特許 6720765 大断面トンネルの構築工法

(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】6720765

(24)【登録日】2020年6月22日

(45)【発行日】2020年7月8日

(54)【発明の名称】大断面トンネルの構築工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20200629BHJP

   E21D 9/04 20060101ALI20200629BHJP

   E21D 13/02 20060101ALI20200629BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 301D

   E21D9/04 F

   E21D13/02

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-156318(P2016-156318)

(22)【出願日】2016年8月9日

(65)【公開番号】特開2018-25008(P2018-25008A)

(43)【公開日】2018年2月15日

【審査請求日】2019年7月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】宮元 克洋

(72)【発明者】

【氏名】足立 邦靖

(72)【発明者】

【氏名】磐田 吾郎

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 直弘

(72)【発明者】

【氏名】屋代 勉

【審査官】 佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１７２１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４３７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２１７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３６８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２５３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３２７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９２９１２３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ ９／０４

Ｅ２１Ｄ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するべく、少なくとも大断面トンネル構築予定領域の周囲の一部分を筒状躯体で囲繞する大断面トンネルの構築工法において、
前記支線シールドトンネルを前記大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第１端部から延伸させて該第１端部とは反対側の第２端部に少なくとも到達するように構築する第１の工程と、
前記支線シールドトンネルの延伸部分であって、前記第２端部もしくは該第２端部と前記第１端部に挟まれた任意の位置に発進及び到着エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うリング状躯体を構築する第２の工程と、
該リング状躯体の前記第１端部を向く側面の任意の位置に発進エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うとともに前記第１端部に向かう外殻シールドトンネルを複数構築し、複数の該外殻シールドトンネルと前記支線シールドトンネルとにより、前記大断面トンネル構築予定領域の周囲を囲繞する第３の工程と、
複数の前記外殻シールドトンネルおよび前記支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、前記筒状躯体を構築する第４の工程と、
を備えることを特徴とする大断面トンネルの構築工法。

【請求項2】

請求項１に記載の大断面トンネルの構築工法であって、
第２の工程で、前記リング状躯体を、前記大断面トンネル構築予定領域の第２端部に対応する位置に構築することを特徴とする大断面トンネルの構築工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するための大断面トンネルの構築工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、大深度地下において本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するにあたり、大断面トンネル構築予定領域と外側の地山とを隔絶する補強体を構築し、当該補強体の内方にて大断面トンネルを施工する工法が知られている。

【0003】

そして、補強体の構築方法として、例えば特許文献１には、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルの上下各々にシールド掘削機を利用して地中発進室を構築し、当該地中発進室の複数箇所からルーフシールド機を順次発進させ、分岐合流部の周囲に所定の間隔で複数のルーフシールドトンネルを配列することにより分岐合流部を取り囲むシールドルーフ先受工を構築し、その後ルーフシールドトンネル間を凍結工法もしくは薬液注入により接合することにより周辺地山に対する支保工として機能させる方法が開示されている。

【0004】

また、特許文献２では、ルーフシールド機の発進基地を構築するにあたり、本線シールドトンネルにおける分岐合流部の手前部分に、円周シールド機を利用してリング状の外殻シールド発進部を本線シールドトンネルから張り出すようにして構築し、当該外殻シールド発進部から分岐合流部の延長方向に向けてルーフシールド機を順次発進させ、分岐合流部を取り囲むシールドルーフ先受工を構築している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４９５８０３５号公報

【特許文献2】特開２０１４−４３７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の方法では、シールドルーフ先受工を構築するべく本線シールドトンネル及び支線シールドトンネルとは別に地中発進室を構築することから、当該地中発進室を構築するためのシールド掘削機による施工や薬液注入あるいは凍結工法等の地盤改良部を構築する作業が発生することとなり、大掛かりな施工を要するとともに作業期間が長期化するだけでなく、地中発進室を構築するための空間を確保する必要が生じ、地中発進室を構築するための一連の作業が煩雑となる。

【0007】

また、特許文献２の方法を採用する場合、本線シールドトンネルに設けた外殻シールド発進部から発進したルーフシールド機を、分岐合流部を取り囲む領域に到達するまでの間に縦断方向に移動させる必要が生じるが、縦断方向に移動させるための助走空間を確保できない場合、本工法を採用することができない。また、外殻シールド発進部を本線シールドトンネルに設けるため、外殻シールド発進部およびルーフ先受工を構築する際の作業空間を本線シールドトンネルの内部に設ける必要があり、本線シールドトンネルに係る作業を実施するための作業空間と錯綜しやすい。

