JP6171739B2

JP6171739B2 - トンネル及びトンネルの構築方法

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Publication number: JP6171739B2
Application number: JP2013178008A
Authority: JP
Inventors: 敦香川; 勉屋代
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-08-29
Also published as: JP2015045205A

Description

本発明は、トンネル及びトンネルの構築方法に関し、例えば、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工に利用できると共に、短期間で施工できる構成のトンネル及びその構築方法に関する。

道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工（例えば、落石防止用シェルター等の盛土がされない地上のトンネル）は、一般的に現場打ちコンクリートで作成されているため、施工期間が長くなるという問題を有している。

一方、施工期間を短縮できるトンネル構築方法として、開削工法により構築されるトンネルにおいて、トンネル壁体をプレキャストコンクリート版で構成するトンネル構造が知られている。例えば、特許文献１には、トンネル壁体をプレキャストコンクリート版で構成するトンネル構造が開示されている。

具体的には、特許文献１に記載のトンネル構造は、トンネル長さ方向に延びる底版の幅方向両端間に、左右一対の円弧版状のプレキャストコンクリート版がアーチ状に架け渡されるとともにトンネル長さ方向に連結されている。また、底版の幅方向両端には、各プレキャストコンクリート版の脚部の外側において脚部の外面と適宜の間隔をあけて上方に膨出しトンネル長さ方向に延びる側帯が一体に設けられている。また、前記側帯と前記脚部の間に受圧部材が介在されるとともに、脚部が側帯にボルト等の締結部材で締結され、コンクリート版を覆って盛土が施されている。

特開平７−２１６９１７号公報

しかしながら、上述した従来技術は、以下に示す技術的課題を有している。
具体的には、従来技術のプレキャストアーチトンネル（例えば、特許文献１のトンネル構造）は、盛土を埋め戻すことが前提になっているため、プレキャストコンクリート版同士の連結部の止水性を大きな問題とした構造になっていない。その結果、従来技術のプレキャストアーチトンネルを、盛土がされない地上のトンネルとして採用した場合、漏水や騒音問題を発生させる虞がある。すなわち、従来技術のプレキャストアーチトンネルは、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工として利用するには問題があった。
このように、現在のところ、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工において、
施工期間を短縮できる構成のトンネルは知られていない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工として利用できると共に、短期間で施工できる構成のトンネルを提供することにある。また、本発明は、前記トンネルの構築方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、所定数のプレキャストコンクリート版を組み立て形成したアーチ部を延長方向に複数連結し構築したトンネルであって、前記アーチ部は、プレキャストコンクリート版同士の間に止水材が挟持されて形成されていると共に、その周方向にわたって緊張したＰＣ鋼材が貫通され、このＰＣ鋼材により周方向にプレストレスが付与され、連結されたアーチ部は、隣接するアーチ部同士の間に止水材が挟持されていると共に、延長方向にわたって緊張したＰＣ鋼材が貫通され、このＰＣ鋼材により延長方向にプレストレスが付与されていることを特徴とする。また、前記トンネルは、盛土がなされていない地上のトンネルであってもよい。

このように、本発明では、各アーチ部は、プレキャストコンクリート版同士の間に止水材が挟持されて形成されていると共に、各アーチ部の周方向にわたって緊張したＰＣ鋼材が貫通されている。また、隣接するアーチ部同士の間に止水材が挟持されていると共に、延長方向に緊張したＰＣ鋼材が貫通されている。すなわち、本発明では、トンネルを構成する部材（プレキャストコンクリート版）の継目部に止水材が挟持された上で、部材間に緊張力が導入された構成になっている。この構成により、本発明では、プレキャストコンクリート版間に隙間が形成されることが防止され、その結果、高い止水性と遮音性が得られるトンネルが提供される。したがって、本発明の構成によれば、盛土がなされていない地上のトンネル（道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工）として利用することができる。
また、本発明は、プレキャストコンクリート版により構築されるため、盛土をしない地上のトンネルを、現場打ちコンクリートにより施工する場合と比べて、施工期間を大幅に短縮することができる。
また、本発明は、各アーチ部の内部の周方向に「緊張したＰＣ鋼材」を貫通させる構成を採用しているため、トンネルが外力の影響を受けて変形することが防止される。

