JPH07119548B2 - 眼鏡型トンネルの補強構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２本のトンネルが構造的に一体として隣接形成
されてなる眼鏡型トンネルの補強構造に係わり、特に２
本のトンネルの隣接部周辺の地山を効果的に補強し得
る、眼鏡型トンネルの補強構造に関するものである。

〔従来の技術〕

大断面のトンネルが必要とされる際に、１つのトンネル
では断面が大き過ぎ、地山の自立性の確保が難しい場合
等には、眼鏡型トンネルとする場合がある。眼鏡型トン
ネルは、ほぼ同形のトンネルを中央の支持構造体を介し
て２本隣接状態に並設したものである。

眼鏡型トンネルは、例えば、２本のトンネルの隣接部に
相当する部分に予め小径に中央導坑を構築した後、その
中央導坑の両側を掘削することで形成される。また通常
は、中央導坑内に支持構造体を構築し、両側のトンネル
の構造体（覆工体）の一部をこの支持構造体に支持させ
る等の手段が採られる。

〔発明が解決しようとする手段〕

ところで、上記のように眼鏡型トンネルによれば、１本
当たりのトンネルの断面を小さくして総体的に地山の自
立性を向上させることができるが、下記の如き問題が生
ずる場合がある。

すなわち、２本のトンネルの近接部は地山断面が小さく
なるため、応力状態の極めて厳しい状況となる。このた
め、地山が軟岩や土砂質等、軟弱なものであった場合に
は、地山残柱（地山における双方のトンネルの間に形成
された部分：“ピラー部”とも言う）の崩壊や沈下、あ
るいは中央導坑内に形成した前記支持構造体に沈下など
が生じ、これにより、隣接側のトンネル構造体の変形、
またそれによる亀裂等の問題が発生する。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、眼鏡型トンネルを構成する上で、上記
問題を解消し得る効果的な補強構造を実現、提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、互いに共有する支持構造体を介して隣接構築
された２本のトンネルを有する眼鏡型トンネルの補強構
造であって、前記２本のトンネルの隣接底部近傍の地山
内に、上端を前記支持構造体または前記トンネルの底部
の吹付けコンクリートに定着した多数のルートパイルを
網状に埋設するとともに、前記支持構造体上に、前記各
トンネルの隣接部の壁面を覆工する吹付けコンクリート
を支持させ、前記２本のトンネル間に形成される地山の
残柱部分に、該残柱部分を横切る縫付け鋼棒を、該鋼棒
の両端を前記２本のトンネルの構造体にそれぞれ定着し
て多数埋設したものである。

〔作用〕

２本のトンネルの隣接部底部近傍の地山内に網状に設け
たルートパイルは、トンネル隣接部を構成する支持構造
体の沈下およびそれに伴うトンネル構造体の側方変位
（沈下を受けた地山が両側のトンネルを底部から押し上
げることにより生ずる）を防止することができる。

また、２本のトンネル間に形成される地山の残柱部分に
設けた鋼棒は、該残柱部の地山の崩壊と緩みを抑えるこ
とによりトンネル構造体の変形を防止し、トンネル構造
系を安定化させる。

さらに、２本のトンネルの壁面を覆工する吹付けコンク
リートを、ルートパイルによって下方の地山に固定され
た支持構造体上で支持することによって、双方のトンネ
ルの構造体をより強固に一体化させる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、眼鏡型トンネ
ル１の正面断面を表したものである。該眼鏡型トンネル
１は、互いに隣接してほぼ同形に構築された２本のトン
ネル2A,2Bから成っている。

この眼鏡型トンネル１を構成する前記双方のトンネル2
A,2Bは、この場合機械掘りにより構築されたものとなっ
ている。それらトンネル2A,2Bの掘削穴３の壁面3aは、
吹付けコンクリート４、および地山Ｇ内に埋設された多
数のロックボルト5,5,…により一次覆工されている。ま
た、それら一次覆工体の内面には二次覆工コンクリート
６が巻かれている。この場合、図示は省略してあるが、
前記一次覆工を構成する吹付けコンクリート４には二重
金網が埋設されたものとなっている。また、この吹付け
コンクリート４にはSFRC（Steel Fiber Reinforced Cnc
rete;鋼繊維補強コンクリート）等を必要に応じて用い
るものとなっている。

