(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル軸方向に向けた筒状の通路と、該通路に隣接して設置された中空箱状の貯水槽と、該貯水槽に貯留された水をトンネル外に排出する排水手段とを備える排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法において、
前記通路の底部を構成する通路底部コンクリート部と、前記貯水槽の底部を構成する貯水槽底部コンクリート部とを有する基礎コンクリート体を場所打ちコンクリートにより一体に形成しておき、
前記通路底部コンクリート上に複数のプレキャストコンクリート製の門型ブロックをトンネル軸方向に連設して前記通路を構築した後、
平板状の天板部と、該天板部の一方の側縁より下向きに垂下させた形状の側壁板部とからなる複数のプレキャストコンクリート製の逆Ｌ字型ブロックを、前記天板部の側壁板部とは反対側の端部を前記門型ブロックに支持させ、且つ前記側壁板部を前記貯水槽底部コンクリート部上に立設させた状態にトンネル軸方向に並べて連設し、しかる後、前記貯水槽の両端部を閉鎖壁で閉鎖することを特徴としてなる排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法。
【請求項２】
前記基礎コンクリート体は、前記通路底部コンクリート部と前記貯水槽底部コンクリート部とに共用される隔壁部を備え、前記貯水槽底部コンクリート部には、前記隔壁部により前記通路底部コンクリート部と隔てられた貯留用凹部が形成される請求項１に記載の排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法。
【請求項３】
前記門型ブロック及び逆Ｌ字型ブロックを設置した後、門型ブロック及び／又は逆Ｌ字型ブロックの外側側壁板部の外側下縁部に現場打ちコンクリートにより固定用コンクリートを打設する請求項１又は２に記載の排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの底部にトンネル内に流入した水を一時的に貯留することができる貯留槽を備えた排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中や海底に設置されたトンネルにおいては、トンネル開口部やトンネル内壁より侵入した雨水や湧水等によりトンネル内が冠水するのを防ぐ為、トンネルに隣接した位置に貯水槽を設置し、この貯水槽にトンネル内に侵入した水を一時的に集め、貯水槽に所定の水が貯留された時点でポンプ等の排水手段を用いてトンネル外に排出するようにしたものが提供されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような貯水槽では、トンネルに隣接した位置に掘削により竪穴を形成し、この竪穴内に現場打ち或いはプレキャストコンクリート製のブロックを組み立てることにより貯水槽を構築している。
【０００４】
また、近年では、ゲリラ豪雨のように突然に集中豪雨が発生するケースが増加しており、このような集中豪雨に対応できるように大型の貯水槽を設置する必要が増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９３８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述の如き従来の竪穴を掘削する工法では、貯水槽を設置するための竪穴を掘削するために工期が長期化しコストが嵩むという問題があった。
【０００７】
一方、貯水槽をトンネル内の道床下に設置することも考えられるが、道床下には、管理や緊急避難の目的で使用される通路が形成されることが多く、更に貯水槽を設置するスペースを確保することは困難であるという問題がある。
【０００８】
また、貯水槽を構築するにあたって現場打ちコンクリートにより構築しようとすれば工期が長期化しコストが嵩むという問題があり、一方、プレキャストコンクリート製のボックスカルバート等により貯水槽を構築する場合、トンネル内はシールド掘削機やそれに関連する機器等が設置されていることにより、貯水槽を構成する部材を搬送するためのスペースに乏しく、作業の効率が悪いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題に鑑み、安価かつ効率的に構築することができる排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、トンネル軸方向に向けた筒状の通