(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの施工予定地の底部に施工予定のトンネルの延長方向に沿った導坑を形成した後に、当該導坑の左側壁を介して断面四角形の管を地中に進行させて当該導坑と後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁の左下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中に設置された左側の管が施工予定のトンネルの延長方向に沿って接触又は近接して隣り合うように複数配置されるとともに、当該導坑の右側壁を介して断面四角形の管を地中に進行させて当該導坑と後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁の右下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中に設置された右側の管が施工予定のトンネルの延長方向に沿って接触又は近接して隣り合うように複数配置され、地中に設置された管内にコンクリートを充填するとともに、導坑内で互いに向かい合う左側の管の後端開口と右側の管の後端開口とをコンクリートで連結することによって、トンネル空洞部の内壁の左下端位置と右下端位置とに跨るとともにトンネルの延長方向に延長する板状のインバートコンクリートを形成したことを特徴とするインバートコンクリート施工方法。
【請求項２】
インバートコンクリートを、トンネルの延長方向に延長する断面アーチ形状の厚さの等しい先行覆工として機能する板状に形成するとともに、インバートコンクリートの左端が、トンネル空洞部の支保工の左下端よりも左側及び上側に出っ張った位置に到達し、かつ、インバートコンクリートの右端が、トンネル空洞部の支保工の右下端よりも右側及び上側に出っ張った位置に到達するように形成したことを特徴とする請求項１に記載のインバートコンクリート施工方法。
【請求項３】
地中に設置された管内に支保工を設置した後に当該支保工が設置された管内にコンクリートを充填することによりインバートコンクリートを形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバートコンクリート施工方法。
【請求項４】
導坑がトンネルの施工予定地の底部において施工予定のトンネルの左右幅間の中央側に位置して施工予定のトンネルの延長方向に沿って延長するように形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のインバートコンクリート施工方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートを形成した後に、地中に形成されたインバートコンクリートの上方の地山を掘削してトンネル本坑を形成したことを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートを形成する作業とインバートコンクリートの形成予定地の上方の地山を掘削してトンネル空洞部を形成する作業とを同時進行で行うようにしたことを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項７】
トンネル施工予定地のトンネル上半となる部分を掘削してトンネル上半空洞部を形成し、当該トンネル上半空洞部の内壁面に上部支保工を形成するとともにトンネル上半空洞部の底面に底部支保工を形成することによってトンネル上半空洞部の内周面に上半支保工を形成して当該トンネル上半空洞部を閉合した後、
当該トンネル上半空洞部の内壁面の下端とインバートコンクリートの端部との間の地山を掘削して当該トンネル上半空洞部の内壁面に形成されている上部支保工の下端部とインバートコンクリートの端部とを繋ぐようにトンネル空洞部の内壁面の下端側の支保工を形成することによってトンネルを閉合し、
その後、トンネル上半空洞部の底面に設けられた底部支保工の撤去作業、トンネル下半となる部分を掘削する掘削作業、導坑の撤去作業を行うことによってトンネル本坑を形成したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のトンネル施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを構築する際のインバートコンクリート施工方法、及び、当該方法を使用したトンネル施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネルを構築する場合、地山を掘削して形成したトンネル空洞部に地山が崩落することを防止するために、地山を掘削した後、トンネル空洞部の断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）に形成された内壁面に支保工を構築し、さらに、支保工の断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）の両脚部側の支持力不足等によりトンネル空洞部の断面形状が変形することを防止するために、トンネル空洞部の底部を掘削してトンネル空洞部の底面を断面アーチ形状（下方に突出するように湾曲するアーチ形状）の底盤に形成した後、当該底盤上にコンクリートを打設したりプレキャスト製のコンクリートを設置することによりインバートコンクリートを施工してトンネルを閉合することによってトンネルの安定化を図るようにしている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２８８９８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、上述した従来のインバートコンクリート施工方法においては、トンネル空洞部を形成した後にインバートコンクリートを施工しなければならず、トンネル空洞部を形成する前にインバートコンクリートを先行して施工することが不可能であるため、トンネルを早期に閉合することができず、トンネルの早期安定を図ることができないという問題点があった。
本発明は、トンネルを早期に閉合することができて、トンネルの早期安定を図ることが可能なインバートコンクリート施工方法、及び、当該方法を用いたトンネル施工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るインバートコンクリート施工方法は、トンネルの施工予定地の底部に施工予定のトンネルの延長方向に沿った導坑を形成した後に、当該導坑の左側壁を介して断面四角形の管を地中に進行させて当該導坑と後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁の左下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中に設置された左側の管が施工予定のトンネルの延長方向に沿って接触又は近接して隣り合うように複数配置されるとともに、当該導坑の右側壁を介して断面四角形の管を地中に進行させて当該導坑と後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁の右下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中に設置された右側の管が施工予定のトンネルの延長方向に沿って接触又は近接して隣り合うように複数配置され、地中に設置された管内にコンクリートを充填するとともに、導坑内で互いに向かい合う左側の管の後端開口と右側の管の後端開口とをコンクリートで連結することによって、トンネル空洞部の内壁の左下端位置と右下端位置とに跨るとともにトンネルの延長方向に延長する板状のインバートコンクリートを形成したので、トンネルを早期に閉合することができて、トンネルの早期安定を図ることが可能となる。
また、インバートコンクリートを、トンネルの延長方向に延長する断面アーチ形状の厚さの等しい先行覆工として機能する板状に形成するとともに、インバートコンクリートの左端が、トンネル空洞部の支保工の左下端よりも左側及び上側に出っ張った位置に到達し、かつ、インバートコンクリートの右端が、トンネル空洞部の支保工の右下端よりも右側及び上側に出っ張った位置に到達するように形成したので、トンネルの幅方向、及び、トンネルの延長方向において、均等な厚さ、均等な強度を備えた先行覆工として機能するインバートコンクリートを形成できるとともに、トンネル空洞部の支保工の両方の下端を介して伝達される力を受ける面積が大きくなり、当該力を地山に分散させやすくなる。即ち、インバートコンクリートに加わる荷重を地山に分散しやすい構成となる。また、インバートコンクリートの施工後に、左下端側の支保工の左下端、及び、右下端側の支保工の右下端をインバートコンクリートの左右幅方向の両端部に載置したり結合することが容易となる。
また、地中に設置された管内に支保工を設置した後に当該支保工が設置された管内にコンクリートを充填することによりインバートコンクリートを形成したので、支保工と覆工コンクリートとが一体となった耐圧の大きいインバートコンクリートを施工できる。
また、導坑がトンネルの施工予定地の底部において施工予定のトンネルの左右幅間の中央側に位置して施工予定のトンネルの延長方向に沿って延長するように形成されたので、トンネルの延長方向に沿って延長するように設けられた１本の導坑を介して管を地中に設置できるようになり、形成する導坑の数を最小限にできるので、施工コストを低減できる。
本発明に係るトンネル施工方法は、上述したインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートを形成した後に、地中に形成されたインバートコンクリートの上方の地山を掘削してトンネル本坑を形成したので、トンネルを早期に閉合することができて、トンネルの早期安定を図ることが可能となるとともに、トンネル本坑のトンネル空洞部の掘削作業の前にすでにインバートコンクリートが構築されているため、トンネル本坑のトンネル空洞部を形成するための掘削作業の際の地表面沈下量を低減できる。
また、上述したインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートを形成する作業とインバートコンクリートの形成予定地の上方の地山を掘削してトンネル空洞部を形成する作業とを同時進行で行うようにすれば、トンネルの早期安定を図ることが可能となるとともにトンネル施工時間を短縮することが可能なトンネル施工方法となる。
また、トンネル施工予定地のトンネル上半となる部分を掘削してトンネル上半空洞部を形成し、当該トンネル上半空洞部の内壁面に上部支保工を形成するとともにトンネル上半空洞部の底面に底部支保工を形成することによってトンネル上半空洞部の内周面に上半支保工を形成して当該トンネル上半空洞部を閉合した後、当該トンネル上半空洞部の内壁面の下端とインバートコンクリートの端部との間の地山を掘削して当該トンネル上半空洞部の内壁面に形成されている上部支保工の下端部とインバートコンクリートの端部とを繋ぐようにトンネル空洞部の内壁面の下端側の支保工を形成することによってトンネルを閉合し、その後、トンネル上半空洞部の底面に設けられた底部支保工の撤去作業、トンネル下半となる部分を掘削する掘削作業、導坑の撤去作業を行うことによってトンネル本坑を形成したので、トンネル上半空洞部及びトンネルを早期に閉合できて、トンネル支保構造の安定性を向上させることが可能となり、安全性の高いトンネル構築方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】トンネル構築方法の工程図（実施形態１）。
【図２】トンネル構築方法の工程図（実施形態１）。
【図３】トンネル構築方法の工程図（実施形態１）。
【図４】インバート部の拡大図（実施形態１）。
【図５】インバート部の拡大図（実施形態２）。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図（実施形態２）。
【図７】管設置装置の断面図（実施形態３）。
【図８】先頭管の先頭部分を示した斜視図（実施形態３）。
【図９】案内刃管の刃先側から管の内部の掘削機械を見た図（実施形態３）。
【図１０】地中への管の設置方法を示す図（実施形態３）。
【図１１】管設置装置を示す斜視図（実施形態３）。
【図１２】管設置装置を示す分解斜視図（実施形態３）。
【図１３】掘削機械揺動駆動装置を備えた管設置装置を示す断面図（実施形態８）。
【図１４】（ａ）は先頭管の先頭部分を示した斜視図、（ｂ）一対の第２の掘削ビット群の関係を示す断面図（実施形態９）。
【図１５】（ａ）は回転掘削体の掘削時の状態を示す図、（ｂ）は回転掘削体の回収時の姿勢状態を示す図（実施形態９）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
実施形態１のトンネル施工方法におけるインバートコンクリート施工方法は、トンネル空洞部を形成する前にインバートコンクリートを先行して施工する方法であって、図１及び図２に示すように、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部に施工予定のトンネルＴの延長方向に沿った導坑Ａを形成した後に、当該導坑Ａから管Ｃを地中１０に進行させて管Ｃを地中１０に設置するとともに地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによりインバートコンクリートＢを形成する。
以下、図１乃至図４に基づいて当該インバートコンクリート施工方法を用いたトンネル施工方法を説明する。尚、図１（ａ）；（ｂ）の二点鎖線は施工予定のトンネルＴの断面形状を示す。
実施形態１によるトンネル施工方法は、導坑形成ステップと、インバートコンクリート形成ステップと、トンネル本坑形成ステップとを備え、導坑形成ステップにおいて、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部に施工予定のトンネルＴの延長方向に沿った導坑Ａを形成した後に、インバートコンクリート形成ステップにおいて、当該導坑Ａから管Ｃを地中に進行させて管Ｃを地中１０に設置するとともに地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによりトンネルＴのインバートコンクリートＢを形成し、その後、トンネル本坑形成ステップにおいて、地中１０に形成されたインバートコンクリートＢの上方の地山を掘削してトンネル本坑を形成する。
【０００８】
導坑形成ステップでは、図１（ａ）に示すように、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部において施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央側、即ち、施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央又はほぼ中央に位置して施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って延長する導坑Ａを形成する。
