(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、トンネルの延設方向に延設させてトンネルの周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成するためのトンネル覆工体の構築構造であって、
各隣接する一対の前記パイプルーフ材の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って取り付けられた止水板と、前記パイプルーフ材に一端部が接合されて、前記パイプルーフ材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられた複数のアンカーロッド部材と、該複数のアンカーロッド部材に支持させて、前記パイプルーフ材と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられた鋼製支保部材と、該鋼製支保部材及び／又は前記複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って配筋された鉄筋と、前記鋼製支保部材に支持させて、前記鋼製支保部材と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられたスキンプレートと、該スキンプレートと前記止水板との間の部分に打設されて硬化したコンクリートとを含んで構成されるトンネル覆工体の構築構造。
【請求項２】
前記鋼製支保部材に一端部が接合されて、複数の内側アンカーロッド部材が、前記鋼製支保部材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられており、該複数の内側アンカーロッド部材を介して前記鋼製支保部材に支持させて、前記スキンプレートが前記鋼製支保部材と離間して取り付けられている請求項１記載のトンネル覆工体の構築構造。
【請求項３】
前記パイプルーフ材は、円形の中空断面形状を有している請求項１又は２記載のトンネル覆工体の構築構造。
【請求項４】
前記複数のパイプルーフ材は、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、弧状の断面に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設されている請求項１〜３のいずれか１項記載のトンネル覆工体の構築構造。
【請求項５】
前記複数のパイプルーフ材は、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、前記弧状の断面を含む円形の断面に沿った円周方向に、間隔を置いて全周に亘って並べて埋設されている請求項４記載のトンネル覆工体の構築構造。
【請求項６】
地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、トンネルの延設方向に延設させてトンネルの周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成するためのトンネル覆工体の構築工法であって、
各隣接する一対の前記パイプルーフ材の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板を取り付ける工程と、前記パイプルーフ材に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材を、前記パイプルーフ材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付ける工程と、取り付けた複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って鋼製支保部材を前記パイプルーフ材と離間して取り付ける工程と、前記鋼製支保部材及び前記複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って鉄筋を配筋する工程と、前記鋼製支保部材に支持させて、前記鋼製支保部材と離間してトンネルの内周面に沿ってスキンプレートを取り付ける工程と、取り付けたスキンプレートと前記止水板との間の部分にコンクリートを打設して硬化させる工程とを含んで構成されるトンネル覆工体の構築工法。
【請求項７】
前記鋼製支保部材及び前記鉄筋の端部を突出させた状態で、前記スキンプレートと前記止水板との間の前記コンクリートが打設される領域の下端部に、底型枠を設置する工程を含み、前記コンクリートが充填される領域を、上部から下方に移動させつつ、前記鋼製支保部材及び前記鉄筋を下方に継ぎ足しながら、前記各工程を繰り返して、上部から下部に向けて前記覆工体を順次形成してゆく請求項６記載のトンネル覆工体の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工体の構築構造及びトンネル覆工体の構築方法に関し、特に、複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成するためのトンネル覆工体の構築構造及びトンネル覆工体の構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パイプルーフ工法は、地中にトンネルを構築する際に、地盤を掘削するのに先立って、構築されるトンネルの上方部分の地盤に鋼管等からなるパイプルーフ材を複数埋設して、地盤からの荷重を先受けするパイプルーフを形成することによって、後続して行われるトンネルの掘削作業を、より安定した状態で行えるようにする工法として公知のものである。
【０００３】
また、鋼管等からなるパイプルーフ材を用いたトンネルの構築方法として、トンネルの上方アーチ部の外周部分の地盤に、トンネルの延設方向に向けて、長尺材である鋼管（パイプルーフ材）を周方向に間隔を置いて複数本、押し込んだ後に、長尺材間を含むトンネルの外周を囲繞するようにして、地盤にセメント系固化材を充填し撹拌することで、断面視環状に地盤改良し、押し込んだ鋼管によって先受けさせながら、地盤改良された部分の内側の地盤を掘削して、トンネルを構築できるようする工法が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１のトンネルの構築方法では、断面視環状の地盤改良部のアーチ効果によって、掘削による地盤の緩みを最小限にしつつ、地盤改良部の内側を掘削して、トンネルを構築することが可能になる。
【０００４】
また、特許文献１のトンネルの構築方法では、パイプルーフ材である鋼管の延設方向と交差するトンネルンの周方向に延設させて、例えばＨ形鋼からなる鋼製のリング支保材を、パイプルーフ材に対してボルト接合することによって取り付けると共に、取り付けたリング支保材に支持させて、鉄筋や内型枠となるプレキャストパネルを取り付け、しかる後に、パイプルーフ材によるパイプルーフとプレキャストパネルとの間の空間に、コンクリートを打設して硬化させることで、トンネルの内周面を覆う鉄筋コンクリート製の覆工体を構築するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３０８１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のトンネルの構築方法では、覆工体の内部に配置される鋼製のリング支保材は、好ましくは当該リング支保材や鋼管（パイプルーフ材）の各々の外周面の曲率半径と同様の曲率半径の円弧面を備える、スペーサ部材を介在させて、パイプルーフ材に密着させた状態でボルト接合されるようになっており、リング支保材やパイプルーフ材に形成されたボルト孔を精度良く合致させて、接合ボルトを締着する作業に多くの手間を要することになる。特に、地中に埋設されるパイプルーフ材は、延長が長くなると、施工誤差も大きくなるため、ボルト孔を、リング支保材やパイプルーフ材の各々に、容易に合致させることが可能なように、精度良く形成することが困難になる。
