(57)【要約】【課題】自立可能な地山を掘削する際に、地下水の水圧が覆工体に作用しないようにすることが可能な地下水の排水構造及びその排水構造を備えたトンネルの構築方法を提供する。【解決手段】地下水の排水構造１は、トンネル掘削面に沿って構築された覆工体５と、トンネル掘削面と覆工体５の外周との間に形成された空隙部４に充填された小石、砂等からなる骨材１１と、覆工体５の内周面に接するように設けられた埋設型枠６と、覆工体５及び埋設型枠６の内外を貫通するように設けられた開口部１３とを備える。【選択図】図１
2010101062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、
シールド機の胴体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された余堀部に透水性裏込材を充填する充填工程と、
前記シールド機の後部において、前記透水性裏込材の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、
前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、
前記覆工体を貫通して、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部を形成する開口部形成工程とを備えることを特徴とするトンネルの構築方法。
【請求項２】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、
前記シールド機の後部において、当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、
前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、
前記覆工体の切羽側端面に接するように、透水性を有する目地部を設置する目地部設置工程と、
一端が前記目地部に接続され、前記目地部を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する通水手段を設置する通水手段設置工程とを備えることを特徴とするトンネルの構築方法。
【請求項３】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、
前記シールド機の後部において、前記シールド機の外殻の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、
前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、
前記シールド機の推進により、前記覆工体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された空間に透水性裏込材を充填する充填工程と、
前記覆工体を貫通して、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部を形成する開口部形成工程とを備えることを特徴とするトンネルの構築方法。
【請求項４】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、
前記トンネルを掘削するシールド機の胴体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された余堀部に充填された透水性裏込材と、
前記透水性裏込材の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、
前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、
前記覆工体に、その内外を貫通するように設けられ、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部とを備えることを特徴とする地下水の排水構造。
【請求項５】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、
トンネル掘削面の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、
前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、
前記覆工体内に、前記トンネルの長手方向に所定の間隔で前記トンネル掘削面及び前記埋設型枠に接するように設けられ、透水性を有する目地部と、
一端が前記目地部に接続され、前記目地部を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する通水手段とを備えることを特徴とする地下水の排水構造。
【請求項６】
地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、
前記トンネルを掘削するシールド機の外殻の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、
前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、
前記シールド機の推進により、前記覆工体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された空間に充填された透水性裏込材と、
前記覆工体に、その内外を貫通するように設けられ、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水するための開口部とを備えることを特徴とする地下水の排水構造。
【請求項７】
前記地山は、自立性を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の地下水の排水構造。
【請求項８】
前記開口部は、前記トンネルのインバート部に設けられることを特徴とする請求項４又は６に記載の地下水の排水構造。
【請求項９】
前記開口部内に設置され、土砂を捕捉して地下水のみを通過させるための濾過手段と、
前記濾過手段を通過した地下水を排水するための排水手段とを更に備えることを特徴とする請求項４、６、８のいずれか１項に記載の地下水の排水構造。
【請求項１０】
前記排水手段は、
前記トンネルの長手方向に沿って敷設され、地下水を前記トンネル外に送水するための幹線集排水管と、
前記濾過手段を通過した地下水を集水するための集水管と、
前記幹線集排水管から複数枝分かれして前記集水管に接続された支線集排水管とを備えることを特徴とする請求項９に記載の地下水の排水構造。
【請求項１１】
前記透水性裏込材は、骨材が互いに接触するように充填されてなることを特徴とする請求項４又は６に記載の地下水の排水構造。
【請求項１２】
前記骨材は、時間の経過とともに消失する増粘材と混合して流動状態で充填されることを特徴とする請求項１１に記載の地下水の排水構造。
【請求項１３】
前記目地部は、伸縮可能な弾性体からなることを特徴とする請求項５に記載の地下水の排水構造。
【請求項１４】
前記通水手段は、前記トンネルのインバート部に設けられることを特徴とする請求項５に記載の地下水の排水構造。
【請求項１５】
前記通水手段は、
前記トンネルの長手方向に沿って敷設され、地下水を前記トンネル外に送水するための幹線集排水管と、
