JP3913525B2 - 分岐トンネル構築方法及び分岐トンネル分岐部構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、分岐トンネルを構築する方法、及び分岐トンネルが本線トンネルから分岐する部分の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シールド工法で地下高速道路等のトンネルの分岐部を構築する場合、地上より開削工法によって構築していた。この方法で本線トンネルを構築する場合、本線シールド機はトンネル分岐部に到達する毎に分解し、別のシールド機をトンネル分岐部到達側と反対側から発進させ、本線トンネルを構築していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、トンネル分岐部を大規模な開削工法によって構築するため、供用中の道路を大幅に交通規制する必要があり、交通渋滞が発生し、隣接住民に対して騒音等の被害があった。また、トンネル分岐部毎に本線シールド機が必要であるため、使用するシールド機の台数が多くなってコストが高くなり、シールド工事に必要な設備を設置する立坑用地のコストも多大となっていた。
【0004】
そこで、この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、供用中の道路を交通規制することなく、使用するシールド機の台数やシールド工事に必要な立坑用地を削減して、地下の分岐トンネルを構築することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルの側方に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルから離間する方向に連続して平面視にて略三角形状に構築し、前記略三角形状の支保工の前記分岐トンネル側の幅が広く、前記三角形状の支保工の前記本線トンネル側の幅が狭くなるように配置され、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、前記支保工のうちの分岐部側壁が前記本線トンネルから離間する方向に配置されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間が繋がれた状態にされると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工される分岐トンネル構築方法としたことを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の発明は、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルの側方に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルに沿うように構築すると共に途中から前記本線トンネルから離間する方向に連続して構築し、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、その後、前記分岐トンネル内には、前記分岐シールド機発進到達空間と前記本線トンネルとの間を仕切ると共に、前記本線トンネルから離間する方向に配設されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間を繋ぐ仕切壁が構築されると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工される分岐トンネル構築方法としたことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルが2本並んで設けられ、該2本の本線トンネルの間に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルに沿うように連続して構築し、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、その後、前記分岐トンネル内には、前記分岐シールド機発進到達空間と前記本線トンネルとの間を仕切ると共に、前記本線トンネルから離間する方向に配設されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間を繋ぐ仕切壁が構築されると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工される分岐トンネル構築方法としたことを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の構成に加えて、前記分岐シールド機発進到達空間を形成する支保工は、筒状の支保工単体を順次接続して連続させ、この連通した内部空間にコンクリートを注入することにより構築され、前記トンネル分岐部の壁を形成することを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、前記分岐シールド機発進到達空間より前記分岐シールド機を発進させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構成に加えて、前記分岐シールド機発進到達空間へ前記分岐シールド機を到達させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、本線トンネル左1a又は本線トンネル右1bのトンネル分岐部6aにこの発明を適用したものである。
【0012】
また、以下、分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b、分岐部側壁鋼殻7c、分岐部妻壁鋼殻7d、分岐部頂版8a、分岐部底版8b、分岐部側壁8c及び分岐部妻壁8d等の地盤を支える補強材を総称して「支保工」と呼ぶ。
【0013】
[発明の実施の形態1]
図1〜図19には、この発明の実施の形態1を示す。
【0014】
《本線トンネルの構築》
図1には、この実施の形態1に係る、本線トンネル左1aを本線シールド機9aで掘削したときの平面図を示し、図2には、図1のA−A線に沿う断面図を示す。
【0015】
その本線シールド機9aは矩形シールド機で、この本線シールド機9aを図示しない立坑から発進させて地下を掘削し、本線トンネルセグメント左3aを組み立てて、図1及び図2に示す通り、本線トンネル左1aを構築する。
【0016】
《トンネル分岐部の構築(1)》
図3には、この実施の形態1に係るトンネル分岐部6aの地盤中に分岐部頂版鋼殻7a等の鋼殻を構築した状態の平面図を示し、図4には図3のB−B線に沿う断面図、図5には図3のC−C線に沿う断面図を示す。
【0017】
まず、トンネル分岐部6aの周辺地山の地盤改良10を行った後、図4に示す通り、本線トンネルセグメント左3aの側壁を一部取り外して、本線トンネル左1a内上部及び下部から、例えば図示しない手堀型矩形推進機により、トンネル分岐部6aの道路の形状に合わせて、所定位置まで水平方向に地山を掘削し、分岐部頂版鋼殻7a及び分岐部底版鋼殻7bを構築する。同様にして、図5の通り、本線トンネル左1aと分岐トンネル2との合流点付近である図3のC−C線に沿う断面位置には、分岐部妻壁鋼殻7dを構築する。
【0018】
その後、分岐部頂版鋼殻7aの先端部分を一部撤去し、分岐部底版鋼殻7bの先端部分に向かって垂直に地盤を手堀型矩形推進機により掘削しながら図4に示す分岐部側壁鋼殻7cを構築する。
【0019】
図6には、図4又は図5のD−D線に沿う断面図を示す。
【0020】
本線トンネル左1aの上部には分岐部頂版鋼殻7aが水平方向に配列され、下部には分岐部底版鋼殻7bが水平方向に配列されている。また、C−C線に沿う断面部分には、分岐部妻壁鋼殻7dが垂直方向に配列されている。
【0021】
図7には、「支保工」である前記分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b、分岐部側壁鋼殻7c及び分岐部妻壁鋼殻7dの斜視図を示す。「支保工」とは、筒状の単体70を連続して組み立てられた、地中で地盤を支える鋼材であり、その内部はコンクリート等を打設できるよう空洞となっている。分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b、分岐部側壁鋼殻7c及び分岐部妻壁鋼殻7dにコンクリートを打設した「支保工」を、各々分岐部頂版8a、分岐部底版8b、分岐部側壁8c及び分岐部妻壁8dという。
【0022】
《トンネル分岐部の構築(2)》
図8〜図10を用いて、トンネル分岐部空間6bを構築する行程を説明する。
【0023】
図8には、補強梁縦11及び補強梁横12等を設置しトンネル分岐部空間6bを構築した状態の、トンネル分岐部6aの平面図を示す。
【0024】
図9には図8のE−E断面図を、図10には図9のF−F断面図を示す。
【0025】
