JP4731387B2

JP4731387B2 - 地下鉄道構築方法

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Publication number: JP4731387B2
Application number: JP2006110527A
Authority: JP
Inventors: 均浅野; 誠請川; 賢二下坂; 光彦太田
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: JP2007284895A

Description

本発明は、地下鉄道構築方法に関し、コ字状のシールド掘進機と地中土留壁を用いた地下鉄道構築方法に関する。

都市部において、踏切解消を目的とした連続立体化事業が推進されており、その大半は高架橋によるものであるが、事業期間の長期化や沿線住宅の日照阻害を回避する必要から地下化による整備が望まれることとなる。

この鉄道の地下化は、工事桁方式による開削工法が主流であるが、軌電停止時の限られた時間での施工が主体となるため、相当の工事期間を要するという問題がある。

これを解消するため、コスト増とはなるがシールド工法により施工することも行われており、そのための専用のシールド機（特許文献１参照）も開発されている。
特開２００２−１４７１６９号公報

このようなシールド工法により鉄道を施工する場合、ホーム確保のため、駅部では拡幅断面となってしまい、地下占有幅が大きくなり、必要用地幅も大きく、駅間に設ける立坑も大きく、コストも増大するという問題がある。

本発明の目的は、駅部及び駅間部に関係なく、等幅でよく、必要用地をコンパクトにでき、駅間に設ける立坑を小さくでき、地下占有幅を狭くして、コスト的にも有利な地下鉄道構築方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の地下鉄道構築方法は、所定間隔を置いて配設した一対の第１の掘進機間に第２の掘進機を連結したコ字状のシールド掘進機を用いてコ字状のトンネルを掘削する工程と、
前記コ字状のトンネルの両端部のトンネル坑内から下方に地中土留壁を打設構築する工程と、
前記コ字状のトンネル内にコンクリートを打設して鉄道用トンネルの頂版部を構築する工程と、
前記地中土留壁及び頂版部で囲まれた内部の地山を掘削して鉄道用トンネルの残りの躯体を構築する工程と、
を含み、
前記鉄道用トンネルの残りの躯体を構築する工程では、
駅間部において、短い地中土留壁を用い、並設軌道を構築する工程と、
駅部において、長い地中土留壁を用い、単軌道とホームを並べて上下２段に構築する工程と、
を含む地下鉄道構築方法であって、
地上の２つの駅の両外側位置に２本の既存軌道を切り回してその既存軌道の下方位置に立坑を構築する工程と、
前記一方の立坑から他方の立坑に向けて前記コ字状のシールド掘進機を発進させて前記地上の既存鉄道下に前記鉄道用トンネルを構築する工程と、
前記鉄道用トンネルの両端部でトンネル内の軌道と地上の既存軌道とを連結する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、コ字状のシールド掘進機と、このシールド掘進機により形成されたコ字状のトンネル内より打設構築される地中土留壁とを用いて、駅間部では並設軌道を構築し、駅部では単軌道とホームを並べて上下２段に構築することにより、駅部及び駅間部に関係なく、等幅でよく、必要用地をコンパクトにでき、駅間に設ける立坑を小さくでき、地下占有幅を狭くして、コスト的にも有利なものとすることができる。

また、頂版部を構築した後、地中土留壁及び頂版部で囲まれた内部の地山を掘削して鉄道用トンネルの残りの躯体を構築するため、周辺地盤への影響を小さくでき、地上に既存鉄道がある場合にも軌道変状を抑制することが可能となる。

さらに、鉄道連続地下化を行う場合、２本の既存軌道を切り回して立坑を構築し、既存鉄道下に鉄道用トンネルを構築することで、既存鉄道と新設鉄道との接続が容易に行え、必要用地幅をコンパクトにでき、用地買収を最小限にすることができ、しかも、駅部、駅間部を非開削で施工できるため、工期を短縮することができ、対象区間を１台のコ字状のシールド掘進機で施工するため、コストを削減することができ、また、駅部を非開削で構築できるため、工事に伴う利用者の不便を最小限にでき、しかも、対象区間の両端部に立坑を２箇所配置するのみであるため、既設軌道からの切替を短期間に行うことができることとなる。

