(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面視で周方向に閉合するように、継手を介して相互に連結された多数の角型鋼殻エレメントを推進工法により地中に設置した後、前記角型鋼殻エレメント内にコンクリートを充填して構造体を構築し、その後に構造体の内部の土砂を掘削し、地中に外殻構造体を構築する地中外殻構造体の構築方法において、
前記多数の角型鋼殻エレメントの内、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメントとし、先行エレメントを設置した後、隣接する二つの先行エレメントの間に設置される角型鋼殻エレメントを閉合エレメントとし、かつ前記先行エレメントは、頂版、底版及び側壁によって構成されるとともに、前記頂版の上面であってその両端部と、前記底版の下面であってその両端部とにそれぞれ閉合エレメント側に開口を向けたコ字状断面の凹型継手を備えているとともに、前記閉合エレメントは、頂版、底版及び側壁によって構成されるとともに、前記頂版の両端部と、前記底版の両端部とにそれぞれ前記凹型継手内に挿入される板状の凸型継手を備えており、
前記先行エレメントを推進工法により地中に設置するにあたり；先行エレメント用掘進機として、四隅の凹型継手部分を掘削できる継手部カッターを装備した掘進機を用い、前記先行エレメントを前記先行エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置するとともに、前記継手部カッターによって掘削した領域を置換材によって置換しておき、
次いで、前記閉合エレメントを推進工法により地中に設置するに当たり；前記閉合エレメントの凸型継手を設置済みの先行エレメントの凹型継手内に嵌合させた状態とし、閉合エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置し、
前記先行エレメントの凹部継手内にグラウト材を充填することにより各エレメント間の止水を行った後、隣接するエレメント間の隔壁を撤去してエレメント間を連通させ、前記エレメント内部にコンクリートを充填して構造体を構築した後、この構造体の内部の土砂を掘削することにより地中に外殻構造体を構築することを特徴とする地中外殻構造体の構築方法。
【請求項２】
前記置換材は、低強度性能と、掘削壁崩壊防止性能と、止水性能とを備えた材料が用いられる請求項１記載の地中外殻構造体の構築方法。
【請求項３】
前記先行エレメントの凹型継手の開口部に止水部を備えているとともに、該止水部は前記開口の両側からそれぞれ開口中央方向に向けて延びる板バネ状のパッキンを有し、前記凹継手と凸継手の嵌合時に、前記板状の凸型継手が前記パッキンを拡開させるように変形させながら前記両側のパッキンの間に嵌挿されるようにしてある請求項１、２いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法。
【請求項４】
隣接するエレメント同士を上部及び下部に配設した複数の鋼棒により相互に連結する請求項１〜３いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法。
【請求項５】
前記閉合エレメント用掘削機は、前記先行エレメントの凹型継手の開口部近傍の土砂を破砕するための継手部補助カッターを装備している請求項１〜４いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法。
【請求項６】
前記先行エレメントの凹型継手と、前記閉合エレメントの凸型継手との嵌合部の内面側に防水シートを張設して二重の止水構造とする請求項１〜５いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非開削により地下に大断面の地中外殻構造体を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地下にトンネル状に大断面の地中外殻構造体を構築する方法が提案されている。