(57)【要約】【課題】  並設された複数本のトンネルを利用して築造される止水性に優れた地下構造物を、簡易かつ早期に構築することを可能とした、地下構造物の構築方法を提案する。【解決手段】  複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、推進機２による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体１０を配置することにより先行トンネル１Ａを構築する工程と、推進機２による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体１０を配置することにより先行トンネル１Ａに並設して後行トンネル１Ｂを構築する工程とを含み、先行トンネル１Ａを構築する工程において、先行トンネル１Ａの後行トンネル１Ｂ側の隅角部に余掘り部３０を形成し、後行トンネル１Ｂを構築する工程において、後行トンネル１Ｂの隅角部を、余掘り部３０内に配置する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、
推進機による地山の掘削とともに前記推進機の後方に函体を配置することにより先行トンネルを構築する工程と、
推進機による地山の掘削とともに前記推進機の後方に函体を配置することにより前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する工程と、を含み、
前記先行トンネルを構築する工程において、該先行トンネルの前記後行トンネル側に余掘り部を形成し、
前記後行トンネルを構築する工程において、前記後行トンネルの一部を、前記余掘り部内に配置することを特徴とする、地下構造物の構築方法。
【請求項２】
前記トンネルが、矩形断面であって、
前記余掘り部を、前記先行トンネルの前記後行トンネル側の隅角部に形成し、
前記後行トンネルの隅角部を、前記余掘り部内に配置することを特徴とする、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項３】
前記先行トンネルを構築する工程において、前記余掘り部に充填材を充填して止水体を形成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の地下水構造物の構築方法。
【請求項４】
前記後行トンネルを構築する工程の後に、前記余掘り部に充填材を充填して止水体を形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項５】
前記先行トンネルを構築する工程において、前記余掘り部に仮設函体を配置することを特徴とする、請求項４に記載の地下構造物の構築方法。
【請求項６】
前記推進機が、前記余掘り部に対応する位置に着脱可能なサブカッタを備えており、
前記サブカッタを変更することにより、前記余掘り部の掘削を行うことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の地下構造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法による地下構造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大断面トンネル等の地下構造物を構築する方法として、小断面シールド機により、大断面トンネルの外側に沿って割り付けられる複数の小断面シールドトンネルを地中に並設して外殻部を構成するとともに、該外殻部の内部をシールド工法によらずに掘削して大断面トンネルを構築するという外殻部先行型シールド工法がある。
そして、この外殻部先行型シールド工法について、特許文献１には、小断面シールド機の側端部に地盤改良用カッターが装備することで、小断面シールドトンネルの掘進と同時に、小断面シールドトンネル同士の接合部分の地盤を掘削し、地盤改良を行う方法が開示されている。これにより、外殻部の一体化の際の止水性を確保している。
【０００３】
しかしながら、かかる外殻部先行型シールド工法では、シールドの構造上、テール部でクリアランスをとりながら複数の小断面シールドトンネルが並設されていくので、各小断面シールドトンネルの間に不可避的に隙間領域ができる不都合があった。
【０００４】
即ち、かかる隙間領域ができた状態では、大断面トンネルの外殻部が一体の構造とならない。このため、かかる隙間領域を掘削し、鉄筋を組み立て、コンクリートの打設を行うことにより、大断面トンネルの外殻部を一体化する煩雑で時間のかかる作業を強いられていた。
【０００５】
そのため、本出願人は、特許文献２に示すように、並設された複数本の小断面トンネルを利用して大断面トンネルを構築する方法を開発し、実施に至っている。この大断面トンネルの構築方法は、複数本の小断面トンネルを並設した後、各小断面トンネルの不要な覆工を撤去することにより大きな空間を形成しつつ、各小断面トンネルの残置された覆工を利用して外殻を形成して、大断面トンネルを構築するものである。
各小断面トンネルの施工は、推進工法によりそれぞれ隣接する小断面トンネルに接するように行われており、先行して構築されたトンネル（以下、単に「先行トンネル」という場合がある）の函体の側面に形成されたガイド溝に、後行して構築されるトンネル（以下、単に「後行トンネル」という場合がある）の函体の側面に形成された突条を嵌合させながら掘進するものである。
【特許文献１】特開平９−２４２４７４号公報（［０００４］−［００１２］、図１−図４）
