(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレメント軸方向に延設される底板と、
前記エレメント軸方向に延設されるとともに前記底板の上方に平行に配置された頂板と、側壁部において前記底板及び前記頂板を連結するとともに、外部と連通する側壁部開口を形成可能な連結構造と、
前記エレメント軸方向に延設されるとともに、隣接するエレメント継手部どうしの嵌合により相互の接続を行い、前記エレメント継手部により前記エレメント軸方向に直角な方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能としたエレメント継手部を備え、中空箱状に構成され、
前記側壁部開口を塞ぐと共に前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に着脱具によって着脱可能に構成された側壁部仕切板とを備えた
ことを特徴とする地中掘削用エレメント。
【請求項２】
請求項１記載の地中掘削用エレメントにおいて、
前記連結構造は、前記底板と頂板の中間となる前記側壁部において鉛直方向に延在するように複数配置される柱状部材であることを特徴とする地中掘削用エレメント。
【請求項３】
請求項１記載の地中掘削用エレメントにおいて、
前記側壁部仕切板は、側壁部の土留めとして用いることを特徴とする地中掘削用エレメント。
【請求項４】
請求項１記載の地中掘削用エレメントにおいて、
前記側壁部仕切板は、前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に作用する外力を負担しない構造であることを特徴とする地中掘削用エレメント。
【請求項５】
請求項１記載の地中掘削用エレメントにおいて、前記側壁部仕切板は、前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に移動可能に構成されることを特徴とする地中掘削用エレメント。
【請求項６】
エレメント軸方向に延設される底板と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに前記底板の上方に平行に配置された頂板と、側壁部において前記底板及び前記頂板を連結するとともに外部と連通する側壁部開口を形成可能な連結構造と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに隣接するエレメント継手部どうしの嵌合により相互の接続を行い前記エレメント継手部により前記エレメント軸方向に直角な方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能としたエレメント継手部を備え中空箱状に構成された地中掘削用エレメントを用いた地下構造物構築方法であって、
前記地中掘削用エレメントを、前記エレメント軸方向を挿入方向とし、先端部開口で地盤の掘削を行いつつ地中に挿入し、次いで、他の地中掘削用エレメントのエレメント継手部を、既設の地中掘削用エレメントのエレメント継手部に嵌合させて誘導案内させ、他の地中掘削用エレメントを、前記エレメント軸方向を挿入方向として掘削しつつ地中に挿入することを繰り返すことにより、複数の地中掘削用エレメントを地中で接続させてエレメント構造体を形成し、
次いで、前記エレメント構造体を防護工として前記エレメント構造体の内部の地盤を掘削し、
次いで、前記エレメント構造体を本体として利用して地下構造物を構築し、
地盤掘削を行いつつ前記地中掘削用エレメントを地中に挿入する際に支障物と遭遇した場合には、前記支障物に遭遇した当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し前記支障物が前記側壁部開口を通過することによって前記支障物のてっ去を行う
ことを特徴とする地下構造物構築方法。
【請求項７】
請求項６記載の地下構造物構築方法において、
前記側壁部開口を塞ぐ側壁部仕切板を備えて側壁部の土留めとして用いることを特徴とする地下構造物構築方法。
【請求項８】
請求項７記載の地下構造物構築方法において、
地盤掘削を行いつつ前記地中掘削用エレメントを地中に挿入する際に支障物と遭遇した場合には、前記支障物に遭遇した当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して前記支障物が前記側壁部開口を通過することによって前記支障物のてっ去を行うことを特徴とする地下構造物構築方法。
【請求項９】
請求項７記載の地下構造物構築方法において、
前記地中掘削用エレメントのいずれかに止水工を含むエレメント内作業を行う場合に、当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し又は前記隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して作業者が前記側壁部開口を通過して出入を行うことを特徴とする地下構造物構築方法。
【請求項１０】
請求項７記載の地下構造物構築方法において、
