地山の安定化方法、地山の安定化構造、充填材、地山に空間を形成する方法、推進工法を用いたトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、掘進機によるトンネルの構築方法及びこの方法により構築されたトンネル、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸
【課題】地地山内に空間又は空隙を形成する際に地山を保持して安定化することが可能な地山の安定化方法及び安定化構造、並びにそれに用いる充填材を提供する。
【解決手段】シールド機１や推進機２等の削孔機による孔の削孔により地山１３内に形成された空隙部９に地山１３内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材１１を流動状態で充填し、該充填材が冷却されて固体状態になって地山１３を保持し、地山１３の崩落を防止する。
【解決手段】シールド機１や推進機２等の削孔機による孔の削孔により地山１３内に形成された空隙部９に地山１３内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材１１を流動状態で充填し、該充填材が冷却されて固体状態になって地山１３を保持し、地山１３の崩落を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山内に空間又は空隙を構築する際の地山の安定化方法及び安定化構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シールド工法や推進工法にてトンネルを掘削する際には、シールド機や推進機等の削孔機と地山との間に、掘進時に地山との摩擦を低減する滑材としての性能や所定の時間経過後に所定の強度を発現して地山を保持する裏込め材としての性能を有する充填材を充填される。
【０００３】
この充填材として、例えば、特許文献１には、水とセメント等の硬化材とナフタレンスルホン酸系減水剤とからなるＡ液と、水とセメント等の硬化材とポリマー樹脂等の高分子化合物とからなるＢ液とを空隙部近傍で混合した充填材が開示されている。この充填材は、ナフタレンスルホン酸系減水剤とポリマー樹脂とが混合すると凝集を引き起こして高粘性になる性質を利用して、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中は滑材としての性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して裏込め材としての性能を発現するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、水とセメントと多糖類と珪酸ナトリウムと親水性潤滑剤とを含む懸濁液に、カルボン酸系遅延硬化剤を添加した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中（例えば、１ヶ月程度）はゲル化状態を呈して滑材としての性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して裏込め材としての性能を発現するものである。ゲル化状態で滑材としての性能を保持する期間は、カルボン酸系遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【０００５】
また、特許文献３には、高吸水性樹脂と、ベントナイトと、セメントと、遅延硬化剤とを混合した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中（例えば、１〜４週間程度）は流動状態で推進機と地山との摩擦を低減する性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して地山を保持する性能を発現するものである。削孔機と地山との摩擦を低減する性能を維持する期間は、遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【０００６】
また、特許文献４には、吸水性樹脂と、ベントナイトと、珪酸ソーダと、泥土とを混合した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の停止時に、チャンバー内に充填されて切羽を保持する性能を有し、再び削孔機が掘進する際には、充填材の粘性を低下するための解ゲル剤を注入して充填材を流動状態にして、吸引撤去されるものである。この充填材は、地山の地質に応じて水、泥土の添加量を変更して粘度を調整しながら用いられ、例えば、不透水性土層の場合には１０００ｃＰ程度、砂礫層の場合には５０００ｃＰ以上となるように調整して用いるものである。
【特許文献１】特開２００６−９６６５０号公報
【特許文献２】特開平７−３３１２３４号公報
【特許文献３】特開平７−８２９８３号公報
【特許文献４】特開２００５−２２０５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の充填材では、次のような問題点があった。（１）約１ヶ月程度は滑材としての性能を維持するために流動状態で地山を保持する性能を有していないので、推進施工中は地山が崩落する可能性がある。（２）充填された充填材が地下水に希釈されてしまい剤料の配合割合が変化し、滑材としての性能や裏込め材としての性能が低下してしまう可能性がある。（３）充填後にトラブル等で推進機が長期間停止すると、充填材には遅延硬化材が添加されているために、充填材が硬化して充填材と推進管とが一体化してしまい、推進機が推進できなくなる可能性がある。（４）推進施工中の充填材は地山を保持する性能を有していないので、線路、道路、ビル等の重要構造物の直下や低土被り区間等の数ｍｍの沈下をも許容されない厳しい条件下では、安全面から推進工法を適用することができない。
【０００８】
また、特許文献４に記載の充填材では、次のような問題点があった。（１）ゲル状態で変形可能であるために、上記（１）と同様に、地山を保持する性能を有していない。（２）地山の地質に応じて水、泥土の添加量を変更するとともに、調合された充填材の粘度を管理しなければならず、手間がかかる。（３）水、泥土の添加量の調整は困難であり、現場経験の豊富な人間しかできず、現場経験の少ない人間が添加量の調整をすることができない。（４）強い粘度を有しており、チャンバー内に残ると圧力計等の装置類に悪影響をおよぼすので、掘進を再開する場合にはすべての充填材をチャンバー内から完全に排出しなければならず、掘進を開始するまでに時間がかかる。（５）チャンバーから排出された充填材は地上で回収され、水分と樹脂分とに分離するために、分離装置等が必要となり、削孔機の設備投資が高くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地山内に空間又は空隙を形成する際に地山を保持して安定化することが可能な地山の安定化方法及び安定化構造、並びにそれに用いる充填材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の地山の安定化方法は、地山内に形成された空間又は空隙に充填材を充填して該地山を保持する地山の安定化方法において、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記空間又は前記空隙に流動状態で注入し、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持することを特徴とする（第１の発明）。
本発明による地山の安定化方法によれば、地山内の通常温度では固体状態となる充填材を地山内に形成された空間又は空隙に充填するため、固体状態の充填材は空間又は空隙から流出することが無く、地山を保持することが可能となる。したがって、地山の崩落を防止できるので、地表面が沈下することが無い。
【００１１】
第２の発明の地山の安定化方法は、シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填し、該充填材が冷却されて固体状態になり地山を保持することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材をシールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填するために、固体状態の充填材は空隙部から流出することが無く、シールド機を長時間停止させても地山を確実に保持し、地山の空隙部での崩落を防止することが可能となる。
【００１２】
第３の発明の地山の安定化方法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管路を構築する推進工法によりトンネルを掘削する際に地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填する充填工程と、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持する保持工程とを備えることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、推進工法にてトンネルを掘削する場合には、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材を推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填するため、固体状態の充填材は空隙部から流出することが無く、推進機を通過させても地山を確実に保持し、地山の空隙部での崩落を防止することが可能となる。
【００１３】
第４の発明の地山の安定化方法は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填し、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材を切羽と掘進機の隔壁との間に充填するために、固体状態の充填材は切羽と隔壁との間から流出することが無く、掘進機を長時間停止させても切羽を確実に保持し、切羽の崩落を防止することが可能となる。
【００１４】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記固体状態となった充填材で前記地山を保持した後、前記充填材を加熱して流動状態とすることにより固体状態での前記地山の保持を終えることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材は地山を一時的に保持し、恒久的にコンクリート等で地山を保持する際には容易に除去が可能なので、効率的に地山内に空間又は空隙を形成することが可能となる。
【００１５】
第６の発明は、第２の発明において、前記シールド機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、シールド機の推進時に充填材は流動状態であるために、シールド機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１６】
第７の発明は、第３の発明において、前記推進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、推進機の推進時に充填材は流動状態であるために、推進機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１７】
第８の発明は、第４の発明において、前記掘進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、掘進機の推進時に充填材は流動状態であるために、掘進機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１８】
第９の発明は、第２〜８のいずれかの発明において、地山の変状が許されない線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、前記トンネルの削孔により地山の変状に影響を与えるトンネル区間でのみ前記充填材を充填して地山を安定化することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、トンネルの削孔により地山の変状を与えるトンネル区間のみに、地山内の通常温度では固体状態となる充填材を空間に充填するため、高価な充填材の材料費を低減することが可能となる。
【００１９】
第１０の発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材として、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを単体で使用するため、従来の充填材のように複数の材料を混合する必要が無く、充填材の作成に手間がかからない。また、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルは、すべて生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。
【００２０】
第１１の発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルは、すべて生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。また、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルが水と空気に分解して消失した場合にも、砂、スラグ、粘土等の粉粒体は地山と隔壁との間に存在するために、長期間にわたって地山を確実に保持することが可能となる。さらに、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と砂、スラグ、粘土等の粉粒体とを混合することにより、高価な高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステル等を含む添加材の量を少なくすることができるために、充填材の材料費を低減することが可能となる。
【００２１】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記充填材は、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように、前記添加材と前記粉粒体とを混合したものであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材を地山の間隙率と同等となるように充填材に混合すると、粉粒体は充填材中に地山の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するこれらの添加材が時間の経過により消失した場合にも、この粉粒体により地山と同程度の圧縮強度を有し、地山を保持することが可能となる。
【００２２】
第１３の発明は、第１０又は１１の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコールはラウリルアルコールであり、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【００２３】
第１４の発明は、第１０又は１１の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級脂肪酸はラウリン酸であり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【００２４】
第１５の発明は、第１０又は１１の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、脂肪酸エステルはステアリン酸エステルであり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【００２５】
第１６の発明は、第１〜１５のいずれかの発明において、前記充填材は、加熱装置にて前記所定の温度以上に加熱されることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材を加熱するための加熱装置を備えるために、充填材を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、加熱装置を設置することにより、充填材を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材を流動状態にすることが可能となる。
【００２６】
第１７の発明は、第１〜１６のいずれかの発明において、前記充填材は、冷却装置にて前記所定の温度以下に冷却されることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材を冷却するための冷却装置を備えるために、充填材を冷却して固体状態にすることが可能となる。また、冷却装置を設置することにより、充填材を効率的に冷却することができるために、短時間で充填材を固体状態にすることが可能となる。
【００２７】
第１８の発明の充填材は、地山に形成された空間又は空隙に充填されることにより、該地山を保持して安定化するための充填材であって、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００２８】
第１９の発明の充填材は、シールド機によるトンネルの余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削された地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００２９】
第２０の発明の充填材は、推進工法でトンネルを掘削する際の推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削される際の地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００３０】
第２１の発明の充填材は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの切羽と該掘進機の隔壁との間に充填されて、地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００３１】
第２２の発明は、第１８〜２１のいずれかの発明において、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００３２】
第２３の発明は、第１８〜２１のいずれかの発明において、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように混合したものであることを特徴とする。
【００３３】
第２４の発明の地山の安定化構造は、空間又は空隙が形成された地山を保持して安定化するための地山の安定化構造であって、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記空間又は前記空隙に充填されてなることを特徴とする。
【００３４】
第２５の発明の地山の安定化構造は、シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする。
【００３５】
第２６の発明の地山の安定化構造は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法によりトンネルが掘削される際の地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする。
【００３６】
第２７の発明の地山の安定化構造は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記切羽と前記掘進機の隔壁との間に充填されてなることを特徴とする。
【００３７】
第２８の発明の推進工法を用いたトンネルの構築方法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法を用いたトンネルの構築方法において、前記推進機の停止時は、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、前記推進機の掘進再開時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００３８】
第２９の発明のトンネルは、第２８の発明の推進工法を用いたトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とする。
【００３９】
第３０の発明の掘進機によるトンネルの構築方法は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機によるトンネルの構築方法において、前記掘進機の停止時には、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持し、前記掘進機の掘進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００４０】
第３１の発明のトンネルは、第３０の発明の掘進機によるトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とする。
【００４１】
第３２の発明の地山に空間を形成する方法は、地山に空間を形成する方法において、前記空間の形成時は、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、前記空間の形成再開時は、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００４２】
第３３の発明の地山に空間を形成する方法は、地山に空間を形成する方法において、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を筒状の中空管に充填し、前記中空管を前記地山内に挿入し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記流動状態の前記充填材を前記中空管から排出することを特徴とする。
【００４３】
第３４の発明は、第３２又は３３の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００４４】
第３５の発明は、第３２又は３３の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
【００４５】
第３６の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法は、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、前記地山内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、前記中空管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする。
【００４６】
第３７の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法は、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、掘削水を送水するための送水管を挿入して二重管を構成し、前記中空管の内周と前記送水管の外周との間に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、前記二重管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする。
【００４７】
第３８の発明は、第３６又は３７の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００４８】
第３９の発明は、第３６又は３７の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
【００４９】
第４０の発明は、第３８又は３９の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
【００５０】
第４１の発明は、第３８又は３９の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
【００５１】
第４２の発明は、第３８又は３９の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
【００５２】
第４３の発明の充填材は、被圧地下水を排水する水抜き用井戸を構築するための孔を既設の地中構造物内から削孔する際に、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に充填されて前記被圧地下水の噴出を防止するための充填材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００５３】
第４４の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸は、被圧地下水を排水するために既設の地中構造物内から地山内に構築された水抜き用井戸であって、地山内に設置された集水用開口を有する中空管と、前記中空管内に充填され、通水可能な空隙部を有するフィルター材と、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる性質を有し、前記空隙部に充填された充填材とから構成され、前記充填材が前記所定の温度以上に加熱されて流動状態になると、前記流動状態の前記充填材が前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧にて前記中空管から排出されるとともに、前記被圧地下水が前記空隙部を通過して排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の地山の安定化方法及び安定化構造、並びに充填材を用いることにより、地山に空間又は空隙を形成する際に地山を保持して安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明に係る地山の安定化方法及び安定化構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
本発明の第一〜第三実施形態においては、線路の下方をシールド機１にて掘削する場合について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１にて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図で、図２は、図１のＡ−Ａ’矢視図である。なお、以下の図において、本発明の説明に不要な部分の図示は省略している。
【００５６】
図１及び図２に示すように、シールド機１で地山１３内にトンネル７を削孔する。このシールド機１の余堀掘削によるシールド機１の外周面と地山１３との間の空隙部（請求項１の空間又は空隙に相当）９に充填材１１が充填されている。
【００５７】
充填材１１は、高級アルコールのラウリルアルコール（例えば、カルコール２０９８（製品名、カルコール：登録商標、花王株式会社製））を含む添加材と砂や粘土を含む粉粒体とからなり、充填材１１に占めるラウリルアルコールを含む添加材の体積割合が地山１３の間隙率（例えば、一般的な砂層の場合約３０〜６０％程度）と同程度になるように混合する。ただし、この体積割合では充填材１１の流動状態での流動性が低くなり空隙部９への充填作業が困難となる場合には、ラウリルアルコールの体積割合を充填作業が可能となる程度に多くしてもよい。
【００５８】
そして、トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固化しており、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材１１は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００５９】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点（本実施形態においては、カルコール２０９８の融点である２３．５℃〜２６．５℃）以上になるとラウリルアルコールが液化するために、充填材１１は流動状態となる。このため、充填材１１はシールド機１内にて上記融点以上で保温され、流動状態で空隙部９に充填される。
【００６０】
次に、本発明の充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。本実施形態においては、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を長時間停止する場合について説明する。なお、シールド機１の停止期間はこれに限定されるものではなく、例えば、お正月休み等の長期間停止させる場合にも本発明を適用することが可能である。
【００６１】
図３は、本実施形態に係るシールド機１の側断面図である。図３に示すように、シールド機１は、地中を掘削するためのカッター１５を備えたフード部１７と、カッター１５の駆動装置１９、このカッター１５により掘削された土砂を排出するための排土機構（図示しない）、及びシールド機１を前進させるための複数のシールドジャッキ２１を備えたガーダ部２３と、シールドジャッキ２１によりガーダ部２３と連結され、セグメント３４を組み立てるためのエレクタ２５を備えたテール部２７とから構成されている。
【００６２】
ガーダ部２３及びテール部２７は、シールド機１内部から空隙部９に充填材１１を注入するための注入孔２９と、一端が各注入孔２９にそれぞれ接続される注入管３１と、これらの注入管３１の他端に接続され、各注入管３１及び各注入孔２９を介して空隙部９に充填材１１を供給する注入装置３３ａと、各注入孔２９付近に設けられ、空隙部９内の圧力を測定する圧力計（図示しない）とを備える。注入孔２９はガーダ部２３及びテール部２７のそれぞれについて上下左右の４箇所に設けられる。
【００６３】
注入装置３３ａは、充填材１１を貯留するための温度調節器付きタンク３７と、充填材１１を温度調節器付きタンク３７から注入管３１へ送給するための充填材用注入ポンプ３９とを備えている。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
各注入管３１には開閉バルブ３５が接続されており、各開閉バルブ３５の開閉によりすべての注入孔２９から充填材１１を同時に注入したり、各注入孔２９からそれぞれ注入したりすることができる。
【００６４】
また、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面には加熱装置である電熱線４１が設けられている。電熱線４１は、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面に環状に貼付されており（図２）、電熱線４１に通電することにより、シールド機１の外殻全体が温められる。
【００６５】
図４は、本実施形態に係るシールド機１にて線路３の下方を掘削した状態を示すトンネル７の側断面図である。
【００６６】
上記のように構成したシールド機１にてトンネル７を掘削すると、図４に示すように、カッター１５による掘削径はシールド機１の径よりもやや大きいために、シールド機１の外周面と地山１３との間にカッター１５の余堀掘削による空隙部９が生じる。長時間にわたり掘削作業を停止する場合に、この空隙部９を放置するとシールド機１周辺の地山１３が緩み、地山１３が空隙部９で崩落する可能性があるために、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００６７】
図５は、本実施形態に係る空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。図５に示すように、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入する。充填材１１を注入する際は、注入圧を圧力計にて常時監視し、充填材用注入ポンプ３９にて圧力を調整する。ガーダ部２３及びテール部２７に設けられた注入孔２９からそれぞれ充填材１１が空隙部９に注入されるために、シールド機１の全外周にわたって良好に充填材１１の注入が行われる。
【００６８】
充填材１１を注入する際は、注入圧が土被り圧よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【００６９】
空隙部９に充填された充填材１１は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることによりラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、空隙部９から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
そして、最終電車が終了して、再び夜中に作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、シールド機１を介して充填材１１を加熱する。
【００７０】