前記濾過手段を通過した地下水を集水するための集水管と、
前記幹線集排水管から複数枝分かれして前記集水管に接続された支線集排水管とを備えることを特徴とする請求項５又は１４に記載の地下水の排水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造及びその排水構造を備えたトンネルの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地山内を掘削して覆工体を設置し、その覆工体の外周とトンネル掘削面との間に形成された空隙部に止水性の裏込材を充填して覆工体の周囲を覆っても、地下水がその裏込材を通過して覆工体の内方、すなわちトンネル内に浸入する場合がある。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、覆工体の内部にこの覆工体をトンネルの長手方向に貫通する導水路と、その導水路に連通するように、覆工体の外周に設けられ、覆工体の外周付近の地下水を導水路に通水するための溝とを設けて、裏込材を通過して覆工体の外周に到達した地下水を溝及び導水路を介して排水する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２８２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、覆工体の周囲を裏込材で覆っているため、地下水の水圧が裏込材を介して覆工体に作用するので、この圧力に耐え得るように覆工体を厚くしなければならない。しかし、覆工体を厚くすると、掘削径が大きくなって掘削土量が増加するという問題点もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、自立可能な地山を掘削する際に、地下水の水圧が覆工体に作用しないようにすることが可能な地下水の排水構造及びその排水構造を備えたトンネルの構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明のトンネルの構築方法は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、シールド機の胴体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された余堀部に透水性裏込材を充填する充填工程と、前記シールド機の後部において、前記透水性裏込材の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、前記覆工体を貫通して、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部を形成する開口部形成工程とを備えることを特徴とする（第１の発明）。
【０００７】
本発明によるトンネルの構築方法によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、透水性裏込材及び覆工体に形成された開口部を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、シールド機により掘削されたトンネル掘削面と覆工体の外周との間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、覆工体の接続部からの漏水が無くなる。
【０００８】
本発明のトンネルの構築方法は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、前記シールド機の後部において、当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、前記覆工体の切羽側端面に接するように、透水性を有する目地部を設置する目地部設置工程と、一端が前記目地部に接続され、前記目地部を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する通水手段を設置する通水手段設置工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によるトンネルの構築方法によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、覆工体間に設けられた目地部内及びこの目地部に接続された通水手段を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、覆工体間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、埋設型枠の接続部からの漏水が無くなる。
【００１０】
本発明のトンネルの構築方法は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水を排水するための排水構造を備えたトンネルの構築方法において、前記シールド機の後部において、前記シールド機の外殻の内側に所定の隙間を隔てて埋設型枠を設置する埋設型枠設置工程と、前記隙間にコンクリートを打設して覆工体を構築する覆工体構築工程と、前記シールド機の推進により、前記覆工体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された空間に透水性裏込材を充填する充填工程と、前記覆工体を貫通して、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部を形成する開口部形成工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によるトンネルの構築方法によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、透水性裏込材及び覆工体に形成された開口部を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、シールド機により掘削されたトンネル掘削面と覆工体の外周との間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、覆工体の接続部からの漏水が無くなる。
【００１２】
本発明の地下水の排水構造は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、前記トンネルを掘削するシールド機の胴体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された余堀部に充填された透水性裏込材と、前記透水性裏込材の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、前記覆工体に、その内外を貫通するように設けられ、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する開口部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明による地下水の排水構造によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、透水性裏込材内及び覆工体に形成された開口部を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、トンネル掘削面と覆工体の外周との間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、覆工体の接続部からの漏水が無くなる。
