(57)【要約】【課題】容易に分離を行うことができる長尺管用の切断用鋼管及びこれを用いたトンネル掘削工法を提供する。【解決手段】  本発明は、先端側に設けられる削孔ビットによる削孔に伴って、削孔内に進入する長尺管に含まれる切除用鋼管であって、円筒状の鋼管本体と、前記鋼管本体の外周面に、軸方向に所定間隔をおいて形成された少なくとも一つの環状溝と、隣接する前記環状溝の間の領域、及び前記環状溝と前記鋼管本体の軸方向の後端部との間の領域の少なくとも一方において、前記各領域の軸方向の全長に亘って形成される少なくとも一つのスリットと、前記各環状溝の一部を貫通するか、あるかは前記各環状溝と連続するように形成された、少なくとも一つの貫通孔と、を備え、隣接する前記領域に形成されているスリットは、周方向に互いにずれた位置に形成されている。【選択図】図１
2019203362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側に設けられる削孔ビットによる削孔に伴って、削孔内に進入する長尺管に含まれる切除用鋼管であって、
円筒状の鋼管本体と、
前記鋼管本体の外周面に、軸方向に所定間隔をおいて形成された少なくとも一つの環状溝と、
隣接する前記環状溝の間の領域、及び前記環状溝と前記鋼管本体の軸方向の後端部との間の領域の少なくとも一方において、前記各領域の軸方向の全長に亘って形成される複数のスリットと、
前記各環状溝の一部を貫通するか、あるかは前記各環状溝と連続するように形成された、少なくとも一つの貫通孔と、
を備え、
隣接する前記領域に形成されているスリットは、周方向に互いにずれた位置に形成されている、切除用鋼管。
【請求項２】
前記貫通孔は、当該貫通孔よりも後方に形成されている前記複数のスリットの前端から等距離に位置するように、形成されている、請求項１に記載の切除用鋼管。
【請求項３】
前記各スリットの後端部に前記貫通孔が形成されており、
前記各貫通孔は、少なくとも前記環状溝よりも先端側に延びるように形成されている、請求項１または２に記載の切除用鋼管。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記環状溝に形成され、
前記各貫通孔の内径は、前記環状溝の幅よりも大きい、請求項１から３のいずれかに記載の切除用鋼管。
【請求項５】
外周面に少なくとも一つの開口が形成された少なくとも一つの鋼管を軸方向に連結し、最後尾の前記鋼管の後端部に、請求項１から４のいずれかに記載の切除用鋼管を連結することで構成された長尺管を、地山の切羽の周囲に打設するステップと、
前記長尺管内に固結材を注入し、前記各鋼管の開口または前記切除用鋼管の前記スリットを介して注入材を地山に浸透させるステップと、
地山を掘削しつつ前記切除用鋼管を露出させ、当該切除用鋼管の軸方向後方から前方に向けて押すように力を加えることで、前記切除用鋼管を、前記環状溝において折り曲げて切断するとともに、前記スリットによって分割し、内部の固結材とともに前記切除用鋼管の少なくとも一部を前記地山から除去するステップと、
を備えているトンネルの掘削工法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の複数の切除用鋼管を軸方向に連結することで構成された長尺管を、地山の切羽の鏡面に打設するステップと、
前記長尺管内に固結材を注入し、前記各鋼管の開口または前記切除用鋼管の前記スリットを介して注入材を地山に浸透させるステップと、
地山を掘削しつつ前記切除用鋼管を露出させ、当該切除用鋼管の軸方向後方から前方に向けて押すように力を加えることで、前記切除用鋼管を、前記環状溝において折り曲げて切断するとともに、前記スリットによって分割し、内部の固結材とともに前記切除用鋼管の少なくとも一部を前記地山から除去するステップと、
