JPH07119549B2

JPH07119549B2 - 双設トンネル

Info

Publication number: JPH07119549B2
Application number: JP1342290A
Authority: JP
Inventors: 義則菅沼; 和義山本
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH03202599A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は独立する２本のトンネルが近接した状態で並設
されてなる双設トンネルに係わり、特に２本のトンネル
間に形成される地山残柱の沈下，変形等を効果的に防止
することのできる双設トンネル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
では断面が大きすぎ、地山の自立性の確保が難しい場合
等には、トンネルを２本に分割して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
２本を構造的に一体とした隣接状態に並設したものであ
る。

しかしながら、眼鏡型トンネルは、２本のトンネル構造
体が連続する構造であるため施工面での制約があり、工
期を要し、かつコストもかかる場合が多く、このため、
それら２本のトンネルを独立させて近接状態に並設した
双設トンネルとすることがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記の如き双設トンネルによれば、トンネル
単体当たりの断面積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、この双設トンネルを施工
するにあたっては下記の問題がある。

すなわち、双設トンネルにおいては、双方のトンネルの
中心間隔が小さくなればトンネル周辺地山の崩壊と応力
集中度が高まり、トンネル構造体として応力的に不利と
なってくる。このため、２本のトンネルが同一径であっ
たとすると、一般に土砂地山における双設トンネルの近
接度は、双方のトンネルの掘削外壁面の最も近接した位
置に距離で、１本のトンネルの掘削穴径に対して、１〜
1/2が限界とされている。しかしながら、双方のトンネ
ル間距離を大きくとることは、それだけトンネルへの取
付アプローチのための用地、および区分地上権用地幅を
必要とし、コストのかかるものとなる。そして、かかる
問題は、特に都市域において深刻となってきている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、地山が土
砂屑等の軟弱なものであった場合でも双方のトンネルの
離間距離をさらに短縮することができるとともに、眼鏡
型トンネルに対して施工性の面で有利である双設トンネ
ルの施工領域を、さらに広げることのできる双設トンネ
ルを実現、提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、独立する２本のトンネルが、各トンネルの掘
削穴径の1/2以下の寸法に近接した状態で並設されてな
る双設トンネルであって、前記２本のトンネル間に形成
される地山残柱の底部近傍に、上端をトンネル構造体の
底版部に定着された多数のルートパイルを網状に埋設す
るとともに、前記地山残柱内に、該地山残柱を横切る縫
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
に定着して、多数埋設したことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

２本のトンネル間に形成される地山残柱の底部近傍に網
状に設けたルートパイルは、地山残柱の沈下およびそれ
に伴う後方変位（沈下した部分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、地山残柱に設けた鋼棒は、残柱部分の地山の緩み
を抑えることによりトンネル構造体の変形を防止すると
ともに、双方のトンネル構造系を安定させる。

〔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、双設トンネル
１の正面断面を表したものである。該双設トンネル１
は、互いに近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。このように、２本のトンネル2
A,2Bが近接して構築されることにより、地山Ｇにおける
これら両トンネル2A,2B間に形成される部分は通常“残
柱（ピラー部）”と称される。

この双設トンネル１を構成する前記双方のトンネル2A,2
B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。これらトンネル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。

両トンネル2A,2Bの前記地山残柱Gpの底部近傍には、上
端7a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2.0m当
たり16本程度設けてある。また、第３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内に定着されたものとなっている。

さらに、双方のトンネル2A,2B間に位置する地山残柱Gp
には、両端をそれら２本のトンネル2A,2Bの構造体に定
着されて該地山残柱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
二次覆工コンクリート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、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６段に設けられ、ト
ンネル長1.0m当たり６本が設けられた構成となってい
る。

上記の如き双設トンネル１は、例えば下記の要領により
施工される。

まず、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。

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により順次一次覆工していくが、
ロックボルト５を施工する際、それと同時に、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）
および前記縫付け鋼棒10,10,…の設置作業を行う。ちな
みに第３図は、ルートパイル７の施工状態を示してお
り、図中符号30は足場、符号31は削孔機である。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。

