裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋
【課題】エレメントの挿入に伴って、挿入完了前に適宜グラウト材を注入することのできる裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋を提供することを目的とする。
【解決手段】地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の挿入方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込め材を、内部空間１５から注入した。
【解決手段】地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の挿入方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込め材を、内部空間１５から注入した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例えば、敷設された軌道の下方の地中に構造物を構築するためにエレメントを挿入する工法において、例えば、エレメントと地山との空隙を充填する裏込め注入工法及び注入工法に用いる裏込め袋に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、渋滞緩和や交通網の複雑化に伴って、軌道と道路や、軌道同士、あるいは道路同士の立体交差化が進んでいる。一般的には、軌道等の既設構造物の上空を交差するように道路等の新設構造物を構築するオーバーパス工法や、既設構造物の下方の地中部分に交差する新設の地中構造物を構築するアンダーパス工法によって立体化される。
【０００３】
特に、既設軌道に対する立体交差化においては、大地震による交差道路の軌道への影響を懸念し、アンダーパス工法が多く採用されている。
例えば、アンダーパス工法の場合、軌道等の既設構造物の下方に横断する方向で、前方を掘削しながらエレメントを挿入し、地下構造物を構築する工法がある。
【０００４】
このように、前方を掘削しながらエレメントを挿入する場合、エレメントの周囲と地山との間に空隙が生じ、空隙をそのまま放置しておくと、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれがある。
【０００５】
このような問題に対して、エレメントの挿入完了後に、エレメント挿入時に上面側に沿わせて挿入していた裏込め袋に、グラウト材を注入して空隙を充填する裏込め充填工法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、エレメントの挿入距離が長くなると、裏込め袋にグラウト材を注入する注入距離も長くなり、注入圧力を高める必要がある。グラウト材の注入圧力を高めると、注入口付近で破裂したり、グラウト材が脱水して、注入口付近で硬化するおそれがある。
【０００７】
また、注入距離が長くなると、グラウト材が注入途中で硬化し、グラウト注入袋の末端まで行き渡らない可能性もあり、注入量の管理も困難となる。
さらには、エレメントの挿入距離が長くなると、挿入施工が長期に亘るため、その間に、周辺の地山が緩み、エレメントが緩んだ地山によって締め付けられてエレメントの挿入抵抗が増大するおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２０７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明は、エレメントの挿入に伴って、挿入完了前に適宜グラウト材を注入することのできる裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入する裏込め注入工法であることを特徴とする。
【００１１】
前記エレメントは、角形断面鋼管、円形断面鋼管、押し管等とすることができる。また地山へのエレメントの挿入方法は、エレメントの前方において、開放型の掘削装置における人力掘削や機械掘削、あるいは密閉型の掘削装置における機械掘削等によって掘削し、到達側からのけん引や発進側からの押出し等によって挿入する方法とすることができる。
【００１２】
前記裏込め材は、セメント系のグラウト材や、モルタル材、ベントナイトを配合した裏込め材等とすることができる。
【００１３】
この発明により、前方を掘削しながらエレメントを挿入する際に生じるエレメントの周囲と地山との間の空隙を、裏込め袋に裏込め材を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【００１４】
詳しくは、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入するため、裏込め材の注入距離が短くなり、確実に裏込め材を裏込め袋に注入することができる。
【００１５】
また、所定距離ごとに前記裏込め材を前記エレメント内部から注入するため、エレメントと地山との間に生じた空隙を早期に充填することができ、空隙による周辺地山の緩みを防止できる。したがって、緩んだ地山によるエレメントの締め付けによる挿入抵抗の増大も防止することができる。
さらには、所定距離ごとに裏込め材を注入するため、裏込め材の注入量の管理も容易に行うことができる。
【００１６】
この発明の態様として、前記裏込め袋の地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、前記裏込め袋のエレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成することができる。
前記摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛は、摩擦に対する耐摩耗性に優れた合成繊維製布帛や、摩擦係数が低い合成繊維製布帛とすることができる。
【００１７】
この発明により、空隙を形成する地山は様々な形状であるが、地山形状に追従し、裏込め材が注入された裏込め袋で確実に空隙を充填することができる。また、既に裏込め材を注入した裏込め袋は、挿入するエレメント外周面と摺動することとなるが、裏込め袋のエレメント側表面を高摩擦性合成繊維製布帛で構成しているため、エレメント表面との摺動による裏込め袋の破損を防止することができる。なお、高摩擦性合成繊維製布帛を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、裏込め袋とエレメントとの摩擦抵抗が低減するため、エレメントの挿入抵抗の増大を防止することができる。
【００１８】
またこの発明の態様として、前記裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋を、連結手段で連結して構成し、前記裏込め材の注入を、送り出された前記短尺状裏込め袋ごとに行うことができる。
【００１９】
前記連結手段は、面ファスナ、接着剤による接着、粘着剤による粘着、縫合、係止フックと係止孔による係止、係止フック同士の係止、あるいは凹部材と凸部材の嵌合等による連結とすることができる。
【００２０】
この発明により、エレメントと地山との空隙をより確実に充填することができる。詳しくは、裏込め袋を所定長さで形成した短尺状裏込め袋で構成することにより、裏込め材の注入距離を短くできる。したがって、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込め材が硬化することなく、裏込め材を短尺状裏込め袋の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。
【００２１】
また、裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋で構成したことによって、エレメントの挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【００２２】
またこの発明の態様として、前記裏込め材の注入圧力を制御する注入制御装置を備え、該注入制御装置が、前記裏込め材の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することができる。
前記安定圧力に基づいて定まる管理圧力値は、安定圧力に、エレメントを挿入する挿入箇所に作用する土圧に応じた所定圧力を加算した圧力とすることができる。
【００２３】
この発明により、地山の土圧や、裏込め袋への裏込め材の注入量に応じて適した注入圧力で裏込め袋へ裏込め材を注入することができる。したがって、裏込め材の注入圧力が高すぎて、周囲の地山を加圧し、地表面や地表面に設置した構造物が隆起するおそれを防止することができる。
【００２４】
詳しくは、裏込め袋への裏込め材の注入初期では、注入圧力が一時的に高くなる突入圧力が生じ、突入圧力のあと注入圧力が低下して安定圧力となる。この安定圧力に基づいて管理圧力値を設定するため、周辺地山に影響を及ぼすことなく裏込め材を裏込め袋に注入することができる。
【００２５】
またこの発明の態様として、前記エレメントを連結して構築する地中構造物における外側面の少なくとも一部に前記裏込め袋を配置することができる。
前記地中構造物は、地下構造物や盛土内に構築する地中構造物とすることができる。
この発明により、エレメント挿入による地中構造物の周辺の地山の緩みを防止することができる。したがって、安定性の高い地中構造物を構築することができる。
【００２６】
またこの発明は、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置され、内部に裏込め材の封入を許容する所定長さの帯状袋体で形成し、各帯状袋体に、内部への裏込め材の注入を許容する注入手段と、前記帯状袋体同士を連結する連結手段とを備えた連結式短尺状裏込め袋であることを特徴とする。
【００２７】
この発明により、前方を掘削しながらエレメントを挿入する際に生じるエレメントの周囲と地山との間の空隙を、帯状袋体に裏込め材を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【００２８】
また、短尺状裏込め袋では、裏込め材の注入距離を短くできるため、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込め材が硬化することなく、裏込め材を短尺状裏込め袋の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。また、短尺状裏込め袋を所定長さで構成したことによって、エレメントの挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【００２９】
この発明の態様として、前記帯状袋体を、地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、エレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成することができる。
【００３０】
この発明により、空隙を形成する地山は様々な形状であるが、地山形状に追従し、裏込め材が注入された裏込め袋で確実に空隙を充填することができる。また、既に裏込め材を注入した帯状袋体は、挿入するエレメント外周面と摺動することとなるが、帯状袋体のエレメント側表面を高摩擦性合成繊維製布帛で構成しているため、エレメント表面との摺動による帯状袋体の破損を防止することができる。なお、高摩擦性合成繊維製布帛を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、裏込め袋とエレメントとの摩擦抵抗が低減するため、エレメントの挿入抵抗の増大を防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、エレメントの挿入に伴って、挿入完了前に適宜グラウト材を注入することのできる裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】軌道下に構築する地下横断構造物の概略斜視図。
【図２】同状態の概略正面図。
【図３】同状態の概略縦断面図。
【図４】角型鋼製エレメントについての拡大正面図。
【図５】スライド式サイドカバーについての説明図。
【図６】刃口及び角型鋼製エレメントについての説明図。
【図７】刃口についての説明図。
【図８】裏込めバッグについての説明図。
【図９】裏込めグラウト注入システムについての概略図。
【図１０】エアーバッグについての説明図。
【図１１】エレメント挿入工に関するフローチャート。
【図１２】エレメント挿入工についての説明図。
【図１３】エレメント挿入工における掘削・排土について説明する説明図。
【図１４】裏込めグラウト注入工に関するフローチャート。
【図１５】裏込めグラウト注入圧力管理に関するグラフ。
【図１６】裏込めグラウト注入工についての説明図。
【図１７】切羽防護施工についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
この発明の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略斜視図を示し、図２は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略正面図を示し、図３は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略縦断面図を示している。なお、図３は、複線の軌道２００の中間部分、つまり挿入方向Ｌの中間部分を省略して図示している。
【００３４】
図４は角型鋼製エレメント１０についての拡大正面図を示し、図５はスライド式サイドカバー２０についての説明図を示している。なお、図５（ａ）はスライド式サイドカバー２０の外側面についての斜視図を示し、図５（ｂ）はスライド式サイドカバー２０の内側面についての斜視図を示している。
【００３５】
図６は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０についての説明図を示し、図７は刃口３０についての説明図を示している。
なお、図６（ａ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の縦断面図を示し、図６（ｂ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の側面図を示し、図６（ｃ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の平面図を示している。また、図７（ａ）は、刃口３０における短尺裏込めバッグ５０を送り出すバッグ送り出し開口４０部分の断面図を示し、図７（ｂ）はベルト取り付け部４２より後方側から見た刃口３０の断面図を示している。
【００３６】
図８は短尺裏込めバッグ５０についての説明図を示し、図９は裏込めグラウト注入システム７０についての概略図を示し、図１０はエアーバッグ６１についての説明図を示している。なお、図８（ａ）は短尺裏込めバッグ５０の底面図を示し、図８（ｂ）は短尺裏込めバッグ５０の平面図を示し、図８（ｃ）は短尺裏込めバッグ５０の端面図を示している。また、図１０（ａ）はエアーバッグ６１の斜視図を示し、図１０（ｂ）はエアーバッグ６１の構成を説明するための断面図を示している。
【００３７】
本発明の切羽防護手段であるエアーバッグ６１及び可撓性のあるラッシングベルト６２を用いた切羽防護方法は、新幹線等の軌道２００の下方の地山４００に地下横断構造物３００を構築するアンダーパス工法において、地下横断構造物３００を構築するため、刃口３０を連結した角型鋼製エレメント１０を地山４００に掘削・挿入する際の掘削停止時に切羽４００ａを防護するための工法である。
【００３８】
詳しくは、図１〜図３に示すように、地山４００の上部に、路床４０１ａと路盤４０１ｂとを盛土して盛土部４０１を構成している。さらに、盛土部４０１の上にバラスト４０２を締め固め、枕木２０２を長さ方向に等間隔で載置し、枕木２０２の上に軌条２０１を固定して軌道２００を構成している。
【００３９】
軌道２００を横断する方向（図３において左右方向）に構築する地下横断構造物３００は、上床部３００ａが所定の土被りとなる位置で、地山４００に構築される矩形断面のボックスである。なお、図１乃至３において、連結した角型鋼製エレメント１０がむき出したままで地下横断構造物３００を図示しているが、地下横断構造物３００の用途に応じて、地下横断構造物３００の内部空間３００ｂや端部に舗装やコンクリートを構築して地下横断構造物３００を完成させる。
【００４０】
このように、地下横断構造物３００は、軌道２００の横断方向両側に予め建て込んだ土留め壁４１０（図１乃至３では図示省略、図１６参照）を用いて掘り下げて構築した立坑４２０（４２０ａ，４２０ｂ）間の軌道２００下の地山４００を貫通する構造物である。
【００４１】
そして、地下横断構造物３００は、図１及び２に示すように、正面視横長四角形状に配置した角型鋼製エレメント１０を連結し、その内部を掘削して構築している。なお、地下横断構造物３００を構築するための角型鋼製エレメント１０を挿入する前に、盛土部４０１の地盤改良を行ってから角型鋼製エレメント１０を挿入するとよい。
【００４２】