【００１４】
本発明の地下水の排水構造は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、トンネル掘削面の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、前記覆工体内に、前記トンネルの長手方向に所定の間隔で前記トンネル掘削面及び前記埋設型枠に接するように設けられ、透水性を有する目地部と、一端が前記目地部に接続され、前記目地部を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水する通水手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明による地下水の排水構造によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、覆工体間に設けられた目地部内及びこの目地部に接続された通水手段を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、覆工体間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、埋設型枠の接続部からの漏水が無くなる。
【００１６】
本発明の地下水の排水構造は、地山内に構築されたトンネルの周囲に存在する地下水の排水構造であって、前記トンネルを掘削するシールド機の外殻の内側に所定の隙間を隔てて設置された埋設型枠と、前記隙間にコンクリートを打設して構築された覆工体と、前記シールド機の推進により、前記覆工体の外周面と当該シールド機により掘削されたトンネル掘削面との間に形成された空間に充填された透水性裏込材と、前記覆工体に、その内外を貫通するように設けられ、前記透水性裏込材を通じて前記トンネルの周囲の地下水を前記トンネル内に通水するための開口部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明による地下水の排水構造によれば、トンネルの周囲に存在する地下水は、透水性裏込材内及び覆工体に形成された開口部を通過してトンネル内に流入するので、地下水の水圧が覆工体に作用しない。したがって、覆工体の厚さを薄くすることができる。  
また、トンネル掘削面と覆工体の外周との間に、容易に通水可能な水みちが形成され、この水みちに地下水が流れるため、覆工体の接続部からの漏水が無くなる。
【００１８】
本発明において、前記地山は、自立性を有することとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、自立性を有する地山、例えば、洪積砂礫層や硬岩等の地山内にトンネルを設けることで地山自体の支保能力が期待できるため、覆工体の厚さを薄くすることができる。
【００１９】
本発明において、前記開口部は、前記トンネルのインバート部に設けられることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、開口部は、トンネルのインバート部に設けられるので、トンネルのインバート部よりも上方に存在する地下水をすべて排水することができる。したがって、地下水の水圧が覆工体に作用することを防止できる。
【００２０】
本発明において、前記開口部内に設置され、土砂を捕捉して地下水のみを通過させるための濾過手段と、前記濾過手段を通過した地下水を排水するための排水手段とを更に備えることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、濾過手段を備えるので、土砂等を含まない地下水のみを通過させることができる。
【００２１】
本発明において、前記排水手段は、前記トンネルの長手方向に沿って敷設され、地下水を前記トンネル外に送水するための幹線集排水管と、前記濾過手段を通過した地下水を集水するための集水管と、前記幹線集排水管から複数枝分かれして前記集水管に接続された支線集排水管とを備えることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、排水手段は、幹線集排水管と集水管と支線集排水管とを備えるので、トンネルの底盤付近を水浸しにすること無く、地下水を処理することができる。
【００２２】
本発明において、前記透水性裏込材は、骨材が互いに接触するように充填されてなることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、小石、砂の骨材が互いに接触するように充填されているので、地山を確実に保持し、地山の崩落を防止することが可能となる。したがって、地表面が沈下することが無い。  
また、骨材間には地下水が通過可能な隙間が存在するので、トンネルの周囲の地下水を通水することができる。
【００２３】
本発明において、前記骨材は、時間の経過とともに消失する増粘材と混合して流動状態で充填されることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、時間の経過とともに消失する増粘材と骨材とを混合して流動状態で充填するので、一般的な裏込材の充填方法、例えば、ポンプ等を用いた圧入方法で充填することができる。したがって、充填作業を容易に行うことができる。
【００２４】
本発明において、目地部は、伸縮可能な弾性体からなることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、シールド機のテールプレートの内側に伸縮可能な目地部を収縮した状態で設置することにより、テールプレートの進行によって目地部の外周面とトンネル掘削面との間に隙間が生じても、目地部が速やかに伸張してその隙間を埋めてトンネル掘削面に接地する。したがって、その隙間に異物が入り込むことなく、目地部がトンネル掘削面に接するので、地山内の地下水を目地部内に通水することができる。
【００２５】
本発明において、前記通水手段は、前記トンネルのインバート部に設けられることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、通水手段は、トンネルのインバート部に設けられるので、トンネルのインバート部よりも上方に存在する地下水をすべて排水することができる。したがって、地下水の水圧が覆工体に作用することを防止できる。
【００２６】
本発明において、前記通水手段は、前記トンネルの長手方向に沿って敷設され、地下水を前記トンネル外に送水するための幹線集排水管と、前記濾過手段を通過した地下水を集水するための集水管と、前記幹線集排水管から複数枝分かれして前記集水管に接続された支線集排水管とを備えることとしてもよい。  
本発明による地下水の排水構造によれば、通水手段は、幹線集排水管と集水管と支線集排水管とを備えるので、トンネルの底盤付近を水浸しにすること無く、地下水を処理することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の地下水の排水構造を用いることにより、トンネルの周囲に存在する地下水の水圧が覆工体に作用しなくなるので、覆工体の厚さを薄くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る地下水の排水構造の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第一実施形態に係る地下水の排水構造１を備えたトンネル３の長手方向に対して垂直な断面を示す図である。  
