JP2003206697A - 地下構造物の構築工法 - Google Patents

地下構造物の構築工法

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JP2003206697A
JP2003206697A JP2002006088A JP2002006088A JP2003206697A JP 2003206697 A JP2003206697 A JP 2003206697A JP 2002006088 A JP2002006088 A JP 2002006088A JP 2002006088 A JP2002006088 A JP 2002006088A JP 2003206697 A JP2003206697 A JP 2003206697A
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shield
ground
underground structure
shield hole
underground
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JP2002006088A
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English (en)
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Teruo Suda
晃夫 須田
Noboru Hirano
昇 平野
Hiromitsu Kida
博光 木田
Tadashi Yoshikawa
正 吉川
Hidekazu Anai
秀和 穴井
Yoshihiko Morichika
吉彦 森近
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Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近隣の既存構造物に及ぼす影響がきわめて少
なく、かつ都市部などのきわめて限られた地盤面下に可
能な限り大きな地下空間を持つ地下構造物をきわめて効
率的に構築できる地下構造物の構築工法を提供する。 【解決手段】 構築しようとする地下構造物の両側にシ
ールド孔7と8をそれぞれ掘進する。シールド孔7の内
空高h1 をシールド孔8の内空高h2 より高くすること
によりシールド孔7内の上端部に作業空間cを形成す
る。次に、作業空間cにおいてシールド孔7側からシー
ルド孔8側に複数の鋼管5aを推進させてシールド孔7
と8間の地盤11中にパイプルーフ5を形成する。次
に、パイプルーフ5下の地盤11を掘削する。必要に応
じてパイプルーフ5上側の地盤中に地盤改良体6を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は地下構造物の構築
工法に関し、拡幅施工も可能で、例えば地下道、地下鉄
の地下交通施設、電力、ガス、上下水道などのライフラ
イン施設、さらには拡幅施工を伴う場合もある地下鉄の
駅舎、地下街、地下駐車場などの都市施設として広く利
用される地下構造物の建設に適用されるものである。
【0002】
【従来の技術】これまで、都市部における道路、鉄道、
河川、公園などの公共施設の限られた施設内の地盤面下
に地下交通施設などの地下構造物を構築する際、敷地面
積が広く敷地に比較的余裕があるときは、地上から施工
する開削工法で行っていた。
【0003】しかし、掘削規模が非常に大きい場合、周
囲の地山を保持する土留め壁、支持杭、支保工などの仮
設工事が大規模なものとなり、また大量の掘削土と埋戻
し土が発生し、その処理・取り扱いが大きな課題になっ
ていた。
【0004】また、地下鉄のトンネル等のように比較的
掘削断面の小さい線状地下構造物の場合はシールド工法
が多く用いられているが、地下鉄でも駅舎のように掘削
断面幅が非常に広い場合や掘削断面幅が途中で変化する
ような場合には、非常に困難な施工を強いられていた。
【0005】さらに、2本のシールド孔を並列に掘進
し、その片方のシールド孔から他方のシールド孔側にア
ーチパイプを推進設置し、これを上部の土留め支保工と
してシールド孔間の地盤を掘削し、躯体を構築する方法
も開発されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、限られた敷地
内において比較的面積が広く、しかも掘削断面幅が途中
で変化するような地下構造物を開削工法で構築する場
合、掘削のための土留め壁は周辺構造物に近接して施工
する必要があるため、大規模掘削に伴い発生する周辺地
盤の変形・沈下が周辺の近接する構造物に大きな影響を
及ぼし、その影響を低減するには地盤改良などの防護工
が必要であった。
【0007】また施工中、地上に広大な作業帯が必要に
なることから、地上の道路や公園などの地上施設の使用
を一部制限せざるを得ず、交通渋滞を招く等して市民生
活に影響を及ぼす場合があり、そこで非開削工法である
シールド工法が多く用いられるようになってきた。
【0008】一方、シールド工法は、幅の広い断面や断
面幅が変化する構造物を施工するには、特殊仕様のシー
ルド機が必要になる等してきわめて困難な施工を強いら
れるだけでなく、施工可能なシールド孔の断面も非常に
限られたものになる等の課題があった。
【0009】既に地下鉄駅舎の構築などで適用されてい
る、2本の円形断面シールド孔を用いたアーチパイプに
