JP3533525B2

JP3533525B2 - 水底トンネルの構築方法及び函体の接合装置

Info

Publication number: JP3533525B2
Application number: JP2002255493A
Authority: JP
Inventors: 松木田正義; 三浦久; 土屋正彦; 木村政俊
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-05-31
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004092221A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレキャスト製の
函体を水底に沈設して構築する水底トンネルの構築方法
及び函体の接合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から製作ヤードで構築した函体を、
目的地まで曳航して沈設することによって水底トンネル
を構築する方法が実施されていた。通常、沈設する函体
は、１００ｍ〜１４０ｍ程度の長さを有するため、造船
所のドックのような製作ヤードを工事現場付近に構築し
て函体を製作していた。また、製作した函体は、重量が
大きすぎて通常のクレーン等で持ち上げることができな
いため、函体の前後を隔壁（バルクヘッド）で塞いで、
水上に浮かべて曳航することで目的地まで運搬してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の水底ト
ンネルの構築方法にあっては、次のような問題点があ
る。＜イ＞函体長が１００ｍを越す函体を製作するのに必要
なドック式製作ヤードを構築するために、広大な敷地を
確保し、多大な建設費をかける必要がある。＜ロ＞長大な函体を移送する際に、沈設後には生じない
変形や応力が発生する場合があるので、そのための補強
が必要になる。＜ハ＞既設の水底トンネルの隣接地に新たに水底トンネ
ルを構築する場合、長大な函体を一時に設置しようとす
れば、既設の水底トンネルへの影響が避けられない。こ
のため、既設の水底トンネルを補強した後に掘削をおこ
なうなどの対策工事が必要となる。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を解
決するためになされたもので、簡単に構築できる水底ト
ンネルの構築方法を提供することを目的とする。特に、
函体を陸上で製作し、汎用クレーン船を使用して函体を
運搬・沈設することで、工事費の低減を図ることができ
る水底トンネルの構築方法を提供することを目的とす
る。また、運搬、沈設のために特別に函体を補強するこ
とを必要としない水底トンネルの構築方法を提供するこ
とを目的とする。さらに、簡単かつ確実に函体を沈設・
接合できる函体の接合装置を提供することを目的とす
る。そして、周辺環境への影響の少ない水底トンネルの
構築方法を提供することを目的とする。本発明は、これ
らの目的の少なくとも一つを達成するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の水底トンネルの構築方法は、隔壁
を設けずに自由に水が侵入できるようにして貫通方向の
端部に嵌合形状を設けた函体をクレーンで吊り上げ、所
定の位置まで運搬した後に、前記函体の内壁面にシート
の端部を取り付けて前記シートと前記内壁面とでエアバ
ッグを構成してなるシート状のエアバッグによって、浮
力を調節しながら該函体を降下させ、先に沈設した既設
函体に前記函体を接合する方法である。また、貫通方向
の端部に嵌合形状を有する函体をクレーンで吊り上げ、
所定の位置まで運搬した後に、降下させる函体に設けた
突起具を先に沈設した既設函体に設けた誘導具に組み合
わせ、前記函体に備えたエアバッグによって浮力を調節
しながら函体を前記誘導具に沿って降下させ、前記突起
具が前記誘導具の終端に到達したときに前記函体を回し
て既設函体と接合することを特徴とする方法である。こ
こで、上記した水底トンネルの構築方法において、前記
函体の浮力を水上から調節することで降下時の函体のバ
ランスを調節することができる。

【０００６】また、本発明の函体の接合装置は、降下さ
せる函体に設ける函体の貫通方向に突出した突起具と、
沈設した既設函体に設ける水面方向に延伸した誘導具
と、からなり、前記突起具と前記誘導具を組み合わせる
と、該誘導具に沿って該突起具が移動し、該誘導具の終
端に該突起具が到達したときに終端を基点に突起具を設
けた函体が回ることを特徴としたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【０００８】＜イ＞函体函体１は、水底トンネルを構成する構造体である。複数
の函体１を水底で接合することによって水底トンネルを
構築する。函体１の断面形状は矩形、楕円形など任意に
選択することができる。通常は、図５に示すようなボッ
クスカルバート型の矩形断面の函体１が使用される。函
体１の貫通方向の端部は嵌合形状に形成する。例えば、
既設函体１ｂ側の端部には嵌合凸部１２を形成し、反対
側の端部には嵌合凹部１１を形成する。隣接する函体１
同士の嵌合凸部１２と嵌合凹部１１は正確に嵌り合うよ
うにマッチキャスト方式で函体１を製作するのが好まし
い。なお、嵌合形状は図１に示した凹凸形状に限定され
るものではなく、歯型を組み合わせるものや雌雄継手を
複数配置したものであってもよい（図示せず）。函体１
ａ、１ｂには、通常、バルクヘッド１５などの隔壁を設
けずに、自由に水が浸入できるようにしておく。バルク
ヘッド１５は、所定の間隔毎に配置する函体１ｃに設け
ることができる。函体１の函体長は、例えば２０〜３０
ｍ程度にする。本発明で使用する函体１は、クレーンで
吊り上げて運搬するため、従来から沈埋工法で使用され
ていた函体長より短いものを使用するのが好ましい。バ
ルクヘッド１５を設けた函体１ｃは、例えば水底トンネ
ルの長さで１００〜１５０ｍ間隔ごとに配置する。