【0008】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、安全かつ作業効率よく、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築することの可能な、大断面トンネルの構築工法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的を達成するため本発明の大断面トンネルの構築工法は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するべく、少なくとも大断面トンネル構築予定領域の周囲の一部分を筒状躯体で囲繞する大断面トンネルの構築工法において、前記支線シールドトンネルを前記大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第１端部から延伸させて該第１端部とは反対側の第２端部に少なくとも到達するように構築する第１の工程と、前記支線シールドトンネルの延伸部分であって、前記第２端部もしくは該第２端部と前記第１端部に挟まれた任意の位置に発進及び到着エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うリング状躯体を構築する第２の工程と、該リング状躯体の前記第１端部を向く側面の任意の位置に発進エリアを設定し、前記大断面トンネル構築予定領域の外周に沿うとともに前記第１端部に向かう外殻シールドトンネルを複数構築し、複数の該外殻シールドトンネルと前記支線シールドトンネルとにより、前記大断面トンネル構築予定領域の周囲を囲繞する第３の工程と、複数の前記外殻シールドトンネルおよび前記支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、前記筒状躯体を構築する第４の工程と、を備えることを特徴とする。

【0010】

上記の大断面トンネルの構築工法によれば、一般に大断面トンネル構築予定領域の分岐側の端部である第１端部まで構築する支線シールドトンネルを、そのまま延伸させて大断面トンネル構築予定領域の第１端部とは反対側の第２端部に至るまで構築する。これにより、複数の外殻シールドトンネルを構築するための発進エリアとなるリング状躯体を、支線シールドトンネルの延伸部分を発進及び到達エリアとして利用し構築することができる。このため、外殻シールドトンネルを構築するための発進エリアを新たに構築する場合と比較して、作業空間を別途確保する手間を省略できるともに、準備工としての大規模な地盤改良工事も省略することが可能となる。

【0011】

また、支線シールドトンネルの延伸部分は、複数の外殻シールドトンネルと略並列して構築されるから、大断面トンネル構築予定領域を支線シールドトンネルの延伸部分と複数の外殻シールドトンネルとにより囲繞し、これらを利用して筒状躯体を構築できる。したがって、新たに構築する外殻シールドトンネルの数量を削減でき、施工期間を短縮できるとともに、施工費を大幅に削減することが可能となる。

【0012】

さらに、上記のリング状躯体の構築に係る作業エリアおよび作業動線として、支線シールドトンネルの延伸部分を利用できるとともに、外殻シールドトンネルの構築に係る作業エリアおよび作業動線として、リング状躯体と支線シールドトンネルの延伸部分を利用できる。これにより、筒状躯体の構築に係るすべての作業を本線シールドトンネルの構築に係る作業と錯綜することなく実施できることから、施工効率が大幅に向上し安全確実な施工を行うことが可能になるとともに、工期の短縮化に寄与するため大幅な工費削減を図ることが可能となる。

【0013】

また、本発明の大断面トンネルの構築工法は、第２の工程で、前記リング状躯体を、前記大断面トンネル構築予定領域の第２端部に対応する位置に構築することを特徴とする。

【0014】

上記の大断面トンネルの構築工法によれば、第１端部から第２端部に至る大断面トンネル構築予定領域の全長に、支線シールドトンネルの延伸部分と複数の外殻シールドトンネルを利用して構築した筒状躯体が配置されるから、従来よりシールドトンネルを拡幅する際に実施されている切開き工法を、本線シールドトンネルに対して実施することなく大断面トンネルを構築することができ、安全確実な施工を実施することが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、一般に大断面トンネル構築予定領域の第１端部まで構築する支線シールドトンネルを、そのまま延伸させて大断面トンネル構築予定領域の第２端部に至るまで構築し、この支線シールドトンネルの延伸部分を利用して、大断面トンネル構築予定領域を囲繞する筒状躯体を構築できるため、安全かつ作業効率よく支線シールドトンネルとの分岐合流部となる大断面トンネルを、本線シールドトンネルに構築することの可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の大断面トンネルの概略を示す図である。