また、前記止水材は、エポキシ樹脂系の接着材であることが望ましい。
このように、プレキャストコンクリート版間（部材間）に挟持する止水材としてエポキシ樹脂系の接着材を用いたのは、エポキシ樹脂系の接着材が紫外線による劣化に対して耐候性を有しているためである。すなわち、トンネルを構成するアーチ部の外周面には太陽光があたるが、止水材にエポキシ樹脂系の接着材が用いられているため、部材間の止水材性および遮音性の効果が長期にわたり維持される。

また、本発明のトンネルの構築方法は、所定数のプレキャストコンクリート版の端面に止水材を塗布した上で、トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、該プレキャストコンクリート版の端面同士を互いに突き合わせてアーチ部を組み立て、該アーチ部の上半部に、該アーチ部の周方向に延びる第１のＰＣ鋼材を貫通させ且つ前記第１のＰＣ鋼材を緊張させてプレキャストコンクリート版間に緊張力を導入して一体化させる第１工程と、前記基礎に既に形成されているアーチ部と隣接させるように、前記第１工程と同様の工程を行い前記基礎の上に次のアーチ部を形成すると共に、隣接させるアーチ部同士の相対向面に止水材を塗布した上で、隣接するアーチ部同士を突き合わせて連結する第２工程と、連結されたアーチ部に延長方向に延びる第２のＰＣ鋼材を貫通させ且つ第２のＰＣ鋼材を緊張させてアーチ部間に緊張力を導入して一体化させる第３工程とを有し、前記第２及び第３工程により所定数のアーチ部が連結された状態になると、各アーチ部に対し、該アーチ部の下側を貫通し且つ脚部を通り前記基礎まで延びる第３のＰＣ鋼材を貫通させ且つ該第３のＰＣ鋼材を緊張させて前記アーチ部の脚部側と前記基礎との間に緊張力を導入して一体化させることを特徴とする。

本発明の方法によれば、高い止水性及び遮音性が得られると共に、短期間で施工できる構成のトンネルを提供することができる。
また、本発明では、「トンネルを構成するアーチ部上半部側の周方向の緊張」→「アーチ部の延長方向の緊張」を所定数のアーチ部に行ってから、トンネルの脚部側にプレストレスを与えている。すなわち、本発明によれば、トンネルの剛性を高めてから、トンネルの脚部側にプレストレスを付与できるため、ＰＣ鋼材を緊張させている際に、アーチ部を構成するプレキャストコンクリート版のひび割れが生じることを効果的に防止できる。

本発明によれば、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工として利用できると共に、短期間で施工できる構成のトンネルを提供することができる。また、本発明によれば、前記トンネルの構築方法を提供することができる。

本実施形態のプレキャストアーチトンネルの模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルの断面を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルを構成するプレキャストコンクリート版をトンネル内側から見た模式図である。本実施形態のプレキャストコンクリート版のトンネル延長方向に貫通するＰＣ鋼材を固定するための構成の一例を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を示した模式図である。本実施形態のプレキャストアーチトンネルに貫通させるＰＣ鋼材を、接続治具により固定した例を示した模式図である。

以下、本発明の実施形態のプレキャストアーチトンネルについて図面を用いて説明する。
なお、本実施形態では、プレキャストアーチトンネルが、盛土がされてない地上トンネル（例えば、落石防止用シェルター等）である場合を例にしている。

