JP3567939B2 - トンネルの築造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は施工の合理化と工期の短縮化および工費の低減を図れる堅固なトンネルの築造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば都市トンネルの掘削に際して、地表面の沈下防止や切羽安定対策として、従来よりパイプルーフ工法が知られている。
このパイプルーフ工法は、トンネルの掘削に先立ち、掘削断面の天端側に直管状の鋼管を一般に水平ボーリングにより挿入して、トンネル形状に合わせたルーフを形成し、トンネルの掘削に伴ない上記ルーフを支保工で直接支持して、掘削による地山の緩みを抑え、安全にトンネルを施工するようにしている。
【０００３】
しかし、この従来のパイプルーフ工法は、ボーリングの精度によって鋼管の配置状況が左右され、鋼管の長さに比例して誤差が大きくなるため、鋼管の配置設計が難しく、施工長さが制約される、という問題があった。
【０００４】
そして、このようなパイプルーフ工法を用いてアンダーパスを施工する場合、図２４のようにアンダーパス１の出入口の天端部直上を長さ方向に水平にボーリングし、その掘削孔に直管状のパイプ２を挿入して埋設し、該パイプ２をトンネルの掘削に伴なって支保工（図示略）で支持し、掘削による地山の緩みを抑えるとともに、アンダーパス１の天端側と鞍部とで区画する区域を掘削していた。
【０００５】
したがって、この場合は実質的なアンダーパス１の掘削の他に、地表から地盤支持用の地山３を残して、図２４の斜線で示す周辺部を余計に掘削しなければならず、その分掘削に時間を要して、工期の延長と工費の高騰を助長するという問題があった。
一方、アンダーパス１の施工に際しては、地表や地中の構造物４への接近を回避し、また民地部通過を極力回避する必要があるが、都市や住宅密集地においては用地買収難とも相俟って、そのような施工環境の確保が難しく、縦坑を駆使した深掘りを余儀無くされて、施工が大掛かり、かつ複雑になり、工期の長期化と工費の高騰を助長するとともに、地上からアンダーパスへ連絡する取付通路５，６が長くなって、上述した問題が増大する。
【０００６】
ところで、このような水平ボーリングないしパイプルーフ工法の問題を解決するものとして、近時、地中を曲線状に掘削する、いわゆる曲線ボーリングの技術が開発され、該ボーリングを利用したトンネルの拡幅工法が提案されている。
例えば特開平４ー２８１９９０号公報では、シールドトンネルを曲線ボーリングの発進基地として利用し、該トンネル内に架設フレームを設置し、該フレームに上記ボーリングの推進装置を組付け、該装置より拡幅部分に掘削装置を推進させて、地中を曲線状にボーリングし、この掘削孔に曲管を推進させて埋設するとともに、該管内に凍結管を挿入し、拡幅部分の周囲に凍土壁を造成し、周辺の地盤を改良後、拡幅部分を掘削するようにしている。
【０００７】
しかし、この拡幅工法は、既設のシールドトンネルの利用を前提にしているため、該トンネルを当初から利用し得ないアンダーパスや山岳トンネルの築造には実用的ではなく、また曲管と覆工壁との間に地盤が介在しているため、曲管と覆工壁との結合力が弱く、十分な強度を得られないばかりか、凍土壁の凍結と掘削中の凍結維持に多大の時間を要する上に、冷凍設備と冷媒配管とを要して、工期の長期化と工費の高騰を助長する等の問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、曲線ボーリング装置を利用して掘削量を必要最小限に留め、工期の短縮化と工費の低減を図れる堅牢なトンネルの築造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のトンネルの構造は、トンネル出入口予定位置から、トンネル予定空間の長さ方向の全域に亘って曲線状の掘削孔を複数掘削し、該掘削孔に曲管状の埋設管を埋設後、該埋設管で包囲した地山を掘削し、その掘削内面に覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネル予定空間の外周の全域の複数の曲管状の埋設管は近接してリング状に配置し、かつ互いに連結するとともに、前記掘削内面に臨む埋設管の全域に一様な厚さの覆工壁を形成し、埋設管を互いに連結することで、簡単な構成で地山の安定化を図るとともに、埋設管と覆工壁の密着力を強化し、堅牢なトンネルの施工を実現し、更に工期の短縮化と工費の低減を図るようにしている。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明は、トンネル予定空間の外周の全域の複数の曲管状の埋設管は近接してリング状に配置し、かつ互いに連結するとともに、前記掘削内面に臨む埋設管の全域に一様な厚さの覆工壁を形成し、埋設管を互いに連結することで、簡単な構成で地山の安定化を図る。
