JP3809631B2

JP3809631B2 - 海底トンネル接続工法

Info

Publication number: JP3809631B2
Application number: JP2000326683A
Authority: JP
Inventors: 宏羽田; 和則北尾; 克洋新明
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002129588A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海を隔てた陸地間の海底に構築する海底トンネル接続工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空港その他の人工島と本土とを結ぶような海底トンネルは、シールド掘進機による掘進の都度、後部にセグメントによる覆工を組み立ててトンネルを順次延長することによって構築するシールドトンネルと、ドック等の製作ヤードで構築した筒状の沈埋函を沈めて順次連結することにより構築する沈埋トンネルとが主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したシールドトンネルは、水底面上の状況による制約は殆どないが、掘進位置の土質に左右され、大きい土被り、即ちトンネル覆工上面から地表面までの地盤厚さが必要となる。この土被りは、通常の場合トンネル直径と同じ厚さを必要とし、地盤改良などの補助工法を利用する場合はトンネル直径の１／２の厚さが必要となる。
【０００４】
このためシールド工法により海底トンネルを構築する場合は、水底面下の一定深さを維持する必要から、陸地に至るまで水底面下を掘り進む必要があり、陸上に至るまでのトンネル長さが長くなる。
【０００５】
一方、沈埋トンネルは、浚渫工、沈設工等の海上作業が必要となるため、海上条件による制約が伴うが、土質に対する適応性は高く、シールドトンネルに比べて土被りが少なくてよく、水底面上に設置できるため、海底面に沿って陸地に至るまで設置できる。
【０００６】
このため沈埋トンネルはシールドトンネルに比べてトンネル長さが短くできる。
【０００７】
一般的に車線数が少なければ、シールドトンネルの方が沈埋トンネルよりｍ当たりの工事費が少なくすむ場合が多い。しかし、シールドトンネルは延長が長くなることから、全体の工事費は沈埋トンネルと大きい差異が生じない。
【０００８】
然るに従来の海底トンネルは、全長に渡ってシールドトンネルか、沈埋トンネルの何れかが採用されていたため、何れの場合も高コストとなるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題に鑑み、従来の工法に比べてコストの面で有利な海底トンネル接続工法を提供せんとしてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、陸地から水底のシールドトンネル掘進適切深さに至る間を沈埋トンネルとし、該沈埋トンネルの海底側端部を水底面下の掘進適切深さに構築したシールドトンネルと連結する海底トンネル接続工法において、
沈埋トンネルとシールドトンネルとの連結予定位置に、陸側を沈埋函連結部とし、沖側をシールドトンネル連結部としたプレキャストブロックからなる接続函を水底面下の所定深さに沈設し、該接続函のシールドトンネル連結部側を埋め戻し、該埋め戻し部分を凍結若しくはグラウト処理によって地盤安定化処理を行った後、沖側から埋め戻し部分通してシールドトンネル連結部に向けてシールドトンネルを掘進するとともに、前記沈埋トンネル連結部の陸地側に沈埋トンネルによる斜路を構築し、該沈埋トンネルと前記シールドトンネルとを前記接続函を介して連結することにある。
【００１１】
尚、接続函は、陸上にて成形したプレキャストブロックをもって函状に形成され、沈埋トンネル側端部は沈埋函との接続に適応した形状に構成され、かつシールドトンネル側端部の接合面にはシールド掘削機の外形より大きな矩形の開口部が形成され、該開口部のやや内側には水密性を保持するための仮蓋が備えられたものであること、また、接続函は、接続寛菅派及び沈埋トンネル側開口部とシールドトンネル側開口部とを連通させ、接続函３内部の空間を沈埋トンネル１側からシールドトンネル側に向けて拡開した形状に形成して異型のトンネル同士を接続することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１３】
図１は海底トンネルＡの一例を示しており、１は沈埋トンネル、２はシールドトンネル、３は接続函、４は立孔護岸、５は陸上トンネルである。
【００１４】
水底面下では水底面下の地盤をシールド掘削機６をもって掘削するとともに順次覆工７，７…を設置していきシールドトンネル２を構築する。一方、水底面から陸上に向かう斜路部分には複数の沈埋函８，８…を沈設させて順次接続して沈埋トンネル１を構築する。この沈埋トンネル１とシールドトンネル２とは接続函３を介して接続させ、更に、立孔護岸４を介して沈埋トンネル１の陸側端部を陸上に構築されたトンネル５に接続させて、空港等の人工島の陸部と海底トンネルＡとが結ばれている。
【００１５】
接続函３は、図６〜８に示すように、陸上にて成形したプレキャストブロックをもって函状に形成され、沈埋トンネル側端部は沈埋函との接続に適応した形状に構成され、沈埋函８と連通するように開口部９が形成されている。一方、シールドトンネル側端部の接合面にはシールド掘削機６の外形より大きな矩形の開口部１０が形成され、そのやや内側には水密性を保持するための仮蓋１１（バルクヘッド）が備えられている。
【００１６】
また、図８に示すように、沈埋トンネル側開口部９とシールドトンネル側開口部１０とを連通させて、接続函３内部の空間３ａを沈埋トンネル１側からシールドトンネル２側に向けて拡開した形状に形成したことにより、図３に示すように、異型のトンネル同士であっても好適に接続することができるようになっている。
【００１７】
尚、仮蓋１１はシールド掘削機６が接続函３端部に到達し、シールドトンネル２との接続作業が完了した時点で撤去されるようになっている。
【００１８】
