地下構造物の施工方法
【課題】 作業性に優れ、品質の高い地下構造物を構築することが可能な地下構造物の施工方法を提供する。
【解決手段】 鋼管１３は、軸方向に略まっすぐであり、トンネル５の上方にまたがるようにアーチ状に設置される。鋼管１３外方には、板部材１５が設けられる。板部材１５はあらかじめ鋼管１３に溶接等によって接合されており、鋼管１３の長手方向に沿って形成される。板部材１５は、鋼管１３の両側方に向けて設けられている。鋼管１３を打設する際には、隣り合う鋼管１３のそれぞれの板部材１５同士が重なり合うように、所定間隔をあけて鋼管１３が打設される。パイプルーフ７下方を掘削して掘削部２３を構築するとともに、鋼管１３同士の間の土砂を除去する。鋼管１３同士の間であって板部材１５の下方の領域にモルタル２７を打設する。モルタル２７が固結すると、鋼管１３同士が一体化される。
【解決手段】 鋼管１３は、軸方向に略まっすぐであり、トンネル５の上方にまたがるようにアーチ状に設置される。鋼管１３外方には、板部材１５が設けられる。板部材１５はあらかじめ鋼管１３に溶接等によって接合されており、鋼管１３の長手方向に沿って形成される。板部材１５は、鋼管１３の両側方に向けて設けられている。鋼管１３を打設する際には、隣り合う鋼管１３のそれぞれの板部材１５同士が重なり合うように、所定間隔をあけて鋼管１３が打設される。パイプルーフ７下方を掘削して掘削部２３を構築するとともに、鋼管１３同士の間の土砂を除去する。鋼管１３同士の間であって板部材１５の下方の領域にモルタル２７を打設する。モルタル２７が固結すると、鋼管１３同士が一体化される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの間に構築される構造体などの地下構造物の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のトンネルの間に構造体を構築する場合などの地下構造物の施工方法の一つとしては、構造体施工位置の上方にパイプルーフを構築し、パイプルーフ下方を掘削し、掘削した空間に構造物を構築する方法がある。
【０００３】
このようなパイプルーフを用いた地下構造物の構築方法としては、例えば、複数の素管を掘削形状に応じて例えば矩形等に配置し、素管同士を継手で連結してパイプルーフを構築する方法がある（特許文献１）。
【０００４】
また、同様に、鋼管同士の継手内部に注入パイプを挿入し、継手内部に注入材を注入するパイプルーフ工法がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６９３６１号公報
【特許文献２】特開平１０−３７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２のいずれに記載のパイプルーフの構築方法においても、継手が必要であるため、継手を互いに連結した状態で鋼管を打設する必要があり、継手の精度の確保や、鋼管の打設精度確保、鋼管の構造の複雑化などの問題がある。
【０００７】
特に、上述のパイプルーフでは、継手同士を確実に連結しないと、上方からの土砂の崩壊を防止するパイプルーフの機能が発揮できず、例えば、パイプルーフ下方に仮支保工の設置をしながらパイプルーフ下方を掘削し、地下構造物設置予定部の掘削が終了する際には、本受け支保工によって上方からの荷重を受け、本受け支保工が設置された状態で地下構造物を構築する必要があるため作業が煩雑である。また、本受け支保工は地下構造物に埋め戻されるため、躯体品質上の問題もある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、作業性に優れ、品質の高い地下構造物を構築することが可能な地下構造物の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明は、地下構造物の施工方法であって、地下構造物の施工予定部上方に複数の鋼管を打設し、前記鋼管の長手方向とは略垂直な方向にアーチ状のパイプルーフを形成する工程（ａ）と、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程（ｂ）と、前記鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設して前記鋼管同士を一体化する工程（ｃ）と、前記パイプルーフ下部に地下構造物を構築する工程（ｄ）と、を具備することを特徴とする地下構造物の施工方法である。前記工程（ａ）において打設される前記鋼管には、隣り合う鋼管方向に張り出した土砂除去部区画部材が前記鋼管の長手方向に沿って接合されており、前記工程（ｂ）において、前記鋼管同士の間の前記土砂除去部区画部材の下方の土砂を除去してもよい。前記工程（ｂ）の前に、前記パイプルーフから、少なくとも前記パイプルーフの上方の地盤を改良する工程（ｅ）をさらに具備してもよい。
【００１０】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで、前記パイプルーフの全長に渡って一体化してもよい。
【００１１】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、前記工程（ｃ）の前に、前記工程（ｂ）で掘削された領域において前記パイプルーフの下部に仮支保工を設置し、前記工程（ｄ）において前記仮支保工を撤去しつつ、前記地下構造物に対応する深さまで前記パイプルーフ下方を掘削してもよい。
【００１２】
打設される前記鋼管の外周の、前記鋼管同士の間に位置する部位には、圧縮伝達部材保持部材が長手方向に接合されていてもよい。
【００１３】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、前記土砂除去部区画部材の内面に断熱材を設置後に圧縮力伝達部材を打設してもよい。
【００１４】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、防凍材が混ぜられた圧縮力伝達部材を打設してもよい。
【００１５】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間にくさび部材またはプレートジャッキを挿入し、前記パイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与する工程（ｆ）をさらに具備してもよい。
【００１６】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間には、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材が設けられてもよい。
【００１７】
本発明によれば、鋼管の長手方向とは垂直な方向にアーチ状にパイプルーフが形成されるため、アーチ効果によって効率良くパイプルーフが上方からの荷重を受けることができる。また、鋼管同士は鋼管同士の間に打設される圧縮力伝達部材で一体化されるため、継手等が不要である。なお、圧縮力伝達部材とは、モルタル、コンクリート、流動化処理土、マンメイドロック、マンメイドソイルなど、固結することで鋼管同士の間に作用する圧縮力を伝達可能な部材である。
【００１８】
また、鋼管同士の間には土砂除去部区画部材が設けられれば、土砂除去部区画部材によって、容易に鋼管同士の間の土砂を掘削することができる。
【００１９】