また、埋設管と覆工壁の密着力を強化し、堅牢なトンネルの施工を実現するとともに工期の短縮化と工費の低減を図る。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を土被りが比較的浅いアンダーパスに適用した図示実施例について説明すると、図１乃至図１６において７は都市部または山岳部のトンネル掘削地盤である地山で、該地山７上に家屋、工場、変電所等の既設構造物８が設置され、該地山７の内部に地下トンネルであるアンダーパス９が設けられている。
【００１２】
アンダーパス９は、下方に緩やかに湾曲する縦断面形状に形成され、その内空断面は円形に形成されていて、これは中間部の鞍部９ａを最低位置にして、その出入口部１０，１１方向に上向きに緩やかに湾曲しており、該出入口部１０，１１の外側に、地上へ連絡する取付通路１２，１３が設けられている。
この場合、アンダーパス９の内空断面は円形に限らず、楕円や矩形、その他の形状でもよい。
【００１３】
取付通路１２，１３の内空断面は、実施例の場合、アンダーパス９と同形の円形に形成され、該通路１２，１３が地上に開口する水平面形状は、図４のようにアンダーパス９方向に長い楕円若しくは長円形状に形成されている。
アンダーパス９の内面には、コンクリート壁等の覆工壁１４が形成され、また取付通路１２，１３の周面には、コンクリートまたは道路壁等の覆工壁１５，１６が形成され、これら覆工壁１４と路面側の覆工壁１５，１６の縦断面形状は、図１のようにアンダーパス９と略相似形状に湾曲形成され、その外側に複数の埋設管１７がリング状に埋設されている。
この場合、アンダーパス９が車両を除く通行人専用であるときは、取付通路１２，１３の覆工壁１５，１６上に、所定勾配の路面または階段を設けることも可能である。
【００１４】
埋設管１７は複数の埋設短管（図示略）からなり、これを軸方向に連結して曲管状に構成され、その縦断面形状は図１のようにアンダーパス９と略相似形状に湾曲形成されていて、これをアンダーパス９および取付通路１２，１３に沿って平行に配置し、その管端部をアンダーパス９および取付通路１２，１３の開口部周縁に配置している。
【００１５】
埋設管１７の管端部は図４のように、アンダーパス９の中心に対称に配置され、したがって各管１７の位置と長さおよび曲率半径は、対称に位置する１対の埋設管１７を除いてすべて相違しており、それらの外周に管継手１８，１８を接続している。
例えば、出入口１０の開口部周縁には、図１のように短小で曲率半径が小さな埋設管１７が使用され、一方、出入口１０から離間する取付通路１２の開口部周縁には、図１のように上述の埋設管１７に比べて、長尺で曲率半径が大きな埋設管１７が使用される。
上記管継手１８，１８は、埋設管１７と同様に湾曲形成した小径の曲管からなり、それらの周面に形成したスリット１９，１９を上向きまたは下向きに配置し、これらに隣接の管継手１８，１８を係入して、隣接する埋設管１７，１７を接続している。
【００１６】
この場合、埋設管１７の強度を増強する手段として、図１１のように埋設管１７の内部に、コンクリ−トまたはモルタル等の充填部材２０を充填したり、図１２のように充填部材２０内部に、Ｉビ−ム等の補強部材２１を埋め込んでもよい。
【００１７】
取付通路１２，１３を含むアンダーパス９の地上への開口部平面形状は、図４のように略楕円ないし長円形をなし、該開口部の予定地上に基枠２２がアースアンカー２３を介して不動に設置されている。
基枠２２は上記開口形状よりも大形の楕円ないし長円形状に形成され、その内側には、位置合わせ手段として上記開口形状と略同形の開口窓２２ａを有し、該開口窓２２ａを上記開口部予定位置周縁に位置合わせし、該枠２２上に一対のガイドレール２４を敷設している。
ガイドレール２４は、上記開口部の形状と相似形状の楕円または長円形のリング状に配置され、該レール２４上に走行車輪２５，２５を介して、作業架台２６を移動可能に設置している。