【０００７】
また、特許文献１のトンネルの構築方法では、鋼製のリング支保材は、パイプルーフ材によるパイプルーフとプレキャストパネルとの間の空間を、トンネルの延設方向に仕切るようにして、外側面及び内側面をパイプルーフ材及びプレキャストパネルに各々密着させた状態で設けられることになるため、打設されたコンクリートを、リング支保材によって仕切られた隣接する両側の施工スパンの間で流通させることが難くなって、リング支保材を挟んだ両側の施工スパンのコンクリートを連続して打設することが難しくなる。
【０００８】
本発明は、地中に埋設されるパイプルーフ材に施工誤差がある場合でも、複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鋼製の支保部材を、多くの手間を要することなく容易に取り付けることを可能にすると共に、鋼製の支保部材を挟んだ両側に連続してコンクリートを打設することを可能にして、鉄筋コンクリート製の覆工体を効率良く構築することのできるトンネル覆工体の構築構造及びトンネル覆工体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】
【０００９】
本発明は、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、トンネルの延設方向に延設させてトンネルの周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成するためのトンネル覆工体の構築構造であって、各隣接する一対の前記パイプルーフ材の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って取り付けられた止水板と、前記パイプルーフ材に一端部が接合されて、前記パイプルーフ材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられた複数のアンカーロッド部材と、該複数のアンカーロッド部材に支持させて、前記パイプルーフ材と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられた鋼製支保部材と、該鋼製支保部材及び／又は前記複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って配筋された鉄筋と、前記鋼製支保部材に支持させて、前記鋼製支保部材と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられたスキンプレートと、該スキンプレートと前記止水板との間の部分に打設されて硬化したコンクリートとを含んで構成されるトンネル覆工体の構築構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
そして、本発明のトンネル覆工体の構築構造は、前記鋼製支保部材に一端部が接合されて、複数の内側アンカーロッド部材が、前記鋼製支保部材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられており、該複数の内側アンカーロッド部材を介して前記鋼製支保部材に支持させて、前記スキンプレートが前記鋼製支保部材と離間して取り付けられていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のトンネル覆工体の構築構造は、前記パイプルーフ材が、円形の中空断面形状を有していることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明のトンネル覆工体の構築構造は、前記複数のパイプルーフ材が、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、弧状の断面に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設されていることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、本発明のトンネル覆工体の構築構造は、前記複数のパイプルーフ材が、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、前記弧状の断面を含む円形の断面に沿った円周方向に、間隔を置いて全周に亘って並べて埋設されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、トンネルの延設方向に延設させてトンネルの周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成するためのトンネル覆工体の構築工法であって、各隣接する一対の前記パイプルーフ材の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板を取り付ける工程と、前記パイプルーフ材に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材を、前記パイプルーフ材からトンネルの内方に向けて突出させて取り付ける工程と、取り付けた複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って鋼製支保部材を前記パイプルーフ材と離間して取り付ける工程と、前記鋼製支保部材及び前記複数のアンカーロッド部材に支持させて、トンネルの内周面に沿って鉄筋を配筋する工程と、前記鋼製支保部材に支持させて、前記鋼製支保部材と離間してトンネルの内周面に沿ってスキンプレートを取り付ける工程と、取り付けたスキンプレートと前記止水板との間の部分にコンクリートを打設して硬化させる工程とを含んで構成されるトンネル覆工体の構築工法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１５】
そして、本発明のパイプルーフの連結工法は、前記鋼製支保部材及び前記鉄筋の端部を突出させた状態で、前記スキンプレートと前記止水板との間の前記コンクリートが打設される領域の下端部に、底型枠を設置する工程を含み、前記コンクリートが充填される領域を、上部から下方に移動させつつ、前記鋼製支保部材及び前記鉄筋を下方に継ぎ足しながら、前記各工程を繰り返して、上部から下部に向けて前記覆工体を順次形成してゆくことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のトンネル覆工体の構築構造及びトンネル覆工体の構築方法によれば、地中に埋設されるパイプルーフ材に施工誤差がある場合でも、複数のパイプルーフ材によるパイプルーフの内側に、鋼製の支保部材を、多くの手間を要することなく容易に取り付けることを可能にすると共に、鋼製の支保部材を挟んだ両側に連続してコンクリートを打設することを可能にして、鉄筋コンクリート製の覆工体を効率良く構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築構造を説明する、（ａ）はトンネルの周方向に沿った部分横断面図、（ｂ）はトンネルの軸方向に沿った部分縦断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築構造を採用したトンネルの構築工法によって構築されるトンネルを説明する略示断面図である。
【図３】トンネルの構築工法の薬液注入工程を説明する略示斜視図である。
【図４】トンネルの構築工法の坑内立坑築造工程を説明する略示斜視図である。
【図５】トンネルの構築工法の坑内立坑築造工程を説明する、（ａ）は略示横断面図、（ｂ）は略示平断面図である。
【図６】トンネルの構築工法の円周シールド施工工程を説明する略示斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、トンネルの構築方法の円周シールド施工工程を説明する略示横断面図である。
