特許 7002950 直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造及び接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-05

(45)【発行日】2022-02-04

(54)【発明の名称】直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造及び接続方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/04 20060101AFI20220128BHJP

   E21D 11/15 20060101ALI20220128BHJP

   E21D 11/36 20060101ALN20220128BHJP

【ＦＩ】

E21D9/04 F

E21D11/15

E21D11/36

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018008509

(22)【出願日】2018-01-23

(65)【公開番号】P2019127707

(43)【公開日】2019-08-01

【審査請求日】2020-11-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(72)【発明者】

【氏名】日▲高▼ 直俊

(72)【発明者】

【氏名】大石 憲寛

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 知博

(72)【発明者】

【氏名】井櫻 潤示

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮太

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 潤

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３５３３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２０３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４７０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／０４

Ｅ２１Ｄ １１／１５

Ｅ２１Ｄ １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造であって、
前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、
前記凹陥部の内部に充填され硬化した硬化体と、を少なくとも具備し、
前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定され、
前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブと、他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を形成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲内に収容され、
前記鋼管を回転させることで前記ビットの摺動によって前記硬化体を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で到達されたこと、
を特徴とする、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造。

【請求項2】

前記鋼管は断面円形であることを特徴とする、請求項１に記載の直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造。

【請求項3】

前記凹陥部の両側面が前記セグメントを構成する主桁からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造。

【請求項4】

地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルを接続する、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法であって、
前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、
前記凹陥部の内部に充填され硬化した硬化体と、を少なくとも具備し、
前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定されており、
前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブと、他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を形成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲内に収容され、 前記発進側トンネルから前記鋼管を推進させて、該鋼管自体を回転させながら前記硬化体を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で止めることを特徴とする、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法。

【請求項5】

地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルを接続する、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法であって、
前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、
前記凹陥部の地山側を閉塞する板状の蓋部材と、を少なくとも具備し、
前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定されており、
前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブと、他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を形成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲内に収容され、 前記発進側トンネルから前記鋼管を推進させて、該鋼管自体を回転させながら前記蓋部材を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で止め、
前記凹陥部の内部を充填材で充填する、ことを特徴とする、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造と接続方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、軟弱な地盤が分布する都市部で道路トンネルを施工する場合、開削工法の適用が一般的であるものの、開削工法は、工事中の騒音や振動、交通規制等の課題を内在している。また、都市部の道路下空間は、複数の地下鉄や共同溝等の埋設物が輻輳していることから、新たに施工しようとするトンネルの設置深度は往々にして深くなる傾向にあり、設置深度の深層化は建設費の高騰に直結する。このような背景の下、道路トンネルの施工に際してシールド工法を適用するケースが増加している。ところで、この道路トンネルの施工に当たり、一般の道路トンネルの施工では、例えば一台のシールド掘進機の掘進によって断面円形の本線トンネルが施工されることで足りる。一方、道路トンネルの分合流部の施工では、本線トンネルとランプトンネルの各断面を包括する、極めて大規模な地中拡幅が必要になり、その施工方法には様々な工夫を講じる必要がある。施工方法の一例として、本線トンネルとランプトンネルの２つのトンネル間に円弧状のパイプルーフ（いわゆる曲線パイプルーフ）を架け渡して先受け支保工を施工する方法が挙げられる。この先受け支保工を施工した後、パイプルーフ間を鉛直方向の支保工にて支持し、上方のパイプルーフ直下を掘削しながらトンネルの一部を撤去することにより、例えば多連円弧状の大断面空間が形成される。そして、このように形成された大断面空間において、上記する道路トンネルの分合流部等の構造物を構築することができる。