を備えているトンネルの掘削工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端側に設けられる削孔ビットによる削孔に伴って、削孔内に進入する長尺管に含まれる切除用鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トンネル工事において、地山を補強するための種々の工法が提案されている。例えば、長尺先受工法では、切羽の周囲の斜め前方に長尺管を打設し、この長尺管を通して固結材を注入する。これにより、固結材を地山に浸透させて硬化させることで地山補強及び改良を行う。この場合、打設した長尺管は地山に残しておき、トンネル形成領域の周囲を補強した後、トンネルの掘削を行う。そして、打設された長尺管のうち、地山から突出した不要部分は切断するようになっている。
【０００３】
ところで、特許文献１には、地山に打設する長尺管を構成する鋼管に、所定間隔おきに環状溝を形成し、さらに隣接する環状溝の間の領域に軸方向に延びる複数のスリットを形成することが開示されている。これにより、例えば、図１２に示すように、掘削機のバケット５００を上方から振り下ろして、鋼管３００を押圧すれば、スリット及び環状溝によって強度が低下した鋼管３００が折り曲げられ、さらに分離することができる。そのため、鋼管３００の分離回収を容易に行うことができる旨が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１４６４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実作業には掘削機の操縦者に高度な技量が必要とされ、刃の当たり所や振り下し加減が悪いと折りづらい。そして、鋼管３００が折れないと何度も刃を振り下すことになる。そして、図１３に示すように、鋼管３００の押圧のたびに切羽前方地山に残った鋼管に上向きの力がかかり、地山２００を緩ませてしまうおそれがある。原因になる。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、容易に分離を行うことができる長尺管用の切断用鋼管及びこれを用いたトンネル掘削工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】
本発明は、先端側に設けられる削孔ビットによる削孔に伴って、削孔内に進入する長尺管に含まれる切除用鋼管であって、円筒状の鋼管本体と、前記鋼管本体の外周面に、軸方向に所定間隔をおいて形成された少なくとも一つの環状溝と、隣接する前記環状溝の間の領域、及び前記環状溝と前記鋼管本体の軸方向の後端部との間の領域の少なくとも一方において、前記各領域の軸方向の全長に亘って形成される少なくとも一つのスリットと、前記各環状溝の一部を貫通するか、あるかは前記各環状溝と連続するように形成された、少なくとも一つの貫通孔と、を備え、隣接する前記領域に形成されているスリットは、周方向に互いにずれた位置に形成されている。
【０００７】
この構成によれば、本発明に係る切断用鋼管を取り付けた長尺管を地山に打設した後、地山から切断用鋼管を取り除くときに、以下のような効果を得ることができる。すなわち、切断用鋼管に、所定間隔おきに環状溝を形成するとともに、これら環状溝で仕切られた領域にスリットを形成している。さらに、各環状溝には、少なくとも１つの貫通孔が形成されている。そのため、貫通孔が形成されている環状溝より後方のスリットに、掘削機などで力を加えることで、スリットを容易に押し開くことができる。すなわち、各環状溝には貫通孔が形成されているため、薄肉の環状溝の強度がさらに低下し、これによって環状溝に沿って、切断用鋼管を容易に折り曲げ、さらに分離することができる。
【０００８】
特に、環状溝の強度が低下していることから、掘削機をスリットの延びる方向に沿って概ねまっすぐに押し込んでも、スリットを押し広げることができるため、切断用鋼管には径方向の力が作用しがたくなる。その結果、切断用鋼管の外周面から径方向に地山を押すような力が作用するのを防止することができ、よって、地山が緩むのを防止することができる。
【０００９】
上記切断用鋼管において、前記貫通孔は、当該貫通孔よりも後方に形成されている前記複数のスリットの前端から等距離に位置するように、形成することができる。
【００１０】
この構成によれば、複数のスリットを掘削機などで押し広げるとき、それらのスリットよりも前方の貫通孔が、各スリットの前端から等距離にあるため、スリットによって分割された複数の部位を均等な力で、折り曲げることができる。そのため、掘削機などで押圧する力を、より軸方向に沿って作用させることができる。その結果、切断用鋼管の外周面から径方向に地山を押すような力が作用するのをさらに防止することができる。
【００１１】
上記切断用鋼管においては、前記各スリットの後端部に前記貫通孔が形成されており、前記各貫通孔は、少なくとも前記環状溝よりも先端側に延びるように形成することができる。
【００１２】
この構成によれば、各貫通孔がスリットの後端部に形成され、且つ環状溝よりも前方に延びるように形成されているため、それよりも後方の領域を分離した後には、最後尾のスリットの後端に切り欠きが形成されることになる。したがって、環状溝よりも後方の領域を分離した後、さらに環状溝よりも前方の領域を分離する場合には、この切り欠きａを利用して、掘削機を容易に押し込むことができる。
【００１３】
上記切断用鋼管において、前記貫通孔は、前記環状溝に形成され、前記各貫通孔の内径は、前記環状溝の幅よりも大きくすることができる。
【００１４】
この構成によれば、環状溝の強度をより低下することができ、環状溝を支点として、各領域をさらに容易に折り曲げることができる。
【００１５】
本発明に係る第１のトンネル掘削工法は、外周面に少なくとも一つの開口が形成された少なくとも一つの鋼管を軸方向に連結し、最後尾の前記鋼管の後端部に、上述したいずれかの切除用鋼管を連結することで構成された長尺管を、地山の切羽の周囲に打設するステップと、前記長尺管内に固結材を注入し、前記各鋼管の開口または前記切除用鋼管の前記スリットを介して注入材を地山に浸透させるステップと、地山を掘削しつつ前記切除用鋼管を露出させ、当該切除用鋼管の軸方向後方から前方に向けて押すように力を加えることで、前記切除用鋼管を、前記環状溝において折り曲げて切断するとともに、前記スリットによって分割し、内部の固結材とともに前記切除用鋼管の少なくとも一部を前記地山から除去するステップと、を備えている。
【００１６】
本発明に係る第２のトンネル掘削工法は、上述したいずれかの複数の切除用鋼管を軸方向に連結することで構成された長尺管を、地山の切羽の鏡面に打設するステップと、前記長尺管内に固結材を注入し、前記各鋼管の開口または前記切除用鋼管の前記スリットを介して注入材を地山に浸透させるステップと、地山を掘削しつつ前記切除用鋼管を露出させ、当該切除用鋼管の軸方向後方から前方に向けて押すように力を加えることで、前記切除用鋼管を、前記環状溝において折り曲げて切断するとともに、前記スリットによって分割し、内部の固結材とともに前記切除用鋼管の少なくとも一部を前記地山から除去するステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る切断用鋼管によれば、容易に分離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る長尺管の一実施形態を示す側面図である。
【図２】端末管を後端側から見た一部斜視図である。
【図３】端末管の一部断面図である。
【図４】トンネルを側方から見た断面図である。
【図５】トンネルを掘削方向から見た断面図である。
【図６】削孔ビット等が取り付けられた先頭管の一部断面図である。
【図７】先頭管の打設を説明する側面図である。
【図８】端末管の切断を説明する側面図である。
【図９】端末管の切断を説明する拡大断面図である。
【図１０】固結材が注入された端末管の切断を説明する斜視図である。
【図１１】端末管の他の例を示す側面図である。
【図１２】従来の切断用鋼管の切断を説明する図である。
【図１３】従来の切断用鋼管の切断を説明する図である。
【図１４】鏡面に打設される長尺管の例を示す側面図である。
【図１５】図１４の長尺管に用いられる第２中間管の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る切除用鋼管を端末管として含む長尺管の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。この長尺管は、後述するように、トンネルの長尺先受工法（所謂ＡＧＦ工法）に適用される。なお、以下の説明では削孔形成方向を前または先端側、それとは反対側を後または後端側と称することにする。
【００２０】
＜１．長尺管の概要＞