分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b、分岐部側壁鋼殻7c及び分岐部妻壁鋼殻7d各々の側方を一部撤去し、トンネル周方向及び長手方向に図示しない鉄筋や鉄骨等の補強材を配置する。そして、前記分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b、分岐部側壁鋼殻7c及び分岐部妻壁鋼殻7d内にコンクリートを打設し、分岐部ボックスカルバート6cの一部となる分岐部頂版8a、分岐部底版8b、分岐部側壁8c及び分岐部妻壁8dを構築する。
【0026】
コンクリート硬化後、本線トンネルセグメント左3aの側方を取り外し、地山の崩れを防ぐために補強梁縦11及び補強梁横12を設置する。その後、内部地山16を掘削し、トンネル分岐部空間6bを構築する。
【0027】
《分岐シールド機の発進》
次に、シールド機発進到達空間15bに分岐シールド機9bを配置して、分岐トンネル2を構築する。図11は、構築されたトンネル分岐部空間6bの分岐シールド機発進到達部15aに分岐シールド機9bを配置する様子を示す平面図であり、図12は図11のG−G線に沿う断面図である。
【0028】
まず、本線トンネル左1a内の底部に分岐部ボックスカルバート6cの一部となるコンクリートを打設して、分岐部底版8bを構築する。コンクリート硬化後、分岐シールド機9bを図示しない移動設備によって本線トンネル左1a内を移動させ、トンネル分岐部6aに設けた分岐シールド機発進到達部15aの分岐シールド機発進到達空間15bまで搬入する。分岐シールド機9bが本線トンネル左1a内を通過できない大きさの場合は、分岐シールド機9bを分割して本線トンネル左1a内を移動させ、分岐シールド機発進到達空間15bにおいて再度分岐シールド機9bを組み立てる。
【0029】
次に、図13に示すように、分岐部頂版8a及び分岐部底版8bに反力受け13を設置し、この反力受け13と図示しないシールドジャッキ間に仮セグメント14を組み立てる。
【0030】
図14は、分岐シールド機発進到達部15aから分岐シールド機9bを発進させて分岐トンネル2を構築した様子を示す平面図であり、図15は、図14のI−I線に沿う断面図である。
【0031】
前記仮セグメント14に反力を取り、分岐シールド機9bを発進させて分岐トンネル2部分の地山を掘削しながら分岐トンネルセグメント4を組み立てて、分岐トンネル2を構築する。
【0032】
その後、図15に示す通り、本線トンネル左1a内にコンクリートを打設し、分岐部頂版8a及び分岐部側壁8cを構築し、分岐部底版8b等と一体化して分岐部ボックスカルバート6cを構築する。
【0033】
この実施の形態1における分岐トンネル2の完成図を図16〜図19に示す。
【0034】
図16は、完成したトンネル分岐部6a付近の平面図である。
【0035】
図17には、図16のJ−J線に沿う本線トンネル左1a部分の断面図を示す。
【0036】
図17に示す通り、本線トンネル左1aは本線トンネルセグメント左3aで囲まれており、下部は本線トンネル左底版7bが形成されている。
【0037】
図18には、図16のK−K線に沿うトンネル分岐部6aの断面図を示す。
【0038】
トンネル分岐部空間6bは、分岐部頂版8a、分岐部底版8b及び分岐部側壁8cを有する分岐部ボックスカルバート6cで囲まれており、本線トンネル左1a部分はさらにその外側を本線トンネルセグメント左3aで囲まれている。
【0039】
図19には、図16のL−L線に沿う断面図を示す。この断面は、本線トンネル左1a,分岐トンネル2とトンネル分岐部6aとの接続部である。
【0040】
分岐トンネル2は、その内周を分岐トンネルセグメント4で囲まれ、その外周を分岐部妻壁8dで囲まれている。本線トンネル左1aは、分岐部頂版8a、分岐部底版8b及び分岐部側壁8cからなる分岐部ボックスカルバート6cで囲まれており、さらにその外側を本線トンネルセグメント左3aで囲まれている。
【0041】
このトンネル分岐部6aの構築方法によれば、図18に示す通り「支保工」である分岐部頂版8a,分岐部底版8b,分岐部側壁8c及び分岐部妻壁8dは、そのままトンネル分岐部6aの壁として使用することができる。
【0042】
なお、この実施の形態1では、分岐シールド機9bをトンネル分岐部6a内に設けた分岐シールド機発進到達部15aから発進させたが、地上から開削工法で構築した立坑から分岐シールド機9bを発進させ、分岐シールド機発進到達部15aに到達させても良い。
【0043】
[発明の実施の形態2]
図20〜図29には、この発明の実施の形態2を示す。