【００１８】
作業架台２６はロック機構（図示略）を介して、ガイドレール２４の適宜位置に固定可能にされ、該台２６上に架枠２７が立設されている。
架枠２７には推進架台２８がボルト・ナットを介して、上下左右位置および角度調整可能に据え付けられ、該架台２８に、例えば特開平４ー２８１９９０号公報と同様な、公知の曲線ボーリング装置２９を構成する推進装置３０が取付けられている。
【００１９】
曲線ボーリング装置２９は、後述する掘削装置と推進装置３０とを備え、このうち推進装置３０は、油圧シリンダーからなる推進シリンダー（図示略）を有している。
推進シリンダーは、元押ケース３１を介して埋設管１７に連結され、そのシリンダーロッド（図示略）の伸長作動を介して、埋設管１７を地山７側、つまり下方へ送出可能にしている。
【００２０】
埋設管１７は弓形に湾曲形成され、その内部に曲管状の内管（図示略）が挿入され、該内管は元押ケース３１の近接位置に設置した推進シリンダー（図示略）に連係され、そのシリンダーロッド（図示略）の伸長作動を介して、埋設管１７と同方向へ送出可能にされている。
【００２１】
内管の先端部には前述の掘削装置（図示略）が連結され、該装置は油圧モータと首振り装置と減速機と掘削ビット（共に図示略）とを備え、油圧モータの回転駆動力を減速機を介して掘削ビットに伝え、その際首振り装置によって掘削ビットの一定の揺動を可能にしている。
図中、３２は埋設管１７の周面を挟持可能な曲管ホルダー、３３は埋設管１７の埋設開始位置に対応して基枠２２の所定位置に配置した口元管で、それらは斜め上向きに開口している。
【００２２】
この他、図中３４は埋設管１７を支持するリング状の支保工で、鋼アーチ支保工をリング状に連結して構成している。
この場合、支保工３４は支持すべき埋設管１７の配置状況、換言すればアンダーパス９の断面形状に応じて、これと相似形状に配置され、例えば楕円形断面の場合は楕円形に、矩形断面の場合は矩形に配置される。
なお、この実施例では基枠２２にガイドレール２４を敷設して、作業架台２６を移動可能にしているが、ガイドレール２４を省略し、各埋設管１７の埋設毎に作業架台２６を人手で基枠２２の所定位置に移動し、これをネジ止め等適宜手段で固定してもよい。
【００２３】
図１７乃至図２３は本発明の応用形態を示し、前述の構成と対応する部分には同一の符号を用いている。
このうち、図１７乃至図２２に示す第１の応用形態は、土被りが深い、したがって深掘りを要するアンダーパス９の築造例を示している。
すなわち、この場合はアンダーパス９の出入口１０，１１の対応位置に立坑３５，３６を掘削し、この一方の立坑３５の内周に複数の縦枠３７を立設し、該枠３７，３７の間に、基枠２２をアンダーパス９方向へ水平に架設し、かつその上下位置を調整可能にされている。
基枠２２上には、ガイドレール２４がアンダーパス９と直角方向へ平行に敷設され、該レール２４上に走行車輪２５，２５を介して、作業架台２６が移動可能に設置されている
【００２４】
作業架台２６には、ボルト・ナットを介して推進架台２８が据え付け位置および角度を調整可能に取付けられ、該台２８に曲線ボーリング装置２９の推進装置３０が取付けられている。
作業架台２６の上端にはプーリ３８，３８が回転自在に取付けられ、また中央に設置した縦枠３７，３７の上部には、巻上ウインチ３９，３９が設置されていて、プーリ３８，３８に巻き掛けた長尺のワイヤロープ４１，４１を所定長さ巻上ドラム４０，４０に捲回し、作業架台２６を施工位置に応じて上下動させ高さ位置を調整可能にしている。
すなわち、作業架台２６は後述のように、巻上ウインチ３９，３９を逆転し、ワイヤーロープ４１，４１を十分巻き戻して、施工位置に応じて予め高さ調整して置いたガイドレール２４上に戴架し、移動の自由度を十分与えることで、押し動かし移動が可能になる。
【００２５】
この場合、基枠２２とガイドレ−ル２４とは、作業架台２６の前記高さ位置に応じて上下位置を調整され、該基枠２２の調整位置を例えばボルト・ナットを介して、縦枠３７，３７に固定している。
図中、４２，４３は作業架台２６の上下位置に設けたサイドジャッキで、アンダ−パス９と同軸方向へ伸縮可能にされ、その先端の着地部４２ａ，４３ａを立坑３５の内面の反力受（図示略）に当接可能にしている。
【００２６】
