(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネルの路面下に縦断方向に所定のピッチで杭を施工し、この杭を利用して受桁を架設し、この受桁上に覆工板を敷設して仮設路面を構築し、
その後の前記覆工板の下方空間を所定掘削底面まで盤下げ掘削するとともに、前記既設トンネルの側壁脚部下までの掘削を行い、既設側壁コンクリートの一部と露出した地山側壁面とを支保し、既設アーチ部と前記既設側壁コンクリートの一部とを支保する新設側壁コンクリートの打設までの作業を、前記既設トンネルの縦断方向に沿って所定間隔をあけて位置する施工ブロックごとに順次行い、
前記掘削底面まで断面を拡大したトンネル断面を構築することを特徴とする既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項２】
前記既設トンネルは２車線からなり、両車線にわたり前記覆工板による仮設路面を構築し、
引き続き、両車線での盤下げ掘削から前記新設側壁コンクリートまでの施工を順次行い、
拡大後の両車線での路盤工を順次行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項３】
前記既設トンネルは２車線からなり、一方の車線と他方の車線とにおいて、通行車線の盛替えを行って前記覆工板による仮設路面の構築を両車線に順次行い、
引き続き、通行車線の盛替えを行って両車線での盤下げ掘削から前記新設側壁コンクリートまでの施工を順次行い、
さらに通行車線の盛替えを行って拡大後の両車線での路盤工を順次行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項４】
前記側壁脚部下までの掘削から前記新設側壁コンクリートの打設までの作業は、前記既設トンネルの縦断方向及びトンネル断面の両側壁を交互に所定の間隔をあけて行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項５】
前記地山側壁面は、吹付コンクリートとロックボルトとで支保することを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項６】
前記新設側壁コンクリートは、前記既設側壁コンクリートの一部と一体化させるようにして構築することを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項７】
既設トンネルのアーチ部表面を防水シート及びプレキャストコンクリート製覆工アーチ部材で覆い、エアモルタルで空隙充填することを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項８】
前記拡大後のトンネルの覆工断面は新設インバートによって閉合した形状とすることを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【請求項９】
前記拡大後のトンネルの路面は前記掘削底面上の路盤にプレキャストコンクリート舗装版を敷設してなることを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの盤下げ工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は既設トンネルの建築限界確保に係り、特に既設トンネルの断面を拡大して改修トンネルを構築する工事において、トンネル及び取付道路の新たな用地を買収することなく、また工事進行中において供用中の交通遮断を行うことなく工事を行えるようにした既設トンネルの盤下げ工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通量の増加や通行車両の大型化に対応するため、活線下において既設トンネルの断面を拡幅するトンネル拡幅方法が種々提案されている（特許文献１，特許文献２）。
【０００３】
特許文献１に示したトンネル拡幅工法では、既設トンネルのアーチおよび側壁を支保しながらその外周に大断面のトンネルを掘削する際、既設トンネルの覆工を補強し、既設トンネル内部を通行する車両の防護工として用いて既設トンネルの周囲地盤を掘削してトンネル拡幅を図ることを特徴としている。
