JPH01304294A - ２層複線となるシールドトンネルの地下鉄道 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

近時、先進国の大都市には、人や、物や、資金及び情報
の集中化が増大して、密集度が異状に高まる一方、自動
車の著しい増加によって都市における地上交通の混雑が
極限状態となり、交通小敵の増大は勿論、各所で絶間な
く交通渋滞をまねいて、都市機能を著しく阻害している
。 この様な事態への対策としては、地下鉄道の建設が最も
理想的であって、各国の主要な大都市ではそれぞれいろ
んなタイプの地下鉄道網の発達を見ることができる。 地下鉄道用トンネルの建設には現在二連りの方法が行わ
れており、その一つは深度の浅い場合に適用される開削
工法や潜函工法等による箱形トンネルを敷設する場合と
、いま一つは深度の深い場合におけるシールド工法によ
る円形断面のトンネルを敷設する場合とがある。 ところが最近になって都市における建築物等の密集化と
高層化により可成り深い所まで沢山の基礎打ち工事がな
されて、地下鉄ルートはこれらを避けながら主に幹線街
路下に限定される傾向が強くなって、強いカーブを嫌う
鉄道ルートでの自由な膜用に対する大きな制約をもたら
すばかりか、地下に対する土地所有権上の問題もからん
で、浅度ルートによる地下鉄建設は益々困難な情勢とな
ってきた。 これに対して大深度ルートのシールド工法による地下鉄
道の建設は、上記浅深度の場合における障害を避けて都
市の地下に自由なルート設計ができる長所があって、こ
れからの地下鉄建設は或程度の費用高でも大深度の地下
鉄となる傾向が強い。 しかしながら地下鉄建設は、いずれの方法によるとも地
上線や高架線の建設と比べて膨大な建設費を要すること
は避けられず、そのため掘削断面を少しでもかさくして
、最近では低床乃＼型のミニ地下鉄の建設が各地で推進
されようとしている。 交通需要のそれほど多くないルートでは、これらのミニ
地下鉄の建設はそれなりに意義のある事であるが、郊外
鉄道の終着駅をいくつ有する大ターミナルや副都心間等
を結ぶ幹線となる地下鉄路線では、この様なミニ地下鉄
ではとうてい膨大な交通需要を捌くことはできないので
、在来型の車幅（例えば２，７９０〜２，８６５ｍｍ）
の電車を走らせねばならないし、更に必要あらば我国の
新幹線鉄道電車（車体幅３，４００１１１１１）等を走
らせる必要も生じる。 すなオつち、従来の複線シールドトンネルでは、トンネ
ル断面に対して列車を左右に併立させて走行させる複線
路線を設定するのが普通であるが、ここに本発明に於て
は、円形断面のシールドトンネルを上下２層に分割して
複線トンネルとするｑＴにより、２倍以上の交通容量を
もたらす超広幅車体の電車を走行させることが出来て、
高価な地下鉄建設工事費に対して飛躍的な輸送量を確保
することができるようになる。 この事について、以下図面に基いて、在来の場合と比較
しながら本発明の詳細について説明する。

