JPH0932486A - アーチ型トンネルの構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 側壁の非常電話設備、消火設備等の設置の容
易化とプレキャストコンクリートによるトンネル壁の形
成の利点を両立させる。 【構成】 側壁３、４をコンクリート現場打設で形成
し、頂壁６を側壁３、４に架け渡して据え付けた円弧版
５で形成した。非常電話および消火栓の設置スペース
６、７を現場打設部分に効率よく形成でき、かつ円弧版
５の運搬、据え付け等の作業の簡略化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に開削工法等によっ
てアーチ型トンネルを構築する際に用いて好適なトンネ
ル構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、開削工法等によりトンネルを
構築するには、地盤上にコンクリート型枠を組み、その
型枠内にコンクリートを現場打設してトンネル壁とする
方法が一般的であった。ところが、現場打設では型枠を
組むために足場を設置したり、足場あるいは打設コンク
リートを支えるための支保工を設置したりといった打設
に付随する設備や資材を要し、これらは工期の長期化も
招く。この点を改良するものとして、予め工場で製造さ
れたプレキャストコンクリートブロックを順次据え付け
て連結していくことでトンネル壁を構築する方法が多用
されてきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらプレキャ
ストコンクリートブロックを連結していく方法において
は、大規模な大断面トンネルを構築するとなると、それ
に応じてブロックがきわめて厚いものとなってしまい、
トンネル壁の全てをそのようなブロックで構成するに
は、運搬や据え付け作業に多大な労力を要する。また、
トンネルの側壁には通常、一定間隔おきに非常用退避ゾ
ーンや非常電話設備、消火設備等が設けられるので、こ
れらに応じた複雑な形状のブロックを製造し、かつ据え
付け順序もこれに応じて管理しなければならないといっ
た手間もかかる。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、側壁の非常用退避ゾーンや非常電話設備、消火
設備等の設置の容易化とプレキャストコンクリートによ
るトンネル壁の形成の利点を両立させるアーチ型トンネ
ルの構築方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであって、トンネル底部からト
ンネル高さの略中間部まで構成される左右の側壁をコン
クリートの現場打設で形成し、コンクリート硬化後、該
側壁の上部間にわたってプレキャストコンクリート製の
円弧版を架け渡して据え付け頂壁を形成することを特徴
としている。

【０００６】また、頂壁を構成するプレキャストコンク
リート製の円弧版を、最頂部で分割される左右一対の１
組で構成する。また、上記方法において、側壁と円弧版
との接合部を、これらのうちの一方に設けたピンが他方
に設けたピン位置決め孔に嵌入する構造とし、少なくと
もピン頭部あるいはピン位置決め孔底部のいずれか一方
に、ゴム等のクッションを介装させたり、最頂部で分割
された円弧版双方の頂部を、分割面に直交して貫通され
たＰＣ鋼材を緊張してプレストレスを導入することによ
り連結する。

【０００７】

【作用】本発明によれば、トンネル高さの半分程度まで
の側壁を現場打設コンクリートで形成し、これより上の
頂壁をプレキャストコンクリートで形成する。したがっ
て、現場打設用の足場造りが簡略化し、頂部までコンク
リートを打設することによる危険性を回避できる。トン
ネルの壁体全体をプレキャストコンクリートで構築する
場合と比較すると、プレキャストコンクリートの運搬や
据え付け作業に要する労力が軽減する。また、非常電話
設備や消火栓設備の設置スペースは、現場打設で効率よ
く容易に形成できる。

【０００８】

【実施例】図１は、一実施例の方法により構築された複
道アーチ型トンネルＴの正面図であり、このトンネルＴ
を構築していく手順を以下に説明していく。

【０００９】まず、開削して整地した地盤Ｇ上に、捨て
コンクリート等の手段で基礎１を敷設する。次に、この
基礎１の上に底部２、左右の端部側壁３、左右のトンネ
ル内空Ｔ１、Ｔ２を仕切る中央側壁４をコンクリートの
現場打設により一体的に形成する。側壁３、４の高さは
トンネル高さの中間部よりやや高い程度に設定する。ア
ーチ形状をなすように各側壁３、４の内面および端部側
壁３の外面を、湾曲形成する。各側壁３、４の上面は後
述する円弧版５を載せる面であり、この上面を水平面に
形成する。端部側壁３、４には、一定間隔おきに、図２
に示す非常電話設置スペース６と、図３に示す消火栓設
置スペース７を設け、さらに図示せぬ非常退避スペース
を設ける。

