JP4015499B2 - 地下構造物の構築方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば人道や暗渠等のように比較的小断面の地下構造物の構築に好適で、地下布設部材の小形軽量化と低廉化、および地下布設部材への填充材の減量化と布設装置の小能力化を図れ、しかも地下布設部材の内側と、地下構造物の周囲および床付部の掘削土砂量を大幅に減量し、それらの掘削の手間を軽減して工期の短縮と工費の低減を図るとともに、施工スペ−スをコンパクト化し隣地との干渉を未然に防止し得るようにした地下構造物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば線路下や道路下に構造物を構築する方法として、特公昭５５−５０５５７号公報では、中心孔を有するプレキャストコンクリ−ト柱体の前端に掘削先管を接続し、上記中心孔の内部にスクリュ−オ−ガを収容し、多数のプレキャストコンクリ−ト柱体を、構築予定の構造物の輪郭に沿わせて順次地中に貫入後、各コンクリ−ト柱体にＰＣ鋼材を挿通し、該鋼材にプレストレスを導入後、コンクリ−ト柱体で区画した内側の土砂を掘削し除去するようにしている。
【０００３】
しかし、このいわゆるＰＣＲ工法は、掘削孔と略同形断面のコンクリ−ト柱体を要し、高価かつ大重量で、大能力の推進機を要するとともに、発進立坑に大スペ−スを要し、またコンクリ−ト柱体で区画した大量の土砂の掘削除去を要して手間が掛かり、更にＰＣ鋼材に対するプレストレスの導入を要する等して、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。
【０００４】
また、特開平１−２７８６８９号公報では、略矩形断面のエレメントの内側に、カッタ−ヘッドやスクリュ−コンベア等からなる掘削機を収容し、切羽面を掘削しながら前記エレメントを順次地中へ門型に貫入し、該貫入後、前記エレメントで区画した内側の土砂を掘削除去するようにしている。
【０００５】
しかし、この方法は、掘削孔と略同形断面の大形のエレメントを使用し、これに填充材を充填するため、大量の填充材と手間を要し、またエレメントの内側や地下構造物の床付部の土砂の掘削量が大量で、その掘削除去に手間が掛かり、工期が長期化し工費が嵩むとともに、施工スペ−スが増大して土地収用や隣地との干渉の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば人道や暗渠等のように比較的小断面の地下構造物の構築に好適で、地下布設部材の小形軽量化と低廉化、および地下布設部材への填充材の減量化と布設装置の小能力化を図れ、しかも地下布設部材の内側と、地下構造物の周囲および床付部の掘削土砂量を大幅に減量し、それらの掘削の手間を軽減して工期の短縮と工費の低減を図るとともに、施工スペ−スをコンパクト化し隣地との干渉を未然に防止し得るようにした地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、地山に掘削装置を推進し、その掘削孔に複数の地下布設部材を布設し、該地下布設部材を地山の縦断面に略閉合形に布設後、前記地下布設部材の内側の土砂を掘削し、かつ前記地下布設部材を残置する地下構造物の構築方法において、前記地下布設部材の全部または一部の一側に支持部材を取り付け、該地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入し、かつ前記支持部材を内側に配置して布設後、前記支持部材の内側の土砂を掘削するようにして、地下布設部材の内側の土砂を掘削する従来の方法に比べて、前記支持部材のスペース分、掘削土砂の減量化を図れ、掘削の手間を軽減して、工期の短縮と工費の低減を図るようにしている。
その際、前記地下布設部材の一部に支持部材を取り付けることで、構成を簡潔にし、支持部材の取り付けの手間を軽減するようにしている。
【０００８】
請求項２の発明は、地下布設部材の断面積は掘削孔の断面積よりも小であるから、掘削孔と同形断面の地下布設部材を使用する従来の構築方法に比べて、地下布設部材の小形軽量化と低廉化を図り、該地下布設部材を貫入する掘削孔を掘削する掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化とそれら設備の低廉化を図るようにしている。
請求項３の発明は、前記土砂の掘削時、前記支持部材を取り外し若しくは粉砕して撤去するようにして、支持部材の撤去と土砂の掘削を同時かつ合理的に行なうようにしている
請求項４の発明は、前記支持部材は、発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部のモルタルを充填した袋付モルタルであり、その小形軽量化とその製作の容易化ないし低廉化を図れ、前記掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化と、それらの設備の低廉化を促すようにしている。
請求項５の発明は、前記支持部材を架枠として構成し、該支持部材を前記土砂の掘削時に前記地下布設部材から取り外し、再利用するようにして、前記支持部材の合理的な使用を図るようにしている。
【０００９】
請求項６の発明は、前記地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入時、前記支持部材の隣接位置に掘削孔を掘削し、該掘削孔に作業エレメントを布設するようにして、地下布設部材と支持部材との貫入時、掘削孔の掘削と作業エレメントの布設を同時に施工するようにして、施工の合理化と工期の短縮化を図るようにしている。
【００１０】
請求項７の発明は、前記地下布設部材の側部に掘削装置を連結し、地下布設部材の貫入と掘削孔の掘削ないし作業エレメントの布設とを、同動かつ併行させるようにして、施工の合理化と工期の短縮化を実現するようにしている。
請求項８の発明は、前記土砂の掘削後、残置した前記地下布設部材に填充材を充填して、地下構造物を容易に施工し得るようにしている。
【００１１】
請求項９の発明は、地下構造物の一郭に沿って複数の掘削孔を掘削し、該掘削孔に前記地下布設部材を貫入し、該地下布設部材に填充材を充填し、かつその固化後、内側の土砂を掘削するようにして、構築中の地下構造物の一郭の強度を強化し、その後の土砂の掘削を安全に行なうようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を線路下に地下構造物として、人道を構築する場合に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図９において１は表面に地上構造物である道路や軌道２を敷設した地山で、その内部に地下構造物である縦断面が閉合形の人道３が、軌道２と略直交方向に構築されている。図中、４は前記軌道２に沿って移動する鉄道車両である。
この場合、人道３は後述のように複数のエレメントを地中の縦断面に矩形状に配置し、完全な閉合形にしたものに限らず、門形のように不完全な閉合形に配置して構成したものでもよい。
【００１３】
前記人道３は図２のように略箱形に形成され、周囲を上床版部５と下床版部６と側壁部７，８とで区画し、これら周壁部５〜８は内側に略矩形断面の内空部９を形成している。
実施形態の人道３は、下床版部６を除く周壁５，７，８の厚さを３００ｍｍ〜５００ｍｍ、下床版部６の厚さは４００ｍｍ〜６００ｍｍ、内空部９は縦２１００ｍｍ〜４０００ｍｍ、横２５００ｍｍに形成している。
【００１４】
前記地山１の両側端部に土留め板１０，１１が立設され、その外側に発進立坑１２と到達立坑１３とが設けられ、前記発進立坑１２に発進架台１４が架設されている。
前記発進架台１４に掘削装置１５と管状の作業エレメント１６が載置可能にされ、これら掘削装置１５と作業エレメント１６とを人道３の施工位置に向けて送り出し可能にしている。
【００１５】
前記掘削装置１５に作業エレメント１６が連結され、該作業エレメント１６の後部に略同形断面の作業エレメント（図示略）が順次継ぎ足され、これらを到達立坑１３側に設けた牽引ジャッキ１７を介して、到達立坑１３側へ牽引可能にしている。図中、１８は一端を牽引ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線で、他端を掘削装置１５に接続している。
【００１６】
前記掘削装置１５や作業エレメント１６の内部に、カッタ−ヘッド１９やスクリュ−オ−ガ２０、カッタ−駆動装置２１や排土装置（図示略）が装備されている。
このうち、カッタ−ヘッド１９や作業エレメント１６の断面形状は、地下布設部材であるエレメント２２，２３の外形断面と略同形に形成され、これと略同形の掘削孔２４を掘削可能にしている。
【００１７】
