JP7455090B2 - トンネル函体群ユニットとその施工方法、及び地下構造物とその施工方法 - Google Patents
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Description
そこで、例えば矩形の大断面の地下構造物(アンダーパス)に対応した大きさの断面を有するトンネルを施工するに当たり、この大断面のトンネルを複数の小断面のトンネルに分割し、個々の小断面のトンネルを小型の掘削機で繰返し掘削して造成した後、それらの内部に例えば矩形の大断面の地下構造物を構築する施工方法が用いられることがある。
この施工方法は、小断面のトンネルを積み重ねた坑口の形状がハーモニカの吹き口に似ていることから、ハーモニカ工法(登録商標)と称されている。
上記ハーモニカ工法では、推進工法もしくはシールド工法により、上下および/または左右に併設された複数本の小断面のトンネル函体群を順次施工することにより、大断面のトンネル函体群ユニットを施工する。ここで、断面の分割数は、施工されるアンダーパス等の寸法や現場条件、掘進機や鋼殻の運搬条件等により決定される。
上下および/または左右に複数本の小断面のトンネル函体群20を併設させることによってトンネル函体群ユニット50を施工した後、相互に隣接する主桁11を残しながら、以後施工される本設の地下構造物の構成部材であるスラブや壁等と干渉しない領域のスキンプレートを切断撤去し、地下構造物用の鉄筋を組み立て、型枠を設置し、地下構造物用のコンクリートを打設することにより、地下構造物が施工される。地下構造物が施工された後、地下構造物の内部空間と干渉する主桁を切断撤去することにより、内部空間を含めた地下構造物の施工が完了する。
一方、トンネル函体群20のリング継手11Aを形成する二つの主桁11と、これらに隣接する別途のトンネル函体群20のリング継手11Aを形成する二つの主桁11の、計四つの主桁11が交差する領域(図1における、II部)においては、トンネル函体10'の内部から作業員の手が届かないことから、上記する薄鋼板を溶接したり、止水材を注入する等の止水施工を講じることが極めて難しい。具体的には、図2からも明らかなように、四つの主桁11が交差する主桁交差領域Aに対しては、トンネル函体10'の内部から作業員が手を入れて止水施工を行うことは不可能である。そのため、この主桁交差領域Aに水道が形成される可能性が高くなり、仮にそれ以外の場所に十分な止水施工を講じたとしても、十分な止水性を備えた地下構造物を施工することは難しい。
推進工法もしくはシールド工法によって上下および/または左右に併設された複数本のトンネル函体群により形成される、トンネル函体群ユニットであって、
前記トンネル函体群は、該トンネル函体群の軸方向にリング継手を介して配設されている複数のトンネル函体により形成され、該トンネル函体は、前記軸方向に間隔を置いて配設されている複数の枠状の主桁と、複数の該主桁の周縁に取り付けられているスキンプレートと、前記軸方向に延設して前記主桁同士を繋ぐ複数の縦リブとを備えた鋼殻により形成されており、
隣接する前記トンネル函体群を構成するそれぞれの前記主桁が、前記軸方向にずれた姿勢でそれぞれの前記トンネル函体群が配設され、
前記トンネル函体は、前記スキンプレートにおいて前記主桁が取り付けられていない非主桁箇所と、前記主桁とを繋いで、前記軸方向に対して傾斜した方向に延設する複数の斜材をさらに備えており、
一方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記非主桁箇所が、隣接する他方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記主桁に対応する位置に位置決めされていることを特徴とする。
一方、このようにトンネル函体群をそれぞれの主桁が軸方向にずれた姿勢で配設することにより、今度は、隣接する主桁同士で横方向の軸力と縦方向の軸力を相互に伝達させることができなくなる。そこで、本態様では、軸方向に対して傾斜した方向に延設しながら、スキンプレートにおいて主桁が取り付けられていない非主桁箇所と主桁とを繋ぐ複数の斜材をトンネル函体に設け、一方のトンネル函体群を構成するトンネル函体の非主桁箇所が隣接する他方のトンネル函体群を構成するトンネル函体の主桁に対応する位置に位置決めされている構成を適用している。この構成により、一方のトンネル函体の主桁から伝達された横方向や縦方向の軸力を、他方のトンネル函体では斜材を介して自身の主桁に伝達することにより、結果として双方の主桁から主桁への軸力の伝達が可能になる。すなわち、縦方向斜材と横方向斜材はいずれも、主桁から主桁へ軸力を伝達する軸力伝達部材となる。
前記斜材は、横方向に延設する横方向斜材と、縦方向に延設する縦方向斜材とを有し、
前記非主桁箇所において、前記スキンプレートから前記トンネル函体の内空側へ延設するセットバック部材が設けられており、
前記セットバック部材に対して、前記横方向斜材と前記縦方向斜材のいずれか一方が取り付けられていることを特徴とする。