すなわち、この第１の応用形態はアンダーパスの築造に際して、先ず図１８のようにアンダーパス９の出入口１０，１１の相当位置に立坑３５，３６を掘削し、その深さをアンダーパス９の鞍部９ａよりも深く、またアンダーパス９方向の幅は埋設管１７の短管長さよりも幅広に掘削し、この一方の立坑３５に基枠２２と縦枠３７とを図１９のように設置し、基枠２２上にガイドレール２４をアンダーパス９と直交方向に敷設する。
【００２７】
基枠２２は、曲線ボーリング装置２９による最初のボーリング開始位置に対応して、縦枠３７，３７にボルト締めして固定する。
次に立坑３５内に作業架台２６を搬入し、その走行車輪２５，２５をガイドレール２４上に載せ、その移動を可能にする一方、作業架台２６に推進架台２８を角度および位置調整して据え付け、該台２８に推進装置３０を取付ける。
この後、縦枠３７の所定位置に口元管３３を接続し、該管３３に埋設管１７を挿入し、これを曲管ホルダー３２で保持するとともに、サイドジャキ４２，４３を伸縮させ、その着地部４２ａ，４３ａを反力受に当接させて、作業架台２６を定位置に固定する。
【００２８】
この状況の下で掘削装置を駆動し、掘削ビットを回転してボーリングを開始するとともに、推進装置３０を駆動して、内管を収容した埋設管１７を掘削孔へ送り出し、該管１７が所定距離推進したところで、予め坑外で内管を組み込んで置いた継ぎ足し用の埋設管１７を坑内に搬入し、これを先行の埋設管１７の後端部に接続する。
そして、掘削装置の駆動を再開し、掘削ビットを回転してボーリングを開始するとともに、推進装置３０を駆動して、内管を収容した埋設管１７を掘削孔へ送り出し、該管１７が所定距離推進したところで、その後端部に継ぎ足し用の埋設管１７を接続する。
【００２９】
以下、上記作業を繰り返して埋設管１７を増設し、これを順次地山７へ送り込み、その先端部が他方の立坑３６に到達したところで、該埋設管１７の推進を完了し、この後、内管を引き抜いて埋設管１７を地山７に取り残し、該管１７を埋設する。
【００３０】
こうして、アンダーパス９の長さ分の埋設管１７を埋設後、サイドジャッキ４２，４３を縮小し、作業架台２６の拘束を解除して、作業架台２６を埋設管１７に隣接する次期ボーリング位置へ移動する。
この移動に際しては、例えば巻上ウインチ３８，３９を駆動し、ワイヤーロープ４１，４１を適宜長さ巻上ドラム４０，４０に巻き取り、作業架台２６を一旦引き上げ後、基枠２２を縦枠３７，３７から取り外し、これを次期取付け位置に固定する。
【００３１】
次に巻上ウインチ３８，３９を逆転駆動し、ワイヤーロープ４１，４１を十分巻き戻して、作業架台２６をガイドレール２５上に載架し、かつ該架台２６に左右方向への移動の自由度を十分与えたところで、巻上ウインチ３８，３９の駆動を停止し、当該位置を保持させる。
この後、作業架台２６を押し動かし、これをガイドレール２５に沿ってアンダーパス９と直交方向へ移動し、推進装置３０が次期口元管３３の対応位置に移動したところで、サイドジャッキ４２，４３を伸長し、当該移動位置に作業架台２６を固定する。
【００３２】
そして、再び埋設管１７をセットし、掘削装置を駆動してボーリングを開始し、その掘削孔へ埋設管１７を送り出し、該管１７が所定距離推進したところで、継ぎ足し用の埋設管１７を先行の埋設管１７の後端部に接続し、これらの作業を繰り返して埋設管１７を増設し、該管１７の推進完了後、内管を引き抜き、埋設管１７を地山７に取り残して埋設する。
【００３３】
こうして、複数の埋設管１７を図２１のように地山７に埋設し、これらをアンダーパス９の円周方向へリング状に配置後、作業架台２６と基枠２２と縦枠３７とを立坑３５から撤去し、埋設管１７で区画した内側の地山７を掘削する。
この場合の掘削は、埋設管１７で囲んだ地山７だけを掘削すればよく、その掘削量はアンダーパス９の内空断面の容積よりも多いが、従来のパイプルーフ工法を利用した図２２の仮想線で区画する掘削量に比べて、遥かに少量で余計な掘削を要しないから、最小限の掘削量で足り、この種の掘削作業の合理化を図れるとともに、掘削時間を大幅に短縮し、工期の短縮化と工費の低減を図れ、しかも掘削作業の小規模化を促せる。
【００３４】
また、アンダーパス９の周囲に埋設管１７が配置され、これらが周囲の地山７を支持するから、掘削に伴う地山７の崩落を強力に防止する。
しかも、埋設管１７は曲線状を呈しているから、これが直管状の従来のものに比べて、地山７との接触面積が増大し、その分地山７を強固に支持する。
【００３５】
次に地山７の掘削に伴って、当該掘削部に支保工３４をリング状に組み付け、これを所定間隔に配置して埋設管１７を支持する。
