(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
函体を接続して構成する沈埋トンネルの構造において、
前記沈埋トンネルの軸方向に略直交する断面に配置する可撓性機構を、
一つの函体の軸方向の長さより短い間隔をおいて少なくとも二箇所以上に配置し、
トンネル軸方向と略直交する方向への変位を調整する修正装置を、
前記可撓性機構のトンネル軸方向の前後周辺に配置したことを特徴とする、
沈埋トンネルの構造。
【請求項２】
函体を接続して構成する沈埋トンネルの構造において、
前記沈埋トンネルの軸方向に略直交する断面に配置する可撓性機構を、
同一函体内において少なくとも二箇所以上に配置し、
トンネル軸方向と略直交する方向への変位を調整する修正装置を、
前記可撓性機構のトンネル軸方向の前後周辺に配置したことを特徴とする、
沈埋トンネルの構造。
【請求項３】
請求項１、２に記載の沈埋トンネルの構造において、
前記修正装置をトンネル軸方向と並行する沈埋トンネルの両側面に配置したことを特徴とする、
沈埋トンネルの構造。
【請求項４】
請求項１、２に記載の沈埋トンネルの構造において、
前記修正装置をトンネル軸方向と並行する沈埋トンネルの底面に配置したことを特徴とする、
沈埋トンネルの構造。
【請求項５】
前記可撓性機構を鋼製としたことを特徴とする、
請求項１乃至請求項３の何れかに記載した沈埋トンネルの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈埋トンネルの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から海や水路下にトンネルを構築する施工方法として、沈埋トンネルａ工法がある。
この方法では、ドライドックと呼ばれる陸上部で函体ｂを製作し、船で所定の位置まで曳航し、水底に沈める。その函体ｂを既に沈めた沈埋函体と水面下で接続してゆき、１本の長いトンネルとし、埋め戻して沈埋トンネルａを構築する。
【０００３】
通常、この函体ｂの長さは、８０〜１００ｍと長く、沈埋函相互の接続部だけで地震等の変位を吸収するのは、不可能な例が出てきている。
このため、函体ｂ１の途中にジョイントを設けるケースが出てきており、このジョイントに可撓性機構ｃを有したものを配置して地震等の変位を吸収することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の沈埋トンネルの構造にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞一つの函体ｂ１中に設置した可撓性機構ｃが一箇所である場合には、対応できる変位量が限られている。このため、より大きな変位にも対抗できる沈埋トンネルａの構造が望まれている。
＜ロ＞トンネルの変位を一箇所の可撓性機構ｃで吸収する場合、屈曲角度が大きくなり、そのため沈埋トンネルａの利用に大きな影響を与える。
＜ハ＞函体ｂ１が地震等の影響により可撓性機構ｃを備えた箇所で屈曲した場合、その函体ｂ１と函体ｂ２、ｂ３とを接続する両端継手部に応力が集中して、損傷部ｄを発生する場合がある。
＜ニ＞可撓性機構ｃを有する沈埋トンネルａが外力により屈曲した場合、変位前の函体の位置へ戻す復旧作業が困難であり、かつ時間が非常にかかる。
＜ホ＞可撓性機構ｃは、水中において材料の劣化や外力による損傷等を受けにくいものが望まれる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、沈埋トンネルに及ぶ外力が大きな場合にもその力を吸収することができる沈埋トンネルの構造を提供することを目的としている。
沈埋トンネルに発生した変位によって沈埋トンネルの利用に影響を及ぼさない沈埋トンネルの構造を提供することを目的としている。
函体が地震等の影響により可撓性機構を備えた箇所で屈曲した場合、その機構を有する函体の両端継手部にほとんど影響を及ぼすことのない沈埋トンネルの構造を提供することを目的としている。
また、変位した沈埋トンネルを変位前の函体の位置へ簡単な作業でかつ早く復旧することが可能である沈埋トンネルの構造を提供することを目的としている。
さらに、材料の劣化あるいは外力による損傷等を受けにくい可撓性機構を備えた沈埋トンネルの構造を提供することを目的としている。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【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、本発明の沈埋トンネルの構造は、函体を接続して構成する沈埋トンネルの構造において、前記沈埋トンネルの軸方向に略直交する断面に配置する可撓性機構を、一つの函体の軸方向の長さより短い間隔をおいて少なくとも二箇所以上に配置し、トンネル軸方向と略直交する方向への変位を調整する修正装置を、前記可撓性機構のトンネル軸方向の前後周辺に配置したものである。