【図８】トンネルの構築工法のパイプルーフ施工工程を説明する略示斜視図である。
【図９】トンネルの構築工法のパイプルーフ施工工程を説明する略示横断面図である。
【図１０】パイプルーフ材を連結してパイプルーフを形成する連結構造を説明する部分横断面図である。
【図１１】トンネルの構築工法の褄部施工工程を説明する略示斜視図である。
【図１２】トンネルの構築工法の褄部施工工程を説明する、（ａ）は略示横断面図、（ｂ）は略示平断面図である。
【図１３】トンネルの構築工法の掘削及び覆工工程を説明する略示縦断面図である。
【図１４】トンネルの構築工法の掘削及び覆工工程を説明する略示横断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築方法を説明する略示横断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築方法を説明する略示横断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築方法を説明する略示横断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築方法を説明する略示横断面図である。
【図１９】（ａ）、（ｄ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築方法を説明する略示横断面図である。
【図２０】トンネルの構築工法の掘削及び覆工工程を説明する褄部の略示縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）に示す本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工体の構築構造１０は、例えば地表面から４０ｍ以上の深さの区分地上権が不要な大深度地下に、図２に示すように、例えば道路用の本線トンネル５１とランプトンネル５２とを接続させるための、本線トンネル５１及びランプトンネル５２を囲うことが可能な、例えば直径が２９ｍ程度の大きさの大断面のインターチェンジ用の拡幅トンネル５０を構築する工事において採用されたものである。すなわち、本実施形態のトンネル覆工体の構築構造１０は、後述するトンネルの構築工法における、パイプルーフ１２によって囲まれたこれの内部の地盤を上部から下部に向けて掘削すると共に、掘削により露出したパイプルーフ１２の内壁面を覆って、上部から下部に向けて順次鉄筋コンクリート製の覆工体１７を形成して行く、掘削及び覆工工程（図１３、１４参照）において、地中に埋設されるパイプルーフ材１１に施工誤差がある場合でも、複数のパイプルーフ材１１によるパイプルーフ１２の内側に、鋼製の支保部材１４を、多くの手間を要することなく容易に取り付けることを可能にすると共に、鋼製の支保部材１４を挟んだ両側に連続してコンクリート１６を打設することを可能にして、鉄筋コンクリート製の覆工体１７を効率良く構築することができるようにするための構造として採用されたものである。
【００１９】
そして、本実施形態では、拡幅トンネル５０を構築するためのトンネルの構築工法は、好ましくはシールド工法によって、例えば１６ｍ程度の直径の本線トンネル５１が地中に形成された後に、この本線トンネル５１から、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に坑内立坑２０を形成して（図４及び図５（ａ）、（ｂ）参照）、この坑内立坑２０を介して、後述する円周シールド坑３０（図６、図７（ａ）〜（ｃ）参照）やパイプルーフ１２（図８、図９参照）や褄部地盤改良体４０（図１１、図１２参照）の施工を行なうようになっている。
【００２０】
すなわち、本実施形態では、拡幅トンネル５０を構築するためのトンネルの構築工法は、本線トンネル５１から薬液注入を行って、拡幅トンネル５０が構築される領域の地盤及びこれの周囲の地盤を安定化させる薬液注入工程（図３参照）と、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部において、本線トンネル５１から下方の地盤に向けて坑内立坑２０を各々築造する立坑築造工程（図４及び図５（ａ）、（ｂ）参照）と、坑内立坑２０から円周シールド掘進機３１を発進させると共に、当該坑内立坑２０に円周シールド掘進機３１を到達させて、パイプルーフ１２及び褄部地盤改良体４０を施工する際の作業坑となる、円周シールド坑３０を各々形成する円周シールド施工工程（図６、図７（ａ）〜（ｃ）参照）と、拡幅トンネル５０の施工区間の一方の端部の円周シールド坑３０から、他方の端部の円周シールド坑３０に向けて、複数のパイプルーフ材１１を地中に押し込むことによって、これらの複数のパイプルーフ材１１を円周方向に並べて連設させた、円筒状のパイプルーフ１２を形成するパイプルーフ施工工程（図８、図９参照）と、各々の円周シールド坑３０の内方の地盤を地盤改良することによって、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に褄部地盤改良体４０を各々形成する褄部改良体形成工程（図１１、図１２（ａ）、（ｂ）参照）と、円筒状に形成されたパイプルーフ１２と両側の端部の円周シールド坑３０及び褄部地盤改良体４０とによって周囲を囲まれる内側領域を、上部から下部に向けて掘削すると共に、掘削により露出したパイプルーフ１２の内壁面や褄部地盤改良体４０の内壁面を覆って、上部から下部に向けて順次覆工壁１３，４３を形成する掘削及び覆工工程（図１３〜図２０参照）とを含んで構成されている。
【００２１】
上述のトンネルの構築工法における薬液注入工程では、図３に示すように、本線トンネル５１からこれの外周部分の地盤に向けて、公知の薬液注入管２６を、本線トンネル５１の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて、多数本挿入する。また、挿入した薬液注入管２６を介して、例えば水ガラス系等の公知の薬液を注入することによって、拡幅トンネル５０（図２参照）が構築される領域の地盤及びこれの周囲の地盤を改良して、これらの地盤を安定化させる。薬液注入工程における、薬液注入管２６の挿入本数、注入する薬液の種類や注入量、注入圧、ゲルタイム等は、対象となる地盤の種類や、地下水位、透水係数、粒度分布、改良範囲等を鑑みて、適宜設計することができる。
【００２２】
なお、本実施形態では、拡幅トンネル５０を構築するための各工程を行うのに先立って、本線トンネル５１の外郭部分を構成する例えばセグメントの内周面に沿って、鋼製の補強リング２７ａを、本線トンネル５１の軸方向に所定の間隔をおいて複数設置することで、セグメント補強支保工２７を形成して、本線トンネル５１を補強しておくことが好ましい（図３参照）。セグメント補強支保工２７は、特に、坑内立坑２０及び褄部地盤改良体４０が形成される、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部や、こられの端部を挟んで本線トンネル５１の軸方向に隣接する部分に、設置することが好ましい。
【００２３】
立坑築造工程では、図４及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本線トンネル５１における拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部から、例えば矩形断面を有する鋼製の複数の矩形推進管２１を、公知の密閉型鉛直推進工法によって、各々鉛直下方に推進させることで、これらの矩形推進管２１を縦横に隣接して複数並べて配置した、全体として略六面体形状を有する、坑内立坑２０となる鋼製覆工体２３を形成する。
【００２４】
