(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行して構築したトンネル躯体の一部と、
後行するトンネル躯体の一部とがトンネル長手方向に重複する連形トンネルの構造において、
先行トンネルと後行トンネルの境界部に位置するトンネル躯体の内側に、
トンネル長手方向に沿って両トンネル間に跨がって両トンネルの境界部を連結および支持する補強梁を設けることを特徴とする、
連形トンネルの構造。
【請求項２】
先行して構築したトンネル躯体の一部と、
後行するトンネル躯体の一部とがトンネル長手方向に重複する連形トンネルの構築方法において、
先行トンネルの後行トンネルとの重複部の躯体を撤去用セグメントで構成し、
先行トンネルに沿って後行トンネルを構築し、
撤去用セグメントを間欠的に撤去してできた空間に、
先行トンネルと後行トンネルの境界部に位置するトンネル躯体の内側に、
トンネル長手方向に沿って両トンネル間に跨がって両トンネルの境界部を連結および支持する補強梁を構築して両トンネルを連結および支持することを特徴とする、
連形トンネルの構築方法。
【請求項３】
請求項２に記載の連形トンネルの構築方法において、
先行トンネル躯体の一部を構成する撤去用セグメントを垂直方向に分割して構成し、
撤去用セグメントの一部を先行して撤去し、
残った撤去用セグメントでもって両トンネル境界部を支持しながら、セグメントを先行撤去してできた空間に、
先行トンネルと後行トンネルの境界部に位置するトンネル躯体の内側に、
両トンネル間に跨がった補強梁を構築して両トンネルを連結および支持することを特徴とする、
連形トンネルの構築方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の連形トンネルの構築方法において、先行トンネルと後行トンネルとの境界部を支持する撤去用セグメントを撤去して仮設支柱に置換し、
撤去用セグメントを仮設支柱に置換してできた空間に、
先行トンネルと後行トンネルの境界部に位置するトンネル躯体の内側に、
両トンネル間に跨がった補強梁を構築して両トンネルを連結および支持した後に、
仮設支柱を撤去することを特徴とする、
連形トンネルの構築方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の連形トンネルの構築方法において、
先行トンネルと後行トンネルとの間に跨がって構築する補強梁は、
トンネル長手方向に連続するように繰り返し構築することを特徴とする、
連形トンネルの構築方法。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の連形トンネルの構築方法において、
先行トンネルと撤去用セグメントとの接合部分に後行トンネルを先行トンネルと連結部位を保持するための撤去用ブロックを配設し、
後行トンネルの構築に際し、
予め撤去用ブロックを撤去することを特徴とする、
連形トンネルの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のトンネルを水平方向に連結させる連形トンネルの構造および連形トンネルの構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二連形や三連形など、複数のトンネルを水平方向に連結して構築するため、ＤＯＴシールド掘進機やＭＦシールド掘進機を用いた方法が知られている。
これらのシールド掘進機を用いたトンネル同士の境界部は、柱などの公知の支持部材により支持されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の連形トンネルの構築方法には、以下のような問題点がある。
＜イ＞  従来工法により構築された連形トンネルは、トンネル同士の境界部にトンネルを支持するための柱が存在するため、連続した広い空間を確保することができない。
＜ロ＞  トンネル同士の境界部に柱が存在するため、例えば連形トンネルを道路に用いる場合には頻繁かつ自由な車線変更が規制される、そのため道路の分岐・合流部などには不適であり、鉄道のトラサーバ部に用いた場合にも前記柱が邪魔となるため不適となる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、空間中に支柱を一切用いず、水平方向に広い内空断面を確保するトンネルを構築することを可能とする、連形トンネルの構造および連形トンネルの構築方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は先行して構築したトンネル躯体の一部と、後行するトンネル躯体の一部とがトンネル長手方向に重複する連形トンネルの構造において、先行トンネルと後行トンネルの境界部に位置するトンネル躯体の内側に、トンネル長手方向に沿って両トンネル間に跨がって両トンネルの境界部を連結および支持する補強梁を設けることを特徴とする連形トンネルの構造およびトンネルの構築方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、連形トンネルの構造について説明する。