【０００４】
特許文献２に示したトンネルの拡幅工法では、あらかじめ既設トンネルの覆工内周を補強した状態で、既設トンネルの上部の地盤に拡大トンネルの先行頂部トンネルを掘削し、補強された既設トンネルの周囲を掘り下げていき、拡幅断面の掘削完了後に既設トンネルの覆工を解体することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５７３６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したいずれの既設トンネルの拡幅工法も、拡大トンネル構築後、既設トンネルの覆工を全断面にわたり解体、撤去することを前提としている。このため、既設トンネルの断面を拡幅するためには、トンネル本体の拡幅工事に加え、既設トンネルの解体撤去工事、さらに既設トンネルの前後の道路において幅員を拡幅する等の明かり工事を要する。このため、工事が長期化する上、市街地などではトンネルのアプローチとなる拡幅範囲の用地確保に永年を要することが多く早期の問題解決が果たせないため、既設トンネルの拡幅工事のスムーズな進行が果たせないと言う問題がある。
【０００７】
従来の既設トンネルでは車両の大型化によりアーチ部の肩部分が建築限界にかかって車両の通行に支障がでている事例が多い。このため、この部分で建築限界に対する余裕空間が確保できれば、車両通行に関する問題が解決する場合が多い。また、既設トンネルのアーチ部をそのままにした拡幅工事が行えれば、各特許文献に示したようなトンネル拡幅工法に比べて掘削断面も小さく、また通行遮断をほとんど起こさないため、工費の縮減と工期の短縮を図ることができる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、既設トンネルを拡幅する工事において、トンネル及び取付道路の新たな用地を買収することなく、また従来の交通遮断が必要とされる拡幅工法から工事進行中において交通遮断を行うことなく工事を行えるようにした既設トンネルの盤下げ工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は既設トンネルの路面下に縦断方向に所定のピッチで杭を施工し、この杭を利用して受桁を架設し、この受桁上に覆工板を敷設して仮設路面を構築し、その後の前記覆工板の下方空間を所定掘削底面まで盤下げ掘削するとともに、前記既設トンネルの側壁脚部下までの掘削を行い、既設側壁コンクリートの一部と露出した地山側壁面とを支保し、既設アーチ部と前記既設側壁コンクリートの一部とを支保する新設側壁コンクリートの打設までの作業を、前記既設トンネルの縦断方向に沿って所定間隔をあけて位置する施工ブロックごとに順次行い、前記掘削底面まで断面を拡大したトンネル断面を構築することを特徴とする。
【００１０】
前記既設トンネルは２車線からなり、両車線にわたり前記覆工板による仮設路面を構築し、引き続き、両車線での盤下げ掘削から前記新設側壁コンクリートまでの施工を順次行い、拡大後の両車線での路盤工を順次行うことが好ましい。
【００１１】
前記既設トンネルは２車線からなり、一方の車線と他方の車線とにおいて、通行車線の盛替えを行って前記覆工板による仮設路面の構築を両車線に順次行い、引き続き、通行車線の盛替えを行って両車線での盤下げ掘削から前記新設側壁コンクリートまでの施工を順次行い、さらに通行車線の盛替えを行って拡大後の両車線での路盤工を順次行うことが好ましい。
【００１３】
前記側壁脚部下までの掘削から前記新設側壁コンクリートの打設までの作業は、前記既設トンネルの縦断方向及びトンネル断面の両側壁を交互に所定の間隔をあけて行うことが好ましい。
【００１４】
前記地山側壁面は、吹付コンクリートとロックボルトとで支保することが好ましい。
【００１５】
前記新設側壁コンクリートは、前記既設側壁コンクリートの一部と一体化させるようにして構築することが好ましい。
【００１６】
既設トンネルのアーチ部表面を防水シート及びプレキャストコンクリート製覆工アーチ部材で覆い、エアモルタルで空隙充填することが好ましい。
【００１７】
前記拡大後のトンネルの覆工断面は新設インバートによって閉合した形状とすることが好ましい。
【００１８】
