JP6765566B1 - 躯体の施工方法及び躯体 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に躯体を形成する。【解決手段】軸方向に延伸する複数のシールドトンネル１１を周方向に構築するシールドトンネル構築工程は、先行シールドトンネル１３を延伸する先行延伸工程と、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に、後行シールドトンネル１４を延伸する後行延伸工程と、を有する。後行延伸工程は、後行シールドトンネル１４として、他方端部１ｂに向けて第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸する第一後行延伸工程と、後行シールドトンネル１４として、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端と他方端部１ｂとの間に、第一後行シールドトンネル１４Ａよりも小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する第二後行延伸工程と、を有する。そして、地下空洞４の断面積を、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくする。【選択図】図１

Description

本発明は、躯体の施工方法及び躯体に関する。

従来、地下構造物の施工方法として、特許文献１に記載された方法が知られている。特許文献１に記載された方法は、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルとの合流領域に、大断面トンネルを施工する方法である。具体的には、まず、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルとの合流領域において、本線シールドトンネル及び支線シールドトンネルの双方を囲むように、軸方向に延伸する複数のシールドトンネル（小断面トンネル）を周方向に構築する。このとき、全てのシールドトンネルを、大断面トンネルの一方端部に位置する立坑から大断面トンネルの他方端部に位置する立坑まで延伸させる。次に、複数のシールドトンネルにより外郭躯体を構築し、外郭躯体の内周側領域を掘削する。これにより、一方端部から他方端部まで同じ断面となる大断面トンネルが施工される。

特開２００６−３４８７１８号公報

支線シールドトンネルは、本線シールドトンネルに徐々に合流していく。これに対し、特許文献１に記載された方法で施工された大断面トンネルは、一方端部から他方端部まで同じ断面となるため、大断面トンネルに無駄な領域が多く発生して、工期が長期化するという問題がある。

そこで、本発明は、効率的に躯体を形成することができる躯体の施工方法及び躯体を提供することを目的とする。

本発明に係る地下構造物の施工方法は、内部に地下空洞を形成する地下構造物の施工方法であって、地下構造物の施工予定領域である地下構造物予定領域の一方端部と他方端部との間において、軸方向に延伸する複数のシールドトンネルを周方向に構築するシールドトンネル構築工程と、複数のシールドトンネルを連結してなる地下構造物の外郭躯体を構築する外郭躯体構築工程と、外郭躯体の内周側領域を掘削して地下空洞を形成する掘削工程と、を備え、シールドトンネル構築工程は、複数のシールドトンネルのうちの一部のシールドトンネルである先行シールドトンネルを延伸する先行延伸工程と、隣り合う先行シールドトンネルの間に、複数のシールドトンネルのうちの残りのシールドトンネルである後行シールドトンネルを延伸する後行延伸工程と、を有し、後行延伸工程は、後行シールドトンネルとして、他方端部に向けて第一後行シールドトンネルを延伸する第一後行延伸工程と、後行シールドトンネルとして、第一後行シールドトンネルの先端と他方端部との間に、第一後行シールドトンネルよりも小径の第二後行シールドトンネルを延伸する第二後行延伸工程と、を有し、地下空洞の断面積を、一方端部から他方端部に向けて小さくする。

この地下構造の施工方法では、隣り合う先行シールドトンネルの間に後行シールドトンネルを延伸する後行延伸工程において、後行シールドトンネルとして、他方端部に向けて第一後行シールドトンネルを延伸するとともに、第一後行シールドトンネルの先端と他方端部との間に、第一後行シールドトンネルよりも小径の第二後行シールドトンネルを延伸する。このため、後行シールドトンネルを延伸する際の先行シールドトンネルの切削量を低減しつつ、地下空洞の断面積を一方端部から他方端部に向けて小さくすることができる。これにより、効率的に地下空洞を形成することができる。

第一後行延伸工程では、一方端部から第一後行シールドトンネルを延伸し、第二後行延伸工程では、第一後行シールドトンネルの先端から他方端部まで第二後行シールドトンネルを延伸してもよい。この地下構造物の施工方法では、一方端部から第一後行シールドトンネルを延伸するとともに第一後行シールドトンネルの先端から他方端部まで第二後行シールドトンネルを延伸することで、効率的に後行シールドトンネルを延伸することができる。

