JP5806576B2 - パイプルーフ及びパイプルーフの構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、地山に挿入される複数のパイプにより構成されるパイプルーフ、及び、このパイプルーフを構築する方法に関する。

都市部等の地盤内（地山内）にトンネル等の地下構造物を構築するにあたり、地盤における地下構造物の構築予定箇所の周囲に複数のパイプを予め並設してパイプルーフ（防護屋根）を構築する、いわゆるパイプルーフ工法が知られている。

このパイプルーフ工法に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１には、パイプルーフ工法において、隣接するパイプ同士を各々の継手部で係合連結させてパイプルーフを構築することにより、隣接するパイプ間の間隙からの土砂流出を抑制することが記載されている。

特開平１０−３７６５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなパイプルーフ工法では、既設のパイプに隣接するように継手部同士を係合させつつ新たなパイプを地山に挿入すると、既設のパイプの継手部と新たなパイプの継手部とが接触して互いに干渉しあうことで、パイプの挿入が難しくなり、それゆえ、パイプ挿入時の作業性が低下するという問題があった。

本発明は、このような実状に鑑み、地山へのパイプ挿入時の作業性を向上させることを課題とする。

そのため本発明では、複数のパイプを互いに並列に地山に挿入してパイプルーフを構築する方法として、複数の第１のパイプを互いに離間させて並列に地山に挿入する工程と、隣り合う第１のパイプ同士の間を補間する形状を有する第２のパイプを第１のパイプ間に挿入する工程と、地山に挿入された第１のパイプと第２のパイプとを一体化する工程と、を含む。第１のパイプと第２のパイプとを一体化する工程では、互いに対向する第１のパイプの側面と第２のパイプの側面とを貫通するボルトによって、第１のパイプと第２のパイプとをボルト締結することにより、第１のパイプと第２のパイプとを互いに固定する。

また、本発明に係るパイプルーフは、互いに離間して並列に地山に挿入される複数の第１のパイプと、隣り合う第１のパイプ同士の間を補間する形状を有して第１のパイプ間に挿入される第２のパイプと、を含んで構成される。第１のパイプと第２のパイプとは、互いに対向する第１のパイプの側面と第２のパイプの側面とを貫通するボルトによってボルト締結されることにより互いに固定される。

尚、ここでいう「パイプ同士の間を補間する形状」とは、パイプ同士の間を塞ぐ形状を意味する。

本発明によれば、第２のパイプが、隣り合う第１のパイプ同士の間を補間する形状を有して、第１のパイプ間に挿入される。これにより、第１のパイプ間を、上記継手部に代えて、第２のパイプによって補間することができるので（換言すれば、第２のパイプ間を、上記継手部に代えて、第１のパイプによって補間することができるので）、パイプ外周部の構成が簡素化されても、パイプ間の土砂流出を抑制することができる。また、パイプ外周部の構成が簡素化されることにより、地山へのパイプ挿入時にパイプが受ける抗力を比較的低く抑えることができるので、パイプ挿入時の作業性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態におけるパイプルーフ工法を用いて構築されるトンネル合流部を示す図 上記第１実施形態におけるパイプの構成を示す図 上記第１実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 上記第１実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 上記第１実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 本発明の第２実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 本発明の第２実施形態の変形例におけるパイプルーフの構築方法を示す図 本発明の第３実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 本発明の第４実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 本発明の第４実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図 楕円形断面を有する鋼殻構造体を示す図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、ここでは、２つのトンネルが互いに合流するトンネル合流部の構築を例にとってパイプルーフの構築について説明するが、これに限るものではない。

図１は、本発明の第１実施形態におけるパイプルーフ工法を用いて構築されるトンネル合流部を示す。
地下構造物であるトンネル合流部１は、地面２の下方（地山２０）に予め掘削形成された２つのトンネル（本線トンネル３及びランプトンネル４）が互いに合流する合流部である。

本線トンネル３は、ランプトンネル４に比べて大径の断面を有しており、図示しないシールド機によって掘削形成される。このシールド機は、地山２０の掘削を行いつつその後方でセグメント３０の組立を行って、円筒状の覆工体３０Ｓを構築する。

