JP5246426B2

JP5246426B2 - 地下構造物の構築方法

Info

Publication number: JP5246426B2
Application number: JP2009147103A
Authority: JP
Inventors: 啓一郎北出; 淳一平尾; 誠金井; 俊明中村
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-06-20
Filing date: 2009-06-20
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-06-20
Also published as: JP2011001784A

Description

本発明は、シールド工法を用いた地下構造物の構築方法に関する。

地下鉄や道路のためのトンネルを地下に建設する際、シールドマシンを用いた地盤掘削工法が広く採用されている。

かかるシールド工法においては、従来、大断面トンネルに対応可能な大型シールドや、大断面をより合理的に掘削できる矩形シールドが多数開発されてきたが、軟弱地盤から硬質地盤まで様々な地盤に対応可能であり、また非開削工法ゆえに地上交通に影響を及ぼさないというシールド工法の特性を生かし、単一断面を延長方向に延伸するトンネルのみならず、駐車場その他様々な大断面の地下施設にもその用途が拡がってきた。

シールド工法を用いた地下構造物の構築方法として、所定の地盤領域を取り囲むように多数のトンネル空間を形成し、次いで、該トンネル空間に鉄筋コンクリート躯体（以下、ＲＣ躯体）を構築した後、該ＲＣ躯体で土圧を支持しながらトンネル空間で囲まれた地盤領域を掘削することで大断面地下空間を形成する方法や、地盤領域を取り囲むのではなく、内側に地盤領域が残らないように多数のトンネル空間を集合形成し、しかる後、該トンネル空間を一体化することによって大断面地下空間を得る方法が知られている。

後者に属する方法としてはさらに、鋼製セグメントで覆工しながら複数のトンネル空間を集合形成し、しかる後、鋼製セグメントの外殻部内側にＲＣ躯体を連続的に一体形成する方法と、ＲＣセグメント及び鋼製セグメントからなる複合セグメントで覆工しながら複数のトンネル空間を集合形成し、しかる後、ＲＣセグメントを残置し鋼製セグメントを撤去する方法とに大別される。

これらの方法のうち、複合セグメントを用いた方法によれば、ＲＣセグメントを本設として利用することで、ＲＣ躯体を別途構築する手間を省くことができるとともに、鋼製セグメントをＲＣセグメントから取り外して撤去するだけで複数のトンネル空間を一体化することができるため、大断面地下空間を形成するにあたって経済性に優れた施工方法として大いに期待されている。

特許第３７８２６２３号公報特許第３７６２６０３号公報特開２０００−２２０４００号公報特開平１０−３２５２９６号公報特開平８−１９９９７０号公報

ここで、複合セグメントを用いた方法においては、本設として残置されるＲＣセグメントを相互連結することによって、周辺土圧を支持できるだけの全体剛性を確保できることが望ましい。

しかしながら、シールド工法においては、シールドマシンを構成するスキンプレートの内側でセグメントを組み立てていく関係上、セグメントの外周面とスキンプレート内面との間には必然的にテールクリアランスと呼ばれる隙間が発生し、多数のトンネル空間をシールド工法で集合形成した場合には、上述したテールクリアランスに起因した隙間がＲＣセグメント間に発生する。