後行延伸工程では、一方端部から他方端部までの少なくとも一部において、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重なるように先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸してもよい。この地下構造物の施工方法では、一方端部から他方端部までの少なくとも一部において、先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸することで、外郭躯体を構築する際に隣り合うシールドトンネルを連結する作業を低減することができるため、先行シールドトンネルの切削量を低減しつつ、外郭躯体の構築を簡易化することができる。

後行延伸工程では、一方端部から他方端部までの全域において、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重なるように先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸してもよい。この地下構造物の施工方法では、一方端部から他方端部までの全域において先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸することで、外郭躯体を構築する際に隣り合うシールドトンネルを連結する作業を低減又は削減することができるため、外郭躯体の構築を簡易化することができる。

第一後行延伸工程では、第一シールド機により第一後行シールドトンネルを延伸し、第二後行延伸工程では、第二シールド機により第二後行シールドトンネルを延伸し、第二シールド機の外径は第一シールド機の外径より小さくてもよい。この地下構造物の施工方法では、外径の異なる第一シールド機及び第二シールド機を用いることで、容易に第一後行シールドトンネル及び第二後行シールドトンネルを延伸することができる。

第一シールド機と第二シールド機とは親子シールド機であり、親子シールド機の親シールド機により第一後行シールドトンネルを延伸し、親子シールド機の子シールド機により第二後行シールドトンネルを延伸してもよい。この地下構造物の施工方法では、後行延伸工程で親子シールド機を用いることで、容易に第一後行シールドトンネル及び第二後行シールドトンネルを延伸することができる。

本発明に係る地下構造物は、内部に地下空洞を形成する地下構造物であって、地下構造物の一方端部と他方端部との間に軸方向に延伸されるとともに周方向に配置された複数のシールドトンネルと、複数のシールドトンネルを連結してなる地下構造物の外郭躯体と、を備え、複数のシールドトンネルの一部は、一方端部と他方端部との間において複数の外径からなる異形シールドトンネルにより構成されており、異形シールドトンネルは、一方端部側の大径の第一シールドトンネルと、他方端部側の小径の第二シールドトンネルと、を有し、地下空洞の断面積は、一方端部から他方端部に向けて小さくなっている。

この地下構造物では、複数のシールドトンネルの一部が、一方端部と他方端部との間において複数の外径からなるとともに、一方端部側の大径の第一シールドトンネルと他方端部側の小径の第二シールドトンネルとを有する異形シールドトンネルにより構成されているため、一方端部から他方端部に向けて断面積が小さくなっている地下空洞を、効率的に形成することができる。

第一シールドトンネルは、一方端部から他方端部側に向けて延びており、第二シールドトンネルは、第一シールドトンネルの先端から他方端部まで延びていてもよい。この地下構造物では、第一シールドトンネルが一方端部から他方端部側に向けて延びており、第二シールドトンネルが第一シールドトンネルの先端から他方端部まで延びているため、効率的に異形シールドトンネルを延伸することができる。

隣り合うシールドトンネルは、一方端部から他方端部までの全域において重なっていてもよい。この地下構造物では、隣り合うシールドトンネルが一方端部から他方端部までの全域において重なっているため、外郭躯体を容易に構築することができるとともに、外郭躯体の強度を向上することができる。

本発明に係る躯体の施工方法は、地下の第一端部と第二端部との間において、軸方向に延伸する複数のシールドトンネルを構築するシールドトンネル構築工程と、複数のシールドトンネルを連結してなる躯体を構築する躯体構築工程と、を備え、シールドトンネル構築工程は、複数のシールドトンネルのうちの一部のシールドトンネルである先行シールドトンネルを延伸する先行延伸工程と、隣り合う先行シールドトンネルの間に、複数のシールドトンネルのうちの残りのシールドトンネルである後行シールドトンネルを延伸する後行延伸工程と、を有し、後行延伸工程は、後行シールドトンネルとして、第二端部に向けて第一後行シールドトンネルを延伸する第一後行延伸工程と、後行シールドトンネルとして、第一後行シールドトンネルの先端から第二端部に向けて、第一後行シールドトンネルよりも小径の第二後行シールドトンネルを延伸する第二後行延伸工程と、を有する。

