JPH11350895A - 本線トンネルとランプウエイとの分岐・合流部の施工方法 - Google Patents

本線トンネルとランプウエイとの分岐・合流部の施工方法

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JPH11350895A
JPH11350895A JP10162437A JP16243798A JPH11350895A JP H11350895 A JPH11350895 A JP H11350895A JP 10162437 A JP10162437 A JP 10162437A JP 16243798 A JP16243798 A JP 16243798A JP H11350895 A JPH11350895 A JP H11350895A
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tunnel
rampway
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line tunnel
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琢郎 小坂
Koichi Tanaka
耕一 田中
Tomohisa Hagiwara
智寿 萩原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、大断面に構築される本線トンネルとこ
の本線トンネルと地上とを結ぶランプウエイとの分岐・
合流部を容易に施工できるようにした本線トンネルとラ
ンプウエイとの分岐・合流部の施工方法を提供する。 【解決手段】 本線トンネルBの内周を覆工する外殻部
躯体AのランプウエイCとの分岐・合流部分を、本線ト
ンネルBの外殻部躯体Aを構築するために掘進される単
体シールドトンネルaの内周を覆工する鋼殻で構築す
る。その上側の地盤中に山留め壁Dを所定間隔に構築す
ると共に、その下端部を外殻部躯体Aに突設したせん断
キー10に支持させる。次に、山留め壁D,D間の地盤
を外殻部躯体Aまで掘り下げる。そして、外殻部躯体A
のランプウエイCとの分岐・合流部分の鋼殻1を撤去
し、山留め壁D,D間にランプウエイCの躯体を構築す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に大断面に構
築される本線トンネルとこの本線トンネルの上側に本線
トンネルと地上とを結ぶために構築されるランプウエイ
との分岐・合流部の施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】当出願
人はこれまで、大断面のトンネルを効率良く、かつ経済
的に構築する方法として、例えば図17(a),(b)
に図示するように、小断面の単体シールドトンネルaを
互いに近接させて複数掘進すると共に、この単体シール
ドトンネルaをその径方向に互いに接合し、かつこの単
体シールドトンネルaの内側と単体シールドトンネル
a,a間にコンクリート30をそれぞれ打設して単体シ
ールドトンネルaの径方向に連続する大断面の外殻部躯
体Aを構築し、その後この外殻部躯体Aの内側を掘削し
て大断面のトンネルを構築する大断面トンネルの構築工
法を開発し、この件に関しては既にいくつも出願してい
る。
【0003】その際、各単体シールドトンネルaの内周
は、その周方向と軸方向に鋼製セグメントに似た鋼殻3
1(例えば図18参照)を一次覆工材として互いに接合
しながら複数設置し、その内側に二次覆工材としてコン
クリート30を所定の厚さに打設することにより、鋼製
ライニングとコンクリートライニングとからなる鋼コン
クリート合成構造のトンネル覆工体で覆工されている。
【0004】また、隣接する単体シールドトンネルa,
a間にあっては、双方の単体トンネルaとaを仕切る隔
壁b(例えば、この部分に一次覆工材として設置されて
いる鋼殻31のスキンプレート)を撤去し、双方の単体
シールドトンネルaに連続してコンクリート30を打設
することにより単体シールドトンネルa,aどうしの一
体化が図られている。
【0005】さらに、ここで使用される鋼殻31は、図
18に図示するように単体シールドトンネルaの周方向
と軸方向にそれぞれ連続する複数本の主桁32と縦リブ
33、継手板34および地山に接するスキンプレート3
5を有して形成され、特に主桁32はRC構造の主筋に