図６は、本実施形態に係るシールド機１を介して充填材１１を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、シールド機１の外周面近傍を拡大したものである。図６に示すように、シールド機１の内周面に設けられた電熱線４１でシールド機１を介して充填材１１を加熱すると、シールド機１の外周面に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態になったらカッター１５を回転させて掘進を開始する。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態であるために、シールド機１の外周面と充填材１１との間に生じる摩擦抵抗が小さく、シールド機１はスムーズに推進する。シールド機１を推進させるためには、すべての充填材１１を流動化する必要は無く、少なくともシールド機１の外周面と接する部分のみを流動化させればよい。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。また、シールド機１の推進時に充填材１１は流動状態であるために、充填材１１とシールド機１の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材１１を空隙部９へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【００７２】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、充填材１１はラウリルアルコールと砂とからなり、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に負荷をかけない。さらに、ラウリルアルコールを地山１３の間隙率と同程度となるように充填材１１に混合すると、砂は充填材１１中に地山１３の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂により地山１３と同程度の圧縮強度を有し、地山１３を保持することが可能となる。そして、ラウリルアルコール及び砂は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールと砂とを混合することにより、ラウリルアルコールの量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【００７３】
さらに、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１は充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して液化することが可能となる。また、シールド機１の内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を液化することが可能となる。さらに、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して液化するための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【００７４】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００７５】
第二実施形態におけるシールド機１は加熱装置と冷却装置とを備えたものである。
図７は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１の側断面図である。図７に示すように、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面に環状に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、シールド機１の内周面に接するシールド機１側端面を加熱又は冷却するものである。
【００７６】
上記のように構成したシールド機１にてトンネル７を掘削し、一日の掘進作業が終了して次の掘進作業開始まで、第一実施形態と同様に、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００７７】
流動状態の充填材１１を空隙部９に充填し、ペルチェ素子４３のシールド機１側端面を冷却するように通電し、シールド機１本体を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３を保持する。
【００７８】
次の掘進作業の開始時は、これに先だってシールド機１側端面を加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、シールド機１を介して充填材１１を加熱する。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１は充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材１１を容易に液化及び固化することが可能となる。そして、シールド機１の内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【００８１】
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。第三実施形態における充填材４５は、高級脂肪酸のラウリン酸からなるものである。
【００８２】
図８は、本発明の第三実施形態に係る空隙部９に充填材４５を充填した状態を示す側断面図である。第一及び第二実施形態と同様に、シールド機１の余堀掘削によって生じた空隙部９に高級脂肪酸のラウリン酸（例えば、ルナックＬ−７０（製品名、ルナック：登録商標、花王株式会社製））を含む添加材と砂や粘土を含む粉粒体とからなる充填材４５を充填する。
【００８３】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリン酸は固化しており、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材４５は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００８４】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリン酸の融点（本実施形態においては、ルナックＬ−７０の融点である３２℃〜３６℃）以上になるとラウリン酸が液化するために、充填材４５は流動状態となる。このため、充填材４５はシールド機１内にて上記融点以上で保温され、流動状態で空隙部９に充填される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材４５をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、ラウリン酸は生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に負荷をかけない。そして、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【００８７】
次に、本発明の第四〜第六の実施形態について説明する。
本発明の第四〜第六実施形態においては、線路３の下方を推進工法にて掘削する場合について説明する。
【００８８】
図９は、本発明の第四実施形態に係る推進機２ａにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図で、図１０は、図９のＢ−Ｂ’矢視図である。
図９及び図１０に示すように、推進機２ａの余堀掘削によって推進機２ａ及び推進管１６ａと地山１３との間に生じた空隙部９に充填材１１が充填されている。
【００８９】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材１１は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００９０】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した各実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を停止する場合について説明する。
【００９１】
図１１は、本実施形態に係る推進設備４の概略全体図である。図１１に示すように、トンネル７は、発進立坑５内に設けた推進ジャッキ６により推進機２ａを押圧して地山１３を掘進させつつ、この推進機２ａの後部に推進管１６ａを順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法により掘削される。
【００９２】
推進機２ａは、切羽対向面に回転するとともに地山１３を掘削するカッター１５と、掘削土砂に一定の圧力を与えてこれを保持するための隔壁１８と、泥水をチャンバー２２内に送給するための泥水管３６と、掘削土砂をチャンバー２２内から排出するための排泥管４２と、チャンバー２２内の掘削土砂を撹拌、混練するためのアジテータ２８ａと、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【００９３】
推進管１６ａは、推進管１６ａ内部から空隙部９に充填材１１を注入するための注入孔２９と、注入孔２９付近に設けられ、空隙部９内の圧力を測定する圧力計（図示しない）と、加熱装置である電熱線４１とを備える。注入孔２９は推進管１６ａの上方部に複数設けられている。また、電熱線４１は、推進管１６ａの内周面に環状に貼付されており（図１０参照）、電熱線４１に通電することにより、推進管１６ａの外殻全体が温められる。
【００９４】
一方、地上には、充填材１１を製造・供給するための注入装置３３ｂが設けられている。注入装置３３ｂは、ラウリルアルコールを含む添加材と粉粒体とを混合して貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付きタンク３７と、この充填材１１を空隙部９に送給するための充填材用注入ポンプ３９と、充填材用注入ポンプ３９と注入孔２９とを接続する注入管３１とから構成される。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【００９５】
図１２は、本実施形態に係る推進機２ａにて地山１３を掘削した状態を示すトンネル７の側断面図で、図１３は、本実施形態に係る空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図１２に示すように、上記のように構成した推進機２ａにてトンネル７を掘削すると、カッター１５による掘削径は推進機２ａの径よりもやや大きいために、推進機２ａの外周面と地山１３との間にカッター１５の余堀掘削による空隙部９が生じる。この空隙部９を放置すると推進機２ａ周辺の地山１３が緩み、地山１３が空隙部９で崩落する可能性があるために、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００９６】
温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて注入管３１及び注入孔２９を介して供給し、図１３に示すように、空隙部９に注入する。複数の注入孔２９からそれぞれ充填材１１が空隙部９に注入されるために、推進機２ａ及び推進管１６ａの全外周にわたって良好に充填材１１の注入が行われる。
【００９７】
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【００９８】
空隙部９内に充填された充填材１１は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることによりラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、空隙部９から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【００９９】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管１６ａを地山１３に埋設された推進管１６ａの後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、推進管１６ａを介して充填材１１を加熱する。
【０１００】
図１４は、本実施形態に係る推進管１６ａを介して充填材１１を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ａの外周面近傍を拡大したものである。
図１４に示すように、推進管１６ａの内周面に設けられた電熱線４１で推進管１６ａを介して充填材１１を加熱すると、推進管１６ａの外周面に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態になったらカッター１５を回転させるとともに推進機２ａを押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態であるために、推進管１６ａの外周面と充填材１１との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管１６ａはスムーズに推進する。推進管１６ａを推進させるためには、すべての充填材１１を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管１６ａの外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線４１による加熱を停止する。
【０１０１】
図１５は、本実施形態に係る推進時おける空隙部９の充填材１１の状態を示す図である。図１５に示すように、電熱線４１による加熱を停止すると充填材１１は固体状態になるものの、推進機２ａは推進しているので、充填材１１は、推進管１６ａの外周面に固着して推進管１６ａとともに推進する部分１１ａと地山１３に固着して推進管１６ａが推進しても動かない部分１１ｂとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、充填材１１同士が接触しているだけなので、摩擦抵抗は小さく、推進管１６ａはスムーズに推進することができる。
【０１０２】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された空隙部９に充填材１１を充填して地山１３を保持する。再び推進機２ａを推進させる際には、新たに充填材１１を充填した空隙部９に位置する推進管１６ａのみを電熱線４１で加熱して推進管１６ａの外周面に接する部分の充填材１１を流動状態にする。以前に充填した空隙部９には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に充填した空隙部９を加熱する必要は無い。したがって、本実施形態においては、常に掘進機に接続された推進管１６ａのみを加熱して、新たに充填された充填材１１のみを流動状態にすればよい。
【０１０３】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ａを押圧することにより推進機２ａを掘進させ、この掘進により生じた空隙部９に充填材１１を充填し、推進管１６ａの後部に新たな推進管１６ａを継ぎ足し、新たに形成された空隙部９に充填した充填材１１を流動状態にして、再び推進機２ａを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図１６、図１７に示すように、トンネル７を掘削する。
【０１０４】
そして、推進機２ａが図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管１６ａが埋設された後に推進機２ａ及び推進ジャッキ６を撤去すると工事が完了する。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３、道路、ビル等の重要構造物の下方を推進工法にてトンネル７を掘削する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１を推進機２ａの余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、推進機２ａを通過させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。また、推進機２ａの推進時に充填材１１は流動状態であるために、充填材１１と推進機２ａの外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材１１を空隙部９へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１０６】
また、充填材１１はラウリルアルコールを含む添加材と砂や粘土とを含み、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。さらに、ラウリルアルコールを含む添加材を地山１３の間隙率と同程度となるように充填材１１に混合すると、砂や粘土は充填材１１中に地山１３の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂や粘土により地山１３と同程度の圧縮強度を有し、地山１３を保持することが可能となる。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールを含む添加材と砂や粘土とを混合することにより、ラウリルアルコールを含む添加材の量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１０７】
さらに、推進管１６ａは充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管１６ａの内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を流動状態にすることが可能となる。さらに、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１０８】
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。主に、充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。
本発明の第五実施形態は、掘削するトンネル７から線路３までの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間の空隙部９には充填材１１を充填する、一方、掘削するトンネル７から線路３までの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間の空隙部９には滑材１２を充填するものである。つまり、地表面沈下等の地山１３の変状が許されない線路３の存在する位置にトンネル７の掘削により地山１３の変状の影響を与えるトンネル区間にのみ充填材１１を充填するものである。
【０１０９】
図１８は、本発明の第五実施形態に係る推進設備３２の概略全体図である。図１８に示すように、地上には充填材１１及び滑材１２を製造・供給するための注入装置３３ｃが設けられている。注入装置３３ｃは、温度調節器付きタンク３７と、充填材用注入ポンプ３９と、滑材１２を製造及び貯留するための滑材用タンク３８と、この滑材１２を空隙部９に送給するための滑材用注入ポンプ４０と、一端は注入孔２９に、他端は分配されて各注入ポンプ３８、４０に接続される注入管３１とから構成される。注入管３１には開閉バルブ３５が接続されており、開閉バルブ３５の開閉により充填材１１又は滑材１２の注入を切り替えることができる。ただし、充填材１１を注入するための注入管と滑材１２を注入するための注入管とを別系統として設け、充填材１１及び滑材１２をそれぞれ別の注入管で注入してもよい。
推進機２ａにてトンネル７を掘削すると、第四実施形態と同様に、空隙部９が形成される。
【０１１０】
図１９は、本実施形態に係る線路３からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部９に滑材１２を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図１９に示すように、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には、滑材１２を充填する。
【０１１１】
滑材１２は、滑材用注入ポンプ４０で注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入される。複数の注入孔２９からそれぞれ滑材１２が空隙部９に注入されるために、推進機２ａの全外周にわたって良好に滑材１２の注入が行われる。
滑材１２を注入する際は、第四実施形態の充填材１１を充填する際と同様に、注入圧及び地盤沈下計等を用いて地山１３の変形を防止する。
トンネル７を掘削しても、線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎにおいて、掘進及び滑材１２の充填を繰り返し、トンネル７を構築する。
【０１１２】
図２０は、本実施形態に係る線路３直下付近のトンネル区間Ｌの空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図２０に示すように、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填する。なお、本実施形態においては、沈下等の悪影響を線路３におよぼす区間として、線路３直下付近としたが、これに限定されるものではなく、線路３に悪影響をおよぼす区間及びおよぼさない区間は設計時の解析等により予め設定され、各現場条件により適宜設定される。
【０１１３】
例えば、線路３直下付近の空隙部９には、滑材１２の充填を中止し、第四実施形態と同様に、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入する。空隙部９内に充填された充填材１１は、直ちに固体状態となり、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
【０１１４】
そして、掘進作業の開始時は、新たに充填材１１を充填した空隙部９に位置する推進管１６ａのみを電熱線４１で加熱して、推進管１６ａの外周面に接する部分の充填材１１を流動化させて、推進機２ａ及び推進管１６ａを推進させる。
【０１１５】
それから、掘進及び充填材１１の充填を繰り返し、線路３に悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎになると、図２１に示すように、空隙部９への充填を充填材１１から滑材１２に変更し、上述した滑材１２の注入方法で再び滑材１２の充填を行うとともに、掘進を行う。
【０１１６】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ａを押圧することにより推進機２ａを掘進させ、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填し、一方、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には滑材１２を充填し、それから、推進管１６ａの後部に新たな推進管１６ａを継ぎ足し、空隙部９に充填した充填材１１が存在する場合はこの充填材１１を流動状態にして、再び推進機２ａを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを推進機２ａが到達立坑に到達するまで複数回繰り返して、所定の地中管路を構築する。
【０１１７】
そして、推進機２ａが図示しない到達立坑に到達したら、推進管１６ａの外周に裏込め材としてモルタルを注入し、空隙部９に充填されている滑材１２と置換して推進管１６ａを地山１３に固定すれば、工事が完了する。
【０１１８】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填する、一方、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には滑材１２を充填するために、高価な充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１１９】
なお、上述した第四及び第五実施形態においては、注入装置３３ｂ、３３ｃを地上に設置する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、トンネル７内に設置してもよい。
【０１２０】
また、上述した第四及び第五実施形態においては、推進機２ａの推進再開時に、新たに形成された空隙部９に充填された充填材１１のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管１６ａに電熱線４１を取り付けて、空隙部９に充填されたすべての充填材１１を加熱して流動状態にしてもよい。
【０１２１】
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。第六実施形態における推進管１６ａは加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【０１２２】
図２２は、本発明の第六実施形態に係る推進管１６ａの側断面図である。図２２に示すように、推進管１６ａの内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、推進管１６ａの内周面に環状に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、推進管１６ａの内周面に接する推進管１６ａ側端面を加熱又は冷却するものである。
【０１２３】
第四及び第五実施形態と同様に、推進機２ａにてトンネル７を掘削し、空隙部９に充填材１１を充填する。
充填材１１を充填後、ペルチェ素子４３の推進管１６ａ側端面を冷却するように通電し、推進管１６ａ本体を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３を保持する。
【０１２４】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって推進管１６ａ側端面を加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、推進管１６ａを介して充填材１１を加熱する。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１を空隙部９に充填するために、推進機２ａを推進させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【０１２６】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、推進機２ａ及び推進管１６ａは充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材１１を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進機２ａ及び推進管１６ａの内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１２７】
なお、上述した各実施形態において、直線状にトンネル７を掘削する際の空隙部９に充填材１１や充填材４５を充填する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、進行方向に対して上下方向又は左右方向に曲線状に推進する際に、それぞれ縦方向又は横方向に大きく余堀掘削を行う場合にも適用することが可能である。
【０１２８】
次に、本発明の第七及び第八の実施形態について説明する。
本発明の第七及び第八実施形態においては、線路３の下方に地下構造物を構築する際に使用される推進工法の一つであるパイプルーフ工法でオーガータイプの掘進機を用いて地山１３を掘削する場合について説明するが、この工法及び掘進機に限定されるものではなく、推進工法全般に適用可能であり、また、この推進工法に用いられる一般的な掘進機に適用可能である。
【０１２９】
図２３は、本発明の第七実施形態に係る推進機２ｂにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図であり、図２４は、図２３のＣ−Ｃ’矢視図である。
図２３及び図２４に示すように、推進機２ｂの進入によって、地山１３内にトンネル７が形成される。この推進機２ｂの進入によって緩んだ地山１３の土粒子間の間隙（請求項１の空間又は空隙に相当）４４に充填材３０が充填されている。本実施形態においては、充填材３０は、ラウリルアルコール（例えば、カルコール２０９８）を含む添加材のみからなるものを用いた。
【０１３０】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８の融点は２３．５℃〜２６．５℃）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材３０は地山１３を保持し、地山１３の崩落を防止する。
【０１３１】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点以上になるとラウリルアルコールが液化するために、充填材３０は流動状態となる。そこで、充填材３０は上記融点以上で保温され、流動状態で間隙４４に充填される。
【０１３２】
次に、本実施形態に係る充填材３０の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した各実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を停止する場合について説明する。
【０１３３】
図２５は、本実施形態に係る推進設備４の概略全体図である。図２５に示すように、トンネル７は、発進立坑５内に設けた推進ジャッキ６により推進機２ｂを押圧して地山１３内を掘進させつつ、この推進機２ｂの後部に推進管１６ｂを順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法により掘削される。
【０１３４】
推進機２ｂは、切羽対向面に回転するとともに地山１３を掘削するカッター１５と、カッター１５で掘削した掘削土砂を後方へ排出するためのスクリュー４６と、これらの装置を内包するための筒状の推進管１６ｂとから構成される。
【０１３５】
推進管１６ｂは、間隙４４に充填材３０を注入するための注入孔２９と、一端が充填材用注入ポンプ３９（後述する）に、他端が注入孔２９に接続され、充填材３０を注入孔２９に送給するための注入管３１と、注入孔２９付近に設けられ、間隙４４内の圧力を測定する圧力計（図示しない）と、加熱装置である電熱線４１とを備える。注入孔２９は、推進管１６ｂの上方部及び下方部に複数設けられている。また、注入管３１は、掘削土砂の排出を妨げないように、推進管１６ｂ内に埋め込まれている。そして、電熱線４１は、推進管１６ｂの内周面に貼付されており（図２４参照）、電熱線４１に通電することにより、推進管１６ｂの外殻全体が温められる。
【０１３６】
一方、地上には、充填材３０を製造・供給するための注入装置３３ｄが設けられている。注入装置３３ｄは、充填材３０を貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付きタンク３７と、この充填材３０を注入管３１及び注入孔２９を介して間隙４４に供給するための充填材用注入ポンプ３９とから構成される。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材３０が流動状態に維持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【０１３７】
上記のように構成した推進機２ｂにてトンネル７を掘削するとともに、推進機２ｂを推進ジャッキ６の押圧にて推進させると、推進管１６ｂの周囲の地山１３が緩んで土粒子内に間隙４４が生じたり、従来より存在していた間隙４４が大きくなる。この間隙４４を放置すると地山１３の緩みが進行し、地山１３が崩落して地表面が沈下する可能性があるので、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、間隙４４に充填材３０を充填する。
【０１３８】
図２６は、間隙４４に充填材３０を充填した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ｂの外周面近傍を拡大したものである。
図２６に示すように、流動状態に保温された充填材３０を注入管３１から注入孔２９を介して間隙４４に注入する。このとき、複数の注入孔２９からそれぞれ充填材３０が間隙４４に注入されるために、推進管１６ｂの全外周にわたって良好に充填材３０の注入が行われる。
【０１３９】
充填材３０を注入する際は、注入圧が、予め設計等により決定された所定の圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地山沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材３０の注入量も同様に、地山沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０１４０】
