JP3470636B2 - 沈埋トンネル終端の函体と立坑との接合部及びその施工方法 - Google Patents

沈埋トンネル終端の函体と立坑との接合部及びその施工方法

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JP3470636B2 JP09463699A JP9463699A JP3470636B2 JP 3470636 B2 JP3470636 B2 JP 3470636B2 JP 09463699 A JP09463699 A JP 09463699A JP 9463699 A JP9463699 A JP 9463699A JP 3470636 B2 JP3470636 B2 JP 3470636B2
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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、いわゆる沈埋工
法において沈埋トンネル終端の函体(以下「最終函体」
という)と地上に通じるランプ部(アプローチ)との接
続部として構築された立坑との接合部およびその施工方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】海底トンネル等、水面下に連続してトン
ネルを構築する方法として沈埋工法が知られている。沈
埋工法は陸上の製作ヤードでプレキャスト方式で予め製
作された函体を複数、基礎工事の終了した計画地点まで
曳航し、沈設し、かつ互いに接合して水面下に連続する
トンネルを構築する方法であり、こうして構築されたト
ンネルの両端は地上に通じるランプ部との接続部として
構築された立坑に接続されている。
【0003】その際、トンネル終端の函体と立坑との間
には、函体沈設時の施工余裕量(各函体間の距離)、函
体どうしの水圧接合に伴う函体の移動量が隙間となって
生じるため、この隙間を完全に塞ぐようにトンネル終端
の函体と立坑間を接続する必要がある。
【0004】これまで、トンネル終端の函体と立坑とを
接続する方法として、水中コンクリート打設工法、仮締
切りドライ工法、あるいは端ブロック止水パネル工法な
どが知られている。
【0005】このうち、例えば水中コンクリート打設工
法は、トンネル終端の函体と立坑との接続部に水中型枠
を製作・設置し、この水中型枠内にコンクリートを打設
してトンネル終端の函体と立坑とを接続する方法であ
る。
【0006】しかし、このような接合方法では、水中で
のコンクリートの打設および小空間での施工を強いられ
るため品質に難点があり、また水中での作業が多く、か
つ工程が複雑で施工性が劣る等の課題があった。
【0007】また、いずれの接合方法も複雑な施工手
順、大規模な水中施工、さらにはコンクリートの品質管
理、大規模な仮締切り(立坑部に最終継手を用いる場
合、仮設山留め工が大規模となる)などを必要とした。
【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、特に水中での作業が少なく、工程が単純
で施工性のすぐれた沈埋トンネル終端の函体と立坑との
接合部およびその施工方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記載の沈埋トン
ネル終端の函体と立坑との接合部は、トンネル終端の函
体と立坑との間に設置したビームブロックと、前記函体
と立坑にそれぞれ定着してあり、このビームブロックの
内側で両端が連結された複数の可とう性連結ケーブル
と、前記ビームブロックの内側に打設された後打ちコン
クリートからなることを特徴とするものである。
【0010】また、路床部(最終函体、可とう性継手ブ
ロック、ビームブロックおよび立坑の床部分)にトンネ
ルの軸方向に連続するせん断キーを形成する。
【0011】請求項2記載の沈埋トンネル終端の函体と
立坑との接合部は、請求項1記載の沈埋トンネル終端の
函体と立坑との接合部において、トンネル終端の函体と
立坑との間に変形可能な可とう性ガスケトを有する可と
う性継手ブロックをビームブロックと隣接して設置して
なることを特徴とするものである。
【0012】請求項3記載の沈埋トンネル終端の函体と
立坑との接合部の施工方法は、トンネル終端の函体と立
坑との間にビームブロックを立坑側から函体側に押し出
して設置することにより函体と立坑間を塞ぎ、次にビー
ムブロックの内側で前記函体と立坑にそれぞれ定着して