【図2】本発明の本線シールドトンネルと支線シールドトンネルの平面線形を示す図である。

【図3】本発明のリング状躯体を示す図である。

【図4】本発明の外殻シールドトンネルを示す図である。

【図5】本発明の大断面トンネル構築予定領域の平面を示す図である。

【図6】本発明の大断面トンネル構築予定領域の断面を示す図である。

【図7】本発明の筒状躯体の断面を示す図である。

【図8】本発明の筒状躯体の詳細を示す図である。

【図9】本発明の筒状躯体の平面を示す図である。

【図10】本発明の大断面トンネルの平面を示す図である。

【図11】本発明の筒状躯体の他の実施例を示す図である。

【図12】本発明の他の実施例における筒状躯体の一部をなすＲＣ躯体の構築方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明は、本線シールドトンネルにおける支線シールドトンネルとの分岐合流部を大断面トンネルとして構築するための施工方法に関するものである。なお、本線シールドトンネルは、新設トンネルまたは既設トンネルのいずれにも適用可能であるが、本実施の形態では、既知のシールド掘削機（図示せず）にて新設する場合を事例とし、以下に図１〜図１２を用いて説明する。

【0018】

本発明の工法にて構築しようとする大断面トンネル３は、図１の概略図で示すように、本線シールドトンネル１の一部分を拡幅したものであり、大断面トンネル３の軸線方向における両端部のうち、本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２が隣り合うように構築される分岐側の端部である第１端部と比較して、本線シールドトンネル１のみが構築される第１の端部とは反対側の第２端部が小断面をなす、略円錐台形状に構築されている。なお、大断面トンネル３は、必ずしも上記の態様に限定されるものではなく、例えば第１端部と第２端部の断面径が等しい円筒形状に構築されるものであってもよい。

【0019】

このような形状の大断面トンネル３を構築するにあたっては、図７（ａ）の断面図で示すように、大断面トンネル構築予定領域４の周囲をあらかじめ筒状躯体５にて取り囲んだ後、その内方を掘削することにより大断面トンネル構築予定領域４内に位置する本線シールドトンネル１を拡幅し、図７（ｂ）で示すような大断面トンネル３を構築する。以下に、大断面トンネル構築予定領域４の筒状躯体５を用いた大断面トンネルの構築方法を示す。

【0020】

〈ＳＴＥＰ１〉
第１の工程では、図２で示すように、本線シールドトンネル１をシールド掘削機の地中掘進により構築し、大断面トンネル構築予定領域４を通過させるとともに、本線シールドトンネル１に隣接して支線シールドトンネル２を同じくシールド掘削機の地中掘進により構築する。支線シールドトンネル２は、本来であれば大断面トンネル構築予定領域４の軸心方向における分岐側の端部である第１端部４１まで構築するものであるところ、これを延伸して少なくとも第１の端部４１とは反対側の第２端部４２に到達するよう延伸部分２１を構築する。

【0021】

この支線シールドトンネル２の延伸部分２１は、平面視で大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１から第２端部４２に至るまで、大断面トンネル構築予定領域４における支線シールドトンネル２側の地山との境界が、支線シールドトンネル２内に位置するよう、平面線形を確保する。このため、本実施の形態では支線シールドトンネル２の延伸部分２１の平面線形を、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１手前で本線シールドトンネル１から離間する方向に一旦振ったのち、第２端部４２に向かうにしたがい本線シールドトンネル１に近接するような形状としている。

【0022】

〈ＳＴＥＰ２〉
第２の工程では、図３で示すように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１であって、大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２に対応する位置に発進及び到着エリアを設定し、矩形シールド掘削機（図示せず）を発進させて大断面トンネル構築予定領域４の外周に沿うリング状躯体６を構築する。これにより、大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２に対応する位置において、本線シールドトンネル１はリング状躯体６の内側に配置され、支線シールドトンネル２の延伸部分２１はリング状躯体６の一部を構成する態様となる。

【0023】

上記のリング状躯体６を構築する際には、支線シールドトンネル２の延伸部分２１に隣接する地盤であって矩形シールド掘削機を発進させる位置周辺、つまり、大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２に対応する位置周辺に対してあらかじめ、薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーン４３を形成し止水および土留対策を施す。この後、地盤改良ゾーン４３に面する支線シールドトンネル２のセグメントの一部を撤去して矩形シールド掘削機を発進させ、大断面トンネルの構築予定領域４を取り囲むように周回させた後に、支線シールドトンネル２の延伸部分２１に到達させる。