【0044】
この発明の実施の形態1では、トンネル分岐部6aを形成している分岐部頂版8a、分岐部底版8b及び分岐部側壁8cは、分岐トンネル2の分岐トンネルセグメント4と連続しており、トンネル分岐部空間6bの分岐シールド機発進到達空間15bから分岐シールド機9bを発進させることによって、トンネル分岐部6aと分岐トンネル2を同時に構築したが、この発明の実施の形態2では、トンネル分岐部6aの道路に一部を使用することとなるシールド機発進到達空間15bから分岐シールド機9bを発進させて分岐トンネル2を掘削した後、トンネル分岐部6aを構築する。
【0045】
《本線トンネル及び分岐トンネルの構築》
図20には実施の形態2に係るトンネル分岐部6a付近の平面図を示し、図21には図20のM−M線に沿う断面図を示す。
【0046】
まず、本線シールド機9aを図示しない立坑から発進させ、本線トンネル左1aを構築し、図20に示す分岐シールド機発進到達部15a付近の地山の地盤改良10を行う。
【0047】
実施の形態1のトンネル分岐部6aの構築方法と同様に、図示しない手堀矩形推進機によって分岐シールド機発進到達部15aの地山を掘削し、分岐部頂版鋼殻7a,分岐部底版鋼殻7b及び分岐部側壁鋼殻7cを構築して、これらの内部にコンクリートを打設し、図21に示す通り、分岐シールド機発進到達部15aに「支保工」である分岐部頂版8a,分岐部底版8b,分岐部側壁8c及び分岐シールド機発進到達部妻壁17dを構築する。
【0048】
ここで、分岐シールド機発進到達部15aは、分岐シールド機9bが発進及び到達する空間であるので、分岐シールド機9bが配置できるだけの空間であればよく、実施の形態1のように「支保工」をトンネル分岐部6aの道路の形状に合わせて構築する必要はない。
【0049】
次に、本線トンネルセグメント左3aの一部を取り外し、図示しない補強梁縦11及び補強梁横12を設置しながら、内部地山16を掘削し、分岐シールド機発進到達空間15bを得る。そして、本線トンネル左1a内の底部にコンクリートを打設し、分岐部ボックスカルバート6cの一部となる分岐部底版8bを構築する。
【0050】
次に、図20に示す通り、分岐シールド機9bを図示しない移動設備によって本線トンネル左1a内を移動させ、分岐シールド機発進到部15aの分岐シールド機発進到達空間15bまで搬入する。分岐シールド機9bが本線トンネル左1a内を通過できない大きさの場合は、分岐シールド機9bを分割してトンネル左1a内を移動させ、分岐シールド機発進到達空間15bにおいて再度分岐シールド機9bを組み立てる。
【0051】
その後、分岐シールド機発進到達部妻壁17dと図示しないシールドジャッキ間に図示しない仮セグメント14を組み立て、分岐シールド機発進到達部妻壁17dに反力を取って分岐シールド機9bを発進させ、分岐トンネル2内の地山を掘削し分岐トンネル2を構築する。
【0052】
《本線トンネルと分岐トンネルの接続》
次に、本線トンネル左1aと分岐トンネル2を接続して、トンネル分岐部6aを構築する。
【0053】
次に、図22〜図25を用いて、本線トンネル左1aと分岐トンネル2を接続する作業工程を説明する。
まず、図22に示す通り、本線トンネル左1a及び分岐トンネル2の内部から周辺地山の地盤改良10を行う。
【0054】
次に、図23に示す通り、補強梁縦11及び補強梁横12をトンネル内部に設置し、本線トンネルセグメント左3a及び分岐トンネルセグメント左4の不要な部分を撤去しながらコンクリートを底部に打設して、図24に示す通り、分岐部底版8bを構築する。同様にして、分岐部頂版8a、分岐部側壁8cを構築する。
【0055】
そして、図25に示す通り、「支保工」である分岐部頂版8a、分岐部底版8b及び分岐部側壁8cを有する分岐部ボックスカルバート6cを構築した後、補強梁縦11及び補強梁横12を撤去する。
【0056】
その後、分岐シールド機発進到達空間15bと分岐トンネル2との間を仕切り壁18で道路の形状に仕切って、トンネル分岐部6aは完成する。
【0057】
図26〜図29には、実施の形態2に係るトンネル分岐部6aの完成図を示す。
【0058】
図26には、トンネル分岐部6a付近の平面図を示す。
【0059】
この実施の形態2においては、この分岐シールド機発進到達空間15bは実施の形態1のようにトンネル分岐部6aの壁には利用されないため、本線トンネル左1a及び分岐トンネル2とを接続する作業及び仕切壁18で仕切る作業が必要となるが、トンネル分岐部6aの道路の形状に合わせて「支保工」を構築する必要がなく、分岐シールド機9bを配置する分岐シールド機発進到達空間15bのみ「支保工」を構築し、その分岐シールド機発進到達空間15bから分岐シールド機9bによって一気に分岐トンネル2を掘削できる利点がある。