本線トンネル３に並設されるランプトンネル４においても、本線トンネル３と同様にセグメント４０が組立てられて円筒状の覆工体４０Ｓが構築される。
これらトンネルが互いに合流するトンネル合流部１は、主に、以下６つの工程を経て構築される。
（１）本線トンネル３とランプトンネル４との間のトンネル合流部施工箇所の端部近傍に、図示しない立坑を構築する。
（２）本線トンネル３の上端部３ａとランプトンネル４の上端部４ａとの間を塞ぐように上記立坑から複数のパイプ（後述する第１のパイプ１１及び第２のパイプ１２）を地山２０に挿入して、なだらかなアーチ状のパイプルーフ２１を構築する。
（３）本線トンネル３の下端部３ｂとランプトンネル４の下端部４ｂとの間を塞ぐように上記立坑から複数のパイプ（後述する第１のパイプ１１及び第２のパイプ１２）を地山２０に挿入して、なだらかなアーチ状のパイプルーフ２２を構築する。
（４）本線トンネル３とランプトンネル４との間でパイプルーフ２１，２２によって閉じられる領域５内を掘削する。
（５）パイプルーフ２１，２２間に位置するセグメント３０ａ，４０ａを撤去する。これにより、トンネル合流部１では、パイプルーフ２１，２２と、上記（４）にて撤去されなかった残りのセグメント３０ｂ，４０ｂとによって、卵形断面の大断面地下スペース６が形成される。
（６）地下スペース６内に道路７を構築する。

次に、パイプルーフ２１の構築方法について、図１に加えて、図２〜図５を用いて説明する。
図２は、パイプルーフ２１を構築する際に用いられる３種類のパイプの概略構成を示す図である。図３〜図５は、図１の部分Ｐに対応する部位の拡大図である。

パイプルーフ２１は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す３種類のパイプを用いて構築される。
図２（Ａ）に示す第１のパイプ１１はつづみ形の断面を有する鋼管であり、その両側面が凹面部１１ａをなす。すなわち、第１のパイプ１１の凹形状の両側面が凹面部１１ａである。この凹面部１１ａは、後述する第２のパイプ１２の外周面（凸面部１２ｃ）に対応するように、弓形に湾曲している。また、第１のパイプ１１は、トンネル軸方向に略まっすぐに延びて、その長手方向の長さは、トンネル合流部１のトンネル軸方向の長さに一致する。

図２（Ｂ）に示す第２のパイプ１２は円形断面を有する鋼管である。第２のパイプ１２は、トンネル軸方向に略まっすぐに延びて、その長手方向の長さは、トンネル合流部１のトンネル軸方向の長さに一致する。

第２のパイプ１２の両側面には、それぞれ、一対の板状部材（例えば鋼板）１２ａ，１２ｂが設けられている。板状部材１２ａ，１２ｂは、互いに上下に離間して第２のパイプ１２の側面（外周面）から横方向に外方に張り出し、かつ、第２のパイプ１２の長手方向に沿って延びて第２のパイプ１２に溶接されている。尚、板状部材１２ａ，１２ｂ間の間隔は、第１のパイプ１１の上下寸法により若干大きくなっている。

また、第２のパイプ１２は、その円形の外周面の一部（両側面）が、第１のパイプ１１の凹面部１１ａに対応する凸面部１２ｃをなす。すなわち、第２のパイプ１２の凸形状の両側面が凸面部１２ｃである。

図２（Ｃ）に示す第３のパイプ１３は、その内部に第１のパイプ１１を挿入可能な円形断面を有する鋼管である。第３のパイプ１３は、トンネル軸方向に略まっすぐに延びて、その長手方向の長さは、トンネル合流部１のトンネル軸方向の長さに一致する。

第３のパイプ１３は、第１のパイプ１１を地山２０に挿入する際に用いられる補助パイプであり、それゆえ、第１のパイプ１１が地山２０に挿入された後に撤去される。
本実施形態では、第１のパイプ１１、第２のパイプ１２、及び第３のパイプ１３を用いて、パイプルーフ２１を構築する。

このパイプルーフ２１の構築では、図３（Ａ）〜図５（Ｈ）に示す工程を、図１の部分Ｐにて実施するのみならず、部分Ｐ以外の部分においても部分Ｐと同様に実施する。
パイプルーフ２１の構築時には、まず、図１及び図３（Ａ）に示すように、複数の第１のパイプ１１が挿入される予定の位置に、複数の第３のパイプ１３が、互いに所定間隔を空けて、上記立坑より地山２０に順次挿入される。ここで、所定間隔とは、後述する図４（Ｅ）にて、第１のパイプ１１間に第２のパイプ１２が挿入可能なように予め設定された間隔である。

また、複数の第３のパイプ１３は、その長手方向に対して略垂直な方向になだらかなアーチ状に並列配置される。
第３のパイプ１３の地山２０への挿入に際しては、例えば、図示しない回転掘削機を用いて第３のパイプ１３挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第３のパイプ１３を圧入する。このようにして回転掘削と第３のパイプ１３の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第３のパイプ１３の内部には空間１３ａが形成される。

