(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部が開放された開放型の掘削装置における切羽防護手段であって、
流体を加圧封入する封入袋体と、
前記先端部における開放部分を塞ぐように配置した該封入袋体を、後方から前記先端部の前方の地山に押し付けるように支持する押し付け支持部材とで構成し、
該押し付け支持部材を、高張力繊維帯体で構成した
切羽防護手段。
【請求項２】
前記封入袋体を、複数の小分け袋体で構成した
請求項１に記載の切羽防護手段。
【請求項３】
前記小分け袋体を一体化する一体化手段を備えた
請求項２に記載の切羽防護手段。
【請求項４】
前記高張力繊維帯体が、前記各小分け袋体を押し付け支持する構成とした
請求項２又は３に記載の切羽防護手段。
【請求項５】
前記袋体を、ゴム製の内袋と、合成繊維の外袋との二層構造で構成した
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の切羽防護手段。
【請求項６】
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の切羽防護手段における前記袋体を、開放型の前記掘削装置における前記先端部における開放部分を塞ぐように配置し、該袋体の後側から前記先端部の前方の地山に押し付けるように前記高張力繊維帯体で支持するとともに、
前記袋体に封入する流体の圧力を、地山の土圧に応じて加圧調整する
切羽防護システム。
【請求項７】
前記袋体に封入した流体の圧力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段による異常圧力の検出によって警報を発信する警報発信手段を備えた
請求項６に記載の切羽防護システム。
【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、切羽が露出する状態で掘削してエレメントを挿入する工法において、段取り替え等の掘削作業停止時において切羽の崩落や緩みを防止する切羽防護手段及び切羽防護システムに関する。
【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に、切羽が露出する状態で掘削して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、切羽が露出する状態で掘削する開放型掘削の場合、地山は自立性を有するものの、掘削によって切羽が緩んでいるため、段取り替え等の掘削作業停止時における小さなきっかけであっても、切羽が崩落するおそれがある。このようにして切羽が崩落すると、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、開放型掘削装置で掘削して、角形エレメントを挿入する工法において、角形エレメント内部から、水などの流体を内部に圧入した袋体を切羽に押しつける切羽養生方法が提案されている（特許文献１参照）。この切羽養生方法によれば、掘削作業停止時における切羽の崩落を防止することができる。
【０００６】
しかし、前記切羽養生方法では、水などの流体を内部に圧入した袋体を切羽に押しつけるための反力として、角型エレメント内部において、両側面に固定して幅方向に掛け渡す２本の反力材を用いており、作業空間として狭隘である角型エレメント内で、上述の反力材を設置することが非常に困難であった。
【０００７】
このように、反力材の設置が非常に困難な切羽養生方法では、例えば、休日前のように長期に亘る掘削作業停止の場合は有用であるものの、例えば、段取り替えやその他の作業のために掘削作業を停止する場合等の停止時間が長くない場合においては、切羽養生のために時間がかかるため、切羽養生せずにその他の作業を行い、その間に切羽が緩んだり、崩落する危険性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２２３１００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、掘削作業停止時に、切羽を崩落や緩み等の危険性から確実、且つ容易に防護することのできる切羽防護手段および切羽防護システム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、先端部が開放された開放型の掘削装置における切羽防護手段であって、流体を加圧封入する封入袋体と、前記先端部における開放部分を塞ぐように配置した該封入袋体を、後方から前記先端部の前方の地山に押し付けるように支持する押し付け支持部材とで構成し、該押し付け支持部材を、高張力繊維帯体で構成したことを特徴とする。
【００１１】
前記掘削装置は、エレメント等の挿入対象物の先端部に連結された掘削装置、あるいは単体で掘進駆動する掘削装置とすることができ、また、掘進方法も、けん引や推進のいずれであってもよい。さらには、先端部が開放された開放型の掘削装置は、人力掘削による掘削装置、機械で駆動するバケット等で掘削する機械掘削装置とすることができる。
【００１２】
前記流体は、空気などの無害な気体、水などの無害な液体、あるいはゲル体とすることができる。  
前記高張力繊維帯体は、ラッシングベルト等の引っ張りに対する伸びが少なく、可撓性を有する繊維ベルトとすることができる。
【００１３】
