JP7419169B2 - 地下構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状の地下構造物を構築する方法に関する。

特許文献１は、鋼材を芯材とする土留め壁の内側に鉄筋コンクリート構造の本体構造物を構築するに当たって、土留め壁の芯材である鋼材と鉄筋コンクリート構造の本体外周壁とをジベルを介して一体化する技術を開示している。

特許第３３６２０１９号公報

ところで、地盤を掘削することで地中に坑を形成し、この坑内に本設の地下構造物を構築する工事において、坑壁を支持するために建て込まれる支保工は、基本的に仮設材であると考えられている。それゆえ、当該工事では、支保工の内面に本設の地下構造物の外面がくるように設計され得る。従って、地中に形成される坑の断面積を、本設の地下構造物の断面積よりも支保工の設置スペース分大きくする必要があり、その分、掘削土量が増加していた。

本発明は、このような実状に鑑み、地下構造物の構築時に発生する掘削土量を低減することを目的とする。

そのため本発明に係る地下構造物の構築方法は筒状の地下構造物を構築する方法である。本発明に係る地下構造物の構築方法は、地盤を掘削することで地中に坑を形成すること、及び、坑の内周面に沿って支保工を建て込むことを含む坑形成工程と、地下構造物を構成する鉄筋を坑内にて組み立てる鉄筋組立工程と、地下構造物を構成するコンクリートを、支保工と鉄筋とを巻き込むように打設するコンクリート打設工程と、を含む。支保工は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成される。本発明に係る地下構造物の構築方法は、支保工の建て込みに先立って、支保工の延在方向に沿って延びるコンクリート板の一面を支保工の外フランジの外面に張り付けることを含むコンクリート板張付工程を更に含む。坑形成工程では、コンクリート板の他面が坑の内周面に相対するように、支保工を建て込む。コンクリート板張付工程は、支保工の延在方向に沿って延びる帯状の防水シートの一面をコンクリート板の他面に張り付けることを更に含む。防水シートは、コンクリート板よりも幅広である。

本発明によれば、地下構造物を構成するコンクリートを、支保工と鉄筋とを巻き込むように打設する。ゆえに、支保工が地下構造物に内包され得るので、地中に形成される坑の断面積を地下構造物の断面積に近づけて最小限の断面積とすることができる。従って、その分、掘削土量を低減することができる。

本発明の第１実施形態におけるトンネルの概略構成を示す図 前記第１実施形態におけるトンネルの構築方法のフローチャート 前記第１実施形態における坑形成工程にて形成された坑を示す図 前記第１実施形態における支保工に設けられたコンクリート板、防水シート、及び補強シートの配置を示す図 前記第１実施形態における底版・側壁構築工程にて構築された底版及び側壁と、頂版構築工程にて構築された頂版とを示す図 図５のＣ－Ｃ断面図 図５のＤ－Ｄ断面図 図５のＥ－Ｅ断面図 前記第１実施形態における底版及び側壁の構築方法のフローチャート 前記第１実施形態における頂版の構築方法のフローチャート 本発明の第２実施形態における支保工に設けられたコンクリート板、防水シート、補強シート、及び袋体の配置を示す図 前記第２実施形態における袋体の収縮状態と膨張状態とを示す図 本発明の第３実施形態における支保工に設けられた袋体の配置を示す図 前記第３実施形態における袋体の収縮状態と膨張状態とを示す図 本発明の第４実施形態におけるワイヤーソー切断工程を説明するための図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１（ア）は、本発明の第１実施形態におけるトンネル１の概略構成を示す図である。図１（イ）は、図１（ア）のＡ－Ａ断面図である。

トンネル１は、本発明の「地下構造物」の一例であり、矩形の筒状であり、換言すればボックスカルバート状である。トンネル１の上方に位置するトンネル５０は、本発明の「既設構造物」の一例であり、トンネル１の構築に先立って構築されたものである。

トンネル５０は、例えば、地下鉄などの鉄道トンネル又は道路トンネルであり、地面ＧＬ下の地盤Ｇ中（地中）に構築されている。
トンネル１は、既設のトンネル５０の直下にその横断方向に延びるように地中に構築されるものであり、例えば、歩行者が通行可能な通路（トンネル５０のアンダーパス）として使用され得る。

トンネル１は、矩形断面を有しており、左右一対の側壁２Ｌ，２Ｒと、側壁２Ｌ，２Ｒの上端同士を接続する頂版３と、側壁２Ｌ，２Ｒの下端同士を接続する底版４とにより構成されている。また、トンネル１の外周面は防水層２０によって囲まれており、この防水層２０は、防水シート２１と補強シート２２とが積層された積層構造となっている。