また、パイプルーフ下方の掘削を、所定長さに渡ってパイプルーフ下方を掘削し、掘削範囲における鋼管同士の間の土砂を除去した後、当該範囲において鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設することを繰り返すことにより、一体化されていないパイプルーフ（アーチ効果が期待できない範囲）が、既に圧縮力伝達部材で一体化されたパイプルーフ範囲と、土砂により埋設されている範囲との間の位置し、それらの両側で支持されるため、掘削範囲が崩壊することがない。
【００２０】
また、掘削範囲に仮支保工を設置し、圧縮力伝達部材によってパイプルーフが一体化されるまでの間、仮支保によって上方からの荷重を支持すれば、より確実に上方からの土砂の崩壊を防止できるとともに、一度に掘削できる範囲（パイプルーフ軸方向長さ）を広く（長く）することもできる。
【００２１】
また、鋼管同士の間に位置する部位に予め圧縮伝達部材保持部材を設けておけば、鋼管を設置して鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設した際に、圧縮伝達部材保持部材がジベルとしての機能を果たし、より確実に圧縮力伝達部材と鋼管とを一体化することができる。なお、圧縮伝達部材保持部材は、鋼棒や形鋼などの部材であり、圧縮力伝達部材と鋼管とのずれを防止できれば良い。
【００２２】
また、凍結管を設置し、凍結管によって地盤を凍結止水する場合に、板部材の内面にあらかじめ断熱材を設置すれば、打設する圧縮力伝達部材が凍結等することがない。また、圧縮力伝達部材に防凍材を混ぜておくことで、同様に圧縮力伝達部材の凍結を防止することができる。
【００２３】
また、鋼管同士の間に、くさび部材またはプレートジャッキを挿入して、圧縮力伝達部材打設前にパイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与することで、圧縮力伝達部材固結前にパイプルーフのアーチ効果を発揮させることができる。また、鋼管同士の間に、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材を設けることで、より確実に効果同士を一体化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、作業性に優れ、品質の高い地下構造物を構築することが可能な地下構造物の施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は地下構造体１を示す図、（ｂ）は地下構造体１’を示す図。
【図２】鋼管１３をアーチ状に設置した状態を示す図で、（ａ）はトンネル軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】パイプルーフ７上方の地盤を凍結止水した状態を示す図で、（ａ）は図２のＢ部における拡大図、（ｂ）は全体図。
【図４】パイプルーフ７下方を掘削した状態を示す図。
【図５】鋼管同士の間にモルタル２７を打設した状態を示す図。
【図６】パイプルーフ７下方の掘削方法を示す図。
【図７】トンネル５の間の地下構造物設置範囲を掘削した状態を示す図。
【図８】パイプルーフ７下方に仮支保工３１を設置した状態を示す図。
【図９】（ａ）は鋼管１３同士の間にくさび部材３３を挿入した状態を示す図、（ｂ）は鋼管１３同士の間にプレートジャッキ３５を挿入した状態を示す図。
【図１０】鋼管１３同士の間に連結部材３７を設置した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態にかかる地下構造物の施工方法等について説明する。図１（ａ）は、本発明により構築された地下構造物１を示す図である。地下構造物１は、地面３下方に設けられた一対のトンネル５と、トンネル５の間に形成された合流部等を構成する躯体９等から構成される。なお、本発明は、地下に構築される構造物であれば、図１（ａ）の例に限られない。
【００２７】
躯体９は、トンネル５の間に構築され、上方にはパイプルーフ７が形成される。すなわち、躯体９は、パイプルーフ７の下方に形成される空間で構築される。なお、躯体９には、躯体９を構築する際にパイプルーフ７を支持していた支保工等が埋設されていることはない。なお、パイプルーフ７は、円断面の鋼管以外でも任意の断面形状のものが使用できる。たとえば、図１（ｂ）に示すように、矩形断面の鋼管を用いてパイプルーフ７’を形成してもよい。以下の例では、円断面の鋼管を用いた例について説明する。
【００２８】
次に、地下構造物１の構築方法について説明する。図２は、トンネル５の上方にパイプルーフ７を構築した状態を示す図で、図２（ａ）はトンネル軸方向より見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。まず、図２に示すように、地下に構築されたトンネル５の間の地下構造物施工部の端部近傍に立坑１１が構築される。次いで、立坑１１より、複数の鋼管１３を打設してパイプルーフ７が構築される。なお、パイプルーフの施工は、立坑のみからではなく、のり面や既設躯体から行ってもよい。
【００２９】
鋼管１３は、軸方向に略まっすぐであり、トンネル５の上方にまたがるようにアーチ状に設置される。すなわち、パイプルーフ７の両端部はトンネル５の略頂部に位置し、パイプルーフ７は、トンネル５同士の間の上方に、複数の鋼管１３は鋼管１３の軸方向に対して略垂直な方向にアーチ状に配置される。
【００３０】
次に、図３に示すように必要に応じてパイプルーフ７上方の地盤改良が行われる。図３（ａ）は、図２のＢ部に対応する部位の拡大図であり、図３（ｂ）は全体図である。図３（ａ）に示すように、鋼管１３は、あらかじめ両側方に圧縮伝達部材保持部材である異形鋼棒１７が設けられている。異形鋼棒１７は、鋼管１３の長手方向に沿って溶接されており、鋼管１３を打設した際に、隣り合う鋼管同士の互いの間に位置する部位に配置される。
【００３１】
鋼管１３内部の上方（例えば、鋼管１３の中心から両側方に略４５度程度の位置）には凍結管１９が設置される。凍結管１９内部には図示を省略したポンプ等によって冷媒を流すことが可能である。なお、凍結管１９の配置や本数は図示した例に限られない。また、凍結管は、あらかじめ鋼管に設けておいてもよいが、パイプルーフに隣接するように、隣接地盤に別途設置してもよい。
【００３２】
鋼管１３外方の凍結管１９の設置位置に略対応する位置には、土砂除去部区画部材である板部材１５が設けられる。板部材１５はあらかじめ鋼管１３に溶接等によって接合されており、鋼管１３の長手方向に沿って形成される。板部材１５は、鋼管１３の両側方に向けて設けられている。鋼管１３を打設する際には、図３（ａ）に示すように、隣り合う鋼管１３のそれぞれの板部材１５同士が重なり合うように、所定間隔をあけて鋼管１３が打設される。なお、板部材１５は例えば鋼板であるが、鋼管同士の間の土砂を除去する範囲を区画できれば、板状その他の形態でも良い。
【００３３】
凍結管１９に冷媒を流すと、図３（ａ）に示すように、鋼管１３の上方（鋼管１３同士の間の上方）が凍結土壌２１となる。すなわち、板部材１５の上方（板部材１５近傍）の土壌が凍結する。したがって、鋼管１３同士の上方が止水される。なお、鋼板１３同士の間の板部材１５上方は凍結止水されるため、板部材１５は、単体で上方からの土砂を受け持つほどの強度は不要である。
