横坑構築方法および発進設備
【課題】押輪の後方にスペースを確保することが可能な横坑構築方法を提供すること。
【解決手段】既設トンネルＡ内に設けた発進設備Ｄを利用した横坑構築方法であって、後続函体２の後端面に当接する押輪５を発進口の後方に配置するとともに、発進口の開口縁部から押輪５に至る連結材８を配置した後、押輪５に取り付けたジャッキ６で連結材８に引張力を付与して押輪５を発進口側に移動させることで、先頭函体１および後続函体２を発進口から押し出す。
【解決手段】既設トンネルＡ内に設けた発進設備Ｄを利用した横坑構築方法であって、後続函体２の後端面に当接する押輪５を発進口の後方に配置するとともに、発進口の開口縁部から押輪５に至る連結材８を配置した後、押輪５に取り付けたジャッキ６で連結材８に引張力を付与して押輪５を発進口側に移動させることで、先頭函体１および後続函体２を発進口から押し出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横坑構築方法および推進工法用の発進設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
推進工法は、発進口に配置した函体を元押しジャッキで押し出すことにより地中に横坑を構築する工法であり、立坑から延びる横坑（特許文献１参照）や既設の並設トンネル同士を繋ぐ横坑（特許文献２参照）を構築する場合などに利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３８５２３号公報（図３）
【特許文献２】特開平１１−１４８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
推進工法では、函体の後端面に当接する押輪の後方に反力架台（元押しジャッキの反力受け）を構築し、発進口の反対側に位置する構造体（立坑内から函体を押し出す場合には立坑側壁、既設トンネル内から函体を押し出す場合にはトンネル覆工）に反力架台を固定する必要があるので、押輪の後方のスペースが反力架台で塞がってしまう。特に、既設トンネルに発進口を設ける場合には、既設トンネル内の作業通路が反力架台で遮られてしまうので、既設トンネルの縦断方向への往来が困難なものとなり、既設トンネル内での作業に支障をきたす虞がある。
【０００５】
このような観点から、本発明は、押輪の後方にスペースを確保することが可能な横坑構築方法および発進設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明に係る横坑構築方法は、函体の後端面に当接する押輪を発進口の後方に配置するとともに、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材を配置した後、前記押輪に取り付けたジャッキで前記連結材に引張力を付与して前記押輪を前記発進口側に移動させることで、前記函体を前記発進口から押し出すことを特徴とする。なお、本発明における「前」、「後」は、函体推進方向を基準とする。
【０００７】
本発明によれば、函体推進時の反力（連結材に付与される引張力）が発進口の開口縁部（発進口を取り囲む部分）に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなく、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。なお、発進口の開口縁部のみに反力をとって函体推進を行ってもよいが、押輪後方のスペースを塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、函体推進を補助してもよい。
【０００８】
なお、函体の形状は、横坑の用途に応じ、円形、矩形、楕円形、馬蹄形等を自由に選択できる。
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る発進設備は、発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、前記函体の後端面に当接する押輪と、前記押輪に取り付けられたジャッキと、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材とを備え、前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る発進設備を使用すれば、函体推進時の反力が発進口の開口縁部に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなくなり、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。なお、押輪後方のスペースを塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、函体推進を補助してもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決する本発明に係る他の発進設備は、既設トンネル内に設けた発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、前記函体の後端面に当接する押輪と、前記押輪に取り付けられたジャッキと、前記発進口の開口縁部に配置されたブラケットと、前記ブラケットから前記押輪に至る連結材とを備え、前記ブラケットは、前記既設トンネルの覆工に固定されており、前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る発進設備を使用すれば、函体推進時の反力が発進口の周囲の覆工に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなくなり、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。すなわち、押輪の後方においても既設トンネル用の作業通路を確保することが可能となり、したがって、横坑の構築作業と並行して既設トンネルに対する坑内作業を行うことが可能となる。なお、作業通路を塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、前記の函体推進を補助してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る横坑構築方法および発進設備を示す断面図である。
【図２】横坑の先頭部分を示す拡大縦断面図である。
【図３】先頭函体、後続函体、後付け覆工および接続枠を示す斜視図である。
【図４】先頭函体の正面図である。
【図５】（ａ）は図４のＸ１−Ｘ１線断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図６】先頭函体の分解斜視図である。
【図７】後付け覆工体の正面図である。
【図８】（ａ）は図７のＸ３−Ｘ３線断面図、（ｂ）は図７のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図９】後付け覆工体の分解斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る発進設備を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る発進設備を示す背面図である。
【図１２】発進設備のブラケットを示す斜視図である。
【図１３】（ａ）はブラケットの断面図、（ｂ）は連結材の端部を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は先頭函体を到達側地中構造物に近づけた状況を示す縦断面図、（ｂ）は後付け工程を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）は仮止水工程を示す縦断面図、（ｂ）は接続枠配置工程を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る横坑構築方法は、図１に示すように、発進設備Ｄ（押輪５、ジャッキ６、ブラケット７、連結材８）を利用して、発進側の既設トンネルＡから到達側の既設トンネルＢに至る横坑Ｃを構築する、というものである。
【００１６】
＜ 既設トンネル ＞
既設トンネルＡ，Ｂは、シールド工法により構築されたものであり、間隔をあけて並設されている。
【００１７】
一方の既設トンネルＡには、発進口が形成されている。既設トンネルＡの覆工（外殻）のうち、少なくとも発進口となる部分は、鋼製セグメントとなっている。覆工を切り開いた際に既設トンネルＡに有害な変形が生じないよう、発進口の開口縁部（発進口を取り囲む部分）に配置する鋼製セグメントには、補強鋼材等を配置する。
【００１８】
他方の既設トンネルＢには、到達口が形成される。既設トンネルＢの覆工（外殻）のうち、少なくとも到達口となる部分は、鋼製セグメントとなっている。
【００１９】
＜ 横坑 ＞
横坑Ｃは、既設トンネルＡ，Ｂを繋ぐ連絡坑（トンネル）であり、図２に示すように、刃口式（切羽開放型）の推進工法により構築された横坑本体（函体１，２）と、この横坑本体に後付けされた後付け覆工体３と、到達口に配置された接続枠４とを備えている。なお、横坑Ｃの横断面形状は矩形であるが、他の形状（例えば、円形、楕円形、馬蹄形など）であっても差し支えない。
【００２０】
横坑本体は、横坑Ｃの縦断方向に連設された複数の函体１，２，２，…からなる。以下では、複数の函体１，２，２，…のうち、発進口から最初に押し出された函体１を「先頭函体１」と称し、それ以外の函体（先頭函体１の後方に連なった函体２）を「後続函体２」と称する。
【００２１】
先頭函体１は、図３に示すように、角筒状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部と、左右の側壁部間に横架された頂版部とを備えている。より詳細に説明すると、先頭函体１は、鋼製であり、複数列（本実施形態では二列）の主桁枠１１，１１と、主桁枠１１，１１間に並設された複数の縦リブ１２，１２，…と、主桁枠１１，１１の外周縁に沿って配置された外スキンプレート１３と、最前列の主桁枠１１の内周縁から前方に向かって張り出した内面プレート１４と、外スキンプレート１３と内面プレート１４との間に並設された複数の補強リブ１５，１５，…とを備えている。
【００２２】
主桁枠１１，１１は、函体推進方向（前後方向）に間隔をあけて並設されている。各主桁枠１１は、正面視矩形枠状を呈している。主桁枠１１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、隣接する後続函体２または後付け覆工体３を先頭函体１に接合するためのボルト（図示略）が挿入される。
【００２３】
縦リブ１２，１２，…は、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されている。各縦リブ１２は、函体推進力を伝達するものであり、主桁枠１１，１１と交差する方向に配置されている。縦リブ１２は、主桁枠１１および外スキンプレート１３に溶接されている。
