JPH05256083A

JPH05256083A - 地下トンネルの拡幅工法及び分岐・合流部構築工法

Info

Publication number: JPH05256083A
Application number: JP4096814A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yamamoto; 稔山本; Toshinori Toyoda; 敏則豊田; Naoyuki Koyama; 直之小山; Toshiaki Kimoto; 木本敏秋
Original assignee: CHIZAKI KOGYO KK; S T K KK; Hazama Gumi Ltd; Fujita Corp; Sato Kogyo Co Ltd; Okumura Corp; Morimoto Gumi Corp
Current assignee: CHIZAKI KOGYO KK; S T K KK; Fujita Corp; Sato Kogyo Co Ltd; Okumura Corp; Hazama Ando Corp; Morimoto Corp
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-10-05
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2594863B2

Abstract

(57)【要約】【目的】地上の占有領域を小さくして工事期間中の路
面交通等への影響を少なくするとともに、掘削土砂等を
減少し、さらに土捨て場等の環境問題をも解消すること
のできる地下トンネルの拡幅工法及び分岐・合流部構築
工法を提供する。【構成】地下トンネル１０と並行して作業基地１４を
設置する工程と、作業基地１４から地下トンネル１０に
架設したパイプルーフ１５等の柱体をトンネル延長方向
に連設して先行地中ルーフ１６を設置する工程と、先行
地中ルーフ１６で覆われた地盤を作業基地１４を介して
掘削撤去するとともに、それによって生じた空間に地下
トンネルの分岐・合流部等のトンネルの拡幅部１２を構
築する工程とによって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地下トンネルの拡幅工法
及び地下トンネルの分岐・合流部構築工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、道路トンネル等では、分枝・合
流部、非常駐車帯、急曲線部などで、一定断面を有する
トンネル一般部を拡幅する必要がある。そして、トンネ
ル一般部を拡幅するには、一定断面を有するトンネルの
構築に適したシールド工法等の非開削の工法では経済的
な施工を行なうことができないため、一般に開削工法が
採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
削工法により地下トンネルを拡幅する方法では、トンネ
ル一般部及び拡幅部を挾んだその両側に山留壁等を設け
るべく、一般部及び拡幅部に相当する占有領域を地上に
設ける必要があるため、特に、道路の下方に拡幅部を構
築する場合には、その工事期間中の路面交通の処理が問
題となる。また、地上から拡幅部の構築箇所にかけてト
ンネル一般部及び拡幅部の全幅の地盤を掘削することに
なるため、掘削土砂、埋戻土砂等が多大になり、さらに
土捨て場や多数のダンプトラックの通行による環境上の
問題を生じる。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点を解消すべく
なされたもので、地上の占有領域を小さくして工事期間
中の路面交通等への影響を少なくすることができるとと
もに、掘削土砂、埋戻し土砂等を減少して経済的な施工
を行なうことができ、さらに排出土砂の減少にともなっ
て、土捨て場やダンプトラックによる環境問題をも解消
することのできる地下トンネルの拡幅工法を提供せんと
する。

【０００５】また、本発明は、地下トンネルの分岐・合
流部を構築する場合において、地上の占有領域を小さく
して路面交通等への影響を少くするとともに、掘削土砂
等を減少し、かつ効率的に分岐・合流部を構築すること
のできる分岐・合流部の構築工法を提供せんとする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の地下トンネルの
拡幅工法は、上記目的に鑑みてなされたもので、まず、
シールド工法等によって構築した、道路トンネル、鉄道
トンネル等の地下トンネルと並行して、これらの拡幅部
を構築すべき区間において延長する作業基地を、トレン
チ、立坑、作業トンネル等として設置する。次に、この
作業基地から地下トンネルに架設した、パイプルーフ、
地盤固化柱等の、好ましくは曲線状の柱体を地下トンネ
ルの延長方向に連設して、拡幅部を覆う先行地中ルーフ
を設置する。さらに、この先行地中ルーフで覆われたこ
れの下方の地盤を作業基地を介して掘削撤去するととも
に、これによって生じた空間に拡幅部を構築する。

