JPH09279978A - 大断面トンネルの構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工を円滑に行って工期の短縮化と低コスト
化を図ることのできる大断面トンネルの構築方法を提供
することを課題とする。 【解決手段】 複数の矩形シールドトンネル１３を周方
向に隣接させて構築することによってトンネル構造体１
１を構築した後、内方の地山Ｇ２を掘削することによっ
て大断面トンネル１０を構築する構成とした。そして、
トンネル構造体１１を構築するに際しては、まず、矩形
シールドトンネル１３を先行構築した後、先行構築した
矩形シールドトンネル１３の裏込充填材１７を掘削する
ことによって、後行構築する矩形シールドトンネル１３
の一部を先行構築した矩形シールドトンネル１３に重合
させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大断面を有した断
面視矩形状のトンネルを構築するに際して用いて好適な
大断面トンネルの構築方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、トンネルの構築には、シ
ールド掘削機で地山を掘削し、その後方においてシール
ド掘削機と略同径のトンネルを構築するシールド工法が
多用されている。しかしながらシールド工法では、大断
面のトンネルを構築しようとすると、当然のことながら
それに用いるシールド掘削機が大型化し、この結果、シ
ールド掘削機の製作、運搬、現場組立等のあらゆる面に
おいて人手およびコストが嵩むものとなってしまう。

【０００３】このため、近年では、大断面のトンネルの
形状に沿って小径トンネルを多数構築することによっ
て、これら小径トンネルから大断面のトンネル構造体を
形成する工法が開発されている。

【０００４】ところで、特に内部に大空間を有する大断
面トンネルを構築しようとした場合、図１５に示すよう
に、断面円形のトンネル構造体１を構築し、その内方に
所定寸法の空間Ｓを形成していたのでは、空間Ｓに対し
てトンネル構造体１が大きいために、大断面トンネルＴ
を構築するに要する用地が広く必要となってコストが嵩
んだり、用地確保ができない場合には所定寸法の空間Ｓ
を形成することができないといった問題がある。

【０００５】このため、図１６に示すように、断面視矩
形の大断面トンネルＴ’を構築することにより、所定寸
法の空間Ｓを形成するためには必要最小限の用地を確保
すればよく、これによりコストの低減を図れることか
ら、このような断面視矩形の大断面トンネルＴ’の構築
工法が各種開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の大断面トンネルおよびその構築方法に
は、以下のような問題が存在する。図１６に示したよう
な断面視矩形の大断面トンネルＴ’の覆工体となるトン
ネル構造体２を構築するに際しては、トンネル構造体２
の四辺を構成する水平部２ａ、鉛直部２ｂを、それぞれ
シールド掘削機でセグメントを断面視ロ字状に組むこと
によって構築した後、互いに隣接する水平部２ａと鉛直
部２ｂどうしを、継手部Ａにおいて接続する必要があ
る。これには、図１７（ａ）に示すように、トンネル構
造体２の水平部２ａと鉛直部２ｂとを別々に構築した
後、まずこれら水平部２ａと鉛直部２ｂとの間の地盤Ｇ
１を薬液注入あるいは凍結工法等を用いて地盤改良す
る。続いて、図１７（ｂ）に示すように、水平部２ａを
構築する際にその端部に組み込んでおいた接続部土留材
３を鉛直部２ｂに向けて押し出す。そして、接続部土留
材３を鉛直部２ｂに到達させた後、水平部２ａと鉛直部
２ｂのセグメント４を撤去し、鉛直部２ｂ側に接続用ブ
ラケット５を取り付ける。このようにして水平部２ａと
鉛直部２ｂとを一体に接続した後、図１７（ｃ）に示す
ように、その内方に鉄筋６等を配し、コンクリート７を
打設することによってトンネル構造体２が完成する。

【０００７】このような工法においては、まず、接続部
土留材３を押し出すようになっているが、水平部２ａを
構築するに際しては、その外周にモルタル等の裏込充填
材（図示なし）が注入されているため、接続部土留材３
の押し出しは困難である。また、継手部Ａに止水および
強度増加のために、地盤Ｇ１を薬液注入や凍結工法等で
地盤改良するようになっているが、言うまでもなくこの
ような地盤改良には時間とコストがかかり、しかも完全
な止水効果を得ることは困難である。さらに、水平部２
ａと鉛直部２ｂとを接続するに際しては、継手部Ａの地
山を掘削し、ここに鉄筋を配筋組立するが、このときに
は水平部２ａと鉛直部２ｂのそれぞれの側面を形成する
セグメント４を一部解体撤去しなければならない。これ
らセグメント４は、そもそも地山の土圧・地下水圧に対
抗してトンネル空間を保持するものであるため、セグメ
ント４を撤去するに際しては他の支保工等を設ける必要
があり、これには手間がかかる。またこのような支保工
等の設置を、水平部２ａ，鉛直部２ｂの軸線方向に長い
区間で行うには、支保工が大掛かりなものとなってしま
うため、短い区間に区切って順次施工を行う必要があ
り、これも工期の長期化とコストの増大を招いてしま
う。