前記エレメント２２，２３は、人道３の各構成部に亘って同形断面のものを用いることが望ましく、実施形態では鋼板を組み付けて、横長若しくは縦長矩形断面の管体に構成され、このうちの一つを施工基準である基準管とし、その他を標準管としている。
【００１８】
前記エレメント２２，２３は前記人道３の上床版部５と下床版部６および左右の側壁部７，８に沿って配置され、このうちエレメント２２は上床版部５と下床版部６に横長に配置され、また側壁部７，８ではこれを９０°回転させて縦長に配置していて、その矩形断面の長さ方向の両側に各一対の継手枠２５を突設し、その先端に継手２６を設けている。
【００１９】
また、前記エレメント２３は人道３の隅角部に配置され、これは前記エレメント２２と同形断面に形成され、その周面に各一対の継手枠２７，２８を直交して配置し、この一方の長尺の継手枠２７，２８をエレメント２３の外側に偏って配置し、これらの先端に継手２９，３０を設けている。
【００２０】
前記エレメント２２，２３は、前記継手２６，２９，３０を介して図６のように略矩形に組み付けられ、その各エレメント２２，２３の内側に、支持部材である略矩形または略方形断面の支持ブロック３１，３２を取り付けている。
【００２１】
前記支持ブロック３１，３２は、成形が容易で軽量かつ安価で適当な強度を備えた、例えば発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部にモルタルを填充した袋付モルタル等で略角柱状に形成され、その長さを前記エレメント２２，２３と略同長に形成している。
【００２２】
このうち、支持ブロック３１は、前記エレメント２２の一側に略全域に亘って取り付けられ、これは図６のように横長若しくは縦長の矩形断面に形成され、その横幅はエレメント２２，２３の横幅と略同幅に形成されている。
また、前記支持ブロック３１の厚さは、掘削装置１５若しくは作業エレメント１６、若しくは掘削孔２４の断面の縦または横寸法から、前記エレメント２３の縦幅を差し引いた寸法に形成されている。
【００２３】
実施形態では支持ブロック３１の厚さは、エレメント２２の縦幅よりも若干大きく形成され、その断面積もエレメント２２より大きく形成しているが、これらの形状寸法は土質や施工条件によって適宜変更可能である。
そして、前記支持ブロック３１を取り付けたエレメント２２の外形形状は、掘削孔２４の断面形状と略同形状に形成され、掘削孔２４の内面に可及的に密着させて貫入可能にしている。
【００２４】
また、前記支持ブロック３２は図６のように略方形断面に形成され、その一辺の長さは前記ブロック３１の厚さと略同一に形成され、これをエレメント２３とその継手枠２８の各辺に亘って取り付けている。
【００２５】
そして、前記支持ブロック３２を取り付けたエレメント２３の外形形状は、前記ブロック３１を取り付けたエレメント２２の外形形状と略同形状で、掘削孔２４の断面形状と略同形状に形成され、後述のように掘削孔２４の内面に可及的に密着させて貫入可能にしている。
【００２６】
前記支持ブロック３１，３２の各エレメント２２，２３に対する取り付けは、エレメント２２，２３若しくは支持ブロック３１，３２の製造工場または発進立坑１２等の施工現場で行なわれる。
【００２７】
そして、前記支持ブロック３１，３２を取り付け後、牽引ジャッキ１７およびＰＣ鋼線３３を介し、エレメント２２，２３を掘削孔２４に沿って発進立坑１２側から到達立坑１３側へ牽引し、該エレメント２２，２３の後端部に後行エレメント２２，２３を順次継ぎ足し、掘削孔２４の全域に敷設している。
この他、図中３４はエレメント２２，２３内およびそれらの間に填充した、モルタル等の填充部材である。
【００２８】
このように構成した地下構造物の構築方法は、後述のように掘削孔２４より小断面積のエレメント２２，２３を使用するから、掘削孔２４と同形断面のエレメントを使用する従来の構築方法に比べて、使用エレメントの小形軽量化と低廉化を図れ、掘削駆動装置１５や牽引ジャッキ１７、ＰＣ鋼線１８，３３等の小能力化を図れて、それらの低廉化を図れる。
この場合、支持ブロック３１，３２は発泡スチロ−ルや木材、袋付モルタル等で軽量に構成されているから、前記効果を損なうことはなく、またこれを容易かつ安価に製作できる。
【００２９】
次に前記構築方法によって人道３を構築する場合は、軌道２，２を敷設した地山１の両側に発進立坑１２と到達立坑１３を掘削し、該立坑１２，１３の境界部に土留め板１０，１１を打ち込み、当該部を土留めする。
【００３０】
そして、前記発進立坑１２の所定位置に発進架台１４を架設し、該架台１４に互いに連結した掘削装置１５と作業エレメント１６を載置し、また到達立坑１３の所定位置に牽引ジャッキ１７を設置し、該ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線１８の先端を掘削装置１５に接続する。
【００３１】
このような状況の下で掘削装置１５を駆動し、土砂を掘削するとともにその掘削土砂を外部へ排出し、また牽引ジャッキ１７を牽引作動し、掘削装置１５を牽引して、地山１の内部にカッタ−ヘッド１９若しくは作業エレメント１６の断面形状と略同形状の矩形断面の掘削孔２４を形成する。この状況は図３および図６（ａ）のようである。
【００３２】
こうして、掘削装置１５を掘進し、作業エレメント１６の後方に作業エレメント（図示略）を順次継ぎ足し、前記掘削孔２４を施工区間に亘って掘削したところで、掘削装置１５と作業エレメント１６、作業エレメントを引き抜き、これらを撤去して掘削孔２４を貫通し、支持ブロック３１を取り付けたエレメント２２を、前記掘削孔２４に向けて前記発進架台１４に載置する。
この場合、支持ブロック３１とエレメント２２との取り付けは、支持ブロック３１の製造工場または発進立坑１４等の施工現場で行なう。
【００３３】
そして、前記エレメント２２の先端部に牽引ジャッキ１７に連係するＰＣ鋼線３３を接続し、該牽引ジャッキ１７を牽引作動して、前記エレメント２２と支持ブロック３１を掘削孔２４へ一緒に引き込み、これを牽引する。この状況は図４および図６（ｂ）のようである。
【００３４】
この後、前記エレメント２２と支持ブロック３１を、略その長さ分移動したところで、それらの後端部に発進架台１４を介して、後行のエレメント２２と支持ブロック３１を継ぎ足す。
前記後行のエレメント２２と支持ブロック３１は、予め組み付けて発進架台１４に載置し準備して置く。
【００３５】
そして、牽引ジャッキ１７を牽引作動し、先後行のエレメント２２と支持ブロック３１とを一緒に牽引し、これらを掘削孔２４に移動する。この状況は図５のようである。
この後、エレメント２２と支持ブロック３１のアセンブリを所定数継ぎ足し、これらを掘削孔２４の全域に亘って貫入する。
【００３６】
このようなエレメント２２と支持ブロック３１の貫入時は、これらが前述のように軽量で、その外形断面が掘削孔２４の断面形状と略同形であって、これを既に形成した掘削孔２４に引き入れるだけであるから、円滑かつ迅速に貫入できる
【００３７】
しかも、エレメント２２と支持ブロック３１は、図６（ｂ）のように掘削孔２４の内面に略密着して布設されるから、エレメント２２を正確に貫入でき、その施工精度が向上する。
この場合、支持ブロック３１はエレメント２２の下位に位置し、該エレメント２２や直上の土圧に耐えて、弾性変形することなく当初の貫入位置を維持する。
【００３８】
こうして、基準管のエレメント２２とその支持ブロック３１を布設後、その隣接位置に発進架台１４を移動し、該架台１４に前述の掘削装置１５と作業エレメント１６を載置し、また到達立坑１３の所定位置に牽引ジャッキ１７を設置し、該ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線１８の先端を掘削装置１５に接続する。
【００３９】
このような状況の下で掘削装置１５を駆動し、土砂を掘削するとともに、その掘削土砂を排出し、また牽引ジャッキ１７を牽引作動し、掘削装置１５を牽引して掘進させ、前記掘削孔２４に隣接して同形の掘削孔２４を形成する。
【００４０】
そして、掘削孔２４を施工区間に亘って形成し、掘削装置１５と作業エレメント１６を撤去し、掘削孔２４を貫通後、支持ブロック３２を取り付けた隅角部に配置するエレメント２３を、前記掘削孔２４に向けて前記発進架台１４に載置し、これを牽引ジャッキ１７を介して掘削孔２４へ一緒に引き入れる。
【００４１】
その際、前記エレメント２３の継手２７，２８を前記エレメント２２の継手２６に係合し、エレメント２３の布設位置を誘導する。
この状況は図６（ｃ）のようで、エレメント２３と支持ブロック３２を、前記エレメント２２と支持ブロック３１に隣接して貫入する。
【００４２】
この後、所定数のエレメント２３と支持ブロック３２のアセンブリを順次継ぎ足し、これらを掘削孔２４の全域に亘って貫入し布設する。