相当するものとして設置されている。
【0006】ところで、こうして構築された大断面トン
ネルを地下高速道路などの本線トンネルとして利用する
場合、この本線トンネルBの上側にこれと地上とを結ぶ
ランプウエイCを構築する必要があるが(図1(a),
(b)参照)、下方に本線トンネルBの外殻部躯体Aが
既に構築されていることから容易でなく、その施工方法
が検討されていた。
【0007】また、この種の大断面トンネルの構築工法
の場合に限らず、二方向のトンネルが上下に分岐・合流
する部分の施工は、特に山留め工事が面倒であった。
【0008】この発明は、以上の事情に鑑みてなされた
もので、特に大断面に構築される本線トンネルと、この
本線トンネルと地上とを結ぶランプウエイとが分岐・合
流する部分を容易に施工できるようにした本線トンネル
とランプウエイとの分岐・合流部の施工方法を提供する
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、この発明に係る請求項1記載の本線トンネルとラ
ンプウエイとの分岐・合流部の施工方法は、本線トンネ
ルの内周を覆工する外殻部躯体のランプウエイとの分岐
・合流部分を鋼材で構築し、その上側の地盤中に山留め
壁を所定間隔に構築すると共に、その下端部を前記外殻
部躯体に突設したせん断キーに支持させ、次に前記山留
め壁間の地盤を前記外殻部躯体まで掘り下げ、次に前記
鋼材を撤去し、前記山留め壁間にランプウエイの躯体を
構築する。
【0010】請求項2記載の分岐・合流部の施工方法
は、請求項1の記載において、本線トンネルのランプウ
エイとの分岐・合流部分を、特に本線トンネルの外殻部
躯体を構築するために掘進される単体シールドトンネル
の内周を覆工する鋼殻で構築する。
【0011】請求項3記載の分岐・合流部の施工方法
は、請求項1または2の記載において、鋼殻は、単体シ
ールドトンネルの周方向と軸方向にそれぞれ連続する複
数本の主桁と縦リブを有し、かつ前記縦リブは前記主桁
間に単体シールドトンネルの周方向に所定間隔に取り付
けて形成する。
【0012】請求項4記載の分岐・合流部の施工方法
は、請求項1、2または3の記載において、せん断キー
と山留め壁下端部の周囲に止水用充填材を充填する。
【0013】そして、請求項5記載の分岐・合流部の施
工方法は、請求項1、2、3または4記載において、せ
ん断キーは外殻部躯体に縦リブを所定間隔に複数突設
し、その上側にスキンプレートを取り付け、かつ山留め
壁側に山留め壁の下端部を支持する受け部を形成する。
【0014】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態1.図1〜図8
は、例えば地下高速道路などとして利用される本線トン
ネルBとこの本線トンネルBと地上とを結ぶランプウエ
イCとの分岐・合流部を示し、図において、本線トンネ
ルBが矩形の大断面形に構築され、この本線トンネルB
の上側にこの本線トンネルBから地上に通じるランプウ
エイCが構築されている。
【0015】本線トンネルBの内周は、例えば図2に図
示するような鋼製セグメントに似た鋼殻1が、図3
(a),(b)に図示するように本線トンネルBの周方
向と軸方向に互いに接合しながら二重に設置され、かつ
二重に設置された外側と内側の鋼殻1,1間にせん断補
強材2が本線トンネルBの軸方向と周方向に所定間隔に
複数設置されている。
【0016】さらに、外側と内側の鋼殻1,1間に軸方
向補強鉄筋3が本線トンネルBの軸方向に沿って複数配
筋され、かつコンクリート4が打設されている。
【0017】こうして、複数の鋼殻1からそれぞれ構成
された外側と内側の二重の鋼製ライニングとその内側の
コンクリートライニングとからなる鋼コンクリート合成
構造の外殻部躯体Aによって本線トンネルBの内周が覆
工されている。
【0018】また、本線トンネルBの上側にランプウエ
イCの躯体が本線トンネルBの外殻部Aと一体にRC構
造またはSRC構造などで構築されている。
【0019】鋼殻1は、トンネルの地山を保持する鋼製
セグメントに相当するもので、例えば図2に図示するよ
うに単体シールドトンネルaの周方向に平行に連続する
複数本の主桁5と単体シールドトンネルaの軸方向に延
在する複数本の縦リブ6とトンネルの地山に接するスキ
ンプレート7等から形成されている。
【0020】主桁5はRC構造の主筋に相当するもの