尚、トンネルＴの左右幅とは、トンネルＴの延長方向と直交するトンネル断面（図３（ｃ）参照）の左右幅を言う。
当該導坑Ａは、例えばＮＡＴＭ工法等の公知のトンネル構築方法により形成される。
【０００９】
インバートコンクリート形成ステップでは、導坑Ａの側壁を介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部の内壁の下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された管Ｃが施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って隣り合うように地中１０に複数配置される。
尚、管Ｃとしては、実施形態３で説明するような、管の中心線（中心軸）と直交する面で管を切断した場合の断面形状が四角形状、即ち、断面四角形の曲管あるいは折曲管を用いる。
即ち図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、導坑Ａの左側壁ＡＬの下端部ＡＬｅを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部の断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅに相当する地中位置とに跨るように設置された管Ｃが施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って接触又は近接して隣り合うように地中１０に複数配置されるとともに、図２（ａ）；（ｂ）に示すように、導坑Ａの右側壁ＡＲの下端部ＡＲｅを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部の断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）の内壁ＴＵの右下端位置ＤＲｅに相当する地中位置とに跨るように設置された管Ｃが施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って隣り合うように地中１０に複数配置される。
【００１０】
地中１０への管Ｃの設置作業は、例えば、後述する管設置装置１のような管設置手段を用いて行えばよい。
管Ｃは、例えば、後述する先頭の管２の進行方向後側に後続の管２を順次繋げて構成される複数の管２により構成された管Ｃ、又は、１本の管２により構成された管Ｃである。
尚、導坑Ａの左側壁ＡＬの下端部ＡＬｅとは、図１（ａ）に示す導坑Ａの延長方向と直交する断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）の内壁面における左下端部を言い、導坑Ａの右側壁ＡＲの下端部ＡＲｅとは、図１（ａ）に示す導坑Ａの延長方向と直交する断面アーチ形状の内壁面における右下端部を言う。
トンネル空洞部の内壁の左下端位置ＤＬｅとは、図３（ｃ）に示すトンネル空洞部の延長方向と直交する断面アーチ形状の内壁ＴＵにおける左下端位置を言い、トンネル空洞部の内壁の右下端位置ＤＲｅとは、図３（ｃ）に示すトンネル空洞部の延長方向と直交する断面アーチ形状の内壁ＴＵにおける右下端位置を言う。
【００１１】
導坑Ａを発進坑として管Ｃが地中１０に設置された後、地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１が充填（打設）される。
地中１０に設置された管Ｃ内へのコンクリートＣ１の充填作業は、地中１０に設置された管Ｃの後端開口であって導坑Ａ内に残る当該後端開口からコンクリートＣ１を管Ｃ内に圧入すればよい。
【００１２】
そして、図２（ｃ）；図４に示すように、導坑Ａの左側壁ＡＬを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅに相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された左側の管Ｃの後端開口と導坑Ａの右側壁ＡＲを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの右下端位置ＤＲｅに相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された右側の管Ｃの後端開口との間における導坑Ａの床面にコンクリートＣ１を打設し、導坑Ａ内で互いに向かい合う当該左側の管Ｃの後端開口と当該右側の管Ｃの後端開口とをコンクリートＣ１で連結することによって、トンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅと内壁ＴＵの右下端位置ＤＲｅとに跨るインバートコンクリートＢが形成される。
【００１３】
尚、導坑Ａの左側壁ＡＬを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅに相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された左側の管Ｃの後端開口と導坑Ａの右側壁ＡＲを介して導坑Ａと後に形成されるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの右下端位置ＤＲｅに相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された右側の管Ｃの後端開口との間に図外の連結管を設置して、左側の管Ｃの後端開口端面と図外の連結管の一端開口端面とを突き合わせて端面同士を溶接等の接続手段で接続するとともに、右側の管Ｃの後端開口端面と図外の連結管の他端開口端面とを突き合わせて端面同士を溶接等の接続手段で接続した後、当該連結管の管壁を貫通するように形成された注入口を介して当該連結管内にコンクリートＣ１を充填することによって、トンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅと内壁ＴＵの右下端位置ＤＲｅとに跨るインバートコンクリートＢを形成してもよい。
【００１４】
以上のように、施工予定のトンネルＴにおけるトンネル空洞部のアーチ形状の内壁ＴＵの左下端位置ＤＬｅに相当する地中位置と右下端位置ＤＲｅに相当する地中位置とに跨るように設置され、かつ、施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って隣り合うように地中１０に複数配置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによって、インバートコンクリートＢが形成される。即ち、トンネルＴの延長方向に延長する断面アーチ形状（下方に突出するように湾曲するアーチ形状）の厚さの等しい板状のプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢが形成される。
【００１５】
トンネル本坑形成ステップは、トンネル上半形成ステップと、トンネル下半形成ステップとを備える。
【００１６】
トンネル上半形成ステップでは、トンネルＴの施工予定地ＴＲのトンネル上半となる地山部分を掘削してトンネル上半空洞部Ｅを形成するとともに当該トンネル上半空洞部Ｅの内周面に上半支保工Ｅ１を形成してトンネル上半空洞部Ｅを上半支保工Ｅ１により早期に閉合する。上半支保工Ｅ１は、上部支保工Ｅ２と底部支保工Ｅ３とにより形成される。
【００１７】
例えば、トンネル上半空洞部Ｅの断面アーチ形状（上方に突出するように湾曲するアーチ形状）の内壁面にトンネルＴの延長方向に沿って所定の間隔を隔てて複数の鋼製支保工を設置した後に当該トンネル上半空洞部Ｅの内壁面と鋼製支保工とにコンクリートを吹き付け、その後、吹き付けられたコンクリートをロックボルトによって地山に固定するＮＡＴＭ工法による上部支保工Ｅ２を施工するとともに、トンネル上半空洞部Ｅの底面に後に撤去される仮設の底部支保工Ｅ３を施工して、トンネル上半空洞部Ｅの内周面に上半支保工Ｅ１が形成されることによって、トンネル上半空洞部Ｅが早期に閉合される（図３（ａ）参照）。
【００１８】
このように、トンネル上半空洞部Ｅが上半支保工Ｅ１により早期に閉合されることで、地山からの圧力によって上半支保工Ｅ１が変形してしまうことを抑制でき、トンネル上半空洞部Ｅの断面形状を安定に保つことができるようになる。
【００１９】
トンネル上半空洞部Ｅの底部支保工Ｅ３は、例えば、トンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成された断面アーチ形状の上部支保工Ｅ２の左右の下端部の間（即ち、左下端部Ｅ２Ｌｅと右下端部Ｅ２Ｒｅとの間）に跨るようにトンネル上半空洞部Ｅの底面に設置された鋼製柱状のインバートストラットがトンネルＴの延長方向に沿って所定の間隔を隔てて間欠的に複数配置されて、各インバートストラットの一端がトンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成された上部支保工Ｅ２の左下端部Ｅ２Ｌｅに接続されるとともに、各インバートストラットの他端がトンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成された上部支保工Ｅ２の右下端部Ｅ２Ｒｅに接続されるように構成される（図３（ａ）参照）。
【００２０】
上半支保工Ｅ１により早期に閉合されたトンネル上半空洞部Ｅを形成した後、当該トンネル上半空洞部Ｅの内壁面の下端とインバートコンクリートＢの端部との間の地山を掘削して当該トンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成されている上部支保工Ｅ２の下端部とインバートコンクリートＢの端部とを繋ぐようにトンネル空洞部Ｅの内壁面の下端側の支保工を形成する。
即ち、トンネル下半形成ステップでは、図３（ｂ）に示すように、トンネル上半空洞部Ｅの上部支保工Ｅ２の左下端部Ｅ２ＬｅとインバートコンクリートＢの左端部ＢＬｅとの間の地山を掘削して作業空間ＦＬを形成することによってトンネル空洞部の内壁面の左下端側となるトンネル下半空洞部Ｆの左側の内壁面を露出させ、かつ、トンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成されている上部支保工Ｅ２の左下端部Ｅ２ＬｅとインバートコンクリートＢの左端部ＢＬｅとを繋ぐようにトンネル空洞部の内壁面の左下端側の支保工Ｅ４を形成する。
さらに、トンネル下半形成ステップでは、図３（ｂ）に示すように、トンネル上半空洞部Ｅの上部支保工Ｅ２の右下端部Ｅ２ＲｅとインバートコンクリートＢの右端部ＢＲｅとの間の地山を掘削して作業空間ＦＲを形成することによってトンネル空洞部の内壁面の右下端側となるトンネル下半空洞部Ｆの右側の内壁面を露出させ、かつ、トンネル上半空洞部Ｅの内壁面に形成されている上部支保工Ｅ２の右下端部Ｅ２ＲｅとインバートコンクリートＢの右端部ＢＲｅとを繋ぐようにトンネル空洞部の内壁面の右下端側の支保工Ｅ５を形成する。
【００２１】
トンネル空洞部の内壁面の左下端側の支保工Ｅ４及び右下端側の支保工Ｅ５は、例えば、トンネル上半空洞部Ｅの内壁面に設けられた上部支保工Ｅ２の下端部（左下端部Ｅ２Ｌｅ又は右下端部Ｅ２Ｒｅ）とインバートコンクリートＢの端部（左端部ＢＬｅ又は右端部ＢＲｅ）との間に跨るように設置されたＨ形鋼等の鋼製支保工がトンネルＴの延長方向に沿って所定の間隔を隔てて間欠的に複数配置されて、各鋼製支保工の上端がトンネル上半空洞部Ｅの上部支保工Ｅ２の下端部に接続されるとともに、各鋼製支保工の下端がインバート部Ｂを構成する管Ｃの端部の上面に接続又は載置され、かつ、トンネル下半空洞部Ｆの内壁面と鋼製支保工とにコンクリートを吹き付け、その後、吹き付けられたコンクリートをロックボルトによって地山に固定するＮＡＴＭ工法による支保工により形成される。
以上により、トンネル下半空洞部Ｆが形成される前で後にトンネル空洞部の断面アーチ状の内壁面ＴＵになる部分に支保工（Ｅ２；Ｅ４；Ｅ５）が形成された構成となり、トンネルＴが早期に閉合されることになる（図３（ｂ）参照）。
【００２２】
その後、トンネル上半空洞部Ｅの底面に設けられた仮設の底部支保工Ｅ３の撤去作業、トンネル下半となる部分を掘削する掘削作業、導坑Ａの撤去作業を行うことにより、トンネル下半空洞部Ｆが形成され、トンネル上半空洞部Ｅとトンネル下半空洞部Ｆとより形成されるトンネル空洞部の断面アーチ状の内壁面ＴＵに支保工（Ｅ２；Ｅ４；Ｅ５）が形成された構成となる（図３（ｃ）参照）。
【００２３】
尚、インバートコンクリートＢは、左端が、左下端側の支保工Ｅ４の左下端（トンネル空洞部の支保工の左下端）よりも左側及び上側に出っ張った位置に到達し、かつ、右端が、右下端側の支保工Ｅ５の右下端（トンネル空洞部の支保工の右下端）よりも右側及び上側に出っ張った位置に到達するように地中１０に設置されたので、トンネル空洞部の支保工の両方の下端を介して伝達される力を受ける面積が大きくなり、当該力を地山に分散させやすくなる。即ち、インバートコンクリートＢに加わる荷重を地山に分散しやすい構成となる。また、インバートコンクリートＢの施工後に、左下端側の支保工Ｅ４の左下端、及び、右下端側の支保工Ｅ５の右下端をインバートコンクリートＢの左右幅方向の両端部に載置したり結合することが容易となる。
【００２４】
そして、トンネル空洞部の断面アーチ形状の内壁面ＴＵに形成された支保工（Ｅ２；Ｅ４；Ｅ５）の内面に図外の防水シートを設置した後に、当該防水シートの内側に図外の鉄筋を配置し、図外のセントル（覆工型枠）を用いて支保工の内側にコンクリートを打設して覆工コンクリートを形成することによりトンネル本坑が構成され、当該トンネル本坑とインバートコンクリートＢとにより構成されたトンネルＴが構築される。
【００２５】
実施形態１のインバートコンクリート施工方法によれば、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部に施工予定のトンネルＴの延長方向に沿った導坑Ａを形成し、支保工を行わずに、当該導坑Ａから地中１０に進行させて施工予定のトンネルＴのトンネル空洞部の断面アーチ状の内壁面ＴＵの左下端位置ＤＬｅに相当する地中位置と右下端位置ＤＲｅに相当する地中位置とに跨るように設置される管Ｃをコンクリート型枠として設置した後に当該管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによって、トンネル空洞部を形成する前にプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢを先行して形成することができるので、トンネル空洞部の断面アーチ形状の内壁面に構築される断面アーチ形状の支保工の両脚部を先行のインバートコンクリートＢに結合することで、トンネルＴが早期に閉合されることになり、トンネル施工において、トンネルＴの早期安定を図ることが可能となる。実施形態１によれば、大断面や扁平な断面のトンネルの施工であっても、トンネルＴを早期に閉合させることができるので、トンネルの早期安定を実現でき、安全なトンネル施工方法を提供できるようになる。
