国道交差点直下の地下鉄駅下における PC-ボックス通路の建設－東京メトロ丸ノ内線新大塚駅火災対策連絡通路―
Construction of a PC-box Corridor beneath Subway Station Directly under a National Highway Intersection :Tokyo Metro Marunouchi Line Shin-Otsuka Station Fire Protection Walk-through高橋直樹*1

Naoki Takahashi

永野愛*2

Itoshi Nagano

郡山剛*1

Tsuyoshi Kooriyama

浜川耕治*2

Kouji Hamakawa

要旨
本工事は、平成 15 年 2 月に発生した韓国テグ市での地下鉄火災を踏まえて改正された「地下鉄道の火災対策新基準」に伴い、火災発生時の 2 方向目の避難通路を確保するため、上下線のホームを接続する地下連絡通路新設工事である。
当駅は、国道 254 号線直下に位置する相対式の駅であり、交通量が多い六叉路交差点にある。本報告は、地下鉄営業線及び路上への影響を最小限に抑え、早期に 2 方向目の連絡通路を確保するための掘削・躯体構築工事の紹介である。
キーワード：地下鉄火災 地下連絡通路 六叉路交差点 ＰＣ－ボックス ＢＣＣＳ工法

１．はじめにに伴い、火災発生時の 2 方向目の避難通路を確保するため、上下線のホームを接続する地下連絡通路新設工事である。

東京メトロでは現在、9 路線 179 駅 195.1 キロの総延長

当駅は、国道 254 号線(春日通り)の直下に位置する相対式を有した鉄道路線を営業している。このうち、丸ノ内線はの駅であり、交通量が多く、国道・区道の六叉路交差点に池袋駅～荻窪間 27.4 キロ(中野坂上～方南町含む)を営業ある。（図 1）

路線としているが、新大塚駅については、1951 年 4 月に開業しており 60 年経過している駅である。

本報告では、少しでも早期に 2 方向目の通路を確保することと、路上への影響を最小限に抑えるため、工程短縮を

本工事は、平成 15 年 2 月に発生した韓国テグ市での地下検討した連絡通路の掘削・躯体構築工事について報告する。

鉄火災を踏まえて改正された「地下鉄道の火災対策新基準」

施工位置

図1
*1

東京地下鉄㈱

*2

東京本店

施工位置図

土木部
― 17 ―

鴻池組技術研究報告

２．工事概要2012

営業中軌道直下箇所であるため、計測管理を実施しながらの確実かつ慎重な施工法が必要となる。図 3 に土質柱状図

工事概要を以下に示す。
工事名

および新設躯体断面図を示す。

：丸ノ内線新大塚駅火災対策設備設置新設土木工事

008
3M
92
1K

工事場所：東京都文京区大塚 4 丁目地先

深度工

期

柱状
図

：平成 21 年 1 月 22 日～平成 23 年 5 月 15 日

企業者

：東京地下鉄（株）

施工者：（株）鴻池組

分

Ｎ値

類

盛土ローム

構造形式：鉄筋コンクリート構造
粘土（階段部）幅 2.5m、高さ 8.8m、延長 17.2m（階段部）幅 6.6m、高さ 8.3m、延長 11.3m細砂

ＰＣ－ボックス（通路部）幅 2.5m、高さ 3.1m、延長 18.2m
主要工事数量は以下のとおりである。

礫混り
細砂

土 留 め 工：鋼杭 540m、鋼矢板 150m
掘削工：掘削 1,209m3、路面覆工 184m2

薬 液 注 入 工：二重管複相式860kℓ

図3土質柱状図

図 2 に施工計画図を示す。
3.2 通路構築工法の選定

３．工法検討

本工事においては既設駅舎下部を横断する通路部の掘削・躯体構築方法がとくに重要なポイントとなる。施工条

3.1 地質概要

件は以下のとおりである。

本工事場所の丸ノ内線「新大塚駅」付近は、東京低地の・地上部は、非常に交通量の多い国道・区道の六叉路交差武蔵野面にあたり、標高は 20m 程度である。この付近の地点であり、移設不可能な地下埋設物や架空線が多い。ま

層構成は、表部から関東ローム層・本郷層・東京層・江戸

た、工事は夜間に限定される。

川層となる。

・既設駅舎は、1951 年に比較的土かぶりの浅い位置に開削

今回工事の掘削対象層は、関東ローム層・本郷層であり、工法で構築されており、その下部地山は施工時に乱され特に既設駅舎下部は本郷層とよばれる礫混じり砂質土で含ルーズな状態となっている可能性が高い。