で、単体シールドトンネルaの軸方向に所定間隔に設置
されている。
【0021】また、単体シールドトンネルaの周方向に
隣接する鋼殻1の主桁5どうしは、例えば双方の主桁5
の端部間の片側又は両側に接合プレート8を設置し、か
つ主桁5と接合プレート8を複数本の高力ボルト9で接
合する、高力ボルト摩擦接合又は溶接によって直接、接
合されている。
【0022】また、隣接する単体シールドトンネルa,
a間においても、本線トンネルBの周方向に隣接する主
桁5どうしは、本線トンネルBの周方向に隣接する主桁
5の端部間の片側または両側に接合プレート8を設置
し、かつ主桁5と接合プレート8を複数本の高力ボルト
9で接合する、高力ボルト摩擦接合又は溶接によって直
接、接合されている。
【0023】こうすることで、単体シールドトンネルa
の周方向に隣接する鋼殻1どうし、さらに本線トンネル
Bの周方向に隣接する単体シールドトンネルaどうしが
接合され、その際単体シールドトンネルaの軸方向に隣
接する鋼殻1どうしも接合プレート8と高力ボルト9に
よる高力ボルト摩擦接合又は溶接によって一緒に接合さ
れている。
【0024】縦リブ6は主に、単体シールドトンネルa
を掘進する際の推進反力を得るため反力受けをなすもの
で、このため隣接する主桁5,5間に単体シールドトン
ネルaの軸方向に材軸が連続するように取り付けられ、
また単体シールドトンネルaの周方向に所定間隔に取り
付けられている。
【0025】スキンプレート7は主に、掘進直後のトン
ネルの地山を保持するもので、複数の主桁5と縦リブ6
とからなるセグメント軸組の外側にその表面を完全に覆
うように取り付けられている。
【0026】なお、主桁5と縦リブ6はいずれも、形
鋼、平鋼、または平鋼などを組み合わせたビルトアップ
鋼材などから形成され、スキンプレート7は鋼板から形
成されている。さらに、これらの部材は溶接又はボルト
接合によって互いに一体的に接合されている。
【0027】また特に、ランプウエイCを構築するため
に施工される山留め壁Dの下側に設置される鋼殻1の上
側には、図4に図示するように山留め壁Dの下端部を支
持するせん断キー10が突設されている。
【0028】また、せん断キー10と山止め壁D下端部
の周囲には、止水用充填材(拡張テールボイド)11が
充填され、さらに山留め壁Dと受け部10a間に高強度
地盤改良材12が充填され、こうすることで山留め壁D
の下端部分の止水処理と、山留め壁Dの支持が確実にな
されている。
【0029】せん断キー10は周囲の大きな土圧に備え
て凸曲面形に形成され、かつ山留め壁D側に、山留め壁
Dの下端部が密着した状態に当接できるよに、垂直な壁
面をなす受け部10aが形成されている。
【0030】さらに詳しくは、例えば図5(a)に図示
するように上側を凸曲線状に形成した縦リブ10bを単
体シールドトンネルaの軸方向に所定間隔に複数突設
し、その上に縦リブ10bの上側と山止め壁D側を完全
に覆うようにスキンプレート10cを取り付けて形成さ
れている。
【0031】なお、縦リブ10bは主桁5の上側に取り
付けられているが、特に山留め壁D側からの土圧が大き
いときは、主桁5,5間のスキンプレート7の上にも取
り付けられ、さらに板厚を厚くする等して補強もされて
いる。
【0032】こうして形成されたせん断キー10は鋼殻
1の上側に工場または現地で、溶接または高力ボルト摩
擦接合などで取り付けられている。
【0033】なお、図5(b)は、せん断キー10の他
の例を示し、特に下端部に鋼殻1との摩擦面積が大きく
なるようなベース10dを突設することにより、鋼殻1
との摩擦接合をより確実なものとしたものである。
【0034】せん断補強材2は二重に設置された外側と
内側の鋼殻1の主桁5,5間に、図3(a),(b)に
図示するように垂直または斜めに設置され、その両端は
主桁5にそれぞれ溶接またはボルト接合によって連結さ
れている。
【0035】なお、せん断補強材2も、主桁5などと同
様に形鋼、平鋼、または平鋼などを組み合わせたビルト
アップ鋼材などから形成されている。
【0036】こうして形成された複数の鋼殻1からそれ
ぞれ構成された外側と内側の鋼製ライニング間に軸方向
補強鉄筋3が複数配筋された後、コンクリート4が打設
されている。
【0037】その際、特に隣接する単体シールドトンネ
ルa,a間においては、隣接する単体シールドトンネル
a,a間の隔壁(例えば、鋼殻1の主桁5と縦リブ6の