図１に示すように、地下水の排水構造１は、シールド機２２により掘削されたトンネル掘削面に沿って構築された覆工体５と、トンネル掘削面と覆工体５の外周との間に形成された空隙部４に充填された小石、砂等からなる骨材１１と、覆工体５の内周面に接するように設けられた埋設型枠６と、覆工体５及び埋設型枠６の内外を貫通するように設けられた開口部１３とを備える。
【００３０】
トンネル３が構築されたこの地山２は、例えば、固結して堅固な洪積砂礫層や硬岩等からなり、自立可能である。洪積砂礫層や硬岩等は地下水をよく通すため、地下水がこの層内に存在する。  
覆工体５は、コンクリートの打設により構築されるコンクリートセグメントであり、トンネル３内で構築される。
【００３１】
骨材１１は、空隙部４内に互いに接触するように密に充填されている。この骨材１１は、地山２と同程度の圧縮強度を有するので、地山２を保持してその崩落を防止する。  
骨材１１は、目詰まりの式及び透水性の式（実例・経験に基づく掘削のための地下水調査法、高橋賢之助著、発行所：山海堂、１９９０年１０月３０日発行）を満たすものを選定して用いた。
【００３２】
具体的には、まず、（１）式の目詰まりの式を満たす粒度分布の骨材１１を選定した。目詰まりの式を（１）式に示す。  
Ｄｆ１５／Ｄｅ８５  ＜  ５・・・（１）
ここで、Ｄｆ１５：骨材１１の粒径加積曲線における加積通過率が１５％の粒径値、Ｄｅ８５：地山２に存在する土砂の粒径加積曲線における加積通過率が８５％の粒径値である。  
この（１）式を満たす粒度分布の骨材１１を用いることにより、地下水とともに流入してくる地山２の土砂分が少なくなり、骨材１１間の目詰まりをほとんど生じない。
【００３３】
次に、（１）式を満たす骨材１１のなかから、さらに（２）式の透水性の式を満たす粒度分布の骨材１１を選定した。透水性の式を（２）式に示す。  
Ｄｆ１５／Ｄｅ１５  ＞  ５・・・（２）
ここで、Ｄｅ１５：地山２に存在する土砂の粒径加積曲線における加積通過率が１５％の粒径値である。  
この（２）式を満たす粒度分布の骨材１１を用いることにより、地下水の流入を妨げることが無く、地下水は骨材１１間の隙間１２を容易に通過することができる。また、これら（１）式及び（２）式の両方を満たす範囲内で粒度分布を変更することによって、空隙部４内の通水量を調整することができる。
【００３４】
（１）式及び（２）式の両方を満たす骨材１１を、後述のように、時間の経過とともに消失する増粘材と混合して裏込材を作製し、空隙部４内に充填した。裏込材に含まれる増粘材は、水に希釈されて消失したり、生分解性を有するために水と空気に分解されて消失し、骨材１１のみが残置される。この骨材１１は、空隙部４に占める骨材１１の体積割合が地山２内の土粒子の体積割合と同等になるように配合されている。つまり、裏込材に占める増粘材の体積割合が地山２の間隙率（例えば、一般的な砂層の場合約３０〜６０％程度）と同程度になるように混合した。
【００３５】
このように、増粘材は、時間が経過すると消失し、空隙部４内に残存せず、環境に負荷をかけない。  
こうして、増粘材が消失したことにより、骨材１１間に形成された隙間１２を地下水が通過可能となる。
【００３６】
埋設型枠６は、止水性を有し、覆工体５を通過した地下水がトンネル３内に浸入することを防止する。  
埋設型枠６には、例えば、高強度ビニロン繊維が配合されたセメントボード（株式会社大林組製のスムースボード）やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）繊維が配合されたセメントボード（株式会社クラレ製のパワロンボード）等を用いる。なお、遮水性を有し、コンクリートの硬化時にコンクリートと一体化するものであれば、どのようなものでもよい。
【００３７】
開口部１３は、トンネル３の長手方向に所定の間隔で複数設けられている。この開口部１３内には、骨材１１間の隙間１２内に流入した小石や土砂を捕捉して地下水のみを通過させるための濾過手段７が取り付けられている。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る開口部１３内の濾過手段７を示す断面図である。  
図２に示すように、濾過手段７は、小石、石等の流入を防止しつつ、地下水を通過させるための孔１５を有するスクリーン保護用多孔板１６と、該スクリーン保護用多孔板１６のトンネル３の径方向内側に配置され、スクリーン保護用多孔板１６の孔１５を通過した土砂混じりの地下水を土砂と地下水とに分離するための箱型の固液分離スクリーン１７と、該固液分離スクリーン１７のトンネル３の径方向内側に配置され、耐圧性及び透水性を有し、内部に空隙を有するコア部１９とから構成されている。
【００３９】
スクリーン保護用多孔板１６は、例えば、径３０ｍｍの孔１５を４０ｍｍ間隔で三角配置したパンチングメタル（開口換算率で５１％）を用いたが、これに限定されるものではなく、地質等に応じた径のものを用いる。
【００４０】
また、固液分離スクリーン１７は、例えば、目合い０．２ｍｍのスクリーンのアローキャッチ（製品名：東洋紡株式会社製、登録商標）を用いたが、これに限定されるものではなく、地質等に応じた目合いのものを用いる。
【００４１】
そして、コア部１９は、地下水が内部の空隙を容易に通過できるような立体網状構造で、濾過手段７が設置された深さ位置の水圧に対して、空隙を保持できる程度の耐圧性を有する。本実施形態においては、コア部１９は、コスモジオ（製品名：東洋紡株式会社製、登録商標）を用いたが、これに限定されるものではなく、透水性及び耐圧性を有するものであれば他のものでもよい。  
濾過手段７を通過した地下水は、トンネル３内の排水手段１０にて坑外に排出される。
【００４２】
図３は、本実施形態に係る排水手段１０を示す平面図である。図３に示すように、排水手段１０は、トンネル３内の底盤の中央に、トンネル３の長手方向に沿って敷設された幹線集排水管２０と、各濾過手段７を通過した地下水を集水するための集水管４６と、幹線集排水管２０から複数枝分かれして集水管４６に接続された支線集排水管２１とを備えている。
【００４３】
幹線集排水管２０の一端は、トンネル３の坑外に設けられた排水設備（図示しない）に接続されている。  
集水管４６は、各開口部１３に接続するように覆工体５の内周面に取り付けられている。  
各開口部１３内の濾過手段７を通過した地下水は、集水管４６内及び支線集排水管２１内を通過して幹線集排水管２０内に集水される。幹線集排水管２０内に集水された地下水は、坑外に設けられた排水設備に送水され、所定の方法で処理される。
【００４４】
以下に、本実施形態に係る地下水の排水構造１の施工方法について説明する。まず、トンネル３を掘削するシールド機２２について説明し、次に、当該シールド機２２を用いてトンネル３を掘削し、地下水の排水構造１を構築する施工方法について説明する。
【００４５】
図４は、シールド機２２の側断面図である。なお、以下の図において、本発明の説明に不要な部分の図示は省略している。  