前記トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて形成される上下のスラブと、縦方向に貫いて形成される左右の壁とを備え、
前記上下のスラブと前記左右の壁により包囲される領域に存在していたトンネル函体構成部材が撤去されることにより形成されている、内部空間をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートが撤去され、露出している双方のスキンプレート撤去端に亘って止水鋼板が溶接されており、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該止水鋼板の下方の隙間に止水材が注入されており、該リング継手を形成する対向した該主桁の間にある該止水鋼板の上方の隙間に止水材が設置もしくは注入されて、第一止水構造が形成されていることを特徴とする。
前記トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて形成される上下のスラブと、縦方向に貫いて形成される左右の壁とを備え、
前記上下のスラブと前記左右の壁により包囲される領域に存在していたトンネル函体構成部材が撤去されることにより形成されている、内部空間をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートが撤去され、露出している双方のスキンプレート撤去端の間にバックアップ材が配設され、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある、該バックアップ材の下方の隙間と上方の隙間に対する吹付防水もしくは塗膜防水による、第二止水構造が形成されていることを特徴とする。
推進工法もしくはシールド工法によって、上下および/または左右に複数本のトンネル函体群を併設させることにより、トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニットの施工方法であって、
前記トンネル函体群は、該トンネル函体群の軸方向にリング継手を介して配設されている複数のトンネル函体により形成され、該トンネル函体は、前記軸方向に間隔を置いて配設されている複数の枠状の主桁と、複数の該主桁の周縁に取り付けられているスキンプレートと、前記軸方向に延設して前記主桁同士を繋ぐ複数の縦リブとを備えた鋼殻により形成され、前記スキンプレートにおいて前記主桁が取り付けられていない非主桁箇所と、前記主桁とを繋いで、前記軸方向に対して傾斜した方向に延設する複数の斜材をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群を構成するそれぞれの前記主桁が、前記軸方向にずれた姿勢でそれぞれの前記トンネル函体群を施工し、一方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記非主桁箇所を、隣接する前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記主桁に対応する位置に位置決めするようにして、それぞれのトンネル函体群を併設させることを特徴とする。
前記トンネル函体群ユニットの施工方法により、該トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニット施工工程と、
トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて上下のスラブを施工し、縦方向に貫いて左右の壁を施工し、該上下のスラブと該左右の壁により包囲される領域に存在しているトンネル函体構成部材を撤去して内部空間を形成して地下構造物を施工する、地下構造物施工工程とを有し、
前記地下構造物施工工程では、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートを撤去してスキンプレート撤去端を露出させ、双方の該スキンプレート撤去端に止水鋼板を溶接し、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該止水鋼板の下方の隙間に止水材を注入し、該リング継手を形成する対向した該主桁の間にある該止水鋼板の上方の隙間に止水材を設置もしくは注入して、第一止水構造を形成することを特徴とする。
前記トンネル函体群ユニットの施工方法により、該トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニット施工工程と、
トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて上下のスラブを施工し、縦方向に貫いて左右の壁を施工し、該上下のスラブと該左右の壁により包囲される領域に存在しているトンネル函体構成部材を撤去して内部空間を形成して地下構造物を施工する、地下構造物施工工程とを有し、