間隙４４内に充填された充填材３０は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることにより固化して、固体状態となる。固体状態の充填材３０は、間隙４４から流出することが無く、また、地山１３と同等の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持することができる。
充填材３０が固体状態になったことを確認した後に、作業を中止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０１４１】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管１６ｂを地山１３に埋設された推進管１６ｂの後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱する。
【０１４２】
図２７は、充填材３０を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ｂの外周面近傍を拡大したものである。
図２７に示すように、推進管１６ｂの内周面に設けられた電熱線４１で、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱すると、推進管１６ｂの外周面に接する部分の充填材３０から次第に液化し、流動状態になる。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態になったらカッター１５を回転させるとともに推進機２ｂを押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態であるために、推進管１６ｂの外周面と充填材３０との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管１６ｂはスムーズに推進する。推進管１６ｂを推進させるためには、すべての充填材３０を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管１６ｂの外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線４１による加熱を停止する。
【０１４３】
図２８は、本実施形態における推進時の充填材３０の状態を示す図である。
図２８に示すように、電熱線４１による加熱を停止すると充填材３０の温度が低下して、やがて固体状態になるものの、推進機２ｂは推進しているので、充填材３０は、推進管１６ｂの外周面に固着して推進管とともに推進する部分１１ａと地山１３に固着して推進管１６ｂが推進しても動かない部分１１ｂとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、充填材３０同士の接触面であるため、摩擦抵抗は小さく、推進管１６ｂはスムーズに推進することができる。
【０１４４】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された間隙４４に充填材３０を充填して地山１３を保持する。再び推進機２ｂを推進させる際には、新たに充填材３０を充填した間隙４４に位置する推進管１６ｂのみを電熱線４１で加熱して推進管１６ｂの外周面に接する部分の充填材３０を流動状態にする。以前に充填した間隙４４には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に充填した間隙４４を加熱する必要は無い。
【０１４５】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ｂを押圧することにより推進機２ｂを掘進させ、この掘進により生じた間隙４４に充填材３０を充填し、推進管１６ｂの後部に新たな推進管１６ｂを継ぎ足し、新たに形成された間隙４４に充填した充填材３０を流動状態にして、再び推進機２ｂを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図２９、図３０に示すように、トンネル７を掘削する。
【０１４６】
そして、推進機２ｂが図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管１６ｂが埋設された後に推進機２ｂ及び推進ジャッキ６を撤去すると工事が完了する。
【０１４７】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３、道路、ビル等の重要構造物の下方をパイプルーフ工法にてトンネル７を掘削する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材３０を推進機２ｂの進入によって緩んだ地山１３の土粒子間の間隙４４に充填するために、地山１３が保持されて地山１３の崩落を防止する。したがって、推進機２ｂを通過させても、地表面の沈下を防止することが可能となる。また、推進機２ｂの推進時に充填材３０は流動状態であるために、充填材３０と推進管１６ｂの外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材３０を間隙４４へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１４８】
また、充填材３０のラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【０１４９】
さらに、推進管１６ｂは充填材３０を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材３０を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管１６ｂの内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材３０を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材３０を流動状態にすることが可能となる。さらに、充填材３０の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材３０を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１５０】
また、本実施形態においては、推進機２ｂの推進再開時に、新たに形成された間隙４４に充填された充填材３０のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管１６ｂに電熱線４１を取り付けて、間隙４４に充填されたすべての充填材３０を加熱して流動状態にしてもよい。
【０１５１】
次に、本発明の第八実施形態に係る充填材３０の充填方法について施工手順にしたがって説明する。第八実施形態における推進管１６ｂは加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【０１５２】
図３１は、本発明の第八実施形態に係る推進管１６ｂによる推進状態を示すトンネル７の側断面図である。図３１に示すように、推進管１６ｂの内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、推進管１６ｂの内周面に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、推進管１６ｂの内周面に接する接触面４３ｃを加熱又は冷却するものである。
【０１５３】
第七実施形態と同様に、推進機２ｂにてトンネル７を掘削し、間隙４４に充填材３０を充填する。
充填材３０を充填後、ペルチェ素子４３の接触面４３ｃを冷却するように通電し、推進管１６ｂ本体を介して充填材３０を冷却する。充填材３０は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３が保持される。
【０１５４】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって接触面４３ｃを加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱する。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１５５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材３０を間隙４４に充填するために、地山１３が保持されて地山１３の崩落を防止する。したがって、推進機２ｂを推進させても、地表面の沈下を防止することが可能となる。
【０１５６】
また、推進管１６ｂは充填材３０を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材３０を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進管１６ｂの内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材３０を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材３０を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１５７】
なお、上述した第七及び第八実施形態においては、添加材として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、上述した高級脂肪酸のラウリン酸、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよい。
【０１５８】
また、上述した第七及び第八実施形態においては、充填材３０としてラウリルアルコールを含む添加材のみからなるものを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、添加材に砂や粘土等の粉粒体を添加してもよい。
【０１５９】
なお、上述した各実施形態においては、注入孔２９は、ガーダ部２３及びテール部２７のそれぞれの上下左右の４箇所に、推進管１６ａの上方に、推進管１６ｂの上方及び下方にそれぞれ設けた場合について説明したが、この数及び設置位置に限定されるものではなく、トンネル７の断面規模に応じて注入孔２９の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【０１６０】
次に、本発明の第九〜第十二の実施形態について説明する。
本発明の第九〜第十二実施形態においては、線路３の下方をシールド機１にて掘削する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、シールド工法や推進工法により掘削されるトンネル全般に適用可能である。
【０１６１】
図３２は、本発明の第九実施形態に係る土圧式シールド機１ａにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図である。
図３２に示すように、土圧式シールド機１ａ前方の切羽４７とカッター１５の前面との間及びカッター１５の後面と隔壁１８との間（つまり、切羽４７と隔壁１８との間）に充填材１１が充填されている。
【０１６２】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の充填材１１は切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止する。
【０１６３】
また、充填材１１は土圧式シールド機１ａ内にて上記融点以上で保温され、流動状態で切羽４７と隔壁１８との間に充填される。
【０１６４】
図３３は、本実施形態に係る土圧式シールド機１ａの前部拡大図で、図３４は、図３３のＤ−Ｄ’部分を示す斜視図である。図３３及び図３４に示すように、土圧式シールド機１ａは、地山１３を掘削するためのカッター１５と、カッター１５を駆動するための駆動装置４９と、駆動装置４９の駆動力をカッター１５に伝達する回転軸２０と、掘削土砂に一定の圧力を与えてこれを保持するための隔壁１８と、掘削土砂を隔壁１８とカッター１５との間に形成されるチャンバー２２内から排出するための排土機構２４と、チャンバー２２内の掘削土砂や充填材１１を撹拌、混練するための撹拌装置２６と、掘削土砂と充填材１１との混練効果を高めるための固定翼８と、切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を供給する注入装置３３ａ（図３２参照）と、隔壁１８の前面に設けられ、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【０１６５】
カッター１５は、切羽４７とカッター１５の前面との間に充填材１１を注入するための複数の注入孔２９ａと、一端が各注入孔２９ａに接続され、他端が注入装置３３ａに接続される注入管３１ａとを備える。この注入管３１ａは、カッター１５本体内に設置され、回転軸２０内を挿通するように配設されている。
【０１６６】
隔壁１８は、チャンバー２２内に充填材１１を注入するための複数の注入孔２９ｂと、一端が各注入孔２９ｂに、他端が注入装置３３ａに接続される注入管３１ｂとを備える。
【０１６７】
注入装置３３ａ（図３２参照）は、充填材１１を貯留するための温度調節器付きタンク３７と、充填材１１を温度調節器付きタンク３７から注入管３１ａ、３１ｂへ送給するための充填材用注入ポンプ３９とを備えている。温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【０１６８】
カッター１５の回転軸２０の外周面には、チャンバー２２内に突出するようにアジテータ２８ｂが設けられており、このアジテータ２８ｂは、ガーダ部４８内に設置された駆動モータ（図示しない）により、カッター１５と独立して回転駆動される。
【０１６９】
撹拌装置２６は、土圧式シールド機１ａの中心軸と同心で、かつ異なる径の３つの円周上にそれぞれ周方向に所定の間隔で配置され、チャンバー２２内に突出するように、カッター１５の後面に複数台設けられている。
【０１７０】
固定翼８は、土圧式シールド機１ａの中心軸と同心で、かつ異なる径の３つの円周上にそれぞれ周方向に所定の間隔で配置され、チャンバー２２内に突出するように、隔壁１８の前面に複数台設けられている。
【０１７１】
また、カッター１５、アジテータ２８ｂ、撹拌装置２６、固定翼８、隔壁１８の内部には加熱装置である電熱線４１が埋め込まれており、電熱線４１に通電することにより、これらの部材を介して充填材１１が温められる。電熱線４１の発熱容量は、切羽４７と隔壁１８との間に充填された充填材１１を所定の時間内、例えば、１０分程度ですべて流動状態にすることができる程度に設定する。
【０１７２】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を長時間停止する場合について説明する。
【０１７３】
図３５は、本実施形態に係る土圧式シールド機１ａにて線路３の下方を掘削している状態を示すトンネル７の側断面図である。
図３５に示すように、上記のように構成した土圧式シールド機１ａのカッター１５を回転させて地山１３を掘削し、掘削により生じる掘削土砂をチャンバー２２内の下方の排土機構２４から排出するとともに、土圧式シールド機１ａ本体を推進させることによりトンネル７を掘削する。
【０１７４】
そして、１日の作業の終了時間近くになると長時間の掘進作業の停止に備えて、掘削を行いつつ、切羽４７を保持するための充填材１１を注入孔２９ａ、２９ｂから注入して、切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を充填する。
【０１７５】
図３６は、本実施形態に係る切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図３６に示すように、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入孔２９ａ、２９ｂから切羽４７と隔壁１８との間に注入する。
【０１７６】
充填材１１を注入するタイミングは、土圧式シールド機１ａの掘進速度、地山１３の地質、湧水量等により適宜変更されるが、例えば、掘削予定位置の手前５ｃｍにカッター１５の前面が位置するときに注入を開始する。
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、切羽４７の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０１７７】
充填材１１を注入しつつ、掘進作業を行うので、充填材１１は、カッター１５、撹拌装置２６、固定翼８、アジテータ２８ｂによりチャンバー２２内で掘削土砂に含まれる土砂、粘土等の粉粒体と十分に混合される。なお、シールド機１が掘削予定位置に到達しても、粉粒体と充填材１１との混合が十分でない場合は、混合のために、掘削を行わずにカッター１５、撹拌装置２６、アジテータ２８ｂを回転させてもよい。
【０１７８】
注入を開始してから充填材１１がチャンバー２２内に拡散されるのに十分な時間が経過した後、又は設計等により決定された所定量の充填材１１を注入したら、土圧式シールド機１ａを停止する。切羽４７と隔壁１８との間に充填された充填材１１は、切羽４７周囲の地山１３の温度、例えば、２０℃程度に冷却されることにより短時間でラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０１７９】
そして、夜になって最終電車が終了すると、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、土圧式シールド機１ａのカッター１５や隔壁１８等を介して充填材１１を加熱する。加熱を開始すると、カッター１５の前面及び後面、隔壁１８に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。そして、すべての充填材１１が流動状態になった後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１８０】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材１１は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、土圧式シールド機１ａを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、土圧式シールド機１ａの掘進時に充填材１１は温められることにより流動状態になるために、充填材１１と切羽面との摩擦抵抗が小さくなり、切羽４７を傷めることなくカッター１５を回転して掘進を再開することが可能となる。さらに、充填材１１を流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１８１】
また、充填材１１はラウリルアルコールと土砂や粘土とからなり、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコールは一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールと土砂や粘土とを混合することにより、ラウリルアルコールの量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１８２】
さらに、土圧式シールド機１ａは充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、カッター１５内部及び隔壁１８等に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を流動状態にすることが可能となる。そして、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１８３】
次に、本発明の第十の実施形態について説明する。本発明の第十実施形態においては、ラウリルアルコール（第九実施形態と同様にカルコール２０９８）を含む添加材のみからなる充填材３０を用いた。
【０１８４】
１日の作業の終了時間近くになると、掘削を行いつつ、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材３０を切羽４７と隔壁１８との間に注入する。注入された充填材３０は、カッター１５、撹拌装置２６、固定翼８、アジテータ２８ｂにより掘削土砂に含まれる土砂、粘度等の粉粒体と十分に混合される。
【０１８５】
そして、充填材３０が十分に粉粒体と混合したら、土圧式シールド機１ａを停止する。停止後に充填材３０は、切羽４７周囲の地山１３の温度、例えば、２０℃程度に冷却されることにより第九実施形態と同様に固体状態となる。固体状態の充填材３０は、切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
【０１８６】
そして、再び掘進作業を開始する際は、第九実施形態と同様に、電熱線４１に通電して充填材３０を加熱し、すべての充填材３０を流動状態にした後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１８７】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材３０を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材３０は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、土圧式シールド機１ａを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、充填材３０として、ラウリルアルコールを含む添加材のみを使用するため、従来の充填材のように複数の材料を混合する必要が無く、充填材３０の作成に手間がかからない。
【０１８８】
なお、上述した第九及び第十実施形態においては、電熱線４１をカッター１５、アジテータ２８ｂ、撹拌装置２６、固定翼８、隔壁１８の内部に設置する方法について説明したが、これらすべての箇所に電熱線４１を設置しなければならないものではなく、充填材１１や充填材３０を十分に加熱することができれば、これらの箇所の一部にのみ設置してもよく、また、取り付け位置についても上記に示していない場所に設置してもよい。
【０１８９】
次に、本発明の第十一の実施形態について説明する。第十一実施形態における土圧式シールド機１ｂは加熱装置と冷却装置とを備えたものである。
【０１９０】
図３７は、本発明の第十一実施形態に係る土圧式シールド機１ｂの側断面図である。図３７に示すように、カッター１５の内部及び隔壁１８の内側面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３ａ、４３ｂが設けられている。ペルチェ素子４３ａ、４３ｂは、カッター１５内及び隔壁１８の内側面にそれぞれ複数個取り付けられており、ペルチェ素子４３ａ、４３ｂに流れる電流の向きを変えることにより、充填材１１を加熱又は冷却するものである。
【０１９１】
上記のように構成した土圧式シールド機１ｂにてトンネル７を掘削し、１日の作業の終了時間近くになると、第九又は第十実施形態と同様に、掘削を行いつつ、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填する。
【０１９２】
充填材１１を充填した後にペルチェ素子４３ａの切羽側面及びペルチェ素子４３ｂのチャンバー２２側面を冷却するように通電し、カッター１５及び隔壁１８を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、切羽４７を保持する。
【０１９３】
そして、再び掘進作業を開始する際は、これに先だってペルチェ素子４３ａの切羽側面及びペルチェ素子４３ｂのチャンバー２２側面を加熱するようにペルチェ素子４３ａ、４３ｂに通電し、カッター１５及び隔壁１８を介して充填材１１を加熱し、すべての充填材１１を流動状態にした後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１９４】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、土圧式シールド機１ｂは充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３ａ、４３ｂを備えるために、充填材１１を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、カッター１５の内部及び隔壁１８の内側面にペルチェ素子４３ａ、４３ｂを設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるので、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１９５】
なお、上述した各実施形態においては、注入孔２９ａ、２９ｂはカッター１５の前面や隔壁１８の前面に設けたが、これに限定されるものではなく、シールド機１の掘削断面規模に応じて注入孔２９の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【０１９６】
次に、本発明の第十二の実施形態について説明する。第十二実施形態におけるシールド機として泥水式シールド機１ｃを用いるものである。
【０１９７】
図３８は、本発明の第十二実施形態に係る泥水式シールド機１ｃにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図である。
図３８に示すように、泥水式シールド機１ｃ前方の切羽４７と隔壁１８との間に、第九実施形態と同様に、充填材１１が充填されている。トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコールは固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の充填材１１は切羽４７を保持し、切羽４７の崩落を防止する。
【０１９８】
泥水式シールド機１ｃは、カッター５５と、隔壁１８と、泥水及び充填材１１をチャンバー２２内に送給するための泥水管５３と、泥水管５３を介してチャンバー２２内に充填材１１を供給する注入装置３３ａと、掘削土砂をチャンバー２２内から排出するための排泥管５４と、チャンバー２２内の掘削土砂を撹拌、混練するためのアジテータ２８ｃと、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【０１９９】
また、カッター５５の本体内、アジテータ２８ｃ内、隔壁１８内には加熱装置である電熱線４１が埋め込まれている。
【０２００】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。
トンネル７の掘削時は、上記のように構成した泥水式シールド機１ｃのカッター５５を回転させて地山１３を掘削するとともに、チャンバー２２内に泥水管５３から供給される加圧した泥水を満たして切羽４７の安定を図る。また、掘削により生じる掘削土砂をアジテータ２８ｃで撹拌し、排泥水としてチャンバー２２内の下方の排泥管５４から排出するとともに、泥水式シールド機１ｃ本体を推進させる。
【０２０１】
そして、１日の作業の終了時刻になると、掘進を停止して、泥水の代わりに充填材１１を泥水管５３を介してチャンバー２２内に注入して、チャンバー２２内を充填材１１に置換する。
【０２０２】
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、切羽４７の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０２０３】
そして、排泥管５４から排出される泥水が充填材１１になったら、チャンバー２２内の泥水がほぼ充填材１１に置換されたものとし、充填材１１の注入を停止する。
チャンバー２２内に充填された充填材１１は、切羽４７周囲の地山１３の温度により冷却されて固体状態となる。固体状態の充填材１１は切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０２０４】
そして、最終電車が終了すると、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、第九及び第十実施形態と同様に、これに先だって電熱線４１に通電し、泥水式シールド機１ｃのカッター５５や隔壁１８等を介して充填材１１を加熱し、チャンバー２２内の充填材１１が流動状態になった後にカッター５５を回転させて掘進を開始する。
【０２０５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材１１は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、泥水式シールド機１ｃを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、泥水式シールド機１ｃの泥水管５３を充填材１１を注入するための注入管として利用することができるので、新たに注入管を泥水圧シールド機１ｃ内に設置する必要が無く、泥水圧シールド機１ｃ内の作業スペースを確保することが可能となる。したがって、従来の泥水圧シールド機１ｃに注入装置３３ａを設置するだけでよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０２０６】
なお、上述した第九〜第十二実施形態においては、添加材として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、上述した高級脂肪酸のラウリン酸、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよい。
【０２０７】
なお、上述した各実施形態においては、粉粒体として砂、粘土、掘削土砂の土砂を用いる方法についてそれぞれ説明したが、これに限定されるものではなく、粉粒体として、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、ベントナイト、廃ガラス等を用いてもよく、また、粉粒体を単体で用いるだけでなく、組み合わせて用いてもよい。
【０２０８】
また、上述した各実施形態においては、円形断面のシールド機１又は円形断面の推進機２ａ、２ｂを用いた方法について説明したが、円形断面に限定されるものではなく、例えば、矩形断面等の様々な形状に広く適用が可能である。
【０２０９】
そして、上述した各実施形態においては、線路３の下方にトンネル７を構築する場合について説明したが、線路３に限定されるものではなく、道路、建物等の構造物の下方にトンネル７を構築する場合について適用することが可能である。
【０２１０】
さらに、上述した各実施形態においては、シールド機１又は推進管１６ａ、１６ｂの内周面に電熱線４１、ペルチェ素子４３等を設置して充填材１１、３０、４５を加熱又は冷却する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、シールド機１の内周面に設置した配管内、地山１３と推進管１６ａ、１６ｂとの間、切羽４７と隔壁１８との間等に温かい又は冷たい水等の流動体を挿通させて充填材１１、４５を加熱又は冷却してもよい。
【０２１１】
また、上述した各実施形態においては、ラウリルアルコールやラウリン酸等を含む添加材と砂や粘土からなる粉粒体とを混合した充填材１１、４５を用いた場合又はラウリルアルコール又はラウリン酸からなる材料を単体で充填材３０として用いた場合について説明したが、その充填材に限定されるものではなく、上述したすべての実施形態において、いずれも用いることができる。
【０２１２】
次に、本発明の第十三及び第十四の実施形態について説明する。
本発明の第十三及び第十四実施形態においては、トンネル７内から水抜き用井戸を構築する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、地下街等の地中構造物全般に適用可能である。
【０２１３】
図３９は、本発明の第十三実施形態に係る集水用開口を有する中空管５７内にフィルター材６３を充填した状態を示す断面図である。
図３９に示すように、地山１３を掘削するためのビット１４を備えた集水用開口を有する中空管５７ 内に、掘削水を送水するための送水管５９を挿入して二重管６１を構成し、この中空管５７の内周と送水管５９の外周との間にフィルター材６３を充填する。
【０２１４】
本実施形態においては、集水用開口を有する中空管５７として外周面に複数の集水孔６５を有するケーシングパイプを用い、フィルター材６３としてケイ砂を用いた。集合体としてフィルター材６３の役割を果たすケイ砂は、その粒子間に空隙（請求項１の空間又は空隙に相当）を有し、この空隙は３次元的に二重管６１の一端から他端まで連通している。
なお、中空管５７の集水用開口の形状は丸形に限定されるものではなく、角形、溝状でもよい。
