JP4471165B2 - ランプの構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法及びそれに用いるシールド掘進機に関するものである。

従来、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するには、図１３及び図１４に示すように、上り線用トンネル１０１と下り線用トンネル１０２との間に、地上部から延びる新設トンネル１０３を構築して、上り線用トンネル１０１と新設トンネル１０３との間に上り線１０４の導入口１０５と導出口１０６とを形成し、下り線用トンネル１０２と新設トンネル１０３との間に下り線１０７の導入口１０８と導出口１０９とを形成するようになっていた。

一方、特許文献１には、掘削可能なセグメントを２つのトンネルが対向する側面に配置し、このセグメントの内側に補強材となる鉛直方向支持部材を設けておき、２つのトンネル間に向けてシールド掘進機を発進させて、トンネル間を掘削すると同時に掘削可能なセグメントを掘削する方法が開示されている。これによって、２つのトンネルの間隔を小さくすることができる。

特開２００３−１４８０８６号公報

しかしながら、図１３及び図１４に示した従来のランプの構築方法では、新設トンネル１０３内に、上り線１１１と下り線１１２が並列して形成されているために、トンネル幅が大きく、専有面積が非常に大きくなるため、建設費の増大や用地買収が困難といった問題があった。

また、特許文献１では、２つの既設トンネルに掘削可能なセグメントを配置したことで、分岐用トンネルの幅を小さくすることができるが、分岐用トンネル内に上り線と下り線とを並列するとその幅は大きくなってしまい、上述したのと同様の問題が発生する。

そこで、本発明の目的は、上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に、上り線及び下り線の出入口用ランプを、幅を狭く掘削して構築できるランプの構築方法及びそれに用いるシールド掘進機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の発進側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に到達側新設トンネル側を下り線の導出路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の発進側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に到達側新設トンネル側を上り線の導入路としたランプの構築方法である。

請求項２の発明は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の到達側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に発進側新設トンネル側を下り線の導出路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の到達側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に発進側新設トンネル側を上り線の導入路としたランプの構築方法である。

請求項３の発明は、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の上記上り線の導出路と下り線の導出路との間に、これらを区画する区画壁を形成すると共に、上記上下二段の道路のうち他方の道路の上記上り線の導入路と下り線の導入路との間に、これらを区画する区画壁を形成する請求項１または２記載のランプの構築方法である。

請求項４の発明は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の発進側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に到達側新設トンネル側を上り線の導入路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の発進側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に到達側新設トンネル側を下り線の導出路としたランプの構築方法である。

請求項５の発明は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の到達側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に発進側新設トンネル側を上り線の導入路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の到達側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に発進側新設トンネル側を下り線の導出路としたランプの構築方法である。

本発明によれば、上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に、上り線及び下り線の出入口用ランプを、幅を狭く掘削して構築できるので、専有面積を小さくすることができるといった優れた効果を発揮する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は本発明に係るランプの構築方法の第一の実施の形態を適用して構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した平面断面図及び側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は本発明に係るシールド掘進機の好適な実施の形態を示した正面図、図５は本発明に係るシールド掘進機の好適な実施の形態を示した側面断面図である。なお、図１において、（ａ）の左側がランプ用新設トンネル下段と上り線トンネル及び下り線トンネルとの接合部分を示し、（ａ）の右側がランプ用新設トンネル上段と上り線トンネル及び下り線トンネルとの接合部分を示す。そして、（ａ）と（ｂ）の各接合部分の端部同士を二点鎖線にて繋いで、位置関係を示している。

まず、本発明に係るランプの構築方法を実施するためのシールド掘進機の構成について説明する。

かかるシールド掘進機は、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するものである。

図４及び図５に示すように、シールド掘進機１は、掘進機本体２が縦長矩形形状に形成されている。掘進機本体２の前面には、上下に面板状の大径カッタ３，４が設けられている。上部の大径カッタ３と下部の大径カッタ４は、掘削範囲が互いにラップしており、掘進方向前後にオフセットして設けられている。これら大径カッタ３，４の間には、大径カッタ３，４間の非切削部分５を掘削する小径カッタ６，７が掘削機の幅方向両側に設けられている。これら小径カッタ６，７は、大径カッタ３，４と掘削範囲がラップしており、大径カッタ３，４に対して掘進方向後方にオフセットして設けられている。上記大径カッタ３，４及び小径カッタ６，７によって、上下が円弧状の縦長の略矩形状の新設トンネル孔が掘削されることとなる。新設トンネルは、その内部で上下二段に道路を形成できる高さになるように構成されている。