【0024】

このとき、矩形シールド掘削機は、リング状躯体６の横断面が、大断面トンネル１のトンネル軸線と常時平行となるようにその姿勢を制御しつつ地中を掘進し、テール部でセグメントを組み立てるとともに組み立てたセグメントから反力をとって前進させる。なお、本実施の形態では、２体のリング状躯体６を構築し、これらを連結しているが、必ずしもこれに限定されるものでなく、その数量は１体でも３体以上でもよい。また、本実施の形態では、リング状躯体６を矩形シールド掘削機にて構築したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、円周推進工法により構築してもよい。

【0025】

このように、リング状躯体６を構築するにあたって、作業エリアおよび作業動線として支線シールドトンネル２の延伸部分２１を利用できるため、本線シールドトンネル１の坑内作業と独立して上記の作業を実施することが可能となり、本線シールドトンネル１の構築作業に必要な作業空間や作業動線との錯綜を防ぐことが可能となる。

【0026】

〈ＳＴＥＰ３〉
第３の工程では、図４で示すように、リング状躯体６を発進エリアに設定し、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１を向く一方の側面６１から小断面シールド掘削機（図示せず）を順次発進させることにより、大断面トンネル構築予定領域４の外周に沿う直線状の外殻シールドトンネル７を複数構築する。これにより、図５及び図６で示すように、大断面トンネル構築予定領域４における第１端部４１と第２端部４２の間は、その周囲が複数の外殻シールドトンネル７と支線シールドトンネル２の延伸部分２１とにより囲繞される。

【0027】

このように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１と複数の外殻シールドトンネル７とにより大断面トンネル構築予定領域４を囲繞できるため、外殻シールドトンネル７のみで囲繞する場合と比較して、その数量を削減することができる。なお、本実施の形態では図６で示すように、外殻シールドトンネル７を１８本構築したが、これに限定されるものではなく、大断面トンネル構築予定領域４の断面形状や筒状躯体５に必要な剛性、地山の地盤状況、作業効率性、経済性等を考慮し、最適な数量および配置間隔を選択すればよい。

【0028】

上記の外殻シールドトンネル７を構築する際には、図５で示すように、リング状躯体６の一方の側面６１に接する地盤であって小断面シールド掘削機が発進する位置周辺に対し、あらかじめ薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーン４３を形成し止水および土留対策を施す。この後、地盤改良ゾーン４３に接するセグメントの一部を撤去して小断面シールド掘削機を発進させ、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１に到達するまで、大断面トンネル構築予定領域４の周面に沿って直進掘削させる。

【0029】

このとき、本実施の形態では、小断面シールド掘削機の到達エリアを設けていないため、掘進を終了した後の小断面シールド掘削機は、適宜解体して再利用可能な機材のみを回収する。その方法としては、例えば、シールドジャッキや制御盤等の再利用可能な機材と、スキンプレート、カッターヘッド及び隔壁等の残置する機材との連結を解く一方で、リング状躯体６側から外殻シールドトンネル７を介して台車等の搬送装置を搬入する。

【0030】

そして、スキンプレート、カッターヘッド及び隔壁等を残置して再利用可能な機材のみを搬送装置に積み込み、リング状躯体６側にて回収する。これにより、回収した再利用可能な機材を利用して新たな小断面シールド掘削機をリング状躯体６内において組み立てることができ、これを他の外殻シールドトンネル７を構築する際に使用することが可能となる。

【0031】

なお、小断面シールド掘削機の利用方法は、必ずしも上記の方法に限定されるものではなく、例えば、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１近傍に地上もしくは支線シールドトンネル２と連通する到達エリアを構築し、到達エリアから支線シールドトンネル２を介して回収してもよい。

【0032】

このように、外殻シールドトンネル７を構築するにあたって、リング状躯体６が、小断面シールド掘削機を発進させるための発進エリアとしてだけでなく、掘進後の小断面シールド掘削機における再利用可能な機材の回収や再利用可能な機材を用いた新たな小断面シールド掘削機の組み立て等、外殻シールドトンネル７の構築に係るあらゆる作業を実施するための作業エリアとなる。