【０００７】また、本発明の地下トンネルの分岐・合流
部構築工法は、まず、シールド工法等によって構築し
た、道路、鉄道等の本線を設置すべき本線トンネルに沿
ってこれの側方に、地上から本線トンネルの側方に至る
開削部を形成するための一対の土留壁を地中連続壁工
法、シートパイルの打設工法等によって構築する。次
に、築造した一対の土留壁の間を、パイプルーフ、地盤
固化柱等の柱体を打設施工するための作業基地を設ける
べく、地下トンネルの上部と略同一のレベルまで開削
し、しかる後にここから本線トンネルの上方に向けて前
記柱体を本線の延長方向に連続打設して、先行地中ルー
フを形成する。先行地中ルーフを施工したら、前記一対
の土留壁の間を本線トンネルの低部と略同一レベルまで
さらに開削する。さらに、前記先行地中ルーフより下方
の土留壁の一部を撤去して、土留壁と本線トンネルとの
間に位置する、前記先行地中ルーフに覆われる地盤を掘
削撤去するとともに、本線トンネルの外郭のうち、地盤
の掘削により露出する部分を撤去して開削部と本線トン
ネルとが連通する空間を形成する。そして、この空間に
は、土圧等の外力に抵抗しうる強度を有するボックス型
の構造物を、開削部と本線トンネルとの間にまたがって
構築する。さらに、前記空間における構造物の周囲を埋
戻す。なお、以上の工程に伴ない、必要に応じて地盤改
良や山留め支保工を行なう。

【０００８】

【作用】本発明の地下トンネルの拡幅工法では、先行地
中ルーフの下方の地盤の掘削土砂等は作業基地を介して
搬出・搬入され、したがって、地上における作業領域を
前記作業基地の占有領域のみに限定して、路面交通等へ
の影響を少なくする。また、先行地中ルーフで支持され
るこれの上方の地盤は、掘削する必要がないので、排出
土砂や埋戻し土砂を大幅に減少する。

【０００９】また、本発明の地下トンネルの分岐・合流
部構造工法では、作業基地としての開削部を、分岐・合
流部を構築するための構築空間としても利用することに
より、分岐・合流部を形成するボックス型のトンネル構
造物を効率よく構築可能にする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１１】本実施例による地下トンネルの拡幅工法
は、図１に横断面図で示す、中央分離帯１３を有する道
路幅Ｂ１＝約４０ｍの道路の上下各路線の直下に設け
た、シールド工法による道路トンネル１０の各々に、図
２にも示すように、アプローチ道路１１を設けるため、
拡幅区間Ｌに道路トンネル１０への分枝・合流のための
拡幅部１２を構築すべく採用するものである。

【００１２】そして、かかるシールド工法によるトンネ
ル一般部としての道路トンネル１０に拡幅部１２を構築
するには、図３（イ）〜（ニ）に示すように、まず中央
分離帯１３に、道路トンネル１０と並行して、拡幅部１
２を構築すべき範囲内において延長するトレンチを作業
基地１４として設置する。次に、この作業基地１４から
道路トンネル１０に架けて曲線推進によるパイプルーフ
１５を作業基地１４の延長方向に連続打設して、予定す
る拡幅部１２を覆う先行地中ルーフ１６を構築する
（（イ）参照）。そして、作業基地１４を下方に延長す
るかあるいは作業基地１４の下方に鉛直壁を構築して、
先行地中ルーフ１６下方の掘削すべき領域を仕切るとと
もに、必要に応じて直線推進によるパイプルーフ１７や
地盤改良によって掘削底盤を防護する（（ロ）参照）。
なお、作業基地１４の下方も地盤改良すれば、これの底
盤３０の浮上りを防止することができる。掘削領域を仕
切ったら、次に、かかる先行地中ルーフ１６下方の地盤
を掘削撤去する。すなわち、必要に応じて作業基地１４
の壁の一部を撤去するするとともに、ここから掘削土砂
を取出し、かかる掘削土砂を作業基地１４を介して搬出
する。また、地盤の掘削に伴って、道路トンネル１０の
外周セグメント２９を一部撤去する（（ハ）参照）。な
お、掘削に先立ち、先行地中ルーフ１６の先端部周囲の
地盤２８を地盤改良することにより、上方の地盤をより
強固に支持することができるとともに地下水を遮断し、
さらに先行地中ルーフ１６の先端を固めることができ
る。そして、掘削によって形成した先行地中ルーフ１６
下方の空間には、道路トンネル１０と連設して拡幅部１
２を構築する。拡幅部１２を構築したらこれの上方の空
間を埋戻すとともに各種充填剤で周囲の地盤を補強する
（（ニ）参照）。