先ず、本実施形態のプレキャストアーチトンネルの構造について図１及び図２を用いて説明する。
図示するように、本実施形態のプレキャストアーチトンネル（以下、単に「トンネル」という）Ｗは、トンネルの延長方向（軸方向）に延設された基礎２の上に、左右一対の円弧状のプレキャストコンクリート版１０、１０を組み立て形成したアーチ部１を延長方向に複数連結して構築されている。

また、アーチ部１は、一対のプレキャストコンクリート版１０、１０同士の間に止水材３０が挟持されて形成されている。また、トンネルＷを構成する各アーチ部１の内部には、その周方向にわたって「緊張したＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂ」が貫通しており、左右一対のコンクリート版１０、１０が互いに締め付けられて一体化が図られている。
また、連結されたアーチ部１は、隣接するアーチ部１、１同士の間に止水材３０が挟持されている。また、各アーチ部１の内部には、延長方向にわたって「緊張したＰＣ鋼材１３」が貫通しており、アーチ部１が互いに締め付けられ連結されて一体化が図られている。なお、ＰＣ鋼材１３、１４ａ、１４ｂには、例えば、ＰＣ鋼棒が用いられる。

なお、本実施形態では、アーチ部１は、２つのプレキャストコンクリート版１０、１０により形成されているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、アーチ部１が、所定数（例えば３個）のプレキャストコンクリート版１０を組み立て形成されているものであっても良い。この場合、アーチ部１を形成する各プレキャストコンクリート版同士の間に止水材３０が挟持される。

このように、本実施形態では、アーチ部１を構成するプレキャストコンクリート版１０、１０の間には止水材３０を挟持させた上で、アーチ部１内部の周方向に「緊張したＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂ」を貫通させ、アーチ部１を構成するプレキャストコンクリート版１０、１０間に緊張力を与えている。また、隣接するアーチ部１、１同士の間に止水材３０を挟持させた上で、トンネルＷの延長方向（軸方向）に「緊張したＰＣ鋼材１３」を貫通させることにより、アーチ部１、１間に緊張力を与えている。
この構成により、本実施形態では、隣接しているプレキャストコンクリート版１０、１０間に隙間が形成されることが防止され、高い止水性と遮音性が得られるトンネルＷが提供される。したがって、本実施形態のトンネルＷを、盛土がなされていない地上のトンネル（道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工）として利用することができる。
また、各アーチ部１の内部の周方向に「緊張したＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂ」を貫通させる構成により、トンネルＷが外力の影響を受けて変形することを防止することができる。

次に、本実施形態のトンネルＷの各構成を詳細に説明する。
図２に示すように、基礎２は、現場打ちコンクリートにより構築されており、地盤Ｇの上に設置された一対の本体部２ａを有している。一対の本体部２ａは、トンネルＷの幅方向に所定間隔を開けて平行に設置されている。

また、本体部２ａは、その上端部が、プレキャストコンクリート版（以下、単に「コンクリート版」という）１０の脚部１０ｂを支持する支持部２ｂとなっている。また、本体部２ａの一方面（トンネル内側面）の下端側には、凹状の切欠部２ｃが形成されている。また、基礎２には、支持部２ｂから切欠部２ｃに連通する貫通孔２ｄが設けられている。この貫通孔２ｄには、コンクリート版１０の内部を貫通したＰＣ鋼材１４ｂが挿通される。

また、コンクリート版１０は、所定曲率に湾曲した円弧板状に形成され、一端が上端部（頂部）１０ａとなり、他端が脚部１０ｂになっている。そして、一対のコンクリート版１０、１０の脚部１０ｂを、それぞれ基礎２の支持部２ｂに置いて、上端部１０ａ、１０ａ同士を突き合わせるとアーチ状のアーチ部１が形成されるようになっている。

