(57)【要約】【課題】  工事桁を地下構造物の上床版として利用する地下構造物の構築方法を提供する。【解決手段】  本発明による地下構造物の構築方法により構築されるトンネル１１は、シールド機１０により掘削され、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする下りアプローチ区間１２と、工事兼本設桁５を上床版、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とするアンダーパス区間１３と、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする上りアプローチ区間１４とからなる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、
前記車両軌道を工事兼本設桁にて支持し、
シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、
前記工事兼本設桁を前記トンネル部構造物にて支持することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする地下構造物の構築工法。
【請求項２】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、
前記車両軌道を工事桁にて支持し、
シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、
前記工事桁を前記トンネル部構造物にて支持し、
前記工事桁を撤去し、本設桁を設置することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする地下構造物の構築工法。
【請求項３】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、
前記車両軌道を工事兼本設桁にて支持し、
シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、
前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事兼本設桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、
前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、
前記シールド機を地上に到達させることにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする地下構造物の構築工法。
【請求項４】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、
前記車両軌道を工事桁にて支持し、
シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、
前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、
前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、
前記シールド機を地上に到達させ、
前記工事桁を撤去し、本設桁を設置することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする地下構造物の構築工法。
【請求項５】
前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とする前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする請求項１又は３に記載の地下構造物の構築工法。
【請求項６】
前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とする前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする請求項２又は４に記載の地下構造物の構築工法。
【請求項７】
前記上りアプローチ区間及び前記下りアプローチ区間は、掘削部分が地上に開放された半地中部を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の地下構造物の構築工法。
【請求項８】
前記半地中部のセグメントは、環状又は矩形状に配置され、後に一部が撤去されて略Ｕ型に構築されることを特徴とする請求項７に記載の地下構造物の構築工法。
【請求項９】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスして構築される地下構造物において、
前記車両軌道を工事兼本設桁又は工事桁にて支持し、シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は前記工事桁を前記トンネル部構造物にて支持するアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする地下構造物。
【請求項１０】
前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とするアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする請求項９に記載の地下構造物。
【請求項１１】
既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスして構築される地下構造物において、