そのため、ＲＣセグメント同士の連結強度にはおのずと限界があり、その結果、複合セグメントを用いた方法で複数のトンネル空間を一体化することは現実には困難であるという問題を生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、シールド工法で掘削形成された複数のトンネル空間を一体化して大断面地下空間を形成することが可能な地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る地下構造物の構築方法は請求項１に記載したように、複数のトンネル空間を並列にかつ隣り合うように掘削形成しながら、該各トンネル空間の掘削地山をＲＣセグメント及び鋼製セグメントからなり全体が中空矩形断面をなす複合セグメントで覆工するとともに該複合セグメントと掘削地山との間に裏込め材を充填し、しかる後、前記ＲＣセグメントを残置し前記鋼製セグメントを撤去することによって前記複数のトンネル空間を一体化する地下構造物の構築方法において、
前記複合セグメントを、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置に前記鋼製セグメントが配置されるように構成するとともに、前記鋼製セグメントを、上縁が前記ＲＣセグメントに設けられた垂壁部に接合され下縁が前記ＲＣセグメントに設けられた腰壁部に接合されるように構成し、
前記複数のトンネル空間のうち、互いに隣り合う２つのトンネル空間であってトンネル軸方向に沿った所定の範囲を施工対象区間とし、該施工対象区間にわたって互いに背中合わせに位置する鋼製セグメントの近傍であって該鋼製セグメントが配置された各トンネル空間に上端及び下端が前記ＲＣセグメントに当接されるようにそれぞれ支保工を設置し、
前記施工対象区間に配置された鋼製セグメントを撤去し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部同士の隙間及び前記腰壁部同士の隙間に水膨張シール材をそれぞれ配置し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部同士及び前記腰壁部同士をＰＣ材でそれぞれ相互連結し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部の下面に当接され又は該垂設部の下端が埋設されるように、ＲＣ天井梁をトンネル軸方向に沿って構築するとともに、前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記腰壁部の上面に当接され又は該腰壁部の上端が埋設されるように、ＲＣ床梁をトンネル軸方向に沿って構築し、
前記ＲＣ天井梁及び前記ＲＣ床梁の構築後又はそれと並行して上端が前記ＲＣ天井梁に接合され下端が前記ＲＣ床梁に接合されるようにＲＣ柱を構築し、
前記ＲＣ天井梁、前記ＲＣ床梁及び前記ＲＣ柱の強度発現後、前記支保工を撤去し、
前記施工対象区間に隣接する区間をあらたな施工対象区間として前記支保工の設置から撤去までの一連の工程を繰り返すものである。

また、本発明に係る地下構造物の構築方法は、前記鋼製セグメントの撤去工程に先立って、前記垂壁部の斜め上方背後及び前記腰壁部の斜め下方背後に拡がる地山に止水材を注入するものである。

また、本発明に係る地下構造物の構築方法は、前記ＰＣ材による連結工程の後、前記水膨張シール材に塗膜防水材を積層するものである。

また、本発明に係る地下構造物の構築方法は、前記支保工の撤去工程に先立って、前記ＲＣ柱の側方であって前記あらたな施工対象区間に近い側に下端が前記ＲＣ床梁の上面に当接され上端が前記ＲＣ天井梁の下面に当接される仮設柱を設置し、前記あらたな施工対象区間における前記ＲＣ天井梁、前記ＲＣ床梁及び前記ＲＣ柱の強度発現後、前記施工対象区間における仮設柱を撤去するものである。

複合セグメントを用いた従来の方法は、上述したようにトンネル空間に残置されたＲＣセグメント間にテールクリアランスに起因した隙間が生じるため、ＲＣセグメント同士を強固に連結することが容易ではなく、結果として土圧による変形制御や止水性の確保という点で実際の施工が難しい。その一方、トンネル空間形成後にＲＣ躯体をトンネル空間内部に別途巻き立てる方法は、ＲＣ躯体を構築する工程に手間がかかり、必ずしも経済性に優れているとは言えない。

かかる従来技術に比べ、本願発明によれば、ＲＣ梁及びＲＣ柱のみを増設することでＲＣ躯体の増設範囲を最小限にとどめるとともに、かかるＲＣ躯体の増設箇所と増設手順を工夫することで、シールド工法で掘削形成された複数のトンネル空間を合理的なコストで一体化することができるという顕著な作用効果を奏するものである。

すなわち、本発明に係る地下構造物の構築方法においては、まず、複数のトンネル空間を並列にかつ隣り合うように掘削形成しながら、該各トンネル空間の掘削地山を複合セグメントで覆工するとともに、該複合セグメントと掘削地山との間に裏込め材を充填する。

複合セグメントは、全体が中空矩形断面となるよう、ＲＣセグメント及び鋼製セグメントで構成するが、本発明においては、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置に鋼製セグメントが配置されるように構成し、鋼製セグメントは、上縁がＲＣセグメントに設けられた垂壁部に接合され、下縁がＲＣセグメントに設けられた腰壁部に接合されるように構成する。

複数のトンネル空間は、掘削形成済みのトンネル空間の横にあらたなトンネル空間を順次形成していくか、トンネル空間を飛び飛びで掘削形成した後、それらの間にあらたなトンネル空間を形成していくか、いずれかの方法を採用することができるが、いずれにしろ、先行形成されたトンネル空間の掘削地山に充填された裏込め材を部分的に切除しながら、該先行トンネル空間の横にあらたなトンネル空間を形成していくことになる。