また、沈埋トンネル１とシールドトンネル２との接続部分即ち接続函３の上部の埋め戻された部分１２は、シールドトンネル２端部にかけて凍結、或いはグラウト処理を施し地盤改良がなされている。
【００１９】
次に、海底トンネル接続工法について順次説明する。
【００２０】
まず、図９に示すように、沈埋函８，８、接続函３それぞれの設置に合わせて浚渫作業を行い、水底面を形成し、図１０に示すように接続函３を所定位置に設置する。このとき接続函３上部には接続函３の内部に接続されたアクセスシャフト１３が取り付けられ、このアクセスシャフト１３から作業人員の出入りや資材の搬入を行えるようになっている。
【００２１】
次に、図１１に示すように、接続函３の陸側端面に沈埋函８を沈設させ端部同士を接合させる。そして、従来工法と同様に、沈埋函８，８…を陸側に向けて順次沈設するとともに接続していく。
【００２２】
一方、接続函３の沖側接続部は図１２に示すように、土が埋め戻され、埋め戻し部分１２を凍結若しくはグラウト処理によって地盤安定化処理を行った後、沖側から埋め戻し部分１２を通して接続函３の沖側接続部に向けてシールド掘削機６を掘進させるとともに順次覆工７，７…を設置しシールドトンネル２を構築していく。
【００２３】
そして、図１３に示すように、シールド掘削機６を接続函３のシールドトンネル２側端部まで進め、シールドトンネル２の端部を接続函３と接続させた後、仮蓋１１を撤去する。このようにして、シールドトンネル２と沈埋トンネル１とを接続函３を介して連通させる。また、接続完了後には、接続函３上部に取り付けられていたアクセスシャフト１３も撤去する。
【００２４】
次に、図１４に示すように、立孔護岸４を設置し、沈埋函８，８…の設置角度に応じて護岸前面の海底部分に土砂１４を埋め戻す。
【００２５】
そして、図１５に示すように、立孔護岸４に沈埋函８を接続させ、海側に向かって順次沈埋函８，８…を沈設して接続させてゆき、接続函３側から構築してきた端の沈埋函１ａと立孔護岸側から構築してきた端の沈埋函１ｂとをキーエレメント函１ｃで接続して沈埋トンネル１を完成させる。
【００２６】
最後に、図１６に示すように、沈埋トンネル１に土を埋め戻し、立孔護岸４を介して沈埋トンネル１に接続される陸上トンネル部５を構築して、道床１５を施工して海底トンネルＡを構築する。
【００２７】
尚、接続函３は沈埋トンネル１とシールドトンネル２とが好適に接続されるような形状であればよい。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る海底トンネル接続工法は、陸地から水底のシールドトンネル掘進適切深さに至る間を沈埋トンネルとし、該沈埋トンネルの海底側端部を水底面下の掘進適切深さに構築したシールドトンネルと連結することにより、シールドトンネルのみで施工した場合と比べてトンネル全体の長さを短縮することができ、コストを低減することができ、また、沈埋トンネルのみで施工するより、シールドトンネルの方がｍ当たりの工事費用が安いため、全体的にコストの低減を図ることができる。
【００２９】
また、沈埋トンネルとシールドトンネルとの連結予定位置に、陸側を沈埋函連結部とし、沖側をシールドトンネル連結部とした接続函を水底面下の所定深さに設置し、前記沈埋トンネル連結部から陸地に至る間に沈埋トンネルによる斜路を構築するとともに、シールドトンネルを沖側から該シールドトンネル連結部に向けて掘進することによりシールドトンネルと前記沈埋トンネルとを連結するようにしたことにより、沈埋トンネルとシールドトンネルという２つの異型トンネルを好適に接続することができる。
【００３０】
また、接続函は陸上にて成形したプレキャストブロックをもって構成し、該接続函を連結予定位置の水底面下の所定深さに沈設し、該接続函のシールドトンネル連結部側を埋め戻し、該埋め戻し部分を凍結若しくはグラウト処理によって地盤安定化処理を行った後、沖側から埋め戻し部分通してシールドトンネル連結部に向けてシールドトンネルを掘進するようにしたことにより、接続函とシールドトンネルとの接合部分の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る海底トンネルの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１中の沈埋トンネルとシールドトンネルとの接続部分を示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同上のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】同上のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図２中の接続函を示す正面図である。
【図７】同上の背面図である。
【図８】図６中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】本発明に係る海底トンネル接続工法の浚渫作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１０】同上の接続函設置作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１１】同上の沈埋函沈設作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１２】同上の接続函部埋め戻し作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１３】同上のシールドトンネル構築状態を示す状態説明用断面図である。
【図１４】同上の沈埋トンネル及びシールドトンネルの接続作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１５】同上の沈埋トンネル構築作業が施された状態を示す状態説明用断面図である。
【図１６】同上の完成した海底トンネルを示す状態説明用断面図である。
【符号の説明】
Ａ海底トンネル
１沈埋トンネル
２シールドトンネル
３接続函
４立孔護岸
５陸上トンネル
６シールド掘削機
７覆工
８沈埋函
９開口部
１０開口部
１１仮蓋（バルクヘッド）
１２埋め戻し部分
１３アクセスシャフト
１４土砂
１５道床