図中符号20はこの眼鏡型トンネル１を構築する際に先進
構築された中央導坑、また符号25はその中央導坑20内に
構築された支持構造体である。前記支持構造体25は、双
方のトンネル2A,2Bのちょうど隣接部に位置して構築さ
れ、トンネル2A,2Bの掘削時には鋼アーチ支保工（図示
せず）の一端を支持するのに利用され、トンネル完成時
には双方のトンネル2A,2Bに共通な構造体として機能す
る。

そして、前記トンネル2A,2Bの隣接部底部には、上端を
トンネル構造体に定着されたルートパイル7,7,…が多数
埋設されている。

これらルートパイル７は例えば直径（Ｄ）が20〜50mm程
度の異形鋼棒（実施例ではD32mm）から成るもので、第
２図に示すように埋設すべき部分を削孔した後、その削
孔８内に挿入される。該ルートパイル７が挿入された
後、前記削孔８内にはモルタル等の硬化材９が充填され
る。本実施例において、このルートパイル７の長さは数
メートルのもので、第４図に示す如くトンネル長1.25m
当たり10本程度設けてある。また、第１図および第４図
に示すように、これら多数のルートパイル7,7,…のうち
一部本数は鉛直方向に設けられるが、その他大多数は、
その先端部（下端部）7b,7b,…がトンネルの軸方向と直
交した方向に振られることにより鉛直方向に対し傾けて
設けられている。これにより、第１図に示すように前記
ルートパイル７は、トンネル１の正面視状態において、
これら多数のルートパイル7,7,…が互いに織り重なった
網状を呈したものとなっている。また、前記ルートパイ
ル７の上端7aはこの場合、第２図に示した如く前記吹付
けコンクリート４内、あるいは前記支持構造体25内に定
着されたものとなっている。

さらに、前記支持構造体25の上方で、双方のトンネル2
A,2B間に位置する地山Ｇの残柱（ピラー部）Gpには、両
端をそれら２本のトンネル2A,2Bの構造体に定着されて
該残柱部分Gpを横切る縫付け鋼棒10が多数埋設されてい
る。

前記縫付け鋼棒10は前記ルートパイル７と同様、異形鋼
棒を用いたもので、ここでは例えばＤ（直径）32mmのも
のを使用している。この縫付け鋼棒10は、両トンネル2
A,2B間にわたりほぼ水平に埋設されたもので、第５図に
示すように、前記ルートパイル７同様、埋設位置を削孔
後、その削孔11内に挿入されている。また該縫付け鋼棒
10の挿入された前記削孔11内にはモルタル等の硬化材９
が充填される。この縫付け鋼棒10の両端部10a,10bは、
トンネル2A,2Bの構造体内で終端し定着されている。す
なわち、同図（端部10aのみ図示）に示すように本実施
例では、鋼棒10の前記端部10a,10bには２枚の支圧板12,
14が設けられており、地山Ｇ側の支圧板12は吹付けコン
クリート４内に定着され、鋼棒10の端部側の支圧板14は
二次履鋼コンクリート６内に定着されたものとなってい
る。前記支圧板12は、該支圧板12の背面側（地山側）に
おいて鋼棒10に螺着されたナット13により位置決めされ
ている。また前記支圧板14は、前記吹付けコンクリート
４の施工後に定着され、該支圧板14の内側（反地山側）
において鋼棒10に螺着されたナット15により位置決めさ
れている。

そして、前記縫付け鋼棒10,10,…は実施例において、上
下方向に互いに約1mの間隔をおいて３段に設けられ、ト
ンネル長1.0m当たり３本が設けられた構成となってい
る。

上記の如き眼鏡型トンネル１、およびその補強構造は、
例えば下記の要領により施工される。

まず、双方のトンネル2A,2Bの隣接部となる部分に中央
導坑20を形成する。さらに詳述すれば、本実施例におい
て該中央導坑20は、構築されるべき２本のトンネル2A,2
Bにおける真の中央部ではなく、第１図に示すように若
干一方のトンネル2A側に偏って形成される。第１図中符
号21は、中央導坑20を構成する吹付けコンクリート、符
号22,22,…はファイバーロックボルトである。

中央導坑20が形成されたら、前記ルートパイル7,7,…の
うち、前記支持構造体25に定着されるものについては、
本トンネル2Aを掘削する前に、該中央導坑20内部より施
工しておく。第３図にその施工状況を示す。同図中符号
30は足場、符号31は削孔機である。本実施例の場合、第
１図に示すようにルートパイル7,7,…の大半が支持構造
体25に定着されるものとなるから、大部分のルートパイ
ル７がこのように中央導坑20より施工される。