水量の多いルーズな層である。

・A 線（荻窪方面）B 線（池袋方面）立坑ともに狭隘なこと

地下水位は GL-3～4m と高く、掘削時の補助工法として、から工法が限定される。

薬液注入による地盤改良が必要である。特に駅舎下部では・当初計画の現場打ちコンクリート工法に比較して、工程を短縮する必要がある。

文京区大塚４丁目

2500

豊島区南大塚２丁目

2500

新設躯体

A線側立坑

B線側立坑

Ｗ

丸ノ内線 新大塚駅

18700

8780

Ａ線ホーム（荻窪方面）
荻窪方面

通 り3050

日

Ｂ線ホーム（池袋方面）

6650

春

2450

池袋方面

18250
27400

丸ノ内線新大塚駅

換気孔

750
春

2.500m
RC現場打ち

通6680

Ｗ4650

1000

Ｂ線出入口

日

文京区大塚５丁目⑲ ⑱ ⑰ ⑯ ⑮ ⑭ ⑬ ⑫ ⑪⑩ ⑨ ⑧ ⑦ ⑥ ⑤ ④ ③ ② ①りPC-ボックス：18.250ｍ（L=1.00m×16基、L=0.75×3基）

縦断図

平面図
図2

施工計画図

― 18 ―

6.650m
RC現場打ち国道交差点直下の地下鉄駅下における PC-ボックス通路の建設

表1－東京メトロ丸ノ内線新大塚駅火災対策連絡通路－工法比較検討表①掘削（開削）＋現場打ちコンクリ－ト②掘削（開削）＋BCCS工法③函体推進工法

工法概要

・鋼製支柱と木矢板にて支保しながら掘削し、その後基礎コンクリ－トを打設し、鉄筋・型枠・防水施工を行い、通路を構築する。

・鋼製支柱と木矢板にて支保しながら掘削し、その後BCCS工法用基礎コンクリ－トを打設し、レ－ルを敷設してから運搬台車を使用し、PC－ボックスを順次運搬・据付て、通路を構築する。

・函体（工場製作品）に刃口を設置し、反力のとれる支圧壁を設置し、推進ジャッキを使用して函体内部を掘削しながら函体を推進して通路を構築する。

施工性

・狭隘な場所での鉄筋・型枠・コンクリート打設・防水作業となる。
・コンクリ－トの養生等で施工日数がかかる。

・工場で製作された製品のため、現場打ちコンクリ－トに比較して高品質である。
・現場打ちコンクリート構築に比較して工期短縮効果が大きい。

・発進立坑に推進設備（支圧壁、発進架台等）を設置するスペ－スの確保が困難である。
・現場打ちコンクリート構築に比較して工期短縮効果が大きい。

・最も安価な工法である。

・函体推進工法に比べて安価である。

・架台や刃口製作等にコストがかかり最も高価な工法である。

コンクリート体積６７．５ｍ

当 初 計 画
2500
350
350
1800

計 画

４０Ｎ/ｍ㎡

3４３．４ｍ3

ＳＤ３４５ ：Ｄ１３・Ｄ１６

ＳＤ２９５Ａ：Ｄ１０
ＳＤ３４５ ：Ｄ１３・Ｄ１６ＰＣ鋼棒―SBPR1080/1230：頂版
SBPR1080/1230：底版
SBPR 930/1080：縦締鉄筋量

１１８㎏/ｍ

施工方法

現場打ち鉄筋コンクリート

プレキャスト施工日数４０日

１０日（製作日数含まず）

鉄筋

3変 更 計 画
2300
250
250
1800200

水膨張ゴム（20×12）
縦締孔φ35（PC鋼棒φ17）
配合：40-12N

3１０２㎏/ｍ（ＰＣ鋼棒含む）

配合：24-15N

台座コンクリート

図4

以下の 3 工法について比較検討を行い、②工法を選定し

550

1700
2800

躯体断面図た。
①４．施工

開削＋現場打ちコンクリート工法（当初計画工法）②

開削＋ＢＣＣＳ工法③

函体推進工法4.1 施工順序
図 5 に施工順序フローを示す。

表１に比較検討結果を示す。
・開削掘削工法は、山岳トンネル在来工法に類似した工

土上下半断面足元にそれぞれストラット部材を設置する。）

工

１．鋼杭・鋼矢板打設法で鋼製支保工＋木矢板側面の土留めを行う。（掘削は、上下半断面に分割したベンチカット掘削工法とし、

留掘削工

１．路面覆工設置
２．立坑側部・底盤部薬液注入
３．立坑掘削・躯体構築は、PC―ボックス（工場製作品）を台車に積ＰＣ-ボックス工
場 製 作載して設置する BCCS 工法を採用する。
表 2 に現場打ちコンクリートとＰＣ－ボックスの比較表を、図 4 に断面図を示す。