前記地中掘削用エレメントのいずれかに物体を搬入し、又は前記地中掘削用エレメントのいずれかから物体を搬出する場合に、当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し又は前記隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して前記物体が前記側壁部開口を通過することによって行うことを特徴とする地下構造物構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非開削方式で地下構造物を構築するために用いる地中掘削用エレメント、及びこの地中掘削用エレメントにより地下構造物を構築する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路や道路等の下方に非開削方式で地下構造物を構築する方法として、「ロ」字状断面や「コ」字状断面等の地中掘削用エレメントを推進又はけん引により地中に順次挿入して組み合わせ、エレメントにより囲まれた部分の土砂等を掘削し、地中掘削用エレメントからなる構造体（以下、「エレメント構造体」という。）を地下構造物の本体として利用する工法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した地中掘削用エレメントにおいては、「ロ」字状断面又は「コ」字状断面の側壁部は、例えば板状の部材等で構成されていたため、エレメントの挿入・掘削の段階では、エレメントの先端部の開口から地盤掘削を行い、掘削した土砂等をエレメント内に取り込んで後方に搬送して外部へ排出する構造となっていた。このため、エレメントの挿入・掘削時に支障物に遭遇した場合や、エレメント内での作業が必要となった場合には、当該エレメントの先端部開口からしか、この支障物を取り込んでてっ去することはできず、当該エレメントの内部からしか、エレメント内作業を行うことはできない、という問題があった。
【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、エレメントの挿入・掘削時に支障物に遭遇した場合やエレメント内作業が必要となった場合に当該エレメント以外からも支障物てっ去やエレメント内作業が可能な地中掘削用エレメントと、このエレメントを用いた地下構造物構築方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る地中掘削用エレメントは、エレメント軸方向に延設される底板と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに前記底板の上方に平行に配置された頂板と、側壁部において前記底板及び前記頂板を連結するとともに、外部と連通する側壁部開口を形成可能な連結構造と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに、隣接するエレメント継手部どうしの嵌合により相互の接続を行い、前記エレメント継手部により前記エレメント軸方向に直角な方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能としたエレメント継手部を備え、中空箱状に構成され、前記側壁部開口を塞ぐと共に前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に着脱具によって着脱可能に構成された側壁部仕切板とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記の地中掘削用エレメントにおいて、好ましくは、前記連結構造は、前記底板と頂板の中間となる前記側壁部において鉛直方向に延在するように複数配置される柱状部材である。
【０００７】
また、上記の地中掘削用エレメントにおいて、好ましくは、前記側壁部仕切板は、側壁部の土留めとして用いる。
【０００８】
また、上記の地中掘削用エレメントにおいて、好ましくは、前記側壁部仕切板は、前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に作用する外力を負担しない構造である。
【０００９】
また、上記の地中掘削用エレメントにおいて、好ましくは、前記側壁部仕切板は、前記底板又は前記頂板若しくは前記連結構造に移動可能に構成される。
【００１０】
また、本発明に係る地下構造物構築方法は、エレメント軸方向に延設される底板と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに前記底板の上方に平行に配置された頂板と、側壁部において前記底板及び前記頂板を連結するとともに外部と連通する側壁部開口を形成可能な連結構造と、前記エレメント軸方向に延設されるとともに隣接するエレメント継手部どうしの嵌合により相互の接続を行い前記エレメント継手部により前記エレメント軸方向に直角な方向であるエレメント軸直角方向の力を伝達可能としたエレメント継手部を備え中空箱状に構成された地中掘削用エレメントを用いた地下構造物構築方法であって、前記地中掘削用エレメントを、前記エレメント軸方向を挿入方向とし、先端部開口で地盤の掘削を行いつつ地中に挿入し、次いで、他の地中掘削用エレメントのエレメント継手部を、既設の地中掘削用エレメントのエレメント継手部に嵌合させて誘導案内させ、他の地中掘削用エレメントを、前記エレメント軸方向を挿入方向として掘削しつつ地中に挿入することを繰り返すことにより、複数の地中掘削用エレメントを地中で接続させてエレメント構造体を形成し、次いで、前記エレメント構造体を防護工として前記エレメント構造体の内部の地盤を掘削し、次いで、前記エレメント構造体を本体として利用して地下構造物を構築し、地盤掘削を行いつつ前記地中掘削用エレメントを地中に挿入する際に支障物と遭遇した場合には、前記支障物に遭遇した当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し前記支障物が前記側壁開口を通過することによって前記支障物のてっ去を行うことを特徴とする。
【００１１】
上記の地下構造物構築方法において、好ましくは、前記側壁部開口を塞ぐ側壁部仕切板を備えて側壁部の土留めとして用いる。
【００１２】
また、上記の地下構造物構築方法において、好ましくは、地盤掘削を行いつつ前記地中掘削用エレメントを地中に挿入する際に支障物と遭遇した場合には、前記支障物に遭遇した当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して前記支障物が前記側壁部開口を通過することによって前記支障物のてっ去を行う。