まず、長尺管について、図１を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る長尺管の側面図である。同図に示すように、本実施形態に係る長尺管１００は、円筒状に形成された４本の鋼管を軸方向に接続することで構成されている。以下、これらの鋼管を、先端側から、先頭管１、第１中間管２、第２中間管３、及び端末管（切除用鋼管）４と称することとする。後述するように、先頭管１の先端には、削孔ビットが装着され、長尺管１００に挿通される削孔ロッドからこの削孔ビットに打撃力、推力、及び回転力が付与され、削孔が行われる（図６参照）。そして、この削孔ビットによる削孔に伴って長尺管１００が孔内に進入していく。
【００２１】
先頭管１、第１中間管２、及び第２中間管３には、軸方向及び周方向に複数の開口１０が形成されており、これら開口１０は、各鋼管１〜３の内部空間と連通している。また、各鋼管１〜３の端部の内壁面には、雌ネジが形成されており、ネジ式のカプラ（図示省略）などによって鋼管１〜３の端部同士が接続される。但し、鋼管同士を連結する方法はこれに限定されず、例えば、各鋼管１〜３の先端部に雌ネジを形成する一方、後端部に雄ネジを形成し、これら雄ネジと雌ネジとを螺合させることで、複数の鋼管を接続することもできる。あるいは、隣接する鋼管の外周面同士をカプラによって連結することもできる。
【００２２】
次に、端末管４について、図２及び図３も参照しつつ説明する。図２は端末管を後端側から見た一部斜視図、図３は端末管の一部断面図である。図１に示すように、端末管４には、軸方向に所定間隔をおいて配置された３つの環状溝４１〜４３を有している。ここでは、説明の便宜のため、これら３つの環状溝を先端側から第１環状溝４１、第２環状溝４２、及び第３環状溝４３と称することとする。これら環状溝４１〜４３は、端末管４の外周面をから所定の深さに底部を有する薄肉状に形成されている（後述の図６参照）。
【００２３】
第１環状溝４１は、端末管４の先端付近に形成され、第１環状溝４１と端末管４の先端縁との間の内壁面には雌ネジが形成され、上述したように、カプラ等によって第２中間管３と連結されている。この第１環状溝４１と端末管４の先端との間の領域を、以下、先端領域４００と称することする。また、第１環状溝４１と第２環状溝４２の間、第２環状溝４２と第３環状溝４３との間、及び第３環状溝４３と端末管４の後端縁との間は、軸方向の長さが概ね同じ領域を有している。以下では、説明の便宜のため、これらの領域を第１領域４０１、第２領域４０２、及び第３領域４０３と称することとする。また、これらの領域４０１〜４０３には、それぞれ２本ずつのスリットが形成されている。以下では、説明の便宜のため、第１領域４０１、第２領域４０２、及び第３領域４０３にそれぞれ形成されたスリットを、第１スリット６１、第２スリット６２、及び第３スリット６３と称することとする。
【００２４】
各領域４０１〜４０３に形成されたスリット６１〜６３は、端末管４の軸心を挟んで径方向に反対側に配置されている。また、隣接する領域４０１〜４０３におけるスリット６１〜６３は、９０度ずつ位相が相違するように、周方向の位置がずれるように配置されている。
【００２５】
さらに、これらスリット６１〜６３は、端末管４を貫通するように形成されており、各領域４０１〜４０３の軸方向の全長に亘って形成されている。例えば、第１スリット６１は、第１環状溝４１と第２環状溝４２とを連結するように形成されており、第２スリット６２は、第２環状溝４２と第３環状溝４３とを連結するように形成されている。さらに、第３スリット６３は、第３環状溝４３と端末管４の後端縁とを連結するように形成されている。したがって、第３スリット６３は、端末管４の後端縁で外部に開放されるように形成されている。
【００２６】
また、各環状溝４１〜４３には、端末管４を貫通する一対の円形の貫通孔７１〜７３が形成されている。各貫通孔７１〜７３は、端末管４の軸心を挟んで対向する位置に形成されている。すなわち、１８０度ずれた位置に形成されている。ここでは、第１，第２，及び第３環状溝４１〜４３に形成される貫通孔をそれぞれ、第１，第２，及び第３貫通孔７１〜７３と称することとする。各貫通孔７１〜７３が形成される位置は、それよりも後方のスリットから９０度ずれた位置である。すなわち、各貫通孔７１〜７３よりも前方にスリットがある場合には、前方のスリットと環状溝との連結部分に貫通孔が形成されている。