【００２４】
外スキンプレート１３は、主桁枠１１および縦リブ１２に溶接されている。外スキンプレート１３は、正面視角筒状を呈しているが、外スキンプレート１３の上半部は、最前列の主桁枠１１から前方に向かって張り出している。外スキンプレート１３の張出部１３ａ（最前列の主桁枠１１から張り出した部分）は、正面視逆Ｕ字状を呈しており、地山掘削時の土砂崩落防止用フードとして機能する。
【００２５】
内面プレート１４は、図４にも示すように、外スキンプレート１３の内側に配置されていて、張出部１３ａと間隔をあけて対向している。本実施形態の内面プレート１４は、先頭函体１の上部に配置されていて、正面視逆Ｕ字状を呈している。図５の（ａ）に示すように、内面プレート１４は、最前列の主桁枠１１の前面から前方（到達口の開口縁部）に向かって張り出している。内面プレート１４の張出長さは、張出部１３ａの最大張出長さよりも小さい。図５の（ｂ）に示すように、内面プレート１４の内周面には、接続枠４が固着される。なお、内面プレート１４は、主桁枠１１の内周縁から接続枠４の厚さ分だけ外スキンプレート１３側にオフセットしている。
【００２６】
補強リブ１５，１５，…は、図４に示すように、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されていて、内面プレート１４を外側（地山側）から支持している。各補強リブ１５は、外スキンプレート１３および内面プレート１４と交差する方向に配置されていて、最前列の主桁枠１１、外スキンプレート１３および内面プレート１４に溶接されている。
【００２７】
先頭函体１は、図６に示すように、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はない。
【００２８】
本実施形態の先頭函体１は、Ｉ型（直線型）の下部ピース１ａと、下部ピース１ａの左右両側に配置されたＬ字型の側部ピース１ｂ，１ｂと、側部ピース１ｂ，１ｂ間に架設された逆Ｕ字型（コ字型）の上部ピース１ｃとからなる。すなわち、本実施形態の先頭函体１は、四つのピースに分割されている。
【００２９】
下部ピース１ａは、先頭函体１の底版部の中央部分を構成する横長直方体状のピースである。
【００３０】
側部ピース１ｂは、先頭函体１の底版部の一部および側壁部を構成するピースであり、下部ピース１ａの側端面にボルト接合される底版構成部と、底版構成部の端部から立ち上がる側壁構成部とを備えている。
【００３１】
上部ピース１ｃは、先頭函体１の側壁部の一部および頂版部を構成するピースであり、側部ピース１ｂ，１ｂの上端面にボルト接合される左右一対の側壁構成部と、左右の側壁構成部に横架される頂版構成部とを備えている。
【００３２】
なお、外スキンプレート１３の張出部１３ａ（土砂崩落防止用フード）は、側部ピース１ｂの上半部および上部ピース１ｃに形成されており、内面プレート１４および補強リブ１５，１５，…は、上部ピース１ｃのみに配置されている。なお、内面プレート１４の下縁および最下段の補強リブ１５は、上部ピース１ｃの下端面（側部ピース１ｂの上端面に突き合わされる面）よりも高いところに位置している。
【００３３】
後続函体２は、図３に示すように、角筒状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部と、左右の側壁部間に横架された頂版部とを備えている。より詳細に説明すると、後続函体２は、鋼製であり、複数列（本実施形態では四つ）の主桁枠２１，２１，…と、隣り合う主桁枠２１，２１間に並設された複数の縦リブ２２，２２，…と、主桁枠２１，２１を外側から囲うスキンプレート２３とを備えている。
【００３４】
主桁枠２１，２１，…は、函体推進方向（横坑Ｃの縦断方向）に間隔をあけて並設されている。各主桁枠２１は、正面視矩形枠状を呈している。主桁枠２１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、後続函体２を隣接する他の函体（先頭函体１又は他の後続函体２）に接合するためのボルト（図示略）が挿入される。
【００３５】
縦リブ２２，２２，…は、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されている。各縦リブ２２は、函体推進力を伝達するものであり、主桁枠２１，２１に略垂直である。
スキンプレート２３は、正面視角筒状を呈していて、主桁枠２１および縦リブ２２に溶接されている。
【００３６】
後続函体２は、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はないが、本実施形態では、二種類のＬ字型ピース２ａ，２ｂをそれぞれ二つずつ組み合わせて後続函体２を形成している。すなわち、後続函体２は、四つのピースに分割されている。
【００３７】
後付け覆工体３は、正面視Ｕ字状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部とを備えている。後付け覆工体３の側壁部の前縁は、既設トンネルＢの覆工の輪郭に沿う曲線（本実施形態では円弧）に成形されている。すなわち、後付け覆工体３は、既設トンネルＢの覆工の外面形状に沿う形状に成形されている。
【００３８】
後付け覆工体３は、鋼製であり、図７に示すように、正面視Ｕ字状を呈する継手プレート３１と、継手プレート３１の前面に取り付けられた雌ネジ部材３２，３２，…と、継手プレート３１の前面側に並設された複数の補強リブ３３，３３，…と、継手プレート３１から前方（到達口の開口縁部）に向かって張り出した内スキンプレート３４とを備えている。
【００３９】
継手プレート３１は、図８の（ａ）に示すように、先頭函体１の最前列の主桁枠１１に重ねられる部位である。継手プレート３１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、後付け覆工体３を先頭函体１に接合するためのボルトが挿入される。
【００４０】
雌ネジ部材３２は、継手プレート３１のボルト挿通孔（図示略）に対応して配置されている。本実施形態の雌ネジ部材３２は、高ナットからなり、溶接により継手プレート３１の前面に固着されている。
【００４１】
補強リブ３３，３３，…は、図７に示すように、内スキンプレート３４を外側（地山側）から支持するものであり、函体周方向に間隔をあけて並設されている。図８の（ａ）に示すように、各補強リブ３３は、継手プレート３１の前面から前方に向かって張り出していて、継手プレート３１の前面と内スキンプレート３４の外面に溶接されている。
【００４２】
内スキンプレート３４は、図７に示すように、継手プレート３１の内周縁に沿って配置されている。内スキンプレート３４の上端は、先頭函体１の内面プレート１４に連なっており、内面プレート１４と内スキンプレート３４の境界部分は面一になっている。図８の（ａ）に示すように、後付け覆工体３の側壁部における内スキンプレート３４の前縁は、既設トンネルＢの覆工（外殻）の輪郭に沿う円弧に成形されている。図８の（ｂ）に示すように、主桁枠１１の内周縁から接続枠４の厚さ分だけ外側（地山側）にオフセットしている。内スキンプレート３４の内周面には、接続枠４が固着される。
【００４３】
後付け覆工体３は、図９に示すように、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はないが、本実施形態の後付け覆工体３は、Ｉ型（直線型）の下部ジョイントピース３ａと、下部ジョイントピース３ａの左右両側に配置されたＬ字型の側部ジョイントピース３ｂ，３ｂとからなる。すなわち、後付け復工体３は、三つのピースに分割されており、各ピースは、横坑本体の内部空間を通じて搬入可能な大きさに成形されている。
【００４４】
下部ジョイントピース３ａは、後付け復工体３の底版部の中央部分を構成するピースである。下部ジョイントピース３ａの幅寸法（函体推進方向の長さ寸法）は、一様である。下部ジョイントピース３ａは、正面視逆台形状を呈していて、その両端部に位置する補強リブ３３，３３（下部ジョイントピース３ａの両側端面）は、逆ハ字状を成すように配置されている。下部ジョイントピース３ａは、先頭函体１の下部ピース１ａ（図６参照）の前に配置されており、下部ピース１ａの前面にボルト接合されている。ボルト（図示略）は、下部ピース１ａ側から挿入し、雌ネジ部材３２に螺合する。
【００４５】
側部ジョイントピース３ｂは、後付け復工体３の底版部の一部および側壁部を構成するピースであり、下部ジョイントピース３ａの側端面に突き合わされる底版構成部と、底版構成部の端部から立ち上がる側壁構成部とを備えている。側部ジョイントピース３ｂの幅寸法（函体推進方向の長さ寸法）は、既設トンネルＢの覆工の外面形状に対応して増減している。側部ジョイントピース３ｂの上端面（側壁構成部に配置された補強リブ３３，３３，…のうち、最上段に位置する補強リブ３３）は、先頭函体１の最下段の補強リブ１５（図６参照）に突き合わされる。また、側部ジョイントピース３ｂの側端面は、下部ジョイントピース３ａの側端面に対応して傾斜しており、下部ジョイントピース３ａの側端部の補強リブ３３に突き合わされる。
【００４６】
接続枠４は、図３に示すように、正面視矩形枠状を呈している。接続枠４の上辺部および下辺部の前縁は、既設トンネルＢの縦断線形と略平行な直線を成しており、接続枠４の左右の側辺部の前縁は、既設トンネルＢの覆工の輪郭に沿う円弧を成している。接続枠４は、複数枚の接続プレート（帯状鋼板）に分割された状態で搬入され、到達口において枠状に組み立てられる。接続プレート同士は、溶接により接合する。
【００４７】
接続枠４の前端部は、図２に示すように、溶接により到達口の開口縁部（既設トンネルＢの覆工）に固着されている。接続枠４と開口縁部との間から地下水が流入しないよう、溶接ビードは、接続枠４の前端縁の全長に亘って連続して形成する。
【００４８】
接続枠４の後端部は、溶接により先頭函体１の内面および後付け覆工体３の内面（すなわち、最前列の主桁枠１１の前側の領域に形成された無端状の面）に固着されている。すなわち、図５の（ｂ）に示すように、接続枠４の後端部のうち、内面プレート１４に沿う部分は、内面プレート１４に固着されており、図８の（ｂ）に示すように、内スキンプレート３４に沿う部分は、内スキンプレート３４に固着されている。接続枠４と先頭函体１との間あるいは接続枠４と後付け覆工３との間から地下水が流入しないよう、溶接ビードは、接続枠４の後端縁の全長に亘って連続して形成する。
【００４９】
＜ 発進設備 ＞
図１に示す発進設備Ｄは、先頭函体１の後に連ねた後続函体２を到達口に向けて押圧するための設備であり、発進側地中構造物である既設トンネルＡ内に構築されている。
【００５０】
発進設備Ｄは、図１０に示すように、後続函体２の後端面に当接する押輪５と、押輪５に取り付けられたジャッキ６と、発進口の開口縁部に配置されたブラケット７と、ブラケット７から押輪５に至る連結材８と、押輪５の下側から発進口に向けて延在するガイドレール９とを備えている。