次に、図３（Ｂ）に示すように、上記立坑より、第３のパイプ１３の内部の空間１３ａに第１のパイプ１１を挿入する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、第３のパイプ１３の内周面と第１のパイプ１１の外周面との間の空間１３ｂに充填材１４を充填する。充填材１４の一例としては、モルタルに掘削残土を混ぜたソイルモルタルを挙げることができる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、第３のパイプ１３を地山２０より引抜く。ここで、図３（Ａ）に示した工程の前に、第３のパイプ１３の表面に土砂付着防止用の剥離剤等を予め塗布しておくことにより、第３のパイプ１３を地山２０よりスムーズに引抜くことができる。

また、第３のパイプ１３の引抜き時には、空間１３ｂに充填された充填材１４により、地中の地盤の沈下が抑制される。
ここにおいて、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した各工程が、本発明における「第１のパイプを地山に挿入する工程」に含まれる。

次に、図４（Ｅ）に示すように、上記立坑より、隣り合う第１のパイプ１１間に第２のパイプ１２を挿入する。これにより、パイプルーフ２１を構成する複数のパイプ（第１のパイプ１１及び第２のパイプルーフ１２）が、その長手方向に対して略垂直な方向になだらかなアーチ状に並列配置される。

第２のパイプ１２の挿入に際しては、上述の第３のパイプ１３の挿入時と同様に、図示しない回転掘削機を用いて第２のパイプ１２挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第２のパイプ１２を圧入する。このようにして回転掘削と第２のパイプ１２の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第２のパイプ１２の内部には空間１２ｄが形成される。

また、第２のパイプ１２の挿入時には、第２のパイプ１２に設けられた板状部材１２ａ，１２ｂ間に第１のパイプ１１が位置した状態で、第２のパイプ１２が挿入される。これにより、板状部材１２ａ，１２ｂが第２のパイプ１２の挿入をガイドすることができるので、パイプ挿入時の作業性を向上させることができる。

ここで、第２のパイプ１２は、つづみ形断面を有する第１のパイプ１１同士の間を補間する形状として、円形の断面形状を有している。これにより、第１のパイプ１１間を、第２のパイプ１２によって補間することができるので（換言すれば、第２のパイプ１２間を、第１のパイプ１１によって補間することができるので）、パイプ間の土砂流出を抑制することができる。

次に、パイプルーフ２１の一体性を向上させて防護屋根としての機能を十分に発揮させるために、図５（Ｆ）〜（Ｈ）に示す一体化施工を行う。
一体化施工では、まず図５（Ｆ）に示すように、第１のパイプ１１の凹面部１１ａと第２のパイプ１２の凸面部１２ｃとが対向するジャンクション部１５の隙間を高圧水等により洗浄する。具体的には、例えば、第２のパイプ１２の凸面部１２ｃに適切なピッチで作業窓（図示せず）を予め設けて、この作業窓から人力で洗浄する。ここで、第２のパイプ１２の板状部材１２ａ，１２ｂが当該隙間のカバーとして機能することで、洗浄時に当該隙間内に土砂等が入り込むことを抑制している。そして、洗浄後のジャンクション部１５の隙間に高強度セメントミルクを注入する。

次に、図５（Ｇ）に示すように、ジャンクション部１５（第１のパイプ１１の凹面部１１ａと第２のパイプ１２の凸面部１２ｃと）にボルト孔（図示せず）を複数削孔し、これらボルト孔にボルト１６を挿通させて、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とをボルト締結する。ここで、ボルト１６が、本発明における固定手段として機能している。

尚、第２のパイプ１２の内径が８００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度で比較的大きい場合には、作業員が第２のパイプ１２内に入って、電動ドリル等の機器を用いて、第２のパイプ１２の凸面部１２ｃから第１のパイプ１１の凹面部１１ａに向けて、上記ボルト孔を削孔することができる。また、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とが地山２０に挿入される前に上記ボルト孔を予め削孔しておいてもよい。

次に、図５（Ｈ）に示すように、第１のパイプ１１の内部の空間１１ｂと第２のパイプ１２の内部の空間１２ｄとに中詰めコンクリート１７を打設する。
中詰めコンクリート１７が固結すると、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とが、中詰めコンクリート１７及びボルト１６を介して一体化される。また、ジャンクション部１５の隙間が高圧水等により洗浄されたことにより、当該隙間に注入される高強度セメントミルクが良好に第１のパイプ１１の凹面部１１ａの表面及び第２のパイプ１２の凸面部１２ｃの表面に接触するので、高強度セメントミルクの接着性を良好に発現させることができる。