以降、上床版部５の他側端部、側壁部７，８、下床版部６へ施工箇所を移動し、それらに同形断面の掘削孔２４を掘削し、該孔２４を貫通後、所定のエレメント２２若しくは２３と支持ブロック３１若しくは３２のアセンブリを掘削孔２４へ貫入し、これらを順次継ぎ足して布設する。この状況は図６（ｄ）〜（ｆ）のようである。
【００４３】
こうして、全てのエレメント２２，２３と支持ブロック３１，３２のアセンブリを布設し終えると、図６（ｆ）のように複数のエレメント２２，２３が地山１の縦断面に矩形に組み付けられ、またその内側に支持ブロック３１，３２が矩形に配置され、該ブロック３１，３２が地山１を取り囲んでいる。
【００４４】
このような状況の下で適当な掘削機または人手によって、支持ブロック３１，３２で区画した地山１を掘削し、同時に支持ブロック３１，３２を取り外し若しくは粉砕して、掘削土砂と一緒に除去する。この状況は図７のようである。
【００４５】
この場合、前記地山１の掘削量は、支持ブロック３１，３２で取り囲まれた容積に相当し、従来のようにエレメントで直接取り囲んだ容積に比べて少量であるから、掘削の手間が軽減され、その分工期の短縮と工費の低減を図れる。
【００４６】
また、支持ブロック３１，３２は発泡スチロ−ルや木材のように、エレメント２２，２３を支持するだけで、大した強度や硬度を有しないから、エレメント２２，２３から簡単かつ速やかにに取り外せ、若しくは粉砕されて、掘削土砂と一緒に簡単に除去できる。
【００４７】
この後、エレメント２２，２３の内部や継手枠２５，２７、２５，２８間、および継手２６，２９，３０内にモルタル若しくはコンクリ−ト等の填充材３４を充填する。この状況は図８のようである。
この場合、前述のようにエレメント２２，２３が、従来のエレメントに比べて小形で小容積であるから、填充材３４の充填量の少量化を図れ、該充填の手間を軽減し、工期の短縮と工費の低減を図れる。
【００４８】
そして、エレメント２２，２３の表面に化粧用としてモルタル若しくはコンクリ−トを被覆し、人道３の周壁５〜８を仕上げれば、一連の人道３の構築が完了する。この状況は図９のようである。
【００４９】
このように、本発明は同一の内空面積の人道３を構築する際、内空の周囲にエレメントを配置し布設する従来の工法に比べ、内空の内側に支持ブロック３１，３２を配置し、該ブロック３１，３２の厚さ分、薄厚小形のエレメント２２，２３を用い、周壁５〜８を薄厚化している。
したがって、前記従来の工法に比べて、人道３の周囲の掘削量が大幅に低減し、その掘削除去の手間を軽減するとともに、施工スペ−スおよび断面がコンパクトになり、隣地を侵す心配がない。
【００５０】
また、前記周壁５〜８の薄厚分、人道３を上方へ施工できるから、その下方の床付部の掘削量を低減できるとともに、例えば人道３の代わりに水路等の暗渠を構築する際、河床を上げることができ、地下水の湧出しを未然に防止し施工が容易になる一方、内空上面からの土被りを低減でき、施工が容易になる。
【００５１】
なお、前述の実施形態は支持部材として、ブロック状の支持ブロック３１，３２を用いているが、これを例えば掘削施工用のスプレッダや、型枠を船形に組み付けた架枠のように、十分な剛性を備えた支持脚として構成し、該支持脚をエレメント２２，２３の一側面に着脱可能に取り付け、その先側部を内側の地山１に当接可能にして、エレメント２２，２３を強力に支持するとともに、地山１の掘削時に取り外して再利用し、その合理的な使用を図るようにすることも可能である。
また、前述の実施形態は掘削装置１５によって掘削孔２４を掘削しているが、これを人力で手掘りすることも可能である。
【００５２】
図１０乃至図１３は本発明の他の実施形態を示し、前述の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図１０および図１１は本発明の第２の実施形態の要部を示す横断面図で、この実施形態では各エレメント２２，２３の内側に支持ブロック３１，３２を取り付ける代わりに、周壁５，７，８を構成する主要なエレメント２２に、十分な剛性を備えた前記支持脚を着脱可能に取り付けている。
【００５３】
前記支持脚を用いた施工手順は図１０のようで、先ず同図（ａ）のように掘削装置１５に、周囲に継手（図示略）を備えた矩形管状の作業エレメント３５を連結し、これらを到達立坑１３側へ牽引して掘進する。
そして、前記作業エレメント３５の後部に後行の作業エレメント３５を順次継ぎ足し、これらのエレメント３５を同図（ｂ）のように、地山１の全域に布設する。
【００５４】
そして、発進立坑１２側の最後部の作業エレメント３５に、該エレメント３５と略同形断面の地下布設部材であるエレメント２２若しくは２３を連結し、該エレメント２２若しくは２３の側部に、継手（図示略）を介して作業エレメント３５を連結し、該エレメント３５の先端部に掘削装置１５を連結する。この状況は図１０（ｃ）のようである。
【００５５】
この後、前記エレメント２２を複数の作業エレメント３５と一緒に到達立坑１３側へ牽引し、同時に側部の作業エレメント３５を別の牽引ジャッキ（図示略）で同速度に牽引するとともに、掘削装置１５を駆動して、前記エレメント３５を同方向へ移動する。
このようにすると、到達立坑１３側の作業エレメント３５が地山１から引出され、代わりにエレメント２２若しくは２３が地山１へ貫入し、掘削装置１５と作業エレメント３５がこれに同動する。
【００５６】
こうして、一つの作業エレメント３５が引出され、その分他の作業エレメント３５とエレメント２２若しくは２３が移動したところで、それらの後部に後行の作業エレメント３５、およびエレメント２２若しくは２３を継ぎ足し、これらを貫入する。
【００５７】
以降、後行の作業エレメント３５、およびエレメント２２若しくは２３を順次継ぎ足し、これらを地山１へ貫入する。
この状況は図１０（ｄ），（ｅ）のようで、作業エレメント３５の代わりにエレメント２２若しくは２３が布設され、またその隣に全施工区間に亘って複数の作業エレメント３５が布設される。
【００５８】
そして、最後部の作業エレメント３５にエレメント２２若しくは２３を連結し、該エレメント２２若しくは２３の側部に、継手（図示略）を介して作業エレメント３５を連結する。
【００５９】
このように、この実施形態は作業エレメント３５の引き出し若しくは貫入時に、エレメント２２若しくは２３を同動させて布設し、また作業エレメント３５とエレメント２２若しくは２３の施工を併行しているから、それらの施工を合理的かつ連続して迅速に行なえる。
【００６０】
しかも、掘削孔２４に前記エレメント２２，２３，３５が始終貫入しているから、掘削孔２４を一旦貫通させる方法に比べ、地山１の安定性が向上し、また各エレメント２２，２３に支持ブロック３１，３２を取り付ける場合に比べ、支持ブロック３１，３２が低減し、その取り付けの手間が軽減する。
【００６１】
図１２，１３は、本発明の第３の実施形態の施工手順の要部を前後に分けて示す縦断面図で、この実施形態は先ず掘削孔２４を形成し（図１２（ａ））、該掘削孔２４に支持部材３０を取り付けたエレメント２２を貫入する。
前記エレメント２２の貫入と同時に、その両側に掘削孔２４，２４を掘削し（図１２（ｂ））、これらの掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入する
【００６２】
そして、前記エレメント２２，２２の貫入と同時に、その両側に掘削孔２４，２４を掘削し（図１２（ｃ））、該孔２４，２４にエレメント２３，２３を貫入する。
この後、前記エレメント２３，２３の直下に掘削孔２４，２４を掘削し、これらのエレメント２２，２３に填充材３４を充填する（図１２（ｄ））。
【００６３】
このように、この実施形態はエレメント２３，２３の貫入過程で、先ず施工上部を填充材３４で充填し、当該部の強度を増強するから、当該部の構造が安定する。
前記充填後、掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削する（図１２（ｅ））。
【００６４】
そして、前記掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削する（図１３（ａ））。
この後、前記掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削し（図１３（ｂ））、該掘削孔２４，２４にエレメント２３，２３を貫入後、これら側壁７，８部のエレメント２２，２３に填充材３４を充填する（図１３（ｃ））。
【００６５】
そして、側壁部７，８の下端部の内側に掘削孔２４，２４を掘削し、該掘削孔２４，２４に支持部材３０を取り付けたエレメント２２を貫入する。
この後、前記エレメント２２，２２の間に掘削孔２４を掘削し（図１３（ｄ））、該掘削孔２４にエレメント２２を貫入し、これらのエレメント２２に填充材３４を充填して、主要な作業を終了する。
【００６６】
このように、この実施形態はエレメント２３，２３の貫入過程で、施工上部から各周壁５〜８部を順次填充材３４で充填し、当該部の強度を増強するから、当該部の構造が安定する。