上記の如くロックボルト５と吹付けコンクリート４、お
よび所定のルートパイル７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と同様に、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の埋
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10の端部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、残中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
次覆工が完了するから、その後前記二次覆工コンクリー
ト６を施工して、トンネル2A,2Bを構築し、これにより
双設トンネル１を完成する。

以降は、上記同様に、双方のトンネル2A,2Bをそれらの
一方を先行させて構築していくことにより、順次該双設
トンネル１を延長してゆけばよい。

上記双設トンネル１によれば、前記縫付け鋼棒10により
地山残中Gp自体が、また前記ルートパイル７により地山
残中Gpの底部周辺の地山Ｇが補強される。したがって、
これらルートパイル７および鋼棒10による相乗効果によ
り、地山残中Gpの沈下、側方移動、およびそれに伴うト
ンネル構造体（覆工体）の変形、亀裂等の発生を防止す
ることができる。さらに、両端10a,10bをそれぞれ両ト
ンネル2A,2Bの構造体に定着された縫付け鋼棒10は、双
方のトンネル2A,2Bの構造体を接続して、両トンネル構
造体を一体化するから、これによりトンネル系全体を安
定させ、双設トンネル１のより一層の補強効果を得るこ
とができる。加えて、トンネル2A,2Bの底版部に定着さ
れたルートパイル７により、トンネル2A,2Bを下方の地
山に押さえつけて定着させることができ、底版部の浮き
上がり変形やそれに伴う亀裂等の発生を防止することが
できる。

したがって、双設トンネル１を、変形，変状の極力小さ
い構造体とすることが可能となり、土砂地山等の難弱地
山においても、双方のトンネルを従来の双設トンネルに
比べ接近させることが可能となる。以てこれにより、ア
プローチ用地および区分地上権用地の狭小化が図れ経済
的となる。また、トンネル構造体の変状等を有効に防止
し得ることから補修等の手間も省け、維持コスト等の大
幅低減が実現される。

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、主としてナッ
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金
網としたが、さらに好ましくは、二重覆工コンクリート
６にもSFRCを用いたり、あるい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による該双設トンネル１の構造系の一体化がより
一層効果的になされ、該双設トンネル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。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明に係る双設トンネルによれ
ば、縫付け鋼棒により地山残柱自体が、さらにルートパ
イルにより地山残柱の底部周辺の地山が補強される。し
たがって、これらルートパイルおよび鋼棒による相乗効
果により地山残柱の沈下、およびそれに伴うトンネル構
造体（覆工体）の変形、亀裂等の発生を防止することが
できる。さらに、両端をそれぞれ両トンネルの構造体に
定着された縫付け鋼棒は、双方のトンネルの構造体を接
続して両トンネル構造体を一体化するから、これにより
トンネル系全体を安定させ、双設トンネルのより一層の
補強効果を得ることができる。加えて、双方のトンネル
の底版部に定着されたルートパイルにより、双方のトン
ネルを下方の地山に押さえつけて定着させることがで
き、底版部の浮き上がり変形や、それに伴う亀裂等の発
生を防止することができる。

したがって、離間距離が狭い双設トンネル変形，変状の
極力小さい構造体とすることが可能となり、土砂地山等
の軟弱地山においても、双方のトンネルを従来の双設ト
ンネルに比べ接近させることが可能となる。以てこれに
より、アプローチ用地および区分地上権用地の狭小化が
図れ建設用地の確保がしやすくなり、かつ経済的とな
る。また、トンネル構造体の変状等を有効に防止し得る
ことから建設後における補修等の手間も省け、維持コス
ト等の大幅低減が実現される。

【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双設トンネルの
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
双設トンネル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……双設トンネル、 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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】独立する２本のトンネルが、各トンネルの
掘削穴径の1/2以下の寸法に近接した状態で並設されて
なる双設トンネルであって、前記２本のトンネル間に形成される地山残柱の底部近傍
には、上端をトンネル構造体の底版部に定着された多数
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、前記地山残柱内には、両端を前記２本のトンネルの
構造体に定着されて該地山残柱を横切る縫付け鋼棒が多
数埋設されてなる双設トンネル。