(57)【要約】【課題】本発明は、簡便な施工で、構築中の道床部区間に工事車両等が安全に通行できる通路を確保可能なトンネル内道床部の構築方法及びその道床部を提供する。【解決手段】本発明に係るトンネル内に道床部を構築する方法は、トンネル内の底部中央に、所定高さに所定幅の上面を有する台座部材１４を、トンネル軸方向に、上面が略水平になるように連続して設置する台座部材設置工程Ｓ２０と、連続して設置された台座部材１４の両側のトンネル１０の底部の空間に、埋め戻し材を敷設して埋め戻す埋め戻し工程Ｓ３０とを含み、連続して設置された台座部材１４の上面を、構築中の前記道床部区間を移動するための通路として用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内に道床部を構築する方法であって、
前記トンネル内の底部中央に、所定高さに所定幅の上面を有する台座部材を、前記上面が略水平になるようにトンネル軸方向に連続して設置する台座部材設置工程と、
前記連続して設置された台座部材の両側の前記トンネル底部の空間に、埋め戻し材を敷設して埋め戻す埋め戻し工程とを含み、
前記連続して設置された台座部材の上面を、前記構築中の道床部区間を移動するための通路として用いることを特徴とするトンネル内道床部の構築方法。
【請求項２】
前記台座部材設置工程の前に、前記トンネルの内周底面に、上面に略水平部を有する構造物をトンネル軸方向に連続して設置する水平部形成工程を含み、
前記台座部材設置工程では、前記台座部材を、前記水平部形成工程で形成された前記構造物の上面に、トンネル軸方向に連続して設置することを特徴とする請求項１に記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項３】
前記構造物は、略平面状の上面と、前記トンネルの内周底面に対応する形状を有する下面とを有する敷材を敷設することにより構築されることを特徴とする請求項２に記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項４】
前記敷材として、インバートブロックを用いることを特徴とする請求項３に記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項５】
前記通路に軌道を敷設して、前記軌道上を移動する貨車を設置し、
前記貨車を、資材や廃材を搬送する搬送手段として用いることを特徴とする請求項１〜４の何れか記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項６】
前記埋め戻し材として、砕石及び流動化処理土を用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項７】
前記埋め戻し材の少なくとも一部として、前記トンネルを掘削した際に発生した掘削土に、前記掘削土を固化させるための固化材を混合したもの、又は前記掘削土を脱水したものを用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のトンネル内道床部の構築方法。
【請求項８】
トンネル内に構築される道床部であって、
前記トンネル内の底部中央に、所定高さに所定幅の上面を有する台座部材を、前記上面が略水平平面になるようにトンネル軸方向に連続して設置し、
前記連続して設置された台座部材の両側の前記トンネル底部の空間に、埋め戻し材を敷設してなることを特徴とするトンネル内の道床部。
【請求項９】
前記台座部材は、カルバートであることを特徴とする請求項８に記載のトンネル内の道床部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に道床部を構築する技術に係り、特に構築中の道床部区間に工事車両等が安全に通行可能な通路を確保する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トンネル内の道床部の構築とトンネルの掘削とを同時に並行して施工するにあたり、構築中の道床部区間を、掘削先端部への資材の搬入や掘削先端部からの土砂の搬出等の際の移動経路として利用できるようにするため、当該道床部の構築区間に、例えば、工事車両等が通行可能な仮設の橋を設置する方法や、特許文献１に開示されるような道床部を構築する方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、トンネル内底部の片側に道床部の一部を先行してコンクリート等を打設することにより、その道床部が硬化するまで、他方側のトンネル底面を工事車両等の通路として使用しておき、道床部の硬化後は、当該道床部上を通路に変更して他方側の残りの道床部を構築する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１３８８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の仮設の橋を設置する方法では、その設置や取替えの作業に手間、施工時間、及び施工コストがかかる。
【０００５】