掘進機本体２の内側後部には、組み立てたセグメント（図示せず）に当接して掘進時の推力を得るためのシールドジャッキ８，９，１０が設けられている（図４参照）。これらのうち、掘進機本体２の上下両側に配置するシールドジャッキ８，９は、掘削機本体２の幅方向左右両側に配置するシールドジャッキ１０よりも大型のものが用いられている。そして、上下両側に配置するシールドジャッキ８，９の油圧量を調整することで上下の推力に差をつけて、掘進方向を上下方向に調整するようになっている。具体的には、掘進方向に対して上側に屈曲するようにシールド掘進機１を掘進させる場合には、下側に位置するシールドジャッキ９の油圧量を上側に位置するシールドジャッキ８よりも大きくして、下側の推力を上側の推力よりも大きくする。これによって、カッタの下側が上側より前面に押し出され、シールド掘進機１が上方に屈曲するように推進するようになる。

なお、上記実施の形態では、上下のシールドジャッキ８，９を左右のシールドジャッキ１０よりも大型のものとすることで、シールドジャッキ８，９の容量を大きくして推力の差を発生しやすくしたが、これに限られるものではない。例えば、上下のシールドジャッキ８，９の配置ピッチを、左右のシールドジャッキ１０の配置ピッチよりも小さくして、上下のシールドジャッキ８，９を多数設け、その容量を大きくするようにしてもよい。

次に、上記シールド掘進機１を用いて、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法について説明する。

本実施の形態では、図２及び図３に示すように、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２とが互いに同じ深さでそれぞれ形成されている例を挙げて説明する。

上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の互いに向き合う部分は、予め無筋セグメント等の切削可能なセグメント２０で形成しておく。そして、切削可能なセグメント２０の内側に、切削可能なセグメント２０を塞ぐようにして強度を保持するための内張セグメント４０を組み立てる。すなわち、上記カッタ６、７は、本線トンネルである上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２の一部を切削することになるため、各トンネルの切削される部分のセグメント２０を切削可能な材料から形成し、その内側には強度を保持するための内張セグメント４０を追加して設けておく。

そして、図１に示すように、上記シールド掘進機１を地上部から発進させて、地上部から上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２間に至る発進側新設トンネル１４を構築する。その後、引き続き上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２との間に接続部新設トンネル１５を構築し、さらに引き続き地上部に至る到達側新設トンネル１６を構築する。これと同時に或いは後に、発進側新設トンネル１４、接続部新設トンネル１５及び到達側新設トンネル１６内に、上下二段の道路を形成する。

上記工程を詳しく説明すると、まず、図１中、（ｂ）の側面断面図の右側上方の地上部（図示せず）よりシールド掘進機１を発進させて、各新設トンネル１４，１５，１６の内部に形成される上下二段の道路のうちの一方の道路（本実施の形態では上側の道路１７）が上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と同等の深さになったところで、シールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行になるように掘進方向を変える。ここまで掘削した新設トンネルが発進側新設トンネル１４となる。ここで、シールド掘進機１は、下側半分が上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間から下方に突出した状態となっている（図２参照）。その後、連続的にシールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行に所定距離掘進させる。ここで、シールド掘進機１は、掘削可能なセグメント２０と共に、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間の地山を掘削する。このとき、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２内には内張セグメント４０がそれぞれ形成されているので、土砂が上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２内に流れ込むのを防止できる。ここで上側の道路１７を形成する上り線２１側の壁面２２と上り線用トンネル１１内の内張セグメント４０に、上り線２１からの導出口２３を形成すると共に、上側の道路１７を形成する下り線２４側の壁面２５と下り線用トンネル１２内の内張セグメント４０に、下り線２４からの導出口２６を形成する。

その後、シールド掘進機１の掘進方向を上方に向け、各新設トンネル１４，１５，１６の内部に形成される上下二段の道路のうちの他方の道路（本実施の形態では下側の道路１８）が上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と同等の深さになったところで、シールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行になるように掘進方向を変える。ここで、シールド掘進機１は、上側半分が上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間から上方に突出した状態となっている（図３参照）。その後、連続的にシールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行に所定距離掘進させる。ここでも、シールド掘進機１は、掘削可能なセグメント２０と共に、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間の地山を掘削する。発進側新設トンネル１４からここまで掘削した新設トンネルが接続部新設トンネル１５となる。ここで下側の道路１８を形成する上り線２１側の壁面２７と上り線用トンネル１１内の内張セグメント４０に、上り線２１への導入口２８を形成すると共に、下側の道路１８を形成する下り線２４側の壁面２９と下り線用トンネル１２内の内張セグメント４０に、下り線２４への導入口３０を形成する。