【００５１】
押輪５は、図１１に示すように、上下一対の横材５１，５１と、左右一対の縦材５２，５２と、縦材５２から側方に向かって張り出す張出材５３と、縦材５２の側方に配置された受材５４と、下側の横材５１から後方に向かって張り出す左右一対の台車５５，５５とを備えている。
【００５２】
横材５１は、鋼材からなる。横材５１の端部は、縦材５２の側方に張り出している。図１０に示すように、下側の横材５１は、後続函体２の下部の後端面に当接し、上側の横材５１は、後続函体２の上部の後端面に当接する。
【００５３】
縦材５２は、後続函体２の側壁部の後端面に当接する。縦材５２は、鋼材からなり、横材５１，５１に接合されている。
【００５４】
張出材５３は、受材５４の高さ方向の中間部を支持する部材であり、縦材５２の高さ方向の中間部から側方に向かって張り出している。
【００５５】
受材５４は、ジャッキ６の取付架台となる部材であり、上下方向（縦材５２に沿う方向）に延在している。受台５４は、横材５１，５１および張出材５３の後側に配置されており、横材５１，５１の後面および張出材５３の後面に接合されている。なお、受材５４は、図１１に示すように、一対の鋼材５４ａ，５４ａと、鋼材５４ａ，５４ａを繋ぐ複数の補強プレート５４ｂ，５４ｂ，…からなる。鋼材５４ａ，５４ａは、連結材８を挿通するための隙間（連結材挿通空間）をあけて並設されている。
【００５６】
台車５５は、図１０に示すように、ガイドレール９の直上に配置されている。台車５５には、ガイドレール９の上面を転動する車輪が取り付けられている。
【００５７】
ジャッキ６は、センターホールジャッキであり、受材５４の後面に取り付けられている。なお、センターホールジャッキのホール（挿通孔）は、受材５４の連結材挿通空間（図１１に示す鋼材５４ａ，５４ａの間）に開口させる。本実施形態では、一の受材５４につき上下二つのジャッキ６，６を配置しているが、ジャッキ６の数等は適宜変更しても差し支えない。
【００５８】
ブラケット７は、既設トンネルＡの覆工（本実施形態では鋼製セグメント１０）に固定されている。図１２に示すように、鋼製セグメント１０は、既設トンネルＡの縦断方向に間隔をあけて並設された主桁１０ａ，１０ａと、主桁１０ａ，１０ａ間に並設された複数の縦リブ１０ｂ，１０ｂ，…と、主桁１０ａ，１０ａの外周側に配置されたスキンプレート１０ｃとを備えている。縦リブ１０ｂは、図１３の（ａ）に示すように、スキンプレート１０ｃの内周面に立設された板部１０１と、板部１０１の端部に形成された補剛部１０２とを備えていて、断面Ｔ字状を呈している。板部１０１には、図示せぬボルト挿通孔が形成されている。補剛部１０２は、スキンプレート１０ｃと平行な帯板状を呈していて、既設トンネルＡの縦断方向に延在している。
【００５９】
ブラケット７は、図１２に示すように、既設トンネルＡの周方向に隣り合う縦リブ１０ｂ，１０ｂ，…に固定されるものであり、複数（本実施形態では三つ）のベース７ａ，７ａ，…と、ベース７ａ，７ａ，…に架設されるビーム７ｂとを備えている。
【００６０】
ベース７ａは、図１３の（ａ）に示すように、縦リブ１０ｂの補剛部１０２に重ねられる取付板部７１と、補剛部１０２を挟んで対向する一対の挟持部７２，７２と、挟持部７２，７２の間に配置される筒状スペーサ７３，７３と、取付板部７１を補強する補強板部７４，７４，…とを備えている。ベース７ａは、ベース固定用ボルト７５によって縦リブ１０ｂにボルト接合されている。
【００６１】
取付板部７１は、補剛部１０２を跨ぐように配置されている。取付板部７１の両端部は、補剛部１０２から張り出している。取付板部７１の端部（補剛部１０２から張り出した部分）には、ボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６２】
挟持部７２は、取付板部７１の裏面（スキンプレート１０ｃ側の面）に立設されていて、板部１０１と対向している。挟持部７２には、ボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６３】
筒状スペーサ７３は、挟持部７２と板部１０１との間に配置されている。筒状スペーサ７３の中空部は、挟持部７２のボルト挿通孔および板部１０１のボルト挿通孔に連通している。
【００６４】
補強板部７４は、取付板部７１の端部（補剛部１０２から張り出した部分）に配置されていて、取付板部７１と挟持部７２とに固着されている。
【００６５】
ベース固定用ボルト７５は、挟持部７２，７２に貫設される軸部を備えている。ベース固定用ボルト７５の軸部は、一方の挟持部７２から他方の挟持部７２に至る透孔（挟持部７２のボルト挿通孔、筒状スペーサ７３の中空部、板部１０１のボルト挿通孔）に一方の挟持部７２側から挿入される。他方の挟持部７２から突出したベース固定用ボルト７５の軸部には、ナットが締着される。
【００６６】
ビーム７ｂは、ベース７ａの取付板部７１に重ねられるフランジ７６と、フランジ７６に立設されたウェブ７７と、ウェブ７７の両側に配置された複数のリブ７８，７８，…とを備えている。ビーム７ｂは、ビーム固定用ボルト７９によってベース７ａにボルト接合されている。
【００６７】
フランジ７６には、取付板部７１のボルト挿通孔に対応したボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６８】
ウェブ７７は、フランジ７６の表面に立設されている。ウェブ７７には、複数のピン挿入孔７７ａ，７７ａ，…が形成されている。ピン挿入孔７７ａ，７７ａ，…は、ウェブ７７の長手方向（既設トンネルＡの周方向）に間隔をあけて並んでいる。
【００６９】
リブ７８は、ウェブ７７の倒れを防止するとともに、ウェブ７７からフランジ７６に伝わる引張力をフランジ７６の幅方向に分散させるものであり、ウェブ７７と交差する方向に配置されている。リブ７８は、ウェブ７７の両側に配置されていて、フランジ７６の表面およびウェブ７７の側面に溶接されている。
【００７０】
ビーム固定用ボルト７９は、取付板部７１およびフランジ７６に貫設される軸部を備えている。ビーム固定用ボルト７９の軸部は、取付板部７１の裏面側から取付板部７１およびフランジ７６のボルト挿通孔に挿入される。フランジ７６の表面から突出したビーム固定用ボルト７９の軸部には、ナットが締着される。
【００７１】
連結材８は、図１３の（ｂ）に示すように、線状部材８ａと、線状部材８ａの前端部（ブラケット７側の端部）に装着されたカプラー８ｂとを備えている。
【００７２】
線状部材８ａは、ＰＣ鋼棒からなる。線状部材８ａの後端側は、ジャッキ６（図１０参照）のホールに挿通される。
【００７３】
カプラー８ｂは、板状を呈する基部８１と、基部８１の裏面に配置された雌ネジ部材８２と、雌ネジ部材８２を挟んで対向する一対の対向部８３，８３と、対向部８３，８３に貫設されるピン８４とを備えている。
【００７４】
基部８１には、線状部材８ａ用の挿通孔（図示略）が形成されている。雌ネジ部材８２の雌ネジ孔は、基部８１の挿通孔に連通している。雌ネジ部材８２には、線状部材８ａが螺着されている。
【００７５】
対向部８３，８３は、基部８１からブラケット７に向かって延出している。対向部８３，８３の前端部は、線状部材８ａの前端よりも前方に位置していて、ブラケット７のウェブ７７を挟んで対向している。対向部８３の前端部には、ピン挿入孔（図示略）が形成されている。
【００７６】
ピン８４は、対向部８３，８３のピン挿入孔に挿通されるとともに、ウェブ７７のピン挿入孔７７ａ（図１３の（ａ）参照）に挿通される。線状部材８ａに付与された引張力は、ピン８４を介してブラケット７に作用する。
【００７７】
＜ 横坑構築方法 ＞
本実施形態に係る横坑構築方法は、発進準備工程と、掘削推進工程と、後付け工程と、仮止水工程と、到達口形成工程と、接続枠配置工程とを備えている。なお、本実施形態では、横坑Ｃの構築予定位置を包含する領域に対し、既設トンネルＡ，Ｂ内から薬液注入による地盤改良を行っているが、地盤改良は地山の状況に応じて省略してもよい。
【００７８】
発進準備工程は、図１０に示すように、発進設備Ｄを構築するとともに、先頭函体１および所定リング数（本実施形態では１リング）の後続函体２を準備する工程である。
【００７９】
発進準備工程では、まず、既設トンネルＡの覆工に矩形枠状のエントランス枠（図示略）を設置するとともに、エントランス枠の外側の覆工（すなわち、発進口の開口縁部となる覆工）にブラケット７，７，…を設置する。また、既設トンネルＡ内の作業構台上にガイドレール９を敷設する。
【００８０】
次に、先頭函体１を構成する複数のピース（図３に示す下部ピース１ａ、側部ピース１ｂ，１ｂ、上部ピース１ｃ）および後続函体２を構成する複数のピース（図３に示すＬ字型ピース２ａ，２ｂ）を搬入し、ガイドレール９上において先頭函体１および後続函体２を組み立てる。なお、先頭函体１および後続函体２は、同時に組み立ててもよいし、いずれか一方を先行して組み立ててもよい。
【００８１】
続いて、後続函体２の後方に押輪５を配置するとともに、先頭函体１および後続函体２を挟んで両側に連結材８，８，…を配置する。連結材８（線状部材８ａ）は、ジャッキ６のホールに挿入し、連結材８の前端（カプラー８ｂ）は、ブラケット７に接続する。
【００８２】
その後、エントランス枠（図示略）の内周に沿って既設トンネルＡの覆工を切り開き、発進口を形成する。なお、エントランス枠には、先頭函体１又は後続函体２の外周面に当接するエントランスパッキンを取り付けておく。発進口を形成したら、掘削推進工程に移行する。
【００８３】
掘削推進工程は、地山の掘削作業と、先頭函体１および後続函体２の前進作業と、後続函体２の追加組立作業とを繰り返す工程である（図１参照）。
【００８４】
掘削推進工程では、まず、発進口に露出した地山を掘削する。地山を掘削したら、ジャッキ６を操作して連結材８の線状部材８ａをジャッキ６の後方に引き込み、連結材８に引張力を付与する。而して、線状部材８ａの引き込み量を増やし、後続函体２の後端面に押輪５を当接させつつ発進口側に移動させると、先頭函体１が発進口から押し出される。なお、先頭函体１のみを配置した場合には、先頭函体１の後端面に押輪５を当接させつつ発進口側に移動させることで、先頭函体１を発進口から押し出す。
【００８５】
地山の掘削作業と、先頭函体１および後続函体２の前進作業とを繰り返し、前進量が後続函体２の１リング分に達したら、押輪５を一旦後方に移動させ、空いたスペースにおいて新たな後続函体２を組み立てる。以降、地山の掘削作業、先頭函体１および後続函体２の前進作業、新たな後続函体２の組み立て作業を繰り返す。
【００８６】
図１４の（ａ）に示すように、先頭函体１が既設トンネルＢの覆工（外殻）に近づき、既設トンネルＢの外面が露出したら、後付け工程および仮止水工程に移行する。
【００８７】
後付け工程は、図１４の（ｂ）に示すように、先頭函体１と既設トンネルＢの覆工（外殻）との間に後付け覆工体３を配置する工程である。