角型鋼製エレメント１０は、図２及び図４に示すように、略四角形型に形成され、後述する連結継手１１で連結方向Ｘに連結可能に構成するとともに、所定の長さに形成している。そして、所定の長さに形成した角型鋼製エレメント１０を複数、長さ方向（挿入方向）Ｌにおいて、接続部材（図支省略）で接続して、地下横断構造物３００の長さを確保する構成である。
【００４３】
なお、連結方向Ｘは、地下横断構造物３００の上床部３００ａ及び下床部を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の幅方向と一致し、地下横断構造物３００の側壁を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の高さ方向と一致する。したがって、連結方向Ｘに対して直交する交差方向Ｙは、地下横断構造物３００の上床部３００ａ及び下床部を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の高さ方向と一致し、地下横断構造物３００の側壁を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の幅方向と一致する。
【００４４】
詳しくは、図４に示すように、連結方向Ｘに対して直交する交差方向Ｙに所定の間隔を隔てて配置する２枚のフランジ板１２と、フランジ板１２における連結方向Ｘの基端側（図４において右側）で交差方向Ｙに向いたウェブ板１３と、フランジ板１２における連結方向Ｘの先端側（図４において左側）で該ウェブ板１３と平行かつ所定間隔を隔て、交差方向Ｙの中間付近にエレメント側開口１４ａを有する開口ウェブ板１４とで構成し、フランジ板１２、ウェブ板１３及び開口ウェブ板１４によって囲まれた内部空間１５を形成している。
【００４５】
また、内部空間１５において、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌの先端側から、長さ方向Ｌに所定間隔を隔てて、エレメント側開口１４ａより上方の位置において、ウェブ板１３と開口ウェブ板１４とを掛け渡し、後述する短尺裏込めバッグ５０の載置を許容する棚板１７を複数枚備えている（図４及び図６参照）。
【００４６】
なお、上述の角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌは、角型鋼製エレメント１０の挿入方向と一致する方向であるため、本明細書において同じ符号Ｌで示している。
【００４７】
なお、フランジ板１２の両端には、略Ｃ型断面の連結継手１１を備えている。詳しくは、フランジ板１２の連結方向Ｘの基端側に配置した基端側連結継手１１ａは、フランジ板１２より交差方向Ｙの外側に突出態様で略逆Ｃ型に形成されている。これに対し、フランジ板１２の連結方向Ｘの先端側に配置した先端側連結継手１１ｂは、フランジ板１２より交差方向Ｙの内側に突出態様で略Ｃ型に形成されている。したがって、隣接する角型鋼製エレメント１０同士は、既に挿入された挿入済みエレメント１０’の先端側連結継手１１ｂと、後で挿入する角型鋼製エレメント１０の基端側連結継手１１ａとを嵌合させて連結している。
【００４８】
また、ウェブ板１３及び開口ウェブ板１４は、フランジ板１２の先端側及び基端側において、連結継手１１より連結方向Ｘの適宜の間隔を隔てて配置されている。したがって、隣接する角型鋼製エレメント１０同士の間には、挿入済みエレメント１０’の開口ウェブ板１４と、後で挿入する角型鋼製エレメント１０のウェブ板１３と、フランジ板１２の連結継手１１によって囲まれた連結空間１６を構成している。
【００４９】
また、連結空間１６を構成する角型鋼製エレメント１０の連結方向Ｘの先端側における先端側連結継手１１ｂ同士の交差方向Ｙの間には、スライド式サイドカバー２０を装着している。なお、このスライド式サイドカバー２０は、自身に連結して挿入する次の角型鋼製エレメント１０が挿入されるまでは装着しているが、次の角型鋼製エレメント１０が挿入後は、取り外して再利用するものである。
【００５０】
スライド式サイドカバー２０は、薄板材２１の交差方向Ｙの端部を内側向き（角型鋼製エレメント１０に装着した状態において連結方向Ｘの基端側：図４参照）で鋭角に折り曲げて内向きテーパー面２１ａを形成するとともに、図４及び図５に示すように、補強材として、アングル材やＣ型鋼材による補強縦材２２と、補強縦材２２間において、高さ方向に所定間隔を隔てて幅方向Ｗに配置したアングル材による補強横材２３とを薄板材２１の内側面に配置して構成している。
【００５１】
また、上段の補強横材２３の上面から内側向きにアングル材を張り出して構成した台座２４の先端付近には、下方に突出し、幅方向Ｗに回転自在なローラ２５を備えている。なお、図５に示す幅方向Ｗは、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌに一致する方向であり、つまり図４における表裏方向に一致する方向である。
【００５２】
なお、ローラ２５は、図４に示すように、開口ウェブ板１４における連結方向Ｘの先端側面において、エレメント側開口１４ａの上端付近に、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌ（図４において表裏方向）に配置した凹状のレール材２６を走行する構成である。
【００５３】
また、図４のａ部拡大図に示すように、内向きテーパー面２１ａの表面には、ゴムパッキン材２１ｂを張り付けており、スライド式サイドカバー２０を装着した状態において、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａに密着する構成である。
【００５４】
また、スライド式サイドカバー２０は、図４に示すように、取り外し自在に構成した固定冶具２７で角型鋼製エレメント１０に対して固定している。詳しくは、固定冶具２７は、エレメント側開口１４ａの下端縁や、レール材２６の連結方向Ｘの基端側のフランジに係止する係止台座２７ａと、先端側折り曲げ部を補強横材２３に設けた係止孔２３ａに係止し、係止台座２７ａを貫通するＬ型ボルト２７ｂと、Ｌ型ボルト２７ｂに螺合するつまみナット２７ｃで構成している。
【００５５】
このように固定冶具２７を構成することによって、補強横材２３の係止孔２３ａに先端側折り曲げ部を係止させ、係止台座２７ａを貫通するＬ型ボルト２７ｂを、つまみナット２７ｃで螺入することによって、エレメント側開口１４ａの下端縁やレール材２６の基端側のフランジに係止させた係止台座２７ａを反力として、スライド式サイドカバー２０を開口ウェブ板１４側に引き寄せながら取り付けることができる。
【００５６】
また、スライド式サイドカバー２０は、固定冶具２７によって開口ウェブ板１４側に引き寄せられるため、内向きテーパー面２１ａに張り付けたゴムパッキン材２１ｂと、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａとの密着性は高まり、先端側連結継手１１ｂと内向きテーパー面２１ａとの密着部分における止水性を確保できるとともに、スライド式サイドカバー２０を角型鋼製エレメント１０に対して長さ方向Ｌに拘束することができる。
【００５７】
また、固定冶具２７を取り外したスライド式サイドカバー２０は、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａと内向きテーパー面２１ａとが離れるため、スライド式サイドカバー２０は、ローラ２５がレール材２６を走行して、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにスライド可能となる。
【００５８】
このように構成した角型鋼製エレメント１０は、仮設構造物ではなく、地下横断構造物３００の本体の構造部材として本設利用される。したがって、フランジ板１２の交差方向Ｙの間隔、つまりウェブ板１３や開口ウェブ板１４の交差方向Ｙの長さは、内部空間１５及び連結空間１６に充填するコンクリートとともに、地下横断構造物３００の上床部、下床部あるいは側壁として、作用する荷重に耐える間隔で構成されている。また、角型鋼製エレメント１０の幅、つまりフランジ板１２の連結方向Ｘの長さは、構築する地下横断構造物３００の高さや幅寸法に応じて割り付けて決定する。
【００５９】
なお、上述の角型鋼製エレメント１０の説明では、地下横断構造物３００を構成する一般部の角型鋼製エレメント１０について説明したが、図２に示すように、最初に地山４００に挿入する基準エレメント１０ａ、地下横断構造物３００の隅角部を構成する隅角部エレメント１０ｂ、最後に挿入し、環状に閉合する調整エレメント１０ｃは、以下に説明するように、上述の一般部の角型鋼製エレメント１０とわずかに構成が異なる。
【００６０】
最初に、地山４００に挿入する基準エレメント１０ａは、基準エレメント１０ａを基準として左右両側に角型鋼製エレメント１０を連結するため、フランジ板１２の両端に先端側連結継手１１ｂを備えるとともに、ウェブ板１３の代わりに、開口ウェブ板１４が連結方向Ｘの両側に配置される（図示省略）。逆に、最後に挿入し、環状に閉合する調整エレメント１０ｃは、左右両側に挿入されている挿入済みエレメント１０’の間において、両方の挿入済みエレメント１０’に連結するため、フランジ板１２の両側に基端側連結継手１１ａを備えるとともに、開口ウェブ板１４の代わりに、ウェブ板１３が連結方向Ｘの両側に配置される（図示省略）。
【００６１】
隅角部エレメント１０ｂは、連結方向が基端側連結継手１１ａのある基端側に対して直交するため、先端側連結継手１１ｂが、交差方向Ｙであるウェブ板１３及び開口ウェブ板１４の延長上に配置され、エレメント側開口１４ａは、先端側連結継手１１ｂが配置された側のフランジ板１２に形成されることとなる（図示省略）。
【００６２】
なお、上述の説明では、一般部の角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ、隅角部エレメント１０ｂ及び調整エレメント１０ｃで断面横長四角形状の地下横断構造物３００を構築することについて説明しているが、基準エレメント１０ａと隅角部エレメント１０ｂとで横一文字状配置、または縦一列配置、あるいは角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ、及び隅角部エレメント１０ｂでＴ字状配置、門型配置またはＬ型配置にして地下横断構造物３００を構築してもよい。さらには、台形断面や帯状円弧型の角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ及び調整エレメント１０ｃを用いて、円形断面や円弧状断面の地下横断構造物３００を構築してもよい。
このような場合であっても、連結方向Ｘの先端側にエレメント側開口１４ａを形成することとなる。
【００６３】
このような構成の角型鋼製エレメント１０（以下において、角型鋼製エレメント１０には、矛盾がない限り基準エレメント１０ａ、隅角部エレメント１０ｂ及び調整エレメント１０ｃを含むものとする）は、図６に示すように、連結方向Ｘの先端側にスライド式サイドカバー２０を装着した状態で、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌの先端に刃口３０を装着し、刃口３０内部で掘削作業員が掘削する人力掘削によって、刃口３０の前方の地山４００を掘削しながら、到達側立坑４２０ｂから１次けん引ワイヤー３８ａでけん引して地山４００に挿入する構成である。
【００６４】
刃口３０は、連結方向Ｘの基端側に連結継手３１ａを備えたフランジ板３２と、連結方向Ｘの先端側の交差方向Ｙに向いたウェブ板３３と、フランジ板３２における連結方向Ｘの基端側（図７（ａ）において右側）で該ウェブ板３３と平行かつ所定間隔を隔て交差方向Ｙの中間付近に刃口側開口３４ａを有する開口ウェブ板３４とで構成し（図６（ｂ）参照）、フランジ板３２、ウェブ板３３及び開口ウェブ板３４によって囲まれた作業空間３５を形成している。
【００６５】
なお、刃口３０は、図７（ｂ）に示すように、開口ウェブ板３４を上述の角型鋼製エレメント１０における開口ウェブ板１４と連結方向Ｘにおける同じ位置に配置しているが、ウェブ板３３は、角型鋼製エレメント１０における先端側連結継手１１ｂの連結方向Ｘの先端側位置と同じ位置に配している。
【００６６】
また、刃口３０は、フランジ板３２の先端にカッター３６を備え、開口ウェブ板３４の先端にサイドカッター３７を備えるとともに、刃口３０をけん引する１次けん引ワイヤー３８ａの後端をクランプする１次クランプ３８を備えている。さらに、ウェブ板３３における長さ方向Ｌの後側の外側面には、次の角型鋼製エレメント１０をけん引するための２次けん引ワイヤー３９ａの先端をクランプする２次クランプ３９を備えている。
【００６７】
また、地下横断構造物３００の外側となるフランジ板１２（図６や図７において上側となるフランジ板１２）の後側には、刃口３０の幅方向、つまり連結方向Ｘで、刃口３０の外部と内部とを、刃口３０の後ろ向きに傾斜する方向に貫通するバッグ送り出し開口４０を幅方向に２つ並設している。
【００６８】
そして、図６に示すように、作業空間３５における、バッグ送り出し開口４０の少し前側の下方に、角型鋼製エレメント１０の棚板１７の上に載置した短尺裏込めバッグ５０の方向を転換させる方向転換ローラ４１を配置している。なお、バッグ送り出し開口４０の外側前方には、バッグ送り出し開口４０から後側に送り出される短尺裏込めバッグ５０を保護する保護カッター４４を備えている。
【００６９】
さらに、図６及び図７に示すように、作業空間３５の前側において、エアーバッグ６１を刃口３０の前方の切羽４００ａに対して押し付け支持するラッシングベルト６２の係止固定を許容するベルト取り付け部４２を、ウェブ板３３と開口ウェブ板３４から作業空間３５に向かって立設している。なお、３つの係止孔４２ａを備えたベルト取り付け部４２を、高さ方向及び長さ方向Ｌにずらしてそれぞれ２つずつ設けている。
【００７０】
また、刃口３０と角型鋼製エレメント１０とは、角型鋼製エレメント１０の前端付近における内部空間１５の隅角部に設けた接続台座１８と、刃口３０の後端付近において、接続台座１８に対応する断面位置に設けた接続台座３６とを貫通固定する接続鋼棒３７で接続している。
【００７１】
なお、角型鋼製エレメント１０同士を長さ方向Ｌに接続する場合も、角型鋼製エレメント１０の後端付近に設けた接続台座１８と、接続する角型鋼製エレメント１０の前端部付近に設けた接続台座１８とを貫通固定する接続鋼棒３７で接続することとなる。
【００７２】
次に、角型鋼製エレメント１０の前側の棚板１７に載置し、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０のけん引挿入に伴って、バッグ送り出し開口４０から送り出される短尺裏込めバッグ５０について説明する。
【００７３】
短尺裏込めバッグ５０は、図８に示すように、所定の長さで形成した帯状の袋体であり、バッグ送り出し開口４０より送り出して、フランジ板１２の外側に載置した状態において、挿入方向Ｌの後側のエレメント側底面に鉤状面ファスナ５１ａを備え、挿入方向Ｌの前側の地山側表面にループ状面ファスナ５１ｂを備えるとともに、短尺裏込めバッグ５０の挿入方向Ｌの前端部に、短尺裏込めバッグ５０内部に挿通し、裏込めグラウト５３の注入を許容する注入パイプ５２を備えている。
【００７４】
なお、短尺裏込めバッグ５０は、裏込めグラウト５３を内部に注入した際に、地山４００の形状に追従する形状追従性の高い合成繊維製のシームレス袋体５４と、角型鋼製エレメント１０のフランジ板１２の外側面上を摺動するため、耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５とで構成している。そして、裏込めグラウト５３を注入する前の短尺裏込めバッグ５０は、バッグ送り出し開口４０を通過可能な幅及び厚みで形成している。
【００７５】
なお、注入パイプ５２を介して短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を所定圧力で制御して注入する裏込めグラウト注入システム７０によって注入することができる（図９参照）。
【００７６】
次に、切羽防護手段として機能するエアーバッグ６１及びラッシングベルト６２について説明する。
ラッシングベルト６２は、図７（ｂ）において点線で示すように、両端に係止孔４２ａに係止する係止フック６２ｂを備え、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａを調整バックル６２ｃによって長さ調整可能に構成している。
【００７７】
エアーバッグ６１は、内側の本体袋６１ａと、外側の補強袋６１ｂとによる２層構造で構成し（図１０（ｂ）参照）、給気孔６１ｃを備え、給気孔６１ｃに接続されたエアーホース６３から本体袋６１ａ内部に空気を加圧封入することによって、略直方体状に膨らむ。
【００７８】
なお、エアーバッグ６１は、空気を加圧封入した状態において、刃口３０の作業空間３５の断面を４等分したサイズよりひとまわり大きくなるサイズで構成している。
【００７９】
なお、エアーバッグ６１の外周の稜線部分に形成した襞部６１ｄに備えたハトメ６１ｅによって、複数のエアーバッグ６１を図示省略する固定紐で縫着して一体化することができる。
【００８０】
続いて、このように構成された角型鋼製エレメント１０や刃口３０を用いて角型鋼製エレメント１０を挿入するエレメント挿入工について図１１乃至１７とともに説明する。
