JPH03122400A - 大深度地下に建築大空間を構築する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、主に大都市の既存建物の下の浅層部地下か
ら所！１１５０　ｍ以深の大深度地下にかけて、床面規
模が２０００ｔ／以上に及ぶ大規模な建築大空間を創る
目的で実施される、大深度地下の建築大空間の構築方法
に間する。

従来の技術 従来、地下空間を構築する技術としては、掘削工法やシ
ールド工法などが一般的に実施されている。

■　掘削工法は、まず地上から地下空間の外周壁に相当
する部分を掘削し、その尿前部分に鉄筋を挿入しコンク
リートを打設して地下壁をｌｌＩＭシ、しかる後に地下
壁に囲まれた地盤を掘削する工法である。

■　また、シールド工法は、シールドマシンと呼ばれる
強固な円筒形の鋼殻を地中に押し込み、この鋼殻によっ
て防護された部分の前面の他山を掘削し、後部では円筒
形の鋼殻とほぼ同じ大きさのリング状の覆工（セグメン
ト）を組み立てて既に掘削されたトンネル空間を保護す
ると共に、この覆工に反力をとってシールドマシンを前
進させる手順を繰り返してトンネルを構築する工法であ
る。

■　なお、シールド工法の特殊な応用技術として、特開
昭６４−４３６９９号公報に記載された地下空洞の施工
法は、地上から縦坑を構築し、この縦坑の下端部からシ
ールドマシンを発進させて環状又はスパイラル状のシー
ルドトンネルを構築し、このシールドトンネルの断面内
をコンクリートで充填して補強い　こうして構築された
地下外周壁一体で囲まれた内側の地盤を掘削して大空洞
を形成する内容になっている。

本発明が解決しようとする課題 Ｉ〉　上述した掘削工法の場合は、地上の既存建物の下
に地下空間を構築することはできない。また、地下壁を
地上から掘削するために施工精度に技術的な限界があり
、地下の深度が深くなると正確な鉛直性を保持し難い。

また、途中には土砂の崩壊もあるため、せいぜい地下３
０ｍ程度の深さまでしか施工することができない。

■）　シールド工法の場合は、既存の建物の下に地下５
０ｍ以深０大深度に及びトンネルを構築することは可能
である。しかし、現在のシールドトンネルは横断面直径
がせいぜい１ｏ数ｍのトンネル空間しか構築することが
できない。したがって、床面積が２０００ｔｔｌ’以上
に及ぶ地下大空間を構築する目的にはとうてい供し得な
いので、これらの点が解決すべき課題となっている。

■〉　次に、上記特開昭８４−４３６９９号公報に記載
された地下空洞の施工法は、大深度の地下大空間の実現
性を予感させるほど画期的な技術思想であることは認め
られる。しかし、シールドトンネルの構築、及びシール
ドトンネルを外周壁一体に完成する手順とその信頼性、
さらにはせっかく形成された地下大空洞を人間の有効空
間としてどの様に活用するかの具体性に乏しい内容と言
わねばならない。例えば環状又はスパイラル状のシール
ドトンネルの断面内にコンクリートを充填しただけでは
、土圧や地下水圧に対して十分な強度、剛性を期待し難
く安全とは云えない、また、地下に大空洞を創るだけが
最終目的ではなく、その大空洞を如何に合理的に有用な
建築大空間に割るかが究極の目的であるはずだから、こ
れらの諸点がなお解決するべき課題と云わねばならない
のである。

！！題を解決するための手段 上記従来技術の！！題を解決するための手段として、こ
の発明に係る大深度地下に建築大空間を構築する方法は
、図面に実施例を示したとおり、大深度地下に達する縦
坑ｌを構築し、前記縦坑１から地下の建築大空間の外周
壁に沿って水平方向に大径シールドトンネル２を構築し
、前記大径シールドトンネル２で囲まれた面内に略水平
な小径シールドトンネル３・・・を多数並列状に構築す
る段階と、 前記大径シールドトンネル２の位置から直下方向に連続
地下壁４を地下の建築大空間に必要な深さまで構築する
段階と、 前記小径シールドトンネル３内にＰＣＣ５０配置し、該
ＰＣ材５に必要な大きさのプレストレスを導入した上で
コンクリートを充填し水平Ｐ］Ｒ一体７を構築して人工
地盤を完成する段階と、前記人工地盤の下の前記連続地
下壁４で囲まれた内部の地盤８を掘削して大空洞６を構
築し、この大空洞６内に内部建築編体を構築して建築大
空間を完成する段階と、 から成ることを特徴とする。

作　　　　　用 縦坑１は大径シールドトンネル２を掘削するシールドマ
シンの発進基地（及び終点基地）となる、また、大深度
地下工事のための各種の資材類、機械、設置！１１の搬
出や掘削した土の搬出にも使用される。