【００１３】
また、上記の地下構造物構築方法において、好ましくは、前記地中掘削用エレメントのいずれかに止水工を含むエレメント内作業を行う場合に、当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し又は前記隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して作業者が前記側壁部開口を通過して出入を行う。
【００１４】
また、上記の地下構造物構築方法において、好ましくは、前記地中掘削用エレメントのいずれかに物体を搬入し、又は前記地中掘削用エレメントのいずれかから物体を搬出する場合に、当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し又は前記隣接する既設の地中掘削用エレメントの側壁部仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して前記物体が前記側壁部開口を通過することによって行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（１）第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態である地下構造物の全体構成を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、この地下構造物１０１は、「ロ」字状の断面形状を有する箱型の構造物である。地下構造物１０１は、「ロ」字状の断面形状を有するエレメント構造体Ｅ１により構成されている。
【００１９】
エレメント構造体Ｅ１は、上床版部の中央位置に設置される地中掘削用エレメント（以下、「基準エレメント」という。）１０と、基準エレメント１０に隣接させるように設置される地中掘削用エレメント（以下、「一般部エレメント」という。）２０と、エレメント構造体Ｅ１の４つの隅角位置に設置される地中掘削用エレメント（以下、「隅角部エレメント」という。）３０が組み合わされることによって構成されている。
【００２０】
図２は、図１の地下構造物１０１における基準エレメント１０の構成を示す図であり、図２（Ａ）は一部を分解した斜視図を、図２（Ｂ）は隅の一部を拡大した断面図を、それぞれ示している。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、基準エレメント１０は、底板１１ａと、頂板１１ｂと、柱状部材１２と、側壁部仕切板１５を備え、「ロ」字状断面の中空箱状に構成されている。底板１１ａは、基準エレメント１０の長手方向（以下、「エレメント軸方向」という。）に延設される鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなる板状部材である。頂板１１ｂは、エレメント軸方向に延設されるとともに、底板１１ａの上方に平行に配置される鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなる板状部材である。
【００２２】
また、柱状部材１２は、底板１１ａと頂板１１ｂの中間となる側壁部において、鉛直方向に延在するように複数配置されている。柱状部材１２は、底板１１ａと頂板１１ｂに溶接等により接合され、底板１１ａと頂板１１ｂを連結している。また、柱状部材１２は、基準エレメント１０の内部の空洞部と外部を連通させる側壁部開口１４を形成している。これらの柱状部材１２は、連結構造を構成している。
【００２３】
また、側壁部仕切板１５は、側壁部開口１４を塞ぐように配置される板状部材であり、鋼やアルミニウム等の金属又は合金、合成樹脂、ＦＲＰ（繊維補強プラスチック）、木材等からなる。側壁部仕切板１５は、後述するように、基準エレメント１０を掘削しつつ地中に挿入する際に、側壁部の土留め等として用いられる。
【００２４】
側壁部仕切板１５は、図２（Ｂ）に示すように、着脱具１６によって柱状部材１２に着脱可能な構成となっている。着脱具１６としては、ボルトとナットの組み合わせ、クランプ、バネを用いて挟み付けるクリップ、クサビを用いて挟み付ける保持具等が用いられる。側壁部仕切板１５は、エレメント掘削・挿入時の周囲の地盤からの土圧に対しては、これを負担して支持するように設計される。しかし、エレメント構造体Ｅ１に作用する外力、例えば構造物として負担する活荷重、死荷重、地震時荷重等については、底板１１ａ又は頂板１１ｂ若しくは柱状部材１２が負担して支持し、側壁部仕切板１５は外力を負担しない構造として設計されている。
【００２５】
なお、図２においては図示を省略しているが、この基準エレメント１０は、断面の４つの隅角部にエレメント継手部を有している。図３は、基準エレメント１０に接続される一般部エレメント２０の構成と、これらを接続するエレメント継手部１３、２３の構成を示した図である。図３（Ａ）は、基準エレメント１０と、一般部エレメント２０がエレメント継手部１３、２３で接続する直前の状態の断面図を示している。また、図３（Ｂ）は、エレメント継手部１３、２３の接続状態を示す拡大断面図である。図３（Ａ ）と図３（Ｂ）は、いずれも、エレメント軸方向に垂直な平面で切断した場合の断面図を示している。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように、基準エレメント１０の断面の４つの隅部のそれぞれには、エレメント軸方向に沿って延び鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなるエレメント継手部１３が配設されている。
【００２７】