【０００８】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、施工を円滑に行って工期の短縮化と低コス
ト化を図ることのできる大断面トンネルの構築方法を提
供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数の断面視矩形のシールドトンネルを周方向に隣接さ
せて構築することにより、大断面トンネルの覆工体とな
るトンネル構造体を構築した後、前記トンネル構造体の
内方の地山を掘削してここに空間を形成することによっ
て大断面を有したトンネルを構築する構成とし、前記ト
ンネル構造体を構築するに際しては、まず、断面視矩形
のシールド掘削機で地山に孔を掘削し、該孔内にセグメ
ントを断面視矩形に組み上げ、周囲地山と該セグメント
との空隙に裏込充填材を充填することによって一のシー
ルドトンネルを先行構築し、この後に先行構築した前記
一のシールドトンネルに隣接させて他のシールドトンネ
ルを後行構築するときに、前記一のシールドトンネルに
隣接する地山とともに、先行構築した前記シールドトン
ネルの前記裏込充填材をシールド掘削機で掘削した後、
ここにセグメントを断面視矩形に組み上げ、周囲地山お
よび前記先行構築したシールドトンネルと前記セグメン
トとの間に裏込充填材を充填することによって、後行構
築する前記他のシールドトンネルの一部を先行構築した
前記一のシールドトンネルに重合させることを特徴とし
ている。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の大
断面トンネルの構築方法において、前記トンネル構造体
を構築した後、前記先行構築したシールドトンネルと後
行構築したシールドトンネルとが互いに隣接する部分の
前記セグメントを取り外し、さらにこの部分の裏込充填
材を撤去することによって、前記トンネル構造体の内部
を断面周方向に貫通させ、しかる後に、該トンネル構造
体の前記セグメント内に鉄筋，鋼材等の補強材を配置
し、さらにコンクリートを打設することを特徴としてい
る。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項２記載の大
断面トンネルの構築方法において、前記トンネル構造体
の内部の貫通作業と、前記補強材の配置作業と、コンク
リートの打設作業とを、前記各シールドトンネルの掘進
方向において少なくとも前記セグメント一つおき以上で
行い、しかる後に残る部分で前記各作業を繰り返して行
うことによって、前記トンネル構造体を掘進方向に連続
させることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る大断面トンネ
ルの構築方法の第一および第二の実施の形態を、図１な
いし図１３を参照して説明する。

【００１３】［第一の実施の形態］図１に示すものは大
断面トンネル１０の構築途中の状態を示すもので、この
大断面トンネル１０は、周囲の地山からの土圧に抗する
ための覆工体であるトンネル構造体１１と、該トンネル
構造体１１の内方の地山Ｇ２を掘削することによって形
成される内部空間（空間）１２とから構成されている。

【００１４】トンネル構造体１１は、略鉛直面内に位置
する両側の側壁部１１ａ，１１ａと、これら側壁部１１
ａ，１１ａの上端部，下端部間にそれぞれ設けられて略
水平面内に位置する上面１１ｂ，下面１１ｃとから構成
されて、全体として断面視略ロ字状をなしている。この
トンネル構造体１１は、断面視矩形の矩形シールドトン
ネル（シールドトンネル）１３が周方向に複数配置され
て、これらが一体化された構成からなっている。そし
て、このようなトンネル構造体１１内には、互いに隣接
する矩形シールドトンネル１３，１３の接続部に図示し
ない鉄筋が配筋され、さらにその内部に図示しないコン
クリートが打設される構成となっている。ここで、上記
大断面トンネル１０の径方向の寸法は、例えば、内部空
間１２が、それぞれ横８ｍ、縦９ｍ程度、矩形シールド
トンネル１３の厚さが３ｍ程度のものとなっている。