パイプルーフ２２の構築方法については、上述のパイプルーフ２１の構築方法と同様であるので、その説明は省略する。
ところで、地下構造物として矩形断面形状の本設躯体を構築する場合には、一般に、門型にパイプが並列配置されたパイプルーフが仮設構造で本設躯体の外縁に平行に構築される。このような門型のパイプルーフでは、支保工の架設が必須となる。

この点、本実施形態によれば、パイプルーフ２１，２２と本線トンネル３とランプトンネル４とによって、実質的に閉鎖したパイプのアーチが形成される。これにより、パイプルーフ２１，２２が自立して均衡を保持するので、支保工を削減することができる。また、パイプルーフ２１，２２は仮設構造としてのみならず本設構造としても用いることができる。

本実施形態によれば、パイプルーフ２１，２２の構築方法として、複数の第１のパイプ１１を互いに離間させて並列に地山２０に挿入する工程（図３）と、隣り合う第１のパイプ１１同士の間を補間する形状を有する第２のパイプ１２を第１のパイプ１１間に挿入する工程（図４）と、を含む。これにより、第１のパイプ１１間を、第２のパイプ１２によって補間することができるので（換言すれば、第２のパイプ１２間を、第１のパイプ１１によって補間することができるので）、特許文献１に記載のような継手部を設けることなく、パイプ外周部の構成を簡素化して、パイプ間の土砂流出を抑制することができる。また、パイプ外周部の構成の簡素化により、地山２０へのパイプ挿入時にパイプが受ける抗力を比較的低く抑えることができるので、パイプ挿入時の作業性を向上させることができる。

また本実施形態によれば、第１のパイプ１１を地山２０に挿入する工程（図３）は、複数の第３のパイプ１３を互いに離間させて並列に地山２０に挿入して各第３のパイプ１３内に空間１３ａを形成する工程と（図３（Ａ））、各第３のパイプ１３内に、それぞれ、第１のパイプ１１を挿入する工程と（図３（Ｂ））、第３のパイプ１３と第１のパイプ１１との間の空間１３ｂに充填材１４を充填する工程と（図３（Ｃ））、第３のパイプ１３を地山２０より引抜く工程と（図３（Ｄ））、を含む。これにより、つづみ形断面等の特殊な断面形状を有する第１のパイプ１１を精度よく効率的に地山２０に挿入することができる。

また本実施形態によれば、第１のパイプ１１は、その両側面（凹面部１１ａ）が凹形状をなす一方、第２のパイプ１２は、その両側面（凸面部１２ｃ）が、凹面部１１ａに対応する凸形状をなす。これにより、第１のパイプ１１の凹面部１１ａに第２のパイプ１２の凸面部１２ｃが嵌るので、パイプルーフ２１，２２におけるパイプ同士の一体性を向上させることができる。

また本実施形態によれば、第２のパイプ１２は円形断面を有し、この円形の外周面の一部（凸面部１２ｃ）が凸形状をなすので、比較的簡易な構成で、第１のパイプ１１の凹面部１１ａと第２のパイプ１２の凸面部１２ｃとの嵌め合いを実現することができる。

また本実施形態によれば、第３のパイプ１３は円形断面を有するので、第１のパイプ１１を地山２０に挿入するための補助パイプとして比較的簡易に設置・撤去を行うことができる。

また本実施形態によれば、パイプルーフ２１，２２の構築方法として、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とを一体化する工程（図５）を更に含む。これにより、パイプルール２１，２２の一体性を十分に確保することができるので、防護屋根としての機能を十分に発揮することができる。

尚、本実施形態では、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とを、中詰めコンクリート１７及びボルト１６を介して一体化しているが、一体化の手法はこれに限らず、例えば、上記ボルト孔の代わりとして、上記ボルト孔より大きめの貫通孔を複数削孔し、これら貫通孔に鋼棒を差し込んで、第１のパイプ１１の内部の空間１１ｂと第２のパイプ１２の内部の空間１２ｄとに中詰めコンクリート１７を打設することで、第１のパイプ１１と第２のパイプ１２とを、中詰めコンクリート１７及び鋼棒を介して一体化してもよい。また、鋼棒の代わりとして、本線トンネル３の上端部３ａから貫通孔を通過してランプトンネル４の上端部４ａに延びるＰＣ鋼線（固定手段）を用いて、このＰＣ鋼線を緊張定着させることによって、パイプルーフ２１における第１のパイプ１１と第２のパイプ１２との一体性を高めるようにしてもよい。尚、このＰＣ鋼線を用いる一体化手法は、パイプルーフ２２にも適用可能である。

また本実施形態では、複数のパイプ（第１のパイプ１１及び第２のパイプ１２）は、その長手方向に対して略垂直な方向にアーチ状に配置されているが、これらパイプの配置形状はアーチ状に限らず、例えば、パイプの配置形状として、門型状を採用することも可能である。