エレメント継手部１３の断面は、図３（Ｂ）に示すように、概略「Ｃ」字状の嵌合部１３ａと、嵌合部１３ａの背後に連続する基部１３ｂを有して構成されている。また、嵌合部１３ａは、２つの突出部１３ｃ、１３ｄを有している。突出部１３ｃの先端は球根状に断面が拡大されている。また、突出部１３ｃと突出部１３ｄの中間は、ほぼ楕円状断面の凹部となっており、この部分は、略楕円状断面でエレメント軸方向に延びる溝１３ｅとなっている。
【００２８】
なお、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した基準エレメント１０における左上部位置のエレメント継手部１３の断面を示しているが、図３（Ａ）に示した基準エレメント１０における左下部位置、右上部位置、右下部位置の隅部のエレメント継手部１３についてもまったく同一形状のエレメント継手部位１３が用いられており、その構成は図３（Ｂ）に図示するものとまったく同様である。
【００２９】
また、頂板１１ｂ、柱状部材１２と各エレメント継手部１３との各接合箇所は、溶接部Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４によって接合されている。これらの接合は、ボルト等の機械的接合であってもよい。なお、図示はしていないが、底板１１ａについても同様である。
【００３０】
上記のような構成により、エレメント継手部１３の突出部１３ｃの先端付近にエレメント軸方向に直角な方向（以下、「エレメント軸直角方向」という。）の力を作用させた場合、例えば、図３（Ｂ）における左方向に引張ると、この引張り力（以下、「第１引張り力」という。）は、突出部１３ｃから基部１３ｂに伝達され、基部１３ｂから頂板１１ｂに伝達され、頂板１１ｂの図３（Ｂ）における左端に、図３（Ｂ）における左方向への引張り力を作用させることになる。
【００３１】
一方、エレメント継手部１３の突出部１３ｄの先端付近にエレメント軸直角方向の力を作用させた場合、例えば、図３（Ｂ）における左方向に引張ると、この引張り力（以下、「第２引張り力」という。）は、突出部１３ｄから基部１３ｂを経て頂板１１ｂに伝達され、鋼製板状部材１１の図３（Ｂ）における左端に、図３（Ｂ）における左方向への引張り力を作用させることになる。
【００３２】
上記のことから、エレメント継手部１３の突出部１３ｃ及び１３ｄと、基部１３ｂは、外部から加えられる上記のエレメント軸直角方向の力（例えば、第１引張り力、第２引張り力）に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。また、エレメント継手部１３の突出部１３ｄには、上記の第１引張り力の一部と第２引張り力の一部との合成力が作用することを考慮し、その力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。例えば、突出部１３ｄの厚みは十分な厚みとなっている。
【００３３】
また、エレメント継手部１３の基部１３ｂには、上記の第１引張り力と第２引張り力の一部との合成力が作用することを考慮し、その力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面（例えば十分な厚み）を有している。また、頂板１１ｂは、エレメント継手部１３から伝達される上記のエレメント軸直角方向の力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。なお、図示はしていないが、底板１１ａについても同様である。
【００３４】
また、図３（Ａ）に示すように、一般部エレメント２０は、底板２１ａと、頂板２１ｂと、柱状部材２２と、エレメント継手部２３及び１３と、側壁部仕切板（図示せず）を備え、「コ」字状断面を有する部材となっている。底板２１ａは、一般部エレメント２０のエレメント軸方向に延設される鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなる板状部材である。頂板２１ｂは、エレメント軸方向に延設されるとともに、底板２１ａの上方に平行に配置される鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなる板状部材である。
【００３５】
また、柱状部材２２は、底板２１ａと頂板２１ｂの中間となる側壁部において、鉛直方向に延在するように複数配置されている。柱状部材２２は、底板２１ａと頂板２１ｂに溶接等により接合され、底板２１ａと頂板２１ｂを連結している。また、柱状部材２２は、一般部エレメント２０の内部の空洞部と外部を連通させる側壁部開口（図示せず）を形成している。これらの柱状部材２２は、連結構造を構成している。なお、一般部エレメント２０の側壁部開口は、基準エレメント１０の側壁部開口１４と同様の構成を有している。また、一般部エレメント２０の側壁部仕切板（図示せず）は、基準エレメント１０の側壁部仕切板１５と同様の構成を有している。
【００３６】
また、一般部エレメント２０は、「コ」字状断面の４つの隅部のうち、外部に対して開放された隅部、すなわち図３（Ａ）における右上隅部及び右下隅部のそれぞれに、エレメント軸方向に沿って延び鋼又はアルミニウム等の金属若しくは合金等からなるエレメント継手部２３が配設されている。
【００３７】
また、一般部エレメント２０の「コ」字状断面の４つの隅部のうち、外部に対して閉塞された隅部、すなわち図３（Ａ）における左上隅部及び左下隅部のそれぞれには、エレメント軸方向に沿って上述したエレメント継手部１３が配設されている。
【００３８】
エレメント継手部２３の断面は、概略「Ｃ」字状の嵌合部２３ａと、嵌合部２３ａの背後に連続する基部２３ｂを有して構成されている。また、嵌合部２３ａは、２つの突出部２３ｃ、２３ｄを有している。突出部２３ｃの先端は球根状に断面が拡大されている。また、突出部２３ｃと突出部２３ｄの中間は、ほぼ楕円状断面の凹部となっており、この部分は、略楕円状断面でエレメント軸方向に延びる溝２３ｅとなっている。
