(57)【要約】【課題】掘削装置により地盤を掘削した後に、吹きつけコンクリートをできるだけ使用せずに、支保工を構築できるようにする。【解決手段】掘削孔の内面に露出した地山の表面に吹き付けモルタル７０を吹き付ける工程と、吹き付けモルタル７０の表面に沿って円環状に鋼材７２を組み立てる工程と、掘削孔の下方において、吹き付けモルタル７０の内側にインバート７４を構築する工程と、吹き付けモルタル７０の内側に、吹き付けモルタル７０の表面と間隔をあけて円環状に内型枠７６を設置する工程と、吹き付けモルタル７０と内型枠７６との間にコンクリート７８を打設する工程と、を備える。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形断面形状に掘削した掘削孔の内面に露出した地山の表面に支保工を構築する方法であって、
前記掘削孔の内面に露出した地山の表面に吹き付けモルタルを吹き付ける工程と、
前記吹き付けモルタルの表面に沿って円環状に鋼材を組み立てる工程と、
前記吹き付けモルタルの内側に、吹き付けモルタルの表面と間隔をあけて円環状に内型枠を設置する工程と、
前記吹き付けモルタルと内型枠との間にコンクリートを打設する工程と、を備える支保工の構築方法。
【請求項２】
前記円環状に鋼材を組み立てる工程の後に、
前記掘削孔の下方において、前記吹き付けモルタルの内側にインバートを構築する工程を行う、
請求項１に記載された支保工の構築方法。
【請求項３】
トンネルを掘削する方法であって、
掘削装置を用いて円形断面形状の掘削孔を形成する工程と、
前記掘削装置の後方において、前記掘削孔の内面に露出した地山の表面に吹き付けモルタルを吹き付けるステップと、前記吹き付けモルタルの内側に円環状に鋼材を組み立てるステップと、前記吹き付けモルタルの内側に、吹き付けモルタルの表面と間隔をあけて円環状に内型枠を設置するステップと、前記吹き付けモルタルと内型枠との間にコンクリートを打設するステップと、を行うことにより、前記掘削孔の内側に支保工を構築する工程と、
前記支保工の内側に覆工を行う工程と、を備える、トンネルの掘削方法。
【請求項４】
前記円形断面形状の掘削孔を形成する工程は、円筒形の掘削装置により地山を円環状に掘削するステップと、前記掘削装置の内部において、前記円環状に掘削された部分の内側の地山を掘削するステップと、を含む、請求項３に記載のトンネルの掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支保工の構築方法、及びこの方法により構築された支保工を用いたトンネル掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大断面のシールドトンネルをより効率良く構築する方法として、環状のカッタ部を備えた掘削装置により、トンネルの外郭部に当たる位置の地盤を先行して断面円環状に掘削する工程と、掘削した部分に円筒状に覆工体を構築する工程と、覆工体に反力をとって掘削装置を推進させる工程とを繰り返して先行して断面円環状に地盤を掘削し、さらに、これと並行して覆工体の内側に円柱状に残留した土砂を後方側から掘削することによりトンネルを構築する方法が知られている。
【０００３】
本願出願人らは、このようなトンネルの掘削に用いられる掘削装置として、掘削時に掘削方向を変更することが可能な掘削装置を開発している（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１３８８２１号
【特許文献２】特許第４９３４２３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１記載の装置を用いて地盤を掘削した後、覆工を設けるまでの間、支保工により地山を支持する必要がある。このような支保工として、掘削後、鉄骨を組立て、掘削孔の表面にコンクリートを吹きつけ、ロックボルトを打設することにより地山を支えるＮＡＴＭ工法が広く用いられている。
【０００６】