【特許文献２】特開２００１−２１４６９９号公報（［００１５］−［００３８］、図１−図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記の地下構造物においては、推進函体間の止水機能がなく、完成後の地下構造物の止水性を確保するためには、別途、目地部への止水板の配置や薬液注入等により止水構造を構築する必要があり、この作業に手間を要し、施工期間が長くなるという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、並設された複数本のトンネルを利用して築造される止水性に優れた地下構造物を、簡易かつ早期に構築することを可能とした、地下構造物の構築方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数本のトンネルを利用して地下構造物を構築する方法であって、推進機による地山の掘削とともに前記推進機の後方に函体を配置することにより先行トンネルを構築する工程と、推進機による地山の掘削とともに前記推進機の後方に函体を配置することにより前記先行トンネルに並設して後行トンネルを構築する工程と、を含み、前記先行トンネルを構築する工程において、該先行トンネルの前記後行トンネル側に余掘り部を形成し、前記後行トンネルを構築する工程において、前記後行トンネルの一部を、前記余掘り部内に配置することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地下構造物の構築方法であって、前記トンネルが、矩形断面であって、前記余掘り部を、前記先行トンネルの前記後行トンネル側の隅角部に形成し、前記後行トンネルの隅角部を、前記余掘り部内に配置することを特徴としている。
【００１０】
かかる地下構造物の構築方法によれば、先行トンネルの構築と平行して、隣接するトンネルとの接合部の余掘り掘削を行うため、この余掘り部を利用して止水処理を行えば、従来の地下構造物の構築方法のように別途止水工事を行うことなく、止水性に優れた地下構造物を構築することが可能となる。つまり、後行トンネルは、その一部（隅角部）が余掘り部内に配置されるように構築されるため、余掘り部について止水処理を施せば、先行トンネルと後行トンネルとに跨った状態で止水領域が形成されて、接合部の止水が完了するため、従来必要とされた止水板の配置や薬液注入等の煩雑な作業を省略することが可能となる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の地下水構造物の構築方法であって、前記先行トンネルを構築する工程において、前記余掘り部に充填材を充填して止水体を形成することを特徴としている。
【００１２】
かかる地下構造物の構築方法によれば、先行トンネルの推進とともに余掘り部の止水体を形成するため、余掘り部の地山の崩落を防止するとともに、トンネルの推進完了後に充填を行う場合に比べて工期を短縮することを可能としている。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の地下構造物の構築方法であって、前記後行トンネルを構築する工程の後に、前記余掘り部に充填材を充填して止水体を形成する工程を含むことを特徴としている。
【００１４】
かかる地下構造物の構築方法によれば、後行トンネルの推進をスムーズに行うことが可能となり、好適である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の地下構造物の構築方法であって、前記先行トンネルを構築する工程において、前記余掘り部に仮設函体を配置することを特徴としている。
【００１６】
かかる地下構造物の構築方法によれば、余掘り部に仮設函体を配置しておくことにより、後行トンネルの推進時に地山が崩落することを防止する。そのため、余掘り部の形状は維持されて、後行トンネルの推進時に、当該余掘り部に対応する箇所の掘削を省略することが可能となる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の地下構造物の構築方法であって、前記推進機が、前記余掘り部に対応する位置に着脱可能なサブカッタを備えており、前記サブカッタを変更することにより、前記余掘り部の掘削を行うことを特徴としている。
【００１８】
かかる地下構造物の構築方法によれば、推進機のサブカッタを適宜変更することにより、余掘り部の掘削の有無を設定できるため、不要な箇所での余掘り部の掘削等の無駄を省くことが可能となる。トンネル毎に余掘り部を形成する位置または掘削形状が変わる場合でも、サブカッタを変更することにより、同一の推進機を使用することができるため、設備費を大幅に削減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の地下構造物の構築方法により、並設された複数本のトンネルを利用して築造される止水性に優れた地下構造物を、簡易かつ早期に構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
ここで、図１は、本実施形態に係る地下構造物を示す横断面図である。また、図２は、本実施形態に係る地下構造物の構築に使用する推進機の概略を示す斜視図であって、（ａ）はコーナーカッタ部を設置した状態、（ｂ）はコーナーカッタ部を取り外した状態を示している。また、図３の（ａ）〜（ｃ）は、図２で示した推進機のコーナーカッタ部を変更した状況を示す平面図であり、図３（ｄ）は同断面図である。さらに、図４（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る地下構造物の構築方法の各施工段階を示す横断面図である。
【００２１】
本実施形態では、図１に示すように、並設された複数本（本実施形態では６本）のトンネル１，１，…を連結することにより、大断面トンネル（地下構造物）Ｔを構築する方法について、説明する。
【００２２】