【００２７】
例えば、図２及び図３に示すように、第３貫通孔７３は、第３スリット６３とは９０度ずれた位置に形成されているが、第２スリット６２と第３環状溝４３との連結部分に形成されている。同様に、第２貫通孔７２は、第２スリット６２とは９０度ずれた位置に形成されているが、第１スリット６１と第２環状溝４２との連結部分に形成されている。一方、図１に示すように、第１貫通孔７１よりも前方にはスリットは形成されていないため、第１貫通孔７１は、いずれのスリットにも連結されていない。
【００２８】
各貫通孔７１〜７３は、各環状溝４１〜４３の幅及び各スリット６１〜６３の幅よりも大きい内径を有し、各環状溝４１〜４３、あるいは各スリット６１〜６３との連結部分を含むように形成されている。したがって、各貫通孔７１は、環状溝４１〜４３を挟んで、それよりも前方側及び後方側の領域に、それぞれ、半円状の貫通孔を形成するように延びている。
【００２９】
さらに、第３スリット６３の後端、つまり端末管４の後端縁には、半円状の切り欠き７４が形成されている。この切り欠き７４は、第３スリット６３の幅よりも大きい内径を有している。
【００３０】
＜２．トンネルの掘削工法＞
はじめに、一般的なトンネルの長尺先受け工法について説明する。図４及び図５に示すように、一般的な長尺先受工法では、まず、トンネル切羽８の鏡面８１に鏡面吹付けコンクリート８２を施工して鏡面８１を一時的に押える。そして、鏡面８１をさらに補強する場合には、この鏡面８１に対して、上述した長尺管１００とは異なる、公知の長尺管８３を打設する。同様に、切羽８の外縁に沿って、上述した複数の長尺管１００を打設する。これら複数の長尺管１００は、切羽８の外縁に沿ってアーチ状に、かつトンネル軸線方向Ｘと所定の仰角θをなすように打設される。
【００３１】
長尺管１００を地山に打設する際には、先頭管１の先端に削孔ビット等が取り付けられる。以下、この点について、図６を参照しつつ詳細に説明する。図６は削孔ビット等が取り付けられた先頭管の一部断面図である。図６に示すように、先頭管１の先端には、筒状のケーシングシュー９１がネジ締め又は溶接で取り付けられており、このケーシングシュー９１の内部に、ビットアダプタ９２が、削孔振動による軸方向への移動を許容された形で収まっている。そして、ビットアダプタ９２の先端には、地山を掘削する削孔ビット９３が取り付けられ、ケーシングシュー９１から突出している。削孔ビット９３の先端には、複数の刃体９３１が設けられており、この刃体９３１によって地山に削孔を施す。また、ビットアダプタ９２の後部にはロープねじ状の雌ネジが形成されており、この雌ネジに、削孔ロッド９４が螺合されている。そして、削孔ロッド９４は、長尺管１００の内部を通過して、長尺管１００の後方に配置されるドリフタ等の削孔機５７に連結されている（図７参照）。
【００３２】
より詳細に説明すると、削孔機５７には、シャンクロッド（図示省略）を介して削孔ロッド９４が取り付けられ、削孔ロッド９４の先端をビットアダプタ９２を介して削孔ビット９３に連結する。シャンクロッドの後端にはスプライン軸が取り付けられており、このスプライン軸は、削孔機５７の駆動軸に連結される。すなわち、削孔ビット９３は長尺管１００内に挿通された削孔ロッド９４とビットアダプタ９２を介して削孔機５７の駆動軸とスプライン結合され、回転力、打撃力、推力が伝達される。
【００３３】
また、削孔ビット９３とビットアダプタ９２とは、行き止まり嵌合キー溝で係合しており、削孔機５７によって削孔ロッド９４をビットアダプタ９２とともに正転駆動させると係合状態が維持され、逆転させると、このキー溝からビットアダプタ９２が離脱する。
【００３４】