【請求項Ｉ）の説明】

第１図は、我国主要都市における地下鉄線の標酸的な幅
線シールドトンネルの断面を示したものであって、車両
（＋）は東京都の営団丸の内線をモデルとしたもので、
これらを以後は（Ｆ東線と称することとする。 すなわち、第１図で例示したイ１：東線のシールドトン
ネルは、その掘削断面の半径りが４　＋　９００ｍｍで
直径Ｅは９，８００＋＋ｏ＋＋てあり、セグメント及び
二次覆工を合せたトンネル躯体（２）の厚さＦは５５０
ｍｍとなる。　このトンネルには、在来線の車幅Ｂが２
，７９０ｍｍで車高Ａが３，４９５ｍｍであって、ｌ、
４３５ｍｍの積率軌間Ｃの電１ｓ４左右併立させた複線
として走行させていた。　この場合に道床部ＧこルＪ１
大量のインバー１−コンクリート（３）を要し、また架
空線集電方式の場合には上部空間むこ７ｆンダグラフ（
４）や架空線設備を要するけれども、これらの空中設備
の無い第３軌条による集電方式の場合でも、円形断面の
トンネルに複線を左右に併走させる場合には、上下に相
当無駄ｔニスペースを生じていた。 これに対して本発明では、シールドトンネルを上下に２
分割し、上下に複線鉄道として走イテさせることによっ
て、屁削断面積に対する輸送量の割合を著しく増大させ
るものである。 すなオつち本発明は、第２図に示すようＧこ、人体の平
均身長より見て、電車（５）のｒｌｔ　Ｉｒ　ＡＪを３
．７００ｍｍとするとき、シールドトンネルの半径Ｄ′
は６，５００ｍｍに、その断面直径Ｅ′は１３，０００
ｍ＋ｉ程度とするのが理想的であろう。 この様なシールドトンネルは従来の工事例より見てトン
ネル躯体（６）の厚さＦは、セグメントが５５０朋で二
次覆工は３００　ｖｎとなるが、このトンネルのほば２
分の１の高さの所に図の様に上部軌道敷（７）を　トン
ネル全長にわたって設け、上側と下側に往復方向に電車
（５）　　を視線として走行させる。 この様な構成とする場合には、電車（５）の車幅Ｂ′は
実に６＋９００ｍｍもとることができるので、第１表に
示すように、在来線の複線シールドトンネルの掘削断面
ｍ３０．７！Ｊｍ２を１とすると、本発明ではその開削
断面積をわずか４０　、８４　ｍ’の１，３倍に増加さ
せるだけで、在来線の車体幅２，７９０１！Ｉｌに対し
、本発明の地下鉄線電車の車体幅は６，９００開となっ
て、実に２．４７倍の輸送力を発揮する事となる。 また、本発明を我国の在来新幹線鉄道のシ−ルドｌ−ン
ネルの断面と比較すると、第３図のよううに新幹線シー
ルドトンネルとしては、東北新幹線第１上野トンネルの
場合を例示したが、新幹線ｍｔｉ　（７）　ノ車高ＡＩ
、Ｉは４＋０００ｍｍで、車、　Ｂ１１は３，４００關
であるから、この大きさの車体が併立した複線として通
過できるシールドトンネルは、嘱削断面の半径ｎ）７が
６，５１０ｍｍ、直径ＥＪｌが１３，０２０ｍｍであり
、トンネル躯体ＦＩ＋の厚さ（８）はセグメント５５０
ｍｍ、　　二次覆工が３００閂となって、本発明の上下
２層の地下鉄道シールドトンネルと掘削断面積はほとん
ど同じとなる。 ところが、その両者の輸送量を車体幅に換算して見ると
、第１表に示すように新幹線の場合を１とすると、本発
明の場合は優に２倍と言う小となり、局削断面を上下２
層に分割して利用することによっていかに強大な輸送力
を確保できるかがわかる。 尚、図では在来線の軌間Ｃ及び新幹線の軌間ｃｌＨはい
ずれも標邸軌間の１，４３５門としたが、本発明の場合
は超広幅車体となるので、その軌間Ｃ′も走行安定のた
め３　、０００閂以上の超広軌鉄道としなければならな
いであろう。 しかし超広軌とす・ると、従来の電車のように左右の車
輪が同軸で回転する場合には、曲線部で左右輪に大きい
回転差をもたらして、車輪とレールの間に好ましくない
摩擦回転等を生ずる虞れがあるが、近時開発されたリニ
アモーター推進により左右輪を独立回転させるようにす
ればこの問題は技術的に容易に解決されるであろう。 また、集電方式についても、上部に空間を多く必要とす
るパンダグラフによる架空線式でなく、第３軌条方式等
とすることによって、超広幅の偏平な超大型車両を上下
２層に走行させる事ができるのである。

【請求項２）の説明】 一般にシールドトンネルの建設は、円形断面のシールド
掘削機を土中に推進させながら、１屈削と土砂の搬出を
行うと同時に円形断面のトンネル周壁に鉄製や鉄筋コン
クリート製のブロック状になったセグメント（９）を組
立て、セグメント相互の突つ支い作用を利用してトンネ
ル壁が崩れないように保持させ、この内面側には更に二
次覆工（１０）により一層強度を高ぬると共に防水のた
めにも鉄筋コンクリートを捲立てる事によって完成する
。 しかし通常はこの様な構造のトンネル壁体部には極部的
に集中した大きな力が掛る上部道床（１１）を載せる粱
（１２）のような構造体をトンネル躯体（６）の内面に
直接取り付ける事は避けなければならない。 そこで本発明では、第４図に示すように、上部道床（１
１）を載せて支える梁（１２）両端に取付は板（１３）
等を介して、トンネルの内面に添うように円弧状に作っ
たＨ型鋼や角パイプ等で成る円弧柱（１４）で、下方線
路の道床（１５）となるインバートコンクリート（３）
の上側面より踏鉄板（Ｉ６）を介して挟み込む様に支持
する構凸とする。 この場合、インバートコンクリート（３）に固定された
踏鉄板（１６）と円弧柱（１４）の下端とはボルトナツ
ト等で固定するも、上部道床（１１）を支える粱（１２
）及び円弧柱（１４）の側面は、トンネル躯体（６）と
の間を直接固着固定する事無く、その間は硬質ゴム等の
慣衝拐により接触面全体にオつたっておだやかに当接さ
せる様にし、上部を走行する電車（５）及び上部道床（
１１）や梁（１２）の加重の大部分と、電車走行による
振動の大部分は、円弧柱（１４）を介して下部のインバ
ートコンクリ−Ｉ−（３）に伝えられて支えられる構成
とする事によって、シールドトンネルを上下２層に分割
して複線鉄道を走行させる小ができるのである。 尚第４図中の（１７）は排水溝であり、トンネル内のレ
ールや、集電用の第３軌条や、通信線、作業員の歩道等
の図示は省略した。 この様な構成により、上部走行の列車及びその道床等を
支持する構造体の加重を直接極所的にセグメント等によ
って成るトンネル躯体（６）に掛は面内に無駄なく有効
に納める小ができるので、将来例えば、通常の列車を走
行させる複線ａ、通と自動車道路を併用した大形の海底
シールドトンネルの建設等の場合にも活用する事ができ
るであらう。

