(57)【要約】【課題】地盤改良工事を省けるのは勿論、立坑等のトンネル自体の構成も簡素化でき、これにより、工費の削減並びに工期の短縮が図れる、トンネル及びその施工方法を提供することを目的とする。【解決手段】側壁を形成するときの側壁型枠内の、シールド掘削機の発進口または到達口となる個所に、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロック４を組み込み、側壁型枠にコンクリートを現場にて打設して立坑１を築造する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁が、現場打ちコンクリートによって構成される現場打ちコンクリート部分と、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロック部分とからなることを特徴とするトンネル。
【請求項２】
前記現場打ちコンクリート部分と前記プレキャストブロック部分とが、アンカー部材を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１記載のトンネル。
【請求項３】
前記プレキャストブロック部分のシールド掘削機により切削される個所が、シールド掘削機の発進口または到達口として利用されることを特徴とする請求項１または２記載のトンネル。
【請求項４】
側壁を形成するときの側壁型枠内の、シールド掘削機の発進口または到達口となる個所に、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロックを組み込み、前記側壁型枠にコンクリートを現場にて打設してトンネルを築造することを特徴とするトンネルの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル及び該トンネルを好適に築造できるトンネルの施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、上下水道用あるいは地下鉄用のトンネルをシールド掘削機によって築造する場合、ルートの両端や中間部分に立坑を築造し、まず、発進用立坑内にシールド掘削機を降ろす。そして、発進用立坑からシールド掘削機を発進させ、所定のルートを掘削した後、必要に応じて中継用立坑へ到達させる。この中継用立坑からシールド掘削機を再発進させて次の中継用立坑へ到達させる。以下、これを繰り返し、最終的に到達用立坑へシールド掘削機を到達させる。そして、到達用立坑からシールド掘削機を解体させて地上へ回収し、これにより、所望のトンネルを築造する。
【０００３】
ところで、従来、立坑にシールド掘削機発進用あるいは到達用の開口を形成する際には、通常、立坑の発進側あるいは到達側の地盤を改良し、立坑の内部から人力によってはつり作業を行う手段が採られていた。
しかしながら、このような手段を採用する場合、地盤改良に伴い環境汚染を引き起こす、あるいは工期が長びくといった問題が指摘されていた。
【０００４】
このような問題に対処するものとして、立坑を築造すると同時に立坑側壁に開閉可能なシールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設け、このゲートに隣接してゲート開口時の立坑外地盤からの圧力及び浸水を抑制する立坑内保護手段を設け、そして、例えば、この立坑を発進用として用いる場合には、ゲートを開口するとともに、立坑内保護手段を経由して立坑外に向けてシールド掘削機を発進させる、トンネル施工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２１０３６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトンネルの施工方法にあっては、地盤改良工事を省ける利点がある反面、立坑の内部に、シールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設けたり、立坑内保護手段を設けたりしなければならず、立坑の構造が複雑になる、それに伴い工費がアップする、また工期が長引くといった課題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、地盤改良工事を省けるのは勿論、立坑等のトンネル自体の構成が簡素化でき、これにより、工費の削減並びに工期の短縮が図れる、トンネル及びその施工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載のトンネルは、側壁が、現場打ちコンクリートによって構成される現場打ちコンクリート部分と、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロック部分とからなることを特徴とする。
この場合、トンネルの側壁の一部が、プレキャストブロック部分によって構成され、このプレキャストブロック部分がシールド掘削機によって切削可能であるため、トンネル内に、シールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設けたり、立坑内保護手段を設けたりする必要がなく、シールド掘削機によって直接側壁を掘進することができる。
【０００９】
請求項２記載のトンネルは、請求項１記載のものにおいて、前記現場打ちコンクリート部分と前記プレキャストブロック部分とが、アンカー部材を介して互いに連結されていることを特徴とする。
この場合、現場打ちコンクリート部分とプレキャストブロック部分の接合強度がアンカー部材によって確保され、必要に応じてアンカー部材の形状を工夫したり、数を増やすことにより、立坑外地盤からの圧力及び浸水に対抗し得るよう、現場打ちコンクリート部分とプレキャストブロック部分の接合強度を自由に高めることができる。
【００１０】
請求項３記載のトンネルは、請求項１または２記載のものにおいて、前記プレキャストブロック部分のシールド掘削機により切削される個所が、シールド掘削機の発進口または到達口として利用されることを特徴とする。
この場合、シールド掘削機によって直接トンネル側壁を掘削すれば、自動的にその分がシールド掘削機の発進口あるいは到達口となり、シールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設けたり、トンネル（立坑）内保護手段を設けたりする必要はない。
【００１１】
請求項４記載のトンネルの施工方法は、側壁を形成するときの側壁型枠内の、シールド掘削機の発進口または到達口となる個所に、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロックを組み込み、前記側壁型枠にコンクリートを現場にて打設してトンネルを築造することを特徴とする。