みを残しスキンプレート7を撤去する)を撤去した後に
コンクリート4が打設されている。こうすることで、隣
接する単体シールドトンネルa,aどうしの完全一体性
が図られている。
【0038】このような構成において、次にこの発明に
係る分岐・合流部の施工方法を図9〜図13に基いて、
順を追って説明する。 (1)最初に、本線トンネルBの外殻部躯体Aを構築する
ために単体シールドトンネルaを互いに近接させて複数
掘進する(STEP.1)。
【0039】その際、各単体シールドトンネルaの内周
は、一次覆工材として鋼殻1をトンネルaの周方向と軸
方向に互いに接合しながら複数設置し、その内側に二次
覆工材としてコンクリート4を所定の厚さに打設してそ
れぞれ覆工する。
【0040】また、外殻部躯体Aの頂版部の、特に山留
め壁Dが施工される部分にはせん断キー10を取り付け
た鋼殻1を一次覆工材として設置し、さらにランプウエ
イCの躯体が構築される部分には一次覆工材として鋼殻
1のみを設置し、コンクリート4は打設しないでおく。
【0041】さらに、図6と図7に図示するように各単
体シールドトンネルaの外周と単体シールドトンネル
a,aに裏込め材13を充填して各鋼殻1とトンネルの
地山間の隙間を塞ぐと共に、鋼殻1周囲および単体シー
ルドトンネルa,a間の地山を安定な地盤に地盤改良す
る。 (2)次に、各単体シールドトンネルa内にせん断補強材
2を所定間隔に複数設置する。その際、せん断補強材2
は、図3(a)に図示するように外殻部躯体Aの床版部
と頂版部を構成する単体シールドトンネルa内には垂直
に、左右側壁部を構成する単体シールドトンネルa内に
は水平にそれぞれ設置する。
【0042】なお、いずれの部分においても、図3
(b)に図示するようにせん断補強材3をトラスを構成
するように斜めに設置してもよい。 (3)次に、隣接する単体シールドトンネルaどうしを互
いに接合し、かつ各単体シールドトンネルa内、および
隣接する単体シールドトンネルa,a間に軸方向補強鉄
筋3を必要量配筋し、さらに単体シールドトンネルa内
および隣接する単体シールドトンネルa,a間にコンク
リート4を打設して矩形断面形に連続する外殻部躯体A
を構築する((STEP.2)。
【0043】この場合も、特にランプウエイCの躯体が
構築される部分にはコンクリート4は打設しないでお
く。
【0044】また、特に隣接する単体シールドトンネル
a,a間においては、地山を掘削し、隣接する単体シー
ルドトンネルa,a間の隔壁(例えば、鋼殻1の主桁5
と縦リブ6のみを残しスキンプレート7を撤去する)を
撤去して単体シールドトンネルaどうしを連通した後、
コンクリート4を打設することにより隣接する単体シー
ルドトンネルa,aどうしの完全一体性を図るものとす
る。
【0045】なお、外殻部躯体Aの頂版部の、ランプウ
エイCの躯体が構築される部分は、特にコンクリート4
を打設しないことから、外側と内側の鋼殻1,1間に斜
材(トラス材)21や垂直材22などの補強材を多数設
置して補強してもよい。 (4) 次に、外殻部躯体Aの上側の地盤中に山留め壁D
を所定間隔に施工し、また山留め壁D,D間の略中間部
に中間杭14を施工する(STEP.3)。
【0046】山留め壁Dは、例えば親ぐい横矢板工法な
ど、これまで一般に行われている山止め工法で施工する
ものとし、またその下端部はせん断キー10の受け部1
0bに密着した状態に当接させる。
【0047】また、図4に図示するようにせん断キー1
0と山留め壁D下端部の周囲に止水用充填材11を充填
し、さらに山留め壁Dと受け部10a間に高強度地盤改
良材12を充填することにより、山留め壁Dの下端部分
の止水性と山留め壁Dの支持を確実なものとする。
【0048】なお、止水用充填材11は、原則として山
留め壁Dを施工する前に予め充填しておくものとし、ま
た高強度地盤改良材12は、例えばせん断キー10の受
け部10aを内側から外側に貫通して取り付けた注入管
15を介してせん断キー10の内側から充填するものと
する(図4参照)。
【0049】中間杭14も、例えば場所打ちコンクリー
ト杭など、これまで一般に行われている杭施工法で施工
するものとし、また中間杭14は外殻部躯体Aの頂版部
を貫通し、かつ外殻部躯体A内の相当深くまで達するよ
うに施工する。 (5) 次に、中間杭14と左右山留め壁D,D間に切り
梁16を数段架け渡して山留め壁Dを支持しながら山止
め壁D,D間の地盤を徐々に掘り下げる(STEP.