そして、周壁５〜８部を構築後、内側の土砂を掘削するから、周壁５〜８部の構築前に土砂を掘削する方法に比べて、作業の安全性が向上する。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、地下布設部材の全部または一部の一側に支持部材を取り付け、該地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入し、かつ前記支持部材を内側に配置して布設後、前記支持部材の内側の土砂を掘削するから、地下布設部材の内側の土砂を掘削する従来の方法に比べて、前記支持部材のスペース分、掘削土砂の減量化を図れ、掘削の手間を軽減して、工期の短縮と工費の低減を図ることができる。
その際、前記地下布設部材の一部に支持部材を取り付けることで、構成を簡潔にし、支持部材の取り付けの手間を軽減することができる。
【００６８】
請求項２の発明は、地下布設部材の断面積は掘削孔の断面積よりも小であるから、掘削孔と同形断面の地下布設部材を使用する従来の構築方法に比べて、地下布設部材の小形軽量化と低廉化を図れ、該地下布設部材を貫入する掘削孔を掘削する掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化とそれら設備の低廉化を図ることができる。
請求項３の発明は、前記土砂の掘削時、前記支持部材を取り外し若しくは粉砕して撤去するから、支持部材の撤去と土砂の掘削を同時かつ合理的に行なうことができる。
請求項４の発明は、前記支持部材は、発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部のモルタルを充填した袋付モルタルであるから、その小形軽量化とその製作の容易化ないし低廉化を図れ、前記掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化と、それらの設備の低廉化を促すことができる。
請求項５の発明は、前記支持部材を架枠として構成し、該支持部材を前記土砂の掘削時に前記地下布設部材から取り外し、再利用するから、前記支持部材の合理的な使用を図ることができる。
【００６９】
請求項６の発明は、前記地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入時、前記支持部材の隣接位置に掘削孔を掘削し、該掘削孔に作業エレメントを布設するから、地下布設部材と支持部材との貫入時、掘削孔の掘削と作業エレメントの布設を同時に施工するようにして、施工の合理化と工期の短縮化を図ることができる。
請求項７の発明は、前記地下布設部材の側部に掘削装置を連結し、地下布設部材の貫入と掘削孔の掘削ないし作業エレメントの布設とを、同動かつ併行させるから、施工の合理化と工期の短縮化を実現することができる。
【００７０】
請求項８の発明は、前記土砂の掘削後、残置した前記地下布設部材に填充材を充填するから、地下構造物を容易に施工することができる。
請求項９の発明は、地下構造物の一郭に沿って複数の掘削孔を掘削し、該掘削孔に前記地下布設部材を貫入し、該地下布設部材に填充材を充填し、かつその固化後、内側の土砂を掘削するから、構築中の地下構造物の一郭の強度を強化しつつ、その後の土砂の掘削を安全に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工状況を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。
【図３】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を掘削している状況を示している。
【図４】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を貫通形成後、支持部材（支持ブロック）を取り付けたエレメントの布設初期の状況を示している。
【図５】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を貫通形成後、支持部材（支持ブロック）を取り付けたエレメントの布設途中の状況を示している。
【図６】本発明の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、同図（ａ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、同図（ｂ）は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、同図（ｃ）はエレメントの布設後、その隣接位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示している。同図（ｄ）は前記エレメントの布設後、その隣接位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示す断面図、同図（ｅ）は前記エレメントの布設後、その直下位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示す断面図、同図（ｆ）は支持部材（支持ブロック）を取り付けた全てのエレメントを布設した直後の状況を示す断面図である。
【図７】図６（ｆ）に示すエレメントの布設終了後、その内側の土砂を掘削し除去するとともに、支持部材（支持ブロック）を取り外して撤去した状況を示す断面図である。
【図８】図７に示す土砂および支持部材（支持ブロック）の撤去後、各エレメントに填充材を充填した状況を示す断面図である。
【図９】図８に示す填充材の充填後、人道の仕上げ施工状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による施工状況を順に示す横断面図で、同図（ａ）は掘削装置による掘削孔の掘削状況を示し、同図（ｂ）は前記掘削孔の全区間に作業エレメントを貫入した状況を示し、同図（ｃ）は前記作業エレメントの後部に地下布設部材（エレメント）を連結し、かつ該エレメントの側部に作業エレメントを連結している状況を示し、同図（ｄ）は前記作業エレメントを到達立坑側へ引出し、その後方にエレメントを継ぎ足すとともに、側部の作業エレメントを貫入し、これに後行の作業エレメントを継ぎ足している状況を示し、同図（ｅ）は前記作業エレメントを引出し終え、その側部に作業エレメントを貫入し、該作業エレメントにエレメントを連結し、該エレメントの側部に作業エレメントを連結している状況を示している。
【図１１】前記第２の実施形態による人道の施工状況を示す縦断面図で、全てのエレメントを布設した直後の状況を示している。
【図１２】本発明の第３の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、同図（ａ）は掘削装置による掘削孔の掘削状況を示し、同図（ｂ）は前記掘削孔にエレメントを貫入し、その両側に掘削孔を掘削した状況を示し、同図（ｃ）は前記掘削孔にエレメントを貫入し、その両側に掘削孔を掘削した状況を示し、同図（ｄ）は人道の天井壁部のエレメントに填充材を充填した状況を示し、同図（ｅ）は填充材を充填後、その両側の直下に掘削孔を掘削した状況を示している。
【図１３】本発明の第３の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、前記図１２（ｅ）以降の施工状況を示している。同図（ａ）は人道の側壁部に沿って、掘削孔を下方に掘削した状況を示し、同図（ｂ）は更に掘削孔を下方に掘削した状況を示し、同図（ｃ）は人道の側壁部のエレメントに填充材を充填した状況を示し、同図（ｄ）は填充材を充填後、人道の底部壁部に形成した掘削孔に支持部材を取り付けたエレメントを布設した状況を示している。
【符号の説明】
１ 地山
３ 地下構造物（人道）
２２，２３ 地下布設部材（エレメント）
２４ 掘削孔
３１，３２ 支持部材（支持ブロック）
３４ 填充部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば人道や暗渠等のように比較的小断面の地下構造物の構築に好適で、地下布設部材の小形軽量化と低廉化、および地下布設部材への填充材の減量化と布設装置の小能力化を図れ、しかも地下布設部材の内側と、地下構造物の周囲および床付部の掘削土砂量を大幅に減量し、それらの掘削の手間を軽減して工期の短縮と工費の低減を図るとともに、施工スペ−スをコンパクト化し隣地との干渉を未然に防止し得るようにした地下構造物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば線路下や道路下に構造物を構築する方法として、特公昭５５−５０５５７号公報では、中心孔を有するプレキャストコンクリ−ト柱体の前端に掘削先管を接続し、上記中心孔の内部にスクリュ−オ−ガを収容し、多数のプレキャストコンクリ−ト柱体を、構築予定の構造物の輪郭に沿わせて順次地中に貫入後、各コンクリ−ト柱体にＰＣ鋼材を挿通し、該鋼材にプレストレスを導入後、コンクリ−ト柱体で区画した内側の土砂を掘削し除去するようにしている。
