JPH09310599A - 大断面地下トンネル及びその構築方法 - Google Patents

大断面地下トンネル及びその構築方法

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JPH09310599A
JPH09310599A JP8125972A JP12597296A JPH09310599A JP H09310599 A JPH09310599 A JP H09310599A JP 8125972 A JP8125972 A JP 8125972A JP 12597296 A JP12597296 A JP 12597296A JP H09310599 A JPH09310599 A JP H09310599A
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JP
Japan
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section
tunnel
shell structure
cross
outer shell
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Withdrawn
Application number
JP8125972A
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English (en)
Inventor
Minoru Odaka
稔 小高
Kazuaki Ezawa
一明 江澤
Takayoshi Hirose
孝義 広瀬
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大断面地下トンネルを安全に、かつ、経済的
に構築することができる大断面地下トンネル及びその構
築方法を提供する。 【解決手段】 小口径の管体1〜16と、両側に軸芯方
向に沿った凹部50を有する中実なコンクリート柱21
〜36とを、コンクリート柱の凹部50に管体1〜16
が嵌合するように交互に配して断面の大きな筒形の外殻
構造体60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、小口径の管体と中
実のコンクリート柱とを交互に組み合わせて大きな断面
を有する筒形の外殻構造体を構築して成る大断面地下ト
ンネル及びその構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大断面トンネルの需要に応えるた
めに、大口径のシールドマシン、2連および3連のシー
ルドマシンなどが実用化されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、経済性
の面で、必ずしも満足するものはなく、限界が見られる
ようになった。ところで、大断面のトンネル、或いは、
今までに実施されたトンネル程度の必要断面に対しても
合理的なトンネル構造が提供でき、かつ、安全で経済的
に完成できれば、一層、需要の拡大が見込まれる。
【0004】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
ものであり、その目的とするところは、大断面地下トン
ネルを安全に、かつ、経済的に構築することができる大
断面地下トンネル及びその構築方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の大断面地下トンネルは、小口径の
管体と、両側に軸芯方向に沿った凹部を有する中実なコ
ンクリート柱とを、コンクリート柱の凹部に管体が嵌合
するように交互に配して断面の大きな筒形の外殻構造体
を構築して成ることを特徴としている。
【0006】また、請求項2に記載の大断面地下トンネ
ルは、外殻構造体の一部に口径の異なる管体を適用した
ことを特徴としている。また、請求項3に記載の大断面
地下トンネルの構築方法は、小口径の管体と、両側に軸
芯方向に沿った凹部を有する中実なコンクリート柱と
を、コンクリート柱の凹部に管体が嵌合するように交互
に配して断面の大きな筒形の外殻構造体を構築するに際
し、外殻構造体の断面形状に相当する筒形パターン上の
所定の位置に、小口径の管体とその両側に部分月食形の
横断面を持つ中実なコンクリート柱とからなる3連形ト
ンネルユニットを構築した後、前記筒形パターン上に位
置し、かつ、前記3連形トンネルユニットの隣に所定の
間隔を隔てて別の3連形トンネルユニットを構築し、次
に、両トンネルユニットの間に小口径の管体を構築して
前記トンネルユニット同士を連結させ、更に、同様な手
順を繰り返して多数のトンネルユニット同士を連結さ
せ、最後に、隣接する2つのコンクリート柱の側部を掘
削しながら両コンクリート柱間に小口径の管体を設置し
て断面の大きな筒形の外殻構造体を構築するようにした
ことを特徴としている。
【0007】更に、請求項4に記載の大断面地下トンネ
ルの構築方法は、小口径の管体と、両側に軸芯方向に沿
