JP4277181B2 - マンホールを備えるトンネルの施工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マンホールを備えるトンネルの施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
発電所の取放水設備には、大きく分けて、護岸から直接取水、放水する方式(前面水深が深い場合)と、沖合いまで管を伸ばし、この管を利用して取水、放水する方式(前面水深が浅い場合)がある。
管を利用して取水、放水する方式の場合、管の施工法によって、さらに、掘削埋戻し工法、シールド工法、推進工法などに分けられる。これら取水管と放水管のうち、放水管は流速が大きいなどの理由により貝が付着しないが、取水管は流速が小さいこともあって貝が付着しやすい。貝が付着すると取水管の機能が阻害されるため、ときどき貝取りのためのメンナンスを行う必要がある。最近では、メンテナンス用のロボットも開発されてはいるが、まだまだ完全ではなく、実際にはダイバーが取水管内に侵入してメンテナンスを行っているのが現状である。この際、取水管が数百メートル以上と長い場合は、ダイバーが取水口から相当の距離管内に侵入しなければならず、安全上の面から問題がある。そのため、長い取水管では、図6〜図8に示すように、取水管101の途中に、ダイバーが出入りするためのメンテナンス用マンホール103を設ける場合が多い。なお、これらの図において、符合100は発電所、102は放水管、104は取水管101の先端に設けた取水口、105はマンホール103の蓋をそれぞれ示す。
【0003】
前記取水管101にマンホール103を設ける場合、取水管101の施工方法として掘削埋め戻し工法を採用すれば、露出状態の取水管101にマンホール103を連結し、その後土砂を埋め戻せばよいので、特に大きな問題はない。しかし、シールド工法、推進工法を採用する場合には、特別な工夫が必要となる。
【0004】
例えば、特許文献1では、取水管を設けるにあたりシールド工法を採用しているが、ここでは、まず、海底地盤中にシールドトンネルを構築し、このシールドトンネル上の土砂を除去し、この状態で、シールドトンネルの上側にフィルタ施設等の水中構造物を構築し、この水中構造物とトンネルとを連結する施工方法が示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−292406号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に示された施工方法によってトンネルにマンホールを連結する場合、シールドトンネル構築後、グラブ等によってシールドトンネル上の土砂を掘削するときに、トンネル側壁を傷つけてしまうという問題がある。また、トンネル側壁を傷つけないまでも、傷つけないように注意を払わなければならず、トンネル上の土砂掘削に手間取ることから、工期が長引くという問題もある。
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、トンネル側壁を傷つけるおそれがなく、しかも、工期の短期化が図れるマンホールを備えるトンネルの施工方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のマンホールを備えるトンネルの施工方法は、トンネルの構築予定部分の上側に予め上部マンホールを設置し、トンネルを構築した後、該構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の土砂及びその周辺に対して薬液を注入もしくは凍結により止水し、次いで、前記構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の土砂を取り除き、両者を下部マンホールで連結することを特徴とする。
本発明によれば、上部マンホール設置のためグラブ等で土砂を掘削する際に、トンネルはまだ構築されておらず、したがって、トンネル側壁をグラブ等で傷つけるおそれがない。また、トンネル側壁を傷つける等の気を使うことなく、マンホール設置のため自由に土砂を掘削することができ、この点において工期の短縮が図れる。また、下部マンホール設置の際に、予め設置した上部マンホールとトンネルとの間の土砂はほんの僅かであるため、機械掘削ではなく人力で掘削することが可能であり、この点からも、トンネル側壁を傷つけるおそれはない。
【0009】
請求項2記載のマンホールを備えるトンネルの施工方法は、トンネルの構築予定部分の上側に予め上部マンホールを設置するに際し、前記トンネル構築予定部分の上端部まで達するように水底面下の土砂を掘削し、掘削底面から設置しようとする上部マンホールの下端が位置する箇所までの間をソイルセメントで埋め戻し、次いで前記上部マンホールを設置し、トンネルを構築した後、前記構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の埋め戻した前記ソイルセメントを取り除き、両者を下部マンホールで連結することを特徴とする。
本発明によれば、下部マンホール設置の際、上部マンホールとトンネルとの間の土砂を取り除かなければならないが、その部分は予めソイルセメントに置換しているから、掘削作業が容易に行える。
【0011】
