(57)【要約】【課題】  通路空間を規定する中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことにより、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にすること。【解決手段】  間隔を置いてほぼ平行に伸びる２つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路は、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなる。前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第１開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第２開口部に結合されている。【選択図】図１
2007002574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いてほぼ平行に伸びる２つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路であって、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなり、前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第１開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第２開口部に結合されている、シールドトンネル間の地中通路。
【請求項２】
前記中空体は、鉄筋コンクリートから成り、頂部と、底部と、前記頂部と前記底部との間にあって前記頂部および前記底部を連結する一対の側部とを備える、請求項１に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項３】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された上方に凸状の上部アーチ部材と、該上部アーチ部材と前記頂部または該頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工とを連結する上部連結材とを含む、請求項１に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項４】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された頂部補強材を含む、請求項３に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項５】
前記補強構造は、前記中空体の底部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された下方に凸状の下部アーチ部材と、該下部アーチ部材と前記底部または該底部近傍の前記シールドトンネルとを連結する下部連結材とを含む、請求項３に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項６】
前記補強構造は、前記中空体の底部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された底部補強材を含む、請求項５に記載のシールドトンネル間の地中通路。
【請求項７】
間隔を置いてほぼ平行に伸びる２つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる、中空体および該中空体の補強構造とを備える地中通路の施工法であって、
一方のシールドトンネルの側壁に第１開口部を設け、他方のシールドトンネルの側壁に第２開口部を設けること、
前記第１開口部と前記第２開口部との間の地盤を掘削し、前記２つのシールドトンネル間に空間を設けること、
前記空間内に、前記第１開口部および前記第２開口部に結合される中空体の頂部および底部を現場打ちコンクリートまたはプレキャストコンクリートにより形成すること、
上方に凸状の上部アーチ部材の一端を前記頂部の一端に、またその他端を前記頂部の他端にそれぞれ固定すること、
複数の上部連結材の各一端を前記上部アーチ部材に、またその各他端を前記頂部または前記頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定すること、
前記中空体の前記頂部と前記底部とを連結する側部を現場打ちコンクリートにより形成することを含む、シールドトンネル間の地中通路の施工法。
【請求項８】
前記頂部および前記底部の形成と前記側部の形成との間に、
下方に凸状の下部アーチ部材の一端を前記底部の一端に、またその他端を前記底部の他端にそれぞれ固定すること、
複数の下部連結材の各一端を前記下部アーチ部材に、またその各他端を前記底部または前記底部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定することを含む、請求項７に記載のシールドトンネル間の地中通路の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル間の地中通路およびその施工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下道路トンネルの合流部や分岐部には、本線シールドトンネルとランプシールドトンネルとを連通するために、前記本線シールドトンネルと前記ランプシールドトンネルとを連結する地中通路が構築される。
【０００３】
従来、２つのシールドトンネル間に地中通路を構築する施工法として、凍結剤などの改良剤を用いて前記２つのシールドトンネル間の地盤を改良した後、前記地盤を掘削し、通路空間を規定する中空体を構築するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−２８１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の施工法により構築される前記中空体は、土圧や水圧などの荷重に対する強度を大きくするために大型構造となる。したがって、前記通路空間を確保するために必要な地盤の掘削量は多くなるため、前記中空体の構築に多くの施工費と工期とを要し、不経済となる。