尚、従来、トンネル空洞部を形成する前に底部支保工を構築した後に、トンネル空洞部を形成し、その後、ライニング（覆工）として機能するインバートコンクリートを施工する方法があるが、当該方法の場合、トンネル空洞部を形成する作業の前後で支保工と覆工とを別々に行う必要があり、施工期間の短縮化が図れないという問題があった。
これに対して実施形態１では、トンネル空洞部を形成する前に支保工を行わずに、コンクリート型枠として設置した管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによって、プレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢを先行して形成するため、トンネル空洞部を形成した後の覆工を行う必要がなくなり、施工期間の短縮化が図れる。
また、管Ｃとして、管の中心線（中心軸）と直交する面で管を切断した場合の断面形状が四角形状の曲管あるいは折曲管を用い、当該管Ｃを地中１０のインバートコンクリート施工位置に設置し、当該地中に設置された管Ｃをコンクリート型枠として利用して管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することでインバートコンクリートＢを施工したので、トンネルＴの延長方向に延長する断面アーチ形状（下方に突出するように湾曲するアーチ形状）の厚さの等しい板状体で構成されたプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢを容易に施工できる。即ち、インバートコンクリートＢを、トンネルＴの延長方向に延長する断面アーチ形状の厚さの等しいプレライニング（先行覆工）として機能する板状に形成したので、トンネルＴの幅方向、及び、トンネルＴの延長方向において、均等な厚さ、均等な強度を備えたプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢを形成できる。また、管Ｃをコンクリート型枠として利用しているので、厚さ寸法の異なる管Ｃを使用することで、管Ｃの厚さ寸法に応じた厚さのインバートコンクリートＢを容易に施工できるようになる。
また、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部において施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央側、即ち、施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央又はほぼ中央に位置して施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って延長する導坑Ａを形成し、導坑Ａの側壁を介して導坑Ａとトンネル空洞部の内壁ＴＵの下端位置に相当する地中位置とに跨るように地中１０に設置された管Ｃが施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って隣り合うように地中１０に複数配置されたので、トンネルＴの延長方向に沿って延長するように設けられた１本の導坑Ａを介して管Ｃを地中１０に設置できるようになり、形成する導坑Ａの数を最小限にできるので、施工コストを低減できる。
尚、実施形態１では、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部において施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央側、即ち、施工予定のトンネルＴの左右幅間の中央又はほぼ中央に位置して施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って延長する導坑Ａを形成した例を示したが、本発明では、施工予定のトンネルＴの左右幅間の左側寄り又は右側寄りに位置して施工予定のトンネルＴの延長方向に沿って延長する１本の導坑Ａを形成してもよい。
また、本発明では、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部において施工予定のトンネルＴの左下端側に左側導坑を形成するとともに、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部において施工予定のトンネルＴの右下端側に右側導坑を形成し、当該左側導坑と右側導坑とに跨るように地中１０に管Ｃを設置し、このように地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填してインバートコンクリートＢを施工するようにしてもよい。
【００２６】
実施形態１のトンネル施工方法によれば、上述したインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートＢを形成した後に、地中１０に形成されたインバートコンクリートＢの上方の地山を掘削してトンネル本坑を形成したので、トンネルＴを早期に閉合することができて、トンネルＴの早期安定を図ることができるとともに、トンネル本坑のトンネル空洞部を形成するための掘削作業を行う前にインバートコンクリートＢを形成することで、トンネル本坑のトンネル空洞部の掘削作業の前にすでにプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢが構築されているため、トンネル本坑のトンネル空洞部を形成するための掘削作業の際の地表面沈下量を低減できる。
また、トンネル空洞部を形成するに際して、まず、トンネル上半空洞部Ｅを形成して当該トンネル上半空洞部Ｅの内周面に上半支保工Ｅ１を形成することによってトンネル上半空洞部Ｅが早期に閉合されるので、比較的大きな断面のトンネルＴを構築する場合において、トンネル支保構造の安定性を向上させることが可能となり、安全性の高いトンネル施工方法を実現できる。
さらに、トンネル下半空洞部Ｆを掘削して形成する作業を、トンネルＴが閉合された状態で行えるので、安全性の高いトンネル施工方法を実現できる。
【００２７】
実施形態２
実施形態２のトンネル施工方法におけるインバートコンクリート施工方法は、トンネル空洞部を形成する前にインバートコンクリートを先行して施工する方法であって、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部に施工予定のトンネルＴの延長方向に沿った導坑Ａを形成した後に、当該導坑Ａから管Ｃを地中１０に進行させて管Ｃを地中１０に設置するまでは上述した実施形態１と同じであるが、実施形態２では、地中１０に設置された管Ｃ内に支保工を設置した後に当該支保工が設置された管内にコンクリートを充填することによりインバートコンクリートＢＸを形成する。
以下、図５；図６に基づいて当該インバートコンクリート施工方法を用いたトンネル施工方法を説明する。尚、実施形態１と同一部分は同一符号を付して詳説を省略する。
実施形態２によるトンネル施行方法は、導坑形成ステップと、インバートコンクリート形成ステップと、トンネル本坑形成ステップとを備え、導坑形成ステップにおいて、トンネルＴの施工予定地ＴＲの底部に施工予定のトンネルＴの延長方向に沿った導坑Ａを形成した後に、インバート部形成ステップにおいて、導坑Ａから管Ｃを地中１０に進行させて管Ｃを地中１０に設置するとともに地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填（打設）する前に、地中１０に設置された管Ｃ内に支保工ＣＸを設置した後に当該支保工ＣＸが設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填（打設）することによって、支保工ＣＸを内蔵したインバートコンクリートＢＸが形成され、その後、トンネル本坑形成ステップにおいて、インバートコンクリートＢＸの上方の地山を掘削してトンネル本坑を形成する。
【００２８】
実施形態１では、地中１０に設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによりインバートコンクリートＢを形成した。つまり、実施形態１では、支保工を省略してプレライニング（先行覆工）として機能するインバートコンクリートＢを構築するようにしたが、実施形態２では、導坑Ａから発進して地中１０に設置された管Ｃ内に挿入されて設置された支保工ＣＸと管Ｃ内にコンクリートＣ１が充填されて形成された覆工コンクリートとが一体形成されたインバートコンクリートＢＸを施工するようにした。即ち、実施形態１で説明したインバートコンクリートＢの内側に支保工ＣＸが設置されて構成されたインバートコンクリートＢＸを施工するようにした。
管Ｃ内に挿入されて設置される支保工ＣＸとしては、例えば、Ｈ型鋼（図５；図６参照）等の形鋼、鉄筋、インバートストラット等を使用すればよい。
また、支保工ＣＸの周囲にコンクリートかぶり厚が確保されるように管Ｃ内に支保工ＣＸを設置するため、図６に示すような、支保工位置決め設置部材（スペーサ）ＣＹを用いればよい。
支保工位置決め設置部材ＣＹは、例えば図６に示すように、支保工ＣＸとなるＨ型鋼の高さ寸法に対応した間隔を隔てて設けられた上横枠材ＣＹ１及び下横枠材ＣＹ２と、上横枠材ＣＹ１及び下横枠材ＣＹ２の端部同士を連結する左縦枠ＣＹ３及び右縦枠ＣＹ４とを備えて、鳥居のような形に構成された支保工位置決め設置部材ＣＹを用いればよい。このような支保工位置決め設置部材ＣＹを、管Ｃ毎に管Ｃ内に固定状態に設置し、管Ｃの地中１０への設置が終了した後に、上横枠材ＣＹ１、下横枠材ＣＹ２、左縦枠ＣＹ３、右縦枠ＣＹ４で囲まれた空間部分に支保工ＣＸとしてのＨ型鋼を挿入し、支保工ＣＸとしてのＨ型鋼が管Ｃの断面中空空間の中央部に位置されるように設置した後に管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによって、支保工ＣＸの周囲にコンクリートかぶり厚が確保されるように管Ｃ内に支保工ＣＸを設置することが可能となる。
【００２９】
実施形態２によれば、地中１０に設置された管Ｃ内に支保工ＣＸを設置した後に当該支保工ＣＸが設置された管Ｃ内にコンクリートＣ１を充填することによって、支保工ＣＸとプレライニング（先行覆工）として機能する覆工コンクリートとが一体となったインバートコンクリートＢＸを同時に施工できるようになり、支保工ＣＸとプレライニング（先行覆工）として機能する覆工コンクリートとが一体となったインバートコンクリートＢＸの施工時間を短縮でき、施工コストを削減できるようになる。
また、実施形態２によれば、当支保工ＣＸとプレライニング（先行覆工）として機能する覆工コンクリートとが一体となった耐圧の大きいインバートコンクリートＢＸを構築できるので、例えば地質が中硬岩層〜軟岩層の地山で地山が変動しやすい場所に、地山からの土圧を受けても変形しにくいインバートコンクリートＢＸを施工できるようになる。
【００３０】
実施形態３
図７乃至図１２に基づいて、上述した管設置装置１の一例を説明する。
図７に示すように、管設置装置１は、管２と、掘削装置３と、推進装置４と、推進力伝達装置７０と、案内台９０と、押さえ部材１１０とを備える。尚、以下、図７における上側を管２や管設置装置１の先頭あるいは前側と定義し、図７における下側を管２や管設置装置１の後側と定義し、図７における左右側を管２や管設置装置１の左右側と定義し、図７の紙面と直交する方向の上下側を管２や管設置装置１の上下側と定義して説明する。図８に管２や管設置装置１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を明記した。
【００３１】
管Ｃを構成する管２は、円弧を描くように曲がって延長するように形成された曲管（管の中心線（管の延長方向と直交する断面の中心点を管の延長方向に沿って連続して繋いだ線）が曲線である管）、あるいは、折曲管である。当該折曲管は、一方の管の後端開口縁と他方の管の前端開口縁とを溶接等の連結手段によって連結して構成される管であって、一方及び他方の管として、管の互いに平行に対向する一方の一対の側壁が合同な台形に形成され、当該側壁の台形の互いに平行な辺縁が管の中心線と平行である側壁台形状に形成された折曲管である。当該折曲管を構成する一方の管の側壁の台形及び他方の管の側壁の台形は、台形の各脚と台形の互いに平行な上底及び下底である辺縁とのなす角が直角でない台形に形成され、当該折曲管は、一方の管の一対の台形状の側壁の脚である辺縁で開口する後端開口縁と他方の管の一対の台形状の側壁の脚である辺縁で開口する前端開口縁とが溶接等で連結されることで形成される。本明細書では、管の互いに平行な一方の一対の側壁のそれぞれが連結部を境界とした複数の平面で形成された構成の管を折曲管と言い、管の互いに平行な一方の一対の側壁のそれぞれが湾曲面で形成された構成の管を曲管という。
これら曲管、折曲管は、例えば管の中心線（中心軸）と直交する面で管を切断した場合の断面形状が四角形状の管により形成される。
管２としては例えば鋼製の管が用いられる。管２の大きさは、管２が断面形状長方形の曲管である場合、例えば、管の長さ（管の中心線に沿った方向の長さ）が１５００ｍｍ、管の左右幅（断面長方形の長辺の長さ）が１２４０ｍｍ、管の上下幅（断面長方形の短辺の長さ）が６９０ｍｍ、管の肉厚が１６ｍｍである。また、折曲管を形成する個々の管の大きさは、例えば、管が断面形状長方形の管である場合、管２の長さ（管の中心線に沿った方向の長さ）が、台形の側壁の上低側で４６３ｍｍ、台形の側壁の下底側で４９７ｍｍであり、管の左右幅が１２４０ｍｍ、管の上下幅が６９０ｍｍ、管の肉厚が１６ｍｍである。
そして、複数の曲管が順次連結されて地中１０に設置されることによって円弧を描くように曲がって延長する管Ｃが地中１０に構築されたり、複数の折曲管が順次連結されて地中１０に設置されることによって連結部で折れ曲がって円弧に近似するように延長する管Ｃが地中１０に構築される。
実施形態３の管設置装置１及び管設置方法によって地中１０に構築される管Ｃは、先頭に位置される管２（以下、先頭管という）と後続の複数の管２（以下、後続管という）とにより形成される。例えば、管Ｃは、先頭に位置される先頭管６（図７；図１０等参照）と先頭管６の後に続くように設けられる後続の複数の後続管７（図１０参照）とにより形成される後端開口縁と前端開口縁とが水密状態に溶接にて順次連結された複数の管６；７；７…によって構築される。
【００３２】
以下、図７乃至図９を参照して管設置装置１の構成について説明する。
先頭管６は、管の先端側に案内刃部を備えた構成であり、例えば、図７に示すように、管６ｘと、管６ｘの先端に設けられた案内刃部として機能する案内刃管９とで形成される。案内刃管９は、管の一方の開口端縁１３が鋭利に形成された刃部１４を備えた管である。