4,5)。 (6) 外殻部躯体Aの頂版部まで掘り下げたら、コンク
リート4が充填されていいない単体シールドトンネルa
の鋼殻1を撤去する(STEP.6)。 (7) 次に、鋼殻1を撤去することで形成された開口E
から外殻部躯体A内に、支保工用杭17を施工する(S
TEP.7)。
【0050】支保工用杭17は、開口Eの縁端部を支持
できるように開口Eの縁端部にそれぞれ施工するものと
し、また鋼杭、PC杭、あるいは場所打ちコンクリート
杭など、これまで一般に行われている方法で施工するも
のとする。 (8) 次に、山留め壁D,D間に、切り梁16を少しずつ
撤去しながらランプウエイCの躯体を外殻部躯体Aに連
続させ、かつ下から順にRC構造またはSRC構造など
で構築し、その周囲を埋め戻す(STEP.8)。ま
た、中間杭14を撤去する(STEP.9,10)。 (9) 次に、支保工用杭17と外殻部躯体Aの左右側壁
間に切り梁18をそれぞれ架け渡しながら、外殻部躯体
A内の地盤を徐々に掘り下げる(STEP.11,1
2)。 (10) そして、内部の中間階スラブ19や間仕切り壁2
0などの必要な内部躯体を構築する(STEP.1
3)。また、支保工用杭17を撤去する(STEP.1
4)。
【0051】以上、(1)〜(10)の工程により、大断面に
構築された本線トンネルBとこの本線トンネルBと地上
とを結ぶランプウエイCとの分岐・合流部を容易に施工
できる。 発明の実施の形態2.図13〜図16は、この発明に係
る分岐・合流部の施工方法の他の例を示し、外殻部躯体
Aを構築した後(STEP.1,2)、最初に外殻部躯
体A内を掘り下げ、同時に外殻部躯体A内の中間階の床
スラブ19や間仕切り壁20等の必要な内部躯体を構築
する(STEP.3〜7)。
【0052】そして、山留め壁Dを施工し、ランプウエ
イCの躯体を施工する(STEP.8〜14)。その他
の構成は先に説明した施工方法と略同じである。発明の
実施の形態3.なお、発明の実施の形態1と2の例で
は、当出願人が先に開発した大断面トンネルの構築工法
で本線トンネルBを施工する場合における、本線トンネ
ルBとランプウエイCとの分岐・合流部の施工方法につ
いて説明したが、本線トンネルBをこれまでのシールド
工法で施工する場合の本線トンネルBとランプウエイC
との分岐・合流部の施工も可能であることはいうまでも
ない。
【0053】
【発明の効果】この発明は、以上説明した構成からな
り、特に本線トンネルの内周を覆工する外殻部躯体のラ
ンプウエイとの分岐・合流部分を鋼材で、例えば本線ト
ンネルの外殻部躯体を構築するために掘進される単体シ
ールドトンネルの内周を覆工する鋼殻で構築するので、
その上側にランプウエイを構築する際に簡単に切断して
撤去でき、分岐・合流部を容易に施工できる等の効果が
ある。
【0054】また、外殻部躯体の上側の地盤中に山留め
壁を施工する際に、山留め壁の下端部は外殻部躯体に突
設したせん断キーに支持させるので、山留め壁の根入れ
深さが浅くても、山留め壁の下端部を確実に支持でき、
このため開削工法によってランプウエイの躯体を容易に
かつきわめて安全に施工できる。
【0055】さらに、せん断キーと山留め壁下端部の周
囲に止水用充填材を充填するので、施工中の漏水も確実
に防止できる等の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本線トンネルとランプウエイとの分岐・合流部
を示し、(a)はトンネル軸方向の縦断面図、(b)は
トンネル軸直角方向の縦断面図である。
【図2】鋼殻の一例を示す一部斜視図である。
【図3】(a),(b)は本線トンネルの外殻の一部斜
視図である。
【図4】せん断キーと山留め壁との取り合いを示す断面
図である。
【図5】(a),(b)はせん断キーの一例を示す一部
破断斜視図である。