トンネル１の頂版３の上面３ａは、防水層２０を介して、トンネル５０の下面５０ａに接触している。ここで、下面５０ａは、例えば、地下鉄の軌道下床版下面、あるいは、道路トンネルの下床版下面であり得る。

図２は、トンネル１の構築方法のフローチャートである。本実施形態では、既設のトンネル５０が存在する状態で、その下方にてトンネル１の構築が行われる。

トンネル１の構築方法では、まず、ステップＳ１にて、作業空間形成工程として、地中に作業空間５，６（図１（ア）参照）を形成する。ここにおける「作業空間の形成」とは、後述するステップＳ２～Ｓ４を実施するための作業空間を形成することである。この「作業空間の形成」には、地中に立坑を構築すること、あるいは、他の工事現場の空間を利用することなどが含まれ得る。この点、図１（ア）は、地中に立坑５ａを構築することで作業空間５を形成することを示しており、また、他の工事現場の空間を作業空間６として利用していることを示している。ここで、作業空間５，６の形成については、図１（ア）に図示のものに限らない。
作業空間５，６は、トンネル５０を挟んで両側に形成され得る。

次に、ステップＳ２にて、坑形成工程として、作業空間５内、及び／又は作業空間６内から略水平に地盤Ｇの掘削を開始して、トンネル５０の直下を掘削することで、地中に坑（横坑）７を形成する。

図３は、坑形成工程にて形成された、矩形断面を有する坑７を示している。図３に示すように、坑形成工程は、坑７の内周面に沿って鋼製の支保工８を建て込むことを含む。支保工８は、左右一対の側部支保工９Ｌ，９Ｒと、側部支保工９Ｌ，９Ｒの上端同士を接続する上部支保工１０と、側部支保工９Ｌ，９Ｒの下端同士を接続する下部支保工１１とを矩形状に組み立てることで形成され得る。側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１はＨ形鋼からなる。すなわち、支保工８は、Ｈ形鋼によって構成されている。このＨ形鋼は、外フランジと内フランジとウェブとからなる。ここで、外フランジとは、地山側に位置するフランジであり、内フランジとは、外フランジよりも坑７の内方に位置するフランジである。
下部支保工１１の設置に先立って空練りモルタルを敷き、下部支保工１１を正確な高さ及び水平位置に設置することが好ましい。

支保工８（側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１）の外フランジには、プレキャストコンクリート製のコンクリート板（ＰＣａコンクリート板）１５が張り付けられている。コンクリート板１５は、支保工８の建て込みに先立って、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１の各々の外フランジに張り付けられる。この工程が、本発明の「コンクリート板張付工程」に対応する。この「コンクリート板張付工程」は、支保工８の建て込みに先立って、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１の各々の外フランジに張り付けられたコンクリート板１５に防水シート２１及び補強シート２２を張り付けることも含み得る。

図４は、支保工８（側部支保工９Ｌ，９Ｒ、上部支保工１０、及び下部支保工１１）に設けられたコンクリート板１５、防水シート２１、及び補強シート２２の配置を示す。詳しくは、図４（ア）は、コンクリート板１５、防水シート２１、及び補強シート２２が張り付けられた側部支保工９Ｌ，９Ｒを示す図であり、図４（イ）は、図４（ア）のＢ－Ｂ断面図である。図４（ウ）は、コンクリート板１５、防水シート２１、及び補強シート２２が張り付けられた上部支保工１０及び下部支保工１１を示す図である。

図４（ア）及び（イ）に示すように、側部支保工９Ｌ，９Ｒの外フランジの外面（地山側の面）には、それを覆うようにコンクリート板１５の内面（一面）が張り付けられている。このコンクリート板１５は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に沿って延びている。坑形成工程では、側部支保工９Ｌ，９Ｒが建て込まれると、このコンクリート板１５の外面（他面）が坑７の内周面に相対する。

側部支保工９Ｌ，９Ｒのウェブには、鉄筋挿通用の貫通孔１６が複数形成されている。これら貫通孔１６は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に間隔を空けて並んでいる。

図４（ア）及び（イ）に示すように、防水シート２１は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に沿って延びる帯状であり、その内面（一面）がコンクリート板１５の外面（他面）に張り付けられている。この防水シート２１は、コンクリート板１５よりも幅広である（図４（イ）参照）。防水シート２１は例えば樹脂製であり、可撓性を有する。

