築する方法であ
る。

【０００３】また、沈埋かんの製作方法としてドッグヤ
ード方式が一般に知られている。この沈埋かんの製作方
法は所定の製作ヤードで、定置状態で沈埋かんを完成さ
せ、その両端を仮隔壁（バルクヘッド）で塞いだのち、
製作ヤードに注水して沈埋かんを静かに浮上させて製作
ヤードの外に曳出する方法である。

【０００４】ところで、この種の沈埋かんは一般に数十
ｍ単位で製作され、中には百ｍを軽く越えるものも製作
されている。また、沈埋かんの製作は、これまで、工事
現場近くの造船所のドックなどを利用して行われてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、沈埋かんは少
ないものでも数十ｍ単位で製作されるため、それだけ大
きな製作ヤードを確保する必要があり、このため既存の
ドックでは対応できない場合があり、その場合には新た
に広大な製作ヤードを確保する必要があった。

【０００６】また、こうした恒久的な造船所のドックを
利用できるのは、むしろ例外で、普通は、工事現場付近
に一時的なドックを工事規模に見合った大きさに建造す
る必要があり、その建造費の占める割合はかなりなもの
であり、またその復旧にも多大なコストを要した。

【０００７】さらに、数十ｍにもおよぶ沈埋かんを進水
するに際しては、進水法によっては大型クレーン等の大
型重機を必要とするだけでなく、沈埋かんには相当大き
な変形と応力が生じるのを免れないため、必要に応じて
仮設材などで沈埋かんを一時的に補強する必要があっ
た。

【０００８】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、きわめて効率的に沈埋かんを製作し、
かつ進水できるようにした柔構造式沈埋かんの製作・進
水法を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】請求項１記載の柔構造式
沈埋かんの製作・進水法は、製作ヤードで複数の単位か
ん体を順次製作し、この単位かん体をできたものから順
に台船の上に移送し、次に台船の上で複数の単位かん体
を複数の連結ケーブルで接合して沈埋かんを完成させ、
次に台船を潜水させて沈埋かんを進水させることを特徴
とするものである。

【００１０】請求項２記載の柔構造式沈埋かんの製作・
進水法は、製作ヤードで複数の単位かん体を順次製作
し、この単位かん体をできたものから順にドッグヤード
に移送し、次にドッグヤード内で複数の単位かん体を連
結ケーブルで接合して沈埋かんを完成させ、次にドッグ
ヤード内に注水して沈埋かんを進水させることを特徴と
するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜（ｅ）は柔構造式沈
埋かん（以下「沈埋かん」という）の一例を示し、図に
おいて、沈埋かん１は中央に鉄道用のトンネルａを、そ
の両側に車道用のトンネルｂをそれぞれ配置して矩形断
面形に製作されている。

【００１２】また、沈埋かん１は予めプレキャスト方式
で製作された単位かん体２を複数、その軸方向に並べて
設置するとともに複数の連結ケーブル３で互いを軸方向
に連結することにより所定の長さ（５０〜１００ｍ前
後）に製作されている。

【００１３】単位かん体２はＲＣ構造、ＰＣ構造、ＳＲ
Ｃ構造、または鋼板型枠の中にコンクリートを打設する
鋼・コンクリート合成構造などによって数ｍ単位の長さ
（５ｍ前後）に製作されている。

【００１４】また、単位かん体２，２間の接合面に伸縮
性のきわめて大きい、水膨張性の止水ゴム４が介在され
ている。

【００１５】止水ゴム４は単位かん体２，２間の接合面
に、連結ケーブル３の両側に位置しかつ単位かん体２の
周方向に連続して介在され、また止水性をより高めるた
めに二重ないしそれ以上に重ねて介在されている。

【００１６】なお、図で止水ゴム４は、連結ケーブル３
の両側にそれぞれ一本ずつ介在されている。さらに、止
水ゴム４は簡単に剥離しないように両方の接合面にそれ
ぞれ形成された凹溝に嵌め込み固着して取り付けられて
いる。

【００１７】また、単位かん体２の躯体部分（床板部、
壁部、天板部およびこれらの部位の接合部）にシース５
が止水ゴム４，４間を単位かん体２の軸方向に連続して
埋設され、このシース５内に連結ケーブル３がそれぞれ
挿通されている。

【００１８】なお、連結ケーブル３にはＰＣ鋼線または
ＰＣ鋼より線などからなる可とう性のケーブル材が使用
され、また連結ケーブル３は後からでもプレストレスの
導入および解放を簡単に行えるように、いわゆるアンボ
ンド構造になっている。