先頭管６は、案内刃管９の他方の開口端部と管６ｘの先端の開口端部８とが接続されて形成される。この場合、例えば、案内刃管９の管の外径寸法が管６ｘの管の外径寸法よりも大きく、案内刃管９の他方の開口端面１５側には、開口端面１５における管の内周面側が削られて、段差が設けられることで、管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込む嵌合孔１６が形成された構成とする。そして、案内刃管９の他方の開口部１７に設けられた嵌合孔１６内に管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込み、かつ、これら両者が、ボルト接合，溶接などの図外の接続手段によって接続されることで、案内刃管９の他方の開口端部と管６ｘの先端の開口端部８とが接続された構成とする。このように、案内刃管９の他方の開口部１７に設けられた嵌合孔１６内に管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込んで、案内刃管９が管６ｘの先端開口端面１８を覆うように取付けられた構成としたことで、管６ｘの推進の際に、管６ｘの先端開口端面１８が地中１０の抵抗を受けず、推進抵抗を少なくできる。また、管６ｘの先端の開口端部８を嵌め込む嵌合孔１６が形成された構成としたことで、管６ｘの先端に容易に案内刃管９を設置でき、先頭管６を形成するための管６ｘと案内刃管９との組み立てを容易とすることができる。この場合、先頭管６の矩形外周面において管６ｘと案内刃管９との間で段差が生じるが、この段差は、管２の矩形外周面と出発口の内周面とに設けられる水密性能維持部材により止水性能を維持できるように小さく（例えば、１ｃｍ程度）形成される。
【００３３】
尚、案内刃管９と管６ｘとの外径寸法を同径とし、案内刃管９の他方の開口端面と管６ｘの先端開口端面１８とを突き合わせた状態でこれらの境界部分を全周溶接、又は、点溶接することで先頭管６を形成してもよい。
また、管の先端側が案内刃管９として機能する案内刃部に形成された管を先頭管６として用いてもよい。
このようにすれば、先頭管６の矩形外周面の段差を小さくできるか、段差が生じないので、管２の矩形外周面と出発口の内周面とに設けられる水密性能維持部材による止水性能を良好に維持できる。
【００３４】
先頭管６の管の内面２０において、管の延長方向（管の中心線に沿った方向）の中央部よりも先頭側の位置には、管側推進力受け部２１が設けられる。管側推進力受け部２１は、後述する掘削装置３に設けられた基板２５を介して推進装置４からの推進力を受けて先頭管６を推進させる。管側推進力受け部２１は、先頭管６の断面（先頭管の中心線と直交する面で先頭管を切断した場合の断面）の内面を一周した矩形形状に対応した矩形枠外周寸法に形成された矩形枠体２２により形成され、矩形枠体２２の外周面２３と先頭管６の管の内周面２０ａとが対応するように設置された状態で矩形枠体２２が先頭管６の管の内周面２０ａに溶接、ボルト・ナットなどの図外の接続手段により固定される。
【００３５】
掘削装置３は、基板２５と、掘削機械２６と、駆動源２７と、水供給機構７５と、排泥機構７６とを備える。
基板２５は、先頭管６の中心線と基板２５の中心線とが一致するように配置されて先頭管６内を前後方向に移動可能に設けられる。基板２５は、先頭管６の断面の内面を一周した矩形形状に対応した矩形板３０により形成される。当該矩形板３０の大きさは、先頭管６の断面の内面を一周した矩形の寸法よりも小さく、かつ、上記管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の矩形枠内周寸法よりも大きい。即ち、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３と、上記管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２とが対向するように形成される。尚、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３と管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２との間には例えば弾性体により形成された水密性能維持部材（パッキン）３５が設けられる。水密性能維持部材３５は、例えば、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３、又は、管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２に取付けられる矩形枠体３６により形成される。したがって、基板２５に伝達された推進力が水密性能維持部材３５を介して管側推進力受け部２１に伝達されることにより、管２と掘削機械２６とが一緒に推進する。
基板２５の前面３９ｆの中央部には、掘削機械２６の支持部４０の一端が固定される。
また、基板２５の中央部には後述する耐圧ホース５６を貫通させる貫通孔３８ａが形成される。
【００３６】
掘削機械２６は、支持部４０と、回転部４１とを備える。
支持部４０は、１つの支柱４２と２つの分岐支柱４３とが組合されたＴ字状の中空支柱により形成される。支柱４２の一端部には例えば図外の取付フランジが設けられ、この取付フランジがボルト及びナットのような固定具などによって基板２５の前面３９ｆの中央に着脱可能に固定されることによって支柱４２の一端が基板２５の前面３９ｆの中央に固定され、支柱４２が基板２５の前面３９ｆに対して直交する方向に延長する。２つの分岐支柱４３は、支柱４２の先端部（他端部）より支柱４２の延長方向と直交する一直線上において互いに離れる方向に延長する。即ち、支持部４０のＴ字状の中空路と貫通孔３８ａとが連通するように支柱４２の一端が基板２５に固定される。分岐支柱４３の先端には、それぞれモータマウント４４を備える。
【００３７】
回転部４１は、回転機構部４５と、回転掘削体４６とを備える。
回転機構部４５は、例えばモータ４７により構成される。各モータマウント４４；４４には、モータ４７のケーシング４８が固定される。
２つのモータ４７；４７の回転軸４９；４９は、支柱４２の先端部より支柱の延長方向と直交する一直線上において互いに離れる方向に延長する。
回転掘削体４６は、一端開口他端閉塞の筐体５０と、筐体５０の外周面５１に設けられた複数の掘削ビット（掘削刃）５２とを備える。
【００３８】
モータ４７は、例えば、流体圧により作動するモータ、あるいは、電気で作動するモータを用いる。例えば油圧モータ（以下、油圧モータ４７とする）を用いる場合、駆動源２７としての油圧源５５と油圧モータ４７のケーシング４８内とが圧油供給路５６ａ及び油帰還路５６ｂを形成する耐圧ホース５６で繋がれる。即ち、耐圧ホース５６は貫通孔３８ａ及び支持部４０のＴ字状の中空路を介して油圧モータ４７のケーシング４８に接続される。油圧モータ４７は、耐圧ホース５６を介してケーシング４８内に供給される圧油によって回転軸４９が回転するように構成される。
【００３９】
例えば、回転掘削体４６の筐体５０の他端閉塞内面（筐体の内底面）５３の中心と回転軸４９の回転中心とが一致するように、筐体５０の他端閉塞内面５３と油圧モータ４７により回転する回転軸４９の先端に設けられた連結板５４とがねじ等の連結具５７により連結される。
即ち、２つの回転掘削体４６が２つの回転軸４９；４９に共通の１つの回転中心線Ｌを回転中心として回転するように構成される。つまり、先頭管６の推進方向と直交する回転中心線Ｌを回転中心として回転する２つの回転掘削体４６；４６を備える。このような２つの回転掘削体４６；４６を備えた構成は、ツインヘッダと呼ばれる。先頭管６の推進方向と直交する回転中心線Ｌを回転中心として回転する２つの回転掘削体４６；４６を備えた所謂ツインヘッダを用いた場合、推進方向と直交する面内における回転掘削体４６の掘削幅を大きくできるので、掘削幅に応じた矩形幅の管２を容易に地中１０に設置できるようになる。
【００４０】
尚、回転掘削体４６；４６の前後位置は、管側推進力受け部２１の設置位置を前後に変えることにより適宜調整すればよい。
例えば、図７に示すように、掘削ビット５２の先端８０と案内刃管９の刃先８１とが案内刃管９の中心軸と直交する１つの平面上に位置するように回転掘削体４６；４６を設置したり、図示しないが、掘削ビット５２の先端８０が案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出するように回転掘削体４６；４６を設置したり、掘削ビット５２の先端８０が先頭管６内に位置するように回転掘削体４６；４６を設置する。
【００４１】
掘削ビット５２の先端８０を案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出させて回転掘削体４６；４６の掘削動作を行えば、案内刃管９の刃先よりも前方に位置する地盤を掘削ビット５２により確実に掘削できるので、案内刃管９の刃先８１が硬質の地盤に衝突して先頭管６を推進できなくなるような事態を少なくできる。例えば、回転中心線Ｌと案内刃管９の刃先８１とが同一平面上に位置するように、掘削ビット５２の先端８０を案内刃管９の刃先８１よりも前方側に突出させて回転掘削体４６；４６による掘削動作を行えば、案内刃管９の刃先よりも前方に位置する地盤を掘削ビット５２によりさらに確実に掘削できるようになり、管２をより推進させやすくなるので、管２の設置作業をよりスムーズに行える。
【００４２】
また、掘削ビット５２の先端８０を先頭管６内に位置させた状態で先頭管６の推進動作及び回転掘削体４６；４６の掘削動作を行えば、地中１０に突刺された案内刃管９の刃先の内側に入り込んだ地中部分のみが掘削ビット５２により掘削されるので、地中１０の余掘り部分が少なくなり、地盤沈下等、地中１０に与える影響を少なくすることができる。
【００４３】
回転掘削体４６；４６の間には固定掘削体７７を備える。
固定掘削体７７は、分岐支柱４３よりも前方に突出するように２つの分岐支柱４３；４３の境界部分の前方外周面に溶接又はボルト、ナット等の固定手段によって固定状態に取付けられる。
固定掘削体７７は、例えば、上下間の中央部が案内刃管９の刃先８１側に膨出する湾曲形状に形成され、この湾曲面の左右幅間の中心が湾曲面の周方向に沿って連続する鋭利な刃形状となるように形成された構成である。
このように、固定掘削体７７は、上下間の中央部が案内刃管９の刃先８１側に膨出する湾曲形状に形成された構成としたので、先頭管６が推進する際の地盤の抵抗を減らすことができ、先頭管６をよりスムーズに推進させることができるようになる。
【００４４】
上記固定掘削体７７が設けられていない場合には、掘削された土砂が回転掘削体４６；４６の間に詰まってしまう可能性があるが、回転掘削体４６；４６の間に固定掘削体７７を設けた場合には、固定掘削体７７が、先頭管６の推進により地盤に衝突することによって、地盤を削ったり、衝突した地盤部分にある土砂や岩を左右に振り分けて左右の回転掘削体４６；４６に仕向けたりするといった役割を果たすので、先頭管６をよりスムーズに推進させることができるようになる。
例えば、図７に示すように、固定掘削体７７の上下間の中央と回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１とが先頭管６の中心軸と直交する同一平面上に位置するように構成される。
このように固定掘削体７７の上下間の中央と回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１とが先頭管６の中心軸と直交する同一平面上に位置するように構成した場合は、上述したような、固定掘削体７７が掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させることにより掘削しやすくなるといった効果が得られるとともに、固定掘削体７７が地盤に衝突してしまって先頭管６が推進しなくなるといったことも防止できる。
【００４５】
尚、固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも後方又は前方に位置するように構成してもよい。
固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも前方に位置するように構成された場合、固定掘削体７７が掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させることにより掘削しやすくなるといった効果も得られる。
逆に、固定掘削体７７の上下間の中央が回転掘削体４６の掘削ビット５２と案内刃管９の刃先８１よりも後方に位置するように構成された場合は、地盤が硬質の場合において掘削ビット５２や案内刃管９の刃先８１よりも先に固定掘削体７７が地盤に衝突してしまって先頭管６が推進しなくなるといったことを防止できる。
【００４６】
また、固定掘削体７７の先端形状は、先頭管６の推進により地盤に衝突することによって、地盤を削ったり、衝突した地盤部分にある土砂や岩を左右に振り分けて左右の回転掘削体４６；４６に仕向けたり、掘削に先立って地盤にひび割れを誘発させて掘削しやすいようにするという役割を達成できる形状に形成されていればよい。例えば、上述したように前方先端が鋭利な刃先状に形成されたものでもよいし、前方先端が面状に形成されたものでもよく、地盤の地質によって、地盤を掘削して崩しやすい形状のものを選択すればよい。
【００４７】
また、回転掘削体４６の筐体５０は案内刃管９の左右の内面と接触しないように案内刃管９の左右の内面から離れて設置されるので、筐体５０と案内刃管９の左右の内面との間の地盤が掘削されにくい可能性がある。
そこで、先頭管６の中央側に位置される掘削ビット５２を筐体５０の中心軸（中心線Ｌ）と直交する方向に延長するように設け、かつ、図７乃至図９に示すように、先頭管６の左側に位置される掘削ビット５２ａ（５２）をできるだけ案内刃管９の左の内面に近付く位置まで先頭管６の左側に延長させて設け、さらに、先頭管６の右側に位置される掘削ビット５２ｂ（５２）をできるだけ案内刃管９の右の内面に近付く位置まで先頭管６の右側に延長させて設けることによって、先頭管６の左右側に位置される掘削ビット５２ａ；５２ｂで先頭管６の左右の角部に位置する地盤をより効果的に掘削できるようにした。
【００４８】
水供給機構７５は、水貯留タンク７５ａと、基板２５の前面３９ｆと後面３９とに貫通する水供給孔７５ｂと、例えば蛇腹管や鋼管等により構成された水供給管７５ｃと、送水用のポンプ７５ｄ、連結管７５ｅとを備える。
基板２５の前面３９ｆと先頭管６の内面２０とで囲まれた空間６９内に水供給管７５ｃの一端開口が連通するように、例えば、水供給孔７５ｂの内側に水供給管７５ｃの一端がねじ嵌合されることによって水供給孔７５ｂと水供給管７５ｃの一端とが結合される。そして、水供給管７５ｃの他端開口と送水用のポンプ７５ｄの吐出口とが連通可能に連結され、送水用のポンプ７５ｄの吸込口と水貯留タンク７５ａとが連結管７５ｅにより連通可能に連結される。