【０００３】
しかし、このいわゆるＰＣＲ工法は、掘削孔と略同形断面のコンクリ−ト柱体を要し、高価かつ大重量で、大能力の推進機を要するとともに、発進立坑に大スペ−スを要し、またコンクリ−ト柱体で区画した大量の土砂の掘削除去を要して手間が掛かり、更にＰＣ鋼材に対するプレストレスの導入を要する等して、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。
【０００４】
また、特開平１−２７８６８９号公報では、略矩形断面のエレメントの内側に、カッタ−ヘッドやスクリュ−コンベア等からなる掘削機を収容し、切羽面を掘削しながら前記エレメントを順次地中へ門型に貫入し、該貫入後、前記エレメントで区画した内側の土砂を掘削除去するようにしている。
【０００５】
しかし、この方法は、掘削孔と略同形断面の大形のエレメントを使用し、これに填充材を充填するため、大量の填充材と手間を要し、またエレメントの内側や地下構造物の床付部の土砂の掘削量が大量で、その掘削除去に手間が掛かり、工期が長期化し工費が嵩むとともに、施工スペ−スが増大して土地収用や隣地との干渉の問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば人道や暗渠等のように比較的小断面の地下構造物の構築に好適で、地下布設部材の小形軽量化と低廉化、および地下布設部材への填充材の減量化と布設装置の小能力化を図れ、しかも地下布設部材の内側と、地下構造物の周囲および床付部の掘削土砂量を大幅に減量し、それらの掘削の手間を軽減して工期の短縮と工費の低減を図るとともに、施工スペ−スをコンパクト化し隣地との干渉を未然に防止し得るようにした地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、地山に掘削装置を推進し、その掘削孔に複数の地下布設部材を布設し、該地下布設部材を地山の縦断面に略閉合形に布設後、前記地下布設部材の内側の土砂を掘削し、かつ前記地下布設部材を残置する地下構造物の構築方法において、前記地下布設部材の全部または一部の一側に支持部材を取り付け、該地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入し、かつ前記支持部材を内側に配置して布設後、前記支持部材の内側の土砂を掘削するようにして、地下布設部材の内側の土砂を掘削する従来の方法に比べて、前記支持部材のスペース分、掘削土砂の減量化を図れ、掘削の手間を軽減して、工期の短縮と工費の低減を図るようにしている。
その際、前記地下布設部材の一部に支持部材を取り付けることで、構成を簡潔にし、支持部材の取り付けの手間を軽減するようにしている。
【０００８】
請求項２の発明は、地下布設部材の断面積は掘削孔の断面積よりも小であるから、掘削孔と同形断面の地下布設部材を使用する従来の構築方法に比べて、地下布設部材の小形軽量化と低廉化を図り、該地下布設部材を貫入する掘削孔を掘削する掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化とそれら設備の低廉化を図るようにしている。
請求項３の発明は、前記土砂の掘削時、前記支持部材を取り外し若しくは粉砕して撤去するようにして、支持部材の撤去と土砂の掘削を同時かつ合理的に行なうようにしている
請求項４の発明は、前記支持部材は、発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部のモルタルを充填した袋付モルタルであり、その小形軽量化とその製作の容易化ないし低廉化を図れ、前記掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化と、それらの設備の低廉化を促すようにしている。
請求項５の発明は、前記支持部材を架枠として構成し、該支持部材を前記土砂の掘削時に前記地下布設部材から取り外し、再利用するようにして、前記支持部材の合理的な使用を図るようにしている。
【０００９】
請求項６の発明は、前記地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入時、前記支持部材の隣接位置に掘削孔を掘削し、該掘削孔に作業エレメントを布設するようにして、地下布設部材と支持部材との貫入時、掘削孔の掘削と作業エレメントの布設を同時に施工するようにして、施工の合理化と工期の短縮化を図るようにしている。
【００１０】
請求項７の発明は、前記地下布設部材の側部に掘削装置を連結し、地下布設部材の貫入と掘削孔の掘削ないし作業エレメントの布設とを、同動かつ併行させるようにして、施工の合理化と工期の短縮化を実現するようにしている。
請求項８の発明は、前記土砂の掘削後、残置した前記地下布設部材に填充材を充填して、地下構造物を容易に施工し得るようにしている。
【００１１】
請求項９の発明は、地下構造物の一郭に沿って複数の掘削孔を掘削し、該掘削孔に前記地下布設部材を貫入し、該地下布設部材に填充材を充填し、かつその固化後、内側の土砂を掘削するようにして、構築中の地下構造物の一郭の強度を強化し、その後の土砂の掘削を安全に行なうようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を線路下に地下構造物として、人道を構築する場合に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図９において１は表面に地上構造物である道路や軌道２を敷設した地山で、その内部に地下構造物である縦断面が閉合形の人道３が、軌道２と略直交方向に構築されている。図中、４は前記軌道２に沿って移動する鉄道車両である。
この場合、人道３は後述のように複数のエレメントを地中の縦断面に矩形状に配置し、完全な閉合形にしたものに限らず、門形のように不完全な閉合形に配置して構成したものでもよい。
【００１３】
前記人道３は図２のように略箱形に形成され、周囲を上床版部５と下床版部６と側壁部７，８とで区画し、これら周壁部５〜８は内側に略矩形断面の内空部９を形成している。
実施形態の人道３は、下床版部６を除く周壁５，７，８の厚さを３００ｍｍ〜５００ｍｍ、下床版部６の厚さは４００ｍｍ〜６００ｍｍ、内空部９は縦２１００ｍｍ〜４０００ｍｍ、横２５００ｍｍに形成している。
【００１４】
前記地山１の両側端部に土留め板１０，１１が立設され、その外側に発進立坑１２と到達立坑１３とが設けられ、前記発進立坑１２に発進架台１４が架設されている。
前記発進架台１４に掘削装置１５と管状の作業エレメント１６が載置可能にされ、これら掘削装置１５と作業エレメント１６とを人道３の施工位置に向けて送り出し可能にしている。
【００１５】
前記掘削装置１５に作業エレメント１６が連結され、該作業エレメント１６の後部に略同形断面の作業エレメント（図示略）が順次継ぎ足され、これらを到達立坑１３側に設けた牽引ジャッキ１７を介して、到達立坑１３側へ牽引可能にしている。図中、１８は一端を牽引ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線で、他端を掘削装置１５に接続している。
【００１６】
前記掘削装置１５や作業エレメント１６の内部に、カッタ−ヘッド１９やスクリュ−オ−ガ２０、カッタ−駆動装置２１や排土装置（図示略）が装備されている。
このうち、カッタ−ヘッド１９や作業エレメント１６の断面形状は、地下布設部材であるエレメント２２，２３の外形断面と略同形に形成され、これと略同形の掘削孔２４を掘削可能にしている。
【００１７】
前記エレメント２２，２３は、人道３の各構成部に亘って同形断面のものを用いることが望ましく、実施形態では鋼板を組み付けて、横長若しくは縦長矩形断面の管体に構成され、このうちの一つを施工基準である基準管とし、その他を標準管としている。
【００１８】
前記エレメント２２，２３は前記人道３の上床版部５と下床版部６および左右の側壁部７，８に沿って配置され、このうちエレメント２２は上床版部５と下床版部６に横長に配置され、また側壁部７，８ではこれを９０°回転させて縦長に配置していて、その矩形断面の長さ方向の両側に各一対の継手枠２５を突設し、その先端に継手２６を設けている。
【００１９】
また、前記エレメント２３は人道３の隅角部に配置され、これは前記エレメント２２と同形断面に形成され、その周面に各一対の継手枠２７，２８を直交して配置し、この一方の長尺の継手枠２７，２８をエレメント２３の外側に偏って配置し、これらの先端に継手２９，３０を設けている。
【００２０】
前記エレメント２２，２３は、前記継手２６，２９，３０を介して図６のように略矩形に組み付けられ、その各エレメント２２，２３の内側に、支持部材である略矩形または略方形断面の支持ブロック３１，３２を取り付けている。