また、後者の特許文献１に記載される道床部の構築方法では、例えば、トンネル底面の曲率が大きい場合には、先行して構築される道床部を必要最小幅に設定しても、他方側のトンネル底面の傾斜が急峻になって、例えば、土砂運搬車等が走行するときに、横方向に傾いて積載する土砂等がこぼれたり、安全に走行できなかったりするおそれがある。また、トンネルの幅が、工事車両同士が離合できないような狭小である場合には、この道床部の構築方法は利用できない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡便な施工で、構築中の道床部区間に工事車両等が安全に通行できる通路を確保可能なトンネル内道床部の構築方法及びその道床部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、トンネル内に道床部を構築する方法であって、
前記トンネル内の底部中央に、所定高さに所定幅の上面を有する台座部材を、前記上面が略水平になるようにトンネル軸方向に連続して設置する台座部材設置工程と、
前記連続して設置された台座部材の両側の前記トンネル底部の空間に、埋め戻し材を敷設して埋め戻す埋め戻し工程とを含み、
前記連続して設置された台座部材の上面を、前記構築中の道床部区間を移動するための通路として用いることを特徴とする（第１の発明）。  
本発明のトンネル内道床部の構築方法によれば、台座部材の上面を、構築中の道床部区間を移動するための通路として用いることにより、工事車両等を安全に通行させることができる。
【０００８】
また、トンネルの幅が狭小であっても、少なくとも１台の車両が通行可能な幅を有していれば、構築中の道床部区間を通行させることができる。  
また、台座部材は、その上面が通路に利用されるだけでなく、道床部の一部となるので、敷設すべき埋め戻し材の量を低減できる。  
また、台座部材の設置後、埋め戻し工程を施工する間に、台座部材上の通路を、掘削先端部への工事車両等の資材や廃材の搬入出に利用できるので、トンネル内の道床部の構築とトンネルの掘削とを同時に並行して施工することができ、工期短縮に寄与できる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記台座部材設置工程の前に、前記トンネルの内周底面に、上面に略水平部を有する構造物をトンネル軸方向に連続して設置する水平部形成工程を含み、前記台座部材設置工程では、前記台座部材を、前記水平部形成工程で形成された前記構造物の上面に、トンネル軸方向に連続して設置することを特徴とする。  
本発明のトンネル内道床部の構築方法によれば、台座部材を、水平部形成工程で形成された略水平部の上に安定させて設置できる。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記構造物は、略平面状の上面と、前記トンネルの内周底面に対応する形状を有する下面とを有する敷材を敷設することにより構築されることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記敷材として、インバートブロックを用いることを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１〜４の何れかの発明において、前記通路に軌道を敷設して、前記軌道上を移動する貨車を設置し、前記貨車を、資材や廃材を搬送する搬送手段として用いることを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、第１〜５の何れかの発明において、前記埋め戻し材として、砕石及び流動化処理土を用いることを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、第１〜５の何れかの発明において、前記埋め戻し材の少なくとも一部として、前記トンネルを掘削した際に発生した掘削土に、前記掘削土を固化させるための固化材を混合したもの、又は前記掘削土を脱水したものを用いることを特徴とする。  
本発明のトンネル内道床部の構築方法によれば、トンネルを掘削した際に発生した掘削土を、道床部を構築するための材料として有効活用することにより、掘削土をトンネル外に搬出する手間を軽減できるとともに、道床部を構築する材料のコスト及び材料を搬入する手間も軽減できる。
【００１５】
第８の発明は、トンネル内に構築される道床部であって、前記トンネル内の底部中央に、所定高さに所定幅の上面を有する台座部材を、前記上面が略水平になるようにトンネル軸方向に連続して設置し、前記連続して設置された台座部材の両側の前記トンネル底部の空間に、埋め戻し材を敷設してなることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明は、第８の発明において、前記台座部材は、カルバートであることを特徴とする。  
本発明のトンネル内に構築される道床部によれば、安価に台座部材を調達できる。  
また、カルバートは内部が中空になっているので、トンネル施工時の掘削先端部への材料搬入路、又はトンネル供用時の配線路、排水路、或いは点検や非常時の通路等として使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡便な施工で、構築中の道床部区間に工事車両等が安全に通行できる通路を確保可能なトンネル内道床部の構築方法及びその道床部を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。  