そのため、裏込め材の充填にあたっては、この点に留意するものとし、例えば、あらたなトンネル空間が形成される側の裏込め材の厚みを厚くしたり、固化強度の高い材料を選択したりといった変更を適宜行う。

複数のトンネル空間が掘削形成されたならば、次に、互いに隣り合う２つのトンネル空間であってトンネル軸方向に沿った所定の範囲を施工対象区間とし、該施工対象区間にわたって互いに背中合わせに位置する鋼製セグメントの近傍に支保工を設置する。

支保工は、鋼製セグメントが配置された各トンネル空間にそれぞれ配置し、上端及び下端がＲＣセグメントに当接されるように設置することにより、鋼製セグメントに作用する鉛直荷重を受け替えることができるようにする。

次に、施工対象区間に配置された鋼製セグメントを撤去する。

ここで、施工対象区間にわたって互いに隣り合うＲＣセグメント同士には、テールクリアランスに起因する隙間が生じており、鋼製セグメントを撤去すると、一方のＲＣセグメントの垂壁部と他方のＲＣセグメントの垂壁部との隙間がトンネル空間に露出するので、かかる垂壁部同士の隙間に水膨張シール材を挿入配置する。同様に、一方のＲＣセグメントの腰壁部と他方のＲＣセグメントの腰壁部との隙間がトンネル空間に露出するので、かかる腰壁部同士の隙間に水膨張シール材を挿入配置する。

次に、施工対象区間にわたって互いに隣り合う垂壁部同士をＰＣ材で相互連結する。ＰＣ材で相互連結するにあたっては、一方のＲＣセグメントの垂壁部に形成されたシース孔からＰＣ材を挿入するとともに該ＰＣ材を他方のＲＣセグメントの垂壁部に形成されたシース孔に挿通し、緊張力導入後、一方のシース孔と他方のシース孔の孔口でＰＣ材を定着する。

ＰＣ材は、ＰＣ鋼棒又はＰＣ鋼線のいずれかを選択することができる。

同様に、施工対象区間にわたって互いに隣り合う腰壁部同士をＰＣ材で相互連結する。

次に、施工対象区間にわたって互いに隣り合う垂壁部の下方にＲＣ天井梁をトンネル軸方向に沿って構築する。

ＲＣ天井梁は、一方のＲＣセグメントに設けられた垂壁部と他方のＲＣセグメントに設けられた垂壁部から作用する鉛直荷重を支持できるよう、該２つの垂壁部の下面に当接されるように構築し、又はそれらの下端が埋設されるようにそれらを抱き込んで構築する。

同様に、施工対象区間にわたって互いに隣り合う腰壁部の上面に当接され又は該腰壁部の上端が埋設されるように、ＲＣ床梁をトンネル軸方向に沿って構築する。

ＲＣ天井梁は、先行して施工された既設区間のＲＣ天井梁とトンネル軸方向に沿って連続形成されるのが望ましい。ＲＣ床梁も同様である。

一方、ＲＣ天井梁及びＲＣ床梁の構築後又はそれと並行して、上端がＲＣ天井梁に接合され、下端がＲＣ床梁に接合されるようにＲＣ柱を構築する。

ＲＣ天井梁、ＲＣ床梁及びそれらの間に介在するＲＣ柱は、トンネル空間の上方に配置されたＲＣセグメントの上面に作用した土圧荷重がその垂壁部を介してＲＣ天井梁、ＲＣ柱、ＲＣ床梁へと伝達された後、トンネル空間の下方に配置されたＲＣセグメントの腰壁部を介して該ＲＣセグメントに伝達され、さらにその下方に拡がる地盤へと確実に伝達されるよう、断面サイズやコンクリート強度を適宜決定する。