前記拡大後のトンネルの路面は前記掘削底面上の路盤にプレキャストコンクリート舗装版を敷設することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の既設トンネルの盤下げ工法を適用する既設トンネルの横断面形状を示した概略正面図。
【図２】本発明の既設トンネルの盤下げ工法を適用して盤下げ掘削により拡大を行った拡大トンネルの横断面形状を示した概略正面図。
【図３】本発明の一実施形態による既設トンネルの拡大工事の施工順序を示した説明図（ステップ１，２）。
【図４】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ３，４）。
【図５】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ５，６）。
【図６】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ７，８）。
【図７】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ９，１０）。
【図８】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の抜き掘り工法での施工順序を示した説明図。
【図９】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の抜き掘り工法での施工順序を示した説明図。
【図１０】本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の抜き掘り工法での施工順序を示した説明図。
【図１１】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工法を適用する既設トンネルの横断面形状を示した概略正面図。
【図１２】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工法を適用して盤下げ掘削により拡幅を行った拡幅トンネルの横断面形状を示した概略正面図。
【図１３】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ１）。
【図１４】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ２）。
【図１５】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ３）。
【図１６】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ４）。
【図１７】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ５）。
【図１８】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ６）。
【図１９】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ７）。
【図２０】本発明の他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工事の施工順序を示した説明図（ステップ８）。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の既設トンネルの盤下げ工法の実施するための形態として、以下の施工例について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は拡幅工事の対象となる既設トンネル５０の横断面形状の一例を示している。同図に示したように、建築限界５２が側壁コンクリート５４に支持されたアーチ部５３の一部を侵しており、国際規格のコンテナトレーラー等の大型車両６０の通行に支障がある状態となっている。
【００２２】