【０００７】
また本発明の沈埋トンネルの構造は、函体を接続して構成する沈埋トンネルの構造において、前記沈埋トンネルの軸方向に略直交する断面に配置する可撓性機構を、同一函体内において少なくとも二箇所以上に配置し、トンネル軸方向と略直交する方向への変位を調整する修正装置を、前記可撓性機構のトンネル軸方向の前後周辺に配置したものである。
【０００８】
さらに本発明の沈埋トンネルの構造は、前記の沈埋トンネルの構造において、前記修正装置をトンネル軸方向と並行する沈埋トンネルの両側面に配置したものである。
【０００９】
さらに本発明の沈埋トンネルの構造は、前記の沈埋トンネルの構造において、前記修正装置をトンネル軸方向と並行する沈埋トンネルの底面に配置したものである。
【００１０】
さらに本発明の沈埋トンネルの構造は、前記の沈埋トンネルの構造において、前記可撓性機構を鋼製としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
＜イ＞全体構成
沈埋トンネル１は、函体２と、函体２中に二箇所以上配置した可撓性機構３と、からなり、トンネル軸方向と略直交する方向への変位を調整する修正装置４を前記可撓性機構３のトンネル軸方向の前後周辺に配置することができる。
【００１３】
＜ロ＞函体
函体２は、長さが８０〜１００メートルからなるブロックであって、函体２が多数連結して沈埋トンネル１を構築している。
函体２の構造には、通常ＲＣ(鉄筋コンクリート)構造、鋼殻構造など各種の構造を採用することができる。
函体２は、函体２の接合端部をバルクヘッドで閉鎖し、既設沈埋函体との接合部の止水性を確保するために、従来と同様に函体２の端面周辺部に加硫ゴムなどの弾性材料で形成したゴムガスケットを取り付ける（図示せず）。
ドライドックと呼ばれる陸上部で製作した函体２を船で所定の場所まで曳航し、吊下げ用ウインチ等により垂下して水底に沈設する。
【００１４】
＜ハ＞可撓性機構
可撓性機構３は、主にトンネル軸方向と略直交する方向への変位を吸収することができる部材である。
可撓性機構３の配置間隔は、トンネル軸方向に一つの函体２の軸方向の長さより短い間隔で少なくとも二箇所以上配置する。
たとえば、隣り合う函体２のそれぞれに一箇所ずつ可撓性機構３を配置し、その両者の間隔を一函体２の軸方向の長さより短くする。
また、一つの函体２内に可撓性機構３を二箇所以上設けることもできる。
この可撓性機構３の配置間隔は、ベローズの角変位能力と、トンネル軸方向に対して直交する変位の要求量により決定することができる。
つまり、一定の角変位能力を有する可撓性機構３において、要求される変位量が大きければ可撓性機構３の間隔を広くして、変位の要求量が小さい場合には可撓性機構３の間隔を狭くしても良い。
これらの配置は、沈埋トンネル１が、活断層面や硬い層と軟らかい層の層境等をまたぐ箇所の各層にそれぞれ可撓性機構３を配置することによって更に効果が期待できる。
【００１５】
可撓性機構３の形状は、トンネル軸方向に略直交する函体２の断面形状と略同等の形状であって、可撓性を備えた材料で構成している。
そのため、函体２を必要に応じてトンネル軸方向に略直交して複数の部材に分割し、分割した部材間に可撓性機構３を介在させることができる。
可撓性機構３の構造は、たとえば、可撓性機構３断面内の外側とその内側に配置する可撓性材料３１と、対向する函体２の外壁を面一で保護するカバープレート３３と、より構成することができる（図２参照）。ここで、可撓性材料３１にはトンネル軸方向に対して蛇腹様にたたんで筒状にした部材や、断面がΩ形等の形状とした筒状部材を使用し、形鋼３２を介して対向する函体２の端部に接続し配置する。この可撓性材料３１の山部、谷部で構成された各々のひだが伸縮することにより、熱膨張や地震動など様々な応力変位を吸収することができる。
可撓性機構３は陸上部より船で所定の場所まで曳航する時や沈設時に損傷する恐れのない構造とする。
なお、可撓性機構３は必ずしも上記した形状にする必要はない。
【００１６】
可撓性機構３は、鋼製で構築することができる。
鋼製で製作した場合は、ゴム等により構築した場合と異なり、硬く変形しにくいため、急激な変形をおこしにくく、緩やかに変形するという利点がある。