第一後行延伸工程では、第一端部から第一後行シールドトンネルを延伸してもよい。

第二後行延伸工程では、第一後行シールドトンネルの先端から第二端部まで第二後行シールドトンネルを延伸してもよい。

後行延伸工程では、第一端部から第二端部までの少なくとも一部において、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重なるように先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸してもよい。

第一後行延伸工程では、第一シールド機により第一後行シールドトンネルを延伸し、第二後行延伸工程では、第二シールド機により第二後行シールドトンネルを延伸し、第二シールド機の外径は第一シールド機の外径より小さくてもよい。

第一シールド機と第二シールド機とは親子シールド機であり、親子シールド機の親シールド機により第一後行シールドトンネルを延伸し、親子シールド機の子シールド機により第二後行シールドトンネルを延伸してもよい。

本発明に係る躯体は、地下の第一端部と第二端部との間において軸方向に延伸された複数のシールドトンネルが連結されてなる躯体であって、複数のシールドトンネルの一部は、第一端部と第二端部との間において複数の外径からなる異形シールドトンネルにより構成されており、異形シールドトンネルは、第一端部側の大径の第一シールドトンネルと、第二端部側の小径の第二シールドトンネルと、を有し、第一シールドトンネル及び第二シールドトンネルのそれぞれは、隣り合うシールドトンネルと、第一端部から第二端部までの少なくとも一部において重なっている。

第一シールドトンネルは、第一端部から第二端部側に向けて延びていてもよい。

第二シールドトンネルは、第一シールドトンネルの先端から第二端部まで延びていてもよい。

隣り合うシールドトンネルは、第一端部から第二端部までの全域において重なっていてもよい。

本発明によれば、効率的に躯体を形成することができる。

実施形態に係る地下構造物の概略構成を示す斜視図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 図１に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 発進基地構築工程を説明するための模式図である。 図５に示すＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 先行延伸工程を説明するための模式図である。 図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。 図７に示すＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 図７に示すＸ−Ｘ線における断面図である。 後行延伸工程を説明するための模式図である。 図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。 図１１に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。 図１１に示すＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。 後行延伸工程を説明するための断面図である。 先行シールドトンネルの構造を示す断面図である。 後行シールドトンネルが先行シールドトンネルを切削した状態を示す断面図である。 褄壁構築工程を説明するための模式図である。 掘削工程を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る地下構造物の施工方法及び地下構造物の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る地下構造物の施工方法は、既設の本線シールドトンネルに新設の支線シールドトンネルを合流させるために、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルとの合流領域に本線シールドトンネル及び支線シールドトンネルの双方を囲む大断面トンネルを施工する方法である。また、本実施形態に係る地下構造物は、このような方法により施工される大断面トンネルである。但し、本発明の地下構造物の施工方法及び地下構造物は、このような大断面トンネルの施工方法及び大断面トンネルに限定されるものではない。全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

まず、地下構造物について説明する。図１〜図４に示すように、本実施形態に係る地下構造物１は、本線シールドトンネル２と支線シールドトンネル３との合流領域に施工された、本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲む大断面トンネルである。地下構造物１の内部には、地下構造物１の軸線方向に延びる地下空洞４が形成されており、地下構造物１は、複数のシールドトンネル１１を連結してなる地下空洞４の外郭躯体１２を備えている。

シールドトンネル１１は、公知のシールド掘進工法又はシールド推進工法により施工されたトンネルである。すなわち、シールドトンネル１１は、シールド掘進機で地中を掘進しながら、シールド掘進機の後方でトンネルの壁面となるセグメントを組み立てていくことや、シールド掘進機を推進管により推力を得て掘進して、推進管を組み立てていくことにより構築されるトンネルである。つまり、シールドトンネル１１は、シールド掘進機を掘進して組み立てられたセグメントや掘進に伴い組み立てられた推進管によりトンネル覆工体またはトンネル躯体を構築することで延伸される。地下構造物１では、地下構造物１の一方端部１ａ（図１における右上側の端部）と他方端部１ｂ（図１における左下側の端部）との間において、軸方向に延伸される複数のシールドトンネル１１が、本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲むように、周方向に配置されている。

外郭躯体１２は、地下空洞４の外郭を構成する略円弧状の躯体となる。外郭躯体１２は、隣り合うシールドトンネル１１が連結されることにより構築されている。外郭躯体１２は、鉄筋コンクリートにより形成されている。本実施形態では、隣り合うシールドトンネル１１が重なることで連結されており、この連結されたシールドトンネル１１により外郭躯体１２が形成されている。

