(57)【要約】【課題】大きな占有用地幅を必要とすることのなく、２本のトンネルを一体型のトンネルとして同時に施工できるダブルトンネル工法及び接合部セグメント及び組立装置を提供することを目的とする。【解決手段】２本のトンネル１０、１１を同時に掘削可能なシールド機２０で掘削し、２本のトンネルの接合部１２に、該接合部１２から夫々のトンネル１０、１１の一部を構成するリボンセグメント１３を配置し、その後２本のトンネル１０、１１の夫々のセグメント１４、１５を同時に組み立ててダブルトンネル１を施工する。リボンセグメント１３を１リングごとに反転して配置する。【選択図】　　　　図１
2004019351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のトンネルを接合して構築するダブルトンネル工法において、
２本のトンネルを同時に掘削可能なシールド機で掘削し、
２本のトンネルの接合部に、該接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントを配置し、
その後２本のトンネルの夫々のセグメントを同時に組み立てることを特徴とする、
ダブルトンネル工法。
【請求項２】
２本のトンネルを接合して構築するダブルトンネルの接合部セグメントであって、
接合部セグメントが２本のトンネルの接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントであることを特徴とする、
接合部セグメント。
【請求項３】
２本のトンネルを接合して掘削したダブルトンネル内でセグメントを組み立てる組立装置であって、
２本のトンネルの接合部に、該接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントを配置し、
その後、前記リボンセグメントを起点に２本のトンネルの夫々のセグメントを同時に組み立てることを特徴とする、
組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダブルトンネル工法及び接合部セグメント及び組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダブルトンネルを構築する場合、２本のトンネルを近接して施工していた。
あるいは円形、矩形、楕円、馬蹄形などの単一断面トンネルのトンネル内に仕切壁や中床版などの仕切部材を設置し、トンネル内を分割することによって多円形のトンネルを施工していた。この仕切部材は、二次覆工コンクリートまたはプレキャスト部材により設置することになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の施工方法では、次のような問題がある。
＜イ＞２本のトンネルを近接して施工する場合は、占有用地幅が大きくなる。このため、狭隘な場所での施工は用地問題が懸念される。また、補助工法が必要になる場合がある。
＜ロ＞仕切方式の場合は、トンネル掘削終了後、仕切部材を設置する工程が必要となり、コストが高くなるとともに工期が長くなる。
＜ハ＞さらに仕切部材を設置するため、トンネル内空断面積が小さくなる。このため、同一断面積を確保するためにトンネル断面積を大きくする必要がある。
＜ニ＞また、狭隘な場所で大断面のトンネルを構築することは、前記＜イ＞と同様に用地問題の発生が懸念される。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題点に鑑みて考えられたもので、大きな占有用地幅を必要とすることのないダブルトンネル工法及び接合部セグメント及び組立装置を提供することを目的とする。
また本発明は、２本のトンネルを一体型のトンネルとして同時に施工できるダブルトンネル工法及び接合部セグメント及び組立装置を提供することを目的とする。
また本発明は、仕切部材を設置する作業工程を不要にしたダブルトンネル工法及び接合部セグメント及び組立装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的のうち少なくとも一つを達成するようにしたものである。
【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、本発明のダブルトンネル工法は、２本のトンネルを接合して構築するダブルトンネル工法において、２本のトンネルを同時に掘削可能なシールド機で掘削し、２本のトンネルの接合部に、該接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントを配置し、その後２本のトンネルの夫々のセグメントを同時に組み立てることを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明の接合部セグメントは、２本のトンネルを接合して構築するダブルトンネルの接合部セグメントであって、接合部セグメントが２本のトンネルの接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントであることを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明の組立装置は、２本のトンネルを接合して掘削したダブルトンネル内でセグメントを組み立てる組立装置であって、２本のトンネルの接合部に、該接合部から夫々のトンネルの一部を構成するリボンセグメントを配置し、その後、前記リボンセグメントを起点に２本のトンネルの夫々のセグメントを同時に組み立てることを特徴とするものである。