【００４９】
排泥機構７６は、基板２５の前面３９ｆと後面３９とに貫通する排泥孔７６ａと、例えば蛇腹管や鋼管等により構成された排泥管７６ｂと、排泥用のポンプ７６ｃと、排泥タンク７６ｄと、連結管７６ｅとを備える。
空間６９内に排泥管７６ｂの一端開口が連通するように、例えば、排泥孔７６ａの内側に排泥管７６ｂの一端がねじ嵌合されることによって排泥孔７６ａと排泥管７６ｂの一端とが結合される。そして、排泥管７６ｂの他端開口と排泥用のポンプ７６ｃの吸込口とが連通可能に連結され、排泥用のポンプ７６ｃの吐出口と排泥タンク７６ｄとが連結管７６ｅにより連通可能に連結される。
【００５０】
尚、水貯留タンク７５ａ及び排泥タンク７６ｄは、水貯留タンク７５ａと排泥タンク７６ｄとが一体となった集合タンク７５Ｘにより構成される。即ち、集合タンク７５Ｘの内部に仕切体７５ｗを設けて集合タンク７５Ｘの内部を２つの領域に区切り、一方の領域を水貯留タンク７５ａとして使用し、他方の領域を排泥タンク７６ｄとして使用する。
つまり、最初に一定量の水を集合タンク７５Ｘ内に満たしておき、送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内に水を圧送すると、空間６９内に圧送された水と掘削機械２６により掘削された土砂とが混ざって泥水となる。そして、排泥用のポンプ７６ｃを駆動することにより、空間６９内の泥水が排泥タンク７６ｄに排出される。排泥タンク７６ｄに排出された泥水中の泥が排泥タンク７６ｄの底に沈殿するとともに、仕切体７５ｗを越えて水貯留タンク７５ａに入り込んだ泥水が再び送水用のポンプ７５ｄによって空間６９内に圧送される。即ち、泥水を循環させて空間６９内に供給できるようになるので、水の使用量を減らすことができる。また、水よりも比重が大きい泥水を空間６９内に供給できるので、地盤及び地下水の圧力に抵抗できて、地盤及び地下水の圧力と空間６９内の圧力とを均等にしやすくなるので、地盤沈下等、地中１０に与える影響を少なくすることができる。また、空間６９内が泥水化するので、排泥をスムーズに行えるようになり、掘削しやすくなる。
【００５１】
また、水供給孔７５ｂと水供給管７５ｃの一端との結合構造、排泥孔７６ａと排泥管７６ｂの一端との結合構造は、次のような結合構造であってもよい。即ち、基板の後面３９に孔（水供給孔７５ｂ、排泥孔７６ａ）に連通する図外の管部を形成しておいて、当該管部の開口端面と管（水供給管７５ｃ、排泥管７６ｂ）の一端開口端面とを互いに突き合わせた状態で環状ジョイント部材を当該突合せ部分に被せることにより管部と管とを結合したり、管の一端開口を介して管内に管部を嵌め込んだ状態で管の一端開口部の外周面を環状クリップ部材で締め付けることにより管部と管とを結合する構造であってもよい。
尚、最初から泥水を集合タンク７５Ｘ内に満たしておき、送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内と集合タンク７５Ｘ内との間で泥水を循環させるようにしてもよい。
【００５２】
推進装置４は、例えば、管２の発進基地となる導坑Ａに設けられた案内台９０上に設置された断面四角形状の管２の互いに平行に対向する一方の一対の外側面６ａ；６ｂのうちの一方の外側面である左外側面６ａの外側の横に管２の延長方向と同方向にシリンダー６６及びピストンロッド６３が延長するように配置される左の油圧ジャッキ６２と、当該管２の互いに平行に対向する一方の一対の外側面６ａ；６ｂのうちの他方の外側面である右外側面６ｂの外側の横に管２の延長方向と同方向にシリンダー６６及びピストンロッド６３が延長するように配置される右の油圧ジャッキ６２と、を備える。油圧ジャッキ６２のピストンロッド６３の先端には押圧板６４が設けられる。
【００５３】
管２の発進基地となる導坑Ａの底面側に設置される管２の外側面の横位置で推進装置４からの押圧力を受けて当該押圧力を管２に伝達する推進力伝達装置７０は、例えば、一対の推進力伝達部材８５；８５と、推進力伝達棒状体７１０と、上述の基板２５と、上述の水密性能維持部材３５と、上述の管側推進力受け部２１とを備える。
一方の推進力伝達部材としての左の推進力伝達部材８５は、発進基地となる導坑Ａの底面に設けられた案内台９０上に設置された断面四角形状の管２の左外側面６ａの外側に当該左外側面６ａと平行に対向するように配置された伝達体７１と、当該伝達体７１の一端側において管２の左外側面６ａより離れる方向に延長するように設けられて左の油圧ジャッキ６２からの押圧力を受ける力受部７２と、伝達体７１の他端側において後述する左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触するように設けられて、力受部７２及び伝達体７１を介して伝達された力を棒状体７１ｘに伝達する押圧部７３とを備える。
他方の推進力伝達部材としての右の推進力伝達部材８５は、発進基地となる導坑Ａの底面に設けられた案内台９０上に設置された断面四角形状の管２の右外側面６ｂの外側に当該右外側面６ｂと平行に対向するように配置された伝達体７１と、当該伝達体７１の一端側において管２の右外側面６ｂより離れる方向に延長するように設けられて右の油圧ジャッキ６２からの押圧力を受ける力受部７２と、伝達体７１の他端側において後述する右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触するように設けられて、力受部７２及び伝達体７１を介して伝達された力を棒状体７１ｘに伝達する押圧部７３とを備える。
左の推進力伝達部材８５及び右の推進力伝達部材８５は、例えば同一構成である。このように、同一構成とすることで、左の推進力伝達部材８５を右の推進力伝達部材８５として使用したり、右の推進力伝達部材８５を左の推進力伝達部材８５として使用することが可能となり、使い方が容易となる。また、一種類の推進力伝達部材８５を製作するだけでよいので、量産性に優れる。
推進力伝達棒状体７１０は、一端７１ｅ（図１０参照）から他端７１ｆまでの長さが基板２５の後面３９と先頭管６の後端６ｅとの間の最短距離よりも長い寸法の棒状体７１ｘと、棒状体７１ｘの他端７１ｆ側より突出させた傾き防止部７１ｃとを備える。棒状体７１ｘは例えばＨ形鋼を用い、傾き防止部７１ｃは例えば棒状体７１ｘを形成するＨ形鋼に溶接又はボルトなどの接続手段で結合された鋼材を用いる。尚、傾き防止部７１ｃは、先頭管６の左内側面や右内側面に面接触する面を有した面体７１ｄを備える。
推進力伝達棒状体７１０は、棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、面体７１ｄの面と先頭管６の左内側面や右内側面とが面接触するように、一端７１ｅと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。
即ち、左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、左の推進力伝達棒状体７１Ａの面体７１ｄの面と先頭管６の左内側面とが面接触するように、左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの一端７１ｅと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。また、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの中心線が先頭管６の中心線と同一方向を向くように設置され、かつ、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの面体７１ｄの面と先頭管６の右内側面とが面接触するように、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの一端７１ｅと基板２５の後面３９とが溶接又はボルトなどの接続手段で結合される。
左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの一端７１ｅ；７１ｅは、基板２５の上下縁間の中央部に結合される。
以上の構成の推進力伝達装置７０によれば、推進装置４としての油圧ジャッキ６２による押圧力を、左右の推進力伝達部材８５；８５、左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂ、基板２５、水密性能維持部材３５、管側推進力受け部２１を介して管２に伝達して管２を推進させる構成としたので、管２の左右に均等に押圧力を加えることができるようになる。
【００５４】
案内台９０は、発進基地となる導坑Ａ内において、左右の油圧ジャッキ６２；６２で管２を押圧した際に管２から油圧ジャッキ６２；６２に伝わる反力を受けるために設けられた反力受け壁７４と発進面となる導坑Ａの側壁ＡＵとの間に設置される。
案内台９０は、管２が載置されて管２を発進面となる導坑Ａの側壁ＡＵに案内するための案内面９１と、案内面９１の左右の側部に設けられた左右の設置台９２；９２とを備える。設置台９２は、案内面９１の側部より立ち上がるように設けられた台により構成される。
左右の設置台９２；９２を形成する各台の互いに向かい合う内側面９２ａ；９２ａにより当該案内面９１上の当該内側面９２ａ；９２ａ間に載置された管２の左右方向への移動が規制される。
左の設置台９２の台上面の後側には左の油圧ジャッキ６２が固定具６７等によって固定されるとともに、右の設置台９２の台上面の後側には右の油圧ジャッキ６２が固定具６７等によって固定される。尚、油圧ジャッキ６２は管２の地中１０への進入角度に合わせて傾斜した状態で設置台９２の台上面に設置されるため、油圧ジャッキ６２のシリンダー６６の底面は反力受け壁７４の前面に対して傾斜した状態となる。そこで、反力受け壁７４の前面には、シリンダー６６の底面に接触する接触板７９；７９が設けられる。
左の推進力伝達部材８５の力受部７２が、左の設置台９２の台上面の後側における左の油圧ジャッキ６２の前方に位置され、かつ、左の推進力伝達部材８５の押圧部７３が、左の推進力伝達棒状体７１Ａの棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触するように、左の推進力伝達部材８５が設置される。
また、右の推進力伝達部材８５の力受部７２が、右の設置台９２の台上面の後側における右の油圧ジャッキ６２の前方に位置され、かつ、右の推進力伝達部材８５の押圧部７３が、右の推進力伝達棒状体７１Ｂの棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触するように、右の推進力伝達部材８５が設置される。
【００５５】
尚、案内台９０は、管２として曲管又は折曲管を載せるので、図１２に示すように、案内面９１と左右の設置台９２；９２の上面とが曲管の曲率に合わせた湾曲面に形成され、凹溝９３が設置台９２の延長方向に沿って湾曲して延長する構成のものを用いる。また、管２の地中１０への進入角度に合わせて案内面９１の設置傾斜角度を決めるための管進入角度設定手段９５（図１１；図１２参照）を備える。例えば、管進入角度設定手段９５は、案内台９０の下面に着脱可能に設けられたり、あるいは、案内台９０の下面に一体に形成された構成の、支持台や支持枠等により構成される。案内台９０の下面に一体に形成された構成の、支持台や支持枠等により構成される。
さらに、左右の設置台９２；９２の各外側面９２ｂ；９２ｂ（内側面９２ａと平行に対向する側面であって案内台９０の左右の側面）には、外側面９２ｂに開口する断面凹形状で設置台９２の延長方向（前後方向）に延長する凹溝９３を備える。案内台９０の各凹溝９３；９３の前端に相当する設置台９２の前端面は開口９３ａに形成されており、この開口９３ａを介して後述する押さえ部材１１０の走行手段１１４が凹溝９３内に挿入される。
尚、後述する押さえ部材１１０の走行手段１１４を備えた各支柱１１１；１１１と梁材１１２とを分解可能に構成しておいて、各支柱１１１の走行手段１１４を凹溝９３内に挿入して各支柱１１１；１１１を立設した状態で各支柱１１１；１１１の上端部同士を梁材１１２で連結して押さえ部材１１０を組み立てる構成としてもよく、この場合、各案内台９０の各凹溝９３；９３の前端に相当する設置台９２の前端面及び案内台９０の各凹溝９３；９３の後端に相当する設置台９２の後端面が閉塞された構成であってもよい。
【００５６】
図１１；図１２に示すように、推進力伝達部材８５は、例えば、鋼材により別々に構成された伝達体７１、力受部７２、押圧部７３を組み合わせて構成される。
伝達体７１は、例えば、形鋼を組み合わせて構成される。そして、力受部７２が、伝達体７１の互いに対向する一対の外側面のうちの一方の外側面７１ａにおける伝達体７１の延長方向の一端側より当該一方の外側面と直交する方向に延長するように設けられ、押圧部７３が、伝達体７１の互いに対向する一対の外側面のうちの他方の外側面７１ｂにおける伝達体７１の延長方向の他端側より当該他方の外側面７１ｂと直交する方向に延長するように設けられる。即ち、力受部７２及び押圧部７３は、伝達体７１の各外側面７１ａ；７１ｂから互いに離れる方向に延長するように設けられている。
力受部７２は、伝達体７１の一方の外側面７１ａの一端側とボルト及びナット又は溶接等の連結手段で連結される連結板７２ａと、油圧ジャッキ６２の押圧力を受ける力受板７２ｂと、連結板７２ａと力受板７２ｂとを連結する補強板７２ｃとを備える。連結板７２ａは、伝達体７１の延長方向に平行な一方の外側面７１ａに面接触して当該一方の外側面７１ａの一端側に連結される平板により形成される。力受板７２ｂは、伝達体７１の延長方向に平行な一方の外側面７１ａと直交する面を形成する平板により形成される。
押圧部７３は、伝達体７１の他方の外側面７１ｂの他端側とボルト及びナット又は溶接等の連結手段で連結される連結板７３ａと、推進力伝達棒状体７１０の棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触する押圧板７３ｂと、連結板７３ａと押圧板７３ｂとを連結する補強板７３ｃとを備える。連結板７３ａは、伝達体７１の延長方向に平行な他方の外側面７１ｂに面接触して当該他方の外側面７１ｂの他端側に連結される平板により形成される。押圧板７３ｂは、伝達体７１の延長方向に平行な他方の外側面７１ｂと直交する面を形成する平板により形成される。
【００５７】