ある複数の可とう性連結ケーブルの両端を連結し、次に
前記ビームブロックの内側に後打ちコンクリートを打設
することを特徴とするものである。
【0013】請求項4記載の沈埋トンネル終端の函体と
立坑との接合部の施工方法は、請求項3記載の沈埋トン
ネル終端の函体と立坑との接合部の施工方法において、
トンネル終端の函体と立坑との間に、ビームブロックを
水頭差を利用した水圧ジャッキで押し出すことを特徴と
するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】図1〜図5はこの発明の実施の一
形態を示し、海底に複数の函体1が沈設され、かつ互い
に接合されてトンネルAが構築されている。
【0015】また、トンネルAの両端に接合されたトン
ネル終端の函体2(以下「最終函体2」という)に隣接
して立坑3が、トンネルAと地上に通じるランプ部Bと
の接続部として構築されている。
【0016】また、最終函体2と立坑3との間に可とう
性継手ブロック4とビームブロック5がトンネルAの軸
方向に隣接して設置されている。
【0017】また、最終函体2、可とう性継手ブロック
4、ビームブロック5の内側および立坑3間に複数の可
とう性連結ケーブル6がトンネルAの軸方向に連続して
挿通されている。さらに、ビームブロック5の内側に後
打ちコンクリート7が打設されている。
【0018】また、最終函体2、可とう性継手ブロック
4、ビームブロック5および立坑3の床部分にトンネル
Aの軸方向に連続するせん断キー8が形成されている。
こうして最終函体2と立坑3間が可とう性継手を構成し
て接合されている。
【0019】函体1と最終函体2はともに地上の製作ヤ
ードでRC構造、鋼構造、PC構造、SRC構造などに
よって構築されている。また、こうして構築された函体
1と最終函体2は基礎工事の終了した計画地点まで曳航
され、沈設され、かつ互いに接合されている。
【0020】立坑3は現地においてRC構造、SRC構
造、鋼構造または鋼・コンクリート合成構造などによっ
て構築されている。
【0021】可とう性継手ブロック4は主に、地震など
による最終函体2と立坑3間の応力や変形性状を制御す
るもので、地震力などの外力を受けて自由に変形する、
ゴム等からなる可とう性ガスケット4aを有し、函体1
と同径の環状(リング状)に構築されている。
【0022】また、可とう性継手ブロック4は、函体1
などと同様に地上の製作ヤードでRC構造、PC構造、
鋼構造またはSRC構造などによって内側に開口する断
面略溝状又は環状に形成されている。
【0023】こうして構築された可とう性継手ブロック
4は最終函体2の構築時に最終函体2の端部に接合さ
れ、最終函体2と一緒に計画地点まで曳航され、かつ最
終函体2と一緒に海底に沈設されている。
【0024】ビームブロック5は原則として鋼製で、可
とう性継手ブロック4より薄く、かつ可とう性継手ブロ
ック4の外形に沿って連続する環状(リング状)に構築
されている。
【0025】また、ビームブロック5の一端は立坑3の
坑口3aの周縁に連続して形成されたビーム収納凹部9
に挿入され、他端は可とう性継手ブロック4に止水性接
着ゴム10によって接着されている。こうして、ビーム
ブロック5は可とう性継手ブロック4と立坑3間に固定
されている。
【0026】なお、ビームブロック5は施工当初、ビー
ム収納凹部9に挿入されており、最終函体2と立坑3と
を接合する際に可とう性継手ブロック4側に押し出され
て立坑3と可とう性継手ブロック4間に設置されてい
る。
【0027】また、ビームブロック5が押し出されるこ
とで空洞になったビーム収納凹部9には、ビームブロッ
ク5が水圧などで後戻りしないように間詰めコンクリー
ト11が充填されている。
【0028】図において、符号12はビーム収納凹部9
からビームブロック5を押し出すための、水頭差を利用
した水圧ジャッキであり、13はビーム収納部9に間詰
めコンクリート11を充填するためのコンクリート充填
ポンプであり、いずれも立坑3内または地上から遠隔操
作できるように設置されている。
【0029】また、符号14はビーム収納凹部9に水圧
ジャッキ12で高圧水を送り込む際の水漏れと、ビーム
収納凹部9にコンクリート充填ポンプ13で間詰めコン
クリート11を充填する際のコンクリート漏れを防止す
るための止水およびコンクリートストッパーであり、こ
れも立坑3内または地上から遠隔操作できるように設置
されている。