路と、該通路に隣接して設置された中空箱状の貯水槽と、該貯水槽に貯留された水をトンネル外に排出する排水手段とを備える排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法において、前記通路の底部を構成する通路底部コンクリート部と、前記貯水槽の底部を構成する貯水槽底部コンクリート部とを有する基礎コンクリート体を場所打ちコンクリートにより一体に形成しておき、前記通路底部コンクリート部上に複数のプレキャストコンクリート製の門型ブロックをトンネル軸方向に連設して前記通路を構築した後、平板状の天板部と、該天板部の一方の側縁より下向きに垂下させた形状の側壁板部とからなる複数のプレキャストコンクリート製の逆Ｌ字型ブロックを、前記天板部の側壁板部とは反対側の端部を前記門型ブロックに支持させ、且つ前記側壁板部を前記貯水槽底部コンクリート部上に立設させた状態にトンネル軸方向に並べて連設し、しかる後、前記貯水槽の両端部を閉鎖壁で閉鎖することにある。
【００１１】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記基礎コンクリート体は、前記通路底部コンクリート部と前記貯水槽底部コンクリート部とに共用される隔壁部を備え、前記貯水槽底部コンクリート部には、前記隔壁部により前記通路底部コンクリート部と隔てられた貯留用凹部が形成されることにある。
【００１２】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の何れかの請求項の構成に加え、前記門型ブロック及び逆Ｌ字型ブロックを設置した後、門型ブロック及び／又は逆Ｌ字型ブロックの外側側壁板部の外側下縁部に現場打ちコンクリートにより固定用コンクリートを打設することにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法は、上述したように、トンネル軸方向に向けた筒状の通路と、該通路に隣接して設置された中空箱状の貯水槽と、該貯水槽に貯留された水をトンネル外に排出する排水手段とを備える排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法において、前記通路の底部を構成する通路底部コンクリート部と、前記貯水槽の底部を構成する貯水槽底部コンクリート部とを有する基礎コンクリート体を場所打ちコンクリートにより一体に形成しておき、前記通路底部コンクリート部上に複数のプレキャストコンクリート製の門型ブロックをトンネル軸方向に連設して前記通路を構築した後、平板状の天板部と、該天板部の一方の側縁より下向きに垂下させた形状の側壁板部とからなる複数のプレキャストコンクリート製の逆Ｌ字型ブロックを、前記天板部の側壁板部とは反対側の端部を前記門型ブロックに支持させ、且つ前記側壁板部を前記貯水槽底部コンクリート部上に立設させた状態にトンネル軸方向に並べて連設し、しかる後、前記貯水槽の両端部を閉鎖壁で閉鎖することにより、通路及び貯水槽を構成する大部分をプレキャストコンクリート製のブロックにより構成することにより工期が短縮できコストの低減を図ることができる一方、通路及び貯水槽の底部を現場打ちコンクリートにより予め構築しておくことにより、プレキャストコンクリート製ブロックを小型化でき、トンネル内を効率よく運搬することができる。
【００１４】
また本発明は、前記基礎コンクリート体は、前記通路底部コンクリート部と前記貯水槽底部コンクリート部とに共用される隔壁部を備え、前記貯水槽底部コンクリート部には、前記隔壁部により前記通路底部コンクリート部と隔てられた貯留用凹部が形成されることにより、通路に貯水が流入しないようにできるとともに、集中豪雨等に対応可能な貯水量を確保することができる。
【００１５】
更に本発明は、前記門型ブロック及び逆Ｌ字型ブロックを設置した後、門型ブロック及び／又は逆Ｌ字型ブロックの外側側壁板部の外側下縁部に現場打ちコンクリートにより固定用コンクリートを打設することにより、通路及び貯水槽のトンネル幅方向の移動を規制して安定した状態に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明方法により構築される排水設備を有するトンネル底部構造の一例の概略を示す横断面図である。
【図２】同上の排水設備を有するトンネル底部構造の縦断面図である。
【図３】図２中の基礎コンクリート体を示す斜視図である。
【図４】図２中の門型ブロックを示す斜視図である。
【図５】同上の門型ブロックの設置状態を示す側面図である。