図２は本発明の既設トンネルの盤下げ工法によってトンネル断面の拡大を行った後の拡大トンネル１の断面形状を示している。同図に示したように、既設トンネル５０のアーチ部５３をそのままにして盤下げした路面３０を構築することで建築限界２の大幅な増大を図ることが可能となった。本実施形態の拡大トンネル１はインバート閉合構造となっているが、インバートコンクリート２５には後述する仮設杭の一部を切断して転用された支持杭１０の杭頭部が埋設固定されている。これにより拡大トンネル１はインバートが支持層に支持された構造体として機能する。なお、杭１０の杭頭部をインバートコンクリート２５内に埋設することなく、インバート下の地盤内に位置させ、インバートコンクリート２５と絶縁した構造とすることもできる。その場合には、支持杭１０は拡大トンネル１を直接支持しないが、軟弱な地盤での偏圧による横移動を抑止する抑止杭として機能させることができる。なお、拡大トンネル１のアーチ部５３の内周面にはプレキャストコンクリート覆工アーチ４０が施工されている。本実施形態のプレキャストコンクリート覆工アーチ４０は２〜３ブロックのアーチを組み立てた略半円状のアーチ構造からなり、各図示しない門型移動架台または専用据付機械と高所作業車を用いてアーチ部５３の内周面に沿って組み立てられる。そのとき既設のアーチ部５３を構成し、在来工法覆工の弱点となる覆工コンクリートのひび割れ・目地部またはレンガやコンクリートブロックの隙間からの漏水対策として、アーチ部５３とプレキャストコンクリート覆工アーチ４０との間に防水シート（図示せず）を張り、アーチ部５３との間の空隙をエアモルタル等により埋める空隙充填部４１が施工される。
【００２３】
トンネル内路面３０は一般にはセメントコンクリート舗装が用いられているが、コンクリート養生期間が必要となるので、プレキャストコンクリートコンクリート舗装版が敷設される。
【００２４】
以下、本発明の一実施形態による既設トンネルの盤下げ工法の一連の施工状況（ステップ１〜１０）について、図３〜図１０を参照して説明する。
【００２５】
図３（ａ−１）は２車線の既設トンネル５０の上下車線５のそれぞれの車線にトンネル全長にわたり縦断方向に所定ピッチで杭１０を打設し、杭１０上に受桁１１を架設し、受桁１１上に覆工板１２を敷設した仮設道路を構築した施工状況（ステップ１）におけるトンネル断面を示している。図３（ａ−２）はこの状態におけるトンネル縦断面図である。本実施形態では縦断方向に２ｍ間隔で杭１０が打設されている。この路面覆工作業は交通状況に応じて昼夜一車線規制または夜間一車線規制（昼間は交通開放される。）で行われる。杭１０は本施工例では仮設杭としてのＨ形鋼杭を使用している。また、杭１０の一部にはあらかじめ、上述したように拡大トンネル完成時にインバートコンクリート２５内に杭頭部が位置するように杭接続部を設けておくことが好ましい。
【００２６】
図３（ｂ−１）、（ｂ−２）は仮設道路下空間の掘削状況（ステップ２）におけるトンネル断面を示している。道路下の空間７は杭１０が密集し狭いため、切羽後方の覆工板１２の一部を取り除いて設けた開口から小型の自走式の掘削機（図示せず）を搬入して空間７（大背）の掘削作業を実施する。このとき作業空間を確保するために掘削位置の覆工板１２を一時的に取り外して掘削作業を行う。また掘削土砂の搬出作業によって仮設道路上の車両の通行を遮断しないように、トンネル坑口外まで掘削土砂を連続的に搬出する搬出経路（図示せず）を進行状況に応じて延長することが好ましい。空間７の掘削手順は地山の安定度によって全断面あるいは適切な段数のベンチ掘削等を行い、吹付コンクリート等によって切羽および法面の安定を図ることが好ましい。また、必要に応じて露出した杭１０間をつなぎ材（図示せず）で補強することにより、仮設道路の安定性を図ることも好ましい。
【００２７】
図４（ｃ−１）、（ｃ−２）〜図５（ｅ−１）、（ｅ−２）は一方の車線（紙面左側を指し、以下車線１と呼ぶ。）の既設トンネル５０の側壁部の一部の撤去から拡大トンネルの側壁コンクリート、インバートの一部の構築までの工程（ステップ３〜５）を示している。また抜き掘り工法を採用した際の縦断方向および左右の車線での施工順序を説明するために図８〜１０を示す。以下、各作業の施工内容について各図を参照して説明する。
【００２８】