また、コンクリート版１０の外周側面には、外周側面から突出したリブ１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、周方向の所定間隔毎に設けられている。また、リブ１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、いずれも、トンネルＷの延長方向に延設されている。なお、リブ１１ａは、コンクリート版１０の上端側に設けられている。また、リブ１２ａは、リブ１１ａの隣に、リブ１１ａと所定間隔を開けて設けられている。また、リブ１２ｂは、リブ１２ａの隣に、リブ１２ａと所定間隔を開けて設けられている。また、リブ１２ｃは、リブ１２ｂの隣に、リブ１２ｂと所定間隔を開けて設けられている。また、リブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、周方向に同じ幅に形成されている。また、リブ１１ａは、リブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃと比べて、周方向に幅広に形成されている。

また、コンクリート版１０の内周側面には、凹状に凹んだ切欠部１０ｃが形成されている（図２参照）。図示する例では、切欠部１０ｃは、コンクリート版１０の内周側面の略中央部（周方向の中央部）に形成されている（リブ１２ｂの下方に形成されている）。この切欠部１０ｃを利用してＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂを緊張させる作業を行えるようになっている。
また、コンクリート版１０の内周側面であって、各リブ１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃの下方には、切欠部（図２には示さず）が形成されており、この切欠部により、トンネルの延長方向に貫通させたＰＣ鋼材１３を緊張させる作業を行えるようになっている。

また、コンクリート版１０は、その周方向に、ＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂを挿入するための貫通孔１０ｄ１、１０ｄ２が形成されている（図２、３参照）。
具体的には、貫通穴１０ｄ１は、コンクリート版１０の上端面から切欠部１０ｃの上端部まで貫通している。また、貫通孔１０ｄ２は、切欠部１０ｃの下端部からコンクリート版１０の脚部１０ｂまで貫通している。なお、図示する例では、貫通孔１０ｄ１、１０ｄ２が、それぞれ、所定間隔を開けて２つ形成されている。

また、リブ１１ａには、延長方向に延びる貫通孔１１ａ１（図２参照）が設けられている。また、各リブ１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、それぞれ、延長方向に延びる貫通孔１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１（図２参照）が設けられている。

また、アーチ部１を構成する一対のコンクリート版１０、１０は、上端部１０ａ、１０ａ同士の間に止水材３０が挟持されている。また、アーチ部１は、その周方向にわたって、緊張したＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂが貫通しており、ＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂにより周方向のプレストレスが付与されている。

具体的には、ＰＣ鋼材１４ａは、アーチ部１の頂部を通過するように、アーチ部の上半部を貫通しており、その一端部が右側のコンクリート版１０の切欠部１０ｃから突出し、他端部が左側のコンクリート版１０の切欠部１０ｃから突出し、その状態で緊張力が導入されている。また、ＰＣ鋼材１４ａが貫通された貫通孔１０ｄ１にはグラウトが注入されている。

また、ＰＣ鋼材１４ｂは、コンクリート版１０の切欠部１０ｃの貫通孔１０ｄ２から脚部１０ｂに向けて挿入されて貫通孔１０ｄ２を貫通して基礎２の貫通孔２ｄに挿入され、さらに、基礎２の支持部２ｂから切欠部２ｃを貫通し、切欠部２ｃから突出し、その状態で緊張力が導入されている。また、ＰＣ鋼材１４ｂが貫通された貫通孔１０ｄ２にはグラウトが注入されている。

また、トンネルＷの隣接するアーチ部１、１同士の間には止水材３０が挟持されている。また、トンネルＷは、延長方向に緊張したＰＣ鋼材１３が貫通している。これにより、トンネルＷには、延長方向のプレストレスが付与される。

具体的には、隣接するアーチ部１、１同士は、リブ１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃの貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１を貫通している「緊張力が付与されているＰＣ鋼材１３」により連結され、アーチ部１、１間に緊張力が導入されて一体化が図られている。なお、ＰＣ鋼材１３が貫通された貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１にはグラウトが注入されている。