【００１９】このように構築された沈埋かん１は、基礎
工事の終了した計画地点まで曳航され、そして海底の基
礎上に沈められたのち、互いに接合されることで海底に
複数の沈埋かん１からなる沈埋かんトンネルが構築され
る。

【００２０】図２（ａ），（ｂ）は、沈埋かん１の接合
部の一例を示し、両端側に位置する単位かん体２ａの端
部に切欠部６が形成され、その外側にガスケット８とス
トッパー７がそれぞれ取り付けられている。

【００２１】切欠部６は単位かん体２の周方向に連続し
て形成されている。そして切欠部６は、沈埋かん１どう
しが接合されることで接合部に沈埋かん１の内側に断面
略溝状に開口する凹部９が沈埋かん１の周方向に連続し
て形成されている。

【００２２】また、切欠部６の端部に定着板１０と、鉄
筋または鋼材などからなる継手金具１１がそれぞれ取り
付けられている。そして、定着板１０に連結ケーブル３
の端部が定着ナット１２によってそれぞれ定着されてい
る。

【００２３】ガスケット８は単位かん体２ａの接合面に
単位かん体２ａの周方向に連続してそれぞれ突設されて
いる。そして、沈埋かん１どうしが接合されることでガ
スケット８の先端が他方の接合面にそれぞれ密着し、こ
れによって接合面間に充填空間１３が単位かん体２ａの
周方向に連続して形成されている。

【００２４】ストッパー７は、ガスケット８と同様に両
方の接合面にそれぞれ取り付けられ、沈埋かん１どうし
が接合された際に互いに突き合わせられることでガスケ
ット８が潰れてしまうのを阻止すると共に、充填空間１
３を保持するスペーサの働きをしている。

【００２５】また、単位かん体２ａには沈埋かん１どう
しを接合した後から充填空間１３に止水グラウト材（図
省略）を充填するための充填用パイプ１５が埋設されて
いる。

【００２６】充填用パイプ１５は単位かん体２ａの周方
向に所定間隔に複数埋設され、その充填側端部は単位か
ん体２ａの内側に突出している。さらに、各単位かん体
２の接合面にはせん断ずれを防止するコッター（図省
略）が多数突設されている。

【００２７】そして、複数の沈埋かん１は、海底におい
て端部の単位かん体２ａどうしが突き合わせられた後、
双方の切欠部６の底部分を止水プレート１６で連結し、
双方の継手金具１１どうしを連結し、かつ切欠部６から
なる凹部９内にコンクリート１７を充填し、さらに充填
空間１３に止水グラウト材を充填することにより剛接合
状態に互いに接合されている。

【００２８】その際、止水プレート１６は沈埋かん１の
周方向に連続して設置され、かつ双方の切欠部６の底部
分にアンカーボルト１８によって固定されている。

【００２９】また、継手金具１１どうしは鉄筋またはプ
レート等からなる連結部材１９を介して連結され、さら
に凹部９内に複数の補強鉄筋２０が沈埋かん１の周方向
に連続して配筋されている。連結部材１９は双方の継手
金具１１に溶接する等して固着されている。

【００３０】このようにして、沈埋函１どうしが剛接合
状態に連結されていても、各沈埋かん１の単位かん体２
どうしが可とう性を有する複数の連結ケーブル３と止水
ゴム４によって互いに連結されているので、不等沈下や
大地震に伴う地殻変動に自由に追従でき、沈埋かん１に
大きな断面力を生じるのを極力低減できる。

【００３１】また、沈埋かん１を海底に設置する際に、
海底地盤に少々の不陸（起伏）があっても特に無理なく
設置でき、したがって基礎面をあえて平坦に造成する必
要がない。

【００３２】図３と図４は沈埋かんの製作・進水法の一
例を示し、図において、符号２１は単位かん体２を製作
するための製作ヤード、２２は製作ヤード２１で製作さ
れた単位かん体２を仮り置きするためのストックヤー
ド、および複数の単位かん体２を接合して沈埋かん１を
製作するための作業ヤードとして利用される台船、そし
て、符号２３は台船２２の上で製作された沈埋かん１を
沈埋トンネルの建設現場まで曳航する曳航船である。