図６は、本発明の第２実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す図である。
図３〜図５に示す第１の実施形態と異なる点について説明する。
第１実施形態では、第１のパイプ１１がつづみ形の断面形状を有し、第２のパイプ１２が円形断面を有しているが、第２実施形態では、第１のパイプ３１及び第２のパイプ３２が双方共に矩形断面を有している。

また、第２のパイプ３２の両側面には、それぞれ、パイプ挿入ガイド用の一対の板状部材（図示せず）が設けられている。これら板状部材は、互いに上下に離間して第２のパイプ３２の側面（外周面）から横方向に外方に張り出し、かつ、第２のパイプ３２の長手方向に沿って延びて第２のパイプ３２に溶接されている。また、これら板状部材間の間隔は、第１のパイプ３１の上下寸法により若干大きくなっている。尚、第２のパイプ３２の地山への挿入時の安定性が十分に確保される場合には、パイプ挿入ガイド用の板状部材を設けなくてもよい。

パイプルーフ２１の構築時には、まず、図６（Ａ）に示すように、複数の第１のパイプ３１が、互いに所定間隔を空けて、上記立坑より地山２０に順次挿入される。ここで、所定間隔とは、後述する図６（Ｂ）にて、第１のパイプ３１間に第２のパイプ３２が挿入可能なように予め設定された間隔である。

第１のパイプ３１の地山２０への挿入に際しては、例えば、図示しない回転掘削機を用いて第１のパイプ３１挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第１のパイプ３１を圧入する。このようにして回転掘削と第１のパイプ３１の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第１のパイプ３１の内部には空間３１ａが形成される。

次に、図６（Ｂ）に示すように、上記立坑より、隣り合う第１のパイプ３１間に第２のパイプ３２を挿入する。
第２のパイプ３２の挿入に際しては、上述の第１のパイプ３１の挿入時と同様に、図示しない回転掘削機を用いて第２のパイプ３２挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第２のパイプ３２を圧入する。このようにして回転掘削と第２のパイプ３２の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第２のパイプ３２の内部には空間３２ａが形成される。

ここで、第２のパイプ３２は、矩形断面を有する第１のパイプ３１同士の間を補間する形状として、矩形断面を有している。これにより、第１のパイプ３１間を、第２のパイプ３２によって補間することができるので（換言すれば、第２のパイプ３２間を、第１のパイプ３１によって補間することができるので）、パイプ間の土砂流出を抑制することができる。

この後に、図６（Ｃ）に示すように、第１実施形態と同様の一体化工程を経て、ボルト１６によるボルト締結と、パイプの内部の空間３１ａ，３２ａへの中詰めコンクリート１７の打設とにより、第１のパイプ３１と第２のパイプ３２とを一体化する。

図７は、図６に示した第２実施形態の変形例である。
この変形例では、第１のパイプ４１及び第２のパイプ４２が双方共に台形断面を有している。ここで、第１のパイプ４１は、上底に比べて下底が長い等脚台形状の断面を有する。また、第２のパイプ４２は、上底に比べて下底が短い等脚台形状の断面を有する。

第２のパイプ４２の両側面には、それぞれ、パイプ挿入ガイド用の一対の板状部材（図示せず）が設けられている。これら板状部材は、互いに上下に離間して第２のパイプ４２の側面（外周面）から横方向に外方に張り出し、かつ、第２のパイプ４２の長手方向に沿って延びて第２のパイプ４２に溶接されている。また、これら板状部材間の間隔は、第１のパイプ４１の上下寸法により若干大きくなっている。尚、第２のパイプ４２の地山への挿入時の安定性が十分に確保される場合には、パイプ挿入ガイド用の板状部材を設けなくてもよい。

図７に示す変形例では、パイプルーフ２１の構築時には、まず、図７（Ａ）に示すように、複数の第１のパイプ４１が、互いに所定間隔を空けて、上記立坑より地山２０に順次挿入される。ここで、所定間隔とは、後述する図７（Ｂ）にて、第１のパイプ４１間に第２のパイプ４２が挿入可能なように予め設定された間隔である。

第１のパイプ４１の地山２０への挿入に際しては、例えば、図示しない回転掘削機を用いて第１のパイプ４１挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第１のパイプ４１を圧入する。このようにして回転掘削と第１のパイプ４１の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第１のパイプ４１の内部には空間４１ａが形成される。

