特許 6058427 併設トンネルの施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6058427

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】併設トンネルの施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/14 20060101AFI20161226BHJP

   E21D 9/00 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/14

   E21D9/00 Z

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-41397(P2013-41397)

(22)【出願日】2013年3月4日

(65)【公開番号】特開2014-169557(P2014-169557A)

(43)【公開日】2014年9月18日

【審査請求日】2015年10月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 将路

(72)【発明者】

【氏名】今中 晶紹

【審査官】 須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２１９９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３４３９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０７２８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０６２２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０７−１１９５４９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／００

Ｅ２１Ｄ ９／０４

Ｅ２１Ｄ ９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２本のトンネルを当該トンネルの底部を残置させた状態で掘進する掘進工程と、
前記トンネル同士の間のピラー部に対して、前記トンネルの横断方向にＰＣ鋼材挿入孔を削孔する削孔工程と、
前記ＰＣ鋼材挿入孔にＰＣ鋼材を挿入するＰＣ鋼材設置工程と、
前記ＰＣ鋼材に対して緊張力を導入する緊張工程と、
前記底部を掘削する底部掘削工程と、を備えることを特徴とする、併設トンネルの施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、併設トンネルの施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳トンネルは、地山が自立することにより安定性を確保している。山岳トンネルにおいて地山を自立させるためには、トンネルの周囲に十分な被り厚さを確保する必要がある。

【0003】

併設トンネルでは、地山が自立し得る離隔距離を確保できない場合がある。地山が自立できないと、トンネルに変位（トンネルの側壁の変形、天端やインバートの沈下、隆起等）が生じるおそれがある。

【0004】

そのため、併設トンネル等では、トンネル同士の間のピラー部に対して補助工法を採用することで、トンネルの変位を抑制していた。
このような補助工法としては、ピラー部に対して地盤改良を行うのが一般的であるが、地盤改良は、作業に手間がかかるとともに、施工費も高くなる。

【0005】

特許文献１には、各トンネルの底版部から複数のルートパイルをピラー部の下部に向けて施工するとともに、ピラー部を横断して両トンネル同士を連結する縫い付け鋼棒を埋設したトンネル変位抑制構造が開示されている。

【0006】

また、特許文献２には、ピラー部に対して先受け注入改良を施工したトンネル変位抑制構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特公平７−１１９５４９号公報

【特許文献2】特開２０１０−２８１１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１のトンネル変位抑制構造は、トンネルに変位が生じたときに、縫い付け鋼棒に荷重が作用して効力が発揮されるものであるから、トンネルの変形そのものを抑制することはできなかった。

【0009】

特許文献２のトンネル変位抑制構造は、先受け注入改良をトンネルの外周面を覆うように施工する必要があるため、施工に手間がかかるとともに、工事費低減化の妨げとなっていた。

【0010】

このような観点から、本発明は、併設トンネルの変位を抑制することが可能で、比較的簡易かつ安価に施工することが可能な併設トンネルの施工方法を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記課題を解決するために、本発明の併設トンネルの施工方法は、２本のトンネルを当該トンネルの底部を残置させた状態で掘進する掘進工程と、前記トンネル同士の間のピラー部に対して前記トンネルの横断方向にＰＣ鋼材挿入孔を削孔する削孔工程と、前記ＰＣ鋼材挿入孔にＰＣ鋼材を挿入するＰＣ鋼材設置工程と、前記ＰＣ鋼材に対して緊張力を導入する緊張工程と、前記底部を掘削する底部掘削工程とを備えることを特徴としている。

【0015】

かかる併設トンネルの施工方法によれば、併設トンネルの変位を抑制することが可能なトンネル変位抑制構造を、簡易かつ安価に構築することが可能となる。
また、トンネル同士を、緊張力が導入されたＰＣ鋼材により連結するため、ピラー部における地山の緩みを抑制することができる。

【0016】

また、トンネルの底部を残置させた状態で掘進し、前記緊張工程後に前記底部を掘削することで、トンネル変位抑制構造が予め構築された状態でインバート掘削を行うため、インバート掘削時に生じるトンネルの変位の抑制に効果的である。