【0003】

このように、パイプルーフを用いて地中に並設された２つのトンネルを繋ぐ施工方法が提案されており、より詳細には、パイプルーフとパイプルーフが到達する到達側トンネルとを接続する施工方法や接続構造が提案されている。パイプルーフの施工方法に関しては、地中に複数のトンネルを併設させながら施工するステップ、発進側トンネルから地中に挿入されたパイプルーフ用の鋼管を到達側トンネルの表面もしくは表面から離れた位置まで推進させ、かつ、発進側トンネルから到達側トンネルに導坑を施工し、該導坑を利用して固定部材を到達側トンネルの表面まで搬送し、パイプルーフ用鋼管の端部と到達側トンネルの表面を固定部材を介して固定して双方のトンネル間にパイプルーフを架け渡して先受け支保工を形成するステップを有する、パイプルーフの施工方法（パイプルーフと到達側トンネルの接続方法）である（例えば、特許文献１参照）。一方、パイプルーフの接続構造に関しては、地中に併設された複数のトンネルの発進側のトンネルと到達側のトンネルとの間に架け渡されたパイプルーフ用鋼管の端部と到達側のトンネルの表面が固定部材を介して固定され、固定部材は、半割り管がベースプレートに取り付けられてなる第１の分割体と、別途の半割り管からなる第２の分割体から構成され、第１の分割体と第２の分割体が固定された固定部材のベースプレートが到達側のトンネルの表面に固定されている、パイプルーフの接続構造（パイプルーフと到達側トンネルの接続構造）である（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５６８５５０８号公報

【文献】特許第５８２６３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１，２に記載のパイプルーフと到達側トンネルの接続方法や接続構造によれば、到達側トンネルを構成するセグメント等にパイプルーフ用鋼管を貫通させることなく、到達側トンネルの表面とパイプルーフ用鋼管の端部を固定部材で固定することにより、到達側トンネルに鋼管を貫通させる際の出水の問題を解消することができる。また、到達側トンネルと発進側トンネルの双方に施工誤差が存在する場合でも、到達側トンネルの貫通孔に精緻に鋼管を受け入れる必要がないことから、これらの施工誤差を許容しながら容易に鋼管の端部と到達側トンネルの表面を固定することができる。しかしながら、到達側トンネルにパイプルーフが到達した後に、到達側トンネルの背面地山側に作業員が入り、到達側トンネルのスキンプレートの外面に半割り管を取付けて固定部材を形成することから、固定部材の取付け施工を実施するトンネル周辺地盤が、難透水性地盤や不透水性地盤であるか、あるいは地下水位以浅に存在することを要する。また、これらの条件を満たしていない場合には、発進側トンネルと到達側トンネルの間の地盤を全面的に地盤改良して止水性を確保することを要する。従って、トンネル周辺の地盤条件や地下水位条件に依存した施工方法となり、全面的な地盤改良を余儀なくされる場合は工費の嵩む接続構造となり得る。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トンネル周辺の地盤条件や地下水位条件に依存することなく形成することのできる、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造と接続方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成すべく、本発明による直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造の一態様は、地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造であって、前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、前記凹陥部の内部に充填され硬化した硬化体と、を少なくとも具備し、前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定され、前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブおよび他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲に収容され、前記鋼管を回転させることで前記ビットの摺動によって前記硬化体を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で到達されたこと、を特徴とする。

【0008】

本態様によれば、到達側トンネルの背面地山側に作業員が進入して接続構造を形成する必要がないことから、接続構造の形成に際してトンネル周辺の地盤条件や地下水位条件に依存することがない。本態様の接続構造では鋼管の先端が到達側トンネルを貫通していない。また、仮設部材としてのみならず、本設部材としてそのまま残置することが可能になる。また、直線パイプルーフを形成する鋼管は鋼管自体を回転できれば断面円形の鋼管であってもよいし、断面が正多角形状の鋼管であってもよい。この接続構造では、直線パイプルーフを形成する鋼管に作用する土圧もしくは土水圧に基づいて鋼管に軸力が生じ、この鋼管に生じた軸力は、鋼管の先端からコンクリート体に伝達され、コンクリート体から凹陥部に伝達される。凹陥部は、到達側トンネルを形成するセグメントの主桁もしくは主桁間を繋ぐ縦リブ等に固定されており、従って、凹陥部に伝達された軸力は、当該凹陥部から主桁に直接伝達されるか、縦リブ等を介して主桁に間接的に伝達されることになる。このようにして、直線パイプルーフを形成する鋼管から作用する軸力を、伝達部材を介して、高剛性のセグメントの主桁に伝達し、当該主桁にて軸力を負担させることができる。