【００３９】
なお、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示した一般部エレメント２０における右上部位置のエレメント継手部２３の断面を示しているが、図３（Ａ）に示した一般部エレメント２０における右下部位置の隅部のエレメント継手部２３についてもまったく同一形状のエレメント継手部２３が用いられており、その構成は図３（Ｂ）に図示するものとまったく同様である。また、一般部エレメント２０におけるエレメント継手部１３とその付近の構成は、上述した基準エレメント１０におけるエレメント継手部１３とその付近の構成とまったく同様である。
【００４０】
また、頂板２１ｂ、柱状部材２２とエレメント継手部２３との各接合箇所は、溶接部Ｗ５、Ｗ６等によって接合されている。これらの接合は、ボルト等の機械的接合であってもよい。なお、図示はしていないが、底板２１ａについても同様である。
【００４１】
上記のような構成により、エレメント継手部２３の突出部２３ｃの先端付近にエレメント軸直角方向の力を作用させた場合、例えば、図３（Ｂ）における右方向に引張ると、この引張り力（以下、「第３引張り力」という。）は、突出部２３ｃから基部２３ｂに伝達され、基部２３ｂから頂板２１ｂに伝達され、頂板２１ｂの図３（Ｂ）における右端に、図３（Ｂ）における右方向への引張り力を作用させることになる。
【００４２】
一方、エレメント継手部２３の突出部２３ｄの先端付近にエレメント軸直角方向の力を作用させた場合、例えば、図３（Ｂ）における右方向に引張ると、この引張り力（以下、「第４引張り力」という。）は、突出部２３ｄから基部２３ｂに伝達され、基部２３ｂから頂板２１ｂに伝達され、頂板２１ｂの図３（Ｂ）における右端に図３（Ｂ）における右方向への引張り力を作用させることになる。
【００４３】
上記のことから、エレメント継手部２３の突出部２３ｃ及び２３ｄは、外部から加えられる上記のエレメント軸直角方向の力（例えば、第３引張り力、第４引張り力）に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。また、エレメント継手部２３の突出部２３ｄには、上記の第３引張り力の一部と第４引張り力の一部との合成力が作用することを考慮し、その力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。例えば、突出部２３ｄの厚みは十分な厚みとなっている。
【００４４】
また、エレメント継手部２３の基部２３ｂには、上記の第３引張り力と第４引張り力との合成力が作用することを考慮し、その力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面（例えば十分な厚み）を有している。また、頂板２１ｂ及び柱状部材２２は、エレメント継手部１３、２３から伝達される上記のエレメント軸直角方向の力に抵抗可能な所定の強度と所定の断面を有している。
【００４５】
また、図示はしていないが、隅角部エレメント３０は、底板と、頂板と、柱状部材と、エレメント継手部と、側壁部仕切板を備え、基準エレメント１０と同様の構成を有する「ロ」字状断面の部材である。隅角部エレメント３０については、エレメント構造体の隅角部の内側に大きな引張り力が発生する場合があるが、この引張り力は、例えば「ロ」字状断面の１辺、さらにこの辺と直角となる辺に板状部材（補強板）をもう１枚配置し二重構造とするなどして負担させ、エレメント構造体の強度を高めることができる。また、エレメント構造体の隅角部の内側の引張り力が小さい場合には、補強板を適宜省略してもよい。
【００４６】
次に、上記した基準エレメント１０と一般部エレメント２０と隅角部エレメント３０を用いたエレメント構造体の施工方法について説明する。
【００４７】
まず、、基準エレメント１０を、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する。この場合、基準エレメント１０の内部にオーガードリル等を配備して、エレメント内部の土砂等を掘削、除去しつつ、エレメントの地中への挿入を行う。この際、基準エレメント１０の側壁部仕切板１５は、側壁部開口１４から周囲の土砂等がエレメント内に流入しないように防護し、土圧を支持する土留めとしての機能を果たす。その後、一般部エレメント２０の開放側隅部に設けられたエレメント継手部２３、２３のそれぞれを、基準エレメント１０のエレメント継手部１３のうちの２つ（例えば、図３（Ａ）に示した基準エレメント１０における左上隅部の継手と左下隅部の継手）と嵌合させる。
【００４８】
その後、これらのエレメント継手部１３、２３を嵌合させた状態で、一般部エレメント２０を、基準エレメント１０に沿わせながら、基準エレメント１０の場合と同様にしてエレメント軸方向に向けて地中に挿入する。この際、一般部エレメント２０の側壁部仕切板（図示せず）は、側壁部開口（図示せず）から周囲の土砂等がエレメント内に流入しないように防護し、土圧を支持する土留めとしての機能を果たす。
【００４９】
この場合、図３（Ｂ）に示すように、接続状態となっている基準エレメント１０のエレメント継手部１３と、一般部エレメント２０のエレメント継手部２３においては、エレメント継手部１３の溝１３ｅ内にエレメント継手部２３の突出部２３ｃの拡大された先端が入り込んで嵌合し、かつ、エレメント継手部２３の溝２３ｅ内にエレメント継手部１３の突出部１３ｃの拡大された先端が入り込んで嵌合している。このように、基準エレメント１０のエレメント継手部１３と一般部エレメント２０のエレメント継手部２３が互いに嵌合することにより、基準エレメント１０と一般部エレメント２０の相互間で、エレメント軸直角方向の力が伝達可能となっている。
【００５０】