具体的には、特殊な継手を有する角型鋼殻エレメントを、前記継手を繋ぎ合わせながら連続して土中に推進工法により設置し、その鋼殻エレメント内にコンクリートを充填して、それを部材とする構造物本体を構築し、その後に、構造物本体の内部の土砂を掘削し、地中に外殻構造体を構築する工法が提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、鋼殻エレメントを推進して隣接位置に複数のトンネルを構築する際に、隣接する一方のトンネルの鋼殻エレメントの端部に形成した雄継手部と、他方のトンネルの鋼殻エレメントの端部に形成した雌継手部とを嵌合しつつ推進するための鋼殻エレメントの継手構造であって、前記雄継手部は、前記鋼殻エレメントの応力材部の厚さに略相当する段差を有して隣接する前記鋼殻エレメントの応力材部の外面を覆う突部を有し、前記雌継手部は、前記応力材部端面を前記雄継手部側の応力材部端面との間に隙間を残して対向させると共に、前記雄継手部の突部を覆う被覆部を有し、前記鋼殻エレメントの推進施工後、前記隙間を残して対向する応力材部の端面同士を溶接して連結可能とし、かつ 前記被覆部は、前記雄継手部の突部との間に施工クリアランスを残して覆い、推進施工時には前記施工クリアランス内に止水材を充填可能とした鋼殻エレメントの継手構造とともに、この鋼殻エレメントの継手構造を用いたトンネルの施工方法であって、鋼殻エレメントを推進して先行のトンネルを構築する工程と、この先行のトンネルの鋼殻エレメントに形成された雄継手部または雌継手部に後行のトンネル用の鋼殻エレメントの雌継手部または雄継手部を嵌合させ、かつ、雌継手部の被覆部と雄継手部の突部との間の施工クリアランスに止水材を充填した状態で後行の鋼殻エレメントを推進して後行のトンネルを構築する工程と、前記トンネルの推進施工終了後、前記先行及び後行の鋼殻エレメントの対向する応力材部の端面同士を溶接して連結する工程とを含むことを特徴とする鋼殻エレメントの継手構造を用いたトンネルの施工方法が提案されている。
【０００４】
また、近年、地下道路の接合部分や地下駐車場などの構築に際して、複数の小断面シールド機でトンネルの外郭部分を構築した後に、枠内の土砂を取り除いてトンネルを作る非開削大断面工法（ＭＭＳＴ工法）が提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献２では、所定の間隔をおいて隣接して掘削したトンネル間の地山を掘削して拡幅し、トンネル同士を構造的に連結するトンネルの連結工法であって、少なくとも一方のトンネルを構成するセグメントからトンネル間の地山に山留板を圧入して、トンネル間の地山を覆い、山留を行なう工程と、前記セグメントの拡幅側のセグメントピースに取り付けた複数の型鋼材を取り外してセグメントを開口させ、この開口部分から前記山留板に囲まれた地山を掘削してトンネルを拡幅する工程と、前記セグメント同士をＰＣ鋼棒で連結する工程と、を含むことを特徴とするトンネルの連結工法が提案されている。
【０００６】
さらに、下記特許文献３には、所定の間隔をおいて隣接して掘削したトンネル間の地山を掘削して拡幅し、トンネル同士を接続するトンネルの接続工法であって、少なくとも一方のトンネルを構成するセグメントからトンネル間の地山に山留板を圧入して、トンネル間の地山を覆い、山留を行なう工程と、前記山留板の内側で一方のセグメントから他方のセグメントに支保材を挿通させて固定する工程と、前記山留板に囲まれた地山を掘削してトンネルを拡幅する工程と、前記支保材と山留板との間に連結部材を設置して山留板を支持する工程と、を含むことを特徴とするトンネルの接続工法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２００２９４号公報
【特許文献２】特許第２７７７５３９号公報
【特許文献３】特許第２６９８３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に係るトンネルの施工方法では、設置済みの鋼殻エレメントに隣接する鋼殻エレメントを継手同士を嵌合させながら順番に推進工法により設置していく手順によるものであるため、矩形状に１周回って最後の鋼殻エレメント（閉合エレメント）で閉合する際、この箇所に今までの施工誤差が累積して集中することになるため、別途接続用の閉合エレメントを製作する必要がある。また、施工誤差が発進部と到着部とで大きく異なった場合は、嵌合が不可能となるケースも想定されることになる。
【０００９】
更に、特に推進距離が長距離となる場合には、施工誤差を５０mm乃至１００mm程度見込まなければならず、前記特許文献１に係る継手構造では対応できないとともに、推進距離の増大に伴って推進力が増大するという問題があった。
【００１０】
一方、前記特許文献２，３に係るＭＭＳＴ工法の場合は、隣接する鋼殻エレメント同士（先行トンネルと後行トンネル）が接続されていないため、山留板を専用の圧入機で掛け渡し、その外側の地盤に薬液を注入して地盤改良を行い止水を図った後、接続部分を掘削する手順によって鋼殻エレメント同士を接合するようにしていたため、地盤改良の範囲が広くなるとともに、止水の確実性が低い、更に山留板を圧入する圧入装置が必要になるといった問題があった。すなわち、鋼殻エレメント同士の接続作業に多くの手間と時間が掛かっていた。