【００３４】
このような地盤改良をパイプルーフ７の全体に行うことで、図３（ｂ）に示すように、パイプルーフ７上方全体に凍結土壌２１が形成され、パイプルーフ７の上方から下方に対して止水を行うことができる。なお、地盤改良は、凍結による方法に限られない。たとえば、凍結管に代えて、薬液注入用の配管を鋼管１３に設けておき、パイプルーフ７の上方を薬液注入によって止水してもよい。
【００３５】
次に、パイプルーフ７の下方を掘削する。図４は、パイプルーフ７の下方を掘削した状態を示す図である。図４に示すように、パイプルーフ７下方が掘削されて掘削部２３が構築されるとともに、鋼管１３同士の間（板部材１５の下方）の土砂が除去される。掘削部２３は、例えばアーチ状のパイプルーフ７で囲まれる空間に形成される。
【００３６】
パイプルーフ７の上方（鋼管１３の間）が凍結土壌２１によって止水されるため、パイプルーフ７の下部（および鋼管１３の間）を掘削してもパイプルーフ７上方から漏水等が起こることがなく、また、土砂等が落下することもない。なお、掘削部２３は、パイプルーフ７の端部においては前述した立坑側より形成すればよい。パイプルーフ７の軸方向に対する掘削方法については後述する。
【００３７】
次に、図５に示すように、パイプルーフ７の下部に型枠２５が設置され、鋼管１３同士の間であって板部材１５の下方の領域に圧縮力伝達部材であるモルタル２７が打設される。ここで、モルタル２７が打設される前に、あらかじめ板部材の内面（下面）に断熱材２９を設置することが望ましい。モルタル２７が、凍結管１９（凍結土壌２１）により冷却され、凍結することを防止するためである。また、モルタル２７として、防凍材を予め混ぜておくことで、モルタル２７の凍結をより確実に防止することができる。
【００３８】
モルタル２７が固結すると、鋼管１３同士が一体化される。この際、鋼管１３の側方であって、モルタル２７との接触位置に異形鋼棒１７が設けられるため、異形鋼棒１７がジベルの機能を発揮し、モルタル２７と鋼管１３とが確実に一体化される。なお、型枠２５は、モルタル２７固結後に撤去してもよく、そのまま埋設してもよい。
【００３９】
次に、パイプルーフ７軸方向の掘削方法を説明する。図６は、パイプルーフ７下方の掘削工程を示す図である。まず、図６（ａ）に示すように、パイプルーフ７の下方がパイプルーフ７の軸方向に向けて（図中右側へ）向けて掘削されており、所定距離を掘削した後、前述の通り、パイプルーフ７が一体化される。図６（ａ）の例では、掘削されて露出した長さＣのパイプルーフ７が一体化されている。この際、パイプルーフ７の残りの長さＤは土中に埋設され、Ｄ部のパイプルーフ７は土によって支持されている。
【００４０】
次に、図６（ｂ）に示すように、パイプルーフ７下方をパイプルーフの軸方向に掘削する（図中矢印Ｇ方向）。図６（ｂ）の例では、距離Ｅだけパイプルーフ７下方が掘削される。掘削された状態において、Ｃ部は既にパイプルーフ７が一体化されており、アーチ効果を発揮しており、上方からの土圧等を受け持つことができる。一方、土中に埋設されているＤ部は、土によって荷重が支持されるため、土砂が崩落することがない。したがって、長さＥの範囲のみ、パイプルーフ７が一体化されておらず、また、下方の土砂で上方からの土圧等を支持することができない部位となる。
【００４１】
すなわち、掘削後にＥ部で露出するパイプルーフ７が一体化されるまでの間は、Ｅ部上方からの土圧等は、Ｃ部およびＤ部が受け持つ。したがって、Ｃ部およびＤ部で支持可能な範囲（長さＥ）だけ掘削することが可能である。このような長さＥとしては、パイプルーフの構造や土質、土かぶり等によっても異なるが、例えば４ｍ程度となる。
【００４２】
図６（ｂ）におけるＥ部のパイプルーフ７が一体化されると（すなわちＥ部がＣ部となると）、同様の手順を繰り返し、パイプルーフ７下方をパイプルーフ７軸方向に掘削する（図中矢印Ｇ方向）。この場合、図６（ｃ）に示すように、パイプルーフ７の軸方向に、長さＥずつ掘進してパイプルーフ７を一体化しつつ、パイプルーフ７の手前側においては、パイプルーフ７下部を深さ方向に掘削し（図中矢印Ｈ方向）、構築する構造物の設置深さまで掘削を行う。
【００４３】
以上の工程を繰り返しながら、パイプルーフ７の下方の対象部位を掘削して、構造物を構築する。図７は、パイプルーフ７下部を掘削した状態を示す図である。図７に示すように、上方でパイプルーフ７が完全に一体化されているため、上方の土圧をパイプルーフ７が受け持つことが可能である。このため、パイプルーフ７下部に支保工等を設置する必要がなく、躯体の設置時に、躯体と支保工とが干渉することもない。なお、パイプルーフが一体化された後、または前に、各鋼管内部にもモルタルを充填することで、より高強度なパイプルーフを得ることができる。
【００４４】
また、パイプルーフ７の両端は、トンネル５の頂部近傍の上部に位置する。このため、上方の土圧を受けとめるパイプルーフ７からの力を、トンネル５が受け持つことができる。なお、パイプルーフ７とトンネル５との隙間（図中Ｆ部）近傍は、あらかじめ薬液注入等により止水が行われる。
【００４５】
本実施の形態にかかる地下構造物の構築方法によれば、躯体の構築部位の上方にあらかじめアーチ状にパイプルーフ７が形成されるため、上方からの土圧をパイプルーフ７が受け持つことができ、躯体構築部位に支保工等を設置する必要がない。このため、躯体構築時に支保工と躯体とが干渉することがない。
【００４６】
また、パイプルーフ７に用いられる鋼管１３には、継手等が不要であるため鋼管１３の製造及び設置が容易である。また、板部材１５を設けることで、掘削時にパイプルーフ７上方からの土砂の落下等がなく、また、掘削領域が明確であるため、パイプルーフ上方に堀過ぎることもない。また、パイプルーフ７の一体化は、所定距離を掘削しながら徐々に行うため、パイプルーフ７が一体化されておらず露出した部位は、すでに一体化された領域と、まだ土中に埋設されている領域とにより両側が支持される。このため、確実にパイプルーフ７を構築することができる。
【００４７】
また、地盤改良として凍結管１９を用いる場合に、板部材１５の内面に断熱材２９を設けることで、モルタル２７が凍結することがない。また、モルタル２７に防凍材を混ぜることで、モルタル２７の凍結を確実に防止することができる。
【００４８】
次に、他の実施形態について説明する。図８は、パイプルーフ構築の際に仮支保工３１を用いる場合を示す図である。図６に示すように、パイプルーフ７が一体化されると（Ｃ部）、さらに奥に掘削を進めるが（Ｅ部）、この際、掘削されるＥ部は、鋼管同士が一体化されておらず、アーチ効果が期待できない。このため、上方からの土圧は、すでに一体化された部位（Ｃ部）と土中に埋設されている部位（Ｄ部）とで受け持たれる。したがって、Ｅ部の長さを長くしすぎると、Ｃ部とＤ部とで受け持つことが困難となる。
【００４９】
これに対し、図８に示すように、パイプルーフ７下方に仮支保工３１を設置すると、一体化されていない範囲のパイプルーフ７についても、モルタル２７が固結されるまでの間、上方からの力を受け持つことが可能である。すなわち、図６において、Ｅ部を掘削する際に、所定間隔で仮支保工３１を設置しながら掘削を進めることで、Ｅ部（一体化されていない範囲）においても、暫定的に上方の土圧を受けることができる。
【００５０】