この発明により、掘削作業停止時に、切羽を崩落や緩み等の危険性から確実、且つ容易に防護することができる。  
詳しくは、開放型の掘削装置における先端部の開放部分を塞ぐように配置した封入袋体に、流体を加圧封入するとともに、押し付け支持部材で後側から先端部の前方の地山である切羽に押し付けるため、掘削作業停止時において切羽の崩落や緩みを確実に防止することができる。
【００１４】
また、押し付け支持部材を、引っ張りに対する伸びが少なく、可撓性を有する高張力繊維帯体で構成しているため、狭隘な掘削装置内部である先端部であっても、高張力繊維帯体で作業性よく、封入袋体を押し付け支持することができる。したがって、例えば、段取り替えやその他の作業のために掘削作業を停止する場合等の停止時間が長くない場合であっても、高張力繊維帯体により、短時間で封入袋体を押し付け支持できるため、切羽の崩落や緩みをより確実に防止する、つまり確実に切羽防護することができる。
【００１５】
この発明の態様として、前記封入袋体を、複数の小分け袋体で構成することができる。  
前記複数の小分け袋体は、開放型の掘削装置における開放された先端部における切羽断面を、例えば、４分割や９分割のように分割して小分けした袋体とすることができる。
【００１６】
この発明により、より作業性よく、切羽防護することができる。  
詳しくは、一体的な封入袋体と比較して小さな小分け袋体は取り扱い性が高いため、狭隘な掘削装置内部である先端部であっても、作業性よく小分け袋体をセットし、切羽防護することができる。
【００１７】
また、前記封入袋体を、複数の小分け袋体で構成することにより、一体的な封入袋体に比べて、各小分け袋体が切羽の形状に適用するという形状適用性が向上するため、袋体と切羽との隙間が低減し、切羽防護することができる。
【００１８】
また、切羽に押し付け支持された状態において、一体的な封入袋体が万が一、破損した場合、切羽断面全体が開放され、切羽の崩落や緩みの危険性が高まるが、開放型の掘削装置における開放された先端部における切羽断面を分割して小分けした小分け袋体の場合、複数の小分け袋体をセットするため、切羽に押し付け支持された状態において、複数の小分け袋体うちひとつが万が一、破損した場合であっても、残りの小分け袋体が切羽断面の多くの部分を押し付け支持しているため、破損した小分け袋体による切羽の開放面積は小さく、切羽の崩落や緩みの危険性を低減することができる。
【００１９】
またこの発明の態様として、前記小分け袋体を一体化する一体化手段を備えることができる。  
前記一体化手段は、小分け袋体同士の対向面に備える面ファスナや、小分け袋体同士を一体化する縫着とすることができる。  
この発明により、小分け袋体が一体化して切羽に押し付け支持することができる。
【００２０】
またこの発明の態様として、前記高張力繊維帯体が、前記各小分け袋体を押し付け支持する構成とすることができる。  
前述の高張力繊維帯体が、前記各小分け袋体を押し付け支持する構成は、１本の高張力繊維帯体が複数の各小分け袋体を押し付け支持する構成、あるいは、小分け袋体毎を１本の高張力繊維帯体が各押し付け支持する構成とすることができる。  
この発明により、小分け袋体がそれぞれ高張力繊維帯体によって押し付け支持されているため、より確実に、切羽を防護することができる。
【００２１】
またこの発明の態様として、前記袋体を、ゴム製の内袋と、合成繊維の外袋との二層構造で構成することができる。  
この発明により、ゴム製の内袋により、封入する流体の密閉性を確保し、合成繊維の外袋により、袋体の耐圧性を向上するとともに、ゴム製の内袋が切羽に直接接触して破損することを防止できる。したがって、耐圧性及び信頼性の高い切羽防護を実現することができる。
【００２２】
またこの発明は、上述の切羽防護手段における前記袋体を、開放型の前記掘削装置における前記先端部における開放部分を塞ぐように配置し、該袋体の後側から前記先端部の前方の地山に押し付けるように前記高張力繊維帯体で支持するとともに、前記袋体に封入する流体の圧力を、地山の土圧に応じて加圧調整する切羽防護システムであることを特徴とする。  
前述の地山の土圧に応じた加圧調整は、切羽部分に作用する土圧とほぼ同じ圧力、もしくは、わずかに高い圧力で調整することをいう。
【００２３】
この発明により、施工箇所に応じた適切な切羽防護を行うことができる。詳しくは、例えば、地山の土圧に応じず、所定の圧力管理で袋体を加圧して切羽防護する際の管理圧力が地山の土圧より低い場合、圧力管理された袋体は地山の土圧に押されて、切羽がさらに緩み、地表面や上部の構造物を沈下させるおそれがある。逆に、管理圧力が地山の土圧より高い場合、圧力管理された袋体が切羽を押し付けすぎることとなり、地表面や上部の構造物を隆起させるおそれがある。これに対し、前記袋体に封入する流体の圧力を、地山の土圧に応じて加圧調整することにより、地表面や上部の構造物を沈下や隆起させることなく、確実に切羽防護することができる。
【００２４】
この発明の態様として、前記袋体に封入した流体の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段による異常圧力の検出によって警報を発信する警報発信手段を備えることができる。
【００２５】