その後、シールド掘進機１の掘進方向を上方に向けて、図１中、（ｂ）の側面断面図の左側上方の地上部（図示せず）までシールド掘進機１で掘進する。接続部新設トンネル１５から地上部までが到達側新設トンネル１６となる。

そして、上下二段の道路のうちの上側の道路（一方の道路）１７に、上り線２１からの導出口２３と下り線２４からの導出口２６とを区画する区画壁３１を形成する。区画壁３１は、上り線用トンネル１１から上側の道路１７を斜めに横断して下り線用トンネル１２へと延出して設けられている。区画壁３１は、上側の道路１７の導出口２３から発進側新設トンネル１４側に構成される上り線２１の導出路３２と、上側の道路１７の導出口２６から到達側新設トンネル１６側に構成される下り線２４の導出路３３とを区画することとなる。すなわち、区画壁３１を挟んで、発進側新設トンネル１４側に上り線２１の導出路３２が位置し、到達側新設トンネル１６側に下り線２４の導出路３３が位置することとなる。

上下二段の道路のうちの下側の道路（他方の道路）１８に、上り線２１への導入口２８と下り線２４への導入口３０とを区画する区画壁３４を形成する。区画壁３４は、上り線用トンネル１１から下側の道路１８を斜めに横断して下り線用トンネル１２へと延出して設けられている。区画壁３４は、下側の道路１８の導入口３０から発進側新設トンネル１４側に構成される下り線２４の導入路３５と、下側の道路１８の導入口２８から到達側新設トンネル１６側に構成される上り線２１の導入路３６とを区画することとなる。すなわち、区画壁３４を挟んで、発進側新設トンネル１４側に下り線２４の導入路３５が位置し、到達側新設トンネル１６側に上り線２１の導入路３６が位置することとなる。

以上のように、各新設トンネル１４，１５，１６内に上下二段の道路１７，１８を形成し、これらの道路１７，１８を上り線２１の導入路３６及び導出路３２、下り線２４の導入路３５及び導出路３３として利用したことによって、従来の新設トンネルと比較して、トンネル幅を小さくすることができる。よって、トンネル上方の専有面積を小さくすることができるので、建設費を低減できると共に用地買収の容易化が達成できる。また、掘削土砂の排出量も低減させることができるので、これによる建設費の低減を達成できる。さらに、上り線用トンネル１１、各新設トンネル１４，１５，１６及び下り線用トンネル１２にかかる土荷重を低減することができ、構造的に有利になる。

なお、上記実施の形態では、上下二段の上側の道路１７を一方の道路として、これを上り線２１の導出路３２及び下り線２４の導出路３３とし、下側の道路１８を他方の道路としてこれを上り線２１の導入路３６及び下り線２４の導入路３５としたがこれに限られるものではなく、上下二段の下側の道路１８を一方の道路としてこれを上り線２１の導出路３２及び下り線２４の導出路３３とし、上側の道路１７を他方の道路としてこれを上り線２１の導入路３６及び下り線２４の導入路３５としてもよい。

また、上記実施の形態では、シールド掘進機１を上り側から下り側へと掘進させて（下り線２４と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル１４側を、上り線２１の導出路３２と下り線２４の導入路３５とし、到達側新設トンネル１６側を、下り線２４の導出路３３と上り線２１の導入路３６としているが、発進側新設トンネル１４と到達側新設トンネル１６の配置が逆であってもよい。すなわち、シールド掘進機１を下り側から上り側へと掘進させて（上り線２１と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル１４側を、下り線２４の導出路３３と上り線２１の導入路３６とし、到達側新設トンネル１６側を、上り線２１の導出路３２と下り線２４の導入路３５としてもよい。

次に、上記シールド掘進機１を用いて、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法の第二の実施の形態について説明する。

本実施の形態では、図７及び図８に示すように、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２とが互いに同じ深さでそれぞれ形成されている例を挙げて説明する。なお、図６の、本発明に係るランプの構築方法の第二の実施の形態を適用して構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した平面断面図及び側面断面図において、（ａ）の左側がランプ用新設トンネル下段と上り線トンネル及び下り線トンネルとの接合部分を示し、（ａ）の右側がランプ用新設トンネル上段と上り線トンネル及び下り線トンネルとの接合部分を示す。また、（ａ）と（ｂ）の各接合部分の端部同士を二点鎖線にて繋いで、位置関係を示している。

上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の互いに向き合う部分は、予め無筋セグメント等の切削可能なセグメント２０で形成しておく。そして、切削可能なセグメント２０の内側に、切削可能なセグメント２０を塞ぐようにして強度を保持するための内張セグメント４０を組み立てる。