【００１１】
そこで本発明の主たる課題は、非開削により地下に大断面の地中外殻構造体を構築する方法において、施工誤差を吸収し易くして長距離施工に対応可能とするとともに、鋼殻エレメントの推進力の増大にも対応でき、更に止水性能及び強度性能に優れた地中外殻構造体を経済的かつ効率的に構築することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、断面視で周方向に閉合するように、継手を介して相互に連結された多数の角型鋼殻エレメントを推進工法により地中に設置した後、前記角型鋼殻エレメント内にコンクリートを充填して構造体を構築し、その後に構造体の内部の土砂を掘削し、地中に外殻構造体を構築する地中外殻構造体の構築方法において、
前記多数の角型鋼殻エレメントの内、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメントとし、先行エレメントを設置した後、隣接する二つの先行エレメントの間に設置される角型鋼殻エレメントを閉合エレメントとし、かつ前記先行エレメントは、頂版、底版及び側壁によって構成されるとともに、前記頂版の上面であってその両端部と、前記底版の下面であってその両端部とにそれぞれ閉合エレメント側に開口を向けたコ字状断面の凹型継手を備えているとともに、前記閉合エレメントは、頂版、底版及び側壁によって構成されるとともに、前記頂版の両端部と、前記底版の両端部とにそれぞれ前記凹型継手内に挿入される板状の凸型継手を備えており、
前記先行エレメントを推進工法により地中に設置するにあたり；先行エレメント用掘進機として、四隅の凹型継手部分を掘削できる継手部カッターを装備した掘進機を用い、前記先行エレメントを前記先行エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置するとともに、前記継手部カッターによって掘削した領域を置換材によって置換しておき、
次いで、前記閉合エレメントを推進工法により地中に設置するに当たり；前記閉合エレメントの凸型継手を設置済みの先行エレメントの凹型継手内に嵌合させた状態とし、閉合エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置し、
前記先行エレメントの凹部継手内にグラウト材を充填することにより各エレメント間の止水を行った後、隣接するエレメント間の隔壁を撤去してエレメント間を連通させ、前記エレメント内部にコンクリートを充填して構造体を構築した後、この構造体の内部の土砂を掘削することにより地中に外殻構造体を構築することを特徴とする地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００１３】
上記請求項１記載の発明では、多数の角型鋼殻エレメントの内、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメントとし、先行エレメントを設置した後、隣接する二つの先行エレメントの間に設置される角型鋼殻エレメントを閉合エレメントとし、かつ前記先行エレメントは四隅にそれぞれ閉合エレメント側に開口を向けたコ字状断面の凹型継手を備えているとともに、前記閉合エレメントは四隅にそれぞれ前記凹型継手内に挿入される板状の凸型継手を備えている。
【００１４】
すなわち、従来のように、設置済みの鋼殻エレメントに隣接する鋼殻エレメントを継手同士を嵌合させながら順番に推進設置していく手順による場合は、施工誤差が累積することになるが、本発明のように、多数の角型鋼殻エレメントの内、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメントとして設置した後、隣接する二つの先行エレメントの間に閉合エレメントを設置する手順とした場合には、施工誤差が分散し累積することが無いため、たとえ長距離施工であってもすべてのエレメントを円滑に設置できるようになる。
【００１５】