図４に示すように、シールド機２２は、土砂を掘削するためのカッターヘッド２３と、カッターヘッド２３の裏側に掘削土砂を取り込むためのシールドチャンバー２４と、シールドチャンバー２４内の土砂をシールド機２２の後方へ排土するためのスクリューコンベア２５及び土砂搬出コンベア２６とを備える。なお、土砂を掘削し、この土砂を取り込む掘削機構及び掘削した土砂を排出する排出機構は、これらに限定されるものではなく、それぞれ他の機構を用いてもよい。
【００４６】
また、シールド機２２は、カッターヘッド２３の外周から後方に延長する円筒状のスキンプレート２７と、スキンプレート２７の後端部内側に設置されたシールドジャッキ２８及び妻枠ジャッキ２９とを備える。
【００４７】
スキンプレート２７は、地山２の崩落を防止するとともに、地山２の土圧及び地下水の水圧に耐える役割を有する。
【００４８】
シールドジャッキ２８は、スキンプレート２７の内周に沿って複数設けられており、掘進時には既設の内型枠３２の切羽側端部３２ａにジャッキ後端２８ａを押し当てて伸長する（詳細は後述）。妻枠ジャッキ２９は、シールドジャッキ２８よりも外側の位置に複数設けられており、妻枠ジャッキ２９の後端には妻枠リング３０が取り付けられている。
【００４９】
妻枠リング３０は、スキンプレート２７の内周面と内型枠３２の背面との隙間３１を塞いだ状態で、妻枠ジャッキ２９の伸縮により前後に移動することが可能であり、この隙間３１に打設するコンクリートを密閉するとともに加圧するためのものである（詳細は後述）。なお、妻枠リング３０には、コンクリートを充填するための充填孔が形成されており、充填孔にはコンクリートポンプからコンクリートを圧送するコンクリート圧送管が接続されている（図示しない）。
【００５０】
また、シールド機２２は、シールド機２２本体の後方に、内型枠３２の脱型、移動、組み立てを行うエレクタ装置３３を備える。エレクタ装置３３は、エレクタ本体３４とガイドレール３５によって構成される。
【００５１】
図５は、エレクタ装置３３のトンネル３の長手方向に対して垂直な断面を示す図である。  図５に示すように、エレクタ本体３４は、例えば、環状を有し、その内周に設けられる車輪等からなる駆動部３６により、トンネル中央部に配置されるガイドレール３５に沿って前後に移動可能に支持されている。  
エレクタ本体３４の外周には、複数の伸縮ジャッキ３８が、エレクタ本体３４の外周面に対して法線方向に伸縮するように設けられており、その先端は内型枠３２を着脱できるようになっている。
【００５２】
内型枠３２は、その背面が地山２と隙間３１（図４参照）を隔てて設置され、その隙間３１にコンクリートを打設及び硬化させることにより覆工体５を形成するための金属製の型枠である。内型枠３２は、円筒形状のリングを周方向に分割（本実施形態では８分割）した複数の湾曲状のピースから構成される。  
内型枠３２は、その背面側に埋設型枠６を着脱可能な吸着パットを有している。吸着パットには、外部の真空ポンプに繋がるホースが接続されており（図示しない）、真空ポンプを作動させることにより吸着パットに埋設型枠６を真空吸着し、真空ポンプを停止させることにより埋設型枠６を取り外すことができる。  
これらの内型枠３２を環状に組み立て、トンネル３の長手方向に複数連結して使用する。
【００５３】
また、シールド機２２のカッターヘッド２３による掘削径はスキンプレート２７の径よりもやや大きいために、スキンプレート２７と地山２との間に空隙部４が生じる（図１参照）。この空隙部４を放置するとシールド機２２周辺部の地山２が緩み、地盤沈下が生じる可能性がある。そこで、地盤沈下を防止するために、裏込材を空隙部４に圧入する。
【００５４】
また、図４に示すように、シールド機２２は、シールド機２２本体内部から空隙部４に裏込材を注入するためにスキンプレート２７を貫通する注入孔１８ａと、一端が注入孔１８ａに接続される注入管１８ｂと、この注入管１８ｂの他端に接続され、この注入管１８ｂ及び注入孔１８ａを介して空隙部４に裏込材を供給する注入装置１８ｃと、注入孔１８ａ付近に設けられ、空隙部４内の圧力を測定する圧力計１８ｄとを備える。注入孔１８ａはスキンプレート２７の上部及び下部にそれぞれ２箇所ずつ設けられる。  
裏込材は、掘進の際にシールド機２２と地山２との間に生じる摩擦力を低減する効果も有する。
【００５５】
次に、当該シールド機２２を用いてトンネル３を掘削するとともに、地下水の排水構造１を構築する施工方法について、施工手順にしたがって説明する。
【００５６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本実施形態に係る地下水の排水構造１を備えたトンネル３の施工手順を示す図である。  
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るトンネル３の施工方法では、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３０と、充填工程Ｓ３５及び覆工体構築工程Ｓ４０と、開口部形成工程Ｓ５０と、濾過手段設置工程Ｓ６０と、排水手段設置工程Ｓ７０とを繰り返すことによりトンネル３を構築していく。
【００５７】
図６（Ａ）の内型枠移動工程Ｓ２０では、エレクタ装置３３により、既設の内型枠３２のうち最後尾の内型枠３２を脱型する。具体的には、エレクタ本体３４を最後尾の内型枠３２付近に移動させて、伸縮ジャッキ３８を伸長してその先端に最後尾の内型枠３２を固定させ、最後尾の内型枠３２の周方向及びトンネル３の長手方向のピース間を連結するボルト等を撤去する。その後、内型枠３２が固定された伸縮ジャッキ３８を収縮させることにより、最後尾における全周囲の内型枠３２を脱型する。  
そして、エレクタ本体３４により脱型された内型枠３２を、ガイドレール３５上を移動させて前方の新たな設置位置まで搬送する。
【００５８】
埋設型枠設置工程Ｓ３０では、内型枠３２を定位置に設置する前に、まず各内型枠３２背面の吸着パットに埋設型枠６を吸着させる。  
そして、伸縮ジャッキ３８を伸長させて、背面に埋設型枠６を吸着させた各内型枠３２を所定の位置に設置する。
【００５９】
この際、上述したように内型枠３２が固定された伸縮ジャッキ３８を伸長させて、内型枠３２の周方向及びトンネル３の長手方向のピース間をボルト等で連結する。これにより、既設の内型枠３２の前方に新たな内型枠３２が設置される。そして、新たな内型枠３２の設置が完了した後、伸縮ジャッキ３８の先端と内型枠３２との固定を解除し、伸縮ジャッキ３８を収縮させる。伸縮ジャッキ３８を収縮したエレクタは、最後尾の内型枠３２付近に移動させて次の内型枠移動工程Ｓ２０に備える。
【００６０】
充填工程Ｓ３５では、シールド機２２を掘進させると同時に、注入装置１８ｃから吐出される上記裏込材を注入管１８ｂ及び注入孔１８ａを介して空隙部４に圧入する。
【００６１】
既設の内型枠３２の切羽側端部３２ａにシールドジャッキ２８の後端２８ａを押し当てて伸長するとともに、カッターヘッド２３を切羽に押し付けて回転させることにより、掘進する。ここで、掘進する距離は、例えば、内型枠３２の幅と同程度になるようにする。
【００６２】
裏込材を圧入する際は、注入圧を圧力計１８ｄにて常時監視し、注入装置１８ｃにて圧力を調整する。注入孔１８ａからそれぞれ裏込材が空隙部４に注入されるために、シールド機２２の全外周にわたって良好に裏込材の注入が行われる。
【００６３】