【００８８】
後付け工程では、後付け覆工体３を構成する複数のピース（図３に示す下部ジョイントピース３ａ、側部ジョイントピース３ｂ，３ｂ）を、横坑本体を通じて搬入し、先頭函体１と既設トンネルＢの覆工との間において後付け覆工体３を組み立てる。
【００８９】
本実施形態の後付け工程では、まず、図８に示すように、側部ジョイントピース３ｂを搬入し、先頭函体１の側部ピース１ｂの前側に配置する。側部ジョイントピース３ｂの継手プレート３１を先頭函体１の主桁枠１１に重ね合わせつつ、側部ジョイントピース３ｂの上端面を先頭函体１の最下段の補強リブ１５に突き合わせたら、先頭函体１側からのボルト締結により、側部ジョイントピース３ｂを先頭函体１に固定する。後付け覆工体３に内スキンプレート３４が設けられているので、その裏側に手が回らないものの、継手プレート３１に雌ネジ部材３２が予め固着されているので、先頭函体１側からのボルト締結作業により、後付け覆工体３を先頭函体１に取り付けることができる。なお、左右の側部ジョイントピース３ｂ，３ｂを先頭函体１に固定すると、一方の側部ジョイントピース３ｂの側端面および他方の側部ジョイントピース３ｂの側端面が逆ハ字状に対向するようになる（図９参照）。
【００９０】
次に、図９に示す下部ジョイントピース３ａを搬入し、先頭函体１０の下部ピース１ａ（図３参照）の前側に配置する。下部ジョイントピース３ａは、側部ジョイントピース３ｂ，３ｂの底版構成部同士の間に落とし込む。下部ジョイントピース３ａの継手プレート３１を先頭函体１の主桁枠１１に重ね合わせつつ、下部ジョイントピース３ａの側端面を側部ジョイントピース３ｂの側端面に突き合わせたら、先頭函体１側からのボルト締結により、下部ジョイントピース３ａを先頭函体１に固定する。後付け覆工体３を先頭函体１に取り付けたら、必要に応じて、先頭函体１および後続函体２，２，…を推進し、後付け覆工体３を既設トンネルＢの覆工にさらに近づける。
【００９１】
仮止水工程は、図１５の（ａ）に示すように、既設トンネルＢの外側に仮止水構造を形成する工程である。なお、出水のリスクが低い場合（到達口の位置が地下水面よりも高い場合、到達口の周辺地盤に対して十分な止水注入がなされている場合など）には、仮止水工程を省略してもよい。
【００９２】
仮止水工程では、まず、既設トンネルＢの覆工の外面に外側到達枠Ｂ１を固着する。外側到達枠Ｂ１の内周面は、内面プレート１４（図３参照）および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、最前列の主桁枠１１の前側の領域に形成された無端状の面）と一致させる。外側到達枠Ｂ１は、複数の鋼材（本実施形態では山形鋼）に分割されている。各鋼材は、横坑本体を通じて各鋼材を搬入する。既設トンネルＢの覆工の外面に対して横坑本体の内空側から鋼材を順次溶接することで、外側到達枠Ｂ１を形成する。溶接ビードは、外側到達枠Ｂ１の全周に亘って連続して形成する。なお、外側到達枠Ｂ１の設置作業は、後付け工程と並行して行ってもよいし、後付け工程の前あるいは後に行ってもよい。
【００９３】
続いて、先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に接合し、内面プレート１４（図３参照）と外側到達枠Ｂ１との隙間および内スキンプレート３４と外側到達枠Ｂ１との隙間を閉塞する。本実施形態では、外側到達枠Ｂ１の外周側（地山側）に仮止水用鋼板Ｂ２を配置し、内面プレート１４、内スキンプレート３４および外側到達枠Ｂ１に仮止水用鋼板Ｂ２を溶接することで、先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に接合する。なお、仮止水用鋼板Ｂ２は、内面プレート１４と外側到達枠Ｂ１との隙間あるいは内スキンプレート３４と外側到達枠Ｂ１との隙間を通じて外側到達枠Ｂ１の外周側に配置し、溶接ビードは、仮止水用鋼板Ｂ２の全長に亘って連続して形成する。
【００９４】
後付け工程および仮止水工程が完了したら、後付け覆工３の背面や外側到達枠Ｂ１の背面に裏込注入を行う。裏込材が硬化したら、到達口形成工程に移行する。
【００９５】
到達口形成工程は、図１５の（ｂ）に示すように、既設トンネルＢの覆工を切り開いて到達口を形成する工程である。本実施形態では、横坑本体側からの作業により、内面プレート１４および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、外側到達枠Ｂ１の内周面）に沿って既設トンネルＢの覆工を切り開く。到達口の開口形状は、内面プレート１４および内スキンプレート３４に囲まれた空間の断面形状に対応した形状であり、先頭函体１の外形よりも小さい。到達口を形成したら、到達口の開口縁部に内側到達枠Ｂ３を取り付ける。内側到達枠Ｂ３は、溶接により既設トンネルＢの覆工（鋼製セグメント）の内面に固着する。内側到達枠Ｂ３の内周面は、内面プレート１４および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、外側到達枠Ｂ１の内周面）と一致させる。なお、内側到達枠Ｂ３は、鋼材（本実施形態では山形鋼）からなる。内側到達枠Ｂ３を取り付けたら、接続枠配置工程に移行する。
【００９６】
接続枠配置工程は、到達口に接続枠４を配置する工程である。接続枠配置工程では、接続枠４を構成する複数の接続プレート（帯状鋼板）を、横坑本体を通じて搬入し、到達口において枠状に組み立てる。接続枠４の前端部は、溶接により到達口の開口縁部（内側到達枠Ｂ３の内周面）に固着する。また、接続枠４の後端部のうち、内面プレート１４に沿う部分は、溶接により内面プレート１４（図５の（ｂ）参照）の内周面に固着し、内スキンプレート３４に沿う部分は、溶接により内スキンプレート３４の内周面に固着する。
その後、発進設備Ｄを撤去し、必要に応じて二次覆工等を行うと、横坑Ｃが完成する。
【００９７】
以上説明したように、発進設備Ｄを利用して横坑Ｃを方法すれば、函体推進時の反力（連結材８に付与される引張力）が発進口の開口縁部に作用するようになるので、押輪５の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなく、したがって、押輪５の後方にスペースを確保することが可能となる。すなわち、図１に示すように、押輪５の後方においても既設トンネルＡ用の作業通路を確保することが可能となり、したがって、横坑Ｃの構築作業と並行して既設トンネルＡに対する坑内作業を行うことが可能となる。
【００９８】
また、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、到達側の既設トンネルＢの外殻（覆工）に先頭函体１を近づけた後に、既設トンネルＢの外殻を切り開いているので（図１５等参照）、先頭函体１に大きな施工誤差があったとしても、容易に対応することができる。また、到達口の大きさ（切開き範囲）を最小限に留めることができるので、施工時における出水のリスクが低下する。
【００９９】
さらに、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、先頭函体１と既設トンネルＢとの間に後付け覆工体３を配置しているので（図１４等参照）、先頭函体１と既設トンネルＢとの間に形成される隙間を小さくすることができ、ひいては、到達口形成工程における出水や土砂崩落のリスクを下げることが可能となる。特に、本実施形態では、既設トンネルＢの外側に外側到達枠Ｂ１を固着し、仮止水用鋼板Ｂ２を介して先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に固着した後に、到達口を形成しているので（図１５参照）、到達口形成工程における出水のリスクをより一層下げることができる。すなわち、本実施形態に係る横坑Ｃによれば、施工時における出水や土砂崩落のリスクを下げることが可能となる。なお、本実施形態に係る横坑構築方法では、後付け覆工体３の無い状態で先頭函体１を押し出すようにしたので、後付け覆工体３の存在が函体推進時の地山抵抗に影響を及ぼすこともない。
【０１００】
また、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、到達口に接続枠４を配置しているので、先頭函体１と到達口の開口縁部との間に形成される隙間あるいは後付け覆工体３と到達口の開口縁部との間に形成される隙間を塞ぐことができ、したがって、横坑完成後における確実な止水が可能となる。
【０１０１】
本実施形態では、先頭函体１および後続函体２を複数のピースに分割した場合を例示したが、既設トンネルＡの内空断面に比して先頭函体１および後続函体２の大きさが小さい場合には、複数のピースに分割せず、一体ものとして既設トンネルＡの坑口から搬入してもよい。
【０１０２】
本実施形態では、先頭函体１に内面プレート１４および補強リブ１５を設け、正面視Ｕ字状の後付け覆工３を先頭函体１に後付けする場合を例示したが、先頭函体１の内面プレート１４および補強リブ１５を省略し、正面視枠状の後付け覆工３を先頭函体１に後付けしてもよい。
【０１０３】
本実施形態では、ブラケット７を介して連結材８を発進口の開口縁部に接続したが、ブラケット７を省略し、連結材８を発進口の開口縁部（鋼製セグメント１０）に直接接続してもよい。
【０１０４】
また、本実施形態では、並設された既設トンネルＡ，Ｂの一方に発進口を設け、他方に到達口を設けた場合を例示したが、発進側地中構造物および到達側地中構造物の種類や構造形式を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、立坑など他の地中構造物に発進口あるいは到達口を形成しても勿論差し支えない。
【符号の説明】
【０１０５】
Ａ 既設トンネル
Ｂ 既設トンネル（到達側地中構造物）
Ｃ 横坑
１ 先頭函体（函体）
２ 後続函体（函体）
３ 後付け覆工体
４ 接続枠
【０１０６】
Ｄ 発進設備
５ 押輪
６ ジャッキ
７ ブラケット
８ 連結材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横坑構築方法および推進工法用の発進設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
推進工法は、発進口に配置した函体を元押しジャッキで押し出すことにより地中に横坑を構築する工法であり、立坑から延びる横坑（特許文献１参照）や既設の並設トンネル同士を繋ぐ横坑（特許文献２参照）を構築する場合などに利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３８５２３号公報（図３）
【特許文献２】特開平１１−１４８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