また、本発明では先行エレメントを推進工法により地中に設置するにあたり；先行エレメント用掘進機として、四隅の凹部継手部分を掘削できる継手部カッターを装備した掘進機を用い、前記先行エレメントを前記先行エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置するとともに、前記継手部カッターによって掘削した領域を置換材によって置換しておき、次いで、前記閉合エレメントを推進工法により地中に設置するに当たり；前記閉合エレメントの凸型継手を設置済みの先行エレメントの凹型継手内に嵌合させた状態とし、閉合エレメント用掘進機に後続させながら地中に設置するようにしている。従って、前記先行エレメントの設置時に継手部分を置換材によって前もって置換してあるため、長距離施工であっても、鋼殻エレメントの推進力の増大に対応できるようになり、前記閉合エレメントの設置に当たり、凸型継手を先行エレメントの凹型継手内に嵌合させた状態としながら円滑に推進工法によって設置できるようになる。
【００１６】
更に、前記先行エレメントと閉合エレメントとを設置した後、前記先行エレメントの凹部継手内にグラウト材を充填することにより各エレメント間の止水を確実に図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る本発明として、前記置換材は、低強度性能と、掘削壁崩壊防止性能と、止水性能とを備えた材料が用いられる請求項１記載の地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００１８】
上記請求項２記載の発明では、前記置換材として要求される性能を規定している。前記置換材としては、低強度性能と、掘削壁崩壊防止性能と、止水性能とを備えた材料が好適に用いられる。
【００１９】
請求項３に係る本発明として、前記先行エレメントの凹型継手の開口部に止水部を備えているとともに、該止水部は前記開口の両側からそれぞれ開口中央方向に向けて延びる板バネ状のパッキンを有し、前記凹継手と凸継手の嵌合時に、前記板状の凸型継手が前記パッキンを拡開させるように変形させながら前記両側のパッキンの間に嵌挿されるようにしてある請求項１、２いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００２０】
上記請求項３記載の発明は、先行エレメントの凹型継に対して閉合エレメントの凸型継手が嵌合した状態で、凹型継手内に土砂等が流入するのを防止できるシール構造を採用するものである。また、このようなシール構造を採用することにより、エレメントの設置が完了した後、凹型継手内にグラウト材を充填する際に、注入したグラウト材が外部に流出するのを防止できるようになる。
【００２１】
請求項４に係る本発明として、隣接するエレメント同士を上部及び下部に配設した複数の鋼棒により相互に連結する請求項１〜３いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００２２】
上記請求項４記載の発明は、隣接するエレメント同士を上部及び下部に配設した複数の鋼棒により相互に連結することにより、各エレメント同士を剛結でき十分な強度特性を確保することが可能となる。
【００２３】
請求項５に係る本発明として、前記閉合エレメント用掘削機は、前記先行エレメントの凹型継手の開口部近傍の土砂を破砕するための継手部補助カッターを装備している請求項１〜４いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００２４】
上記請求項５記載の発明では、前記閉合エレメント用掘削機は、前記先行エレメントの凹型継手の開口部前面部分の土砂を排除するための継手部補助カッターを装備するようにしている。前記先行エレメント用掘削機の継手部カッターによって掘削された領域は置換材によって置換されるが、その後に閉合エレメント用掘削機を掘進させた際に、前記置換材によって置換された領域が荒らされ、土砂が肌落ちし、前記凸型継手によって推進力の増大を招く可能性があるため、閉合エレメント用掘削機に前記継手部補助カッターを設けておき、前記凹型継手の開口部近傍の土砂を破砕するようにする。
【００２５】
請求項６に係る本発明として、前記先行エレメントの凹型継手と、前記閉合エレメントの凸型継手との嵌合部の内面側に防水シートを張設して二重の止水構造とする請求項１〜５いずれかに記載の地中外殻構造体の構築方法が提供される。
【００２６】
上記請求項６記載の発明では、前記先行エレメントの凹型継手と、前記閉合エレメントの凸型継手との嵌合部の内面側に防水シートを張設して二重の止水構造とするものである。二重の止水構造とすることにより確実な止水性を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