図４（ア）及び（イ）に示すように、補強シート２２は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に沿って延びる帯状であり、その内面（一面）が防水シート２１の外面（他面）に張り付けられている。この補強シート２２は、防水シート２１よりも幅広である（図４（イ）参照）。補強シート２２は、例えば布製であり、可撓性を有する。補強シート２２は、防水シート２１を補強するためのものである。ゆえに、仮に防水シート２１の強度が十分である場合には、補強シート２２を省略してもよい。

図４（ウ）に示すように、上部支保工１０及び下部支保工１１についても、側部支保工９Ｌ，９Ｒと同様に、コンクリート板１５、防水シート２１、及び補強シート２２が張り付けられている。これに加えて、上部支保工１０及び下部支保工１１の各々の端面にも、コンクリート板１５ａ、防水シート２１ａ、及び補強シート２２ａが張り付けられている。

前述の坑形成工程では、例えば１ｍ程度の間隔で地盤Ｇの掘削と支保工８の設置とを繰り返すことで、作業空間５，６に連通する坑７を形成する。ここで、坑７の延在方向に間隔を空けて設置された複数の上部支保工１０の各々の外フランジ（上フランジ）が、コンクリート板１５及び防水層２０（防水シート２１及び補強シート２２）を介してトンネル５０の下面５０ａに接触するようになっており、このことで、トンネル１の構築途中でのトンネル５０の沈下を抑制している。ここにおいて、前述のトンネル５０の下面５０ａが、坑７の内周面の一部（特に坑７の天端面）として機能し得る。また、上部支保工１０は、支保工８における坑７の天端面に相対する部分である。

尚、坑形成工程に先立って、地中における坑７の形成予定領域の左右両側方、及び下方に例えば２～３ｍ厚の地盤改良を行うことで、地盤改良領域１２を形成してもよい（地盤改良工程）。つまり、この地盤改良工程は、前述の坑形成工程に先立って実施され得る。また、この地盤改良工程は、前述の作業空間形成工程の前又は後に実施されてもよく、あるいは、前述の作業空間形成工程に並行して実施されてもよい。

次に、ステップＳ３にて、底版・側壁構築工程として、坑７内にて、その内周面に沿うように、底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを構築する。ここで、図５は、底版・側壁構築工程にて構築された底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを示す。図６は図５のＣ－Ｃ断面図であり、図７は図５のＤ－Ｄ断面である。

側壁２Ｌ，２Ｒは、底版４の左右両端から立ち上がっている。図５及び図７に示すように、側部支保工９Ｌ，９Ｒは、側壁２Ｌ，２Ｒを構成するコンクリートによって巻き込まれている。また、図５及び図６に示すように、下部支保工１１は、底版４を構成するコンクリートによって巻き込まれている。

図９は、底版・側壁構築工程にて実施される、底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒの構築方法のフローチャートである。

まず、ステップＳ１１にて、補強シート接続工程として、隣り合う支保工８同士に関して、各々に張り付けられている補強シート２２同士を接続する。この接続に関して、隣り合う補強シート２２間に隙間が空いている場合には、接続用の補強シートを足して当該接続を行う。

次に、ステップＳ１２にて、防水シート接続工程として、隣り合う支保工８同士に関して、各々に張り付けられている防水シート２１同士を接続する。この接続に関しては、隣り合う防水シート２１間に隙間が空いているので、接続用の防水シートを足して当該接続を行う。

従って、ステップＳ１１，１２にて、防水層２０が接続形成される。

次に、ステップＳ１３にて、鉄筋組立工程として、底版４を構成する上側鉄筋３１及び下側鉄筋３２と、側壁２Ｌ，２Ｒを構成する外側鉄筋３３及び内側鉄筋３４とを組み立てる。この工程では、下側鉄筋３２が、下部支保工１１のウェブの貫通孔１６に挿通される。また、外側鉄筋３３が、側部支保工９Ｌ，９Ｒのウェブの貫通孔１６に挿通される。

次に、ステップＳ１４にて、型枠設置工程として、底版・側壁構築用型枠（図示せず）を設置する。

次に、ステップＳ１５にて、コンクリート打設工程として、前述の底版・側壁構築用型枠と、防水層２０とによって囲まれる空間内にコンクリートを打設する。尚、このコンクリート打設工程では、この空間内に、上側鉄筋３１、下側鉄筋３２、外側鉄筋３３、内側鉄筋３４、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び下部支保工１１が配置された状態で、コンクリートが打設される。すなわち、このコンクリート打設工程では、底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒを構成するコンクリートを、上側鉄筋３１、下側鉄筋３２、外側鉄筋３３、内側鉄筋３４、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び下部支保工１１を巻き込むように打設する。