前記車両軌道を工事兼本設桁又は工事桁にて支持し、シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事兼本設桁又は前記工事桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、前記シールド機を地上に到達させることによりアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする地下構造物。
【請求項１２】
前記セグメントを略Ｕ型のセグメントを設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は本設桁を上床板、前記略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とするアンダーパス区間を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする請求項１１に記載の地下構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工事桁を本設構造物として構築する地下構造物の構築方法に関し、特に、シールド機を用いて鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道線路の下方をアンダーパスする地下構造物を構築する場合においては、全線を開削して施工する全線開削工法と線路の下方部分を非開削で施工し、アプローチ部を開削して施工する部分開削工法とが用いられている。全線開削工法は、営業中の鉄道線路下の支持杭間に列車が走行するための工事桁を設置し、上部荷重を工事桁で支持しながら工事桁下方の地盤を掘削して地下構造物を構築する工法である。すなわち、図１９に示すように、支持杭１０１を鉄道線路の下方に築造し、鉄道線路の下に架設した工事桁１０２を支持杭１０１で支持し、構築予定場所の両側に土留め杭１０３を打設し、土留め杭１０３の内側で工事桁下の地盤を掘削し、この掘削した場所に地下構造物１００を構築し、その後、埋戻す工法である。
【０００３】
また、部分開削工法として、例えば、鉄道線路と平行に発進立坑及び到達立坑を設け、鉄道線路の下方に、これを横断するように発進立坑から到達立坑へパイプルーフを推進設置し、このパイプルーフにて上部荷重を支持しながら地下構造物を構築する方法がある。すなわち、図２０に示すように、パイプルーフ１０５を発進立坑から地中に推進設置させた後、パイプルーフ１０５下部の地盤を掘削しながら作業空間１０６を形成し、この作業空間１０６を利用して地下構造物１０４を構築する工法である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２５９１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した全線開削工法においては、工事桁を設置し、この工事桁の下に掘削された場所で地下構造物を構築するために、工事桁を設置した後に地下構造物の構築作業を行うことになり、工事桁の設置作業と地下構造物の構築作業とを同時に施工することができず、工期が長くなるという問題点があった。また、地下構造物の構築作業は、工事桁下の狭隘空間で行うことになり、作業性が悪く、品質管理も困難であるという問題点があった。さらに、工事桁の下方に上床版を含む地下構造物を構築するために、車両軌道面からの土被りが大きくなり、地下構造物までのアプローチ区間の距離が長くなるという問題点があった。また、地下構造物の構築部分以上の地盤を掘削しなければならないために、環境に負荷がかかるという問題点があった。
【０００５】
そして、上述した部分開削工法においては、立坑を掘削する作業に手間と時間がかかるために、工期が長くなり、工事費が高くなるという問題点があった。また、立坑を掘削した後に地下構造物へのアプローチ区間を構築しなければならないために、さらに工期が長くなるという問題点があった。また、立坑の掘削には、杭打ち機及び重機を使用するために、騒音・振動を低減することが困難であった。また、立坑間にパイプルーフを推進設置する際に、パイプルーフが地下構造体の外郭から大きくはみ出した範囲で山留材が敷設されるために、広い用地が必要となるという問題があった。さらに、立坑内での作業は、狭い範囲での作業で足場の確保が難しく、作業性が悪いという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、工事桁を地下構造物の上床版として利用する地下構造物の構築方法を提供し、短期間で経済性に優れた地下構造物を構築することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の地下構造物の構築工法は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、前記車両軌道を工事兼本設桁にて支持し、シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁を前記トンネル部構造物にて支持することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする（第１の発明）。
【０００８】