図１１はエレメント挿入工に関するフローチャートを示し、図１２はエレメント挿入工についての説明図を示し、図１３はエレメント挿入工の掘削・排土について説明するための交差方向Ｙの上部における断面図を示している。なお、図１２（ａ）は挿入済みエレメント１０’に対して、連結継手１１を嵌合させて刃口３０及び角型鋼製エレメント１０をけん引挿入する状態の斜視図を示し、図１２（ｂ）は挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣合う位置まで刃口３０及び角型鋼製エレメント１０のけん引挿入が進んだ状態の斜視図を示している。
【００８１】
また、図１４は裏込めグラウト５３を注入するグラウト注入工に関するフローチャートを示し、図１５は裏込めグラウト５３の注入圧力管理に関するグラフを示している。
【００８２】
さらに、図１６は裏込めグラウト注入工についての概略縦断面図を示し、図１７はエアーバッグ６１及びラッシングベルト６２を用いた切羽防護施工についての概略縦断面図を示している。
【００８３】
まず、角型鋼製エレメント１０を地山４００の所定場所に挿入するに当たり、前側に刃口３０を接続した角型鋼製エレメント１０を発進側立坑４２０ａ（図３）にセットし、角型鋼製エレメント１０のけん引方向、つまり挿入方向Ｌにおいて到達側立坑４２０ｂ（図３）まで貫通する１次けん引ワイヤー３８ａ（図６（ｂ），（ｃ））を刃口３０の１次クランプ３８（図６（ｂ），（ｃ））に接続し、到達側立坑４２０ｂ（図３）に設置したけん引装置（図示省略する）でけん引する。
【００８４】
なお、地山４００に最初に挿入する基準エレメント１０ａ以外の角型鋼製エレメント１０は、既に地山４００に挿入された挿入済みエレメント１０’の先端側連結継手１１ｂに、挿入する刃口３０の連結継手３１ａ及び角型鋼製エレメント１０の基端側連結継手１１ａを嵌合させる。ここまでの挿入準備が完了すると、１本目の短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０に挿通するとともに、棚板１７に載置してセットし、刃口３０の外側部分において、短尺裏込めバッグ５０の後端部を発進側立坑４２０ａの土留め壁４１０に固定する（ステップｓ１）。
【００８５】
さらに、ウェブ板３３の外側に設置したエアーバッグ６１には、次の角型鋼製エレメント１０及び刃口３０をけん引するための２次けん引ワイヤー３９ａの先端をセットし、到達側立坑４２０ｂまで２次けん引ワイヤー３９ａの先端を把持したまま、けん引する。
【００８６】
そして、図１２（ａ）に示すように、刃口３０の作業空間３５で刃口３０の前側の地山４００である切羽４００ａを掘削するとともに、到達側立坑４２０ｂのけん引装置で１次けん引ワイヤー３８ａをけん引し、刃口３０を地山４００に挿入する。
【００８７】
そして、刃口３０のけん引に伴って、短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０を介して刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の外側に送り出す（ステップｓ２）。このとき、刃口３０で切羽４００ａを掘削した掘削土砂は、作業空間３５及び内部空間１５を通って発進側立坑４２０ａに排土する。このように、切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、作業空間３５及び内部空間１５を通じて発進側立坑４２０ａに排土する掘削・けん引過程を初期けん引という。
【００８８】
そして、図１２（ｂ）に示すように、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと、刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣り合う位置まで初期けん引を繰り返し（ステップｓ３：Ｎｏ）、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと、刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣り合う位置まで掘削・けん引が進むと、挿入済みエレメント１０’のスライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせて、刃口側開口３４ａとエレメント側開口１４ａとを介して作業空間３５と内部空間１５とを連通させる（ステップｓ４）。
【００８９】
なお、スライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせるためには、固定冶具２７を取り外す必要があるが、スライド式サイドカバー２０をスライドさせる際に、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５より固定冶具２７を取り外してもよく、予め挿入済みエレメント１０’における全部のスライド式サイドカバー２０を固定する固定冶具２７を取り外してから、刃口３０が接続された角型鋼製エレメント１０をけん引してもよい。
【００９０】
このように、スライド式サイドカバー２０を後側にスライドさせることによって、図１３に示すように、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５と、刃口３０の作業空間３５とが連結空間１６を介して連通する。
【００９１】
そこで、予め、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５に設置しておいた排土用のベルトコンベア１９を稼動させ（ステップｓ５）、刃口３０の作業空間３５で切羽４００ａを掘削した掘削土砂を刃口側開口３４ａ及びエレメント側開口１４ａを介して、ベルトコンベア１９で発進側立坑４２０ａに排土するとともに、けん引しながら、けん引した分の短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０から送り出す（ステップｓ６：図１７参照）。
【００９２】
このような切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、隣接する挿入済みエレメント１０’の内部空間１５に設置したベルトコンベア１９から発進側立坑４２０ａに排土する掘削・けん引過程を通常けん引という。
【００９３】
上述の初期けん引のように、切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、およそ掘削方向に対して１８０度旋回となるけん引方向（挿入方向Ｌ）後側の内部空間１５から排土する場合と比較して、通常けん引では、掘削方向に対しておよそ９０度旋回となる側方に排土できるため、格段に排土効率が向上する。サイクルタイムを比較すると、施工試験ではおよそ１７％の短縮できることを確認した。したがって、エレメント挿入工の工程においてクリティカルな作業である切羽４００ａの掘削及びけん引を効率化し、エレメント挿入工の工程を大幅に短縮することができる。
【００９４】
また、けん引方向（挿入方向Ｌ）後側に排土する場合、刃口３０に接続された角型鋼製エレメント１０の内部空間１５にベルトコンベア１９を設置する必要があり、発進側立坑４２０ａから刃口３０までの通路が塞がれ、発進側立坑４２０ａと刃口３０との行き来が困難となる。したがって、例えば、刃口３０の前方に礫等の支障物が出現するといったトラブルが生じた場合であっても、刃口３０が接続された角型鋼製エレメント１０の内部空間１５が通路として確保されているため、発進側立坑４２０ａから刃口３０まで容易に行くことができ、容易にトラブルに対処することができる。
【００９５】
上述の通常けん引によって、所定の長さで形成した短尺裏込めバッグ５０の１本分の距離まで掘削・けん引を続け（ステップｓ７：Ｎｏ）、掘削・けん引が短尺裏込めバッグ５０の１本分の距離進むと（ステップｓ７：Ｙｅｓ）、一旦、掘削・けん引を停止し、作業空間３５において、短尺裏込めバッグ５０の注入パイプ５２（図８）に、図９に示す裏込めグラウト注入システム７０を接続し、短尺裏込めバッグ５０内に裏込めグラウト５３を注入する（ステップｓ８）。
【００９６】
このときのグラウト注入工について、図１４とともに詳述する。
まず、短尺裏込めバッグ５０の注入パイプ５２に裏込めグラウト注入システム７０の注入配管７２を接続し、発進側立坑４２０ａに設置した注入ポンプ７１（図１６）を起動し、裏込めグラウト５３の注入を開始する（ステップｔ１）。そのとき、裏込めグラウト注入システム７０の圧力センサで注入圧力を検出し、地上の軌道２００に影響するとされる絶対停止圧力（図１５参照）以下かどうか判定し、絶対停止圧力以上であれば（ステップｔ２：Ｎｏ）、注入ポンプ７１を即座に停止し（ステップｔ３）、グラウト注入工を一旦終了する。
【００９７】
このように、絶対停止圧力以上の圧力がかかるということは注入パイプ５２や短尺裏込めバッグ５０内部や裏込めグラウト注入システム７０内部の配管が閉塞しているおそれがあるため、原因を究明し、解消してからグラウト注入工を再開する。
【００９８】
これに対し、通常通り、絶対停止圧力以下であれば（ステップｔ２：Ｙｅｓ）、図１５に示すように、注入初期の突入圧力が落ち着いた後の安定圧力を判定し（ステップｔ４）、判定した安定圧力に所定圧力を加えた管理圧力を設定する（ステップｔ５）。
【００９９】
上述の安定圧力は、裏込めグラウト５３を注入する短尺裏込めバッグ５０に作用する土圧等の外力によって異なるため、安定圧力に基づいてそれぞれの管理圧力を設定することによって、各短尺裏込めバッグ５０に応じて適切な圧力で裏込めグラウト５３を注入することができる。
【０１００】
ステップｔ５で設定した管理圧力で管理しながら裏込めグラウト５３を注入し、裏込めグラウト５３の積算注入量が増加すると、図１５に示すように、注入圧力は増大するため、注入圧力が設定した管理圧力に達するまで注入し（ステップｔ６：Ｎｏ）、注入圧力が管理圧力に達すると（ステップｔ６：Ｙｅｓ）、注入ポンプ７１を停止し（ステップｔ７）、注入パイプ５２を閉塞して（ステップｔ８）、グラウト注入工を終了する。
【０１０１】
このように、裏込めグラウト５３の注入圧力を管理圧力で管理しながら注入することによって、図１６に示すように、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を裏込めグラウト５３が注入された短尺裏込めバッグ５０で確実に埋めることができる。
【０１０２】
詳しくは、短尺裏込めバッグ５０を地山４００の形状に追従する形状追従性の高い合成繊維製のシームレス袋体５４で形成しているため、裏込めグラウト５３の注入によって、シームレス袋体５４は地山４００の形状に追従し、地山４００に略密着するように角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を埋めることができる。また、裏込めグラウト５３の注入を管理圧力で管理しているため、地表面の軌道２００等に影響することなく、確実に充填することができる。
【０１０３】
なお、このグラウト注入工は、上述したように、所定長さで形成された短尺裏込めバッグ５０の長さ分の掘削・けん引が進むごとに、短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入するため、例えば、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０が到達側立坑４２０ｂに到達した後、角型鋼製エレメント１０の延長分を纏めて注入する場合と比べて、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を確実に埋めることができる。
【０１０４】
詳しくは、裏込めグラウト５３の注入距離が長くなると、注入口付近での注入圧力が高くなるとともに、注入途中で、裏込めグラウト５３が脱水したり、硬化したりして、確実に注入することが困難となる。しかし、上述のように、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入することによって、注入圧力も抑制しながら確実に裏込めグラウト５３を注入することができる。
【０１０５】
また、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０が到達側立坑４２０ｂに到達した後、角型鋼製エレメント１０の延長分を纏めて注入する場合、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００が緩んで前記空隙がふさがれるおそれがある。この場合、角型鋼製エレメント１０の周りの地山４００を緩めるのみならず、角型鋼製エレメント１０の外周面を締め付けるため、角型鋼製エレメント１０の挿入抵抗となる。
【０１０６】
これに対して、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入することによって、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を埋めながら、掘削・けん引できるため、角型鋼製エレメント１０外側の地山４００が緩むことを防止できる。
【０１０７】
また、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側に耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５を設けているため、地山４００が緩んで外周面を締め付ける場合と比較して、挿入抵抗の増大を抑制することになる。なお、短尺裏込めバッグ５０の後側は、図１６に示すように、発進側立坑４２０ａの土留め壁４１０に固定されているため、掘削・けん引して到達側立坑４２０ｂに向かって進む角型鋼製エレメント１０と摺動するものの、上述のように、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側に耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５を設けているため、短尺裏込めバッグ５０の耐久性も確保している。
【０１０８】
上述したように、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入が完了すると（ステップｓ８）、鉤状面ファスナ５１で次の短尺裏込めバッグ５０を接続し、棚板１７（図７）に載置して収容する（ステップｓ９）。
【０１０９】
そして、掘削・けん引を、刃口側開口３４ａが次のエレメント側開口１４ａに隣り合う位置まで続け（ステップｓ１０：Ｎｏ）、刃口側開口３４ａが次のエレメント側開口１４ａに隣り合う位置にまで掘削・けん引が進むと（ステップｓ１０：Ｙｅｓ）、ステップｓ４と同様に、挿入済みエレメント１０’のスライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせて、刃口側開口３４ａとエレメント側開口１４ａとを介して作業空間３５と内部空間１５とが連通させる（ステップｓ１１）。
【０１１０】
このように、上述のステップｓ７〜１１で示すグラウト注入と、掘削・けん引とを、刃口３０が土留め壁４１０から抜き出て、角型鋼製エレメント１０の前端部が到達側立坑４２０ｂの土留め壁４１０から突出する到達状態まで繰り返すが、その途中で（ステップｓ１２：Ｎｏ）、作業員交代や、その他の段取り替え等のために、掘削・けん引作業を中断する場合（ステップｓ１３：Ｙｅｓ）、刃口３０の先端部分で露出する切羽４００ａを防護するために、エアーバッグ６１及びラッシングベルト６２をセットする（ステップｓ１４）。
【０１１１】
詳述すると、まず、エアーを注入した状態において、刃口３０の先端の開口断面をおよそ４分割したサイズよりわずかに大きく形成したエアーバッグ６１を刃口３０の先端部分において下段側から配置し、図１７に示すエアー管理システム８０の圧力制御装置８１でエアーをある程度入れて膨らまし、ベルト取り付け部４２にラッシングベルト６２の係止フック６２ｂを係止するとともに、調整バックル６２ｃで高張力繊維帯体６２ａの長さを調整し、さらに圧力制御装置８１で土圧に応じた所定の管理圧力まで加圧注入する。
【０１１２】
そして、この下段側のエアーバッグ６１の上に、上段側のエアーバッグ６１を載置し、同様にエアーを注入するとともに、ラッシングベルト６２で締め付けて固定する。上段のエアーバッグ６１のセットが完了後、再度調整バックル６２ｃで高張力繊維帯体６２ａの長さを緩みのないように再調整して、すべてのエアーバッグ６１の圧力を所定の管理圧力となるよう圧力調整する（ステップｓ１５）。
【０１１３】
これにより、所定の管理圧力でエアーが加圧注入されたエアーバッグ６１を、ラッシングベルト６２によって、作業空間３５に露出する切羽４００ａに対して押し付けて防護することができる。このとき、エアーバッグ６１同士の対向部分において襞部６１ｄのハトメ６１ｅ同士を図示省略する固定紐で縫着して固定してもよい。
【０１１４】
なお、エアー管理システム８０は、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２、コンプレッサ８３および圧力管理装置８４とで構成している。
圧力管理装置８４は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭで構成される制御装置、マウスやキーボード等の入力装置である操作装置、ハードディスク等の記憶装置、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の各種記憶媒体を読取る記憶媒体読取装置、または記憶媒体読書き装置、及びＬＡＮ回線に接続可能なＬＡＮボード等の通信装置で構成する送受信装置等を備えたコンピュータであり、図示省略するエアーバッグ６１の圧力を検出する圧力センサからの検出結果を受信する構成である。