【0033】

また、リング状躯体６は、支線シールドトンネル２の延伸部分２１と接続していることから、外殻シールドトンネル７の構築に係る作業動線も確保できる。これにより、外殻シールドトンネル７の構築に係る作業を、本線シールドトンネル１の坑内作業と独立して実施することが可能となり、本線シールドトンネル１の構築作業に必要な作業空間や作業動線との錯綜を防ぐことが可能となる。

【0034】

〈ＳＴＥＰ４〉
第４の工程では、図７（ａ）の断面図で示すように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１と複数の外殻シールドトンネル７を利用して、大断面トンネル構築予定領域４を囲繞する筒状躯体５を構築する。

【0035】

筒状躯体５を構築するには、まず、支線シールドトンネル２の延伸部分２１および複数の外殻シールドトンネル７の周囲地盤に対して凍結工法もしくは薬液注入工法による地盤改良部８を構築する。この後、図８で示すように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１および複数の外殻シールドトンネル７各々において対向するセグメントを撤去するとともに、地盤を掘削する。

【0036】

こうして連通状態となった支線シールドトンネル２の延伸部分２１と外殻シールドトンネル７との間、および隣り合う外殻シールドトンネル７どうしの間を利用して、配筋及びコンクリートの打設を行うことにより、大断面トンネル構築予定領域４を内包する筒状躯体５を構築する。また、筒状躯体５の構築が完了した後に、作業エリアとして利用したリング状躯体６の中空部にコンクリートを充填する。

【0037】

これにより、大断面トンネル構築予定領域４の周囲には、支線シールドトンネル２の延伸部分２１と複数の外殻シールドトンネル７よりなり、後に大断面トンネル３の覆工体として機能する筒状躯体５が、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１から第２端部４２に至る全長に構築される。

【0038】

なお、筒状躯体５を構築する作業は、１８本の外殻シールドトンネル７すべてを構築した後に行ってもよいし、外殻シールドトンネル７を順次構築しつつ行ってもよく、その手順は特に限定されるものではない。

【0039】

また、筒状躯体５は、大断面トンネル構築予定領域４の安定性を確保するのに十分な剛性を備えるよう構築され、少なくとも土留機能および止水機能を有していれば、必ずしも上記の構成に限定されるものではない。例えば、隣り合う外殻シールドトンネル７どうしおよび支線シールドトンネル２の延伸部分２１を、一部が重なり合うように構築して大断面トンネル構築予定領域４を囲繞する断面筒状体を構築し、これを筒状躯体５としてもよい。

【0040】

このように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１を構築することで、大断面トンネル構築予定領域４を囲繞する筒状躯体５の構築に係る一連の作業を、本線シールドトンネル１の構築作業と独立して実施することが可能となる。

【0041】

〈ＳＴＥＰ５〉
第５の工程では、図７（ａ）で示すような筒状躯体５に囲繞された大断面トンネル構築予定領域４を、上方から下方に向けて掘削しつつ本線シールドトンネル１および支線シールドトンネル２のセグメントを撤去して切り開き、大断面トンネル構築予定領域４に、図７（ｂ）で示すような大断面トンネル３を構築する。

【0042】

ここで、大断面トンネル構築予定領域４において、第２端部４２をなすリング状躯体６の近傍および第１端部４１の近傍に対して、図９で示すようにあらかじめ凍結工法もしくは薬液注入工法による地盤改良ゾーン４３を設けて止水および土留対策を施しておく。その上で、第１端部４１近傍では、掘削と並行してコンクリートを上部から順次逆打ちすることにより、褄壁９を構築する。一方、第２端部４２近傍では、掘削が終了した後のリング状躯体６内に順巻き工法によりコンクリートを打設し、褄壁１０を構築する。

【0043】

これにより、第１端部４１に形成された褄壁９には、図１０で示すような本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２が貫通するように接合され、第２端部４２の褄壁１０には、本線シールドトンネル１が貫通するように接合される。

【0044】

なお、上記の掘削作業は、大断面トンネル構築予定領域４の横断面全面に対して行う必要はなく、図７（ｂ）で示すように、少なくとも大断面トンネル３内の計画高さ位置１１に、道路床板等の内部構造物を構築可能な深さまで掘削すればよい。したがって、本実施の形態において、内部構造物の計画高さ１１以深に位置する土砂および本線シールドトンネル１および支線シールドトンネル２のセグメントは、筒状躯体５内に残置している。