【請求項３の説明】 通常の複線による地下鉄線の駅部の断面構造には二通り
の基本型があって、′その−は２線が中央寄りに任って
ホームがそれぞれ両外側となる相対式ホームか、両外側
の２線の間の中央部に共通のホームが在る島式ホームが
用いられている。 このいずれの場合も併行に走行する複線の線路の関係か
ら、頭端駅以外では、客の乗降には列車片側の扉だけを
開閉して乗降客を処理しなければならない。　すなわち
、降車客が降りてから次に乗車客が乗り込むのが通例で
あり、ラッシュアワーで混雑する時には列車の停車時間
を長引かせて発車を遅らせ、全体の走行速度を著しく低
下させる原因となっている。 ところが本発明では、複線であるが単線軌道づつが上下
２層になっているため、上層線も下層線もそれぞれの線
路の両側に降車専用と乗車専用のホームを独立的に設け
ることができるのである。 そのため、すべての駅について、例えば石側か降車専用
ホームに、左側は乗車専用ホームとじて決めておくと、
列車が駅へ侵入して停車し１こ時に、左右扉を同時に開
いて乗降客を一気に処理することができるので、停車時
間を著しく短縮してスピードアップに太いに貢献するこ
とができるのである。 第５図はこの様な構成を示した本発明のシールドトンネ
ルによる地下鉄駅部の断面図であって、例えば上層の列
車（５′）はは手前へ進行し、下に：ｄの列車（５ｙ）
は手前から向へ進行するとするとし、この地下駅の図面
での右側ボームを降車専用ホームとすると、上層列車（
５′）は左側が、下層列車（５′勺は右側がそれぞれ降
車ホーム（＋５）（１８）となり、エスカレータ−（１
９）　　（＋９’）もいずれも地上向きへと動かして客
の流れを円滑にする。 またこれに対して、図の左側のボームは同しく上層下層
とも乗車専用ホームとなっており、エスカレータ−（２
＋）　　（２＋勺はいずれも下降方向に動いているので
、上層列車（５′）の右側及び下層列車（５″）の左側
はいずれも乗車ホーム（２０）　（２０）となる。 一／／− この様な地下駅とすると、乗降客が階段やホームや列車
の乗降口で互いに反対方向へと行こうとして混雑をまね
くような小が無くなり、列車の左右の扉の同時開閉と相
まって乗降の能率が極めて良くなり、最終的には通勤輸
送にスピードアップをもたらす結果ともなる。 尚、図中（２２）は中柱であり、またホームから列車へ
、列車からホームへの矢印は乗降客の流れの方向を示し
たものであって、エスカレータ−についてはそれぞれが
動いている方向を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は在来地下鉄複線のシールドトンネルの断面図、
第２図は本発明の超広幅車体の超広軌鉄道による上下２
層の複線シールドトンネルの断面図、第３図は我国在来
新幹線鉄道複線シールドトンネルの断面図、第４図は本
発明に於ける上層線路床を支える構成を示したシールド
トンネルの断面図、第５図は本発明による地下鉄に於け
る駅部の断面図である。 −７，２− （参考文献） １、土木学会網、新体系土木工学６８、鉄道■中山・他
・著、（支報堂出版 ２、新鉄道シスチムニ学、 出用・他・著、山海堂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円形堀削断面のシールドトンネル内を上下２層の軌
   道敷とすることを特徴とする複線の地下鉄道装置。 ２）トンネル内面に添つた円弧状の支持脚柱によつて上
   層の軌道敷を支えることを特徴とした請求項１）記載の
   複線地下鉄道装置。 ３）列車の進行方向に対して、すべての停車駅の右側（
   又は左側）を降車専用ホームとし、左側（又は右側）を
   乗車専用ホームとすることを特徴とした請求項１）記載
   の複線地下鉄道装置。