すなわち、立坑築造工程では、例えば矩形推進管２１の下端部に、矩形断面を有する公知の矩形掘進機２２を取り付けて下方に掘進させながら、この矩形掘進機２２に後続させて矩形推進管２１を連設して下方に押し込んでゆくことで、本線トンネル５１から鉛直下方に向けて、矩形推進管２１を所定の深さまで設置する。このように矩形推進管２１を所定の深さまで設置する作業を、複数の矩形推進管２１を縦横に隣接させつつ複数回繰り返すことによって、これらの複数の矩形推進管２１が平面視矩形状に一体となった、例えば本線トンネル５１の軸方向の長さが１５〜１８ｍ程度、幅方向の長さが８〜１０ｍ程度、鉛直方向の深さが１８ｍ程度の大きさの、六面体形状の鋼製覆工体２３が、本線トンネル５１の下方の地盤に構築される。しかる後に、構築された鋼製覆工体２３における、外周壁２３ａとなる部分によって４方を囲まれる内側領域を仕切って縦横に格子状に配置された、各々の矩形推進管２１による仕切り壁２３ｂの部分を切断撤去する。これによって、複数の矩形掘進機２２を地中に残置したまま（図７（ａ）〜（ｃ）参照）、相当の大きさの作業空間を確保した坑内立坑２０が、仕切り壁２３ｂが撤去された後の鋼製覆工体２３の外周壁２３ａによって周囲を囲まれた状態で、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に各々築造される。築造された坑内立坑２０は、円周シールド施工工程における、円周シールド掘進機３１の発進坑及び到達坑として用いられる。
【００２５】
円周シールド施工工程では、図６及び図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、築造された各々の坑内立坑２０から、公知の円周シールド掘進機３１を発進させると共に、発進させた円周シールド掘進機３１を同じ坑内立坑２０に到達させることによって、パイプルーフ１２及び褄部地盤改良体４０を施工する際の作業坑となる円周シールド坑３０を、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に各々形成する。
【００２６】
本実施形態では、円周シールド掘進機３１は、例えば３〜４．５ｍ程度のシールド高さの矩形断面を備える、好ましくは泥水式の曲率を有する公知のシールド掘進機となっている。円周シールド掘進機３１は、坑内立坑２０に設置した元押しジャッキ３３（図７（ｂ）参照）からの推進力を受けて、矩形断面を有すると共に曲線施工が可能な曲線部覆工セグメント３２を、後方に連設させながら、拡幅トンネル５０の外径よりも一回り大きな直径の円周に沿って、坑内立坑２０に到達するまで掘進することができるようになっている。これによって、曲線部覆工セグメント３３による、円環状に延設する円周シールド坑３０が、後述するパイプルーフ施工工程でパイプルーフ１２が円筒状に形成される、円形の断面に沿って、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に各々設けられることになる。
【００２７】
パイプルーフ施工工程では、図８及び図９に示すように、拡幅トンネル５０の施工区間の一方の端部に設けられた円周シールド坑３０から、他方の端部に設けられた円周シールド坑３０に向けて、公知のパイプルーフ掘進工法により、複数のパイプルーフ材１１を掘進させながら地中に押し込んでゆく。これによって、これらの複数のパイプルーフ材１１が円周方向に間隔を置いて並べて埋設されることにより構成される、円筒状のパイプルーフ１２が形成される。
【００２８】
すなわち、本実施形態では、パイプルーフ掘進工法として、高水圧下でも施工が可能な泥水式推進工法を採用し、パイプルーフ材１１として、内部で作業員が作業できる大きさの例えばφ２．０ｍ程度の鋼管を使用して、これらの複数のパイプルーフ材１１を地中に押し込むことによって、地中に構築される拡幅トンネル５０の外周部分の地盤に、複数のパイプルーフ材１１を、トンネルの延設方向に延設させて各々埋設する。また、パイプルーフ掘進工法により円周シールド坑３０からパイプルーフ材１１を地中に押し込む作業を、円周シールド坑３０の周方向に所定のピッチで複数回繰り返すことによって、地中に構築される拡幅トンネル５０の外周部分の地盤に、複数のパイプルーフ材１１を、弧状の断面を含む円形の断面に沿った円周方向に、所定の間隔を置いて全周に亘って並べて埋設することが可能になる。またこれによって、弧状の断面を含む円形の断面に沿った円周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材１１による、拡幅トンネル５０の掘削時に周囲の地盤からの荷重を先受けする、円筒状のパイプルーフ１２を形成することが可能になる。
【００２９】
そして、本実施形態では、上述のパイプルーフ施工工程において、弧状の断面を含む円形の断面に沿って地中に埋設された複数のパイプルーフ材１１は、図１０に示すように、連結接続鋼材３４と耐圧支持地盤体３５とを含んで構成されるパイプルーフの連結構造３６により一体として連結されることによって、アーチ効果を発揮することが可能な円筒状のパイプルーフ１２を形成する。これによって、拡幅トンネル５０の横断方向（断面方向）に荷重を支持する横断方向の支保工を、複数のパイプルーフ材１１を用いたパイプルーフ１２によって、拡幅トンネル５０の外周部分の地盤に効率良く設けることが可能になる。
【００３０】
すなわち、本実施形態では、パイプルーフの連結構造３６は、地中に構築される拡幅トンネル５０の外周部分の地盤において、図８及び図９に示すように、拡幅トンネル５０の延設方向に延設すると共に、弧状の断面（本実施形態では、弧状の断面を含む円形の断面）に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設された（図８、図９参照）、複数のパイプルーフ材１１を互いに連結して、地盤からの荷重を一体として支持できるようにする連結構造であって、図１０に示すように、弧状の断面に沿った方向に隣接する各一対のパイプルーフ材１１に、両側の端部３４ａを各々固着して、これらのパイプルーフ材１１を互いに接続する連結接続鋼材３４と、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に介在して設けられた、耐圧支持地盤体３５とを含んで構成されている。
【００３１】
また、本実施形態では、複数のパイプルーフ材１１は、地中に構築される拡幅トンネル５０の少なくとも上方部分の地盤において、弧状の断面に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設されていると共に（図８参照）、好ましくは地中に構築される拡幅トンネル５０の外周部分の地盤において、弧状の断面を含む円形の断面に沿った円周方向に、間隔を置いて全周に亘って並べて埋設されている（図９参照）。
【００３２】
さらに、本実施形態では、図１０に示すように、連結接続鋼材３４は、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分における、弧状の断面の径方向の内側部分及び外側部分に、２段に配置されて取り付けられており、耐圧支持地盤体３５は、これらの２段に配置された連結接続鋼材３４によって挟まれる領域に設けられている。
【００３３】
本実施形態では、連結接続鋼材３４と耐圧支持地盤体３５とを含んで構成されるパイプルーフの連結構造３６は、パイプルーフ材１１の内部からの作業によって、簡易に形成することが可能である。すなわち、本実施形態では、パイプルーフ材１１は、例えばφ２．０ｍ程度の大きさの鋼管からなり、作業員が立ち入って作業することができるようになっていると共に、連結接続鋼材３４や耐圧支持地盤体３５を施工するのに必要な、各種の資材や機材を、パイプルーフ材１１の内部に搬入できるようになっている。
【００３４】