【0060】
なお、この分岐シールド機発進到達空間15bは、消化器や工事用具等の置場に利用してもよい。
【0061】
図27には、図26のN−N線に沿う本線トンネル左1a部分の断面図を示す。本線トンネル左1aは、本線トンネルセグメント左3aで囲まれており、底部には本線トンネル左底版7bが構築されている。
【0062】
図28には、図26のO−O線に沿う本線トンネル左1aと分岐トンネル2との合流点終端付近の断面図を示す。
【0063】
本線トンネル左1aの空間は、分岐部頂版8a、分岐部側壁8c及び分岐部底版8bを有する分岐部ボックスカルバート6cで囲まれ、さらにその外側を本線トンネルセグメント左3aで囲まれている。また、分岐トンネル2の空間は、上面を分岐シールド機発進到達部頂版17a、下面を分岐シールド機発進到達部底版17bで囲まれ、側面は仕切壁18によって仕切られており、一方、分岐部6aの道路に使用しない分岐シールド機発進到達空間15bは、仕切壁18で仕切られ、分岐シールド機発進到達部頂版17a、分岐シールド機発進到達部側版17c及び分岐シールド機発進到達部底版17bで囲まれて道路の脇に残されている。
【0064】
図29には、図26のP−P線に沿うトンネル分岐部6aの本線トンネル左1aと分岐トンネル2の合流点始点付近の断面図を示す。
【0065】
本線トンネル左1aと分岐トンネル2の空間は、上面を分岐部頂版8a、下面を分岐部底版8bで囲まれており、本線トンネル左1a側の側面を分岐部側壁8cで、分岐トンネル2側の側面を仕切壁18で囲まれている。さらに、本線トンネル左1a側は、その外周が本線トンネルセグメント左3aで囲まれ、分岐トンネル2側の外周は分岐トンネルセグメント4で囲まれている。
【0066】
[発明の実施の形態3]
図30〜図34には、この発明の実施の形態3を示す。この実施の形態3は、上下線本線トンネル(本線トンネル左1a及び本線トンネル右1b)間にトンネル分岐部6aを構築する場合の実施の形態である。
【0067】
図30には、この発明の実施の形態3に係る分岐シールド機9bで分岐トンネル2を掘削しているときの平面図を示し、図31には図30のQ−Q線に沿う分岐点始点付近の断面図を示す。
【0068】
以下、本線トンネル右1bが構築済みであるのを前提として、この発明の実施の形態3の説明を行う。
【0069】
まず、本線シールド機9aを図示しない立坑から発進させ、本線トンネル左1aを構築し、分岐シールド機発進到達部15a周辺の地山の地盤改良10を行う。
【0070】
実施の形態1と同様に、本線トンネルセグメント左3a側壁を一部取り外し、手堀型矩形推進機により、本線トンネル左1a内上部及び下部から本線トンネル右1bまで地山を掘削し、分岐部頂版鋼殻7a及び分岐部底版鋼殻7bを設置する。同様にして、分岐部妻壁鋼殻7dを設置する。これらの分岐部頂版鋼殻7a、分岐部底版鋼殻7b及び分岐部妻壁鋼殻7dの内部にコンクリートを打設し、「支保工」である分岐部頂版8a、分岐部底版8b及び分岐部妻壁8dを構築して分岐部ボックスカルバート6cの一部とする。
【0071】
次に、図31に示す通り、本線トンネルセグメント左3aの側方を取り外し、補強梁縦11及び図示しない補強梁横12を設置しながら、図示しない内部地山16を掘削し、トンネル分岐部空間6bを構築する。
【0072】
次に、図30に示すように、分岐シールド機9bを図示しない移動設備によって本線トンネル左1a内を通過させ、トンネル分岐部6aに設けた分岐シールド機発進到部15aの分岐シールド機発進到達空間15bまで移動させる。分岐シールド機9bが本線トンネル左1a内を通過できない大きさの場合は、分岐シールド機9bを分割して移動させ、分岐シールド機発進到達空間15bにおいて再度分岐シールド機9bを組み立てる。この分岐シールド機9bを発進させ地山を掘削して分岐トンネル2を構築する。
【0073】
その後、トンネル分岐部6a内部にコンクリートを打設して、分岐部頂版9a、分岐部底版9b及び分岐部側壁8cからなる分岐部ボックスカルバート6cを構築する。
【0074】
図32は、図30のR−R線に沿う分岐点終点付近の断面図である。本線トンネル左1aの空間は本線トンネルセグメント左3aと分岐部妻壁9dによって囲まれており、底部には分岐部底版9bが形成されている。本線トンネル右1bについても同様である。また、分岐トンネル2は周囲が分岐トンネルセグメント4で囲まれ、さらにその外側を分岐部妻壁9dで囲まれている。