【0009】

また、本発明による直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造の他の態様において、前記鋼管は断面円形であることを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、鋼管の形状が断面円形であるため、鋼管の硬化体への貫入孔が鋼管外面形状とほぼ同様となるため、鋼管と硬化体との一体性をより向上させることができる。

【0011】

また、本発明による直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造の他の態様において、前記凹陥部の両側面が前記セグメントを構成する主桁からなることを特徴とする。

【0012】

本態様によれば、鋼管から伝達される軸力を硬化体を介してセグメントの主部材である主桁に直接伝達できるため、構造耐力の観点から好ましい形態と言える。

【0013】

また、本発明による直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法の一態様は、地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルを接続する、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法であって、前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、前記凹陥部の内部に充填され硬化した硬化体と、を少なくとも具備し、前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定されており、前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブおよび他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲に収容され、前記発進側トンネルから前記鋼管を推進させて、該鋼管自体を回転させながら前記硬化体を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で止めることを特徴とする。

【0014】

本態様によれば、直線パイプルーフを形成する鋼管を到達側トンネルに貫通させることなく、さらには、セグメントの背面地山側での作業を不要としながら、直線パイプルーフと到達側トンネルを接続することができる。従って、トンネル周辺の地盤が透水性地盤からなる場合や、地下水位が到達側トンネルと直線パイプルーフの接続箇所よりも高い場合であっても、到達側トンネルの背面の地山内への地盤改良を必ずしも必要としない。

【0015】

また、本発明による直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法の他の態様において、地中に並設された発進側トンネルと到達側トンネルとの間に架け渡された鋼管からなる直線パイプルーフと到達側トンネルを接続する、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法であって、前記到達側トンネルを構成するセグメントは地山側が開放された凹陥部と、前記凹陥部の地山側を閉塞する板状の蓋部材と、を少なくとも具備し、前記鋼管の先端には前記硬化体を削孔可能なビットが固定されており、前記凹陥部は、一方の対向する２枚の坑口リブおよび他方の対向する前記セグメントの２枚の主桁と、によって囲われた断面矩形の筒状形状を成し、前記２枚の坑口リブの内空側端部が支持部材によって閉塞され、前記セグメントの主桁の桁高の範囲に収容され、前記発進側トンネルから前記鋼管を推進させて、該鋼管自体を回転させながら前記蓋部材を削孔し、該鋼管の所定の長さが貫入された状態で止め、前記凹陥部の内部を充填材で充填する、ことを特徴とする。

【0016】

本態様によれば、到達側トンネルを構成するセグメントの凹陥部に地山側の開放部を閉塞する板状の蓋部材が具備されていることにより、到達側トンネル構築時に凹陥部内部に土砂やシールド工法における裏込め材等の侵入を防止することができ、鋼管自体を回転させながら蓋部材を削孔し、鋼管と凹陥部との間の隙間を鋼管の到達した後から充填材で充填することができる。また、鋼管到達後に発進側の鋼管端部から鋼管の内部にコンクリート等の充填材を充填することで、到達側トンネルからの充填を不要としつつ、前記隙間内部に効率的にコンクリートが充填され、鋼管と凹陥部とをより一体的に接続することができる。鋼管内部のコンクリートを鋼管部材の一部としてみなすＳＣ構造として合理的に設計する際に有効な方法である。

【発明の効果】

【0017】

本発明のパイプルーフと到達側トンネルの接続構造及び接続方法によれば、トンネル周辺の地盤条件や地下水位条件に依存することなく、直線パイプルーフと到達側トンネルを接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造を有する、道路トンネルの分合流部の仮設構造を説明する断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造であり、（ａ）トンネル軸方向から見た接続構造の側面視図、（ｂ）ａ図のＡ－Ａ断面図、（ｃ）ａ図のＢ－Ｂ断面図、（ｄ）ａ図のＣ－Ｃ断面図、である。

【図3】本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法の一例を説明する工程図である。

【図4】本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法の他の一例を説明する工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造と接続方法について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