しかしながら、ＮＡＴＭ工法で用いられる吹きつけコンクリートは最大粗骨材１５ｍｍ程度であることから、材料の３０％程度が掘削孔の壁面から跳ね返ってしまう。また、粉塵も大量に舞うため、坑内の労働環境の悪化という問題もある。さらに、このような吹きつけコンクリートの跳ね返りや粉塵は、掘削装置の隙間に入り込み、掘削装置の故障の原因となる。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、掘削装置により地盤を掘削した後に、吹きつけコンクリートをできるだけ使用せずに、支保工を構築できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の支保工の構築方法は、円形断面形状に掘削した掘削孔の内面に露出した地山の表面に支保工を構築する方法であって、掘削孔の内面に露出した地山の表面に吹き付けモルタルを吹き付ける工程と、吹き付けモルタルの表面に沿って円環状に鋼材を組み立てる工程と、吹き付けモルタルの内側に、吹き付けモルタルの表面と間隔をあけて円環状に内型枠を設置する工程と、吹き付けモルタルと内型枠との間にコンクリートを打設する工程と、を備える。
上記の方法において、好ましくは、円環状に鋼材を組み立てる工程の後に、掘削孔の下方において、吹き付けモルタルの内側にインバートを構築する工程を行う。
【０００９】
上記の支保工の構築方法によれば、吹き付けモルタルを吹き付けた後、その内側に鉄筋コンクリートを円環状に構築しているため、吹きつけコンクリートを用いることなく、支保工を構築することができる。これにより、吹きつけコンクリートの跳ね返りや、粉塵の発生を防止することができ、また、掘削装置の故障を防止することができる。
【００１０】
また、本発明のトンネルを掘削する方法は、掘削装置を用いて円形断面形状の掘削孔を形成する工程と、掘削装置の後方において、掘削孔の内面に露出した地山の表面に吹き付けモルタルを吹き付けるステップと、吹き付けモルタルの内側に円環状に鋼材を組み立てるステップと、吹き付けモルタルの内側に、吹き付けモルタルの表面と間隔をあけて円環状に内型枠を設置するステップと、吹き付けモルタルと内型枠との間にコンクリートを打設するステップと、を行うことにより、掘削孔の内側に支保工を構築する工程と、支保工の内側に覆工を行う工程と、を備える。
【００１１】
上記の掘削方法において、円形断面形状の掘削孔を形成する工程は、円筒形の掘削装置により地山を円環状に掘削するステップと、掘削装置の内部において、円環状に掘削された部分の内側の地山を掘削するステップと、を含むのが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、掘削装置により地盤を掘削した後に、吹きつけコンクリートを使用せずに支保工を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による掘削装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す掘削装置の軸方向の鉛直断面図である。
【図３】図１に示す掘削装置の先端部の水平断面図である。
【図４】図２におけるＡ−Ａ視側面図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ視断面図である。
【図６】図２におけるＣ−Ｃ視断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による掘削装置を用いたトンネルの掘削を示す鉛直断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による掘削装置における推進方法を説明するための図であり、後方の径方向油圧ジャッキを伸長させた状態を示す。
【図９】本発明の第１実施形態による掘削装置における推進方法を説明するための図であり、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキを伸長させた状態を示す。
【図１０】本発明の第１実施形態による掘削装置における推進方法を説明するための図であり、前方の径方向油圧ジャッキを伸張させ、後方の径方向油圧ジャッキを後退させた状態を示す。
【図１１】本発明の第１実施形態による掘削装置における推進方法を説明するための図であり、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキを収縮させた状態を示す。
【図１２】支保工の構築方法を説明するための図である。
