(57)【要約】      （修正有）【課題】掘削前に、止水効果を確認することができるトンネルの構築方法の提供。【解決手段】トンネルの構築方法では、３個の導坑１２がセグメントを環状に組立てることにより、シールド工法により構築される。次に、各導坑１２から周方向に隣接する他の導坑１２に向けて、シートパイル１８が圧入設置される。次に、各導坑１２内にモルタルなどの硬化性充填材２０を注入充填して、充填材２０を硬化させることにより、導坑１２内に両端部が突出するようにして渡設されているシートパイル１８の端部を導坑１２に固定する。シートパイル１８の固定が終了すると、両端が各導坑１２にそれぞれ到達するようにして、各導坑１２間にシートパイル１８が渡設され、３個の導坑１２と、導坑１２間に渡設されたシートパイル１８とで、これから構築しようとする本坑１０の外周を囲繞する閉塞断面２２が形成される。その後閉塞断面内に本坑が構築される。【選択図】図１
2005200992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本坑の構築予定個所の外周に複数の導坑を構築する工程と、
前記導坑内から周方向に隣接する他の導坑に向けて、シートパイルを圧入設置して、前記導坑と当該導坑との間に渡設した前記シートパイルにより、前記本坑の外周を囲繞する閉塞断面を形成する工程と、
前記閉塞断面内に前記本坑を掘削構築する工程とからなることを特徴とするトンネルの構築方法。
【請求項２】
前記導坑は、シールド工法により構築することを特徴とする請求項１記載のトンネルの構築方法。
【請求項３】
前記導坑内には、前記シートパイルの圧入設置後に、当該導坑内に硬化性充填材を充填することを特徴とする請求項１または２記載のトンネルの構築方法。
【請求項４】
前記本坑は、上半掘削と支保工の設置、下半掘削と支保工の設置、および、インバート掘削と支保工の設置を順次繰り返すことにより構築することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のトンネルの構築方法。
【請求項５】
前記シートパイルは、所定の幅を有し、湾曲した曲板状の鋼矢板から構成され、
複数の鋼矢板を幅方向の両端に設けた継手部を介して、相互に連結させながら、前記導坑のトンネル軸方向に沿って圧入設置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のトンネルの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネルの構築方法に関し、特に、トンネルを構築する際の湧水対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市部などの未固結地質で、かつ、地下水を帯有する地盤中にトンネルを構築する場合、湧水対策を行う必要がある。このような湧水対策の一種として、例えば、非特許文献１には、止水工法が開示されている。
【０００３】
この文献１には、代表的な止水工法として、地盤中にセメント系や水ガラスなどの硬化性グラウト材を注入して、地盤の強度を増加させ、透水性を減少させる薬液注入工法が記載されている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の止水工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【非特許文献１】「最新トンネル工法・機材便覧」第二刷  平成５年６月２０日  株式会社建設産業調査会発行  ８００ｐ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
すなわち、上記非特許文献１に開示されている薬液注入工法では、予め地質調査を行って、地盤性状を確認して、把握した地盤に応じて、注入量などを決定して施工しているが、実際の止水効果は、トンネルの掘削時に、初めて確認することができ、不十分な場合には、追加注入が必要になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、掘削前に、止水効果を確認することができるトンネルの構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、本坑の構築予定個所の外周に複数の導坑を構築する工程と、前記導坑内から周方向に隣接する他の導坑に向けて、シートパイルを圧入設置して、前記導坑と当該導坑との間に渡設した前記シートパイルにより、前記本坑の外周を囲繞する閉塞断面を形成する工程と、前記閉塞断面内に前記本坑を掘削構築する工程とから構成した。
【０００８】
このように構成されたトンネルの構築方法によれば、本坑の構築予定個所の外周に複数の導坑を構築し、導坑内から周方向に隣接する他の導坑に向けて、シートパイルを圧入設置して、導坑と当該導坑との間に渡設したシートパイルにより、本坑の外周を囲繞する閉塞断面を形成するので、本坑を掘削する際の止水性が閉塞断面により確保される。
【０００９】