ここで、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び下部支保工１１の外フランジにコンクリート板１５が張り付けてあるので、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び下部支保工１１のかぶりを確実に確保することができる。

ステップＳ１５のコンクリート打設工程で打設されたコンクリートが硬化した後、ステップＳ１６に進み、脱型工程として、前述の底版・側壁構築用型枠を撤去する。

次に、ステップＳ４にて、頂版構築工程として、坑７内にて、その内周面に沿うように、頂版３を構築する。ここで、図５は、頂版構築工程にて構築された頂版３を示す。図８は図５のＥ－Ｅ断面図を示す。

図５及び図８に示すように、上部支保工１０は、頂版３を構成するコンクリートによって巻き込まれている。

図１０は、頂版構築工程にて実施される、頂版３の構築方法のフローチャートである。

まず、ステップＳ２１にて、鉄筋組立工程として、頂版３を構成する上側鉄筋３５及び下側鉄筋３６を組み立てる。この工程では、上側鉄筋３５が、上部支保工１０のウェブの貫通孔１６に挿通される。

次に、ステップＳ２２にて、型枠設置工程として、頂版構築用型枠（図示せず）を設置する。

次に、ステップＳ２３にて、コンクリート打設工程として、前述の頂版構築用型枠と、防水層２０とによって囲まれる空間内にコンクリートを打設する。尚、このコンクリート打設工程では、この空間内に、上側鉄筋３５、下側鉄筋３６、及び上部支保工１０が配置された状態で、コンクリートが打設される。すなわち、このコンクリート打設工程では、頂版３を構成するコンクリートを、上側鉄筋３５、下側鉄筋３６、及び上部支保工１０を巻き込むように打設する。

ここで、上部支保工１０の外フランジ（上フランジ）にコンクリート板１５が張り付けてあるので、上部支保工１０のかぶりを確実に確保することができる。

ステップＳ２３のコンクリート打設工程で打設されたコンクリートが硬化した後、ステップＳ２４に進み、脱型工程として、前述の頂版構築用型枠を撤去する。

以上のようにして、トンネル１が構築される。

尚、本実施形態では、ステップＳ１１，Ｓ１２にて、防水層２０を一括して接続形成する例を示したが、この他、ステップＳ１１，Ｓ１２にて、防水層２０のうち底版４及び側壁２Ｌ，２Ｒに対応する部分のみを接続形成した後、前述のステップＳ２１に先立って、防水層２０のうち頂版３に対応する部分を接続形成してもよい。つまり、防水層２０の接続形成の手法は上述のものに限らない。

また、本実施形態では、底版４と側壁２Ｌ，２Ｒとを一括して構築する例を示したが、この他、底版４を構築した後に側壁２Ｌ，２Ｒを構築してもよい。

本実施形態によれば、筒状の地下構造物（例えばトンネル１）を構築する方法は、地盤Ｇを掘削することで地中に坑７を形成すること、及び、坑７の内周面に沿って支保工８を建て込むことを含む坑形成工程（Ｓ２）と、地下構造物（例えばトンネル１）を構成する鉄筋（上側鉄筋３１、下側鉄筋３２、外側鉄筋３３、内側鉄筋３４、上側鉄筋３５、及び下側鉄筋３６）を坑７内にて組み立てる鉄筋組立工程（Ｓ１３，Ｓ２１）と、地下構造物（例えばトンネル１）を構成するコンクリートを、支保工８と鉄筋（上側鉄筋３１、下側鉄筋３２、外側鉄筋３３、内側鉄筋３４、上側鉄筋３５、及び下側鉄筋３６）とを巻き込むように打設するコンクリート打設工程（Ｓ１５，Ｓ２３）と、を含む。ゆえに、支保工８が地下構造物（例えばトンネル１）に内包され得るので、地中に形成される坑７の断面積を地下構造物（例えばトンネル１）の断面積に近づけて最小限の断面積とすることができる。従って、その分、掘削土量を低減することができると共に、改良土量を低減することもできる。また、従来仮設であった支保工８を、本設の地下構造物（例えばトンネル１）の鉄骨として有効に活用することができる。従って、地下構造物（例えばトンネル１）を、鉄骨（支保工８）と鉄筋（上側鉄筋３１、下側鉄筋３２、外側鉄筋３３、内側鉄筋３４、上側鉄筋３５、及び下側鉄筋３６）とを含む鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）とすることができる。