【００１０】底部２、端部側壁３、４、中央側壁５のコ
ンクリートが硬化したら、両方の端部側壁３、４から中
央側壁５の上面にわたって左右一対のプレキャストコン
クリート製の円弧版５を架け渡す。円弧版５は最頂部で
分割される左右一対の１組であり、左右のトンネル内空
Ｔ１、Ｔ２の頂壁８を形成し、トンネル長さ方向に多数
並べていく。

【００１１】円弧版５は所定曲率で湾曲する長方形状の
版体で、予め工場で製造されたものである。円弧版５の
長さ方向（周方向）の一端部には、側壁３、４の上面に
ぴったり嵌まって載る接合部１０が形成され、他端部に
は円弧版５どうしを突き合わせる部分の頂部１１が形成
されている。接合部１０には、図４ないし図６に示すよ
うに、複数のアンカーボルト挿通孔１１および位置決め
孔１２が交互に等間隔をおいて形成されている。アンカ
ーボルト挿通孔１１は図６に示すように、円弧版５を設
置した状態で鉛直方向に延びて貫通しており、上部には
座ぐり１１ａが形成されている。位置決め孔１２は図６
に示すように、接合部１０の底面側に所定深さ形成され
ている。

【００１２】各側壁３、４の上面には、側壁３、４を形
成する段階でアンカーボルト挿通孔１１に通されるアン
カーボルト１３、位置決め孔１２に嵌入するピン１４を
それぞれ予め埋設する。ピン１４は鋼製で、その頭部に
は、ゴム等からなるクッション１５を装着しておく。そ
して、アンカーボルト挿通孔１１にアンカーボルト１３
を通し、位置決め孔１２にピン１４を嵌入することによ
り円弧版５を側壁３、４に載せる。ピン１４は、円弧版
５と側壁３、４の間に隙間があく高さとし、この隙間に
モルタルＭを充填し硬化させ、レベルを設定する。

【００１３】円弧版５の頂部２０の端面５ａおよび長さ
方向に沿った円弧端面５ｂには、継手プレート３０が設
けられており、図８に示すように、合わせた継手プレー
ト３０をボルト３１、ナット３２で結合して、左右の円
弧版５どうしおよびトンネル長さ方向に隣り合う円弧版
５どうしを連結する。この段階では、後にプレストレス
を導入するためボルト３１、ナット３２は仮締め状態と
し、最後まできつく締め付けない。

【００１４】左右の円弧版５の頂部２０には、図７に示
すように、分割面である頂部２０の端面５ａに直交して
互いに連続するＰＣ鋼棒挿通孔２１がそれぞれ形成され
ている。そして、連続させたＰＣ鋼棒挿通孔２１・２１
にＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）２２を通し、これを両端にねじ
込んだナット２３で緊張することにより、左右の円弧版
５の頂部２０に左右方向のプレストレスを導入する。緊
張のための反力は、円弧版５に膨出形成した凸部２４の
座面２４ａで受けるように構成している。なおこの他に
は、図９に示すように、突出部２５を形成して座面２５
ａを設けてもよい。

【００１５】上記のように左右の円弧版５の頂部２０に
プレストレスを導入した後、継手プレート３０どうしの
ボルト３１、ナット３２による締結を完全に行う。ま
た、接合部１０においてアンカーボルト挿通孔１１に通
したアンカーボルト１３の上端突出部にナット１６をね
じ込み、最終的に円弧版５を側壁３、４に固定する。

【００１６】上記のようにして側壁３、４への多数の円
弧版５の据え付け・固定をトンネル全長にわたって完了
したら、土砂を埋め戻して地中トンネルとする。

【００１７】上記方法によるトンネルの構築方法は、ト
ンネル壁の下側の約半分の部分である側壁３、４をコン
クリートの現場打設で形成し、これより上側の部分の頂
壁８をプレキャストコンクリート製の円弧版５を据え付
けることにより形成するものである。この方法によれ
ば、コンクリートの現場打設で構築する部分を下部のみ
とするので、そのための足場造りを簡略化でき、頂部ま
でコンクリートを打設することによる危険性も回避でき
る。また、トンネルの壁体全体をプレキャストコンクリ
ートで構築する場合と比較すると、側壁３、４は現場打
設で構築するから円弧版５の運搬や据え付け作業に要す
る労力が軽減する。これは特に大規模な大断面トンネル
の場合に顕著である。また、非常電話設置スペースや消
火栓設置スペースを設けるために複雑な形状のブロック
を製造し、かつ据え付け順序もこれに応じて管理しなけ
ればならないといった手間を必要としない。これらスペ
ースは、現場打設の方が効率よく容易に形成できる。