なお、トンネルＷを形成する複数のアーチ部１は、いずれも、少なくとも、自身と直接に隣接するアーチ部１とは、貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１を貫通している「緊張力が付与されているＰＣ鋼材１３」により連結されている。
例えば、図４に示すように、トンネルＷを貫通するＰＣ鋼材１３を固定する位置に配置されるコンクリート版１０の内周面（トンネルＷの内周面）に凹状の切欠部１０ｅを設ける。そして、この切欠部１０ｅを利用して、左右に隣接するそれぞれのアーチ部１に貫通するＰＣ鋼材１３に緊張力を導入して固定するようにしてもよい（ＰＣ鋼材１３の端部にナット等の引き留め具を螺合し、引き留め具を締め上げることにより、ＰＣ鋼材１３に緊張力を付与し固定する）。

また、本実施形態において、止水材３０の構成は特に限定されるものではないが、例えば、止水材３０に、エポキシ樹脂系の接着材（例えば、日本シーカ株式会社製のシーカデュア（登録商標））を用いることができる。
このように、止水材３０としてエポキシ樹脂系の接着材を用いるようにしたのは、エポキシ樹脂系の接着材が紫外線による劣化に対して耐候性を有しているためである。
そのため、トンネルＷを構成するアーチ部１の外周面には太陽光があたるが、止水材３０がエポキシ樹脂系の接着材で構成されているため、部材間の止水性及び遮音性の効果が長期にわたり維持される。

次に、本実施形態のトンネルＷの構築方法について、図５〜８を用いて説明する。
ここで、図５〜８は、本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を説明するための模式図である。なお、図５では、アーチ部１の上半部の周方向にプレストレスを付与する作業を説明するための模式図を示している。また、図６では、トンネルＷの延長方向にプレストレスを付与する作業を説明するための模式図を示している。また、図７は、所定数のアーチ部１に対して、上半部周方向のプレストレスと、トンネルの延長方向のプレストレスとが付与された状態を示している。また、図８は、アーチ部１の脚部１０ｂ側にプレストレスが付与された状態を示している。

先ず、図５に示すように、地盤Ｇに構築された基礎２の上に、左右一対のコンクリート版１０、１０のそれぞれの脚部１０ｂを載置すると共に、それぞれの上端部１０ａの端面に止水材３０を塗布した上で、上端部１０ａ、１０ａの端面を互いに突き合わせ接合してアーチ部１を組み立てる。このとき、左側コンクリート版１０の上端部１０ａの貫通孔１０ｄ１と、右側コンクリート版１０の上端部１０ａの貫通孔１０ｄ１とが連通するように位置合わせをする。そして、アーチ部１の頂部を通過するように、一対のコンクリート版１０の貫通孔１０ｄ１にＰＣ鋼材１４ａを貫通させ且つＰＣ鋼材１４ａを緊張させて、貫通孔１０ｄ１にグラウトを注入する工程（第１工程）を行う（アーチ部１の上半部側の周方向にプレストレスを導入する）。本実施形態では、２つの貫通孔１０ｄ１のそれぞれに、ＰＣ鋼材１４ａを挿入するため、アーチ１の上半部側（頂部側）には、２本のＰＣ鋼材１４ａが貫通される。

具体的には、アーチ部１の左側（或いは右側）のコンクリート版１０の切欠部１０ｃの貫通孔１０ｄ１から上端部１０ａに向けて、ＰＣ鋼材１４ａを挿入し、左側（或いは右側）のコンクリート版１０の貫通孔１０ｄ１を貫通させる。さらに、ＰＣ鋼材１４ａを押し込み、右側（或いは左側）のコンクリート版１０の貫通孔１０ｄ１に挿入し、右側（或いは左側）のコンクリート版１０の切欠部１０ｃからＰＣ鋼材１４ａを突出させる（図２参照）。これにより、ＰＣ鋼材１４ａは、一端部が、右側のコンクリート版１０の切欠部１０ｃから突出し、他端部が、左側のコンクリート版１０の切欠部１０ｃから突出した状態になる。すなわち、アーチ部１の上半部側（頂部側）に、周方向にわたってＰＣ鋼材１４ａが挿入された状態になる。この状態で、ＰＣ鋼材１４ａを緊張させ、ＰＣ鋼材１４ａが貫通された貫通孔１０ｄ１にグラウトを注入する。これにより、アーチ部１を構成する一対のプレキャストコンクリート版１０間に緊張力が導入される。