また本実施形態によれば、支保工８は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成される。地下構造物（例えばトンネル１）の構築方法は、支保工８の建て込みに先立って、支保工８の延在方向に沿って延びるコンクリート板１５の一面（内面）を支保工８の外フランジの外面に張り付けることを含むコンクリート板張付工程を更に含む。坑形成工程（Ｓ２）では、コンクリート板１５の他面（外面）が坑７の内周面に相対するように、支保工８を建て込む。すなわち、支保工８の外フランジにコンクリート板１５が張り付けてあるので、支保工８のかぶりを確実に確保することができる。

また本実施形態によれば、前述のコンクリート板張付工程は、支保工８の延在方向に沿って延びる帯状の防水シート２１の一面（内面）をコンクリート板１５の他面（外面）に張り付けることを更に含む。防水シート２１は、コンクリート板１５よりも幅広である。これにより、トンネル１の軸方向で隣り合う防水シート２１同士の接続を容易に行うことができる。

また本実施形態によれば、前述のコンクリート板張付工程は、支保工８の延在方向に沿って延びる帯状の補強シート２２の一面（内面）を防水シート２１の他面（外面）に張り付けることを更に含む。補強シート２２は、防水シート２１よりも幅広である。これにより、トンネル１の軸方向で隣り合う補強シート２２同士の接続を容易に行うことができる。

また本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）の構築方法は、坑形成工程（Ｓ２）に先立って地中に作業空間５，６を形成する作業空間形成工程（Ｓ１）を更に含む。坑形成工程（Ｓ２）では、作業空間５，６内から略水平に地盤Ｇの掘削を開始して坑７を形成する。従って、作業空間５，６を坑７の形成作業に用いることができる。

また本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）を既設構造物（例えばトンネル５０）の下方に構築する。地下構造物（例えばトンネル１）の上面３ａと既設構造物（例えばトンネル５０）の下面５０ａとが接触する。ゆえに、地下構造物（例えばトンネル１）が既設構造物（例えばトンネル５０）をその下方から支持することができ、ひいては、トンネル５０の沈下を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図１１を用いて説明する。

図１１は、支保工８（側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０）に設けられたコンクリート板１５、防水シート２１、補強シート２２、及び袋体２３の配置を示す。詳しくは、図１１（ア）は、コンクリート板１５、防水シート２１、補強シート２２、及び袋体２３が設けられた側部支保工９Ｌ，９Ｒを示す図であり、図１１（イ）は、図１１（ア）のＦ－Ｆ断面図である。図１１（ウ）は、コンクリート板１５、防水シート２１、補強シート２２、及び袋体２３が設けられた上部支保工１０を示す図である。

前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
本実施形態では、前述の図４（ア）～（ウ）に示した形態に対して、袋体２３が追加されている。袋体２３は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に沿って延び、その一端側に注入材用注入口２４を備え、他端側にエア抜き口２５を備える。注入材用注入口２４から注入材が袋体２３内に注入されると、袋体２３が膨らむ。本実施形態では、注入材はモルタル又はセメントベントナイトであり、モルタルは普通モルタル又は早強モルタルである。

図１１（ア）及び（イ）に示すように、袋体２３は、側部支保工９Ｌ，９Ｒの延在方向に沿って延び、その内側（一側）が補強シート２２の外面（他面）に取り付けられている。図１１（ウ）に示すように、上部支保工１０についても、側部支保工９Ｌ，９Ｒと同様に袋体２３が取り付けられている。

袋体２３は、支保工８の建て込みに先立って、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０の各々の外フランジに張り付けられたコンクリート板１５の外面側（他面側）に防水シート２１及び補強シート２２を介して取り付けられる。この工程が、本発明の「袋体取付工程」に対応する。この「袋体取付工程」は、前述の「コンクリート板張付工程」と一体的に実施されてもよい。

図１２（ア）は、袋体２３の収縮状態を示し、図１２（イ）は、袋体２３の膨張状態を示す。図１２（ア）及び（イ）では、上部支保工１０に関するものについて図示しているが、側部支保工９Ｌ，９Ｒについても同様である。

本実施形態では、図１２（ア）に示すように支保工８の建て込んだ後に、注入材用注入口２４から注入材を袋体２３に注入する。これにより、図１２（イ）に示すように、袋体２３が膨らんで、この膨らんだ袋体２３によって、コンクリート板１５の外面側（他面側）と坑７の内周面との間の間隙Ｃが塞がれる。この工程が、本発明の「注入材注入工程」に対応する。