推進工法では、函体の後端面に当接する押輪の後方に反力架台（元押しジャッキの反力受け）を構築し、発進口の反対側に位置する構造体（立坑内から函体を押し出す場合には立坑側壁、既設トンネル内から函体を押し出す場合にはトンネル覆工）に反力架台を固定する必要があるので、押輪の後方のスペースが反力架台で塞がってしまう。特に、既設トンネルに発進口を設ける場合には、既設トンネル内の作業通路が反力架台で遮られてしまうので、既設トンネルの縦断方向への往来が困難なものとなり、既設トンネル内での作業に支障をきたす虞がある。
【０００５】
このような観点から、本発明は、押輪の後方にスペースを確保することが可能な横坑構築方法および発進設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明に係る横坑構築方法は、函体の後端面に当接する押輪を発進口の後方に配置するとともに、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材を配置した後、前記押輪に取り付けたジャッキで前記連結材に引張力を付与して前記押輪を前記発進口側に移動させることで、前記函体を前記発進口から押し出すことを特徴とする。なお、本発明における「前」、「後」は、函体推進方向を基準とする。
【０００７】
本発明によれば、函体推進時の反力（連結材に付与される引張力）が発進口の開口縁部（発進口を取り囲む部分）に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなく、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。なお、発進口の開口縁部のみに反力をとって函体推進を行ってもよいが、押輪後方のスペースを塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、函体推進を補助してもよい。
【０００８】
なお、函体の形状は、横坑の用途に応じ、円形、矩形、楕円形、馬蹄形等を自由に選択できる。
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る発進設備は、発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、前記函体の後端面に当接する押輪と、前記押輪に取り付けられたジャッキと、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材とを備え、前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る発進設備を使用すれば、函体推進時の反力が発進口の開口縁部に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなくなり、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。なお、押輪後方のスペースを塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、函体推進を補助してもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決する本発明に係る他の発進設備は、既設トンネル内に設けた発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、前記函体の後端面に当接する押輪と、前記押輪に取り付けられたジャッキと、前記発進口の開口縁部に配置されたブラケットと、前記ブラケットから前記押輪に至る連結材とを備え、前記ブラケットは、前記既設トンネルの覆工に固定されており、前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る発進設備を使用すれば、函体推進時の反力が発進口の周囲の覆工に作用するようになるので、押輪の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなくなり、したがって、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。すなわち、押輪の後方においても既設トンネル用の作業通路を確保することが可能となり、したがって、横坑の構築作業と並行して既設トンネルに対する坑内作業を行うことが可能となる。なお、作業通路を塞がない小規模な反力架台を押輪の後方に構築し、前記の函体推進を補助してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、押輪の後方にスペースを確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る横坑構築方法および発進設備を示す断面図である。
【図２】横坑の先頭部分を示す拡大縦断面図である。
【図３】先頭函体、後続函体、後付け覆工および接続枠を示す斜視図である。
【図４】先頭函体の正面図である。
【図５】（ａ）は図４のＸ１−Ｘ１線断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【図６】先頭函体の分解斜視図である。
【図７】後付け覆工体の正面図である。
【図８】（ａ）は図７のＸ３−Ｘ３線断面図、（ｂ）は図７のＸ４−Ｘ４線断面図である。
【図９】後付け覆工体の分解斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る発進設備を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る発進設備を示す背面図である。
【図１２】発進設備のブラケットを示す斜視図である。
【図１３】（ａ）はブラケットの断面図、（ｂ）は連結材の端部を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は先頭函体を到達側地中構造物に近づけた状況を示す縦断面図、（ｂ）は後付け工程を示す縦断面図である。
【図１５】（ａ）は仮止水工程を示す縦断面図、（ｂ）は接続枠配置工程を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る横坑構築方法は、図１に示すように、発進設備Ｄ（押輪５、ジャッキ６、ブラケット７、連結材８）を利用して、発進側の既設トンネルＡから到達側の既設トンネルＢに至る横坑Ｃを構築する、というものである。
【００１６】
＜ 既設トンネル ＞
既設トンネルＡ，Ｂは、シールド工法により構築されたものであり、間隔をあけて並設されている。
【００１７】
一方の既設トンネルＡには、発進口が形成されている。既設トンネルＡの覆工（外殻）のうち、少なくとも発進口となる部分は、鋼製セグメントとなっている。覆工を切り開いた際に既設トンネルＡに有害な変形が生じないよう、発進口の開口縁部（発進口を取り囲む部分）に配置する鋼製セグメントには、補強鋼材等を配置する。
【００１８】
他方の既設トンネルＢには、到達口が形成される。既設トンネルＢの覆工（外殻）のうち、少なくとも到達口となる部分は、鋼製セグメントとなっている。
【００１９】
＜ 横坑 ＞
横坑Ｃは、既設トンネルＡ，Ｂを繋ぐ連絡坑（トンネル）であり、図２に示すように、刃口式（切羽開放型）の推進工法により構築された横坑本体（函体１，２）と、この横坑本体に後付けされた後付け覆工体３と、到達口に配置された接続枠４とを備えている。なお、横坑Ｃの横断面形状は矩形であるが、他の形状（例えば、円形、楕円形、馬蹄形など）であっても差し支えない。
【００２０】
横坑本体は、横坑Ｃの縦断方向に連設された複数の函体１，２，２，…からなる。以下では、複数の函体１，２，２，…のうち、発進口から最初に押し出された函体１を「先頭函体１」と称し、それ以外の函体（先頭函体１の後方に連なった函体２）を「後続函体２」と称する。
【００２１】
先頭函体１は、図３に示すように、角筒状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部と、左右の側壁部間に横架された頂版部とを備えている。より詳細に説明すると、先頭函体１は、鋼製であり、複数列（本実施形態では二列）の主桁枠１１，１１と、主桁枠１１，１１間に並設された複数の縦リブ１２，１２，…と、主桁枠１１，１１の外周縁に沿って配置された外スキンプレート１３と、最前列の主桁枠１１の内周縁から前方に向かって張り出した内面プレート１４と、外スキンプレート１３と内面プレート１４との間に並設された複数の補強リブ１５，１５，…とを備えている。
【００２２】
主桁枠１１，１１は、函体推進方向（前後方向）に間隔をあけて並設されている。各主桁枠１１は、正面視矩形枠状を呈している。主桁枠１１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、隣接する後続函体２または後付け覆工体３を先頭函体１に接合するためのボルト（図示略）が挿入される。
【００２３】
縦リブ１２，１２，…は、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されている。各縦リブ１２は、函体推進力を伝達するものであり、主桁枠１１，１１と交差する方向に配置されている。縦リブ１２は、主桁枠１１および外スキンプレート１３に溶接されている。
【００２４】
外スキンプレート１３は、主桁枠１１および縦リブ１２に溶接されている。外スキンプレート１３は、正面視角筒状を呈しているが、外スキンプレート１３の上半部は、最前列の主桁枠１１から前方に向かって張り出している。外スキンプレート１３の張出部１３ａ（最前列の主桁枠１１から張り出した部分）は、正面視逆Ｕ字状を呈しており、地山掘削時の土砂崩落防止用フードとして機能する。
【００２５】
内面プレート１４は、図４にも示すように、外スキンプレート１３の内側に配置されていて、張出部１３ａと間隔をあけて対向している。本実施形態の内面プレート１４は、先頭函体１の上部に配置されていて、正面視逆Ｕ字状を呈している。図５の（ａ）に示すように、内面プレート１４は、最前列の主桁枠１１の前面から前方（到達口の開口縁部）に向かって張り出している。内面プレート１４の張出長さは、張出部１３ａの最大張出長さよりも小さい。図５の（ｂ）に示すように、内面プレート１４の内周面には、接続枠４が固着される。なお、内面プレート１４は、主桁枠１１の内周縁から接続枠４の厚さ分だけ外スキンプレート１３側にオフセットしている。
【００２６】
補強リブ１５，１５，…は、図４に示すように、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されていて、内面プレート１４を外側（地山側）から支持している。各補強リブ１５は、外スキンプレート１３および内面プレート１４と交差する方向に配置されていて、最前列の主桁枠１１、外スキンプレート１３および内面プレート１４に溶接されている。
【００２７】
先頭函体１は、図６に示すように、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はない。
【００２８】