この場合、Ｅ部は、Ｃ部およびＤ部と、仮支保工３１によって支持されるため、仮支保工を用いない場合と比較して、より長い距離を一度に掘削することができる。すなわち、Ｅ部を大きくすることができる。なお、仮支保工３１は、仮支保工３１により掘削した範囲がモルタル２７によって一体化された後に撤去すれば良い。この場合には、すでにパイプルーフ７が一体化されているため、仮支保工３１は不要となる。すなわち、仮支保工３１は、あくまでもパイプルーフ７が一体化されるまでの暫定的なものであり、躯体構築時に躯体と干渉することはない。
【００５１】
また、図９は、一体化されていない範囲のパイプルーフに、アーチの軸力を付与する実施形態を示す図である。図９（ａ）に示すように、パイプルーフ７下方を掘削し、鋼管１３同士の間の土砂を除去した後、鋼管１３の間にくさび部材３３が打ちこまれる（図中矢印Ｉ方向）。くさび部材３３によって、鋼管１３同士の圧縮力（アーチ形状の軸力）が付与され、アーチ効果を発揮する。このため、図６のＥ部において、パイプルーフ７が一体化されるまでの間においても、パイプルーフ７が上方の土圧等を受けもつことができる。したがって、Ｅ部の長さをより長くすることができる。なお、モルタル打設時には、くさび部材３３をそのまま埋設すれば良い。
【００５２】
また、図９（ｂ）に示すように、前述のくさび部材３３に代えて、鋼管１３同士の間にプレートジャッキ３５を設置してもよい。プレートジャッキ３５は、作動油によって、板状部材の両側方に変形する部材であり、変形によって両側方に力を付与することが可能である。鋼管１３同士の間を掘削し、鋼管１３の間にプレートジャッキ３５を設置後、プレートジャッキ３５を動作させると、プレートジャッキ３５が両側方に変形して鋼管１３同士の間に圧縮力を発生する（図中矢印Ｊ方向）。したがって、プレートジャッキ３５によってもくさび部材３３と同様の効果を奏する。
【００５３】
また、図１０に示すように、鋼管１３同士の間に連結部材３７を設置してもよい。図１０（ａ）は、連結部材３７を設置した状態を示す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。
【００５４】
図１０（ｂ）に示すように、連結部材３７は、一対の鋼板３９によって座屈防止部材４１を挟み込み、ボルト４３およびナット４５で固定された部材である。座屈防止部材４１としては、例えば木材など、ある程度の厚みを有すれば良い。鋼板３９のみでは、鋼管３９同士による圧縮力で座屈する恐れがあるため、厚みを増すために座屈防止部材４１が挟み込まれる。
【００５５】
鋼板３９は、鋼管１３同士の間に設置され、鋼管１３と接合が可能なように、鋼管１３の外周面（鋼管１３同士の間における鋼管１３外面形状）と対応する形状を有する。したがって、連結部材３７は、鋼管１３同士の間に設置され、鋼管１３と溶接等により接合される。隣り合う鋼管１３同士は、連結部材３７によって接合されるため、鋼管１３同士の間隔が広がることがない。したがって、図６のＥ部の範囲において、モルタル２７により一体化されるまでの間においてもパイプルーフ７が崩壊することがない。なお、くさび部材３３等と同様に、モルタル２７打設時には、連結部材３７はモルタル２７によって埋設すれば良い。
【００５６】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
たとえば、前述した各種の実施形態は、互いに組み合わせて用いることもできる。また、仮支保工３１やくさび部材３３等を用いることで、掘削及びパイプルーフの一体化を細かく繰り返すことなく、パイプルーフ７の略全長にわたって、一度に一体化を行うことも可能である。
【００５８】
また、パイプルーフ７下方を掘削後、パイプルーフ７の両端を水平方向に連結する連結部材を設ければ、パイプルーフ７の下方におけるアーチ形状が広がり、パイプルーフ７が崩壊することをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１………地下構造物
３………地面
５………トンネル
７………パイプルーフ
９………躯体
１１………立坑
１３………鋼管
１５………板部材
１７………異形鋼棒
１９………凍結管
２１………凍結土壌
２３………掘削部
２５………型枠
２７………モルタル
２９………断熱材
３１………仮支保工
３３………くさび部材
３５………プレートジャッキ
３７………連結部材
３９………鋼板
４１………座屈防止部材
４３………ボルト
４５………ナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの間に構築される構造体などの地下構造物の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のトンネルの間に構造体を構築する場合などの地下構造物の施工方法の一つとしては、構造体施工位置の上方にパイプルーフを構築し、パイプルーフ下方を掘削し、掘削した空間に構造物を構築する方法がある。
【０００３】
このようなパイプルーフを用いた地下構造物の構築方法としては、例えば、複数の素管を掘削形状に応じて例えば矩形等に配置し、素管同士を継手で連結してパイプルーフを構築する方法がある（特許文献１）。
【０００４】
また、同様に、鋼管同士の継手内部に注入パイプを挿入し、継手内部に注入材を注入するパイプルーフ工法がある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６９３６１号公報
【特許文献２】特開平１０−３７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２のいずれに記載のパイプルーフの構築方法においても、継手が必要であるため、継手を互いに連結した状態で鋼管を打設する必要があり、継手の精度の確保や、鋼管の打設精度確保、鋼管の構造の複雑化などの問題がある。
【０００７】
特に、上述のパイプルーフでは、継手同士を確実に連結しないと、上方からの土砂の崩壊を防止するパイプルーフの機能が発揮できず、例えば、パイプルーフ下方に仮支保工の設置をしながらパイプルーフ下方を掘削し、地下構造物設置予定部の掘削が終了する際には、本受け支保工によって上方からの荷重を受け、本受け支保工が設置された状態で地下構造物を構築する必要があるため作業が煩雑である。また、本受け支保工は地下構造物に埋め戻されるため、躯体品質上の問題もある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、作業性に優れ、品質の高い地下構造物を構築することが可能な地下構造物の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明は、地下構造物の施工方法であって、地下構造物の施工予定部上方に複数の鋼管を打設し、前記鋼管の長手方向とは略垂直な方向にアーチ状のパイプルーフを形成する工程（ａ）と、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程（ｂ）と、前記鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設して前記鋼管同士を一体化する工程（ｃ）と、前記パイプルーフ下部に地下構造物を構築する工程（ｄ）と、を具備することを特徴とする地下構造物の施工方法である。前記工程（ａ）において打設される前記鋼管には、隣り合う鋼管方向に張り出した土砂除去部区画部材が前記鋼管の長手方向に沿って接合されており、前記工程（ｂ）において、前記鋼管同士の間の前記土砂除去部区画部材の下方の土砂を除去してもよい。前記工程（ｂ）の前に、前記パイプルーフから、少なくとも前記パイプルーフの上方の地盤を改良する工程（ｅ）をさらに具備してもよい。