【0075】
その後、トンネル分岐部6aに道路の形状に沿って、分岐トンネル2に向かう道路と本線トンネル左1aとを隔てる仕切壁18を設置し、トンネル分岐部6aを完成させる。
【0076】
図33〜図34には、この実施の形態3の完成図を示す。
【0077】
図33には、この発明の実施の形態3に係る、上下本線トンネルにトンネル分岐部6aが完成した状態の平面図を示す。この実施の形態3においては、2つの仕切壁18と分岐部妻壁9dに囲まれた部分がトンネル分岐部6aに使用しない空間となっており、「支保工」は、本線トンネル右1bから分岐トンネル2に分岐する仕切壁18に仕切られた直角三角形の分岐部頂版9aの部分のみ壁として利用している。
【0078】
図34には、図33のS−S線に沿う、本線トンネル右1bが分岐トンネル2に分岐する部分の断面図を示す。
【0079】
本線トンネル左1a、本線トンネル右1b及び分岐トンネル2の空間は、分岐部頂版9a,分岐部底版9b、分岐部側壁8cよりなる分岐ボックスカルバート6cで囲まれ、本線トンネル左1aと本線トンネル右1b,分岐トンネル2との空間は仕切壁18で仕切られている。また、本線トンネル左1a,右1bは、さらにその外側を本線トンネルセグメント左3a,右3bで囲まれている。
【0080】
この実施の形態3では、分岐シールド機9bを分岐シールド機発進到達空間15bから発進させたが、地上から開削工法で構築した立坑から分岐シールド機9bを発進させ、分岐シールド機発進到達空間15bに到達させてもよい。
【0081】
また、この実施の形態3ではトンネル分岐部空間6bを構築してから分岐シールド機9bを発進させ分岐トンネル2を掘削したが、実施の形態2と同様に分岐トンネル2を先行して構築してからトンネル分岐部6aを構築し、本線トンネル右1bと分岐トンネル2を接続してもよい。
【0082】
さらに、以上の各実施の形態では、本線シールド機9a及び分岐シールド機9bの形状は矩形で説明したが、円形、馬蹄形等どのような形状でもよく、またシールド形式も制限はなく、さらに以上の実施の形態では、分岐部頂版8a及び分岐部底版8bを手堀型推進工法によって構築したが、シールド工法又はパイプルーフ等で構築してもよい。
【0083】
また、さらに以上の各実施の形態では、分岐シールド機9bを分岐シールド機発進到達空間15bから発進させて掘削を行ったが、分岐シールド機9bを到達させる到達空間としてしても利用できる。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の発明によれば、本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルの側方に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルから離間する方向に連続して平面視にて略三角形状に構築し、前記略三角形状の支保工の前記分岐トンネル側の幅が広く、前記三角形状の支保工の前記本線トンネル側の幅が狭くなるように配置され、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、支保工のうちの分岐部側壁が本線トンネルから離間する方向に配置されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間が前記分岐部側壁で繋がれた状態にすると共に、分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工されるので、地上の道路を交通規制して作業を行う必要がないため、交通渋滞や騒音等が発生しない。
【0085】
請求項4に記載の発明によれば、前記支保工は、筒状の支保工単体を順次接続して連続させ、この連通した内部空間にコンクリートを注入することにより構築されていることを特徴とするので、強固なトンネル分岐部を構築することができる。
また、前記分岐シールド機発進到達空間を形成する支保工は、前記トンネル分岐部の壁を形成することを特徴とするので、新たにトンネル分岐部用の壁を構築する必要がなく、効率的な作業ができる。
【0087】