なお、ＰＣ鋼材１４ａを緊張させる方法は、特に限定されるものではなく、公知技術が用いられる。例えば、貫通孔１０ｄ１に貫通させたＰＣ鋼材１４ａの両端にナット等の引き留め具を螺合し、引き留め具を締め上げることにより、ＰＣ鋼材１４ａに緊張力を付与するようにしてもよい（図２参照）。

次に、第１工程の後に行う第２工程を説明する。
図６に示すように、第２工程では、基礎２に設置したアーチ部１に隣接させるように、次のアーチ部１を形成する（アーチ部１の形成方法は、第１工程と同じである）。この工程では、隣接させるアーチ部１、１同士の相対向面に止水材３０を塗布した上で、アーチ部１、１同士を突き合わせて接合する。このときに、一方のアーチ部１の貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１と、他方のアーチ部１の貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１とが連通するように位置合わせする。図示する例では、３つのアーチ部１１が設置されている。

そして、設置した各アーチ部１のリブ１１ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃの貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１に、それぞれ、ＰＣ鋼材１３を貫通し（トンネルの延長方向にＰＣ鋼材１３を貫通し）且つＰＣ鋼材１３を緊張させて、貫通孔１０ｄ１にグラウトを注入する工程（第３工程）を行う。これにより、設置されたアーチ部１間に緊張力が導入される。

なお、ＰＣ鋼材１３を緊張させるための方法は、特に限定されるものではなく、上述したＰＣ鋼材１４ａと同様、公知技術が用いられる。例えば、それぞれの貫通孔１１ａ１、１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１を貫通したＰＣ鋼材１３の両端にナット等の引き留め具を螺合し、引き留め具を締め上げることにより、ＰＣ鋼材１３に緊張力を付与するようにしてもよい。

また、図６の例では、３つの隣接したアーチ部１に、ＰＣ鋼材１３を貫通し且つ緊張させているが、これは例示に過ぎない。ＰＣ鋼材１３を貫通させる作業を行う場合の隣接させるアーチ部１の数は適宜設定される。例えば、２つの隣接したアーチ部１毎に、ＰＣ鋼材１３を貫通し且つ緊張させるようにしてもよい（つまり、アーチ部１を組み立てる度に、ＰＣ鋼材１３によりトンネル延長方向の緊張を行うようにしてもよい）。

そして、第２、３工程を繰り返し、すなわち、既に設置されたアーチ部１に対して、次のアーチ部１を形成して、既に設置されたアーチ部１と、次のアーチ部１とを連結する作業を繰り返して行い、例えば、図７に示すように、所定数のアーチ部１が連結された状態になると（図中のアーチ部１の数は例示である）、連結したアーチ部１を構成するコンクリート版１０の各脚部１０ｂにプレストレスを与える第４工程を行う。

第４工程では、図８に示すように、各アーチ１部を構成するコンクリート版１０の脚部１０ｂ側（下半部側）と、その脚部１０ｂの下側の基礎２とにＰＣ鋼材１４ｂを貫通させ且つ緊張させて固定する。なお、本実施形態では、２つの貫通孔１０ｄ２（及び貫通孔２ｄ）のそれぞれに、ＰＣ鋼材１４ｂを挿入するため、アーチ１の左右の脚部１０ｂ側に、それぞれ、２本のＰＣ鋼材１４ｂが貫通される。