大径シールドトンネル２は、小径シールドマシンネル３
を掘削するシールドマシンの発進、終点基地となるほか
、地盤調査や地下水圧の調査に使用される。また、連続
地下壁４の施工基地となるほか、工事に必要な資材類の
搬出入及び掘削した土の搬出にも利用される。

小径シールドトンネル３は人工＠盤（水平ＰＣ梁一体７
）の基となる。この人工地盤はＰＣＣ５０導入されたプ
レストレスの効果的な働きによって大きな強度及び剛性
を発揮し、３０ｍ以上の大スパン水平ＰＣ梁一体７（水
平正氷壁）として地下大空間の頂部に負荷される上層の
土圧及び地下水圧を支持する。

連続地下ｕ４は、地下の建築大空間に負荷される側方土
圧や地下水圧を支える大形構造物として働く。

地下の建築大空間は、人間の生活や各種産業に有用な地
下空間となる。

実　　施　　例 次に、第１図〜第６図に示した本発明の第１実施例を説
明する。

第１図は、大深度地下に建築大空間を構築するための足
がかりとして縦坑１を略垂直に所定の人工地盤構築深度
まで掘削して構築した段階を示している。

第２図は、前記縦坑１の下端部から水平方向に大径シー
ルドトンネル２が構築され、続いて前記大径シールドト
ンネル２の底部を施工基地としてこの位置から垂直下方
に向かって地下の建築大空間の深さに必要な深度まで溝
を堀って連続地下壁４が構築された段階を示している。

従って、大径シールドトンネル２は、地下の建築大空間
の外周壁一体となる連続地下壁４の位置に沿って四周に
掘削し構築されている。連続地下壁４は、地下の建築大
空間の外周壁一体（止水壁）とされる。連続地下壁４は
、注入工法で構築する場合もある。

縦坑ｌ及び大径シールドトンネル２は、地上に既存建物
が存在する場合にはその安全性を毀損しないように注意
して掘削し構築される。縦坑１は、大径シールドマシン
の発進基地として使用され、あるいは機械や設備類の搬
出入、渥削した土の搬出に使用されるので、そうした用
途に適合する大きさの口径で掘削し構築されている。こ
のような大径シールドトンネル２の構築を容易ならしめ
るため、縦坑１は、連続地下壁４の四隅位置に掘削し構
築するのが好ましい、かくすれば、大径シールドトンネ
ル２の構築は、隣合う二つの縦坑ｌ。

ｌを発進、終点基地としてその間に容易に施工できるか
らである。場合によっては一つの縦坑ｌだけを構築して
、大径シールドトンネル２を水平な円環状に構築して実
施することもできる。大径シールドトンネル２は、地盤
調査や地下水圧の調査、あるいは以下に述べる各種の編
体工事の資材の搬出入や掘削された土の搬出に利用され
るので、その利用に適合する横断面直径の大きさ（直径
にして５ｍ以上）で施工される。また、地下大空間の床
面積を２０００ｔ／程度以上の規模で構築するために、
大径シールドトンネル２の一辺の長さ又は平面直径は５
０ｍ程度以上の規模で構築されている。前述の水平な円
環状の大径シールドトンネルを施工する場合には、シー
ルドマシンはその鋼殻が円環の曲率と同じ曲率に湾曲さ
れた所謂Ｒ付き胴のシールドマシンが使用される。

第３図は、上述のように構築された大径シールドトンネ
ル２で囲まれた水平面内に多数の小径シールドトンネル
３・・・が各々隣接して並列状に水平に構築された段階
を示している。この小径シールドトンネル３は、直径が
１ｍ〜２ｍ程度のものであり、地上の既存建物や地表面
の安全性、安定性を保つ地下の人工地盤を構築するため
のものであるから、既存建物の支持層地盤より０深の位
置に施工されている。従って、この小径シールドトンネ
ル３は、第４図に点線で図示したように上向きに湾曲し
たアーチ状に構築することも有効的である。小径シール
ドトンネル３は、−例の大径シールドトンネル２からシ
ールドマシンを発進させ、他側の大径シールドトンネル
２へ到達させる要領で施工されている。この小径シール
ドトンネル３は、第５図Ａに示したように互いに隣接し
て独立するトンネルとして構築する場合のほか、第５図
Ｂのように多連節シールドマシンで複数本のトンネルを
同時に一連に構築して工期の短縮を図ることもできる。

また、この小径シールドトンネル３は円形断面のみなら
ず矩形断面で施工することも可能である。この小径シー
ルドトンネル３の構築方法としては、前記シールドマシ
ンによるほか、推進工法の応用、又はフロントジヤツキ
で弓っ張るフロントジヤツキ工法で施工することもでき
る。なお、第６図へのように独立したトンネルとして構
築された小径シールドトンネル３・・・は、隣接するも
の同士の間に貫通する小径の連通孔を回前し、各連通孔
の中に鉄骨、鉄筋を配設しコンクリートを充填する等々
の手段で相互に強固な緊結を行ない、人工地盤として必
要な剛性の確保が行なわれる。