【図６】同上の門型ブロック間の接合状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】図２中の逆Ｌ字型ブロックを示す斜視図である。
【図８】同上の逆Ｌ字型ブロックの設置状態を示す側面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る排水設備を有するトンネル底部構造の構築方法の行程を示す断面図である。
【図１０】（ｄ）〜（ｆ）は同上の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の態様を、図面に示した実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１、図２は、本発明方法により構築された排水設備を有するトンネル底部構造を有するトンネルの一例を示しており、図中符号Ａはトンネル、符号Ｂは道床部である。
【００１９】
このトンネルＡは、シールド工法等により円筒状に形成され、道床部Ｂを挟んで上側には、道路や線路等の交通機関が通され、下側には、貯水設備を有するトンネル底部構造１が構築されている。
【００２０】
排水設備を有するトンネル底部構造１は、トンネルＡの全長において他の部分より低い位置、即ち、トンネル内に侵入した水が集まりやすい位置に配置されている。
【００２１】
このトンネル底部構造１は、トンネル軸方向に向けた通路２と、通路２に隣接して設置された貯水槽３と、貯水槽３に貯留された水をトンネル外に排出するポンプ等の排出手段４とを備えている。
【００２２】
通路２は、一般通路５に比べて左右一方に片寄せて配置され、斜めに向けた連絡通路５ａを介して一般通路に連結されている。
【００２３】
この通路２は、通路底部コンクリート部６と、多数の門型ブロック７，７...とをもって構成され、通路底部コンクリート部６上に門型ブロック７，７...を連接することにより方形筒状に形成されている。
【００２４】
通路底部コンクリート部６は、後述する貯水槽底部コンクリート部８とともに基礎コンクリート体９を構成している。
【００２５】
基礎コンクリート体９は、現場打ちコンクリートによりトンネル軸方向に連続して一体に形成されている。
【００２６】
この通路底部コンクリート部６は、インバートコンクリート１０上に配置されたトンネル軸方向に向けた平坦な形状の平坦部１１と、トンネル底部より立ち上げた形状の隔壁部１２とをもって構成されている。尚、隔壁部１２は、貯水槽底部コンクリート部８と共用され、貯水槽底部コンクリート部８の一部も構成するようになっている。
【００２７】
門型ブロック７は、図４に示すように、プレキャストコンクリート製のブロックであって、天板部１３と、左右の側壁板部１４，１５とをもって門型に形成されている。
【００２８】
左右の側壁板部１４，１５には、その上端部及び下端部にトンネル軸方向に貫通したＰＣ挿通孔１６が形成され、このＰＣ挿通孔１６を通してトンネル軸方向全長に亘ってＰＣ緊張材１７が挿通され、このＰＣ緊張材１７によりトンネル軸方向のプレストレスが導入されることにより各門型ブロック７，７間が接合されるようになっている。
【００２９】
ＰＣ緊張材１７は、図５に示すように、緊張した状態でコッター等の定着具１８により門型ブロック７に定着され、各定着具１８，１８間に配置された部分にプレストレスが導入され、定着具７の他端側にＰＣ緊張材１７が連結され、順次プレストレスを付与するととともに互いに連なる各門型ブロック７，７同士を連結している。
【００３０】
また、右側壁板部１５は、左側壁板部１４より高さ方向（上下方向）長さが短く形成され、隔壁部１２の上端部に立設されるようになっている。
【００３１】
また、右側壁板部１５の外側面部には、台座用張り出し部１９が突設され、後述する逆Ｌ字型ブロック２０の天板部２１の端部を支持するようになっている。
【００３２】
台座用張り出し部１９には、上面に平坦な受け部１９ａが形成され、受け部１９ａより上向きに突出して固定用ボルト２２，２２...が間隔を置いて立設されている。尚、固定用ボルト２２は、台座張り出し部内に埋設されたアンカーナットに螺合されることにより立設されている。
【００３３】
また、互いに隣り合う門型ブロック７，７間には、図６に示すように、互いに対向する端面間に止水材２３，２３が介在され、更に、接合部の内側縁部は、樹脂材からなるシーリング材２４により止水されている。
【００３４】
貯水槽３は、貯水槽底部コンクリート部８と、多数の逆Ｌ字型ブロック２０，２０...と、閉鎖壁２５，２５とを備え、通路２の側壁部を共用することにより中空箱状に形成されている。