前記地下構造物施工工程では、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートを撤去してスキンプレート撤去端を露出させ、双方の該スキンプレート撤去端間にバックアップ材を配設し、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該バックアップ材の下方の隙間と上方の隙間に対して吹付防水もしくは塗膜防水を行うことにより、第二止水構造を形成することを特徴とする。
前記地下構造物施工工程において、前記上下のスラブの表面において、前記トンネル函体構成部材に含まれる前記主桁を撤去した際に、該スラブに埋設される該主桁の側方に水道が存在する場合に、該水道に対して止水材を注入することを特徴とする。
はじめに、図3乃至図11を参照して、実施形態に係るトンネル函体群ユニットとその施工方法、及び地下構造物とその施工方法の一例について説明する。ここで、図3は、実施形態に係るトンネル函体群ユニットとその施工方法の一例を示す斜視図であり、図4は、図3に示すトンネル函体群ユニットにおいて、上下のスラブと左右の壁が施工された状態を示す斜視図であり、図5は、実施形態に係る地下構造物の一例を示す斜視図である。また、図6乃至図11はそれぞれ、図3のVI方向矢視図、VII-VII矢視図、VIII-VIII矢視図、IX-IX矢視図、X-X矢視図、及びXI-XI矢視図である。
次に、図12乃至図18を参照して、地下構造物の施工方法における止水方法の一例について説明する。ここで、図12乃至図18は順に、止水方法の一例の工程図である。尚、各図はいずれも、図3及び図6に示す九基のトンネル函体群20のうち、下段の三基のトンネル函体群20を構成する、左右いずれか一方の先行施工のトンネル函体群20Aと中央の後行施工のトンネル函体群20Bの隣接領域における底面を、トンネル函体の内部から見た図である。
次に、図19を参照して、地下構造物の施工方法における止水方法の他の例について説明する。ここで、図19は、止水方法の他の例の工程図である。
11:主桁
11A:リング継手
12:スキンプレート
12a:スキンプレート撤去端
13:縦リブ
14:ボルト
15:シール
16:非主桁箇所
17:セットバック部材
18:縦方向斜材(斜材)
19:横方向斜材(斜材)
20:トンネル函体群
20A:先行施工のトンネル函体群(トンネル函体群)
20B:後行施工のトンネル函体群(トンネル函体群)
31:止水鋼板
33:止水材(注入止水材)
35:止水材(主桁間止水鋼板)
37:止水材(注入止水材)
38:バックアップ材
39:吹付防水
41:上端筋
42:下端筋
50:トンネル函体群ユニット(従来のトンネル函体群ユニット)
60:トンネル函体群ユニット
71:スラブ(上スラブ)
72:スラブ(下スラブ)
73:壁(右壁)
74:壁(左壁)
76:内部空間
80:地下構造物
G:地盤(地中)
A:主桁交差領域
S:隙間
Claims (8)
- 推進工法もしくはシールド工法によって上下および/または左右に併設された複数本のトンネル函体群により形成される、トンネル函体群ユニットであって、
前記トンネル函体群は、該トンネル函体群の軸方向にリング継手を介して配設されている複数のトンネル函体により形成され、該トンネル函体は、前記軸方向に間隔を置いて配設されている複数の枠状の主桁と、複数の該主桁の周縁に取り付けられているスキンプレートと、前記軸方向に延設して前記主桁同士を繋ぐ複数の縦リブとを備えた鋼殻により形成されており、
隣接する前記トンネル函体群を構成するそれぞれの前記主桁が、前記軸方向にずれた姿勢でそれぞれの前記トンネル函体群が配設され、
前記トンネル函体は、前記スキンプレートにおいて前記主桁が取り付けられていない非主桁箇所と、前記主桁とを繋いで、前記軸方向に対して傾斜した方向に延設する複数の斜材をさらに備えており、
一方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記非主桁箇所が、隣接する他方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記主桁に対応する位置に位置決めされていることを特徴とする、トンネル函体群ユニット。 - 前記斜材は、横方向に延設する横方向斜材と、縦方向に延設する縦方向斜材とを有し、
前記非主桁箇所において、前記スキンプレートから前記トンネル函体の内空側へ延設するセットバック部材が設けられており、
前記セットバック部材に対して、前記横方向斜材と前記縦方向斜材のいずれか一方が取り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載のトンネル函体群ユニット。 - 請求項1又は2に記載のトンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて形成される上下のスラブと、縦方向に貫いて形成される左右の壁とを備え、