【００１３】そして、上記工程による本実施例の道路ト
ンネル１０の拡幅工法では、構築作業中の資機材の搬入
や掘削土砂の排出等は全て中央分離帯１３を占有する作
業基地１４を介して行なわれるため、路面交通への影響
を極力少なくすることができる。また、拡幅部１２を構
築するための空間を形成すべく地盤を掘削する範囲は先
行地中ルーフ１６より下方に限定されるため、掘削土量
や埋戻土量を少なくすることができる。

【００１４】また、図４は、本発明のトンネルの拡幅工
法により構築される道路トンネルの分枝・合流ランプ２
０の構造を示す平面図、図５は、これの側面図である。
また、図６〜図９はかかる分枝・合流ランプ２０の横断
面図であり、図６は図４のＡ−Ａ断面を、図７はＢ−Ｂ
断面を、図８はＣ−Ｃ断面を、図９はＤ−Ｄ断面を各々
示すものである。すなわち、図６は、分枝・合流部２１
の手前のシールド工法による道路トンネル１０の一般の
構造を示すものであり、図７及び図８は、道路トンネル
１０に拡幅部１２を連設した分枝・合流部２１の構造を
示すものである。さらに図９は、開削工法により道路ト
ンネル１０とは別途構築した中央分離帯１３直下のラン
プトンネル２２に分枝・合流部２１が接続して、シール
ド工法による一般の道路トンネル１０とランプトンネル
２２とが並設する構造を示すものである。そして、図７
に示すＢ−Ｂ断面は、作業基地１４の下方に鉛直壁２３
を構築して掘削すべき領域を仕切ったもので、図８のＣ
−Ｃ断面は、作業基地１４下方の延長部２４により掘削
すべき領域を仕切ったものである。なお、ランプトンネ
ル２２を構築するための立坑２５を、これの延長方向に
おいて前記作業基地１４と連設すれば、効率良く拡幅部
１２及びランプトンネル２２の構築を行なうことができ
る。

【００１５】なお、上下線の各道路トンネル１０に対す
るランプトンネル２２及び分枝・合流部２２の位置を、
図１０に示すようにこれらの延長方向に前後にずらせ
ば、一本の中央分離帯１３を利用して地上の占有領域を
拡げることなくこれらを効率良く構築することができ
る。

【００１６】また、本実施例では、中央分離帯を利用し
て道路トンネルを拡幅する場合について記載したが、本
発明はこれに限定されることなく、鉄道トンネル、排水
トンネル等の他の地下トンネルを拡幅すべく採用するこ
ともできる。さらに、専有可能な地上の領域であれば、
作業基地１４を必ずしも中央分離体を利用して設ける必
要はなく、例えば図１１に示すように、道路幅Ｂ２の片
側によせて、あるいは道路に隣接する領域にこれを設け
ることもできる。さらにまた、図１２に示すように、上
下に連設する二段の地下トンネルについても本発明の地
下トンネルの拡幅工法を応用することができる。

【００１７】そして、図１３（イ）〜（ヘ）は、本発明
の地下トンネルの分岐・合流部構築工法の一実施例を示
すものである。

【００１８】本実施例の構築工法では、まず、シールド
工法によって構築した本線トンネル３０の延長方向に沿
ってこれの側方に、地上から本線トンネル３０の下方に
至る一対の土留壁３１を、所定の間隔、すなわち後述す
る直線パイプルーフの施工に最少限必要な３．５ｍ程度
の間隔を置いて構築する。そして、一対の土留壁３１の
間の地盤を、前記本線トンネル３０の上端の深さと略等
しい深さまで掘削して開削部３２を形成するとともに、
当該開削部３２の掘削底盤に直線パイプルーフ３３施工
用の推進装置を設置し、さらに開削部３２を作業基地と
してこれから本線トンネル３０の上端に向かって直線パ
イプルーフ３３を打設し、これを本線トンネル３０の延
長方向に多数連続打設することによって、開削部３２と
本線トンネル３０との間の地盤を覆う先行地中ルーフ３
４を形成する（（イ）参照）。なお、この際に、パイプ
ルーフ３３の先端が位置する本線トンネル３０の上端部
上方の地盤４０や、本線トンネル３０の底部と同一レベ
ル付近の地盤４１等は、予め地盤改良しておくことが好
ましい。

