(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル本線からの分岐部分または合流部分となる断面空間を構築するトンネルの構築方法であって、
本線となる第１のシールドトンネルを鋼繊維補強コンクリートを用いたＥＣＬ工法により覆工する際に、分岐線または合流線となる第２のシールドトンネルと接する壁部を肉厚に覆工しておき、
前記第１のシールドトンネルと離間した位置から該第１のシールドトンネルに漸次接近するように地山を掘進し、ついには第１のシールドトンネルと並設させて分岐線または合流線となる第２のシールドトンネルを構築し、
並設された前記第１、第２のシールドトンネル間の壁部を除去して両者を連結することを特徴とする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、軟弱地盤においてトンネル本線からの分岐部分または合流部分となる大断面空間を構築するトンネルの構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車道路用のトンネル構築に際し、本線については一般的に単一断面のトンネルが構築されるので、地盤が軟弱な場合であってもシールド工法を用いてトンネルを構築することが可能である。
【０００３】
ところが、トンネルの分岐部分や合流部分等、道路幅を拡げる必要がある箇所については、車線が増えるために本線部分に用いた単一断面のシールド工法では掘削することができない。そのため、従来の掘削技術を用いてこのようなトンネルの分岐・合流部分を構築しようとすると、増加する車線まで内包する超大断面のトンネルを構築できる大型のシールド掘削機を使用するか、周辺の地山を地盤改良によって著しく強化し、山岳トンネルに準じた工法で掘削せざるを得ないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の掘削技術を用いて軟弱地盤にトンネルの分岐・合流部分を構築しようとすると、上記のどちらの方法を用いても工費が膨大な額に昇る、地盤改良時に周辺の地山に大きな影響を与える等の問題がある。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、軟弱地盤にトンネルの分岐・合流部分となる大断面空間を構築するに際し、工費が安価で周辺地盤への影響も少ないトンネルの構築方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成のトンネルの構築方法を採用する。すなわち、請求項１記載のトンネルの構築方法は、トンネル本線からの分岐部分または合流部分を構築するトンネルの構築方法であって、本線となる第１のシールドトンネルを鋼繊維補強コンクリートを用いたＥＣＬ工法により覆工する際に、分岐線または合流線となる第２のシールドトンネルと接する壁部を肉厚に覆工しておき、前記第１のシールドトンネルと離間した位置から該第１のシールドトンネルに漸次接近するように地山を掘進し、ついには第１のシールドトンネルと並設させて分岐線または合流線となる第２のシールドトンネルを構築し、並設された前記第１、第２のシールドトンネル間の壁部を除去して両者を連結することを特徴とする。
【０００７】
このトンネルの構築方法においては、本線となる第１のシールドトンネルに、分岐・合流線となる第２のシールドトンネルを並設し、両者間の壁部を除去することで、従来のように大型のシールド掘削機を使用することなく分岐・合流部分となる大断面空間を形成することが可能となる。さらに、軟弱地盤で山岳トンネル工法を用いる場合のような著しい地盤改良を必要としないため、周辺の地山に影響を与えることなく施工が可能である。
また、特殊な変断面シールド掘削機を使用するようなこともないので、シールド掘削機の製作費も比較的安価で済む等コスト面でのメリットも大きい。
【００１３】
また、このトンネルの構築方法においては、第１のシールドトンネルをなす覆工に鋼繊維補強コンクリートを用いることにより、両シールドトンネルを並設する箇所において覆工を切削し易くなり、第２のシールドトンネルの施工が容易になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネルの構築方法の実施形態を図１ないし図６に示して説明する。
まず、本線ならびに分岐・合流線からなるトンネルの分岐・合流部分の構造について説明しておく。図１に示すように、本線ならびに分岐・合流線からなるトンネル１は軟弱地盤中に構築され、断面円形の本線坑道をなす第１のシールドトンネル２と、断面矩形の分岐・合流線坑道をなす第２のシールドトンネル３とから構成されている。なお、第１、第２のシールドトンネル２，３の覆工にはいずれも鋼繊維強化コンクリート（S.F.R.C.）が用いられている。
【００１７】
第２のシールドトンネル３は、図４に示すように、第１のシールドトンネル２と離間した離間した位置から第１のシールドトンネル２に漸次接近するように地山を掘削して構築されており、その先端部分は、第１のシールドトンネル２の覆工に当接した後、この覆工を切削しながら第１のシールドトンネル２と略平行に必要な長さだけ掘進されて停止している。
【００１８】
第１、第２のシールドトンネル２，３間に位置する壁部（覆工が密着した部分）は除去され、両者の内面には鉄筋コンクリートの二次覆工４が施されることで、本線からの分岐・連結部分をなす大断面空間Ｓが構築されている。そして、大断面空間Ｓの内部には拡幅された車道Ｒが構築されている。