【００１５】次に、このような大断面トンネル１０の構
築方法について説明する。これには、まず、トンネル構
造体１１を構成する矩形シールドトンネル１３，１３，
…のうち、上面１１ｂ，下面１１ｃを構成する矩形シー
ルドトンネル１３Ａ，１３Ｂを順次先行構築する。これ
には、断面視矩形のシールド掘削機（図示なし）の前面
に備えたカッタで地盤中に矩形の孔１５Ａ，１５Ｂを削
孔していき、その後方で鋼製のセグメント１６，１６，
…をそれぞれ断面視矩形に組み立て、さらに組み立てた
セグメント１６，１６，…の外周面と孔１５の内周面と
の間にコンクリートやモルタル、ファイバーコンクリー
ト等の裏込充填材１７を充填する。

【００１６】次いで、先行構築した矩形シールドトンネ
ル１３Ａ，１３Ｂにそれぞれ隣接す地山を掘削してここ
に矩形シールドトンネル１３Ｃ，１３Ｄを構築する。図
２（ａ）に示すように、このときに用いるシールド掘削
機２０は、前面に地山を掘削するための図示しないカッ
タが備えられるとともに、側面にコンクリート等を切削
することのできるコンクリート切削機構２１が備えられ
ている。このシールド掘削機２０で、図１に示した矩形
シールドトンネル１３Ｃ，１３Ｄを構築すべき位置の地
山を掘進して孔１５Ｃ，１５Ｄを削孔していくときに
は、その側面に備えたコンクリート切削機構２１で、先
行構築した矩形シールドトンネル１３Ａ，１３Ｂの側面
の裏込充填材１７の一部（図１中符号（イ）、（ロ）の
部分）を切削する。この後、この孔１５Ｃ，１５Ｄ内
に、それぞれセグメント１６，１６，…を所定形状に組
み立て、その外側に裏込充填材１７を充填することによ
り、矩形シールドトンネル１３Ｃ，１３Ｄが構築され
る。この状態で、矩形シールドトンネル１３Ｃ，１３Ｄ
は、裏込充填材１７によって、先行構築した矩形シール
ドトンネル１３Ａ，１３Ｂに強固に一体化されたことに
なる。

【００１７】次いで、トンネル構造体１１の側面１１
ａ，１１ａを構成する矩形シールドトンネル１３Ｅ，１
３Ｆを構築する。図２（ｂ）に示すように、このときに
用いるシールド掘削機２２は、前面に地山を掘削するた
めの図示しないカッタが備えられ、その上下面にコンク
リート等を切削することのできるコンクリート切削機構
２３，２３が備えられている。このシールド掘削機２２
で、図１に示した矩形シールドトンネル１３Ｅ，１３Ｆ
を構築すべき位置の地山を掘進して孔１５Ｅ，１５Ｆを
削孔していくときには、その上下面に備えたコンクリー
ト切削機構２３，２３で、先行構築した矩形シールドト
ンネル１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄの上面あるいは
下面の裏込充填材１７の一部（図１中符号（ハ）、
（ニ）、（ホ）、（ヘ）の部分）を切削する。この後、
この孔１５Ｅ，１５Ｆ内に、それぞれセグメント１６，
１６，…を所定形状に組み立て、その外側に裏込充填材
１７を充填することにより、矩形シールドトンネル１３
Ｅ，１３Ｆが構築される。この状態で、矩形シールドト
ンネル１３Ｅ，１３Ｆは、裏込充填材１７によって、先
行構築した矩形シールドトンネル１３Ａ，１３Ｂ，１３
Ｃ，１３Ｄにその一部が重合して強固に一体化されたこ
とになる。

【００１８】続いて、構築したトンネル構造体１１内
に、以下のようにして鉄筋（図示なし）の配筋、および
コンクリート（図示なし）の打設を行う。まず、図３に
示すように、トンネル構造体１１において、矩形シール
ドトンネル１３，１３どうしが互いに隣接する部分にお
いて、その接続部に位置するセグメント１６を取り外
す。このときに、セグメント１６の取り外しは、各矩形
シールドトンネル１３が連続する方向において、一つお
きのセグメントリングごとに行うようにする。このよう
にしてセグメント１６を取り外すと、互いに隣接する矩
形シールドトンネル１３，１３の裏込充填材１７が露出
するので、続いて、図４に示すように、ここに開口部２
５を形成する。このとき、コアボーリング等を用い、ト
ンネル構造体１１の外周側と内周側とに接する部分２５
ａ，２５ｂが略アーチ状となるよう開口する。このよう
に、開口部２５の形成を一つおきのセグメントリング毎
に行い、かつ開口部２５の形状を略アーチ状とすること
により、各開口部２５が安定し、施工の間、鉄筋などで
補強を図らなくとも周囲地盤からの土水圧および反力に
抗することが可能となる。このようにして互いに隣接す
る矩形シールドトンネル１３，１３間に開口部２５を形
成することによって、トンネル構造体１１内がその断面
周方向に連続して貫通した状態となる。