そして、図７に示すように、削孔ビット９３の先端面を地山表面に当接させ、削孔機５７を駆動して地山を掘削していく。但し、４本の鋼管１〜４を連結した長尺管１００を地山に打設するのではなく、まずは、先頭管１だけを打設する。このとき、先頭管１は、上述したように、トンネル軸線方向Ｘと所定の仰角θをなすように打設される。こうして、削孔が形成されていくが、削孔ビット９３は先頭管１と連結されているため、削孔ビット９３とともに先頭管１も地山に進入していく。このとき、削孔ビット９３の外径と先頭管１の外径とはほぼ同じであるため、先頭管１は削孔内壁面と接しつつ、前進していく。こうして、先頭管１を地山に進入させたところで、カプラ等により第１中間管２を先頭管１に連結すると、削孔ロッド９４も同様に２本目を連結し、削孔・打設作業を継続していく。こうして、図１に示すように、所定長の長尺管１００の後端が地山の表面付近まで達すると、削孔機５７を停止する。これに続いて、削孔機５７を逆転させ、ビットアダプタ９２を削孔ビット９３から取り外し、ビットアダプタ９２及び削孔ロッド９４を長尺管１００から引き抜く。すなわち、地山には、削孔ビット９３及び長尺管１００が取り残された状態となる。
【００３５】
続いて、固結材を長尺管１００に注入する。このとき、固結材は、セメント系固結材、ウレタン系固結材、水ガラス系固結材等、種々の固結材を利用することができる。まず、セメント系固結材を利用する場合について説明する。この場合には、例えば、長尺管１００の後端部を口元バルブ（図示省略）で封止するとともに、この口元バルブを貫通する複数の注入管（図示省略）を長尺管１００に挿入する。複数の注入管は長さが異なっており、各注入管の先端開口が、長尺管１００の軸方向の異なる位置に配置されるようにする。そして、各注入管に固結材を注入すると、長尺管１００内に固結材が充填される。このとき、複数の注入管の先端開口は、それぞれ、軸方向の異なる位置に配置されているため、長尺管１００の内部では、複数箇所で固結材の充填が行われる。但し、水ガラス系固結材もセメント系固結材と同様の態様で使用することができる。
【００３６】
一方、ウレタン系固結材を用いる場合には、例えば、長尺管の内部に複数のパッカー（図示省略）を配置する。各パッカーは、長尺管１００の軸方向の複数箇所に配置され、長尺管の内壁面に密着する。これにより、長尺管の内部空間は、軸方向に沿って複数の領域に仕切られる。そして、複数の注入管を口元バルブから挿入し、各注入管の先端開口が、仕切られた各領域に配置されるようにした上で、固結材を注入する。これにより、固結材は、各領域に均一に充填される。但し、上述したセメント系固結材や水ガラス系固結材もパッカーとともに用いることができる。
【００３７】
以上のように、いずれの方式を用いても長尺管１００には固結材が充填されるが、さらに固結材を注入すると、固結材は先頭管１、第１中間管２、及び第２中間管３に形成された開口１０から長尺管１００の外部に流れ出す。図５に示すように、流れ出した固結材Ｓは、長尺管１００の周囲の地山に浸透し、地山が補強される。
【００３８】
次に、図８に示すように、長尺管１００のうち、地山から突出する不要な部分を除去する。まず、図８（ａ）に示すように、バックホーなどの掘削機のバケット５００を端末管４の切り欠き７４に係合させ、その状態で、端末管４の軸方向の軸方向後方から前方に向けて押すように力を加えることで、バケット５００を押し込む。これにより、図８（ｂ）に示すように、第３スリット６３が押し広げられ、端末管４の第３領域４０３が、第３スリット６３を挟む２つの部位４０３ａ，４０３ｂに分離していく。このとき、図８（ｃ）及び図９に示すように、２つの部位４０３ａ，４０３ｂは、厚みの薄い第３環状溝４３を支点として揺動し、第３環状溝４３から分離する（切断される）。その後、分離した２つの部位４０３ａ，４０３ｂは、回収される。図８の例では、第３領域４０３のみを分離したが、不要な部分となり得る第２、第１領域４０２，４０１についても、第３領域４０３の分離に続いて、同様にして分離することができる。
【００３９】
なお、固結材が注入されている場合には、図１０に示すように、第３領域４０３の２つの部位４０３ａ，４０３ｂが開いた後、固化した固結材６００を上述した注入管６０１とともに第３領域４０３から取り外し、その後、２つの部位４０３ａ，４０３ｂをさらに押し開いて、これら４０３ａ，４０３ｂを第３環状溝４３から分離する。こうして、分離した固結材６００、及び各領域４０１〜４０３は、回収され、資源として再利用することができる。
【００４０】