掘進の終了後には、シールドジャッキ２８を収縮させて、シールドジャッキ２８の後端２８ａと既設の内型枠３２の切羽側端部３２ａとの間に、新たな内型枠３２を設置するための空間を確保する。
【００６４】
覆工体構築工程Ｓ４０では、充填工程Ｓ３５の作業を実施しつつ、コンクリートポンプからコンクリート圧送管を介して覆工体５の切羽側端面と妻枠リング３０との間にコンクリートを打設し、この打設にともなって妻枠ジャッキ２９を徐々に収縮させる。その際、妻枠ジャッキ２９によって妻枠リング３０を介して、コンクリートを加圧させながら収縮させることが好ましい。これにより、打設されるコンクリートを密実化することができる。コンクリートは、妻枠リング３０を貫通する孔又は内型枠３２及び埋設型枠６を貫通する孔を設け、この孔を介して注入する。  
コンクリート打設後には、内型枠３２の背面の吸着パットによる埋設型枠６の吸着を解除する。
【００６５】
図６（Ｂ）の開口部形成工程Ｓ５０では、ドリル等の削孔機で埋設型枠６及び覆工体５を貫通する開口部１３を削孔する。開口部１３は、進行方向に対して左右両側にそれぞれ設けられる。
【００６６】
濾過手段設置工程Ｓ６０では、開口部１３内に濾過手段７を取り付ける。濾過手段７を構成するスクリーン保護用多孔板１６、固液分離スクリーン１７及びコア部１９を予め坑内で組み立てて、開口部１３内に挿入する。
【００６７】
排水手段設置工程Ｓ７０では、覆工体５内の底盤の中央に、トンネル３の長手方向に沿って幹線集排水管２０を敷設する。そして、各濾過手段７を通過した地下水を集水するための集水管４６を覆工体５の内周面に敷設し、その後、幹線集排水管２０と集水管４６とを接続する支線集排水管２１を敷設する。
【００６８】
裏込材内の増粘材が消失して骨材１１のみになり、その骨材１１間の隙間１２を通過し、濾過手段７を介してトンネル３内に流入した地下水を、集水管４６、支線集排水管２１及び幹線集排水管２０を介して排水する。
【００６９】
このように、内型枠移動工程Ｓ２０、埋設型枠設置工程Ｓ３０、充填工程Ｓ３５及び覆工体構築工程Ｓ４０、開口部形成工程Ｓ５０、濾過手段設置工程Ｓ６０、排水手段設置工程Ｓ７０を繰り返し実施しながらトンネル３を構築する。
【００７０】
次に、本実施形態に係る地下水の排水構造１を備えたトンネル３の他の施工方法について説明する。
【００７１】
図６（Ｃ）は、本実施形態に係る地下水の排水構造１を備えたトンネル３の他の施工手順を示す図である。  
図６（Ｃ）に示すように、本実施形態に係るトンネル３の他の施工方法では、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３５と、覆工体構築工程Ｓ４０と、充填工程Ｓ１５と、開口部形成工程Ｓ５０と、濾過手段設置工程Ｓ６０と、排水手段設置工程Ｓ７０とを実施する。  
まず、上記と同様に、内型枠移動工程Ｓ２０を実施し、内型枠３２をシールド機２２の後部に移動させる。
【００７２】
次に、埋設型枠設置工程Ｓ３５では、伸縮ジャッキ３８を伸長させて、背面に埋設型枠６を吸着させた各内型枠３２を、埋設型枠６とシールド機２２のスキンプレート２７との間に設置する。そして、隣接する内型枠３２同士を周方向及びトンネル３の長手方向に連結する。これにより、既設の内型枠３２の前方に新たな内型枠３２が設置される。  
次に、上記と同様に、覆工体構築工程Ｓ４０では、埋設型枠６とスキンプレート２７との間にコンクリートを打設し、覆工体５を構築する。
【００７３】
次に、充填工程Ｓ１５では、シールド機２２を掘進させると同時に、注入装置１８ｃ（図示しない）から吐出される上記裏込材をスキンプレート２７に設けられた注入孔１８ｅを介して、スキンプレート２７の前進によってトンネル掘削面と覆工体５の外周面との間に生じる空間４４に圧入する。  
次に、上記と同様に、開口部形成工程Ｓ５０と、濾過手段設置工程Ｓ６０と、排水手段設置工程Ｓ７０とを実施して、排水構造を構築する。
【００７４】
このように、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３５と、覆工体構築工程Ｓ４０と、充填工程Ｓ１５と、開口部形成工程Ｓ５０と、濾過手段設置工程Ｓ６０と、排水手段設置工程Ｓ７０とを繰り返し実施しながらトンネル３を構築する。
【００７５】
以上説明した本実施形態における地下水の排水構造１によれば、以下の効果が得られる。
【００７６】
（１）トンネル３の周囲に存在する地下水は、空隙部４内に充填された骨材１１間の隙間１２を通過し、覆工体５及び埋設型枠６を貫通する開口部１３を通過して、トンネル３内に流入するので、地下水の水圧が覆工体５に作用しない。したがって、覆工体５の厚さを薄くすることができる。
【００７７】
（２）自立性を有する地山２、例えば、洪積砂礫層や硬岩等の地山２内にトンネル３を設けることで地山２自体の支保能力が期待できるため、覆工体５の厚さを更に薄くすることができる。
【００７８】
（３）空隙部４内には、透水性の高い水みちが形成され、トンネル３の周囲に存在する地下水のほとんどは、この空隙部４内を通過して開口部１３から排水されるので、覆工体５の接続部からの漏水が無くなる。
【００７９】
（４）開口部１３は、トンネル３のインバート部に設けられるので、トンネル３のインバート部よりも上方に存在する地下水をすべて排水することができる。したがって、地下水の水圧が覆工体５に作用しない。
【００８０】
（５）開口部１３内に濾過手段７を備えるので、土砂等を含まない地下水のみを通過させることができる。
【００８１】
（６）排水手段１０は、幹線集排水管２０と集水管４６と支線集排水管２１とを備えるので、トンネル３のインバート部を水浸しにすること無く、地下水を処理することができる。
【００８２】
（７）濾過手段７と排水手段１０とをそれぞれ設けているので、各手段７、１０を小型化することができ、トンネル３内での設置が容易となる。
【００８３】
（８）空隙部４内に、小石、砂等の骨材１１が互いに接触するように密に充填されているので、地山２を確実に保持し、地山２の崩落を防止することが可能となる。したがって、地表面が沈下することが無い。さらに、骨材１１を地山２内の土粒子の体積割合と同等となるように、空隙部４内に充填するので、充填された骨材１１は地山２と同程度の圧縮強度を有することとなり、これにより地山２を確実に保持することができる。
【００８４】
（９）時間の経過とともに消失する増粘材と骨材１１とを混合して流動状態で充填するので、一般的な裏込材の充填方法、例えば、ポンプ等を用いた圧入方法で充填することができる。したがって、充填作業を容易に行うことができる。
【００８５】
なお、本実施形態に係るトンネル３の地下水の排水構造１は、主に、堅固で掘削後に切羽が自立するような地山２に覆工体５を構築する場合に適用される。
【００８６】
また、本実施形態においては、埋設型枠６を覆工体５の内周面の全体に敷設した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、インバート部には埋設型枠６を設けずに、覆工体５の内周面上に直接、排水手段１０を設置してもよい。このとき、開口部１３を埋設型枠６の設けられていないインバート部に形成することにより、埋設型枠６を削孔する手間が省ける。
【００８７】