【0030】止水およびコンクリートストッパー14と
しては、例えばビーム収納凹部9とビームブロック5と
の間にゴム等からなるチューブをビーム収納凹部9の周
方向に連続して取り付け、中に空気や水などを封入する
ことにより膨張させてビームブロック5とビーム収納凹
部9間の間隙を塞ぐようにしたものでよい。
【0031】さらに、符号15はビームブロック5を可
とう性継手ブロック4側にスムーズに押し出せるように
するためのすべり支承で、すべり支承15はビーム収納
凹部9の底部分に所定間隔に取り付けられている。
【0032】なお、施工中、最終函体2の坑口2aと立
坑3の坑口3aはバルクヘッド(蓋)18と19でそれ
ぞれ閉ざされ、後からバルクヘッド18と19が撤去さ
れることでトンネルAと立坑3が連通される。
【0033】可とう性連結ケーブル6は、例えば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
材から形成され、トンネルAの周方向に所定間隔に挿通
されている。
【0034】また、可とう性連結ケーブル6は可とう性
継手ブロック4、後打ちコンクリート7をトンネルAの
軸方向に連続して挿通され、かつ両端が最終函体2と立
坑3のコンクリート中にそれぞれ定着されている。
【0035】また、可とう性連結ケーブル6の後打ちコ
ンクリート7を貫通する部分が連結金具16によって連
結され、また可とう性継手ブロック4を貫通する部分に
自在継手17が取り付けられている。
【0036】このような構成において、最終函体2と立
坑3間の接合部の応力状況について説明すると、接合部
に作用する引張力に対しては、可とう性連結ケーブル6
が抵抗し、ビームブロック5と後打ちコンクリート7に
引張力は作用しない。
【0037】また、接合部に作用する圧縮力に対しては
ビームブロック5と後打ちコンクリート7が抵抗し、ま
た接合部に作用する水平せん断力に対しては水平せん断
キー8が抵抗する。
【0038】さらに、地震時などにおける地殻の変動に
対しては、可とう性継手ブロック4(可とう性ガスケッ
ト4a)と可とう性連結ケーブル6が変形することで対
応する。したがって、最終函体2と立坑3間の接合部は
外力にと変位対してきわめて有効に対応することができ
る。
【0039】このような構成において、次に最終函体2
と立坑3との接合方法を順を追って説明する。
【0040】a.最初に、海底に複数の函体1を沈設
し、かつ函体1どうしを互いに接合してトンネルAを構
築する。
【0041】また、立坑3を構築する。立坑3の構築に
際しては坑口3aの周縁にビーム収納凹部9を形成し、
ビーム収納凹部9にビームブロック5を収納する。
【0042】さらに、坑口3aをバルクヘッド19で塞
ぎ、所定の位置に水圧ジャッキ12、コンクリート充填
ポンプ13、止水およびコンクリートストッパー14お
よびすべり支承15をそれぞれ設置する。
【0043】b.次に、トンネルAの終端に最終函体2
を沈設する。その際、最終函体2の端部に可とう性継手
ブロック4を予め接合しておき、また最終函体2の坑口
2aをバルクヘッド18で塞いでおく。
【0044】また、最終函体2と可とう性継手ブロック
4は沈設後、外水圧により強く密着する。
【0045】c.次に、止水およびコンクリートストッ
パー14に高圧水を送り込み、止水およびコンクリート
ストッパー14を膨張させてビームブロック5と収納凹
部9との間隙を塞ぐ。
【0046】d.次に、水圧ジャッキ12によってビー
ム収納凹部9に高圧水を送り込み、高圧水を利用してビ
ームブロック5を可とう性継手ブロック4側に押し、こ
のビームブロック5によって可とう性継手ブロック4と
立坑3間を塞ぐ。
【0047】また、ビームブロック5を押し出すことに
より空洞になったビーム収納凹部9内に間詰めコンクリ
ート11を充填する。間詰めコンクリート11の充填に
はコンクリート充填ポンプ13を利用する。
【0048】なお、技術的に可能であれば、最終函体2
側から立坑3側にビームブロック5を押し出すようにし
てもよい。
【0049】e.次に、バルクヘッド18と19間を排
水する。
【0050】f.次に、バルクヘッド18と19を撤去
する。そして、最終函体2側から伸びる連結ケーブル6
と立坑3側から伸びる連結ケーブル6をビームブロック
5の内側において継手金具16によってそれぞれ連結
し、その後ビームブロック5の内側に後打ちコンクリー
ト7を打設して連結ケーブル6と継手金具16を後打ち
コンクリート7内に埋設する。