上記のように嵌合している基準エレメント１０のエレメント継手部１３と、一般部エレメント２０のエレメント継手部２３の内部の溝１３ｅ、２３ｅには、必要に応じて、適宜の時期に、エレメント軸方向の一方の端（以下、「注入端」という。）から、無収縮モルタル、無収縮コンクリート、樹脂材料等のグラウト材（図示せず）を注入し、硬化させて継手接続を補強してもよい。このグラウト注入を行うと、継手が固定されるため、接続された後の複数の地中掘削用エレメントが、上載荷重等によりたわむなどの変形を生じることを防止することができる。また、この補強により、エレメント軸直角方向の力の伝達性能も向上する。
【００５１】
次に、上記と同様にして、他の新たな一般部エレメント２０の開放側隅部に設けられたエレメント継手部２３、２３のそれぞれを、すでに地中に挿入された一般部エレメント２０の閉塞側隅部に設けられたエレメント継手部１３、１３のそれぞれと嵌合させる。そして、両継手を嵌合させた状態で、新たな一般部エレメント２０を、すでに挿入された一般部エレメント２０に沿わせながら、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する。
【００５２】
また、図１におけるエレメント構造体Ｅ１の４つの隅角位置では、隅角部エレメント３０を、すでに挿入された一般部エレメント２０に沿わせながら、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する。この際、隅角部エレメント３０の側壁部仕切板（図示せず）は、側壁部開口（図示せず）から周囲の土砂等がエレメント内に流入しないように防護し、土圧を支持する土留めとしての機能を果たす。その後、新たな一般部エレメント２０を、すでに挿入された隅角部エレメント３０に沿わせるが、それまでの挿入ラインとは直角に屈曲する方向となる面に沿わせるようにして、エレメント軸方向に向けて地中に挿入する。
【００５３】
以下、上記のようにして一般部エレメント挿入工程を順次繰り返すことによって、地中に挿入され相互に接続された各地中掘削用エレメント１０、２０、３０等によってエレメント構造体を構成することができる。例えば、平板状の構造体、半円状や円状あるいは楕円状等に囲まれた形状の断面を有するエレメント構造体、あるいは「ロ」字状断面、「日」を横にした形状の断面、「Π」字状の断面等を有するエレメント構造体である。
【００５４】
次に、必要により、各エレメント内にコンクリート等を充填する。その後、地中に形成されたエレメント構造体を防護工として利用し、エレメント構造体の内部の土砂等を掘削する。次に、必要により、エレメント内面をコンクリートで被覆する等の施工を行うことにより、地下構造物を構築することができる。
【００５５】
第１実施形態の地中掘削用エレメント１０、２０、３０は、地盤掘削を行いつつ前記地中掘削用エレメントを地中に挿入する際に、施工上の利点を有している。この点について、図４を参照しつつ説明を行う。図４は、掘削・挿入時の一般部エレメント２０の状態を示した上面図である。
【００５６】
図４に示すように、例えば、一般部エレメント２０Ａ、２０Ｂが既に挿入されており、既設の一般部エレメント２０Ｂに沿わせるようにして新たな一般部エレメント２０Ｃを掘削・挿入している途中で、支障物７０、例えば大きな岩塊等と遭遇した場合には、当該一般部エレメント２０Ｃの先端部開口２５Ｃから一般部エレメント２０Ｃ内に取り込む方法以外に、当該一般部エレメント２０Ｃに隣接する既設の一般部エレメント２０Ｂの最寄りの側壁部仕切板を取り外し、側壁部開口２４Ｂ１を開放状態し、この側壁部開口２４Ｂ１を利用して、支障物７０を一般部エレメント２０Ｂ内に取り込み、一般部エレメント２０Ｂ内を通しててっ去することができる。
【００５７】
あるいは、さらに、一般部エレメント２０Ｂの側壁部仕切板を取り外して側壁部開口２４Ｂ２を開放状態とするとともに、一般部エレメント２０Ｂに隣接する既設の一般部エレメント２０Ａの最寄りの側壁部仕切板を取り外して側壁部開口２４Ａを開放状態とする。これにより、この側壁部開口２４Ｂ２及び２４Ａを利用して、支障物７０をさらに隣りの一般部エレメント２０Ａ内に取り込み、一般部エレメント２０Ａ内を通しててっ去することもできる。
【００５８】
また、基準エレメント１０、一般部エレメント２０、隅角部エレメント３０のいずれかの内部で何らかの作業（以下、「エレメント内作業」という。）、例えば止水工等を行う場合に、エレメント内作業を行う当該エレメントに隣接する既設のエレメントの側壁部仕切板を取り外して側壁部開口を開放状態とし、この側壁部開口を利用して作業者の出入を行わせることができる。
【００５９】
あるいは、基準エレメント１０、一般部エレメント２０、隅角部エレメント３０のいずれかに何らかの物体（例えば建設資材）を搬入する場合、これらのエレメントのいずれかから物体（例えば掘削土砂等の工事発生物）を搬出する場合に、搬入又は搬出を行う当該エレメントに隣接する既設のエレメントの側壁部仕切板を取り外して側壁部開口を開放状態とし、この側壁部開口を利用して行うことも可能である。
【００６０】
したがって、第１実施形態の基準エレメント１０、一般部エレメント２０、隅角部エレメント３０を用いれば、施工時のタイムロスを防止することができ、施工の柔軟性が高まるため、地中掘削用エレメントにより地下構造物を構築する工法の施工効率や施工能力を飛躍的に向上させることができる、という利点がある。
【００６１】
（２）第２実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００６２】
図５は、本発明の第２実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。図５では、地中掘削用エレメントとして基準エレメントを例に挙げて図示している。