【００１９】先行地中ルーフ３４を構築したら、一対の
土留壁３１の間の地盤をさらに下方に掘削して開削部３
２を本線トンネル３０の底部と同一レベル付近まで延長
する（（ロ）参照）。

【００２０】次に、本線トンネル３０側に位置する土留
壁３１の、前記先行地中ルーフ３４と開削部３２の底盤
との間に位置する部分を撤去するとともに、ここに土留
壁用支保部材４２をトンネル延長方向に所定間隔で配置
して土留壁３１の上方の荷重を支持する。そして、先行
地中ルーフ３４によって覆われる、本線トンネル３０と
開削部３２との間の地盤を掘削撤去するとともに、これ
によって表出した本線トンネル３０の外郭、すなわちセ
グメント３５を撤去して、本線トンネル３０と開削部３
２が連通する、分岐・合流部を構築するための構築空間
３６を形成する（（ハ）参照）。なお、この際に、セグ
メント３５を一部撤去することにより、シールドトンネ
ルとしての強度を失った本線トンネル３０を補強すべ
く、適宜山留め支保部材３７を取付ける。

【００２１】そして、形成された分岐・合流部の構築空
間３６には、分岐・合流部の躯体としての矩形断面のボ
ックス型構造物３８を、本線トンネル３０と開削部３２
との間にまたがって構築する（（ニ）参照。すなわち、
シールドトンネルが欠落状態にあるため外力に抵抗する
ことができないので、ボックス型構造物３８は、これ単
独で土圧等の外力を受けるに十分な強度を有するものと
する。また、パイプルーフ３３の施工や掘削作業のため
の作業基地としての開削部３２を、ボックス型構造物３
８の構築空間３６としても用いることにより、十分な広
さの構築空間３６を容易に確保して効率良く分岐・合流
部を構築することができる。なお、この際に、前記土留
壁用支保部材４２及び山留め支保部材３７は、構築し終
わったボックス型構造物３８の外周面に盛り替えつつ順
次構築作業を行なってゆく。

【００２２】ボックス型構造物３８の構築が完了した
ら、土留壁用支保部材３４、山留め支保部材３７等の仮
設材を撤去し、ボックス型構造物３８外周の構築空間３
６の埋戻しを行なう（（ホ）参照）。また、薬液注入等
によってボックス型構造物３８の周囲を固めることもで
きる。

【００２３】そして、前記開削部３２は、本線トンネル
３０とランプトンネル３９との離隔に会わせて順次開削
幅を広げ、各々が完全に独立した位置からランプトンネ
ル３９を単独で構築し（（ヘ）参照）、これを地上に接
続させる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明の地下トンネルの
拡幅工法は、地下トンネルと並行して延長するトレン
チ、作業トンネル等の作業基地を設置する工程と、該作
業基地から前記地下トンネルに架けて先行地中ルーフを
設置する工程と、先行地中ルーフで覆われた地盤を掘削
撤去するとともに、それによって生じた空間に拡幅部を
構築する工程とからなるので、地上における占有領域を
減少して、路面交通等へ悪影響を及ぼさないようにする
ことができる。また、先行地中ルーフで支持される地盤
を掘削する必要がないので排出土砂、埋戻土砂等を減じ
て経済的な施工を可能にするとともに、土捨て場や多数
のダンプトラックの通行によるによる環境問題をも解消
することができる。

【００２５】また、本発明の地下トンネルの分岐・合流
部構築工法によれば、作業基地として用いる開削部を、
分岐・合流部の構築空間としても利用することにより、
所望の大きさの構築空間を容易に形成して、拡幅された
分岐・合流部を効率よく構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】道路の直下に設けた道路トンネルを拡幅してア
プローチ道路を設ける状況を示す概略横断面図である。