尚、最初に地中１０に設置する先頭管６の内部には掘削機械２６が設置されるので、先頭管６としては管の長さが後続管７の管の長さよりも長いものを用いることが多いが、従来、このような管長の長い先頭管６を推進させる場合、先頭管６の管長が長いために、出発部に設置された先頭管６の後方に油圧ジャッキ６２を設置できずに先頭管６を推進させることができなかったり、また、先頭管６の後方にピストンロッドの伸長ストロークの短い小型の油圧ジャッキしか設置できない場合があり、先頭管６の後方にピストンロッドの伸長ストロークの短い小型の油圧ジャッキしか設置できない場合には、油圧ジャッキのピストンロッドの１回の最大伸長動作で先頭管６を少ししか推進させることができないため、油圧ジャッキのピストンロッドの先端と棒状体７１ｘの他端７１ｆとの間に図外のスペーサーを介在させて油圧ジャッキの伸長動作を何回も繰り返したり、あるいは、油圧ジャッキの１回の伸長動作が終わる毎に油圧ジャッキ及び油圧ジャッキの反力受け壁７４を前方に移動させて油圧ジャッキの伸長動作を何回も繰り返す必要があり、先頭管６を地中１０に推進させる際の油圧ジャッキによる作業効率が悪かった。
実施形態３によれば、出発部に設置された先頭管６の左右の外側面６ａ；６ｂの横にそれぞれ油圧ジャッキ６２；６２を設置できるので、出発部に設置された先頭管６の後方に油圧ジャッキ６２を設置できない場合であっても先頭管６を推進させることができ、また、油圧ジャッキ６２としてピストンロッド６３の伸長ストロークの長いものを用いることができるので、ピストンロッド６３の１回の最大伸長動作で先頭管６を長距離移動させることができて油圧ジャッキ６２による作業効率を良くできる。
【００５８】
図１１；図１２に示すように、押さえ部材１１０は、案内台９０の左右幅間隔よりも広い間隔を隔てて互いに平行に対向するように設けられた一対の支柱１１１；１１１と、一対の支柱１１１；１１１の上端部同士を連結する梁材１１２と、を備えた門形体１１３と、一対の支柱１１１；１１１の下端部にそれぞれ設けられた走行手段１１４と、連結材１２０とを備えた構成である。
門形体１１３は、例えばＨ形鋼のような形鋼を用いた支柱１１１及び梁材１１２を組み合わせて構成される。
走行手段１１４は、各支柱１１１；１１１の下端部における互いに対向する内側面に固定されたベース台１１５と、ベース台１１５に回転中心軸を介して回転可能に設けられた車輪１１６とを備えた。
ベース台１１５は、例えば長尺板の両方の長辺側縁部に長尺板に対して同方向に垂直に延長する立ち上がり板を備えた断面凹形状の長尺部材により形成され、この長尺部材が支柱１１１の延長方向と直交する方向であって管２の側面と平行に延長するように凹部の開口を上に向けて取付けられている。
そして、例えば車輪１１６を備えたキャスターのベース板がベース台１１５の凹部の底を形成する長尺板に固定され、車輪１１６が当該凹部の底から凹部の開口を介して立ち上がり板より上方に突出するように設けられる。車輪１１６は、ベース台１１５の延長方向に沿って間隔を隔てて例えば２個設けられる。
【００５９】
各支柱１１１；１１１の下端部に設けられた走行手段１１４を案内台９０の左右の設置台９２；９２の凹溝９３内に開口９３ａを介して挿入し、梁材１１２の下の案内面９１上に載置される管２の上面６ｕと梁材１１２との間に連結材１２０を挿入して、凹溝９３の走行面としての上壁面９３ｔと車輪１１６の外周面とを接触させることにより、管２が進行した場合に、走行手段１１４を備えた門形体１１３と連結材１２０とが一緒に連れ立って進行するように構成される。
【００６０】
つまり、管２が先端から地中１０に入り込んだ後の導坑Ａ内に残る管２の後端６ｅが管２の中心軸と交差する方向に動くこと（例えば管２の後端６ｅが上方に浮き上がること）を規制する管後端移動規制手段２００を備え、当該管後端移動規制手段２００が、押さえ部材１１０の車輪１１６と係合するとともに車輪１１６の走行面を形成する凹溝９３を備えた案内台９０と、車輪１１６が凹溝９３に係合されて車輪１１６が凹溝９３から当該凹溝９３の延長方向と直行する方向に外れないように設けられて梁材１１２が案内面９１上に載置される管２の上面６ｕ（管２の外側面）と対向するように管２の上方に位置される門形体１１３と、門形体１１３の梁材１１２と管２の上面６ｕとの間に挿入されて梁材１１２を押し上げて車輪１１６の外周面を凹溝９３の上壁面９３ｔに接触させる連結材１２０とを備えた構成である。
【００６１】
即ち、連結材１２０は、管２と梁材１１２との間に楔の如く咬ますように挿入されて管２と梁材１１２とに密着することにより、管２が進行した場合に、管２が地中１０に移動する場合の推進力を押さえ部材１１０に伝達し、押さえ部材１１０の車輪１１６が凹溝９３の上壁面９３ｔで形成された走行面を走行できるように車輪１１６の外周面と上壁面９３ｔとを接触させる部材である。連結材１２０は、例えば、管２の上面６ｕに接触させる当て板１２１と、当て板１２１と梁材１１２との間に楔のように咬まされて梁材１１２を押し上げて当て板１２１と梁材１１２とに密着し、車輪１１６の外周面を凹溝９３の上壁面９３ｔに接触させる角材１２２とにより構成される。
【００６２】
つまり、互いに対向する１対の支柱１１１；１１１と支柱１１１；１１１の上端部同士を連結する梁材１１２と各支柱１１１；１１１の下端部に設けられた走行手段１１４；１１４とを備えた門形体１１３と、当該押さえ部材１１０の各支柱１１１の下端部に設けられた各走行手段１１４が挿入される凹溝９３を備えた案内台９０と、案内台９０の案内面９１に設置された管２と門形体１１３の梁材１１２との間に楔の如く咬ますように挿入されて管２と梁材１１２とを密着させるとともに門形体１１３の車輪１１６が走行面を走行できるように車輪１１６の外周面と上壁面９３ｔとを接触させる連結材１２０とにより構成された管後端移動規制手段２００を備えたことにより、管２が先端から地中１０に入り込んだ場合、導坑Ａ内に残る管２の後端６ｅが管後端移動規制手段２００によって案内面９１から離れる方向に移動しないように押さえ込まれた状態で管２が地中１０に推進する。即ち、管２を先端から地中１０に設置する場合に、出発部に残る管２の後端の浮き上がりが管後端移動規制手段２００によって防止される。
即ち、実施形態３においては、管２の一の外側面である下面（外面）と接触して管２を導坑Ａの側壁ＡＵに案内するための案内面９１を有した案内台９０と、管２が先端から導坑Ａの側壁ＡＵを経由して地中１０に入り込んだ後の導坑Ａに残る管２の後端６ｅが管２の中心線と交差する方向に移動することを規制する管後端移動規制手段２００と、を備え、管後端移動規制手段２００は、案内面９１に設置された管２を案内面９１に押し当てるように管２を押圧しながら管２とともに移動可能でかつ案内台９０に対して移動可能なように設けられた押さえ部材１１０により構成される。
【００６３】
次に、図１０を参照して管設置装置１による地中１０への管２の設置方法を説明する。
尚、ここでは、先頭管６として管長が後続管７の管長よりも長いものを用いるものとし、後続管７として管長が先頭管６の管長のほぼ半分の長さの後続管７を用いる場合を例にして説明する。
掘削機械２６と推進力伝達棒状体７１と水供給管７５ｃと排泥管７６ｂとが取付けられた基板２５を先頭管６の内側に設置する。つまり、基板２５を形成する矩形板３０の前面３９ｆにおける矩形周縁面３３が、先頭管６の内側に管側推進力受け部２１を形成する矩形枠体２２の枠後面３２に水密性能維持部材３５を介して突き付けられた状態となるように設置する。これにより、管２を、発進基地となる導坑Ａの側壁ＡＵから地中１０に設置する場合に、先に地中１０に入れる先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に掘削機械２６が設置される。
図１０（ａ）に示すように、発進基地となる導坑Ａにおいて、側壁ＡＵの手前側に案内台９０を設置し、掘削機械２６と水供給管７５ｃと排泥管７６ｂとが取付けられた基板２５を内側に設置した先頭管６の先端開口６ｔを導坑Ａの側壁ＡＵに向けて当該先頭管６を案内面９１上に設置する。
尚、案内台９０は、案内面９１に設置された管２が案内面９１上を移動する際に動かないように、出発部の地盤にアンカー等で固定しておくか、あるいは、自重を増やすために、案内台９０に錘を付加するか、重量を増した大重量の案内台９０を用いる。
そして、押さえ部材１１０の走行手段１１４を左右の設置台９２；９２の凹溝９３内に開口９３ａから挿入して、梁材１１２の下の案内面９１上に載置される先頭管６の上面６ｕと梁材１１２との間に連結材１２０を挿入し、凹溝９３の走行面としての上壁面９３ｔと車輪１１６の外周面とを接触させる。
また、左の設置台９２の台上面の後側に左の油圧ジャッキ６２を固定するともに、右の設置台９２の台上面の後側に右の油圧ジャッキ６２を固定する。さらに、伝達体７１が先頭管６の左外側面６ａの後側と平行に対向するように左の推進力伝達部材８５を設置し、伝達体７１が先頭管６の右外側面６ｂの後側と平行に対向するように右の推進力伝達部材８５を設置する。
【００６４】
そして、図１０（ｂ）に示すように、掘削機械２６及び左右の油圧ジャッキ６２；６２を作動させることで、ピストンロッド６３の先端の押圧板６４が推進力伝達部材８５の力受板７２ｂに接触するとともに、推進力伝達部材８５の押圧板７３ｂが棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触した状態となり、ピストンロッド６３が伸びるにしたがって先頭管６が地中１０へと進行する。即ち、図７の送水用のポンプ７５ｄを駆動して空間６９内に泥水を供給し、空間６９内と集合タンク７５Ｘ内との間で泥水を循環させるとともに、制御装置６５による制御によって、油圧源５５から油圧モータ４７に圧油を供給して回転掘削体４６を回転させながら、油圧ジャッキ６２のピストンロッド６３を伸ばすことで、推進力伝達装置７０を介して先頭管６に伝達される推進力と回転掘削体４６の回転に伴って導坑Ａの側壁ＡＵに形成された図外の発進孔を介して先頭管６が前方に推進し、先頭管６が地中１０に設置される。尚、回転掘削体４６；４６が地中１０を掘削した土砂は空間６９内で水と混ざって泥水となって排泥タンク７６ｄに排出される。先頭管６が進行した場合に、連結材１２０と押さえ部材１１０とが一緒に連れ立って進行し、連結材１２０と押さえ部材１１０とによって出発部に残る先頭管６の後端６ｅの浮き上がりが防止される。
【００６５】
次に、左右の油圧ジャッキ６２；６２のピストンロッド６３；６３を最大限伸長させた後、図１０（ｃ）に示すように、ピストンロッド６３；６３を戻すとともに、左右の推進力伝達部材８５；８５を外した後、先頭管６の後方に後続管７を設置し、先頭管６の後端開口縁と後続管７の前端開口縁とを水密状態に連結する。即ち、先頭管６の後端６ｅに後続管７を溶接、又は、ボルト等の固定具により接続し、図１０（ｄ）に示すように、先頭の推進力伝達棒状体７１０の他端７１ｆと後続の推進力伝達棒状体７１の一端７１ｅとをボルト、又は、溶接により結合することにより、先頭の推進力伝達棒状体７１の後ろに後続の推進力伝達棒状体７１０を継ぎ足すとともに、さらに、耐圧ホース５６の他端に図外の延長耐圧ホースを継ぎ足し、水供給管７５ｃの他端に図外の延長水供給管を継ぎ足し、排泥管７６ｂの他端に図外の延長排泥管を継ぎ足していく。
そして、図１０（ｄ）に示すように、伝達体７１が後続管７の左側面と平行に対向するように左の推進力伝達部材８５を設置し、伝達体７１が後続管７の右側面と平行に対向するように右の推進力伝達部材８５を設置した後、掘削機械２６及び左右の油圧ジャッキ６２；６２を作動させることで、ピストンロッド６３；６３の先端の押圧板６４；６４が推進力伝達部材８５の力受板７２ｂに接触するとともに、推進力伝達部材８５の押圧板７３ｂが棒状体７１ｘの他端７１ｆに接触した状態となり、ピストンロッド６３が伸びるにしたがって先頭管６がさらに地中１０へと推進するとともに後続管７が前方に移動する。
以後、同様に、前の後続管７に後の後続管７を順次連結して地中１０に設置していくことで、管Ｃを構築できる。尚、後続管７を地中１０に推進させる際において後続管７の後端６ｅが浮き上がるようであれば、押さえ部材１１０の走行手段１１４を左右の設置台９２；９２の凹溝９３内に開口９３ａから挿入して、梁材１１２の下の案内面９１上に載置される後続管７の上面と梁材１１２との間に連結材１２０を挿入し、凹溝９３の走行面としての上壁面９３ｔと車輪１１６の外周面とを接触させた後に、後続管７を推進させれば、導坑Ａに残る後続管７の後端６ｅの浮き上がりが防止される。
即ち、先頭管６を地中１０に設置する際において、先頭管６の後端６ｅの浮き上がり現象が生じる場合には管後端移動規制手段２００を用いればよく、先頭管６の後端６ｅの浮き上がり現象が生じない場合には管後端移動規制手段２００を用いる必要はない。また、後続管７を地中１０に推進させる際において、後続管７の後端６ｅの浮き上がり現象が生じる場合には管後端移動規制手段２００を用いればよく、後続管７の後端６ｅの浮き上がり現象が生じない場合には管後端移動規制手段２００を用いる必要はない。
【００６６】
管Ｃを地中１０に設置した後は、掘削始点となった発進基地である導坑Ａ内に掘削機械２６を引き戻して回収する。
【００６７】
上述した管設置装置１を用いれば、先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に、先頭管６の推進方向と交差する回転中心線Ｌを回転中心として回転する回転掘削体４６を有した掘削機械２６を設置し、管２を押圧するとともに掘削機械２６で地中を掘削することにより、管２を推進させて地中１０に設置したので、地中１０が、硬質・レキ混じりである場合でも、断面矩形状の管２の内側の角部付近の地中部分を２つの回転掘削体４６；４６で掘削できるようになるので、管２を地中１０においてスムーズに推進させることができるようになり、管Ｃを容易に地中１０に設置できるようになる。
【００６８】
実施形態３の管設置装置１によれば、推進力伝達装置７０を備えたので、管設置装置１が設置される導坑Ａ内が狭小であり、導坑Ａ内において管２の後側に油圧ジャッキ６２を設置するための設置スペースが無い場合にあっても、油圧ジャッキ６２；６２を管２の左右の外側面６ａ；６ｂの横に沿った状態に設置することが可能となり、油圧ジャッキ６２；６２を管２の後側に設置できない場合であっても管２を推進させて地中１０に進行させることができるようになる。
【００６９】
また、油圧ジャッキ６２；６２を管２の左右の外側面６ａ；６ｂの横に沿った状態に設置することが可能となることから、油圧ジャッキ６２としてピストンロッド６３の伸長ストロークの長いものを用いることができるようになり、ピストンロッド６３の１回の最大伸長動作で管２を長距離移動させることができて油圧ジャッキ６２による作業効率を良くできる。
【００７０】
また、後続管７として管の長さが先頭管６の管の長さと同じ長さのものを用いる場合においては、図１０（ｃ）の状態において、左右の推進力伝達部材８５；８５の代わりに、左右の油圧ジャッキ６２；６２の押圧板６４；６４に跨って設けられて左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｆ；７１ｆに接触させる図外の横架部材を設ける。この状態で掘削機械２６及び左右の油圧ジャッキ６２；６２を作動させると、左右の油圧ジャッキ６２；６２による押圧力が横架部材を介して先頭管６に伝達されて先頭管６が前方に移動するので、先頭管６の後端６ｅと反力受け壁７４との間に後続管７の設置スペースが形成される。