ＲＣ天井梁、ＲＣ床梁及びＲＣ柱の強度が発現したならば、支保工を撤去し、該支保工が支持していた土圧荷重を、ＲＣ天井梁、ＲＣ床梁及びＲＣ柱へと受け替える。

以上説明した支保工設置から支保工撤去に至る一連の工程を、施工対象区間に隣接する区間をあらたな施工対象区間としながら必要なだけ繰り返す。

このようにすれば、テールクリアランスに起因したＲＣセグメントの隙間の問題を解決しながら、工期を要するＲＣ工事の規模を最小限にとどめつつ、複数のトンネル空間を効率的に一体化することが可能となる。

複数のトンネル空間を並列に配置する形態は任意であって、必ずしも同一水平面に沿って配置する必要はなく、例えば、鉛直方向に少しずつずれた段差状あるいは階段状の配置構成でもかまわない。

複合セグメントは、概ね矩形断面であれば足りるものであって、厳密な矩形断面である必要はなく、例えば横断面で隅部となる４箇所を面取りし、あるいは丸みをつけた断面形状であってもかまわない。

また、複合セグメントは、ＲＣセグメントを本設利用するとともに、鋼製セグメントを解体撤去することによって、該鋼製セグメントが配置されたトンネル空間を他のトンネル空間と一体化させるものであるため、隣り合う他のトンネル空間が存在しない側をＲＣセグメントとするか鋼製セグメントとするかは任意である。

既存トンネル空間の横にあらたなトンネル空間を掘削形成する際、既存トンネル空間の周囲に充填された裏込め材は上述したように、あらたなトンネル空間の掘削形成時にその一部が切除される。

そのため、場合によっては裏込め材が過剰に切除され、その結果として複合セグメントの背後に空隙が発生することが懸念される。

しかし、鋼製セグメントの撤去工程に先立って、垂壁部の斜め上方背後及び腰壁部の斜め下方背後に拡がる地山に止水材を注入するようにすれば、たとえ複合セグメントの背後に空隙が発生していたとしても、止水性に問題が生じるおそれはない。

止水材は、ＲＣセグメントの垂壁部上方近傍において斜め上方に貫通設置された注入孔を介して、あるいは腰壁部下方近傍において斜め下方に向けて貫通設置された注入孔を介して、それぞれ注入するようにすればよい。

垂壁部同士や腰壁部同士の隙間における止水性は、鋼製セグメント撤去後に挿入配置される水膨張シール材によって十分に確保されるが、ＰＣ材による相互連結の後、水膨張シール材の変形状態が変化して止水性に影響が生じる懸念があるのであれば、ＰＣ材による連結工程の後、水膨張シール材に塗膜防水材を積層するようにすればよい。

ＲＣ天井梁やＲＣ床梁は、先行して施工された既設区間のＲＣ天井梁やＲＣ床梁とトンネル軸方向に沿って連続形成されるのが望ましいが、あらたな施工対象区間におけるＲＣ天井梁やＲＣ床梁の構築が完了するまでは、施工対象区間のＲＣ天井梁やＲＣ床梁は、一時的に片持ち梁となり、想定範囲を超えた荷重が作用しあるいは変形が生じることが懸念される。

しかし、支保工の撤去工程に先立って、ＲＣ柱の側方であってあらたな施工対象区間に近い側に下端がＲＣ床梁の上面に当接され上端がＲＣ天井梁の下面に当接される仮設柱を設置し、あらたな施工対象区間におけるＲＣ天井梁、ＲＣ床梁及びＲＣ柱の強度発現後、施工対象区間における仮設柱を撤去するようにすれば、ＲＣ天井梁やＲＣ床梁に過大な荷重が作用しあるいは過大な変形が生じるおそれはない。

本実施形態に係る地下構造物の構築方法を実施する手順を示したフローチャート。引き続き本実施形態に係る地下構造物の構築方法を実施する手順を示したフローチャート。トンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの平面図。トンネル軸方向から見たトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの矢視図。複合セグメント３ａ，３ｂ，３ｃを示した断面図。支保工１１を設置した様子を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。止水孔１３を介して止水材１２を注入する様子を示した断面図。鋼製セグメント７を撤去した様子を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。水膨張シール材２１を設ける様子を示した断面図。ＰＣ鋼線２２によってＲＣセグメント６ａ，６ｂを相互に連結している様子を示した断面図。塗膜防水剤３１を水膨張シール材２１に積層する様子を示した断面図。ＲＣ天井梁４１，ＲＣ床梁４２及びＲＣ柱４３を構築する様子を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＤ−Ｄ線方向から見た矢視図。支保工１１を撤去した様子を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＥ−Ｅ線方向から見た矢視図。トンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを一体化した様子を示した全体斜視図。