側部支保工９Ｌ，９Ｒに設けられる袋体２３については、側部支保工９Ｌ，９Ｒが建て込まれた状態で注入材用注入口２４が袋体２３の下端側に位置し、エア抜き口２５が袋体２３の上端側に位置することが好ましい。そして、側部支保工９Ｌ，９Ｒの建て込み後に袋体２３の下端側の注入材用注入口２４から注入材を袋体２３内に注入し、袋体２３の上端側のエア抜き口２５から注入材が溢れると注入材の注入を完了することが好ましい。

上部支保工１０に設けられる袋体２３についても、上部支保工１０の建て込み後に袋体２３の一端側の注入材用注入口２４から注入材を袋体２３内に注入し、袋体２３の他端側のエア抜き口２５から注入材が溢れると注入材の注入を完了することが好ましい。

特に本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）の構築方法は、支保工８の建て込みに先立って、注入材用注入口２４を備えて支保工８の延在方向に沿って延びる袋体２３をコンクリート板１５の他面側（外面側）に取り付ける袋体取付工程と、支保工８の建て込み後に注入材用注入口２４から注入材を袋体２３に注入することによって袋体２３を膨らませることにより、コンクリート板１５の他面側（外面側）と坑７の内周面との間の間隙Ｃを塞ぐ注入材注入工程と、を更に含む。これにより、支保工８の建て込み完了後に直ちに袋体２３内に注入材を注入することで、袋体２３を膨らませることができる。従って、支保工８の建て込み完了後に直ちにコンクリート板１５の他面側（外面側）と坑７の内周面との間の間隙Ｃを塞ぐことができるので、坑７の無支保状態を短時間で解消することができる。

また本実施形態によれば、袋体２３に注入される注入材はモルタル又はセメントベントナイトであり、モルタルは普通モルタル又は早強モルタルであることが好ましい。

次に、本発明の第３実施形態について、図１３を用いて説明する。

図１３は、支保工８（側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０）に設けられた袋体２３の配置を示す。詳しくは、図１３（ア）は、袋体２３が設けられた側部支保工９Ｌ，９Ｒ及び上部支保工１０を示す図であり、図１３（イ）は、図１３（ア）のＧ－Ｇ断面図である。

前述の第２実施形態と異なる点について説明する。
本実施形態では、前述の図１１（ア）～（ウ）に示した形態に対して、コンクリート板１５，１５ａ、防水シート２１，２１ａ、及び補強シート２２，２２ａが省略されている。

図１３（ア）及び（イ）に示すように、袋体２３は、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０の延在方向に沿って延び、その内側（一側）が側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０の外フランジの外面（他面）に取り付けられている。

袋体２３は、支保工８の建て込みに先立って、側部支保工９Ｌ，９Ｒ、及び上部支保工１０の各々の外フランジの外面（他面）に取り付けられる。この工程が、本発明の「袋体取付工程」に対応する。

図１４（ア）は、袋体２３の収縮状態を示し、図１４（イ）は、袋体２３の膨張状態を示す。図１４（ア）及び（イ）では、上部支保工１０に関するものについて図示しているが、側部支保工９Ｌ，９Ｒについても同様である。

本実施形態では、図１４（ア）に示すように支保工８の建て込んだ後に、注入材用注入口２４から注入材を袋体２３に注入する。これにより、図１４（イ）に示すように、袋体２３が膨らんで、この膨らんだ袋体２３によって、コンクリート板１５の外面（他面）と坑７の内周面との間の間隙Ｃ’が塞がれる。この工程が、本発明の「注入材注入工程」に対応する。

特に本実施形態によれば、支保工８は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成される。坑形成工程（Ｓ２）では、支保工８の外フランジの外面が坑７の内周面に相対するように、支保工８を建て込む。地下構造物（例えばトンネル１）の構築方法は、支保工８の建て込みに先立って、注入材用注入口２４を備えて支保工８の延在方向に沿って延びる袋体２３を支保工８の外フランジの外面に取り付ける袋体取付工程と、支保工８の建て込み後に注入材用注入口２４から注入材を袋体２３に注入することによって袋体２３を膨らませることにより、支保工８の外フランジの外面と坑７の内周面との間の間隙Ｃ’を塞ぐ注入材注入工程と、を更に含む。これにより、支保工８の建て込み完了後に直ちに袋体２３内に注入材を注入することで、袋体２３を膨らませることができる。従って、支保工８の建て込み完了後に直ちに支保工８の外フランジの外面と坑７の内周面との間の間隙Ｃ’を塞ぐことができるので、坑７の無支保状態を短時間で解消することができる。