【００１９】続いて、図５に示すように、互いに隣接す
る矩形シールドトンネル１３，１３の接続部の開口部２
５に、鉄筋（補強材）２６を配筋した後、さらにコンク
リート２７を打設する。

【００２０】この後、図６に示すように、既に鉄筋２６
の配筋、コンクリート２７の打設を行った部分以外の、
トンネル構造体１１の残りの部分について、前記と同様
にして、セグメント１６の取り外し、開口部２８の形成
を行う。続いて、図７に示すように、接続部の開口部２
８への鉄筋２６の配筋、コンクリート２７の打設を行
う。これにより、トンネル構造体１１の全長にわたっ
て、互いに隣接する矩形シールドトンネル１３，１３の
接続部への鉄筋２６の配筋、およびコンクリート２７の
打設が完了した状態となる。

【００２１】この後は、必要に応じて、トンネル構造体
１１のセグメント１６内への鉄筋（図示なし）の配筋、
コンクリート（図示なし）の打設を行うようにする。

【００２２】しかる後には、図１に示したように、トン
ネル構造体１１の内方の地山Ｇ２を掘削し、ここに内部
空間１２を形成することにより所定形状の大断面トンネ
ル１０の構築が完了する。

【００２３】上述したように、大断面トンネル１０の構
築方法では、複数の矩形シールドトンネル１３を周方向
に隣接させて構築することによってトンネル構造体１１
を構築した後、内方の地山Ｇ２を掘削することによって
大断面トンネル１０を構築する構成となっている。そし
て、トンネル構造体１１を構築するに際しては、まず、
矩形シールドトンネル１３を先行構築した後、先行構築
した矩形シールドトンネル１３の裏込充填材１７を掘削
することによって、後行構築する矩形シールドトンネル
１３の一部を先行構築した矩形シールドトンネル１３に
重合させる構成となっている。さらに先行構築した矩形
シールドトンネル１３と後行構築した矩形シールドトン
ネル１３とが互いに隣接する部分のセグメント１６を取
り外し、裏込充填材１７を撤去することによって、トン
ネル構造体１１の内部を周方向に貫通させ、しかる後
に、トンネル構造体１１内に鉄筋２６を配筋し、さらに
コンクリート２７を打設する構成となっている。これに
より、十分な剛性を有する大断面トンネル１０のトンネ
ル構造体１１を構築することができる。このようにして
先行構築した矩形シールドトンネル１３の裏込充填材１
７を掘削して矩形シールドトンネル１３を後行構築する
ことにより、先行構築した矩形シールドトンネル１３と
後行構築した矩形シールドトンネル１３とが一体化され
るので、互いに隣接する矩形シールドトンネル１３，１
３どうしを接合するときにも、従来のように薬液注入に
よる地盤改良を行うことなく、また支保工を用いること
もなく、地山の土圧・地下水圧に対抗することができ
る。従って、円滑かつ効率よく大断面トンネル１０を構
築することができ、これにより、工期の短縮化、コスト
低減、さらには安全性の向上といった効果を得ることが
できる。

【００２４】また、互いに隣接する矩形シールドトンネ
ル１３どうしの貫通作業と、鉄筋２６の配筋作業と、コ
ンクリート２７の打設作業とを、トンネル構造体１１の
軸線方向において少なくともセグメントリング一つおき
に行い、しかる後に残る部分で前記各作業を繰り返して
行うことによってトンネル構造体１１を軸線方向に連続
させる構成となっている。これにより、前記各作業中に
おいては、互いに隣接する矩形シールドトンネル１３ど
うしの貫通をまだ行っていない部分、または既にコンク
リート２７の打設までが完了している部分によって、ト
ンネル構造体１１の安定を図ることができ、安全に作業
を行うことができる。