【００２１】
前記支持ブロック３１，３２は、成形が容易で軽量かつ安価で適当な強度を備えた、例えば発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部にモルタルを填充した袋付モルタル等で略角柱状に形成され、その長さを前記エレメント２２，２３と略同長に形成している。
【００２２】
このうち、支持ブロック３１は、前記エレメント２２の一側に略全域に亘って取り付けられ、これは図６のように横長若しくは縦長の矩形断面に形成され、その横幅はエレメント２２，２３の横幅と略同幅に形成されている。
また、前記支持ブロック３１の厚さは、掘削装置１５若しくは作業エレメント１６、若しくは掘削孔２４の断面の縦または横寸法から、前記エレメント２３の縦幅を差し引いた寸法に形成されている。
【００２３】
実施形態では支持ブロック３１の厚さは、エレメント２２の縦幅よりも若干大きく形成され、その断面積もエレメント２２より大きく形成しているが、これらの形状寸法は土質や施工条件によって適宜変更可能である。
そして、前記支持ブロック３１を取り付けたエレメント２２の外形形状は、掘削孔２４の断面形状と略同形状に形成され、掘削孔２４の内面に可及的に密着させて貫入可能にしている。
【００２４】
また、前記支持ブロック３２は図６のように略方形断面に形成され、その一辺の長さは前記ブロック３１の厚さと略同一に形成され、これをエレメント２３とその継手枠２８の各辺に亘って取り付けている。
【００２５】
そして、前記支持ブロック３２を取り付けたエレメント２３の外形形状は、前記ブロック３１を取り付けたエレメント２２の外形形状と略同形状で、掘削孔２４の断面形状と略同形状に形成され、後述のように掘削孔２４の内面に可及的に密着させて貫入可能にしている。
【００２６】
前記支持ブロック３１，３２の各エレメント２２，２３に対する取り付けは、エレメント２２，２３若しくは支持ブロック３１，３２の製造工場または発進立坑１２等の施工現場で行なわれる。
【００２７】
そして、前記支持ブロック３１，３２を取り付け後、牽引ジャッキ１７およびＰＣ鋼線３３を介し、エレメント２２，２３を掘削孔２４に沿って発進立坑１２側から到達立坑１３側へ牽引し、該エレメント２２，２３の後端部に後行エレメント２２，２３を順次継ぎ足し、掘削孔２４の全域に敷設している。
この他、図中３４はエレメント２２，２３内およびそれらの間に填充した、モルタル等の填充部材である。
【００２８】
このように構成した地下構造物の構築方法は、後述のように掘削孔２４より小断面積のエレメント２２，２３を使用するから、掘削孔２４と同形断面のエレメントを使用する従来の構築方法に比べて、使用エレメントの小形軽量化と低廉化を図れ、掘削駆動装置１５や牽引ジャッキ１７、ＰＣ鋼線１８，３３等の小能力化を図れて、それらの低廉化を図れる。
この場合、支持ブロック３１，３２は発泡スチロ−ルや木材、袋付モルタル等で軽量に構成されているから、前記効果を損なうことはなく、またこれを容易かつ安価に製作できる。
【００２９】
次に前記構築方法によって人道３を構築する場合は、軌道２，２を敷設した地山１の両側に発進立坑１２と到達立坑１３を掘削し、該立坑１２，１３の境界部に土留め板１０，１１を打ち込み、当該部を土留めする。
【００３０】
そして、前記発進立坑１２の所定位置に発進架台１４を架設し、該架台１４に互いに連結した掘削装置１５と作業エレメント１６を載置し、また到達立坑１３の所定位置に牽引ジャッキ１７を設置し、該ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線１８の先端を掘削装置１５に接続する。
【００３１】
このような状況の下で掘削装置１５を駆動し、土砂を掘削するとともにその掘削土砂を外部へ排出し、また牽引ジャッキ１７を牽引作動し、掘削装置１５を牽引して、地山１の内部にカッタ−ヘッド１９若しくは作業エレメント１６の断面形状と略同形状の矩形断面の掘削孔２４を形成する。この状況は図３および図６（ａ）のようである。
【００３２】
こうして、掘削装置１５を掘進し、作業エレメント１６の後方に作業エレメント（図示略）を順次継ぎ足し、前記掘削孔２４を施工区間に亘って掘削したところで、掘削装置１５と作業エレメント１６、作業エレメントを引き抜き、これらを撤去して掘削孔２４を貫通し、支持ブロック３１を取り付けたエレメント２２を、前記掘削孔２４に向けて前記発進架台１４に載置する。
この場合、支持ブロック３１とエレメント２２との取り付けは、支持ブロック３１の製造工場または発進立坑１４等の施工現場で行なう。
【００３３】
そして、前記エレメント２２の先端部に牽引ジャッキ１７に連係するＰＣ鋼線３３を接続し、該牽引ジャッキ１７を牽引作動して、前記エレメント２２と支持ブロック３１を掘削孔２４へ一緒に引き込み、これを牽引する。この状況は図４および図６（ｂ）のようである。
【００３４】
この後、前記エレメント２２と支持ブロック３１を、略その長さ分移動したところで、それらの後端部に発進架台１４を介して、後行のエレメント２２と支持ブロック３１を継ぎ足す。
前記後行のエレメント２２と支持ブロック３１は、予め組み付けて発進架台１４に載置し準備して置く。
【００３５】
そして、牽引ジャッキ１７を牽引作動し、先後行のエレメント２２と支持ブロック３１とを一緒に牽引し、これらを掘削孔２４に移動する。この状況は図５のようである。
この後、エレメント２２と支持ブロック３１のアセンブリを所定数継ぎ足し、これらを掘削孔２４の全域に亘って貫入する。
【００３６】
このようなエレメント２２と支持ブロック３１の貫入時は、これらが前述のように軽量で、その外形断面が掘削孔２４の断面形状と略同形であって、これを既に形成した掘削孔２４に引き入れるだけであるから、円滑かつ迅速に貫入できる
【００３７】
しかも、エレメント２２と支持ブロック３１は、図６（ｂ）のように掘削孔２４の内面に略密着して布設されるから、エレメント２２を正確に貫入でき、その施工精度が向上する。
この場合、支持ブロック３１はエレメント２２の下位に位置し、該エレメント２２や直上の土圧に耐えて、弾性変形することなく当初の貫入位置を維持する。
【００３８】
こうして、基準管のエレメント２２とその支持ブロック３１を布設後、その隣接位置に発進架台１４を移動し、該架台１４に前述の掘削装置１５と作業エレメント１６を載置し、また到達立坑１３の所定位置に牽引ジャッキ１７を設置し、該ジャッキ１７に接続したＰＣ鋼線１８の先端を掘削装置１５に接続する。
【００３９】
このような状況の下で掘削装置１５を駆動し、土砂を掘削するとともに、その掘削土砂を排出し、また牽引ジャッキ１７を牽引作動し、掘削装置１５を牽引して掘進させ、前記掘削孔２４に隣接して同形の掘削孔２４を形成する。
【００４０】
そして、掘削孔２４を施工区間に亘って形成し、掘削装置１５と作業エレメント１６を撤去し、掘削孔２４を貫通後、支持ブロック３２を取り付けた隅角部に配置するエレメント２３を、前記掘削孔２４に向けて前記発進架台１４に載置し、これを牽引ジャッキ１７を介して掘削孔２４へ一緒に引き入れる。
【００４１】
その際、前記エレメント２３の継手２７，２８を前記エレメント２２の継手２６に係合し、エレメント２３の布設位置を誘導する。
この状況は図６（ｃ）のようで、エレメント２３と支持ブロック３２を、前記エレメント２２と支持ブロック３１に隣接して貫入する。
【００４２】
この後、所定数のエレメント２３と支持ブロック３２のアセンブリを順次継ぎ足し、これらを掘削孔２４の全域に亘って貫入し布設する。
以降、上床版部５の他側端部、側壁部７，８、下床版部６へ施工箇所を移動し、それらに同形断面の掘削孔２４を掘削し、該孔２４を貫通後、所定のエレメント２２若しくは２３と支持ブロック３１若しくは３２のアセンブリを掘削孔２４へ貫入し、これらを順次継ぎ足して布設する。この状況は図６（ｄ）〜（ｆ）のようである。
【００４３】
こうして、全てのエレメント２２，２３と支持ブロック３１，３２のアセンブリを布設し終えると、図６（ｆ）のように複数のエレメント２２，２３が地山１の縦断面に矩形に組み付けられ、またその内側に支持ブロック３１，３２が矩形に配置され、該ブロック３１，３２が地山１を取り囲んでいる。
【００４４】
このような状況の下で適当な掘削機または人手によって、支持ブロック３１，３２で区画した地山１を掘削し、同時に支持ブロック３１，３２を取り外し若しくは粉砕して、掘削土砂と一緒に除去する。この状況は図７のようである。
【００４５】
この場合、前記地山１の掘削量は、支持ブロック３１，３２で取り囲まれた容積に相当し、従来のようにエレメントで直接取り囲んだ容積に比べて少量であるから、掘削の手間が軽減され、その分工期の短縮と工費の低減を図れる。
【００４６】