そして、図６に示すように、上記シールド掘進機（図４及び図５参照）１を地上部から発進させて、その地上部から上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２間に至る発進側新設トンネル４４を構築する。その後、引き続き上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２との間に接続部新設トンネル４５を構築し、さらに引き続き地上部に至る到達側新設トンネル４６を構築する。これと同時に或いは後に、発進側新設トンネル４４、接続部新設トンネル４５及び到達側新設トンネル４６内に、上下二段の道路を形成する。以上の工程は図１の第一の実施の形態と同様であるが、本第二の実施の形態は、図１の実施の形態と上り線２１及び下り線２４の導入路及び導出路の配置状態が相違する。

この相違点と併せて上記工程を詳しく説明する。まず、図６中、（ｂ）の側面断面図の右側上方の地上部（図示せず）よりシールド掘進機１を発進させて、各新設トンネル４４，４５，４６の内部に形成される上下二段の道路のうちの一方の道路（本実施の形態では上側の道路４７）が上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と同等の深さになったところで、シールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行になるように掘進方向を変える。ここまで掘削した新設トンネルが発進側新設トンネル４４となる。ここで、シールド掘進機１は、下側半分が上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間から下方に突出した状態となっている（図７参照）。その後、連続的にシールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行に所定距離掘進させる。ここで上側の道路４７を形成する上り線２１側の壁面５１と上り線用トンネル１１内の内張セグメント４０に、発進側から順に、上り線２１からの導出口５２を形成すると共に、上り線２１への導入口５３を形成する。これによって、上側の道路４７の導出口５２よりも発進側新設トンネル４４側に、上り線２１の導出路５７が形成され、導入口５３よりも到達側新設トンネル４６側に、上り線２１の導入路５８が形成される。上り線２１の導入口５３と導出口５７とは、所定距離離して設けられており、導入口５３から導入された加速中の車両と、導出口５７から導出される車両とが交差しないようになっている。

その後、シールド掘進機１の掘進方向を上方に向け、各新設トンネル４４，４５，４６の内部に形成される上下二段の道路のうちの他方の道路（本実施の形態では下側の道路４８）が上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と同等の深さになったところで、シールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行になるように掘進方向を変える。ここで、シールド掘進機１は、上側半分が上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間から上方に突出した状態となっている（図８参照）。その後、連続的にシールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行に所定距離掘進させる。発進側新設トンネル４４からここまで掘削した新設トンネルが接続部新設トンネル４５となる。ここで下側の道路４８を形成する下り線２４側の壁面５４と下り線用トンネル１２内の内張セグメント４０に、発進側から順に、下り線２４への導入口５５を形成すると共に、下り線２４からの導出口５６を形成する。これによって、下側の道路４８の導入口５５よりも発進側新設トンネル４４側に、下り線２４の導入路５９が形成され、導出口５６よりも到達側新設トンネル４６側に、下り線２４の導出路６０が形成される。下り線２４の導入口５５と導出口５６とは、所定距離離して設けられており、導入口５５から導入された加速中の車両と、導出口５６から導出される車両とが交差しないようになっている。

その後、シールド掘進機１の掘進方向を上方に向けて、図１中、（ｂ）の側面断面図の左側上方の地上部（図示せず）までシールド掘進機１で掘進する。接続部新設トンネル４５から地上部までが到達側新設トンネル４６となる。

そして、上下二段の道路のうちの上側の道路（一方の道路）４７の上り線２１の導入路５８の上り線２１への導入口５３部分に、接続部新設トンネル４５と上り線用トンネル１１とを繋ぐ導入案内壁６１を形成すると共に、上り線２１の導出路５７の上り線２１からの導出口５２部分に、上り線用トンネル１１と接続部新設トンネル４５とを繋ぐ導出案内壁６２を形成する。導入案内壁６１は、上側の道路４７から上り線２１に向かって導入角度で斜めに形成されている。導出案内壁６２は、上り線２１から上側の道路４７に向かって導出角度で斜めに形成されている。これによって、上側の道路４７の導入案内壁６１と導出案内壁６２間には不使用道路部分６３が形成される。導入案内壁６１または導出案内壁６２に開口部を形成すれば不使用道路部分６３を、資材置き場等として有効利用することが可能となる。

上下二段の道路のうちの下側の道路（他方の道路）４８の下り線２４の導入路５９の下り線２４への導入口５５部分に、接続部新設トンネル４５と下り線用トンネル１２とを繋ぐ導入案内壁６４を形成すると共に、下り線２４の導出路６０の下り線２４からの導出口５６部分に、下り線用トンネル１２と接続部新設トンネル４５とを繋ぐ導出案内壁６５を形成する。導入案内壁６４は、下側の道路４８から下り線２４に向かって導入角度で斜めに形成されている。導出案内壁６５は、下り線２４から下側の道路４８に向かって導出角度で斜めに形成されている。これによって、下側の道路４８の導入案内壁６４と導出案内壁６５間には不使用道路部分６３が形成される。