【００２５】なお、上記第一の実施の形態において、開
口部２５，２８に鉄筋２６を配筋する構成としたが、こ
れら開口部２５，２８を補強するために鋼材を配する構
成としてもよい。この場合、図８に示すように、開口部
２５’の上下の部分２５ａ’と下面２５ｂ’とを略アー
チ状とせずに直線状に形成する。この開口部２５’を形
成するために例えばコアボーリングで形成した複数の孔
に、各孔よりも若干小径の補強用鋼棒２９ａを挿入す
る。そして、この補強用鋼棒２９ａの両端部を、一方の
矩形シールドトンネル１３のセグメント１６と、他方の
矩形シールドトンネル１３のセグメント１６とに、それ
ぞれ略Ｕ字状の鋼棒止め治具２９ｂで固定する。各鋼棒
止め治具２９ｂは、ボルトで固定したり、セグメント１
６が鋼製のものである場合には溶接することも可能であ
る。このようにして開口部２５’の上下の部分２５
ａ’，２５ｂ’を補強用鋼棒２９ａ，２９ａ，…で補強
することにより、ここを略アーチ状とする場合（図４参
照）よりも補強強度を高めて、周囲の土圧や水圧に抗す
ることができる。しかも、補強用鋼棒２９ａ，２９ａ，
…を用いる場合には上下の部分２５ａ’，２５ｂ’を直
線状とすることができるので、この部分を略アーチ状と
する場合（図４参照）に比較して、開口部２５’を大き
く取ることができる。さらには、これら補強用鋼棒２９
ａ，２９ａ，…を鉄筋の変わりに用いることも可能であ
る。なお、上記補強用鋼棒２９ａについては、その断面
形状、材質等を問うものではなく、例えば中空のパイプ
材を用いてもよく、必要とされる補強強度に応じて適宜
選択すればよい。

【００２６】［第二の実施の形態］次に、構築すべき大
断面トンネルとして、例えば上下２層構造のトンネルを
例に挙げて説明する。図９に示すように、構築すべき大
断面トンネル３０は、周囲の地山からの土圧に抗する覆
工体としてのトンネル構造体３１と、該トンネル構造体
３１の内方に形成された上下２段の内部空間（空間）３
２、３３とから構成されている。

【００２７】トンネル構造体３１は、略鉛直面内に位置
する両側の側壁部３１ａ，３１ａと、これら側壁部３１
ａ，３１ａの上端部，下端部間にそれぞれ設けられて略
水平面内に位置する上面３１ｂ，下面３１ｃと、側壁部
３１ａ，３１ａの中間部間に設けられて上下の内部空間
３２、３３を仕切る仕切面３１ｄとから構成されて、全
体として断面視略日字状をなしている。このトンネル構
造体３１は、複数の矩形シールドトンネル（シールドト
ンネル）３５が断面周方向に隣接配置され、これらが一
体化された構成からなっている。

【００２８】各矩形シールドトンネル３５は、鋼製のセ
グメント３６と、該セグメント３６と地山との間に充填
された裏込充填材３７とから構成されている。

【００２９】そして、このようなトンネル構造体３１内
には、その全周にわたって鉄筋３９が配筋され、さらに
その内部にはコンクリート４０が打設された構成となっ
ている。

【００３０】次に、このような大断面トンネル３０の構
築方法について説明する。これには、図１０に示すよう
に、まずトンネル構造体３１の側壁部３１ａ，３１ａ
と、上面３１ｂ，下面３１ｃ，仕切面３１ｄとが交差す
る部分に、矩形シールドトンネル３５Ａ，３５Ｂ，３５
Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆを順次先行構築する。この
ときには、断面視矩形のシールド掘削機（図示なし）の
前面に備えたカッタで地盤中に矩形の孔４１Ａ，４１
Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆを削孔していき、
その後方で鋼製のセグメント３６，３６，…を所定形状
に組み立て、さらに組み立てたセグメント３６，３６，
…の外周面と孔４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１
Ｅ，４１Ｆの内周面との間にコンクリートやモルタル、
ファイバーコンクリート等の裏込充填材３７を充填す
る。

【００３１】ここで、矩形シールドトンネル３５Ａ，３
５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆは、トンネル構
造体３１の側壁部３１ａ，３１ａを構成する矩形シール
ドトンネル３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋと接する部
分に凹部４２が形成されるようセグメント３６が組まれ
ており、この部分は他の部分に比較して裏込充填材３７
の厚さが厚くなるようになっている。

【００３２】次いで、トンネル構造体３１の側壁部３１
ａ，３１ａを構成する矩形シールドトンネル３５Ｇ，３
５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋと、上面３１ｂ，下面３１ｃ，仕
切面３１ｄをそれぞれ構成する矩形シールドトンネル３
５Ｌ，３５Ｍ，３５Ｎとを、以下のようにして順次後行
構築する。このとき、矩形シールドトンネル３５Ｇ，３
５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋを構築するときに用いるシールド
掘削機２２（図２参照）には、上下面にコンクリート切
削機構２３，２３が備えられている。そして、このシー
ルド掘削機２２の前面に備えられている図示しないカッ
タで前方の地山を掘削するとともに、コンクリート切削
機構２３，２３で、図１１に示すように、隣接する矩形
シールドトンネル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３
５Ｅ，３５Ｆの裏込充填材３７を切削する。この後、図
１２に示すように、その後方でセグメント３６，３６，
…を組み立て、その外側に裏込充填材３７を充填するこ
とにより、矩形シールドトンネル３５Ｇ，３５Ｈ，３５
Ｊ，３５Ｋが構築される。