図４（ｃ−１）、（ｃ−２）は車線１側の既設トンネル５０側壁コンクリート５４の一部を撤去し、残された側壁コンクリートの一部５４ａをロックボルト２１で補強した状態を示している。図４（ｃ−１）に示したように、拡大トンネルの側壁部分の盤下げ掘削では既設トンネル５０の側壁脚部下を掘削する。また拡大トンネルでは既設トンネル５０の側壁コンクリート５４に代えて新設の側壁コンクリート２４（図５（ｅ−１））を構築するため、既設トンネル５０の側壁コンクリート５４を撤去することになる。しかし、側壁コンクリート５４はアーチ部５３を支持する部材であるため、アーチ部に変状を生じさせないことが重要である。そこで、既設トンネルの側壁コンクリート５４の一部５４ａを残し、この部分を既設トンネル５０のアーチ部５３の支保部材とすることとした。地山８側の側壁コンクリートの一部５４ａを残してロックボルト２１で補強してアーチ部５３の支保部材とした。ロックボルト２１の本数、長さは対象地山の状況に応じて適宜設計して決定する。これにより拡大トンネルの側壁コンクリートが完成するまでの間、既設トンネルのアーチ部５３を確実に支保することができる。このとき各作業での作業空間を確保するために作業位置の覆工板を一時的に取り外すことが好ましい。
【００２９】
ところで、上述のステップ４，５の掘削と支保作業では、既設トンネルのアーチ部を確実に支持するために、トンネル縦断方向に沿って所定の間隔をあけたブロックごとに行う「抜き掘り工法」を採用している（図４（ｃ−２））。ここで、図８〜図１０を参照してその抜き掘りステップについて説明する。図８は地山安定性が比較的悪い状態での施工例を示している。地山が悪い場合、片側車線のみ連続施工すると偏土圧が生じるおそれがあるため、左右車線を交互施工することとする。そこで、施工ローテーションは既設トンネルアーチ部の覆工スパンに対応させて行うことが好ましい。たとえば覆工スパンが１２ｍとすると、１回の掘削長を３ｍとする。その施工順序としては、図８（ａ）に示したように、まず１スパン内の偶数ブロック（たとえば図４（ｃ−１）中、２ＢＬ，４ＢＬ）に対してそれぞれ車線１、車線２の順で施工を行う。（例えば丸数字１→２→３→４の順）。この作業をトンネル縦断方向の全長にわたって行う。この１スパンでの施工を複数箇所で並行作業として行うこともできるが、その場合には近接施工による各作業の能率低下等を防止するために１スパン以上離れたスパンで作業することが好ましい。トンネル全長あるいは所定範囲での抜き掘り施工が完了したら、未施工ブロックの抜き掘り施工を行う（図８（ｂ））。この場合にも未施工ブロックの施工は、図８（ｂ）に示したように、１スパン内に残った奇数ブロックに対してそれぞれ車線１、車線２の順で施工を行う（丸数字５→６→７→８）。なお、上述の掘削手順を適宜変えて掘削することはいうまでもない。例えば偶数ブロックにおいて、丸数字１→４→２→３のように千鳥状に掘削し、その後の奇数ブロックにおいて、丸数字５→８→６→７の順に掘削することもできる。
【００３０】
次に、比較的地山が安定している場合での抜き掘りステップについて、図９，１０を参照して説明する。地山が安定していて偏土圧発生のおそれがない場合、既設トンネルの側壁部までの土平掘削は作業性を重視して片側車線の先行施工とすることができる。図９（ａ）に示したように、まず車線１の１スパン内の偶数ブロック（たとえば図４（ｃ−１）中、２ＢＬ，４ＢＬ）に対して順に施工を行う（丸数字１→２）。この作業をトンネル縦断方向にわたって行う。トンネル全長あるいは所定範囲での抜き掘り施工が完了したら、引き続き車線１の未施工ブロックの抜き掘り施工を行う（図９（ｂ））。この未施工ブロックの施工は、図９（ｂ）に示したように、車線１の１スパン内に残った奇数ブロックに対して施工を行う（丸数字３→４）。引き続き図１０（ａ）、（ｂ）に示したように、車線２において、偶数ブロックの施工（丸数字５→６）、奇数ブロック（丸数字７→８）の施工を行う。この場合にも、１スパンでの施工を複数箇所で並行作業として行うこともできるが、近接施工による各作業の能率低下等を防止するために１スパン以上離れたスパンで作業することが好ましい。なお、これらのブロックの施工順序、ブロックの長さ等は地山の状態、施工性等を考慮して種々の設定が可能であることは言うまでもない。
【００３１】
