(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の複数の函体と、
函体間に介在させる止水材と、
複数の函体間を貫通して配置されるＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線と、からなり、
複数の函体間を貫通して配置したＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の端部を、一体化する複数の函体からなる函体群に隣接する別の函体群の端部付近に設けた定着部に各々定着し合うことで、函体群同士も一体化することを特徴とする、
水底トンネルの構造。
【請求項２】
貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の複数の函体と、
函体間に介在させる止水材と、
函体間に跨って配置する連結材と、
複数の函体間を貫通して配置されるＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線と、からなり、
複数の函体間を貫通して配置したＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の端部を、一体化する複数の函体からなる函体群に隣接する別の函体群の端部付近に設けた定着部に各々定着し合うことで、函体群同士も一体化することを特徴とする、
水底トンネルの構造。
【請求項３】
貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の函体と、前記函体と嵌合関係となる別の函体を、水底にて止水材を介在させて接合し、
前記した接合工程を複数の函体に対しておこない、
複数の函体間を貫通して配置したＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を緊張して複数の函体を一体化するとともに、前記ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の端部を一体化する複数の函体からなる函体群に隣接する別の函体群の端部付近に設けた定着部に各々定着し合うことで、函体群同士も一体化することを特徴とする、
水底トンネルの構築方法。
【請求項４】
貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の函体と、前記函体と嵌合関係となる別の函体を、水底にて止水材を介在させて接合し、
函体間に跨って連結材を配置して函体間を連結し、
前記した接合及び連結工程を複数の函体に対しておこない、
複数の函体間を貫通して配置したＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を緊張して複数の函体を一体化するとともに、前記ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の端部を一体化する複数の函体からなる函体群に隣接する別の函体群の端部付近に設けた定着部に各々定着し合うことで、函体群同士も一体化することを特徴とする、
水底トンネルの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレキャスト製の函体を水底に沈設して構築する水底トンネルの構造及び水底トンネルの構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から製作ヤードで構築した函体を、目的地まで曳航して沈設することによって水底トンネルを構築する方法が実施されていた。
通常、沈設する函体は、１００ｍ〜１４０ｍ程度の長さを有するため、造船所のドックのような製作ヤードを工事現場付近に構築して函体を製作していた。
このように長大な剛性の高い函体を水底に沈設した場合、水底の不等沈下や地震などの変動に伴って、函体に大きな応力が発生することがある。
また、製作した函体は、重量が大きすぎて通常のクレーン等で持ち上げることができないため、函体の前後を隔壁（バルクヘッド）で塞いで、水上に浮かべて曳航することで目的地まで運搬していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の水底トンネルの構造及び水底トンネルの構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞水底トンネルの構造を長大で剛性の高い函体で構成した場合、不等沈下や地震等による変動に備えて、壁厚等を厚くしたり、鉄筋を過密に配筋したりする必要がある。このため、函体の製作費用が高くなる。
＜ロ＞函体長が１００ｍを越す函体を製作するのに必要なドック式製作ヤードを構築するために、広大な敷地を確保し、多大な建設費をかける必要がある。
＜ハ＞長大な函体を移送する際に、沈設後には生じない変形や応力が発生する場合があるので、そのための補強が必要になる。