【発明の効果】

【0017】

本発明の併設トンネルの施工方法によれば、併設トンネルの変位を抑制することが可能で、比較的簡易かつ安価に施工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るトンネル変位抑制構造の断面図である。

【図2】図１のトンネル変位抑制構造の一部分を示す拡大断面図である。

【図3】（ａ）〜（ｃ）は、同トンネル変位抑制構造の施工手順を示す断面図である。

【図4】（ａ）〜（ｃ）は、図３の（ｃ）に続くトンネル変位抑制構造の施工手順を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の実施形態に係るトンネル変位抑制構造１は、図１に示すように、併設された２本のトンネル２，２と、トンネル２同士の間に残置された地山部分であるピラー部３と、ピラー部３を横断してトンネル２同士を連結するＰＣ鋼材４，４とを備えている。

【0020】

本実施形態のトンネル２は、略円形の内空断面を有しているが、トンネル２の断面形状は限定されるものではない。
トンネル２は、いわゆる山岳トンネルである。

【0021】

トンネル２を掘削する際には、先受け工等の補助工法を必要に応じて実施してもよい。
また、２本のトンネル２，２の間のピラー部３には、必要に応じて地盤改良を行ってもよい。

【0022】

ＰＣ鋼材４には、予め緊張力が導入されたＰＣ鋼棒により構成されている。
本実施形態では、ＰＣ鋼材４が下半（スプリングラインと底部の上面との間）において上下２段に配設されている。

【0023】

なお、ＰＣ鋼材４を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼より線等であってもよい。
また、ＰＣ鋼材４の配置も限定されるものではない。

【0024】

ＰＣ鋼材４は、ピラー部３を貫通しており、ＰＣ鋼材４の両端はトンネル２の内空側に突出している。
ＰＣ鋼材４の両端は、図２に示すように、トンネル支保工２１（吹付けコンクリートや鋼製支保工等）の内空側面（トンネル壁面）に添設されたプレート４１に係止されている。

【0025】

ＰＣ鋼材４の両端には、ネジ加工が施されており、ナット４２が螺着されている。ＰＣ鋼材４の端部はプレート４１に挿通されており、プレート４１から突出した部分にナット４２を螺着することでプレート４１に係止される。
なお、ＰＣ鋼材４の設置方法は限定されない。

【0026】

次に、本実施形態のトンネル変位抑制構造１を利用した併設トンネルの施工方法について説明する。
併設トンネルの施工方法は、掘進工程と、削孔工程と、ＰＣ鋼材設置工程と、緊張工程と、底部掘削工程とを有している。

【0027】

掘進工程は、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、２本のトンネル２，２を掘進する工程である。
地山を掘削したら、鋼製支保工の建て込みや吹付けコンクリート２１の吹き付けを行う。

【0028】

本実施形態では、一方（本実施形態では図３において左側）のトンネル２を他方（本実施形態では図３において右側）のトンネル２よりも先行して掘進するが、２本のトンネル２，２は同時に掘進してもよい。
なお、トンネル２は、底部２２を残置させた状態で掘進する。

【0029】

本実施形態では、先受け工（長尺鋼管先受工やフォアポーリング等）２３を併用しながらトンネル２を掘進するが、先受け工２３は、必要に応じて実施すればよい。また、先受け工２３の工法も限定されるものではない。また、トンネル２の補助工法は、先受け工に限定されるものではない。

【0030】

削孔工程は、図３の（ｃ）に示すように、隣り合うトンネル２同士の間のピラー部３に対して、トンネル２の横断方向にＰＣ鋼材挿入孔４３を削孔する工程である。

【0031】

ＰＣ鋼材挿入孔４３は、一方のトンネル２から他方のトンネル２に向けて削孔すればよい。
本実施形態では、上下２段のＰＣ鋼材挿入孔４３を、トンネル軸方向に対して所定ピッチで形成するが、ＰＣ鋼材挿入孔４３の段数および配設ピッチは限定されるものではない。