Claims

陸地から水底のシールドトンネル掘進適切深さに至る間を沈埋トンネルとし、該沈埋トンネルの海底側端部を水底面下の掘進適切深さに構築したシールドトンネルと連結する海底トンネル接続工法において、
沈埋トンネルとシールドトンネルとの連結予定位置に、陸側を沈埋函連結部とし、沖側をシールドトンネル連結部としたプレキャストブロックからなる接続函を水底面下の所定深さに沈設し、該接続函のシールドトンネル連結部側を埋め戻し、該埋め戻し部分を凍結若しくはグラウト処理によって地盤安定化処理を行った後、沖側から埋め戻し部分通してシールドトンネル連結部に向けてシールドトンネルを掘進するとともに、前記沈埋トンネル連結部の陸地側に沈埋トンネルによる斜路を構築し、該沈埋トンネルと前記シールドトンネルとを前記接続函を介して連結することを特徴としてなる海底トンネル接続工法。
接続函は、陸上にて成形したプレキャストブロックをもって函状に形成され、沈埋トンネル側端部は沈埋函との接続に適応した形状に構成され、かつシールドトンネル側端部の接合面にはシールド掘削機の外形より大きな矩形の開口部が形成され、該開口部のやや内側には水密性を保持するための仮蓋が備えられたものを使用する請求項１に記載の海底トンネル接続工法。
接続函は、沈埋トンネル側開口部とシールドトンネル側開口部とを連通させ、接続函３内部の空間を沈埋トンネル１側からシールドトンネル側に向けて拡開した形状に形成して異型のトンネル同士を接続する請求項１又は２に記載の海底トンネル接続工法。