尚、先頭管６の後端に順次後続管７を接続していく際、導坑Ａ内において後続管７の後側に油圧ジャッキ６２を設置するための設置スペースが確保される場合には、出発部において当該後続管７の後側に油圧ジャッキ６２を設置して、左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｆ；７１ｆ又は左右の推進力伝達棒状体７１Ａ；７１Ｂの他端７１ｆ；７１ｆに跨るように設けられた図外の横架部材を油圧ジャッキ６２で押圧することにより、後続管７及び先頭管６を推進させるようにしてもよい。
【００７１】
実施形態３によれば、管２が先端から地中に入り込んだ後の導坑Ａ内に残る管２の後端６ｅが管２の中心線と交差する方向に移動することを規制する管後端移動規制手段２００を備えたことにより、管２を先端から地中１０に設置する場合に、例えば導坑Ａ内に残る管２の後端６ｅが浮き上がる等のように、導坑Ａ内に残る管２の後端６ｅが管２の中心線と交差する方向に移動する現象（以下、管後端移動現象という）を抑制できるので、地中１０に入り込んだ管２の進行方向ずれを防止でき、管２を予定の地中位置に正確に設置できるようになる。
尚、上述した管後端移動現象が発生する原因としては、先頭管６の内側に設けられた掘削機械２６の重量が重いことや、先頭管６の地中１０に設置された管の先端側の長さに比べて出発部に残る管の長さが長い場合等において、先頭管６の重量バランスが崩れることが考えられる。また、上記管後端移動現象は、管２として、曲管、折曲管のいずれを用いる場合でも起こり得るが、特に、折曲管を地中１０に設置する場合には、折曲管を構成する管と管との連結部が角部になり、湾曲面に形成された案内面９１に載置された折曲管の連結部の角部のみが案内面９１の湾曲面に接触するため、この折曲管の連結部の角部が回転支点となって回転しやすくなるので、上述した管後端移動現象が顕著となる傾向がある。実施形態３によれば、当該管後端移動現象を確実に抑制できるようになる。
また、管後端移動規制手段２００は、案内面９１に設置された管２を案内面９１に押し当てるように管２を押圧しながら管２とともに移動可能でかつ案内台９０に対して移動可能なように設けられた押さえ部材１１０により構成されたので、管２を案内面９１に押し当てて上述した管後端移動現象を抑制しながら管２を地中１０に推進させることができる。
さらに、押さえ部材１１０は、案内面９１に設置された管２の左右幅間隔よりも広い間隔を隔てて当該管２の両側に配置された一対の支柱１１１；１１１と、一対の支柱１１１；１１１の上端部（一端部）同士を連結して案内面９１に設置された管２の上面６ｕ（外面）と対向する梁材１１２とを備えた門形体１１３に形成され、かつ、当該門形体１１３の梁材１１２と管２の上面６ｕとを密着させる連結材１２０を備えたので、門形体１１３の梁材１１２と連結材１２０とによって、管２を案内面９１に押し当てて上述した管後端移動現象を抑制しながら管２を地中１０に推進させることができる。
案内台９０の左右の設置台９２；９２が走行面を形成する凹溝９３を備え、押さえ部材１１０が走行面を走行するとともに凹溝９３内に係合される走行手段１１４を備えたことにより、押さえ部材１１０をスムーズに移動させることができて、推進作業を効率的に行える。
【００７２】
実施形態４
管後端移動規制手段としては、押さえ部材１１０の支柱１１１の下端部が推進力伝達部材８５に着脱自在に取付けられた構成としてもよい。この場合、押さえ部材１１０で管２の後端部上面を押さえながら、管２を推進させることで、管２と一緒に押さえ部材１１０も移動するので、実施形態１と同様に、管後端移動現象を防止できる。即ち、実施形態２による管後端移動規制手段２００は、案内台９０に設置された管２を案内面９１に押し当てるように管２を押圧しながら管２とともに移動可能でかつ案内台９０に対して移動可能なように推進力伝達部材８５に着脱可能に取付けられた押さえ部材１１０により構成される。実施形態２の場合、走行手段１１４と走行面とを備えない構成とできる。
【００７３】
実施形態５
管後端移動規制手段としては、案内面９１上に載置される管２の外周面を囲むトンネル筒状に形成されて出発口の手前に固定される構成のものを用いてもよい。
【００７４】
実施形態６
管後端移動規制手段としては、案内面９１上に載置された管２の上面６ｕに載せる図外の錘を用いてもよい。
【００７５】
実施形態７
左右の設置台９２；９２を形成する各台の互いに向かい合う内側面９２ａ；９２ａに、当該内側面９２ａに開口する断面凹形状で設置台９２の延長方向に延長する凹部としての図外の凹溝を設けるとともに、管２の左右の外側面６ａ；６ｂに、当該左右の凹溝に挿入されて係合する図外の凸部を設け、当該凸部が当該凹溝に係合されて凸部が凹溝から当該凹溝の延長方向と直行する方向に外れないように設けられた構成としてもよい。即ち、案内面９１上に載置される管２の左右の外側面６ａ；６ｂに設けられた凸部と、当該左右の外側面６ａ；６ｂと対向する左右の設置台９２；９２の左右の内側面９２ａ；９２ａに設けられた凹部としての凹溝と、の凹凸係合、又は、案内面９１上に載置される管２の左右の外側面６ａ；６ｂに設けられた凹部と、当該左右の外側面６ａ；６ｂと対向する左右の設置台９２；９２の左右の内側面９２ａ；９２ａに設けられた凸部と、の凹凸係合により、管２が先端から地中１０に入り込んだ後の導坑Ａに残る管２の後端が管２の中心軸と交差する方向に移動することを規制する管後端移動規制手段が構成される。尚、案内台９０の上述した図外の各凹溝の前端に相当する設置台９２の前端面には図外の開口を形成し、管２が推進して凸部が当該開口を超えて地中１０に入る前に、当該凸部を除去する。
実施形態７の場合、管２の左右の外側面６ａ；６ｂに溶接やボルト及びナット等で取付けられた凸部を案内面９１の上方から図外の凹溝内に挿入できるように、凹溝の上壁を切欠いた図外の挿入穴を形成しておく。
尚、挿入穴を設けない場合には、管２を案内面９１上に設置した後、凹溝内に入り込ませた凸部を形成する突起物を管２の左右の外側面６ａ；６ｂに溶接やボルト及びナット等で取付けてもよい。
【００７６】
実施形態７によれば、管後端移動規制手段が、管２の外面と接触して管２を地中に入れる際の案内面９１と当該案内面９１に設置された管２の両横に位置する壁体としての左右の設置台９２；９２の内側面９２ａ；９２ａを備えた案内台９０と、案内面９１に設置された管２の外面としての管２の左右の外側面６ａ；６ｂと当該左右の外側面６ａ；６ｂに対向する左右の設置台９２；９２の内側面９２ａ；９２ａ（壁体）とに設けられて凹凸係合を形成する凹部及び凸部とからなる凹凸係合体とを備えたので、凹凸係合体によって、管後端移動現象を防止できる。
【００７７】
尚、実施形態３乃至実施形態７で述べた管後端移動規制手段を１つ以上併用してもよい。
また、上記では、窪んだ湾曲面である案内面９１上に管２を載置して当該管２を地中に設置する例を示したが、案内台９０の隆起した湾曲面である案内面上に管２を載置して当該管２を地中に設置するようにしてもよい。
また、実施形態１；２の押さえ部材として、連結材１２０を備えない構成の押さえ部材を用いてもよい。例えば、門形体１１３の梁材１１２と管２の上面６ｕとを接触させた状態で使用したり、門形体１１３の梁材１１２と管２の上面６ｕとを着脱可能に連結した構成としてもよい。
また、凹溝９３の走行面としての下壁面と車輪１１６の外周面とを接触させる構成としてもよい。また、左右の設置台９２；９２を形成する各台の互いに向かい合う内側面９２ａ；９２ａに形成された上述した図外の凹溝内に門形体１１３の走行手段１１４を係合させ、当該凹溝内に形成された走行面を走行手段１１４の車輪１１６が走行可能なように構成してもよい。
走行手段１１４と走行面とを備えない構成としてもよい。
実施形態１；２；４において、左右の設置台９２；９２を備えない案内面を有した案内台を用いてもよい。
【００７８】
実施形態８
図１３に示すように、回転掘削体４６の回転中心線Ｌを、先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面と平行で、かつ、先頭管６の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する状態に設定する掘削機械揺動駆動装置２５０を備えたことによって、先頭管６の進行に先立って先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削でき、先頭管６の前方での余堀が可能な管設置装置１Ｘを用いてもよい。例えば、図１３（ａ）；（ｂ）に示すように、回転掘削体４６が掘削進行方向の左右に揺動可能な構成を備える。
以下、管設置装置１Ｘの一例について説明するが、実施形態２の管設置装置１で説明した構成と同一構成部分については同一符号を付し、詳説を省略する。
実施形態７の管設置装置１Ｘは、実施形態２で説明した管設置装置１の掘削装置３の構成である基板２５、管側推進力受け部２１の代わりに掘削機械揺動駆動装置２５０を備えた構成である。
掘削機械揺動駆動装置２５０は、揺動基板３００と、揺動基板３００の案内部材３１０と、揺動基板駆動手段３２０とを備える。
管設置装置１Ｘは、筒状の案内部材３１０の筒の中心線と先頭管６の管の中心線とが一致するように案内部材３１０が先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に設置されて案内部材３１０の筒の外周面３３０と先頭管６の内周面６ｓとの間の水密性がゴムパッキン等の水密性能維持部材３４０によって保たれ、かつ、揺動基板３００は先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面間の中心を回転中心としての左右の側壁３０１；３０２側が前後に揺動可能なように案内部材３１０に取付けられて揺動基板３００の外周面３９０と案内部材３１０の筒の内周面３５０との間の水密性がゴムパッキン等の水密性能維持部材１２５によって保たれた構成とされる。先頭管６の先端開口６ｔ側の内側における案内部材３１０の前方には推進力受け部６３０が設けられ、当該推進力受け部６３０は、先頭管６の先端開口６ｔ側の内側に設置された案内部材３１０の筒の前端面３１１に接触して案内部材３１０の前方への移動を規制するとともに推進力伝達装置７０を介して案内部材３１０に伝達された推進力を先頭管６に伝達することができるように、先頭管６の先端開口６ｔ側の内周面６ｓに溶接、ボルト・ナット等の固定手段で固定されている。また、揺動基板３００には、揺動基板３００の平板を前後に貫通する支柱保持貫通孔１３０、排泥管保持貫通孔１４０、水供給管保持貫通孔１５０が形成され、支柱保持貫通孔１３０には、掘削機械２６の支持部４０の支柱４２が貫通した状態で固定状態に保持され、排泥管保持貫通孔１４０には、排泥管７６ｂの先端部が貫通した状態で固定状態に保持され、水供給管保持貫通孔１５０には、水供給管７５ｃの先端部が貫通した状態で固定状態に保持される。そして、複数の掘削ビット（掘削刃）５２を備えた掘削機械２６の回転掘削体４６が先頭管６の先端開口６ｔよりも前方に位置されて回転掘削体４６を支持する支柱４２が揺動基板３００に支持されている。
実施形態８の管設置装置１Ｘによれば、先頭管６の前方の地中１０を回転掘削体４６で掘削する際に、油圧ジャッキのような揺動基板駆動手段３２０が揺動基板３００における一対の側壁３０１；３０２側の後面を押圧及び引き戻して前後に移動させることで、回転掘削体４６の回転中心線Ｌが、先頭管６の推進方向と直交する面及び先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面（例えば先頭管６の上下の外側面）と平行な第１の状態、及び、先頭管６の互いに平行に対向する一対の外側面（例えば先頭管６の上下の外側面）と平行で、かつ、先頭管６の推進方向と直交する面と直交以外の状態で交差する第２の状態（図１３（ａ）；（ｂ）参照）に設定される。
即ち、管設置装置１Ｘは、先頭管６の前方において回転掘削体４６を先頭管６の左右方向に揺動させるための掘削機械揺動駆動装置２５０を備えるので、先頭管６の前方の地中１０を回転掘削体４６で掘削する際に揺動基板駆動手段３２０により揺動基板３００を駆動して回転掘削体４６を例えば左右方向に揺動させることができ、回転掘削体４６が左右方向に揺動しない場合と比べて、掘削可能な左右幅を大きくできる。つまり、管設置装置１Ｘを用いれば、先頭管６の進行に先立って先頭管６の前方において先頭管６の例えば左右幅間隔よりも幅の広い左右幅間隔で地中１０を掘削でき、先頭管６の前方において先頭管６の左右幅方向での余堀が可能となるので、先頭管６の前方の硬質地盤層を掘削でき、地中１０が硬質地盤層である場合でも管２を地中１０においてスムーズに推進させることができる。
【００７９】
実施形態８の掘削機械揺動駆動装置２５０を備えた管設置装置１Ｘを用いて管を地中１０に設置する場合においては、先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削できる。即ち、先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の例えば左右側の地中１０の余堀が可能となるので、管２を地中１０においてスムーズに推進させることができる。
【００８０】
実施形態９
図１４及び図１５に示すように、回転掘削体は、筐体５０の外周面５１より突出するように設けられた掘削刃としての第１の掘削ビット８ｅ及び第２の掘削ビット８ｆとを備えた構成の回転掘削体４６Ａを用いてもよい。
複数個の第２の掘削ビット８ｆが筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向に並べられて第２の掘削ビット群８１０が構成される。
筐体５０の外周面５１には複数のビット取付部８３が点在するように設けられる。第１の掘削ビット８ｅは、筐体５０の外周面５１に設けられた個々のビット取付部８３に１つ１つ個別に着脱可能に取り付けられる。第２の掘削ビット８ｆは、筐体５０の外周面に設けられた複数のビット取付部８３に着脱可能に取り付けられるビット設置板８４に設けられる。即ち、第２の掘削ビット群８１０は、ビット取付部８３に取り付けられて筐体５０の回転中心線Ｌに沿って筐体５０の外周面５１の周面幅（回転中心線Ｌに沿った方向の幅、即ち、筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面）に渡って延長するビット設置板８４のビット設置面８４ａに、複数の第２の掘削ビット８ｆが回転中心線Ｌに沿った方向に並ぶように着脱可能又は固定的に設けられた構成である。
１つ１つの回転掘削体４６Ａにおいて、第１の掘削ビット８ｅは、筐体５０の外周面５１の周方向に互いに１８０°離れた位置にそれぞれ設けられる。第２の掘削ビット群８１０は、筐体５０の外周面５１上において第１の掘削ビット８ｅが設けられていない部分に設けられる。