【０００９】＜ロ＞エアバッグエアバッグ２は、気体を注入して函体１の浮力を調節す
るために配置する。エアバッグ２の形態は、シート状で
ある。シート状の材料でエアバッグ２を形成する場合
は、函体１の内壁面にシートの端部を取り付け、気体が
漏れないように形成する。すなわち、函体１の内壁面が
エアバッグ２の一部を構成することになる（図３参
照）。函体１は内部に外水の浸入を許す貫通構造である
ため、エアバッグ２の大きさによって函体１の浮力を調
節することができる。また、浮力を調節することで降下
時の函体１のバランスを調節することができる。エアバ
ッグ２は、船上や陸上に配置したコンプレッサ２１から
エアホース２２を介して膨張又は収縮できるように構成
することができる（図３参照）。また、函体１を沈設す
る前に予めエアバッグ２を膨張させておき、降下中はエ
アバッグ２に気体を送り込まない構成とすることもでき
る。

【００１０】＜ハ＞函体の接合装置函体１の接合装置は、新たに沈設する函体１ａに設ける
突起具３１と、既に沈設した既設函体１ｂに設ける誘導
具３２で構成する。突起具３１は、函体１ａのほぼ先端
部に取り付け、突起具３１の先端が函体１ａの貫通方向
に突出するように配置する。誘導具３２は、既設函体１
ｂのほぼ後端に取り付け、長尺状の誘導具３２の長手方
向が水面方向になるように配置する。誘導具３２は突起
具３１のガイドとなるもので、誘導具３２に組み合わせ
た突起具３１は誘導具３２に沿って移動する。なお、突
起具３１及び誘導具３２の取り付け位置は、函体１の上
面に限られるものではなく、側面であってもよい。

【００１１】＜ニ＞止水材止水材５は函体１ａ，１ｂ，１ｃ同士の接合部の止水性
を高めるために函体１の端部に配置する。止水材５とし
て、例えば一次止水材５１と二次止水材５２を使用する
ことができる。一次止水材５１は、例えば函体１同士が
突き合う端面に配置する線状の止水シールで、図５に示
すように函体１の端面に２条の環状に取り付ける。一次
止水材５１には、ゴムシールやガスケットなど公知の止
水材料が使用できる。この一次止水材５１は、函体１ａ
を既設函体１ｂに押し付けたときに函体１の自重や慣性
力や引き寄せ力などで変形して止水性を発揮する。二次
止水材５２は、例えば仮接合が完了して、函体１内部を
排水した後に内部から取り付ける止水材５である。例え
ば、断面Ω型の止水ゴムが使用できる（図４参照）。二
次止水材５２は、函体１，１間を跨ぐように取り付け
る。

【００１２】以下、図面を参照しながら本発明の実施例
について説明する。

【００１３】＜イ＞函体の製作（図２）函体１は、陸上の製作ヤードで製作する。製作ヤードに
は、流体圧を利用したウォータキャスタやローラコンベ
ヤなどの移送装置８を設置する。そして、函体１の下床
版１３、側壁１４、上床版を順に流れ作業で製作する。
この際、先に製作した函体１の端部を型枠にして次の函
体１を製作するマッチキャスト方法を採用すれば、接合
部を精度よく製作することができる。完成した函体１は
ワイヤ４１などを使用してクレーン４で吊り上げて目的
地まで運搬する。本発明の函体１は、クレーン４で吊り
上げることができる程度の大きさであるため、運搬を容
易におこなうことができる。

【００１４】＜ロ＞函体の沈設（図１）函体１ａを沈設する場所は、必要に応じて予め浚渫又は
掘削し、基礎砕石７２や袋状のモルタルパックなどを敷
設しておく。本発明の函体１は小規模であるため、函体
１を設置するために掘削をおこなったとしても周辺環境
に与える影響は少ない函体１ａを沈設場所の上方まで運
搬した後に、函体１ａに取り付けた突起具３１を既設函
体１ｂから延伸した誘導具３２に組み合わせる。この接
合装置のセットは、必ずしも水面からおこなう必要はな
く、誘導具３２の先端が水中にある場合はその地点まで
函体１ａを降下させた後に組み合わせればよい。函体１
ａは、既設函体１ｂ側を少し下げた斜めの状態で誘導具
３２に導かれながら既設函体１ｂの近辺まで降下してい
く。そして、誘導具３２の終端に設けた受け部３３に突
起具３１が到達した時点で降下が止まり、函体１ａが回
り始める。函体１ａにはエアバッグ２が設けてあるた
め、コンプレッサ２１からエアホース２２を介してエア
バッグ２に送り込む気体の量によって、函体の１ａのバ
ランスを調節することもできる（図３参照）。このた
め、函体１ａを軟着底させることができる。