この各小径シールドトンネル３内には、ＰＣｆｌｌｌ棒
又はＰＣワイヤー等のＰＣＣ５０第５図Ａ又は第５図Ｂ
のように引張り剣に配置し、該ＰＣ材５に必要とされる
大きさのプレストレスを導入し、場合によってはひび割
れの防止とせん断補強のための鉄筋を配置し、Ｉ・ンネ
ル全断面にコンクリートを充填する等々の方法によって
水平ＰＣ！４１体７が構築される。

第６図は、前記のようにして並列する全部の小径シール
ドトンネル３を一つの版状に合成して地中の人工地盤（
水平ＰＣ′＃ｃｇ体７）が完成されている。そして、前
記の人工地盤と連続地下壁４とに囲まれた内側の地盤８
を堀割して大空洞６が構築されつつある段階を示してい
る。こうして大空洞６が出来上がった段階で、例えばア
スレチックジム又はテニスコート場や劇場、映画館、体
育館などの云わば大張間の内部建築一体が、通常の鉄筋
コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造建物と同様
に多層階の建築構造物として構築される。

内部建築一体の完成によって地上の人々の生活、産業、
娯楽などに有用な地下の建築大空間が提供されるのであ
る。

第２の実施例 第７図〜第１０図は、地上の既存建物１１の地下、それ
も隣合う二つの既存建物１１．１１それぞれの地下階構
造部分１２の一部分に作業スペース１３．１４を確保し
て大深度地下に建築大空間を構築する方法を示している
。

まず第７図は、二つの既存建物１１．１１の地下階構造
部分１２に垂直な縦坑１３及び水平方向の大径シールド
トンネル１４を構築した段階を示している。

第８図は、水平な大径シールドトンネル１４を施工基地
として垂直下方に連続地下壁４を構築した段階を示して
いる。この連続地下壁４は、注入工法で構築する場合も
ある。

第９図は、前記の水平な大径シールドトンネル１４．１
４間に多数の小径シールドトンネルを並列状に構築し、
この小径シールドトンネル内にＰＣ材を配置し、かつ必
要大きさのプレストレスを導入した上でコンクリートを
充填して水平ＰＣ梁輻体７を構築し人工地盤として完成
した段階を示している。

この水平ＰＣ梁一体７は、地中の地下鉄１５や下水道管
１６などの施設よりもさらに深い位置に構築されている
。

第１０１！ｌは、前記の人工地盤７と連続地下壁４とに
囲まれた内部の地盤８を掘削して大空洞６を構築しつつ
ある段階を示している。かくして構築された大空洞６の
中に内部建築一体を構築し地下の建築大空間として利用
することは、上記第１実施例と同じである。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述した通りであって、この発明
に係る大深度地下の建築大空間の構築方法によれば、地
上の既存建物１１の存在は同等障害とならず、同既存建
物１１の支持地盤の下の大深度地下に、既存建物１１や
地表面に一切の悪影響を及ぼすことなく、床面積が２０
００＆以上の建築大空間を構築するこむ１できる。それ
でいて地上には縦坑１又は１３を回前できるだけの工事
用（作業用）スペースがあれば十分に施工ができ、どん
な大深度にでも安全に正確に地下大空間の内部建築一体
を構築することができる。しかも現在の施工技術の延長
として容易に実施ができる。

従って、本発明によれば、人口が集中し地価がＩ４常に
高い都市部の地下に大きな生活大空間を創出して地価の
高騰にブレーキをかける効果を回持できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図までと、第７図〜第１０図まではそれぞ
れ本発明に係る大深度地下の建築大空間の構築方法の異
なる実施例の枢要な施工状態を示した断面図である。 ｌ・・・縦坑　　　　２・・・大径シールドトンネル３
・・・小径シールドトンネル　　４・・・連続地下壁６
・・・ＰＣ材　　　７・・・水平梁一体８・・・地盤　
　　　６・・・大空洞 第 図 第 図 第 図Ａ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】大深度地下に達する縦坑を構築し、前記縦坑から
   地下の建築大空間の外周壁に沿つて水平方向に大径シー
   ルドトンネルを構築し、前記大径シールドトンネルで囲
   まれた面内に略水平な小径シールドトンネルを多数並列
   状に構築する段階と、前記大径シールドトンネルの位置
   から直下方向に連続地下壁を地下の建築大空間に必要な
   深さまで構築する段階と、 前記小径シールドトンネル内にＰＣ材を配置し、該ＰＣ
   材に所定大きさのプレストレスを導入した上でコンクリ
   ートを充填し水平ＰＣ梁纒体を構築し人工地盤を完成す
   る段階と、前記人工地盤の下の前記連続地下壁で囲まれ
   た内部の地盤を掘削して大空洞を構築し、この大空洞内
   に内部建築一体を構築して建築大空間を完成する段階と
   、 から成ることを特徴とする大深度地下に建築大空間を構
   築する方法。