請求項5に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載の効果に加えて、前記分岐シールド機発進到達空間より前記分岐シールド機を発進させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とするので、分岐トンネルに影響されず本線シールド機の長距離施工が可能となり、立坑用地や本線シールド機の必要台数が少なくて済む。
【0088】
請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜4のいずれか1項に記載の効果に加えて、前記分岐シールド機発進到達空間へ前記分岐シールド機を到達させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とするので、分岐トンネルに影響されず本線シールド機の長距離施工が可能となり、立坑用地や本線シールド機の必要台数が少なくて済む。
【0089】
なお、本線トンネルから分岐トンネルが分岐する部分の構造において、前記本線トンネルの側方に支保工を設け、該支保工により前記本線トンネルと連続し、前記分岐トンネルを掘削する分岐シールド機が発進又は到達する分岐シールド機発進到達空間が形成されたことを特徴とすれば、地上の道路を交通規制して作業を行う必要がないため、交通渋滞や騒音等が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る本線トンネル左を本線シールド機で掘削したときの平面図である。
【図2】同実施の形態1に係る図1のA−A線に沿う断面図である。
【図3】同実施の形態1に係るトンネル分岐部の地盤中に鋼殻を構築した状態の平面図である。
【図4】同実施の形態1に係る図3のB−B線に沿う断面図である。
【図5】同実施の形態1に係る図3のC−C線に沿う断面図である。
【図6】同実施の形態1に係る図4又は図5のD−D線に沿う断面図である。
【図7】同実施の形態1に係る「支保工」の斜視図である。
【図8】同実施の形態1に係る、補強梁等を設置しトンネル分岐部空間を構築した状態を示すトンネル分岐部の平面図である。
【図9】同実施の形態1に係る図8のE−E断面図である
【図10】同実施の形態1に係る図9のF−F断面図である。
【図11】同実施の形態1に係る、トンネル分岐部空間の分岐シールド機発進到達部に分岐シールド機を配置する様子を示す平面図である。
【図12】同実施の形態1に係る図11のG−G線に沿う断面図である。
【図13】同実施の形態1に係る図12のH−H線に沿う断面図である。
【図14】同実施の形態1に係る分岐シールド機発進到達部から分岐シールド機を発進させて分岐トンネルを構築した様子を示す平面図である。
【図15】同実施の形態1に係る図14のI−I線に沿う断面図である。
【図16】同実施の形態1に係る分岐トンネルが完成した状態を示す分岐部付近の平面図である。
【図17】同実施の形態1に係る図16のI−I線に沿う断面図である。
【図18】同実施の形態1に係る図16のK−K線に沿う断面図である。
【図19】同実施の形態1に係る図16のL−L線に沿う断面図である。
【図20】 この発明の実施の形態2に係る分岐シールド機で分岐トンネルを掘削している状態を表す平面図である。
【図21】同実施の形態2に係るM−M線に沿う断面図である。
【図22】同実施の形態2に係る本線トンネル左と分岐トンネルを接続する作業工程を説明する図20のM−M線に沿う断面図である。
【図23】同実施の形態2に係る本線トンネル左と分岐トンネルを接続する作業工程を説明する図20のM−M線に沿う断面図である。
【図24】同実施の形態2に係る本線トンネル左と分岐トンネルを接続する作業工程を説明する図20のM−M線に沿う断面図である。
【図25】同実施の形態2に係る本線トンネル左と分岐トンネルを接続する作業工程を説明する図20のM−M線に沿う断面図である。
【図26】同実施の形態2に係る完成したトンネル分岐部付近の平面図である。
【図27】同実施の形態2に係る図26のN−N線に沿う断面図である。
【図28】同実施の形態2に係る図26のO−O線に沿う断面図である。
【図29】同実施の形態2に係る図26のP−P線に沿うトンネル分岐部の断面図である。
【図30】この発明の実施の形態3に係る分岐シールド機で分岐トンネルを掘削している状態を表す平面図である。
【図31】同実施の形態3に係る図30のQ−Q線に沿う断面図である。
【図32】同実施の形態3に係る図30のR−R線に沿う断面図である。
【図33】同実施の形態3に係る上下本線トンネル間にトンネル分岐部を構築し完成した状態の平面図である。