以上詳説のとおり本発明によれば、非開削により地下に大断面の地中外殻構造体を構築する方法において、施工誤差を吸収し易くして長距離施工に対応可能とするとともに、鋼殻エレメントの推進力の増大にも対応でき、更に止水性能及び強度性能に優れた地中外殻構造体を経済的かつ効率的に構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】角型鋼殻エレメントのエレメント割付け図である。
【図２】継手部の構造を示す要部拡大図である。
【図３】先行エレメント１の断面図である。
【図４】先行エレメント１の凹型継手部分の拡大図である。
【図５】閉合エレメント２の断面図である。
【図６】先行エレメント用掘削機３を示す、(A)は縦断面図、(B)は正面図である。
【図７】閉合エレメント用掘削機４を示す、(A)は縦断面図、(B)は正面図である。
【図８】閉合エレメント用掘削機４に装備した継手部補助カッター４３を示す横断面図である。
【図９】左右のエレメントが上下方向へ最大変位した場合のエレメント断面図である。
【図１０】凹型継手内へのグラウト充填状態を示す継手部拡大図である。
【図１１】各エレメント間の土砂撤去要領作業図である。
【図１２】各エレメント同士を鋼棒で連結した状態を示す継手部拡大図である。
【図１３】地中に構築した構造体６０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００３０】
本発明に係る地中外殻構造体の構築方法は、断面視で周方向に閉合するように、例えば図１に示されるように、円形状に沿って、継手を介して相互に連結された多数の角型鋼殻エレメント１…、２…を推進工法により地中に設置した後、鋼殻エレメント１…、２…内にコンクリートを充填して構造体を構築し、その後に構造体の内部の土砂を掘削し、地中に外殻構造体を構築するものである。
【００３１】
前記推進工法は、発進部（発進立坑等）と到達部（到達立坑等）を設け、推進設備を備えた発進部から元押し油圧ジヤッキにより掘進機を地中に押し出し、掘進機の後続に設置管を順次継ぎ足し、管列を推進することで掘進機を到達部に到達させ、地中に連続した管体を設置する工法であり、下水道、水道、ガス、電力、通信等のライフラインのための管きょを地中に設置したり、トンネル状に大断面の地中外殻構造体を構築する際、前記地中外殻構造体を構成する鋼殻エレメントを地中に設置するために採用されている工法である。
【００３２】
以下、具体的に本発明の地中外殻構造体の構築方法について詳述する。
【００３３】
〔角型鋼殻エレメント１，２の構造〕
本発明では、角型鋼殻エレメント１…、２…（以下、単にエレメントという。）の割り付けに当たって、図１に示されるように、多数の角型鋼殻エレメント１…、２…の内、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメント１、１…として割り付け（着色で示したエレメント）、好ましくはすべての先行エレメント１、１…を設置した後、隣接する二つの先行エレメント１、１の間に設置される角型鋼殻エレメントを閉合エレメント２、２…として割り付ける（白抜きで示したエレメント）。すなわち、従来のように、設置済みの鋼殻エレメントに隣接する鋼殻エレメントを継手同士を嵌合させながら順番に推進設置していく手順によるのではなく、図２にも示されるように、一つ置きの角型鋼殻エレメントを先行エレメント１、１…として設置した後、隣接する二つの先行エレメント１、１の間に閉合エレメント２を設置する手順による。従って、施工誤差が分散し累積することが無いため、たとえ長距離施工であってもすべてのエレメントを円滑に設置できるようになる。
【００３４】
前記先行エレメント１は、図３に示されるように、頂版１０、底版１１及び側壁１２，１３によって構成される台形断面のエレメントであり、四隅に、すなわ前記頂版１０の上面であってその両端部と、前記底版１１の下面であってその両端部とにそれぞれ閉合エレメント２側に開口を向けたコ字状断面の凹型継手１４〜１７を備えている。前記凹型継手１４〜１７は、図４に示されるように（代表的に凹型継手１５を示す。）、凹型継手１５の開口部に止水部Ｓを備えている。この止水部Ｓは、前記開口の両側からそれぞれ開口中央方向に向けて延びる板バネ状のパッキン５Ａ、５Ｂを備え、前記凹型継手１５と凸型継手２４との嵌合時に、前記板状の凸型継手２４が前記パッキン５Ａ、５Ｂを拡開させるように変形させながら前記両側のパッキン５Ａ，５Ｂの間に嵌挿されるようにしてある。