【００３３】また、矩形シールドトンネル３５Ｌ，３５
Ｍ，３５Ｎを構築するときに用いるシールド掘削機（図
示なし）には、前面に地山を掘削するカッタを備えると
ともに、左右両側にコンクリート切削機構（図示なし）
が備えられている。そして、図１１に示したように、こ
のシールド掘削機（図示なし）で前方の地山を掘削する
とともに、左右両側に備えたコンクリート切削機構（図
示なし）で隣接する矩形シールドトンネル３５Ａ，３５
Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆの裏込充填材３７
を切削する。この後、図１２に示したように、後方でセ
グメント３６，３６，…を組み立て、その外側に裏込充
填材３７を充填することにより、矩形シールドトンネル
３５Ｌ，３５Ｍ，３５Ｎが構築される。

【００３４】この状態で、先行構築した矩形シールドト
ンネル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５
Ｆと、後行構築した矩形シールドトンネル３５Ｇ，３５
Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋと、さらに後行構築した矩形シール
ドトンネル３５Ｌ，３５Ｍ，３５Ｎとが強固に一体化さ
れたことになる。

【００３５】この後は、図９に示したように、前記第一
の実施の形態と同様にして、構築したトンネル構造体３
１内に、鉄筋３９の配筋、およびコンクリート４０の打
設充填を行う。これには、図１３に示すように、矩形シ
ールドトンネル３５，３５，…どうしが互いに隣接する
部分において、セグメント３６，３６を取り外した後、
その部分の裏込充填材３７を撤去して開口部４３を形成
する。このようにしてトンネル構造体３１を断面周方向
に連続するよう貫通させる。この後に、図９に示したよ
うに、トンネル構造体３１内に、断面方向全周にわたっ
て鉄筋３９を配筋し、さらにコンクリート４０を打設充
填する。なお、上記セグメント３６の取り外し、開口部
４３の形成、鉄筋３９の配筋、コンクリートの打設充填
は、トンネル構造体３１が連続する方向において、セグ
メントリング一つおきごとに行った後、残りの部分で同
様に行うようにする。これにより、トンネル構造体３１
の全長が構築されたことになる。

【００３６】しかる後には、トンネル構造体３１の内方
の地山を掘削し、ここに内部空間３２，３３を形成する
ことにより、所定形状の大断面トンネル３０の構築が完
了する。

【００３７】上述した大断面トンネル３０の構築方法で
は、前記第一の実施の形態と同様の方法を適用すること
により、上下２層構造の大断面トンネル３０を構築する
ことができ、しかもそのときに第一の実施の形態と同様
に、工期の短縮化、コスト低減、安全性の向上といった
効果を得ることができる。しかも、先行構築する矩形シ
ールドトンネル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５
Ｅ，３５Ｆのセグメント３６に凹部４２を形成してお
き、３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋを後行構築すると
きに、この凹部４２の部分の裏込充填材３７を切削する
構成とした。これにより、裏込充填材３７の厚さを全体
に厚くする場合に比較して、裏込充填材３７の使用量を
減少させることができる。しかも、矩形シールドトンネ
ル３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋ，３５Ｌ，３５Ｍ，
３５Ｎを後行構築するときには、先行構築した矩形シー
ルドトンネル３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５
Ｅ，３５Ｆが両側にあるので、シールド掘削機での反力
を取りやすく、掘削方向の制御を容易に行うことができ
る。

【００３８】なお、上記第二の実施の形態において、補
強材として、鉄筋３９に代えて鋼材を用いることも可能
である。また、例えば矩形シールドトンネル３５Ａ，３
５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆを先行構築した
後、矩形シールドトンネル３５Ｌ，３５Ｍ，３５Ｎを後
行構築し、その後に矩形シールドトンネル３５Ｇ，３５
Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋを構築する構成としてもよい。