【０００８】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
図１及び図２は、ダブルトンネル（縦２連シールドトンネル）に使用される１リング分のセグメントの組立状態を示したものである。
本実施例では２本のトンネルが円形である場合について説明するが、円形に限らず楕円形、馬蹄形など非円形のトンネルであっても適用することができる。
【０００９】
＜イ＞全体の構成（図１、図２）
ダブルトンネル１は、上トンネル１０と下トンネル１１を接合して構築する縦２連シールドトンネルである。
本例では、上下に２本接合した縦２連シールドトンネルについて説明するが、横や斜めにも接合可能である。また、本例では、下トンネル１１の断面に比べて上トンネル１０の断面を小さく形成しているが、同一断面でもよい。
上下のトンネル１０、１１の接続部１２をリボン形状をしたリボンセグメント１３で構成する。始めにリボンセグメント１３を組み付け、これを起点として上下のトンネル１０、１１の円弧状セグメント１４、１５を順次組み上げて、上下２本のトンネル１０、１１を同時に構築する。
【００１０】
＜ロ＞シールド機２０（図３）
シールド機２０は、上トンネル１０と下トンネル１１を同時に掘削可能なように円形シールド機を複数連結してなる。非円形のトンネルの場合は、非円形シールド機を複数連結する。
シールド機２０の外殻２１は、構築するダブルトンネル１（上トンネル１０と下トンネル１１）の外形と略一致する形状である。
シールド機２０の先端部分上部に、例えばスポーク２２を設け、このスポーク２２にカッタビット２３を取り付ける。また、下部にスポーク２４を設け、このスポーク２４にカッタビット２５を取り付ける。スポーク２２を回転してカッタビット２３で上トンネル１０を掘削し、スポーク２４を回転してカッタビット２５で下トンネル１１を掘削する。
この場合、互いのスポーク２２、２４を反対方向に回転し、接触や衝突を起こさないように回転速度を制御しながらカッタビット２３、２５で切羽面の地山を掘削する。
【００１１】
シールド機２０は円形または非円形シールド機を複数連結したものであるが、カッタビット２３、２５が同一平面に配置されているため、掘削にともなう掘削抵抗などのバランスがよく、切羽の安定や掘進管理は通常の円形シールドと同様である。
また、シールド機２０には、通常の円形シールドと同様にセグメント（リボンセグメント１３、円弧状セグメント１４、１５）を把持して組み立てるエレクタ３０、３１や、セグメント１３、１４、１５から反力をとるシールドジャッキ（図示せず）等を設けている。
【００１２】
＜ハ＞セグメント（図１、図２）
セグメントは、上トンネル１０と下トンネル１１との接合部１２に配置するリボンセグメント１３と、上トンネル１０及び下トンネル１１の周方向に配置する円弧状セグメント１４、１５とからなる。
リボンセグメント１３は、接合部１２の周方向両側に延びる円弧状の上側部分１３ａと下側部分１３ｂが互いに接合したリボン形状のセグメントで、上側部分１３ａは上トンネル１０の一部を構成し、下側部分１３ｂは下トンネル１１の一部を構成する。
円弧状セグメント１４、１５は数個のピースに分割された分割体である。これらセグメント１３、１４、１５は、コンクリート製や鋼製で製作することができる。
リボンセグメント１３の上側部分１３ａと円弧状セグメント１４は、上トンネル１０の覆工体を構成する。また、リボンセグメント１３の下側部分１３ｂと円弧状セグメント１５は、下トンネル１１の覆工体を構成する。
リボンセグメント１３の上側部分１３ａと下側部分１３ｂは、トンネル周方向において長さを変えて左右非対称に形成し、リボンセグメント１３を１リングごとに反転して向きを交互に入れ替えることによって上下トンネル１０、１１のセグメント１３、１４、１５の継手面をずらすことができ、リング間の剛性が増す。なお、リボンセグメント１３は左右対称に形成してもよい。
【００１３】
＜ニ＞エレクタ（図４）
エレクタはセグメント組立装置で、上トンネル１０のセグメント１４を把持して組み立てる上部エレクタ３０と、下トンネル１１のセグメント１５及びリボンセグメント１３を把持して組み立てる下部エレクタ３１とからなる。
各々のエレクタ３０、３１は、セグメント１３、１４、１５を把持するセグメント把持部３２、３３を内蔵する。エレクタ３０、３１をエレクタリング３６などで旋回させてセグメント搬入位置からセグメント組立位置へ移動させ、ジャッキ３４、３５などでセグメント把持部３２、３３の姿勢を変えながらセグメント１３、１４、１５を組み立てる。
