(57)【要約】【課題】コストの低減や工期の短縮化を図ることができるトンネル覆工構造を提供する。【解決手段】複数の覆工エレメント２を掘削断面の外周方向に並列させて地山に圧入してなる断面門型の覆工版１を備えたトンネル覆工構造であって、覆工版１の左右足元に位置する一対の覆工エレメント２１がその両端部が覆工版から前側及び後側に延出する延出部２１ａをそれぞれ有しており、延出部２１ａがストラット３によってそれぞれ支持されている。また、一対の覆工エレメント２１は、ストラット３に対して接合されている。さらに、一対の覆工エレメント２１は、撓みを小さくすること及び側面部の覆工エレメントに作用する土圧を支えることができる機能と耐力を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の覆工エレメントを掘削断面の外周方向に並列させて地山に貫入してなる断面門型の覆工版を備えたトンネル覆工構造であって、
前記覆工版の左右足元に位置する一対の覆工エレメントがその両端部が該覆工版から前側及び後側に延出する延出部をそれぞれ有しており、該延出部がストラットによってそれぞれ支持されていることを特徴とするトンネル覆工構造。
【請求項２】
前記一対の覆工エレメントは、前記ストラットに対して接合されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工構造。
【請求項３】
前記一対の覆工エレメントは、撓みを小さくすること及び側面部の覆工エレメントに作用する土圧を支えることができる機能と耐力を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネル覆工構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道や道路の下方に立体交差するトンネルを構築する場合に用いられるトンネル覆工構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトンネル覆工構造としては、例えば、図３に示すような、複数の覆工エレメントを掘削断面の外周方向に並列させて地山に貫入してなる断面門型やボックス型の覆工版を備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−８７６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、断面門型のトンネル覆工構造においては、覆工版の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて設けた突出部を有しており、掘削中は、この突出部の受働土圧によって覆工版が受ける側圧に対抗することとしている。
しかしながら、掘削完了後は、下床版を打設することによって側圧に対抗できることになり、突出部によって側圧に対抗する必要はなくなる。つまり、仮設である突出部を、本設である突出部以外の部分と同様、複数の覆工エレメントで構築するものであり、資源の有効活用を十分に図れないという問題がある。
しかも、突出部はトンネルの外郭部から下方に突出して設けられるので、トンネルの外郭部以深で覆工エレメントを地山に貫入するための立坑を設ける必要があり、山留材や掘削土量の増大により、コストの増加や工期の長期化を招いてしまう。
【０００５】
一方、断面ボックス型のトンネル覆工構造においては、断面門型のトンネル覆工構造のような問題はないが、下床版を、現場打ちコンクリートではなく、複数の覆工エレメントで構築するので、必ずしも経済的であるとはいえない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、コストの低減や工期の短縮化を図ることができるトンネル覆工構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るトンネル覆工構造は、複数の覆工エレメントを掘削断面の外周方向に並列させて地山に貫入してなる断面門型の覆工版を備えたトンネル覆工構造であって、覆工版の左右足元に位置する一対の覆工エレメントがその両端部が覆工版から前側及び後側に延出する延出部をそれぞれ有しており、延出部がストラットによってそれぞれ支持されていることを特徴としている。
【０００８】
このようなトンネル覆工構造によれば、覆工版の足元を前後に延出させて設けた一対の覆工エレメントの延出部がストラットで支持されているので、掘削による側圧は、ストラットで対抗することになる。
【０００９】