４．通路部薬液注入
５．通路部掘削
構 築 工 ・ 埋 戻 工

3.3 BCCS 工法の概要
BCCS（ボックスカルバートキャリッジシステム）工法とは、自走式台車を使用して、ボックスカルバートを発進ヤードから移動運搬し敷設する工法である。構造物の直下やクレーンが近寄れない施工上制限がある場所においても作業が行え、上下調整機構と横方向のスライド機構により高１．PC-ボックス設置（通路部躯体）
２．鉄筋コンクリート築造（階段部躯体）
３．埋戻立坑撤去・復 旧工
１．路面覆工撤去
２．鋼杭・鋼矢板撤去
３．道路復旧

図5い据付精度を確保できる。

― 19 ―

施工順序フロー550

530

２４Ｎ/ｍ㎡

更200
350～439

変2600
3050

画250

コンクリート
設計基準強度躯体比較表
計200

当 初×2600

表2項 目

◎

350
200～289

○3350

総合評価

100
30400

経済性

鴻池組技術研究報告

4.2 施工概要

2012

4.2.2 駅舎下部掘削

4.2.1 駅舎下部薬液注入

駅舎下部の掘削は、在来トンネル工法に類似した以下の通路部の地盤は、前述のとおり含水量の多いルーズな礫順序で行った。施工断面図を図 7 に、施工状況を写真 2 に混じり砂質土層である。掘削にともなう周辺地盤および営示す。

業中軌道の変位を抑制する目的と掘削補助のため、薬液注①入により地盤強化と止水性向上を図った。直上には、既設駅舎躯体があり地下鉄構内作業を減らすために、A 線側階段

高さ H=4m の断面を 2 分割して上下半とし、上半掘削を 1m 分先進させる。

②

上半部で鋼製天端横桁＋鋼製側部支柱（上半部全部立坑からの水平注入で施工した。注入仕様については、長×1/2）を 1m ピッチで建込み、木矢板にて土留め

以下のとおりである。

を行う。天端横桁は、上部既設駅舎躯体にアンカー①

注入方式：二重管ストレナー工法（複相式）を設置して固定する。

②

注入材量：水ガラス系注入材（溶液型有機系）

上半部足元には、木製梁をストラットとして設置す③

注 入 率：砂質土 40.5％る。

営業中の軌道直下での施工であるため、軌道への影響が③ 下半部掘削ののち、側部支柱（全長×1/2）をボルト予想される注入作業は、最終電車通過後から始発までの３にて上半支柱と連結して建込み後、足元に鋼製スト時間とし、削孔作業は、影響が小さいと考えられることかラットを設置するとともに、下半部の木矢板土留め

ら電車運行中も行うこととした。施工中計測管理は駅ホーを行う。

ム内から水準測量にて駅舎側壁・中柱・レール上に設けた④測点を変位計測した。管理値は、注入時（電車が運行しない時間帯）の一次管理値を 3.5 ㎜、二次管理値を 5.0 ㎜と設定し、電車走行中の管理値を 2.0 ㎜と設定した。以下に以後①～③の作業を繰り返す。上半と下半のベンチ長は常に 5m 程度に維持する。

⑤

１日の作業終了時には上半切羽は、木矢板で土留めを行う。

述べる対策を講じた。
①

吐出量を Q＝8ℓ／min と最低レベル吐出量で行った。

②

2 台の注入機械が干渉しないように施工順序を工夫した。

③

計測値が急激に変化した場合は、管理値を超えなくてもただちに注入を中断し、注入圧を放散させ変位が低下したことを確認後、再注入を行った。

施工した結果、計測値は一次管理値を超えることなく1.5mm の変位（隆起）で完了した。
図 6 に水平注入計画図を写真１に状況を示す。

写真１

図6

水平注入計画図― 20 ―注入状況

国道交差点直下の地下鉄駅下における PC-ボックス通路の建設－東京メトロ丸ノ内線新大塚駅火災対策連絡通路－

上半掘削断面

2000（既設駅舎躯体）
天端横桁

木矢板

丸ノ内線 新大塚駅

木製ストラット150 2500 150

Ａ線側

B線側

1930～20192000

掘削完了断面1.0m進行木矢板

鋼製ストラット

10001000

図7

施工断面図
３ブロック設置ごとに躯体間を PC 鋼棒φ17×４本で縦締め緊張連結し、連結面は水膨張タイプの止水ゴムを２列施した。全ブロック設置緊張完了後縦締め用シース孔にグラウトを充塡し PC 鋼棒との空隙をなくし、躯体間の内面ジョイントにシーリング材を用いて目地工を行った。
（３）充塡工PC－ボックスと基礎敷きコンクリートの隙間は、上部の写真 2通路掘削状況