【０１１５】
そして、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２及びコンプレッサ８３は直列接続されるとともに、圧力制御装置８１は圧力管理装置８４に接続されており、圧力管理装置８４は、圧力センサから受信したエアーバッグ６１の圧力検出結果に基づいて、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２及びコンプレッサ８３を稼働させて、エアーバッグ６１の圧力を所定の管理圧力で保持することができる。
【０１１６】
また、圧力センサがエアーバッグ６１の圧力が急激に低下したり、上昇したりする異常圧力を検出し（ステップｓ１６：Ｙｅｓ）、その異常圧力の検出結果を受信した圧力管理装置８４は、前記送受信装置により、施工管理者への警報を発信する（ステップｓ１８）。これにより、施工管理者は、掘削・けん引作業停止時における切羽防護の異常を早期に察知して、直ちにエアーバッグ６１の異常圧力に対応することができる。
【０１１７】
このようにして、エアーバッグ６１及びラッシングベルト６２を用い、エアー管理システム８０で圧力管理することにより、掘削・けん引作業を停止している間に切羽４００ａが緩んだり、崩落したりするおそれをなくし、確実に切羽防護することができる。
【０１１８】
上述したような異常圧力を、エアー管理システム８０が検出することなく（ステップｓ１６：Ｎｏ）、掘削・けん引作業を再開するには、エアーバッグ６１に封入したエアーを抜いてエアーバッグ６１を萎ませて、エアーバッグ６１とラッシングベルト６２とを撤去してから作業を再開する（ステップｓ１７）。
【０１１９】
このとき、このエアーバッグ６１とラッシングベルト６２とを用いた切羽防護方法では、エアーを注入した状態において、刃口３０の先端の開口断面を、幅方向及び高さ方向に２分割ずつ合計４分割したサイズよりわずかに大きく形成したエアーバッグ６１を刃口３０の先端部分に配置するとともに、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａで構成したラッシングベルト６２で、エアーバッグ６１を切羽４００ａの全面に押し付け支持するため、可撓性のない反力角材を狭隘な作業空間３５でセットするより、設置、撤去ともにはるかに施工性がよいことが確認できた。
【０１２０】
さらには、これまで一般的に行われていた土嚢を切羽４００ａの全面に押し付けるように作業空間３５の先端部に積み上げて切羽防護する場合とサイクルタイムを比較した結果、設置において１０％、撤去において４０％の施工時間を短縮できることを確認した。
【０１２１】
これは、角型鋼製エレメント１０を挿入する施工深度が大きくなるほど切羽４００ａに作用する土圧は大きくなるため、切羽防護するための土嚢の数や重量を増加させる必要があるが、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａで構成したラッシングベルト６２で、エアーバッグ６１を切羽４００ａの全面に押し付け支持するこの切羽防護方法であれば、エアーバッグ６１の管理圧力を大きくするだけで対応でき、土嚢積みによる切羽防護に対する優位性は、土圧がおおきくなればさらに高まると考えられる。
【０１２２】
このようにして掘削・けん引作業を再開した後は、上述のステップｓ６〜ｓ１１までを繰り返す。
そして、掘削・けん引作業を続け、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の挿入方向Ｌの前側が到達側立坑４２０ｂの土留め壁４１０から突出して到達した後（ステップｓ１２：Ｙｅｓ）、掘削・けん引作業時に、スライドさせたスライド式サイドカバー２０を、連結空間１６から発進側立坑４２０ａや到達側立坑４２０ｂまでスライドさせて取り出し（ステップｓ１９）、このエレメント挿入工を終了する。
【０１２３】
なお、ステップｓ４，Ｓ１１において、スライド式サイドカバー２０をスライドさせて（図１２参照）、刃口３０の刃口側開口３４ａと、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａとを連通させ、到達後のステップｓ１９でスライドさせたスライド式サイドカバー２０を撤去したが、スライド式サイドカバー２０をその都度、取り外して撤去する場合と比較して、格段に作業効率がよくなる。
【０１２４】
詳しくは、エレメント挿入工の工程においてクリティカルな作業である切羽４００ａの掘削及びけん引が、スライド式サイドカバー２０の撤去によって中断されるが、スライド式サイドカバー２０を撤去せずにスライドさせるだけで、エレメント側開口１４ａと刃口側開口３４ａとが連通するため、掘削及びけん引の中断時間を大幅に短縮することができる。
【０１２５】
なお、上述の説明では、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の到達後にまとめてスライド式サイドカバー２０を撤去しているが、例えば、ステップｓ１０で短尺裏込めバッグ５０で裏込めグラウト５３を注入するためなどで掘削作業を停止する場合に、スライド式サイドカバー２０を撤去してもよい。この場合であっても、スライド式サイドカバー２０を発進側立坑４２０ａまで連通する連結空間１６内をスライドさせることで撤去できるため、効率よく撤去することができる。また、角型鋼製エレメント１０の内部空間１５には、ベルトコンベア１９が設置されず通路が確保されているため、作業性よくスライド式サイドカバー２０を撤去することができる。
【０１２６】
また、上述の説明では、上床部３００ａの角型鋼製エレメント１０を挿入する際について図示するとともに説明したが、地下横断構造物３００の側壁部分の角型鋼製エレメント１０を挿入する際には、図１６に示すように、刃口３０のバッグ送り出し開口４０が地下横断構造物３００の幅方向外側となる向きで掘削・けん引し、角型鋼製エレメント１０の外側に短尺裏込めバッグ５０が配置されるように構成することとなる。
【０１２７】
これに対し、上床部３００ａを構築してから地下横断構造物３００の下床部の角型鋼製エレメント１０を挿入する際には、直接土圧が挿入する角型鋼製エレメント１０に作用しないため、短尺裏込めバッグ５０を挿入する角型鋼製エレメント１０の上下いずれに配置してもよく、さらには短尺裏込めバッグ５０を用いずに角型鋼製エレメント１０を挿入してもよい。しかし、上床部３００ａより先に下床部の角型鋼製エレメント１０を挿入する場合には、上床部３００ａより角型鋼製エレメント１０に作用する土圧は大きくなるため、短尺裏込めバッグ５０が角型鋼製エレメント１０の上となるように角型鋼製エレメント１０を挿入することによって、上述の効果はより顕著となる。
【０１２８】
このように、地下横断構造物３００の外面側に短尺裏込めバッグ５０を配置することにより、構築された地下横断構造物３００の周辺の地山４００が緩むことを防止できる。したがって、安定した地下横断構造物３００を構築することができる。
【０１２９】
上述したように、地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込めグラウト５３を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入する裏込め注入工法であるため、切羽４００ａを掘削しながら角型鋼製エレメント１０を挿入する際に生じる角型鋼製エレメント１０の周囲と地山４００との空隙を、短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように、角型鋼製エレメント１０の周辺の地山４００が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【０１３０】
詳しくは、図１６に示すように、地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込めグラウト５３を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入するため、裏込めグラウト５３の注入距離が短くなり、確実に裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０に注入することができる。
【０１３１】
また、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入するため、角型鋼製エレメント１０と地山４００との間に生じた空隙を早期に充填することができ、空隙による周辺地山４００の緩みを防止できる。したがって、緩んだ地山４００が角型鋼製エレメント１０を締め付けることによる挿入抵抗の増大も防止することができる。
さらには、短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入するため、裏込めグラウト５３の注入量の管理も容易に行うことができる。
【０１３２】
また、短尺裏込めバッグ５０の地山４００側の表面を、少なくとも追従性の高いシームレス袋体５４で構成するとともに、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側表面を、少なくとも角型鋼製エレメント１０表面との摩擦性能の高い合成繊維製底面布５５で構成したため、空隙を形成する地山４００が様々な形状であるが、地山４００形状に追従し、裏込めグラウト５３が注入された短尺裏込めバッグ５０で確実に空隙を充填することができる。
【０１３３】
また、既に裏込めグラウト５３を注入した短尺裏込めバッグ５０は、挿入する角型鋼製エレメント１０の外周面であるフランジ板１２と摺動することとなるが、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側の表面を合成繊維製底面布５５で構成しているため、角型鋼製エレメント１０のフランジ板１２との摺動によって短尺裏込めバッグ５０の破損を防止することができる。
【０１３４】
なお、合成繊維製底面布５５を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、短尺裏込めバッグ５０と角型鋼製エレメント１０との摩擦抵抗が低減するため、角型鋼製エレメント１０の挿入抵抗の増大を防止することができる。
【０１３５】
また、所定長さの短尺裏込めバッグ５０を、鉤状面ファスナ５１（５１ａ，５１ｂ）で連結して構成し、裏込めグラウト５３の注入を、送り出された短尺裏込めバッグ５０ごとに行うことができるため、角型鋼製エレメント１０と地山４００との空隙をより確実に充填することができる。
【０１３６】
詳しくは、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入するため、裏込めグラウト５３の注入距離を短くできる。したがって、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込めグラウト５３が硬化することなく、裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。
【０１３７】
また、所定長さの短尺裏込めバッグ５０で構成したことによって、角型鋼製エレメント１０の挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【０１３８】
また、裏込めグラウト５３の注入圧力を制御する裏込めグラウト注入システム７０が、裏込めグラウト５３の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することができるため、地山４００の土圧や、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入量に応じて適した注入圧力で短尺裏込めバッグ５０へ裏込めグラウト５３を注入することができる。したがって、裏込めグラウト５３の注入圧力が高すぎて、周囲の地山４００を加圧し、地表面や地表面に設置した構造物が隆起するおそれを防止することができる。
【０１３９】
詳しくは、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入初期では、注入圧力が一時的に高くなる突入圧力が生じ、突入圧力のあと注入圧力が低下して安定圧力となる。この安定圧力に基づいて管理圧力値を設定するため、周辺地山４００に影響を及ぼすことなく裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０に注入することができる。
【０１４０】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明のエレメントは、角型鋼製エレメント１０に対応し、
以下同様に、
長手方向は、挿入方向Ｌに対応し、
裏込め材は、裏込めグラウト５３に対応し、
裏込め袋、短尺状裏込め袋及び帯状袋体は、短尺裏込めバッグ５０に対応し、
高追従性合成繊維製布帛は、シームレス袋体５４に対応し、
高摩擦性合成繊維製布帛は、合成繊維製底面布５５に対応し、
連結手段は、鉤状面ファスナ５１，鉤状面ファスナ５１ａ，ループ状面ファスナ５１ｂに対応し、
注入制御装置は、裏込めグラウト注入システム７０に対応し、
注入手段は、注入パイプ５２に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【０１４１】
例えば、人力掘削による刃口３０によって角型鋼製エレメント１０を挿入したが、駆動装置によって掘削するバケットを備えた機械式刃口としてもよい。さらには、刃口３０の代わりに、密閉型の掘削装置を用いてもよい。
さらに、スライド式サイドカバー２０をスライドさせるローラ２５は、長さ方向Ｌのレール材２６上を転動する構成であるが、レール材２６上を滑走する滑走手段としてもよく、レール材２６にローラを備えてもよい。また、挿入済みエレメント１０’に設置したベルトコンベア１９は、スクリュウコンベア、圧送式排土設備、吸引式排土設備、バッテリロコ等の運搬式排土設備等の排土設備とすることができる。
【０１４２】
また、短尺裏込めバッグ５０を連結する方法として面ファスナ５１の代わりに、接着剤による接着、粘着剤による粘着、縫合、係止フックと係止孔による係止、係止フック同士の係止、あるいは凹部材と凸部材の嵌合等によって連結してもよい。
【０１４３】
また、裏込めグラウト５３は、セメント系のグラウト材以外に、モルタル材、ベントナイトを配合したグラウト材で構成してもよい。
【０１４４】
さらには、合成繊維製底面布５５を、摩擦係数が低い合成繊維製布帛としてもよい。
【０１４５】
また、エアーバッグ６１を一体化するための襞部６１ｄのハトメ６１ｅを縫合する固定紐の変わりに、エアーバッグ６１同士の対向面に備える面ファスナを備えてもよい。
【０１４６】
エアーバッグ６１にエアーを封入したが、エアー以外でも、無害な気体、水などの無害な液体、あるいはゲル体をエアーバッグ６１に封入してもとよい。
さらには、地下横断構造物３００を構成する角型断面である角型鋼製エレメント１０の代わりに、円形断面鋼管や押し管等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０…角型鋼製エレメント
５０…短尺裏込めバッグ
５１…鉤状面ファスナ
５１ａ…鉤状面ファスナ
５１ｂ…ループ状面ファスナ
５２…注入パイプ
５３…裏込めグラウト
５４…シームレス袋体
５５…合成繊維製底面布
７０…裏込めグラウト注入システム
４００…地山
Ｌ…挿入方向、長さ方向
【技術分野】
【０００１】
例えば、敷設された軌道の下方の地中に構造物を構築するためにエレメントを挿入する工法において、例えば、エレメントと地山との空隙を充填する裏込め注入工法及び注入工法に用いる裏込め袋に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、渋滞緩和や交通網の複雑化に伴って、軌道と道路や、軌道同士、あるいは道路同士の立体交差化が進んでいる。一般的には、軌道等の既設構造物の上空を交差するように道路等の新設構造物を構築するオーバーパス工法や、既設構造物の下方の地中部分に交差する新設の地中構造物を構築するアンダーパス工法によって立体化される。
【０００３】
特に、既設軌道に対する立体交差化においては、大地震による交差道路の軌道への影響を懸念し、アンダーパス工法が多く採用されている。
例えば、アンダーパス工法の場合、軌道等の既設構造物の下方に横断する方向で、前方を掘削しながらエレメントを挿入し、地下構造物を構築する工法がある。
【０００４】
このように、前方を掘削しながらエレメントを挿入する場合、エレメントの周囲と地山との間に空隙が生じ、空隙をそのまま放置しておくと、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれがある。
【０００５】
このような問題に対して、エレメントの挿入完了後に、エレメント挿入時に上面側に沿わせて挿入していた裏込め袋に、グラウト材を注入して空隙を充填する裏込め充填工法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、エレメントの挿入距離が長くなると、裏込め袋にグラウト材を注入する注入距離も長くなり、注入圧力を高める必要がある。グラウト材の注入圧力を高めると、注入口付近で破裂したり、グラウト材が脱水して、注入口付近で硬化するおそれがある。