以下、本発明に係る地下構造物の構築方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る地下構造物の構築方法を実施する手順を示したフローチャートである。同図でわかるように、本実施形態に係る地下構造物の構築方法においては、まず、図２及び図３に示すように４本のトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを並列にかつ隣り合うようにシールド工法で掘削形成しながら、該各トンネル空間の掘削地山２を複合セグメント３ａ，３ｂ，３ｂ，３ｃで覆工するとともに、該各複合セグメントと掘削地山２との間に裏込め材４を充填する（ステップ１０１）。

図２は、４本のトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの平面図である。かかる４本のトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄをシールド工法で掘削形成するには、第１の立坑５ａに矩形シールドマシン（図示せず）を吊り降ろし、同図で上方向に掘進させることでトンネル空間１Ａを形成するとともに、第２の立坑５ｂで矩形シールドマシンを方向転換させ、しかる後、同図で下方向に掘進させることでトンネル空間１Ｂを形成し、以下、同様にして平面千鳥状にトンネル空間１Ｃ，１Ｄを順次掘進形成すればよい。

図３は、４本のトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄをトンネル軸方向から見た矢視図である。同図でわかるように、各トンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの掘削地山４は、複合セグメント３ａ，３ｂ，３ｂ，３ｃでそれぞれ覆工してある。

ここで、複合セグメント３ａは図４(a)に示すように、トンネル空間１Ａに配置されたとき、その上方、左側方及び下方にそれぞれ位置する頂部、壁部及び底部で構成され全体がＣ字状断面をなすＲＣセグメント６ａと、該ＲＣセグメントを構成する頂部の側方縁部に垂設された垂壁部８に上方が接続され該ＲＣセグメントを構成する底部の側方縁部に立設された腰壁部９に下方が接続された鋼製セグメント７とで構成してあり、鋼製セグメント７は、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置、すなわち右側方に配置してある。

また、複合セグメント３ｂは図４(b)に示すように、トンネル空間１Ｂ，１Ｃに配置されたとき、それらの上方及び下方にそれぞれ位置する頂板及び底板で構成されたＲＣセグメント６ｂと、該ＲＣセグメントを構成する頂板の側方縁部に垂設された垂壁部８，８に上方がそれぞれ接続され該ＲＣセグメントを構成する底板の側方縁部に立設された腰壁部９，９に下方がそれぞれ接続された鋼製セグメント７，７とで構成してあり、鋼製セグメント７は、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置、すなわち、両側方にそれぞれ配置してある。

また、複合セグメント３ｃは図４(c)に示すように、トンネル空間１Ｄに配置されたとき、その上方、右側方及び下方にそれぞれ位置する頂部、壁部及び底部で構成され全体が逆Ｃ字状断面をなすＲＣセグメント６ｃと、該ＲＣセグメントを構成する頂部の側方縁部に垂設された垂壁部８に上方が接続され該ＲＣセグメントを構成する底部の側方縁部に立設された腰壁部９に下方が接続された鋼製セグメント７とで構成してあり、鋼製セグメント７は、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置、すなわち左側方に配置してある。

以下、鋼製セグメント７の撤去について説明するが、鋼製セグメント７を撤去するにあたっては、互いに隣り合う２つのトンネル空間であってトンネル軸方向に沿った所定の範囲を施工対象区間とし、かかる施工対象区間をトンネル軸方向に順次ずらしつつ、該施工対象区間ごとに行う。

本実施形態では、説明の便宜上、トンネル空間１Ａ，１Ｂの立坑５ａに近い側を施工開始点とし、該施工開始点から立坑５ｂに向かい、立坑５ｂで折り返した後、トンネル空間１Ｂ，１Ｃについて立坑５ｂから立坑５ａに向かい、立坑５ａで折り返した後、トンネル空間１Ｃ，１Ｄについて再び立坑５ｂに向かう経路に沿って、施工対象区間を順次ずらしていくとともに、施工対象区間の長さは鋼製セグメント７の幅寸法とし、１回の撤去工程で互いに背中合わせに位置する２枚の鋼製セグメント７，７を撤去するものとする。