【００１８】円弧版５で構成される頂壁８に土圧等によ
る曲げモーメントが発生すると、その曲げモーメントは
プレストレスを導入したＰＣ鋼棒で受ける。また、頂壁
８、側壁３、４に生じる軸力（周方向に沿った応力）は
コンクリート自体が受ける。さらに、剪断力に対して
は、は接合部１０においてピン１４が位置決め孔１２に
嵌入している構造が対抗する。このようにして各応力に
対抗する構造となっているので、充分な強度を有するト
ンネル壁となる。

【００１９】接合部１０の、ピン１４が位置決め孔１２
に嵌入している構造においては、ピン１４の頭部にクッ
ション１５が装着されているので、円弧版５を設置する
際あるいは上記のようにプレストレスを導入した際に、
円弧版５が傷やクラック等の損傷を受けにくい。また、
アンカーボルト１３とピン１４はモルタルＭで埋められ
外部と遮断されるので防錆され、錆びに起因する劣化が
防止される。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアーチ型
トンネルの構築方法によれば、トンネル底部からトンネ
ル高さの略中間部まで構成される左右の側壁をコンクリ
ートの現場打設で形成し、コンクリート硬化後、該側壁
の上部間にわたってプレキャストコンクリート製の円弧
版を架け渡して据え付け頂壁を形成することを特徴とす
るから、現場打設用の足場造りが簡略化し、頂部までコ
ンクリートを打設することによる危険性を回避でき、ま
た、トンネルの壁体全体をプレキャストコンクリートで
構築する場合と比較すると、このプレキャストコンクリ
ートの運搬や据え付け作業に要する労力が軽減し、さら
に、非常電話や消火設備等の設置スペースは現場打設で
効率よく容易に形成できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例方法により構築されたトンネ
ルの正断面図である。

【図２】同トンネルの消火栓設置スペースがある部分の
正断面図である。

【図３】同トンネルの非常電話設置スペースがある部分
の正断面図である。

【図４】円弧版の側壁への接合部の平面図である。

【図５】図４のＰーＰ線断面図である。

【図６】図４のＱーＱ線断面図である。

【図７】プレストレス導入による円弧版の頂部どうしの
接合構造を示す断面図である。

【図８】継手プレートによる円弧版どうしの接合構造を
示す断面図である。

【図９】プレストレス導入による円弧版の頂部どうしの
接合構造の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…基礎、２…底部、３…端部側壁、４…中央側壁、５
…円弧版、６…非常電話設置スペース、７…消火栓設置
スペース、８…頂壁、１０…接合部、１４…ピン、１５
…クッション、２０…頂部、２２…ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼
材）、３０…継手プレート、Ｇ…地盤、Ｔ…トンネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000150110 株式会社竹中土木 東京都中央区銀座８丁目21番１号 (71)出願人 591041727 アイサワ工業株式会社 岡山県岡山市表町一丁目５番１号 (71)出願人 000198307 石川島建材工業株式会社 東京都千代田区有楽町１丁目12番１号 (72)発明者 斉藤 光男 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 石川 島建材工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル底部からトンネル高さの略中間
   部まで構成される左右の側壁をコンクリートの現場打設
   で形成し、コンクリート硬化後、該側壁の上部間にわた
   ってプレキャストコンクリート製の円弧版を架け渡して
   据え付け頂壁を形成することを特徴とするアーチ型トン
   ネルの構築方法。
2. 【請求項２】 前記頂壁を構成する前記プレキャストコ
   ンクリート製の円弧版は、最頂部で分割される左右一対
   の１組とされていることを特徴とする請求項１記載のア
   ーチ型トンネルの構築方法。
3. 【請求項３】 前記側壁と前記円弧版との接合部を、こ
   れらのうちの一方に設けたピンが他方に設けたピン位置
   決め孔に嵌入する構造とし、少なくともピン頭部あるい
   はピン位置決め孔底部のいずれか一方に、ゴム等のクッ
   ションを介装させたことを特徴とする請求項１、２のう
   ちいずれか１のアーチ型トンネルの構築方法。
4. 【請求項４】 前記最頂部で分割された前記円弧版双方
   の頂部を、分割面に直交して貫通されたＰＣ鋼材を緊張
   してプレストレスを導入することにより連結することを
   特徴とする請求項２記載のアーチ型トンネルの構築方
   法。