本実施形態に係る大断面トンネルＴは、６本のトンネル１，１，…を３本ずつ２段並設し、連結することで形成されており、各トンネル１を推進機２（図２参照）による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体（函体）１０を配置することにより先行トンネル（トンネル１）を構築する工程と、推進機２による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体１０を配置することにより先行トンネルに並設して後行トンネル（トンネル１）を構築する工程とにより構築される。
そして、先行トンネルを構築する工程において、先行トンネルの後行トンネル側の隅角部に余掘り部３０を形成し、後行トンネルを構築する工程において、後行トンネルの隅角部を、この余掘り部３０内に配置する。
【００２３】
さらに、隣接するトンネル１同士の接合部に形成された余掘り部３０には、止水体３１が形成されており、トンネル１同士の接合部の隙間ｓから大断面トンネルＴ内への地下水の浸透を防止している。
【００２４】
各トンネル１，１，…は、地山を掘削する推進機２（図２参照）の後方から推進機２により掘削された掘削孔に推進函体（函体）１０を押し込む元押しジャッキあるいは中間ジャッキ（図示省略）により推進函体１０を地中に配置することにより構築される。
【００２５】
推進機２は、図２（ａ）に示すように、推進機本体２０と、この推進機本体２０に着脱可能に設置されたコーナーカッタ部２１，２１，…とから構成されている。そして、推進機本体２０およびコーナーカッタ部２１の前面には、それぞれメインカッタ２２およびコーナーカッタ（サブカッタ）２３，２３，…（以下、「メインカッタ２２」と「コーナーカッタ２３」とを区別しない場合は、単に「カッターヘッド２２，２３」という場合がある）が配置されている。
【００２６】
ここで、カッターヘッド２２，２３の形式は限定されるものではなく、面板タイプやスポークタイプ等の公知の形式の中から、地山の状況等に応じて適宜選定して採用することが可能である。また、カッターヘッド２２，２３の方式も限定されるものではなく、揺動式または回転式の何れを使用してもよい。さらに、本実施形態では、カッターヘッド２２，２３として、円形のものを使用するものとするが、例えば、楕円形や矩形でもよく、カッターヘッド２２，２３の形状は限定されるものではない。
【００２７】
本実施形態に係る推進機２のコーナーカッタ部２１，２１，…は、図２（ａ）に示すように、推進機本体２０の周囲であって、推進函体１０の４隅に対応する位置に設置されており、図２（ｂ）に示すように、推進機本体２０から取りはずし可能に設置されている。
なお、本実施形態では、掘進機２として、掘削断面（掘進機本体２０）が略正方形を形成するものを使用するが、掘進機２の形状は限定されるものではなく、例えば円形、楕円形、矩形、台形など、大断面トンネルＴの完成断面形状等に応じて、適宜設定すればよい。また、掘進機２のコーナーカッタ取付部２０ａについて、コーナーカッタ部２１（コーナーカッタ２３）を設置せずに、カバーを設置することにより、通常の（余掘り部３０の掘削を行わない）掘進機２として、使用することも可能である。
【００２８】
そして、コーナーカッタ部２１，２１，…として、掘削径（コーナーカッタ２３）の大きさが異なる大型コーナーカッタ２３ａと小型コーナーカッタ２３ｂとを施工段階に応じて適宜変更して使用するものとする（図４（ａ）〜（ｆ）参照）。つまり、図３（ａ）に示すように、施工段階に応じて全てのコーナーカッタ２３を大型コーナーカッタ２３ａ，２３ａとする場合や、図３（ｂ）に示すように、隅角毎に大型コーナーカッタ２３ａと小型コーナーカッタ２３ｂとの異なるものを使用する場合や、図３（ｃ）に示すように、全てのコーナーカッタ２３，２３について小型コーナーカッタ２３ｂを使用する場合がある。ここで、図３（ｄ）に示すように、各コーナーカッタ部２１の取付部２１ａは、推進機本体２０のコーナーカッタ取付部２０ａと同一形状に形成されており、コーナーカッタ２３の形状が変化しても、取付部２１ａの形状が同一のため、推進機本体２０への取り付けが可能となっている。つまり、小型コーナーカッタ２３ｂと大型コーナーカッタ２３ａとのいずれもの取付部２１ａが、推進機本体２０のコーナーカッタ取付部２０ａに応じて形成されているため、その交換が可能となっている。なお、本実施形態では、コーナーカッタ取付部２０ａおよび取付部２１ａの形状を円弧状に形成したが、コーナーカッタ取付部２０ａおよび取付部２１ａの形状は円弧状に限定されるものではなく、適宜設定すればよいことはいうまでもない。
【００２９】
推進函体１０は、図１に示すように、鋼板を角筒状に形成した外殻１１と、外殻１１の内面に鋼材からなる補強部材１２が外殻１１に沿ってトンネル軸方向および横断方向に配設されることにより構成されている。外殻１１の所定の箇所には、後記するガイド溝Ｊ１を形成するための隙間が形成されている。なお、推進函体１０を構成する材質や形状は限定されるものではなく、状況に応じて適宜設定すればよい。
【００３０】
また、推進函体１０には、ガイド溝Ｊ１および突部材Ｊ２の両方または一方が外殻１１の隅角部の近傍に取り付けられている。なお、ガイド溝Ｊ１および突部材Ｊ２の位置および個数は、トンネル１の配置に応じて適宜設定する。
【００３１】
本実施形態に係るガイド溝Ｊ１は、鋼材を組み合わせることにより断面Ｔ字形状の溝（いわゆるＴ溝）に形成されている。なお、ガイド溝Ｊ１の形状は突部材Ｊ２の形状に応じて適宜形成すればよく、その形状が限定されないことはいうまでものない。
【００３２】
突部材Ｊ２は、外殻１１の外周面において隣接する推進函体１０のガイド溝Ｊ１に対応する位置に配置されており、外殻１１の外側に突出している。本実施形態では、突部材Ｊ２として、レールを外殻１１の外周面に溶接接合することにより構成している。