【００１４】
以下、ダブルトンネル１の施工手順について説明する。
＜イ＞掘削
シールド機２０のカッタビット２３、２５で地山を掘削しながら推進する。
シールド機２０は、上下トンネル１０、１１を同時に掘削可能であるため、２本のトンネルを近接して施工する場合に比べて不要断面が少ない。このため、地下空間を有効に活用でき、大きな占有用地幅を必要としない。また、不要断面が少ないため、掘削断面が小さくなり経済的である。
【００１５】
＜ロ＞セグメントの組立
先ず、搬入位置に搬入されたリボンセグメント１３をエレクタ３１のセグメント把持部３３に把持させる。
この状態からエレクタリング３６などを旋回させて、把持したリボンセグメント１３を組立位置（接合部１２）付近へ運搬する。上下トンネル１０、１１の接合部１２にリボンセグメント１３をジャッキ３５などの力で持ち上げて組み付けを行う。
その後、既に組み付けられているリボンセグメント１３を起点として、上下トンネル１０、１１の円弧状セグメント１４、１５を順次組み付けていく。
このように、掘削された坑内壁にセグメント１３、１４、１５を順次周方向に組み立てて、１リング分の覆工体を構築する。
この覆工体の先端面にシールドジャッキを押し当てて反力を取り、覆工体に対してシールド機２０を前進させながら、再び切羽の掘削を行なう。
【００１６】
次にリボンセグメント１３を反転して向きを入れ替え、同様の手順でリボンセグメント１３を上下トンネル１０、１１の接合部１２に組み付ける。
その後、このリボンセグメント１３を起点として、上下トンネル１０、１１の円弧状セグメント１４、１５を順次組み付けていく。
前記したようにリボンセグメント１３の上側部分１３ａと下側部分１３ｂは、トンネル周方向において長さを変えて左右非対称に形成しているため、リボンセグメント１３を反転して向きを入れ替えることによって上下トンネル１０、１１のセグメント１３、１４、１５の継手面がずれる。
１リングごとにリボンセグメント１３を反転して向きを交互に入れ替えながら組み立てることによって、隣接リングのセグメント継目位置が千鳥形となる。
【００１７】
＜ハ＞作用
このように本発明のダブルトンネル１の組立順序は、始めにリボンセグメント１３を組み付け、これを起点として上下のトンネル１０、１１の円弧状セグメント１４、１５を順次組み上げて、上下２本のトンネル１０、１１を同時に構築する。上下のトンネル１０、１１の接合部１２にリボンセグメント１３を配置する構造のため、トンネルを分割するための仕切装置とトンネル掘削とを同時に施工可能である。
また、搬入されたセグメント１３、１４、１５は、上下２基のエレクタ３０、３１により順次に把持、運搬され、所定位置に組み付けられる。
また、本発明のダブルトンネル１は、２本の円形または非円形トンネルを左右、上下、斜めのいずれかに任意に組み合わせることができ、周辺状況や施工箇所の条件に適した断面形状とすることができる。
【００１８】
【本発明の効果】
本発明は、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＞２本のトンネルの接合部をリボン状に形成したリボンセグメントとしたので、２本のトンネルを一体型のトンネルとして同時に施工することができる。
＜ロ＞従来のように仕切部材を設置する工程が不要となるので、工費縮減、工期短縮が可能となる。
＜ハ＞夫々のトンネルに必要な内空を確保し、円形または非円形シールドを縦に連結することにより狭隘な場所に大断面のトンネルが構築可能である。
＜ニ＞２本のトンネルは同一断面の接合、異径断面の接合、さらに接合位置を縦、横、斜めと自由な配置で接合できる。このため、周辺状況や施工箇所の条件に適した断面形状とすることができる。
＜ホ＞２本のトンネルを近接施工する場合に比べ、占有用地幅が狭くてすむほか、近接施工にともなう補助工法などが不要となる。
＜ヘ＞２本のトンネルに共通するリボンセグメントを最初に組み立て、その後、夫々のトンネルのセグメントを同時に組み立てることにより、セグメント組立時間が短縮し、工期の短縮につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダブルトンネルに使用される１リング分のセグメントの組立状態を示す説明図。
【図２】本発明のダブルトンネルに使用される１リング分のセグメントの別の組立状態を示す説明図。
【図３】シールド機を正面から見た説明図。
【図４】エレクタを示す説明図。
【符号の説明】
１・・・・ダブルトンネル
１０・・・上トンネル
１１・・・下トンネル
１２・・・接合部
１３・・・リボンセグメント
１４、１５・・・円弧状セグメント
２０・・・シールド機
２２、２４・・・スポーク
２３、２５・・・カッタビット
３０、３１・・・エレクタ
【図１】
2004019351.tif 000003
【図２】
2004019351.tif 000004
【図３】
2004019351.tif 000005
【図４】
2004019351.tif 000006