地下構造物１の一方端部１ａには、外郭躯体１２の一方側面を封止（止水）する一方側褄壁１５が構築されており、地下構造物１の他方端部１ｂには、外郭躯体１２の他方側面を封止（止水）する他方側褄壁１６が構築されている。

そして、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部の土砂が掘削除去されることで、地下構造物１の内部に地下空洞４が形成されている。

次に、上述した複数のシールドトンネル１１について更に詳しく説明する。複数のシールドトンネル１１の一部は、一方端部１ａと他方端部１ｂとの間において複数の外径からなる異形シールドトンネルにより構成されている。そして、この異形シールドトンネルは、一方端部１ａ側の大径の第一シールドトンネルと、他方端部１ｂ側の小径の第二シールドトンネルとを有する。つまり、異形シールドトンネルの外径は、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて段階的に小さくなっている。

より具体的に説明すると、複数のシールドトンネル１１は、複数のシールドトンネル１１のうちの一部のシールドトンネル１１である先行シールドトンネル１３と、複数のシールドトンネル１１のうちの残りのシールドトンネル１１である後行シールドトンネル１４と、により構成される。

先行シールドトンネル１３は、一方端部１ａから他方端部１ｂまで延伸されている。後行シールドトンネル１４は、一方端部１ａから他方端部１ｂまで延伸されている。つまり、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の両端は、一方端部１ａ及び他方端部１ｂに至っている。後行シールドトンネル１４は、先行シールドトンネル１３を延伸した後に延伸されるシールドトンネルであり、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に配置されている。

そして、隣り合う先行シールドトンネル１３の中心軸線と後行シールドトンネル１４の中心軸線との間隔が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて狭くなることで、地下空洞４が本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の外形に沿うように、地下空洞４の断面積が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくなっている。また、地下空洞４の断面積が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくなるように、隣り合う先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが重なるとともに、一方端部１ａから他方端部１ｂに向かって、その重なり度合いが大きくなっている。隣り合う先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とは、一方端部１ａから他方端部１ｂの全域において重なっている。

後行シールドトンネル１４は、他方端部１ｂに向けて延伸された第一後行シールドトンネル１４Ａと、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端と他方端部１ｂとの間に延伸された第二後行シールドトンネル１４Ｂと、により構成されている。第一後行シールドトンネル１４Ａは、先行シールドトンネル１３と同径のシールドトンネルであり、第二後行シールドトンネル１４Ｂは、第一後行シールドトンネル１４Ａよりも小径のシールドトンネルである。第一後行シールドトンネル１４Ａは、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて延伸されており、第二後行シールドトンネル１４Ｂは、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端から他方端部１ｂまで延伸されている。このため、一本の後行シールドトンネル１４のうち、一方端部１ａ側の部分が大径の第一後行シールドトンネル１４Ａとなり、他方端部１ｂ側の部分が小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂとなる。つまり、第二後行シールドトンネル１４Ｂの外径は、第一後行シールドトンネル１４Ａの外径より小さい。このため、後行シールドトンネル１４は、一方端部１ａと他方端部１ｂとの間において複数の外径からなる異形シールドトンネルとなり、第一後行シールドトンネル１４Ａは、異形シールドトンネルの第一シールドトンネルとなり、第二後行シールドトンネル１４Ｂは、異形シールドトンネルの第二シールドトンネルとなる。

上述したように、隣り合う先行シールドトンネル１３の間隔は、一方端部１ａ側よりも他方端部１ｂ側の方が狭くなるため、一方端部１ａから他方端部１ｂまでの全域において後行シールドトンネル１４が同径であると、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４との重なる量が過大となる。そこで、一方端部１ａ側では後行シールドトンネル１４を大径の第一後行シールドトンネル１４Ａとし、他方端部１ｂ側では後行シールドトンネル１４を小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂとすることで、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４との重なる量を小さくして、後行シールドトンネル１４構築時の、先行シールドトンネル１３の切削量を低減している。