【００６３】
図５（Ａ）に示すように、第２実施形態の基準エレメント１０Ａは、底板１１ａと、頂板１１ｂと、柱状部材１２Ａと、エレメント継手部（図示せず）と、側壁部仕切板１５Ａを備え、「ロ」字状断面の中空箱状に構成されている。第２実施形態の基準エレメント１０Ａが第１実施形態の基準エレメント１０と異なる点は、異なる柱状部材１２Ａと異なる側壁部仕切板１５Ａを備えている点である。それ以外の構成要素については、第１実施形態の場合とまったく同様であるため、その説明は省略する。
【００６４】
柱状部材１２Ａは、底板１１ａと頂板１１ｂの中間となる側壁部において、鉛直方向に延在するように複数配置されている。これらの柱状部材１２は、連結構造を構成している。柱状部材１２Ａは、図５（Ｂ）に示すように、略「Ｈ」字状の断面を有する部材であり、底板１１ａと頂板１１ｂに溶接等により接合され、底板１１ａと頂板１１ｂを連結している。また、柱状部材１２Ａは、基準エレメント１０の内部の空洞部と外部を連通させる側壁部開口を形成しており、この側壁部開口に例えば３枚の側壁部仕切板１５Ａが配置されるようになっている。これらの側壁部仕切板１５は、柱状部材１２Ａの「Ｈ」字状の断面の凹部に嵌合するようになっている。また、側壁部仕切板１５Ａは、図５（Ｂ）に示すように、柱状部材１２Ａに対して斜めに傾斜させることにより、容易に柱状部材１２に着脱可能な構成となっている。
【００６５】
上記のような構成の第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、本発明の特徴を有する作用・効果を発揮することができる。
【００６６】
（３）第３実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６７】
図６は、本発明の第３実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。図６では、地中掘削用エレメントとして基準エレメントを例に挙げて図示している。
【００６８】
図６（Ａ）に示すように、第３実施形態の基準エレメント１０Ｂは、底板１１ａと、頂板１１ｂと、柱状部材１２と、エレメント継手部（図示せず）と、側壁部仕切板１５と、水平接合部材１７を備え、「ロ」字状断面の中空箱状に構成されている。第３実施形態の基準エレメント１０Ｂが第１実施形態の基準エレメント１０と異なる点は、柱状部材１２どうしを接合する水平接合部材１７を備えている点、及び側壁部仕切板１５が着脱具１６Ｂによって水平接合部材１７に着脱可能な構成となっている点である。それ以外の構成要素については、第１実施形態の場合とまったく同様であるため、その説明は省略する。
【００６９】
第３実施形態においては、柱状部材１２と水平接合部材１７は、連結構造を構成している。また、着脱具１６Ｂとしては、ボルトとナットの組み合わせ、クランプ、バネを用いて挟み付けるクリップ、クサビを用いて挟み付ける保持具等が用いられる。
【００７０】
上記のような構成の第３実施形態によっても、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、本発明の特徴を有する作用・効果を発揮することができる。
【００７１】
（４）第４実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【００７２】
図７は、本発明の第４実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。図７では、地中掘削用エレメントとして基準エレメントを例に挙げて図示している。
【００７３】
図７に示すように、第４実施形態の基準エレメント１０Ｃは、底板１１ａと、頂板１１ｂと、トラス斜材１２Ｃと、エレメント継手部（図示せず）と、側壁部仕切板（図示せず）を備え、「ロ」字状断面の中空箱状に構成されている。第４実施形態の基準エレメント１０Ｃが第１実施形態の基準エレメント１０と異なる点は、柱状部材１２のかわりにトラス斜材１２Ｃを備えている点である。それ以外の構成要素については、第１実施形態の場合とまったく同様であるため、その説明は省略する。
【００７４】
第４実施形態においては、トラス斜材１２Ｃは、連結構造を構成している。また、トラス斜材１２Ｃにより、外部と連通する略三角形状の側壁部開口１４Ｃが形成されている。
【００７５】
上記のような構成の第４実施形態によっても、上記各実施形態と同様に、本発明の特徴を有する作用・効果を発揮することができる。
【００７６】
（５）第５実施形態
本発明は、他の構成によっても実現可能である。次に、本発明の第５実施形態について説明する。
【００７７】
図８は、本発明の第５実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。図８では、地中掘削用エレメントとして基準エレメントを例に挙げて図示している。
【００７８】
図８に示すように、第５実施形態の基準エレメント１０Ｄは、底板１１ａと、頂板１１ｂと、板状部材１２Ｄと、エレメント継手部（図示せず）と、側壁部仕切板（図示せず）を備え、「ロ」字状断面の中空箱状に構成されている。第５実施形態の基準エレメント１０Ｄが第１実施形態の基準エレメント１０と異なる点は、柱状部材１２のかわりに円形の側壁部開口１４Ｄが開設された板状部材１２Ｄを備えている点である。それ以外の構成要素については、第１実施形態の場合とまったく同様であるため、その説明は省略する。
【００７９】
第５実施形態においては、板状部材１２Ｄは、連結構造を構成している。また、板状部材１２Ｄにより、外部と連通する円形状の側壁部開口１４Ｄが形成されている。
【００８０】
上記のような構成の第５実施形態によっても、上記各実施形態と同様に、本発明の特徴を有する作用・効果を発揮することができる。