また、地下占有幅を狭くできるため、地上跡地に建物を建築する際には、杭打ちが容易となり、跡地の有効利用も図りやすくなる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１〜図９は、本発明の一実施の形態にかかる地下鉄道構築方法を用いた鉄道連続地下化の施工を示す図である。

図１〜図４は、鉄道連続地下化の施工工程を示す図である。

図１は鉄道連続地下化の対象となっている既存の地上の鉄道の地下化区間を示すもので、この既設鉄道１０の地下化区間１２には、２つの駅１３のホーム１４と、２本の既存軌道１６とが配設されている。

この既存鉄道１０を地下化するにあたり、図２に示すように、地上の２つの駅１３の外側に２本の既存軌道１６を切り回して２つの立坑１８を構築する。

次いで、図３に示すように、一方の立坑１８内から他方の立坑１８に向けて、図９に示すコ字状のシールド掘進機２０を発進させて地上の既存鉄道１０下に新設の鉄道用トンネル２２を構築する。

コ字状のシールド掘進機２０は、例えば、図９（１）の正面図及び（２）の平面図に示すように、所定間隔を置いて配設した一対の第１の掘進機２４と、この一対の第１の掘進機２４を連結する弓形の第２の掘進機２６とを有している。

第１の掘進機２４は、円形断面の本体部２４ａの前面にカッタービット付きの円形の面盤２４ｂを有し、この面盤２４ｂの回転によって、本体部２４ａの断面形状に沿って切羽を掘削可能とされている。

本体部２４ａ内には、面盤２４ｂを回転させる駆動モータ２８、シールドジャッキ３０、セグメント組立用のエレクター３２等が配設されている。

第２の掘進機２６は、弓形状に曲折した本体部２６ａの前面にカッター２６ｂを有し、本体部２６ａ内にはシールドジャッキ３４、エレクター３６等が配設されている。

また、このコ字状のシールド掘進機２０は、コピーカッター３８及びオーバーカッターにより、シールド掘進機２０の移動方向の地山を余掘りし、地盤反力を低減し、シールドジャッキ３０、３４を進行方向に対し回転方向へ偏心させることにより、直進力と共に、回転力を与えたり、シールド掘進機２０内より適度に固結した高濃度塑性流動化材等を強制注入することにより、シールド掘進機２０に上向き力を与えたり、地山を押し付けるジャッキを装備して、ジャッキによる押付け力の反力により、シールド掘進機２０に上向き力を与えるなどして、姿勢制御を容易に行えるようになっている。

鉄道トンネル２２の構築に際しては、コ字状のシールド掘進機２０を用いて図５〜図８に示すようなコ字状のトンネル４０掘削する。

次いで、コ字状のトンネル４０の両端部のトンネル坑内から下方に地中土留壁４２、４４を打設構築する。

具体的には、図５に示す既存軌道１６とのすりつけ部４６の一部を形成する立坑１８付近４７及び図６に示す駅間部４８では、長さの短い地中土留壁４２を用い、図７に示す駅間部４８から駅部５０にかけての部位５０及び駅部５２では長さの長い地中土留壁４４を用いるようにしている。

次に、コ字状のトンネル４０内にコンクリート５４を打設して鉄道トンネル２２の頂版部５６を構築する。

次いで、地中土留壁４２、４４及び頂版部５６で囲まれた内部の地山を掘削して鉄道トンネル２２の残りの躯体５８を構築する。

この場合、図５に示すすりつけ部４６の一部を形成する立坑１８付近４７及び図６に示す駅間部４８では、短い地中土留壁４２に対応して浅い掘削を行い、２本の並設した新設軌道６０を構築するようにしている。

また、図７に示す駅間部４８から駅部５０にかけての部位５０では、長い地中土留壁４４に対応して深い掘削を行い、２本の並設した新設軌道６０の高さを徐々に変えて構築するようにしている。

さらに、図８に示す駅部５２では、長い地中土留壁４４に対応して深い掘削を行い、鉄道トンネル２２を上下２段に分け、各段にそれぞれ単線の新設軌道６０とホーム６２とを構築するようにしている。