よる切り拡げ工法においては、矩形シールド孔よりも広
い幅を掘削する必要があり、上方に埋設物がある場合適
用できず、また礫地盤などでは削孔精度が悪くなる等の
問題がある。
【0010】このため用地幅が狭い場合、あるいは地中
に障害物がある場合には所定の構造物を構築できないこ
とがあった。
【0011】本願発明は以上の課題を解決するためにな
されたもので、近隣の既存構造物に及ぼす影響がきわめ
て少なく、かつ都市部などのきわめて限られた地盤中に
可能な限り大きな空間を持つ地下構造物をきわめて効率
的に構築できる地下構造物の構築工法を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の地下構造
物の構築工法は、構築しようとする地下構造物の両側に
シールド孔を掘進するとともに、その一方のシールド孔
の内空高を他方のシールド孔の内空高より高くすること
により一方のシールド孔内の上端部に作業空間を形成
し、次に当該作業空間において一方のシールド孔側から
他方のシールド孔側に複数の鋼管を推進させて前記両側
のシールド孔間の地盤中に複数の鋼材からなるパイプル
ーフを形成し、次に当該パイプルーフ下の地盤を掘削す
ることを特徴とするものである。
【0013】この場合のシールド孔の掘削断面の形状は
特に限定されるものではないが、特に矩形断面のシール
ド孔の場合、地下空間として利用する上で無駄な空間が
発生しにくく望ましい。また、シールド孔の覆工材とし
ては、例えば鋼殻内にコンクリートを打設することによ
り本体利用する鋼合成コンクリートや一次覆工としての
RCセグメント、鋼製セグメント等を使用してよいが、
矩形断面のシールド孔の場合、覆工材を本体利用可能な
鋼合成コンクリートの方が掘削断面の大きさや形状の変
更に自由に追従できて望ましい。
【0014】また、シールド孔間の地盤中に鋼材として
鋼管、あるいは鋼矢板などを推進設置してパイプルーフ
を施工する際、シールド孔間の地盤が比較的安定してい
る場合には、鋼管どうしをある程度離して設置してもよ
いが、シールド孔間の地盤が軟弱な場合には、鋼管どう
しを互いに密着させて設置して対応することが可能であ
り、さらに地下水が懸念される場合には、鋼管どうしを
継手を介して接合し、かつ継手に止水処理をすることが
可能である。
【0015】パイプルーフ発進側のシールド寸法(特に
高さ)を大きくすることにより、大断面(大口径)のパ
イプルーフも施工可能となり、シールド間の離隔が大き
い場合でも対応可能である。
【0016】請求項2記載の地下構造物の構築工法は、
請求項1記載の地下構造物の構築工法において、パイプ
ルーフ上側の地盤中に地盤改良体を形成することを特徴
とるものである。この場合の地盤改良体の施工方法とし
ては、水平ジェットグラウトを打設する等の従来一般に
行われている施工方法でよい。
【0017】請求項3記載の地下構造物の構築工法は、
請求項1または2記載の地下構造物の構築工法におい
て、各鋼管の先端側を他方のシールド孔の躯体上端部に
載置することを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】図1と図2は、地下鉄の駅舎部お
よびこの駅舎部から本線方向に延びる線路の分岐部とし
て構築された地下構造物を示し、図において符号1は地
下鉄の駅舎部、2は地下鉄の本線部、そして符号3は駅
舎部1と本線部2とを結ぶ分岐部である。
【0019】分岐部3は駅舎部1側において間口(掘削
断面幅)が一番広く、駅舎部1から遠ざかり、本線部2
に近づくにつれて徐々に間口が狭まるように構築され、
また分岐部3には適当な間隔で柱または壁4が配置され
ている。
【0020】分岐部3の両端側部aの外周、すなわち両
端側部aの頂盤部3a、床盤部3bおよび側壁部3cの
躯体はRCセグメント、鋼製セグメント等の一次覆工の
内側に打設した鉄筋コンクリート、もしくは鋼殻内にコ
ンクリートを打設して形成された鋼合成コンクリートな
どにより連続して構築され、また中央部bの頂盤部3
d、床盤部3eの躯体は鉄筋コンクリートで構築されて
いる。
【0021】特に、中央部bの躯体は両端側の頂盤部3
a,3a間に複数の鋼管5aを所定間隔おきに架け渡
し、かつその上側の地盤中に地盤改良体6を形成するこ
とにより構築されたパイプルーフにより確保された空間
内に構築されている。また、柱または壁4は両端側部a
と中央部bとの境界部分にRCまたはSRCで構築され
ている。
【0022】そして、両端側部aと中央部bにそれぞ
れ、駅舎部1と本線部2とを結ぶ線路がそれぞれ敷設さ
れている。
【0023】このような構成において、次に本願発明の
地下構造物の構築工法の一例を図3(a)〜(f)に基
いて説明する。 最初に駅舎部1を構築し、次に駅舎部1をシールド
の発進竪坑として矩形断面形のシールドトンネル7と8
を並列にそれぞれ掘進して分岐部3の両端側部aをそれ
ぞれ構築する。その際、一端側のシールドトンネル7の
内空高h1 を他端側のシールドトンネル8の内空高h2
より高くすることで、シールドトンネル7の上端部分に
作業空間cを形成する。また、シールドトンネル7と8
の内周をそれぞれ鋼殻で覆工する。なお、シールドトン
ネル7と8の周囲に高架橋基礎などの既存の地下構造物
9があるときは、必要に応じてその周辺の地盤中に予め
地盤改良体10などによる防護工を構築するものとす
る。この場合の地盤改良体10は、これまで一般に行わ
れている地盤改良工法で構築するものとする。