前記異常圧力は、加圧ポンプやバルブの故障や袋体の破損、さらには、高張力繊維帯体自体や固定部の破損による所定圧力に対する圧力低下、或いは、圧力制御部の故障による所定圧力に対する圧力増加が検出誤差を超えた圧力とすることができる。
【００２６】
この発明により、警報発信手段が異常圧力の検出を警報発信するため、例えば施工管理者は、早期に異常圧力を認識して対処できるため、圧力異常により、地表面や上部の構造物が沈下や隆起することの危険性を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、掘削作業停止時に、切羽を崩落や緩み等の危険性から確実、且つ容易に防護できる切羽防護手段および切羽防護システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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）。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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）。
【００５７】
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）。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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）。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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）。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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）。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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）。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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）。
【０１０５】
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）。
【０１０６】
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）。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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）。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
上述したように、先端部が開放された開放型の刃口３０における切羽防護手段として、エアーを加圧封入するエアーバッグ６１と、先端部における開放部分を塞ぐように配置したエアーバッグ６１を、後方から先端部の前方の地山４００に押し付けるように支持するラッシングベルト６２とで構成し、ラッシングベルト６２を、高張力繊維帯体６２ａで構成したことにより、掘削作業停止時に、切羽４００ａを崩落や緩み等の危険性から確実、且つ容易に防護することができる。
【０１２６】
詳しくは、開放型の刃口３０における先端部の開放部分を塞ぐように配置したエアーバッグ６１に、エアーを加圧封入するとともに、ラッシングベルト６２で後方から先端部の前方の地山４００である切羽４００ａに押し付けるため、掘削作業停止時において切羽４００ａの崩落や緩みを確実に防止することができる。
【０１２７】
また、ラッシングベルト６２を、高張力繊維帯体６２ａで構成しているため、狭隘な刃口３０内部である先端部であっても、高張力繊維帯体６２ａで作業性よく、エアーバッグ６１を押し付け支持することができる。したがって、例えば、段取り替えやその他の作業のために掘削作業を停止する場合等の停止時間が長くない場合であっても、高張力繊維帯体６２ａにより、短時間でエアーバッグ６１を押し付け支持できるため、切羽４００ａの崩落や緩みをより確実に防止する、つまり確実に切羽４００ａを防護することができる。
【０１２８】
また、切羽防護する断面を分割するサイズに形成したエアーバッグ６１を、積み上げているため、より作業性よく、切羽４００ａを防護することができる。  
詳しくは、全断面サイズのエアーバッグと比較して小さなエアーバッグ６１は取り扱い性が高いため、狭隘な刃口３０内部である先端部であっても、作業性よくエアーバッグ６１をセットし、切羽４００ａを防護することができる。
【０１２９】
また、切羽防護する断面を分割するサイズに形成したエアーバッグ６１は、全断面サイズのエアーバッグに比べて、切羽４００ａに対する形状適用性が向上するため、袋体と切羽４００ａとの隙間が低減し、切羽４００ａを防護することができる。
【０１３０】
