JPH0776508B2 - 既存トンネルの防護工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、例えば市街地などにおける地下トンネルの
老朽化に伴ない、トンネルの使用に支障を与えることな
くこれを外部より補強するための既存トンネルの防護工
法に関する。

《従来の技術》 地下トンネルの老朽化に伴ない、このトンネルを壊さず
にそのままの状態で使用し、しかもトンネルの補強工事
を行うための工法として、最も簡単には第８図に示すよ
うに、既存トンネル１の両側部の地下連続壁２で囲い、
その状態で既存トンネル１の上部を開削し、コンクリー
ト頂版３を架設し、既存トンネル１を包囲することであ
る。

《発明が解決しようとする問題点》 しかし、市街地などでこの工事を行うためには、地上部
における既存建物との関係や、既存トンネル１の上部の
地中内に配置されているガス管や上下水道管、電話ケー
ブルの埋設管など種々の地下埋設物を考慮しなければな
らない。特に繁華街において老朽化が進んでいる地下鉄
のトンネルなどではその上部の埋設物が錯雑に配置さ
れ、どの位置にあるかも解らないし、既存建物がトンネ
ル上部の地表面に位置している場合もあり、したがっ
て、実質的にはこの種の工法は採用範囲が非常に限定さ
れる。

また、この種の防護工事に替て既存トンネル１を壊して
新たなトンネルを構築する場合にも営業用の線路を迂回
させるために代替地を予め確保しなければならないた
め、代替地の余裕がない状態では建替え工事もままにな
らないものとなっていた。

この発明は以上の実状に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、既存トンネルを壊さずにしかも地
表面の占有面積を余り必要としないでその防護構造物が
構築できる工法を提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、既存トンネルの
上部側に少なくとも１つの発進竪坑を掘削し、この発進
竪坑から前記既存トンネルの長手方向に沿ってその頂版
上に中空函体を順次密接状態に並列配置し、これらの中
空函体内部にコンクリートを打設して防護版を構築する
とともに、前記発振竪坑から前記既存トンネルの両側部
に一対の導坑を掘削し、この導坑の内部にコンクリート
を打設して、前記既存トンネルの両側部の外方に防護壁
を構築することを特徴とする。

《作用》 上記防護工法では、防護しようとする区間内で既存の建
物や、埋設物に影響されない小面積の土地をえらんでこ
こに発進竪坑を掘削すれば、その後はトンネル上部の既
存埋設物に影響や干渉されることなく、中空函体の推進
や既存トンネルの両側部に沿って導坑を掘削できる。

《実施例》 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図〜第７図はこの発明に係る既存トンネルの防護工
法の一実施例を示している。

図において、10は市街地における老朽化した既存トンネ
ルを示し、実施例ではこの既存トンネル10の外周の所定
区間を防護工事する場合を例示している。

まず、既存トンネル10の内部に必要に応じて、第４図に
示すように、仮設の補強工12,本設の補強工14,基礎杭16
の造成，中間柱18の構築などの坑内補強工事が施工され
る。

次いで、第１図および第２図に示すように、既存トンネ
ル10の頂版10a上に、トンネル10の長手方向に直交する
ようにして、その幅よりも長い発進竪坑20が掘削形成さ
れる。

発進竪坑20は、地上の建物や地下埋設物の影響がない場
所が選択され、第６図および第７図にその詳細を示すよ
うに、土留杭22と矢板24および腹起こし26とによって長
方形状に形成され、その掘削深さは既存トンネル10の頂
版10aに到達するまで行なわれる。

発進竪坑20が構築されると、この発進竪坑20を始点とし
て既存トンネル10の長手方向に沿ってその頂版10a上に
中空函体28の配置が推進工法によって行なわれる。

中空函体28の推進に先立って、発進竪坑20の内部には、
その長手方向の一辺に沿って反力受壁30が形成されると
ともに、他辺側には一対のレール32,32が敷設される。

レール32上には中空函体28の運搬用台車34と、この運搬
用台車34で運ばれた中空函体28を受承し、これを発進竪
坑20の一側に位置決めする架台36と、間挿リング38を載
せた台車40とが設置される。