また、支持ブロック３１，３２は発泡スチロ−ルや木材のように、エレメント２２，２３を支持するだけで、大した強度や硬度を有しないから、エレメント２２，２３から簡単かつ速やかにに取り外せ、若しくは粉砕されて、掘削土砂と一緒に簡単に除去できる。
【００４７】
この後、エレメント２２，２３の内部や継手枠２５，２７、２５，２８間、および継手２６，２９，３０内にモルタル若しくはコンクリ−ト等の填充材３４を充填する。この状況は図８のようである。
この場合、前述のようにエレメント２２，２３が、従来のエレメントに比べて小形で小容積であるから、填充材３４の充填量の少量化を図れ、該充填の手間を軽減し、工期の短縮と工費の低減を図れる。
【００４８】
そして、エレメント２２，２３の表面に化粧用としてモルタル若しくはコンクリ−トを被覆し、人道３の周壁５〜８を仕上げれば、一連の人道３の構築が完了する。この状況は図９のようである。
【００４９】
このように、本発明は同一の内空面積の人道３を構築する際、内空の周囲にエレメントを配置し布設する従来の工法に比べ、内空の内側に支持ブロック３１，３２を配置し、該ブロック３１，３２の厚さ分、薄厚小形のエレメント２２，２３を用い、周壁５〜８を薄厚化している。
したがって、前記従来の工法に比べて、人道３の周囲の掘削量が大幅に低減し、その掘削除去の手間を軽減するとともに、施工スペ−スおよび断面がコンパクトになり、隣地を侵す心配がない。
【００５０】
また、前記周壁５〜８の薄厚分、人道３を上方へ施工できるから、その下方の床付部の掘削量を低減できるとともに、例えば人道３の代わりに水路等の暗渠を構築する際、河床を上げることができ、地下水の湧出しを未然に防止し施工が容易になる一方、内空上面からの土被りを低減でき、施工が容易になる。
【００５１】
なお、前述の実施形態は支持部材として、ブロック状の支持ブロック３１，３２を用いているが、これを例えば掘削施工用のスプレッダや、型枠を船形に組み付けた架枠のように、十分な剛性を備えた支持脚として構成し、該支持脚をエレメント２２，２３の一側面に着脱可能に取り付け、その先側部を内側の地山１に当接可能にして、エレメント２２，２３を強力に支持するとともに、地山１の掘削時に取り外して再利用し、その合理的な使用を図るようにすることも可能である。
また、前述の実施形態は掘削装置１５によって掘削孔２４を掘削しているが、これを人力で手掘りすることも可能である。
【００５２】
図１０乃至図１３は本発明の他の実施形態を示し、前述の構成と対応する部分に同一の符号を用いている。
このうち、図１０および図１１は本発明の第２の実施形態の要部を示す横断面図で、この実施形態では各エレメント２２，２３の内側に支持ブロック３１，３２を取り付ける代わりに、周壁５，７，８を構成する主要なエレメント２２に、十分な剛性を備えた前記支持脚を着脱可能に取り付けている。
【００５３】
前記支持脚を用いた施工手順は図１０のようで、先ず同図（ａ）のように掘削装置１５に、周囲に継手（図示略）を備えた矩形管状の作業エレメント３５を連結し、これらを到達立坑１３側へ牽引して掘進する。
そして、前記作業エレメント３５の後部に後行の作業エレメント３５を順次継ぎ足し、これらのエレメント３５を同図（ｂ）のように、地山１の全域に布設する。
【００５４】
そして、発進立坑１２側の最後部の作業エレメント３５に、該エレメント３５と略同形断面の地下布設部材であるエレメント２２若しくは２３を連結し、該エレメント２２若しくは２３の側部に、継手（図示略）を介して作業エレメント３５を連結し、該エレメント３５の先端部に掘削装置１５を連結する。この状況は図１０（ｃ）のようである。
【００５５】
この後、前記エレメント２２を複数の作業エレメント３５と一緒に到達立坑１３側へ牽引し、同時に側部の作業エレメント３５を別の牽引ジャッキ（図示略）で同速度に牽引するとともに、掘削装置１５を駆動して、前記エレメント３５を同方向へ移動する。
このようにすると、到達立坑１３側の作業エレメント３５が地山１から引出され、代わりにエレメント２２若しくは２３が地山１へ貫入し、掘削装置１５と作業エレメント３５がこれに同動する。
【００５６】
こうして、一つの作業エレメント３５が引出され、その分他の作業エレメント３５とエレメント２２若しくは２３が移動したところで、それらの後部に後行の作業エレメント３５、およびエレメント２２若しくは２３を継ぎ足し、これらを貫入する。
【００５７】
以降、後行の作業エレメント３５、およびエレメント２２若しくは２３を順次継ぎ足し、これらを地山１へ貫入する。
この状況は図１０（ｄ），（ｅ）のようで、作業エレメント３５の代わりにエレメント２２若しくは２３が布設され、またその隣に全施工区間に亘って複数の作業エレメント３５が布設される。
【００５８】
そして、最後部の作業エレメント３５にエレメント２２若しくは２３を連結し、該エレメント２２若しくは２３の側部に、継手（図示略）を介して作業エレメント３５を連結する。
【００５９】
このように、この実施形態は作業エレメント３５の引き出し若しくは貫入時に、エレメント２２若しくは２３を同動させて布設し、また作業エレメント３５とエレメント２２若しくは２３の施工を併行しているから、それらの施工を合理的かつ連続して迅速に行なえる。
【００６０】
しかも、掘削孔２４に前記エレメント２２，２３，３５が始終貫入しているから、掘削孔２４を一旦貫通させる方法に比べ、地山１の安定性が向上し、また各エレメント２２，２３に支持ブロック３１，３２を取り付ける場合に比べ、支持ブロック３１，３２が低減し、その取り付けの手間が軽減する。
【００６１】
図１２，１３は、本発明の第３の実施形態の施工手順の要部を前後に分けて示す縦断面図で、この実施形態は先ず掘削孔２４を形成し（図１２（ａ））、該掘削孔２４に支持部材３０を取り付けたエレメント２２を貫入する。
前記エレメント２２の貫入と同時に、その両側に掘削孔２４，２４を掘削し（図１２（ｂ））、これらの掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入する
【００６２】
そして、前記エレメント２２，２２の貫入と同時に、その両側に掘削孔２４，２４を掘削し（図１２（ｃ））、該孔２４，２４にエレメント２３，２３を貫入する。
この後、前記エレメント２３，２３の直下に掘削孔２４，２４を掘削し、これらのエレメント２２，２３に填充材３４を充填する（図１２（ｄ））。
【００６３】
このように、この実施形態はエレメント２３，２３の貫入過程で、先ず施工上部を填充材３４で充填し、当該部の強度を増強するから、当該部の構造が安定する。
前記充填後、掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削する（図１２（ｅ））。
【００６４】
そして、前記掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削する（図１３（ａ））。
この後、前記掘削孔２４，２４にエレメント２２，２２を貫入し、その直下に掘削孔２４，２４を掘削し（図１３（ｂ））、該掘削孔２４，２４にエレメント２３，２３を貫入後、これら側壁７，８部のエレメント２２，２３に填充材３４を充填する（図１３（ｃ））。
【００６５】
そして、側壁部７，８の下端部の内側に掘削孔２４，２４を掘削し、該掘削孔２４，２４に支持部材３０を取り付けたエレメント２２を貫入する。
この後、前記エレメント２２，２２の間に掘削孔２４を掘削し（図１３（ｄ））、該掘削孔２４にエレメント２２を貫入し、これらのエレメント２２に填充材３４を充填して、主要な作業を終了する。
【００６６】
このように、この実施形態はエレメント２３，２３の貫入過程で、施工上部から各周壁５〜８部を順次填充材３４で充填し、当該部の強度を増強するから、当該部の構造が安定する。
そして、周壁５〜８部を構築後、内側の土砂を掘削するから、周壁５〜８部の構築前に土砂を掘削する方法に比べて、作業の安全性が向上する。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、地下布設部材の全部または一部の一側に支持部材を取り付け、該地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入し、かつ前記支持部材を内側に配置して布設後、前記支持部材の内側の土砂を掘削するから、地下布設部材の内側の土砂を掘削する従来の方法に比べて、前記支持部材のスペース分、掘削土砂の減量化を図れ、掘削の手間を軽減して、工期の短縮と工費の低減を図ることができる。
その際、前記地下布設部材の一部に支持部材を取り付けることで、構成を簡潔にし、支持部材の取り付けの手間を軽減することができる。
【００６８】