本実施形態の先頭函体１は、Ｉ型（直線型）の下部ピース１ａと、下部ピース１ａの左右両側に配置されたＬ字型の側部ピース１ｂ，１ｂと、側部ピース１ｂ，１ｂ間に架設された逆Ｕ字型（コ字型）の上部ピース１ｃとからなる。すなわち、本実施形態の先頭函体１は、四つのピースに分割されている。
【００２９】
下部ピース１ａは、先頭函体１の底版部の中央部分を構成する横長直方体状のピースである。
【００３０】
側部ピース１ｂは、先頭函体１の底版部の一部および側壁部を構成するピースであり、下部ピース１ａの側端面にボルト接合される底版構成部と、底版構成部の端部から立ち上がる側壁構成部とを備えている。
【００３１】
上部ピース１ｃは、先頭函体１の側壁部の一部および頂版部を構成するピースであり、側部ピース１ｂ，１ｂの上端面にボルト接合される左右一対の側壁構成部と、左右の側壁構成部に横架される頂版構成部とを備えている。
【００３２】
なお、外スキンプレート１３の張出部１３ａ（土砂崩落防止用フード）は、側部ピース１ｂの上半部および上部ピース１ｃに形成されており、内面プレート１４および補強リブ１５，１５，…は、上部ピース１ｃのみに配置されている。なお、内面プレート１４の下縁および最下段の補強リブ１５は、上部ピース１ｃの下端面（側部ピース１ｂの上端面に突き合わされる面）よりも高いところに位置している。
【００３３】
後続函体２は、図３に示すように、角筒状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部と、左右の側壁部間に横架された頂版部とを備えている。より詳細に説明すると、後続函体２は、鋼製であり、複数列（本実施形態では四つ）の主桁枠２１，２１，…と、隣り合う主桁枠２１，２１間に並設された複数の縦リブ２２，２２，…と、主桁枠２１，２１を外側から囲うスキンプレート２３とを備えている。
【００３４】
主桁枠２１，２１，…は、函体推進方向（横坑Ｃの縦断方向）に間隔をあけて並設されている。各主桁枠２１は、正面視矩形枠状を呈している。主桁枠２１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、後続函体２を隣接する他の函体（先頭函体１又は他の後続函体２）に接合するためのボルト（図示略）が挿入される。
【００３５】
縦リブ２２，２２，…は、函体周方向（左右方向または上下方向）に間隔をあけて並設されている。各縦リブ２２は、函体推進力を伝達するものであり、主桁枠２１，２１に略垂直である。
スキンプレート２３は、正面視角筒状を呈していて、主桁枠２１および縦リブ２２に溶接されている。
【００３６】
後続函体２は、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はないが、本実施形態では、二種類のＬ字型ピース２ａ，２ｂをそれぞれ二つずつ組み合わせて後続函体２を形成している。すなわち、後続函体２は、四つのピースに分割されている。
【００３７】
後付け覆工体３は、正面視Ｕ字状の覆工体であり、底版部と、その両端から立ち上がる左右一対の側壁部とを備えている。後付け覆工体３の側壁部の前縁は、既設トンネルＢの覆工の輪郭に沿う曲線（本実施形態では円弧）に成形されている。すなわち、後付け覆工体３は、既設トンネルＢの覆工の外面形状に沿う形状に成形されている。
【００３８】
後付け覆工体３は、鋼製であり、図７に示すように、正面視Ｕ字状を呈する継手プレート３１と、継手プレート３１の前面に取り付けられた雌ネジ部材３２，３２，…と、継手プレート３１の前面側に並設された複数の補強リブ３３，３３，…と、継手プレート３１から前方（到達口の開口縁部）に向かって張り出した内スキンプレート３４とを備えている。
【００３９】
継手プレート３１は、図８の（ａ）に示すように、先頭函体１の最前列の主桁枠１１に重ねられる部位である。継手プレート３１には、ボルト挿通孔（図示略）が複数形成されている。このボルト挿通孔には、後付け覆工体３を先頭函体１に接合するためのボルトが挿入される。
【００４０】
雌ネジ部材３２は、継手プレート３１のボルト挿通孔（図示略）に対応して配置されている。本実施形態の雌ネジ部材３２は、高ナットからなり、溶接により継手プレート３１の前面に固着されている。
【００４１】
補強リブ３３，３３，…は、図７に示すように、内スキンプレート３４を外側（地山側）から支持するものであり、函体周方向に間隔をあけて並設されている。図８の（ａ）に示すように、各補強リブ３３は、継手プレート３１の前面から前方に向かって張り出していて、継手プレート３１の前面と内スキンプレート３４の外面に溶接されている。
【００４２】
内スキンプレート３４は、図７に示すように、継手プレート３１の内周縁に沿って配置されている。内スキンプレート３４の上端は、先頭函体１の内面プレート１４に連なっており、内面プレート１４と内スキンプレート３４の境界部分は面一になっている。図８の（ａ）に示すように、後付け覆工体３の側壁部における内スキンプレート３４の前縁は、既設トンネルＢの覆工（外殻）の輪郭に沿う円弧に成形されている。図８の（ｂ）に示すように、主桁枠１１の内周縁から接続枠４の厚さ分だけ外側（地山側）にオフセットしている。内スキンプレート３４の内周面には、接続枠４が固着される。
【００４３】
後付け覆工体３は、図９に示すように、複数の鋼製ピース（鋼製セグメント）からなる。分割数や各ピースの形状等に制限はないが、本実施形態の後付け覆工体３は、Ｉ型（直線型）の下部ジョイントピース３ａと、下部ジョイントピース３ａの左右両側に配置されたＬ字型の側部ジョイントピース３ｂ，３ｂとからなる。すなわち、後付け復工体３は、三つのピースに分割されており、各ピースは、横坑本体の内部空間を通じて搬入可能な大きさに成形されている。
【００４４】
下部ジョイントピース３ａは、後付け復工体３の底版部の中央部分を構成するピースである。下部ジョイントピース３ａの幅寸法（函体推進方向の長さ寸法）は、一様である。下部ジョイントピース３ａは、正面視逆台形状を呈していて、その両端部に位置する補強リブ３３，３３（下部ジョイントピース３ａの両側端面）は、逆ハ字状を成すように配置されている。下部ジョイントピース３ａは、先頭函体１の下部ピース１ａ（図６参照）の前に配置されており、下部ピース１ａの前面にボルト接合されている。ボルト（図示略）は、下部ピース１ａ側から挿入し、雌ネジ部材３２に螺合する。
【００４５】
側部ジョイントピース３ｂは、後付け復工体３の底版部の一部および側壁部を構成するピースであり、下部ジョイントピース３ａの側端面に突き合わされる底版構成部と、底版構成部の端部から立ち上がる側壁構成部とを備えている。側部ジョイントピース３ｂの幅寸法（函体推進方向の長さ寸法）は、既設トンネルＢの覆工の外面形状に対応して増減している。側部ジョイントピース３ｂの上端面（側壁構成部に配置された補強リブ３３，３３，…のうち、最上段に位置する補強リブ３３）は、先頭函体１の最下段の補強リブ１５（図６参照）に突き合わされる。また、側部ジョイントピース３ｂの側端面は、下部ジョイントピース３ａの側端面に対応して傾斜しており、下部ジョイントピース３ａの側端部の補強リブ３３に突き合わされる。
【００４６】
接続枠４は、図３に示すように、正面視矩形枠状を呈している。接続枠４の上辺部および下辺部の前縁は、既設トンネルＢの縦断線形と略平行な直線を成しており、接続枠４の左右の側辺部の前縁は、既設トンネルＢの覆工の輪郭に沿う円弧を成している。接続枠４は、複数枚の接続プレート（帯状鋼板）に分割された状態で搬入され、到達口において枠状に組み立てられる。接続プレート同士は、溶接により接合する。
【００４７】
接続枠４の前端部は、図２に示すように、溶接により到達口の開口縁部（既設トンネルＢの覆工）に固着されている。接続枠４と開口縁部との間から地下水が流入しないよう、溶接ビードは、接続枠４の前端縁の全長に亘って連続して形成する。
【００４８】
接続枠４の後端部は、溶接により先頭函体１の内面および後付け覆工体３の内面（すなわち、最前列の主桁枠１１の前側の領域に形成された無端状の面）に固着されている。すなわち、図５の（ｂ）に示すように、接続枠４の後端部のうち、内面プレート１４に沿う部分は、内面プレート１４に固着されており、図８の（ｂ）に示すように、内スキンプレート３４に沿う部分は、内スキンプレート３４に固着されている。接続枠４と先頭函体１との間あるいは接続枠４と後付け覆工３との間から地下水が流入しないよう、溶接ビードは、接続枠４の後端縁の全長に亘って連続して形成する。
【００４９】
＜ 発進設備 ＞
図１に示す発進設備Ｄは、先頭函体１の後に連ねた後続函体２を到達口に向けて押圧するための設備であり、発進側地中構造物である既設トンネルＡ内に構築されている。
【００５０】
発進設備Ｄは、図１０に示すように、後続函体２の後端面に当接する押輪５と、押輪５に取り付けられたジャッキ６と、発進口の開口縁部に配置されたブラケット７と、ブラケット７から押輪５に至る連結材８と、押輪５の下側から発進口に向けて延在するガイドレール９とを備えている。
【００５１】
押輪５は、図１１に示すように、上下一対の横材５１，５１と、左右一対の縦材５２，５２と、縦材５２から側方に向かって張り出す張出材５３と、縦材５２の側方に配置された受材５４と、下側の横材５１から後方に向かって張り出す左右一対の台車５５，５５とを備えている。
【００５２】
横材５１は、鋼材からなる。横材５１の端部は、縦材５２の側方に張り出している。図１０に示すように、下側の横材５１は、後続函体２の下部の後端面に当接し、上側の横材５１は、後続函体２の上部の後端面に当接する。
【００５３】
縦材５２は、後続函体２の側壁部の後端面に当接する。縦材５２は、鋼材からなり、横材５１，５１に接合されている。
【００５４】
張出材５３は、受材５４の高さ方向の中間部を支持する部材であり、縦材５２の高さ方向の中間部から側方に向かって張り出している。
【００５５】
受材５４は、ジャッキ６の取付架台となる部材であり、上下方向（縦材５２に沿う方向）に延在している。受台５４は、横材５１，５１および張出材５３の後側に配置されており、横材５１，５１の後面および張出材５３の後面に接合されている。なお、受材５４は、図１１に示すように、一対の鋼材５４ａ，５４ａと、鋼材５４ａ，５４ａを繋ぐ複数の補強プレート５４ｂ，５４ｂ，…からなる。鋼材５４ａ，５４ａは、連結材８を挿通するための隙間（連結材挿通空間）をあけて並設されている。
【００５６】
台車５５は、図１０に示すように、ガイドレール９の直上に配置されている。台車５５には、ガイドレール９の上面を転動する車輪が取り付けられている。
【００５７】
ジャッキ６は、センターホールジャッキであり、受材５４の後面に取り付けられている。なお、センターホールジャッキのホール（挿通孔）は、受材５４の連結材挿通空間（図１１に示す鋼材５４ａ，５４ａの間）に開口させる。本実施形態では、一の受材５４につき上下二つのジャッキ６，６を配置しているが、ジャッキ６の数等は適宜変更しても差し支えない。
【００５８】