具体的に説明すると、シールドトンネル１１は、１８本の先行シールドトンネル１３と、１８本の後行シールドトンネル１４と、の合計３６本により構成される。つまり、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とは、同数である。地下構造物１は、地下構造物１の一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２の２領域に分けられている。先行シールドトンネル１３は、第一領域Ａ１と第二領域Ａ２とで、同じ径となっている。後行シールドトンネル１４は、第一領域Ａ１では大径の第一後行シールドトンネル１４Ａとなっており、第二領域Ａ２では小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂとなっている。そして、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが交互に配置されており、後行シールドトンネル１４が、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に配置されている。

次に、上述した地下構造物１の施工方法について説明する。本実施形態に係る地下構造物の施工方法は、発進基地構築工程（Ｓ１）と、シールドトンネル構築工程（Ｓ２）と、外郭躯体構築工程（Ｓ３）と、褄壁構築工程（Ｓ４）と、掘削工程（Ｓ５）と、を備える。

発進基地構築工程（Ｓ１）では、図５及び図６に示すように、シールドトンネル１１を延伸させるための発進基地２１を構築する。発進基地２１は、支線シールドトンネル３から支線シールドトンネル３の半径方向外周側に延びる発進坑口２２と、本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲むように発進坑口２２から円周状に延びる円周シールドトンネル２３と、を備える。発進坑口２２は、周知のシールド掘進機により施工することができ、円周シールドトンネル２３は、周知の円周シールド掘進機により施工することができる。

シールドトンネル構築工程（Ｓ２）では、図７〜図１５に示すように、地下構造物１の施工予定領域である地下構造物予定領域（不図示）の一方端部１ａと他方端部１ｂとの間において、軸方向に延伸する複数のシールドトンネル１１を周方向に構築する。なお、地下構造物予定領域の一方端部１ａ及び他方端部１ｂは、地下構造物１の一方端部１ａ及び他方端部１ｂと同じである。

シールドトンネル構築工程（Ｓ２）では、複数のシールドトンネル１１のうちの一部のシールドトンネルである先行シールドトンネル１３を延伸する先行延伸工程（Ｓ２１）と、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に、複数のシールドトンネル１１のうちの残りのシールドトンネルである後行シールドトンネル１４を延伸する後行延伸工程（Ｓ２２）と、を行う。なお、隣り合う先行シールドトンネル１３が構築されていれば、全ての先行シールドトンネル１３の延伸が終了する前に後行延伸工程（Ｓ２２）を開始して、構築されている隣り合う先行シールドトンネル１３の間に後行シールドトンネル１４を延伸してもよい。

先行延伸工程（Ｓ２１）では、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで先行シールドトンネル１３を延伸する。そして、先行延伸工程（Ｓ２１）では、一方端部１ａから他方端部１ｂに向かうに従い、隣り合う先行シールドトンネル１３の中心軸線が近接して行くように、複数の先行シールドトンネル１３を延伸する。後行延伸工程（Ｓ２２）では、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで後行シールドトンネル１４を延伸する。そして、後行延伸工程（Ｓ２２）では、一方端部１ａから他方端部１ｂに向かうに従い、隣り合う後行シールドトンネル１４の中心軸線が近接して行くとともに、隣り合う先行シールドトンネル１３の中心軸線と後行シールドトンネル１４の中心軸線とが近接して行くように、複数の後行シールドトンネル１４を延伸する。これにより、地下空洞の断面積を、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくすることができる。

また、後行延伸工程（Ｓ２２）では、一方端部１ａから他方端部１ｂの全域において、隣り合う先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが重なるように、先行シールドトンネル１３の一部を切削して後行シールドトンネル１４を延伸する。

ここで、先行シールドトンネル１３は、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機により切削可能である部分を含む必要がある。このため、先行シールドトンネル１３は、シールドトンネルの壁面となるセグメント又は推進管を組み立てる際に、切削される箇所のセグメント又は推進管を切削可能なものとする。切削可能なセグメント又は推進管としては、例えば、特許第４８５１１３３号や特許第４９３９８０３号に記載されたような繊維強化樹脂製の掘削可能セグメント又は切削可能推進管を用いる。

また、先行シールドトンネル１３では、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機が先行シールドトンネル１３と重なりながら掘進できるように、後行シールドトンネル１４を延伸する前に、その内部を充填しておく必要がある。先行シールドトンネル１３内に充填する充填物としては、シールド掘進機により切削可能である必要があるため、エアモルタル等の切削可能充填材を用いることが好ましい。しかしながら、先行シールドトンネル１３の内部全体を切削可能充填材で充填すると、先行シールドトンネル１３内に強固な外郭躯体１２を構築することができない。