そして、地山から突出する長尺管１００の不要な部分を除去した後、図５及び図６に示すように、トンネル内壁面には支保工８５を構築し、吹付コンクリート８６を打設する。その後、長尺管１００の打設、及び鏡面８１及び打設された長尺管８３の掘削を繰り返しながら、トンネルの掘削を進めていく。
【００４１】
＜３．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。長尺管１００の端末管４に所定間隔おきに環状溝４１〜４３を形成するとともに、これら環状溝４１〜４３で仕切られた領域４０１〜４０３にスリット６１〜６３を形成している。さらに、各スリット６１〜６３の後端において、環状溝４１〜４３と交差する部分には貫通孔７１〜７３が形成されている。そのため、貫通孔７１〜７３が形成されている環状溝４１〜４３より後方のスリット６１〜６３に、掘削機で力を加えることで、スリット６１〜６３を容易に押し開くことができる。すなわち、各環状溝４１〜４３には貫通孔７１〜７３が形成されているため、薄肉の環状溝４１〜４３の強度がさらに低下し、これによって環状溝４１〜４３に沿って、端末管４を容易に折り曲げ、さらに分離することができる。
【００４２】
特に、環状溝４１〜４３の強度が低下していることから、掘削機をスリット６１〜６３の延びる方向に沿ってまっすぐに押し込んでも、スリット６１〜６３を押し広げることができるため、端末管４には径方向の力が作用しがたくなる。その結果、端末管４の外周面から径方向に地山を押すような力が作用するのを防止することができ、よって、地山が緩むのを防止することができる。
【００４３】
この点について、さらに付言すると、本実施形態では、環状溝４１〜４３よりも後方のスリット６１〜６３から９０度ずれた位置に貫通孔７１〜７３が配置されているため、両スリット６１〜６３をつなぐ環状溝４１〜４３の中央に貫通孔７１〜７３が形成されている。例えば、図２に示すように、第３環状溝４３には、一対の第３スリット６３から等距離離れた位置に第３貫通孔７３が形成されている。そのため、図８に示すように、第３領域４０３を押し広げる場合には、第１部位４０３ａ及び第２部位４０３ｂをそれぞれ、ほぼ同じ力で押し広げることができる。よって、バケット５００で後方から前方に向けて押すように力を加えて押圧したときには、両部位４０３ａ，４０３ｂを均等に押し広げることができるため、バケット５００により押圧する力を、より軸方向に沿って作用させることができる。その結果、端末管４の外周面から径方向に地山を押すような力が作用するのをさらに防止することができる。
【００４４】
また、各貫通孔７１〜７３がスリット６１〜６３の幅よりも大きく、環状溝４１〜４３よりも前方に延びるように形成されているため、それよりも後方の領域を分離した後には、最後尾のスリットの後端に切り欠きが形成されることになる。例えば、図８（ｃ）及び図９に示すように、第３領域４０３が分離された後には、第２スリット６２を含む第２領域４０２が、端末管４の最後尾に位置することになるが、第２スリット６２の後端には、第３貫通孔７３の一部である切り欠き７３ａが形成されることになる。したがって、第２領域４０２をさらに分離する場合には、この切り欠き７３ａを利用して、掘削機のバケット５００を容易に押し込むことができる。
【００４５】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせることができる。
【００４６】
＜４−１＞
貫通孔を形成する位置、及び数は、特には限定されない。上記実施形態では、環状溝よりも後方のスリットから９０度ずれた位置に貫通孔が配置されているが、環状溝の強度を弱くするには、いずれの位置でもよい。但し、上述した効果を得るためには、上記実施形態の位置に設けることが好ましい。また、貫通孔を切り欠きとして利用するためには、前方のスリットに接続されるように形成することが好ましい。
【００４７】
また、貫通孔の形状も特には限定されず、図１１に示すように、種々の形状にすることができる。例えば、図１１（ａ）には矩形状の貫通孔７３が形成されている。図１１（ｂ）には半円状の貫通孔が形成され、環状溝よりも前方側の領域に配置されている。このとき、貫通孔は環状溝の一部に含まれてもよいし、環状溝の中には貫通孔が形成されず環状溝と連続するように形成されてもよい。同様の形態として、図１１（ｃ）及び図１１（ｂ）に示すように環状溝よりも前方に三角形状に形成されてもよい。図１１（ｃ）及び図１１（ｂ）の相違点は、環状溝の軸方向の長さである。