この場合、閉塞断面は、シートパイルを圧入して、導坑間に渡設するように設置して形成し、シートパイルは、鋼矢板を連結したものであって、それ自体が止水性を備えているので、シートパイルを導坑間に圧入設置した段階で、閉塞断面内の止水性が確保される。
【００１０】
前記導坑は、シールド工法により構築することができる。
前記導坑内には、前記シートパイルの圧入設置後に、当該導坑内に硬化性充填材を充填することができる。
【００１１】
前記本坑は、上半掘削と支保工の設置、下半掘削と支保工の設置、および、インバート掘削と支保工の設置を順次繰り返すことにより構築することができる。
【００１２】
前記シートパイルは、所定の幅を有し、湾曲した曲板状の鋼矢板から構成され、複数の鋼矢板を幅方向の両端に設けた継手部を介して、相互に連結させて、前記導坑のトンネル軸方向に沿って圧入設置することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかるトンネルの構築方法によれば、本坑の構築予定個所の外周に複数の導坑を構築し、導坑内から周方向に隣接する他の導坑に向けて、シートパイルを圧入設置して、導坑と当該導坑との間に渡設したシートパイルにより、本坑の外周を囲繞する閉塞断面を形成するので、本坑を掘削する際の止水性が閉塞断面により確保される。
【００１４】
この場合、閉塞断面は、シートパイルを圧入して、導坑間に渡設するように設置して形成するので、シートパイルを導坑間に圧入設置した段階で止水性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１から図７は、本発明にかかるトンネルの構築方法の一実施例を示している。図１は、本発明にかかるトンネルの構築方法で構築したトンネルの断面形状を示している。
【００１７】
図１において、符号１０で示した部分が本坑であり、本実施例の場合には、この本坑１０の外周に３個の導坑１２が構築されている。本坑１０は、概略楕円断面のトンネルであって、本実施例の場合には、上半掘削１０ａ１と上半支保工１０ａ２の設置、下半掘削１０ｂ１と支保工１０ｂ２の設置、インバート掘削１０ｃ１とインバート支保工１０ｃ２の設置の各工程を、トンネル軸方向に沿って、所定長さ毎に順次繰り返すことにより構築される。
【００１８】
一方、３個の導坑１２は、本実施例の場合には、シールド工法により構築され、シールド掘進機の掘進により掘削された壁面には、セグメント１４が円環状に組立てられて、トンネル形状が維持される。なお、導坑１２の構築は、シールド工法に限る必要はなく、例えば、推進工法などの他の工法で構築することも可能である。
【００１９】
３個の導坑１２は、本実施例の場合には、同一円周上に中心が位置していて、下方の２個の中心軸を結ぶ線分を１辺とする二等辺三角形の各頂点に導坑１２の中心軸をそれぞれ配置するようにして、周方向に所定の間隔を隔てて構築され、各導坑１２は、本坑１０の外周を取り巻くように配置されている。なお、導坑１２の個数は、３個に限る必要はなく、本坑１０の断面形状や大きさに応じて、４以上の個数にすることもできる。
【００２０】
図１に示したトンネルの断面構造では、本坑１０の支保工１０ａ２，１０ｂ２，１０ｃ２の一部が、導坑１２の一部と重なるようになっているおり、このような形態で本坑１０を構築すると、本坑１０導坑１２とが一体化されて、トンネル形状のより一層の安定化を図ることができるが、必ずしもこのような形態にする必要はない。
【００２１】
周方向の隣接する各導坑１２間には、湾曲した形状のシートパイル１８が渡設されている。シートパイル１８は、所定幅を有し、長手方向に沿って所定の曲率で湾曲した鋼矢板であって、鋼矢板には、幅方向の両端に、相互に嵌合する凹凸部で構成された継手部が設けられていて、この継手部を介して、鋼矢板同士を相互に連結しながら、導坑１２のトンネル軸方向に沿って圧入設置される。
【００２２】
次に、図１に示した断面構造のトンネルの構築方法について説明する。このようなトンネルを構築する際には、まず、図２に示すように、３個の導坑１２がセグメント１４を環状に組立てることにより、シールド工法により構築される。
【００２３】
導坑１２の構築が終了すると、次に、図３に示すように、各導坑１２から周方向に隣接する他の導坑１２に向けて、シートパイル１８が圧入設置される。シートパイル１８には、幅方向の両端に、相互に嵌合する凹凸部で構成された継手部が設けられているので、この継手部を介して、鋼矢板同士を相互に連結しながら、導坑１２のトンネル軸方向に沿って圧入設置される。この場合、各シートパイル１８の両端は、導坑１２内に一部が突出するように設けられる。
【００２４】
シートパイル１８の設置が終了すると、次に、図４に示すように、各導坑１２内にモルタルなどの硬化性充填材２０を注入充填して、充填材２０を硬化させることにより、導坑１２内に両端部が突出するようにして渡設されているシートパイル１８の端部を導坑１２に固定する。
【００２５】