【0032】

本実施形態では、バックホウのベースマシンにドリフターを取り付けた削孔機（図示省略）を利用して、ＰＣ鋼材挿入孔４３を形成するが、ＰＣ鋼材挿入孔４３の形成方法は限定されるものではない。

【0033】

ＰＣ鋼材設置工程は、図４の（ａ）に示すように、ＰＣ鋼材挿入孔４３にＰＣ鋼材４を挿入する工程である。
本実施形態では、上下２段のＰＣ鋼材４，４を配設する。ＰＣ鋼材４の両端は、各トンネル２の内空に突出させる。

【0034】

緊張工程は、ＰＣ鋼材４に対して緊張力を導入する工程である。
緊張工程では、まず、ＰＣ鋼材４の一方の端部をプレート４１およびナット４２を介して一方のトンネル２に固定し、他方の端部にジャッキを取り付ける。

【0035】

次に、ジャッキを利用して、ＰＣ鋼材４に緊張力（プレロード）を導入した後、ＰＣ鋼材４の他方の端部にナット４２（図２参照）を螺着してトンネル２に固定する。

【0036】

そして、ＰＣ鋼材挿入孔４３の両端部の口元をコーキングするとともに、ＰＣ鋼材挿入孔４３内に充填材を充填する。なお、充填材の充填は、必要に応じて行えばよい。

【0037】

底部掘削工程は、図４の（ｂ）および（ｃ）に示すように、トンネル２の底部２２の掘削を行う工程である。
底部２２の掘削は、ＰＣ鋼材４に緊張力を導入した後に行う。

【0038】

本実施形態では、図４の（ｂ）に示すように、一方（本実施形態では図４の左側）のトンネル２の底部２２を他方（本実施形態では図４において右側）のトンネル２の底部２２よりも先行して掘進するが、２本のトンネル２，２の底部２２は同時に掘進してもよい。

【0039】

本実施形態のトンネル変位抑制構造１および併設トンネルの施工方法によれば、トンネル２の内空側への地山のはらみ出し等を抑制することができる。
つまり、予め緊張力が導入されたＰＣ鋼材４により併設されたトンネル２同士を連結しているため、ピラー部３の地山の緩みが抑制され、トンネル２の変位（ピラー部３側のトンネル側壁のはらみ出し等）が抑制される。

【0040】

また、トンネル変位抑制構造１は、ＰＣ鋼材４を配設し、緊張力を導入するのみという、比較的簡易に構造なため、施工性に優れており、かつ、安価に施工することができる。

【0041】

また、底部２２の掘削は、ＰＣ鋼材４により緊張力を導入し、ピラー部３の地山の緩みを抑制させた状態で行うため、インバート掘削時に生じるトンネル２の変位の抑制に効果的である。

【0042】

ＰＣ鋼材４は、ナット４２を介して固定されているため、再緊張が容易である。また、ＰＣ鋼材４に異常が発生した場合であっても、交換が容易である。

【0043】

効果的に変位抑制をすることができるため、ＰＣ鋼材４の設置本数が比較的少なくてすむ。そのため、材料費の低減化が可能であるとともに、施工の手間の省力化が可能である。

【0044】

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

【0045】

トンネルの掘削方式は限定されるものではなく、地山状況に応じて適宜選定して行えばよい。
また、トンネルの掘削工法も限定されるものではなく、例えば、全断面掘削工法や、ロングベンチカット工法、ショートベンチカット工法等の部分断面掘削工法等、地山状況に応じて、適宜選定して行えばよい。

【0046】

また、前記実施形態では、トンネルを２本形成する場合について説明したが、トンネルの本数は限定されるものではなく、３本以上形成してもよい。なお、トンネルを３本以上形成する場合であっても、トンネル変位抑制構造は、隣り合う２本のトンネル同士の間に形成されるものであることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0047】

１ トンネル変位抑制構造
２ トンネル
２２ 底部
３ ピラー部
４ ＰＣ鋼材
４３ ＰＣ鋼材挿入孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】