【図１３】内型枠を示すトンネルの鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態である掘削装置を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態による掘削装置１を示す斜視図、図２は、図１に示す掘削装置１の軸方向の鉛直断面図、図３は、図１に示す掘削装置１の先端部の水平断面図である。また、図４は、図２におけるＡ−Ａ視側面図、図５は、図２におけるＢ−Ｂ視断面図、図６は、図２におけるＣ−Ｃ視断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、掘削装置１は、円筒状の殻体２と、殻体２の掘削進行方向（以下、前方という）の先端に設けられた掘削機構４と、掘削土排出機構６と、掘削機構４を推進させるための推進機構８とを備える。
【００１６】
図２に示すように、殻体２は、前方から順次接続された第１の掘削部殻体１０と、第２の掘削部殻体１２と、前方の殻体１４と、後方の殻体１６とにより構成される。
【００１７】
第１の掘削部殻体１０は、先端面を形成する円環状の先端面部１０Ａと、先端面部１０Ａの外周縁から後方に延びる円筒状の前方外筒体１０Ｂと、前方外筒体１０Ｂの後端に接続され、前方外筒体１０Ｂよりも小径の円筒状に形成された後方外筒体１０Ｃと、先端面部１０Ａの内周縁から後方に延びる円筒状の内筒体１０Ｄと、前方及び後方の外筒体１０Ｂ、１０Ｃと内筒体１０Ｄとを結ぶように設けられた複数の支持部材（図示せず）を有する。
【００１８】
また、第２の掘削部殻体１２と、前方の殻体１４と、後方の殻体１６とは、それぞれ、第１の掘削部殻体１０の前方外筒体１０Ｂと略同径に形成された円筒状の外筒体１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃと、外筒体１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃ内に配置され、第１の掘削部殻体１０の内筒体１０Ｄと略同径に形成された円筒状の内筒体１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄと、内筒体１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄと外筒体１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃを結ぶように設けられた複数の支持部材（図示せず）とにより構成される。これら殻体１０、１２、１４、１６はそれぞれ鋼材からなる。なお、第１の掘削部殻体１０の内筒体１０Ｄの後端は、第２の掘削部殻体１２の内筒体１２Ｄの前端との間に隙間１０Ｆが形成されるように、第２の掘削部殻体１２の内筒体１２Ｄの前端よりも前方において終端している。
【００１９】
第１の掘削部殻体１０、第２の掘削部殻体１２、前方の殻体１４、及び後方の殻体１６を構成する内筒体１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄ及び外筒体１０Ｂ、１０Ｃ、１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃは、後に詳述する掘削機構４の回転軸と同心同軸に配置されており、これにより、内筒体１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄと外筒体１０Ｂ、１０Ｃ、１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃとの間に環状空間が形成される。支持部材は、棒状又は板状の鋼材からなり、外筒体１０Ｂ、１０Ｃ、１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃに作用する土圧を支持可能な本数、内筒体１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄの中心軸を中心として放射状に、周方向及び軸方向に適宜な間隔をあけて、これら内筒体１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄと外筒体１０Ｂ、１０Ｃ、１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃを結ぶように設けられている。そして、内筒体１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ、１６Ｄと、外筒体１０Ｂ、１０Ｃ、１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃとの間の環状空間内に推進機構８が収容されている。
