(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの側部に新設トンネルが斜めに交差合流する合流区間で、新設トンネル断面と既設トンネル断面を含む扁平半円状のトンネル断面を形成し、その新たに形成した扁平半円状のトンネル断面の既設トンネル側の覆工コンクリートとして、既設トンネルの新設トンネルと反対側の覆工コンクリートをそのまま残し、その残留覆工コンクリートの端部に新設の本設支保構造体の端部を突き合わせ接合する方法であって、次の（ａ）〜（ｄ）工程を備えることを特徴とする既設トンネルと新設トンネルの接合方法。
（ａ）既設トンネル側の覆工コンクリートの不要部の解体・撤去時に、新設の鋼製支保工の端部の軸力を直接受ける既設覆工コンクリート背面地山を改良強化する工程。
（ｂ）既設トンネルの鋼製支保工を切断後、その端部に部材端力分散用プレートを取り付ける工程。
（ｃ）新設トンネル側より既設トンネル側へ新設の鋼製支保工を延長し、その端部に取り付けた部材端力分散用プレートを含めて鋼製支保工の端部を吹付けコンクリートで根固めし、吹付けコンクリートと一体構造にする工程。
（ｄ）既設の残留覆工コンクリートの端部に突き合わせるように、新設トンネル側の覆工コンクリートを打設する工程。
【請求項２】
請求項１記載の既設トンネルと新設トンネルの接合方法において、
前記（ｄ）の工程の前に、新設トンネル側覆工コンクリートの背面に防水シートを配設すると共に、該防水シートの下端に集水管を配設し、該集水管に、既設トンネル内面に沿わせる排水管を接続する工程を設けたことを特徴とする既設トンネルと新設トンネルの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設トンネルに新設トンネルを交差合流させる場合の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル交差合流部の工事では、トンネル構造体の力学的安定、確実な施工と経済性などから、既設トンネル側の覆工コンクリートを、その約１／３を残して解体・撤去し、この残した覆工コンクリートの端部に、新設トンネル側の鋼製支保工の端部および覆工コンクリートの端部を突き合わせて接合する方法が計画されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これについて、これまでに類似の施工例がないことから、次の点が技術課題となった。
即ち、新設と既設の鋼製支保工の継目は、現場継ぎによる半剛接合となることから、部材間の曲げモーメントの伝達が難しい。また、部材同士の軸がずれるから、部材間でのせん断力、軸力の伝達も難しい。また、別の問題として、突き合わせ接合部での背面水が溜まるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、接合部での力の伝達をスムーズに行えるようにし、さらに排水の問題も解消できるようにする既設トンネルと新設トンネルの接合方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、既設トンネルの側部に新設トンネルが斜めに交差合流する合流区間で、新設トンネル断面と既設トンネル断面を含む扁平半円状のトンネル断面を形成し、その新たに形成した扁平半円状のトンネル断面の既設トンネル側の覆工コンクリートとして、既設トンネルの新設トンネルと反対側の覆工コンクリートをそのまま残し、その残留覆工コンクリートの端部に新設の本設支保構造体の端部を突き合わせ接合する方法であって、次の（ａ）〜（ｄ）工程を備えることを特徴とする。
（ａ）既設トンネル側の覆工コンクリートの不要部の解体・撤去時に、新設の鋼製支保工の端部の軸力を直接受ける既設覆工コンクリート背面地山を改良強化する工程。
（ｂ）既設トンネルの鋼製支保工を切断後、その端部に部材端力分散用プレートを取り付ける工程。
（ｃ）新設トンネル側より既設トンネル側へ新設の鋼製支保工を延長し、その端部に取り付けた部材端力分散用プレートを含めて鋼製支保工の端部を吹付けコンクリートで根固めし、吹付けコンクリートと一体構造にする工程。
（ｄ）既設の残留覆工コンクリートの端部に突き合わせるように、新設トンネル側の覆工コンクリートを打設する工程。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の既設トンネルと新設トンネルの接合方法において、（ｄ）の工程の前に、新設トンネル側覆工コンクリートの背面に防水シートを配設すると共に、該防水シートの下端に集水管を配設し、該集水管に、既設トンネル内面に沿わせる排水管を接続する工程を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は全体断面、図２は要部拡大図である（図２中、Ａはトンネル内空側、Ｂは地山側を示す）。なお、説明の便宜上、工事内容自体（例えば吹付けコンクリート工やロックボルト工自体）に符号を付すこともある。
この施工方法は、既設トンネル１の側部に新設トンネル２が斜めに交差合流する合流区間において、新設トンネル断面と既設トンネル断面を含む扁平半円状のトンネル断面を形成し、その新たに形成した扁平半円状のトンネル断面の既設トンネル１側の覆工コンクリートとして、既設トンネル１の新設トンネル２と反対側の覆工コンクリート２５をそのまま残し、その残留覆工コンクリート２５の端部２５ａに、新設の本設支保構造体（鋼製支保工２０及び覆工コンクリート２１）の端部２０ａ、２１ａを突き合わせ接合するための工法である。