【0020】

［実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造］
＜道路トンネルの分合流部の仮設構造＞
はじめに、図１を参照して、実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造を備える、道路トンネルの分合流部の仮設構造について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造を有する、道路トンネルの分合流部の仮設構造を説明する断面図である。図１に示すように、道路トンネルの分合流部の仮設構造は、地中に間隔を置いて併設施工された、相対的に小断面のランプトンネル１００と、相対的に大断面の本線トンネル２００と、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の上方において双方のトンネル間に架け渡された曲線パイプルーフ３００と、を有する。また、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の下方位置には、双方のトンネル間に跨る先行仮設下部受け５００をさらに有する。また、ランプトンネル１００と本線トンネル２００はともに、トンネル内において、曲線パイプルーフ３００との交差位置を起点として鉛直方向に延設する鉛直支保工６０を有し、以上で説明した各構成が仮設構造の基本構成となる。なお、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の下方位置においても、一点鎖線で示す下方の曲線パイプルーフ３００Ａを必要に応じて施工してもよく、下方の曲線パイプルーフ３００Ａが施工される場合はこれも仮設構造の構成要素となる。

【0021】

仮設構造ではないが、ランプトンネル１００と本線トンネル２００にはそれぞれ、上方斜め支保工７０と下方斜め支保工８０が仮設段階で施工される。これらの部材はいずれも、図中の建築限界の外周側に位置しており、この建築限界の外周側に施工されるコンクリート等に埋設される部材となり得る。上方斜め支保工７０は、図中の一点鎖線で示す本設トンネルの本設天井湾曲受け１０００の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に本設天井湾曲受け１０００から作用する軸力を逃がす部材である。一方、下方斜め支保工８０は、図中の一点鎖線で示す本設トンネルの本設下方湾曲受け１１００の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に本設下方湾曲受け１１００から作用する軸力を逃がす部材である。

【0022】

本線トンネル２００とランプトンネル１００はいずれも、シールド工法にて施工され、複数のセグメント２０がリング方向に接続されてセグメントリングを形成するとともに、複数のセグメントリングがトンネルの軸線方向に接続されることにより所定延長に亘るトンネルを形成している。各セグメント２０は、周方向に延びる湾曲した複数の主桁２１と、主桁２１の外周面に溶接にて接続されたスキンプレート２４と、主桁２１の周方向端部において当該主桁２１とスキンプレート２４に溶接にて接続された継手板２２と、主桁２１同士を繋いでセグメント２０を補強する縦リブ２３と、を有する。

【0023】

本線トンネル２００とランプトンネル１００において、本設天井湾曲受け１０００と本設下方湾曲受け１１００の端部が接続される箇所のセグメント２０に、それぞれ凹陥部２６，２７が予め設けられている。

【0024】

曲線パイプルーフ３００は、ランプトンネル１００を発進側トンネルとし、ランプトンネル１００から鋼管３０を順次推進させながら到達側トンネルである本線トンネル２００の手前まで湾曲線形を有して延設している。なお、ランプトンネル１００が到達側トンネルであり、本線トンネル２００が発進側トンネルであってもよい。図示例では、曲線パイプルーフ３００を形成する先頭の鋼管３０の先端３１が到達側トンネル２００に到達せずにトンネルの背面地山Ｇ内に留まっている形態を示しているが、この形態以外にも、先頭の鋼管３０の先端３１が到達側トンネル２００に接触している形態であってもよい。いずれの形態であっても、曲線パイプルーフ３００を形成する先頭の鋼管３０の先端３１が到達側トンネル２００を貫通していないことを要する。

【0025】

到達側トンネル２００側においては、到達側トンネル２００の手前で先端３１が止まっている鋼管３０と、セグメント２０においてスキンプレート２４が撤去された領域から地山Ｇ内に突出している伝達部材１０の突出部と、鋼管３０の先端３１と伝達部材１０の突出部とを巻き込んで一体化している硬化体４０と、により、曲線パイプルーフ３００と到達側トンネルの接続構造６００が形成される。
一方、発進側トンネル１００側においては、発進側トンネル１００の内部に留まっている曲線パイプルーフ３００を構成する鋼管３０の端部３２と、セグメント２０と、これらを巻き込んで一体化している硬化体４０と、により、曲線パイプルーフ３００と発進側トンネルの接続構造７００が形成されている。
なお、本明細書においては、曲線パイプルーフ３００と到達側トンネルの接続構造６００および発進側トンネルの接続構造７００の詳細な説明は省略する。