次に、図７（Ｂ）に示すように、上記立坑より、隣り合う第１のパイプ４１間に第２のパイプ４２を挿入する。
第２のパイプ４２の挿入に際しては、上述の第１のパイプ４１の挿入時と同様に、図示しない回転掘削機を用いて第２のパイプ４２挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第２のパイプ４２を圧入する。このようにして回転掘削と第２のパイプ４２の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第２のパイプ４２の内部には空間４２ａが形成される。

ここで、第２のパイプ４２は、台形状の断面を有する第１のパイプ４１同士の間を補間する形状として、台形状の断面を有している。これにより、第１のパイプ４１間を、第２のパイプ４２によって補間することができるので（換言すれば、第２のパイプ４２間を、第１のパイプ４１によって補間することができるので）、パイプ間の土砂流出を抑制することができる。

この後に、図７（Ｃ）に示すように、第１実施形態と同様の一体化工程を経て、ボルト１６によるボルト締結と、パイプの内部の空間４１ａ，４２ａへの中詰めコンクリート１７の打設とにより、第１のパイプ４１と第２のパイプ４２とを一体化する。

特に本実施形態によれば、第１のパイプ３１及び第２のパイプ３２は双方共に矩形断面を有する。また、第１のパイプ４１及び第２のパイプ４２は双方共に台形断面を有する。すなわち、第１のパイプ３１，４１及び第２のパイプ３２，４２を比較的単純な断面形状とすることにより、第３のパイプ１３を用いることなくパイプルーフ２１，２２を構築することができるので、施工工程を低減することができ、ひいては、工期を短縮することができる。

図８は、本発明の第３の実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す。
図３〜図５に示す第１実施形態と異なる点について説明する。
第３実施形態では、第１のパイプ５１が円形断面を有し、第２のパイプ１２の代わりとして、第２のＨ形鋼材（第２の形鋼材）５２を用いている。

第１のパイプ５１は、第１実施形態における第２のパイプ１２と同様の構成を有しており、それゆえ、第１のパイプ５１の両側面には、それぞれ、一対の板状部材５１ａ，５１ｂが設けられている。尚、板状部材５１ａ，５１ｂ間の間隔は、第２のＨ形鋼材５２の上下寸法により若干大きくなっている。

第２のＨ形鋼材５２は上フランジ及び下フランジとこれらフランジ間に位置するウェブとからなり、隣り合う第１のパイプ５１同士の間を補間するように、その大きさ及び形状が予め定められている。

パイプルーフ２１の構築時には、まず、図８（Ａ）に示すように、複数の第１のパイプ５１が、互いに所定間隔を空けて、上記立坑より地山２０に順次挿入される。ここで、所定間隔とは、後述する図８（Ｂ）にて、第１のパイプ５１間に第２のＨ形鋼材５２が挿入可能なように予め設定された間隔である。

第１のパイプ５１の地山２０への挿入に際しては、例えば、図示しない回転掘削機を用いて第１のパイプ５１挿入用の掘削孔を形成しつつ、この回転掘削機に追従するように第１のパイプ５１を圧入する。このようにして回転掘削と第１のパイプ５１の圧入（挿入）とが同時に行われ、この結果、第１のパイプ５１の内部には空間５１ｃが形成される。

次に、図８（Ｂ）に示すように、上記立坑より、隣り合う第１のパイプ５１間に第２のＨ形鋼材５２を挿入（圧入）する。この圧入時には板状部材５１ａ，５１ｂが第２のＨ形鋼材５２の挿入をガイドすることができるので、Ｈ形鋼材挿入時の作業性を向上させることができる。

ここで、第２のＨ形鋼材５２は、隣接する第１のパイプ５１同士の間を補間する形状として、Ｈ形の断面形状を有している。これにより、第１のパイプ５１間を、第２のＨ形鋼材５２によって補間することができるので（換言すれば、第２のＨ形鋼材５２間を、第１のパイプ５１によって補間することができるので）、パイプ間及びＨ形鋼材間の土砂流出を抑制することができる。

この後に、図８（Ｃ）に示すように、第１のパイプ５１と第２のＨ形鋼材５２との接触箇所を溶接することにより、第１のパイプ５１と第２のＨ形鋼材５２とを一体化する。また、第１のパイプ５１の内部の空間５１ｃに中詰めコンクリート１７を打設する。

特に本実施形態によれば、パイプルーフ２１が、円形断面を有する第１のパイプ５１と第２のＨ形鋼材５２とにより構成される。これにより、隣接する第１のパイプ５１同士の間を、第２のＨ形鋼材５２によって比較的容易に補間することができる。

図９及び図１０は、本発明の第４の実施形態におけるパイプルーフの構築方法を示す。
図３〜図５に示す第１実施形態と異なる点について説明する。
第４実施形態では、第１のパイプ１１の代わりとして、第１のＨ形鋼材（第１の形鋼材）６１を用いる。