そして、図４及び図８に示すように、各駅部５２に出入り口６４を構築し、図４に示すすりつけ部４６を開削工法により既存軌道１６と接続可能に構築して、新設軌道６０と既存軌道１６とを接続することで、既設軌道１６からの切替を短時間で行えるようにしている。

このように、コ字状のシールド掘進機２０と、このシールド掘進機２０により形成されたコ字状のトンネル２２内より打設構築される地中土留壁４２、４４とを用いて、駅間部４８では並設した新設軌道６０を構築し、駅部５２では単線の新設軌道６０とホーム６２を並べて上下２段に構築することにより、駅部５２及び駅間部４８に関係なく、等幅でよく、必要用地をコンパクトにでき、駅間に設ける立坑１８を小さくでき、地下占有幅を狭くして、コスト的にも有利なものとすることができる。

また、頂版部５６を構築した後、地中土留壁４２、４４及び頂版部５６で囲まれた内部の地山を掘削して鉄道用トンネル２２の残りの躯体５８を構築するため、周辺地盤への影響を小さくでき、地上に既存鉄道１０がある場合にも軌道変状を抑制することが可能となる。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態に変形可能である。

例えば、前記実施の形態では、地下鉄道構築方法を用いて鉄道連続地下化を行う場合について説明したが、この例に限定されず、既存鉄道と関わりなく地下鉄道を新設する場合にも適用することが可能である。

また、コ字状のシールド掘進機は、第２の掘進機が弓形ではなく直線状であってもよく、第１の掘進機は円形ではなくボックス形状であってもよい。

本発明の一実施の形態にかかる地下鉄道構築方法を用いて鉄道連続地下化を行う場合の従来鉄道の状態を示す平面図である。図１の状態から軌道を切り回して立坑を構築する状態を示す平面図である。（１）は、図２の状態からトンネルの施工を行う状態を示す平面図で、（２）は、その縦断面図である。図３の状態から出入り口の施工を行う状態を示す平面図である。図３における既存鉄道とのすりつけ部の一部を形成する立坑付近のトンネルの構築状態を示す断面図である。図３における駅間部のトンネルの構築状態を示す断面図である。図３における駅間部から駅部にかけてのトンネルの構築状態を示す断面図である。図３における駅部のトンネルの構築状態を示す断面図である。（１）はコ字状のシールド掘進機の正面図、（２）はその平面図である。

符号の説明

１０既存鉄道
１２地下化区間
１３駅
１６既存軌道
１８立坑
２０コ字状のシールド掘進機
２２鉄道トンネル
２４第１の掘進機
２６第２の掘進機
４０コ字状のトンネル
４２、４４地中土留壁
４８駅間部
５２駅部
５４コンクリート
５６頂版部
５８残りの躯体
６０新設軌道
６２出入り口部

Claims

所定間隔を置いて配設した一対の第１の掘進機間に第２の掘進機を連結したコ字状のシールド掘進機を用いてコ字状のトンネルを掘削する工程と、
前記コ字状のトンネルの両端部のトンネル坑内から下方に地中土留壁を打設構築する工程と、
前記コ字状のトンネル内にコンクリートを打設して鉄道用トンネルの頂版部を構築する工程と、
前記地中土留壁及び頂版部で囲まれた内部の地山を掘削して鉄道用トンネルの残りの躯体を構築する工程と、
を含み、
前記鉄道用トンネルの残りの躯体を構築する工程では、
駅間部において、短い地中土留壁を用い、並設軌道を構築する工程と、
駅部において、長い地中土留壁を用い、単軌道とホームを並べて上下２段に構築する工程と、
を含む地下鉄道構築方法であって、
地上の２つの駅の両外側位置に２本の既存軌道を切り回してその既存軌道の下方位置に立坑を構築する工程と、
前記一方の立坑から他方の立坑に向けて前記コ字状のシールド掘進機を発進させて前記地上の既存鉄道下に前記鉄道用トンネルを構築する工程と、
前記鉄道用トンネルの両端部でトンネル内の軌道と地上の既存軌道とを連結する工程と、
を含むことを特徴とする地下鉄道構築方法。