４本のトンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが掘削形成されたならば、次に、鋼製セグメント７，７の近傍に支保工１１，１１をそれぞれ設置する（ステップ１０２）。

図５は、トンネル空間１Ａの右側方に配置された鋼製セグメント７の近傍と、該鋼製セグメントと背中合わせに位置しトンネル空間１Ｂの左側方に配置された鋼製セグメント７の近傍に支保工１１，１１をそれぞれ設置した様子を示したものである。

ここで、トンネル空間１Ａに設置する支保工１１は、その上端と下端がＲＣセグメント６ａの頂部下面と底部上面にそれぞれ当接されるように設置することで、トンネル空間１Ａに配置された鋼製セグメント７に作用する鉛直荷重を受け替えることができるようになっている。また、トンネル空間１Ｂに設置する支保工１１は、その上端と下端がＲＣセグメント６ｂの頂板下面と底板上面にそれぞれ当接されるように設置することで、トンネル空間１Ｂに配置された鋼製セグメント７に作用する鉛直荷重を受け替えることができるようになっている。

次に、図６に示すようにＲＣセグメント６ａの垂壁部８及びＲＣセグメント６ｂの垂壁部８の上方近傍に注入孔１３を斜め上方に向けてそれぞれ貫通形成するとともに、ＲＣセグメント６ａの腰壁部９及びＲＣセグメント６ｂの腰壁部９の下方近傍に注入孔１３を斜め下方に向けてそれぞれ貫通形成しておき、これらの注入孔１３を介して止水材１２を注入する（ステップ１０３）。

このようにすれば、トンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを形成した際、ＲＣセグメント６ａ，６ｂの垂壁部８の斜め上方背後や腰壁部９の斜め下方背後に空隙が発生していたとしても、該空隙に止水材１２を充填することが可能となり、裏込め材４と相俟って、より確実な止水が可能となる。

注入孔１３は、予想される空隙の位置や量を考慮し、その設置間隔や設置数を適宜設定する。

次に、図７に示すように施工対象区間に配置された鋼製セグメント７，７を撤去する（ステップ１０４）。

次に、図８に示すように、ＲＣセグメント６ａの垂壁部８とＲＣセグメント６ｂの垂壁部８との隙間に水膨張シール材２１を挿入配置するとともに、ＲＣセグメント６ａの腰壁部９とＲＣセグメント６ｂの腰壁部９との隙間に水膨張シール材２１を挿入配置する（ステップ１０５）。

次に、図９に示すように、ＲＣセグメント６ａの垂壁部８とＲＣセグメント６ｂの垂壁部８をＰＣ鋼線２２で相互連結するとともに、ＲＣセグメント６ａの腰壁部９とＲＣセグメント６ｂの腰壁部９をＰＣ鋼線２２で相互連結する（ステップ１０６）。

ＰＣ鋼線２２で相互連結するにあたっては、ＲＣセグメント６ａの垂壁部８に形成されたシース孔２３及びＲＣセグメント６ｂの垂壁部８に形成されたシース孔２３を貫通するように予めシース管２４を配置するとともに、シース管２４と垂壁部８との間及びシース管２４と裏込め材４との間に無収縮モルタル２５を充填しておき、かかるシース管２４の設置完了後、該シース管にＰＣ鋼線２２を挿通し、緊張力導入後、シース管２４にグラウト材を注入するとともに、ＲＣセグメント６ａ側のシース孔２３とＲＣセグメント６ｂ側のシース孔２３の孔口でＰＣ鋼線２２をそれぞれ定着する。

同様に、ＲＣセグメント６ａの腰壁部９に形成されたシース孔２３及びＲＣセグメント６ｂの腰壁部９に形成されたシース孔２３を貫通するように予めシース管２４を配置するとともに、シース管２４と腰壁部９との間及びシース管２４と裏込め材４との間に無収縮モルタル２５を充填しておき、かかるシース管２４の設置完了後、該シース管にＰＣ鋼線２２を挿通し、緊張力導入後、シース管２４にグラウト材を注入するとともに、ＲＣセグメント６ａ側のシース孔２３とＲＣセグメント６ｂ側のシース孔２３の孔口でＰＣ鋼線２２をそれぞれ定着する。