った凹部を有する中実なコンクリート柱とを、コンクリ
ート柱の凹部に管体が嵌合するように交互に配して断面
の大きな筒形の外殻構造体を構築するに際し、外殻構造
体の断面形状に相当する筒形パターン上の所定の位置
に、小口径の管体とその両側に部分月食状の横断面を持
つ中実なコンクリート柱を有する3連形トンネルユニッ
トを構築した後、前記筒形パターン上に位置し、かつ、
前記3連形トンネルユニットの隣に前記コンクリート柱
の側部を掘削して該コンクリート柱と小口径の管体とを
嵌合させながら小口径の管体の片側に部分月食形の断面
を持つ中実なコンクリート柱を有する2連形トンネルユ
ニットを順次構築し、最後に、隣接する2つのコンクリ
ート柱の側部を掘削しながら両コンクリート柱間に小口
径の管体を設置して断面の大きな筒形の外殻構造体を構
築するようにしたことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参酌しながら本発明
の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態
では、全ての管体の口径が同一の場合を例にとる。ま
た、大断面地下トンネルの内径が10〜20mの場合、
外殻構造体60を構成する小口径の管体は、一般に、外
径が3〜4m、個数は10〜16個程度になる。
【0009】図1において、外殻構造体60は、多数の
小口径の管体1〜16より若干、小径のコンクリート柱
21〜36から形成されている。更に、詳しく説明すれ
ば、外殻構造体60は、管体1〜16と、両側に軸芯方
向に沿った横断面円弧状の凹部50を有する中実なコン
クリート柱21〜36とを、コンクリート柱21〜36
の凹部50に管体1〜16が嵌合するように交互に設け
ことによって構築されている。上記管体1〜16は、図
示しないシールドマシンによって多数のセグメントを円
筒状に組み付けることによって形成されており、一種の
シールドトンネルである。
【0010】上記外殻構造体60は、これを構成するコ
ンクリート柱21〜36の特殊な断面形状によってセグ
メント及びコンクリート柱21〜36の強度が十分であ
れば、外殻構造体60の内側よりも外側からの外力が大
きい場合は、セグメントとコンクリート柱21〜36が
抜け出ることがなく、互いにピン接合の状態で外殻構造
体60の形状をしっかり保持するようになっている。
【0011】図中、40は、外殻構造体60の内側に施
したライニングを示しているが、トンネルの利用目的に
よっては、ライニング40の代わりに外殻構造体60の
内側に鉄筋コンクリート等で捲くことにより外殻構造体
60を増強することができる。次に、外殻構造体を3連
式及び単体の2種類のシールドマシンを用いて構築する
方法について説明する。
【0012】先ず、図2に示すように、外殻構造体60
の断面形状に相当する円形パターン70上の最下部(起
点)に図示しない3連式のシールドマシンによって小口
径の管体8とその両側に部分月食形の横断面を持つ中実
なコンクリート柱28′,29′とからなる3連形トン
ネルユニットaを構築する。この例では、3連形トンネ
ルユニットaを構築する起点が円形パターン70上の最
下部になっているが、特に、この位置を起点としなけれ
ばならないということではなく、任意の位置を選択する
ことができる。
【0013】また、3連式のシールドマシンを使用する
理由は、管体8とコンクリート柱28′,29′の空間
が同時に掘削できる一方、管体8のトンネル空間を利用
してコンクリート柱28′,29′に置き替わる土砂等
の排出やコンクリート柱28′,29′となる材料等の
搬入ができ、トンネルユニットaを完全にシールドされ
た空間内部から安全に構築できるからである。
【0014】更に、図2に示すように、円形パターン7
0上に位置し、かつ、3連形トンネルユニットaの右隣
に所定の間隔を隔てて管体6とコンクリート柱26′,
27′からなる別の3連形トンネルユニットbを構築す
る。そして、図示しない単体のシールドマシンによって
コンクリート柱27′,28′の一部27″,28″を
円弧状に削り取りながら掘進し、管体7を構築する。こ
の場合、管体7とコンクリート柱27′,28′の削り
取られた曲面(凹部)50の間に隙間が生ずるので、コ
ンクリート又は樹脂等の充填材をこの隙間に充填し、先
に構築されたトンネルユニットaと、次に構築されたト
ンネルユニットbとを管体7を介して一体化させる。
【0015】更に、円形パターン70上に位置し、か
つ、3連形トンネルユニットaの左隣に所定の間隔を隔
てて管体10とコンクリート柱30′,31′からなる
別の3連形トンネルユニットcを構築する。そして、図
示しない単体のシールドマシンによってコンクリート柱
29′,30′の一部を円弧状に削り取りながら掘進し
て管体9を構築し、先に構築されたトンネルユニットa
と、3番目に構築されたトンネルユニットcとを管体9
を介して一体化させる。
【0016】そして、図3に示すように、トンネルユニ
ットa,b,c,d,e,f,g,hをアルファベット
の順に3連式シールドマシンによって構築し、単体のシ