【００３３】製作ヤード２１は、可能な限り沈埋トンネ
ルの建設現場近くの海沿いに、必要最少限の広さに建設
されている。

【００３４】製作ヤード２１には単位かん体２を製作
し、かつ単位かん体２を台船２２まで移送するために必
要な設備、具体的にはコンクリートプラントを初め、型
枠、鉄筋の建込みやコンクリートを打設する際などに使
用される移動式のクレーン装置、製作された単位かん体
１を台船２２まで移送する際などに利用される移送式台
車などの各種設備が備えつけられている。

【００３５】台船４は、少なくとも一個の沈埋かん１を
製作するのに必要な床面積を有する規模のもので、特に
バラスト水を利用して浮力を調整することにより浮上と
潜水を自由に行えるものである。

【００３６】また、複数の単位かん体２を複数の連結ケ
ーブル３で接合して沈埋かん１を完成させるのに必要な
装置が備えつけられている。なお、製作される沈埋かん
１が非常に長いときは台船４を数そう連ねて１そうの台
船としてもよい。

【００３７】このような構成において、次に沈埋かん１
の製作・進水法を説明すると、 最初に、製作ヤード
２１において単位かん体２を順次製作する。そして、完
成した単位かん体２から順に台船２２の上に移送し、台
船２２の上に順次仮り置きする。

【００３８】 次に、台船２２の上で複数の単位かん
体２をその軸方向に並べ、かつ連結ブール３で互いを接
合して沈埋かん１を完成させる。その際、連結ケーブル
３を緊張して沈埋かん１に所定大のプレストレスを導入
する。また、沈埋かん１の両端部を仮隔壁（バルクヘッ
ド）で塞ぐ。

【００３９】 次に、台船２２を、沈埋かん１を載せ
たままバラスト水を注水して徐々に沈める。台船２２を
沈めても、沈埋かん１は、両端部がバルクヘッドで塞が
れて中空をなしていることにより浮く。なお、台船２２
はバラスト水を排水することで再び浮上する。

【００４０】 次に、曳航船２３で沈埋かん１を海底
トンネルの建設現場まで曳航する。このようにして、沈
埋かん１を製作・進水することにより、沈埋かん１の製
作から進水までを、流れ作業できわめて効率的に行うこ
とができる。特に、製作ヤードでは数十ｍにもおよぶ沈
埋かん１を最後まで完成させるのではなく、４，５ｍ程
度の単位かん体２を製作し、この単位かん体２をできた
ものから順に台船の上に移送し、そして台船の上で複数
の単位かん体２を複数の連結ケーブル３で接合して沈埋
かん１を完成させるので、陸上移送が容易にできて作業
性がよく、また製作ヤード２１のスペースを最少にとど
めることができる。

【００４１】また、台船２２を徐々に潜水させて沈埋か
ん１を進水（浮かせる）させるので、沈埋かん１の進水
時に沈埋かん１に大きな変形や応力が発生する等の問題
もない。さらに、特大なドックヤードを必要としないの
で、建設コストも大幅に低減できる。

【００４２】図３と図４は同じく、沈埋かんの製作・進
水法の一例を示し、図において、特に符号２４は製作ヤ
ード２１で製作された単位かん体２を仮り置きし、かつ
複数の単位かん体２を接合して沈埋かん１を製作するた
めのドックヤードである。

【００４３】ドックヤード２４は製作ヤード２１に隣接
して建設されている。また、ドックヤード２４は少なく
とも１個の沈埋かん１を仮り置きできる幅と深さに建設
されている。特に、沈埋かん１の完成後注水して沈埋か
ん１を浮上させ、曳航水路にひき出すのに充分な水深を
確保できる深さに建設されている。

【００４４】また、ドックヤード２４の海に面する側に
ゲート２５が設けられ、ゲート２５には動力で開閉する
水門扉２６が取り付けられている。そして、水門扉２６
を開けることでドックヤード２４内に大量の海水を注水
してドッグヤード２４内の沈埋かん１を浮上させること
ができるようになっている。

【００４５】また、ドックヤード２４の陸側には緩いス
ロープ２４ａが形成されている。そして、製作ヤード２
１で製作された単位かん体２は、スロープ２４ａの上を
直接また移送台車などを利用して滑走させることにより
ドックヤード２４内に移送できるようになっている。

【００４６】このような構成において、次に沈埋かん１
の製作・進水法を説明すると、 最初に、製作ヤード
２１において単位かん体２を順次製作する。そして、完
成した単位かん体２から順にドックヤード２４内に移送
して仮り置きする。

【００４７】 次に、ドックヤード２４内で複数の単
位かん体２をその軸方向に並べ、かつ連結ブール３で互
いを接合して沈埋かん１を製作する。その際、連結ケー
ブル３を緊張して沈埋かん１に所定大のプレストレスを
導入する。また、沈埋かん１の両端部を仮隔壁（バルク
ヘッド）で塞ぐ。