次に、本発明の第４実施形態について、図１５を用いて説明する。
図１５は、ワイヤーソー切断工程を説明するための図である。
前述の第１～第３実施形態と異なる点について説明する。

本実施形態では、地盤Ｇを掘削することで地中に坑７を形成するに先立って、坑７の形成予定領域の輪郭７０に沿うようにワイヤーソー（図示せず）で地盤Ｇを切断（切削）する。この工程が、本発明の「ワイヤーソー切断工程」に対応する。

ワイヤーソー切断工程では、まず、矩形断面の坑７の形成予定領域の輪郭７０の四隅に水平ボーリングを行ってボーリング孔７１を形成する。

次に、ボーリング孔７１にワイヤーソーを掛け回し、坑７の形成予定領域の輪郭７０に沿うようにワイヤーソーで地盤Ｇを切断する。この切断の順序は底部→両側部とし、上部（トンネル５０下）の切断は不要である。

ワイヤーソーは、例えば、ダイヤモンド砥粒層を有するビーズとコイルスプリング等とをワイヤーロープに交互に嵌め込み、ワイヤーロープの端部同士をジョイントスリーブ等で接続して無端状に形成される。

ワイヤーソーを回転走行させるワイヤーソー切断装置として、周知のワイヤーソー工法で用いられているものを使用することができる。ワイヤーソー切断装置の本体部は、作業空間５，６のいずれかに設けられることが好ましい。

特に本実施形態によれば、地下構造物（例えばトンネル１）の構築方法は、地盤Ｇを掘削することで地中に坑７を形成するに先立って、坑７の形成予定領域の輪郭７０に沿うようにワイヤーソーで地盤Ｇを切断するワイヤーソー切断工程を更に含む。これにより、坑７の掘削形成時の余掘りを削減することができ、また、坑７の内周面の凸凹を低減することができる。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
筒状の地下構造物を構築する方法であって、
地盤を掘削することで地中に坑を形成すること、及び、前記坑の内周面に沿って支保工を建て込むことを含む坑形成工程と、
前記地下構造物を構成する鉄筋を前記坑内にて組み立てる鉄筋組立工程と、
前記地下構造物を構成するコンクリートを、前記支保工と前記鉄筋とを巻き込むように打設するコンクリート打設工程と、
を含む、地下構造物の構築方法。
［請求項２］
前記支保工は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成され、
前記地下構造物の構築方法は、前記支保工の建て込みに先立って、前記支保工の延在方向に沿って延びるコンクリート板の一面を前記支保工の外フランジの外面に張り付けることを含むコンクリート板張付工程を更に含み、
前記坑形成工程では、前記コンクリート板の他面が前記坑の内周面に相対するように、前記支保工を建て込む、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項３］
前記コンクリート板張付工程は、前記支保工の延在方向に沿って延びる帯状の防水シートの一面を前記コンクリート板の他面に張り付けることを更に含み、
前記防水シートは、前記コンクリート板よりも幅広である、請求項２に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項４］
前記コンクリート板張付工程は、前記支保工の延在方向に沿って延びる帯状の補強シートの一面を前記防水シートの他面に張り付けることを更に含み、
前記補強シートは、前記防水シートよりも幅広である、請求項３に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項５］
前記支保工の建て込みに先立って、注入材用注入口を備えて前記支保工の延在方向に沿って延びる袋体を前記コンクリート板の他面側に取り付ける袋体取付工程と、
前記支保工の建て込み後に前記注入材用注入口から注入材を前記袋体に注入することによって前記袋体を膨らませることにより、前記コンクリート板の他面側と前記坑の内周面との間の間隙を塞ぐ注入材注入工程と、
を更に含む、請求項２～請求項４のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。
［請求項６］
前記支保工は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成され、
前記坑形成工程では、前記支保工の外フランジの外面が前記坑の内周面に相対するように、前記支保工を建て込み、
前記地下構造物の構築方法は、
前記支保工の建て込みに先立って、注入材用注入口を備えて前記支保工の延在方向に沿って延びる袋体を前記支保工の外フランジの外面に取り付ける袋体取付工程と、
前記支保工の建て込み後に前記注入材用注入口から注入材を前記袋体に注入することによって前記袋体を膨らませることにより、前記支保工の外フランジの外面と前記坑の内周面との間の間隙を塞ぐ注入材注入工程と、
を更に含む、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項７］
前記注入材はモルタル又はセメントベントナイトである、請求項５又は請求項６に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項８］
前記坑形成工程に先立って地中に作業空間を形成する作業空間形成工程を更に含み、
前記坑形成工程では、前記作業空間内から略水平に地盤の掘削を開始して前記坑を形成する、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。
［請求項９］
前記地下構造物を既設構造物の下方に構築する、請求項８に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項１０］
前記地下構造物の上面と前記既設構造物の下面とが接触する、請求項９に記載の地下構造物の構築方法。
［請求項１１］
地盤を掘削することで地中に前記坑を形成するに先立って、前記坑の形成予定領域の輪郭に沿うようにワイヤーソーで地盤を切断するワイヤーソー切断工程を更に含む、請求項１～請求項１０のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。