本実施の形態では、上下二段の道路のうち、上側の道路（一方の道路）４７に、上り線２１の導入口５３と導出口５２を形成し、下側の道路（他方の道路）４８に、下り線２４の導入口５５と導出口５６を形成している。これによって、図１の実施の形態と同様に、トンネル幅を小さくすることができ、建設費を低減できると共に用地買収の容易化が達成できるという作用効果が得られる。さらに、各トンネル１１，１２，４４，４５，４６に上部からかかる土荷重を低減することもできる。

但し、図１の第一の実施の形態では、上側の道路１７に、上り線２１の導出路３２と下り線２４の導出路３３を形成し、下側の道路１８に、上り線２１の導入路３６と下り線２４の導入路３５を形成したことで、接続部新設トンネル１５内で、上り線２１の導出口２３と下り線２４の導出口２６同士を互いに近傍に配置できると共に、上り線２１の導入口２８と下り線２４の導入口３０同士を互いに近傍に配置できる。これによって、上り線２１の導入口５３と導出口５２、下り線２４の導入口５５と導出口５６がそれぞれ所定距離離れて形成される図６の第二の他の実施の形態よりも、第一の実施の形態の方が、接続部新設トンネル１５を短く形成することができる点で優れている。これによって、第一の実施の形態の方が、第二の実施の形態よりもトンネル上方の専有面積を小さくでき、建設費のさらなる低減を達成できる。

なお、上記実施の形態では、上下二段の上側の道路４７を一方の道路としてこれを上り線２１の導入路５８及び導出路５７とし、下側の道路４８を他方の道路としてこれを下り線２４の導入路５９及び導出路６０としたがこれに限られるものではなく、上下二段の下側の道路４８を一方の道路としてこれを上り線２１の導入路５８及び導出路５７とし、上側の道路４７を他方の道路としてこれを下り線２４の導入路５９及び導出路６０としてもよい。

また、上記実施の形態では、シールド掘進機１を上り側から下り側へと掘進させて（下り線２４と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル４４側を、上り線２１の導出路５７と下り線２４の導入路５９とし、到達側新設トンネル４６側を、上り線２１の導入路５８と下り線２４の導出路６０としているが、発進側新設トンネル４４と到達側新設トンネル４６の配置が逆であってもよい。すなわち、シールド掘進機１を下り側から上り側へと掘進させて（上り線２１と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル４４側を、上り線２１の導入路５８と下り線２４の導出路６０とし、到達側新設トンネル４６側を、上り線２１の導出路５７と下り線２４の導入路５９としてもよい。

次に、上記シールド掘進機１を用いて、所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法の本発明とは無関係の参考形態について説明する。

本参考形態では、図１０に示すように、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２とが互いに違う深さでそれぞれ形成されている例を挙げて説明する。なお、図９の、本発明とは無関係のランプの構築方法にて構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び上り線トンネルとの関係を示した平面断面図及び側面断面図において、（ａ）は上り線用トンネルとランプ用新設トンネルの下段との接合部分を示し、（ｂ）は下り線用トンネルとランプ用新設トンネルの上段との接合部分を示す。そして、（ａ）及び（ｂ）の接合部分の端部と（ｃ）の接合部の端部同士を二点鎖線にて繋いで、位置関係を示している。

まず、図９に示すように、上記シールド掘進機（図４及び図５参照）１を地上部から発進させて、その地上部から上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２間に至る発進側新設トンネル６７を構築する。その後、引き続き上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２との間に接続部新設トンネル６８を構築し、さらに引き続き地上部に至る到達側新設トンネル６９を構築する。これと同時に或いは後に、発進側新設トンネル６７、接続部新設トンネル６８及び到達側新設トンネル６９内に、上下二段の道路を形成する。これら上下二段の道路は、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２との深さの差と同等の段差を有して形成される。

上記工程を詳しく説明する。上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の互いに向き合う部分は、予め無筋セグメント等の切削可能なセグメント２０で形成しておく。そして、切削可能なセグメント２０の内側に、切削可能なセグメント２０を塞ぐようにして強度を保持するための内張セグメント４０を組み立てる。