【0026】

また、到達側トンネル２００のうち、先行仮設下部受け５００の端部が嵌め込まれる箇所には予めセグメント２０に対して凹陥部２５が設けられ、例えばこの凹陥部２５は、トンネル施工当初はコンクリート等の硬化体で閉塞されている。発進側トンネル１００から掘進機を発進させ、地山を掘進しながら鋼管５０の推進を実行して鋼管５０同士を繋ぐことにより、先行仮設下部受け５００が施工される。
発進側トンネルの接続構造９００は前記曲線パイプルーフ３００と発進側トンネルの接続構造７００と同様であっても、他の形態であっても良い。
なお、到達側トンネルの接続構造８００については、以下で詳説する。

【0027】

図示例の道路トンネルの分合流部の仮設構造では、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の背面地山Ｇ内において地盤改良を行っていない。それは、直線パイプルーフ５００と到達側トンネルの接続構造８００等の構築において、背面地山Ｇ内に作業員が進入して施工する必要性がないからであるが、地盤条件や地下水条件、施工性や工費等を勘案して、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の背面地山Ｇ内にて適宜の地盤改良施工が行われてもよく、本実施形態に係る接続方法は地盤改良施工を完全に排除するものではない。

【0028】

＜直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造＞
次に、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造について図２を参照して説明する。本実施形態は、前記＜道路トンネルの分合流部の仮設構造＞で示したとおり、先行仮設下部受け５００と到達側トンネルとの接続構造８００に相当するが、後述するとおり、先行仮設下部受け５００が直線形状の鋼管であることが本発明の特徴の一つであり、“先行仮設下部受け”としての使用形態に係らず、“直線パイプルーフ”への適用も広く含まれることから、以降の記載は“先行仮設下部受け５００”という標記ではなく、“直線パイプルーフ５００”という標記で統一する。

【0029】

図２は、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造であり、（ａ）トンネル軸方向から見た接続構造の側面視図、（ｂ）ａ図のＡ－Ａ断面図、（ｃ）ａ図のＢ－Ｂ断面図、（ｄ）ａ図のＣ－Ｃ断面図をそれぞれ示す。
到達側トンネル２００のうち、接続構造８００を形成する領域においては、縦リブ２３が干渉する場合、縦リブ２３は撤去されており、スキンプレート２４も同様に撤去されている。凹陥部２５は、一方の対向する２枚の坑口リブ１ａ，１ｂおよび他方の対向する２枚の主桁２１，２１とによって囲われた断面矩形の筒状形状をなし、内空側端部が支持部材２によって塞がれることで、地山側にのみ開放された形状が形成される。
支持部材２は、坑口リブ１ａ，１ｂの端辺に沿って凹陥部を塞ぐように坑口リブ１ａ，１ｂおよび主桁２１，２１に固定された支持版２ａと、支持版２ａに直交して坑口リブ１ａ，１ｂの端辺を跨ぐように支持版２ａに固定された長方形板からなる複数のウェブ２ｂ，２ｂ・・・と、複数のウェブ２ｂ，２ｂ・・・に直交するように複数のウェブ２ｂ，２ｂ・・・に沿って固定された長方形板からなる複数のフランジ２ｃ，２ｃ・・・とから形成される。これにより、支持版２ａはウエブ２ｂ，２ｂ・・・とフランジ２ｃ，２ｃ・・・とによって補剛されている。
凹陥部２５の各部材同士および各部材と主桁２１，２１との固定は隅肉溶接により行うが、所定の強度を有すれば固定方法は溶接に限定されない。

【0030】

凹陥部２５の内部は地山側が開放されているため、この状態で到達トンネル２００を構築すると、凹陥部２５の内部にシールドの施工に伴う土砂や泥水、裏込め材等が侵入する。このため、凹陥部２５の内部は、到達トンネル２００を構築する前に硬化体４０が形成されている必要がある。本実施形態における硬化体４０は凹陥部２５の内部に充填材を充填し、所定の強度が発揮されるまで養生することで形成される。
さらに、硬化体４０は前述の通り土砂等の異物が侵入することを避けることと、シールド掘削機のテールを通過させる必要性とから、セグメント２０のスキンプレート２４の外面に沿って形成される。
なお、本実施形態における硬化体４０はコンクリートであるが、後述する鋼管の先端に固定した切削ビットにより切削が可能であり、鋼管５０から伝達される軸力を凹陥部２５に伝えることができる強度を有していれば、モルタルやエポキシ樹脂であっても良く、素材に限定されない。