連形トンネルは、複数のトンネル躯体をトンネル長手方向に連結させ、内部空間を連通させて構成するトンネルである。
図６に示すように両トンネル１，２の躯体間には、上下２カ所にトンネル長手方向に連続する境界部（上下のくびれ部）を有します。
このようにトンネル１，２の躯体を連結した場合、内部空間が広くなると共に支持部材間の距離が広くなるため、トンネル１，２にかかる曲げモーメント（撓み）が大きくなる。
この曲げモーメント（撓み）を許容量以下に抑える従来技術としては、中間  （境界部）に支柱を配設する対処方法が知られている。
従来技術に対して本発明は、この境界部（上下２箇所）に位置するトンネル躯体の内側に、トンネル長手方向に沿って両トンネル１，２間に跨がった補強梁５，５を構築することにより、両トンネル１，２の躯体の剛性を高めている。
補強梁５により境界部を連結および支持された両トンネル１，２には、両トンネル１，２を支持するために従来境界部間に用いられている支柱などの支持部材を必要としない。
これにより連形トンネルは、両トンネル１，２間に亘る障害物の無い連続した広い空間６を確保できる。
なお両トンネル１，２の躯体の剛性を高めるために、例えば補強梁を単に鉄筋コンクリートで構築するのではなく、周囲を鉄板で覆った鉄筋構造とするなど公知手段により、より曲がりにくく硬い梁を提供したり、補強梁自体の高さを高くすることなどが考えられる。
連形トンネルは、図６に示すような２本のトンネル１，２を連結して構成したものに限らず、複数本のトンネルを適宜連結して構成可能である。
【０００７】
【構築方法１】
以下図面を参照しながら、連形トンネルの構築方法の一例について説明する。
【０００８】
＜イ＞先行トンネルの構築
図１に示すように先行トンネル１は、円形の先行シールド掘進機１１がセグメント１２を組み立てながら掘進して構築する通常の円形トンネルである。
先行トンネル１は、後述する後行トンネル２と重複する側部を撤去用セグメント３で構成している。
また、撤去用セグメント３との接合部に位置する先行トンネル１のテール端部１３には、撤去用ブロック４を組付けてある。
先行トンネル１から撤去用ブロック４を撤去することにより、先行トンネル１のテール端部１３に後述する後行トンネル２との連結部位を形成する。
【０００９】
＜ロ＞後行トンネルの構築
図２に示すように後行トンネル２は、例えば月形の後行シールド掘進機２１がセグメント２２を組み立てながら掘進して構築する非円形トンネルである。
この際、後行シールド２１の鋼殻は先行トンネル１との重複部分まで厚く伸びていて、スクレーパ可能な構造になっている。
図３に示すように後行トンネル２の形状は、例えば前述した先行トンネル１から撤去用セグメント３を除いた線対称となるようにする。
後行トンネル２のテール端部２３は、前記工程で撤去用ブロック４を撤去した先行トンネル１のテール端部１３に合致させる。
これにより先行トンネル１および後行トンネル２は、撤去用セグメント３により支持された状態となる。
【００１０】
＜ハ＞撤去用セグメントの部分撤去
図４に示すように先行トンネル１の一部である撤去用セグメント３を、例えばトンネル軸方向に対して垂直方向に分割されたセグメントとする。
この場合、撤去用セグメント３は、その後行撤去部３１を残して先行撤去部３２を撤去することにより、先行トンネル１および後行トンネル２を支持しながら、後述する補強梁５を構築するための空間３３を確保できる。
撤去用セグメント３は、先行トンネル１のテール端部１３よりスライドさせながら撤去することが可能である。
この他にも、撤去用セグメント３を１リングおきに交互に撤去することにより、先行トンネル１および後行トンネル２を支持しながら補強梁５，５を構築する空間を確保することも考えられる。
【００１１】
＜ニ＞補強梁の構築
図５に示すように補強梁５は、先行トンネル１と後行トンネル２との境界部  （上下のくびれ部）に位置するトンネル躯体の内側に、トンネル長手方向に沿って両トンネル１，２間に跨がって位置し、両トンネル１，２の躯体の剛性を高め、両トンネル１，２を連結および支持するための部材である。
補強梁５を構築することにより、先行トンネル１と後行トンネル２との境界部間を支柱あるいは壁などの公知の支持部材でもって支持する必要が無くなる。