第２の発明の地下構造物の構築工法は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、前記車両軌道を工事桁にて支持し、シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、前記工事桁を前記トンネル部構造物にて支持し、前記工事桁を撤去し、本設桁を設置することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明の地下構造物の構築工法は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、前記車両軌道を工事兼本設桁にて支持し、シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事兼本設桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、前記シールド機を地上に到達させることにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明の地下構造物の構築工法は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスするアンダーパス構造物を構築するための地下構造物の構築工法であって、前記車両軌道を工事桁にて支持し、シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、前記シールド機を地上に到達させ、前記工事桁を撤去し、本設桁を設置することにより前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１又は３の発明において、前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とする前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第２又は４の発明において、前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とする前記アンダーパス構造物を構成することを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第３又は４の発明において、前記上りアプローチ区間及び前記下りアプローチ区間は、掘削部分が地上に開放された半地中部を備えることを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第７の発明において、前記半地中部のセグメントは、環状又は矩形状に配置され、後に一部が撤去されて略Ｕ型に構築されることを特徴とする。
【００１５】
第９の発明の地下構造物は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスして構築される地下構造物において、前記車両軌道を工事兼本設桁又は工事桁にて支持し、シールド機にて前記車両軌道の下方にトンネルを掘削してセグメントを設置することによりトンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は前記工事桁を前記トンネル部構造物にて支持するアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第９の発明において、前記セグメントを略Ｕ型に設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は本設桁を上床板、該略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とするアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする。
【００１７】
第１１の発明の地下構造物は、既存の鉄道線路、道路等の車両軌道をアンダーパスして構築される地下構造物において、前記車両軌道を工事兼本設桁又は工事桁にて支持し、シールド機を地上部から発進させて、所定の下り勾配を有する下りアプローチ区間を構築し、前記下りアプローチ区間の終点部から、セグメントを設置することにより前記工事兼本設桁又は前記工事桁をトンネル部構造物にて支持するアンダーパス区間を構築し、前記アンダーパス区間の終点部から、所定の上り勾配を有する上りアプローチ区間を構築し、前記シールド機を地上に到達させることによりアンダーパス構造物を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする。
【００１８】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記セグメントを略Ｕ型のセグメントを設置することにより略Ｕ型の前記トンネル部構造物を構築し、前記工事兼本設桁又は本設桁を上床板、前記略Ｕ型のトンネル部構造物を壁・下床板とするアンダーパス区間を構成する構築工法にて構築されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の地下構造物の構築工法によれば、工事兼本設桁を地下構造物の上床版として利用するために、土被りを最小限に抑えることができる。したがって、地下構造物までのアプローチ区間の距離を短くすることができる。また、地下構造物の壁・下床版をシールド機にて掘削しながら構築する。したがって、地下構造物の構築工期を飛躍的に短縮することができる。
【００２０】
また、本発明の地下構造物の構築工法によれば、シールド機は地上発進して地上到達する。したがって、立坑の開削作業及び構築作業が不要となり、工期を短縮することができる。また、杭打ち機等による騒音・振動も発生しない。
【００２１】
さらに、本発明の地下構造物の構築工法によれば、シールド機にて下りアプローチ区間、アンダーパス区間、上りアプローチ区間の順番に構築する。したがって、工事兼本設桁又は工事桁の設置作業と下りアプローチ区間の構築作業とを、また、工事兼本設桁の仮設部撤去又は本設桁の設置作業と上りアプローチ区間の構築作業とを同時に施工することができるために、工期を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、発明の理解の便宜上、鉄道線路をアンダーパスするトンネルを構築する方法について説明するが、本発明の適用対象は鉄道線路に限定されるものではなく、既設構造物の下方に構築される地下構造物に広く適用が可能である。