本実施形態では、パイプルーフの連結構造３６を構成する連結接続鋼材３４は、隣接する各一対のパイプルーフ材１１に跨って配置することが可能な長さを有している。連結接続鋼材３４は、細長い連結鋼板や鋼棒等の、端部３４ａを溶接や接合用の金物等によってパイプルーフ材１１に接合することが可能な、種々の連結用の鋼製部材を用いることができる。本実施形態では、連結接続鋼材３４として、例えば両端部に雄ネジ部が設けられた、引張強度に優れる鋼棒である、例えばφ３０ｍｍ程度のＰＣ鋼棒を好ましく用いることができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、例えば隣接する各一対のパイプルーフ材１１のうちの一方から、他方のパイプルーフ材１１に向けて、これらのパイプルーフ材１１を貫通させると共に、これらの間隔部分の地盤を穿孔して形成した挿通孔に、ＰＣ鋼棒３４を、両側のパイプルーフ材１１の間に跨るようにして挿通する。しかる後に、ＰＣ鋼棒３４の両側の端部３４ａの雄ネジ部を、各々のパイプルーフ材１１の内部に溶接等を介して設置した締着台３７に、ナット部材３８を用いて各々締着する。これによって、ＰＣ鋼棒からなる各連結接続鋼材３４は、両側の端部３４ａを両側のパイプルーフ材１１に各々締着して、これらの各一対のパイプルーフ材１１に跨るようにして固着されると共に、これらの各一対のパイプルーフ材１１を各々強固に連結できるようになっている。
【００３６】
また、本実施形態では、ＰＣ鋼棒からなる連結接続鋼材３４は、パイプルーフ材１１の延設方向に、例えば３０〜１００ｃｍのピッチで取り付けられていることが好ましい。連結接続鋼材３４が、パイプルーフ材１１の延設方向に、３０〜１００ｃｍのピッチで取り付けられていることにより、隣接する各一対のパイプルーフ材１１を強固に連結する引張材として、より効果的に機能することが可能になると共に、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に設けられた耐圧支持地盤体３５を、より効果的に拘束することが可能になる。
【００３７】
本実施形態では、好ましくはＰＣ鋼棒からなる連結接続鋼材３４は、上述のように、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分における、径方向の内側部分及び外側部分に、２段に配置されて取り付けられている。これによって、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に設けられた耐圧支持地盤体３５を、２段に配置された連結接続鋼材３４により内側及び外側から挟み込むようにして、一層強固に拘束することになるので、当該耐圧支持地盤体３５を圧縮材としてさらに効果的に機能させることが可能になる。またこれによって、隣接する各一対のパイプルーフ材１１が、連結接続鋼材３４及び耐圧支持地盤体３５を介して一体として弧状に連続することによるアーチ効果を、より安定した状態でパイプルーフ１２に発揮させることが可能になる。またこれによって、周囲の地盤からの荷重を支持する拡幅トンネル５０の横断方向の支保工を、これらの複数のパイプルーフ材１１が周方向に一体となった円筒状のパイプルーフ１２によって、さらに効率良く強固に形成することが可能になる。
【００３８】
本実施形態では、パイプルーフの連結構造３６を構成する耐圧支持地盤体３５は、地中に埋設された複数のパイプルーフ材１１における、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に介在して設けられた、圧縮材として機能する間詰地盤体ある。耐圧支持地盤体３５は、複数のパイプルーフ材１１による円筒状のパイプルーフ１２が地中に形成された後に、これの内側部分を掘削して周囲の地盤からの荷重を受けることでパイプルーフ１２がアーチ効果を発揮する際に、パイプルーフ１２の周方向に沿って隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に生じる圧縮力を、効果的に支持できる程度の圧縮耐力として、例えば２Ｎ／ｍｍ2程度の圧縮強度を備えるように形成されている。
【００３９】
本実施形態では、このような圧縮強度を備える耐圧支持地盤体３５は、例えば、パイプルーフ材１１の内部からの作業により、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分の地盤を地盤改良して、所定の圧縮強度を有する改良地盤を形成することによって設けることができる。改良地盤は、連結接続鋼材１３として例えば外周部分に注入孔が形成された中空の鋼製パイプ部材を用い、この鋼製パイプ部材を介して、パイプルーフ材１１の内部から当該鋼製パイプ部材の周囲に地盤改良材を圧入することによって、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に形成することもできる。
【００４０】
また、このような圧縮強度を備える耐圧支持地盤体３５は、パイプルーフ材の内側からの作業により、隣接する各一対のパイプルーフ材の間隔部分の地盤を、固化後に所定の圧縮強度を有することになるグラウト材と置き替えて、固化したグラウト材によって設けることもできる。
【００４１】
さらに、このような圧縮強度を備える耐圧支持地盤体３５は、複数のパイプルーフ材１１が埋設される部分の地盤が、所定の圧縮強度を有する例えばドタン層等である場合には、このような所定の圧縮強度を有する地山の地盤をそのまま利用して、隣接する各一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に介在して設けられた、耐圧支持地盤体３５とすることもできる。
【００４２】
なお、上述のようにして、パイプルーフの連結構造３６により隣接する各一対のパイプルーフ材１１を一体として連結する作業は、パイプルーフ施工工程において、周方向に間隔をおいて順次地中に押し込まれる複数のパイプルーフ材１１のうちの、何本かのパイプルーフ材１１が先行して埋設された段階で、後続するパイプルーフ材１１を、一方の円周シールド坑３０から他方の円周シールド坑３０に向けて順次地中に押し込んでゆく作業と同時に、又は並行して、実施することができる。また、本実施形態のパイプルーフの連結構造１０により隣接する各一対のパイプルーフ材１１を一体として連結する作業は、後続して施工される褄部改良体形成工程と同時に、又は並行して実施することもできる。これらによって、工期が遅れることになるのを、効果的に抑制することが可能になる。
【００４３】
上述のトンネルの構築工法における褄部改良体形成工程では、図１１及び図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、各々の円周シールド坑３０の内方の地盤を地盤改良することによって、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に、褄部地盤改良体４０を形成する。すなわち、褄部改良体形成工程では、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部における、各々の円周シールド坑３０の内部や、これに近接する部分のパイプルーフ材１１の内部からの作業によって、例えば各円周シールド坑３０の上部から下部に向けて、公知の地盤改良器４２を用いた、好ましくは高圧噴射撹拌工法による地盤改良を行うことで、円柱形状の単位改良体４１を、円周シールド坑３０によって囲まれるこれの径方向内方の地盤に形成する。また、円周シールド坑３０の内方の地盤に対して、このような高圧噴射撹拌工法による地盤改良を複数回繰り返すことによって、複数の円柱形状の単位改良体４１が、その外周部分を重ね合わせつつ縦横に並べて配置されることで一体として形成された、褄部地盤改良体４０(図１２（ａ）、（ｂ）参照）が、拡幅トンネル５０の施工区間の両側の端部に、円周シールド坑３０と本線トンネル５１との間の間隔部分を閉塞するようにして、各々の円周シールド坑３０の内方に構築されることになる。