【０００７】
また、注入距離が長くなると、グラウト材が注入途中で硬化し、グラウト注入袋の末端まで行き渡らない可能性もあり、注入量の管理も困難となる。
さらには、エレメントの挿入距離が長くなると、挿入施工が長期に亘るため、その間に、周辺の地山が緩み、エレメントが緩んだ地山によって締め付けられてエレメントの挿入抵抗が増大するおそれもあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２０７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明は、エレメントの挿入に伴って、挿入完了前に適宜グラウト材を注入することのできる裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入する裏込め注入工法であることを特徴とする。
【００１１】
前記エレメントは、角形断面鋼管、円形断面鋼管、押し管等とすることができる。また地山へのエレメントの挿入方法は、エレメントの前方において、開放型の掘削装置における人力掘削や機械掘削、あるいは密閉型の掘削装置における機械掘削等によって掘削し、到達側からのけん引や発進側からの押出し等によって挿入する方法とすることができる。
【００１２】
前記裏込め材は、セメント系のグラウト材や、モルタル材、ベントナイトを配合した裏込め材等とすることができる。
【００１３】
この発明により、前方を掘削しながらエレメントを挿入する際に生じるエレメントの周囲と地山との間の空隙を、裏込め袋に裏込め材を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【００１４】
詳しくは、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入するため、裏込め材の注入距離が短くなり、確実に裏込め材を裏込め袋に注入することができる。
【００１５】
また、所定距離ごとに前記裏込め材を前記エレメント内部から注入するため、エレメントと地山との間に生じた空隙を早期に充填することができ、空隙による周辺地山の緩みを防止できる。したがって、緩んだ地山によるエレメントの締め付けによる挿入抵抗の増大も防止することができる。
さらには、所定距離ごとに裏込め材を注入するため、裏込め材の注入量の管理も容易に行うことができる。
【００１６】
この発明の態様として、前記裏込め袋の地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、前記裏込め袋のエレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成することができる。
前記摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛は、摩擦に対する耐摩耗性に優れた合成繊維製布帛や、摩擦係数が低い合成繊維製布帛とすることができる。
【００１７】
この発明により、空隙を形成する地山は様々な形状であるが、地山形状に追従し、裏込め材が注入された裏込め袋で確実に空隙を充填することができる。また、既に裏込め材を注入した裏込め袋は、挿入するエレメント外周面と摺動することとなるが、裏込め袋のエレメント側表面を高摩擦性合成繊維製布帛で構成しているため、エレメント表面との摺動による裏込め袋の破損を防止することができる。なお、高摩擦性合成繊維製布帛を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、裏込め袋とエレメントとの摩擦抵抗が低減するため、エレメントの挿入抵抗の増大を防止することができる。
【００１８】
またこの発明の態様として、前記裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋を、連結手段で連結して構成し、前記裏込め材の注入を、送り出された前記短尺状裏込め袋ごとに行うことができる。
【００１９】
前記連結手段は、面ファスナ、接着剤による接着、粘着剤による粘着、縫合、係止フックと係止孔による係止、係止フック同士の係止、あるいは凹部材と凸部材の嵌合等による連結とすることができる。
【００２０】
この発明により、エレメントと地山との空隙をより確実に充填することができる。詳しくは、裏込め袋を所定長さで形成した短尺状裏込め袋で構成することにより、裏込め材の注入距離を短くできる。したがって、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込め材が硬化することなく、裏込め材を短尺状裏込め袋の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。
【００２１】
また、裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋で構成したことによって、エレメントの挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【００２２】
またこの発明の態様として、前記裏込め材の注入圧力を制御する注入制御装置を備え、該注入制御装置が、前記裏込め材の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することができる。
前記安定圧力に基づいて定まる管理圧力値は、安定圧力に、エレメントを挿入する挿入箇所に作用する土圧に応じた所定圧力を加算した圧力とすることができる。
【００２３】
この発明により、地山の土圧や、裏込め袋への裏込め材の注入量に応じて適した注入圧力で裏込め袋へ裏込め材を注入することができる。したがって、裏込め材の注入圧力が高すぎて、周囲の地山を加圧し、地表面や地表面に設置した構造物が隆起するおそれを防止することができる。
【００２４】
詳しくは、裏込め袋への裏込め材の注入初期では、注入圧力が一時的に高くなる突入圧力が生じ、突入圧力のあと注入圧力が低下して安定圧力となる。この安定圧力に基づいて管理圧力値を設定するため、周辺地山に影響を及ぼすことなく裏込め材を裏込め袋に注入することができる。
【００２５】
またこの発明の態様として、前記エレメントを連結して構築する地中構造物における外側面の少なくとも一部に前記裏込め袋を配置することができる。
前記地中構造物は、地下構造物や盛土内に構築する地中構造物とすることができる。
この発明により、エレメント挿入による地中構造物の周辺の地山の緩みを防止することができる。したがって、安定性の高い地中構造物を構築することができる。
【００２６】
またこの発明は、地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置され、内部に裏込め材の封入を許容する所定長さの帯状袋体で形成し、各帯状袋体に、内部への裏込め材の注入を許容する注入手段と、前記帯状袋体同士を連結する連結手段とを備えた連結式短尺状裏込め袋であることを特徴とする。
【００２７】
この発明により、前方を掘削しながらエレメントを挿入する際に生じるエレメントの周囲と地山との間の空隙を、帯状袋体に裏込め材を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように周辺の地山が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【００２８】
また、短尺状裏込め袋では、裏込め材の注入距離を短くできるため、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込め材が硬化することなく、裏込め材を短尺状裏込め袋の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。また、短尺状裏込め袋を所定長さで構成したことによって、エレメントの挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【００２９】
この発明の態様として、前記帯状袋体を、地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、エレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成することができる。
【００３０】
この発明により、空隙を形成する地山は様々な形状であるが、地山形状に追従し、裏込め材が注入された裏込め袋で確実に空隙を充填することができる。また、既に裏込め材を注入した帯状袋体は、挿入するエレメント外周面と摺動することとなるが、帯状袋体のエレメント側表面を高摩擦性合成繊維製布帛で構成しているため、エレメント表面との摺動による帯状袋体の破損を防止することができる。なお、高摩擦性合成繊維製布帛を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、裏込め袋とエレメントとの摩擦抵抗が低減するため、エレメントの挿入抵抗の増大を防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、エレメントの挿入に伴って、挿入完了前に適宜グラウト材を注入することのできる裏込め注入工法および連結式短尺状裏込め袋を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】軌道下に構築する地下横断構造物の概略斜視図。
【図２】同状態の概略正面図。
【図３】同状態の概略縦断面図。
【図４】角型鋼製エレメントについての拡大正面図。
【図５】スライド式サイドカバーについての説明図。
【図６】刃口及び角型鋼製エレメントについての説明図。
【図７】刃口についての説明図。
【図８】裏込めバッグについての説明図。
【図９】裏込めグラウト注入システムについての概略図。
【図１０】エアーバッグについての説明図。
【図１１】エレメント挿入工に関するフローチャート。
【図１２】エレメント挿入工についての説明図。
【図１３】エレメント挿入工における掘削・排土について説明する説明図。
【図１４】裏込めグラウト注入工に関するフローチャート。
【図１５】裏込めグラウト注入圧力管理に関するグラフ。
【図１６】裏込めグラウト注入工についての説明図。
【図１７】切羽防護施工についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
この発明の一実施形態を以下図面とともに説明する。
図１は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略斜視図を示し、図２は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略正面図を示し、図３は軌道２００の下方に構築する地下横断構造物３００についての概略縦断面図を示している。なお、図３は、複線の軌道２００の中間部分、つまり挿入方向Ｌの中間部分を省略して図示している。
【００３４】
図４は角型鋼製エレメント１０についての拡大正面図を示し、図５はスライド式サイドカバー２０についての説明図を示している。なお、図５（ａ）はスライド式サイドカバー２０の外側面についての斜視図を示し、図５（ｂ）はスライド式サイドカバー２０の内側面についての斜視図を示している。
【００３５】
図６は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０についての説明図を示し、図７は刃口３０についての説明図を示している。
なお、図６（ａ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の縦断面図を示し、図６（ｂ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の側面図を示し、図６（ｃ）は刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の平面図を示している。また、図７（ａ）は、刃口３０における短尺裏込めバッグ５０を送り出すバッグ送り出し開口４０部分の断面図を示し、図７（ｂ）はベルト取り付け部４２より後方側から見た刃口３０の断面図を示している。
【００３６】
図８は短尺裏込めバッグ５０についての説明図を示し、図９は裏込めグラウト注入システム７０についての概略図を示し、図１０はエアーバッグ６１についての説明図を示している。なお、図８（ａ）は短尺裏込めバッグ５０の底面図を示し、図８（ｂ）は短尺裏込めバッグ５０の平面図を示し、図８（ｃ）は短尺裏込めバッグ５０の端面図を示している。また、図１０（ａ）はエアーバッグ６１の斜視図を示し、図１０（ｂ）はエアーバッグ６１の構成を説明するための断面図を示している。
【００３７】
本発明の切羽防護手段であるエアーバッグ６１及び可撓性のあるラッシングベルト６２を用いた切羽防護方法は、新幹線等の軌道２００の下方の地山４００に地下横断構造物３００を構築するアンダーパス工法において、地下横断構造物３００を構築するため、刃口３０を連結した角型鋼製エレメント１０を地山４００に掘削・挿入する際の掘削停止時に切羽４００ａを防護するための工法である。
【００３８】
詳しくは、図１〜図３に示すように、地山４００の上部に、路床４０１ａと路盤４０１ｂとを盛土して盛土部４０１を構成している。さらに、盛土部４０１の上にバラスト４０２を締め固め、枕木２０２を長さ方向に等間隔で載置し、枕木２０２の上に軌条２０１を固定して軌道２００を構成している。
【００３９】
軌道２００を横断する方向（図３において左右方向）に構築する地下横断構造物３００は、上床部３００ａが所定の土被りとなる位置で、地山４００に構築される矩形断面のボックスである。なお、図１乃至３において、連結した角型鋼製エレメント１０がむき出したままで地下横断構造物３００を図示しているが、地下横断構造物３００の用途に応じて、地下横断構造物３００の内部空間３００ｂや端部に舗装やコンクリートを構築して地下横断構造物３００を完成させる。
【００４０】
このように、地下横断構造物３００は、軌道２００の横断方向両側に予め建て込んだ土留め壁４１０（図１乃至３では図示省略、図１６参照）を用いて掘り下げて構築した立坑４２０（４２０ａ，４２０ｂ）間の軌道２００下の地山４００を貫通する構造物である。
【００４１】
そして、地下横断構造物３００は、図１及び２に示すように、正面視横長四角形状に配置した角型鋼製エレメント１０を連結し、その内部を掘削して構築している。なお、地下横断構造物３００を構築するための角型鋼製エレメント１０を挿入する前に、盛土部４０１の地盤改良を行ってから角型鋼製エレメント１０を挿入するとよい。
【００４２】
角型鋼製エレメント１０は、図２及び図４に示すように、略四角形型に形成され、後述する連結継手１１で連結方向Ｘに連結可能に構成するとともに、所定の長さに形成している。そして、所定の長さに形成した角型鋼製エレメント１０を複数、長さ方向（挿入方向）Ｌにおいて、接続部材（図支省略）で接続して、地下横断構造物３００の長さを確保する構成である。
【００４３】
なお、連結方向Ｘは、地下横断構造物３００の上床部３００ａ及び下床部を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の幅方向と一致し、地下横断構造物３００の側壁を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の高さ方向と一致する。したがって、連結方向Ｘに対して直交する交差方向Ｙは、地下横断構造物３００の上床部３００ａ及び下床部を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の高さ方向と一致し、地下横断構造物３００の側壁を構成する角型鋼製エレメント１０の場合、地下横断構造物３００の幅方向と一致する。
【００４４】
詳しくは、図４に示すように、連結方向Ｘに対して直交する交差方向Ｙに所定の間隔を隔てて配置する２枚のフランジ板１２と、フランジ板１２における連結方向Ｘの基端側（図４において右側）で交差方向Ｙに向いたウェブ板１３と、フランジ板１２における連結方向Ｘの先端側（図４において左側）で該ウェブ板１３と平行かつ所定間隔を隔て、交差方向Ｙの中間付近にエレメント側開口１４ａを有する開口ウェブ板１４とで構成し、フランジ板１２、ウェブ板１３及び開口ウェブ板１４によって囲まれた内部空間１５を形成している。
【００４５】
また、内部空間１５において、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌの先端側から、長さ方向Ｌに所定間隔を隔てて、エレメント側開口１４ａより上方の位置において、ウェブ板１３と開口ウェブ板１４とを掛け渡し、後述する短尺裏込めバッグ５０の載置を許容する棚板１７を複数枚備えている（図４及び図６参照）。
【００４６】
なお、上述の角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌは、角型鋼製エレメント１０の挿入方向と一致する方向であるため、本明細書において同じ符号Ｌで示している。
【００４７】
なお、フランジ板１２の両端には、略Ｃ型断面の連結継手１１を備えている。詳しくは、フランジ板１２の連結方向Ｘの基端側に配置した基端側連結継手１１ａは、フランジ板１２より交差方向Ｙの外側に突出態様で略逆Ｃ型に形成されている。これに対し、フランジ板１２の連結方向Ｘの先端側に配置した先端側連結継手１１ｂは、フランジ板１２より交差方向Ｙの内側に突出態様で略Ｃ型に形成されている。したがって、隣接する角型鋼製エレメント１０同士は、既に挿入された挿入済みエレメント１０’の先端側連結継手１１ｂと、後で挿入する角型鋼製エレメント１０の基端側連結継手１１ａとを嵌合させて連結している。