4.2.3 ＰＣ－ボックスの据付
PC－ボックスの据付は、施工幅（施工スペース左右各 100㎜）に制限があるため凸型の台座を設置し据付ける工法を採用した。
施工写真を写真 3～10 に示す。
写真 3（１）準備工

台座コンクリート

基礎敷きコンクリート完了後、台座コンクリートを設置し、据付台車用レールを設置し走行試験を実施した。
（２）据付工（BCCS 工法）
PC－ボックスは外寸で幅 2.30m、高さ 3.05m、１ブロックの長さ 1.0m（重量 6.0t）と 0.75m（重量 4.5t）の２種類とした。搬入してきた PC－ボックスを、ラフタークレーンにて開口部から立坑内に投入し、据付台車上に直接降ろす。
据付台車を操作し、所定の位置に横引きし設置する。上下方向の調整は、あらかじめ台座コンクリートに調整プレートを設置し、隙間を敷きモルタルで調整した。横方向の調整は、据付台車のスライド機構により高い施工精度が確保できた。

写真 4― 21 ―BCCS 工法運搬据付用台車

鴻池組技術研究報告

写真 5

写真 6

写真 7搬入状況

2012

写真 8PC 鋼棒縦締め状況

立坑内投入状況

写真 9充填状況

台車運搬状況

写真 10通路完成写真

荷重を考慮し１：３モルタルをボックス底版に 1.0ｍごと4.3 施工結果に設けたグラウト孔から注入した。側部・上部は、充塡不

4.3.1 駅舎下部掘削の影響

良による空隙を考慮し、流動性が高く収縮のない無収縮グ

直上の地下鉄駅舎への掘削の影響および安全性についてラウトをボックス側部・頂部に設けたグラウト孔から注入は、設計時に解析・検討を実施している。検討は、既設躯し充塡した。

体（駅舎）および地盤をモデル化した平面骨組解析により、― 22 ―

国道交差点直下の地下鉄駅下における PC-ボックス通路の建設－東京メトロ丸ノ内線新大塚駅火災対策連絡通路－

５．おわりに発生沈下量および応力度を算定している。
図 8 に検討モデル図および掘削に伴う躯体縦断沈下量を示す。解析結果から、躯体に発生する応力度は許容値以下

本工事は、地上部が交通量の多い国道・区道の六叉路交となり、掘削中心断面における沈下量は 1.8mm と、管理値差点の狭隘な場所で、地下水位も高くルーズな礫混じり砂±3.5mm（10m につき）以下である。

質土の施工条件が非常に厳しい掘削、躯体構築工事であっ掘削時の躯体沈下量は最大 2.0mm とほぼ解析結果と同程た。対策として PC－ボックスの搬入・据付により、高品質度で管理値以下であり、計測管理を行いながら慎重な施工の構造物を短期間で安全に施工でき、平成 23 年 5 月に無事を実施し、無事完了することができた。

故・無災害で竣功を迎え、供用が開始されている。

4.3.2 実施工程

本報告が狭隘な場所における躯体構築の類似工事の参考

PC－ボックスの据付けは充塡工を含めて 10 日間であっになれば幸いである。

た。当初計画の現場打ち鉄筋コンクリート施工（下床：１

なお、本報告は、(社)日本トンネル技術協会、㈱土木工

回/側壁・上床：４分割施工）と比較して 30 日間の工程を学社発行「トンネルと地下 第 42 巻 5 号」(pp.25-31)掲載短縮することができた。表 3 に実施工程表を示す。の論文「六叉路交差点直下の地下鉄に PC－ボックス通路を建設」をもとに作成したものである。

921K

3M

008

掘削による躯体縦断沈下量-4沈下量-2沈下量（mm）

0

影響想定線

291K

6
影響想定線

掘削影響範囲100

掘削影響範囲

工種

5月
1020

6月
30 10201030405060
距離（m）

平成２２年
8月
9月

1020301020301020 3010月
1020

薬液注入工 駅舎下部
掘削工

駅舎下部

（３０日間短縮）
駅舎下部
構築工

70

80

90100

実施工程表

7月
3020

解析モデルと解析結果沈下量
表3年月日

008

48

図8M
23（※PC-ボックス施工）（※現場打ち施工時）

駅舎側部― 23 ―

11月
30

1020

12月
30

102030