この状況は図２２のようで、これにより埋設管１７の変形や地山７の崩落が防止され、この後支保工３４，３４間に所定形状の型枠を組み立て、または既設の型枠を搬入して、該枠と埋設管１７との間にコンクリートを打ち込み、アンダーパス９の内面に覆工壁１４を形成する。
【００３６】
また、上記覆工と前後して立坑３５，３６の底部を埋め込み、かつ該坑３５，３６を利用して取付通路１２，１３を掘削し、その周面にコンクリートを打ち込んで、覆工壁１５，１６を形成するとともに、路面側に舗装コンクリート（図示略）を打設し、その周辺を造成すれば一連の作業が終了する。
【００３７】
こうして築造したアンダーパス９は図１７のようで、埋設管１７がアンダーパス９の長さ方向に沿って、アンダーパス９の縦断面形状と同様に下方へ緩やかに湾曲して配置されている。
したがって、アンダーパス９の円周方向の全域が埋設管１７で支持され、当該部を補強するから、従来のパイプルーフ工法のように天端部のみを支持して補強する構造に比べ、アンダーパス９ないしトンネル周辺の強度が一様になる。
更に、埋設管１７を曲管状にしているから、従来のパイプルーフ工法のように直管状のパイプを埋設する構造に比べて、埋設管１７と地山７との接触面積が増大し、その分堅牢な構造が得られる。
【００３８】
一方、この第１の応用形態に用いたトンネル築造装置は、図２０のように曲線ボーリング装置２９を据え付け可能な作業架台２６をアンダーパス９の一方の出入口１０に設置し、該架台２６をアンダーパス９と直交方向に移動可能に設けるとともに、上下位置調整可能に設けたから、ボーリング位置ないし埋設管１７の埋設位置に応じて、推進装置３０を所定位置に正確に設置でき、それらの施工精度が向上する。
また、作業架台２６にサイドジャッキ４２，４３とを設け、該架台２６を所定位置で固定して、ボーリング時の反力に堪えられるようにしたから、該ボーリングを安全かつ正確に行なえる。
【００３９】
図２３は第２の応用形態を示し、この応用形態はアンダーパス９の代わりに、山岳部の小さな山や都市部の丘や堤防に築造する小規模トンネル４４に適用したもので、該トンネル４４の縦断面形状は上向きに緩やかに湾曲しており、その内面に覆工壁１４が形成され、該壁１４の外周に複数の埋設管１７がリング状に埋設されている。
埋設管１７はトンネル４４の縦断面形状と同様に上向きに緩やかに湾曲しており、これは複数の埋設短管を軸方向に連結して曲管状に構成され、該管１７を一方の出入口１０に設置した作業架台（図示略）から、地山７に対し上向きに推進して埋設している。
【００４０】
したがって、トンネル４４の掘削に際しては、埋設管１７で区画された内側の地盤のみを掘削すればよく、従来のパイプルーフ工法のように図２３の仮想線で区画する周辺の地山７の余計な掘削から解消され、これを合理的かつ速やかに行なえる。
しかも、上記トンネル４４は上向きのアーチ形状を呈する複数の埋設管１７によって支持され、該管１７には土圧等の外力が管軸方向に作用して軸圧縮力を形成し、該圧縮力が上記外力による曲げモーメントや曲げ応力に対抗して、それらを低減するから、総体的に強度が増強する。
【００４１】
このように構成した図１乃至図１６に示すトンネルの築造方法によって、トンネルの一形態である円形内空断面のアンダーパス９を築造する場合、その一方の地上開口予定位置に、アースアンカー２３を介して基枠２２を設置する。
アンダーパス９の平面上の開口形状は、図４のようにアンダーパス９側に長い楕円若しくは長円形をなし、また基枠２２は上記開口形状と略同形の開口窓２２ａを有していて、該開口窓２２ａを前記開口予定位置に合わせて、基枠２２を設置する。
【００４２】
そして、基枠２２上に一対のガイドレール２４，２４を、前記開口形状と相似形状にリング状に敷設し、該レール２４上に走行車輪２５を載せ、作業架台２６をガイドレール２４に沿って移動可能に設置する。
そして、作業架台２６の架枠２７に曲線ボーリング装置２９の推進架台２８を所定位置に据え付け、該台２８に推進装置３０と、これに付属する構成部を組み付ける。
【００４３】
この場合、この実施例では地上に直接基枠２２を設置し、立坑の掘削を要しないから、その分施工の簡素化と工期の短縮化並びに工費の低減を図れ、また作業架台２６の設置作業や、後述する埋設管１７の継ぎ足し作業を地上で行なえるから、これらの作業を容易かつ能率良く行なえる。
【００４４】