上記の如く中央導坑20底部への所要のルートパイル７の
埋設が終了したら、その中央導坑20内部に支持構造体25
を構築する。この際、該支持構造体25の下部に位置する
ルートパイル７の上端7aは、該支持構造体25によって定
着されるものとなる。

次いで、２本のトンネル2A,2Bのうちの一方（実施例で
はトンネル2A）を掘削する。このトンネル2Aを掘削する
際、前記中央導坑20を形成していた前記吹付けコンクリ
ート21およびファイバーロックボルト22は、地山Ｇの掘
削と同時に取り壊す。

掘削を完了した部分は、前記ロックボルト5,5,…および
吹付けコンクリート４により順次一次履工していくが、
ロックボルト５を施工する際、それと同時に、前記縫付
け鋼棒10,10,…の設置、およびルートパイル７（トンネ
ル2A側より施工されるルートパイル７）の設置作業も行
う。この時点において他方のトンネル2Bはまだ掘削され
ていないため、トンネル2A側より施工された前記縫付け
鋼棒10の一方の先端10bは地山Ｇ内で終端したものとな
る。

上記の如く、所定のルートパイル７とともに支持構造体
25が完了し、ロックボルト５と吹付けコンクリート４、
および縫付け鋼棒10の設置が完了したら、他方のトンネ
ル2Bを、トンネル2Aにおける上記一次覆工の完了した部
分に対応して掘削する。

そして、前記一方のトンネル2Aと同様、掘削の完了した
部分については、ロックボルト5,5,…を取り付け、さら
に、該トンネル2B側から埋設するルートパイル７埋設作
業を行う。縫付け鋼棒10は既に埋設されているから、掘
削によりその端部10bを露出させ、該端部にナット13お
よび支圧板12を取り付ける。

その後、吹付けコンクリート４を施工して一次覆工を完
了させ、縫付け鋼棒10bに支圧板14およびナット15を取
り付ける。

ここで、前記支圧板12,14は、地山Ｇ（残中Gp）の挙
動，変位等に応じてその大きさを決定し、残柱Gpの応力
状態に対応させるようにする。

上記工程までで、双方のトンネル2A,2Bの所定部分の一
次履工が完了するから、その後前記二次履工コンクリー
ト６を施工して、トンネル2A,2Bを構築し、これにより
眼鏡型トンネル１を完成する。

以降は、上記同様に、中央導坑20を先進形成しながら、
その左右にトンネル2A,2Bを構築していくことにより順
次該眼鏡型トンネル１を延長してゆけばよい。

上記眼鏡型トンネル１の補強構造によれば、前記ルート
パイル７により両トンネル2A,2Bの隣接部底部の地山が
補強される。また、前記縫付け鋼棒10により両トンネル
2A,2B間に形成される残柱Gpの崩壊と緩みが抑制される
から、これらルートパイル７および鋼棒10による地山補
強作用の相乗効果により、両トンネル2A,2Bにおける隣
接部近傍の地山をきわめて効果的に補強して、前記支持
構造体25の沈下、およびそれに伴うトンネル構造体（覆
工体）の変形や亀裂等の発生を防止することができる。
さらに、縫付け鋼棒10により、双方のトンネル2A,2Bが
それらの近接部において一体化され、これによってトン
ネル構造系全体の安定化が図られるから、眼鏡型トンネ
ル１のより一層の補強効果を得ることができる。また、
２本のトンネル2A,2Bの隣接部の吹付けコンクリート4,4
を、ルートパイル７によって下方の地山に固定された支
持構造体25上で支持することによって、双方のトンネル
2A,2Bの構造体をより強固に一体化することができ、こ
の点からもトンネル１の構造系の安定化を図ることがで
きる。

したがって、眼鏡型トンネル１を、変形，変状が極力小
さく、より完成された構造体とすることが可能となり、
これにより補修等の手間も省け、維持コスト等の大幅低
減を実現することに加え、従来より残弱な地山での施工
も可能となり、眼鏡型トンネル１の施工領域の拡大が図
れるものとなる。