【００２０】
第１の掘削部殻体１０の後方外筒体１０Ｃは、第２の掘削部殻体１２の外筒体１２Ｃの内側に収容されており、これにより、第１の掘削部殻体１０は第２の掘削部殻体１２に対して回転可能に接続されている。なお、第１の掘削部殻体１０の後方外筒体１０Ｃは、第２の掘削部殻体１２の外筒体１２Ｃとの間にベアリング等を介在させることにより滑りを向上することができる。
【００２１】
また、第２の掘削部殻体１２は、内筒体１２Ｄの内周面の後端部及び外筒体１２Ｃの外周面の後端部が切り欠かれている。また、前方の殻体１４は、内筒体１４Ｄの外周面の先端部及び外筒体１４Ｃの内周面の先端部が切り欠かれている。そして、第２の掘削部殻体１２の後端部の内側に、前方の殻体１４の先端部が収容されることにより、第２の掘削部殻体１２が前方の殻体１４に対して軸方向に摺動可能に接続されている。
【００２２】
これと同様に、前方の殻体１４は、内筒体１４Ｄの内周面の後端部及び外筒体１４Ｃの外周面の後端部が切り欠かれている。また、後方の殻体１６は、内筒体１６Ｄの外周面の先端部及び外筒体１６Ｃの内周面の先端部が切り欠かれている。そして、前方の殻体１４の後端部の内側に、後方の殻体１６の先端部が収容されることにより、前方の殻体１４が後方の殻体１６に対して軸方向に摺動可能に接続されている。なお、第２の掘削部殻体１２と前方の殻体１４、及び、前方の殻体１４と後方の殻体１６の接続部に、軸方向の摺動を案内するガイド部材を設けてもよい。
【００２３】
図３に示すように、掘削機構４は、第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａに形成された複数の削孔ビットを含むカッタ部２０と、第１の掘削部殻体１０内に配置された減速機２２と、第２の掘削部殻体１２内に配置されたモータ２４と、を備える。
【００２４】
図４に示すように、第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａには、周方向に間隔をあけて複数の開口２６が形成されており、外部と第１の掘削部殻体１０内の空間１０Ｅとがこの開口２６を通して連通している。
【００２５】
カッタ部２０は、第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａに周方向に間隔をあけて設けられた１３対のローラービット２８と、先端面部１０Ａに形成された開口２６の縁に設けられた削孔ビット３０と、を備える。
【００２６】
また、図３に示すように、第１の掘削部殻体１０の後端部には、ピンラック３２が取り付けられている。
【００２７】
図３に示すように、第２の掘削部殻体１２内にモータ２４が配置され、このモータ２４の回転軸には減速機２２が接続されており、この減速機２２にはピニオン２２Ａが取り付けられている。そして、減速機２２に取り付けられたピニオン２２Ａが、第１の掘削部殻体１０に取り付けられたピンラック３２と噛み合っている。これにより、モータ２４が回転すると、この回転力が減速機２２を介してトルクが増幅されて第１の掘削部殻体１０に伝達され、第１の掘削部殻体１０はその中心軸を中心として第２の掘削部殻体１２に対して回転する。
【００２８】
各ローラービット２８は、半径方向に異なる位置に配置されている。これにより、第１の掘削部殻体１０が周方向に回転した際に、各ローラービット２８が通過する軌跡が、半径方向に略等間隔な同心円となり、径によらず均質な掘削を行うことができる。
【００２９】
また、削孔ビット３０は、先端が鋭利なビットからなり、第１の掘削部殻体１０が回転することにより、ローラービット２８により切削された切削面を平坦に整えるように掘削する。
【００３０】
図２に示すように、掘削土排出機構６は、第１の掘削部殻体１０内の空間１０Ｅを周方向に複数の室１０Ｇに分割するように、第１の掘削部殻体１０の内部の空間１０Ｅ内に設けられた複数の板材３４と、第２の掘削部殻体１２の内筒体１２Ｄに前方へ延出するように取り付けられた閉鎖プレート３６と、地盤に向かって水を噴射するように、その噴出口が第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａの表面に露出して設けられたジェットノズル（図示せず）と、を備えている。
【００３１】