以下、上述した抜き掘り工法で掘削された部位の支保作業（ステップ４，５）について図４（ｄ−１）、（ｄ−２）、図５（ｅ−１）、（ｅ−２）を参照して説明する。ステップ４では、上述した対象ブロックの土平掘削、露出した地山の吹付コンクリート２０の施工、ロックボルト２１の打設を行う。本実施形態では吹付コンクリート２０の吹付け厚は１０ｃｍ、ロックボルト２１の長さは３ｍ、縦断方向１ｍピッチとしたが、吹付け厚さ、ロックボルトの打設ピッチ、本数、長さは対象地山の状況に応じて適宜設計して決定することが好ましい。
【００３２】
図５（ｅ−１）、（ｅ−２）は盤下げ掘削後の側壁部に側壁コンクリート２４を構築する施工状況（ステップ５）を示している。同図に示したように側壁コンクリート２４は既設トンネルの側壁コンクリート５４の一部と一体化した側壁２４ａとインバート（底版）の一部２４ｂとからなる略Ｌ形をなし、アーチ部から側壁２４ａへ伝わる荷重はインバート（底版）２４ｂで確実に支持される。この側壁コンクリート２４の覆工厚は図５（ｅ−１）に示したように、拡大トンネルの内空断面に沿った厚さに設定され、最終的に施工されるインバートコンクリート２５とともに拡大トンネル１の覆工部材として所定の鉄筋量が配筋された鉄筋コンクリート構造とする。インバートコンクリート２５を打設する際、杭１０を含む部分は箱抜き型枠（図示せず）を設置することが好ましい。また底部近くの杭１０の回りにゴム系の止水板を用いた止水部２６を設けることが好ましい。
【００３３】
図５（ｆ−１）、（ｆ−２）は上述した抜き掘り工法によって両車線の側壁コンクリート、インバートコンクリート２５の一部までの施工が完了した状態（ステップ６）を示している。この状態ではインバートが閉合されていないので、トンネル断面の変状を防止するために、対向して打設されたインバート間に仮設のストラット（切梁）をトンネル縦断方向に所定ピッチで配設することも好ましい。
【００３４】
図６（ｇ−１）、（ｇ−２）はインバートコンクリート２５を打設してインバート閉合を行った状態（ステップ７）を示している。これにより拡大トンネル１は力学的に安定状態となる。なお、本実施形態の拡大トンネル１はインバートが杭１０で支持された構造からなるが、上述したように杭１０の杭頭部をインバートコンクリート２５内に埋設固定しない構造としてインバートを閉合するトンネル断面としてもよい。
【００３５】
図６（ｈ−１）、（ｈ−２）〜図７（ｊ−１）、（ｊ−２）は拡大トンネル１内に所定の設計高さの路面３０を確保するために、所定高さまで埋戻し材を敷設して転圧、整形して埋戻し部３５を構築し、その上に所定設計厚の路盤工３１、表層舗装３３を施すまでの施工状態（ステップ８〜１０）を示している。埋戻し部が構築された範囲から順次杭１０上部および受桁１１、覆工板１２を撤去することができる。このとき図９（ｉ−２）に示したように、埋戻し部３５上に路盤工３１を行うため、仮設道路の端部から路面３０まで所定の傾斜で仮設スロープ３４を設けることが好ましい。この仮設スロープ３４は図示したように、仮路盤３６、仮表層舗装３７とで構成してもよいし、移動を容易にするために、仮設覆工板と支持脚（図示せず）とで構成するようにしてもよい。
【００３６】
一方、延長が長いトンネルでは、トンネル坑口に向けてのアプローチ道路３８は所定の勾配（たとえば５％）をつけて既存道路からトンネル内の路面３０まで斜路としてすりつけることが好ましい（図７（ｉ−２）、（ｊ−２））。延長が短いトンネルの場合には、斜路を設けずに、トンネル坑口に至る所定範囲のアプローチ道路を拡大トンネルの路面に合わせて盤下げすることも可能である。
【００３７】
以上の説明では、拡大後の拡大トンネルはインバート閉合する断面形状となっているが、地山強度が良好な場合にはインバートを設けず側壁コンクリートでアーチ部の荷重を支持するトンネル断面形状としてもよい。
【００３８】
［第２実施形態］
以下、本発明の既設トンネルの盤下げ工法の他の実施形態（第２実施形態）として、対面２車線の既設トンネルに対して一方の車線を先行して施工し、その後他方の車線の施工を行うようにした施工例について説明する。
【００３９】
図１１は図１と同様に、拡幅工事の対象となる既設トンネル５０の横断面形状の一例を示している。同図においても、建築限界５２が側壁コンクリート５４に支持されたアーチ部５３の一部を侵しており、コンテナトレーラー等の大型車両６０の通行に支障がある状態となっている。
【００４０】