請求項２の発明は、地下布設部材の断面積は掘削孔の断面積よりも小であるから、掘削孔と同形断面の地下布設部材を使用する従来の構築方法に比べて、地下布設部材の小形軽量化と低廉化を図れ、該地下布設部材を貫入する掘削孔を掘削する掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化とそれら設備の低廉化を図ることができる。
請求項３の発明は、前記土砂の掘削時、前記支持部材を取り外し若しくは粉砕して撤去するから、支持部材の撤去と土砂の掘削を同時かつ合理的に行なうことができる。
請求項４の発明は、前記支持部材は、発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部のモルタルを充填した袋付モルタルであるから、その小形軽量化とその製作の容易化ないし低廉化を図れ、前記掘削駆動装置や、これを牽引する牽引ジャッキ、ＰＣ鋼線等の小能力化と、それらの設備の低廉化を促すことができる。
請求項５の発明は、前記支持部材を架枠として構成し、該支持部材を前記土砂の掘削時に前記地下布設部材から取り外し、再利用するから、前記支持部材の合理的な使用を図ることができる。
【００６９】
請求項６の発明は、前記地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入時、前記支持部材の隣接位置に掘削孔を掘削し、該掘削孔に作業エレメントを布設するから、地下布設部材と支持部材との貫入時、掘削孔の掘削と作業エレメントの布設を同時に施工するようにして、施工の合理化と工期の短縮化を図ることができる。
請求項７の発明は、前記地下布設部材の側部に掘削装置を連結し、地下布設部材の貫入と掘削孔の掘削ないし作業エレメントの布設とを、同動かつ併行させるから、施工の合理化と工期の短縮化を実現することができる。
【００７０】
請求項８の発明は、前記土砂の掘削後、残置した前記地下布設部材に填充材を充填するから、地下構造物を容易に施工することができる。
請求項９の発明は、地下構造物の一郭に沿って複数の掘削孔を掘削し、該掘削孔に前記地下布設部材を貫入し、該地下布設部材に填充材を充填し、かつその固化後、内側の土砂を掘削するから、構築中の地下構造物の一郭の強度を強化しつつ、その後の土砂の掘削を安全に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工状況を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。
【図３】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を掘削している状況を示している。
【図４】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を貫通形成後、支持部材（支持ブロック）を取り付けたエレメントの布設初期の状況を示している。
【図５】前記本発明の実施形態を示す断面図で、線路下に人道を構築する施工過程で、地中に掘削孔を貫通形成後、支持部材（支持ブロック）を取り付けたエレメントの布設途中の状況を示している。
【図６】本発明の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、同図（ａ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、同図（ｂ）は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図、同図（ｃ）はエレメントの布設後、その隣接位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示している。同図（ｄ）は前記エレメントの布設後、その隣接位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示す断面図、同図（ｅ）は前記エレメントの布設後、その直下位置に別の掘削孔を形成し、該掘削孔に支持部材（支持ブロック）を取り付けた別のエレメントの布設状況を示す断面図、同図（ｆ）は支持部材（支持ブロック）を取り付けた全てのエレメントを布設した直後の状況を示す断面図である。
【図７】図６（ｆ）に示すエレメントの布設終了後、その内側の土砂を掘削し除去するとともに、支持部材（支持ブロック）を取り外して撤去した状況を示す断面図である。
【図８】図７に示す土砂および支持部材（支持ブロック）の撤去後、各エレメントに填充材を充填した状況を示す断面図である。
【図９】図８に示す填充材の充填後、人道の仕上げ施工状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による施工状況を順に示す横断面図で、同図（ａ）は掘削装置による掘削孔の掘削状況を示し、同図（ｂ）は前記掘削孔の全区間に作業エレメントを貫入した状況を示し、同図（ｃ）は前記作業エレメントの後部に地下布設部材（エレメント）を連結し、かつ該エレメントの側部に作業エレメントを連結している状況を示し、同図（ｄ）は前記作業エレメントを到達立坑側へ引出し、その後方にエレメントを継ぎ足すとともに、側部の作業エレメントを貫入し、これに後行の作業エレメントを継ぎ足している状況を示し、同図（ｅ）は前記作業エレメントを引出し終え、その側部に作業エレメントを貫入し、該作業エレメントにエレメントを連結し、該エレメントの側部に作業エレメントを連結している状況を示している。
【図１１】前記第２の実施形態による人道の施工状況を示す縦断面図で、全てのエレメントを布設した直後の状況を示している。
【図１２】本発明の第３の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、同図（ａ）は掘削装置による掘削孔の掘削状況を示し、同図（ｂ）は前記掘削孔にエレメントを貫入し、その両側に掘削孔を掘削した状況を示し、同図（ｃ）は前記掘削孔にエレメントを貫入し、その両側に掘削孔を掘削した状況を示し、同図（ｄ）は人道の天井壁部のエレメントに填充材を充填した状況を示し、同図（ｅ）は填充材を充填後、その両側の直下に掘削孔を掘削した状況を示している。
【図１３】本発明の第３の実施形態による施工状況を順に示す縦断面図で、前記図１２（ｅ）以降の施工状況を示している。同図（ａ）は人道の側壁部に沿って、掘削孔を下方に掘削した状況を示し、同図（ｂ）は更に掘削孔を下方に掘削した状況を示し、同図（ｃ）は人道の側壁部のエレメントに填充材を充填した状況を示し、同図（ｄ）は填充材を充填後、人道の底部壁部に形成した掘削孔に支持部材を取り付けたエレメントを布設した状況を示している。
【符号の説明】
１ 地山
３ 地下構造物（人道）
２２，２３ 地下布設部材（エレメント）
２４ 掘削孔
３１，３２ 支持部材（支持ブロック）
３４ 填充部材
Claims (9)
- 地山に掘削装置を推進し、その掘削孔に複数の地下布設部材を布設し、該地下布設部材を地山の縦断面に略閉合形に布設後、前記地下布設部材の内側の土砂を掘削し、かつ前記地下布設部材を残置する地下構造物の構築方法において、前記地下布設部材の全部または一部の一側に支持部材を取り付け、該地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入し、かつ前記支持部材を内側に配置して布設後、前記支持部材の内側の土砂を掘削することを特徴とする地下構造物の構築方法。
- 前記地下布設部材の断面積は掘削孔の断面積よりも小である請求項１記載の地下構造物の構築方法。
- 前記土砂の掘削時、前記支持部材を取り外し若しくは粉砕して撤去する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
- 前記支持部材は、発泡スチロ−ル、木材若しくはその合成材、または内部のモルタルを充填した袋付モルタルである請求項３記載の地下構造物の構築方法。
- 前記支持部材を架枠として構成し、該支持部材を前記土砂の掘削時に前記地下布設部材から取り外し、再利用する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
- 前記地下布設部材と支持部材とを前記掘削孔に貫入時、前記支持部材の隣接位置に掘削孔を掘削し、該掘削孔に作業エレメントを布設する請求項１記載の地下構造物の構築方法
- 前記地下布設部材の側部に掘削装置を連結し、地下布設部材の貫入と掘削孔の掘削ないし作業エレメントの布設とを、同動かつ併行させる請求項６記載の地下構造物の構築方法
- 前記土砂の掘削後、残置した前記地下布設部材に填充材を充填する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
- 地下構造物の一郭に沿って複数の掘削孔を掘削し、該掘削孔に前記地下布設部材を貫入し、該地下布設部材に填充材を充填し、かつその固化後、内側の土砂を掘削する請求項１記載の地下構造物の構築方法。
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