【００４８】
＜４−２＞
スリットの数、位置も特には限定されず、各領域に３以上設けてもよい。同様に環状溝の数、位置も特には限定されない。
【００４９】
＜４−３＞
上記実施形態では、４本の鋼管を接続することで長尺管を構成しているが、長尺管１００を構成する鋼管の数は特には限定されない。例えば、中間管の数を増減させることで長尺管１００の総打設長を長くしたり短くしたりすることができる。
【００５０】
＜４−４＞
上記実施形態では、本発明に係る長尺管を長尺先受け工法に適用しているが、鏡面８１に打設される長尺管に適用することもできる。鏡面８１に打設される長尺管は、すべて除去されるため、端末管４だけではなく、他のすべての鋼管１〜３も端末管４と同様の構成、つまり環状溝、スリット、及び貫通孔を形成する必要がある。この点について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。
【００５１】
図１４に示す長尺管においては、すべての鋼管１〜４に、端末管４と同様に環状溝４１〜４４、スリット６１〜６３、及び貫通孔７１〜７３、７５を形成している。但し、先頭管１、第１及び第２中間管２，３は、端末管４とは異なり、図１５に示すように形成されている。先頭管１、第１及び第２中間管２，３の構成は、概ね同じであるため、ここでは、第２中間管３を例に説明する。
【００５２】
図１５に示すように、第２中間管３は、端末管４と同様の構成の、第１〜第３環状溝４１〜４３、第１〜第３スリット６１〜６３、及び第１〜第３貫通孔７１〜７３を有しているが、これに加えて、第３スリット６３の後端と連結される第４環状溝４４を有している。この第４環状溝４４は、第１〜第３環状溝４１〜４３と概ね同じ形状であるが、第２中間管３の後端から所定の長さだけ離れており、第４環状溝４４と第２中間管３の後端との間に後端領域３０４を有している。そして、この後端領域３０４の内壁面には雌ネジが形成されており、この雌ネジに、端末管４と連結するためのカプラが螺合するようになっている。また、第３スリット６３の後端と第４環状溝４４との連結部分には、第１〜第３貫通孔７１〜７３と概ね同じ形状の第４貫通孔７５が形成されている。このように、先頭管１、第１及び第２中間管２，３は、主として、後端部に連結部分を有する点で、端末管４とは相違している。
【００５３】
図１４に示すような長尺管を鏡面に打設した場合、端末管４の第１〜第３領域４０１〜４０３は、上記実施形態で示したように分離される。その後、鏡面を掘削するには、連結部分である端末管４の先頭領域４００、及び第２中間管３の後端領域３０４も分離する必要がある。但し、これらの領域４００、３０４は、雌ネジが形成されているため、スリットが形成されていなくても、領域４００又は３００がトンネル空間に露出したところでバケットで衝撃を与えると、第２中間管３の第４環状溝４４が管内で固結した固結材と共に切断されるため、容易に分離することができる。
【００５４】
そして、端末管４の先頭領域４００、及び第２中間管３の後端領域３０４が分離されると、第２中間管２の第４環状溝４４が後端になる。このとき、第４貫通孔７５によって、第３スリット６３の後端に半円状の切り欠きが形成されるため、その後は、上記実施形態で示したとおり、鋼管の各領域を分離すればよい。
【００５５】
なお、ここで説明した先頭管１、第１及び第２中間管２，３は、一例であり、環状溝、スリット、及び貫通孔の数、位置は適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１    先頭管
２    第１中間管
３    第２中間管
４    端末管
４１〜４３    環状溝
６１〜６３  スリット
７１〜７３  貫通孔
７４  切り欠き
【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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