ブラケット７は、既設トンネルＡの覆工（本実施形態では鋼製セグメント１０）に固定されている。図１２に示すように、鋼製セグメント１０は、既設トンネルＡの縦断方向に間隔をあけて並設された主桁１０ａ，１０ａと、主桁１０ａ，１０ａ間に並設された複数の縦リブ１０ｂ，１０ｂ，…と、主桁１０ａ，１０ａの外周側に配置されたスキンプレート１０ｃとを備えている。縦リブ１０ｂは、図１３の（ａ）に示すように、スキンプレート１０ｃの内周面に立設された板部１０１と、板部１０１の端部に形成された補剛部１０２とを備えていて、断面Ｔ字状を呈している。板部１０１には、図示せぬボルト挿通孔が形成されている。補剛部１０２は、スキンプレート１０ｃと平行な帯板状を呈していて、既設トンネルＡの縦断方向に延在している。
【００５９】
ブラケット７は、図１２に示すように、既設トンネルＡの周方向に隣り合う縦リブ１０ｂ，１０ｂ，…に固定されるものであり、複数（本実施形態では三つ）のベース７ａ，７ａ，…と、ベース７ａ，７ａ，…に架設されるビーム７ｂとを備えている。
【００６０】
ベース７ａは、図１３の（ａ）に示すように、縦リブ１０ｂの補剛部１０２に重ねられる取付板部７１と、補剛部１０２を挟んで対向する一対の挟持部７２，７２と、挟持部７２，７２の間に配置される筒状スペーサ７３，７３と、取付板部７１を補強する補強板部７４，７４，…とを備えている。ベース７ａは、ベース固定用ボルト７５によって縦リブ１０ｂにボルト接合されている。
【００６１】
取付板部７１は、補剛部１０２を跨ぐように配置されている。取付板部７１の両端部は、補剛部１０２から張り出している。取付板部７１の端部（補剛部１０２から張り出した部分）には、ボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６２】
挟持部７２は、取付板部７１の裏面（スキンプレート１０ｃ側の面）に立設されていて、板部１０１と対向している。挟持部７２には、ボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６３】
筒状スペーサ７３は、挟持部７２と板部１０１との間に配置されている。筒状スペーサ７３の中空部は、挟持部７２のボルト挿通孔および板部１０１のボルト挿通孔に連通している。
【００６４】
補強板部７４は、取付板部７１の端部（補剛部１０２から張り出した部分）に配置されていて、取付板部７１と挟持部７２とに固着されている。
【００６５】
ベース固定用ボルト７５は、挟持部７２，７２に貫設される軸部を備えている。ベース固定用ボルト７５の軸部は、一方の挟持部７２から他方の挟持部７２に至る透孔（挟持部７２のボルト挿通孔、筒状スペーサ７３の中空部、板部１０１のボルト挿通孔）に一方の挟持部７２側から挿入される。他方の挟持部７２から突出したベース固定用ボルト７５の軸部には、ナットが締着される。
【００６６】
ビーム７ｂは、ベース７ａの取付板部７１に重ねられるフランジ７６と、フランジ７６に立設されたウェブ７７と、ウェブ７７の両側に配置された複数のリブ７８，７８，…とを備えている。ビーム７ｂは、ビーム固定用ボルト７９によってベース７ａにボルト接合されている。
【００６７】
フランジ７６には、取付板部７１のボルト挿通孔に対応したボルト挿通孔（図示略）が形成されている。
【００６８】
ウェブ７７は、フランジ７６の表面に立設されている。ウェブ７７には、複数のピン挿入孔７７ａ，７７ａ，…が形成されている。ピン挿入孔７７ａ，７７ａ，…は、ウェブ７７の長手方向（既設トンネルＡの周方向）に間隔をあけて並んでいる。
【００６９】
リブ７８は、ウェブ７７の倒れを防止するとともに、ウェブ７７からフランジ７６に伝わる引張力をフランジ７６の幅方向に分散させるものであり、ウェブ７７と交差する方向に配置されている。リブ７８は、ウェブ７７の両側に配置されていて、フランジ７６の表面およびウェブ７７の側面に溶接されている。
【００７０】
ビーム固定用ボルト７９は、取付板部７１およびフランジ７６に貫設される軸部を備えている。ビーム固定用ボルト７９の軸部は、取付板部７１の裏面側から取付板部７１およびフランジ７６のボルト挿通孔に挿入される。フランジ７６の表面から突出したビーム固定用ボルト７９の軸部には、ナットが締着される。
【００７１】
連結材８は、図１３の（ｂ）に示すように、線状部材８ａと、線状部材８ａの前端部（ブラケット７側の端部）に装着されたカプラー８ｂとを備えている。
【００７２】
線状部材８ａは、ＰＣ鋼棒からなる。線状部材８ａの後端側は、ジャッキ６（図１０参照）のホールに挿通される。
【００７３】
カプラー８ｂは、板状を呈する基部８１と、基部８１の裏面に配置された雌ネジ部材８２と、雌ネジ部材８２を挟んで対向する一対の対向部８３，８３と、対向部８３，８３に貫設されるピン８４とを備えている。
【００７４】
基部８１には、線状部材８ａ用の挿通孔（図示略）が形成されている。雌ネジ部材８２の雌ネジ孔は、基部８１の挿通孔に連通している。雌ネジ部材８２には、線状部材８ａが螺着されている。
【００７５】
対向部８３，８３は、基部８１からブラケット７に向かって延出している。対向部８３，８３の前端部は、線状部材８ａの前端よりも前方に位置していて、ブラケット７のウェブ７７を挟んで対向している。対向部８３の前端部には、ピン挿入孔（図示略）が形成されている。
【００７６】
ピン８４は、対向部８３，８３のピン挿入孔に挿通されるとともに、ウェブ７７のピン挿入孔７７ａ（図１３の（ａ）参照）に挿通される。線状部材８ａに付与された引張力は、ピン８４を介してブラケット７に作用する。
【００７７】
＜ 横坑構築方法 ＞
本実施形態に係る横坑構築方法は、発進準備工程と、掘削推進工程と、後付け工程と、仮止水工程と、到達口形成工程と、接続枠配置工程とを備えている。なお、本実施形態では、横坑Ｃの構築予定位置を包含する領域に対し、既設トンネルＡ，Ｂ内から薬液注入による地盤改良を行っているが、地盤改良は地山の状況に応じて省略してもよい。
【００７８】
発進準備工程は、図１０に示すように、発進設備Ｄを構築するとともに、先頭函体１および所定リング数（本実施形態では１リング）の後続函体２を準備する工程である。
【００７９】
発進準備工程では、まず、既設トンネルＡの覆工に矩形枠状のエントランス枠（図示略）を設置するとともに、エントランス枠の外側の覆工（すなわち、発進口の開口縁部となる覆工）にブラケット７，７，…を設置する。また、既設トンネルＡ内の作業構台上にガイドレール９を敷設する。
【００８０】
次に、先頭函体１を構成する複数のピース（図３に示す下部ピース１ａ、側部ピース１ｂ，１ｂ、上部ピース１ｃ）および後続函体２を構成する複数のピース（図３に示すＬ字型ピース２ａ，２ｂ）を搬入し、ガイドレール９上において先頭函体１および後続函体２を組み立てる。なお、先頭函体１および後続函体２は、同時に組み立ててもよいし、いずれか一方を先行して組み立ててもよい。
【００８１】
続いて、後続函体２の後方に押輪５を配置するとともに、先頭函体１および後続函体２を挟んで両側に連結材８，８，…を配置する。連結材８（線状部材８ａ）は、ジャッキ６のホールに挿入し、連結材８の前端（カプラー８ｂ）は、ブラケット７に接続する。
【００８２】
その後、エントランス枠（図示略）の内周に沿って既設トンネルＡの覆工を切り開き、発進口を形成する。なお、エントランス枠には、先頭函体１又は後続函体２の外周面に当接するエントランスパッキンを取り付けておく。発進口を形成したら、掘削推進工程に移行する。
【００８３】
掘削推進工程は、地山の掘削作業と、先頭函体１および後続函体２の前進作業と、後続函体２の追加組立作業とを繰り返す工程である（図１参照）。
【００８４】
掘削推進工程では、まず、発進口に露出した地山を掘削する。地山を掘削したら、ジャッキ６を操作して連結材８の線状部材８ａをジャッキ６の後方に引き込み、連結材８に引張力を付与する。而して、線状部材８ａの引き込み量を増やし、後続函体２の後端面に押輪５を当接させつつ発進口側に移動させると、先頭函体１が発進口から押し出される。なお、先頭函体１のみを配置した場合には、先頭函体１の後端面に押輪５を当接させつつ発進口側に移動させることで、先頭函体１を発進口から押し出す。
【００８５】
地山の掘削作業と、先頭函体１および後続函体２の前進作業とを繰り返し、前進量が後続函体２の１リング分に達したら、押輪５を一旦後方に移動させ、空いたスペースにおいて新たな後続函体２を組み立てる。以降、地山の掘削作業、先頭函体１および後続函体２の前進作業、新たな後続函体２の組み立て作業を繰り返す。
【００８６】
図１４の（ａ）に示すように、先頭函体１が既設トンネルＢの覆工（外殻）に近づき、既設トンネルＢの外面が露出したら、後付け工程および仮止水工程に移行する。
【００８７】
後付け工程は、図１４の（ｂ）に示すように、先頭函体１と既設トンネルＢの覆工（外殻）との間に後付け覆工体３を配置する工程である。
【００８８】
後付け工程では、後付け覆工体３を構成する複数のピース（図３に示す下部ジョイントピース３ａ、側部ジョイントピース３ｂ，３ｂ）を、横坑本体を通じて搬入し、先頭函体１と既設トンネルＢの覆工との間において後付け覆工体３を組み立てる。
【００８９】
本実施形態の後付け工程では、まず、図８に示すように、側部ジョイントピース３ｂを搬入し、先頭函体１の側部ピース１ｂの前側に配置する。側部ジョイントピース３ｂの継手プレート３１を先頭函体１の主桁枠１１に重ね合わせつつ、側部ジョイントピース３ｂの上端面を先頭函体１の最下段の補強リブ１５に突き合わせたら、先頭函体１側からのボルト締結により、側部ジョイントピース３ｂを先頭函体１に固定する。後付け覆工体３に内スキンプレート３４が設けられているので、その裏側に手が回らないものの、継手プレート３１に雌ネジ部材３２が予め固着されているので、先頭函体１側からのボルト締結作業により、後付け覆工体３を先頭函体１に取り付けることができる。なお、左右の側部ジョイントピース３ｂ，３ｂを先頭函体１に固定すると、一方の側部ジョイントピース３ｂの側端面および他方の側部ジョイントピース３ｂの側端面が逆ハ字状に対向するようになる（図９参照）。
【００９０】
次に、図９に示す下部ジョイントピース３ａを搬入し、先頭函体１０の下部ピース１ａ（図３参照）の前側に配置する。下部ジョイントピース３ａは、側部ジョイントピース３ｂ，３ｂの底版構成部同士の間に落とし込む。下部ジョイントピース３ａの継手プレート３１を先頭函体１の主桁枠１１に重ね合わせつつ、下部ジョイントピース３ａの側端面を側部ジョイントピース３ｂの側端面に突き合わせたら、先頭函体１側からのボルト締結により、下部ジョイントピース３ａを先頭函体１に固定する。後付け覆工体３を先頭函体１に取り付けたら、必要に応じて、先頭函体１および後続函体２，２，…を推進し、後付け覆工体３を既設トンネルＢの覆工にさらに近づける。
【００９１】
仮止水工程は、図１５の（ａ）に示すように、既設トンネルＢの外側に仮止水構造を形成する工程である。なお、出水のリスクが低い場合（到達口の位置が地下水面よりも高い場合、到達口の周辺地盤に対して十分な止水注入がなされている場合など）には、仮止水工程を省略してもよい。