したがって、覆工版の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて側圧に対抗する必要がなくなり、仮設部分を本設部分と同様の材料で構築する事態やトンネルの外郭部以深で覆工エレメントを地山に貫入するための立坑を設ける事態等は有効に回避されることになる。これにより、コストの低減や工期の短縮化を図ることが可能となる。
【００１０】
このような技術的手段において、側圧に対抗するストラットの信頼性、安定性を高めることとして、コストの低減や工期の短縮化をより十分に図るという観点からすれば、一対の覆工エレメントは、ストラットに対して接合されていることが好ましい。
【００１１】
また、側圧に対抗するストラットの信頼性、安定性をさらに高めることとして、コストの低減や工期の短縮化をより一層十分に図るという観点からすれば、一対の覆工エレメントは、撓みを小さくすること及び側面部の覆工エレメントに作用する土圧を支えることができる機能と耐力を備えたことが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
［トンネル覆工構造］
図１は本発明の一実施の形態に係るトンネル覆工構造の全体構成を示す斜視図、図２は同トンネル覆工構造の全体構成を示す側面図である。
【００１４】
本実施の形態において、トンネル覆工構造は、図１に示すように、断面門型の覆工版１を備えたものとして構成されている。
ここで、断面門型の覆工版１は、同図に示すように、複数の覆工エレメント２を掘削断面の外周方向に並列させて地山４に貫入してなるものとして構成されている。
【００１５】
また、覆工版１の左右足元に位置する一対の覆工エレメント２１は、図１及び図２に示すように、その両端部が覆工版１から前側及び後側に延出する延出部２１ａをそれぞれ有しており、延出部２１ａがストラット３３によってそれぞれ支持されている。
【００１６】
すなわち、覆工版１の足元を前後に延出させて設けた一対の覆工エレメント２１の延出部２１ａがストラット３で支持されているので、掘削中はストラット３によって側圧に対抗できることになり、また、掘削完了後はストラット３が下床版（図示外）と一体となって側圧に対抗できることになる。
【００１７】
つまり、このトンネル覆工構造によれば、従来の断面ボックス型のトンネル覆工構造と異なり、覆工版１の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて側圧に対抗する必要がないこととなっている。
【００１８】
もちろん、一対の覆工エレメント２１としては、延出部２１ａだけがストラット３によって支持されている必要はなく、延出部２１ａを支持しているストラット３が同時に覆工版１の内側に引っ込んだ部分をも支持することとなっていても差し支えない。
【００１９】
ここで、一対の覆工エレメント２１は、図示しないが、ストラット３に対して接合されている。
【００２０】
これにより、側圧に対抗するストラット３の信頼性、安定性が高まることになり、その結果、コストの低減や工期の短縮化をより十分に図ることが可能となっている。
【００２１】
具体的には、一対の覆工エレメント２１からストラット３側に張り出された鉄筋が、ストラット３の鉄筋に接合されることにより、一対の覆工エレメント２１は、ストラット３に対して接合されるようになっている。
【００２２】
ここで、一対の覆工エレメント２１の鉄筋とストラット３の鉄筋の接合方法としては、両鉄筋を互いに接合し得るものであれば、方法や手段の別を問わず、必要とされるストラット３の信頼性、安定性に応じて適宜選定して差し支えない。例えば重ね継手やアーク溶接やガス溶接などの溶接継手を含む突合せ継手の他、カラー圧着などの機械継手なども用いることができる。
【００２３】
また、一対の覆工エレメント２１は、図１に示すように、撓みを小さくすること及び側面部の覆工エレメント２に作用する土圧を支えることができる機能と耐力を備えたものとして構成されている。
【００２４】
これにより、側圧に対抗するストラット３の信頼性、安定性をさらに高まることになり、その結果、コストの低減や工期の短縮化をより一層十分に図ることが可能となっている。
【００２５】
具体的には、図１に示すように、まず、一対の覆工エレメント２１の各覆工エレメント２を二つの覆工エレメント２を横に並列させてダブルに設けることにより、一対の覆工エレメント２１を補強する。加えて、ダブルに設けた各覆工エレメント２のうち内側の覆工エレメント２それ自体をＰＣ鋼材２２で補強する。これにより、一対の覆工エレメント２１の撓みが小さくなる。
【００２６】