なお、トンネル軸方向に沿ったＲＣセグメント６ａ同士やＲＣセグメント６ｂ同士についても、必要に応じて適宜、ＰＣ鋼線を用いて連結を行えばよい。

次に、図１０に示すように水膨張シール材２１に塗膜防水材３１を積層する（ステップ１０７）。

このようにすれば、ＰＣ鋼線２２による緊張力導入によって水膨張シール材２１の変形状態が変化したとしても、止水性を確実に維持することが可能となる。

次に、図１１に示すように、ＲＣセグメント６ａの垂壁部８及びＲＣセグメント６ｂの垂壁部８の下方にＲＣ天井梁４１をトンネル軸方向に沿って構築するとともに、ＲＣセグメント６ａの腰壁部９及びＲＣセグメント６ｂの腰壁部９の上方にＲＣ床梁４２をトンネル軸方向に沿って構築する（ステップ１０８）。

ＲＣ天井梁４１は、ＲＣセグメント６ａに設けられた垂壁部８及びＲＣセグメント６ｂに設けられた垂壁部８から作用する鉛直荷重を支持できるよう、該２つの垂壁部の下端が埋設されるようにそれらを抱き込んで構築し、ＲＣ床梁４２は、ＲＣセグメント６ａに設けられた腰壁部９及びＲＣセグメント６ｂに設けられた腰壁部９に鉛直荷重を伝達できるよう、該２つの腰壁部の上端が埋設されるようにそれらを抱き込んで構築する。

一方、ＲＣ天井梁４１及びＲＣ床梁４２の構築後又はそれと並行して、上端がＲＣ天井梁４１に接合され、下端がＲＣ床梁４２に接合されるようにＲＣ柱４３を構築する（ステップ１０９）。

ＲＣ天井梁４１，ＲＣ床梁４２及びそれらの間に介在するＲＣ柱４３は、ＲＣセグメント６ａ，６ｂの上面に作用した土圧荷重がその垂壁部８，８を介してＲＣ天井梁４１，ＲＣ柱４３，ＲＣ床梁４２へと伝達された後、ＲＣセグメント６ａ，６ｂの腰壁部９，９を介して該ＲＣセグメントに伝達され、さらにその下方に拡がる地盤へと確実に伝達されるよう、断面サイズやコンクリート強度を適宜決定する。

次に、ＲＣ柱４３の側方であってあらたな施工区間に近い側に下端がＲＣ床梁４２の上面に当接され上端がＲＣ天井梁４１の下面に当接される仮設柱４４を設置する（ステップ１１０）。

ＲＣ天井梁４１，ＲＣ床梁４２及びＲＣ柱４３の強度が発現したならば、図１２に示すように支保工１１，１１を撤去し、該支保工が支持していた土圧荷重を、ＲＣ天井梁４１，ＲＣ床梁４２及びＲＣ柱４３並びに仮設柱４４へと受け替えるとともに、施工対象区間よりも先行して施工された既施工区間の仮設柱４４′を撤去する（ステップ１１１）。

次に、上述した支保工設置から支保工撤去に至る一連の工程を、施工対象区間に隣接する区間をあらたな施工対象区間としながら必要なだけ繰り返す（ステップ１０２〜ステップ１１１）。

図１３は、トンネル空間１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに配置された鋼製セグメント７をすべて撤去し、該トンネル空間を一つの空間に一体化した様子を示したものである。

以上説明したように、本実施形態に係る地下構造物の構築方法によれば、テールクリアランスに起因したＲＣセグメントの隙間の問題を解決しながら、工期を要するＲＣ工事の規模を最小限にとどめつつ、複数のトンネル空間を効率的に一体化することが可能となる。

また、本実施形態に係る地下構造物の構築方法によれば、鋼製セグメント７の撤去工程に先立って、垂壁部８の斜め上方背後及び腰壁部９の斜め下方背後に拡がる地山に止水材１２を注入するようにしたので、たとえ複合セグメント３ａ，３ｂ，３ｂ，３ｃの背後に空隙が発生していたとしても、止水性に問題が生じるおそれはない。