各板材３４は、先端がそれぞれ、第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａの削孔ビット３０が取り付けられた箇所の裏面に接続されており、後述するように、第１の掘削部殻体１０が回転した際に、空間１０Ｅ内の掘削土を後方に向かって押しやるように、後方に向かって周方向に傾斜して設けられている。
【００３２】
閉鎖プレート３６は、第１の掘削部殻体１０の内筒体１０Ｄの後端と、第２の掘削部殻体１２の内筒体１２Ｄの前端との間の隙間１０Ｆを、周方向に最下部から所定の高さまでの部分（本実施形態では、最下部から周方向両側にそれぞれ約１２０°の部分）を閉鎖するように設けられている。
【００３３】
図２に示すように、推進機構８は、掘削進行方向に延び、直列接続された複数対の前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０、４２と、周方向に隣接する軸方向油圧ジャッキ４０、４２の間に配置された複数の前方及び後方の径方向油圧ジャッキ４４、４６と、前方及び後方の径方向油圧ジャッキ４４、４６の先端に夫々接続された前方及び後方の複数の支持板４８、５０と、補助用の推進ジャッキ６０と、により構成される。
【００３４】
各対の前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０、４２は掘削進行方向に延びるように直列接続されている。各対の前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０、４２は、角度によらず均一な推進力が得られるように、殻体２の周方向に等角度間隔で設けられている。
【００３５】
前方の軸方向油圧ジャッキ４０は、第２の掘削部殻体１２から前方の殻体１４に亘って、内筒体１２Ｄ、１４Ｄと外筒体１２Ｃ、１４Ｃと間に収容されており、先端が第２の掘削部殻体１２に設けられた接続プレート５２に固定され、後端が前方の殻体１４に設けられた接続プレート５４に固定されている。
【００３６】
後方の軸方向油圧ジャッキ４２は、前方の殻体１４から後方の殻体１６に亘って、内筒体１４Ｄ、１６Ｄと外筒体１４Ｃ，１６Ｃと間に収容されており、先端は前方の殻体１４の接続プレート５４に固定され、後端は後方の殻体１６に設けられた接続プレート５６に固定されている。このように、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０、４２は、接続プレート５４を介して直列接続されている。
【００３７】
図５に示すように、前方の径方向油圧ジャッキ４４は、矩形状の支持板４８に対して、周方向に並ぶ２台の油圧ジャッキが一組として設けられている。対となる径方向油圧ジャッキ４４は周方向に間隔をあけて第２の掘削部殻体１２内に収容されている。
【００３８】
また、図２及び図６に示すように、後方の径方向油圧ジャッキ４６は、前後方向に並ぶ一対の支持板５０のそれぞれに対して、４台の油圧ジャッキが一組として、支持板５０の四隅に当たる位置に設けられている。後方の径方向油圧ジャッキ４６は、前後方向及び周方向に間隔をあけて、後方の殻体１６内に収容されている。
【００３９】
第２の掘削部殻体１２及び後方の殻体１６の外筒体１２Ｃ、１６Ｃには、前方及び後方の径方向油圧ジャッキ４４、４６に対応した位置に開口１２Ａ，１６Ａが形成されている。前方及び後方の径方向油圧ジャッキ４４，４６は、一端が第２の掘削部殻体１２及び後方の殻体１６の内筒体１２Ｄ，１６Ｄに固定されており、他端が外筒体１２Ｃ、１６Ｃに形成された開口１２Ａ，１６Ａと略同一形状の支持板４８、５０に接続されている。かかる構成により、前方及び後方の径方向油圧ジャッキ４４，４６が伸長することにより、支持板４８、５０が外周に向かって突出することとなる。
なお、これら軸方向油圧ジャッキ４０、４２及び径方向油圧ジャッキ４４、４６は、制御装置（図示せず）に接続されており、制御装置により油圧が供給される。
【００４０】
以下、上記の掘削装置１を用いたトンネルの掘削方法を説明する。
図７は、本実施形態による掘削装置１を用いたトンネルの掘削を示す鉛直断面図である。同図に示すように、本実施形態では、先行して、掘削装置１により円筒状に地盤６２を掘削し、後行して、残された中心部の地盤６４を重機６６によって掘削することにより円形断面のトンネルを構築する。掘削装置１の後方には掘削装置１とともに移動可能な架台６８が設けられており、重機６６は架台６８に載置されている。
【００４１】