送水管５９の孔底側端部には逆止弁１０が接続されており、送水管５９内からビット１４側への通水を可能とするとともにビット１４側から送水管５９内への逆流を防止する。
【０２１５】
図４０は、図３９のフィルター材６３内に充填材３０を充填した状態を示す断面図である。充填材３０は、フィルター材６３を構成するケイ砂の上記空隙に充填される。
充填材３０は、２３．５℃〜２６．５℃（カルコール２０９８の融点）以上になると液化する性質を有しているので、充填材３０を上記融点以上で保温して、流動状態でフィルター材６３の空隙に充填する。
【０２１６】
充填材３０を充填するための注入装置（図示しない）は、充填材３０を貯留するための温度調節器付きタンク（図示しない）と、充填材３０を温度調節器付きタンクからホースを介してフィルター材６３内へ送給するための充填材用注入ポンプ（図示しない）とを備えている。温度調節器付きタンクの内部は、充填材３０が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。温度調節器付きタンク内で流動状態に保温された充填材３０を充填材用注入ポンプにて供給し、ホースを介して、例えば、二重管６１の図中上端からフィルター材６３の空隙に充填する。この空隙は上述したように二重管６１の両端部間を３次元的に連通しているために、充填材３０をフィルター材６３の全体にわたって充填できる。
【０２１７】
そして、フィルター材６３及び充填材３０が流出しないように中空管５７の端部に蓋６９をし、二重管６１を冷却して充填材３０を固化する。充填材３０は２０℃以下に冷却されることにより固化する。
【０２１８】
図４１は、本実施形態に係るトンネル７内のセグメント７３にプリペンダー７１を取り付けた状態を示す図である。
図４１に示すように、二重管６１を挿入する位置のセグメント７３にプリペンダー７１を取り付ける。セグメント７３とプリペンダー７１との接続部から泥水等の掘削水や被圧地下水が漏水しないように両者を溶接にて接合するものとする。
プリペンダー７１は掘削水を排水するための排水口７５を備えており、掘削水をトンネル７内に流すこと無く、所定の場所に集水する。排水口７５には開閉バルブ７７が接続されており、開閉バルブ７７の開閉により掘削水の排水量を調整することができる。
【０２１９】
図４２は、本実施形態に係る地山１３を削孔して二重管６１を所定の深さまで挿入している状態を示す図である。図４２に示すように、ドリリングマシン７９をトンネル７内に設置し、中空管５７の上部付近をドリリングマシン７９の回転装置８０に接続し、送水管５９の上端をスイベル７８を介して掘削水注入用ポンプ（図示しない）に接続する。そして、ドリリングマシン７９が中空管５７を介してビット１４を回転させながら地山１３内に圧入する。削孔時は、掘削水注入用ポンプから吐出される泥水等の掘削水を送水管５９内に供給し、ビット１４の先端より注水する。掘削された土砂は、ビット１４の先端より供給される掘削水とともに、地山１３と中空管５７の外周との間を通過してプリペンダー７１の排水口７５から排出される。
【０２２０】
トンネル７の周辺地山１３の通常温度である２０℃前後では、充填材３０は固体状態で、被圧地下水の水圧と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、掘削水や被圧地下水は二重管６１内（つまり、中空管５７の内周と送水管５９の外周との間）に流入しない。
【０２２１】
図４３は、本実施形態に係る二重管６１を所定の深さに設置完了した状態を示す図である。図４３に示すように、所定の深度まで二重管６１を挿入すると、ドリリングマシン７９を撤去し、被圧地下水がトンネル７内に流入しないようにプリペンダー７１の開閉バルブ７７を閉じる。
【０２２２】
図４４は、本実施形態に係る二重管６１内の充填材３０を加熱している状態を示す図である。図４４に示すように、中空管５７の孔口側端部に充填材３０や被圧地下水を排出するための排水口８１を取り付ける。排水口８１には開閉バルブ８３が接続されており、開閉バルブ８３の開閉により充填材３０や被圧地下水の排水量を調整することができる。
【０２２３】
また、充填材３０を加熱するための加熱装置である電熱線４１を中空管５７及び送水管５９のそれぞれ孔口側端部の外周面に取り付ける。そして、電熱器８２で電熱線４１に通電して、中空管５７及び送水管５９を介して充填材３０を加熱すると、充填材３０は孔口側から孔底側に向かって徐々に液化する。液化した充填材３０は流動性を有するために、集水孔６５を介して作用する被圧地下水の圧力によって中空管５７の排水口８１から被圧地下水と共に排出される。また、フィルター材６３中の空隙に充填されていた充填材３０が排出されたことにより、被圧地下水がこの空隙を通過可能となる。上述したように空隙は３次元的に二重管６１の両端部間を連通しているために、この空隙を通して被圧地下水が排水される。
【０２２４】
図４５は、本実施形態に係る地山１３内に被圧地下水の水抜き井戸を構築した状態を示す図である。
図４５に示すように、プリペンダー７１の排水口７５から止水材８５を注入し、プリペンダー７１の内周と中空管５７の外周との隙間を充填して中空管５７の外周からトンネル７内へ流れ込む被圧地下水を止水し、水抜き用井戸を構築する。
被圧地下水は、集水孔６５を介して二重管６１内に流入してフィルター材６３内（つまり、中空管５７の内周と送水管５９の外周との間）を通過し、排水口８１から排水される。排水口８１から排水された被圧地下水は、排水タンク等に集水され、所定の方法にて処理される。
【０２２５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、中空管５７と送水管５９とで二重管６１を構成し、中空管５７と送水管５９との間にフィルター材６３及び充填材３０を充填して中空管５７と送水管５９との間を水が通過できないようにし、この二重管６１を地山１３内に挿入するために、挿入作業中に被圧地下水が二重管６１内に流れ込むことが無く、トンネル７内への被圧地下水の噴出を防止することが可能となる。
【０２２６】
また、二重管６１を地山１３内に設置した後に、充填材３０を加熱して流動状態にすることにより、集水孔６５を介して作用する被圧地下水の圧力で二重管６１内から充填材３０を容易に排出することができる。さらに、フィルター材６３中の空隙に充填されていた充填材３０が排出されることにより、被圧地下水がこの空隙を通過可能になるので、この空隙を利用して被圧地下水を排水することが可能となる。
【０２２７】
そして、二重管６１内にフィルター材６３が充填されており、地山１３内の土砂が二重管６１内に流入しないために、地山１３の変状を防止することが可能となる。また、集水孔６５に土砂が目詰まりすること無く、長期間にわたって良好に排水を継続することが可能となる。
さらに、送水管５９にてビット１４先端に掘削水を送水するために、二重管６１を地山１３内に容易に挿入することが可能となる。
【０２２８】
また、充填材３０を加熱する際に中空管５７及び送水管５９を伝熱材として使用するために、中空管５７のみを伝熱材として使用する場合に比べて、短時間で充填材３０を流動状態にすることが可能となる。
また、充填材３０は生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３内に残存せず、環境に負荷をかけない。そして、充填材３０は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
さらに、充填材３０（本実施形態においては、カルコール２０９８）の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材３０を加熱して液化するための加熱装置の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０２２９】
なお、本実施形態においては、フィルター材６３としてケイ砂を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、不織布等を用いてもよい。
また、本実施形態においては、電熱線４１で充填材３０を加熱する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、充填材３０を加熱できれば他の方法を用いてもよい。
【０２３０】
次に、本発明の第十四の実施形態について説明する。
本発明の第十四実施形態は、充填材５０として、高級脂肪酸のラウリン酸（例えば、ルナックＬ−７０）を含む添加材のみを用いるものである。
ラウリン酸（本実施形態においては、ルナックＬ−７０）は、トンネル７内やトンネル７の周辺地山１３の通常温度である２０℃前後では固体状態で、３２℃〜３６℃（ルナックＬ−７０の融点）以上になると液化する性質を有している。このため、充填材５０を二重管６１内に充填するとき及び二重管６１内から排出するときは、第十三実施形態と同様に、充填材５０を上記融点以上に加熱して、流動状態にして使用する。
【０２３１】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、フィルター材６３及び充填材５０を充填した二重管６１を地山１３内に挿入するので、トンネル７内への被圧地下水の噴出を防止することが可能となる。また、ラウリン酸は生分解性を有するために、環境に負荷をかけない。
【０２３２】
なお、上述した各実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１、土圧式シールド機１ａ、１ｂ、泥水式シールド機１ｃ、推進機２ａ、２ｂ、ドリリングマシン７９等の削孔機で地山１３にトンネル７や水抜き用井戸等の孔を削孔すると、地山１３と削孔機との間に空隙部９が生じたり、地山１３の緩みにより土粒子内に間隙４４が生じるので、この空隙部９に充填材１１、３０、４５、５０を充填して地山１３を保持したり、間隙４４に充填材１１、３０、４５、５０を充填して地山１３を保持することにより、地山１３の崩落を防止する。
【０２３３】
また、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコール又は高級脂肪酸からなるラウリン酸を用いる方法について説明したが、これらに限定されるものではなく、例えば、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよく、これは、トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、固体状態となり、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有するともに、トンネル７内が通常温度よりも高くなり所定の融点以上になると流動状態になるので、ラウリルアルコール又はラウリン酸と同様に取り扱うことができる。また、脂肪酸エステルのステアリン酸エステルも生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、環境に悪影響を与えない。
【０２３４】
そして、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコール又は高級脂肪酸からなるラウリン酸を用いる方法について説明したが、ラウリルアルコール又はラウリン酸のいずれかに限定されるものではなく、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれも用いることができる。
【０２３５】
さらに、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコールのカルコール２０９８又は高級脂肪酸からなるラウリン酸のルナックＬ−７０を用いる方法について説明したが、カルコール２０９８又はルナックＬ−７０に限定されるものではなく、掘削対象トンネル内の通常温度よりも融点がやや高い高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを選択すればよく、例えば、地熱地帯を掘削する場合に掘削対象トンネル内の通常温度が４０℃程度であれば、融点が４２℃〜４４℃のラウリン酸のルナックＬ−９８（製品名、ルナック：登録商標、花王株式会社製）を用いる。
【０２３６】
また、上述した各実施形態においては、地山１３にトンネル７や水抜き用井戸の孔を削孔した際に生じた空間や空隙に充填材１１、３０、４５、５０を充填した場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、内部に空間又は空隙が生じた地山１３を、その空間内部に充填された充填材１１、３０、４５、５０で保持する場合に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るシールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本実施形態に係るシールド機の側断面図である。
【図４】本実施形態に係るシールド機にて線路の下方を掘削した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図５】本実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図６】本実施形態に係るシールド機を介して充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係るシールド機の側断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る推進機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ’矢視図である。
【図１１】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図１２】本実施形態に係る推進機にて地山を掘削した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１３】本実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１４】本実施形態に係る推進機を介して充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１５】本実施形態に係る推進時おける空隙部の充填材の状態を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図１８】本発明の第五実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図１９】本実施形態に係る線路からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部に滑材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２０】本実施形態に係る線路直下付近のトンネル区間の空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２１】本実施形態に係る線路からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部に滑材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２２】本発明の第六実施形態に係る推進管の側断面図である。
【図２３】本発明の第七実施形態に係る推進機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図２４】図２３のＣ−Ｃ’矢視図である。
【図２５】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図２６】空間に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図２７】充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図２８】本実施形態における推進時の充填材の状態を示す図である。
【図２９】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図３０】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図３１】本発明の第八実施形態に係る推進管による推進状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３２】本発明の第九実施形態に係る土圧式シールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図３３】本実施形態に係る土圧式シールド機の前部拡大図である。
【図３４】図３３のＤ−Ｄ’部分を示す矢視図である。
【図３５】本実施形態に係る土圧式シールド機にて線路の下方を掘削している状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３６】本実施形態に係る切羽と隔壁との間に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３７】本発明の第十一実施形態に係る土圧式シールド機の側断面図である。
【図３８】本発明の第十二実施形態に係る泥水式シールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図３９】本発明の第十三実施形態に係る集水用開口を有する中空管内にフィルター材を充填した状態を示す断面図である。
【図４０】図３９のフィルター材内に充填材を充填した状態を示す断面図である。
【図４１】本実施形態に係るトンネル内のセグメントにプリペンダーを取り付けた状態を示す図である。
【図４２】本実施形態に係る地山を削孔して二重管を所定の深さまで挿入している状態を示す図である。
【図４３】本実施形態に係る二重管を所定の深さに設置完了した状態を示す図である。
【図４４】本実施形態に係る二重管内のラウリルアルコールを加熱している状態を示す図である。
【図４５】本実施形態に係る地山内に被圧地下水の水抜き井戸を構築した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ シールド機
１ａ、１ｂ 土圧式シールド機
１ｃ 泥水式シールド機
２ａ、２ｂ 推進機
３ 線路
４ 推進設備
５ 発進立坑
６ 推進ジャッキ
７ トンネル
８ 固定翼
９ 空隙部
１０ 逆止弁
１１ 充填材（カルコール２０９８と粉粒体とからなる）
１２ 滑材
１３ 地山
１４ ビット
１５ カッター
１６ａ、１６ｂ 推進管
１７ フード部
１８ 隔壁
１９ 駆動装置
２０ 回転軸
２１ シールドジャッキ
２２ チャンバー
２３ ガーダ部
２４ 排土機構
２５ エレクタ
２６ 撹拌装置
２７ テール部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ アジテータ
２９、２９ａ、２９ｂ 注入孔
３０ 充填材（カルコール２０９８のみからなる）
３１ 注入管
３２ 推進設備
３３ａ 注入装置（トンネル内）
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 注入装置（地上）
３４ セグメント
３５ 開閉バルブ
３６ 泥水管
３７ 温度調節器付きタンク
３８ 滑材用タンク
３９ 充填材用注入ポンプ
４０ 滑材用注入ポンプ
４１ 電熱線
４２ 排泥管
４３、４３ａ、４３ｂ ペルチェ素子
４３ｃ 接触面
４４ 間隙
４５ 充填材（ルナックＬ−７０と粉粒体とからなる）
４６ スクリュー
４７ 切羽
４８ ガーダ部
４９ 駆動装置
５０ 充填材（ルナックＬ−７０のみからなる）
５３ 泥水管
５４ 排泥管
５５ カッター
５７ 中空管
５９ 送水管
６１ 二重管
６３ フィルター材
６５ 集水孔
６９ 蓋
７１ プリペンダー
７３ セグメント
７５ 排水口
７７ 開閉バルブ
７８ スイベル
７９ ドリリングマシン
８０ 回転装置
８１ 排水口
８２ 電熱器
８３ 開閉バルブ
８５ 止水材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山内に空間又は空隙を構築する際の地山の安定化方法及び安定化構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シールド工法や推進工法にてトンネルを掘削する際には、シールド機や推進機等の削孔機と地山との間に、掘進時に地山との摩擦を低減する滑材としての性能や所定の時間経過後に所定の強度を発現して地山を保持する裏込め材としての性能を有する充填材を充填される。
【０００３】
この充填材として、例えば、特許文献１には、水とセメント等の硬化材とナフタレンスルホン酸系減水剤とからなるＡ液と、水とセメント等の硬化材とポリマー樹脂等の高分子化合物とからなるＢ液とを空隙部近傍で混合した充填材が開示されている。この充填材は、ナフタレンスルホン酸系減水剤とポリマー樹脂とが混合すると凝集を引き起こして高粘性になる性質を利用して、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中は滑材としての性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して裏込め材としての性能を発現するものである。
【０００４】
また、特許文献２には、水とセメントと多糖類と珪酸ナトリウムと親水性潤滑剤とを含む懸濁液に、カルボン酸系遅延硬化剤を添加した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中（例えば、１ヶ月程度）はゲル化状態を呈して滑材としての性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して裏込め材としての性能を発現するものである。ゲル化状態で滑材としての性能を保持する期間は、カルボン酸系遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【０００５】
また、特許文献３には、高吸水性樹脂と、ベントナイトと、セメントと、遅延硬化剤とを混合した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の外周に形成された空隙部に充填され、掘進施工中（例えば、１〜４週間程度）は流動状態で推進機と地山との摩擦を低減する性能を有し、施工後は地山と同程度の強度に硬化して地山を保持する性能を発現するものである。削孔機と地山との摩擦を低減する性能を維持する期間は、遅延硬化材の添加量を調整することにより適宜変更可能である。
【０００６】
また、特許文献４には、吸水性樹脂と、ベントナイトと、珪酸ソーダと、泥土とを混合した充填材が開示されている。この充填材は、削孔機の停止時に、チャンバー内に充填されて切羽を保持する性能を有し、再び削孔機が掘進する際には、充填材の粘性を低下するための解ゲル剤を注入して充填材を流動状態にして、吸引撤去されるものである。この充填材は、地山の地質に応じて水、泥土の添加量を変更して粘度を調整しながら用いられ、例えば、不透水性土層の場合には１０００ｃＰ程度、砂礫層の場合には５０００ｃＰ以上となるように調整して用いるものである。
【特許文献１】特開２００６−９６６５０号公報
【特許文献２】特開平７−３３１２３４号公報
【特許文献３】特開平７−８２９８３号公報
【特許文献４】特開２００５−２２０５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の充填材では、次のような問題点があった。（１）約１ヶ月程度は滑材としての性能を維持するために流動状態で地山を保持する性能を有していないので、推進施工中は地山が崩落する可能性がある。（２）充填された充填材が地下水に希釈されてしまい剤料の配合割合が変化し、滑材としての性能や裏込め材としての性能が低下してしまう可能性がある。（３）充填後にトラブル等で推進機が長期間停止すると、充填材には遅延硬化材が添加されているために、充填材が硬化して充填材と推進管とが一体化してしまい、推進機が推進できなくなる可能性がある。（４）推進施工中の充填材は地山を保持する性能を有していないので、線路、道路、ビル等の重要構造物の直下や低土被り区間等の数ｍｍの沈下をも許容されない厳しい条件下では、安全面から推進工法を適用することができない。
【０００８】
また、特許文献４に記載の充填材では、次のような問題点があった。（１）ゲル状態で変形可能であるために、上記（１）と同様に、地山を保持する性能を有していない。（２）地山の地質に応じて水、泥土の添加量を変更するとともに、調合された充填材の粘度を管理しなければならず、手間がかかる。（３）水、泥土の添加量の調整は困難であり、現場経験の豊富な人間しかできず、現場経験の少ない人間が添加量の調整をすることができない。（４）強い粘度を有しており、チャンバー内に残ると圧力計等の装置類に悪影響をおよぼすので、掘進を再開する場合にはすべての充填材をチャンバー内から完全に排出しなければならず、掘進を開始するまでに時間がかかる。（５）チャンバーから排出された充填材は地上で回収され、水分と樹脂分とに分離するために、分離装置等が必要となり、削孔機の設備投資が高くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地山内に空間又は空隙を形成する際に地山を保持して安定化することが可能な地山の安定化方法及び安定化構造、並びにそれに用いる充填材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の地山の安定化方法は、地山内に形成された空間又は空隙に充填材を充填して該地山を保持する地山の安定化方法において、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記空間又は前記空隙に流動状態で注入し、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持することを特徴とする（第１の発明）。
本発明による地山の安定化方法によれば、地山内の通常温度では固体状態となる充填材を地山内に形成された空間又は空隙に充填するため、固体状態の充填材は空間又は空隙から流出することが無く、地山を保持することが可能となる。したがって、地山の崩落を防止できるので、地表面が沈下することが無い。
【００１１】
第２の発明の地山の安定化方法は、シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填し、該充填材が冷却されて固体状態になり地山を保持することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材をシールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填するために、固体状態の充填材は空隙部から流出することが無く、シールド機を長時間停止させても地山を確実に保持し、地山の空隙部での崩落を防止することが可能となる。
【００１２】
第３の発明の地山の安定化方法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管路を構築する推進工法によりトンネルを掘削する際に地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填する充填工程と、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持する保持工程とを備えることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、推進工法にてトンネルを掘削する場合には、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材を推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填するため、固体状態の充填材は空隙部から流出することが無く、推進機を通過させても地山を確実に保持し、地山の空隙部での崩落を防止することが可能となる。
【００１３】
第４の発明の地山の安定化方法は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化方法において、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填し、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、トンネル内の通常温度では固体状態となる充填材を切羽と掘進機の隔壁との間に充填するために、固体状態の充填材は切羽と隔壁との間から流出することが無く、掘進機を長時間停止させても切羽を確実に保持し、切羽の崩落を防止することが可能となる。
【００１４】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記固体状態となった充填材で前記地山を保持した後、前記充填材を加熱して流動状態とすることにより固体状態での前記地山の保持を終えることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材は地山を一時的に保持し、恒久的にコンクリート等で地山を保持する際には容易に除去が可能なので、効率的に地山内に空間又は空隙を形成することが可能となる。
【００１５】
第６の発明は、第２の発明において、前記シールド機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、シールド機の推進時に充填材は流動状態であるために、シールド機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１６】
第７の発明は、第３の発明において、前記推進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、推進機の推進時に充填材は流動状態であるために、推進機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１７】
第８の発明は、第４の発明において、前記掘進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、掘進機の推進時に充填材は流動状態であるために、掘進機の外周面と充填材との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。
【００１８】
第９の発明は、第２〜８のいずれかの発明において、地山の変状が許されない線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、前記トンネルの削孔により地山の変状に影響を与えるトンネル区間でのみ前記充填材を充填して地山を安定化することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、トンネルの削孔により地山の変状を与えるトンネル区間のみに、地山内の通常温度では固体状態となる充填材を空間に充填するため、高価な充填材の材料費を低減することが可能となる。
【００１９】
第１０の発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材として、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを単体で使用するため、従来の充填材のように複数の材料を混合する必要が無く、充填材の作成に手間がかからない。また、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルは、すべて生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。
【００２０】
第１１の発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルは、すべて生分解性を有しており、時間が経過すると水と空気に分解されるために、環境に悪影響を与えない。また、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルが水と空気に分解して消失した場合にも、砂、スラグ、粘土等の粉粒体は地山と隔壁との間に存在するために、長期間にわたって地山を確実に保持することが可能となる。さらに、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と砂、スラグ、粘土等の粉粒体とを混合することにより、高価な高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステル等を含む添加材の量を少なくすることができるために、充填材の材料費を低減することが可能となる。
【００２１】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記充填材は、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように、前記添加材と前記粉粒体とを混合したものであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材を地山の間隙率と同等となるように充填材に混合すると、粉粒体は充填材中に地山の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するこれらの添加材が時間の経過により消失した場合にも、この粉粒体により地山と同程度の圧縮強度を有し、地山を保持することが可能となる。