また、本実施形態に係る地下構造物の構築方法によれば、支保工１１の撤去工程に先立って、ＲＣ柱４３の側方であってあらたな施工対象区間に近い側に仮設柱４４を設置し、あらたな施工対象区間におけるＲＣ天井梁４１、ＲＣ床梁４２及びＲＣ柱４３の強度発現後、施工対象区間における仮設柱４３を撤去するようにしたので、ＲＣ天井梁４１やＲＣ床梁４２の先端に過大な荷重が作用しあるいは過大な変形が生じるおそれがなくなる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄトンネル空間
２掘削地山
３ａ，３ｂ，３ｃ複合セグメント
４裏込め材
６ａ，６ｂ，６ｃＲＣセグメント
７鋼製セグメント
８垂壁部
９腰壁部
１１支保工
１２止水材
１３注入孔
２１水膨張シール材
２２ＰＣ鋼線（ＰＣ材）
２３シース孔
３１塗膜防水剤
４１ＲＣ天井梁
４２ＲＣ床梁
４３ＲＣ柱
４４施工対象区間の仮設柱
４４′ 既施工区間の仮設柱

Claims

複数のトンネル空間を並列にかつ隣り合うように掘削形成しながら、該各トンネル空間の掘削地山をＲＣセグメント及び鋼製セグメントからなり全体が中空矩形断面をなす複合セグメントで覆工するとともに該複合セグメントと掘削地山との間に裏込め材を充填し、しかる後、前記ＲＣセグメントを残置し前記鋼製セグメントを撤去することによって前記複数のトンネル空間を一体化する地下構造物の構築方法において、
前記複合セグメントを、隣り合う他のトンネル空間が存在する側方位置に前記鋼製セグメントが配置されるように構成するとともに、前記鋼製セグメントを、上縁が前記ＲＣセグメントに設けられた垂壁部に接合され下縁が前記ＲＣセグメントに設けられた腰壁部に接合されるように構成し、
前記複数のトンネル空間のうち、互いに隣り合う２つのトンネル空間であってトンネル軸方向に沿った所定の範囲を施工対象区間とし、該施工対象区間にわたって互いに背中合わせに位置する鋼製セグメントの近傍であって該鋼製セグメントが配置された各トンネル空間に上端及び下端が前記ＲＣセグメントに当接されるようにそれぞれ支保工を設置し、
前記施工対象区間に配置された鋼製セグメントを撤去し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部同士の隙間及び前記腰壁部同士の隙間に水膨張シール材をそれぞれ配置し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部同士及び前記腰壁部同士をＰＣ材でそれぞれ相互連結し、
前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記垂壁部の下面に当接され又は該垂設部の下端が埋設されるように、ＲＣ天井梁をトンネル軸方向に沿って構築するとともに、前記施工対象区間にわたって互いに隣り合う前記腰壁部の上面に当接され又は該腰壁部の上端が埋設されるように、ＲＣ床梁をトンネル軸方向に沿って構築し、
前記ＲＣ天井梁及び前記ＲＣ床梁の構築後又はそれと並行して上端が前記ＲＣ天井梁に接合され下端が前記ＲＣ床梁に接合されるようにＲＣ柱を構築し、
前記ＲＣ天井梁、前記ＲＣ床梁及び前記ＲＣ柱の強度発現後、前記支保工を撤去し、
前記施工対象区間に隣接する区間をあらたな施工対象区間として前記支保工の設置から撤去までの一連の工程を繰り返すことを特徴とする地下構造物の構築方法。
前記鋼製セグメントの撤去工程に先立って、前記垂壁部の斜め上方背後及び前記腰壁部の斜め下方背後に拡がる地山に止水材を注入する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
前記ＰＣ材による連結工程の後、前記水膨張シール材に塗膜防水材を積層する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
前記支保工の撤去工程に先立って、前記ＲＣ柱の側方であって前記あらたな施工対象区間に近い側に下端が前記ＲＣ床梁の上面に当接され上端が前記ＲＣ天井梁の下面に当接される仮設柱を設置し、前記あらたな施工対象区間における前記ＲＣ天井梁、前記ＲＣ床梁及び前記ＲＣ柱の強度発現後、前記施工対象区間における仮設柱を撤去する請求項１記載の地下構造物の構築方法。