【００１０】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで、前記パイプルーフの全長に渡って一体化してもよい。
【００１１】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、前記工程（ｃ）の前に、前記工程（ｂ）で掘削された領域において前記パイプルーフの下部に仮支保工を設置し、前記工程（ｄ）において前記仮支保工を撤去しつつ、前記地下構造物に対応する深さまで前記パイプルーフ下方を掘削してもよい。
【００１２】
打設される前記鋼管の外周の、前記鋼管同士の間に位置する部位には、圧縮伝達部材保持部材が長手方向に接合されていてもよい。
【００１３】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、前記土砂除去部区画部材の内面に断熱材を設置後に圧縮力伝達部材を打設してもよい。
【００１４】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、防凍材が混ぜられた圧縮力伝達部材を打設してもよい。
【００１５】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間にくさび部材またはプレートジャッキを挿入し、前記パイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与する工程（ｆ）をさらに具備してもよい。
【００１６】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間には、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材が設けられてもよい。
【００１７】
本発明によれば、鋼管の長手方向とは垂直な方向にアーチ状にパイプルーフが形成されるため、アーチ効果によって効率良くパイプルーフが上方からの荷重を受けることができる。また、鋼管同士は鋼管同士の間に打設される圧縮力伝達部材で一体化されるため、継手等が不要である。なお、圧縮力伝達部材とは、モルタル、コンクリート、流動化処理土、マンメイドロック、マンメイドソイルなど、固結することで鋼管同士の間に作用する圧縮力を伝達可能な部材である。
【００１８】
また、鋼管同士の間には土砂除去部区画部材が設けられれば、土砂除去部区画部材によって、容易に鋼管同士の間の土砂を掘削することができる。
【００１９】
また、パイプルーフ下方の掘削を、所定長さに渡ってパイプルーフ下方を掘削し、掘削範囲における鋼管同士の間の土砂を除去した後、当該範囲において鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設することを繰り返すことにより、一体化されていないパイプルーフ（アーチ効果が期待できない範囲）が、既に圧縮力伝達部材で一体化されたパイプルーフ範囲と、土砂により埋設されている範囲との間の位置し、それらの両側で支持されるため、掘削範囲が崩壊することがない。
【００２０】
また、掘削範囲に仮支保工を設置し、圧縮力伝達部材によってパイプルーフが一体化されるまでの間、仮支保によって上方からの荷重を支持すれば、より確実に上方からの土砂の崩壊を防止できるとともに、一度に掘削できる範囲（パイプルーフ軸方向長さ）を広く（長く）することもできる。
【００２１】
また、鋼管同士の間に位置する部位に予め圧縮伝達部材保持部材を設けておけば、鋼管を設置して鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設した際に、圧縮伝達部材保持部材がジベルとしての機能を果たし、より確実に圧縮力伝達部材と鋼管とを一体化することができる。なお、圧縮伝達部材保持部材は、鋼棒や形鋼などの部材であり、圧縮力伝達部材と鋼管とのずれを防止できれば良い。
【００２２】
また、凍結管を設置し、凍結管によって地盤を凍結止水する場合に、板部材の内面にあらかじめ断熱材を設置すれば、打設する圧縮力伝達部材が凍結等することがない。また、圧縮力伝達部材に防凍材を混ぜておくことで、同様に圧縮力伝達部材の凍結を防止することができる。
【００２３】
また、鋼管同士の間に、くさび部材またはプレートジャッキを挿入して、圧縮力伝達部材打設前にパイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与することで、圧縮力伝達部材固結前にパイプルーフのアーチ効果を発揮させることができる。また、鋼管同士の間に、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材を設けることで、より確実に効果同士を一体化することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、作業性に優れ、品質の高い地下構造物を構築することが可能な地下構造物の施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は地下構造体１を示す図、（ｂ）は地下構造体１’を示す図。
【図２】鋼管１３をアーチ状に設置した状態を示す図で、（ａ）はトンネル軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図３】パイプルーフ７上方の地盤を凍結止水した状態を示す図で、（ａ）は図２のＢ部における拡大図、（ｂ）は全体図。
【図４】パイプルーフ７下方を掘削した状態を示す図。
【図５】鋼管同士の間にモルタル２７を打設した状態を示す図。
【図６】パイプルーフ７下方の掘削方法を示す図。
【図７】トンネル５の間の地下構造物設置範囲を掘削した状態を示す図。
【図８】パイプルーフ７下方に仮支保工３１を設置した状態を示す図。
【図９】（ａ）は鋼管１３同士の間にくさび部材３３を挿入した状態を示す図、（ｂ）は鋼管１３同士の間にプレートジャッキ３５を挿入した状態を示す図。
【図１０】鋼管１３同士の間に連結部材３７を設置した状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態にかかる地下構造物の施工方法等について説明する。図１（ａ）は、本発明により構築された地下構造物１を示す図である。地下構造物１は、地面３下方に設けられた一対のトンネル５と、トンネル５の間に形成された合流部等を構成する躯体９等から構成される。なお、本発明は、地下に構築される構造物であれば、図１（ａ）の例に限られない。
【００２７】
躯体９は、トンネル５の間に構築され、上方にはパイプルーフ７が形成される。すなわち、躯体９は、パイプルーフ７の下方に形成される空間で構築される。なお、躯体９には、躯体９を構築する際にパイプルーフ７を支持していた支保工等が埋設されていることはない。なお、パイプルーフ７は、円断面の鋼管以外でも任意の断面形状のものが使用できる。たとえば、図１（ｂ）に示すように、矩形断面の鋼管を用いてパイプルーフ７’を形成してもよい。以下の例では、円断面の鋼管を用いた例について説明する。
【００２８】