＜ニ＞既設の水底トンネルの隣接地に新たに水底トンネルを構築する場合、長大な函体を一時に設置しようとすれば、既設の水底トンネルへの影響が避けられない。このため、既設の水底トンネルを補強した後に掘削をおこなうなどの対策工事が必要となる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、小規模な函体を使用し、確実に函体を接合できる水底トンネルの構造及び水底トンネルの構築方法を提供することを目的とする。
また、小規模な函体を柔軟かつ確実に一体化して函体間の接合を柔構造とすることで、不等沈下や地震等によっても函体に余分な応力が発生し難い水底トンネルの構造を提供することを目的とする。
また、運搬、沈設のために特別に函体を補強することを必要としない水底トンネルの構築方法を提供することを目的とする。
さらに、周辺環境への影響の少ない水底トンネルの構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の水底トンネルの構造は、貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の複数の函体と、函体間に介在させる止水材と、からなるものである。ここで、函体間に跨る連結材を配置することができる。
【０００６】
また、貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の複数の函体と、函体間に介在させる止水材と、複数の函体間を貫通して配置される緊張材と、からなる水底トンネルの構造とすることもできる。ここでも、函体間に跨る連結材を配置することができる。
【０００７】
また、本発明の水底トンネルの構築方法は、貫通方向の端部に嵌合形状を有するプレキャスト製の函体と、前記函体と嵌合関係となる別の函体を、水底にて止水材を介在させて連結し、前記した連結工程を複数の函体に対しておこない、複数の函体間を貫通して配置した緊張材を緊張して複数の函体を一体化する方法である。
ここで、上記の水底トンネルの構築方法において、前記連結は、函体に配置した台座に連結鋼棒を取り付けておこなうことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
＜イ＞函体
函体１は、水底トンネルを構成する構造体である。複数の函体１を水底で接合することによって水底トンネルの構造を構築する。
函体１の函体長は、例えば２０〜３０ｍ程度にする。本発明で使用する函体１は、クレーンで吊り上げるなどして容易に運搬できるようにするため、従来から沈埋工法で使用されていた函体長より短いものを使用するのが好ましい。そして、必要に応じて水底において複数の函体１（例えば５〜７函体）を緊張材２により一度に一体化する。
函体１の断面形状は矩形、楕円形など任意に選択することができる。通常は、図５に示すようなボックスカルバート型の矩形断面の函体１を使用する。
函体１の貫通方向の端部は嵌合形状に形成する。例えば、函体１の一方の端部には嵌合凸部１２を形成し、反対側の端部には嵌合凹部１１を形成する。隣接する函体１同士の嵌合凸部１２と嵌合凹部１１は正確に嵌り合うようにマッチキャスト方式で函体１を製作するのが好ましい。なお、嵌合形状は図１に示した凹凸形状に限定されるものではなく、歯型を組み合わせるものや雌雄継手を複数配置したものであってもよい（図示せず）。
【００１０】
＜ロ＞止水材
止水材５は函体１同士の接合部の止水性を高めるために函体１の端部に配置する。
止水材５として、例えば一次止水材５１と二次止水材５２を使用することができる。
一次止水材５１は、例えば函体１同士が突き合う端面に配置する線状の止水シールで、図５に示すように函体１の端面に２条の環状に取り付ける。一次止水材５１には、ゴムシールやガスケットなど公知の止水材料が使用できる。この一次止水材５１は、函体１を別の函体１に押し付けて嵌め合わせたときに変形して止水性を発揮する。
二次止水材５２は、例えば仮接合が完了して、函体１内部を排水した後に内部から取り付ける止水材５である。例えば、断面Ω型の止水ゴムが使用できる（図４参照）。二次止水材５２は、函体１，１間を跨ぐように取り付ける。
【００１１】
＜ハ＞連結材
連結材は、函体１同士を連結するために使用する。
連結材は、例えば連結鋼棒６１と一組の台座６３で構成する（図３参照）。台座６３は、予め函体１の外面又は内面に突出するように取り付けておく。台座６３を函体１に固定するために脚部を函体１に埋め込む方法やアンカーボルトで固定する方法が採用できる。台座６３にはＵ字型の切込みを設け、容易に連結鋼棒６１を装着できるように構成するのが好ましい。
連結材は、函体１の周方向に間隔をおいて複数配置する（図５参照）。
複数の函体１ごとに後述する緊張材２で一体化する場合は、プレストレストを導入するまでの函体１間の連結を確保するために連結材を使用することもできる。この場合は、連結材は緊張材２によって複数の函体１が一体化された後に撤去して、転用することができる。また、そのまま取り付けておくこともできる。
【００１２】
＜ニ＞緊張材
緊張材２は、複数の函体１を一体化するために配置する。
緊張材２には、公知のＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒等が使用できる。