【００２２】
第１３の発明は、第１０又は１１の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級アルコールはラウリルアルコールであり、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【００２３】
第１４の発明は、第１０又は１１の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、高級脂肪酸はラウリン酸であり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【００２４】
第１５の発明は、第１０又は１１の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、脂肪酸エステルはステアリン酸エステルであり、一般的な原料であるために、原材料の入手が容易である。
【００２５】
第１６の発明は、第１〜１５のいずれかの発明において、前記充填材は、加熱装置にて前記所定の温度以上に加熱されることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材を加熱するための加熱装置を備えるために、充填材を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、加熱装置を設置することにより、充填材を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材を流動状態にすることが可能となる。
【００２６】
第１７の発明は、第１〜１６のいずれかの発明において、前記充填材は、冷却装置にて前記所定の温度以下に冷却されることを特徴とする。
本発明による地山の安定化方法によれば、充填材を冷却するための冷却装置を備えるために、充填材を冷却して固体状態にすることが可能となる。また、冷却装置を設置することにより、充填材を効率的に冷却することができるために、短時間で充填材を固体状態にすることが可能となる。
【００２７】
第１８の発明の充填材は、地山に形成された空間又は空隙に充填されることにより、該地山を保持して安定化するための充填材であって、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００２８】
第１９の発明の充填材は、シールド機によるトンネルの余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削された地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００２９】
第２０の発明の充填材は、推進工法でトンネルを掘削する際の推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削される際の地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００３０】
第２１の発明の充填材は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの切羽と該掘進機の隔壁との間に充填されて、地山を安定化するための充填材であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００３１】
第２２の発明は、第１８〜２１のいずれかの発明において、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００３２】
第２３の発明は、第１８〜２１のいずれかの発明において、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように混合したものであることを特徴とする。
【００３３】
第２４の発明の地山の安定化構造は、空間又は空隙が形成された地山を保持して安定化するための地山の安定化構造であって、前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記空間又は前記空隙に充填されてなることを特徴とする。
【００３４】
第２５の発明の地山の安定化構造は、シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする。
【００３５】
第２６の発明の地山の安定化構造は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法によりトンネルが掘削される際の地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする。
【００３６】
第２７の発明の地山の安定化構造は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化構造であって、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記切羽と前記掘進機の隔壁との間に充填されてなることを特徴とする。
【００３７】
第２８の発明の推進工法を用いたトンネルの構築方法は、発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法を用いたトンネルの構築方法において、前記推進機の停止時は、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、前記推進機の掘進再開時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００３８】
第２９の発明のトンネルは、第２８の発明の推進工法を用いたトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とする。
【００３９】
第３０の発明の掘進機によるトンネルの構築方法は、地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機によるトンネルの構築方法において、前記掘進機の停止時には、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持し、前記掘進機の掘進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００４０】
第３１の発明のトンネルは、第３０の発明の掘進機によるトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とする。
【００４１】
第３２の発明の地山に空間を形成する方法は、地山に空間を形成する方法において、前記空間の形成時は、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、前記空間の形成再開時は、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする。
【００４２】
第３３の発明の地山に空間を形成する方法は、地山に空間を形成する方法において、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を筒状の中空管に充填し、前記中空管を前記地山内に挿入し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記流動状態の前記充填材を前記中空管から排出することを特徴とする。
【００４３】
第３４の発明は、第３２又は３３の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００４４】
第３５の発明は、第３２又は３３の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
【００４５】
第３６の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法は、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、前記地山内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、前記中空管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする。
【００４６】
第３７の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法は、被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、掘削水を送水するための送水管を挿入して二重管を構成し、前記中空管の内周と前記送水管の外周との間に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、前記二重管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする。
【００４７】
第３８の発明は、第３６又は３７の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする。
【００４８】
第３９の発明は、第３６又は３７の発明において、前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする。
【００４９】
第４０の発明は、第３８又は３９の発明において、前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする。
【００５０】
第４１の発明は、第３８又は３９の発明において、前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする。
【００５１】
第４２の発明は、第３８又は３９の発明において、前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする。
【００５２】
第４３の発明の充填材は、被圧地下水を排水する水抜き用井戸を構築するための孔を既設の地中構造物内から削孔する際に、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に充填されて前記被圧地下水の噴出を防止するための充填材であって、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする。
【００５３】
第４４の発明の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸は、被圧地下水を排水するために既設の地中構造物内から地山内に構築された水抜き用井戸であって、地山内に設置された集水用開口を有する中空管と、前記中空管内に充填され、通水可能な空隙部を有するフィルター材と、前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる性質を有し、前記空隙部に充填された充填材とから構成され、前記充填材が前記所定の温度以上に加熱されて流動状態になると、前記流動状態の前記充填材が前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧にて前記中空管から排出されるとともに、前記被圧地下水が前記空隙部を通過して排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の地山の安定化方法及び安定化構造、並びに充填材を用いることにより、地山に空間又は空隙を形成する際に地山を保持して安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明に係る地山の安定化方法及び安定化構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
本発明の第一〜第三実施形態においては、線路の下方をシールド機１にて掘削する場合について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るシールド機１にて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図で、図２は、図１のＡ−Ａ’矢視図である。なお、以下の図において、本発明の説明に不要な部分の図示は省略している。
【００５６】
図１及び図２に示すように、シールド機１で地山１３内にトンネル７を削孔する。このシールド機１の余堀掘削によるシールド機１の外周面と地山１３との間の空隙部（請求項１の空間又は空隙に相当）９に充填材１１が充填されている。
【００５７】
充填材１１は、高級アルコールのラウリルアルコール（例えば、カルコール２０９８（製品名、カルコール：登録商標、花王株式会社製））を含む添加材と砂や粘土を含む粉粒体とからなり、充填材１１に占めるラウリルアルコールを含む添加材の体積割合が地山１３の間隙率（例えば、一般的な砂層の場合約３０〜６０％程度）と同程度になるように混合する。ただし、この体積割合では充填材１１の流動状態での流動性が低くなり空隙部９への充填作業が困難となる場合には、ラウリルアルコールの体積割合を充填作業が可能となる程度に多くしてもよい。
【００５８】
そして、トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固化しており、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材１１は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００５９】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点（本実施形態においては、カルコール２０９８の融点である２３．５℃〜２６．５℃）以上になるとラウリルアルコールが液化するために、充填材１１は流動状態となる。このため、充填材１１はシールド機１内にて上記融点以上で保温され、流動状態で空隙部９に充填される。
【００６０】
次に、本発明の充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。本実施形態においては、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を長時間停止する場合について説明する。なお、シールド機１の停止期間はこれに限定されるものではなく、例えば、お正月休み等の長期間停止させる場合にも本発明を適用することが可能である。
【００６１】
図３は、本実施形態に係るシールド機１の側断面図である。図３に示すように、シールド機１は、地中を掘削するためのカッター１５を備えたフード部１７と、カッター１５の駆動装置１９、このカッター１５により掘削された土砂を排出するための排土機構（図示しない）、及びシールド機１を前進させるための複数のシールドジャッキ２１を備えたガーダ部２３と、シールドジャッキ２１によりガーダ部２３と連結され、セグメント３４を組み立てるためのエレクタ２５を備えたテール部２７とから構成されている。
【００６２】
ガーダ部２３及びテール部２７は、シールド機１内部から空隙部９に充填材１１を注入するための注入孔２９と、一端が各注入孔２９にそれぞれ接続される注入管３１と、これらの注入管３１の他端に接続され、各注入管３１及び各注入孔２９を介して空隙部９に充填材１１を供給する注入装置３３ａと、各注入孔２９付近に設けられ、空隙部９内の圧力を測定する圧力計（図示しない）とを備える。注入孔２９はガーダ部２３及びテール部２７のそれぞれについて上下左右の４箇所に設けられる。
【００６３】
注入装置３３ａは、充填材１１を貯留するための温度調節器付きタンク３７と、充填材１１を温度調節器付きタンク３７から注入管３１へ送給するための充填材用注入ポンプ３９とを備えている。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
各注入管３１には開閉バルブ３５が接続されており、各開閉バルブ３５の開閉によりすべての注入孔２９から充填材１１を同時に注入したり、各注入孔２９からそれぞれ注入したりすることができる。
【００６４】
また、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面には加熱装置である電熱線４１が設けられている。電熱線４１は、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面に環状に貼付されており（図２）、電熱線４１に通電することにより、シールド機１の外殻全体が温められる。
【００６５】
図４は、本実施形態に係るシールド機１にて線路３の下方を掘削した状態を示すトンネル７の側断面図である。
【００６６】
上記のように構成したシールド機１にてトンネル７を掘削すると、図４に示すように、カッター１５による掘削径はシールド機１の径よりもやや大きいために、シールド機１の外周面と地山１３との間にカッター１５の余堀掘削による空隙部９が生じる。長時間にわたり掘削作業を停止する場合に、この空隙部９を放置するとシールド機１周辺の地山１３が緩み、地山１３が空隙部９で崩落する可能性があるために、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００６７】
図５は、本実施形態に係る空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。図５に示すように、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入する。充填材１１を注入する際は、注入圧を圧力計にて常時監視し、充填材用注入ポンプ３９にて圧力を調整する。ガーダ部２３及びテール部２７に設けられた注入孔２９からそれぞれ充填材１１が空隙部９に注入されるために、シールド機１の全外周にわたって良好に充填材１１の注入が行われる。
【００６８】
充填材１１を注入する際は、注入圧が土被り圧よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【００６９】
空隙部９に充填された充填材１１は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることによりラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、空隙部９から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
そして、最終電車が終了して、再び夜中に作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、シールド機１を介して充填材１１を加熱する。
【００７０】
図６は、本実施形態に係るシールド機１を介して充填材１１を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、シールド機１の外周面近傍を拡大したものである。図６に示すように、シールド機１の内周面に設けられた電熱線４１でシールド機１を介して充填材１１を加熱すると、シールド機１の外周面に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態になったらカッター１５を回転させて掘進を開始する。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態であるために、シールド機１の外周面と充填材１１との間に生じる摩擦抵抗が小さく、シールド機１はスムーズに推進する。シールド機１を推進させるためには、すべての充填材１１を流動化する必要は無く、少なくともシールド機１の外周面と接する部分のみを流動化させればよい。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。また、シールド機１の推進時に充填材１１は流動状態であるために、充填材１１とシールド機１の外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材１１を空隙部９へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【００７２】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、充填材１１はラウリルアルコールと砂とからなり、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に負荷をかけない。さらに、ラウリルアルコールを地山１３の間隙率と同程度となるように充填材１１に混合すると、砂は充填材１１中に地山１３の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂により地山１３と同程度の圧縮強度を有し、地山１３を保持することが可能となる。そして、ラウリルアルコール及び砂は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールと砂とを混合することにより、ラウリルアルコールの量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【００７３】
さらに、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１は充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して液化することが可能となる。また、シールド機１の内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を液化することが可能となる。さらに、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して液化するための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【００７４】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００７５】
第二実施形態におけるシールド機１は加熱装置と冷却装置とを備えたものである。
図７は、本発明の第二実施形態に係るシールド機１の側断面図である。図７に示すように、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、ガーダ部２３及びテール部２７の内周面に環状に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、シールド機１の内周面に接するシールド機１側端面を加熱又は冷却するものである。
【００７６】
上記のように構成したシールド機１にてトンネル７を掘削し、一日の掘進作業が終了して次の掘進作業開始まで、第一実施形態と同様に、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００７７】
流動状態の充填材１１を空隙部９に充填し、ペルチェ素子４３のシールド機１側端面を冷却するように通電し、シールド機１本体を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３を保持する。
【００７８】
次の掘進作業の開始時は、これに先だってシールド機１側端面を加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、シールド機１を介して充填材１１を加熱する。シールド機１の外周面近傍の充填材１１が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１は充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材１１を容易に液化及び固化することが可能となる。そして、シールド機１の内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【００８１】
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。第三実施形態における充填材４５は、高級脂肪酸のラウリン酸からなるものである。
【００８２】
図８は、本発明の第三実施形態に係る空隙部９に充填材４５を充填した状態を示す側断面図である。第一及び第二実施形態と同様に、シールド機１の余堀掘削によって生じた空隙部９に高級脂肪酸のラウリン酸（例えば、ルナックＬ−７０（製品名、ルナック：登録商標、花王株式会社製））を含む添加材と砂や粘土を含む粉粒体とからなる充填材４５を充填する。
【００８３】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリン酸は固化しており、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材４５は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００８４】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリン酸の融点（本実施形態においては、ルナックＬ−７０の融点である３２℃〜３６℃）以上になるとラウリン酸が液化するために、充填材４５は流動状態となる。このため、充填材４５はシールド機１内にて上記融点以上で保温され、流動状態で空隙部９に充填される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材４５をシールド機１の余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、シールド機１を長時間停止させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、ラウリン酸は生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に負荷をかけない。そして、一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【００８７】
次に、本発明の第四〜第六の実施形態について説明する。
本発明の第四〜第六実施形態においては、線路３の下方を推進工法にて掘削する場合について説明する。
【００８８】
図９は、本発明の第四実施形態に係る推進機２ａにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図で、図１０は、図９のＢ−Ｂ’矢視図である。
図９及び図１０に示すように、推進機２ａの余堀掘削によって推進機２ａ及び推進管１６ａと地山１３との間に生じた空隙部９に充填材１１が充填されている。
【００８９】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材１１は地山１３を保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止する。
【００９０】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した各実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を停止する場合について説明する。
【００９１】
図１１は、本実施形態に係る推進設備４の概略全体図である。図１１に示すように、トンネル７は、発進立坑５内に設けた推進ジャッキ６により推進機２ａを押圧して地山１３を掘進させつつ、この推進機２ａの後部に推進管１６ａを順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法により掘削される。
【００９２】
推進機２ａは、切羽対向面に回転するとともに地山１３を掘削するカッター１５と、掘削土砂に一定の圧力を与えてこれを保持するための隔壁１８と、泥水をチャンバー２２内に送給するための泥水管３６と、掘削土砂をチャンバー２２内から排出するための排泥管４２と、チャンバー２２内の掘削土砂を撹拌、混練するためのアジテータ２８ａと、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【００９３】
推進管１６ａは、推進管１６ａ内部から空隙部９に充填材１１を注入するための注入孔２９と、注入孔２９付近に設けられ、空隙部９内の圧力を測定する圧力計（図示しない）と、加熱装置である電熱線４１とを備える。注入孔２９は推進管１６ａの上方部に複数設けられている。また、電熱線４１は、推進管１６ａの内周面に環状に貼付されており（図１０参照）、電熱線４１に通電することにより、推進管１６ａの外殻全体が温められる。
【００９４】
一方、地上には、充填材１１を製造・供給するための注入装置３３ｂが設けられている。注入装置３３ｂは、ラウリルアルコールを含む添加材と粉粒体とを混合して貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付きタンク３７と、この充填材１１を空隙部９に送給するための充填材用注入ポンプ３９と、充填材用注入ポンプ３９と注入孔２９とを接続する注入管３１とから構成される。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【００９５】
図１２は、本実施形態に係る推進機２ａにて地山１３を掘削した状態を示すトンネル７の側断面図で、図１３は、本実施形態に係る空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図１２に示すように、上記のように構成した推進機２ａにてトンネル７を掘削すると、カッター１５による掘削径は推進機２ａの径よりもやや大きいために、推進機２ａの外周面と地山１３との間にカッター１５の余堀掘削による空隙部９が生じる。この空隙部９を放置すると推進機２ａ周辺の地山１３が緩み、地山１３が空隙部９で崩落する可能性があるために、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、空隙部９に充填材１１を充填する。
【００９６】
温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて注入管３１及び注入孔２９を介して供給し、図１３に示すように、空隙部９に注入する。複数の注入孔２９からそれぞれ充填材１１が空隙部９に注入されるために、推進機２ａ及び推進管１６ａの全外周にわたって良好に充填材１１の注入が行われる。
【００９７】
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【００９８】
空隙部９内に充填された充填材１１は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることによりラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、空隙部９から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【００９９】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管１６ａを地山１３に埋設された推進管１６ａの後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、推進管１６ａを介して充填材１１を加熱する。
【０１００】
図１４は、本実施形態に係る推進管１６ａを介して充填材１１を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ａの外周面近傍を拡大したものである。
図１４に示すように、推進管１６ａの内周面に設けられた電熱線４１で推進管１６ａを介して充填材１１を加熱すると、推進管１６ａの外周面に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態になったらカッター１５を回転させるとともに推進機２ａを押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態であるために、推進管１６ａの外周面と充填材１１との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管１６ａはスムーズに推進する。推進管１６ａを推進させるためには、すべての充填材１１を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管１６ａの外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線４１による加熱を停止する。
【０１０１】
図１５は、本実施形態に係る推進時おける空隙部９の充填材１１の状態を示す図である。図１５に示すように、電熱線４１による加熱を停止すると充填材１１は固体状態になるものの、推進機２ａは推進しているので、充填材１１は、推進管１６ａの外周面に固着して推進管１６ａとともに推進する部分１１ａと地山１３に固着して推進管１６ａが推進しても動かない部分１１ｂとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、充填材１１同士が接触しているだけなので、摩擦抵抗は小さく、推進管１６ａはスムーズに推進することができる。