また、切羽４００ａに押し付け支持された状態において、全断面サイズのエアーバッグが万が一、破損した場合、切羽４００ａの断面全体が開放され、切羽４００ａの崩落や緩みの危険性が高まる。
【０１３１】
これに対し、開放型の刃口３０における開放された先端部における切羽４００ａの断面を分割して小分けしたエアーバッグ６１を積み上げてセットするため、切羽４００ａに押し付け支持された状態において、複数のエアーバッグ６１うちひとつが万が一、破損した場合であっても、残りのエアーバッグ６１が切羽４００ａの広い範囲を押し付け支持しているため、破損したエアーバッグ６１による切羽４００ａの開放面積は小さく、切羽４００ａの崩落や緩みの危険性を低減することができる。
【０１３２】
また、高張力繊維帯体６２ａが、各エアーバッグ６１を押し付け支持することにより、エアーバッグ６１がそれぞれ高張力繊維帯体６２ａによって押し付け支持されているため、より確実に、切羽４００ａを防護することができる。
【０１３３】
また、エアーバッグ６１を、ゴム製の本体袋６１ａと、合成繊維の補強袋６１ｂとの二層構造で構成することにより、ゴム製の本体袋６１ａにより、封入するエアーの密閉性を確保し、合成繊維の補強袋６１ｂにより、エアーバッグ６１の耐圧性を向上するとともに、ゴム製の本体袋６１ａが切羽４００ａに直接接触して破損することを防止できる。したがって、信頼性高く、切羽４００ａを防護することができる。
【０１３４】
また、エアーバッグ６１を一体化する襞部６１ｄのハトメ６１ｅを縫合する固定紐を備えた場合、エアーバッグ６１が一体化して切羽４００ａに押し付け支持することができる。
【０１３５】
また、上述のエアーバッグ６１を、開放型の刃口３０における先端部における開放部分を塞ぐように配置し、エアーバッグ６１の後側から先端部の前方の切羽４００ａに押し付けるように高張力繊維帯体６２ａで支持するとともに、エアーバッグ６１に封入するエアーの圧力を、エアー管理システム８０で地山４００の土圧に応じて加圧調整することにより、施工箇所に応じた適切な切羽４００ａの防護を行うことができる。
【０１３６】
詳しくは、例えば、地山４００の土圧に応じず、所定の圧力管理でエアーバッグ６１を加圧して切羽４００ａを防護した場合、管理圧力が地山４００の土圧より低い場合、圧力管理されたエアーバッグ６１は地山４００の土圧に押されて、切羽４００ａがさらに緩み、地表面や上部の構造物を沈下させるおそれがある。逆に、管理圧力が地山４００の土圧より高い場合、圧力管理されたエアーバッグ６１が切羽４００ａを押し付けすぎることとなり、地表面や上部の構造物を隆起させるおそれがある。したがって、エアーバッグ６１に封入するエアーの圧力を、地山４００の土圧に応じて加圧調整することにより、地表面や上部の構造物を沈下や隆起させることなく、確実に切羽４００ａを防護することができる。
【０１３７】
さらには、エアーバッグ６１に封入したエアーの圧力を検出するエアー管理システム８０の圧力センサと、エアー管理システム８０の圧力センサによる異常圧力の検出によって警報を発信する圧力管理装置８４を備えることにより、圧力管理装置８４が異常圧力の検出を警報発信するため、例えば施工管理者は、早期に異常圧力を認識して対処でき、圧力異常により、地表面や上部の構造物が沈下や隆起することの危険性を抑制することができる。
【０１３８】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の掘削装置は、刃口３０に対応し、
以下同様に、
切羽防護手段は、エアーバッグ６１及びラッシングベルト６２に対応し、
流体は、エアーに対応し、
封入袋体及び小分け袋体は、エアーバッグ６１に対応し、
押し付け支持部材は、ラッシングベルト６２に対応し、
高張力繊維帯体は、高張力繊維帯体６２ａに対応し、
一体化手段は、襞部６１ｄのハトメ６１ｅを縫合する固定紐に対応し、
内袋は、本体袋６１ａに対応し、
外袋は、補強袋６１ｂに対応し、
切羽防護システムは、エアー管理システム８０に対応し、
圧力検出手段は、エアー管理システム８０の圧力センサに対応し、
警報発信手段は、圧力管理装置８４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。
【０１３９】
上述の説明では、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、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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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】
【０１４５】
３０…刃口
６１…エアーバッグ
６１ａ…本体袋
６１ｂ…補強袋
６１ｄ…襞部
６１ｅ…ハトメ
６２…ラッシングベルト
６２ａ…高張力繊維帯体
８０…エアー管理システム
８４…圧力管理装置
４００…地山
【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６】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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