【0031】

図２より明らかなように、支持部材２の下面は、主桁２１の内側端面よりもトンネル内に突出していない（主桁２１の桁高内に収まっている）。そのため、到達側トンネル２００内において本設構造物が完成した際に、主桁２１よりもトンネル内に突出していて建築限界を侵している仮設部材を切断撤去等する作業は一切不要となる。また、このように坑口リブ１や支持部材２等の仮設部材が建築限界を侵していないことから、本設構造物が完成した後においてもこれらの仮設部材を残置し、本設部材として兼用することが可能になる。

【0032】

図２に示すように、直線パイプルーフ５００を形成する鋼管５０は硬化体４０に所定の長さが貫入された状態で到達されている。貫入長は鋼管５０から伝達される軸力が硬化体４０に効率的に伝達できれば特に限定されないが、実施形態では確実に軸力を伝達できる貫入長として鋼管５０の外径程度以上を確保するものとしている。
硬化体４０への鋼管５０の貫入は、鋼管５０の先端５１に沿って所定の間隔で配置，固定された複数の切削ビット５２，５２・・・によって行う。鋼管５０からの軸力を効率的に伝達するためには、鋼管５０と硬化体４０との間に隙間が無い方が望ましく、鋼管５０自体を回転させながら硬化体４０に貫入させることで、双方の一体性をより確実にしている。そして、鋼管５０の先端５１と、凹陥部２５と、硬化体４０と、により、直線パイプルーフ５００と到達側トンネルの接続構造８００が形成される。

【0033】

［実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法］
次に、図３および図４を参照し、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法を説明する。ここで、図３および図４は、本発明の実施形態に係る直線パイプルーフと到達側トンネルの接続方法の一例を説明する工程図である。この接続方法に当たり、図１に示すように、シールド工法による、発進側トンネル１００と到達側トンネル２００の施工は完了しているものとする。ここで、図１における発進側トンネル１００と到達側トンネル２００の周辺地盤において、地盤改良施工は必須ではないが、これら発進側トンネル１００や到達側トンネル２００の施工に前後し、かつ直線パイプルーフ５００の施工前の段階において、適宜の地盤改良施工が実施されてもよい。

【0034】

図３（ａ）に示すように、発進側トンネル１００側から鋼管５０をＺ１方向に推進させ、その先端５１を到達側トンネル２００の手前の背面地山Ｇで止めることにより、直線パイプルーフ５００を発進側トンネル１００と到達側トンネル２００との間に架け渡す（鋼管推進工程）。この直線パイプルーフ５００の施工においては、掘進機Ｍにて地山Ｇを掘進しながら鋼管５０の推進を実行する。掘進機Ｍが到達側トンネル２００の手前まで到達し、前方の鋼管５０の先端５１を到達側トンネル２００の手前まで到達させた段階で、掘進機Ｍを縮径させ、直線パイプルーフ５００を形成する各鋼管５０を介してＺ２方向に発進側トンネル１００内へ縮径した掘進機Ｍを引き戻して回収する。

【0035】

このように、掘進機Ｍを発進側トンネル１００内にて回収することにより、次に施工する鋼管５０の推進施工に際して回収された掘進機Ｍを転用することができる。なお、図３において、直線パイプルーフ５００を形成する先頭の鋼管５０の先端５１は、到達側トンネル２００に到達せずにトンネルの背面地山Ｇ内に留まっているが、この形態以外にも、先頭の鋼管５０の先端５１が到達側トンネル２００に接触している形態であってもよい。いずれの形態であっても、直線パイプルーフ５００を形成する先頭の鋼管５０の先端５１が到達側トンネル２００を貫通していないことを要する。

【0036】

図３（ｂ），（ｃ）に示すように、鋼管５０自体を回転させながら前方に推進させ、先端５１に沿って配置，固定された複数の切削ビット５２，５２・・・によって、硬化体４０を直接切削する。鋼管５０は所定の長さを貫入させた状態で到達を完了とする。