請求項3記載のマンホールを備えるトンネルの施工方法は、トンネルの構築予定部分の上側に予めマンホール設置用のさや管を設置するに際し、前記トンネル構築予定部分の上端部まで達するように水底面下の土砂を掘削し、掘削底面から設置しようとするさや管の下端が位置する箇所までの間をソイルセメントで埋め戻し、次いで前記さや管を設置し、トンネルを構築した後、前記トンネルと前記さや管との間の埋め戻した前記ソイルセメントを取り除き、前記さや管からマンホールを挿入して該マンホールの先端を前記トンネルに連結することを特徴とする。
本発明によれば、マンホール設置の際に、さや管とトンネルとの間の土砂を取り除かなければならないが、その部分は予めソイルセメントに置換しているから、請求項2記載の発明と同様、掘削作業が容易に行える。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1〜図3は本発明に係るマンホールを備えるトンネルの施工方法の手順を示すものであって、海岸沿い建設された発電所の取放水設備における取水管の施工方法に本発明を適用した例を示すものである。
【0013】
<上部マンホールの設置>
まず、トンネルの構築予定部分Tの上側であって、マンホール1を設置しようとする個所の海底面Sを掘削する(図1参照)。掘削深さは、マンホール1の上部を構成する上部マンホール2の下端まであれば足りるが、トンネル3断面の上部1/4程度まで掘削するのが望ましい。というのは、この部分を、予めソイルセメント等で置換することにより、後工程において、上部マンホール2とトンネル3との間の土砂を取り除く際、その除去作業が容易になるためである。
【0014】
次いで、掘削底面から上部マンホール2の下端が位置する個所までを、良質砂等の砂材またはソイルセメント4で埋め戻す。この状態で、上部マンホール2を設置し、前記砂材等で埋め戻した部分の上側を、さらに、良質砂等の砂材またはソイルセメントあるいは取り除いた土砂5等を用いて埋め戻す。
これにより、トンネルの構築予定部分Tの上側に、所定の隙間Gを残して、予め上部マンホール2を設置する(図2参照)。ここで、所定の隙間Gは、シールド掘削の精度等を考慮して、例えば、0.5m〜1.0m程度に設定する。
【0015】
<トンネル構築>
次いで、公知のシールド工法によりトンネル3を構築する。トンネル3の側壁を構成するセグメント6には、予めマンホール連結用の開口6aが設けられており、この開口6aは、マンホール1と連結される前では、ボルトとナットにより仮蓋7で閉塞している。開口6aを仮蓋7で閉塞されたセグメント6は、シールド掘進時に要求される強度、つまり外側の土水圧に耐えられかつシールド掘進機の推進反力も抵抗できる強度を保有できるように、開口6aの大きさ、仮蓋7の材料や板厚、ボルトによる締結個所等が設定されている。
【0016】
<トンネルへのマンホール連結>
トンネル3の構築が完了した時点で、トンネル3と前記上部マンホール2の下端との間から土砂を取り除く。詳しくは、土砂と置換された砂材またはソイルセメント4を取り除く。そして、前記開口6aを閉塞していた仮蓋7を外し、図3に示すように、上部マンホール2とトンネル3を下部マンホール8で連結する。具体的には、上部マンホール2の下端に調整リング9を固定し、この調整リング9に下部マンホール8の上端を固定する。そして、下部マンホール8の下端を前記トンネル3の開口6aに連結する。
【0017】
前記調整リング9は、下部マンホール8との連結部分である開口9a及びその周りのボルト孔を現場にて加工し、この現場加工後、上部マンホール2の下端所定個所に固定されるものである。つまり、調整リング9の所要個所を現場加工することによって、予め設置した上部マンホール2と、その後構築したトンネル3の開口6aとの相対的な位置ずれを、この調整リング9で吸収し得る。
【0018】
上述したマンホールを備えるトンネルの施工方法によれば、予め上部マンホール2を設置し、この設置した上部マンホール2と後に構築するトンネル3とを下部マンホール8で連結する方法であり、上部マンホール2設置のためグラブ等で海底面Sを掘削する際に、トンネル3は未だ構築されておらず、トンネル側壁をグラブ等で傷つけるおそれがない。また、トンネル側壁を傷つける等の気を使うことなく、上部マンホール2設置のため自由にグラブ等を用いて海底面Sを掘削することができ、この点において工期の短縮が図れる。
また、下部マンホール8設置の際に、予め設置した上部マンホール2とトンネル3との間の土砂はほんの僅かであるため、機械掘削ではなく人力で掘削することが可能であり、この点からも、トンネル側壁を傷つけるおそれはない。
加えて、下部マンホール8設置の際に、予め設置した上部マンホール2とトンネル3との間の掘削部分が、土砂と置換した砂材またはソイルセメントであるため、掘削のとき、大きな石が邪魔になったり転石などが生じたりするおそれがなく、掘削作業が容易に行える。
【0019】
上述した実施形態は、トンネル3と上部マンホール2との連結作業を水中で行う例であるが、この連結作業を気中で行うことも可能である。
すなわち、図4に示すように、上部マンホール2の上に、さらに海面まで達する仮設マンホール10を設ける。また、トンネル3と上部マンホール2の下端との間から土砂を取り除く際に、事前に、これら取り除く土砂及びその周辺の地盤に対し、トンネル3内から固化材等の薬液を注入し、止水性を確保しておく。また、薬液を注入する代わりに、地盤を凍結させる凍結工法を用いて止水性を確保しても良い。