【００３５】
貯水槽３内は、仕切り板３ａにより集水部２６、沈砂部２７，２８及び貯水部２９，３０に区切られており、図示しない排水管等を通して集水部２６に集められた水は、電動で開閉されるゲートを通して沈砂部２７，２８に移され、仕切り板３ａをオーバーフローした水が貯水部２９，３０に移動するとともに、砂等の堆積物は沈砂部２７，２８内に沈殿堆積されるようになっている。尚、貯水部２９，３０は、処理する水質等により使い分けられる。
【００３６】
貯水槽底部コンクリート部８には、トンネル底部の形状に沿って打設される底部３２と、隔壁部１２とに囲まれた一定深さの貯留用凹部３３が形成されている。尚、図中符号３４は、逆Ｌ字型ブロック２０の側壁板部３５を立設させるための平坦部である。
逆Ｌ字型ブロック２０は、貯水槽部コンクリート部８上にトンネル軸方向に連設され、貯水槽３の天井及び一方の側壁を構成する。
【００３７】
この逆Ｌ字型ブロック２０は、図７に示すように、プレキャストコンクリート製のブロックであって、天板部２１と、側壁板部３５とをもって逆Ｌ字型に形成されている。
天板部２１は、平板状に形成され、その一方の側縁部より下向きに垂下した形状に側壁板部３５が形成されている。
【００３８】
この天板部２１の側壁板部３５とは反対側の端部には、天板部２１の厚み方向に貫通したボルト挿通孔３６，３６...が形成され、天板部２１の端部を台座用張り出し部１９上に支持させた際に固定用ボルト２２，２２...がボルト挿通孔３６，３６...内に通され、固定用ボルト２２の上端部にナットを螺合させ締結することにより門型ブロック７と逆Ｌ字型ブロック２０とが互いに連結されるようになっている。
【００３９】
また、天板部２１には、前後方向に貫通したＰＣ挿通孔１６が形成され、側壁板部３５には、その上部及び下部に前後方向に貫通したＰＣ挿通孔１６，１６...が形成されている。
【００４０】
各逆Ｌ字型ブロック２０，２０...には、図８に示すように、トンネル軸方向全長に亘ってＰＣ緊張材１７が挿通され、このＰＣ緊張材１７によりトンネル軸方向のプレストレスが導入されて各逆Ｌ字型ブロック２０，２０間が接合されるようになっている。
【００４１】
ＰＣ緊張材１７は、緊張した状態でコッター等の定着具１８により逆Ｌ字型ブロック２０に定着され、各定着具１８，１８間に配置された部分にプレストレスが導入され、前記定着具１８の他端側にＰＣ緊張材１７が連結され、順次プレストレスを付与するととともに互いに連なる各逆Ｌ字型ブロック２０，２０同士を連結している。
【００４２】
また、互いに隣り合う逆Ｌ字型ブロック２０，２０間には、門型ブロック７と同様に、互いに対向する端面間に止水材２３，２３が介在され、更に、接合部の内側縁部は、樹脂材からなるシーリング材２４により止水されている。
【００４３】
閉鎖壁２５は、現場打ちコンクリートにより形成され、貯水槽３の両端を閉鎖するようになっている。
【００４４】
排水装置４は、貯水部２９，３０内に配置された汲み上げポンプ３８，３８を備え、ポンプ３８により汲み上げられた水は排水ポンプ４０により通路２内に配置された排水管３９を通してトンネル外に排出されるようになっている。
【００４５】
尚、図中符号４１は固定用コンクリートであって、通路２及び貯水槽３を構成する門型ブロック７又は逆Ｌ字型ブロック２０の側壁板部の外側に現場打ちコンクリートにより形成され、門型ブロック７及び逆Ｌ字型ブロック２０のトンネル幅方向の移動を規制するようになっている。
【００４６】
このように構成された排水装置を有するトンネル底部構造１では、トンネル開口部から侵入した雨水等の侵入水が排水管等を通して貯水槽３内の集水部２６に流れ込み、ゲートを通して沈砂部に移され、仕切り板３ａをオーバーフローした水が貯水部２９，３０に移動する。
【００４７】
このとき貯留槽３内に貯留された水は、隔壁部１２により貯水槽底部コンクリート部８と通路底部コンクリート部６とが隔てられているので貯水槽３内の水が通路２側に流入しないようになっている。
【００４８】
貯水部２９，３０に一定量の水が貯留されると、ポンプ３８を作動させ、貯水部２９，３０内に貯留されていた水をトンネル外に排出する。このようにすることにより、雨水等の侵入水がトンネル内に停滞することがなく、冠水を防止することができる。
【００４９】
また、このトンネル底部構造１では、貯水槽３が一方の側壁部を通路２と共用としたことにより省スペース化が図られている。
【００５０】
次に、本発明方法について図９〜図１０について説明する。
【００５１】