【００４８】
また、ウェブ板１３及び開口ウェブ板１４は、フランジ板１２の先端側及び基端側において、連結継手１１より連結方向Ｘの適宜の間隔を隔てて配置されている。したがって、隣接する角型鋼製エレメント１０同士の間には、挿入済みエレメント１０’の開口ウェブ板１４と、後で挿入する角型鋼製エレメント１０のウェブ板１３と、フランジ板１２の連結継手１１によって囲まれた連結空間１６を構成している。
【００４９】
また、連結空間１６を構成する角型鋼製エレメント１０の連結方向Ｘの先端側における先端側連結継手１１ｂ同士の交差方向Ｙの間には、スライド式サイドカバー２０を装着している。なお、このスライド式サイドカバー２０は、自身に連結して挿入する次の角型鋼製エレメント１０が挿入されるまでは装着しているが、次の角型鋼製エレメント１０が挿入後は、取り外して再利用するものである。
【００５０】
スライド式サイドカバー２０は、薄板材２１の交差方向Ｙの端部を内側向き（角型鋼製エレメント１０に装着した状態において連結方向Ｘの基端側：図４参照）で鋭角に折り曲げて内向きテーパー面２１ａを形成するとともに、図４及び図５に示すように、補強材として、アングル材やＣ型鋼材による補強縦材２２と、補強縦材２２間において、高さ方向に所定間隔を隔てて幅方向Ｗに配置したアングル材による補強横材２３とを薄板材２１の内側面に配置して構成している。
【００５１】
また、上段の補強横材２３の上面から内側向きにアングル材を張り出して構成した台座２４の先端付近には、下方に突出し、幅方向Ｗに回転自在なローラ２５を備えている。なお、図５に示す幅方向Ｗは、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌに一致する方向であり、つまり図４における表裏方向に一致する方向である。
【００５２】
なお、ローラ２５は、図４に示すように、開口ウェブ板１４における連結方向Ｘの先端側面において、エレメント側開口１４ａの上端付近に、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌ（図４において表裏方向）に配置した凹状のレール材２６を走行する構成である。
【００５３】
また、図４のａ部拡大図に示すように、内向きテーパー面２１ａの表面には、ゴムパッキン材２１ｂを張り付けており、スライド式サイドカバー２０を装着した状態において、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａに密着する構成である。
【００５４】
また、スライド式サイドカバー２０は、図４に示すように、取り外し自在に構成した固定冶具２７で角型鋼製エレメント１０に対して固定している。詳しくは、固定冶具２７は、エレメント側開口１４ａの下端縁や、レール材２６の連結方向Ｘの基端側のフランジに係止する係止台座２７ａと、先端側折り曲げ部を補強横材２３に設けた係止孔２３ａに係止し、係止台座２７ａを貫通するＬ型ボルト２７ｂと、Ｌ型ボルト２７ｂに螺合するつまみナット２７ｃで構成している。
【００５５】
このように固定冶具２７を構成することによって、補強横材２３の係止孔２３ａに先端側折り曲げ部を係止させ、係止台座２７ａを貫通するＬ型ボルト２７ｂを、つまみナット２７ｃで螺入することによって、エレメント側開口１４ａの下端縁やレール材２６の基端側のフランジに係止させた係止台座２７ａを反力として、スライド式サイドカバー２０を開口ウェブ板１４側に引き寄せながら取り付けることができる。
【００５６】
また、スライド式サイドカバー２０は、固定冶具２７によって開口ウェブ板１４側に引き寄せられるため、内向きテーパー面２１ａに張り付けたゴムパッキン材２１ｂと、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａとの密着性は高まり、先端側連結継手１１ｂと内向きテーパー面２１ａとの密着部分における止水性を確保できるとともに、スライド式サイドカバー２０を角型鋼製エレメント１０に対して長さ方向Ｌに拘束することができる。
【００５７】
また、固定冶具２７を取り外したスライド式サイドカバー２０は、先端側連結継手１１ｂの内側円弧面１１ｂａと内向きテーパー面２１ａとが離れるため、スライド式サイドカバー２０は、ローラ２５がレール材２６を走行して、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにスライド可能となる。
【００５８】
このように構成した角型鋼製エレメント１０は、仮設構造物ではなく、地下横断構造物３００の本体の構造部材として本設利用される。したがって、フランジ板１２の交差方向Ｙの間隔、つまりウェブ板１３や開口ウェブ板１４の交差方向Ｙの長さは、内部空間１５及び連結空間１６に充填するコンクリートとともに、地下横断構造物３００の上床部、下床部あるいは側壁として、作用する荷重に耐える間隔で構成されている。また、角型鋼製エレメント１０の幅、つまりフランジ板１２の連結方向Ｘの長さは、構築する地下横断構造物３００の高さや幅寸法に応じて割り付けて決定する。
【００５９】
なお、上述の角型鋼製エレメント１０の説明では、地下横断構造物３００を構成する一般部の角型鋼製エレメント１０について説明したが、図２に示すように、最初に地山４００に挿入する基準エレメント１０ａ、地下横断構造物３００の隅角部を構成する隅角部エレメント１０ｂ、最後に挿入し、環状に閉合する調整エレメント１０ｃは、以下に説明するように、上述の一般部の角型鋼製エレメント１０とわずかに構成が異なる。
【００６０】
最初に、地山４００に挿入する基準エレメント１０ａは、基準エレメント１０ａを基準として左右両側に角型鋼製エレメント１０を連結するため、フランジ板１２の両端に先端側連結継手１１ｂを備えるとともに、ウェブ板１３の代わりに、開口ウェブ板１４が連結方向Ｘの両側に配置される（図示省略）。逆に、最後に挿入し、環状に閉合する調整エレメント１０ｃは、左右両側に挿入されている挿入済みエレメント１０’の間において、両方の挿入済みエレメント１０’に連結するため、フランジ板１２の両側に基端側連結継手１１ａを備えるとともに、開口ウェブ板１４の代わりに、ウェブ板１３が連結方向Ｘの両側に配置される（図示省略）。
【００６１】
隅角部エレメント１０ｂは、連結方向が基端側連結継手１１ａのある基端側に対して直交するため、先端側連結継手１１ｂが、交差方向Ｙであるウェブ板１３及び開口ウェブ板１４の延長上に配置され、エレメント側開口１４ａは、先端側連結継手１１ｂが配置された側のフランジ板１２に形成されることとなる（図示省略）。
【００６２】
なお、上述の説明では、一般部の角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ、隅角部エレメント１０ｂ及び調整エレメント１０ｃで断面横長四角形状の地下横断構造物３００を構築することについて説明しているが、基準エレメント１０ａと隅角部エレメント１０ｂとで横一文字状配置、または縦一列配置、あるいは角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ、及び隅角部エレメント１０ｂでＴ字状配置、門型配置またはＬ型配置にして地下横断構造物３００を構築してもよい。さらには、台形断面や帯状円弧型の角型鋼製エレメント１０、基準エレメント１０ａ及び調整エレメント１０ｃを用いて、円形断面や円弧状断面の地下横断構造物３００を構築してもよい。
このような場合であっても、連結方向Ｘの先端側にエレメント側開口１４ａを形成することとなる。
【００６３】
このような構成の角型鋼製エレメント１０（以下において、角型鋼製エレメント１０には、矛盾がない限り基準エレメント１０ａ、隅角部エレメント１０ｂ及び調整エレメント１０ｃを含むものとする）は、図６に示すように、連結方向Ｘの先端側にスライド式サイドカバー２０を装着した状態で、角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌの先端に刃口３０を装着し、刃口３０内部で掘削作業員が掘削する人力掘削によって、刃口３０の前方の地山４００を掘削しながら、到達側立坑４２０ｂから１次けん引ワイヤー３８ａでけん引して地山４００に挿入する構成である。
【００６４】
刃口３０は、連結方向Ｘの基端側に連結継手３１ａを備えたフランジ板３２と、連結方向Ｘの先端側の交差方向Ｙに向いたウェブ板３３と、フランジ板３２における連結方向Ｘの基端側（図７（ａ）において右側）で該ウェブ板３３と平行かつ所定間隔を隔て交差方向Ｙの中間付近に刃口側開口３４ａを有する開口ウェブ板３４とで構成し（図６（ｂ）参照）、フランジ板３２、ウェブ板３３及び開口ウェブ板３４によって囲まれた作業空間３５を形成している。
【００６５】
なお、刃口３０は、図７（ｂ）に示すように、開口ウェブ板３４を上述の角型鋼製エレメント１０における開口ウェブ板１４と連結方向Ｘにおける同じ位置に配置しているが、ウェブ板３３は、角型鋼製エレメント１０における先端側連結継手１１ｂの連結方向Ｘの先端側位置と同じ位置に配している。
【００６６】
また、刃口３０は、フランジ板３２の先端にカッター３６を備え、開口ウェブ板３４の先端にサイドカッター３７を備えるとともに、刃口３０をけん引する１次けん引ワイヤー３８ａの後端をクランプする１次クランプ３８を備えている。さらに、ウェブ板３３における長さ方向Ｌの後側の外側面には、次の角型鋼製エレメント１０をけん引するための２次けん引ワイヤー３９ａの先端をクランプする２次クランプ３９を備えている。
【００６７】
また、地下横断構造物３００の外側となるフランジ板１２（図６や図７において上側となるフランジ板１２）の後側には、刃口３０の幅方向、つまり連結方向Ｘで、刃口３０の外部と内部とを、刃口３０の後ろ向きに傾斜する方向に貫通するバッグ送り出し開口４０を幅方向に２つ並設している。
【００６８】
そして、図６に示すように、作業空間３５における、バッグ送り出し開口４０の少し前側の下方に、角型鋼製エレメント１０の棚板１７の上に載置した短尺裏込めバッグ５０の方向を転換させる方向転換ローラ４１を配置している。なお、バッグ送り出し開口４０の外側前方には、バッグ送り出し開口４０から後側に送り出される短尺裏込めバッグ５０を保護する保護カッター４４を備えている。
【００６９】
さらに、図６及び図７に示すように、作業空間３５の前側において、エアーバッグ６１を刃口３０の前方の切羽４００ａに対して押し付け支持するラッシングベルト６２の係止固定を許容するベルト取り付け部４２を、ウェブ板３３と開口ウェブ板３４から作業空間３５に向かって立設している。なお、３つの係止孔４２ａを備えたベルト取り付け部４２を、高さ方向及び長さ方向Ｌにずらしてそれぞれ２つずつ設けている。
【００７０】
また、刃口３０と角型鋼製エレメント１０とは、角型鋼製エレメント１０の前端付近における内部空間１５の隅角部に設けた接続台座１８と、刃口３０の後端付近において、接続台座１８に対応する断面位置に設けた接続台座３６とを貫通固定する接続鋼棒３７で接続している。
【００７１】
なお、角型鋼製エレメント１０同士を長さ方向Ｌに接続する場合も、角型鋼製エレメント１０の後端付近に設けた接続台座１８と、接続する角型鋼製エレメント１０の前端部付近に設けた接続台座１８とを貫通固定する接続鋼棒３７で接続することとなる。
【００７２】
次に、角型鋼製エレメント１０の前側の棚板１７に載置し、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０のけん引挿入に伴って、バッグ送り出し開口４０から送り出される短尺裏込めバッグ５０について説明する。
【００７３】
短尺裏込めバッグ５０は、図８に示すように、所定の長さで形成した帯状の袋体であり、バッグ送り出し開口４０より送り出して、フランジ板１２の外側に載置した状態において、挿入方向Ｌの後側のエレメント側底面に鉤状面ファスナ５１ａを備え、挿入方向Ｌの前側の地山側表面にループ状面ファスナ５１ｂを備えるとともに、短尺裏込めバッグ５０の挿入方向Ｌの前端部に、短尺裏込めバッグ５０内部に挿通し、裏込めグラウト５３の注入を許容する注入パイプ５２を備えている。
【００７４】
なお、短尺裏込めバッグ５０は、裏込めグラウト５３を内部に注入した際に、地山４００の形状に追従する形状追従性の高い合成繊維製のシームレス袋体５４と、角型鋼製エレメント１０のフランジ板１２の外側面上を摺動するため、耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５とで構成している。そして、裏込めグラウト５３を注入する前の短尺裏込めバッグ５０は、バッグ送り出し開口４０を通過可能な幅及び厚みで形成している。
【００７５】
なお、注入パイプ５２を介して短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を所定圧力で制御して注入する裏込めグラウト注入システム７０によって注入することができる（図９参照）。
【００７６】
次に、切羽防護手段として機能するエアーバッグ６１及びラッシングベルト６２について説明する。
ラッシングベルト６２は、図７（ｂ）において点線で示すように、両端に係止孔４２ａに係止する係止フック６２ｂを備え、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａを調整バックル６２ｃによって長さ調整可能に構成している。
【００７７】
エアーバッグ６１は、内側の本体袋６１ａと、外側の補強袋６１ｂとによる２層構造で構成し（図１０（ｂ）参照）、給気孔６１ｃを備え、給気孔６１ｃに接続されたエアーホース６３から本体袋６１ａ内部に空気を加圧封入することによって、略直方体状に膨らむ。
【００７８】
なお、エアーバッグ６１は、空気を加圧封入した状態において、刃口３０の作業空間３５の断面を４等分したサイズよりひとまわり大きくなるサイズで構成している。
【００７９】
なお、エアーバッグ６１の外周の稜線部分に形成した襞部６１ｄに備えたハトメ６１ｅによって、複数のエアーバッグ６１を図示省略する固定紐で縫着して一体化することができる。
【００８０】
続いて、このように構成された角型鋼製エレメント１０や刃口３０を用いて角型鋼製エレメント１０を挿入するエレメント挿入工について図１１乃至１７とともに説明する。
図１１はエレメント挿入工に関するフローチャートを示し、図１２はエレメント挿入工についての説明図を示し、図１３はエレメント挿入工の掘削・排土について説明するための交差方向Ｙの上部における断面図を示している。なお、図１２（ａ）は挿入済みエレメント１０’に対して、連結継手１１を嵌合させて刃口３０及び角型鋼製エレメント１０をけん引挿入する状態の斜視図を示し、図１２（ｂ）は挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣合う位置まで刃口３０及び角型鋼製エレメント１０のけん引挿入が進んだ状態の斜視図を示している。
【００８１】
また、図１４は裏込めグラウト５３を注入するグラウト注入工に関するフローチャートを示し、図１５は裏込めグラウト５３の注入圧力管理に関するグラフを示している。
【００８２】
さらに、図１６は裏込めグラウト注入工についての概略縦断面図を示し、図１７はエアーバッグ６１及びラッシングベルト６２を用いた切羽防護施工についての概略縦断面図を示している。
【００８３】
まず、角型鋼製エレメント１０を地山４００の所定場所に挿入するに当たり、前側に刃口３０を接続した角型鋼製エレメント１０を発進側立坑４２０ａ（図３）にセットし、角型鋼製エレメント１０のけん引方向、つまり挿入方向Ｌにおいて到達側立坑４２０ｂ（図３）まで貫通する１次けん引ワイヤー３８ａ（図６（ｂ），（ｃ））を刃口３０の１次クランプ３８（図６（ｂ），（ｃ））に接続し、到達側立坑４２０ｂ（図３）に設置したけん引装置（図示省略する）でけん引する。
【００８４】
なお、地山４００に最初に挿入する基準エレメント１０ａ以外の角型鋼製エレメント１０は、既に地山４００に挿入された挿入済みエレメント１０’の先端側連結継手１１ｂに、挿入する刃口３０の連結継手３１ａ及び角型鋼製エレメント１０の基端側連結継手１１ａを嵌合させる。ここまでの挿入準備が完了すると、１本目の短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０に挿通するとともに、棚板１７に載置してセットし、刃口３０の外側部分において、短尺裏込めバッグ５０の後端部を発進側立坑４２０ａの土留め壁４１０に固定する（ステップｓ１）。
【００８５】
さらに、ウェブ板３３の外側に設置したエアーバッグ６１には、次の角型鋼製エレメント１０及び刃口３０をけん引するための２次けん引ワイヤー３９ａの先端をセットし、到達側立坑４２０ｂまで２次けん引ワイヤー３９ａの先端を把持したまま、けん引する。
【００８６】
そして、図１２（ａ）に示すように、刃口３０の作業空間３５で刃口３０の前側の地山４００である切羽４００ａを掘削するとともに、到達側立坑４２０ｂのけん引装置で１次けん引ワイヤー３８ａをけん引し、刃口３０を地山４００に挿入する。
【００８７】