この場合、必要な個所にシールド掘削機によって切削可能な材料からなるプレキャストブロックが組み込まれた、トンネル側壁を容易に得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るトンネルの断面図、図２は斜視図である。ここで示すトンネルは、シールド掘削機発進用あるいは到達用さらには中継用として利用される立坑１である。立坑１は、側壁２が現場打ちコンクリートによって構成される現場打ちコンクリート部分２Ａと、シールド掘削機によって切削可能な材料から成るプレキャストブロック部分２Ｂとからなっている。
【００１３】
現場打ちコンクリート部分２Ａは、内部に、鉄筋３が鉛直方向並びに立坑１の周方向へそれぞれ延びるように配される。
また、プレキャストブロック部分２Ｂを構成する、プレキャストコンクリートブロック４は、シールド掘削機で切削可能な高靭性コンクリート材からなっている。高靭性コンクリート材は、例えば石灰石粗骨材を使用したモルタルと、高性能減水材と、補強繊維（鋼繊維もしくは樹脂繊維）とを主材料とするものである。その特徴的なところは、トンネルの側壁として使用されたときに、外方の土圧に対して充分な抵抗力を有するとともに、シールド掘削機のカッタによって切削可能な材料である点である。内部には、シールド掘進機のカッタによる切削か可能なように鉄筋は配されない。
【００１４】
また、前記現場打ちコンクリート部分２Ａと前記プレキャストブロック部分２Ｂとは、アンカー部材５，…を介して互いに連結されている。アンカー部材５は、プレキャストブロック４が工場等で製作されるとき、その大径頭部５ａが予め該プレキャストブロック中に埋設されるものであって、アンカー部材５の先端は現場打ちコンクリート中に埋設されるよう、外方へ突出して取り付けられる。
【００１５】
プレキャストブロック部分２Ｂは、運搬等の関係から多分割（２分割）構造になっている。プレキャストブロック部分２Ｂを構成するプレキャストブロック４、４同士の間は、外方からトンネル内部に水が進入しないよう、図３に示すように、シール構造６になっている。ここでは、図３に示すように、互いに突き合わされるプレキャストブロック４の接合面のうちの一方に凹部６ａが形成され、この凹部６ａにシール材６ｂが介装されるシール構造６が採用されている。勿論、これに限られることなく、状況に応じて、他のシール構造が採用される場合もある。
【００１６】
また、現場打ちコンクリート部分２Ａとプレキャストブロック部分２Ｂとの突き合わせ部分にも、必要に応じて、例えば、図３に示すようなシール構造が採用される。
【００１７】
次に、立坑１の施工方法について説明する。
ここで示すものは、ニューマチックケーソン工法を採用した例である。まず、工場等適宜個所で、ケーソン８を製作する。ケーソン８は、天井部８ａと天井部８ａの外縁から下方に延びる周壁部８ｂを備え、周壁部８ｂの下部には刃口８ｃが形成され、天井部８ａと周壁部８ｂ及び地面によって囲まれた個所が作業室８ｄとなる。
このケーソン８を、地上部分であって立坑１を形成しようとする個所に設置する。そして、作業室８ｄで掘削しながら当該ケーソン８を沈下させる。このとき、周壁部８ｂの上側に、立坑１の側壁となる部分を所定高さ置きに継ぎ足しながら、沈下させる。また、掘削地盤面に地下水が出る等の場合には、必要に応じて圧縮空気を作業室８ｄに送り込む。
【００１８】
前記周壁部８ｂ上に立坑１の側壁となる部分を継ぎ足すときには、まず、周壁部８ｂの上方に所定間隔を形成するよう側壁型枠９を組み付ける（図１参照）。このとき、こうして得られる立坑側壁がシールド掘削機の発進口あるいは到達口に当たる場合には、発進口あるいは到達口となる部分に、予めプレキャストブロック４を組み込む。そして、側壁型枠９内にコンクリートを打設する。打設したコンクリートが所要の強度を発現した時点で、側壁型枠９を外す。外した側壁型枠９を上方所定位置にずらして再びセットする。以上の作業を繰り返しながら、ケーソン８の周壁部８ｂ上に立坑１の側壁となる部分を順次継ぎ足す。
【００１９】
なお、シールド掘削機の発進口あるいは到達口に当たる個所を通り過ぎた場合には、側壁型枠９内にプレキャストブロック４を組み込む必要はなく、側壁型枠９内に直接コンクリートを打設すれば足りる。
以上の方法で、立坑１を得ることができる。
【００２０】
その後、この立坑１を発進用として用いる場合には、立坑１の底部内にシールド掘削機の各構成部品を降ろし、立坑１内でシールド掘削機を組み立てる。そして、この組み立てたシールド掘削機によって、プレキャストブロック部分２Ｂを直接切削し、図４に示すように立坑１から延びるトンネル１０を築造することができる。
【００２１】
このようなトンネル（立坑）施工方法であると、立坑１の側壁２の一部を構成するプレキャストブロック部分２Ｂをシールド掘削機によって直接切削するため、立坑内に、シールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設けたり、立坑１内保護手段を設けたりする必要がなく、また、地盤改良を行うことなく、シールド掘削機を立坑１から容易に発進あるいは到達させることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態では、本発明のトンネル及びその施工方法としてシールド掘削機発進用あるいは到達用の断面円形状の立坑１を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、図５に示すように、断面正方形状の立坑１を築造する場合でも、あるいは、単に略水平方向へ延びるトンネルを築造する場合にも、本発明は適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トンネルの側壁の一部をプレキャストブロック部分で構成し、この部分をシールド掘削機によって直接切削可能になっているため、トンネル内に、シールド掘削機発進用あるいは到達用のゲートを設けたり、立坑内保護手段を設けたりする必要がなく、また、勿論地盤改良を行うことなく、シールド掘削機をトンネル側壁から発進あるいはトンネル側壁へ到達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す立坑の横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す立坑の築造中の状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＸ部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の立坑の使用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…立坑（トンネル）、２…側壁、２Ａ…現場打ちコンクリート部分、２Ｂ…プレキャストブロック部分、４…プレキャストブロック、５…アンカー部材、６…シール構造、８…ケーソン、９…側壁型枠。
【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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