しかし、鋼製であるため腐蝕が危惧される。この防食方法として、例えば、外部電源によって金属の電位を強制的に金属の不活性域に持っていくことで、腐蝕反応を起こさせないようにするカソード防食の方法を利用しても良い。また、鋼製の材料をカソード防食した際に環境中にカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分が存在すると金属表面にこれらを成分とした石灰質の皮膜を生成する。これにより、金属表面への酸素拡散の障壁となりカソード防食のコスト低減にも繋がる。
【００１７】
＜ニ＞修正装置
修正装置４は、可撓性機構３のトンネル軸方向の前後周辺に配置している。
このとき、修正装置４の位置は、可撓性機構３に連続してトンネル軸方向に配置することもでき、また函体２を間に介して配置することもできる。
ただし、修正装置４の位置は、変位により屈曲した函体２の位置を元の位置に戻すのに、大きく効果が発揮できる位置であることが好ましい。
【００１８】
修正装置４の設置位置は、函体２断面の内部であってもよく（図３参照）、また断面の外側に付着させても良い（図示せず）。このときの函体２断面内における修正装置４の位置方向は、トンネル軸方向の両側面に配置することができ（側面修正装置４１）、また底面にも配置することができる（底面修正装置４２）。
修正装置４の形状は、袋状であって、その内部に空気または液体等を注入することにより、修正装置４を膨らませることができる。
また、この形状は袋状でなくてもよく、板形状のものを油圧ジャッキにより押し出す等の外部に対して力を及ぼすことができる構造であれば特に制約は受けない。
【００１９】
＜ホ＞修正装置の作用
地震等の変動により屈曲した沈埋トンネル１は、利用上や構造上等の理由から変位前の状態に戻すことが望まれる。
地震後は、数日間、埋土５３の砂が流動化しており、函体２の移動が比較的容易である。
そこで、函体２の修正装置４を膨らませる方法、又は板形状のものを油圧ジャッキにより押し出す方法等により、沈埋トンネル１から外部に対して力を加えた反力で、函体２を力を及ぼした反対方向へ移動することができる。
つまり、屈曲した函体２の外側に位置する修正装置４を膨らませることによって、変位前の函体２の位置へ移動することができる。
側面方向の変位であれば、側面に配置する側面修正装置４１を利用し、また上下方向における変位であれば、底面に配置した底面修正装置４２を利用することにより函体２を移動することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の沈埋トンネルの構造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＞沈埋トンネル内に可撓性機構を二箇所以上配置することによって、大きな変位も吸収することができる。すなわち、沈埋トンネルにおいて、可撓性機構を配置する間隔を一つの函体の軸方向の長さより短い間隔をおいて少なくとも二箇所以上に配置することにより、トンネル軸方向に略直交する変位の吸収をそれぞれの可撓性機構に分散することができるため、一箇所当たりの屈曲角度が小さくなる。この結果、沈埋トンネルの利用上における影響が比較的小さくなる。また沈埋トンネル内に可撓性機構を点在させることで、広範囲において変位を吸収でき、またそれによりそれぞれの函体が受ける力の影響を小さくすることができる。
＜ロ＞沈埋トンネルを配置する地盤が、活断層面や硬い層と軟らかい層の層境等をまたぐ場合に、予測される変位に適した能力の可撓性機構を所定の位置に配置することによって、層境等で発生する変位を効果的に吸収することができる。
＜ハ＞修正装置を配置した場合、地震等により変位した沈埋トンネルを簡単な作業かつ時間を多くかけない方法によって、変位前の函体の位置へ経済的に復旧することができる。
＜ニ＞可撓性機構を鋼製で設けることによって、沈埋トンネルの急激な変形を避けたスムーズな曲線の変形として吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】沈埋トンネルに本発明の沈埋トンネルの構造を採用した実施例の側面図。
【図２】可撓性機構の断面詳細図。
【図３】沈埋トンネルの修正装置箇所における断面図。
【図４】変位後の沈埋トンネルを変位前の位置に戻す実施例の説明図。
【図５】従来の沈埋トンネルの構造の説明図。
【符号の説明】
１・・・沈埋トンネル
３・・・可撓性機構
４・・・修正装置
４１・・側面修正装置
４２・・底面修正装置
【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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