前記パッキン５Ａ、５Ｂは、両側からそれぞれ開口中央方向に向けて延びる板厚約０．３〜１．０ｍｍ程度の２枚の屈曲板状体を対向させることによって構成され、外側端部が凹型継手の開口縁に固定され、中央端側が自由端とされることにより板バネとして作用するものである。前記パッキン５Ａ、５Ｂの自由端同士は、突き合わされるように設けられている。閉合エレメント２の板状の凸型継手２５を嵌合させたときに、パッキン５Ａ、５Ｂが溝部内側に向けて拡開するようになる。
更に、図示されるように、前記パッキン５Ａ，５Ｂの外側には、前記開口の両側からそれぞれ開口中央方向に向けて延びる板バネ状の補助パッキン６Ａ，６Ｂを設けることもできる。前記止水部Ｓを二重のパッキンによって構成することにより、確実な止水を図ることができる。また、これら二重のパッキンの間に、シール材を注入しておくことにより、更に確実な止水を図ることができる。
前記パッキン５Ａ、５Ｂ及び補助パッキン６Ａ、６Ｂの取り付けは、外側に配設された押え金具７Ａ（７Ｂ）を介して、ボルト８Ａ（８Ｂ）によって固設されている。
【００３５】
一方、前記閉合エレメント２は、図５に示されるように、頂版２０、底版２１及び側壁２２、２３によって構成される台形断面のエレメントであり、四隅に、すなわち前記頂版２０の両端部と、前記底版２１の両端部とにそれぞれ先行エレメント１の凹型継手１４〜１７に挿入される板状（鋼製）の凸型継手２４〜２７を備えている。
【００３６】
前述のように、本発明では、先行エレメント１の凹型継手１４〜１７をコ字状断面の継手とし、前項閉合エレメントの凸型継手２４〜２７を板状の継手として前記コ字状断面の凹型継手に差し込むようにした継手構造を採用しているため、長距離推進による施工誤差を十分に吸収することが可能となっている。
【００３７】
〔推進用掘進機３，４の構造〕
前記先行エレメント１の推進設置時に先頭に装備される掘削機３（以下、先行エレメント用掘削機という。）は、前面部分に、図６に示されるように、先行エレメント１の断面形状で掘削するために、回転式掘削ヘッド３０と、遊星カッター３１、３１…と、サブカッター３２とを備えたカッター部を備える。また、前面部分に、掘削面の四隅に前記凹型継手１４〜１７を含む領域を掘削するための継手部カッター３３〜３６が装備されている。具体的には、先行エレメント用掘削機４の四隅にそれぞれ、３方向に伸びるスポーク状の掘削アームからなる継手カッター３３〜３６が装備されている。
【００３８】
一方、前記閉合エレメント２の推進設置時に先頭に装備される掘削機４（以下、閉合エレメント用掘削機という。）は、前面部分に、図７に示されるように、閉合エレメント２の断面形状で掘削するために、回転式掘削ヘッド４０と、遊星カッター４１、４１…と、サブカッター４２、４２…とを備えたカッター部を備える。また、閉合エレメント用掘削機４の後方側には、四隅にそれぞれ継手部補助カッター４３、４３…を備える。この継手部補助カッター４３は、図８に示されるように、電動機によって駆動される水平板状の回転式カッターであり、前記先行エレメント１の凹型継手１４〜１７の開口部近傍を掘削する。前記先行エレメント用掘削機３の継手部カッター３３〜３６によって掘削された領域は置換材９によって置換されるが、その後に閉合エレメント用掘削機４を掘進させた際に、前記置換材９によって置換された領域が荒らされ、この領域に土砂が肌落ちし、前記凸型継手２４〜２７による推進力の増大を招く可能性があるため、閉合エレメント用掘削機４に前記継手部補助カッター４３、４３…を設けておき、前記凹型継手１４〜１７の開口部近傍の土砂を粉砕するようにする。
【００３９】
〔地中外殻構造体６０の構築手順〕
先ず、最初に前述した先行エレメント１、１…を推進工法により地中に設置する。発進部から先行エレメント用掘削機３を発進させるとともに、この掘削機３の後部に所定長さの先行エレメント１を順次継ぎ足しながら後続させ、かつ発進部に設置された元押しジャッキにより先行エレメント１の後部から推力を与えるようにする。
【００４０】
そして、前記先行エレメント１の推進設置時に、図６(A)に示されるように、前記先行エレメント用掘削機３に前記先行エレメント１を後続させながら地中に設置する際、前記継手部カッター３３〜３６によって前記凹型継手１４〜１７を含む領域を掘削した直後に、この掘削領域に掘削機内部から置換材９を注入し、置換材９によって置き換える。
【００４１】
前記置換材９としては、低強度性能と、掘削壁崩壊防止性能と、止水性能とを備えた材料が好適に用いられる。例えば、ベントナイト、粘土、スラグ微粉末又はセメント、ポリマー、流動化剤等をそれぞれ所定割合で配合することにより、前記性能を備えるようにすると同時に、水中不分離性、非圧縮性、高流動性を備えた材料とする。この材料の目標強度は概ね1.0〜2.0(N/m2)程度とするのが望ましい。また、スラグ微粉末やセメントを適量配合することにより自硬性を有し、施工完了後に徐々に強度を増すようにすることが望ましい。