【０１０２】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された空隙部９に充填材１１を充填して地山１３を保持する。再び推進機２ａを推進させる際には、新たに充填材１１を充填した空隙部９に位置する推進管１６ａのみを電熱線４１で加熱して推進管１６ａの外周面に接する部分の充填材１１を流動状態にする。以前に充填した空隙部９には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に充填した空隙部９を加熱する必要は無い。したがって、本実施形態においては、常に掘進機に接続された推進管１６ａのみを加熱して、新たに充填された充填材１１のみを流動状態にすればよい。
【０１０３】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ａを押圧することにより推進機２ａを掘進させ、この掘進により生じた空隙部９に充填材１１を充填し、推進管１６ａの後部に新たな推進管１６ａを継ぎ足し、新たに形成された空隙部９に充填した充填材１１を流動状態にして、再び推進機２ａを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図１６、図１７に示すように、トンネル７を掘削する。
【０１０４】
そして、推進機２ａが図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管１６ａが埋設された後に推進機２ａ及び推進ジャッキ６を撤去すると工事が完了する。
【０１０５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３、道路、ビル等の重要構造物の下方を推進工法にてトンネル７を掘削する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１を推進機２ａの余堀掘削によって生じる空隙部９に充填するために、推進機２ａを通過させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。また、推進機２ａの推進時に充填材１１は流動状態であるために、充填材１１と推進機２ａの外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材１１を空隙部９へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１０６】
また、充填材１１はラウリルアルコールを含む添加材と砂や粘土とを含み、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。さらに、ラウリルアルコールを含む添加材を地山１３の間隙率と同程度となるように充填材１１に混合すると、砂や粘土は充填材１１中に地山１３の土粒子と同程度の体積割合で含まれるために、生分解性を有するラウリルアルコールが時間の経過により消失した場合にも、砂や粘土により地山１３と同程度の圧縮強度を有し、地山１３を保持することが可能となる。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールを含む添加材と砂や粘土とを混合することにより、ラウリルアルコールを含む添加材の量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１０７】
さらに、推進管１６ａは充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管１６ａの内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を流動状態にすることが可能となる。さらに、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１０８】
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。主に、充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。
本発明の第五実施形態は、掘削するトンネル７から線路３までの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間の空隙部９には充填材１１を充填する、一方、掘削するトンネル７から線路３までの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間の空隙部９には滑材１２を充填するものである。つまり、地表面沈下等の地山１３の変状が許されない線路３の存在する位置にトンネル７の掘削により地山１３の変状の影響を与えるトンネル区間にのみ充填材１１を充填するものである。
【０１０９】
図１８は、本発明の第五実施形態に係る推進設備３２の概略全体図である。図１８に示すように、地上には充填材１１及び滑材１２を製造・供給するための注入装置３３ｃが設けられている。注入装置３３ｃは、温度調節器付きタンク３７と、充填材用注入ポンプ３９と、滑材１２を製造及び貯留するための滑材用タンク３８と、この滑材１２を空隙部９に送給するための滑材用注入ポンプ４０と、一端は注入孔２９に、他端は分配されて各注入ポンプ３８、４０に接続される注入管３１とから構成される。注入管３１には開閉バルブ３５が接続されており、開閉バルブ３５の開閉により充填材１１又は滑材１２の注入を切り替えることができる。ただし、充填材１１を注入するための注入管と滑材１２を注入するための注入管とを別系統として設け、充填材１１及び滑材１２をそれぞれ別の注入管で注入してもよい。
推進機２ａにてトンネル７を掘削すると、第四実施形態と同様に、空隙部９が形成される。
【０１１０】
図１９は、本実施形態に係る線路３からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部９に滑材１２を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図１９に示すように、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には、滑材１２を充填する。
【０１１１】
滑材１２は、滑材用注入ポンプ４０で注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入される。複数の注入孔２９からそれぞれ滑材１２が空隙部９に注入されるために、推進機２ａの全外周にわたって良好に滑材１２の注入が行われる。
滑材１２を注入する際は、第四実施形態の充填材１１を充填する際と同様に、注入圧及び地盤沈下計等を用いて地山１３の変形を防止する。
トンネル７を掘削しても、線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎにおいて、掘進及び滑材１２の充填を繰り返し、トンネル７を構築する。
【０１１２】
図２０は、本実施形態に係る線路３直下付近のトンネル区間Ｌの空隙部９に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図２０に示すように、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填する。なお、本実施形態においては、沈下等の悪影響を線路３におよぼす区間として、線路３直下付近としたが、これに限定されるものではなく、線路３に悪影響をおよぼす区間及びおよぼさない区間は設計時の解析等により予め設定され、各現場条件により適宜設定される。
【０１１３】
例えば、線路３直下付近の空隙部９には、滑材１２の充填を中止し、第四実施形態と同様に、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入管３１及び注入孔２９を介して空隙部９に注入する。空隙部９内に充填された充填材１１は、直ちに固体状態となり、地山１３を保持し、空隙部９での崩落を防止する。
【０１１４】
そして、掘進作業の開始時は、新たに充填材１１を充填した空隙部９に位置する推進管１６ａのみを電熱線４１で加熱して、推進管１６ａの外周面に接する部分の充填材１１を流動化させて、推進機２ａ及び推進管１６ａを推進させる。
【０１１５】
それから、掘進及び充填材１１の充填を繰り返し、線路３に悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎになると、図２１に示すように、空隙部９への充填を充填材１１から滑材１２に変更し、上述した滑材１２の注入方法で再び滑材１２の充填を行うとともに、掘進を行う。
【０１１６】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ａを押圧することにより推進機２ａを掘進させ、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填し、一方、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には滑材１２を充填し、それから、推進管１６ａの後部に新たな推進管１６ａを継ぎ足し、空隙部９に充填した充填材１１が存在する場合はこの充填材１１を流動状態にして、再び推進機２ａを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを推進機２ａが到達立坑に到達するまで複数回繰り返して、所定の地中管路を構築する。
【０１１７】
そして、推進機２ａが図示しない到達立坑に到達したら、推進管１６ａの外周に裏込め材としてモルタルを注入し、空隙部９に充填されている滑材１２と置換して推進管１６ａを地山１３に固定すれば、工事が完了する。
【０１１８】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３からの距離が近く、トンネル７を掘削すると線路３の沈下等の悪影響をおよぼす線路３直下等のトンネル区間Ｌの空隙部９には充填材１１を充填する、一方、線路３からの距離が十分に離れており、トンネル７を掘削しても線路３の沈下等の悪影響をおよぼさないトンネル区間Ｎの空隙部９には滑材１２を充填するために、高価な充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１１９】
なお、上述した第四及び第五実施形態においては、注入装置３３ｂ、３３ｃを地上に設置する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、トンネル７内に設置してもよい。
【０１２０】
また、上述した第四及び第五実施形態においては、推進機２ａの推進再開時に、新たに形成された空隙部９に充填された充填材１１のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管１６ａに電熱線４１を取り付けて、空隙部９に充填されたすべての充填材１１を加熱して流動状態にしてもよい。
【０１２１】
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。第六実施形態における推進管１６ａは加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【０１２２】
図２２は、本発明の第六実施形態に係る推進管１６ａの側断面図である。図２２に示すように、推進管１６ａの内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、推進管１６ａの内周面に環状に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、推進管１６ａの内周面に接する推進管１６ａ側端面を加熱又は冷却するものである。
【０１２３】
第四及び第五実施形態と同様に、推進機２ａにてトンネル７を掘削し、空隙部９に充填材１１を充填する。
充填材１１を充填後、ペルチェ素子４３の推進管１６ａ側端面を冷却するように通電し、推進管１６ａ本体を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３を保持する。
【０１２４】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって推進管１６ａ側端面を加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、推進管１６ａを介して充填材１１を加熱する。推進管１６ａの外周面近傍の充填材１１が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材１１を空隙部９に充填するために、推進機２ａを推進させても地山１３を確実に保持し、地山１３の空隙部９での崩落を防止することが可能となる。
【０１２６】
また、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、推進機２ａ及び推進管１６ａは充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材１１を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進機２ａ及び推進管１６ａの内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１２７】
なお、上述した各実施形態において、直線状にトンネル７を掘削する際の空隙部９に充填材１１や充填材４５を充填する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、進行方向に対して上下方向又は左右方向に曲線状に推進する際に、それぞれ縦方向又は横方向に大きく余堀掘削を行う場合にも適用することが可能である。
【０１２８】
次に、本発明の第七及び第八の実施形態について説明する。
本発明の第七及び第八実施形態においては、線路３の下方に地下構造物を構築する際に使用される推進工法の一つであるパイプルーフ工法でオーガータイプの掘進機を用いて地山１３を掘削する場合について説明するが、この工法及び掘進機に限定されるものではなく、推進工法全般に適用可能であり、また、この推進工法に用いられる一般的な掘進機に適用可能である。
【０１２９】
図２３は、本発明の第七実施形態に係る推進機２ｂにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図であり、図２４は、図２３のＣ−Ｃ’矢視図である。
図２３及び図２４に示すように、推進機２ｂの進入によって、地山１３内にトンネル７が形成される。この推進機２ｂの進入によって緩んだ地山１３の土粒子間の間隙（請求項１の空間又は空隙に相当）４４に充填材３０が充填されている。本実施形態においては、充填材３０は、ラウリルアルコール（例えば、カルコール２０９８）を含む添加材のみからなるものを用いた。
【０１３０】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８の融点は２３．５℃〜２６．５℃）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、固体状態の充填材３０は地山１３を保持し、地山１３の崩落を防止する。
【０１３１】
また、トンネル７内が通常温度よりも高くなりラウリルアルコールの融点以上になるとラウリルアルコールが液化するために、充填材３０は流動状態となる。そこで、充填材３０は上記融点以上で保温され、流動状態で間隙４４に充填される。
【０１３２】
次に、本実施形態に係る充填材３０の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した各実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を停止する場合について説明する。
【０１３３】
図２５は、本実施形態に係る推進設備４の概略全体図である。図２５に示すように、トンネル７は、発進立坑５内に設けた推進ジャッキ６により推進機２ｂを押圧して地山１３内を掘進させつつ、この推進機２ｂの後部に推進管１６ｂを順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法により掘削される。
【０１３４】
推進機２ｂは、切羽対向面に回転するとともに地山１３を掘削するカッター１５と、カッター１５で掘削した掘削土砂を後方へ排出するためのスクリュー４６と、これらの装置を内包するための筒状の推進管１６ｂとから構成される。
【０１３５】
推進管１６ｂは、間隙４４に充填材３０を注入するための注入孔２９と、一端が充填材用注入ポンプ３９（後述する）に、他端が注入孔２９に接続され、充填材３０を注入孔２９に送給するための注入管３１と、注入孔２９付近に設けられ、間隙４４内の圧力を測定する圧力計（図示しない）と、加熱装置である電熱線４１とを備える。注入孔２９は、推進管１６ｂの上方部及び下方部に複数設けられている。また、注入管３１は、掘削土砂の排出を妨げないように、推進管１６ｂ内に埋め込まれている。そして、電熱線４１は、推進管１６ｂの内周面に貼付されており（図２４参照）、電熱線４１に通電することにより、推進管１６ｂの外殻全体が温められる。
【０１３６】
一方、地上には、充填材３０を製造・供給するための注入装置３３ｄが設けられている。注入装置３３ｄは、充填材３０を貯留するとともに温度管理を行うための温度調節器付きタンク３７と、この充填材３０を注入管３１及び注入孔２９を介して間隙４４に供給するための充填材用注入ポンプ３９とから構成される。
温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材３０が流動状態に維持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【０１３７】
上記のように構成した推進機２ｂにてトンネル７を掘削するとともに、推進機２ｂを推進ジャッキ６の押圧にて推進させると、推進管１６ｂの周囲の地山１３が緩んで土粒子内に間隙４４が生じたり、従来より存在していた間隙４４が大きくなる。この間隙４４を放置すると地山１３の緩みが進行し、地山１３が崩落して地表面が沈下する可能性があるので、所定の距離だけ掘進すると掘進作業を停止し、間隙４４に充填材３０を充填する。
【０１３８】
図２６は、間隙４４に充填材３０を充填した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ｂの外周面近傍を拡大したものである。
図２６に示すように、流動状態に保温された充填材３０を注入管３１から注入孔２９を介して間隙４４に注入する。このとき、複数の注入孔２９からそれぞれ充填材３０が間隙４４に注入されるために、推進管１６ｂの全外周にわたって良好に充填材３０の注入が行われる。
【０１３９】
充填材３０を注入する際は、注入圧が、予め設計等により決定された所定の圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地山沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、地山１３の変形を防止する。また、充填材３０の注入量も同様に、地山沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０１４０】
間隙４４内に充填された充填材３０は、例えば、２０℃程度の周囲の地山１３により冷却されることにより固化して、固体状態となる。固体状態の充填材３０は、間隙４４から流出することが無く、また、地山１３と同等の一軸圧縮強度を有するために、地山１３を保持することができる。
充填材３０が固体状態になったことを確認した後に、作業を中止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０１４１】
そして、夜になって最終電車が終了すると、新たな推進管１６ｂを地山１３に埋設された推進管１６ｂの後部に接続し、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱する。
【０１４２】
図２７は、充填材３０を加熱した状態を示すトンネル７の側断面図であり、推進管１６ｂの外周面近傍を拡大したものである。
図２７に示すように、推進管１６ｂの内周面に設けられた電熱線４１で、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱すると、推進管１６ｂの外周面に接する部分の充填材３０から次第に液化し、流動状態になる。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態になったらカッター１５を回転させるとともに推進機２ｂを押圧して推進させ、掘進を開始する。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態であるために、推進管１６ｂの外周面と充填材３０との間に生じる摩擦抵抗が小さく、推進管１６ｂはスムーズに推進する。推進管１６ｂを推進させるためには、すべての充填材３０を流動状態にする必要は無く、少なくとも推進管１６ｂの外周面と接する部分のみを流動状態にすればよい。そして、掘進作業中は電熱線４１による加熱を停止する。
【０１４３】
図２８は、本実施形態における推進時の充填材３０の状態を示す図である。
図２８に示すように、電熱線４１による加熱を停止すると充填材３０の温度が低下して、やがて固体状態になるものの、推進機２ｂは推進しているので、充填材３０は、推進管１６ｂの外周面に固着して推進管とともに推進する部分１１ａと地山１３に固着して推進管１６ｂが推進しても動かない部分１１ｂとに分離され、これらの接触する面には滑り面が形成される。この滑り面は、充填材３０同士の接触面であるため、摩擦抵抗は小さく、推進管１６ｂはスムーズに推進することができる。
【０１４４】
そして、所定の距離だけ掘進すると、上述したように、掘進作業を停止し、新たに形成された間隙４４に充填材３０を充填して地山１３を保持する。再び推進機２ｂを推進させる際には、新たに充填材３０を充填した間隙４４に位置する推進管１６ｂのみを電熱線４１で加熱して推進管１６ｂの外周面に接する部分の充填材３０を流動状態にする。以前に充填した間隙４４には上記滑り面がすでに形成されているので、以前に充填した間隙４４を加熱する必要は無い。
【０１４５】
上述したように、発進立坑５に設けた推進ジャッキ６により推進管１６ｂを押圧することにより推進機２ｂを掘進させ、この掘進により生じた間隙４４に充填材３０を充填し、推進管１６ｂの後部に新たな推進管１６ｂを継ぎ足し、新たに形成された間隙４４に充填した充填材３０を流動状態にして、再び推進機２ｂを掘進させるという一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返し、図２９、図３０に示すように、トンネル７を掘削する。
【０１４６】
そして、推進機２ｂが図示しない到達立坑に到達し、目的の区間に推進管１６ｂが埋設された後に推進機２ｂ及び推進ジャッキ６を撤去すると工事が完了する。
【０１４７】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、線路３、道路、ビル等の重要構造物の下方をパイプルーフ工法にてトンネル７を掘削する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材３０を推進機２ｂの進入によって緩んだ地山１３の土粒子間の間隙４４に充填するために、地山１３が保持されて地山１３の崩落を防止する。したがって、推進機２ｂを通過させても、地表面の沈下を防止することが可能となる。また、推進機２ｂの推進時に充填材３０は流動状態であるために、充填材３０と推進管１６ｂの外周面との摩擦抵抗が小さくなり、容易に推進することが可能となる。さらに、充填材３０を間隙４４へ流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１４８】
また、充填材３０のラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコール及び砂や粘土は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
【０１４９】
さらに、推進管１６ｂは充填材３０を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材３０を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、推進管１６ｂの内周面に電熱線４１を設置することにより、充填材３０を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材３０を流動状態にすることが可能となる。さらに、充填材３０の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材３０を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１５０】
また、本実施形態においては、推進機２ｂの推進再開時に、新たに形成された間隙４４に充填された充填材３０のみを流動状態にする方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、すべての推進管１６ｂに電熱線４１を取り付けて、間隙４４に充填されたすべての充填材３０を加熱して流動状態にしてもよい。
【０１５１】
次に、本発明の第八実施形態に係る充填材３０の充填方法について施工手順にしたがって説明する。第八実施形態における推進管１６ｂは加熱装置及び冷却装置を備えたものである。
【０１５２】
図３１は、本発明の第八実施形態に係る推進管１６ｂによる推進状態を示すトンネル７の側断面図である。図３１に示すように、推進管１６ｂの内周面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３が設けられている。ペルチェ素子４３は、推進管１６ｂの内周面に貼付されており、ペルチェ素子４３に流れる電流の向きを変えることにより、推進管１６ｂの内周面に接する接触面４３ｃを加熱又は冷却するものである。
【０１５３】
第七実施形態と同様に、推進機２ｂにてトンネル７を掘削し、間隙４４に充填材３０を充填する。
充填材３０を充填後、ペルチェ素子４３の接触面４３ｃを冷却するように通電し、推進管１６ｂ本体を介して充填材３０を冷却する。充填材３０は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、地山１３が保持される。
【０１５４】
そして、掘進作業の開始時は、これに先だって接触面４３ｃを加熱するようにペルチェ素子４３に通電し、推進管１６ｂを介して充填材３０を加熱する。推進管１６ｂの外周面近傍の充填材３０が流動状態になるとカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１５５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態である充填材３０を間隙４４に充填するために、地山１３が保持されて地山１３の崩落を防止する。したがって、推進機２ｂを推進させても、地表面の沈下を防止することが可能となる。
【０１５６】
また、推進管１６ｂは充填材３０を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３を備えるために、充填材３０を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、推進管１６ｂの内周面にペルチェ素子４３を設置することにより、充填材３０を効率的に加熱又は冷却することができるために、短時間で充填材３０を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１５７】
なお、上述した第七及び第八実施形態においては、添加材として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、上述した高級脂肪酸のラウリン酸、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよい。
【０１５８】
また、上述した第七及び第八実施形態においては、充填材３０としてラウリルアルコールを含む添加材のみからなるものを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、添加材に砂や粘土等の粉粒体を添加してもよい。
【０１５９】
なお、上述した各実施形態においては、注入孔２９は、ガーダ部２３及びテール部２７のそれぞれの上下左右の４箇所に、推進管１６ａの上方に、推進管１６ｂの上方及び下方にそれぞれ設けた場合について説明したが、この数及び設置位置に限定されるものではなく、トンネル７の断面規模に応じて注入孔２９の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【０１６０】
次に、本発明の第九〜第十二の実施形態について説明する。
本発明の第九〜第十二実施形態においては、線路３の下方をシールド機１にて掘削する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、シールド工法や推進工法により掘削されるトンネル全般に適用可能である。
【０１６１】
図３２は、本発明の第九実施形態に係る土圧式シールド機１ａにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図である。
図３２に示すように、土圧式シールド機１ａ前方の切羽４７とカッター１５の前面との間及びカッター１５の後面と隔壁１８との間（つまり、切羽４７と隔壁１８との間）に充填材１１が充填されている。
【０１６２】
トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコール（本実施形態においては、カルコール２０９８）は固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の充填材１１は切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止する。
【０１６３】
また、充填材１１は土圧式シールド機１ａ内にて上記融点以上で保温され、流動状態で切羽４７と隔壁１８との間に充填される。
【０１６４】
図３３は、本実施形態に係る土圧式シールド機１ａの前部拡大図で、図３４は、図３３のＤ−Ｄ’部分を示す斜視図である。図３３及び図３４に示すように、土圧式シールド機１ａは、地山１３を掘削するためのカッター１５と、カッター１５を駆動するための駆動装置４９と、駆動装置４９の駆動力をカッター１５に伝達する回転軸２０と、掘削土砂に一定の圧力を与えてこれを保持するための隔壁１８と、掘削土砂を隔壁１８とカッター１５との間に形成されるチャンバー２２内から排出するための排土機構２４と、チャンバー２２内の掘削土砂や充填材１１を撹拌、混練するための撹拌装置２６と、掘削土砂と充填材１１との混練効果を高めるための固定翼８と、切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を供給する注入装置３３ａ（図３２参照）と、隔壁１８の前面に設けられ、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【０１６５】
カッター１５は、切羽４７とカッター１５の前面との間に充填材１１を注入するための複数の注入孔２９ａと、一端が各注入孔２９ａに接続され、他端が注入装置３３ａに接続される注入管３１ａとを備える。この注入管３１ａは、カッター１５本体内に設置され、回転軸２０内を挿通するように配設されている。
【０１６６】
隔壁１８は、チャンバー２２内に充填材１１を注入するための複数の注入孔２９ｂと、一端が各注入孔２９ｂに、他端が注入装置３３ａに接続される注入管３１ｂとを備える。
【０１６７】
注入装置３３ａ（図３２参照）は、充填材１１を貯留するための温度調節器付きタンク３７と、充填材１１を温度調節器付きタンク３７から注入管３１ａ、３１ｂへ送給するための充填材用注入ポンプ３９とを備えている。温度調節器付きタンク３７の内部は、充填材１１が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。
【０１６８】
カッター１５の回転軸２０の外周面には、チャンバー２２内に突出するようにアジテータ２８ｂが設けられており、このアジテータ２８ｂは、ガーダ部４８内に設置された駆動モータ（図示しない）により、カッター１５と独立して回転駆動される。
【０１６９】
撹拌装置２６は、土圧式シールド機１ａの中心軸と同心で、かつ異なる径の３つの円周上にそれぞれ周方向に所定の間隔で配置され、チャンバー２２内に突出するように、カッター１５の後面に複数台設けられている。
【０１７０】
固定翼８は、土圧式シールド機１ａの中心軸と同心で、かつ異なる径の３つの円周上にそれぞれ周方向に所定の間隔で配置され、チャンバー２２内に突出するように、隔壁１８の前面に複数台設けられている。
【０１７１】