【００１９】
上記のようなトンネルの構築方法について説明する。
まず、図２に示すように、地山を本線掘削用のシールド掘削機Ｍ1で掘削し第１のシールドトンネル２を構築する。第１のシールドトンネル２は鋼強化繊維コンクリートを用いたＥＣＬ工法により覆工されることが望ましいが、分岐・合流部分だけを鋼強化繊維コンクリートで覆工したものであっても構わない。また、分岐・合流部分において第２のシールドトンネル３と接する壁面２ａは、第２のシールドトンネルに切削される分を見越して図３のように肉厚に覆工しておくことが望ましい。
【００２０】
続いて、図４に示すように、分岐線または合流線の先方から第１のシールドトンネル２に漸次接近するように地山を分岐・合流線掘削用のシールド掘削機Ｍ2で掘進していき、ついにはその先端を第１のシールドトンネル２の覆工にすり寄せるように当接させ、さらに第１のシールドトンネル２と略平行に、拡幅部として必要な長さだけ掘進して第２のシールドトンネル３を構築する。このとき、第２のシールドトンネル３は、図５のように肉厚の覆工２ａの外側を切削しながら掘進するため、両シールドトンネル２，３の覆工部分は密着した１枚の壁部５となる。なお、第２のシールドトンネル３についてもＥＣＬ工法による覆工が施されることが望ましい。
【００２１】
次に、並設された第１、第２のシールドトンネル２，３間の壁部５を除去し、図６に示すように両者の内部空間を連結する。このとき、両シールドトンネル２，３の覆工に作用する土水圧によりトンネルが内側に崩壊するのを防止するため、壁部５を除去した部分に仮設支柱６を建て込んで一時的に内部空間を確保する。
【００２２】
なお、壁部５を除去することでトンネル内に地下水の漏洩等の恐れがある場合には、あらかじめ周辺地盤に薬液を注入し地盤改良を施しておく。この場合の地盤改良は内部空間の確保が目的ではないので軽微な処置で十分である。
【００２３】
この後、連結された第１、第２のシールドトンネル２，３の内面に鉄筋コンクリートによる二次覆工４を施し、両者を連続させてひとつのトンネル構造体とする。最後に、仮設支柱６を撤去して図１に示すような分岐・合流部分をなす大断面空間Ｓが完成する。
【００２４】
上記のようなトンネルの構築方法によれば、並設された第１、第２のシールドトンネル２，３間の壁部５を除去し、さらにその内面を鉄筋コンクリートで二次覆工することで、従来のように大型のシールド掘削機を使用することなく分岐・合流部分となる大断面空間Ｓが構築される。これにより、トンネルの構築にかかる工費を大幅に削減することができる。
【００２５】
また、軟弱地盤で山岳トンネル工法を用いる場合のような著しい地盤改良を必要としないため、周辺の地山に影響を与えることがほとんどない。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、第１のシールドトンネル２の断面形状を円形、第２のシールドトンネル３の断面形状を矩形としたが、これは単に一例であって、トンネルの形状自体は如何なるものであってもよい。
【００２７】
また、上記実施形態では自動車道路用のトンネルについて説明したが、本発明に係るトンネルの構築方法は、これに限らず、鉄道その他あらゆるトンネルの分岐・合流部分の構築に好適に用いられる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載のトンネルの構築方法によれば、本線となる第１のシールドトンネルに、分岐・合流線となる第２のシールドトンネルを並設し、両者間の壁部を除去することで、従来のように大型のシールド掘削機を使用することなく分岐・合流部分となる大断面空間が形成される。これにより、トンネルの拡幅部分の構築にかかる工費を大幅に削減することができる。また、特殊な変断面シールド掘削機を使用するようなこともないので、シールド掘削機の制作費も安価で済み、工費のさらなる削減が可能である。
また、軟弱地盤で山岳トンネル工法を用いる場合のような著しい地盤改良を必要としないため、周辺の地山にほとんど影響を与えることなく施工が可能である。
【００３１】
さらに、請求項１記載のトンネルの構築方法によれば、第１のシールドトンネルをなす覆工に鋼繊維補強コンクリートを用いることにより、両シールドトンネルを並設する箇所において覆工を切削し易くなり、これによって第２のシールドトンネルの構築が容易になるので、工費をさらに削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るトンネルの構築方法の実施形態を示す図であって、二次覆工を終えてひとつのトンネル構造体となった大断面空間を示す断面図である。
【図２】  軟弱地盤に構築された第１のシールドトンネルの平面図である。
【図３】  図２におけるIII-III線矢視断面図である。
【図４】  第１のシールドトンネルに並設された第２のシールドトンネルの平面図である。
【図５】  図４におけるV-V線矢視断面図である。
【図６】  壁部を除去されて連続した第１、第２のシールドトンネルの断面図である。
【符号の説明】
１  トンネル
２  第１のシールドトンネル
３  第２のシールドトンネル
４  二次覆工
５  壁部
６  仮設支柱
Ｍ1，Ｍ2  シールド掘削機
Ｓ  大断面空間
【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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