【００４４】
これによって、拡幅トンネル５０の施工区間の掘削領域が、円筒状に形成されたパイプルーフ１２と、両側の端部の円周シールド坑３０及び褄部地盤改良体４０とによって、周囲を囲まれた状態になるので、これらのパイプルーフ１２や褄部地盤改良体４０に外周の地盤からの荷重を支持させつつ、掘削及び覆工工程において、これらの内側領域を、安定した状態で掘削してゆくことが可能になる。
【００４５】
掘削及び覆工工程では、図１３〜図２０に示すように、円筒状に形成されたパイプルーフ１２と、両側の端部の円周シールド坑３０及び褄部地盤改良体４０とによって周囲を囲まれる内側領域を、上部から下部に向けて掘削すると共に、掘削により露出したパイプルーフ１２の内壁面や褄部地盤改良体４０の内壁面を覆って、上部から下部に向けて、いわゆる逆巻き工法によって、鉄筋コンクリート製の覆工体１７，４３を順次形成してゆく。
【００４６】
すなわち、掘削及び覆工工程では、掘削機械４４として例えばバックホウやブルドーザーを用いて、パイプルーフ１２の内側の掘削領域の上段部から下段部に向けて、拡幅トンネル５０の掘削作業を順次行うと共に（図１３、図１４参照）、上段部から下段部に向けて、掘削により露出したパイプルーフ１２の内壁面を覆うようにして、後述する本実施形態のンネル覆工体の構築構造１０による鉄筋コンクリート製（本実施形態では、鉄筋鉄骨コンクリート製）の覆工体１７を、順次構築して行く（図１５〜図１９参照）。また、掘削により露出した褄部地盤改良体４０の内壁面を覆うようにして、例えば鉄筋コンクリート製や鉄筋鉄骨コンクリート製の褄部の覆工体４３（図２０参照）を、順次構築して行く。
【００４７】
ここで、拡幅トンネル５０の掘削作業では、図１３及び図１４に示すように、パイプルーフ１２を構成するパイプルーフ材１１の大きな剛性による、トンネルの延設方向の先受け支保工としての機能によって、地山の安定性を向上させると共に、地山の変形を抑制しつつ、トンネルの延設方向に掘削作業をさらに効率良く行ってゆくことが可能になる。また、本実施形態では、上述のパイプルーフの連結構造３６によって、隣接する各一対のパイプルーフ材１１が一体として連結されているので、パイプルーフ１２をトンネルの横断方向（断面方向）の支保工として機能させることが可能になる。
【００４８】
拡幅トンネル５０の上段部の掘削作業では、作業空間から本線トンネル５１に至る土砂排出管５３（図１４参照）を、例えば本線トンネル５１からの鋼管推進によって設置しておき、この土砂排出管５３に掘削土砂を投入することによって、本線トンネル５１を介して掘削土砂を搬出することができる。掘削領域の上段部から下段部に向けた掘削作業の進行に伴って露出する本線トンネル５１の不要な部分は、例えば破砕機械を用いて破砕して、掘削土砂と共に撤去することができる。
【００４９】
そして、本実施形態のンネル覆工体の構築構造１０は、掘削及び覆工工程において、上述のパイプルーフ施工工程でトンネルの延設方向に埋設された複数のパイプルーフ材１１によるパイプルーフ１２の内側に、鉄筋コンクリート製（本実施形態では、鉄筋鉄骨コンクリート製）の覆工体１７を形成するための構築構造であって、図１及び図１５〜図１９に示すように、各隣接する一対のパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って取り付けられた止水板（本実施形態では、止水鉄板）１３（図１、図１５（ａ）参照）と、パイプルーフ材１１に一端部が接合されて、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられた複数のアンカーロッド部材１５ａ（図１、図１５（ｂ）参照）と、これらの複数のアンカーロッド部材１５ａに支持させて、パイプルーフ材１１と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられた鋼製支保部材１４（図１、図１５（ｂ）参照）と、鋼製支保部材１４及び／又は複数のアンカーロッド部材１５に支持させて、トンネルの内周面に沿って配筋された鉄筋１８（図１、図１５（ｃ）参照）と、鋼製支保部材１４に支持させて、鋼製支保部材１４と離間してトンネルの内周面に沿って取り付けられたスキンプレート１９（図１、図１５（ｄ）参照）と、スキンプレート１９と止水板１３との間の部分に打設されて硬化したコンクリート１６（図１、図１５（ｅ）、（ｆ）参照）とを含んで構成されている。
【００５０】
また、本実施形態では、鋼製支保部材１４に一端部が接合されて、複数の内側アンカーロッド部材１５ｂ（図１、図１４（ｂ）参照）が、鋼製支保部材１４からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられており、これらの複数の内側アンカーロッド部材１５ｂを介して鋼製支保部材１４に支持させて、スキンプレート１９が鋼製支保部材１４と離間して取り付けられている。鉄筋１８は、本実施形態では、これらの内側アンカーロッド部材１５ｂによって支持されて、鋼製支保部材１４の内側にも配筋されている。
【００５１】
本実施形態では、各隣接する一対のパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って取り付けられる止水板１３は、好ましくは止水鉄板１３が用いられている。止水鉄板１３は、両側の側縁部を、好ましくは両側のパイプルーフ材１１の外周面における最もトンネルの内方に位置する部分に、トンネルの内側からの作業によって溶接等により接合することで、図１に示すように、各隣接する一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に露出する地盤面を、トンネルの内側から覆うようにして、これらの間隔部分を閉塞した状態で取り付けられる。なお、止水鉄板１３を取り付けるのに先立って、一対のパイプルーフ材１１の間隔部分に露出する地盤面には、吹付けコンクリートが適宜吹き付けられて、地盤面の安定化が図られる。また、止水鉄板１３を取り付けた後に、一対のパイプルーフ材１１の間隔部分の地盤面や吹付けコンクリートと、止水鉄板１３との間の隙間を埋めるようにして、グラウト等による裏込め充填材が適宜充填されることになる。
【００５２】
パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられた複数のアンカーロッド部材１５ａは、例えばφ３２ｍｍ程度の太さの、両端部に雄ネジ部が形成された鋼棒からなる。各々のアンカーロッド部材１５ａは、パイプルーフ材１１の内部での作業によってパイプルーフ材１１の内周面における最もトンネルの内方に位置する部分に取り付けられた、例えば袋ナット１５ｃに、一端部の雄ネジ部を締着して接合することで、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて、例えば１０００ｍｍ程度の長さで延設させた状態で取り付けられる。
【００５３】
複数のアンカーロッド部材１５ａに支持されてトンネルの内周面に沿って取り付けられる鋼製支保部材１４は、例えばＨ−３００×３００×１０×１５のＨ形鋼からなる。鋼製支保部材１４は、例えば上下のフランジ部に形成した挿通孔にアンカーロッド部材１５ａを挿通して、アンカーロッド部材１５ａの他端部の雄ネジ部を、下方のフランジ部の下面にナット部材１５ｄを用いて締着することで接合して、パイプルーフ材１１と離間してトンネルの内周面に沿って周方向に延設した状態で取り付けられる。本実施形態では、鋼製支保部材１４は、トンネルの延設方向に例えば２０００ｍｍ程度のピッチで、間隔をおいて複数箇所に取り付けられる。
【００５４】