図１４（ｂ）に示すように、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた各第２の掘削ビット群８１０；８１０の各掘削ビット８ｆの先端は、筐体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５ｅ上に位置しないように設定されている。つまり、一方の第２の掘削ビット群８１０において互いに隣り合う各掘削ビット８ｆ間で掘削されない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０の各掘削ビット８ｆで掘削できるように構成されている。要するに、１つ１つの回転掘削体４６Ａは、一方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できるようにした相補的な一対の第２の掘削ビット群８１０；８１０を備えた構成である。
そして、図１５（ａ）に示すように、筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８ｅによる掘削半径）と筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘ（即ち、第２の掘削ビットによる掘削半径）とが異なる。
つまり、第１距離８０ｘを掘削半径とした第１の掘削ビット８ｅによる掘削径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間（先頭管６の一方の一対の壁面の内壁面間）の寸法９ｘよりも小さく設定され、かつ、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定されていることにより、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔを介して先頭管６の前方及び先頭管６の内側に移動可能に構成されている。
即ち、第１距離８０ｘは、回転掘削体４６Ａが先頭管６の内側で回転中心線Ｌを回転中心として回転可能な回転半径寸法に設定されたことによって、回転掘削体４６Ａが管２内を通過可能となり、掘削機械２６を導坑Ａに引き戻して回収できる。
また、第２距離８１ｘは、回転掘削体４６Ａが先頭管６の内側で回転中心線Ｌを回転中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転可能な回転半径に設定される。
即ち、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された状態で回転駆動されることによって第１の掘削ビット８ｅ及び第２の掘削ビット８ｆが先頭管６の先端開口６ｔの前方位置の地盤を掘削可能であり、かつ、回転掘削体４６Ａが管２（先頭管６及び後続管７）内を通過して管２を導坑Ａに回収可能に構成される。
以上のような回転掘削体４６Ａを備えたことにより、先頭管６の先端開口６ｔの前方において先端開口６ｔの断面よりも例えば上下幅の大きい断面積の孔を掘削できるので、先頭管６の先端開口縁が地盤に衝突する前に地盤を掘削できて、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、掘削機械２６の回収時には、図１５（ｂ）に示すように、第２の掘削ビット群８１０の第２の掘削ビット８ｆの先端が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄと同一平面を示す位置より上方に位置しない状態にしてから、回転掘削体４６Ａを管２内に引き戻して掘削機械２６導坑Ａに回収する。
【００８１】
即ち、実施形態９によれば、筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘ（即ち、第１の掘削ビット８ｅによる掘削半径）と筐体５０の回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘ（即ち、第２の掘削ビット８ｆによる掘削半径）とが異なるように設定され、第１距離８０ｘを掘削半径とした第１の掘削ビット８ｅによる掘削径が、先頭管６の案内刃管９（図８参照）の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも小さく、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定された回転掘削体４６Ａを備えた。このため、先頭管６の先端開口６ｔより前方に位置する回転掘削体４６Ａを回転させて掘削ビット８ｅ；８ｆが地盤を掘削することにより、先頭管６の先端開口６ｔの前方において、先頭管６の管の中心を中心とした四角断面であって先頭管６の先端開口６ｔの四角断面の幅寸法（回転掘削体４６Ａの径方向に対応する幅寸法、例えば、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘ）より幅寸法の大きい四角断面の孔を掘削できる。よって、先頭管６の先端開口縁が地盤に衝突する前に、先頭管６の先端開口６ｔよりも前方に位置する地盤を掘削ビット８ｅ；８ｆにより確実に掘削できるので、先頭管６の先端開口縁が硬質の地盤に衝突して先頭管６を推進できなくなるような事態を防止でき、地山が硬質地盤である場合でも、管２をよりスムーズに推進させることができる。
【００８２】
また、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた各第２の掘削ビット群８１０；８１０の各掘削ビット８ｆの先端位置が、筐体５０の回転中心線Ｌと直交する同一の面８５ｅ上に位置しないように設定されている。つまり、筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられた一対の第２の掘削ビット群８１０；８１０は、回転掘削体４６Ａの回転により一方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できない地盤部分を他方の第２の掘削ビット群８１０で掘削できるように構成されているので、先頭管６の先端開口６ｔの四角断面の幅寸法より幅寸法の大きい四角断面の孔を効率的に掘削でき、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、各第２の掘削ビット群８１０を、回転中心線Ｌを中心として筐体５０の外周面５１上で例えば等間隔に配置することで、回転掘削体４６Ａの回転重心を一定に保てるようになり、回転掘削体４６Ａの回転がスムーズになって効率的に掘削できて、管２をよりスムーズに推進させることができる。
また、第２の掘削ビット８ｆ及び第１の掘削ビット８ｅを備えたので、第２距離８１ｘを掘削半径とした掘削径の孔を第２の掘削ビット８ｆ及び第１の掘削ビット８ｅによってより効率的に掘削できるようになる。
【００８３】
尚、第２の掘削ビット群８１０は、筐体５０の外周面５１に設けられた個々のビット取付部８３に個々に取付けられた第２の掘削ビット８ｆの集合体により構成されてもよい。
また、筐体５０の外周面５１上において筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面に跨って回転中心線Ｌに沿った方向に直線状又は非直線状に個々の第２の掘削ビット８ｆが個々に並ぶように配置されていたり、筐体５０の外周面５１上において筐体５０の回転中心線Ｌに沿った方向の両方の端面に跨って回転中心線Ｌに沿った方向に直線状又は非直線状に延長する１つの掘削刃を有した第２の掘削ビットを備えた構成の回転掘削体４６Ａであって、回転掘削体４６Ａが管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、先頭管６の先端開口６ｔの前方位置で回転可能なように構成されていればよい。
また、第２の掘削ビット群８１０；８１０が筐体５０の外周面５１上で周方向に互いに１８０°離れた位置に設けられていなくてもよい。
要するに、回転掘削体４６Ａは、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第１の掘削ビット８ｅの先端までの第１距離８０ｘが、回転掘削体４６Ａが管６の内側で回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定され、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘが、回転掘削体４６Ａが管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定されればよい。
【００８４】
また、回転掘削体は、第１の掘削ビット８ｅを備えない構成としてもよい。即ち、掘削ビットとして第２の掘削ビット８ｆのみを有した回転掘削体を用いてもよい。
要するに、回転掘削体が第１の掘削ビット８ｅを備えない構成の場合において、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した回転掘削体の筐体５０の外周面５１までの最短距離である第１距離が、回転掘削体が管６の内側で回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定され、回転中心線Ｌから回転中心線Ｌと直交する線上を経由した第２の掘削ビット８ｆの先端までの第２距離８１ｘが、回転掘削体が管２の内側で回転中心線Ｌを中心として回転不可能で、かつ、回転掘削体が先頭管６の先端開口６ｔの前方に位置された場合に回転中心線Ｌを中心として回転可能な回転半径に設定されればよい。
つまり、第１距離を半径とした筐体５０の直径が、先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法よりも小さく設定され、かつ、第２距離８１ｘを掘削半径とした第２の掘削ビット８ｆによる掘削径が、先頭管６の先頭管６の上下の内壁面６ｃ；６ｄ間の寸法９ｘよりも大きく設定されていることにより、回転掘削体４６Ａが先頭管６の先端開口６ｔを介して先頭管６の前方及び先頭管６の内側に移動可能に構成される。
実施形態９によれば、第２の掘削ビット８ｆによる掘削によって、先頭管６の前方において先頭管６の例えば上下の内壁面６ｃ；６ｄ（先頭管６の一方の一対の壁面）と直交する方向である先頭管６の上下幅間隔よりも広い上下幅間隔で地中１０を掘削できるようになり、先頭管６の前方において先頭管６の上下幅方向での余堀が可能となるので、地山が硬質地盤である場合でも管２をよりスムーズに推進させることが可能となる。
【００８５】
実施形態９の回転掘削体４６Ａを備えた管設置装置を用いて管２を地中１０に設置する場合においては、先頭管６の前方において先頭管６の断面積よりも幅の広い断面積を掘削できる。即ち、先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の例えば上下側の地中１０の余堀が可能となることから、上述した管後端移動現象が発生しやすくなる。したがって、実施形態９の管設置装置を用いて管２を地中１０に設置する場合に、上述した管後端移動規制手段を用いて、上述した管後端移動現象を抑制することが効果的である。
【００８６】
実施形態１０
実施形態９の回転掘削体４６Ａと実施形態８の掘削機械揺動駆動装置２５０とを備えた管設置装置を用いれば、先頭管６の前方の地中１０において先頭管６の上下左右側の地中１０の余堀が可能となることから、上述した管後端移動現象がより発生しやすくなる。したがって、実施形態９の管設置装置を用いて管２を地中１０に設置する場合に、上述した管後端移動規制手段を用いて、上述した管後端移動現象を抑制することが効果的である。
また、実施形態９の回転掘削体４６Ａと実施形態８の掘削機械揺動駆動装置２５０とを備えた管設置装置を用いた場合、地盤が硬質地盤層や岩盤層であっても管２をスムーズに推進させることができる。
【００８７】
実施形態１１
管２としては、管本体と管本体の外側面に管の延長方向に沿って管路が延長するように設けられた図外の中空管とを備えた管２を用いてもよい。当該中空管を備えた管２を用いれば、管本体内にコンクリートが埋められた後であっても、中空管を注入管として利用して管２の周囲の地盤に地盤改良材を注入することができるようになる。
【００８８】
尚、油圧ジャッキ６２等の推進装置の推進力を管２に伝達する方法としては、管２の後端開口より後方に突出する図外の推進力伝達部材を設けてもよいし、推進装置で管２の後端面を直接押圧するようにしてもよい。
【００８９】
また、掘削機械２６としては、ウォータージェット装置（高圧水噴射装置）、管２の中心軸を回転中心とする回転掘削機等を用いてもよい。
例えば、断面形状が長方形の管２であれば、上記掘削機械２６を用いることが好ましいが、断面形状が正方形の管を用いるのであれば、掘削機械として、ウォータージェット装置（高圧水噴射装置）を用いたり、管２の中心軸を回転中心とする回転掘削機を用いたり、あるいは、これらを併用して用いてもよい。例えば、先頭管６の前方開口部の中央に管の中心軸を回転中心とする回転掘削機を設置し、先頭管６の前方開口部における角部にウォータージェット装置の噴射ノズルを設置する。尚、本発明でいう断面形状が四角形状とは、四角の角部が面取りされた形状のものも含む。
【００９０】
地中１０の状態、例えば地質が硬質地盤層や、岩盤層等によって管２の浮き上がりが発生しない場合は、管後端移動規制手段２００を用いなくともよい。
さらに、管２は、断面円形状の管であってもよい。また、推進装置として油圧ジャッキ６２以外の推進装置を用いてもよい。
【００９１】
実施形態１；２で説明したトンネル構築方法の実施に用いる管設置装置としては、実施形態３〜実施形態１１で説明した構成の管設置装置を個別に用いてもよいし、又は、実施形態３〜実施形態１１で説明した管設置装置の特徴を様々に組み合わせた構成の管設置装置を用いてもよい。
【００９２】
また、本発明においては、上述したインバートコンクリート施工方法によってインバートコンクリートを形成する作業とインバートコンクリートの形成予定地の上方の地山を掘削してトンネル空洞部を形成する作業とを同時進行で行うようにしてもよい。即ち、インバートコンクリート形成作業とトンネル空洞部形成作業とを同時進行で行い、トンネル空洞部形成作業が完了する前にインバートコンクリート形成作業を完了させておけば、トンネルの早期閉合が可能となってトンネルの早期安定を図ることが可能となるとともにトンネル施工時間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００９３】
１０  地中、Ａ  導坑、Ｂ；ＢＸ  インバートコンクリート、Ｃ  管、
Ｃ１  コンクリート、ＣＸ  支保工、Ｅ  トンネル上半空洞部，Ｔ  トンネル、
ＴＲ  トンネルの施工予定地、ＴＵ  トンネル空洞部の内壁。
【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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