また、カッター１５、アジテータ２８ｂ、撹拌装置２６、固定翼８、隔壁１８の内部には加熱装置である電熱線４１が埋め込まれており、電熱線４１に通電することにより、これらの部材を介して充填材１１が温められる。電熱線４１の発熱容量は、切羽４７と隔壁１８との間に充填された充填材１１を所定の時間内、例えば、１０分程度ですべて流動状態にすることができる程度に設定する。
【０１７２】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。上述した実施形態と同様に、本実施形態においても、地上を電車が走行しない夜間のみにトンネル７の掘削作業を行い、電車が走行する昼間は掘削作業を長時間停止する場合について説明する。
【０１７３】
図３５は、本実施形態に係る土圧式シールド機１ａにて線路３の下方を掘削している状態を示すトンネル７の側断面図である。
図３５に示すように、上記のように構成した土圧式シールド機１ａのカッター１５を回転させて地山１３を掘削し、掘削により生じる掘削土砂をチャンバー２２内の下方の排土機構２４から排出するとともに、土圧式シールド機１ａ本体を推進させることによりトンネル７を掘削する。
【０１７４】
そして、１日の作業の終了時間近くになると長時間の掘進作業の停止に備えて、掘削を行いつつ、切羽４７を保持するための充填材１１を注入孔２９ａ、２９ｂから注入して、切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を充填する。
【０１７５】
図３６は、本実施形態に係る切羽４７と隔壁１８との間に充填材１１を充填した状態を示すトンネル７の側断面図である。
図３６に示すように、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を充填材用注入ポンプ３９にて供給し、注入孔２９ａ、２９ｂから切羽４７と隔壁１８との間に注入する。
【０１７６】
充填材１１を注入するタイミングは、土圧式シールド機１ａの掘進速度、地山１３の地質、湧水量等により適宜変更されるが、例えば、掘削予定位置の手前５ｃｍにカッター１５の前面が位置するときに注入を開始する。
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、切羽４７の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０１７７】
充填材１１を注入しつつ、掘進作業を行うので、充填材１１は、カッター１５、撹拌装置２６、固定翼８、アジテータ２８ｂによりチャンバー２２内で掘削土砂に含まれる土砂、粘土等の粉粒体と十分に混合される。なお、シールド機１が掘削予定位置に到達しても、粉粒体と充填材１１との混合が十分でない場合は、混合のために、掘削を行わずにカッター１５、撹拌装置２６、アジテータ２８ｂを回転させてもよい。
【０１７８】
注入を開始してから充填材１１がチャンバー２２内に拡散されるのに十分な時間が経過した後、又は設計等により決定された所定量の充填材１１を注入したら、土圧式シールド機１ａを停止する。切羽４７と隔壁１８との間に充填された充填材１１は、切羽４７周囲の地山１３の温度、例えば、２０℃程度に冷却されることにより短時間でラウリルアルコールが固化して、充填材１１が固体状態となる。固体状態の充填材１１は、切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０１７９】
そして、夜になって最終電車が終了すると、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、これに先だって電熱線４１に通電し、土圧式シールド機１ａのカッター１５や隔壁１８等を介して充填材１１を加熱する。加熱を開始すると、カッター１５の前面及び後面、隔壁１８に接する部分のラウリルアルコールから次第に液化し、ラウリルアルコールが液化した部分の充填材１１が流動状態になる。そして、すべての充填材１１が流動状態になった後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１８０】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材１１は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、土圧式シールド機１ａを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、土圧式シールド機１ａの掘進時に充填材１１は温められることにより流動状態になるために、充填材１１と切羽面との摩擦抵抗が小さくなり、切羽４７を傷めることなくカッター１５を回転して掘進を再開することが可能となる。さらに、充填材１１を流動状態で充填するために、充填作業も容易となる。
【０１８１】
また、充填材１１はラウリルアルコールと土砂や粘土とからなり、このうちラウリルアルコールは生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３中に残存せず、環境に悪影響を与えない。そして、ラウリルアルコールは一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。また、ラウリルアルコールと土砂や粘土とを混合することにより、ラウリルアルコールの量を少なくすることができるために、充填材１１の材料費を低減することが可能となる。
【０１８２】
さらに、土圧式シールド機１ａは充填材１１を加熱するための電熱線４１を備えるために、充填材１１を加熱して流動状態にすることが可能となる。また、カッター１５内部及び隔壁１８等に電熱線４１を設置することにより、充填材１１を効率的に加熱することができるために、短時間で充填材１１を流動状態にすることが可能となる。そして、充填材１１の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材１１を加熱して流動状態にするための電熱線４１の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０１８３】
次に、本発明の第十の実施形態について説明する。本発明の第十実施形態においては、ラウリルアルコール（第九実施形態と同様にカルコール２０９８）を含む添加材のみからなる充填材３０を用いた。
【０１８４】
１日の作業の終了時間近くになると、掘削を行いつつ、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材３０を切羽４７と隔壁１８との間に注入する。注入された充填材３０は、カッター１５、撹拌装置２６、固定翼８、アジテータ２８ｂにより掘削土砂に含まれる土砂、粘度等の粉粒体と十分に混合される。
【０１８５】
そして、充填材３０が十分に粉粒体と混合したら、土圧式シールド機１ａを停止する。停止後に充填材３０は、切羽４７周囲の地山１３の温度、例えば、２０℃程度に冷却されることにより第九実施形態と同様に固体状態となる。固体状態の充填材３０は、切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、また、所定の一軸圧縮強度を有するために、切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
【０１８６】
そして、再び掘進作業を開始する際は、第九実施形態と同様に、電熱線４１に通電して充填材３０を加熱し、すべての充填材３０を流動状態にした後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１８７】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材３０を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材３０は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、土圧式シールド機１ａを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、充填材３０として、ラウリルアルコールを含む添加材のみを使用するため、従来の充填材のように複数の材料を混合する必要が無く、充填材３０の作成に手間がかからない。
【０１８８】
なお、上述した第九及び第十実施形態においては、電熱線４１をカッター１５、アジテータ２８ｂ、撹拌装置２６、固定翼８、隔壁１８の内部に設置する方法について説明したが、これらすべての箇所に電熱線４１を設置しなければならないものではなく、充填材１１や充填材３０を十分に加熱することができれば、これらの箇所の一部にのみ設置してもよく、また、取り付け位置についても上記に示していない場所に設置してもよい。
【０１８９】
次に、本発明の第十一の実施形態について説明する。第十一実施形態における土圧式シールド機１ｂは加熱装置と冷却装置とを備えたものである。
【０１９０】
図３７は、本発明の第十一実施形態に係る土圧式シールド機１ｂの側断面図である。図３７に示すように、カッター１５の内部及び隔壁１８の内側面には加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３ａ、４３ｂが設けられている。ペルチェ素子４３ａ、４３ｂは、カッター１５内及び隔壁１８の内側面にそれぞれ複数個取り付けられており、ペルチェ素子４３ａ、４３ｂに流れる電流の向きを変えることにより、充填材１１を加熱又は冷却するものである。
【０１９１】
上記のように構成した土圧式シールド機１ｂにてトンネル７を掘削し、１日の作業の終了時間近くになると、第九又は第十実施形態と同様に、掘削を行いつつ、温度調節器付きタンク３７内で流動状態に保温された充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填する。
【０１９２】
充填材１１を充填した後にペルチェ素子４３ａの切羽側面及びペルチェ素子４３ｂのチャンバー２２側面を冷却するように通電し、カッター１５及び隔壁１８を介して充填材１１を冷却する。充填材１１は、冷却されることにより、短時間で固体状態となり、切羽４７を保持する。
【０１９３】
そして、再び掘進作業を開始する際は、これに先だってペルチェ素子４３ａの切羽側面及びペルチェ素子４３ｂのチャンバー２２側面を加熱するようにペルチェ素子４３ａ、４３ｂに通電し、カッター１５及び隔壁１８を介して充填材１１を加熱し、すべての充填材１１を流動状態にした後にカッター１５を回転させて掘進を開始する。
【０１９４】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、土圧式シールド機１ｂは充填材１１を加熱及び冷却可能なペルチェ素子４３ａ、４３ｂを備えるために、充填材１１を容易に流動状態及び固体状態にすることが可能となる。そして、カッター１５の内部及び隔壁１８の内側面にペルチェ素子４３ａ、４３ｂを設置することにより、充填材１１を効率的に加熱又は冷却することができるので、短時間で充填材１１を流動状態又は固体状態にすることが可能となる。
【０１９５】
なお、上述した各実施形態においては、注入孔２９ａ、２９ｂはカッター１５の前面や隔壁１８の前面に設けたが、これに限定されるものではなく、シールド機１の掘削断面規模に応じて注入孔２９の数及び位置は適宜変更することが可能である。
【０１９６】
次に、本発明の第十二の実施形態について説明する。第十二実施形態におけるシールド機として泥水式シールド機１ｃを用いるものである。
【０１９７】
図３８は、本発明の第十二実施形態に係る泥水式シールド機１ｃにて線路３の下方に掘削されたトンネル７の縦断面図である。
図３８に示すように、泥水式シールド機１ｃ前方の切羽４７と隔壁１８との間に、第九実施形態と同様に、充填材１１が充填されている。トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、ラウリルアルコールは固体状態で、地山１３と同程度の一軸圧縮強度を有しているために、固体状態の充填材１１は切羽４７を保持し、切羽４７の崩落を防止する。
【０１９８】
泥水式シールド機１ｃは、カッター５５と、隔壁１８と、泥水及び充填材１１をチャンバー２２内に送給するための泥水管５３と、泥水管５３を介してチャンバー２２内に充填材１１を供給する注入装置３３ａと、掘削土砂をチャンバー２２内から排出するための排泥管５４と、チャンバー２２内の掘削土砂を撹拌、混練するためのアジテータ２８ｃと、チャンバー２２内の圧力を測定する圧力計（図示しない）等を備える。
【０１９９】
また、カッター５５の本体内、アジテータ２８ｃ内、隔壁１８内には加熱装置である電熱線４１が埋め込まれている。
【０２００】
次に、本実施形態に係る充填材１１の充填方法について施工手順にしたがって説明する。
トンネル７の掘削時は、上記のように構成した泥水式シールド機１ｃのカッター５５を回転させて地山１３を掘削するとともに、チャンバー２２内に泥水管５３から供給される加圧した泥水を満たして切羽４７の安定を図る。また、掘削により生じる掘削土砂をアジテータ２８ｃで撹拌し、排泥水としてチャンバー２２内の下方の排泥管５４から排出するとともに、泥水式シールド機１ｃ本体を推進させる。
【０２０１】
そして、１日の作業の終了時刻になると、掘進を停止して、泥水の代わりに充填材１１を泥水管５３を介してチャンバー２２内に注入して、チャンバー２２内を充填材１１に置換する。
【０２０２】
充填材１１を注入する際は、注入圧が切羽圧力よりやや高めの圧力となるように圧力計にて確認しながら注入するとともに、地盤沈下計等（図示しない）の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜圧力を調整し、切羽４７の変形を防止する。また、充填材１１の注入量も同様に、地盤沈下計等の測定器にて計測される地表面の変状に応じて適宜調整する。
【０２０３】
そして、排泥管５４から排出される泥水が充填材１１になったら、チャンバー２２内の泥水がほぼ充填材１１に置換されたものとし、充填材１１の注入を停止する。
チャンバー２２内に充填された充填材１１は、切羽４７周囲の地山１３の温度により冷却されて固体状態となる。固体状態の充填材１１は切羽４７を確実に保持し、崩落を防止する。
充填材１１が固体状態になったことを確認した後にトンネル７内での作業を停止し、これにより地上での電車の走行が可能となる。
【０２０４】
そして、最終電車が終了すると、再び掘進作業を開始する。掘進作業の開始時は、第九及び第十実施形態と同様に、これに先だって電熱線４１に通電し、泥水式シールド機１ｃのカッター５５や隔壁１８等を介して充填材１１を加熱し、チャンバー２２内の充填材１１が流動状態になった後にカッター５５を回転させて掘進を開始する。
【０２０５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、掘進作業を長時間停止する場合には、トンネル７内の通常温度約２０℃では固体状態となる充填材１１を切羽４７と隔壁１８との間に充填するために、固体状態の充填材１１は切羽４７と隔壁１８との間から流出することが無く、泥水式シールド機１ｃを長時間停止させても切羽４７を確実に保持し、切羽４７の崩落を防止することが可能となる。また、泥水式シールド機１ｃの泥水管５３を充填材１１を注入するための注入管として利用することができるので、新たに注入管を泥水圧シールド機１ｃ内に設置する必要が無く、泥水圧シールド機１ｃ内の作業スペースを確保することが可能となる。したがって、従来の泥水圧シールド機１ｃに注入装置３３ａを設置するだけでよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０２０６】
なお、上述した第九〜第十二実施形態においては、添加材として高級アルコールのラウリルアルコールを用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、上述した高級脂肪酸のラウリン酸、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよい。
【０２０７】
なお、上述した各実施形態においては、粉粒体として砂、粘土、掘削土砂の土砂を用いる方法についてそれぞれ説明したが、これに限定されるものではなく、粉粒体として、例えば、フライアッシュ、高炉スラグ、ベントナイト、廃ガラス等を用いてもよく、また、粉粒体を単体で用いるだけでなく、組み合わせて用いてもよい。
【０２０８】
また、上述した各実施形態においては、円形断面のシールド機１又は円形断面の推進機２ａ、２ｂを用いた方法について説明したが、円形断面に限定されるものではなく、例えば、矩形断面等の様々な形状に広く適用が可能である。
【０２０９】
そして、上述した各実施形態においては、線路３の下方にトンネル７を構築する場合について説明したが、線路３に限定されるものではなく、道路、建物等の構造物の下方にトンネル７を構築する場合について適用することが可能である。
【０２１０】
さらに、上述した各実施形態においては、シールド機１又は推進管１６ａ、１６ｂの内周面に電熱線４１、ペルチェ素子４３等を設置して充填材１１、３０、４５を加熱又は冷却する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、シールド機１の内周面に設置した配管内、地山１３と推進管１６ａ、１６ｂとの間、切羽４７と隔壁１８との間等に温かい又は冷たい水等の流動体を挿通させて充填材１１、４５を加熱又は冷却してもよい。
【０２１１】
また、上述した各実施形態においては、ラウリルアルコールやラウリン酸等を含む添加材と砂や粘土からなる粉粒体とを混合した充填材１１、４５を用いた場合又はラウリルアルコール又はラウリン酸からなる材料を単体で充填材３０として用いた場合について説明したが、その充填材に限定されるものではなく、上述したすべての実施形態において、いずれも用いることができる。
【０２１２】
次に、本発明の第十三及び第十四の実施形態について説明する。
本発明の第十三及び第十四実施形態においては、トンネル７内から水抜き用井戸を構築する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、地下街等の地中構造物全般に適用可能である。
【０２１３】
図３９は、本発明の第十三実施形態に係る集水用開口を有する中空管５７内にフィルター材６３を充填した状態を示す断面図である。
図３９に示すように、地山１３を掘削するためのビット１４を備えた集水用開口を有する中空管５７ 内に、掘削水を送水するための送水管５９を挿入して二重管６１を構成し、この中空管５７の内周と送水管５９の外周との間にフィルター材６３を充填する。
【０２１４】
本実施形態においては、集水用開口を有する中空管５７として外周面に複数の集水孔６５を有するケーシングパイプを用い、フィルター材６３としてケイ砂を用いた。集合体としてフィルター材６３の役割を果たすケイ砂は、その粒子間に空隙（請求項１の空間又は空隙に相当）を有し、この空隙は３次元的に二重管６１の一端から他端まで連通している。
なお、中空管５７の集水用開口の形状は丸形に限定されるものではなく、角形、溝状でもよい。
送水管５９の孔底側端部には逆止弁１０が接続されており、送水管５９内からビット１４側への通水を可能とするとともにビット１４側から送水管５９内への逆流を防止する。
【０２１５】
図４０は、図３９のフィルター材６３内に充填材３０を充填した状態を示す断面図である。充填材３０は、フィルター材６３を構成するケイ砂の上記空隙に充填される。
充填材３０は、２３．５℃〜２６．５℃（カルコール２０９８の融点）以上になると液化する性質を有しているので、充填材３０を上記融点以上で保温して、流動状態でフィルター材６３の空隙に充填する。
【０２１６】
充填材３０を充填するための注入装置（図示しない）は、充填材３０を貯留するための温度調節器付きタンク（図示しない）と、充填材３０を温度調節器付きタンクからホースを介してフィルター材６３内へ送給するための充填材用注入ポンプ（図示しない）とを備えている。温度調節器付きタンクの内部は、充填材３０が流動状態に保持されるように、例えば、約２６℃程度に設定されている。温度調節器付きタンク内で流動状態に保温された充填材３０を充填材用注入ポンプにて供給し、ホースを介して、例えば、二重管６１の図中上端からフィルター材６３の空隙に充填する。この空隙は上述したように二重管６１の両端部間を３次元的に連通しているために、充填材３０をフィルター材６３の全体にわたって充填できる。
【０２１７】
そして、フィルター材６３及び充填材３０が流出しないように中空管５７の端部に蓋６９をし、二重管６１を冷却して充填材３０を固化する。充填材３０は２０℃以下に冷却されることにより固化する。
【０２１８】
図４１は、本実施形態に係るトンネル７内のセグメント７３にプリペンダー７１を取り付けた状態を示す図である。
図４１に示すように、二重管６１を挿入する位置のセグメント７３にプリペンダー７１を取り付ける。セグメント７３とプリペンダー７１との接続部から泥水等の掘削水や被圧地下水が漏水しないように両者を溶接にて接合するものとする。
プリペンダー７１は掘削水を排水するための排水口７５を備えており、掘削水をトンネル７内に流すこと無く、所定の場所に集水する。排水口７５には開閉バルブ７７が接続されており、開閉バルブ７７の開閉により掘削水の排水量を調整することができる。
【０２１９】
図４２は、本実施形態に係る地山１３を削孔して二重管６１を所定の深さまで挿入している状態を示す図である。図４２に示すように、ドリリングマシン７９をトンネル７内に設置し、中空管５７の上部付近をドリリングマシン７９の回転装置８０に接続し、送水管５９の上端をスイベル７８を介して掘削水注入用ポンプ（図示しない）に接続する。そして、ドリリングマシン７９が中空管５７を介してビット１４を回転させながら地山１３内に圧入する。削孔時は、掘削水注入用ポンプから吐出される泥水等の掘削水を送水管５９内に供給し、ビット１４の先端より注水する。掘削された土砂は、ビット１４の先端より供給される掘削水とともに、地山１３と中空管５７の外周との間を通過してプリペンダー７１の排水口７５から排出される。
【０２２０】
トンネル７の周辺地山１３の通常温度である２０℃前後では、充填材３０は固体状態で、被圧地下水の水圧と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有しているために、掘削水や被圧地下水は二重管６１内（つまり、中空管５７の内周と送水管５９の外周との間）に流入しない。
【０２２１】
図４３は、本実施形態に係る二重管６１を所定の深さに設置完了した状態を示す図である。図４３に示すように、所定の深度まで二重管６１を挿入すると、ドリリングマシン７９を撤去し、被圧地下水がトンネル７内に流入しないようにプリペンダー７１の開閉バルブ７７を閉じる。
【０２２２】
図４４は、本実施形態に係る二重管６１内の充填材３０を加熱している状態を示す図である。図４４に示すように、中空管５７の孔口側端部に充填材３０や被圧地下水を排出するための排水口８１を取り付ける。排水口８１には開閉バルブ８３が接続されており、開閉バルブ８３の開閉により充填材３０や被圧地下水の排水量を調整することができる。
【０２２３】
また、充填材３０を加熱するための加熱装置である電熱線４１を中空管５７及び送水管５９のそれぞれ孔口側端部の外周面に取り付ける。そして、電熱器８２で電熱線４１に通電して、中空管５７及び送水管５９を介して充填材３０を加熱すると、充填材３０は孔口側から孔底側に向かって徐々に液化する。液化した充填材３０は流動性を有するために、集水孔６５を介して作用する被圧地下水の圧力によって中空管５７の排水口８１から被圧地下水と共に排出される。また、フィルター材６３中の空隙に充填されていた充填材３０が排出されたことにより、被圧地下水がこの空隙を通過可能となる。上述したように空隙は３次元的に二重管６１の両端部間を連通しているために、この空隙を通して被圧地下水が排水される。
【０２２４】
図４５は、本実施形態に係る地山１３内に被圧地下水の水抜き井戸を構築した状態を示す図である。
図４５に示すように、プリペンダー７１の排水口７５から止水材８５を注入し、プリペンダー７１の内周と中空管５７の外周との隙間を充填して中空管５７の外周からトンネル７内へ流れ込む被圧地下水を止水し、水抜き用井戸を構築する。
被圧地下水は、集水孔６５を介して二重管６１内に流入してフィルター材６３内（つまり、中空管５７の内周と送水管５９の外周との間）を通過し、排水口８１から排水される。排水口８１から排水された被圧地下水は、排水タンク等に集水され、所定の方法にて処理される。
【０２２５】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、中空管５７と送水管５９とで二重管６１を構成し、中空管５７と送水管５９との間にフィルター材６３及び充填材３０を充填して中空管５７と送水管５９との間を水が通過できないようにし、この二重管６１を地山１３内に挿入するために、挿入作業中に被圧地下水が二重管６１内に流れ込むことが無く、トンネル７内への被圧地下水の噴出を防止することが可能となる。
【０２２６】
また、二重管６１を地山１３内に設置した後に、充填材３０を加熱して流動状態にすることにより、集水孔６５を介して作用する被圧地下水の圧力で二重管６１内から充填材３０を容易に排出することができる。さらに、フィルター材６３中の空隙に充填されていた充填材３０が排出されることにより、被圧地下水がこの空隙を通過可能になるので、この空隙を利用して被圧地下水を排水することが可能となる。
【０２２７】
そして、二重管６１内にフィルター材６３が充填されており、地山１３内の土砂が二重管６１内に流入しないために、地山１３の変状を防止することが可能となる。また、集水孔６５に土砂が目詰まりすること無く、長期間にわたって良好に排水を継続することが可能となる。
さらに、送水管５９にてビット１４先端に掘削水を送水するために、二重管６１を地山１３内に容易に挿入することが可能となる。
【０２２８】
また、充填材３０を加熱する際に中空管５７及び送水管５９を伝熱材として使用するために、中空管５７のみを伝熱材として使用する場合に比べて、短時間で充填材３０を流動状態にすることが可能となる。
また、充填材３０は生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、地山１３内に残存せず、環境に負荷をかけない。そして、充填材３０は一般的な原料であるために、原料の入手が容易である。
さらに、充填材３０（本実施形態においては、カルコール２０９８）の融点がトンネル７内の通常温度約２０℃よりも数度程度高い２３．５℃〜２６．５℃であるために、充填材３０を加熱して液化するための加熱装置の設備が小規模でよく、設備投資を少なくすることが可能となる。
【０２２９】
なお、本実施形態においては、フィルター材６３としてケイ砂を用いる方法について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、不織布等を用いてもよい。
また、本実施形態においては、電熱線４１で充填材３０を加熱する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、充填材３０を加熱できれば他の方法を用いてもよい。
【０２３０】
次に、本発明の第十四の実施形態について説明する。
本発明の第十四実施形態は、充填材５０として、高級脂肪酸のラウリン酸（例えば、ルナックＬ−７０）を含む添加材のみを用いるものである。
ラウリン酸（本実施形態においては、ルナックＬ−７０）は、トンネル７内やトンネル７の周辺地山１３の通常温度である２０℃前後では固体状態で、３２℃〜３６℃（ルナックＬ−７０の融点）以上になると液化する性質を有している。このため、充填材５０を二重管６１内に充填するとき及び二重管６１内から排出するときは、第十三実施形態と同様に、充填材５０を上記融点以上に加熱して、流動状態にして使用する。
【０２３１】
以上説明したように、本実施形態の地山１３の安定化方法によれば、フィルター材６３及び充填材５０を充填した二重管６１を地山１３内に挿入するので、トンネル７内への被圧地下水の噴出を防止することが可能となる。また、ラウリン酸は生分解性を有するために、環境に負荷をかけない。
【０２３２】
なお、上述した各実施形態の地山１３の安定化方法によれば、シールド機１、土圧式シールド機１ａ、１ｂ、泥水式シールド機１ｃ、推進機２ａ、２ｂ、ドリリングマシン７９等の削孔機で地山１３にトンネル７や水抜き用井戸等の孔を削孔すると、地山１３と削孔機との間に空隙部９が生じたり、地山１３の緩みにより土粒子内に間隙４４が生じるので、この空隙部９に充填材１１、３０、４５、５０を充填して地山１３を保持したり、間隙４４に充填材１１、３０、４５、５０を充填して地山１３を保持することにより、地山１３の崩落を防止する。
【０２３３】
また、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコール又は高級脂肪酸からなるラウリン酸を用いる方法について説明したが、これらに限定されるものではなく、例えば、脂肪酸エステルのステアリン酸エステル等を用いてもよく、これは、トンネル７内の通常温度である２０℃前後では、固体状態となり、地山１３と同程度の一軸圧縮強度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）を有するともに、トンネル７内が通常温度よりも高くなり所定の融点以上になると流動状態になるので、ラウリルアルコール又はラウリン酸と同様に取り扱うことができる。また、脂肪酸エステルのステアリン酸エステルも生分解性を有するために、時間が経過すると水と空気に分解されて消失し、環境に悪影響を与えない。
【０２３４】
そして、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコール又は高級脂肪酸からなるラウリン酸を用いる方法について説明したが、ラウリルアルコール又はラウリン酸のいずれかに限定されるものではなく、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれも用いることができる。
【０２３５】
さらに、上述した各実施形態においては、添加材として高級アルコールからなるラウリルアルコールのカルコール２０９８又は高級脂肪酸からなるラウリン酸のルナックＬ−７０を用いる方法について説明したが、カルコール２０９８又はルナックＬ−７０に限定されるものではなく、掘削対象トンネル内の通常温度よりも融点がやや高い高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを選択すればよく、例えば、地熱地帯を掘削する場合に掘削対象トンネル内の通常温度が４０℃程度であれば、融点が４２℃〜４４℃のラウリン酸のルナックＬ−９８（製品名、ルナック：登録商標、花王株式会社製）を用いる。
【０２３６】
また、上述した各実施形態においては、地山１３にトンネル７や水抜き用井戸の孔を削孔した際に生じた空間や空隙に充填材１１、３０、４５、５０を充填した場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、内部に空間又は空隙が生じた地山１３を、その空間内部に充填された充填材１１、３０、４５、５０で保持する場合に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るシールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本実施形態に係るシールド機の側断面図である。
【図４】本実施形態に係るシールド機にて線路の下方を掘削した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図５】本実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図６】本実施形態に係るシールド機を介して充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係るシールド機の側断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係る推進機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ’矢視図である。
【図１１】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図１２】本実施形態に係る推進機にて地山を掘削した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１３】本実施形態に係る空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１４】本実施形態に係る推進機を介して充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図１５】本実施形態に係る推進時おける空隙部の充填材の状態を示す図である。