そして、図９中、（ｃ）の側面断面図の右側上方の地上部（図示せず）よりシールド掘進機１を発進させて、各新設トンネル６７，６８，６９の内部に形成される上下二段の道路のうちの一方の道路（本参考形態では上側の道路７１）が下り線用トンネル１２と同等の深さになると共に、他方の道路（本参考形態では下側の道路７２）が上り線用トンネル１１と同等の深さとなるところで、シールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行になるように掘進方向を変える。ここまで掘削した新設トンネルが発進側新設トンネル６７となる。その後、連続的にシールド掘進機１を上り線用トンネル１１及び下り線用トンネル１２と平行に所定距離掘進させる。ここで、シールド掘進機１は、掘削可能なセグメント２０と共に、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２の間の地山を掘削する。

ここで上側の道路７１を形成する下り線２４側の壁面７３と下り線用トンネル１２内の内張セグメント４０に、発進側から順に、下り線２４への導入口７４を形成すると共に、下り線２４からの導出口７５を形成する。これによって、上側の道路７１の導入口７４よりも発進側新設トンネル６７側に、下り線２４の導入路７６が形成され、導出口７５よりも到達側新設トンネル６９側に、下り線２４の導出路７７が形成される。下り線２４の導入口７４と導出口７５とは、所定距離離して設けられており、導入口７４から導入した加速中の車両と、導出口７５から導出する車両とが交差しないようになっている。

これと同時に、下側の道路７２を形成する上り線２１側の壁面７８と上り線用トンネル１１内の内張セグメント４０に、発進側から順に、上り線２１からの導出口７９を形成すると共に、上り線２１への導入口８０を形成する。これによって、下側の道路７２の導出口７９よりも発進側新設トンネル６７側に、上り線２１の導出路８１が形成され、導入口８０よりも到達側新設トンネル６９側に、上り線２１の導入路８２が形成される。上り線２１の導入口８０と導出口７９とは、所定距離離して設けられており、導入口８０から導入した加速中の車両と、導出口７９から導出する車両とが交差しないようになっている。

その後、シールド掘進機１の掘進方向を上方に向けて、図９中、側面断面図の左側上方の地上部（図示せず）までシールド掘進機１で掘進する。接続部新設トンネル６８から地上部までが到達側新設トンネル６９となる。

そして、上下二段の道路のうちの上側の道路（一方の道路）７１の下り線２４の導入路７６の下り線２４への導入口７４部分に、接続部新設トンネル６８と下り線用トンネル１２とを繋ぐ導入案内壁８３を形成すると共に、下り線２４の導出路７７の下り線２４からの導出口７５部分に、下り線用トンネル１２と接続部新設トンネル６８とを繋ぐ導出案内壁８４を形成する。導入案内壁８３は、上側の道路７１から下り線２４に向かって導入角度で斜めに形成されている。導出案内壁８４は、下り線２４から上側の道路７１に向かって導出角度で斜めに形成されている。これによって、上側の道路７１の導入案内壁８３と導出案内壁８４間には不使用道路部分８５が形成される。

上下二段の道路のうちの下側の道路（他方の道路）７２の上り線２１の導入路８２の上り線２１への導入口８０部分に、接続部新設トンネル６８と上り線用トンネル１１とを繋ぐ導入案内壁８６を形成すると共に、上り線２１の導出路８２の上り線２１からの導出口７９部分に、上り線用トンネル１１と接続部新設トンネル６８とを繋ぐ導出案内壁８７を形成する。導入案内壁８６は、下側の道路７２から上り線２１に向かって導入角度で斜めに形成されている。導出案内壁８７は、上り線２１から下側の道路７２に向かって導出角度で斜めに形成されている。これによって、下側の道路７２の導入案内壁８６と導出案内壁８７間には不使用道路部分８５が形成される。ここで、図９にて導入案内壁８６または導出案内壁８７に開口部を形成すれば、不使用道路部分８５を資材置き場等として有効利用することが可能となる。更に、図１０にて上下の不使用道路部分８５、８５同士を連通することにより、上り線２１と下り線２４との連絡通路して使用することも可能となる。

上り線２１の導入口８０及び導出口７９は、トンネルの長さ方向に平面的に見て、下り線２４の導入口７４及び導出口７５と略同位置に形成されており、互いに上下にオフセットして形成されている。

本参考形態では、上下二段の道路のうち、上側の道路（一方の道路）４７に、上り線２１の導入口５３と導出口５２を形成し、下側の道路（他方の道路）４８に、下り線２４の導入口５５と導出口５６を形成している。これによって、トンネル幅を小さくすることができ、建設費を低減できると共に用地買収の容易化が達成でき、さらにトンネルにかかる土荷重を低減できるという作用効果が得られる。さらに、上り線用トンネル１１と下り線用トンネル１２を予め違う深さに形成したことで、軸方向に同じ位置で、上り線２１の導入口８０と導出口７９、下り線２４の導入口７４と導出口７５を上下にオフセットして形成できるので、接続部新設トンネル６８の長さを短くすることができる。これによって、建設費のさらなる低減を達成できる。