ここで、各覆工エレメント２をダブルに設けたものに限られるものではなく、一対の覆工エレメント２１の撓みを小さくし得るものであれば、補強方法の別を問わず、必要とされるストラット３の信頼性、安定性に応じて適宜選定して差し支えない。例えばシングルに設けた各覆工エレメント２を、ＰＣ鋼材で補強し若しくは内側面の鋼板を厚くして補強し又は横に長い長方形断面として補強する方法なども用いることができる。
【００２７】
すなわち、このようなトンネル覆工構造によれば、覆工版１の足元を前後に延出させて設けた一対の覆工エレメント２１の延出部２１ａがストラット３で支持されているので、掘削による側圧は、ストラット３で対抗することになる。
【００２８】
したがって、覆工版１の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて側圧に対抗する必要がなくなり、仮設部分を本設部分と同様の材料で構築する事態やトンネルの外郭部以深で覆工エレメント２を地山４に貫入するための立坑を設ける事態等は有効に回避されることになり、これにより、コストの低減や工期の短縮化を図ることが可能となっている。
【００２９】
［トンネル覆工方法］
本実施の形態において、トンネル覆工方法は、図示しないが、第一の工程及び第二の工程の各工程により構成されている。以下、図１及び図２を参照にしながら、各工程について説明する。
【００３０】
（１）第一の工程
これは、トンネル掘削に先行して、断面門型の覆工版１を、左右足元が前後に延出するように構築する工程である。
【００３１】
具体的には、複数の覆工エレメント２を掘削断面の外周方向に並列させて地山４に貫入するという態様となる。
【００３２】
ここで、他の覆工エレメント２より長尺の覆工エレメント２を、覆工版１から前後に延出するようにして、覆工版１の左右足元に位置させる。この長尺の覆工エレメント２が一対の覆工エレメント２１となり、一対の覆工エレメント２１のうち、覆工版１から前後に延出する部分が延出部２１ａとなる。
【００３３】
そして、一対の覆工エレメント２１の内側をＰＣ鋼材２２で補強することにより、一対の覆工エレメント２１の撓みが小さくなるようにする。
【００３４】
（２）第二の工程
これは、トンネル掘削に先行して、覆工版１から前後に延出する左右足元に対してストラット３を取り付ける工程である。
【００３５】
具体的には、まず、ストラット３の鉄筋を組み立て、一対の覆工エレメント２１の内側面に短尺の鉄筋を固着する。続いて、一対の覆工エレメント２１からストラット３側に張り出された鉄筋とストラット３の鉄筋とを機械継手などによって互いに接合する。そして、ストラット３の型枠を組み立て、コンクリートを打設するという態様となる。
【００３６】
そして、ストラット３のコンクリートが硬化することにより、本実施の形態に係るトンネル覆工方法が終了する。
【００３７】
すなわち、このようなトンネル覆工方法によれば、トンネル掘削に先行して、第一の工程で設けた一対の覆工エレメント２１の延出部２１ａを第二の工程でストラット３で支持することとしているので、掘削による側圧は、ストラット３で対抗することになる。
【００３８】
したがって、覆工版１の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて側圧に対抗する必要がなくなり、仮設部分を本設部分と同様の材料で構築する事態やトンネルの外郭部以深で覆工エレメント２を地山４に貫入するための立坑を設ける事態等は有効に回避されることになり、これにより、コストの低減や工期の短縮化を図ることが可能となっている。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル覆工構造によれば、覆工版の足元をトンネルの外郭部から下方に突出させて側圧に対抗する必要がなくなり、コストの低減や工期の短縮化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るトンネル覆工構造の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るトンネル覆工構造の全体構成を示す側面図である。
【図３】従来例であるトンネル覆工構造の概略構成を示す横断面図（図３（ａ）は門型のもの、図３（ｂ）はボックス型のもの）である。
【符号の説明】
１  覆工版
２  覆工エレメント
３  ストラット
４  地山
２１  一対の覆工エレメント
２１ａ  延出部
２２  ＰＣ鋼材
【図１】
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【図２】
2004238917.tif 000004
【図３】
2004238917.tif 000005