【００３３】
突部材Ｊ２を構成するレールは、熱押形鋼からなり、外殻１１の外周面に固定されるフランジと、このフランジから立ち上がるウェブと、このウェブの突端部分に形成された頭部とを備えている。レールのウェブの幅（厚さ）がガイド溝Ｊ１の幅狭部の幅よりも小さくなっており、かつ、頭部の断面積がガイド溝Ｊ１の幅広部の断面積よりも小さくなっているので、レールは、上下左右に動き得るクリアランスをもってガイド溝Ｊ１の内部に入り込む。つまり、突部材Ｊ２は、ガイド溝Ｊ１と遊嵌状態で結合することになる。また、突部材Ｊ２の頭部は、ガイド溝Ｊ１の幅狭部の幅よりも大きい幅寸法に成形されている。このようにすると、突部材Ｊ２のガイド溝Ｊ１からの抜け出しが阻止されることから、隣り合う推進函体１０，１０が必要以上に離間することを防ぐことができる。以下、ガイド溝Ｊ１と突部材Ｊ２とからなる継ぎ手を「継手部Ｊ」と称する場合がある。
【００３４】
ここで、本実施形態では、推進函体１０として、断面略正方形状のものを使用するものとしたが、推進函体１０の断面形状は限定されるものではなく、例えば、長方形、円形、楕円形、その他多角形状のものを使用するなど、構築する地下構造物の完成断面形状や、地山状況に応じて、適宜設定すればよい。
【００３５】
次に、本実施形態に係る大断面トンネルＴの構築方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態では、複数本のトンネル１，１，…の構築を、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、切羽から後方に向かって下段右側のトンネル１ａから下段中央のトンネル１ｂ、下段左側のトンネル１ｃ、上段右側のトンネル１ｄ、上段中央のトンネル１ｅ、上段左側のトンネル１ｆの順に構築する。なお、トンネル１，１，…の施工の順序は限定されるものではないことはいうまでものなく、状況に応じて適宜設定すればよい。
【００３７】
６本のトンネル１，１，…が３本ずつ２段並設される計画に対して、まず、図４（ａ）に示すように、下段右側のトンネル１ａの施工を行う。この時、推進機２のトンネル１ｂ，１ｄ，１ｅ側の隅角部、つまり、後行トンネル１Ｂが構築される領域に隣接するトンネル１ａ（先行トンネル１Ａ）の左下側と右上側と左上側の隅角部に対応するコーナーカッタ部２１，２１，２１には、大型コーナーカッタ２３ａを採用し、各隅角部にトンネル１ｂ，１ｄ，１ｅの隅角部を含んだ形状の余掘り部３０を形成するものとする。また、その他の隅角部、つまり、大断面トンネルＴの隅角部となる右下側の隅角部に対応するコーナーカッタ部２１には、小型コーナーカッタ２３ｂを採用し、推進函体１０の形状に応じた掘削を行う。
【００３８】
また、推進機２により掘削された掘削孔への推進函体１０の配置は、元押しジャッキにより押圧力（推進力）を推進函体１０へ付与することにより行う。なお、推進函体１０の地中への配置は、元押しジャッキによる方法に限定されるものではなく、中押しジャッキを利用するなど、適宜公知の手段から選定して行えばよい。また、元押しジャッキにより推進函体１０を坑口から押し込むとともに、推進機２の中折推進ジャッキを収縮させて推進函体１０に引き寄せる方法を採用してもよい。
【００３９】
下段右側のトンネル１ａの施工とともに形成された余掘り部３０には、充填材を充填して止水体３１を形成する（図４（ｂ）参照）。止水体３１の形成は、推進機２による地山の掘削、推進函体１０の配置後、推進函体１０の滑材（兼裏込め材）の注入と並行して行う。本実施形態では、滑材と、余掘り部３０の充填材とに同材料を使用するものとし、その注入（充填）作業を同時に行うものとする。
【００４０】
充填材としては、例えば、水ガラスと水酸化カルシウム懸濁液または水酸化カルシウムとスラグを含む懸濁液とを反応させることにより、ゲルタイムが６０秒以内、初期強度を早期に発現し、その後の強度発現が３０％以内という性質を有したものを使用することが好適である。この充填材によれば、必要以上の強度を発現することが無く、また、地山空隙に漏出することが無い。つまり、隣接する推進函体１０同士の接合部に優れた止水機能を発現するとともに、充填材が漏出しないため充填に要する材料費を必要最小限に抑えることが可能となり、さらに、後行トンネルの掘削の際に硬化後の止水体３１の強度により掘削不能となるような支障をきたすことがない。
【００４１】
また、前記充填材によれば、鋼材との付着強度が低いため、推進函体１０と付着することがなく、滑材としての機能も発現する。
なお、充填材の材料は、止水性を発現するものであれば、前記のものに限定されないことはいうまでもない。
【００４２】
下段右側のトンネル１ａ（先行トンネル１Ａ）の施工が完了または所定長施工が進行したら、図４（ｂ）に示すように、下段右側のトンネル１ａの横隣において、下段中央のトンネル１ｂ（後行トンネル１Ｂ）の施工を開始する。この時、先行トンネル１Ａ（トンネル１ａ）に隣接せず、かつ、後行トンネル１Ｂが構築される領域側にある、推進機２の左側上下のコーナーカッタ部２１，２１には、大型コーナーカッタ２３ａ，２３ａを設置して余掘り部３０を掘削する。一方、先行トンネル１Ａに隣接する右側上下のコーナーカッタ部２１，２１には小型コーナーカッタ２３ｂ，２３ｂを設置して地山の掘削を行う。つまり、下段中央のトンネル１ｂの施工は、左側の下段左側のトンネル１ｃ側の隅角部は、トンネル１ｃの隅角部を含んだ形状の余掘り部３０を形成し、右側の下段右側のトンネル１ａ側については、トンネル１ａの施工と共に構築された止水体３１の一部を掘削しながら推進函体１０を配置することにより行う。
【００４３】