また、上記架台36上には、反力受鋼材42を介して上記反
力受壁30に当接され、中空函体28を推進するための推進
ジャッキ44が設置されており、推進ジャッキ44の伸縮プ
ランジャ側には押リング46が装着されている。

以上の如き推進の準備作業が終了すると、まず推進ジャ
ッキ44を載置した架台36が既存トンネル10の上部に施工
される防護工の一端側にセットされる。

次いで、運搬用台車34に中空函体28を載せて架台36の近
傍まで走行した後、中空函体28を架台36に移し替え、発
進竪坑20の側壁に一端が当接するようにセットする。

この場合、第１段目の中空函体28の先端には刃口48が装
着される。

次いで、推進ジャッキ44を伸長して中空函体28の後端を
押圧し、既存トンネル10の頂版10aと平行になるように
してこれを圧入する。

圧入に当って、推進ジャッキ44のジャッキストロークが
短い場合には、押リング46と中空函体28との間に間挿リ
ング38を挿入する。

また、中空函体28の圧入と同時に、その内部の土砂を掘
削し、掘削された土砂はベルトコンベアなどを使用して
発進竪坑20の外部に排出する。

第１段目の中空函体28が所定位置まで圧入されると、そ
の間に運搬用台車34で運ばれた２段目の中空函体28が、
架台36上に移し替えられ、函体28,28同士をカラーで接
合して、推進ジャッキ44による圧入と内部の掘削が行な
われる。

以上の作業を繰返すことにより、第１段目の中空函体60
の先端が頂版10a上の所定の位置まで到達すると第１列
の推進作業が終了する。

そして、１列分の中空函体28の設置が終了すると、架台
36を中空函体28の幅にほぼ相当する距離だけ移動させ
て、上記の同様な作業を繰返して第２列以降の中空函体
28の設置が行なわれる。

ここで、この実施例で用いられる中空函体28について説
明すると、中空函体28は矩形断面の２種類のものが使用
されている。

一種類の中空函体28aは、両端が開口し４側面に鋼板を
固着した角形鋼管であって、防護版の第１列と最終列と
に用いられる。もう一種類の中空函体28bは、中間部分
の各列に使用するものであって、その詳細を第３図に示
している。

中空函体28bは、天板281および底板282は前記と同様の
鋼板製であるが、一側部が開口したコ字形断面をなし、
他側部はラスなどの金網板283から構成されている。ま
た、両側部の上下にはアングル板284で補強されている
とともに、各アングル板284の側面には互いに逆向の鉤
形フック部285が側面に突出状態で一体化され、隣り合
う列間の各中空函体28b同士が鉤形に係合しあった状態
で接合されるようになっており、隣接列間の中空函体28
b同士が繋がれた状態で密接配置できるようにしてあ
る。

なお、フック部285の係合面内部にコーキング材49を充
填することによって、各中空函体28b同士の接合面は完
全にシールされ、水密状態を保つことができる。またフ
ック部285の係合だけでは結合が弱いので、前記と同様
に一推進作業完了ごとに前後段の中空函体28bのアング
ル板284同士をボルトＢによって結合すれば各中空函体2
8b同士は縦横に結合し、強固な結合となる。

さらに、第１列ないしは最終列の中空函体28aと上記中
空函体28bとをフック部285およびボルトＢによって結合
させることも勿論可能である。

さて、以上の手順を繰り返しつつ防護工区全体に中空函
体28を配置すれば、隣接する列同士は金網板283を通じ
て横に連通した状態で縦横マトリックス状に接合され、
平板状の一つの空間を各中空函体28で囲んだ状態にし、
その内部に縦横に鉄筋を配筋し、コンクリートを打設し
て防護版50を構築する。

一方、既存トンネル10の幅よりも外方に突出した発進立
坑20の両端部分は、防護版50を形成するためのコンクリ
ートの打設前に、既存トンネル10の側壁10bに沿うよう
にして、その下端に一致する深度まで掘削した後、防護
壁を構築する部分に一対の下段導坑52がトンネル工法
（手掘りないしは機械堀り）によって掘削される（第５
図参照）。