第１のＨ形鋼材６１は上フランジ及び下フランジとこれらフランジ間に位置するウェブとからなり、隣り合う第２のパイプ１２同士の間を補間するように、その大きさ及び形状が予め定められている。

パイプルーフ２１の構築時には、上述の図３（Ａ）に示した第３のパイプ１３の地山２０への挿入後に、図９（Ａ）に示すように、上記立坑より、第３のパイプ１３の内部の空間１３ａに第１のＨ形鋼材６１を挿入する。

次に、図９（Ｂ）に示すように、第３のパイプ１３の内周面と第１のＨ形鋼材６１との間の空間１３ｂに充填材１４を充填する。
次に、図９（Ｃ）に示すように、第３のパイプ１３を地山２０より引抜く。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、上記立坑より、隣り合う第１のＨ形鋼材６１間に第２のパイプ１２を挿入すると共に、第２のパイプ１２の内部に空間１２ｄを形成する。
第２のパイプ１２の挿入時には、板状部材１２ａ，１２ｂ間に第１のＨ形鋼材６１が位置した状態で、第２のパイプ１２が挿入される。これにより、板状部材１２ａ，１２ｂが第２のパイプ１２の挿入をガイドすることができるので、パイプ挿入時の作業性を向上させることができる。

ここで、第１のＨ形鋼材６１は、隣接する第２のパイプ１２同士の間を補間する形状として、Ｈ形の断面形状を有している。これにより、第２のパイプ１２間を、第１のＨ形鋼材６１によって補間することができるので（換言すれば、第１のＨ形鋼材６１間を、第２のパイプ１２によって補間することができるので）、パイプ間及びＨ形鋼材間の土砂流出を抑制することができる。

この後に、図１０（Ｅ）に示すように、第１のＨ形鋼材６１と第２のパイプ１２との接触箇所を溶接することにより、第１のＨ形鋼材６１と第２のパイプ１２とを一体化する。また、第２のパイプ１２の内部の空間１２ｄに中詰めコンクリート１７を打設する。

特に本実施形態によれば、地山２０に挿入された各第３のパイプ１３内に、それぞれ、第１のＨ形鋼材（第１の形鋼材）６１を挿入し、この後に、第３のパイプ１３と第１のＨ形鋼材６１との間の空間１３ｂに充填材１４を充填する。これにより、複雑な断面形状を有する形鋼材であっても、上述の第１のパイプ１１の代わりとして、パイプルーフ２１の構成部材として、比較的簡易に精度よく地山２０に挿入することができる。

尚、上記第３及び第４実施形態では、隣接するパイプ同士の間に配置される形鋼材としてＨ形鋼材を例にとってパイプルーフの構築を説明したが、形鋼材は、隣接するパイプ同士の間を補間する断面形状を有するものであればこれに限らず、例えば、形鋼材として、Ｉ形鋼材や溝形鋼材を用いてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、２つのトンネルが互いに合流するトンネル合流部の構築を例にとってパイプルーフの構築について説明したが、本発明に係るパイプルーフ及びその構築方法は、自由断面鋼殻構造体（例えば、図１１に示すような楕円形断面を有する鋼殻構造体７１）の構築に適用可能である。

鋼殻構造体（パイプルーフ）７１の構築に際して、上述の第１実施形態におけるパイプルーフ及びその構築方法を適用する場合には、第１のパイプ１１及び第２のパイプ１２からなる鋼殻構造体７１を閉ループ構造として、その内部を掘削することにより、大断面地下スペース７２を確保することができる。また、第１のパイプ１１及び第２のパイプ１２からなる閉ループ構造を任意形状とすることにより、合理的な鋼殻構造体（パイプルーフ）を提供することができる。更に、小径の鋼殻構造体（パイプルーフ）を連続配置し連結することにより、大断面の地下構造物を提供することが可能となる。この地下構造物については、既存の近接構造物との離隔も小さく配置することが可能である。

１ トンネル合流部
２ 地面
３ 本線トンネル
３ａ 上端部
３ｂ 下端部
４ ランプトンネル
４ａ 上端部
４ｂ 下端部
５ 領域
６ 大断面地下スペース
７ 道路
１１ 第１のパイプ
１１ａ 凹面部
１１ｂ 空間
１２ 第２のパイプ
１２ａ，１２ｂ 板状部材
１２ｃ 凸面部
１２ｄ 空間
１３ 第３のパイプ
１３ａ，１３ｂ 空間
１４ 充填材
１５ ジャンクション部
１６ ボルト
１７ 中詰めコンクリート
２０ 地山
２１，２２ パイプルーフ
３０，３０ａ，３０ｂ セグメント
３０Ｓ 覆工体
３１ 第１のパイプ
３１ａ 空間
３２ 第２のパイプ
３２ａ 空間
４０，４０ａ，４０ｂ セグメント
４０Ｓ 覆工体
４１ 第１のパイプ
４１ａ 空間
４２ 第２のパイプ
４２ａ 空間
５１ 第１のパイプ
５１ａ，５１ｂ 板状部材
５１ｃ 空間
５２ 第２のＨ形鋼材
６１ 第１のＨ形鋼材
７１ 鋼殻構造体（パイプルーフ）
７２ 大断面地下スペース