【0024】 次に、シールドトンネル7と8との上
端部間に複数の鋼管5aからなるルーフパイプ5を構築
する。その際、各鋼管5aはシールドトンネル7の上端
部に形成された作業空間cよりシールドトンネル7の覆
工体(鋼殻)を貫通させ、かつシールドトンネル7とシ
ールドトンネル8間の地盤11内をシールドトンネル7
側からシールドトンネル8側に水平に推進させ、その先
端側5aをシールドトンネル8の覆工体(鋼殻)の上に
載せる。この場合の鋼管5の推進は、シールドトンネル
7の上端部に設けられた作業空間cにおいて油圧ジャッ
キ12によって行うものとする。
【0025】 次に、ルーフパイプ5の上側の地盤中
に一定厚さの地盤改良体6を構築する。この場合の地盤
改良は、例えば作業空間cにおいてルーフパイプ5の上
側の地盤中に水平ジェットグラウトを打設することによ
り行う。
【0026】 次に、シールドトンネル7と8との対
向する側壁部の覆工体を撤去し、かつシールドトンネル
7と8間の地盤11を掘削して中央部bを構築する。こ
の場合、シールドトンネル7と8内およびシールドトン
ネル7と8間に必要な支保工13を組み立てて作業の安
全を図るものとする。中央部bの地盤の掘削は重機で行
うものとする。
【0027】 次に、両端側部aの頂盤部3a、床盤
部3b、側壁部3cおよび中央部bの頂盤部3dと床盤
部3eをそれぞれコンクリートで覆工する。そして、支
保工13を撤去して工事を完了する。また、図4
(a),(b)に図示するように高さや階層の変化する
断面も構築することができる。
【0028】
【発明の効果】本願発明は以上説明したとおりであり、
構築しようとする地下構造物の両側にシールド孔を掘進
し、この2本のシールド孔間の地盤中にパイプルーフを
形成し、当該パイプルーフ下の地盤を掘削することによ
り、必要な地下空間を有する地下構造物を容易に構築す
ることができ、特に非開削工法であり、大規模な掘削が
不要なことから、地上施設の構造変更、供用制限は不要
であり、また仮設構造物、掘削土量を最少に抑えること
ができ、しかも埋め戻し土量は発生せず、さらに周囲の
既存構造物に対して悪影響を及ぼすこともない。
【0029】また、掘削断面を自由に変更できるため、
非開削工法でありながら幅の広い断面や幅が変化する地
下構造物も容易に構築することができ、高さ、階層の変
化する構造物にも対応できる。
【0030】さらに、矩形のシールド、矩形の構造物、
必要に応じて鋼殻(セグメント)をも本体の一部として
利用することにより、限られた用地幅、既存の埋設物で
挟まれた空間を有効に利用して地下構造物を構築するこ
とができるとともに、近接構造物との離隔も充分に確保
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】地下構造物の一例を示す平面図である。
【図2】(a)は図1におけるイ−イ線断面図、(b)
は図2(a)におけるロ−ロ線断面図である。
【図3】(a)〜(f)は、施工方法を示す図1におけ
るイ−イ線断面図である。
【図4】(a),(b)は、地下構造物の他の例を示す
図1におけるイ−イ線断面図である。
【符号の説明】
1 地下鉄の駅舎部 2 地下鉄の本線部 3 地下鉄の分岐部 3a 側部頂盤部 3b 側部床盤部 3c 側部側壁部 3d 中央部頂盤部 3e 中央部床盤部 4 柱または壁 5 ルーフパイプ 5a 鋼管 6 地盤改良部 7 シールドトンネル(シールド孔) 8 シールドトンネル(シールド孔) 9 既存の地下構造物 10 地盤改良体 11 地盤 12 油圧ジャッキ 13 支保工
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木田 博光 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 吉川 正 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 穴井 秀和 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 森近 吉彦 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 Fターム(参考) 2D054 AA05 AB05 AC15 2D055 BA01 BB04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構築しようとする地下構造物の両側にシ
    ールド孔を掘進するとともに、その一方のシールド孔の
    内空高を他方のシールド孔の内空高より高くすることに
    より一方のシールド孔内部の上端部に作業空間を形成
    し、次に当該作業空間において一方のシールド孔側から
    他方のシールド孔側に複数の鋼材を推進させて前記両側
    のシールド孔間の地盤中にパイプルーフを形成し、次に
    当該パイプルーフ下の地盤を掘削することを特徴とする
    地下構造物の構築工法。
  2. 【請求項2】 パイプルーフ上側の地盤中に地盤改良体
    を形成することを特徴とる請求項1記載の地下構造物の
    構築工法。
  3. 【請求項3】 各鋼材の先端側を他方のシールド孔の躯
    体上端部に載置することを特徴とする請求項1または2
    記載の地下構造物の構築工法。
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