具体的には、連結された各アーチ１部を構成する左右一対のコンクリート版１０、１０に対して、それぞれ、切欠部１０ｃの貫通孔１０ｄ２から脚部１０ｂに向けて、ＰＣ鋼材１４ｂを挿入し、貫通孔１０ｄ２にＰＣ鋼材１４ｂを貫通させる。さらに、ＰＣ鋼材１４ｂを押し込み、基礎２の貫通孔２ｄ（図２参照）に挿入し、基礎２の切欠部２ｃからＰＣ鋼材１４ｂを突出させる。これにより、ＰＣ鋼材１４ｂは、一端部がコンクリート版１０の切欠部１０ｃから突出し、他端部が基礎２の切欠部２ｃから突出した状態になる。この状態で、ＰＣ鋼材１４ｂを緊張させて、ＰＣ鋼材１４ａが貫通された貫通孔１０ｄ１にはグラウトを注入する。これにより、アーチ部１と、基礎２との間に緊張力が導入される。

なお、ＰＣ鋼材１４ｂを緊張させる方法は、特に限定されるものではなく、公知技術が用いられる。例えば、貫通孔１０ｄ２に貫通させたＰＣ鋼材１４ｂの両端にナット等の引き留め具を螺合し、引き留め具を締め上げることにより、ＰＣ鋼材１４ａに緊張力を付与するようにしてもよい（図２参照）。

その後、第２〜第４工程を繰り返し行うことにより、所望長さのトンネルＷを構築する。

このように、本実施形態のプレキャストアーチトンネルＷの構築方法では、「トンネルＷの周方向（上半部側）の緊張」→「トンネルＷの延長方向の緊張」を所定数のアーチ部１に対して行ってから、アーチ部１の脚部１０ｂにプレストレスを与えている。
この方法によれば、トンネルＷの剛性を高めてから、トンネルＷの脚部１０ｂ側にプレストレスを付与することができるため、ＰＣ鋼材１３、１４ａ、１４ｂを緊張させる際に、アーチ部１を構成するコンクリート版１０にひび割れが生じることが防止される。

以上、説明したように、本実施形態によれば、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工として利用できると共に、短期間で施工できる構成のトンネルＷが提供される。すなわち、本実施形態は、プレキャストコンクリート版１０により構築されるため、盛土をしない地上のトンネルを、現場打ちコンクリートにより施工する場合と比べて、短期間で施工できる（施工期間が短縮される）。また、プレキャストコンクリート版１０は、工場で製造されるものであるため、現場打ちコンクリートにより施工する場合と比べて、品質管理が容易になる。
また、本実施形態のトンネルＷは、各アーチ部１の内部の周方向にわたって「緊張したＰＣ鋼材１４ａ、１４ｂ」を貫通させる構成となっているため、トンネルＷが外力の影響を受けて変形することを防止することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変更が可能である。

上述した実施形態では、「トンネルＷの周方向（上半部側）の緊張」→「トンネルＷの延長方向の緊張」を所定数のアーチ部１に対して行ってから、アーチ部１の脚部１０ｂにプレストレスを与えているが、特にこれに限定されるものではない。
例えば、「トンネルＷの円周方向の脚部１０ｂ以外の部分の緊張」→「トンネルＷの延長方向の緊張」を所定数のアーチ部１に対して行ってから、アーチ部１の脚部１０ｂにプレストレスを与えるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、基礎２が現場打ちコンクリートにより構築されているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、基礎２が、現場打ちコンクリートではなく、プレキャストコンクリート製の底板部品で構成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、ＰＣ鋼材同士が連結されておらず（ＰＣ鋼材１４ａと、ＰＣ鋼材１４ｂとが連結されておらず、隣接して配置されたＰＣ鋼材１３同士が連結されておらず）、躯体（躯体を構成するプレキャストコンクリート版１０）が、２つのＰＣ鋼材の緊張力を伝達する構成になっているが、特にこれに限定されるものではない。
例えば、図９に示すように、躯体（プレキャストコンクリート版１０）に、Ｘ型カプラー（Ｘアンカー）等の接続治具４０を埋め込んで（モルタル等により接続治具４０を埋め込んで）、接続治具４０によりＰＣ鋼材１４ａと、ＰＣ鋼材１４Ｂとを連結する（或いは、隣接して配置されたＰＣ鋼材１３同士を連結する）ようにしてもよい。
尚、図９は、本実施形態のプレキャストアーチトンネルに貫通させるＰＣ鋼材を、接続治具により固定した例を示した模式図である。図示する例では、接続治具４０は、２つの筒状部４１ａ、４１ｂを有し、一方の筒状部４１ａにＰＣ鋼材１４ａが挿入され、他方の筒状部４１ｂにＰＣ鋼材１４ｂが挿入されている。そして、筒状部４１ａ（又は筒状部４１ｂ）に挿入されたＰＣ鋼材１４ａ（又はＰＣ鋼材１４ｂ）は、緊張力が付与された上で楔４３により、筒状部１４ａ（又な筒状部１４ｂ）に係止されている。