図１２はこの他の実施形態の盤下げ工法によってトンネル断面の拡幅を行った後の拡大トンネル１の断面形状を示している。同図に示した拡大トンネルはインバート閉合を行わない断面形状からなり、既設トンネル５０のアーチ部５３をそのままにして盤下げし、側壁コンクリートを新設して拡大トンネル断面を確保することで建築限界２の大幅な増大を図った。なお、拡大トンネル１のアーチ部５３の内周面にはプレキャストコンクリート覆工アーチ４０が施工されている。本実施形態のプレキャストコンクリート覆工アーチ４０は２〜３ブロックのアーチを組み立てた略半円状のアーチ構造からなり、図示しない門型移動架台または専用据付機械と高所作業車を用いてアーチ部５３の内周面に沿って組み立てられる。そのとき既設のアーチ部５３の漏水対策としての防水シート（図示せず）及びエアモルタル等による空隙充填部４１が施工される。トンネル内路面３０はコンクリート養生期間が不要なプレキャストコンクリート舗装版により施工される。
【００４１】
以下、他の実施形態による既設トンネルの盤下げ工法の一連の施工状況（ステップ１〜８）について、図１３〜図２０を参照して説明する。
【００４２】
図１３は対向２車線の既設トンネル５０のうち、一方の車線５のトンネル全長にわたり縦断方向に所定ピッチで杭１０と受桁１１を架設し、受桁１１上に覆工板１２を敷設し、仮設道路を構築する施工状況（ステップ１）を示している。この作業は昼夜一車線規制で行われる。同図には拡幅のために盤下げ後の想定掘削底面Ｇが示されている。杭１０は本施工例では仮設杭としてのＨ形鋼杭を使用しているが、杭の種類は問わない。
【００４３】
図１４は図１３の工事完了後に引き続いて他方の車線６において同様の覆工板１２の敷設工事を行う施工状況（ステップ２）を示している。これにより既設トンネル５０内は路面全面が覆工板１２で覆われ、後の工事の仮設道路となる。
【００４４】
図１５は一方の車線５の仮設道路の覆工下の盤下げ掘削作業の施工状況（ステップ３）を示している。同図に示したように作業空間７は杭１０が密集する狭い空間であるため、掘削は小型の自走式掘削機（図示せず）によって行い、仮設道路上の車両の通行を遮断しないように、トンネル坑口外まで掘削土砂を連続的に搬出する搬出経路（図示せず）を進行状況に応じて延長することが好ましい。
【００４５】
図１５に示した盤下げ掘削では既設トンネルの側壁脚部下を掘削するため、新たにアーチ部の支保を設ける必要がある。そのために本施工例では、既設の側壁コンクリート５４の一部を斫るとともに、掘削により露出した地山面に吹付コンクリート２０、ロックボルト２１を施工することとしている。吹付コンクリート２０の吹付け厚、ロックボルト２１の本数、長さは対象地山の状況に応じて適宜設計して決定する。これによりアーチ部を確実に支保するとともに、拡幅部の支保の安定を図ることが可能となる。
【００４６】
図１６は盤下げ掘削後の側壁部に側壁コンクリート２４を構築する施工状況（ステップ４）を示している。同図に示したように側壁コンクリート２４は既設トンネルの側壁コンクリート５４の一部と一体化した側壁２４ａと底版２４ｂとからなる略Ｌ形をなし、アーチ部から側壁２４ａへ伝わる荷重は底版２４ｂで確実に支持される。この側壁コンクリート２４は現場打ちコンクリートで施工するが、所定寸法形状に工場製作されたプレキャストコンクリート部材を現場に搬入して組み立てることもできる。この場合、背面側の吹付コンクリート２０と既設トンネルの側壁コンクリート５４の一部とプレキャストコンクリート部材との一体化を図るために、両者の間にエポキシ樹脂等の接着性を有する樹脂等を充填することが好ましい。
【００４７】
図１７，図１８は、他方の車線６における覆工下の盤下げ掘削状況（図７：ステップ５）と、側壁コンクリート２４の構築状況（図８：ステップ６）を示している。このように一方の車線５での掘削作業、側壁コンクリートの構築作業は、他方の車線６での掘削作業、側壁コンクリートの構築作業に対して独立しているため、両車線５，６での各作業は、一方の車線の作業に対して他方の車線の作業を後方から所定距離だけ遅れた並行させることができる。また、一方の車線での作業をトンネル全長にわたって完結させてから他方の車線の作業を行うようにしても良い。さらに、反対方向に向けて両方の車線の作業を進行するようにしてもよい。このように各車線での掘削、型枠組立、コンクリート打設の各作業は現場の状況（例えば、トンネル内交通量の多少、施工期間の長短、施工機械の配置数）に応じて、それらの工程を適切に決定することが好ましい。