【0045】

こうして本線シールドトンネル１における支線シールドトンネル２との分岐合流部には、図１０で示すような大断面トンネル３が構築され、大断面トンネル３の第２端部にリング状躯体６が位置することとなる。なお、筒状躯体５の外側に位置する支線シールドトンネル２の延伸部分２１の内空部は、図７（ｂ）で示すように、例えば、大断面トンネル構築予定領域４を掘削した際に発生する土砂等を利用した埋戻し土１５により埋戻しされる。

【0046】

本発明の大断面トンネルの構築工法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0047】

本実施の形態では、リング状躯体６を大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２に対応する位置に構築したが、その構築位置は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２の両者が配置される第１端部４１と、本線シールドトンネル１のみが配置される第２端部４２との間で、断面径の差が大きく複数の外殻シールドトンネル７を適切に配置できない場合には、リング状躯体６を大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１と第２端部４２に挟まれた任意の位置に構築してもよい。

【0048】

こうすると、大断面トンネル構築予定領域４のうち、第１端部４１からリング状躯体６までの区間には、最適な間隔をもって複数の外殻シールドトンネル７を配置できる。したがって、大断面トンネル構築予定領域４の第１端部４１からリング状躯体６までの区間において、上述するＳＴＥＰ３〜ＳＴＥＰ４で示す方法により効率よく安全に、図１１で示すような筒状躯体５を構築することができ、その内方にはＳＴＥＰ５により大断面トンネル３を構築することができる。

【0049】

一方、リング状躯体６から第２端部４２までの区間については、本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２の延伸部分２１との間にパイプルーフ先受け工を施工し、その内方で、従来よりシールドトンネルを拡幅する際に採用される切開き工法により、大断面トンネル３を構築すればよい。

【0050】

具体的には、図１２（ａ）で示すように、リング状躯体６から大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２までの区間にわたって、本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２の延伸部分２１に挟まれた領域の上方及び下方の各々に、複数のパイプ１３を所定間隔で水平方向に並列配置し、パイプルーフ１２を構築する。

【0051】

上記のパイプ１３を打設する際には、図１１で示すように、リング状躯体６における大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２を向く他方の側面６２に接する地盤であって、パイプ１３が発進する位置周辺に対してあらかじめ、薬液注入工法や凍結工法による地盤改良ゾーンを形成しておく。この後、地盤改良ゾーンに接するリング状躯体６のセグメントの一部を撤去し、推進工法によりパイプ１２を発進させ、大断面トンネル構築予定領域４の第２端部４２に到達するまで直線推進させる。

【0052】

次に、図１２（ａ）で示すように、パイプ１３を凍結管として利用し、パイプルーフ１２の周囲地盤、パイプルーフ１２と本線シールドトンネル１との間、およびパイプルーフ１２と支線シールドトンネル２の延伸部分２１との間の地盤を凍結工法により凍結し、止水および土留対策を施す。これにより、本線シールドトンネル１と支線シールドトンネル２の延伸部分２１に挟まれた領域の上方及び下方に、パイプルーフ先受工が構築される。

【0053】

この後、図１２（ｂ）で示すように、支線シールドトンネル２の延伸部分２１を埋戻し土１５により埋戻すとともに、上下に設けられたルーフシールド先受工と本線シールドトンネル１および支線シールドトンネル２の延伸部分２１により取り囲まれた領域を掘削して空間を設ける。そして、本線シールドトンネル１と支線シールド２のセグメントを一部解体して切り開き、この空間に大断面トンネル３の覆工体として機能することとなるＲＣ躯体１４を構築する。この後、ＲＣ躯体１４と対向する本線シールドトンネル１のセグメントを解体することにより、リング状躯体６から第２端部４２の区間に、図１２（ｃ）で示すような大断面トンネル３を構築することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 本線シールドトンネル
２ 支線シールドトンネル
２１ 延伸部分
３ 大断面トンネル
４ 大断面トンネル構築予定領域
４１ 第１端部
４２ 第２端部
４３ 地盤改良ゾーン
５ 筒状躯体
６ リング状躯体
６１ 一方の側面
６２ 他方の側面
７ 外殻シールドトンネル
８ 地盤改良部
９ 褄壁
１０ 褄壁
１１ 内部構造物の計画高さ
１２ パイプルーフ
１３ パイプ
１４ ＲＣ躯体
１５ 埋戻し土

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】