なお補強梁５は、例えば鉄筋コンクリートで構築した公知の梁である。
【００１２】
＜ホ＞撤去用セグメントの全部撤去
図５に示すように、先行トンネル１と後行トンネル２との境界部は補強梁５，５により補強されるから、撤去用セグメント３の後行撤去部３１を撤去できる。
これにより、図６に示すように先行トンネル１と後行トンネル２との境界部には柱あるいは壁などの支持部材が無く、両トンネル１，２間に亘る障害物の無い連続した広い空間６を確保できる。
【００１３】
【構築方法２】
構築方法１においては、垂直分割された撤去用セグメントを一部ずつ撤去し、残ったセグメントにより先行トンネルおよび後行トンネルを支持しながらセグメントを撤去した空間のトンネル境界部（上下のくびれ部）に補強梁を構築する作業を繰り返し行なう。
前記作業でもって、撤去用セグメントを補強梁に置換することにより、トンネル境界部を補強して連結する一例について説明してある。
これに対して本構築方法は、以下の通りである。
【００１４】
＜イ＞先行トンネルの支持
図７に示すように、構築方法１と同様に先行トンネル１に重複するように後行トンネル２を構築した後に、先行トンネル１のテール端部１３，１３に形成した水平座１４，１４間に仮設支柱７を配設する。
これにより、撤去用セグメント３により支持されていた先行トンネル１を仮設支柱７で支持する。
このように、先行トンネル１は仮設支柱７で支持され、後行トンネル２はテール端部２３，２３に形成した水平座２４，２４間に撤去用セグメント３が位置して支持される。
なお先行トンネル１と後行トンネル２との連結は、構築方法１と同様に、後行トンネル２の構築時に撤去用ブロック４を撤去することにより行なう。
【００１５】
＜ロ＞後行トンネルの支持
図７に示すように後行トンネル２は、テール端部２３，２３の水平座２４，２４間に位置する撤去用セグメント３により支持されるが、図８に示すように水平座２４，２４間に仮設支柱７を配設することで後行トンネル２を支持し、撤去用セグメント３を撤去できる。
これにより、後述する補強梁５を構築するための空間を確保できる。
【００１６】
＜ハ＞補強梁の構築
図９に示すように、仮設支柱７により先行トンネル１および後行トンネル２を支持している間に、先行トンネル１と後行トンネル２との境界部（上下２箇所）に位置するトンネル躯体の内側に、両トンネル１，２間に跨がる補強梁５，５を構築して両トンネル１，２を連結および支持する。
【００１７】
＜ニ＞仮設支柱の撤去
図９に示すように、先行トンネル１と後行トンネル２との境界部を補強梁５，５で補強することにより、仮設支柱７，７が不要となる。
仮設支柱７，７を撤去することにより、連結したトンネル１，２間に亘る障害物の無い連続した広い空間を確保できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したような構成により、以下のような効果が得られる。
＜イ＞  トンネル同士の境界部の剛性を補強梁により高めるため、境界部を支持するための支柱などの支持部材を一切必要としない。
従って、両トンネル間に亘る障害物の無い連続した広い空間を確保することができ、連形トンネルの利用範囲が大幅に広がる。
＜ロ＞  トンネル同士の境界部に支持部材を必要としないことから、例えば連形トンネルを道路に用いる場合にも頻繁かつ自由な車線変更に何等影響を与えることのない広い空間を確保できるため、道路の分岐・合流部などへの利用が可能である。
同様に、鉄道のトラサーバ部にも適している。
＜ハ＞  トンネル同士の境界部を支持部材により支持しないから、経済効果が得られる。
＜ニ＞  本発明の方法によれば、先行シールド掘進機が到達立坑に到達した後、このシールド掘進機を簡単な改造により後行シールド掘進機として再利用できるため、２機のシールド掘進機により一気に連形トンネルを構築するよりも経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る先行トンネルの説明図
【図２】  後行トンネル構築時の説明図
【図３】  連結した先行トンネルと後行トンネルの説明図
【図４】  図３におけるIV−IV間の矢視図
【図５】  先行トンネルと後行トンネルとの重ね合せ部分の補強時の説明図
【図６】  完成した連形トンネルの説明図
【図７】  仮設支柱を用いた先行トンネル支持時の説明図
【図８】  仮設支柱を用いた後行トンネル支持時の説明図
【図９】  先行トンネルと後行トンネルを支持する仮設支柱撤去時の説明図
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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