【００２３】
図１は、本発明の第一実施形態に係る工事兼本設桁の設置状態を示す平面図で、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図で、図３は、図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【００２４】
図１〜図３に示すように、車両軌道である鉄道線路のレール１の両側の地盤に支持杭２を打ち込み、レール１を一時的に撤去し、両側の支持杭２の上にＨ形鋼からなる架台４を介して工事兼本設桁５を設置する。工事兼本設桁５の設置後は、その上にレール１を敷設し、列車の走行を可能にする。この工事兼本設桁５は、本設部５ａと、その両側に連結される仮設部５ｂとから構成され、本設部５ａと仮設部５ｂとの各連結面には、互いに嵌合する嵌合溝及び嵌合突部が設けられ、脱着可能である。本設部５ａと仮設部５ｂとは嵌合し一体化された状態にて架台４の上に設置され、仮設部５ｂが支持杭２の上方となるように設置される。ここで、本設部５ａの幅は、トンネル部構造物であるＵ型構造物２０（後述する）の両端部２０ａ、２０ｂの外面幅よりも短く、かつ、内面幅よりも長くなるようにする。この工事兼本設桁５は、鉄筋コンクリート製、すなわちプレキャスト版であり、現場で製作してもよいし、工場で製作して現場に搬入してもよい。
【００２５】
図４は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１０を用いた下りアプローチ区間１２の構築方法を示す図である。
【００２６】
本発明の地下構造物の構築工法にて構築されるトンネル１１は、地上発進部１５から工事兼本設桁５の下面の深度に到達するための下り勾配を有する下りアプローチ区間１２と、工事兼本設桁５の下面深度にて、レール１をアンダーパスするアンダーパス区間１３と、このアンダーパス区間１３の終端から地上到達部１６に到達するための上り勾配を有する上りアプローチ区間１４とからなる。
【００２７】
以下に、シールド機１０にてレール１の下方をアンダーパスするトンネル１１の構築工法について、トンネル１１の構築手順にしたがって説明する。最初に、シールド機１０による下りアプローチ区間１２の構築方法について説明する。
【００２８】
図４に示すように、シールド機１０は、地盤をカッターヘッド１７により掘削するとともに、地上発進部１５から地中へ所定の下り勾配で進入する。カッターヘッド１７で掘削された土砂は、隔壁を介してカッターヘッド１７のすぐ後方にある掘削室内１８で撹拌され、必要に応じて掘削土砂の塑性流動化を促進するための作泥剤が注入される。そして、塑性流動化した土砂は、スクリューコンベア等の排土装置１９によりシールド機１０本体の後方へ送給される。
【００２９】
シールド機１０により下りアプローチ区間１２を掘進しながら、シールド機１０の後方には、掘削した部分の内面に順次セグメントを設置することにより下りアプローチ区間１２が構築される。下りアプローチ区間１２は、Ｕ型にセグメントを配設してＵ型構造物２０を構築し、上方が地上に開放した半地下状態の半地中部となる。
【００３０】
次に、アンダーパス区間１３を掘削する方法について説明する。  
図５は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１０を用いたアンダーパス区間１３の構築方法を示す図で、図６は、図５のＣ−Ｃ’矢視図である。図５に示すように、下りアプローチ区間１２を構築した後に、連続してアンダーパス区間１３を構築する。ここで、シールド機１０本体の勾配をアンダーパス区間１３の所定の勾配、つまり工事兼本設桁５の勾配と同じにし、かつ、シールド機１０による掘削断面の上面が、工事兼本設桁５の下面から支承（後述する）を配設するための所定の隙間分だけ下方の位置となるようにシールド機１０を調整する。そして、シールド機１０を掘進させ、図６に示すように、工事兼本設桁５の真下を掘削して工事兼本設桁５の下面を露出させる。
【００３１】
図７は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１０が通過した後のアンダーパス区間１３の横断方向断面図である。シールド機１０を工事兼本設桁５の真下に掘進させながら、後方にＵ型のセグメントを設置することによりＵ型構造物２０を構築し、図７に示すように、工事兼本設桁５を、積層ゴム６ａとこの積層ゴム６ａを固定する無収縮モルタル６ｂとから構成される支承６を介してＵ型構造物２０にて支持する。ここで、支承６の積層ゴム６ａをアンカーバー（図示せず）等の固定材にて工事兼本設桁５に固定し、また、積層ゴム６ａの下部をＵ型構造物２０に取り付けられた型枠内に配設し、この型枠内に無収縮モルタル６ｂを充填して固化することによりＵ型構造物２０に固定する。そして、シールド機１０にて掘進する際は、Ｕ型構造物２０の両端部２０ａ、２０ｂが本設部５ａの両端部のそれぞれ所定の位置に近接するように、掘削の中心軸と本設部５ａの中心軸とを一致させて掘削する。
【００３２】
次に、上りアプローチ区間１４を構築する方法について説明する。  
