JPH09235744A - 地下空間構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 道路下部に構造物を構築する場合に、道路の
機能が大きく損なわれることがなく、また、複雑な形状
の地下構造物も容易に構築可能なものとできる。 【解決手段】 構築しようとするトンネルなどの地下構
造物の周壁部分にシールド工法または推進工法により小
トンネル２を連続させて小トンネル群３を築造し、該小
トンネル群３で囲まれた部分を掘削してトンネルなどの
地下構造物を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地下空間の構築工
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市部では建物が密集しており、交通機
関、水路、ライフラインなどの管路等を地上に新たに設
けることは困難で、これらの構造物は地下に構築される
場合がほとんどである。

【０００３】地下に構造物を構築する場合、路線の曲率
半径に制限がある地下鉄などを除いて、ほとんどの構築
物は公有地である道路下部に設置される。

【０００４】道路下部に構築物を設置するための地下空
間を構築する工法の一つに開削工法があり、これは地上
から土留工と支保工を施工し、土留め内部を地上から掘
削して必要な空間を確保し、この空間内にトンネルなど
の構築物を構築し、その後、埋め戻すものである。

【０００５】一方、開削の障害となる地上構造物がある
ような場所ではシールド工法が採用されることが多い。
このシールド工法は発進立坑を設けてシールド掘進機を
地中に下ろし、これで地中を掘り進み、掘削しながらジ
ャッキで掘進機を推進し、掘進にしたがい順次セグメン
トを組み立ててトンネルを築造していくものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】地下には既に構築物が
存在していたり、また、新たに設置する構造物も平面
的、立体的に錯綜するため、新たな構造物の構築は種々
の制約が伴う。この点、開削工法は地上から施工するも
のであるため、種々の構築形状に対応できるが、道路の
機能確保が困難である。

【０００７】シールド工法は道路の機能を確保すること
はできるが、構築形状が円形の単一断面で、断面形状の
変更等の作業は開削工法によらざるを得ず、複雑な構築
形状に対処しにくい。

【０００８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、道路下部に構造物を構築する場合に、道路の機能が
大きく損なわれることがなく、また、複雑な形状の地下
構造物の構築も容易に可能な地下空間構築工法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、構築しようとするトンネルなどの地下構造物
の周壁部分にシールド工法または推進工法により小トン
ネルを連続させて小トンネル群を築造し、該小トンネル
群で囲まれた部分を掘削してトンネルなどの地下構造物
を構築すること、および、小トンネル群築造のための発
進・到達立て坑は地下構造物の形状などの条件に対応さ
せて適宜位置に設置すること、および、地下構造物構築
のための地中大空間の掘削は小トンネルのための立て坑
を利用して揚土すること、および、小トンネル群の外周
部に位置させて小トンネルの築造前に小トンネルの強度
と荷重条件により決定される間隔で壁状の支点部を地下
連続壁工法で築造しておくことを要旨とするものであ
る。

【００１０】請求項１記載の本発明によれば、シールド
工法または推進工法により小トンネル群で構築しようと
するトンネルなどの構造物の外郭を予め造成するから、
構造物の形状が複雑なものでもこれに対処でき、また、
開削工法によらないから構造物の上方の道路の機能を損
なうことがない。

【００１１】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、小トンネル群の発進・到達立て坑は小トンネ
ルの施工可能な長さを考慮して地下構造物の形状に対応
させて設置でき、道路面の使用を最小限に止めることが
できる。

【００１２】請求項３記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、地中大空間の掘削は小トンネルのための立て
坑を利用して揚土することで、新たに立て坑を設けずに
すみ、道路使用を最小にできる。

【００１３】請求項４記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、壁状の支点部により小トンネル群の荷重が支
持されて強度が確保される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の地下空間構築
工法の実施形態を示す側面図、図２は同上平面図、図３
は同上縦断正面図で、図中１ａ，１ｂは発進・到達立て
坑、２は小トンネル、３は該小トンネル２を連続させた
構築しようとするトンネルなどの地下構造物の外郭部に
造成した小トンネル群、４は小トンネル群３を支持する
支点部を示す。

【００１５】トンネルなどの地下構造物を構築するに
は、まず小トンネル２の発進・到達立て坑１ａ，１ｂを
設ける。該発進・到達立て坑１ａ，１ｂの設置場所は小
トンネル２の施工可能な長さ毎あるいは地下構造物の断
面形状などの条件に対応させて適宜位置に設置するもの
であり、例えば地下構造物が地下鉄道や地下自動車道路
の場合は、図４のパターン図に示すように枝線設置部
（地下自動車道路の場合はランプ取り付け部）５、地下
鉄駅部（地下自動車道路の場合は非常駐車帯）６、分岐
合流部７などの設置箇所に発進・到達立て坑１ａ，１ｂ
を設ける。