【０００５】
本発明の目的は、前記中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことにより、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、補強構造によって前記中空体の強度を補強することによって、前記中空体を小型化する。
【０００７】
本発明に係る、シールドトンネル間の地中通路は、間隔を置いてほぼ平行に伸びる２つのシールドトンネルの間に設けられかつ両トンネルに通ずる地中通路であって、通路空間を規定する中空体と、該中空体を補強する補強構造とからなる。前記中空体は、前記通路空間の一方の側で一方のシールドトンネルの側壁に設けられた第１開口部に結合され、前記通路空間の他方の側で他方のシールドトンネルの側壁に設けられた第２の開口部に結合されている。
【０００８】
前記中空体は、鉄筋コンクリートにより形成し、頂部と、底部と、前記頂部と前記底部との間にあって前記頂部および前記底部を連結する一対の側部とを備える。
【０００９】
前記補強構造は、前記中空体の頂部に前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された上方に凸状の上部アーチ部材と、該上部アーチ部材と前記頂部または該頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工とを連結する上部連結材とを備える。
【００１０】
前記補強構造は前記上部アーチ部材と前記上部連結材とを備え、前記中空体の頂部には前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された頂部補強材を設けることができる。
【００１１】
前記補強構造は、前記上部アーチ部材と前記上部連結材とを備え、前記中空体の底部には、前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ前記中空体の側部の各端部に固定された下方に凸状の下部アーチ部材と、該下部アーチ部材と前記底部または該底部近傍の前記シールドトンネルとを連結する下部連結材とを設けることができる。
【００１２】
前記補強構造は、前記上部アーチ部材、前記上部連結材、前記下部アーチ部材および前記下部連結材を備え、前記中空体の底部には、前記シールドトンネルの軸線方向に沿って配置されかつ張力が導入された底部補強材を設けることができる。
【００１３】
本発明に係る地中通路の施工法は、一方のシールドトンネルの側壁に第１開口部を設け、他方のシールドトンネルの側壁に第２開口部を設け、次に、前記２つのシールドトンネル間に空間を設けるように、前記第１開口部と前記第２開口部との間の地盤を掘削し、前記空間内に、前記第１開口部および前記第２開口部に結合される中空体の頂部および底部を現場打ちコンクリートまたはプレキャストコンクリートにより形成し、その後、上方に凸状の上部アーチ部材の一端を前記頂部の一端に、またその他端を前記頂部の他端にそれぞれ固定し、その後、複数の上部連結材の各一端を前記上部アーチ部材に、またその各他端を前記頂部または前記頂部近傍の前記シールドトンネルの覆工にそれぞれ固定し、その後、前記中空体の前記頂部と前記底部とを連結する側部を現場打ちコンクリートにより形成することを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記補強構造によって前記荷重に対する前記中空体の強度を補強することによって、前記中空体を小型化し、地盤の掘削量を減らすことができる。これにより、本発明は、シールドトンネル間の地中通路の経済的な施工を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１、２を参照すると、間隔を置いてほぼ平行に伸びる２つのシールドトンネル１０、１２間に、両トンネルに通ずる地中通路１４が設けられている。この地中通路１４は通路空間１６を有し、該通路空間は一方のシールドトンネル１０の側壁に設けられた第１開口部１８と他方のシールドトンネル１２に設けられた第２開口部２０とに結合された中空体２２によって形成されている。中空体２２は補強構造２４によって補強されている。
【００１６】
図１、２に示す例では、中空体２２は、頂部２６と、底部２８と、頂部２６と底部２８との間にあって頂部２６と底部２８とを連結する一対の側部３０とを有し、これらによって形成された通路空間１６の断面は長方形である。通路空間１６の断面は、長方形に代え、五角形、六角形などの他の多角形、楕円または蒲鉾形でもよい。
【００１７】
図１、２に示す地中通路１４の施工時、２つのシールドトンネル１０、１２間の地盤を掘削する。この掘削に先立って、薬液注入により２つのシールドトンネル１０、１２間の地盤３１（図３）を後に構築する地中通路の大きさを考慮した範囲で改良する。
次に、図４に示すように、上下に間隔をおいて一対の桁群３１ａ、３１ａ'をシールドトンネル１０、１２間の地盤３１に圧入する。この圧入は、各桁群を構成する形鋼製の複数の桁のそれぞれを液圧ジャッキ（図示せず）で圧入することによる。各桁群３１ａ、３１ａ'において、桁は互いに間隔をおいて圧入される。また、各桁群３１ａ、３１ａ'の奥行き範囲は、各シールドトンネル１０、１２の覆工を構成するセグメントの１リングの長さに相当する。各桁群３１ａ、３１ａ'の桁はその端部でシールドトンネル１０、１２の覆工に固定される。