【００８１】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８２】
例えば、上記実施形態においては、側壁部仕切板（例えば、１５、１５Ａ）を備えた地中掘削用エレメント（例えば、１０、１０Ａ）を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、側壁部仕切板を設けず、側壁部の土留め機能を他の手段により実現するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態においては、側壁部仕切板を連結構造に着脱可能に取り付けた地中掘削用エレメント（例えば、１０、１０Ａ）を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成、例えば、側壁部仕切板を底板に着脱可能に取り付けてもよいし、側壁部仕切板を頂板に着脱可能に取り付けてもよいし、側壁部仕切板を底板、頂板、連結構造のいずれか又は適宜の組み合わせに着脱可能に取り付けてもよい。
【００８４】
また、側壁部仕切板は、地中掘削用エレメントの側壁部の土留めとして使用できれば、どのような構成であってもよく、着脱可能な構成以外の他の構成、例えば、蝶番やスライド機構等により連結構造に移動可能な状態で取り付けられ、必要な場合にのみ側壁部仕切板を動かし、外部と連通する側壁部開口を形成することができるように構成してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、矩形管状の断面を有する基準エレメント１０及び隅角部エレメント３０、略「コ」字状の断面を有する一般部エレメント２０によってエレメント構造体を構成する例について説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成の地中掘削用エレメント、例えば、略「日」字状、略「目」字状、略「田」字状、略「円」字状等の断面を有する地中掘削用エレメントであってもよい。また、これらを適宜の組み合わせで用いてもよい。したがって、上記した実施形態とは異なり、基準エレメント１０と隅角部エレメント３０を用いずに、略「コ」字状断面の一般部エレメント２０のみを用いて（エレメント構造体の４隅も略「コ」字状断面の一般部エレメント２０のみを用いて）エレメント構造体Ｅ１を構成するようにしてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態においては、基準エレメント１０等の隅部にエレメント継手部（例えば１３又は２３）が設けられている場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の構成の地中掘削用エレメント、例えば、地中掘削用エレメントの所定の辺の中間部分（例えば中央部）にエレメント継手部が設けられるように構成してもよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、地中掘削用エレメントの側壁部に外部と連通する側壁部開口を形成可能なように構成したので、エレメントを地中に掘削・挿入する際に支障物と遭遇した場合やエレメント内での作業が必要となった場合でも、支障物に遭遇した当該地中掘削用エレメント又はエレメント内作業を行う当該地中掘削用エレメントに隣接する既設の地中掘削用エレメントの連結構造の側壁部開口を利用し、あるいは前記隣接する既設の地中掘削用エレメントの仕切板をてっ去し側壁部開口を形成して支障物のてっ去又はエレメント内作業を行うことや、各種施工、搬入・搬出等が可能となり、施工時のタイムロスを防止することができ、施工の柔軟性が高まるため、地中掘削用エレメントにより地下構造物を構築する工法の施工効率や施工能力を飛躍的に向上させることができる、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である地下構造物の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の地下構造物における地中掘削用エレメントの構成を示す図である。
【図３】図１の地下構造物における地中掘削用エレメント及びエレメント継手部の構成を示す図である。
【図４】図１の地下構造物における施工方法を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態である地中掘削用エレメントの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ〜１０Ｄ  基準エレメント（地中掘削用エレメント）
１１ａ  底板
１１ｂ  頂板
１２、１２Ａ  柱状部材（連結構造）
１２Ｃ  トラス斜材（連結構造）
１２Ｄ  板状部材（連結構造）
１３  エレメント継手部
１３ａ  嵌合部
１３ｂ  基部
１３ｃ、１３ｄ  突出部
１３ｅ  溝
１４、１４Ｂ〜１４Ｄ  側壁部開口
１５、１５Ａ  側壁部仕切板
１６、１６Ｂ  着脱具
１７  水平接合部材（連結構造）
２０、２０Ａ〜２０Ｃ  一般部エレメント（地中掘削用エレメント）
２１ａ  底板
２１ｂ  頂板
２２  柱状部材（連結構造）
２３  エレメント継手部
２３ａ  嵌合部
２３ｂ  基部
２３ｃ、２３ｄ  突出部
２３ｅ  溝
２４Ａ〜２４Ｂ２  側壁部開口
２５Ｃ  先端部開口
３０  隅角部エレメント（地中掘削用エレメント）
７０  支障物
１０１  地下構造物
Ｅ１  エレメント構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003923230.tif 000007
【図７】
0003923230.tif 000008
【図８】
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