まず、図９（ａ）に示すように、図示しない型枠を用いてトンネル底部に場所打ちによりコンクリートを打設し、インバートコンクリート１０を成形する。
【００５２】
次に、十分養生した後、図９（ｂ）に示すように、図示しない型枠を設置し、場所打ちによりコンクリートを打設し、トンネル軸方向に連続した一定の長さの基礎コンクリート体９を成形する。
【００５３】
十分に養生した後、基礎ブロック体９の通路底部コンクリート部６上に門型ブロック７，７...をトンネル軸方向に並べて設置する。尚、予め通路底部を場所打ちコンクリートにより形成しておくことで、門型ブロックを小型化することができ、トンネルＡ内を門型ブロック７が効率よく運搬されるようになっている。
【００５４】
門型ブロックの設置に際しては、ＰＣ緊張材１７を各門型ブロック７のＰＣ挿通孔１６に通し、ＰＣ緊張材１７の一端を一番端に配置された門型ブロック端面に定着具１８を用いて定着させ、図５に示すように、ＰＣ緊張材１７を緊張させた状態でコッター等の定着具１８を用いて門型ブロック７に定着させる。これによりプレストレスを導入し、門型ブロック７，７間を接合させる。
【００５５】
そして、この作業を繰り返し、基礎コンクリート体９上に一定長さの通路２を形成する。
【００５６】
通路２が一定長さ形成された後、逆Ｌ字型ブロック２０，２０...を天板部の端部を門型ブロック７の台座用張り出し部１９に支持させ、側壁板部３５を貯水槽底部コンクリート部８上に立設させるように設置し、これをトンネル軸方向に連設する。
【００５７】
この場合、貯水槽底部を予め現場打ちコンクリートで成形しておくとともに、貯水槽の側壁の一部を通路と共用としたことにより、プレキャストコンクリート製の逆Ｌ字型ブロック２０が小型化され、トンネルＡ内を効率良く運搬することができる。
【００５８】
各逆Ｌ字型ブロック２０，２０...には、ＰＣ緊張材１７をＰＣ挿通孔１６に通し、ＰＣ緊張材１７の一端を一番端に配置された逆Ｌ字型ブロック端面に定着具を用いて定着させ、図５に示すように、ＰＣ緊張材１７を緊張させた状態でコッター等の定着具１８を用いて逆Ｌ字型ブロック７に定着させる。これによりプレストレスを導入し、逆Ｌ字型ブロック７，７間を接合させる。
【００５９】
次に、図１０（ｅ）に示すように、現場打ちコンクリートにより固定用コンクリート４１，４１を打設する。このようにすることにより、トンネル幅方向の移動が規制されて通路２及び貯水槽３がトンネルＡに対して固定される。
【００６０】
そして、上記の図９（ａ）〜（ｃ）及び図１０（ｄ）〜（ｅ）の工程を繰り返し所定の長さの通路２及び貯水槽３を構築する。
【００６１】
そして、現場打ちコンクリートにより仕切り板３ａ，２６及び閉鎖壁２５,２５を形成し、十分養生させることにより貯水槽３が完成される。
【００６２】
そして、通路２及び貯水槽３が完成した後、ポンプ３８，３９及び排水管４０を設置し、排水設備４を構築する。
【００６３】
最後に、トンネル底部構造１の周囲に土砂等で埋め、その上に道床部Ｂを形成して作業が完了する。
【００６４】
尚、上述の実施例では、貯水槽内に貯留された雨水等をトンネル外に排出するための排水管３９を通路２内に設置した例について説明したが、通路の外側に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ    トンネル
Ｂ    道床部
１    トンネル底部構造
２    通路
３    貯水槽
４    排水手段
５    一般通路
６    通路底部コンクリート部
７    門型ブロック
８    貯水槽底部コンクリート部
９    基礎コンクリート体
１０  インバートコンクリート
１１  平坦部
１２  隔壁部
１３  天板部
１４  左側壁板部
１５  右側壁板部
１６  ＰＣ挿通孔
１７  ＰＣ緊張材
１８  定着具
１９  台座用張り出し部
２０  逆Ｌ字型ブロック
２１  天板部
２２  固定用ボルト
２３  止水材
２４  シーリング材
２５  閉鎖壁
２６  集水部
２７  沈砂部
２８  沈砂部
２９  貯水部
３０  貯水部
３２  底部
３３  貯留用凹部
３４  平坦部
３５  側壁板部
３６  ボルト挿通孔
３８  ポンプ
３９  排水管
４０  ポンプ
４１  固定用コンクリート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005594629.tif 000010
【図１０】
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