前記上下のスラブと前記左右の壁により包囲される領域に存在していたトンネル函体構成部材が撤去されることにより形成されている、内部空間をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートが撤去され、露出している双方のスキンプレート撤去端に亘って止水鋼板が溶接されており、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該止水鋼板の下方の隙間に止水材が注入されており、該リング継手を形成する対向した該主桁の間にある該止水鋼板の上方の隙間に止水材が設置もしくは注入されて、第一止水構造が形成されていることを特徴とする、地下構造物。 - 請求項1又は2に記載のトンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて形成される上下のスラブと、縦方向に貫いて形成される左右の壁とを備え、
前記上下のスラブと前記左右の壁により包囲される領域に存在していたトンネル函体構成部材が撤去されることにより形成されている、内部空間をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートが撤去され、露出している双方のスキンプレート撤去端の間にバックアップ材が配設され、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある、該バックアップ材の下方の隙間と上方の隙間に対する吹付防水もしくは塗膜防水による、第二止水構造が形成されていることを特徴とする、地下構造物。 - 推進工法もしくはシールド工法によって、上下および/または左右に複数本のトンネル函体群を併設させることにより、トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニットの施工方法であって、
前記トンネル函体群は、該トンネル函体群の軸方向にリング継手を介して配設されている複数のトンネル函体により形成され、該トンネル函体は、前記軸方向に間隔を置いて配設されている複数の枠状の主桁と、複数の該主桁の周縁に取り付けられているスキンプレートと、前記軸方向に延設して前記主桁同士を繋ぐ複数の縦リブとを備えた鋼殻により形成され、前記スキンプレートにおいて前記主桁が取り付けられていない非主桁箇所と、前記主桁とを繋いで、前記軸方向に対して傾斜した方向に延設する複数の斜材をさらに備えており、
隣接する前記トンネル函体群を構成するそれぞれの前記主桁が、前記軸方向にずれた姿勢でそれぞれの前記トンネル函体群を施工し、一方の前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記非主桁箇所を、隣接する前記トンネル函体群を構成する前記トンネル函体の前記主桁に対応する位置に位置決めするようにして、それぞれのトンネル函体群を併設させることを特徴とする、トンネル函体群ユニットの施工方法。 - 請求項5に記載のトンネル函体群ユニットの施工方法により、該トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニット施工工程と、
トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて上下のスラブを施工し、縦方向に貫いて左右の壁を施工し、該上下のスラブと該左右の壁により包囲される領域に存在しているトンネル函体構成部材を撤去して内部空間を形成して地下構造物を施工する、地下構造物施工工程とを有し、
前記地下構造物施工工程では、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートを撤去してスキンプレート撤去端を露出させ、双方の該スキンプレート撤去端に止水鋼板を溶接し、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該止水鋼板の下方の隙間に止水材を注入し、該リング継手を形成する対向した該主桁の間にある該止水鋼板の上方の隙間に止水材を設置もしくは注入して、第一止水構造を形成することを特徴とする、地下構造物の施工方法。 - 請求項5に記載のトンネル函体群ユニットの施工方法により、該トンネル函体群ユニットを施工する、トンネル函体群ユニット施工工程と、
トンネル函体群ユニットを構成する隣接する複数の前記トンネル函体を横方向に貫いて上下のスラブを施工し、縦方向に貫いて左右の壁を施工し、該上下のスラブと該左右の壁により包囲される領域に存在しているトンネル函体構成部材を撤去して内部空間を形成して地下構造物を施工する、地下構造物施工工程とを有し、
前記地下構造物施工工程では、
隣接する前記トンネル函体群において隣接する前記スキンプレートを撤去してスキンプレート撤去端を露出させ、双方の該スキンプレート撤去端間にバックアップ材を配設し、前記リング継手を形成する対向した前記主桁の間にある該バックアップ材の下方の隙間と上方の隙間に対して吹付防水もしくは塗膜防水を行うことにより、第二止水構造を形成することを特徴とする、地下構造物の施工方法。 - 前記地下構造物施工工程において、前記上下のスラブの表面において、前記トンネル函体構成部材に含まれる前記主桁を撤去した際に、該スラブに埋設される該主桁の側方に水道が存在する場合に、該水道に対して止水材を注入することを特徴とする、請求項6又は7に記載の地下構造物の施工方法。
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