【００１５】＜ハ＞函体の接合（図１）突起具３１が誘導具３２の終端に到達したときに函体１
ａが回り始める。そして、函体１ａの嵌合凸部１２が既
設函体１ｂの嵌合凹部１１に嵌めこまれる。函体１ａと
既設函体１ｂが衝突すると、一次止水材５１が変形して
一次止水が完了する。函体１ａ，１ｂ間には連結鋼棒６
１，６２等を配置して仮接合をおこなう（図４，５参
照）。函体１を沈設した後に函体１の下部に基礎モルタ
ル７１等を注入して基礎を構築するが、基礎モルタル７
１の強度が充分に発現するまではエアバッグ２を調節し
て過大な接地圧が作用しないようにする。水底トンネル
には、所定の間隔ごとにバルクヘッド１５を設けた函体
１ｃを配置する。このバルクヘッド１５に仕切られた範
囲内を排水してから二次止水をおこなう。二次止水は、
水底トンネルの内部から函体１間の接合部を跨ぐように
二次止水材５２を取り付けることでおこなう（図４参
照）。そして、複数の函体１を躯体内部に通したＰＣ鋼
線６３によってプレストレスを導入することで一体化す
る。また、必要に応じて構築した水底トンネルを覆土９
する。

【００１６】＜ニ＞その他の実施例（図５，６）接合装置のその他の形態として、誘導具３２を使用しな
い形態が実施できる。この場合は、既設函体１ｂに仮受
け部３４を設けて、少し離れた状態で沈降する函体１ａ
の突起部３１を仮受け部３４に載せる。そして、函体１
ａを引き寄せジャッキなどで既設函体１ｂ側に引き寄せ
て接合をおこなう。

【００１７】

【発明の効果】本発明の水底トンネルの構築方法及び函
体の接合装置は以上説明したようになるから次のような
効果を得ることができる。＜イ＞函体をクレーンで吊り上げることができるため、
運搬、沈設が容易であり、簡単に水底トンネルを構築す
ることができる。＜ロ＞クレーンで吊り上げることが可能な大きさの函体
であるため、陸上の製作ヤードで製作できる。このた
め、大規模なドック式の製作ヤードを建設する必要がな
く、工費を削減できる。＜ハ＞函体を運搬、沈設する際に作用する負荷が少ない
ため、特別な函体の補強などが必要なく、経済的であ
る。＜ニ＞函体に設けた接合装置を使用して接合をおこなう
ため、簡単かつ確実に函体を沈設・接合できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水底トンネルの構築方法の実施例の説
明図。

【図２】函体を製作する工程の実施例の説明図。

【図３】エアバッグを備えた函体の実施例の説明図。

【図４】函体間の接合部の実施例の断面図及び拡大説明
図。

【図５】仮受け部を設けた函体の実施例の正面図。

【図６】その他の接合装置の実施例を使用した場合の函
体の接合方法を示した説明図。

【符号の説明】

１・・・函体１１・・嵌合凹部１２・・嵌合凸部２・・・エアバッグ３１・・突起具３２・・誘導具４・・・クレーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村政俊東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内 (56)参考文献特開平６−193391（ＪＰ，Ａ) 特開2000−257093（ＪＰ，Ａ) 特公昭45−38469（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 29/073 E21D 10/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁を設けずに自由に水が侵入できるよう
にして貫通方向の端部に嵌合形状を設けた函体をクレー
ンで吊り上げ、所定の位置まで運搬した後に、前記函体の内壁面にシー
トの端部を取り付けて前記シートと前記内壁面とでエア
バッグを構成してなるシート状のエアバッグによって、
浮力を調節しながら該函体を降下させ、先に沈設した既設函体に前記函体を接合する、水底トンネルの構築方法。
【請求項２】貫通方向の端部に嵌合形状を有する函体を
クレーンで吊り上げ、所定の位置まで運搬した後に、降下させる函体に設けた
突起具を先に沈設した既設函体に設けた誘導具に組み合
わせ、前記函体に備えたエアバッグによって浮力を調節しなが
ら函体を前記誘導具に沿って降下させ、前記突起具が前記誘導具の終端に到達したときに前記函
体を回して既設函体と接合することを特徴とする、水底トンネルの構築方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の水底トンネルの構築
方法において、前記函体の浮力を水上から調節することで降下時の函体
のバランスを調節することを特徴とする、水底トンネルの構築方法。
【請求項４】降下させる函体に設ける函体の貫通方向に
突出した突起具と、沈設した既設函体に設ける水面方向に延伸した誘導具
と、からなり、前記突起具と前記誘導具を組み合わせると、該誘導具に
沿って該突起具が移動し、該誘導具の終端に該突起具が
到達したときに終端を基点に突起具を設けた函体が回る
ことを特徴とする、函体の接合装置。