そして、刃口３０のけん引に伴って、短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０を介して刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の外側に送り出す（ステップｓ２）。このとき、刃口３０で切羽４００ａを掘削した掘削土砂は、作業空間３５及び内部空間１５を通って発進側立坑４２０ａに排土する。このように、切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、作業空間３５及び内部空間１５を通じて発進側立坑４２０ａに排土する掘削・けん引過程を初期けん引という。
【００８８】
そして、図１２（ｂ）に示すように、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと、刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣り合う位置まで初期けん引を繰り返し（ステップｓ３：Ｎｏ）、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａと、刃口３０の刃口側開口３４ａとが隣り合う位置まで掘削・けん引が進むと、挿入済みエレメント１０’のスライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせて、刃口側開口３４ａとエレメント側開口１４ａとを介して作業空間３５と内部空間１５とを連通させる（ステップｓ４）。
【００８９】
なお、スライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせるためには、固定冶具２７を取り外す必要があるが、スライド式サイドカバー２０をスライドさせる際に、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５より固定冶具２７を取り外してもよく、予め挿入済みエレメント１０’における全部のスライド式サイドカバー２０を固定する固定冶具２７を取り外してから、刃口３０が接続された角型鋼製エレメント１０をけん引してもよい。
【００９０】
このように、スライド式サイドカバー２０を後側にスライドさせることによって、図１３に示すように、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５と、刃口３０の作業空間３５とが連結空間１６を介して連通する。
【００９１】
そこで、予め、挿入済みエレメント１０’の内部空間１５に設置しておいた排土用のベルトコンベア１９を稼動させ（ステップｓ５）、刃口３０の作業空間３５で切羽４００ａを掘削した掘削土砂を刃口側開口３４ａ及びエレメント側開口１４ａを介して、ベルトコンベア１９で発進側立坑４２０ａに排土するとともに、けん引しながら、けん引した分の短尺裏込めバッグ５０をバッグ送り出し開口４０から送り出す（ステップｓ６：図１７参照）。
【００９２】
このような切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、隣接する挿入済みエレメント１０’の内部空間１５に設置したベルトコンベア１９から発進側立坑４２０ａに排土する掘削・けん引過程を通常けん引という。
【００９３】
上述の初期けん引のように、切羽４００ａを掘削した掘削土砂を、およそ掘削方向に対して１８０度旋回となるけん引方向（挿入方向Ｌ）後側の内部空間１５から排土する場合と比較して、通常けん引では、掘削方向に対しておよそ９０度旋回となる側方に排土できるため、格段に排土効率が向上する。サイクルタイムを比較すると、施工試験ではおよそ１７％の短縮できることを確認した。したがって、エレメント挿入工の工程においてクリティカルな作業である切羽４００ａの掘削及びけん引を効率化し、エレメント挿入工の工程を大幅に短縮することができる。
【００９４】
また、けん引方向（挿入方向Ｌ）後側に排土する場合、刃口３０に接続された角型鋼製エレメント１０の内部空間１５にベルトコンベア１９を設置する必要があり、発進側立坑４２０ａから刃口３０までの通路が塞がれ、発進側立坑４２０ａと刃口３０との行き来が困難となる。したがって、例えば、刃口３０の前方に礫等の支障物が出現するといったトラブルが生じた場合であっても、刃口３０が接続された角型鋼製エレメント１０の内部空間１５が通路として確保されているため、発進側立坑４２０ａから刃口３０まで容易に行くことができ、容易にトラブルに対処することができる。
【００９５】
上述の通常けん引によって、所定の長さで形成した短尺裏込めバッグ５０の１本分の距離まで掘削・けん引を続け（ステップｓ７：Ｎｏ）、掘削・けん引が短尺裏込めバッグ５０の１本分の距離進むと（ステップｓ７：Ｙｅｓ）、一旦、掘削・けん引を停止し、作業空間３５において、短尺裏込めバッグ５０の注入パイプ５２（図８）に、図９に示す裏込めグラウト注入システム７０を接続し、短尺裏込めバッグ５０内に裏込めグラウト５３を注入する（ステップｓ８）。
【００９６】
このときのグラウト注入工について、図１４とともに詳述する。
まず、短尺裏込めバッグ５０の注入パイプ５２に裏込めグラウト注入システム７０の注入配管７２を接続し、発進側立坑４２０ａに設置した注入ポンプ７１（図１６）を起動し、裏込めグラウト５３の注入を開始する（ステップｔ１）。そのとき、裏込めグラウト注入システム７０の圧力センサで注入圧力を検出し、地上の軌道２００に影響するとされる絶対停止圧力（図１５参照）以下かどうか判定し、絶対停止圧力以上であれば（ステップｔ２：Ｎｏ）、注入ポンプ７１を即座に停止し（ステップｔ３）、グラウト注入工を一旦終了する。
【００９７】
このように、絶対停止圧力以上の圧力がかかるということは注入パイプ５２や短尺裏込めバッグ５０内部や裏込めグラウト注入システム７０内部の配管が閉塞しているおそれがあるため、原因を究明し、解消してからグラウト注入工を再開する。
【００９８】
これに対し、通常通り、絶対停止圧力以下であれば（ステップｔ２：Ｙｅｓ）、図１５に示すように、注入初期の突入圧力が落ち着いた後の安定圧力を判定し（ステップｔ４）、判定した安定圧力に所定圧力を加えた管理圧力を設定する（ステップｔ５）。
【００９９】
上述の安定圧力は、裏込めグラウト５３を注入する短尺裏込めバッグ５０に作用する土圧等の外力によって異なるため、安定圧力に基づいてそれぞれの管理圧力を設定することによって、各短尺裏込めバッグ５０に応じて適切な圧力で裏込めグラウト５３を注入することができる。
【０１００】
ステップｔ５で設定した管理圧力で管理しながら裏込めグラウト５３を注入し、裏込めグラウト５３の積算注入量が増加すると、図１５に示すように、注入圧力は増大するため、注入圧力が設定した管理圧力に達するまで注入し（ステップｔ６：Ｎｏ）、注入圧力が管理圧力に達すると（ステップｔ６：Ｙｅｓ）、注入ポンプ７１を停止し（ステップｔ７）、注入パイプ５２を閉塞して（ステップｔ８）、グラウト注入工を終了する。
【０１０１】
このように、裏込めグラウト５３の注入圧力を管理圧力で管理しながら注入することによって、図１６に示すように、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を裏込めグラウト５３が注入された短尺裏込めバッグ５０で確実に埋めることができる。
【０１０２】
詳しくは、短尺裏込めバッグ５０を地山４００の形状に追従する形状追従性の高い合成繊維製のシームレス袋体５４で形成しているため、裏込めグラウト５３の注入によって、シームレス袋体５４は地山４００の形状に追従し、地山４００に略密着するように角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を埋めることができる。また、裏込めグラウト５３の注入を管理圧力で管理しているため、地表面の軌道２００等に影響することなく、確実に充填することができる。
【０１０３】
なお、このグラウト注入工は、上述したように、所定長さで形成された短尺裏込めバッグ５０の長さ分の掘削・けん引が進むごとに、短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入するため、例えば、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０が到達側立坑４２０ｂに到達した後、角型鋼製エレメント１０の延長分を纏めて注入する場合と比べて、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を確実に埋めることができる。
【０１０４】
詳しくは、裏込めグラウト５３の注入距離が長くなると、注入口付近での注入圧力が高くなるとともに、注入途中で、裏込めグラウト５３が脱水したり、硬化したりして、確実に注入することが困難となる。しかし、上述のように、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入することによって、注入圧力も抑制しながら確実に裏込めグラウト５３を注入することができる。
【０１０５】
また、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０が到達側立坑４２０ｂに到達した後、角型鋼製エレメント１０の延長分を纏めて注入する場合、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００が緩んで前記空隙がふさがれるおそれがある。この場合、角型鋼製エレメント１０の周りの地山４００を緩めるのみならず、角型鋼製エレメント１０の外周面を締め付けるため、角型鋼製エレメント１０の挿入抵抗となる。
【０１０６】
これに対して、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入することによって、角型鋼製エレメント１０の外側の地山４００との空隙を埋めながら、掘削・けん引できるため、角型鋼製エレメント１０外側の地山４００が緩むことを防止できる。
【０１０７】
また、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側に耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５を設けているため、地山４００が緩んで外周面を締め付ける場合と比較して、挿入抵抗の増大を抑制することになる。なお、短尺裏込めバッグ５０の後側は、図１６に示すように、発進側立坑４２０ａの土留め壁４１０に固定されているため、掘削・けん引して到達側立坑４２０ｂに向かって進む角型鋼製エレメント１０と摺動するものの、上述のように、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側に耐摩耗性の高い合成繊維製底面布５５を設けているため、短尺裏込めバッグ５０の耐久性も確保している。
【０１０８】
上述したように、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入が完了すると（ステップｓ８）、鉤状面ファスナ５１で次の短尺裏込めバッグ５０を接続し、棚板１７（図７）に載置して収容する（ステップｓ９）。
【０１０９】
そして、掘削・けん引を、刃口側開口３４ａが次のエレメント側開口１４ａに隣り合う位置まで続け（ステップｓ１０：Ｎｏ）、刃口側開口３４ａが次のエレメント側開口１４ａに隣り合う位置にまで掘削・けん引が進むと（ステップｓ１０：Ｙｅｓ）、ステップｓ４と同様に、挿入済みエレメント１０’のスライド式サイドカバー２０を挿入方向Ｌの後側にスライドさせて、刃口側開口３４ａとエレメント側開口１４ａとを介して作業空間３５と内部空間１５とが連通させる（ステップｓ１１）。
【０１１０】
このように、上述のステップｓ７〜１１で示すグラウト注入と、掘削・けん引とを、刃口３０が土留め壁４１０から抜き出て、角型鋼製エレメント１０の前端部が到達側立坑４２０ｂの土留め壁４１０から突出する到達状態まで繰り返すが、その途中で（ステップｓ１２：Ｎｏ）、作業員交代や、その他の段取り替え等のために、掘削・けん引作業を中断する場合（ステップｓ１３：Ｙｅｓ）、刃口３０の先端部分で露出する切羽４００ａを防護するために、エアーバッグ６１及びラッシングベルト６２をセットする（ステップｓ１４）。
【０１１１】
詳述すると、まず、エアーを注入した状態において、刃口３０の先端の開口断面をおよそ４分割したサイズよりわずかに大きく形成したエアーバッグ６１を刃口３０の先端部分において下段側から配置し、図１７に示すエアー管理システム８０の圧力制御装置８１でエアーをある程度入れて膨らまし、ベルト取り付け部４２にラッシングベルト６２の係止フック６２ｂを係止するとともに、調整バックル６２ｃで高張力繊維帯体６２ａの長さを調整し、さらに圧力制御装置８１で土圧に応じた所定の管理圧力まで加圧注入する。
【０１１２】
そして、この下段側のエアーバッグ６１の上に、上段側のエアーバッグ６１を載置し、同様にエアーを注入するとともに、ラッシングベルト６２で締め付けて固定する。上段のエアーバッグ６１のセットが完了後、再度調整バックル６２ｃで高張力繊維帯体６２ａの長さを緩みのないように再調整して、すべてのエアーバッグ６１の圧力を所定の管理圧力となるよう圧力調整する（ステップｓ１５）。
【０１１３】
これにより、所定の管理圧力でエアーが加圧注入されたエアーバッグ６１を、ラッシングベルト６２によって、作業空間３５に露出する切羽４００ａに対して押し付けて防護することができる。このとき、エアーバッグ６１同士の対向部分において襞部６１ｄのハトメ６１ｅ同士を図示省略する固定紐で縫着して固定してもよい。
【０１１４】
なお、エアー管理システム８０は、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２、コンプレッサ８３および圧力管理装置８４とで構成している。
圧力管理装置８４は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭで構成される制御装置、マウスやキーボード等の入力装置である操作装置、ハードディスク等の記憶装置、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の各種記憶媒体を読取る記憶媒体読取装置、または記憶媒体読書き装置、及びＬＡＮ回線に接続可能なＬＡＮボード等の通信装置で構成する送受信装置等を備えたコンピュータであり、図示省略するエアーバッグ６１の圧力を検出する圧力センサからの検出結果を受信する構成である。
【０１１５】
そして、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２及びコンプレッサ８３は直列接続されるとともに、圧力制御装置８１は圧力管理装置８４に接続されており、圧力管理装置８４は、圧力センサから受信したエアーバッグ６１の圧力検出結果に基づいて、圧力制御装置８１、エアーレシーバ８２及びコンプレッサ８３を稼働させて、エアーバッグ６１の圧力を所定の管理圧力で保持することができる。
【０１１６】
また、圧力センサがエアーバッグ６１の圧力が急激に低下したり、上昇したりする異常圧力を検出し（ステップｓ１６：Ｙｅｓ）、その異常圧力の検出結果を受信した圧力管理装置８４は、前記送受信装置により、施工管理者への警報を発信する（ステップｓ１８）。これにより、施工管理者は、掘削・けん引作業停止時における切羽防護の異常を早期に察知して、直ちにエアーバッグ６１の異常圧力に対応することができる。
【０１１７】
このようにして、エアーバッグ６１及びラッシングベルト６２を用い、エアー管理システム８０で圧力管理することにより、掘削・けん引作業を停止している間に切羽４００ａが緩んだり、崩落したりするおそれをなくし、確実に切羽防護することができる。
【０１１８】
上述したような異常圧力を、エアー管理システム８０が検出することなく（ステップｓ１６：Ｎｏ）、掘削・けん引作業を再開するには、エアーバッグ６１に封入したエアーを抜いてエアーバッグ６１を萎ませて、エアーバッグ６１とラッシングベルト６２とを撤去してから作業を再開する（ステップｓ１７）。
【０１１９】
このとき、このエアーバッグ６１とラッシングベルト６２とを用いた切羽防護方法では、エアーを注入した状態において、刃口３０の先端の開口断面を、幅方向及び高さ方向に２分割ずつ合計４分割したサイズよりわずかに大きく形成したエアーバッグ６１を刃口３０の先端部分に配置するとともに、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａで構成したラッシングベルト６２で、エアーバッグ６１を切羽４００ａの全面に押し付け支持するため、可撓性のない反力角材を狭隘な作業空間３５でセットするより、設置、撤去ともにはるかに施工性がよいことが確認できた。
【０１２０】
さらには、これまで一般的に行われていた土嚢を切羽４００ａの全面に押し付けるように作業空間３５の先端部に積み上げて切羽防護する場合とサイクルタイムを比較した結果、設置において１０％、撤去において４０％の施工時間を短縮できることを確認した。
【０１２１】
これは、角型鋼製エレメント１０を挿入する施工深度が大きくなるほど切羽４００ａに作用する土圧は大きくなるため、切羽防護するための土嚢の数や重量を増加させる必要があるが、可撓性のある高張力繊維帯体６２ａで構成したラッシングベルト６２で、エアーバッグ６１を切羽４００ａの全面に押し付け支持するこの切羽防護方法であれば、エアーバッグ６１の管理圧力を大きくするだけで対応でき、土嚢積みによる切羽防護に対する優位性は、土圧がおおきくなればさらに高まると考えられる。
【０１２２】