【００１６】発進・到達立て坑１ａ，１ｂの間に小トン
ネル２の支点部４を構築する。支点部４の構築場所は小
トンネル２及び小トンネル群３の強度と荷重条件により
決定されるが、一例として20ｍ〜40ｍの間隔で配置す
る。

【００１７】支点部４の施工方法は地中連続壁工法で行
い、道路面から大パネル状に掘削し、掘削孔に支点構造
部材をセットし、ここに水中コンクリートを打設する。
この場合、小トンネル群３の構築場所と、該小トンネル
群３で囲まれたトンネルなどの地下構造物の構築場所は
砂利などで埋め戻しコンクリートを打設しない。

【００１８】以上のようにして図３にも示すような方形
の枠状のパネルによる支点部４を施工する。支点部４の
施工後、小トンネル２を施工する。

【００１９】小トンネル２の施工は、シールド工法また
は埋設管推進工法により行い、発進・到達立て坑１ａか
ら発進・到達立て坑１ｂに向かってシールド機または推
進機を発進させ、シールド機で掘進しながらセグメント
を組み立てて小トンネルを構築し、または推進機で埋設
管を推進しこれを埋設して小トンネルを構築する。

【００２０】ちなみに、埋設管推進工法の推進機は、先
端に刃口およびカッターヘッドを有する先導管とその後
に縦列する埋設管からなり、カッターヘッドは先導管お
よび埋設管内を貫通するケーシング内に配設するスクリ
ューの先端に取り付けられる。

【００２１】発進坑側には、推進ジャッキによる駆動装
置を前後動自在に設けた基台を置き、この基台上で駆動
装置で埋設管の後端を押し出すようにするとともに、ス
クリュー軸の後端を結合する。

【００２２】駆動装置でスクリュー軸を回転すれば、カ
ッターヘッドも回転し、掘削された土砂は後方へ搬送さ
れて、発進坑側に排出される。同時に先導管および埋設
管を推進ジャッキで押し出して掘進が行われ、埋設管は
ケーシング、スクリュー軸は押し出した分を順次継ぎ足
して長くしていく。

【００２３】そして、発進・到達立て坑１ｂに到達した
ならば、ここでシールド機または推進機を回収し、整備
した後、発進・到達立て坑１ｂから発進・到達立て坑１
ａに向かって再度発進する。発進・到達立て坑１ａに到
達後、前記と同様にしてここでシールド機または推進機
を回収し、整備した後、発進・到達立て坑１ａから発進
・到達立て坑１ｂに向かって再度発進する。これを繰り
返して支点部４の内側に図３に示すように方形に小トン
ネル２を並べて施工し、小トンネル群３を築造する。

【００２４】この場合、工期を短縮するために複数のシ
ールド機または推進機を同時使用することも可能であ
る。

【００２５】また、発進・到達立て坑１ａ，１ｂを発進
側と到達側とに機能分離することもできるが、この場合
は、到達側に達したシールド機または推進機をここで回
収して発進側に別途運搬する必要がある。

【００２６】このようにして小トンネル２を施工し、こ
れが支点部４を通過するところで小トンネル２と支点部
４の応力部材である支点構築部材を連結し、これにより
地下構造物であるトンネルなどを施工するための地下空
間の構築が完成した後の小トンネル２の支点として機能
する支点部４が完成する。

【００２７】支点を確保した後、小トンネル２を補強す
る。これは地下空間を掘削する各段階で、また、掘削完
了後に予想される荷重に対して発生する応力に対応する
もので、補強手段としてはシールド工法のセグメント、
埋設管推進工法の埋設管によるものの他に、補強鋼管の
押し込み、高張力鋼線や繊維などを用いる新素材による
ストレス導入、高強度コンクリート打設、ロックボルト
などによる地山補強などを用いる。

【００２８】図４、図５は小トンネル２の補強方法の一
例を示し、シールド工法によりセグメント８で構築した
小トンネル２の内側に補強鋼管９を押し込み、該補強鋼
管９とセグメント８との間の空隙にＰＣ鋼線10を長さ方
向に配し、この空隙に高強度コンクリート11を打設する
ものである。

【００２９】この場合、ＰＣ鋼線10の配列は、図５にも
示すように、上方からの荷重の大きい支点部４では、小
トンネル２の断面形状の上部に集中させ、また、下方へ
の荷重が大きくなる小トンネル２の支点部４間の中間部
では断面形状の下部に集中させる。