なお、上記実施例では、縫付け鋼棒10の定着構造を、第
５図に示したように、支圧板12,14をダブルに設けたも
のとした。これは、鋼棒10の端部10a,10bに加わる力の
方向に対応させたものであって、例えば第５図において
鋼棒10に右向きの力が加えられたときには、主としてネ
ット15および支圧板14を介してその力を吹付けコンクリ
ート４さらには地山Ｇに支持させることができ、一方、
鋼棒10に左向きの力が加えられたときには、主としてナ
ット13および支圧板12を介してその力を吹付けコンクリ
ート４および二次覆工コンクリート６に支持させること
ができる。

したがって、本実施例では、一例として前記吹付けコン
クリート４として上述の如くSFRCを用いるとともに、該
吹付けコンクリート４内に埋設する補強金網を二重とし
て耐力を高めた構成としたが、さらに好ましくは、二次
覆工コンクリート６にもSFRCを用いる、さらには該二次
覆工コンクリート６内に埋設する補強筋を複鉄筋とす
る、等の手段を講じることが望ましい。このようにした
場合には、縫付け鋼棒10による該眼鏡型トンネル１の構
造系の一体化がより一層効果的になされ、該眼鏡型トン
ネル１の変形，変状等の防止作用がさらに向上する。

また、上記実施例における第２図では、一例として、ル
ートパイル７の上端7aの定着構造を一枚の支圧板にて構
成したものを示したが、応力作用状態を考慮して、それ
ら上端7aの定着構造を、第５図に示した縫付け鋼棒10の
端部10a,10bの定着構造と同じものとしても勿論よい。

さらに、本発明に係る支持構造体とは、上記実施例の如
く中央導坑20により先行構築される前記支持構造体25に
限定されるものではなく、双方のトンネル2A,2Bを形成
するトンネル構造体における共有隣接部を構成する部分
を指すものである。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明に係る眼鏡型トンネルの補強
構造によれば、ルートパイルにより該眼鏡型トンネルを
構成する双方のトンネルにおける隣接部底部の地山が補
強され、かつ縫付け鋼棒により両トンネル間の地山すな
わち残柱部分の緩みが防止されるから、これらルートパ
イルおよび鋼棒による地山補強作用の相乗効果により、
両トンネルにおける隣接部近傍の地山をきわめて効果的
に補強して、両トンネルの接合部を構成する支持構造体
の沈下、およびそれに伴うトンネル構造体（覆工体）の
変形や亀裂等の発生を極めて効果的に防止することがで
きる。さらに、縫付け鋼棒により、双方のトンネルがそ
れらの隣接部において一体化されるため、これによりト
ンネル構造系全体の安定化を図ることができる。加え
て、２本のトンネルの隣接部の吹付けコンクリートを、
ルートパイルによって下方の地山に固定された支持構造
体上で支持することによって、双方のトンネルの構造体
をより強固に一体化することができ、この点からもトン
ネルの構造系の安定化を図ることができる。

したがって、眼鏡型トンネルを、変形，変状が極力小さ
く、より完成された構造体とすることが可能となり、こ
れにより補修等の手間も省け、維持コスト等の大幅低減
を実現することに加え、従来より軟弱な地山での施工も
可能となり、眼鏡型トンネルの施工領域の拡大が図れ
る、等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すもので眼鏡型トンネル
の正面断面図、第２図はルートパイルの定着状態を示す
トンネル底部の部分正面断面図、第３図は本発明に係る
補強構造の施工例を示す部分正面断面図、第４図はルー
トパイルの設置状態を示す部分上面図、第５図は縫付け
鋼棒の定着状態を示す部分正面断面図である。 Ｇ……地山、Gp……残柱、 １……眼鏡型トンネル、 2A,2B……トンネル、 ７……ルートパイル、7a……上端、 10……縫付け鋼棒、 10a,10b……端部、25……支持構造体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに共有する支持構造体を介して隣接構
   築された２本のトンネルを有する眼鏡型トンネルの補強
   構造であって、 前記２本のトンネルの隣接部底部近傍の地山内には、上
   端を前記支持構造体または前記トンネルの底部の吹付け
   コンクリートに定着された多数のルートパイルが下方へ
   向けて網状に埋設されるとともに、前記支持構造体上に
   は、前記各トンネルの隣接部の壁面を覆工する吹付けコ
   ンクリートが支持され、前記２本のトンネル間に形成さ
   れる地山の残柱部分には、両端をそれら２本のトンネル
   の構造体にそれぞれ定義されて該残柱部分を横切る縫付
   け鋼棒が多数埋設されてなる眼鏡型トンネルの補強構
   造。