【００４８】 次に、ゲート２５の水門扉２６を開け
てドックヤード２４内に大量の海水を注水することによ
り、沈埋かん１を徐々に浮上させる。

【００４９】 次に、沈埋かん１をゲート２５から曳
航水路にひき出し、そして曳航船２３で海底トンネルの
建設現場まで曳航する。

【００５０】このようにして、沈埋かん１を製作・進水
することにより、沈埋かん１の製作から進水までを、流
れ作業できわめて効率的に行うことができる。特に、製
作ヤードでは数十ｍにもおよぶ沈埋かん１を最後まで完
成させるのではなく、４，５ｍ程度の単位かん体２を製
作し、この単位かん体２をできたものから順にドックヤ
ード２４に移送し、そしてドックヤード２４内で複数の
単位かん体２を複数の連結ケーブルで接合して沈埋かん
１を完成させるので、陸上移送が容易にできて作業性が
よく、また製作ヤード２１とドックヤード２４のスペー
スを最少にとどめることができる。

【００５１】また、ドックヤード２４内に海水を注水し
て沈埋かん１を進水（浮かせる）させるので、沈埋かん
１の進水時に沈埋かん１に大きな変形や応力が発生する
等の問題もない。

【００５２】

【発明の効果】この発明は以上説明した構成からなり、
製作ヤードで複数の単位かん体を順次製作し、この単位
かん体をできたものから順に台船の上に移送し、次に台
船の上で複数の単位かん体を複数の連結ケーブルで接合
して沈埋かんを完成させ、次に台船を潜水させて沈埋か
んを進水させることにより、沈埋かんの製作から進水ま
でを、流れ作業できわめて効率的に行うことができる等
の効果がある。

【００５３】また、製作ヤードで複数の単位かん体を順
次製作し、この単位かん体をできたものから順にドック
ヤードに移送し、次にドックヤード内で複数の単位かん
体を連結ケーブルで接合して沈埋かんを完成させ、次に
ドックヤード内に注水して沈埋かんを進水させることに
より、沈埋かんの製作から進水までを、流れ作業できわ
めて効率的に行うことができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】沈埋かんの一例を示し、（ａ）はその斜視図、
（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその側面図、（ｄ）はそ
の縦断面図、（ｅ）はその一部斜視図である。

【図２】沈埋かん同志の接合部の一例を示し、（ａ）は
接合前の断面図、（ｂ）は接合後の断面図である。

【図３】沈埋かんの製作・進水法の一例を示す斜視図で
ある。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は工程を示す断面図である。

【図５】沈埋かんの製作・進水法の一例を示す斜視図で
ある。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 沈埋かん（柔構造式沈埋かん） ２ 単位かん体（単位かん体エレメント） ３ 連結ケーブル ４ 止水ゴム ５ シース ６ 切欠部 ７ ストッパー ８ ガスケット ９ 凹部 １０ 定着板 １１ 継手金具 １２ 定着ナット １３ 充填空間 １５ 充填用パイプ １６ 止水プレート １７ コンクリート １８ アンカーボルト １９ 連結部材 ２０ 補強鉄筋 ２１ 製作ヤード ２２ 着底台船 ２３ 曳航船である。 ２４ ドックヤード ２５ ゲート ２６ 水門扉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 修三 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 芳野 雄一 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 本間 茂希 東京都港区元赤坂１丁目３番８号 鹿島 建設株式会社東京支店内 (72)発明者 高橋 忍 大阪府大阪市西区阿波座１丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (56)参考文献 特開 昭61−92297（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−140893（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−6227（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 29/07

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製作ヤードで複数の単位かん体を順次製
   作し、この単位かん体をできたものから順に台船の上に
   移送し、次に台船の上で複数の単位かん体を複数の連結
   ケーブルで接合して沈埋かんを完成させ、次に台船を潜
   水させて沈埋かんを進水させることを特徴とする柔構造
   式沈埋かんの製作・進水法。
2. 【請求項２】 製作ヤードで複数の単位かん体を順次製
   作し、この単位かん体をできたものから順にドッグヤー
   ドに移送し、次にドッグヤード内で複数の単位かん体を
   連結ケーブルで接合して沈埋かんを完成させ、次にドッ
   グヤード内に注水して沈埋かんを進水させることを特徴
   とする柔構造式沈埋かんの製作・進水法。