また、後行トンネル１Ｂ（下段中央のトンネル１ｂ）の推進函体１０の配置は、推進機２により掘削された掘削孔内に、推進函体１０に形成された突部材Ｊ２（図１参照）を先行トンネル１Ａ（下段右側のトンネル１ａ）の推進函体１０のガイド溝Ｊ１（図１参照）に挿入させた状態で行う。なお、先行トンネル１Ａと後行トンネル１Ｂとの継手部Ｊは、先行トンネル１Ａと後行トンネル１Ｂとの設置面の上下２箇所に配置されている。
【００４４】
また、推進函体１０の掘削孔への圧入方法は、前記に示した方法と同様なため、詳細な説明は省略する。また、余掘り部３０への充填材の充填方法等は、前記に示した方法と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
下段中央のトンネル１ｂ（先行トンネル１Ａ）の施工が完了または所定長施工が進行したら、図４（ｃ）に示すように、前記と同様に、下段中央のトンネル１ｂの横隣において、下段左側のトンネル１ｃ（後行トンネル１Ｂ）の施工を開始する。なお、先行トンネル１Ａと後行トンネル１Ｂとの継手部Ｊは、先行トンネル１Ａと後行トンネル１Ｂとの対抗面の上下２箇所に配置されている。この時、先行トンネル１Ａ（トンネル１ｂ）に隣接せず、かつ、後行トンネル１Ｂが構築される領域に隣接する、推進機２の左側上のコーナーカッタ２１には、大型コーナーカッタ２３ａを設置して余掘り部３０を掘削する。また、先行トンネル１Ａに隣接する右側上下のコーナーカッタ部２１には小型コーナーカッタ２３ｂ，２３ｂを設置して、下側中央のトンネル１ｂの施工に伴い形成された止水体３１の一部を掘削しながら推進する。また、大断面トンネルＴの隅角部となる左下の隅角部は小型コーナーカッタ２３ｂにより推進函体１０の形状に応じた掘削孔を掘削する。
【００４６】
なお、この他の下段左側のトンネル１ｃの構築に関して、推進機２よる掘削方法、地中への推進函体１０の配置方法および止水体３１の構築方法等は、前記と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
そして、下段の３本のトンネル１ａ，１ｂ，１ｃの施工が完了または所定延長施工が進行したら、図４（ｄ）に示すように、下段右側のトンネル１ａの上隣において、上段右側のトンネル１ｄ（後行トンネル１Ｂ）の施工を開始する。この時、後行トンネル１Ｂの推進函体１０の下面に形成された突部材Ｊ２を先行トンネル１Ａ（下段右側のトンネル１ａ）の推進函体１０の上面に形成されたガイド溝Ｊ１に挿入させた状態で、後行トンネル１Ｂの構築を進行させる。また、後行トンネル１Ｂの下側の隅角部は、先行トンネル１Ａ（下段右側のトンネル１ａ）の施工とともに構築された止水体３１の一部をコーナーカッタ２３ｂにより掘削しながら行われる。
【００４８】
後行トンネル１Ｂ（トンネル１ｄ）の施工時の推進機２は、先行トンネル１Ａに隣接せず、かつ、後行トンネル１Ｂが構築される領域に隣接する左側上のコーナーカッタ部２１に大型コーナーカッタ２３ａを設置して余掘り部３０を掘削する。その他の先行トンネル１Ａ（トンネル１ａ，１ｂ）に隣接する左右下のコーナーカッタ部２１および大断面トンネルＴの隅角部となる右上の隅角部には、小型コーナーカッタ２３ｂ，２３ｂ，２３ｂを設置して推進函体１０の形状に応じて掘削する。
【００４９】
なお、この他の上段右側のトンネル１ｄの構築に関する推進機２よる掘削方法、地中への推進函体１０の配置方法および止水体３１の構築方法等は、前記と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
上段右側のトンネル１ｄの施工が完了または所定長施工が進行したら、図４（ｅ）に示すように、上段右側のトンネル１ｄ（先行トンネル１Ａ）の横隣、かつ、下段中央のトンネル１ｂ（先行トンネル１Ａ）の上隣において、上段中央のトンネル１ｅ（後行トンネル１Ｂ）の施工を開始する。この時、後行トンネル１Ｂの推進函体１０の側面および下面に形成された突部材Ｊ２を上段右側のトンネル１ｄ（先行トンネル１Ａ）の推進函体１０の後行トンネル１Ｂ側の側面に形成されたガイド溝Ｊ１および下段中央側のトンネル１ｂ（先行トンネル１Ａ）の推進函体１０の上面に形成されたガイド溝Ｊ１に挿入させた状態で、後行トンネル１Ｂの構築を進行させる。また、後行トンネル１Ｂの下側の隅角部は、先行トンネル１Ａ（下段右側のトンネル１ａ、下段中央のトンネル１ｂおよび上段右側のトンネル１ｄ）の施工とともに構築された３本の止水体３１の一部を小型コーナーカッタ２３ｂにより掘削しながら行われる。
【００５１】
後行トンネル１Ｂの施工時の推進機２は、先行トンネル１Ａに隣接せず、かつ、後行トンネル１Ｂが構築される領域に隣接する左側上のコーナーカッタ部２１に大型コーナーカッタ２３ａを設置して余掘り部３０を掘削しながら行う。その他の先行トンネル１Ａ（トンネル１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）に隣接する左右下および右上のコーナーカッタ部２１には、小型コーナーカッタ２３ｂ，２３ｂを設置して推進機２の工法に配置される推進函体１０の形状に応じた掘削を行う。
【００５２】
なお、この他の上段右側のトンネル１ｅの構築に関する推進機２よる掘削方法、地中への推進函体１０の配置方法および止水体３１の構築方法等は、前記と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００５３】