【0020】
そして、止水を確認した後、セグメント7にボルト止めしてある仮蓋7を外し(図3参照)、トンネル3と上部マンホール2の下端との間から土砂を取り除いた後、上述した下部マンホール8を介してトンネル3と上部マンホール2と連結する連結作業を、気中で行うことができる。
【0021】
図5はトンネルを構築する前に、トンネルの構築予定部分Tの上側に上部マンホールを設置する代わりにさや管11を設置し、このさや管11を利用して、その後構築するトンネル3に対し、マンホール12を連結させる例を示すものである。
【0022】
すなわち、トンネルの構築予定部分Tの上側であって、マンホール12を設置しようとする個所を掘削して予めさや管11を設置する。このとき、前述した実施形態と同様に、トンネルの構築予定部分Tの上端とさや管11との間にある土砂を、良質砂等の砂材やソイルセメント4で置換するのが好ましい。その後、シールド工法によりトンネル3を構築し、トンネル3とさや管11との間から土砂を取り除く。そして、トンネルから仮蓋取り外し開口6aを露出した状態で、さや管11からマンホール12を挿入し、該マンホール12の先端をトンネル3に連結する。
【0023】
このような施工方法によっても、さや管11設置のためグラブ等で海底面Sを掘削する際に、トンネル3は未だ構築されておらず、トンネル側壁をグラブ等で傷つけるおそれがなく、かつ、工期の短縮も図れる。
【0024】
なお、上記実施形態では発電所の放水設備における取水管を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、発電所の放水設備の放水管を施工する場合でも、あるいは発電所ではなく他の施設であって、海底面下あるいは湖底面下に設けられる、マンホールを備えるトンネルを施工する場合でも、本発明は適用可能である。
また、上記実施形態では、海底面下のトンネルをシールド工法によって構築した例を示したが、これに限られることなく、推進工法により構築するトンネルにも本発明は適用可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、先にトンネルを構築し、この構築したトンネルの上側を掘削してマンホールを設置連結する施工方法に比べ、トンネル側壁をグラブ等で傷つけるおそれがなく、工期の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態のマンホールを備えるトンネルの施工方法の手順を示す断面図である。
【図2】 本発明の実施形態のマンホールを備えるトンネルの施工方法の手順を示す断面図である。
【図3】 本発明の実施形態のマンホールを備えるトンネルの施工方法の手順を示す断面図である。
【図4】 本発明の他の実施形態のマンホールを備えるトンネルの施工方法を示す断面図である。
【図5】 本発明のさらに他の実施形態のマンホールを備えるトンネルの施工方法を示す断面図である。
【図6】 発電所の取放水設備を説明する平面図である。
【図7】 図6のVIIーVII線に沿う断面図である。
【図8】 図7のVIIIーVIII線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1 マンホール
2 上部マンホール
3 トンネル
4 ソイルセメント
6 セグメント
6a 開口
7 仮蓋
8 下部マンホール
9 調整リング
11 さや管
12 マンホール
S 海底面
T トンネルの構築予定部分
Claims (3)
- トンネルの構築予定部分の上側に予め上部マンホールを設置し、トンネルを構築した後、
該構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の土砂及びその周辺に対して薬液を注入もしくは凍結により止水し、次いで、前記構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の土砂を取り除き、両者を下部マンホールで連結することを特徴とするマンホールを備えるトンネルの施工方法。 - トンネルの構築予定部分の上側に予め上部マンホールを設置するに際し、前記トンネル構築予定部分の上端部まで達するように水底面下の土砂を掘削し、掘削底面から設置しようとする上部マンホールの下端が位置する箇所までの間をソイルセメントで埋め戻し、次いで前記上部マンホールを設置し、トンネルを構築した後、前記構築したトンネルと前記上部マンホールとの間の埋め戻した前記ソイルセメントを取り除き、両者を下部マンホールで連結することを特徴とするマンホールを備えるトンネルの施工方法。
- トンネルの構築予定部分の上側に予めマンホール設置用のさや管を設置するに際し、前記トンネル構築予定部分の上端部まで達するように水底面下の土砂を掘削し、掘削底面から設置しようとするさや管の下端が位置する箇所までの間をソイルセメントで埋め戻し、次いで前記さや管を設置し、トンネルを構築した後、前記トンネルと前記さや管との間の埋め戻した前記ソイルセメントを取り除き、前記さや管からマンホールを挿入して該マンホールの先端を前記トンネルに連結することを特徴とするマンホールを備えるトンネルの施工方法。
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