【図２】道路トンネルにアプローチ道路を設ける状況を
示す概略斜視図である。

【図３】（イ）〜（ニ）は、本発明により地下トンネル
を拡幅する一実施例を示す説明図である。

【図４】本発明のトンネルの拡幅工法により構築される
道路トンネルの分枝・合流ランプの構造を示す平面図で
ある。

【図５】本発明のトンネルの拡幅工法により構築される
道路トンネルの分枝・合流ランプの構造を示す側面図で
ある。

【図６】図４におけるＡ−Ａに沿った横断面図である。

【図７】図４におけるＢ−Ｂに沿った横断面図である。

【図８】図４におけるＣ−Ｃに沿った横断面図である。

【図９】図４におけるＤ−Ｄに沿った横断面図である。

【図１０】一本の中央分離帯を利用すべく、ランプトン
ネル及び分枝・合流部に位置を、これらの延長方向に前
後にずらせた状況を示す説明図である。

【図１１】作業基地を道路幅の片側に寄せて設ける状況
を示す説明図である。

【図１２】上下に連設する２段トンネルに本発明の地下
トンネルの拡幅工法を適用する状況を示す説明図であ
る。

【図１３】（イ）〜（ヘ）は、本発明の地下トンネルの
分岐・合流部構築工法の一実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０道路トンネル１２拡幅部１３中央分離帯１４作業基地１５パイプルーフ１６先行地中ルーフ３０本線トンネル３１土留壁３２開削部３３パイプルーフ３４先行地中ルーフ３５セグメント（外部）３６構築空間３８ボックス型構造物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390008523 豊田敏則千葉県我孫子市新木野４丁目10−８ (71)出願人 390028015 株式会社地崎工業東京都港区西新橋２丁目23番１号 (71)出願人 000140292 株式会社奥村組大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 (71)出願人 000140982 株式会社間組東京都港区北青山２丁目５番８号 (71)出願人 000146928 株式会社森本組大阪府大阪市天王寺区夕陽丘町４番11号 (71)出願人 000172813 佐藤工業株式会社富山県富山市桜木町１番11号 (72)発明者山本稔東京都町田市玉川学園１−15−２ (72)発明者豊田敏則千葉県我孫子市新木野４丁目10−８ (72)発明者小山直之神奈川県鎌倉市山ノ内729 (72)発明者木本敏秋東京都港区西新橋二丁目23番１号株式会社地崎工業内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地下トンネルと並行して延長する作業基
地を設置する工程と、該作業基地から前記地下トンネル
に架設したパイプルーフ、地盤固化柱等の柱体を前記延
長方向に連設して先行地中ルーフを設置する工程と、該
先行地中ルーフで覆われた地盤を前記作業基地を介して
掘削撤去するとともに、それによって生じた空間にトン
ネルの拡幅部を構築する工程とからなる地下トンネルの
拡幅工法。
【請求項２】道路、鉄道等の本線を設置すべき地下ト
ンネルに分岐・合流部を構築するための方法であって、
前記本線トンネルの延長方向に沿って地下からこれの側
方に至る開削部を設けるための一対の土留壁を築造する
工程と、該一対の土留壁の間を、前記本線トンネルの上
部と略同一レベルまで開削する工程と、該開削部を作業
基地として、ここから前記本線トンネルの上部に至るパ
イプルーフ、地盤固化柱等の柱体を打設して先行地中ル
ーフを形成する工程と、前記一対の土留壁の間を前記本
線トンネルの底部と略同一レベルまでさらに開削する工
程と、前記先行地中ルーフによって覆われる、開削部と
前記本線トンネルとの間の地盤を撤去するとともに、本
線トンネルの外郭を撤去して本線トンネルと開削部とを
連通する空間を形成する工程と、該連通した空間におい
て、前記本線トンネルと前記開削部にまたがって、ボッ
クス型のトンネル構造物を構築する工程と、構築したボ
ックス型のトンネル構造物周囲の前記空間を埋戻す工程
とからなる地下トンネルの分岐・合流部構築工法。