なお、各シートパイル１８の固定手段は、導坑１２内に硬化性充填材２０を注入充填すること以外に、例えば、シートパイル１８の端部を、各導坑１２のセグメント１４にアンカーやボルトなどで係止して、機械的に固定することも可能である。
【００２６】
また、充填材２０を注入する場合でも、導坑１２の全断面注入する必要はなく、シートパイル１８の端部だけに充填材２０を供給して、これをセグメント１４に固着固定しても良い。
【００２７】
シートパイル１８の固定が終了すると、両端が各導坑１２にそれぞれ到達するようにして、各導坑１２間にシートパイル１８が渡設され、３個の導坑１２と、導坑１２間に渡設されたシートパイル１８とで、これから構築しようとする本坑１０の外周を囲繞する閉塞断面２２が形成される。
【００２８】
このような閉塞断面２２は、構築しようとする本坑１０の全長に亘って形成される。次に、図５に示すように、本坑１０の構築が開始される。本実施例の場合、本坑１０の構築では、まず、上半掘削１０ａ１が行われ、この掘削により露出した掘削面には、アーチ状の上半支保工１０ａ２が設置されて、これが吹付けコンクリートなどにより、掘削面に固定される。
【００２９】
なお、図５に示した例では、上半支保工１０ａ２の上端が上端側の導坑１２の一部と重なり、上半支保工１０ａ２の側方がシートパイル１８の内面と接触するようになっているが、必ずしもこのような形態で本坑１０を構築する必要はない。
【００３０】
次に、図６に示すように、下半掘削１０ｂ１が行われ、この掘削により露出した掘削面には、上半支保工１０ａ２の下端側に支保工１０ｂ２を連結して、これが吹付けコンクリートなどにより、掘削面に固定される。
【００３１】
この後、図７に示すように、インバート掘削１０ｃ１が行われ、この掘削により露出した掘削面には、支保工１０ｂ２の下端側を連結するようにして、インバート支保工１０ｃ２が設置され、これがコンクリート打設などにより、掘削面に固定される。
【００３２】
図５から図７に示した本坑１０の構築工程は、トンネル軸方向に沿って、所定長さ毎に順次繰り返され、所要回数の繰り返しにより、所定の本坑１０が形成されて、トンネルの構築が完了する。
【００３３】
さて、以上のように構成されたトンネルの構築方法によれば、本坑１０の構築予定個所の外周に複数の導坑１２を構築し、導坑１２内から周方向に隣接する他の導坑１２に向けて、シートパイル１８を圧入設置して、導坑１２と当該導坑１２との間に渡設したシートパイル１８により、本坑１０の外周を囲繞する閉塞断面２２を形成するので、本坑１０を掘削する際の止水性が閉塞断面２２により確保される。
【００３４】
この場合、閉塞断面２２は、シートパイル１８を圧入して、導坑１２間に渡設するように設置して形成するので、シートパイル１８を導坑１２間に圧入設置した段階で止水性が確保され、従来の止水工法のような不確実性や、追加工事の必要がない。
【００３５】
なお、上記実施例では、本坑１０の構築を上半，下半，インバートの３段階に分けて施工する場合を例示したが、本坑１０の構築は、このような施工方法に限る必要はなく、本坑１０の断面の大きさなどにより、他の分割方法などを採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかるトンネルの構築方法によれば、確実な湧水対策が可能になるので、未固結地質で海水を帯有する地盤にトンネルを構築する際などに有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかるトンネルの構築方法で構築されるトンネルの断面形状を示す説明図である。
【図２】本発明にかかるトンネルの構築方法の初期工程の説明図である。
【図３】図２に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図４】図３に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図５】図４に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図６】図５に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図７】図６に引き続いて行われる工程の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０        本坑
１２        導坑
１４        セグメント
１８        シートパイル
２０        充填材
２２        閉塞断面
【図１】
2005200992.tif 000003
【図２】
2005200992.tif 000004
【図３】
2005200992.tif 000005
【図４】
2005200992.tif 000006
【図５】
2005200992.tif 000007
【図６】
2005200992.tif 000008
【図７】
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