図８は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１０を用いた上りアプローチ区間１４の構築方法を示す図である。図８に示すように、アンダーパス区間１３を構築した後に、連続して上りアプローチ区間１４を構築する。ここで、シールド機１０本体の勾配を上りアプローチ区間１４の所定の勾配と同じになるようにシールド機１０を調整し、地上到達部１６へ向けて所定の上り勾配で掘進する。シールド機１０により上りアプローチ区間１４を掘削しながら、シールド機１０の後方に、上述した下りアプローチ区間１２と同様に、セグメントを配設してＵ型構造物２０を構築し、上方が地上に開放した状態の半地中部とする。
【００３３】
図９は、本発明の第一実施形態に係るアンダーパス区間１３の断面図である。上りアプローチ区間１４を構築した後に、図９に示すように、仮設部５ｂ、架台４、支持杭２を撤去する。仮設部５ｂ、架台４等を撤去し、パラペット２２を取り付け、工事兼本設桁５を上床版、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とするアンダーパス区間１３を構築する。
【００３４】
なお、本実施形態においては、上りアプローチ区間１４を構築した後に、仮設部５ｂ、架台４等を撤去する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、上りアプローチ区間１４を構築しながら仮設部５ｂ、架台４等を撤去する方法を用いてもよい。
【００３５】
図１０は、本発明の第一実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネル１１を示す図である。図１０に示すように、トンネル１１は、シールド機１０により掘削され、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする下りアプローチ区間１２と、工事兼本設桁５を上床版、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とするアンダーパス区間１３と、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする上りアプローチ区間１４とから構成される。
【００３６】
図１１は、本発明の第一実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネル１１とレール１との交差部を示す平面図である。図１１の道路Ａと道路Ｂ、道路Ｃと道路Ｄに示すように、レール１の横断方向にトンネル１１を構築したことにより、従来は１つであった道路を分断してしまい近隣住民が不便になるために、レール１近傍の下りアプローチ区間１２及び上りアプローチ区間１４の上部に道路Ａと道路Ｂとを、道路Ｃと道路Ｄとを接続するための道路橋２３をそれぞれ設置し、近隣住民の利便性を図る。
【００３７】
本実施形態における地下構造物の構築工法にあっては、工事兼本設桁５をトンネル１１の上床版として利用するために、土被りを最小限に抑えることができる。したがって、下り・上りアプローチ区間１２、１４の距離を短くすることができる。
【００３８】
また、トンネル１１の壁・下床版として利用するＵ型構造物２０をシールド機１０にて掘削しながら構築する。したがって、トンネル１１の構築工期を飛躍的に短縮することができる。
【００３９】
そして、シールド機１０は地上発進して地上到達する。したがって、立坑の開削作業及び構築作業が不要となり、工期を短縮することができる。また、杭打ち機等による騒音・振動も発生しない。
【００４０】
さらに、シールド機１０にて下りアプローチ区間１２、アンダーパス区間１３、上りアプローチ区間１４の順番に構築する。したがって、工事兼本設桁５の設置作業と下りアプローチ区間１２の構築作業とを、工事兼本設桁５の仮設部５ｂ撤去作業と上りアプローチ区間１４の構築作業とを同時に施工することができるために、工期を短縮することができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、本設部５ａと仮設部５ｂとからなる工事兼本設桁５を用い、アンダーパス区間１３の構築時に仮設部５ｂを撤去する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、本設部５ａのみからなる工事兼本設桁５を用いる方法でもよい。ここで、この方法用いる場合は架台４、支持版３、支持杭２は埋め殺しとなる。
【００４２】
次に、本発明における第一実施形態と異なる実施形態を示す。下記に示す説明において、第一実施形態と同様の技術を用いたものと対応する部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４３】
図１２は、本発明の第二実施形態に係る工事桁の設置状態を示す断面図である。図１２に示すように、鉄道線路のレール１の両側の地盤に支持杭２を打ち込み、レール１を一時的に撤去し、支持杭２の上に架台４を介して工事桁８を設置する。工事桁８の設置後は、その上にレール１を敷設し、列車の走行を可能にする。工事桁８は、鉄筋コンクリート製、すなわちプレキャスト版であり、現場で製作してもよいし、工場で製作して現場に搬入してもよい。
【００４４】
図１３は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１０を用いた下りアプローチ区間１２の構築方法を示す図である。  
本発明の地下構造物の構築工法にて構築されるトンネル３１は、地上発進部１５から工事桁８の下面の深度に到達するための下りアプローチ区間１２と、工事桁８の下面深度にて、レール１をアンダーパスするアンダーパス区間３３と、このアンダーパス区間３３の終端から地上到達部１６に到達するための上りアプローチ区間１４とからなる。
【００４５】