次に、地下構造物１の構築方法について説明する。図２は、トンネル５の上方にパイプルーフ７を構築した状態を示す図で、図２（ａ）はトンネル軸方向より見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。まず、図２に示すように、地下に構築されたトンネル５の間の地下構造物施工部の端部近傍に立坑１１が構築される。次いで、立坑１１より、複数の鋼管１３を打設してパイプルーフ７が構築される。なお、パイプルーフの施工は、立坑のみからではなく、のり面や既設躯体から行ってもよい。
【００２９】
鋼管１３は、軸方向に略まっすぐであり、トンネル５の上方にまたがるようにアーチ状に設置される。すなわち、パイプルーフ７の両端部はトンネル５の略頂部に位置し、パイプルーフ７は、トンネル５同士の間の上方に、複数の鋼管１３は鋼管１３の軸方向に対して略垂直な方向にアーチ状に配置される。
【００３０】
次に、図３に示すように必要に応じてパイプルーフ７上方の地盤改良が行われる。図３（ａ）は、図２のＢ部に対応する部位の拡大図であり、図３（ｂ）は全体図である。図３（ａ）に示すように、鋼管１３は、あらかじめ両側方に圧縮伝達部材保持部材である異形鋼棒１７が設けられている。異形鋼棒１７は、鋼管１３の長手方向に沿って溶接されており、鋼管１３を打設した際に、隣り合う鋼管同士の互いの間に位置する部位に配置される。
【００３１】
鋼管１３内部の上方（例えば、鋼管１３の中心から両側方に略４５度程度の位置）には凍結管１９が設置される。凍結管１９内部には図示を省略したポンプ等によって冷媒を流すことが可能である。なお、凍結管１９の配置や本数は図示した例に限られない。また、凍結管は、あらかじめ鋼管に設けておいてもよいが、パイプルーフに隣接するように、隣接地盤に別途設置してもよい。
【００３２】
鋼管１３外方の凍結管１９の設置位置に略対応する位置には、土砂除去部区画部材である板部材１５が設けられる。板部材１５はあらかじめ鋼管１３に溶接等によって接合されており、鋼管１３の長手方向に沿って形成される。板部材１５は、鋼管１３の両側方に向けて設けられている。鋼管１３を打設する際には、図３（ａ）に示すように、隣り合う鋼管１３のそれぞれの板部材１５同士が重なり合うように、所定間隔をあけて鋼管１３が打設される。なお、板部材１５は例えば鋼板であるが、鋼管同士の間の土砂を除去する範囲を区画できれば、板状その他の形態でも良い。
【００３３】
凍結管１９に冷媒を流すと、図３（ａ）に示すように、鋼管１３の上方（鋼管１３同士の間の上方）が凍結土壌２１となる。すなわち、板部材１５の上方（板部材１５近傍）の土壌が凍結する。したがって、鋼管１３同士の上方が止水される。なお、鋼板１３同士の間の板部材１５上方は凍結止水されるため、板部材１５は、単体で上方からの土砂を受け持つほどの強度は不要である。
【００３４】
このような地盤改良をパイプルーフ７の全体に行うことで、図３（ｂ）に示すように、パイプルーフ７上方全体に凍結土壌２１が形成され、パイプルーフ７の上方から下方に対して止水を行うことができる。なお、地盤改良は、凍結による方法に限られない。たとえば、凍結管に代えて、薬液注入用の配管を鋼管１３に設けておき、パイプルーフ７の上方を薬液注入によって止水してもよい。
【００３５】
次に、パイプルーフ７の下方を掘削する。図４は、パイプルーフ７の下方を掘削した状態を示す図である。図４に示すように、パイプルーフ７下方が掘削されて掘削部２３が構築されるとともに、鋼管１３同士の間（板部材１５の下方）の土砂が除去される。掘削部２３は、例えばアーチ状のパイプルーフ７で囲まれる空間に形成される。
【００３６】
パイプルーフ７の上方（鋼管１３の間）が凍結土壌２１によって止水されるため、パイプルーフ７の下部（および鋼管１３の間）を掘削してもパイプルーフ７上方から漏水等が起こることがなく、また、土砂等が落下することもない。なお、掘削部２３は、パイプルーフ７の端部においては前述した立坑側より形成すればよい。パイプルーフ７の軸方向に対する掘削方法については後述する。
【００３７】
次に、図５に示すように、パイプルーフ７の下部に型枠２５が設置され、鋼管１３同士の間であって板部材１５の下方の領域に圧縮力伝達部材であるモルタル２７が打設される。ここで、モルタル２７が打設される前に、あらかじめ板部材の内面（下面）に断熱材２９を設置することが望ましい。モルタル２７が、凍結管１９（凍結土壌２１）により冷却され、凍結することを防止するためである。また、モルタル２７として、防凍材を予め混ぜておくことで、モルタル２７の凍結をより確実に防止することができる。
【００３８】
モルタル２７が固結すると、鋼管１３同士が一体化される。この際、鋼管１３の側方であって、モルタル２７との接触位置に異形鋼棒１７が設けられるため、異形鋼棒１７がジベルの機能を発揮し、モルタル２７と鋼管１３とが確実に一体化される。なお、型枠２５は、モルタル２７固結後に撤去してもよく、そのまま埋設してもよい。
【００３９】
次に、パイプルーフ７軸方向の掘削方法を説明する。図６は、パイプルーフ７下方の掘削工程を示す図である。まず、図６（ａ）に示すように、パイプルーフ７の下方がパイプルーフ７の軸方向に向けて（図中右側へ）向けて掘削されており、所定距離を掘削した後、前述の通り、パイプルーフ７が一体化される。図６（ａ）の例では、掘削されて露出した長さＣのパイプルーフ７が一体化されている。この際、パイプルーフ７の残りの長さＤは土中に埋設され、Ｄ部のパイプルーフ７は土によって支持されている。
【００４０】
次に、図６（ｂ）に示すように、パイプルーフ７下方をパイプルーフの軸方向に掘削する（図中矢印Ｇ方向）。図６（ｂ）の例では、距離Ｅだけパイプルーフ７下方が掘削される。掘削された状態において、Ｃ部は既にパイプルーフ７が一体化されており、アーチ効果を発揮しており、上方からの土圧等を受け持つことができる。一方、土中に埋設されているＤ部は、土によって荷重が支持されるため、土砂が崩落することがない。したがって、長さＥの範囲のみ、パイプルーフ７が一体化されておらず、また、下方の土砂で上方からの土圧等を支持することができない部位となる。
【００４１】
すなわち、掘削後にＥ部で露出するパイプルーフ７が一体化されるまでの間は、Ｅ部上方からの土圧等は、Ｃ部およびＤ部が受け持つ。したがって、Ｃ部およびＤ部で支持可能な範囲（長さＥ）だけ掘削することが可能である。このような長さＥとしては、パイプルーフの構造や土質、土かぶり等によっても異なるが、例えば４ｍ程度となる。
【００４２】
図６（ｂ）におけるＥ部のパイプルーフ７が一体化されると（すなわちＥ部がＣ部となると）、同様の手順を繰り返し、パイプルーフ７下方をパイプルーフ７軸方向に掘削する（図中矢印Ｇ方向）。この場合、図６（ｃ）に示すように、パイプルーフ７の軸方向に、長さＥずつ掘進してパイプルーフ７を一体化しつつ、パイプルーフ７の手前側においては、パイプルーフ７下部を深さ方向に掘削し（図中矢印Ｈ方向）、構築する構造物の設置深さまで掘削を行う。
【００４３】
以上の工程を繰り返しながら、パイプルーフ７の下方の対象部位を掘削して、構造物を構築する。図７は、パイプルーフ７下部を掘削した状態を示す図である。図７に示すように、上方でパイプルーフ７が完全に一体化されているため、上方の土圧をパイプルーフ７が受け持つことが可能である。このため、パイプルーフ７下部に支保工等を設置する必要がなく、躯体の設置時に、躯体と支保工とが干渉することもない。なお、パイプルーフが一体化された後、または前に、各鋼管内部にもモルタルを充填することで、より高強度なパイプルーフを得ることができる。