図１は、本実施形態に係るトンネル内に道床部を構築する工程を示す工程図である。  
図１に示すように、道床部は、インバート構築工程Ｓ１０、台座部材設置工程Ｓ２０、及び埋め戻し工程Ｓ３０からなる施工により構築される。
【００１９】
図２は、インバート構築工程Ｓ１０及び台座部材設置工程Ｓ２０の詳細を説明するための図であり、同図（ａ）はトンネル延長方向の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ−Ａ横断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ横断面図を示す。  
図２（ａ）に示すように、本実施形態は、本発明が例えば掘削及び覆工（図中左側）を妨げることなく、トンネル内に道床部の構築する場合に適用されたものである。
【００２０】
先ず、インバート構築工程Ｓ１０では、例えば、トンネル１０の底部中央にインバートブロック１２をトンネル軸方向に連続して敷設することにより、トンネル１０の底部中央にインバート部（水平面）を構築する。
【００２１】
インバートブロック１２は、略平面状の上面と、セグメント１３の内周面に対応する形状の下面とを有するプレキャストコンクリート材である。インバートブロック１２は、その上面が、後述する台座部材１４が載置できる程度の幅を有するように設計されている。
【００２２】
インバートブロック１２は、後述する台座部材設置工程Ｓ２０で敷設済みの台座部材１４上を移動する貨車１８（例えば、貨車）によりトンネル１０の坑口側からインバートブロック１２の設置位置付近まで運搬され、資材搬送用クレーン１６によりトンネル１０の底面中央に設置される（図２（ｂ）参照）。
【００２３】
なお、インバート構築工程Ｓ１０では、トンネル１０の底部中央にインバート部（水平面）を構築するにあたりインバートブロック１２を用いているが、これに限らず、例えば、トンネル１０の底部に直接コンクリートを打設したり、予めインバート部を有するセグメントをトンネル覆工時にトンネル１０の底部に配置してもよい。
【００２４】
台座部材設置工程Ｓ２０では、インバート構築工程Ｓ１０で設置されたインバートブロック１２の上に、台座部材１４をトンネル軸方向に連続して敷設する。
【００２５】
台座部材１４には、例えば、断面が矩形状を有し内部が中空である、ボックス（箱形）又は門形のカルバートを用いる。ただし、台座部材１４は、インバートブロック１２上に載置された際に、その上面が水平になり、かつ貨車１８が移動するために必要な幅を有するとともに、上面を通行する、資材等を積載した貨車１８の重量を支持できる強度を有していれば、矩形状に限らず、台形形状等であってもよい。台座部材１４の高さは、例えば、インバートブロック１２上に載置された台座部材１４の上面が、トンネル１０内に構築する道床部の高さになるように設定する。
【００２６】
台座部材１４もインバートブロック１２と同様に、既に敷設された台座部材１４上を移動する貨車１８により敷設領域付近まで運搬され、資材搬送用クレーン１６によりインバートブロック１２上に設置される（図２（ｃ）参照）。
【００２７】
連続設置された台座部材１４上には、貨車１８を走行させるための軌道２０が敷設される。貨車１８は、前述のインバートブロック１２並びに台座部材１４以外に、例えば掘削に使用される資材や覆工用のセグメント１３等の運搬に用いられる。また、軌道２０は、軌道２０上も走行可能なダンプトラック（以下、軌陸車２２という）の走行路としても使用される。なお、台座部材１４上の幅が充分に大きい場合には、軌道２０を敷設することなく、そのまま工事車両等を走行させてもよい。
【００２８】
図３は、埋め戻し工程Ｓ３０の詳細を説明するための図であり、同図（ａ）はトンネル延長方向の縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＣ−Ｃ横断面、図（ｃ）は同図（ａ）におけるＤ―Ｄ横断面図、図（ｄ）は同図（ａ）におけるＥ―Ｅ横断面図である。
【００２９】
図３に示すように、埋め戻し工程Ｓ３０では、連続して敷設された台座部材１４の両側の、トンネル１０の底部の埋め戻し領域Ｘ，Ｙに、埋め戻し材を敷設する（同図（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００３０】
埋め戻し工程Ｓ３０では、例えば、砕石２４を敷設するステップＳ３１０と、砕石層の上に流動化処理土を打設するステップＳ３２０と、流動化処理土層の上に再度砕石を敷設するステップＳ３３０とにより領域Ｘ，Ｙを埋め戻していく。
【００３１】
ステップＳ３１０では、例えば、軌道２０を走行する軌陸車２２により埋め戻し領域Ｘ，Ｙまで運搬した砕石２４を、台座部材１４上から底部に投入する。なお、軌陸車２２は横方向に荷台が傾斜して砕石２４を両側の埋め戻し領域Ｘ，Ｙに投入できるようになっている。領域Ｘ，Ｙの底部に投下された砕石２４は、振動ローラ２６等を用いて締め固めながら整地していく。
【００３２】
ステップＳ３２０では、一度に又は領域によっては複数回に分けて流動化処理土２８を打設する（図３では２回に分けている）。
【００３３】