また、本実施形態に係るトンネル３の地下水の排水構造１の施工方法では、覆工体５を構築した後に、開口部１３を形成する方法について説明したが、この順番に限定されるものではなく、例えば、埋設型枠６を設置（埋設型枠設置工程Ｓ３０）した後に、埋設型枠６を貫通して裏込材に到達するパイプを設置してからコンクリートを打設して覆工体５を（構築覆工体構築工程Ｓ４０）してもよい。
【００８８】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態の地下水の排水構造４１は、覆工体５内に透水性の目地部８を設けたものである。以下の説明において、第一実施形態に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００８９】
図７は、本発明の第二実施形態に係る地下水の排水構造４１を備えたトンネル３の水平断面図である。図８及び図９は、それぞれ図７のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。  
図７及び図８に示すように、地下水の排水構造４１は、覆工体５と、埋設型枠６と、覆工体５内に、トンネル３の長手方向に所定の間隔でトンネル掘削面及び埋設型枠６に接するように設けられ、透水性を有する目地部８と、一端が目地部８に接続され、目地部８内の地下水をトンネル３内に通水する通水手段１４とを備える。
【００９０】
通水手段１４は、覆工体５内の底盤の中央に敷設された幹線集排水管２０と、各目地部８を通過した地下水を集水するための集水管４６と、幹線集排水管２０から複数枝分かれして集水管４６に接続された支線集排水管２１とを備えている。
【００９１】
図９に示すように、目地部８は、断面形状が略Ｃ型で、両端間の開口部がトンネル３のインバート部に位置するように設けられている。目地部８の両端間には、覆工体５が構築されている。
【００９２】
埋設型枠６も、断面形状が略Ｃ型で、両端間の開口部がトンネル３のインバート部に位置するように設けられている。埋設型枠６は、目地部８の内周面、及びインバート部を除いた覆工体５の内周面を覆うように設けられる。したがって、目地部８内を通過した地下水は、埋設型枠６に止水され、トンネル３内に湧水することは無い。なお、埋設型枠６は、目地部８内の地下水がトンネル３内に流入しないように、少なくとも目地部８の内周面を覆うように（集水管４６の設置されている部分を除く）敷設されていればよい。
【００９３】
目地部８内を通過した地下水は、集水管４６及び支線集排水管２１内を通過して幹線集排水管２０内に集水される。
【００９４】
図１０は、覆工体５内に目地部８の設置されている状態を示す水平断面図である。  
図１０に示すように、目地部８は、トンネル掘削面に接し、伸縮可能な弾性体３９と、弾性体３９の内周を覆うように設けられ、通水性を有する不織布４０とから構成される。
【００９５】
本実施形態においては、弾性体３９として、発泡ポリエチレンを用いたが、この材料に限定されるものではなく、伸縮可能で、覆工体５のコンクリートと化学反応をしない材料であればよい。
【００９６】
目地部８の弾性体３９内に流入した地下水は、弾性体３９内及び不織布４０内を通過して、目地部８の下端部へ流れる。目地部８の下端部に流入した地下水は、上述したように、集水管４６及び支線集排水管２１内を通過して幹線集排水管２０内に集水されて、坑外に設けられた排水設備に送水され、所定の方法で処理される。
【００９７】
次に、本実施形態に係る排水構造４１を備えたトンネル３の施工方法について、施工手順にしたがって説明する。
【００９８】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るトンネル施工方法では、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３０と、覆工体構築工程Ｓ４０と、目地部設置工程Ｓ８０と、覆工体インバート部構築工程Ｓ９０と、通水手段設置工程Ｓ１００とを繰り返すことによりトンネル３を構築していく。
【００９９】
まず、第一実施形態と同様に、図１１（Ａ）の内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３０と、覆工体構築工程Ｓ４０とを実施する。  
次に、目地部設置工程Ｓ８０では、スキンプレート２７と埋設型枠６との間に、覆工体５の切羽側端面５ａに接するように、目地部８を設置する。このとき、弾性体３９を収縮した状態で設置する。
【０１００】
目地部８を設置後、シールド機２２が掘進するとともにスキンプレート２７が進行すると、トンネル掘削面と目地部８との間に隙間が生じるが、弾性体３９が収縮された状態で設置されているので、隙間が生じると同時に、その隙間を埋めるように弾性体３９が伸張してトンネル掘削面に接する。
【０１０１】
図１１（Ｂ）の覆工体インバート部構築工程Ｓ９０では、目地部８の両端間のインバート部にコンクリートを打設し、インバート部の覆工体５を構築する。その際、覆工体５の幅が目地部８の幅と同一となるようにコンクリートを打設し、覆工体５を構築する。  
そして、第一実施形態と同様に、通水手段設置工程Ｓ１００では、覆工体５の内側の底盤上に、トンネル３の長手方向に沿って幹線集排水管２０を敷設する。そして、目地部８を通過した地下水を集水するための集水管４６を覆工体５の内周面に敷設し、その後、幹線集排水管２０と集水管４６とを接続する支線集排水管２１を敷設する。
【０１０２】
このように、内型枠移動工程Ｓ２０、埋設型枠設置工程Ｓ３０、覆工体構築工程Ｓ４０、目地部設置工程Ｓ８０、覆工体インバート部構築工程Ｓ９０、通水手段設置工程Ｓ１００を繰り返し実施することにより、トンネル３を構築する。
【０１０３】
なお、本実施形態においては、断面形状が略Ｃ型の目地部８を用いたが、この形状に限定されるものではなく、環状の目地部８を用いてもよい。
【０１０４】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態は、第二実施形態の目地部８を透水性を有するコンクリートの現場打設により形成するものである。
【０１０５】
図１２は、本発明の第三実施形態に係る地下水の排水構造５１を備えたトンネル３の水平断面図である。  
図１２に示すように、地下水の排水構造５１は、覆工体５と、埋設型枠６と、覆工体５内に、トンネル３の長手方向に所定の間隔で現場打設により形成された目地部９と、通水手段１４とを備える。
【０１０６】
目地部９は、第二実施形態と同様に、トンネル掘削面と埋設型枠６の外周面との間に、コンクリートの現場打設により形成される。この目地部９は、透水性を有する充填部３７と、充填部３７の内周を覆う不織布４０とから構成され、断面形状が略Ｃ型である。  
充填部３７は、例えば、ポーラスコンクリートやヘチマ構造体を内部に含む遮水シートからなり、透水性を有するものであれば他の材料でもよい。  
目地部９内に流入した地下水は、第二実施形態と同様に、目地部９の下端部及び支線集排水管２１内を通過して幹線集排水管２０内に集水されて、坑外に設けられた排水設備に送水され、所定の方法で処理される。
【０１０７】
次に、本実施形態に係る地下水の排水構造５１を備えたトンネル３の施工方法について、施工手順にしたがって説明する。
【０１０８】
図１３は、本実施形態に係る地下水の排水構造５１を備えたトンネル３の施工手順を示す図である。  