下段導坑52の断面形状は、この実施例では矩形状であっ
て、Ｈ形鋼を組合せた支保工54が掘削方向に沿って適宜
間隔に配列され、堀削壁面は吹き付けコンクリートによ
って覆工されている。

下段導坑52が所定の範囲に形成されると、導坑52の下方
には場所打ち杭工法により補強杭56が、掘削方向に沿っ
て適宜間隔で造成され、防護壁体の鉛直支持力および側
部土圧の水平支持力を補強する。

次いで、下段導坑52の内部には、既存トンネル10の側壁
10bから間隔をあけて、上記防護版50の形状，荷重など
によって生じる断面力によって決定される壁厚を備えた
下段防護壁58が、図外の形枠を導坑52に沿って設置し、
コンクリートを打設して形成される。

そして、下段防護壁58が構築されると型枠を撤去して、
防護壁58と導坑52との間に気泡コンクリートなどの充填
材60が注入充填される。

次いで、下段導坑52の上方に上段導坑62が掘削される。

上段導坑62は、下段導坑52とほぼ同じ断面形状を有し、
支保工54を適宜配置して構築され、上段導坑62の造成が
終了した段階で上記中空函体28内にコンクリートを打設
して防護版50を構築する（第６図参照）。

防護版50が形成されると、上段導坑62内に防護版50と下
段防護壁58とを連結する上段防護壁64を形成する。

この後、上段導坑62内の上段防護壁64以外の部分に充填
材60を充填して防護工事を終了する。

なお、上記実施例では既存トンネル10の上方形成する防
護版50の一端側にのみ発進竪坑20を設けたが、発進竪坑
20を構築する防護版52の両端に位置するように複数設け
てもよい。

また、この実施例では既存トンネル10の両側部に形成さ
れる導坑52,62を二段重ね状態に形成したが、既存トン
ネル10の高さや、作業性を考慮して一段であってもいい
し、それ以上あってもよい。

さらに、上記実施例で示した断面コ字形の中空函体28b
の一側開口は、着脱可能な鋼板で構成しておき、設置後
にこれを除去するようにしてもよい。

さらにまた、他方の金網板28cは、適宜個所に孔部を穿
設して孔あき板であってもよく、また、防護壁58,64
は、各導坑52,62内に配筋を施してコンクリートを打設
して、その断面積全体を防護壁とすることもできる。

《効果》 以上実施例によって詳細に説明したように、この発明の
既存トンネルの防護工法にあっては、少なくとも地表面
に露出する部分が１つの発進竪坑のみであって、他の大
多数の作業部分は地中であるため、工事に必要な地表面
積を最小限に止どめることができ、既存トンネル上部の
地下埋設物や、既存建物の基礎に干渉されることなく作
業を進捗できる。

したがって、この発明工法では、特に市街地などで老朽
化したトンネルの防護補強工事に好適であり、最少の工
費で施工できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明工法を示す平面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ断面図、第３図は中空函体の詳細図、第４図から
第７図は防護壁の構築順序をそれぞれ示す縦断面図、第
８図は一般の地下連続壁工法によって既存トンネルの防
護を行う場合を示す正断面図である。 10…既存トンネル、20…発進竪坑 28…中空函体、50…防護版 58…下段防護壁、64…上段防護壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既存トンネルの上部側に少なくとも１つの
   発進竪坑を掘削し、この発進竪坑から前記既存トンネル
   の長手方向に沿ってその頂版上に中空函体を順次密接状
   態に並列配置し、これらの中空函体内部にコンクリート
   を打設して防護版を構築するとともに、前記発振竪坑か
   ら前記既存トンネルの両側部に一対の導坑を掘削し、こ
   の導坑の内部にコンクリートを打設して、前記既存トン
   ネルの両側部の外方に防護壁を構築することを特徴とす
   る既存トンネルの防護工法。
2. 【請求項２】前記導坑の下方に場所打ち杭工法により順
   次補強杭を構築することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の既存トンネルの防護工法。