Ｗ…プレキャストアーチトンネル
２…基礎
２ａ…本体部（基礎）
２ｂ…支持部（基礎）
２ｃ…切欠部（基礎）
２ｄ…貫通孔（基礎）
１…アーチ部
１０…プレキャストコンクリート版
１０ａ…上端部
１０ｂ…脚部
１０ｃ…切欠部
１０ｄ１…貫通孔
１０ｄ２…貫通孔
１０e…切欠部
１１ａ…リブ
１１ａ１…貫通孔
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…リブ
１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１…貫通孔
１３…ＰＣ鋼材
１４ａ、１４ｂ…ＰＣ鋼材
３０…止水材
４０…接続治具（Ｘ型カプラー）
４１ａ、４１ｂ…筒状部
４３…楔

Claims

トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、所定数のプレキャストコンクリート版を組み立て形成したアーチ部を延長方向に複数連結し構築したトンネルであって、
前記アーチ部は、プレキャストコンクリート版同士の間に止水材が挟持されて形成されていると共に、その周方向にわたって緊張したＰＣ鋼材が貫通され、このＰＣ鋼材により周方向にプレストレスが付与され、
連結されたアーチ部は、隣接するアーチ部同士の間に止水材が挟持されていると共に、延長方向にわたって緊張したＰＣ鋼材が貫通され、このＰＣ鋼材により延長方向にプレストレスが付与されていることを特徴とするトンネル。
請求項１記載のトンネルは、盛土がなされていない地上のトンネルであることを特徴とするトンネル。
前記止水材は、エポキシ樹脂系の接着材であることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル。
所定数のプレキャストコンクリート版の端面に止水材を塗布した上で、トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、該プレキャストコンクリート版の端面同士を互いに突き合わせてアーチ部を組み立て、該アーチ部の上半部に、該アーチ部の周方向に延びる第１のＰＣ鋼材を貫通させ且つ前記第１のＰＣ鋼材を緊張させてプレキャストコンクリート版間に緊張力を導入して一体化させる第１工程と、
前記基礎に既に形成されているアーチ部と隣接させるように、前記第１工程と同様の工程を行い前記基礎の上に次のアーチ部を形成すると共に、隣接させるアーチ部同士の相対向面に止水材を塗布した上で、隣接するアーチ部同士を突き合わせて連結する第２工程と、
連結されたアーチ部に延長方向に延びる第２のＰＣ鋼材を貫通させ且つ第２のＰＣ鋼材を緊張させてアーチ部間に緊張力を導入して一体化させる第３工程とを有し、
前記第２及び第３工程により所定数のアーチ部が連結された状態になると、各アーチ部に対し、該アーチ部の下側を貫通し且つ脚部を通り前記基礎まで延びる第３のＰＣ鋼材を貫通させ且つ該第３のＰＣ鋼材を緊張させて前記アーチ部の脚部側と前記基礎との間に緊張力を導入して一体化させることを特徴とするトンネルの構築方法。