図１３に示すように、シールド機１０は、第一実施形態と同様に、地上発進部１５から地中へ所定の下り勾配で進入する。そして、シールド機１０により下りアプローチ区間１２を掘進しながら、順次セグメントを設置することにより下りアプローチ区間１２が構築される。下りアプローチ区間１２は、Ｕ型にセグメントを配設してＵ型構造物２０を構築し、上方が地上に開放した半地下状態の半地中部となる。
【００４６】
図１４は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１０を用いたアンダーパス区間３３の構築方法を示す図である。図１４に示すように、下りアプローチ区間１２を構築した後に、連続してアンダーパス区間３３を構築する。ここで、シールド機１０本体の勾配をアンダーパス区間３３の所定の勾配、つまり工事桁８の勾配と同じにし、かつ、シールド機１０による掘削断面の上面が、工事桁８の下面から支承６を配設するための所定の隙間分だけ下方の位置となるようにシールド機１０を調整する。そして、シールド機１０を掘進させ、工事桁８の真下を掘削して工事桁８の下面を露出させる。
【００４７】
図１５は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１０が通過した後のアンダーパス区間３３の横断方向断面図である。図１５に示すように、シールド機１０を工事桁８の真下に掘進させながら、後方にＵ型のセグメントを設置することによりＵ型構造物２０を構築し、工事桁８を支承６を介してＵ型構造物２０にて支持する。ここで、支承６は工事桁８及びＵ型構造物２０に取り付けず、仮留め状態とする。
【００４８】
図１６は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１０を用いた上りアプローチ区間１４の構築方法を示す図である。図１６に示すように、アンダーパス区間３３を構築した後に、上りアプローチ区間１４を構築する。ここで、第一実施形態と同様に、シールド機１０本体の勾配を上りアプローチ区間１４の所定の勾配と同じになるようにシールド機１０を調整し、地上到達部１６へ向けて所定の上り勾配で掘進する。シールド機１０により上りアプローチ区間１４を掘削しながら、上述した下りアプローチ区間１２と同様に、セグメントを配設してＵ型構造物２０を構築し、上方が地上に開放した状態の半地中部とする。
【００４９】
図１７は、本発明の第二実施形態に係るアンダーパス区間３３の横断方向断面図である。上りアプローチ区間１４を構築した後に、図１７に示すように、工事桁８、架台４、支持杭２を撤去し、本設桁９を設置し、パラペット２２を取り付け、本設桁９を上床版、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とするアンダーパス区間３３を構築する。ここで、支承６を第一実施形態と同様に、本設桁９及びＵ型構造物２０に取り付ける。
【００５０】
図１８は、本発明の第二実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネル３１を示す図である。図１８に示すように、トンネル３１は、シールド機１０により掘削され、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする下りアプローチ区間１２と、本設桁９を上床版、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とするアンダーパス区間３３と、Ｕ型構造物２０を壁・下床版とする上りアプローチ区間１４とから構成される。また、第一実施形態と同様に近隣住民の利便性を図るために道路橋２３をそれぞれ下りアプローチ区間１２、上りアプローチ区間１４の本設桁９近傍の上部に設置する。
【００５１】
なお、本実施形態においては、上りアプローチ区間１４を構築した後に、工事桁８、架台４等を撤去する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、上りアプローチ区間１４を構築しながら工事桁８、架台４等を撤去し、本設桁９を設置する方法を用いてもよい。
【００５２】
本実施形態における地下構造物の構築工法にあっては、本設桁９をトンネル３１の上床版として利用するために、土被りを最小限に抑えることができる。したがって、下り・上りアプローチ区間１２、１４の距離を短くすることができる。また、トンネル３１の壁・下床版として利用するＵ型構造物２０をシールド機１０にて掘削しながら構築する。したがって、トンネル３１の構築工期を飛躍的に短縮することができる。そして、シールド機１０は地上発進して地上到達する。したがって、立坑の開削作業及び構築作業が不要となり、工期を短縮することができる。また、杭打ち機等による騒音・振動も発生しない。さらに、シールド機１０にて下りアプローチ区間１２、アンダーパス区間３３、上りアプローチ区間１４の順番に構築する。したがって、工事桁８の設置作業と下りアプローチ区間１２の構築作業とを、工事桁８を撤去して本設桁９を設置する作業と上りアプローチ区間１４の構築作業とを同時に施工することができるために、工期を短縮することができる。
【００５３】