【００４２】
すべての先行エレメント１，１…の設置作業が完了したならば、次に隣接する二つの先行エレメント１，１の間に前記閉合エレメント２を推進工法により設置する。前記先行エレメント１の設置と同様に、発進部から閉合エレメント用掘削機４を発進させるとともに、この掘削機４の後部に所定長さの閉合エレメント２を順次継ぎ足しながら後続させ、かつ発進部に設置された元押しジャッキにより閉合エレメント２の後部から推力を与えるようにする。この際、閉合エレメント２の凸型継手２４〜２７は設置済みの先行エレメント１，１の凹型継手１４〜１７内に嵌合させた状態で推進させるようにする。
【００４３】
ところで、本形態例では、前記先行エレメント１の凹型継手１４〜１７は、前記頂版１０の上面であってその両端部と、前記底版１１の下面であってその両端部とにそれぞれ設けられ、前記閉合エレメント２の凸型継手２４〜２７は、前記頂版２０の両端部と前記底版２１の両端部とに設けられているため、前記先行エレメント１と閉合エレメント２との間で最大誤差が生じたとしてもエレメントの有効高さＨは継手部分でも確保されるようになっている。例えば、図９に示されるように、隣接する３つのエレメント間において、左側のエレメントが上方側へ最大変位し、右側のエレメントが下方側へ最大変位した場合を想定した場合でも、有効高さＨ内に継手部分は存在せず、継手部において断面欠損が無いため、エレメントの有効高さＨが確保されるようになっている。
【００４４】
前記先行エレメント１，１…と閉合エレメント２，２…とを地中に設置完了した状態の継手部断面を図１０に示す。
【００４５】
同図に示されるように、先行エレメント１の凹型継手１６に対して、閉合エレメント２の板状の凸型継手２７が挿入された状態となっているとともに、その外部（地山側）には、置換材９によって置換された領域が存在している。この段階で継手部における止水性を確保するため、前記先行エレメント１の凹型継手１６内にグラウト材５０を充填して、各エレメント１，２間の止水を行う。
【００４６】
次に、図１１に示されるように、先行エレメント１の側壁１２，１３と、閉合エレメント２の側壁２２，２３とを取り外し（主桁は残置し、スキンプレートのみを撤去）、これら側壁間に存在している土砂を手作業によって撤去し、周方向に各エレメント１，２間を連通させるようにする。
【００４７】
次いで、図１２に示されるように、隣接するエレメント１，２同士を上部及び下部に配設した複数の鋼棒５１，５１…、好ましくはＰＣ鋼棒により相互に連結し、エレメント１，２同士を剛結する。なお、前記鋼棒５１，５１…はエレメントの幅方向に沿って所定間隔が多数設置するようにする。また、同図に示されるように、前記先行エレメント１の凹型継手１４〜１７と、前記閉合エレメント２の凸型継手２４〜２７との嵌合部の内面側に防水シート５２を張設して二重の止水構造としてもよい。
【００４８】
以上の工程が完了したならば、図１３に示されるように、エレメント内部にコンクリートを充填して構造体６０を構築した後、この構造体６０の内部の土砂を掘削することにより地中に外殻構造体を構築する。
【００４９】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、すべての先行エレメント１，１…を設置した後、先行エレメント１，１の間に閉合エレメント２を設置する手順としたが、閉合エレメント２は両側の先行エレメント１，１の設置が完了していれば、それらの間に設置することが可能であるため、すべての先行エレメント１，１…の設置が完了する前の任意の時期に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…先行エレメント、２…閉合エレメント、３…先行エレメント用掘削機、４閉合エレメント用掘削機…、５…パッキン、６…補助パッキン、９…置換材、１０・２０…頂版、１１・２１…底版、１２・１３・２２・２３…側壁、１４〜１７…凹型継手、２４〜２７…凸型継手、３３〜３６…継手部カッター、４３…継手部補助カッター、５０…グラウト材、５１…鋼棒、５２…防水シート、６０…構造体
【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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