【００３０】小トンネル２の補強の完成後、小トンネル
群３で囲まれた地盤を掘削し、地下空間を構築する。揚
土は小トンネル２の施工の際に使用した発進・到達立て
坑１ａ，１ｂを使用する。

【００３１】小トンネル２間の止水は小トンネル２の施
工時の裏込め注入や、小トンネル２の完成後の地盤改良
などにより行う。

【００３２】以上のようにして小トンネル群３で囲んだ
部分を掘削して地下空間を施工し、ここにトンネルなど
の地下構造物を構築して、地下鉄や地下自動車道路を設
ける。

【００３３】かかる小トンネル群３の形態は構築しよう
とする地下構造物の形状などに対応して異なるものであ
り、基本的な断面形状は図３に示したような方形の枠状
であるが、図６に示した枝線設置部（地下自動車道路の
場合はランプ取り付け部）５である本線と枝線とが合流
している箇所では、図７、図８に示すように小トンネル
群３ａ，３ｂが２つ隣接して施工され、枝線となる小ト
ンネル群３ｂは本線である小トンネル群３ａと分かれる
地点では曲線カーブを描くように形成され、本線と枝線
とが分かれた後は図７、図９に示すように小トンネル群
３ａ，３ｂは完全に分離する。

【００３４】また、図６に示した地下鉄駅部（地下自動
車道路の場合は非常駐車帯）６間の複数の本線が並行す
る箇所では図10、図11に示すように小トンネル群３ｃは
一つの横幅の広いものに形成される。

【００３５】図６、図12に示した分岐合流部７の箇所は
図７に示した枝線設置部（地下自動車道路の場合はラン
プ取り付け部）５と同様の断面形状の小トンネル群３
ａ，３ｂを施工する。この場合、分岐合流部７に接続す
る一方の側には小トンネル群３ａが、他方の側には分岐
した２つの巾狭の小トンネル群３ｂが施工されることに
なる。

【００３６】このように地下構造物を構築するための地
下空間を造成するために、該地下空間の外郭を形成する
部分に小トンネル群３を造成するものであり、小トンネ
ル群３は前記のように小トンネル２の集合で構成される
から、地下構造物の断面形状や曲がりに対応させて容易
に施工できる。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように本発明の地下空間構築
工法は、開削工法で使用する道路面は支点部と立て坑の
箇所だけであるから道路の使用面を最小に止めることが
でき、道路の機能が大きく損なわれることがなく、ま
た、小トンネル群を地下の大空間の外郭位置に施工しこ
の内部を掘削するようにしたから、複雑な形状の地下構
造物も容易に構築可能なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す側
面図である。

【図２】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す平
面図である。

【図３】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す縦
断正面図である。

【図４】本発明の地下空間構築工法の小トンネルの補強
例を示す側面図である。

【図５】本発明の地下空間構築工法の小トンネルの補強
例を示す図４のＤ−Ｄ線断面図である。

【図６】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示すパ
ターンの構成図である。

【図７】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す第
１のパターンの平面図である。

【図８】本発明の地下空間構築工法の実施形態の図７に
示した第１のパターンのＡ−Ａ線断面図である。

【図９】本発明の地下空間構築工法の実施形態の図７に
示す第１のパターンのＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す
第２のパターンの平面図である。

【図１１】本発明の地下空間構築工法の実施形態の図10
に示した第２のパターンのＣ−Ｃ線断面図である。

【図１２】本発明の地下空間構築工法の実施形態を示す
第３のパターンの平面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…発進・到達立て坑 ２…小トンネル ３，３ａ．３ｂ．３ｃ…小トンネル群 ４…支点部 ５…枝線設置部 ６…地下鉄駅部 ７…分岐合流部 ８…セグメント ９…補強鋼管 10…ＰＣ鋼線 11…高強度コン
クリート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築しようとするトンネルなどの地下構
   造物の周壁部分にシールド工法または推進工法により小
   トンネルを連続させて小トンネル群を築造し、該小トン
   ネル群で囲まれた部分を掘削してトンネルなどの地下構
   造物を構築することを特徴とする地下空間構築工法。
2. 【請求項２】 小トンネル群築造のための発進・到達立
   て坑は地下構造物の形状などの条件に対応させて適宜位
   置に設置する請求項１記載の地下空間構築工法。
3. 【請求項３】 地下構造物構築のための地中大空間の掘
   削は小トンネルのための立て坑を利用して揚土する請求
   項１または請求項２のいずれかに記載の地下空間構築工
   法。
4. 【請求項４】 小トンネル群の外周部に位置させて小ト
   ンネルの築造前に小トンネルの強度と荷重条件により決
   定される間隔で壁状の支点部を地下連続壁工法で築造し
   ておく請求項１から請求項３のいずれかに記載の地下空
   間構築工法。