【図34】同実施の形態3に係る図33のS−S線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1a 本線トンネル左
1b 本線トンネル右
2 分岐トンネル
6a トンネル分岐部
8a 分岐部頂版(支保工)
8b 分岐部底版(支保工)
8c 分岐部側壁(支保工)
8d 分岐部妻壁(支保工)
9b 分岐シールド機
10 地盤改良
15b シールド機発進到達空間
16 内部地山
Claims (6)
- 本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルの側方に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルから離間する方向に連続して平面視にて略三角形状に構築し、前記略三角形状の支保工の前記分岐トンネル側の幅が広く、前記三角形状の支保工の前記本線トンネル側の幅が狭くなるように配置され、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、前記支保工のうちの分岐部側壁が前記本線トンネルから離間する方向に配置されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間が前記分岐部側壁で繋がれた状態にされると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工されることを特徴とする分岐トンネル構築方法。
- 本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルの側方に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルに沿うように構築すると共に途中から前記本線トンネルから離間する方向に連続して構築し、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、その後、前記分岐トンネル内には、前記分岐シールド機発進到達空間と前記本線トンネルとの間を仕切ると共に、前記本線トンネルから離間する方向に配設されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間を繋ぐ仕切壁が構築されると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工されることを特徴とする分岐トンネル構築方法。
- 本線トンネルから分岐する分岐トンネルを構築する方法において、前記本線トンネルが2本並んで設けられ、該2本の本線トンネルの間に連続するトンネル分岐部付近の地盤改良を行った後、該地盤改良された地盤中に支保工を前記本線トンネルに沿うように連続して構築し、その支保工で囲まれた内部地山を掘削して、前記本線トンネルから出入りされる分岐シールド機が配置可能な大きさを有する分岐シールド機発進到達空間を構築し、その後、該分岐シールド機発進到達空間と連続すると共に前記本線トンネルから分岐する前記分岐トンネルを分岐シールド機により掘削し、前記トンネル分岐部の一方に前記本線トンネルが延びると共に、前記トンネル分岐部の他方に前記本線トンネルと前記分岐トンネルが延びるように設けられ、その後、前記分岐トンネル内には、前記分岐シールド機発進到達空間と前記本線トンネルとの間を仕切ると共に、前記本線トンネルから離間する方向に配設されて本線トンネルセグメント及び分岐トンネルセグメントの間を繋ぐ仕切壁が構築されると共に、前記分岐トンネル内が前記分岐トンネルセグメントで覆工されることを特徴とする分岐トンネル構築方法。
- 前記分岐シールド機発進到達空間を形成する支保工は、筒状の支保工単体を順次接続して連続させ、この連通した内部空間にコンクリートを注入することにより構築され、前記トンネル分岐部の壁を形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の分岐トンネル構築方法。
- 前記分岐シールド機発進到達空間より前記分岐シールド機を発進させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の分岐トンネル構築方法。
- 前記分岐シールド機発進到達空間へ前記分岐シールド機を到達させて前記分岐トンネルを掘削することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の分岐トンネル構築方法。
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