ールドマシンによってそれぞれのトンネルユニットa〜
h間に位置する管体1,3,5,7,9,11,13を
7→9 →5→11→3→13→1の順序に構築して最後
に隣接するコンクリート柱35′とコンクリート柱3
6′の間に管体15を構築してトンネルユニットg及び
hを管体15を介して連結すれば、大口径の外殻構造体
60が構築される。
【0017】そして、この外殻構造体60によって囲ま
れたトンネル内部の土砂80等を排出した後、ライニン
グ40などの必要な工事を施せば、大断面地下トンネル
としての目的に叶う機能を果たすことができる。次い
で、3連式、2連式及び単体の3種類のシールドマシン
を用いて外殻構造体を構築する場合について説明する。
【0018】図4に示すように、外殻構造体60の断面
形状に相当する円形パターン70上の最下部(起点)に
3連式シールドマシンによって小口径の管体8とその両
側に部分月食形の横断面を持つ中実なコンクリート柱2
8′,29′とからなる3連形トンネルユニットjを構
築する。次に、円形パターン70上に位置し、かつ、3
連形トンネルユニットjの右隣に2連式のシールドマシ
ンによって管体7とコンクリート柱27′からなる2連
形トンネルユニットkを構築する。
【0019】このとき、管体7側のマシンによって隣合
うコンクリート柱28′の一部28″を削り取りながら
管体7を築造し、コンクリート柱28′が削り取られた
円弧状の曲面(凹部)50と管体7との間隙にコンクリ
ート又は樹脂等の充填材を充填して管体7と嵌合した状
態のコンクリート柱とし、トンネルユニットjとトンネ
ルユニットkとを連結させる。
【0020】次に、トンネルユニットjの左側に管体9
とコンクリート柱30′で構成するトンネルユニットl
を上記と同様の方法で築造し、トンネルユニットjに連
結させる。図5は、3連式のシールドマシンによって起
点となるトンネルユニットjを築造した後、2連式のシ
ールドマシンによってトンネルユニットk,l,m,
n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,xをアルフ
ァベットの順に築造した状況を示すものである。
【0021】このとき、完成直前のコンクリート柱2
8,29,27,30,26,31,25,32,2
4,33,23,34,22,35の重なり合う部分を
シールドマシンでそれぞれ削り取ってシールドトンネル
7,9,6,10,5,11,4,12,3,13,
2,14,1,15と嵌合・連結させるのである。そし
て、最後に、図示しない単体のシールドマシンによって
コンクリート柱21′とコンクリート柱36′の間をコ
ンクリート柱21′,36′の一部を円弧状に削り取り
ながら管体16を築造し、管体16とコンクリート柱2
1′,36′それぞれの間隙をコンクリート又は樹脂等
の充填材を充填することにより大口径の外殻構造体60
が構築される。
【0022】そして、この外殻構造体60によって囲ま
れたトンネル内部の土砂80等を排出した後、ライニン
グ40などの必要な工事を施せば、大断面地下トンネル
としての目的に叶う機能を果たすことができる。上記の
説明では、全ての管体の径が同一の場合について説明し
たが、これに限るものではなく、例えば、図6に示すよ
うに、外殻構造体60の一部に大径の管体90を適用す
れば、例えば、避難路等に使用することもできる。
【0023】
【発明の効果】上記のように、本発明は、小口径の管体
と、両側に軸芯方向に沿った凹部を有する中実なコンク
リート柱とを、コンクリート柱の凹部に管体が嵌合する
ように交互に配して断面の大きな筒形の外殻構造体を構
築したので、大断面地下トンネルを効率的に、安全に、
かつ、経済的に構築することができるようになった。
【0024】また、外殻構造体の一部に口径の異なる管
体を適用することにより大断面地下トンネルの機能を拡
大することができる。また、断面の大きな筒形の外殻構
造体を構築するに際し、外殻構造体の断面形状に相当す
る筒形パターン上の所定の位置に、小口径の管体とその
両側に部分月食形の横断面を持つ中実なコンクリート柱
とからなる3連形トンネルユニットを構築した後、前記
筒形パターン上に位置し、かつ、前記3連形トンネルユ
ニットの隣に所定の間隔を隔てて別の3連形トンネルユ
ニットを構築し、次に、両トンネルユニットの間に小口
径の管体を構築して前記トンネルユニット同士を連結さ
せ、更に、同様な手順を繰り返して多数のトンネルユニ
ット同士を連結させ、最後に、隣接する2つのコンクリ
ート柱の側部を掘削しながら両コンクリート柱間に小口
径の管体を設置して断面の大きな筒形の外殻構造体を構
築することにより、大断面地下トンネルを効率的に、安
全に、かつ、経済的に構築することができる。
【0025】更に、大きな筒形の外殻構造体を構築する
に際し、外殻構造体の断面形状に相当する筒形パターン
上の所定の位置に、小口径の管体とその両側に部分月食
状の横断面を持つ中実なコンクリート柱を有する3連形
トンネルユニットを構築した後、前記筒形パターン上に