【００４４】
また、パイプルーフ７の両端は、トンネル５の頂部近傍の上部に位置する。このため、上方の土圧を受けとめるパイプルーフ７からの力を、トンネル５が受け持つことができる。なお、パイプルーフ７とトンネル５との隙間（図中Ｆ部）近傍は、あらかじめ薬液注入等により止水が行われる。
【００４５】
本実施の形態にかかる地下構造物の構築方法によれば、躯体の構築部位の上方にあらかじめアーチ状にパイプルーフ７が形成されるため、上方からの土圧をパイプルーフ７が受け持つことができ、躯体構築部位に支保工等を設置する必要がない。このため、躯体構築時に支保工と躯体とが干渉することがない。
【００４６】
また、パイプルーフ７に用いられる鋼管１３には、継手等が不要であるため鋼管１３の製造及び設置が容易である。また、板部材１５を設けることで、掘削時にパイプルーフ７上方からの土砂の落下等がなく、また、掘削領域が明確であるため、パイプルーフ上方に堀過ぎることもない。また、パイプルーフ７の一体化は、所定距離を掘削しながら徐々に行うため、パイプルーフ７が一体化されておらず露出した部位は、すでに一体化された領域と、まだ土中に埋設されている領域とにより両側が支持される。このため、確実にパイプルーフ７を構築することができる。
【００４７】
また、地盤改良として凍結管１９を用いる場合に、板部材１５の内面に断熱材２９を設けることで、モルタル２７が凍結することがない。また、モルタル２７に防凍材を混ぜることで、モルタル２７の凍結を確実に防止することができる。
【００４８】
次に、他の実施形態について説明する。図８は、パイプルーフ構築の際に仮支保工３１を用いる場合を示す図である。図６に示すように、パイプルーフ７が一体化されると（Ｃ部）、さらに奥に掘削を進めるが（Ｅ部）、この際、掘削されるＥ部は、鋼管同士が一体化されておらず、アーチ効果が期待できない。このため、上方からの土圧は、すでに一体化された部位（Ｃ部）と土中に埋設されている部位（Ｄ部）とで受け持たれる。したがって、Ｅ部の長さを長くしすぎると、Ｃ部とＤ部とで受け持つことが困難となる。
【００４９】
これに対し、図８に示すように、パイプルーフ７下方に仮支保工３１を設置すると、一体化されていない範囲のパイプルーフ７についても、モルタル２７が固結されるまでの間、上方からの力を受け持つことが可能である。すなわち、図６において、Ｅ部を掘削する際に、所定間隔で仮支保工３１を設置しながら掘削を進めることで、Ｅ部（一体化されていない範囲）においても、暫定的に上方の土圧を受けることができる。
【００５０】
この場合、Ｅ部は、Ｃ部およびＤ部と、仮支保工３１によって支持されるため、仮支保工を用いない場合と比較して、より長い距離を一度に掘削することができる。すなわち、Ｅ部を大きくすることができる。なお、仮支保工３１は、仮支保工３１により掘削した範囲がモルタル２７によって一体化された後に撤去すれば良い。この場合には、すでにパイプルーフ７が一体化されているため、仮支保工３１は不要となる。すなわち、仮支保工３１は、あくまでもパイプルーフ７が一体化されるまでの暫定的なものであり、躯体構築時に躯体と干渉することはない。
【００５１】
また、図９は、一体化されていない範囲のパイプルーフに、アーチの軸力を付与する実施形態を示す図である。図９（ａ）に示すように、パイプルーフ７下方を掘削し、鋼管１３同士の間の土砂を除去した後、鋼管１３の間にくさび部材３３が打ちこまれる（図中矢印Ｉ方向）。くさび部材３３によって、鋼管１３同士の圧縮力（アーチ形状の軸力）が付与され、アーチ効果を発揮する。このため、図６のＥ部において、パイプルーフ７が一体化されるまでの間においても、パイプルーフ７が上方の土圧等を受けもつことができる。したがって、Ｅ部の長さをより長くすることができる。なお、モルタル打設時には、くさび部材３３をそのまま埋設すれば良い。
【００５２】
また、図９（ｂ）に示すように、前述のくさび部材３３に代えて、鋼管１３同士の間にプレートジャッキ３５を設置してもよい。プレートジャッキ３５は、作動油によって、板状部材の両側方に変形する部材であり、変形によって両側方に力を付与することが可能である。鋼管１３同士の間を掘削し、鋼管１３の間にプレートジャッキ３５を設置後、プレートジャッキ３５を動作させると、プレートジャッキ３５が両側方に変形して鋼管１３同士の間に圧縮力を発生する（図中矢印Ｊ方向）。したがって、プレートジャッキ３５によってもくさび部材３３と同様の効果を奏する。
【００５３】
また、図１０に示すように、鋼管１３同士の間に連結部材３７を設置してもよい。図１０（ａ）は、連結部材３７を設置した状態を示す図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＫ−Ｋ線断面図である。
【００５４】
図１０（ｂ）に示すように、連結部材３７は、一対の鋼板３９によって座屈防止部材４１を挟み込み、ボルト４３およびナット４５で固定された部材である。座屈防止部材４１としては、例えば木材など、ある程度の厚みを有すれば良い。鋼板３９のみでは、鋼管３９同士による圧縮力で座屈する恐れがあるため、厚みを増すために座屈防止部材４１が挟み込まれる。
【００５５】
鋼板３９は、鋼管１３同士の間に設置され、鋼管１３と接合が可能なように、鋼管１３の外周面（鋼管１３同士の間における鋼管１３外面形状）と対応する形状を有する。したがって、連結部材３７は、鋼管１３同士の間に設置され、鋼管１３と溶接等により接合される。隣り合う鋼管１３同士は、連結部材３７によって接合されるため、鋼管１３同士の間隔が広がることがない。したがって、図６のＥ部の範囲において、モルタル２７により一体化されるまでの間においてもパイプルーフ７が崩壊することがない。なお、くさび部材３３等と同様に、モルタル２７打設時には、連結部材３７はモルタル２７によって埋設すれば良い。
【００５６】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
たとえば、前述した各種の実施形態は、互いに組み合わせて用いることもできる。また、仮支保工３１やくさび部材３３等を用いることで、掘削及びパイプルーフの一体化を細かく繰り返すことなく、パイプルーフ７の略全長にわたって、一度に一体化を行うことも可能である。
【００５８】
また、パイプルーフ７下方を掘削後、パイプルーフ７の両端を水平方向に連結する連結部材を設ければ、パイプルーフ７の下方におけるアーチ形状が広がり、パイプルーフ７が崩壊することをより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１………地下構造物
３………地面
５………トンネル
７………パイプルーフ
９………躯体
１１………立坑
１３………鋼管
１５………板部材
１７………異形鋼棒
１９………凍結管
２１………凍結土壌
２３………掘削部
２５………型枠
２７………モルタル
２９………断熱材
３１………仮支保工
３３………くさび部材
３５………プレートジャッキ
３７………連結部材
３９………鋼板
４１………座屈防止部材
４３………ボルト
４５………ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物の施工方法であって、