そこで、図１６及び図１７に示すように、先行シールドトンネル１３の内部領域の内、少なくとも後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機により切削される領域に、切削可能充填材１９Ａを充填し、その他の領域に、コンクリート１９を打設する。なお、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機により切削される領域に切削可能充填材１９Ａを充填すれば、コンクリート１９を打設する領域及び切削可能充填材１９Ａを充填する領域は特に限定されない。本実施形態では、作業容易性の観点から、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機により切削される領域を、切削可能充填材１９Ａを充填する領域とし、残りの領域を、コンクリート１９を打設する領域とする。

先行シールドトンネル１３へのコンクリート１９及び切削可能充填材１９Ａの充填は、例えば、次のように行うことができる。先行シールドトンネル１３の延伸が終了すると、シールド掘進機の残置物を先行シールドトンネル１３の先端に残置し、シールド掘削機の回収物を当該先行シールドトンネル１３から一方端部１ａの発進基地２１に回収する。その際、先行シールドトンネル１３の先端から一方端部１ａに向かって順にコンクリート１９及び切削可能充填材１９Ａを充填してく。コンクリート１９及び切削可能充填材１９Ａの充填は、先行シールドトンネル１３を複数のスパンに区切り、これから充填しようとするスパンの一方端部１ａ側に隔壁を構築する。そして、当該スパンに、コンクリート１９を打設した後、切削可能充填材１９Ａを充填する。シールド掘削機の回収物とは、例えば、カッターモータやシールドジャッキや電装品などが該当する。シールド掘進機の内、カッター部分、及び外周鋼殻部分等などのシールド掘進機の外郭をなして地中の土砂の流入を防止する機能を有する部分は、地中に残置物として残置する。

詳しく説明すると、先行延伸工程（Ｓ２１）では、図７〜図１０に示すように、１８本の先行シールドトンネル１３を、外郭躯体予定領域において、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで延伸する。このとき、隣り合う先行シールドトンネル１３を同時に延伸せずに、隣り合う先行シールドトンネル１３のうち、一方の先行シールドトンネル１３を先行して延伸した後に、他方の先行シールドトンネル１３を後行して延伸することが好ましい。また、先行シールドトンネル１３の掘進には、２機以上のシールド掘進機を使用することが好ましい。２機以上のシールド掘進機を使用することで、複数の先行シールドトンネル１３を並行して延伸できる。

後行延伸工程（Ｓ２２）では、図１１〜図１５に示すように、１８本の後行シールドトンネル１４を、外郭躯体予定領域において、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで延伸する。このとき、シールドトンネル上部の土砂が緩みやすい傾向にあることから、上部を後からシールドトンネルで延伸するように、下方に配置される後行シールドトンネル１４から順に延伸することが好ましい。また、先行シールドトンネル１３の延伸と同様に、後行シールドトンネル１４の掘進には、２機以上のシールド掘進機を使用することが好ましい。２機以上のシールド掘進機を使用することで、複数の後行シールドトンネル１４を並行して延伸できる。

そして、後行延伸工程（Ｓ２２）では、第一領域Ａ１の後行シールドトンネル１４として、他方端部１ｂに向けて第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸する第一後行延伸工程（Ｓ２２Ａ）と、第二領域Ａ２の後行シールドトンネル１４として、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端と他方端部１ｂとの間に、第一後行シールドトンネル１４Ａよりも小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する第二後行延伸工程（Ｓ２２Ｂ）と、を行う。第一後行延伸工程（Ｓ２２Ａ）では、一方端部１ａから第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸し、第二後行延伸工程（Ｓ２２Ｂ）では、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端から他方端部１ｂまで第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する。これにより、一方端部１ａから他方端部１ｂに至る一本の後行シールドトンネル１４を延伸する。

第一後行シールドトンネル１４Ａ及び第二後行シールドトンネル１４Ｂの延伸は、例えば、特開２００５−１９４７５２号公報、特開平１０−１５３０８３号公報、特開平１０−０９６３９２号公報に記載された親子シールド機（親子シールド掘進機）を用いることで、容易に行うことができる。つまり、第一後行延伸工程（Ｓ２２Ａ）では、親子シールド機の親シールド機により第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸し、その後、親子シールド機から子シールド機を発進させ、この子シールド機により第一後行シールドトンネル１４Ａの先端から第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する。