【０００８】
施工手順としては、まず、既設トンネル１側の覆工コンクリートの不要部の解体・撤去時に、新設の鋼製支保工２０の端部２０ａの軸力を直接受ける既設覆工コンクリート背面地山を、裏込め注入工１１等で改良強化する。
【０００９】
次に、既設トンネル１の鋼製支保工１０を切断後、その端部１０ａに部材端力分散用プレート１５を取り付け、新設の覆工コンクリート５の端部に反力を取る構造とする。
【００１０】
次に、新設トンネル２側より既設トンネル１側へ新設の鋼製支保工２０を延長し、その端部２０ａに取り付けた部材端力分散用プレート１６を含めて鋼製支保工２０の端部２０ａを吹付けコンクリート工で根固めし、吹付けコンクリート１２と一体構造にする。なお、図２中符号１３で示す部分は掘削面であり、掘削面１３に対しても吹付けコンクリート工１４を実施する。
【００１１】
次に、既設の残留覆工コンクリート２５の端部２５ａに突き合わせるように、新設トンネル２側の覆工コンクリート５を打設し、その打継面の処理を行う。符号６で示す部分が突き合わせ位置である。この場合、新設の覆工コンクリート５の打継面の処理は、モルタルやセメントペーストなどで行い、一般部での曲げ引張強度の約８５〜９５％を、この打継面で確保できるようにする。さらに、新設覆工コンクリート５はスチールファイバーコンクリートとする。また、既設覆工コンクリート２５には差し筋２７などを行い、これに新設の覆工コンクリート５の鉄筋２８を接続することにより、覆工コンクリート５、２５の挙動の連続性を確保する。
【００１２】
また、新設の覆工コンクリート５の施工に先だって、同覆工コンクリート５の背面水を既設トンネル１側へ排水する構造を確保する。その場合は、新設トンネル２側の覆工コンクリート５を設ける箇所の背面に防水シート３０を配設すると共に、該防水シート３０の下端に集水管３１を配設する。そして、この集水管３１に、既設トンネル１の内面に沿わせる排水管３２を接続する。これにより、覆工コンクリート５の背面水は、防水シート３０上を流れ落ちた後、集水管３１に集められ、排水管３２を通して既設トンネル１側に排水されることになる。
【００１３】
この排水設備の実際の施工は、以下の通りに行う。
まず、吹付けコンクリートなどで改良、補強した鋼製支保工２０の端部２０ａが当たる既設覆工コンクリート２５側の背面部をトンネル進行方向に堀込み、集水管３１を設置する。次に、新設支保構造体の内空表面に防水シート３０を張り付け、この端部を集水管３１に接着する。また、グラインダーなどを用いて、トンネル進行方向に一定間隔に、排水管３２を埋め込むための溝３３を、既設トンネル１の覆工コンクリート２５の内空表面にトンネル周方向に沿って掘込む。そして、集水管３１に接続した排水管３２をこの溝３３の中に埋め込み、その上をモルタル等で密充填して、既設トンネル１側の覆工コンクリート２５の表面を修復する。その後、新設覆工コンクリート５を、配筋後にスライドセントルを用いて打設する。
【００１４】
以上のように接合した場合、その接合部で、図３中の矢印で示すように応力の伝達が行われる。即ち、新設トンネル２側の鋼製支保工２０の端部２０ａの応力は、部材端力分散用プレート１６を介して吹付けコンクリート工１２で強化された周辺地山で受け止められる。また、既設トンネル１側の鋼製支保工１０の端部１０ａの応力は、部材端力分散用プレート１５を介して新設覆工コンクリート５で受け止められる。また、新設と既設の覆工コンクリート５、２５は、相互の突き合わせ面を介して互いの応力を受け止める。従って、新設側の要素と既設側の要素間で力の伝達が確実に行われる。なお、既設と新設の構造体はロックボルト４１、４２で地山に固定することにより、一層の安定した構造が得られ、施工しやすくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、既設トンネルと新設トンネルの接合部分での力の伝達を円滑に行うことができるようになるため、計画通りに安全で経済的に新設トンネルと既設トンネルを交差合流させることができる。また、請求項２のようにすれば、背面水の処理もスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の方法を実施して施工したトンネルの断面図である。
【図２】  図１のＩＩ部拡大図である。
【図３】  図２の部分の力の伝達の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１  既設トンネル
２  新設トンネル
５  新設の覆工コンクリート
１０  既設の鋼製支保工
１１  吹付けコンクリート
１２，１４  吹付けコンクリート工
１５，１６  部材端力分散用プレート
２０  新設の鋼製支保工
２５  既設の覆工コンクリート
【図１】
0003728638.tif 000002
【図２】
0003728638.tif 000003
【図３】
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