地中のアーチ構造物を高精度にかつ効率的に構築できる縦断方向急曲線対応型推進機を開発

プレスリリース

pointer 地中のアーチ構造物を高精度にかつ効率的に構築できる縦断方向急曲線対応型推進機を開発
地中工事だけでシールドトンネルを無支柱で連結する「地中アーチ工法」を効率化
  大林組は、石川島播磨重工業(株)(本社:東京都千代田区、社長:伊藤源嗣)と共同で、アーチ形状の縦断方向急曲線トンネルを高精度に、かつ効率的に掘削することができる縦断方向急曲線対応型推進機を開発しました。
大林組が開発した地中工事だけでシールドトンネルを無支柱で連結することができる「地中アーチ工法」の効率化を実現します。

従来、地下の自動車専用道路の分岐や合流部分、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、地中だけで施工を行うことが難しく、地上から開削工事を行い連結部分をあらためて構築するか、複数のシールドトンネルを近接施工した後、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。大林組が開発した「地中アーチ工法」は、地下の自動車専用道路の分岐・合流部分などを設ける際に、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です。地下にトンネルの連結部を跨ぐようにSRC構造のアーチ型構造物を複数構築して、トンネルの連結部分を吊り橋のようにケーブルで吊ることで上部からの荷重を支えます。また、トンネルの下部から永久アンカーを設置することで、下部からの荷重にも対抗します。アーチ型構造物と永久アンカーがトンネル連結部分の構造安定性を確保し、無支柱を実現します。

アーチ型構造物の構築は、次の手順で進めます。
  1. アーチ型構造物の足元部分を必要に応じて地盤改良した後、シールドトンネルから掘削を行い、発進基地および到達用空間を確保します。
     
  2. 本線トンネル内を搬送した推進機を使用して、発進基地から上方へ掘削を進めます。連結部分を跨ぎ、下方へ掘削を進め分岐線トンネルの反対側に到達し、トンネル内部へ推進機を引き込みます。
     
  3. アーチ型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。
     
  4. アーチの足元の広がりを抑えるために、タイロッドと呼ばれる鋼材でアーチ型構造物の足元端部を繋ぎます。
     
  5. アーチ型構造物内部に鋼材を設置し、コンクリートを充填します。
アーチ型構造物の構築には、上向きに発進し、地中で半径15mの縦断方向の急曲線掘進を180°行ない、下向きに到達することが必要となります。従来縦断方向の急曲線を高精度に、かつ効率的に掘削することは難しく、高精度に、かつ効率的に掘削する工法の開発を進めてきました。

このたび、大林組は、石川島播磨重工業と共同で、効率良くアーチ型掘削を行える縦断方向急曲線対応型推進機を開発しました。急曲線の施工を行うために、機長を短く抑え、首振り機能を備えるとともに、急曲線の線形に合わせる形で推進機の形状を屈曲させています。これらの機構によって、半径15mのアーチ形状の縦断方向急曲線掘削が可能で、掘進の線形管理を確実に行うことができます。

今回開発した縦断方向急曲線対応型推進機の特長は以下の通りです。
  1. 上方、下方、半径15mの縦断方向の急曲線に対応することができ、かつ掘進の線形管理を確実に行うことができるので、高精度にアーチ構造物を構築することができます。
     
  2. 急曲線部の掘削では通常曲線内面側を余掘りする必要がありますが、屈曲フレームと首振り機構を使用することで、最小限の余掘り量で急曲線に対応できます。そのため、周辺地盤の緩みを最小限に抑えることができます。
     
  3. 急曲線トンネルを建設する場合に、シールドマシン等への適用も可能で、高精度に急曲線を掘削することができます。
今後、大林組は「地中アーチ工法」の各要素技術について、コストダウンのための技術開発をさらに進め、都市部の高速道路トンネルや、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。
地中アーチ推進 地中アーチ到達
以上
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大林組 東京本社 広報室 企画・報道・IRグループ
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