「地中アーチ工法(Shield Tunnel with Arched Reinforcement)」を開発~地中工事だけでシールドトンネルを連結し、分岐・合流区間でも無支柱を実現します~

プレスリリース

pointer 「地中アーチ工法(Shield Tunnel with Arched Reinforcement)」を開発
地中工事だけでシールドトンネルを連結し、分岐・合流区間でも無支柱を実現します
  大林組は、地下の自動車専用道路の分岐・合流区間などを設ける際に、地中工事だけで複数のシールドトンネルを無支柱で連結することができる技術を開発しました。従来、自動車専用道路の分岐・合流部、鉄道の渡り線部などは長い織込み区間が必要となるため、基本的に地表からの開削工事が可能な場所に限定されていましたが、同工法を用いることで自由に分岐・合流場所を選定することが可能となります。

自動車専用道路トンネルなどの分岐や合流部、鉄道トンネルの渡り線部などは、本線とランプ線との連結部分に長い織込み区間が必要です。シールドトンネルにより施工されるこのような部分は、従来、地表からの開削工法により、函型の構造物を構築するか、あるいは、複数のシールドトンネルを並行して近接施工した後、地表から地盤改良を行ったうえで、トンネル同士を連結させていました。しかし、これらの工法は地表からの開削工事ができる場所に限定され、さらにトンネル同士の連結の場合には、構造上、連結部内部に支柱を設ける必要があり、長い織込み区間が必要な自動車専用道路トンネルなどには不向きでした。近年、都市部において地上からの開削工事が難しくなり、また大深度地下でのトンネル構築が増える傾向にあることから、地中工事だけでシールドトンネルを連結する技術の開発が望まれていました。

大林組は、地表からの工事が困難な場所や、大深度でシールドトンネルの分岐・合流区間を設ける際に、地中工事だけでシールドトンネルを連結することができる技術を新たに開発しました。地中にトンネル連結部を跨ぐようにSRC構造のアーチ構造物を複数構築し、アーチ構造の足元を繋いでタイドアーチ構造とします。そのタイドアーチからトンネルの連結部分上部を地中で吊ることでトンネル上部の荷重を支え、連結部分下部は、永久アンカーによりトンネル下部の荷重に対抗します。その構造の安定性は検証により確認されていますので、従来必要であったトンネル内の連結区間の支柱は不要となります。タイドアーチの構築やアンカーの固定などは全て地中工事だけで行うことができるので、従来、地上からの施工が困難であった場所や、大深度地下などでも、自由にシールドトンネルの連結場所を選定することが可能となります。

シールドトンネルの連結の工程は以下のとおりです。
1 本線及びランプ線シールドトンネルを構築します。
2 アーチ構造物の足元にあたる部分の地盤改良とシールドトンネルの仮補強を行います。
3 連結部の反対側から、推進工法により2本のトンネルを跨ぐように小径のトンネルを掘削し、アーチ構造物を構築します。
4 連結部の反対側から、シールドトンネル内部へ推進機を引き込み、次のアーチ構造物施工に転用します。
5 連結部分を地盤改良し掘削・構築を行った後、アーチ構造物から連結部分を吊るケーブルと、連結部分下部から永久アンカーを設置します。
6 さらに、アーチの広がりを抑えるために、タイロッドと呼ばれる固定鋼材でアーチ構造物の端部を繋ぎタイドアーチ構造とします。アーチ構造物内部に鋼材を配置した後コンクリートを充填し、ランプと本線トンネル内に設置した仮補強を撤去します。

「地中アーチ工法」の特長は次のとおりです。
  1. 地上から施工することが困難な場所でも施工可能

    地上からの施工が難しい場所や、大深度地下でのシールドトンネル連結も、「地中アーチ工法」を用いることで施工が可能となります。従来、自動車専用道路トンネルなどの長い織込み区間の設置場所は、基本的に開削工事が可能な場所に限定されていましたが、同工法を用いることで、自動車専用道路の乗り入れランプなどをどこにでも施工することが可能となります。
     
  2. トンネル内の連結部分の支柱が不要

    タイドアーチが連結部分上部の荷重に対抗し、永久アンカーが連結部分下部の荷重に対抗することで、トンネル内の連結部分に支柱を設置しなくても、安定した構造を確保することができます。
     
  3. 掘削土量を大幅に削減

    従来の開削工法と比較した場合、掘削土量は大幅に削減できます。また連結場所を自由に設定できるので、必要以上にランプ線を延長することによる掘削土量の増大もありません。
     
  4. 優れた耐震性

    従来の函型のものと比較して、トンネルは、セグメントによる柔軟性を確保しているので、耐震性も確保しています。

今回開発した「地中アーチ工法」では、タイドアーチをトンネルと並行して構築する構造も採用することが可能です。この方法の場合、吊りケーブル一本当りの荷重を軽減することができるため、より合理的な構造を実現することができます。
今後大林組は、今回開発した「地中アーチ工法」について、コストダウンのための技術開発をさらに進め、都市部の自動車専用道路トンネルや、鉄道トンネルの渡り線部分などへ積極的に提案していきます。


 
以上
  ■この件に関するお問い合わせ先
大林組 東京本社 広報室企画課
東京都港区港南2-15-2  品川インターシティB棟
TEL 03-5769-1014