緊張材２は、例えば函体１の床版や側壁等の躯体内部に設置したシース管２１に挿入する。シース管２１は、函体１の貫通方向、言い換えると軸方向に配置する。
なお、緊張材２及びシース管２１を躯体外部に配置して緊張力を与えることもできる。
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００１４】
＜イ＞函体の製作（図６）
函体１は、陸上の製作ヤードで製作する。
製作ヤードには、流体圧を利用したウォータキャスタやローラコンベヤなどの移送装置８を設置する。そして、函体１の下床版１３、側壁１４、上床版を順に流れ作業で製作する。この際、先に製作した函体１の端部を型枠にして次の函体１を製作するマッチキャスト方式を採用すれば、接合部を精度よく製作することができる。
完成した函体１はワイヤ４１などを使用してクレーン４で吊り上げて目的地まで運搬する。なお、函体１の両端をバルクヘッド１５で塞いだり、函体１に気体を充填した袋体を取り付けたりして曳航して運搬することもできる。
【００１５】
＜ロ＞函体の沈設
函体１を沈設する場所は、必要に応じて予め浚渫又は掘削し、基礎砕石７２や袋状のモルタルパックなどを敷設しておく。本発明の函体１は小規模であるため、函体１を設置するために掘削をおこなったとしても周辺環境に与える影響は少ない
函体１を沈設場所の上方まで運搬した後に、函体１を先に沈設した函体１の隣に沈設する。
【００１６】
＜ハ＞函体の連結
函体１と先に沈設した函体１の嵌合形状（嵌合凹部１１、嵌合凸部１２）を嵌め合わせて函体を接合する。函体１同士が衝突すると、一次止水材５１が変形して一次止水が完了する。
函体１，１に設けた台座６３間に連結鋼棒６１，６２等を配置して連結をおこなう（図３参照）。台座６３を函体１の外面に設けた場合は、連結鋼棒６１，６２を函体１の外部から容易に取り付けることができる。
函体１を沈設した後に函体１の下部に基礎モルタル７１等を注入して基礎を構築する。
水底トンネルには、所定の間隔ごとにバルクヘッド１５を設けた函体１を配置する。バルクヘッド１５を設けた函体１は、例えば水底トンネルの長さで１００〜１５０ｍ間隔ごとに配置する。
このバルクヘッド１５に仕切られた範囲内を排水してから二次止水をおこなう。二次止水は、水底トンネルの内部から函体１間の接合部を跨ぐように二次止水材５２を取り付けることでおこなう（図４参照）。
【００１７】
＜ニ＞函体の一体化
緊張材２による函体１の一体化が必要な場合は、例えば５〜７函体毎に一体化をおこなう。この一体化する複数の函体１をここでは函体群と呼ぶ。
まず、躯体内部に設けたシース管２１に函体群を貫くように緊張材２を挿入する。シース管２１は、通常、函体１の周方向に間隔を置いて複数配置されている。
緊張材２は、函体群に隣接する函体１に設けた一方の定着部２２から他方の定着部２２に向けて函体１の内部から挿入する（図１，２参照）。こうすることで一体化する函体群を別の一体化した函体群に接続することができる。
すなわち、緊張材２を緊張して函体群に一度にプレストレストを導入して一体化すると、その緊張材２の定着部２２が隣接する別の函体群の函体１に設けられているため、函体群同士を一体化できる。
なお、函体１の一体化が完了した後に必要に応じて連結鋼棒６１等を撤去する。函体群が緊張材２のみで連結された場合は、不等沈下や地震時などに柔構造として対応することができる。
そして、最後に必要に応じて構築した水底トンネルを覆土９する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の水底トンネルの構造及び水底トンネルの構築方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞嵌合形状を有するプレキャス製の複数の函体を嵌め合わせて接合するため、確実な接合がおこなえる。
＜ロ＞函体間の接合を柔構造にした場合は、函体に発生する応力を削減できるため、函体の制作費を低減できる。
＜ハ＞函体が小規模であり、運搬、沈設が容易であるため、簡単に水底トンネルを構築することができる。また、函体を運搬、沈設する際に作用する負荷が少ないため、特別な函体の補強などが必要なく、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水底トンネルの構造の実施例の説明図。
【図２】緊張材の定着部の実施例の拡大断面図。
【図３】連結材の実施例の説明図。
【図４】函体間の接合部の実施例の断面図及び拡大説明図。
【図５】函体の実施例の正面図。
【図６】函体を製作する工程の実施例の説明図。
【符号の説明】
１・・・函体
１１・・嵌合凹部
１２・・嵌合凸部
２・・・緊張材
５１・・一次止水材
５２・・二次止水材
６１，６２・・連結鋼棒
６３・・台座
【図１】
0003543195.tif 000002
【図２】
0003543195.tif 000003
【図３】
0003543195.tif 000004
【図４】
0003543195.tif 000005
【図５】
0003543195.tif 000006
【図６】
0003543195.tif 000007