鋼製支保部材１４からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられた複数の内側アンカーロッド部材１５ｂもまた、例えばφ３２ｍｍ程度の太さの、両端部に雄ネジ部が形成された鋼棒からなる。各々の内側アンカーロッド部材１５ｂは、例えばこれの一端部を、鋼製支保部材１４の下方のフランジ部に形成した挿通孔に挿通すると共に、下方のフランジ部の上面にナット部材１５ｅを用いて締着することで接合して、鋼製支保部材１４からトンネルの内方に向けて突出させて、例えば７００ｍｍ程度の長さで延設させた状態で取り付けられる。
【００５５】
アンカーロッド部材１５ａや鋼製支保部材１４や内側アンカーロッド部材１５ｂに支持されて配筋される鉄筋１８は、例えばＤ１９〜３５程度の太さの異形鉄筋からなる。鉄筋１８は、止水鉄板１３とスキンプレート１９との間のコンクリート１６が打設される空間において、例えば１２５〜２５０ｍｍ程度のピッチで、縦横に延設して配筋される。
【００５６】
鋼製支保部材１４に支持されてトンネルの内周面に沿って取り付けられるスキンプレート１９は、例えば厚さが６ｍｍ程度の鋼板からなり、トンネルの内周面に沿った形状に湾曲して形成されている。スキンプレート１９の鋼製支保部材１４側の外側面には、多数の補強リブ１９ａが、外側に突出して設けられている（図１（ｂ）参照）。スキンプレート１９は、当該スキンプレート１９に形成された挿通孔に、内側アンカーロッド部材１５ｂの他端部を挿通し、挿通された他端部を、当該スキンプレート１９の内側面にナット部材１５ｆを用いて締着することで接合して、内側アンカーロッド部材１５ｂを介して、鋼製支保部材１４から支持された状態で取り付けられる。これによって、取り付けられたスキンプレート１９と止水鉄板１３との間には、例えば１３００ｍｍ程度の厚さの、コンクリート１６が打設される空間が保持される。
【００５７】
また、本実施形態では、スキンプレート１９の内側面に沿って、大引き部材１９ｂが、トンネルの軸方向に延設させた状態で、周方向に間隔をおいて複数箇所に取り付けられている。大引き部材１９ｂは、スキンプレート１９の内側面に内側アンカーロッド部材１５ｂの他端部をナット部材１５ｆを用いて締着する際に、スキンプレート１９の内側面とナット部材１５ｆとの間に挟み込まれた状態で固定される。大引き部材１９ｂが取り付けられていることにより、スキンプレート１９と止水鉄板１３との間の空間にコンクリート１６が打設された際に、硬化する前のコンクリート１６による荷重を、スキンプレート１９によってより安定した状態で支持することが可能になる。
【００５８】
本実施形態では、スキンプレート１９と止水板１３との間の部分の空間に打設されるコンクリート１６は、好ましくは高流動コンクリートが用いられる。コンクリート１６として高流動コンクリ０を用いることにより、特に振動バイブレータによって締固めることが困難な、トンネルの上部の空間にコンクリート１６を打設する場合でも、これらの空間に密に充填させた状態で、コンクリート１６を打設することが可能になる。コンクリート１６は、スキンプレート１９に設けた注入管２８（図１５（ｅ）、（ｆ）参照）から注入充填して、打設することが可能である。
【００５９】
そして、本実施形態では、上述の構成を備えるトンネル覆工体の構築構造１０は、以下に記載するトンネル覆工体の構築工法によって、トンネルの上部から下部に向けて順次構築されることで、鉄筋コンクリート製の覆工体を形成して行くことが可能になる。
【００６０】
すなわち、本実施形態のトンネル覆工体の構築工法は、地中に構築されるトンネルの外周部分の地盤において、トンネルの延設方向に延設させてトンネルの周方向に並べて埋設された複数のパイプルーフ材１１によるパイプルーフ１２の内側に、鉄筋コンクリート製の覆工体１７を形成するための構築工法であって、図１５（ａ）〜（ｆ）に示すように、例えば最上段部の１段目の覆工体１７を構築する工程として、各隣接する一対のパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板１３を取り付ける工程（図１５（ａ）参照）と、パイプルーフ材１１に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材１５ａを、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付ける工程（図１５（ｂ）参照）と、取り付けた複数のアンカーロッド部材１５ａに支持させて、トンネルの内周面に沿って鋼製支保部材１４をパイプルーフ材１１と離間して取り付ける工程（図１５（ｂ）参照）と、鋼製支保部材１４及び／又は複数のアンカーロッド部材１５ａに支持させて、トンネルの内周面に沿って鉄筋１８を配筋する工程（図１５（ｃ）参照）と、鋼製支保部材１４に好ましくは内側アンカーロッド部材１５ｂを介して支持させて、鋼製支保部材１４と離間してトンネルの内周面に沿ってスキンプレート１９を取り付ける工程（図１５（ｄ）参照）と、取り付けたスキンプレート１９と止水板１３との間の部分にコンクリート１６を打設して硬化させる工程（図１５（ｅ）、（ｆ）参照）とを含んで構成されている。
【００６１】
また、本実施形態では、鋼製支保部材１４及び鉄筋１８の端部を突出させた状態で、スキンプレート１９と止水板１３との間のコンクリート１６が打設される領域の下端部に、底型枠２９を、好ましくは支保架台２９ａによって支持した状態で設置する工程（図１５（ｄ）参照）を含んでおり、コンクリート１６が充填される領域を、上部から下方に移動させつつ、鋼製支保部材１４及び鉄筋１８を下方に継ぎ足しながら、上述の各工程を繰り返して、上部から下部に向けて覆工体を順次形成してゆくようになっている。
【００６２】
すなわち、本実施形態では、図１５（ａ）〜（ｆ）に示す工程に従って、１段目の覆工体１７を構築したら、図１６（ａ）〜（ｆ）に示すように、底型枠２９及びサポート架台２９ａを撤去して（図１６（ａ）参照）、パイプルーフ１２の内側の２段目の地盤を掘削する（図１６（ｂ）参照）。しかる後に、２段目の掘削によって１段目の覆工体１７の下方に露出した両側の側部領域における、隣接するパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板１３を取り付けると共に、パイプルーフ材１１に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材１５ａを、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付ける（図１６（ｃ）参照）。また、１段目の覆工体１７の下端部から突出する鋼製支保部材１４及び鉄筋１８の端部と接続して、これらの下方に、２段目の覆工体１７の鋼製支保部材１４、鉄筋１８、及びスキンプレート１９を取り付ける（図１６（ｄ）参照）。さらに、底型枠２９を、好ましくは支保架台２９ａによって支持した状態で設置した後に（図１６（ｄ）参照）、スキンプレート１９と止水板１３との間の部分にコンクリート１６を打設して硬化させることより（図１６（ｅ）、（ｆ）参照）、２段目の覆工体１７を構築する。
【００６３】
２段目の覆工体１７を構築したら、図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、底型枠２９及び支保架台２９ａを撤去して（図１７（ａ）参照）、パイプルーフ１２の内側の３段目の地盤を掘削する（図１６（ｂ）参照）。しかる後に、３段目の掘削によって２段目の覆工体１７の下方に露出した両側の側部領域における、隣接するパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板１３を取り付けると共に、パイプルーフ材１１に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材１５ａを、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付ける（図１７（ｂ）参照）。また、２段目の覆工体１７の下端部から突出する鋼製支保部材１４及び鉄筋１８の端部と接続して、これらの下方に、３段目の覆工体１７の鋼製支保部材１４、鉄筋１８、及びスキンプレート１９を取り付ける（図１７（ｃ）参照）。さらに、底型枠２９を、好ましくは支保架台２９ａによって支持した状態で設置した後に（図１７（ｃ）参照）、スキンプレート１９と止水板１３との間の部分にコンクリート１６を打設して硬化させることより（図１７（ｄ）参照）、３段目の覆工体１７を構築する。