【００３９】なお、上記第一または第二の実施の形態に
おいて、大断面トンネル１０を単層構造とし、大断面ト
ンネル３０を上下２層構造としたが、これ以外に３層以
上の構成であってもよい。さらには、その断面形状につ
いても、完全な矩形状に限定するものではなく、その一
部を湾曲形状とする等、他の形状としてもよい。また、
トンネル構造体１１、３１を構成するセグメント１６、
３６に関しては、その断面構造や材質を問うものではな
い。また、セグメント１６、３６内への鉄筋の配筋やコ
ンクリートの打設についても、前記第一の実施の形態の
如く、接続部のみとしてもよいし、第二の実施の形態の
如く全断面にわたって施すようにしてもよい。

【００４０】また、大断面トンネル１０、３０の施工に
際しては、矩形シールドトンネル１３Ａ，１３Ｂ、３５
Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ，３５Ｆを先行構
築し、矩形シールドトンネル１３Ｃ，１３Ｄ、３５Ｇ，
３５Ｈ，３５Ｊ，３５Ｋ，３５Ｌ，３５Ｍ，３５Ｎを後
行構築する構成としたが、先行構築あるいは後行構築す
るシールドトンネルの位置は上記形態に限定するもので
はなく適宜決定すればよい。また、シールドトンネルの
先行構築時、後行構築時には、全てのシールドトンネル
を並行して同時施工してもよいし、また順次施工するよ
うにしてもよくこの場合にはその施工順序を何ら問うも
のではない。同様に、接続部のセグメント１６，３６の
取り外し、裏込充填材１７，３７の撤去等についても、
その施工順序は何ら問うものではなく、作業効率を優先
すればよい。

【００４１】また、矩形シールドトンネル１３、３５を
構築するに際し、図２（ａ）に示したように、側面にコ
ンクリート切削機構２１を備えたシールド掘削機２０
や、図２（ｂ）に示した上下両面にコンクリート切削機
構２３，２３を備えたシールド掘削機２２を用いる構成
としたが、必要に応じ、これ以外のタイプのシールド掘
削機を用いてもよい。例えば、一側面だけでなく両側面
にコンクリート切削機構を備えたものや、図１４（ａ）
に示すシールド掘削機５０のように、上面の両側にコン
クリート切削機構５１，５１を備えたものや、図１４
（ｂ）に示すシールド掘削機５２のように、上面と側面
の２カ所にコンクリート切削機構５３，５４を備えたも
のなどであってもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る大
断面トンネルの構築方法によれば、複数の断面視矩形の
シールドトンネルを周方向に隣接させて構築することに
よりトンネル構造体を構築した後、内方の地山を掘削す
ることによって大断面を有したトンネルを構築する構成
とし、前記トンネル構造体を構築するに際しては、ま
ず、一の前記シールドトンネルを先行構築した後、先行
構築した前記シールドトンネルを構成する裏込充填材を
地山とともに掘削することによって、後行構築するシー
ルドトンネルの一部を前記先行構築したシールドトンネ
ルに重合させる構成となっている。そして、請求項２に
係る大断面トンネルの構築方法によれば、先行構築した
シールドトンネルと後行構築したシールドトンネルとが
互いに隣接する部分のセグメントを取り外し、さらにこ
の部分の裏込充填材を撤去することによってトンネル構
造体の内部を断面周方向に貫通させ、しかる後に、該ト
ンネル構造体内に鉄筋を配筋し、さらにコンクリートを
打設する構成となっている。これにより、十分な剛性を
有する大断面トンネルを構築することができる。このよ
うにして、先行構築したシールドトンネルと後行構築し
たシールドトンネルが一体化されるので、この後に、こ
れら互いに隣接するシールドトンネルどうしを接合する
ときにも、従来のように薬液注入による地盤改良を行う
必要がなくなり、円滑かつ効率よく大断面トンネルのト
ンネル構造体を構築することができ、これにより、工期
の短縮化、コスト低減、さらには安全性の向上といった
効果を得ることができる。

【００４３】請求項３に係る大断面トンネルの構築方法
によれば、トンネル構造体の内部の貫通作業と、鉄筋の
配筋作業と、コンクリートの打設作業とを、各シールド
トンネルの掘進方向において少なくともセグメント一つ
おき以上で行い、しかる後に残る部分で前記各作業を繰
り返して行うことによってトンネル構造体を掘進方向に
連続させる構成となっている。これにより、前記各作業
中においては、トンネル構造体の貫通をまだ行っていな
い部分、または既に鉄筋の配筋およびコンクリートの打
設が完了している部分によって、トンネル構造体の安定
を図ることができ、安全に作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る大断面トンネルの構築方法を適用
して構築中の大断面トンネルの第一の形態を示す立断面
図である。