さらに、上段中央のトンネル１ｅの施工が完了または所定長施工が進行したら、図４（ｆ）に示すように、上段中央のトンネル１ｅの横隣、かつ、下段左側のトンネル１ｃの上隣において、上段左側のトンネル１ｆ（後行トンネル１Ｂ）の施工を開始する。この時、後行トンネル１Ｂの推進函体１０の側面および下面に形成された突部材Ｊ２を上段中央のトンネル１ｅ（先行トンネル１Ａ）の推進函体１０の後行トンネル１Ｂ側側面に形成されたガイド溝Ｊ１および下段左側のトンネル１ｃ（先行トンネル１Ａ）の推進函体１０の上面に形成されたガイド溝Ｊ１に挿入させた状態で、後行トンネル１Ｂの構築を進行させる。また、後行トンネル１Ｂの下側の隅角部は、先行トンネル１Ａ（下段中央側のトンネル１ｂ、下段左側のトンネル１ｃ、および上段中央側のトンネル１ｅ）の施工とともに構築された３本の止水体３１の一部を掘削しながら行われる。
【００５４】
後行トンネル１Ｂの施工時の推進機２は、全コーナーカッタ部２１，２１，…について、小型コーナーカッタ２３ｂ，２３ｂ，…を設置して、推進機２の後方に配置される推進函体１０の形状に応じた掘削を行う。
【００５５】
なお、この他の上段右側のトンネル１ｆの構築に関する推進機２よる掘削方法、地中への推進函体１０の配置方法および止水体３１の構築方法等は、前記と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００５６】
トンネル１ａ〜１ｆの構築が完了したら、図１に示すように、大断面トンネルＴの断面形状に合せて、トンネル１ａ〜１ｆの推進函体１０の不要な部分を撤去して大きな空間を形成する。この時、各トンネル１ａ〜１ｆの接合部の地山側には、略半円状の止水体３１が形成されており、隙間ｓからの地下水の浸透を防止している。
【００５７】
そして、地山との境界（すなわち、大断面トンネルＴの外縁）に沿って残置されたトンネル１ａ〜１ｆの推進函体１０，１０，…を利用して本設の頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを形成すると、大断面トンネルＴとなる。なお、推進函体１０の不要な部分を全部撤去した後に頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを形成してもよいし、トンネル１ａ〜１ｆの不要な部分の一部を撤去しつつ、大断面トンネルＴの頂版ＴＡ、底版ＴＢおよび側壁ＴＣ，ＴＣを構築してもよい。
【００５８】
なお、止水体３１の構築方法は前記の方法に限定されるものではなく、例えば、先行トンネル１Ａを構築する工程において、余掘り部３０に仮設函体を配置することにより、地山の崩落を防止し、後行トンネルを構築する工程の後に、この余掘り部３０に充填材を充填して止水体３１を形成する方法を適用してもよい。
また、トンネル１，１，…の推進施工中は、余掘り部３０に加圧された泥水やベントナイト泥液等を滑材として注入することにより地山の崩落を防止し、推進函体の推進が完了してから、泥水と充填材とを置き換える方法により、構築してもよい。
【００５９】
以上、本発明のトンネルの構築方法によれば、予め余掘り部３０を形成し、この余掘り部３０に充填材を充填して隣接するトンネル１同士の接合部の止水を行うため、別途止水板の設置や、薬液注入などの煩雑な作業を要することなく、止水工が完了する。そのため、大断面トンネルＴの構築に要する施工期間を大幅に短縮することが可能となり、また、工期短縮および煩雑な止水工の作業の省略により、費用を大幅に削減することが可能となる。
【００６０】
そして、隣接するトンネル１同士の接合部に沿って、止水体３１が形成されているため、隙間ｓからの地下水の浸透を完全に防止されて、止水性に優れた大断面トンネルＴを構築することを可能としている。
【００６１】
また、推進機２のコーナーカッタ部２１について、施工段階に応じて適宜大型コーナーカッタ２３ａと小型コーナーカッタ２３ｂとを変更して、施工を行うため、推進函体１０に応じた掘削、および、止水体３１の構築に応じた掘削を行うことが可能となり、好適である。
【００６２】
また、先行トンネル１Ａのガイド溝Ｊ１に後行トンネル１Ｂの突部材Ｊ２を挿入しながら後行トンネル１Ｂを構築するため、簡易且つ高品質に複数のトンネル１，１，…からなる大断面トンネルＴを構築することを可能としている。
【００６３】
また、突部材Ｊ２がガイド溝Ｊ１の内部に遊嵌されるように形成されていれば、先行トンネル１Ａが蛇行し、あるいは捩れている場合や、後行トンネル１Ｂの推進機２にローリングやピッチング等が発生した場合であっても、これらの影響が両トンネル１Ａ，１Ｂの継手部Ｊで吸収されることになるので、その施工を確実に行うことが可能となる。
つまり、後行トンネル１Ｂとなる推進函体１０を先行トンネル１Ａに沿って押し出す際には、推進函体１０の突部材Ｊ２は、推進函体１０のガイド溝Ｊ１の内部にトンネル軸方向から挿入されことになるが、この突部材Ｊ２がガイド溝Ｊ１の内部に遊嵌状態で入り込むので、先行トンネル１Ａが蛇行等していても、あるいは、後行トンネル１Ｂの推進機２にローリング等が生じていても、ガイド溝Ｊ１と突部材Ｊ２とが直ちに競ってしまうというような不都合が発生することがなく、その結果、後行トンネル１Ｂの推進函体１０をスムーズに押し出すことが可能となる。
【００６４】
また、図１に示すように、継手部Ｊは、遊嵌状態で結合してトンネル１の蛇行等に対応可能に構成されている一方で、レールの頭部（すなわち、突部材Ｊ２の突端部分）がガイド溝Ｊ１の幅狭部の幅（ガイド溝Ｊ１の開口幅）よりも大きい幅寸法に成形されているので、隣り合う推進函体１０，１０が必要以上に離間することがなく、その結果、寸法精度の高い大断面トンネルＴを構築することが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態のトンネルの構築方法および後行トンネルの構築方法によれば、グランドアーチが形成されにくい土被りが小さい場所や強度の弱い地盤において、大断面トンネルＴを構築する際に、大断面トンネルを複数のトンネル１，１，…に分割して施工するため、安全に施工を行うことを可能としている。
【００６６】
次に本発明による他の好適な実施形態について説明する。