【図6】本線トンネルの断面図である。
【図7】単体シールドトンネルの断面図である。
【図8】外殻の構造を示す一部斜視図である。
【図9】施工方法の工程を示す断面図である。
【図10】施工方法の工程を示す断面図である。
【図11】施工方法の工程を示す断面図である。
【図12】施工方法の工程を示す断面図である。
【図13】他の施工方法の工程を示す断面図である。
【図14】他の施工方法の工程を示す断面図である。
【図15】他の施工方法の工程を示す断面図である。
【図16】他の施工方法の工程を示す断面図である。
【図17】(a)は大断面トンネルの断面図、(b)は
その斜視図である。
【図18】鋼殻の従来例を示す一部斜視図ある。
【符号の説明】
A 外殻 B 本線トンネル C ランプウエイ D 山留め壁 E 開口 1 鋼殻 2 せん断補強材 3 軸方向補強鉄筋 4 コンクリート 5 主桁 6 縦リブ 7 スキンプレート 8 接合プレート 9 高力ボルト 10 せん断キー 11 止水用充填材(拡張テールボイド) 12 高強度地盤改良材 13 裏込め材 14 中間杭 15 注入管 16 切り梁 17 支保工用杭 18 切り梁 19 中間階スラブ 20 間仕切り壁 21 垂直材 22 斜材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本線トンネルとこの本線トンネルの上側
    に位置するランプウエイとの分岐・合流部の施工方法に
    おいて、本線トンネルの内周を覆工する外殻部躯体のラ
    ンプウエイとの分岐・合流部分を鋼材で構築し、その上
    側の地盤中に山留め壁を所定間隔に構築すると共に、そ
    の下端部を前記外殻部躯体に突設したせん断キーに支持
    させ、次に前記山留め壁間の地盤を前記外殻部躯体まで
    掘り下げ、次に前記鋼材を撤去し、前記山留め壁間にラ
    ンプウエイの躯体を構築することを特徴とする本線トン
    ネルとランプウエイとの分岐・合流部の施工方法。
  2. 【請求項2】 本線トンネルのランプウエイとの分岐・
    合流部分は、本線トンネルの外殻部躯体を構築するため
    に掘進される単体シールドトンネルの内周を覆工する鋼
    殻で構築することを特徴とする請求項1記載の本線トン
    ネルとランプウエイとの分岐・合流部の施工方法。
  3. 【請求項3】 鋼殻は、単体シールドトンネルの周方向
    と軸方向にそれぞれ連続する複数本の主桁と縦リブを有
    し、かつ前記縦リブは前記主桁間に単体シールドトンネ
    ルの周方向に所定間隔に取り付けて形成してあることを
    特徴とする請求項1または2記載の本線トンネルとラン
    プウエイとの分岐・合流部の施工方法。
  4. 【請求項4】 せん断キーと山留め壁下端部の周囲に止
    水用充填材を充填することを特徴とする請求項1、2ま
    たは3記載の本線トンネルとランプウエイとの分岐・合
    流部の施工方法。
  5. 【請求項5】 せん断キーは、外殻部躯体に縦リブを所
    定間隔に複数突設し、その上側にスキンプレートを取り
    付け、かつ山止め壁側に山留め壁の下端部を支持する受
    け部を形成してなることを特徴とする請求項1、2、3
    または4記載の本線トンネルとランプウエイとの分岐・
    合流部の施工方法。
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JP2006125036A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Taisei Corp ランプ形成工法及びランプ形成装置
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