【図２】前記大断面トンネルの構築に用いるシールド掘
削機を示す正面図である。

【図３】前記大断面トンネルの構築工程を示す図であっ
て、シールドトンネルどうしが隣接する部分のセグメン
トを取り外した状態を示す正断面図および側断面図であ
る。

【図４】同、裏込充填材を撤去した状態を示す正断面図
および側断面図である。

【図５】同、鉄筋を配筋しさらにコンクリートを打設し
た状態を示す正断面図および側断面図である。

【図６】同、図５に続く状態を示す側断面図である。

【図７】同、トンネル構造体の構築が完了した状態を示
す側断面図である。

【図８】同、裏込充填材を撤去した状態で、開口部を補
強する方法の他の一例を示す正断面図および側断面図で
ある。

【図９】本発明に係る大断面トンネルの構築方法を適用
して構築した大断面トンネルの第二の形態を示す立断面
図である。

【図１０】前記大断面トンネルの構築工程を示す図であ
って、一部のシールドトンネルを先行構築した状態を示
す正断面図である。

【図１１】同、他のシールドトンネルを後行構築するた
め地山に削孔した状態を示す正断面図である。

【図１２】同、先行構築したシールドトンネルと後行構
築したシールドトンネルとを一体化した状態を示す正断
面図である。

【図１３】同、互いに隣接するシールドトンネルどうし
の接合部において、セグメントを取り外し、裏込充填材
を撤去した状態を示す正断面図である。

【図１４】本発明に係る大断面トンネルの構築方法に用
いるシールド掘削機の他の例を示す正面図である。

【図１５】従来の大断面トンネルの一例を示す立断面図
である。

【図１６】従来の断面視矩形の大断面トンネルの一例を
示す立断面図である。

【図１７】図１６に示した大断面トンネルの構築方法を
示す工程図である。

【符号の説明】

１０，３０ 大断面トンネル １１，３１ トンネル構造体 １２，３２，３３ 内部空間（空間） １３，３５ 矩形シールドトンネル（シールドトンネ
ル） １５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ，１５Ｆ，４
１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ,４１Ｄ，４１Ｅ,４１Ｆ 孔 １６，３６ セグメント １７，３７ 裏込充填材 ２０，２２ シールド掘削機 ２６，３９ 鉄筋（補強材） ２７，４０ コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 久保 裕之 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 荒井 久雄 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 川上 房男 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 重田 安彦 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 尾上 篤生 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 竹中 久 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の断面視矩形のシールドトンネルを
   周方向に隣接させて構築することにより、大断面トンネ
   ルの覆工体となるトンネル構造体を構築した後、前記ト
   ンネル構造体の内方の地山を掘削してここに空間を形成
   することによって大断面を有したトンネルを構築する構
   成とし、 前記トンネル構造体を構築するに際しては、まず、断面
   視矩形のシールド掘削機で地山に孔を掘削し、該孔内に
   セグメントを断面視矩形に組み上げ、周囲地山と該セグ
   メントとの空隙に裏込充填材を充填することによって一
   のシールドトンネルを先行構築し、 この後に先行構築した前記一のシールドトンネルに隣接
   させて他のシールドトンネルを後行構築するときに、前
   記一のシールドトンネルに隣接する地山とともに、先行
   構築した前記シールドトンネルの前記裏込充填材をシー
   ルド掘削機で掘削した後、ここにセグメントを断面視矩
   形に組み上げ、周囲地山および前記先行構築したシール
   ドトンネルと前記セグメントとの間に裏込充填材を充填
   することによって、後行構築する前記他のシールドトン
   ネルの一部を先行構築した前記一のシールドトンネルに
   重合させることを特徴とする大断面トンネルの構築方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の大断面トンネルの構築方
   法において、前記トンネル構造体を構築した後、前記先
   行構築したシールドトンネルと後行構築したシールドト
   ンネルとが互いに隣接する部分の前記セグメントを取り
   外し、さらにこの部分の裏込充填材を撤去することによ
   って、前記トンネル構造体の内部を断面周方向に貫通さ
   せ、しかる後に、該トンネル構造体の前記セグメント内
   に鉄筋，鋼材等の補強材を配置し、さらにコンクリート
   を打設することを特徴とする大断面トンネルの構築方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の大断面トンネルの構築方
   法において、前記トンネル構造体の内部の貫通作業と、
   前記補強材の配置作業と、コンクリートの打設作業と
   を、前記各シールドトンネルの掘進方向において少なく
   とも前記セグメント一つおき以上で行い、しかる後に残
   る部分で前記各作業を繰り返して行うことによって、前
   記トンネル構造体を掘進方向に連続させることを特徴と
   する大断面トンネルの構築方法。