次に作業架台２６を押し動かし、これをボーリング施工開始位置に移動して、ロック機構（図示略）を操作し、作業架台２６を基枠２２に固定したところで、推進架台２８を位置調整する。
推進架台２８の位置調整は、ボーリング施工位置と、当該位置に使用する埋設管１７の長さと、その曲率半径とに基いて、架枠２７上の位置を上下左右に調整するとともに、水平面に対する傾斜角度、つまりボーリング施工角度を調整することで行なう。
【００４５】
例えば、出入口１０の開口周縁からボーリングを施工する場合は、図１のように短小で曲率半径が小さな埋設管１７が使用されるため、推進架台２８は口元管３３との関係位置を維持した上で、図６のように水平面に対し略起立状態で据え付けられる。
一方、出入口１０から離間する取付通路１２の開口周縁からボーリングを施工する場合は、図１のように上述の埋設管１７に比べて、長尺で曲率半径が大きな埋設管１７が使用されるため、推進架台２８は口元管３３との関係位置を維持した上で、図６の状態より外側に転倒した鋭角状態で据え付けらる。
【００４６】
この後、基枠２２の内側端部に口元管３３を連結し、該管３３に上記埋設管１７を挿入し、これを曲管ホルダー３２で保持する。
埋設管１７の内部には、内管（図示略）が予め挿入されており、該管１７の後端部にバキューマーとウオータスイベル（共に図示略）とを取り付け、該ウオータスイベルに給水ポンプに連通する給水ホース（共に図示略）を接続する。
【００４７】
このような準備作業後、掘削装置を駆動し、掘削ビットを駆動回転して掘削を開始するとともに、推進装置３０を駆動して、内管を収容した埋設管１７を掘削孔へ送り出す。
掘削時には掘削装置の先端から多量の水が噴射され、掘削ビットを冷却するとともに、噴射水と掘削土砂とがバキューマーに吸引され、これらが埋設管１７と内管との間隙に導かれて、埋設管１７の後端部から排出される。
【００４８】
この場合、周面に管継手１８を接続した埋設管１７を使用するときは、掘削ビットを拡大させ、埋設管１７の外径よりも大径の掘削孔を形成する。
その際、埋設管１７の埋設ピッチの２ピッチ相当分、作業架台２６を移動し、当該位置で埋設管１７を埋設後、作業架台２６を埋設終了後の埋設管１７，１７の間に移動し、隣接の管継手１８，１８を連結して、当該埋設管１７を推進し埋設する。
【００４９】
こうして、最初の埋設管１７を所定距離推進したところで、該管１７に取り付けたウオータースイベルを取り外し、予め内管を組み込んで置いた継ぎ足し用の埋設管１７を推進装置３０の後部側にセットし、その油圧ホース類を接続後、内管を接続する。
上記セットした埋設管１７は、その管端部を先行の埋設管１７の管端部に位置合わせ後、溶接されて接続される。
この場合、作業架台２６は地上に設置されているから、これを立坑内に設置した場合に比べて、埋設管１７の継ぎ足し作業を容易かつ能率良く行なえる。
【００５０】
以下、上記作業を繰り返して埋設管１７を次第に増設し、これを順次地山７へ送り込むと、埋設管１７の先端部が他方の出入口１１ないし取付通路１３の開口予定地に到達し、これが地上に突出したところで、当該埋設管１７に対する推進が完了する。
この後、上記突出側から先導管を取り外して回収し、内管は推進装置３０の油圧ホルダーを介して引き抜くと、図７のように地山７内に埋設管１７が取り残されて埋設され、それらの両端が前記開口予定位置に位置付けられる。
【００５１】
こうして、所定長さの埋設管１７を埋設後、ロック機構のロック作用を解除し、作業架台２６と基枠２２との拘束を解除して、作業架台２６を次期ボーリング施工位置、つまり上記先行施工位置に隣接する施工位置に移動し、再度ロック機構を操作して、作業架台２６を基枠２２に拘束する。
また、上記ボーリング施工位置と、使用する埋設管１７の長さと、その曲率半径とに基いて、推進架台２８の据え付け位置と角度を調整するとともに、基枠２２の内側端部に口元管３３を連結し、該管３３に上記埋設管１７を挿入し、これを曲管ホルダー３２で保持する。
【００５２】
以後、作業架台２６をガイドレール２４に沿って順次移動し、推進架台２８を介し推進装置３０の位置と角度を逐次調整して、所定数の埋設管１７を図８のようにアンダーパス９の円周方向にリング状に埋設する。
このようにすると、各埋設管１７がアンダーパス９の長さ方向に沿って地山７に埋設され、それらの縦断面は各曲率半径に基いて下方へ緩やかに湾曲し、かつそれらの管端部が図４のように、アンダーパス９の出入口１０，１１の開口予定地にリング状に配置される。