なお、上述したすべての実施形態において、アンダーパス区間１３、３３及び下り・上りアプローチ区間１２、１４にＵ型のセグメントを設置することによりＵ型構造物２０を構築する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、（１）アンダーパス区間１３、３３にはＵ型構造物２０を構築して工事兼本設桁５又は工事桁８若しくは本設桁９を支持し、下り・上りアプローチ区間１２、１４にはシールド機１０の十分な推進力を得るために矩形のセグメントを設置して矩形構造物を構築し、地上への開放部分は矩形構造物への入口部分のみの状態とする方法、又は（１）において、下り及び上りアプローチ区間１２、１４の矩形構造物を構築した後に、この矩形構造物の地上露出部分を撤去して上方が地上に開放した状態とする方法、又は（２）アンダーパス区間１３、３３及び下り・上りアプローチ区間１２、１４に矩形のセグメントを設置することによりすべての区間を矩形構造物にて構築し、アンダーパス区間１３、３３の矩形構造物にて工事兼本設桁５又は工事桁８若しくは本設桁９を支持し、地上への開放部分は矩形構造物への入口部分のみの状態とする方法、又は（２）において、下り及び上りアプローチ区間１２、１４の矩形構造物を構築した後に、この矩形構造物の地上露出部分を撤去して上方が地上に開放した状態とする方法、又は（３）アンダーパス区間１３、３３には矩形構造物を構築して工事兼本設桁５又は工事桁８若しくは本設桁９を支持し、下り・上りアプローチ区間１２、１４にはＵ型構造物２０を構築する方法、のいずれかを用いてもよい。
【００５４】
また、上述したすべての実施形態において、架台４、支持杭２を撤去する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、架台４、支持杭２は埋め殺しとしてもよい。
【００５５】
さらに、上述したすべての実施形態において、軌道受式による工事兼本設桁５又は工事桁８若しくは本設桁９を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、枕木式、抱え込み式、槽状式等の他の方法による工事兼本設桁５又は工事桁８若しくは本設桁９を用いる方法でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第一実施形態に係る工事兼本設桁の設置状態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るシールド機を用いた下りアプローチ区間の構築方法を示す図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るシールド機を用いたアンダーパス区間の構築方法を示す図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ’矢視図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係るシールド機が通過した後のアンダーパス区間の横断方向断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係るシールド機を用いた上りアプローチ区間の構築方法を示す図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係るアンダーパス区間の断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネルを示す図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネルとレールとの交差部を示す平面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る工事桁の設置状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態に係るシールド機を用いた下りアプローチ区間の構築方法を示す図である。
【図１４】本発明の第二実施形態に係るシールド機を用いたアンダーパス区間の構築方法を示す図である。
【図１５】本発明の第二実施形態に係るシールド機が通過した後のアンダーパス区間の横断方向断面図である。
【図１６】本発明の第二実施形態に係るシールド機を用いた上りアプローチ区間の構築方法を示す図である。
【図１７】本発明の第二実施形態に係るアンダーパス区間の横断方向断面図である。
【図１８】本発明の第二実施形態に係る地下構造物の構築工法にて構築したトンネルを示す図である。
【図１９】従来の全線開削工法の実施例を示す図である。
【図２０】従来の部分開削工法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      レール                  ２      支持杭
４      架台                    ５      工事兼本設桁
５ａ    本設部                  ５ｂ    仮設部
６      支承                    ６ａ    積層ゴム
６ｂ    無収縮モルタル          ８      工事桁
９      本設桁                  １０    シールド機
１１    トンネル                １２    下りアプローチ区間
１３    アンダーパス区間        １４    上りアプローチ区間
１５    地上発進部              １６    地上到達部
１７    カッターヘッド          １８    掘削室内
１９    排土装置                ２０    Ｕ型構造物
２２    パラペット              ２３    道路橋
３１    トンネル                ３３    アンダーパス区間
１００  地下構造物              １０１  支持杭
１０２  工事桁                  １０３  土留め杭
１０４  地下構造物              １０５  パイプルーフ
１０６  作業空間
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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