ここで、図５は、他の実施の形態の地下構造物の構築方法を示す図であって、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は部分断面図である。
【００６７】
他の実施の形態では、図５（ａ）に示すように、断面台形状に形成されたトンネル１，１，…を複数本並設することにより、略円形状に形成された大断面トンネル（地下構造物）Ｔ’の外殻（覆工）を形成するものである。
各トンネル１は、推進機２（図２参照）による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体（函体）１０’を配置することにより先行トンネル（トンネル１）を構築する工程と、推進機２による地山の掘削とともに推進機２の後方に推進函体１０’を配置することにより先行トンネルに並設して後行トンネル（トンネル１）を構築する工程とにより構築される（図５（ｂ）参照）。
そして、先行トンネルを構築する工程において、先行トンネルの後行トンネル側の隅角部に余掘り部３０を形成し、後行トンネルを構築する工程において、後行トンネルの隅角部を、この余掘り部３０内に配置する。
【００６８】
さらに、隣接するトンネル１同士の接合部に形成された余掘り部３０には、止水体３１が形成されており、トンネル１同士の接合部の隙間から大断面トンネルＴ内への地下水の浸透を防止している。
【００６９】
各トンネル１，１，…は、地山を掘削する推進機２（図２参照）の後方から推進機２により掘削された掘削孔に推進函体（函体）１０’を押し込む元押しジャッキあるいは中間ジャッキ（図示省略）により推進函体１０を地中に配置することにより構築される。
【００７０】
推進機２は、図２（ａ）に示すように、推進機本体２０と、この推進機本体２０に着脱可能に設置されたコーナーカッタ部２１，２１，…とから構成されている。そして、推進機本体２０は、図５（ｂ）に示すように、上端の幅が下端の幅よりも広く、当該掘進機２により削孔された掘削孔の横断面が、台形状に形成されるように構成されている。
この他の掘進機２の構成は、前記に示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。
【００７１】
推進函体１０’は、図５（ａ）に示すように、断面が台形状に形成されており、当該台形の長辺側の面を大断面トンネルＴ’の外周側になるように並設することにより略円形を呈するように構成されている。なお、推進函体１０’を構成する材質や詳細な形状等は限定されるものではなく、現場の状況や地下構造物の完成断面等に応じて適宜決定する。
なお、各推進函体１０’には、隣接して構築されたトンネル１同士の迫りまたは離隔等を防止するために継手部（図示せず）が形成されている。ここで、継手部の詳細は、前記で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
次に、大断面トンネルＴ’の構築方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００７３】
大断面トンネルＴ’の構築は、図５に示すように、構築されたトンネル１（先行トンネル）に隣接して次のトンネル１（後行トンネル）を順次構築することのより行う。なお、トンネル１，１，…の施工の順序は限定されるものではないことはいうまでものなく、状況に応じて適宜設定すればよい。
【００７４】
まず、計画された地下構造物の外殻に対応する位置において、所定のトンネル（先行トンネルＮ）の施工を行う。この時、推進機２の四隅の隅角部、つまり、後行トンネルＮ＋１および後行トンネルＮ−１が構築される領域に隣接する先行トンネルＮの上下左右の隅角部に対応するコーナーカッタ部２１，２１，…には、大型コーナーカッタ（サブカッタ）２３ａを採用し、各隅角部に後行トンネルＮ＋１，Ｎ−１の隅角部を含んだ形状の余掘り部３０を形成するものとする（図５（ｂ）参照）。なお、本実施形態では、先行トンネルＮの４隅について余掘り部３０を形成するものとしたが、余掘り部３０は後行トンネルに対応する隅角部にのみ形成すればよく、地下構造物の完成断面や施工計画等に応じて、適宜設定すればよい。
【００７５】
この他の先行トンネルＮの構築に関する詳細については、前記の実施形態で説明した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７６】
先行トンネルＮの施工が完了または所定長施工が進行したら、図５（ｂ）に示すように、当該先行トンネルＮの横隣において後行トンネルＮ＋１の施工を開始する。この時、先行トンネルＮに隣接せず、かつ、後行トンネルＮ＋１が構築される領域側にある、推進機２の右側上下のコーナーカッタ部２１，２１には、大型コーナーカッタ２３ａ，２３ａを設置して余掘り部３０を掘削する。一方、先行トンネルＮに隣接する左側上下のコーナーカッタ部２１，２１には小型コーナーカッタ（サブカッタ）２３ｂ，２３ｂを設置して地山の掘削を行う。つまり、後行トンネルＮ＋１の施工は、先行トンネルＮと反対側の隅角部は、隣接するトンネルの隅角部を含んだ形状の余掘り部３０を形成し、先行トンネルＮ側については、先行トンネルＮの施工と共に構築された止水体３１の一部を掘削しながら推進函体１０’を配置することにより行う。
【００７７】
また、後行トンネルＮ＋１の推進函体１０’の配置は、推進機２により掘削された掘削孔内に、推進函体１０’の継手部（図示せず）と先行トンネルＮの推進函体１０’の継手部（図示せず）とを噛み合わせた状態で行う。
【００７８】
また、推進函体１０’の掘削孔への圧入方法は、前記に示した方法と同様なため、詳細な説明は省略する。また、余掘り部３０への充填材の充填方法等は、前記に示した方法と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００７９】