１…トンネル、２Ｌ，２Ｒ…側壁、３…頂版、３ａ…上面、４…底版、５，６…作業空間、５ａ…立坑、７…坑、８…支保工、９Ｌ，９Ｒ…側部支保工、１０…上部支保工、１１…下部支保工、１２…地盤改良領域、１５，１５ａ…コンクリート板、１６…貫通孔、２０…防水層、２１，２１ａ…防水シート、２２，２２ａ…補強シート、２３…袋体、２４…注入材用注入口、２５…エア抜き口、３１…上側鉄筋、３２…下側鉄筋、３３…外側鉄筋、３４…内側鉄筋、３５…上側鉄筋、３６…下側鉄筋、５０…トンネル、５０ａ…下面、７０…輪郭、７１…ボーリング孔、Ｃ，Ｃ’…間隙、Ｇ…地盤、ＧＬ…地面

Claims (8)

1. 筒状の地下構造物を構築する方法であって、
   地盤を掘削することで地中に坑を形成すること、及び、前記坑の内周面に沿って支保工を建て込むことを含む坑形成工程と、
   前記地下構造物を構成する鉄筋を前記坑内にて組み立てる鉄筋組立工程と、
   前記地下構造物を構成するコンクリートを、前記支保工と前記鉄筋とを巻き込むように打設するコンクリート打設工程と、
   を含み、
   前記支保工は、外フランジと内フランジとウェブとからなるＨ形鋼によって構成され、
   前記方法は、前記支保工の建て込みに先立って、前記支保工の延在方向に沿って延びるコンクリート板の一面を前記支保工の外フランジの外面に張り付けることを含むコンクリート板張付工程を更に含み、
   前記坑形成工程では、前記コンクリート板の他面が前記坑の内周面に相対するように、前記支保工を建て込み、
   前記コンクリート板張付工程は、前記支保工の延在方向に沿って延びる帯状の防水シートの一面を前記コンクリート板の他面に張り付けることを更に含み、
   前記防水シートは、前記コンクリート板よりも幅広である、地下構造物の構築方法。
2. 前記コンクリート板張付工程は、前記支保工の延在方向に沿って延びる帯状の補強シートの一面を前記防水シートの他面に張り付けることを更に含み、
   前記補強シートは、前記防水シートよりも幅広である、請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
3. 前記支保工の建て込みに先立って、注入材用注入口を備えて前記支保工の延在方向に沿って延びる袋体を前記コンクリート板の他面側に取り付ける袋体取付工程と、
   前記支保工の建て込み後に前記注入材用注入口から注入材を前記袋体に注入することによって前記袋体を膨らませることにより、前記コンクリート板の他面側と前記坑の内周面との間の間隙を塞ぐ注入材注入工程と、
   を更に含む、請求項１又は請求項２に記載の地下構造物の構築方法。
4. 前記注入材はモルタル又はセメントベントナイトである、請求項３に記載の地下構造物の構築方法。
5. 前記坑形成工程に先立って地中に作業空間を形成する作業空間形成工程を更に含み、
   前記坑形成工程では、前記作業空間内から略水平に地盤の掘削を開始して前記坑を形成する、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。
6. 前記地下構造物を既設構造物の下方に構築する、請求項５に記載の地下構造物の構築方法。
7. 前記地下構造物の上面と前記既設構造物の下面とが接触する、請求項６に記載の地下構造物の構築方法。
8. 地盤を掘削することで地中に前記坑を形成するに先立って、前記坑の形成予定領域の輪郭に沿うようにワイヤーソーで地盤を切断するワイヤーソー切断工程を更に含む、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の地下構造物の構築方法。