位置し、かつ、前記3連形トンネルユニットの隣に前記
コンクリート柱の側部を掘削して該コンクリート柱と小
口径の管体とを嵌合させながら小口径の管体の片側に部
分月食形の断面を持つ中実なコンクリート柱を有する2
連形トンネルユニットを順次構築し、最後に、隣接する
2つのコンクリート柱の側部を掘削しながら両コンクリ
ート柱間に小口径の管体を設置して断面の大きな筒形の
外殻構造体を構築することにより、大断面地下トンネル
をより効率的に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる大断面地下トンネルの一例を示
す断面図である。
【図2】本発明にかかる大断面地下トンネルの一構築方
法を示す説明図である。
【図3】本発明にかかる大断面地下トンネルの完成直前
の様子を示す説明図である。
【図4】本発明にかかる大断面地下トンネルの他の築造
順序を示す説明図である。
【図5】本発明にかかる大断面地下トンネルの完成直前
の様子を示す説明図である。
【図6】本発明にかかる大断面地下トンネルの他の例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1〜16 管体 21〜36 コ
ンクリート柱 50 コンクリート柱の凹部 60 外殻構造

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 小口径の管体と、両側に軸芯方向に沿っ
    た凹部を有する中実なコンクリート柱とを、コンクリー
    ト柱の凹部に管体が嵌合するように交互に配して断面の
    大きな筒形の外殻構造体を構築して成る大断面地下トン
    ネル。
  2. 【請求項2】 外殻構造体の一部に口径の異なる管体を
    適用した請求項1記載の大断面地下トンネル。
  3. 【請求項3】 小口径の管体と、両側に軸芯方向に沿っ
    た凹部を有する中実なコンクリート柱とを、コンクリー
    ト柱の凹部に管体が嵌合するように交互に配して断面の
    大きな筒形の外殻構造体を構築するに際し、外殻構造体
    の断面形状に相当する筒形パターン上の所定の位置に、
    小口径の管体とその両側に部分月食形の横断面を持つ中
    実なコンクリート柱とからなる3連形トンネルユニット
    を構築した後、前記筒形パターン上に位置し、かつ、前
    記3連形トンネルユニットの隣に所定の間隔を隔てて別
    の3連形トンネルユニットを構築し、次に、両トンネル
    ユニットの間に小口径の管体を構築して前記トンネルユ
    ニット同士を連結させ、更に、同様な手順を繰り返して
    多数のトンネルユニット同士を連結させ、最後に、隣接
    する2つのコンクリート柱の側部を掘削しながら両コン
    クリート柱間に小口径の管体を設置して断面の大きな筒
    形の外殻構造体を構築するようにした大断面地下トンネ
    ルの構築方法。
  4. 【請求項4】 小口径の管体と、両側に軸芯方向に沿っ
    た凹部を有する中実なコンクリート柱とを、コンクリー
    ト柱の凹部に管体が嵌合するように交互に配して断面の
    大きな筒形の外殻構造体を構築するに際し、外殻構造体
    の断面形状に相当する筒形パターン上の所定の位置に、
    小口径の管体とその両側に部分月食状の横断面を持つ中
    実なコンクリート柱を有する3連形トンネルユニットを
    構築した後、前記筒形パターン上に位置し、かつ、前記
    3連形トンネルユニットの隣に前記コンクリート柱の側
    部を掘削して該コンクリート柱と小口径の管体とを嵌合
    させながら小口径の管体の片側に部分月食形の断面を持
    つ中実なコンクリート柱を有する2連形トンネルユニッ
    トを順次構築し、最後に、隣接する2つのコンクリート
    柱の側部を掘削しながら両コンクリート柱間に小口径の
    管体を設置して断面の大きな筒形の外殻構造体を構築す
    るようにした大断面地下トンネルの構築方法。
JP8125972A 1996-05-21 1996-05-21 大断面地下トンネル及びその構築方法 Withdrawn JPH09310599A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100794609B1 (ko) * 2006-01-13 2008-01-14 신일씨엔아이(주) 충전강관 루프와 콘크리트 벽체를 이용한 지하구조물축조방법
CN114135299A (zh) * 2021-12-06 2022-03-04 中建三局第一建设工程有限责任公司 一种组合式隧道施工方法及支护结构

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CN114135299B (zh) * 2021-12-06 2024-04-26 中建三局第一建设工程有限责任公司 一种组合式隧道施工方法及支护结构

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