なお、上記参考形態では、上下二段の上側の道路７１を一方の道路としてこれを下り線２４の導入路７６及び導出路７７とし、下側の道路７２を他方の道路としてこれを上り線２１の導入路８２及び導出路８１としたがこれに限られるものではなく、上下二段の下側の道路７２を一方の道路としてこれを下り線２４の導入路７６及び導出路７７とし、上側の道路７１を他方の道路としてこれを上り線２１の導入路８２及び導出路８１としてもよい。この場合、上り線用トンネル１１が下り線用トンネル１２よりも低い位置に形成されている。

また、上記参考形態では、シールド掘進機１を上り側から下り側へと掘進させて（下り線２４と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル６７側を、上り線２１の導出路８１と下り線２４の導入路７６とし、到達側新設トンネル６９側を、上り線２１の導入路８２と下り線２４の導出路７７としているが、発進側新設トンネル６７と到達側新設トンネル６９の配置が逆であってもよい。すなわち、シールド掘進機１を下り側から上り側へと掘進させて（上り線２１と同方向に掘進させて）、発進側新設トンネル６７側を、上り線２１の導入路８２と下り線２４の導出路７７とし、到達側新設トンネル６９側を、上り線２１の導出路８１と下り線２４の導入路７６としてもよい。

図１１及び図１２は、シールド掘進機の他の形態を示した正面図及び側面断面図である。

かかるシールド掘進機９１は、図４及び図５に示したシールド掘進機１の小径カッタ６，７に替えて、大径カッタ３，４の配列方向にスライドする小径のスライド式カッタ９２，９３が設けられている。スライド式カッタ９２，９３は、上記小径カッタよりもさらに小径に形成されており、各スライド式カッタ９２，９３の幅方向両端が大径カッタ３，４の幅と略同等となるように配置されている。スライド式カッタ９２，９３は、大径カッタ３，４の後方に配置されている。スライド式カッタ９２，９３の後方には、当該スライド式カッタ９２，９３を回転させながら上下（大径カッタ３，４の配列方向）にスライドさせるスライド機構９４が設けられている。

スライド機構９４は、上下に延びるガイドレール９５と、スライド式カッタ９２，９３の回転軸９６を軸支する筒状の軸受け部材９７と、軸受け部材９７の上下に接続された伸縮シリンダ９８とを備えている。軸受け部材９７には、スライド式カッタ９２，９３を回転させる駆動モータ９９が一体的に設けられている。伸縮シリンダ９８を伸縮させることで、軸受け部材９７を、スライド式カッタ９２，９３及び駆動モータ９９と一体的にスライドさせるようになっている。上記構成によれば、大径カッタ３，４の幅でトンネルを掘削できると共に、大径カッタ３，４の未切削部分をスライド式カッタ９２，９３で直線状に且つ効率的に掘削できる。

なお、大径カッタ３，４等のその他の構成は、図４及び図５に示したシールド掘進機１と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。また、図示しないが、本シールド掘進機９１も、シールド掘進機１と同様に、上下両側に配置するシールドジャッキが、幅方向左右両側に配置するシールドジャッキよりも大型となるように構成されている。

上記シールド掘進機９１によれば、上り線用トンネル及び下り線用トンネルのセグメントを掘削することなく、上り線用トンネルと下り線用トンネル間の土砂を掘削できる。よって、内側に内張セグメントを設ける必要はない。この場合、上述した各導出口及び導入口は切削可能なセグメントにそれぞれ形成することとなる。

また、本発明に係るランプの構築方法を実施するためのシールド掘進機１は、図４、図５及び図１１、図１２に示すものに限られるものではない。例えば、揺動回転することで縦長矩形断面のトンネルを掘削可能な異形断面形状に形成した異形カッタ面板に、その周縁部からシールド径方向に沿って出没自在の翼状面板を設けると共にその翼状面板の突出時に円形断面形状になるようにカッタを形成したシールド掘進機を用いてもよい（特願２００４−９１７８８号）。このシールド掘進機では、翼状面板を突出させてカッタを回転駆動させて発進側新設トンネルを掘削した後、翼状面板を異形カッタ面板に収容して揺動回転させることで接続部新設トンネルを掘削し、翼状面板を異形カッタ面板から突出させてカッタを回転駆動させて到達側新設トンネルを掘削する。