【００４８】
図１９は車線５のみの一車線規制として車線６の杭１０と覆工板１２を撤去し、拡幅後の掘削面上に路盤工３１と排水工３２を構築する施工状況（ステップ７）を示している。同図に示したように、拡幅後の拡大トンネル１の路面３０を基準とした建築限界２はアーチ部５３と干渉しないように拡大トンネル１内に設定することができる。
【００４９】
図２０は道路を拡幅後の車線６に盛り替え、引き続き車線５の路盤工３１と排水工３２とを構築する施工状況（ステップ８）を示している。同図に示したように、本施工例では拡大トンネル１の路面３０を既設トンネルの路面より１ｍ程度盤下げすることにより、大型車両の通行を想定した建築限界２を確実に確保することができる。
【００５０】
道路舗装工事と並行して、拡大トンネル１のアーチ部５３の内周面にプレキャストコンクリート覆工アーチ４が組み立てられる。プレキャストコンクリート覆工アーチ４０は２〜３ブロックのアーチを組み立てた略半円状のアーチ構造からなり、図示しない門型移動架台または専用据付機械と高所作業車を用いてアーチ部５３の内周面に沿って組み立てられる。そのとき既設のアーチ部５３の漏水対策としての防水シート（図示せず）及びエアモルタル等による空隙充填部４１が施工される。トンネル内路面３０はコンクリート養生期間が不要なプレキャストコンクリート舗装版により施工される。
【００５１】
なお、本発明は上述した２つの実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１  拡大トンネル
２，５２  建築限界
５，６  車線
７  作業空間
１０  杭
１１  受桁
１２  覆工板
２０  吹付コンクリート
２１  ロックボルト
２４，５４  側壁コンクリート
３０  路面（プレキャストコンクリート舗装版）
３１  路盤工
３２  排水工
３３  表層舗装
３５  埋戻し部
４０  プレキャストコンクリート覆工アーチ
５０  既設トンネル
５３  アーチ部
【要約】
【課題】  既設トンネルのトンネル断面を拡大して改修トンネルを構築する工事において、トンネルの幅員を拡幅することなく、また工事進行中において交通遮断を行うことなく工事を行う。
【解決手段】  既設トンネルの路面下に縦断方向に所定のピッチで杭１０を施工し、この杭１０を利用して対向２車線の両車線にわたり覆工板１２による仮設路面を構築する。覆工板１２の下方空間を所定掘削底面まで盤下げ掘削するとともに、既設トンネルの側壁脚部下までの掘削を行い、露出した地山側壁面をロックボルト、吹付コンクリートで支保する。さらにトンネルのアーチ部を支保する側壁コンクリート２４を設け、埋戻し３５・舗装を施工し、拡大断面を確保する。
【選択図】  図６【図１】
0005843413.tif 000002
【図２】
0005843413.tif 000003
【図３】
0005843413.tif 000004
【図４】
0005843413.tif 000005
【図５】
0005843413.tif 000006
【図６】
0005843413.tif 000007
【図７】
0005843413.tif 000008
【図８】
0005843413.tif 000009
【図９】
0005843413.tif 000010
【図１０】
0005843413.tif 000011
【図１１】
0005843413.tif 000012
【図１２】
0005843413.tif 000013
【図１３】
0005843413.tif 000014
【図１４】
0005843413.tif 000015
【図１５】
0005843413.tif 000016
【図１６】
0005843413.tif 000017
【図１７】
0005843413.tif 000018
【図１８】
0005843413.tif 000019
【図１９】
0005843413.tif 000020
【図２０】
0005843413.tif 000021