同様の方法により、トンネル１を随時並設して、後行トンネルＮ−１まで構築する。そして、各トンネル１内に、コンクリートを打設することにより、大断面トンネルＴ’の外殻を構築する。なお、各トンネル１内へのコンクリートの打設は、トンネル１毎に、随時行ってもよいし、また、隣接するトンネル１同士間のスキンプレートを撤去してトンネル１同士を連結した後、一体にコンクリートを打設することにより一体構造の外殻を形成してもよい。
【００８０】
なお、他の実施の形態では、台形状の推進函体１０’を並設することにより円形状の構造物を形成するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば門型や矩形状やアーチ状の構造物の形成等、適宜状況に応じた形状に形成すればよい。また、推進函体１０’の形状が台形に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００８１】
他の実施の形態にかかる地下構造物の構築方法による効果等は、前記の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００８２】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、大断面トンネルの構築について、本発明の地下構造物の構築方法を適用するものとしたが、本発明の地下構造物の構築方法により構築される地下構造物は、大断面トンネルに限定されるものではない。また、大断面トンネルの使用目的が限定されないことはいうまでもない。
【００８３】
また、先行トンネルと後行トンネルとの施工方向は限定されるものではなく、先行トンネルの施工後、後行トンネルの施工は、到達立坑において推進機を反対方向に向けて（Ｕターンさせて）、到達立坑から発進立坑方向、つまり、先行トンネルと後行トンネルの施工方向を逆方向に施工する方法や、先行トンネルと後行トンネルとを、同じ方向で施工する方法等、適宜設定すればよい。
【００８４】
また、前記実施形態では、後行トンネルの施工時に、先行トンネルの施工にともない形成された止水体を掘削しながら施工を行うものとしたが、先行トンネルの施工時に余掘り部に仮設函体を配置して、余掘り部の空間を保持している場合は、後行トンネルの施工時に当該隅角部の掘削を行わなくてもよい。つまり、後行トンネルの施工時には、推進機のこの隅角部に対応するコーナーカッタ部を取り外した状態で掘削を行い、推進函体の配置は、仮設函体を撤去しながら行えばよい。
【００８５】
また、前記実施形態では、コーナーカッタ（サブカッタ）として大型コーナーカッタと小型コーナーカッタとの２種類を使用する場合について説明したが、コーナーカッタの種類は２種類に限定されるものではなく、施工状況や掘削断面形状等に応じて増加してもよい。
また、コーナーカッタの配置は、前記の配置に限定されるものではなく、各トンネルの施工順序に応じて適宜変更して行えばよいことはいうまでもない。
【００８６】
また、余掘り部の地山の保持方法は、前記に示した方法に限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。
【００８７】
また、推進函体を構成する部材は限定されるものではなく、例えば、鋼製の部材や球状黒鉛鋳鉄製の部材で構成されているものであってもよく、さらには、鉄筋コンクリート製の部材で構成されているものであってもよい。
【００８８】
また、突部材を溶接により推進函体の側面に取り付ける構成としたが、例えばレールのフランジ部を推進函体の側面にボルトとナットを介して締着してもよく、突部材の取り付け方法は限定されるものではない。
また、前記実施形態では、突部材をレールにより形成するものとしたが、例えば鋼板を組み合わせて形成してもよく、突部材の形成方法は限定されるものではない。同様に、前記実施形態では、ガイド溝について形鋼を組み合わせて形成するものとしたが、ガイド溝の形成方法も限定されるものではないことは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本実施形態に係る地下構造物を示す横断面図である。
【図２】本実施形態に係る地下構造物の構築に使用する推進機の概略を示す斜視図であって、（ａ）はコーナーカッタ部を設置した状態、（ｂ）はコーナーカッタ部を取り外した状態を示している。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図２で示した推進機のコーナーカッタ部を変更した状況を示す平面図であり、（ｄ）は同断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る地下構造物の構築方法の各施工段階を示す横断面図である。
【図５】他の実施の形態の地下構造物の構築方法を示す図であって、（ａ）は全体断面図、（ｂ）は部分断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１      トンネル
１Ａ    先行トンネル
１Ｂ    後行トンネル
１０    推進函体
２      推進機
２０    推進機本体
２１    コーナーカッタ部
３０    余掘り部
３１    止水体
Ｔ      大断面トンネル
【図１】
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【図２】
2007077677.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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