【００９２】
仮止水工程では、まず、既設トンネルＢの覆工の外面に外側到達枠Ｂ１を固着する。外側到達枠Ｂ１の内周面は、内面プレート１４（図３参照）および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、最前列の主桁枠１１の前側の領域に形成された無端状の面）と一致させる。外側到達枠Ｂ１は、複数の鋼材（本実施形態では山形鋼）に分割されている。各鋼材は、横坑本体を通じて各鋼材を搬入する。既設トンネルＢの覆工の外面に対して横坑本体の内空側から鋼材を順次溶接することで、外側到達枠Ｂ１を形成する。溶接ビードは、外側到達枠Ｂ１の全周に亘って連続して形成する。なお、外側到達枠Ｂ１の設置作業は、後付け工程と並行して行ってもよいし、後付け工程の前あるいは後に行ってもよい。
【００９３】
続いて、先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に接合し、内面プレート１４（図３参照）と外側到達枠Ｂ１との隙間および内スキンプレート３４と外側到達枠Ｂ１との隙間を閉塞する。本実施形態では、外側到達枠Ｂ１の外周側（地山側）に仮止水用鋼板Ｂ２を配置し、内面プレート１４、内スキンプレート３４および外側到達枠Ｂ１に仮止水用鋼板Ｂ２を溶接することで、先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に接合する。なお、仮止水用鋼板Ｂ２は、内面プレート１４と外側到達枠Ｂ１との隙間あるいは内スキンプレート３４と外側到達枠Ｂ１との隙間を通じて外側到達枠Ｂ１の外周側に配置し、溶接ビードは、仮止水用鋼板Ｂ２の全長に亘って連続して形成する。
【００９４】
後付け工程および仮止水工程が完了したら、後付け覆工３の背面や外側到達枠Ｂ１の背面に裏込注入を行う。裏込材が硬化したら、到達口形成工程に移行する。
【００９５】
到達口形成工程は、図１５の（ｂ）に示すように、既設トンネルＢの覆工を切り開いて到達口を形成する工程である。本実施形態では、横坑本体側からの作業により、内面プレート１４および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、外側到達枠Ｂ１の内周面）に沿って既設トンネルＢの覆工を切り開く。到達口の開口形状は、内面プレート１４および内スキンプレート３４に囲まれた空間の断面形状に対応した形状であり、先頭函体１の外形よりも小さい。到達口を形成したら、到達口の開口縁部に内側到達枠Ｂ３を取り付ける。内側到達枠Ｂ３は、溶接により既設トンネルＢの覆工（鋼製セグメント）の内面に固着する。内側到達枠Ｂ３の内周面は、内面プレート１４および内スキンプレート３４の内周面（すなわち、外側到達枠Ｂ１の内周面）と一致させる。なお、内側到達枠Ｂ３は、鋼材（本実施形態では山形鋼）からなる。内側到達枠Ｂ３を取り付けたら、接続枠配置工程に移行する。
【００９６】
接続枠配置工程は、到達口に接続枠４を配置する工程である。接続枠配置工程では、接続枠４を構成する複数の接続プレート（帯状鋼板）を、横坑本体を通じて搬入し、到達口において枠状に組み立てる。接続枠４の前端部は、溶接により到達口の開口縁部（内側到達枠Ｂ３の内周面）に固着する。また、接続枠４の後端部のうち、内面プレート１４に沿う部分は、溶接により内面プレート１４（図５の（ｂ）参照）の内周面に固着し、内スキンプレート３４に沿う部分は、溶接により内スキンプレート３４の内周面に固着する。
その後、発進設備Ｄを撤去し、必要に応じて二次覆工等を行うと、横坑Ｃが完成する。
【００９７】
以上説明したように、発進設備Ｄを利用して横坑Ｃを方法すれば、函体推進時の反力（連結材８に付与される引張力）が発進口の開口縁部に作用するようになるので、押輪５の後方に大規模な反力架台を構築する必要がなく、したがって、押輪５の後方にスペースを確保することが可能となる。すなわち、図１に示すように、押輪５の後方においても既設トンネルＡ用の作業通路を確保することが可能となり、したがって、横坑Ｃの構築作業と並行して既設トンネルＡに対する坑内作業を行うことが可能となる。
【００９８】
また、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、到達側の既設トンネルＢの外殻（覆工）に先頭函体１を近づけた後に、既設トンネルＢの外殻を切り開いているので（図１５等参照）、先頭函体１に大きな施工誤差があったとしても、容易に対応することができる。また、到達口の大きさ（切開き範囲）を最小限に留めることができるので、施工時における出水のリスクが低下する。
【００９９】
さらに、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、先頭函体１と既設トンネルＢとの間に後付け覆工体３を配置しているので（図１４等参照）、先頭函体１と既設トンネルＢとの間に形成される隙間を小さくすることができ、ひいては、到達口形成工程における出水や土砂崩落のリスクを下げることが可能となる。特に、本実施形態では、既設トンネルＢの外側に外側到達枠Ｂ１を固着し、仮止水用鋼板Ｂ２を介して先頭函体１および後付け覆工体３を外側到達枠Ｂ１に固着した後に、到達口を形成しているので（図１５参照）、到達口形成工程における出水のリスクをより一層下げることができる。すなわち、本実施形態に係る横坑Ｃによれば、施工時における出水や土砂崩落のリスクを下げることが可能となる。なお、本実施形態に係る横坑構築方法では、後付け覆工体３の無い状態で先頭函体１を押し出すようにしたので、後付け覆工体３の存在が函体推進時の地山抵抗に影響を及ぼすこともない。
【０１００】
また、本実施形態に係る横坑構築方法によれば、到達口に接続枠４を配置しているので、先頭函体１と到達口の開口縁部との間に形成される隙間あるいは後付け覆工体３と到達口の開口縁部との間に形成される隙間を塞ぐことができ、したがって、横坑完成後における確実な止水が可能となる。
【０１０１】
本実施形態では、先頭函体１および後続函体２を複数のピースに分割した場合を例示したが、既設トンネルＡの内空断面に比して先頭函体１および後続函体２の大きさが小さい場合には、複数のピースに分割せず、一体ものとして既設トンネルＡの坑口から搬入してもよい。
【０１０２】
本実施形態では、先頭函体１に内面プレート１４および補強リブ１５を設け、正面視Ｕ字状の後付け覆工３を先頭函体１に後付けする場合を例示したが、先頭函体１の内面プレート１４および補強リブ１５を省略し、正面視枠状の後付け覆工３を先頭函体１に後付けしてもよい。
【０１０３】
本実施形態では、ブラケット７を介して連結材８を発進口の開口縁部に接続したが、ブラケット７を省略し、連結材８を発進口の開口縁部（鋼製セグメント１０）に直接接続してもよい。
【０１０４】
また、本実施形態では、並設された既設トンネルＡ，Ｂの一方に発進口を設け、他方に到達口を設けた場合を例示したが、発進側地中構造物および到達側地中構造物の種類や構造形式を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、立坑など他の地中構造物に発進口あるいは到達口を形成しても勿論差し支えない。
【符号の説明】
【０１０５】
Ａ 既設トンネル
Ｂ 既設トンネル（到達側地中構造物）
Ｃ 横坑
１ 先頭函体（函体）
２ 後続函体（函体）
３ 後付け覆工体
４ 接続枠
【０１０６】
Ｄ 発進設備
５ 押輪
６ ジャッキ
７ ブラケット
８ 連結材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
函体の後端面に当接する押輪を発進口の後方に配置するとともに、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材を配置した後、前記押輪に取り付けたジャッキで前記連結材に引張力を付与して前記押輪を前記発進口側に移動させることで、前記函体を前記発進口から押し出すことを特徴とする横坑構築方法。
【請求項２】
発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、
前記函体の後端面に当接する押輪と、
前記押輪に取り付けられたジャッキと、
前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材とを備え、
前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする発進設備。
【請求項３】
既設トンネル内に設けた発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、
前記函体の後端面に当接する押輪と、
前記押輪に取り付けられたジャッキと、
前記発進口の開口縁部に配置されたブラケットと、
前記ブラケットから前記押輪に至る連結材とを備え、
前記ブラケットは、前記既設トンネルの覆工に固定されており、
前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする発進設備。
【請求項１】
函体の後端面に当接する押輪を発進口の後方に配置するとともに、前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材を配置した後、前記押輪に取り付けたジャッキで前記連結材に引張力を付与して前記押輪を前記発進口側に移動させることで、前記函体を前記発進口から押し出すことを特徴とする横坑構築方法。
【請求項２】
発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、
前記函体の後端面に当接する押輪と、
前記押輪に取り付けられたジャッキと、
前記発進口の開口縁部から前記押輪に至る連結材とを備え、
前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする発進設備。
【請求項３】
既設トンネル内に設けた発進口から函体を押し出す際に使用する推進工法用の発進設備であって、
前記函体の後端面に当接する押輪と、
前記押輪に取り付けられたジャッキと、
前記発進口の開口縁部に配置されたブラケットと、
前記ブラケットから前記押輪に至る連結材とを備え、
前記ブラケットは、前記既設トンネルの覆工に固定されており、
前記ジャッキで前記連結材に引張力を付与したときに、前記押輪が前記発進口側に移動する、ことを特徴とする発進設備。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７２２００（Ｐ２０１３−７２２００Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１１８４（Ｐ２０１１−２１１１８４）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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