【００６４】
３段目の覆工体１７を構築したら、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、底型枠２９及び支保架台２９ａを撤去して、パイプルーフ１２の内側の最下段の４段目の地盤を掘削する（図１８（ａ）参照）。しかる後に、４段目の掘削によって３段目の覆工体１７の下方に露出した下部領域における、隣接するパイプルーフ材１１の間隔部分を閉塞して、トンネルの内周面に沿って止水板１３を取り付けると共に、パイプルーフ材１１に一端部を接合して、複数のアンカーロッド部材１５ａを、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付け、さらに、３段目の覆工体１７の下端部から突出する鋼製支保部材１４及び鉄筋１８の端部と接続して、これらの下方に、最下段の下部領域の覆工体１７の鋼製支保部材１４を取り付ける（図１８（ｂ）参照）。また、３段目の覆工体１７の下端部から突出する鉄筋１８の端部と接続して、これらの下方に、最下段の下部領域の鉄筋１８を取り付けると共に（図１８（ｃ）参照）、最下段の下部領域のスキンプレート１９を取り付ける（図１８（ｄ）参照）。
【００６５】
最下段の下部領域のスキンプレート１９を取り付けたら、トンネルの下部領域における止水板１３とスキンプレート１９との間の、鋼製支保部材１４や鉄筋１８が配置された空間に、図１９（ａ）に示すように、コンクリートを打設することによって、鋼製支保部材１４を鉄骨とする鉄筋鉄骨コンクリート製の、円形の中空断面形状を有する環状に連続する覆工体５０が、図１９（ｂ）に示すように、大断面のインターチェンジ用の拡幅トンネル５０の内周面を覆う覆工体として構築されることになる。
【００６６】
本実施形態では、掘削及び覆工工程において褄部の覆工体４３を構築するには、図２０に示すように、例えば掘削により露出した褄部地盤改良体４０の内壁面に対して、好ましくは吹付コンクリート４８を吹き付けると共に、褄部地盤改良体４０に向けて複数のロックボルト４９を打ち込むことで、当該内壁面を補強する。しかる後に、補強された褄部地盤改良体４０の内側面を覆って防水シートをさらに取り付けた状態で、これの内側部分に鉄骨や鉄筋や型枠等を組み立てて、コンクリートを打設することにより、いわゆる逆巻き工法によって、上段部から下段部に向けて、ＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）構造やＲＣ（鉄筋コンクリート）構造による褄部の覆工体４３を構築してゆくことが可能になる。
【００６７】
これらによって、円筒部の覆工体１７及び両側の褄部の覆工体４３により周囲を囲まれた、本線トンネル５１とランプトンネル５２とを接続させるための、大断面の拡幅トンネル５０（図２参照）を、区分地上権が不要な大深度地下に構築してゆくことが可能になる。また、構築された拡幅トンネル５０にランプトンネル５２を接続させると共に、インターチェンジの本体構造物を構築することにより、例えば道路用の本線トンネル５１とランプトンネル５２とを接続させるためのインターチェンジを、拡幅トンネル５０の内部に設けることが可能になる。
【００６８】
そして、上述の構成を備える本実施形態のトンネル覆工体の構築構造１０及び構築方法によれば、地中に埋設されるパイプルーフ材１１に施工誤差がある場合でも、複数のパイプルーフ材１１によるパイプルーフ１２の内側に、鋼製支保部材１４を、多くの手間を要することなく容易に取り付けることを可能にすると共に、鋼製支保部材１４を挟んだ両側に連続してコンクリートを打設することを可能にして、鉄筋コンクリート製の覆工体１７を効率良く構築することができる。
【００６９】
すなわち、本実施形態のトンネル覆工体の構築構造１０及び構築方法によれば、パイプルーフ材１１からトンネルの内方に向けて突出させて取り付けられたアンカーロッド部材１５ａは、相当の長さでトンネルの内方に延設しており、鋼製支保部材１４は、アンカーロッド部材１５ａに支持させて、パイプルーフ材１１と離間した状態で取り付けられているので、地中に埋設されるパイプルーフ材１１に施工誤差がある場合でも、これらの施工誤差をアンカーロッド部材１５ａの部分で吸収させるようにして、アンカーロッド部材１５ａの両端部を、パイプルーフ材１１や鋼製支保部材１４に各々接合することが可能になる。これによって、例えばパイプルーフ材や鋼製支保部材に形成したボルトの定着孔を精度良く合させることを不要として、鋼製支保部材１４を、多くの手間を要することなく、パイプルーフ材１１に支持さて容易に取り付けることが可能になる。
【００７０】
また、鋼製支保部材１４は、アンカーロッド部材１５ａに支持させて、パイプルーフ材１１と離間した状態で取り付けられており、パイプルーフ材１１に取り付けられた止水鉄板１３と、鋼製支保部材１４との間には、相当の大きさの間隔が保持されるので、この間隔部分を介してコンクリート１６を流通させることにより、鋼製支保部材１４を挟んだ両側に連続してコンクリートを打設することが可能になり、これによって鉄筋コンクリート製の覆工体１７を効率良く構築することが可能になると共に、より品質の良い覆工体１７を形成することが可能になる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明のトンネル覆工体の構築構造は、大深度地下に構築されるトンネルの内周面を覆って設けられる必要は必ずしもなく、浅い部分の地中に構築されるトンネルや、トンネル以外の地中構造部の内周面を覆って設けられるものであっても良い。また、パイプルーフを構成する複数のパイプルーフ材は、円形の断面に沿った円周方向に、間隔を置いて全周に亘って並べて埋設される必要は必ずしも無く、好ましくは少なくとも弧状の断面に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設されていてれば良く、弧状の断面に沿った方向に間隔を置いて並べて埋設されていなくても良い。パイプルーフ材は、円形の中空断面形状を備えてる必要は必ずしも無く、矩形の中空断面形状等の、その他の断面形状を備えていても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１０  ンネル覆工体の構築構造
１１  パイプルーフ材
１２  パイプルーフ
１３  止水板（止水鉄板）
１４  鋼製支保部材
１５ａ  アンカーロッド部材
１５ｂ  内側アンカーロッド部材
１６  コンクリート
１７  覆工体
１８  鉄筋
１９  スキンプレート
２０  坑内立坑
２１  矩形推進管
２２  矩形掘進機
２３  鋼製覆工体
２３ａ  外周壁
２６  薬液注入管
２７  セグメント補強支保工
３０  円周シールド坑
３１  円周シールド掘進機
３２  曲線部覆工セグメント
３３  元押しジャッキ
３４  連結接続鋼材（ＰＣ鋼棒）
３５  耐圧支持地盤体
３６  パイプルーフの連結構造
３７  締着台
４０  褄部地盤改良体
４１  単位改良体
４３  褄部の覆工体
４８  吹付コンクリート
４９  ロックボルト
５０  拡幅トンネル
５１  本線トンネル
５２  ランプトンネル
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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