【図１６】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図１８】本発明の第五実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図１９】本実施形態に係る線路からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部に滑材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２０】本実施形態に係る線路直下付近のトンネル区間の空隙部に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２１】本実施形態に係る線路からの距離が十分に離れたトンネル区間の空隙部に滑材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図２２】本発明の第六実施形態に係る推進管の側断面図である。
【図２３】本発明の第七実施形態に係る推進機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図２４】図２３のＣ−Ｃ’矢視図である。
【図２５】本実施形態に係る推進設備の概略全体図である。
【図２６】空間に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図２７】充填材を加熱した状態を示すトンネルの側断面図であり、推進管の外周面近傍を拡大したものである。
【図２８】本実施形態における推進時の充填材の状態を示す図である。
【図２９】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図３０】本実施形態に係る推進機にて線路の下方を推進する状態を示す図である。
【図３１】本発明の第八実施形態に係る推進管による推進状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３２】本発明の第九実施形態に係る土圧式シールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図３３】本実施形態に係る土圧式シールド機の前部拡大図である。
【図３４】図３３のＤ−Ｄ’部分を示す矢視図である。
【図３５】本実施形態に係る土圧式シールド機にて線路の下方を掘削している状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３６】本実施形態に係る切羽と隔壁との間に充填材を充填した状態を示すトンネルの側断面図である。
【図３７】本発明の第十一実施形態に係る土圧式シールド機の側断面図である。
【図３８】本発明の第十二実施形態に係る泥水式シールド機にて線路の下方に掘削されたトンネルの縦断面図である。
【図３９】本発明の第十三実施形態に係る集水用開口を有する中空管内にフィルター材を充填した状態を示す断面図である。
【図４０】図３９のフィルター材内に充填材を充填した状態を示す断面図である。
【図４１】本実施形態に係るトンネル内のセグメントにプリペンダーを取り付けた状態を示す図である。
【図４２】本実施形態に係る地山を削孔して二重管を所定の深さまで挿入している状態を示す図である。
【図４３】本実施形態に係る二重管を所定の深さに設置完了した状態を示す図である。
【図４４】本実施形態に係る二重管内のラウリルアルコールを加熱している状態を示す図である。
【図４５】本実施形態に係る地山内に被圧地下水の水抜き井戸を構築した状態を示す図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ シールド機
１ａ、１ｂ 土圧式シールド機
１ｃ 泥水式シールド機
２ａ、２ｂ 推進機
３ 線路
４ 推進設備
５ 発進立坑
６ 推進ジャッキ
７ トンネル
８ 固定翼
９ 空隙部
１０ 逆止弁
１１ 充填材（カルコール２０９８と粉粒体とからなる）
１２ 滑材
１３ 地山
１４ ビット
１５ カッター
１６ａ、１６ｂ 推進管
１７ フード部
１８ 隔壁
１９ 駆動装置
２０ 回転軸
２１ シールドジャッキ
２２ チャンバー
２３ ガーダ部
２４ 排土機構
２５ エレクタ
２６ 撹拌装置
２７ テール部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ アジテータ
２９、２９ａ、２９ｂ 注入孔
３０ 充填材（カルコール２０９８のみからなる）
３１ 注入管
３２ 推進設備
３３ａ 注入装置（トンネル内）
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 注入装置（地上）
３４ セグメント
３５ 開閉バルブ
３６ 泥水管
３７ 温度調節器付きタンク
３８ 滑材用タンク
３９ 充填材用注入ポンプ
４０ 滑材用注入ポンプ
４１ 電熱線
４２ 排泥管
４３、４３ａ、４３ｂ ペルチェ素子
４３ｃ 接触面
４４ 間隙
４５ 充填材（ルナックＬ−７０と粉粒体とからなる）
４６ スクリュー
４７ 切羽
４８ ガーダ部
４９ 駆動装置
５０ 充填材（ルナックＬ−７０のみからなる）
５３ 泥水管
５４ 排泥管
５５ カッター
５７ 中空管
５９ 送水管
６１ 二重管
６３ フィルター材
６５ 集水孔
６９ 蓋
７１ プリペンダー
７３ セグメント
７５ 排水口
７７ 開閉バルブ
７８ スイベル
７９ ドリリングマシン
８０ 回転装置
８１ 排水口
８２ 電熱器
８３ 開閉バルブ
８５ 止水材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山内に形成された空間又は空隙に充填材を充填して該地山を保持する地山の安定化方法において、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記空間又は前記空隙に流動状態で注入し、
冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項２】
シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填し、
該充填材が冷却されて固体状態になり地山を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項３】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管路を構築する推進工法によりトンネルを掘削する際に地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填する充填工程と、
冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持する保持工程とを備えることを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項４】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填し、
冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項５】
前記固体状態となった充填材で前記地山を保持した後、前記充填材を加熱して流動状態とすることにより固体状態での前記地山の保持を終えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項６】
前記シールド機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項２に記載の地山の安定化方法。
【請求項７】
前記推進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項３に記載の地山の安定化方法。
【請求項８】
前記掘進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項４に記載の地山の安定化方法。
【請求項９】
地山の変状が許されない線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、前記トンネルの削孔により地山の変状に影響を与えるトンネル区間でのみ前記充填材を充填して地山を安定化することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１０】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１１】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１２】
前記充填材は、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように、前記添加材と前記粉粒体とを混合したものであることを特徴とする請求項１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１３】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１４】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１５】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１６】
前記充填材は、加熱装置にて前記所定の温度以上に加熱されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１７】
前記充填材は、冷却装置にて前記所定の温度以下に冷却されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１８】
地山に形成された空間又は空隙に充填されることにより、該地山を保持して安定化するための充填材であって、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項１９】
シールド機によるトンネルの余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削された地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２０】
推進工法でトンネルを掘削する際の推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削される際の地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２１】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの切羽と該掘進機の隔壁との間に充填されて、地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれかにおいて、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする充填材。
【請求項２３】
請求項１８〜２１のいずれかにおいて、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように混合したものであることを特徴とする充填材。
【請求項２４】
空間又は空隙が形成された地山を保持して安定化するための地山の安定化構造であって、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記空間又は前記空隙に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２５】
シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２６】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法によりトンネルが掘削される際の地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２７】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記切羽と前記掘進機の隔壁との間に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２８】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法を用いたトンネルの構築方法において、
前記推進機の停止時は、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、
前記推進機の掘進再開時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする推進工法を用いたトンネルの構築方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載された推進工法を用いたトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とするトンネル。
【請求項３０】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機によるトンネルの構築方法において、
前記掘進機の停止時には、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持し、
前記掘進機の掘進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする掘進機によるトンネルの構築方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載された掘進機によるトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とするトンネル。
【請求項３２】
地山に空間を形成する方法において、
前記空間の形成時は、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、
前記空間の形成再開時は、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする地山に空間を形成する方法。
【請求項３３】
地山に空間を形成する方法において、
前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を筒状の中空管に充填し、
前記中空管を前記地山内に挿入し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記流動状態の前記充填材を前記中空管から排出することを特徴とする地山に空間を形成する方法。
【請求項３４】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の地山に空間を形成する方法。
【請求項３５】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項３２又は３３に記載の地山に空間を形成する方法。
【請求項３６】
被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、
地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、
前記中空管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３７】
被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、
地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、掘削水を送水するための送水管を挿入して二重管を構成し、
前記中空管の内周と前記送水管の外周との間に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、
前記二重管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３８】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項３６又は３７に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３９】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項３６又は３７に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４０】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４１】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４２】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４３】
被圧地下水を排水する水抜き用井戸を構築するための孔を既設の地中構造物内から削孔する際に、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に充填されて前記被圧地下水の噴出を防止するための充填材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項４４】
被圧地下水を排水するために既設の地中構造物内から地山内に構築された水抜き用井戸であって、
地山内に設置された集水用開口を有する中空管と、
前記中空管内に充填され、通水可能な空隙部を有するフィルター材と、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる性質を有し、前記空隙部に充填された充填材とから構成され、
前記充填材が前記所定の温度以上に加熱されて流動状態になると、前記流動状態の前記充填材が前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧にて前記中空管から排出されるとともに、前記被圧地下水が前記空隙部を通過して排出されることを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸。
【請求項１】
地山内に形成された空間又は空隙に充填材を充填して該地山を保持する地山の安定化方法において、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記空間又は前記空隙に流動状態で注入し、
冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項２】
シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填し、
該充填材が冷却されて固体状態になり地山を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項３】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して地中管路を構築する推進工法によりトンネルを掘削する際に地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填する充填工程と、
冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持する保持工程とを備えることを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項４】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化方法において、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を、切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填し、
冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持することを特徴とする地山の安定化方法。
【請求項５】
前記固体状態となった充填材で前記地山を保持した後、前記充填材を加熱して流動状態とすることにより固体状態での前記地山の保持を終えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項６】
前記シールド機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項２に記載の地山の安定化方法。
【請求項７】
前記推進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項３に記載の地山の安定化方法。
【請求項８】
前記掘進機の推進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態とすることを特徴とする請求項４に記載の地山の安定化方法。
【請求項９】
地山の変状が許されない線路、道路等の重要構造物の存在する位置に、前記トンネルの削孔により地山の変状に影響を与えるトンネル区間でのみ前記充填材を充填して地山を安定化することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１０】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１１】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１２】
前記充填材は、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように、前記添加材と前記粉粒体とを混合したものであることを特徴とする請求項１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１３】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１４】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１５】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の地山の安定化方法。
【請求項１６】
前記充填材は、加熱装置にて前記所定の温度以上に加熱されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１７】
前記充填材は、冷却装置にて前記所定の温度以下に冷却されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の地山の安定化方法。
【請求項１８】
地山に形成された空間又は空隙に充填されることにより、該地山を保持して安定化するための充填材であって、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項１９】
シールド機によるトンネルの余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削された地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２０】
推進工法でトンネルを掘削する際の推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されて、該トンネルが掘削される際の地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２１】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの切羽と該掘進機の隔壁との間に充填されて、地山を安定化するための充填材であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれかにおいて、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする充填材。
【請求項２３】
請求項１８〜２１のいずれかにおいて、充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを、前記充填材に占める前記添加材の体積割合が前記地山の間隙率と同等となるように混合したものであることを特徴とする充填材。
【請求項２４】
空間又は空隙が形成された地山を保持して安定化するための地山の安定化構造であって、
前記空間内又は前記空隙内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記空間又は前記空隙に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２５】
シールド機によりトンネルが掘削された地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記シールド機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２６】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法によりトンネルが掘削される際の地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２７】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機により掘削されるトンネルの地山を安定化するための安定化構造であって、
前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になる充填材が、前記切羽と前記掘進機の隔壁との間に充填されてなることを特徴とする地山の安定化構造。
【請求項２８】
発進立坑に設けた推進ジャッキにより推進機を押圧して地中を掘進させつつ、該推進機の後部に推進管を順次継ぎ足して所定の地中管路を構築する推進工法を用いたトンネルの構築方法において、
前記推進機の停止時は、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記推進機の余堀掘削によって生じる空隙部に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、
前記推進機の掘進再開時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする推進工法を用いたトンネルの構築方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載された推進工法を用いたトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とするトンネル。
【請求項３０】
地山を掘削するためのカッターの後方に隔壁を備える掘進機によるトンネルの構築方法において、
前記掘進機の停止時には、前記トンネル内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記切羽と前記隔壁との間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により前記切羽を保持し、
前記掘進機の掘進時には、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする掘進機によるトンネルの構築方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載された掘進機によるトンネルの構築方法により構築されたことを特徴とするトンネル。
【請求項３２】
地山に空間を形成する方法において、
前記空間の形成時は、前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空間に流動状態で充填して、冷却されて固体状態となった前記充填材により地山を保持し、
前記空間の形成再開時は、前記固体状態となった充填材を前記所定の温度以上に加熱することにより流動状態にすることを特徴とする地山に空間を形成する方法。
【請求項３３】
地山に空間を形成する方法において、
前記空間内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を筒状の中空管に充填し、
前記中空管を前記地山内に挿入し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記流動状態の前記充填材を前記中空管から排出することを特徴とする地山に空間を形成する方法。
【請求項３４】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の地山に空間を形成する方法。
【請求項３５】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項３２又は３３に記載の地山に空間を形成する方法。
【請求項３６】
被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、
地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、前記通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、
前記中空管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３７】
被圧地下水を排水するための水抜き用井戸を既設の地中構造物内から地山内に構築する方法において、
地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に、掘削水を送水するための送水管を挿入して二重管を構成し、
前記中空管の内周と前記送水管の外周との間に、通水可能な空隙部を有するフィルター材を充填し、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる充填材を前記空隙部に充填し、
前記二重管を前記地中構造物内から前記地山内に挿入して設置し、
前記充填材を前記所定の温度以上に加熱して流動状態にし、
前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧で前記流動状態の前記充填材を前記空隙部から排出することを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３８】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかであることを特徴とする請求項３６又は３７に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項３９】
前記充填材は、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステルのいずれかを含む添加材と粉粒体とを含有することを特徴とする請求項３６又は３７に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４０】
前記高級アルコールは、ラウリルアルコールであることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４１】
前記高級脂肪酸は、ラウリン酸であることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４２】
前記脂肪酸エステルは、ステアリン酸エステルであることを特徴とする請求項３８又は３９に記載の被圧地下水を排水するための水抜き用井戸の構築方法。
【請求項４３】
被圧地下水を排水する水抜き用井戸を構築するための孔を既設の地中構造物内から削孔する際に、地山を掘削するためのビットを先端部に備えた集水用開口を有する中空管内に充填されて前記被圧地下水の噴出を防止するための充填材であって、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度では流動状態になることを特徴とする充填材。
【請求項４４】
被圧地下水を排水するために既設の地中構造物内から地山内に構築された水抜き用井戸であって、
地山内に設置された集水用開口を有する中空管と、
前記中空管内に充填され、通水可能な空隙部を有するフィルター材と、
前記地山内の通常温度では固体状態であり、該通常温度よりも高い所定の温度になると流動状態になる性質を有し、前記空隙部に充填された充填材とから構成され、
前記充填材が前記所定の温度以上に加熱されて流動状態になると、前記流動状態の前記充填材が前記中空管の集水用開口を介して作用する前記被圧地下水の水圧にて前記中空管から排出されるとともに、前記被圧地下水が前記空隙部を通過して排出されることを特徴とする被圧地下水を排水するための水抜き用井戸。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【公開番号】特開２００８−１６９６８３（Ｐ２００８−１６９６８３Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６４０２７（Ｐ２００７−１６４０２７）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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