【００５３】
この場合、埋設管１７は周辺の地盤に圧入状態にあるから、埋設管１７に地山荷重や上載荷重、土圧等が作用しても、地山７との間に辷りを生ずることはなく、埋設管１７によって地山７が強化される。
その際、埋設管１７の埋設後、コンクリートやモルタル等の填充部材２０を注入し、或いは填充部材２０の内部に補強部材２１を埋め込んで、図１１および図１２のように中実構造にすれば、埋設管１７の強度が更に増強され、地山７が一層強化される。
【００５４】
こうして、所定数の埋設管１７を埋設し終えたところで、基枠２２と作業架台２６を撤去し、アンダーパス９の出入口１０，１１ないし取付通路１２，１３の一方または両側から、地山７を掘削する。
この場合の掘削は、埋設管１７に沿って該管１７で囲まれた地山７だけを掘削すればよく、その掘削量はアンダーパス９の内空断面の容積よりも多いが、従来のパイプルーフ工法を利用した図１４の仮想線で区画する掘削量に比べて、遥かに少量で余計な掘削を要しないから、最小限の掘削で足り、この種の掘削作業の合理化を図れるとともに、掘削時間を大幅に短縮し、工期の短縮化と工費の低減を図れ、しかも掘削作業の小規模化を促せる。
【００５５】
また、アンダーパス９および取付通路１２，１３の周囲に曲管状の埋設管１７をリング状に配置しているから、従来のパイプルーフ工法のように天端部に直管状のパイプを埋設する構造に比べて、埋設管１７と地山７との接触面積が増大し、地山７の支持強度が強化されて、その崩落を防止するとともに、アンダーパス９と取付通路１２，１３の掘削を同時に行なえるから、立坑を駆使した深掘構造のものに比べて、掘削作業を容易かつ迅速に行なえる。
【００５６】
そして、上記地山７の掘削に伴って、当該掘削部に支保工３４をリング状に組み付け、これを所定間隔に配置して埋設管１７を支持する。
この状況は図１４，１５のようで、これにより埋設管１７の変形や地山７の崩落が防止される。
【００５７】
次に支保工３４，３４間に所定形状の型枠を組み立て、または既設の型枠を搬入して、該枠と埋設管１７との間にコンクリートを打ち込み、アンダーパス９の内面と取付通路１２，１３の周面に覆工壁１４，１５，１６を形成する。
この場合、アンダーパス９と取付通路１２，１３の覆工を略同時期に行なえるから、これらの覆工作業を合理的に行なえる。
【００５８】
この後、アンダーパス９の底部と取付通路１２，１３の路面側に舗装コンクリート（図示略）を打設し、またアンダーパス９が車両を除く通行人専用であるときは、適宜勾配の階段を設ける等すれば、一連の作業が終了する。
【００５９】
こうして築造したアンダーパス９は図１，２のようで、アンダーパス９および取付通路１２，１３の覆工壁１４，１５，１６の外側に埋設管１７がリング状に配置され、該埋設管１７がアンダーパス９の長さ方向に沿って、下方へ緩やかに湾曲して配置されている。
したがって、アンダーパス９と取付通路１２，１３の周囲が埋設管１７で支持され、当該部を補強しているから、従来のパイプルーフ工法のように天端部のみを補強する構造に比べて、アンダーパス９全域の強度を強化するとともに、取付通路１２，１３の強度を強化する。
【００６０】
また、埋設管１７を曲管状にしているから、従来のパイプルーフ工法のように直管状のパイプを埋設する構造に比べ、埋設管１７と地山７との接触面積が増大し、その分堅牢な構造が得られる。
しかも、アンダーパス９の土被り量が少ない分、その出入口１０，１１から地上に連絡する取付通路１２，１３の長さを短縮できるから、該通路１２，１３の用地買収が困難な都市部や住宅密集地での施工に有利で、その工期および工費の低減を図れる。
【００６１】
一方、この実施例に用いたトンネル築造装置は、曲線ボーリング装置２９を据え付け可能な作業架台２６を、地上のアンダーパス９の開口予定地に設置し、かつその位置を開口部周縁に沿って調整可能にしたから、作業架台２６の設置と撤去を容易に行なえるとともに、ボーリング施工位置に正確に設置できる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のトンネルの築造方法は以上のように、トンネル予定空間の外周の全域の複数の曲管状の埋設管は近接してリング状に配置し、かつ互いに連結するとともに、前記掘削内面に臨む埋設管の全域に一様な厚さの覆工壁を形成するから、埋設管を互いに連結することで、簡単な構成で地山の安定化を図ることができる。