Claims (14)

1. 複数のパイプを互いに並列に地山に挿入してパイプルーフを構築する方法であって、
   複数の第１のパイプを互いに離間させて並列に地山に挿入する工程と、
   隣り合う第１のパイプ同士の間を補間する形状を有する第２のパイプを前記第１のパイプ間に挿入する工程と、
   地山に挿入された前記第１のパイプと前記第２のパイプとを一体化する工程と、
   を含み、
   前記第１のパイプと前記第２のパイプとを一体化する工程では、互いに対向する前記第１のパイプの側面と前記第２のパイプの側面とを貫通するボルトによって、前記第１のパイプと前記第２のパイプとをボルト締結することにより、前記第１のパイプと前記第２のパイプとを互いに固定する、パイプルーフの構築方法。
2. 前記第１のパイプと前記第２のパイプとを一体化する工程では、前記第１のパイプと前記第２のパイプとをボルト締結により互いに固定するに先立って、互いに対向する前記第１のパイプの側面と前記第２のパイプの側面との間の隙間を水で洗浄する、請求項１に記載のパイプルーフの構築方法。
3. 前記第１のパイプと前記第２のパイプとを一体化する工程では、前記洗浄された前記隙間にセメントミルクを注入する、請求項２に記載のパイプルーフの構築方法。
4. 前記第１のパイプは、その両側面が凹形状をなす一方、前記第２のパイプは、その両側面が、前記凹形状に対応する凸形状をなす、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のパイプルーフの構築方法。
5. 前記第２のパイプは円形断面を有し、この円形の外周面の一部が前記凸形状をなす、請求項４に記載のパイプルーフの構築方法。
6. 前記第１のパイプはつづみ形の断面を有し、その弓形に湾曲する両側面が前記凹形状をなす、請求項４又は請求項５に記載のパイプルーフの構築方法。
7. 前記第１のパイプを地山に挿入する工程は、
   複数の第３のパイプを互いに離間させて並列に地山に挿入して各第３のパイプ内に空間を形成する工程と、
   各第３のパイプ内に、それぞれ、前記第１のパイプを挿入する工程と、
   前記第３のパイプと前記第１のパイプとの間の空間に充填材を充填する工程と、
   前記第３のパイプを地山より引抜く工程と、
   を含み、
   前記第２のパイプを前記第１のパイプ間に挿入する工程は、前記第２のパイプ内に空間を形成する工程を含む、請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のパイプルーフの構築方法。
8. 前記第１のパイプと前記第２のパイプとを一体化する工程では、前記第１のパイプと前記第２のパイプとをボルト締結により互いに固定した後に、前記第１のパイプの内部の空間と前記第２のパイプの内部の空間とに中詰めコンクリートを打設する、請求項７に記載のパイプルーフの構築方法。
9. 前記第３のパイプは円形断面を有する、請求項７又は請求項８に記載のパイプルーフの構築方法。
10. 互いに離間して並列に地山に挿入される複数の第１のパイプと、
    隣り合う第１のパイプ同士の間を補間する形状を有して前記第１のパイプ間に挿入される第２のパイプと、
    を含んで構成され、
    前記第１のパイプと前記第２のパイプとは、互いに対向する前記第１のパイプの側面と前記第２のパイプの側面とを貫通するボルトによってボルト締結されることにより互いに固定される、パイプルーフ。
11. 前記第１のパイプの内部の空間と前記第２のパイプの内部の空間とには中詰めコンクリートが打設される、請求項１０に記載のパイプルーフ。
12. 前記第１のパイプは、その両側面が凹形状をなす一方、前記第２のパイプは、その両側面が前記凹形状に対応する凸形状をなす、請求項１０又は請求項１１に記載のパイプルーフ。
13. 前記第２のパイプは円形断面を有し、この円形の外周面の一部が前記凸形状をなす、請求項１２に記載のパイプルーフ。
14. 前記第１のパイプはつづみ形の断面を有し、その弓形に湾曲する両側面が前記凹形状をなす、請求項１２又は請求項１３に記載のパイプルーフ。