【0051】g.次に、最終函体2、可とう性継手ブロ
ック4、ビームブロック5および立坑3の床部分にコン
クリートを所定の厚さに打設してトンネルAの軸方向に
連続するせん断キー8が形成する。なお、せん断キー8
の両端はアンカー部材を介して最終函体2の床部と立坑
3の床部にそれぞれ固定する。こうして、最終函体2と
立坑3が接合される。
【0052】
【発明の効果】この発明は以上説明した構成からなり、
以下の効果を有する。
【0053】a.立坑内に設置された水圧ジャッキを用
いてビームブロックを最終函体と立坑間に押し出すた
め、沈設時大規模な引き寄せ工が不要である。また、従
来工法に比較して構造がきわめて単純であり、プレハブ
化が可能である。
【0054】b.充分な耐力を有する接合部を構成で
き、またGINAゴムガスケットとPCケーブルによる
従来の可とう性継手、波型鋼板を使用するベローズ継手
などの可とう性継手にも対応できる。
【0055】c.従来工法に比較して立坑全面の大規模
な仮締切り工が不要である。また、水中作業がきわめて
少ないため、作業の安全性がきわめて高く、また継手部
の品質管理がし易く、施工精度がきわめて高い。さら
に、従来工法と比較して最終沈設からトンネル貫通まで
の工期が短く、工事費の大幅な削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】沈埋トンネルの一例を示す側面図である。
【図2】トンネル終端の函体と立坑との接合部を示す縦
断面図である。
【図3】トンネル終端の函体と立坑との接合部の施工方
法を示す縦断面図である。
【図4】トンネル終端の函体と立坑との接合部の施工方
法を示す縦断面図である。
【図5】トンネル終端の函体と立坑との接合部の施工方
法を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 函体 2 最終函体(トンネル終端の函体) 2a 坑口 3 立坑 3a 坑口 4 可とう性継手ブロック 5 ビームブロック 6 可とう性連結ケーブル 7 後打ちコンクリート 8 水平せん断キー 9 ビーム収納凹部 10 止水性接着ゴム 11 間詰めコンクリート 12 水圧ジャッキ 13 コンクリート充填ポンプ 14 止水およびコンクリートストッパー 15 すべり支承 16 連結金具 17 自在継手 18 バルクヘッド(隔壁) 19 バルクヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 29/07

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル終端の函体と立坑との間に設置
    したビームブロックと、前記函体と立坑にそれぞれ定着
    してあり、このビームブロックの内側で両端が連結され
    た複数の可とう性連結ケーブルと、前記ビームブロック
    の内側に打設された後打ちコンクリートからなることを
    特徴とする沈埋トンネル終端の函体と立坑との接合部。
  2. 【請求項2】 トンネル終端の函体と立坑との間に変形
    可能な可とう性ガスケトを有する可とう性継手ブロック
    をビームブロックと隣接して設置してなることを特徴と
    する請求項1記載の沈埋トンネル終端の函体と立坑との
    接合部。
  3. 【請求項3】 トンネル終端の函体と立坑との間にビー
    ムブロックを立坑側から函体側に押し出して設置するこ
    とにより函体と立坑間を塞ぎ、次にビームブロックの内
    側で前記函体と立坑にそれぞれ定着してある複数の可と
    う性連結ケーブルの両端を連結し、次に前記ビームブロ
    ックの内側に後打ちコンクリートを打設することを特徴
    とする沈埋トンネル終端の函体と立坑との接合部の施工
    方法。
  4. 【請求項4】 トンネル終端の函体と立坑との間に、ビ
    ームブロックを水頭差を利用した水圧ジャッキで押し出
    すことを特徴とする請求項3記載の沈埋トンネル終端の
    函体と立坑との接合部の施工方法。
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CN112683775B (zh) * 2020-11-18 2022-10-25 中交公路规划设计院有限公司 钢壳混凝土沉管隧道推出式最终接头滑道摩擦力测试系统
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