その他、掘進方向前面部に略円形断面形状を有するカッタ面板と、その後方に略円形断面形状を有するシールドフレームとを備えたシールド掘進機を地上部から発進させて新設トンネルを構築し、シールド掘進機が上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に近接した後、シールド掘進機のカッタ面板とシールドフレームの側部をそれぞれ切り離して異形断面形状のカッタ面板とシールドフレームとを備えたシールド掘進機に改造し、この改造したシールド掘進機により上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を掘削するようにしてもよい（特願２００４−９１７８７号）。

本発明に係るランプの構築方法の第一の実施の形態を適用して構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 シールド掘進機の正面図である。 シールド掘進機の側面断面図である。 本発明に係るランプの構築方法の第二の実施の形態を適用して構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 図６のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明とは無関係のランプの構築方法にて構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した（ａ）は平面断面図、（ｂ）は平面断面図、（ｃ）は側面断面図である。 図９のＥ−Ｅ線断面図である。 シールド掘進機の正面図である。 シールド掘進機の側面断面図である。 従来のランプの構築方法で構築したランプ用新設トンネルと上り線トンネル及び下り線トンネルとの関係を示した平面断面図である。 図１３のＦ−Ｆ線断面図である。

符号の説明

１ シールド掘進機
２ 掘進機本体
８ シールドジャッキ
９ シールドジャッキ
１０ シールドジャッキ
１１ 上り線用トンネル
１２ 下り線用トンネル
１４ 発進側新設トンネル
１５ 接続部新設トンネル
１６ 到達側新設トンネル
１７ 上側（一方）の道路
１８ 下側（他方）の道路
２１ 上り線
２４ 下り線
３１ 区画壁
３２ （上り線の）導出路
３３ （下り線の）導出路
３４ 区画壁
３５ （下り線の）導入路
３６ （上り線の）導入路
４４ 発進側新設トンネル
４５ 接続部新設トンネル
４６ 到達側新設トンネル
４７ 上側（一方）の道路
４８ 下側（他方）の道路
５２ 導出口
５３ 導入口
５５ 導入口
５６ 導出口
５７ （上り線の）導出路
５８ （上り線の）導入路
５９ （下り線の）導入路
６０ （下り線の）導出路
６１ 導入案内板（上り）
６２ 導出案内板（上り）
６４ 導入案内板（下り）
６５ 導出案内板（下り）
６７ 発進側新設トンネル
６８ 接続部新設トンネル
６９ 到達側新設トンネル
７１ 上側（一方）の道路
７２ 下側（他方）の道路
７４ 導入口
７５ 導出口
７６ （下り線の）導入路
７７ （下り線の）導出路
７９ 導出口
８０ 導入口
８１ （上り線の）導出路
８２ （上り線の）導入路
８３ 導入案内板（下り）
８４ 導出案内板（下り）
８６ 導入案内板（上り）
８７ 導出案内板（上り）

Claims (5)

1. 所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の発進側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に到達側新設トンネル側を下り線の導出路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の発進側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に到達側新設トンネル側を上り線の導入路としたことを特徴とするランプの構築方法。
2. 所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の到達側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に発進側新設トンネル側を下り線の導出路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の到達側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に発進側新設トンネル側を上り線の導入路としたことを特徴とするランプの構築方法。
3. 上記上下二段の道路のうちの一方の道路の上記上り線の導出路と下り線の導出路との間に、これらを区画する区画壁を形成すると共に、上記上下二段の道路のうち他方の道路の上記上り線の導入路と下り線の導入路との間に、これらを区画する区画壁を形成する請求項１または２記載のランプの構築方法。
4. 所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の発進側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に到達側新設トンネル側を上り線の導入路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の発進側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に到達側新設トンネル側を下り線の導出路としたことを特徴とするランプの構築方法。
5. 所定の間隔を隔てて設けられた上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に上り線及び下り線の出入口用ランプを掘削して構築するランプの構築方法において、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間を上下二段に道路を形成可能な高さを有するシールド掘進機で掘削し、上記上り線用トンネル及び下り線用トンネルの導入路及び導出路となる上下二段の道路を形成し、
   上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとが互いに同じ深さでそれぞれ形成されており、上記シールド掘進機で、地上部から上記上り線用トンネルと下り線用トンネル間に至る発進側新設トンネルを構築した後、上記上り線用トンネルと下り線用トンネルとの間に接続部新設トンネルを構築し、さらに地上部に至る到達側新設トンネルを構築し、上記上下二段の道路のうちの一方の道路の到達側新設トンネル側を上り線の導出路とすると共に発進側新設トンネル側を上り線の導入路とし、上記上下二段の道路のうち他方の道路の到達側新設トンネル側を下り線の導入路とすると共に発進側新設トンネル側を下り線の導出路としたことを特徴とするランプの構築方法。

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