【0037】

図示はしないが、他の実施形態として、少なくとも排土孔が設けられ、複数の削孔ビット５２，５２・・・が配置，固定されたカッターフェイスを先端に備えた鋼管５０自体を地山Ｇの推進と硬化体４０への貫入を行っても良い。
これにより、前記のような推進用の掘進機を併用する必要は無く、地山Ｇの推進掘削と硬化体４０への削孔貫入を連続的に行うことができ効率的である。

【0038】

図４に、図３とは別の実施形態を示す。凹陥部２５の内部には予め硬化体４０が充填されておらず、凹陥部２５の地山側開放部にスキンプレート２４に相当する蓋部材３が溶接固定された状態である。
先ず、図４（ａ）に示すように、発進側トンネル１００側から鋼管５０をＺ１方向に推進させ、その先端５１を到達側トンネル２００の手前の背面地山Ｇで止めることにより、直線パイプルーフ５００を発進側トンネル１００と到達側トンネル２００との間に架け渡す（鋼管推進工程）。
次に、図４（ｂ）に示すように、蓋部材３を直接切削し、鋼管５０の所定の長さが貫入する。ここまでの直線パイプルーフ５００の施工においては、前記推進用の掘進機Ｍによっても、カッターフェイスを先端に備えた鋼管５０自体の回転圧入によって行なっても良い。
さらに、図４（ｃ）に示すように、発進側トンネル１００側から充填され、直線パイプルーフ５００を形成する鋼管５０を介して流し込まれたフレッシュコンクリートが鋼管５０の先端５１から到達側トンネル２００の背面地山Ｇ内に充填され、硬化することによって硬化体４０が形成される。このように、鋼管５０の先端５１からフレッシュコンクリートが充填されるが、セグメント２０において蓋部材３が切断撤去されている箇所では、凹陥部２５が開口部を完全に塞いていることから、フレッシュコンクリートが到達側トンネル２００の内部に流れ込む恐れはない。また、支持部材２は支持版２ａがウエブ２ｂ，２ｂ・・・とフランジ２ｃ，２ｃ・・・とによって補剛されていることから、充填されたフレッシュコンクリートのコンクリート圧や硬化後の硬化体４０の重量等によって座屈等する恐れもない。接続構造８００の構成からも分かる通り、接続構造８００の形成に当たり、到達側トンネル２００の内部から背面地山Ｇ内に作業員が入り込んで作業を行う必要がないことから、高い施工安全性を有する接続方法となる。

【0039】

図示する接続方法によれば、到達側トンネル２００周辺の地盤条件や地下水位条件に依存することなく、直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造８００を施工することができる。また、この施工に際して、到達側トンネル２００の背面地山Ｇ内に作業員が入り込んで行う作業を一切不要にでき、高い施工安全性を享受できる。また、施工される仮設部材はいずれも、セグメント２０の内側端面よりも地山Ｇ側に位置していることから、本設構造物が完成した際に仮設部材を切断撤去等する作業を一切不要にでき、これらの仮設部材を本設部材にも兼用することが可能になる。さらに、直線パイプルーフ５００は、各鋼管５０内にコンクリートが充填された構造とすれば、高剛性の直線パイプルーフ５００が構築される。

【0040】

なお、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0041】

１：坑口リブ、２：支持部材、３：蓋部材、２０：セグメント、２１：主桁、２２：継手板、２３：縦リブ、２４：スキンプレート、２４ａ：開口部、３０：鋼管（角鋼管）、３１：先端、４０：硬化体、５０：鋼管（丸鋼管）、６０：鉛直支保工、７０：上方斜め支保工、８０：下方斜め支保工、１００：発進側トンネル（ランプトンネル）、２００：到達側トンネル（本線トンネル）、３００：曲線パイプルーフ、５００：直線パイプルーフ（先行仮設下部受け）、６００：接続構造（曲線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造）、７００：接続構造（曲線パイプルーフと発進側トンネルの接続構造）、８００：接続構造（直線パイプルーフと到達側トンネルの接続構造）、９００：接続構造（直線パイプルーフと発進側トンネルの接続構造）、１０００：本設天井湾曲受け、１１００：本設下方湾曲受け、Ｇ：地山（背面地山）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】