地下構造物の施工予定部上方に複数の鋼管を打設し、前記鋼管の長手方向とは略垂直な方向にアーチ状のパイプルーフを形成する工程（ａ）と、
前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程（ｂ）と、
前記鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設して前記鋼管同士を一体化する工程（ｃ）と、
前記パイプルーフ下部に地下構造物を構築する工程（ｄ）と、
を具備することを特徴とする地下構造物の施工方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）において打設される前記鋼管には、隣り合う鋼管方向に張り出した土砂除去部区画部材が前記鋼管の長手方向に沿って接合されており、
前記工程（ｂ）において、前記鋼管同士の間の前記土砂除去部区画部材の下方の土砂を除去することを特徴とする請求項１記載の地下構造物の施工方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）の前に、前記パイプルーフから、少なくとも前記パイプルーフの上方の地盤を改良する工程（ｅ）をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下構造物の施工方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、
前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで、前記パイプルーフの全長に渡って一体化することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、
前記工程（ｃ）の前に、前記工程（ｂ）で掘削された領域において前記パイプルーフの下部に仮支保工を設置し、
前記工程（ｄ）において前記仮支保工を撤去しつつ、前記地下構造物に対応する深さまで前記パイプルーフ下方を掘削することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項６】
打設される前記鋼管の外周の、前記鋼管同士の間に位置する部位には、圧縮力伝達部材保持部材が長手方向に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、前記土砂除去部区画部材の内面に断熱材を設置後に圧縮力伝達部材を打設することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項８】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、防凍材が混ぜられた圧縮力伝達部材を打設することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間にくさび部材またはプレートジャッキを挿入し、前記パイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与する工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間には、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項１】
地下構造物の施工方法であって、
地下構造物の施工予定部上方に複数の鋼管を打設し、前記鋼管の長手方向とは略垂直な方向にアーチ状のパイプルーフを形成する工程（ａ）と、
前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程（ｂ）と、
前記鋼管同士の間に圧縮力伝達部材を打設して前記鋼管同士を一体化する工程（ｃ）と、
前記パイプルーフ下部に地下構造物を構築する工程（ｄ）と、
を具備することを特徴とする地下構造物の施工方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）において打設される前記鋼管には、隣り合う鋼管方向に張り出した土砂除去部区画部材が前記鋼管の長手方向に沿って接合されており、
前記工程（ｂ）において、前記鋼管同士の間の前記土砂除去部区画部材の下方の土砂を除去することを特徴とする請求項１記載の地下構造物の施工方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）の前に、前記パイプルーフから、少なくとも前記パイプルーフの上方の地盤を改良する工程（ｅ）をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の地下構造物の施工方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、
前記工程（ｂ）から前記工程（ｃ）を繰り返すことで、前記パイプルーフの全長に渡って一体化することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、前記パイプルーフで囲まれた前記パイプルーフの下方領域を前記パイプルーフの軸方向に所定長さ掘削し、前記鋼管同士の間の土砂を除去する工程であり、
前記工程（ｃ）の前に、前記工程（ｂ）で掘削された領域において前記パイプルーフの下部に仮支保工を設置し、
前記工程（ｄ）において前記仮支保工を撤去しつつ、前記地下構造物に対応する深さまで前記パイプルーフ下方を掘削することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項６】
打設される前記鋼管の外周の、前記鋼管同士の間に位置する部位には、圧縮力伝達部材保持部材が長手方向に接合されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、前記土砂除去部区画部材の内面に断熱材を設置後に圧縮力伝達部材を打設することを特徴とする請求項３から請求項６のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項８】
前記工程（ｅ）は、凍結管によって地盤を凍結止水する工程であり、前記工程（ｃ）の際、防凍材が混ぜられた圧縮力伝達部材を打設することを特徴とする請求項３から請求項７のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間にくさび部材またはプレートジャッキを挿入し、前記パイプルーフのアーチ方向に圧縮力を付与する工程（ｆ）をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ）の後、前記鋼管同士の間には、座屈防止材を鋼板で挟み込んだ連結部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の地下構造物の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２６１０６（Ｐ２０１２−２６１０６Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６３６０８（Ｐ２０１０−１６３６０８）
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２１日（２０１０．７．２１）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]