まず、図８〜図１１を参照して、推進機構８により、掘削機構４を推進させる方法について説明する。なお、この推進作業は、掘削機構４のカッタ部２０を掘削装置１の軸を中心として回転させるとともに、掘削土排出機構６により掘削土を排出させながら行う。
【００４２】
まず、図８に示すように、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０、４２が収縮した状態で、後方の径方向油圧ジャッキ４６を伸長させて支持板５０により周囲の地盤を押圧する。そして、図９に示すように、支持板５０により地盤に反力をとった状態で、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０，４２を伸長させて掘削機構４を前方へ押し出し、掘削機構４により地盤を円筒状に掘削していく。
【００４３】
このようにして、所定の距離、掘削を行ったら、図１０に示すように、前方の径方向油圧ジャッキ４４を伸張させて、支持板４８により周囲の地盤を押圧する。そして、後方の径方向油圧ジャッキ４６を後退させる。
【００４４】
さらに、図１１に示すように、前方及び後方の軸方向油圧ジャッキ４０，４２を収縮させる。これにより、前方及び後方の殻体１４、１６を前進させることができる。なお、この際、掘削が完了したトンネルの内周壁に取り付けられたセグメントに反力を取った状態で、補助用の推進ジャッキ６０を伸張させることにより、前方及び後方の殻体１４、１６を容易に前進させることができる。
【００４５】
以上の工程を繰り返すことで、掘削機構４を前方へ進出させるとともに掘削装置１を推進させることができる。
【００４６】
上記の推進作業とともに、カッタ部２０を回転させて地盤を掘削し、掘削することで生じた掘削土を装置後方へと送る。すなわち、推進機構８によりカッタ部２０を地盤に押し付けた状態で、掘削機構４のモータ２４を回転させる。モータ２４の回転力は減速機２２に伝達されてトルクが増幅され、ピニオン２２Ａ及びピンラック３２を介して第１の掘削部殻体１０を回転させる。第１の掘削部殻体１０が回転すると、まず、地盤がカッタ部２０のローラービット２８により断面鋸形状に掘削され、さらに、削孔ビット３０により表面の凹凸が削りとられる。これにより円環状に地盤を掘削することができる。
【００４７】
カッタ部２０により地盤を掘削することで生じた掘削土は、ジェットノズルから噴射される水と攪拌されて、流動性が向上される。そして、掘削土は、第１の掘削部殻体１０の先端面部１０Ａに形成された開口２６から第１の掘削部殻体１０内の室１０Ｇに収容される。そして、第１の掘削部殻体１０が回転することにより、第１の掘削部殻体１０内に取り付けられた板材３４により後方に送られ、隙間１０Ｆから装置の内側の空間へ排出される。
【００４８】
ここで、上記の通り、第１の掘削部殻体１０の内筒体１０Ｄの後端と、第２の掘削部殻体１２の内筒体１２Ｄの前端との間の隙間１０Ｆは、周方向に最下部から所定の高さまでの部分が閉鎖プレート３６により閉鎖されている。このため、所定の高さ以下に位置している室１０Ｇからは掘削土が排出されることはなく、第１の掘削部殻体１０が回転することにより、所定の高さまで回転した室１０Ｇ内の掘削土が閉鎖プレート３６上に落下することとなる。これにより、室１０Ｇを通して隙間１０Ｆまで運ばれた掘削土が、下方にたまってしまい、隙間１０Ｆを閉塞することを防止できる。
【００４９】
上記の先行掘削作業と並行して、掘削装置１により円環状に掘削された部分の内側の地盤６４を第１の掘削部殻体１０の後方位置まで掘削する。この掘削作業は、ブレーカーやバックホウ等の重機を用いればよい。
そして、ブレードにより運ばれた掘削土及び地盤を掘削して発生した掘削土を、シャフローダによりダンプトラックに積載し、トンネル外部に搬出する。
【００５０】
次に、トンネル全断面の掘削が完了した部分において、支保工を構築する。
以下、支保工の構築方法を、図１２を参照しながら説明する。なお、図１２において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）は装置後方のトンネル上部の鉛直断面を示し、（Ｃ）は装置後方のトンネル下部の鉛直断面を示す。
【００５１】
まず、図８〜図１１を参照して説明した方法により掘削装置１が前方へ進行したら、図１２（Ａ）に示すように、装置１の後方の掘削孔内に露出した地山６２の表面に向かって、吹きつけモルタル７０を吹き付ける。この吹きつけモルタル７０は骨材を含んでいないため、吹きつけコンクリートのように跳ね返りを生じることがない。また、吹きつけモルタル７０は吹き付けコンクリートに比べて粉塵の発生も非常に少ない。