図１３に示すように、本実施形態に係るトンネル３の施工方法では、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３０と、覆工体構築工程Ｓ４０と、目地部設置工程Ｓ８５と、覆工体インバート部構築工程Ｓ９０と、通水手段設置工程Ｓ１００と、目地部追加充填工程Ｓ１２０とを繰り返すことにより排水構造を備えたトンネル３を構築していく。
【０１０９】
まず、第二実施形態と同様に、内型枠移動工程Ｓ２０と、埋設型枠設置工程Ｓ３０と、覆工体構築工程Ｓ４０とを実施する。  
次に、目地部設置工程Ｓ８５では、妻枠ジャッキ２９を収縮させて、妻枠リング３０と覆工体５の切羽側端面５ａとの間に、目地部９を形成するための空間を確保する。そして、その空間にポーラスコンクリートを圧入して、目地部９を構築する。目地部９は、スキンプレート２７と埋設型枠６との間に構築される。なお、目地部９の構築は、ポーラスコンクリートを打設し、この打設にともなって妻枠ジャッキ２９を徐々に収縮させながら行っても良い。  
次に、第二実施形態と同様に、覆工体インバート部構築工程Ｓ９０では、目地部９の両端間のインバート部にコンクリートを打設し、覆工体５を構築する。
【０１１０】
このように、内型枠移動工程Ｓ２０、埋設型枠設置工程Ｓ３０、覆工体構築工程Ｓ４０、目地部設置工程Ｓ８０、覆工体インバート部構築工程Ｓ９０、通水手段設置工程Ｓ１００を繰り返し実施することにより、トンネル３を構築する。
【０１１１】
なお、本実施形態においては、目地部９を断面形状が略Ｃ型になるように構築したが、この形状に限定されるものではなく、環状の目地部９を構築してもよい。
【０１１２】
以上説明した第二及び第三実施形態における地下水の排水構造４１、５１によれば、以下の効果が得られる。
【０１１３】
（１）トンネル３の周囲に存在する地下水は、目地部８、９内の空隙を通過し、支線集排水管２１内を通過して幹線集排水管２０内に集水されて、トンネル３内に流入するので、地下水の水圧が覆工体５に作用しない。したがって、覆工体５の厚さを薄くすることができる。
【０１１４】
（２）自立性を有する地山２、例えば、洪積砂礫層や硬岩等の地山２内にトンネル３を設けることで地山２自体の支保能力が期待できるため、覆工体５の厚さを更に薄くすることができる。
【０１１５】
（３）目地部８、９は透水性が高いので、トンネル３の周囲に存在する地下水のほとんどは、目地部８、９内を通過し、さらに、通水手段１４を通過して排水されるので、埋設型枠６の接続部からの漏水が無くなる。
【０１１６】
（４）通水手段１４は、トンネル３のインバート部に設けられるので、トンネル３のインバート部よりも上方に存在する地下水をすべて排水することができる。したがって、地下水の水圧が覆工体５に作用しない。
【０１１７】
（５）通水手段１４は、幹線集排水管２０と集水管４６と支線集排水管２１とを備えるので、トンネル３のインバート部付近を水浸しにすること無く、地下水を処理することができる。
【０１１８】
なお、上述した各実施形態においては、自立性を有する地山２として、洪積砂礫層や硬岩等からなる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、安定した地質の層であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの長手方向に対して垂直な断面を示す図である。
【図２】本実施形態に係る開口部内の濾過手段を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る排水手段を示す平面図である。
【図４】シールド機の側断面図である。
【図５】エレクタ装置のトンネルの長手方向に対して垂直な断面を示す図である。
【図６Ａ】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの施工手順を示す図である。
【図６Ｂ】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの施工手順を示す図である。
【図６Ｃ】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの他の施工手順を示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの水平断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】覆工体内に目地部の設置されている状態を示す水平断面図である。
【図１１Ａ】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの施工手順を示す図である。
【図１１Ｂ】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの施工手順を示す図である。
【図１２】本発明の第三実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの水平断面図である。
【図１３】本実施形態に係る地下水の排水構造を備えたトンネルの施工手順を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  地下水の排水構造            ２  地山
３  トンネル                    ４  空隙部
５  覆工体                      ５ａ  切羽側端面
６  埋設型枠                    ７  濾過手段
８  目地部                      ９  目地部
１０  排水手段                  １１  骨材
１２  隙間                      １３  開口部
１４  通水手段                  １５  孔
１６  スクリーン保護用多孔板    １７  固液分離スクリーン
１８ａ  注入孔                  １８ｂ  注入管
１８ｃ  注入装置                １８ｄ  圧力計
１９  コア部                    ２０  幹線集排水管
２１  支線集排水管              ２２  シールド機
２３  カッターヘッド            ２４  チャンバー
２５  スクリューコンベア        ２６  土砂搬出コンベア
２７  スキンプレート            ２８  シールドジャッキ
２８ａ  後端                    ２９  妻枠ジャッキ
３０  妻枠リング                ３１  隙間
３２  内型枠                    ３２ａ  切羽側端部
３３  エレクタ装置              ３４  エレクタ本体
３５  ガイドレール              ３６  駆動部
３７  充填部                    ３８  伸縮ジャッキ
３９  弾性体                    ４０  不織布
４１  地下水の排水構造          ４４  空間
４６  集水管                    ５１  地下水の排水構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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