JP4277181B2

JP4277181B2 - マンホールを備えるトンネルの施工方法

Info

Publication number: JP4277181B2
Application number: JP2003194277A
Authority: JP
Inventors: 正信黒田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: JP2005030010A

Description

【０００１】
【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

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。