【００５２】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、吹きつけモルタル７０の表面の掘削進行方向先端部に、吹き付けモルタル７０の表面に沿って円環状に鋼材７２を建て込む。
【００５３】
次に、図１２（Ｃ）に示すように、掘削孔の下方においてインバートコンクリート７４を打設する。
【００５４】
次に、吹きつけコンクリート６２の表面に沿って、鉄筋を格子状に配筋する。そして、図１３に示すようなテレスコピック式の内型枠７６を吹きつけモルタル７０の表面に対して間隔をあけて配置する。内型枠７６は掘削装置１の一回の推進動作で進行する距離と略等しい幅を有している円環状に組み立てられた鋼材からなる。また、内型枠７６は、図１３に示す拡張した状態から、中心方向に向かって収縮した状態へと変形可能である。なお、内型枠７６は、掘削装置１とともに移動可能な架台６８に固定すればよい。
【００５５】
次に、吹きつけモルタル７０と内型枠７６との間にコンクリート７８を打設する。この際打設するコンクリート７８は、流動性の高いコンクリートが望ましい。なお、内型枠７６は打設したコンクリート７８が硬化したら、収縮させて掘削進行方向前方に移動させ、再び用いることができる。
【００５６】
そして、コンクリート７８の打設が完了したら、図１２（Ｄ）に示すように、図８〜図１１を参照して説明した方法により掘削装置１を前方に所定の距離だけ推進させる。
【００５７】
以上の工程により、掘削装置１の後方で支保工８０を順次構築することができ、この支保工８０により掘削が完了した地山６２が崩壊しないように抑えることができる。このようにして構築した支保工８０によれば、内側に円環状の鉄筋コンクリート層を有するため、支保工として十分な機能を有する。
【００５８】
そして、支保工８０を構築した後方において、支保工の内側にセグメント等により覆工を行う。これにより、円形断面のトンネルを構築することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、吹き付けモルタル７０を吹き付けた後、その内側に鉄筋コンクリート層を円環状に構築しているため、吹きつけコンクリートを用いることなく、支保工８０を構築することができる。これにより、吹きつけコンクリートの跳ね返りや、粉塵の発生を防止することができ、また、掘削装置１の故障を防止することができる。
【００６０】
また、ＮＡＴＭ工法では、吹きつけコンクリートを固定するためにロックボルトを打設していたが、本実施形態によれば、ロックボルトを打設する必要がなくなり、支保工を短時間で構築することができ、トンネルの構築速度を向上することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、掘削装置１により地盤を円環断面状に掘削した後、残りの部分を掘削する工法を用いていたが、これに限らず、いわゆるＴＢＭ工法によりトンネルを掘削する場合であれば、本発明の支保工の構築方法を適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  掘削装置
２  殻体
４  掘削機構
６  掘削土排出機構
８  推進機構
１０  第１の掘削部殻体
１０Ａ  先端面部
１０Ｂ  前方外筒体
１０Ｃ  後方外筒体
１０Ｅ  空間
１０Ｆ、１１０Ｆ  隙間
１０Ｇ  室
１２  第２の掘削部殻体
１２Ｃ、１４Ｃ、１６Ｃ  外筒体
１０Ｄ、１２Ｄ、１４Ｄ，１６Ｄ、１２Ｅ  内筒体
２０  カッタ部
２６  開口
２８  ローラービット
３０  削孔ビット
３４  板材
３６  閉鎖プレート
４０、４２  軸方向油圧ジャッキ
４４、４６径方向油圧ジャッキ
４８、５０  支持板
６０  推進ジャッキ
６２  コンクリート
６２  地盤（地山）
６６  重機
６８  架台
７０  吹き付けモルタル
７２  鋼材
７４  インバートコンクリート
７６  内型枠
７８  コンクリート
８０  支保工
【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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