その後、図５に示すように、桁群３１ａ、３１ａ'およびシールドトンネル１０、１２のための支保工である変形防止工Ａを設ける。この変形防止工Ａは、各シールドトンネル１０、１２内に配置され、一対の柱３１ｂ、３１ｂ'および該柱を連結する水平材３１ｃ、３１ｃ'からなる。各シールドトンネル１０、１２内において、一方の柱３１ｂに、上方の桁群３１ａの桁と、下方の桁群３１ａ'の桁とを結合し、その柱３１ｂの端部を各シールドトンネル１０、１２の覆工に固定する。また、他方の柱３１ｂ'の端部を各シールドトンネル１０、１２の覆工に固定する。次に、水平材３１ｃ、３１ｃ'を、各シールドトンネル１０、１２内において、上下に間隔をおいて配置し、上方の水平材３１ｃを柱３１ｂ、３１ｂ'に連結し、下方の水平材３１ｃ'を柱３１ｂ、３１ｂ'に連結する。
次に、図６に示すように、上方の桁群３１ａの上面と、下方の桁群３１ａ'の下面に、それぞれ複数の矢板３１ｄを配置する。その後、変形防止工Ａによる支保下で、２つの桁群３１ａ、３１ａ'間のセグメントを撤去し、かつその間の地盤を掘削する。
同様に、セグメントの１リング毎に、桁群３１ａ、３１ａ'、柱３１ｂ、３１ｂ'、水平材３１ｃ、３１ｃ'および矢板３１ｄを用いてシールドトンネルおよび地盤の崩壊を防止し、その間にセグメントの撤去と地盤の掘削とを行う。このようにして、図１、２に示すように、一方のシールドトンネル１０の側壁に第１開口部１６を設け、他方のシールドトンネル１２の側壁に第２開口部１８を設け、第１開口部１６と第２開口部１８との間の地盤を掘削し、２つのシールドトンネル１０、１２間に空間を設ける。次に、この空間内に、第１開口部１６および第２開口部１８に結合される中空体２２の頂部２６および底部２８を現場打ちコンクリートにより形成する。また、頂部２６および底部２８は、現場打ちコンクリートに代え、プレキャストコンクリートを用いて形成することもできる。
【００１８】
その後、補強構造２４を施工する。まず、上方に凸状の上部アーチ部材３２を推進工法によりシールドトンネル１０、１２の軸線方向に沿って頂部２６に配置し、次に、上部アーチ部材３２の一端を頂部２６の一端に、またその他端を頂部２６の他端にそれぞれ固定する。上部アーチ部材３２は、鉄筋コンクリート製または鋼製であり、円形または矩形の中空断面を有する。
【００１９】
次に、上部アーチ部材３２と、頂部２６または該頂部近傍のシールドトンネル１０、１２の覆工との間に小口径推進工法により設けた複数の先行孔（図示せず）のそれぞれに、上部アーチ部材３２と頂部２６または該頂部近傍のシールドトンネル１０、１２の覆工とを連結する上部連結材３４を挿入し、その一端を上部アーチ部材３２に、またその他端を頂部２６または頂部２６近傍のシールドトンネル１０、１２の覆工にそれぞれ固定する。上部連結材３４は、形鋼、棒鋼などの棒状の鋼材またはワイヤロープである。
【００２０】
中空体２２に作用する荷重に応じて、頂部２６にシールドトンネル１０、１２の軸線方向に沿って配置した頂部補強材３６に張力を導入する。頂部補強材３６は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線などのＰＣ鋼材である。
【００２１】
また、同様に、中空体２２に作用する荷重に応じて、上部アーチ部材３２と同様に、下方に凸状の下部アーチ部材３８を底部２８に設け、上部連結材３４と同様に、下部アーチ部材３８と底部２８または該底部近傍のシールドトンネル１０、１２の覆工とを連結する下部連結材４０を設け、頂部補強材３６と同様に、底部２８に配置した底部補強材４２に張力を導入する。上部アーチ部材３２および下部アーチ部材３８の双方を設ける場合、下部アーチ部材３８、下部連結材４０および底部補強材４２を、上部アーチ部材３２、上部連結材３４および頂部補強材３６に先立って設けてもよい。この場合、頂部２６と底部２８とを連結する側部３０を現場打ちコンクリートによりその後に形成する。
【００２２】
本発明において、中空体２２は、これに上方から作用する荷重に対して、上部連結材３４を介して上部アーチ部材３２に支持される。そして、上部アーチ部材３２は、中空体２２の頂部２６とともにタイドアーチを形成し、中空体２２の下の地盤に支持される。このようにして、上部アーチ部材３２、頂部２６および上部連結材３４は中空体２２を補強する。同様に、中空体２２は、これに下方から作用する荷重に対して、下部連結材４０を介して下部アーチ部材３８に支持される。そして、下部アーチ部材３８は、中空体２２の底部２８とともにタイドアーチを形成し、中空体２２の上の地盤に支持される。このようにして、下部アーチ部材３８、底部２８および下部連結材４０は中空体２２を補強する。
【００２３】
上部アーチ部材３２、上部連結材３４および頂部補強材３６により中空体２２への上方からの荷重に対して中空体２２を補強することにより、中空体２２の強度を高め、その小型化を図ることができる。さらに、下部アーチ部材３８、下部連結材４０および底部補強材４２により中空体２２への下方からの荷重に対して中空体２２を補強することにより、中空体２２の強度を一層高め、一層の小型化を可能とする。これにより、地盤の掘削量をさらに減らすことができ、シールドトンネル間の地中通路のより経済的な施工を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】シールドトンネル間の地中通路の斜視図。
【図２】シールドトンネル間の地中通路のＡ−Ａ断面図。
【図３】地盤を改良した後のシールドトンネルの断面図。
【図４】桁群を圧入した後のシールドトンネルの断面図。
【図５】変形防止工を設けた後のシールドトンネルの断面図。
【図６】矢板を配置し、セグメントおよび地盤を掘削した後のシールドトンネルの断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０、１２    シールドトンネル
１４    地中通路
１６    通路空間
１８    第１開口部
２０    第２開口部
２２    中空体
２４    補強構造
２６    頂部
２８    底部
３０    側部
３２    上部アーチ部材
３４    上部連結材
３６    頂部補強材
３８    下部アーチ部材
４０    下部連結材
４２    底部補強材
【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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