流動化処理土２８は、泥水にセメントを混合した埋め戻し材である。流動化処理土２８は、既に構築された道床部３２やトンネル１０の外部又は内部に設置されたプラント等で混合処理されて、埋め戻し領域Ｘ，Ｙまで打設管３０を通じて圧送される。打設管３０は、台座部材１４上や、既に固化した流動化処理土２８上を用いて領域Ｘ，Ｙまで延長させる。また、埋め戻し工程Ｓ３０は、領域Ｘ，Ｙにおいて同時に施工してもよく、また別々に施工してもよい。
【００３４】
ステップＳ３３０では、流動化処理土２８が充分に養生固化した後、台座部材１４上の軌道２０や固化した流動化処理土２８上を、軌陸車２２やその他ダンプトラック等を通行させて砕石２４を運搬し、流動化処理土２８上に敷設する。整地作業は、上記ステップＳ３１０と同様にして行う。そして、砕石２４の表面が台座部材１４の上面と同レベルになるまで砕石２４を敷設して整地することにより、道床部３２の構築が完了する。
【００３５】
以上説明した本実施形態の道床部を構築する方法によれば、トンネル内の底部中央に、台座部材１４をトンネル軸方向に、上面が水平になるように連続して設置する台座部材設置工程Ｓ２０と、台座部材１４の両側のトンネル１０の底部の空間Ｘ，Ｙに、埋め戻し材を敷設して埋め戻す埋め戻し工程Ｓ３０とを含み、台座部材１４の上面を、構築中の道床部区間を移動するための通路として用いることにより、工事車両等を安全に通行させることができる。
【００３６】
また、トンネル１０の幅が狭小であっても、少なくとも１台の車両が通行可能な幅を有していれば、構築中の道床部区間を通行させることができる。
【００３７】
また、台座部材１４は、その上面が通路に利用されるだけでなく、道床部の一部となるので、敷設すべき埋め戻し材の量を低減できる。
【００３８】
また、台座部材１４の設置後、埋め戻し工程Ｓ３０を施工する間に、台座部材１４上の軌道２０を、掘削先端部への工事車両等の資材や廃材の搬入出に利用できるので、トンネル内の道床部の構築とトンネル１０の掘削とを同時に並行して施工することができ、工期短縮に寄与できる。
【００３９】
また、台座部材１４を、インバート構築工程Ｓ１０により構築されたインバート部（水平部）の上に設置することにより、台座部材１４を安定させることができる。
【００４０】
さらに、台座部材１４として、ボックスカルバート又は門形カルバートを用いることにより、安価に台座部材１４を調達できる。また、カルバートは内部が中空になっているので、トンネル施工時の掘削先端部への材料搬入路、又はトンネル供用時の配線路、排水路、或いは点検や非常時の通路等として使用することができる。
【００４１】
なお、本実施形態の台座部材設置工程Ｓ２０では、インバート構築工程Ｓ１０によってインバート部（水平面）を構築し、その後インバート部上に台座部材１４を設置するとしているが、これに限らず、セグメント１３が台座部材１４を直に載置できるように形成されている場合には、本インバート構築工程Ｓ１０は省略してもよい。
【００４２】
また、台座部材１４には、カルバートに限らず、所定の高さに所定幅の上面を有し、その上を通行する工事車両等の重量を支持する強度を備えるものであればよい。
【００４３】
また、本実施形態の埋め戻し工程Ｓ３０では、埋め戻し材として砕石２４及び流動化処理土２８を用いたが、この流動化処理土２８の原材料として、トンネル１０を掘削した際に発生した掘削土を用いてもよい。また、流動化処理土２８に限らず、掘削土に、掘削土を固化させるための固化材を混合したもの（例えば、セメント）、又は掘削土を脱水したものを用いてもよい。このようにすれば、掘削土をトンネル１０外に搬出する手間を軽減できるだけでなく、道床部３２を構築する材料のコスト及び材料を搬入する手間も軽減できる。なお、この場合、掘削土に砕石２４が含まれていれば、上記説明した道床部３２の底部や表面に別途敷設する砕石２４は用いなくてもよい。
【００４４】
また、本実施形態の道床部を構築する方法の説明は、シールドトンネル内での施工としたが、山岳トンネルにおいても適用してもよい。また、トンネル断面は、円形に限らず、楕円形、矩形でも適用できることは勿論である。なお、トンネル断面が矩形である場合は、その底面形状にあわせて平面状の下面を有するインバートブロック１２を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態に係るトンネル内に道床部を構築する工程を示す工程図である。
【図２】インバート構築工程Ｓ１０及び台座部材設置工程Ｓ２０の詳細を説明するための図である。
【図３】埋め戻し工程Ｓ３０の詳細を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  トンネル
１２  インバートブロック
１３  セグメント
１４  台座部材
１６  資材搬送用クレーン
１８  貨車
２０  軌道
２２  軌陸車
２４  砕石
２６  振動ローラ
２８  流動化処理土
３０  打設管
３２  道床部
Ｓ１０  インバート構築工程
Ｓ２０  台座部材設置工程
Ｓ３０  埋め戻し工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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