このようにして掘削・けん引作業を再開した後は、上述のステップｓ６〜ｓ１１までを繰り返す。
そして、掘削・けん引作業を続け、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の挿入方向Ｌの前側が到達側立坑４２０ｂの土留め壁４１０から突出して到達した後（ステップｓ１２：Ｙｅｓ）、掘削・けん引作業時に、スライドさせたスライド式サイドカバー２０を、連結空間１６から発進側立坑４２０ａや到達側立坑４２０ｂまでスライドさせて取り出し（ステップｓ１９）、このエレメント挿入工を終了する。
【０１２３】
なお、ステップｓ４，Ｓ１１において、スライド式サイドカバー２０をスライドさせて（図１２参照）、刃口３０の刃口側開口３４ａと、挿入済みエレメント１０’のエレメント側開口１４ａとを連通させ、到達後のステップｓ１９でスライドさせたスライド式サイドカバー２０を撤去したが、スライド式サイドカバー２０をその都度、取り外して撤去する場合と比較して、格段に作業効率がよくなる。
【０１２４】
詳しくは、エレメント挿入工の工程においてクリティカルな作業である切羽４００ａの掘削及びけん引が、スライド式サイドカバー２０の撤去によって中断されるが、スライド式サイドカバー２０を撤去せずにスライドさせるだけで、エレメント側開口１４ａと刃口側開口３４ａとが連通するため、掘削及びけん引の中断時間を大幅に短縮することができる。
【０１２５】
なお、上述の説明では、刃口３０及び角型鋼製エレメント１０の到達後にまとめてスライド式サイドカバー２０を撤去しているが、例えば、ステップｓ１０で短尺裏込めバッグ５０で裏込めグラウト５３を注入するためなどで掘削作業を停止する場合に、スライド式サイドカバー２０を撤去してもよい。この場合であっても、スライド式サイドカバー２０を発進側立坑４２０ａまで連通する連結空間１６内をスライドさせることで撤去できるため、効率よく撤去することができる。また、角型鋼製エレメント１０の内部空間１５には、ベルトコンベア１９が設置されず通路が確保されているため、作業性よくスライド式サイドカバー２０を撤去することができる。
【０１２６】
また、上述の説明では、上床部３００ａの角型鋼製エレメント１０を挿入する際について図示するとともに説明したが、地下横断構造物３００の側壁部分の角型鋼製エレメント１０を挿入する際には、図１６に示すように、刃口３０のバッグ送り出し開口４０が地下横断構造物３００の幅方向外側となる向きで掘削・けん引し、角型鋼製エレメント１０の外側に短尺裏込めバッグ５０が配置されるように構成することとなる。
【０１２７】
これに対し、上床部３００ａを構築してから地下横断構造物３００の下床部の角型鋼製エレメント１０を挿入する際には、直接土圧が挿入する角型鋼製エレメント１０に作用しないため、短尺裏込めバッグ５０を挿入する角型鋼製エレメント１０の上下いずれに配置してもよく、さらには短尺裏込めバッグ５０を用いずに角型鋼製エレメント１０を挿入してもよい。しかし、上床部３００ａより先に下床部の角型鋼製エレメント１０を挿入する場合には、上床部３００ａより角型鋼製エレメント１０に作用する土圧は大きくなるため、短尺裏込めバッグ５０が角型鋼製エレメント１０の上となるように角型鋼製エレメント１０を挿入することによって、上述の効果はより顕著となる。
【０１２８】
このように、地下横断構造物３００の外面側に短尺裏込めバッグ５０を配置することにより、構築された地下横断構造物３００の周辺の地山４００が緩むことを防止できる。したがって、安定した地下横断構造物３００を構築することができる。
【０１２９】
上述したように、地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込めグラウト５３を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入する裏込め注入工法であるため、切羽４００ａを掘削しながら角型鋼製エレメント１０を挿入する際に生じる角型鋼製エレメント１０の周囲と地山４００との空隙を、短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入することで確実に充填することができる。したがって、空隙を埋めるように、角型鋼製エレメント１０の周辺の地山４００が緩み、上方の軌道等や地表面の沈下や陥没につながるおそれを防止することができる。
【０１３０】
詳しくは、図１６に示すように、地山４００に挿入する角型鋼製エレメント１０の長さ方向Ｌにおける外周に沿って配置し、内部に裏込めグラウト５３を封入する短尺裏込めバッグ５０を、角型鋼製エレメント１０の地山４００への挿入に伴って、角型鋼製エレメント１０の先端付近の内部から後方に送り出し、送り出された短尺裏込めバッグ５０に対して、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入するため、裏込めグラウト５３の注入距離が短くなり、確実に裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０に注入することができる。
【０１３１】
また、所定距離ごとに裏込めグラウト５３を、内部空間１５から注入するため、角型鋼製エレメント１０と地山４００との間に生じた空隙を早期に充填することができ、空隙による周辺地山４００の緩みを防止できる。したがって、緩んだ地山４００が角型鋼製エレメント１０を締め付けることによる挿入抵抗の増大も防止することができる。
さらには、短尺裏込めバッグ５０ごとに裏込めグラウト５３を注入するため、裏込めグラウト５３の注入量の管理も容易に行うことができる。
【０１３２】
また、短尺裏込めバッグ５０の地山４００側の表面を、少なくとも追従性の高いシームレス袋体５４で構成するとともに、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側表面を、少なくとも角型鋼製エレメント１０表面との摩擦性能の高い合成繊維製底面布５５で構成したため、空隙を形成する地山４００が様々な形状であるが、地山４００形状に追従し、裏込めグラウト５３が注入された短尺裏込めバッグ５０で確実に空隙を充填することができる。
【０１３３】
また、既に裏込めグラウト５３を注入した短尺裏込めバッグ５０は、挿入する角型鋼製エレメント１０の外周面であるフランジ板１２と摺動することとなるが、短尺裏込めバッグ５０の角型鋼製エレメント１０側の表面を合成繊維製底面布５５で構成しているため、角型鋼製エレメント１０のフランジ板１２との摺動によって短尺裏込めバッグ５０の破損を防止することができる。
【０１３４】
なお、合成繊維製底面布５５を摩擦係数の低い合成繊維製布帛で構成した場合、短尺裏込めバッグ５０と角型鋼製エレメント１０との摩擦抵抗が低減するため、角型鋼製エレメント１０の挿入抵抗の増大を防止することができる。
【０１３５】
また、所定長さの短尺裏込めバッグ５０を、鉤状面ファスナ５１（５１ａ，５１ｂ）で連結して構成し、裏込めグラウト５３の注入を、送り出された短尺裏込めバッグ５０ごとに行うことができるため、角型鋼製エレメント１０と地山４００との空隙をより確実に充填することができる。
【０１３６】
詳しくは、所定長さで形成した短尺裏込めバッグ５０に裏込めグラウト５３を注入するため、裏込めグラウト５３の注入距離を短くできる。したがって、注入途中で注入圧力が異常に上昇したり、途中で裏込めグラウト５３が硬化することなく、裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０の隅々まで行き渡らせて確実に注入し、空隙を充填することができる。
【０１３７】
また、所定長さの短尺裏込めバッグ５０で構成したことによって、角型鋼製エレメント１０の挿入距離分連続する裏込め袋と比較して、軽量であり、取り扱い性に優れるため、作業効率を向上することができる。
【０１３８】
また、裏込めグラウト５３の注入圧力を制御する裏込めグラウト注入システム７０が、裏込めグラウト５３の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することができるため、地山４００の土圧や、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入量に応じて適した注入圧力で短尺裏込めバッグ５０へ裏込めグラウト５３を注入することができる。したがって、裏込めグラウト５３の注入圧力が高すぎて、周囲の地山４００を加圧し、地表面や地表面に設置した構造物が隆起するおそれを防止することができる。
【０１３９】
詳しくは、短尺裏込めバッグ５０への裏込めグラウト５３の注入初期では、注入圧力が一時的に高くなる突入圧力が生じ、突入圧力のあと注入圧力が低下して安定圧力となる。この安定圧力に基づいて管理圧力値を設定するため、周辺地山４００に影響を及ぼすことなく裏込めグラウト５３を短尺裏込めバッグ５０に注入することができる。
【０１４０】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明のエレメントは、角型鋼製エレメント１０に対応し、
以下同様に、
長手方向は、挿入方向Ｌに対応し、
裏込め材は、裏込めグラウト５３に対応し、
裏込め袋、短尺状裏込め袋及び帯状袋体は、短尺裏込めバッグ５０に対応し、
高追従性合成繊維製布帛は、シームレス袋体５４に対応し、
高摩擦性合成繊維製布帛は、合成繊維製底面布５５に対応し、
連結手段は、鉤状面ファスナ５１，鉤状面ファスナ５１ａ，ループ状面ファスナ５１ｂに対応し、
注入制御装置は、裏込めグラウト注入システム７０に対応し、
注入手段は、注入パイプ５２に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【０１４１】
例えば、人力掘削による刃口３０によって角型鋼製エレメント１０を挿入したが、駆動装置によって掘削するバケットを備えた機械式刃口としてもよい。さらには、刃口３０の代わりに、密閉型の掘削装置を用いてもよい。
さらに、スライド式サイドカバー２０をスライドさせるローラ２５は、長さ方向Ｌのレール材２６上を転動する構成であるが、レール材２６上を滑走する滑走手段としてもよく、レール材２６にローラを備えてもよい。また、挿入済みエレメント１０’に設置したベルトコンベア１９は、スクリュウコンベア、圧送式排土設備、吸引式排土設備、バッテリロコ等の運搬式排土設備等の排土設備とすることができる。
【０１４２】
また、短尺裏込めバッグ５０を連結する方法として面ファスナ５１の代わりに、接着剤による接着、粘着剤による粘着、縫合、係止フックと係止孔による係止、係止フック同士の係止、あるいは凹部材と凸部材の嵌合等によって連結してもよい。
【０１４３】
また、裏込めグラウト５３は、セメント系のグラウト材以外に、モルタル材、ベントナイトを配合したグラウト材で構成してもよい。
【０１４４】
さらには、合成繊維製底面布５５を、摩擦係数が低い合成繊維製布帛としてもよい。
【０１４５】
また、エアーバッグ６１を一体化するための襞部６１ｄのハトメ６１ｅを縫合する固定紐の変わりに、エアーバッグ６１同士の対向面に備える面ファスナを備えてもよい。
【０１４６】
エアーバッグ６１にエアーを封入したが、エアー以外でも、無害な気体、水などの無害な液体、あるいはゲル体をエアーバッグ６１に封入してもとよい。
さらには、地下横断構造物３００を構成する角型断面である角型鋼製エレメント１０の代わりに、円形断面鋼管や押し管等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０…角型鋼製エレメント
５０…短尺裏込めバッグ
５１…鉤状面ファスナ
５１ａ…鉤状面ファスナ
５１ｂ…ループ状面ファスナ
５２…注入パイプ
５３…裏込めグラウト
５４…シームレス袋体
５５…合成繊維製底面布
７０…裏込めグラウト注入システム
４００…地山
Ｌ…挿入方向、長さ方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、
送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入する
裏込め注入工法。
【請求項２】
前記裏込め袋の地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、
前記裏込め袋のエレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成した
請求項１に記載の裏込め注入工法。
【請求項３】
前記裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋を、連結手段で連結して構成し、
前記裏込め材の注入を、
送り出された前記短尺状裏込め袋ごとに行う
請求項１又は２に記載の裏込め注入工法。
【請求項４】
前記裏込め材の注入圧力を制御する注入制御装置を備え、
該注入制御装置が、
前記裏込め材の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することを特徴とする
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の裏込め注入工法。
【請求項５】
前記エレメントを連結して構築する地中構造物における外側面の少なくとも一部に前記裏込め袋を配置する
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の裏込め注入工法。
【請求項６】
地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置され、内部に裏込め材の封入を許容する所定長さの帯状袋体で形成し、
各帯状袋体に、
内部への裏込め材の注入を許容する注入手段と、前記帯状袋体同士を連結する連結手段とを備えた
連結式短尺状裏込め袋。
【請求項７】
前記帯状袋体を、
地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、
エレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成した
請求項６に記載の連結式短尺状裏込め袋。
【請求項１】
地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置し、内部に裏込め材を封入する裏込め袋を、前記エレメントの前記地山への挿入に伴って、前記エレメントの先端付近の内部から後方に送り出し、
送り出された前記裏込め袋に対して、所定距離ごとに前記裏込め材を、前記エレメント内部から注入する
裏込め注入工法。
【請求項２】
前記裏込め袋の地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、
前記裏込め袋のエレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成した
請求項１に記載の裏込め注入工法。
【請求項３】
前記裏込め袋を、所定長さの短尺状裏込め袋を、連結手段で連結して構成し、
前記裏込め材の注入を、
送り出された前記短尺状裏込め袋ごとに行う
請求項１又は２に記載の裏込め注入工法。
【請求項４】
前記裏込め材の注入圧力を制御する注入制御装置を備え、
該注入制御装置が、
前記裏込め材の注入初期における注入圧力のうち圧力が所定範囲となる安定圧力に基づいて定まる管理圧力値で注入制御することを特徴とする
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の裏込め注入工法。
【請求項５】
前記エレメントを連結して構築する地中構造物における外側面の少なくとも一部に前記裏込め袋を配置する
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の裏込め注入工法。
【請求項６】
地山に挿入するエレメントの長さ方向における外周に沿って配置され、内部に裏込め材の封入を許容する所定長さの帯状袋体で形成し、
各帯状袋体に、
内部への裏込め材の注入を許容する注入手段と、前記帯状袋体同士を連結する連結手段とを備えた
連結式短尺状裏込め袋。
【請求項７】
前記帯状袋体を、
地山側表面を、少なくとも追従性の高い高追従性合成繊維製布帛で構成するとともに、
エレメント側表面を、少なくとも前記エレメント表面との摩擦性能の高い高摩擦性合成繊維製布帛で構成した
請求項６に記載の連結式短尺状裏込め袋。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２５６６１３（Ｐ２０１１−２５６６１３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２３７１（Ｐ２０１０−１３２３７１）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【出願人】（３９１０４２６０１）ジェイアール東海建設株式会社 (7)
【出願人】（５９１０６５８４８）名工建設株式会社 (15)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【出願人】（３９１０４２６０１）ジェイアール東海建設株式会社 (7)
【出願人】（５９１０６５８４８）名工建設株式会社 (15)
【出願人】（０００２１６０２５）鉄建建設株式会社 (109)
【出願人】（３９９１０１３３７）株式会社ジェイテック (20)
【Ｆターム（参考）】
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