また、埋設管と覆工壁の密着力を強化し、堅牢なトンネルの施工を実現できるとともに工期の短縮化と工費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を土被りの浅いトンネル（アンダーパス）に適用した実施例を示す断面図である
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す平面図で、アンダーパスの片側の出入口と取付通路を示している。
【図５】本発明方法を使用してトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、アンダーパスの出入口と取付通路の地上開口予定位置に作業架台を設置した状況を示している。
【図６】本発明に使用したトンネルの築造装置の一例を示す正面図で、トンネルの出入口とその取付通路の地上開口予定位置に設置した状況を示している。
【図７】本発明方法を適用してトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、地上に設置した作業架台から地山へ埋設管を埋設した状況を示している。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。
【図９】図８の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明に適用した埋設管の一実施例を示す正面図である。
【図１１】本発明に適用した埋設管の他の形態を示す断面図である。
【図１２】本発明に適用した埋設管の別の実施例を示す断面図である。
【図１３】本発明方法を適用してトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、トンネルと取付通路の地山を掘削した状況を示している。
【図１４】本発明方法を適用してトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、トンネルと取付通路の地山掘削後、坑内に支保工を施工した状況を示している。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。
【図１６】本発明方法を適用してトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、トンネル内面に覆工壁を形成した状況を示している。
【図１７】本発明の第１の応用形態を示す断面図で、土被りの深いトンネル（アンダーパス）に適用した断面図である。
【図１８】上記第１の応用形態を適用したトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、トンネルの出入口に立坑を掘削した状況を示している。
【図１９】上記第１の応用形態を適用したトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、片側の立坑内に作業架台を設置した状況を示している。
【図２０】上記第１の応用形態を適用したトンネルの築造装置の一例を示す正面図である。
【図２１】上記第１の応用形態を適用したトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、立坑内の作業架台から地山へ埋設管を埋設した状況を示している。
【図２２】上記第１の応用形態を適用したトンネルを築造する過程を示す縦断面図で、トンネル内の地山を掘削後、坑内に支保工した状況を示している。
【図２３】本発明の第２の応用形態を示す断面図で、上方に湾曲する小規模トンネルに適用している。
【図２４】従来のパイプルーフ工法を示すトンネルの縦断面図である。
【符号の説明】
７ 地山
９ トンネル（アンダーパス）
１０，１１ 出入口
１４ 覆工壁
１７ 埋設管

Claims (1)

1. トンネル出入口予定位置から、トンネル予定空間の長さ方向の全域に亘って曲線状の掘削孔を複数掘削し、該掘削孔に曲管状の埋設管を埋設後、該埋設管で包囲した地山を掘削し、その掘削内面に覆工壁を形成するトンネルの築造方法において、前記トンネル予定空間の外周の全域の複数の曲管状の埋設管は近接してリング状に配置し、かつ互いに連結するとともに、前記掘削内面に臨む埋設管の全域に一様な厚さの覆工壁を形成することを特徴とするトンネルの築造方法。

Images