なお、本実施形態では、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地（内部空洞）が構築されていないが、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地が構築されている場合は、他方端部１ｂに到達したシールド掘進機を、他方端部１ｂから一方端部１ａに向けて掘進してもよい。この場合、シールド掘進機を他方端部１ｂから一方端部１ａに移動する必要がなくなる。

外郭躯体構築工程（Ｓ３）では、複数のシールドトンネル１１を連結してなる地下構造物１の外郭躯体１２を構築する。外郭躯体１２の構築は、例えば、次のように行うことができる。まず、隣り合うシールドトンネル１１を連通させる。なお、隣り合うシールドトンネル１１は重なっているため、シールドトンネル構築工程（Ｓ２）において既に隣り合うシールドトンネル１１が連通されている場合は、外郭躯体構築工程（Ｓ３）において隣り合うシールドトンネル１１を連通させなくてもよい。そして、この連通したシールドトンネル１１の内部空間に、鉄筋（不図示）を配設し、コンクリート１９を打設する。これにより、外郭躯体１２が、シールドトンネル１１と、シールドトンネル１１内の鉄筋コンクリート（鉄筋及びコンクリート１９）と、により構築される。

褄壁構築工程（Ｓ４）では、図１８に示すように、地下構造物１の一方端部１ａに、外郭躯体１２の一方側面を封止（止水）する一方側褄壁１５を構築し、地下構造物１の他方端部１ｂに、外郭躯体１２の他方側面を封止（止水）する他方側褄壁１６を構築する。一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６の構築は、例えば、地下構造物１の一方端部１ａ及び他方端部１ｂを凍結止水し、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６を構築する領域を掘削して鉄筋コンクリートを打設する。これにより、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６を構築することができる。

掘削工程（Ｓ５）では、図１９に示すように、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部を掘削して地下空洞４を形成する。つまり、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部を掘削し、掘削した土砂を排出することで、外郭躯体１２の内周側に地下空洞４を形成する。そして、掘削した土砂を、本線シールドトンネル２から排出する。

以上説明したように、本実施形態では、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に後行シールドトンネル１４を延伸する後行延伸工程（Ｓ２２）において、後行シールドトンネル１４として、他方端部１ｂに向けて第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸するとともに、第一後行シールドトンネル１４Ａの先端と他方端部１ｂとの間に、第一後行シールドトンネル１４Ａよりも小径の第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する。このため、後行シールドトンネル１４を延伸する際の先行シールドトンネル１３の切削量を低減しつつ、地下空洞４の断面積を一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくすることができる。これにより、効率的に地下空洞４を形成することができる。

また、一方端部１ａから第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸するとともに第一後行シールドトンネル１４Ａの先端から他方端部１ｂまで第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸することで、効率的に後行シールドトンネル１４を延伸することができる。

また、一方端部１ａから他方端部１ｂまでの全域において先行シールドトンネル１３の一部を切削して後行シールドトンネル１４を延伸することで、外郭躯体１２を構築する際に隣り合うシールドトンネル１１を連結する作業を低減又は削減することができるため、外郭躯体１２（地下構造物）の構築を簡易化することができる。

また、後行延伸工程（Ｓ２２）で親子シールド機を用いることで、容易に第一後行シールドトンネル１４Ａ及び第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、後行延伸工程では、一方端部から他方端部までの少なくとも一部において、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重なるように先行シールドトンネルの一部を切削して後行シールドトンネルを延伸してもよい。これにより、外郭躯体を構築する際に隣り合うシールドトンネルを連結する作業を低減することができるため、先行シールドトンネルの切削量を低減しつつ、外郭躯体の構築を簡易化することができる。

また、後行延伸工程では、親子シールド機ではない別のシールド機により、第一後行シールドトンネル１４Ａと第二後行シールドトンネル１４Ｂとを延伸してもよい。第一後行シールドトンネル１４Ａを延伸する第一シールド機の外径は、第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸する第二シールド機の外径より小さい。この場合、第一後行シールドトンネル１４Ａと第二後行シールドトンネル１４Ｂとの延伸順序は特に限定されるものではない。例えば、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地が構築されている場合は、第二後行延伸工程（Ｓ２２Ｂ）において、他方端部１ｂの到達基地から第一後行シールドトンネル１４Ａの先端に向けて第二後行シールドトンネル１４Ｂを延伸してもよい。この場合、第一後行シールドトンネル１４Ａの延伸が終了する前に第二後行シールドトンネル１４Ｂの延伸を開始することができ、更には、第一後行シールドトンネル１４Ａの延伸を開始する前に第二後行シールドトンネル１４Ｂの延伸を開始することもできる。

また、各工程の一部を並行して行ってもよい。例えば、先行延伸工程が終了する前に後行延伸工程を開始してもよい。つまり、全ての先行シールドトンネルの延伸が終了する前に後行シールドトンネルの延伸を開始してもよい。また、第一後行延伸工程が終了する前に第二後行延伸工程を開始してもよい。つまり、全ての第一後行シールドトンネルの延伸が終了する前に第二後行シールドトンネルの延伸を開始してもよい。また、シールドトンネル構築工程が終了する前に外郭躯体構築工程を開始してもよい。また、外郭躯体構築工程が終了する前に掘削工程を開始してもよい。

また、シールドトンネルの断面形状、シールドトンネル、先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルの本数等は特に限定されるものではない。

また、異形シールドトンネルは、先行シールドトンネルであってもよい。また、異形シールドトンネルは、一方端部１ａ側の大径の第一シールドトンネルと、他方端部１ｂ側の小径の第二シールドトンネルとを有すれば、その外径の数は特に限定されず、３以上あってもよい。

１…地下構造物、１ａ…一方端部、１ｂ…他方端部、２…本線シールドトンネル、３…支線シールドトンネル、４…地下空洞、１１…シールドトンネル、１２…外郭躯体、１３…先行シールドトンネル、１４…後行シールドトンネル（異形シールドトンネル）、１４Ａ…第一後行シールドトンネル（第一シールドトンネル）、１４Ｂ…第二後行シールドトンネル（第二シールドトンネル）、１５…一方側褄壁、１６…他方側褄壁、１９…コンクリート、１９Ａ…切削可能充填材、２１…発進基地、２２…発進坑口、２３…円周シールドトンネル、Ａ１…第一領域、Ａ２…第二領域。

Claims (3)

1. 地下の第一端部と第二端部との間において、軸方向に延伸する複数のシールドトンネルを構築するシールドトンネル構築工程と、
   前記複数のシールドトンネルを連結してなる躯体を構築する躯体構築工程と、を備え、
   前記シールドトンネル構築工程は、
   前記複数のシールドトンネルのうちの一部のシールドトンネルである先行シールドトンネルを延伸する先行延伸工程と、
   隣り合う前記先行シールドトンネルの間に、前記複数のシールドトンネルのうちの残りのシールドトンネルである後行シールドトンネルを延伸する後行延伸工程と、を有し、
   前記後行延伸工程は、
   前記後行シールドトンネルとして、前記第二端部に向けて第一後行シールドトンネルを延伸する第一後行延伸工程と、
   前記後行シールドトンネルとして、前記第一後行シールドトンネルの先端から前記第二端部に向けて、前記第一後行シールドトンネルよりも小径の第二後行シールドトンネルを延伸する第二後行延伸工程と、を有する、
   躯体の施工方法。
2. 前記後行延伸工程では、前記第一端部から前記第二端部までの少なくとも一部において、前記先行シールドトンネルと前記後行シールドトンネルとが重なるように前記先行シールドトンネルの一部を切削して前記後行シールドトンネルを延伸する、
   請求項１に記載の躯体の施工方法。
3. 地下の第一端部と第二端部との間において軸方向に延伸された複数のシールドトンネルが連結されてなる躯体であって、
   前記複数のシールドトンネルの一部は、前記第一端部と前記第二端部との間において複数の外径からなる異形シールドトンネルにより構成されており、
   前記異形シールドトンネルは、前記第一端部側の大径の第一シールドトンネルと、前記第二端部側の小径の第二シールドトンネルと、を有し、
   前記第一シールドトンネル及び前記第二シールドトンネルのそれぞれは、隣り合う前記シールドトンネルと、前記第一端部から前記第二端部までの少なくとも一部において重なっている、
   躯体。