JP2018178454A - 鋼製支保工のつなぎ材、及びトンネルの構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に長さ調整を行うことができる鋼製支保工のつなぎ材に関する技術を提供する。【解決手段】トンネルの坑壁面に沿って設置される鋼製支保工同士を接続するためのつなぎ材であって、トンネルの軸方向に隣接する一対の鋼製支保工の一方に設けられたサヤ管に係止される第１係止部を先端側に有する第１ロッド部材と、トンネルの軸方向に隣接する一対の鋼製支保工の他方に設けられたサヤ管に係止される第２係止部を先端側に有する第２ロッド部材と、第１ロッド部材及び第２ロッド部材を連結し、第１係止部及び第２係止部の離間寸法を変更可能な連結部を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、鋼製支保工のつなぎ材、及びトンネルの構築方法に関する。

トンネルを構築する工法として、ＮＡＴＭ工法(New Austrian Tunneling Method)が知
られている。ＮＡＴＭ工法は、地山が有する支保能力、強度を有効に利用してトンネルの安定を保つという考え方のもとに、吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製支保工を適宜に用いて、地山と一体化したトンネル構造物を建設する工法である。

ＮＡＴＭ工法においてトンネルを構築する際に、アーチ状の鋼製支保工を設置する場合、通常、以下に説明する手順により行われている。まず、切羽の近傍に吹付け機をセットして、切羽にコンクリートを一次吹き付けし、これが完了すると、吹付け機を退出させる。次いで、切羽近傍に支保工を建て込むエレクタを備えた作業車を配置し、エレクタによりアーチ状の鋼製支保工を切羽近傍のトンネル坑壁に建て込み、これが完了すると作業車を退出させる。次に、切羽に吹付け機を再び配置し、建て込まれたトンネル支保工を埋め込むようにして、コンクリートの二次吹付けを行い、吹付け機を退出させる。

鋼製支保工は、一般にトンネル軸方向に所定間隔毎に建て込まれる。鋼製支保工を新設した際に、新設の鋼製支保工の姿勢が傾いたり、倒れたりすることを抑制するために、新設の鋼製支保工と既設の鋼製支保工の間につなぎ材を架け渡し、新設の鋼製支保工を仮固定する技術が知られている。従来から、鋼製支保工のフランジにサヤ管と呼ばれる鋼製筒体を溶接しておき、ロッド状部材の両端を９０°屈曲させることで係止部が形成されたつなぎ材が広く用いられている。この種のつなぎ材は、その両端部に形成された係止部同士の長さが、鋼製支保工の間隔に合うように製作されている。

特許第３３８１６０６号公報

しかしながら、トンネルの実施工においては、既設の鋼製支保工と新設した鋼製支保工との間隔が設計通りにいかず、誤差が生じる場合がある。この場合、予め用意されたつなぎ材を施工現場で一旦切断し、再度溶接するなどして長さの調整を行う必要があり、作業負荷や作業時間の増大を招く要因となっていた。また、トンネル線形が曲線となる区間においては、トンネルの軸方向に配列される鋼製支保工の１間の長さがトンネルの左右で相違する場合があるが、このような場合においても左右における１間毎の長さの誤差は許容しつつ定尺のつなぎ材を用いて施工し、誤差が大きくなった時点で予め用意された定尺のつなぎ材を施工現場で一旦切断し、再度溶接するなどして長さの調整を行っており、作業負荷や作業時間の増大を招く要因となっていた。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単に長さ調整を行うことができる鋼製支保工のつなぎ材に関する技術を提供することにある。

上記課題の解決するために、本発明は、サヤ管に挿入可能な第１係止部を有する第１ロッド部材と、サヤ管に挿入可能な第２係止部を有する第２ロッド部材とを、第１係止部及
び第２係止部の離間寸法を変更可能に連結することとした。

より詳しくは、本発明に係る鋼製支保工のつなぎ材は、トンネルの坑壁面に沿って設置される鋼製支保工同士を接続するためのつなぎ材であって、前記トンネルの軸方向に隣接する一対の前記鋼製支保工の一方に設けられたサヤ管に係止される第１係止部を先端側に有する第１ロッド部材と、前記トンネルの軸方向に隣接する一対の前記鋼製支保工の他方に設けられたサヤ管に係止される第２係止部を先端側に有する第２ロッド部材と、前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材を連結し、前記第１係止部及び前記第２係止部の離間寸法を変更可能な連結部と、を備える。上記構成を採用することにより、簡単に長さ調整を行うことができる鋼製支保工のつなぎ材を提供できる。

また、本発明において、前記連結部は、両端部に前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材の基端側が連結されるターンバックル本体を含み、前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材の少なくとも一方の基端側には、前記ターンバックル本体に形成されたネジ孔に螺着された連結軸部が形成されており、前記ネジ孔に対する前記連結軸部の螺合量を変更することで、前記第１係止部及び前記第２係止部の離間寸法を調整可能であっても良い。

また、本発明において、前記第１ロッド部材の基端側に形成される第１連結軸部は、前記第２ロッド部材の基端側に形成される第２連結軸部を軸方向へ伸縮自在に収容するテレスコピック構造の筒体として形成されており、前記連結部は、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部とを任意の位置に固定可能であっても良い。

また、本発明において、前記第１ロッド部材は、前記連結部と連結される基端側に第１連結軸部を有し、前記第２ロッド部材は、前記連結部と連結される基端側に第２連結軸部を有し、前記連結部は、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部を並列状態で挿通可能な鋼製筒状体と、前記鋼製筒状体のうち、当該鋼製筒状体に挿通される前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に対応する位置の周壁を貫通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通されて前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に圧入される楔部材と、を含み、前記楔部材が前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に圧入された際に塑性変形することで、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部とを任意の位置に固定可能であっても良い。

また、本発明はトンネルの構築方法として特定することができる。すなわち、本発明に係るトンネルの構築方法は、既設の鋼製支保工の切羽側に新設の鋼製支保工を建て込む支保工建て込み工程と、上述までの何れかのつなぎ材における前記第１ロッド部材の前記第１係止部と前記第２ロッド部材の前記第２係止部の離間寸法を調整しつつ、前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工にそれぞれ設けられたサヤ管に前記第１係止部と前記第２係止部を挿入することで前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工を接続する工程と、前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工との間の区間におけるトンネル坑壁面にコンクリートを吹付ける工程と、を含む。

本発明によれば、簡単に長さ調整を行うことができる鋼製支保工のつなぎ材に関する技術を提供できる。

図１は、実施形態１に係るトンネル支保工の側面図である。 図２は、実施形態１に係るトンネル支保構造を説明する図である。 図３は、実施形態１のエレクタ装置を搭載する作業車の上面図である。 図４は、実施形態１に係るつなぎ材の概略構成図である。 図５は、実施形態１に係るトンネル支保工に設置されるサヤ管とつなぎ材の関係を示す概略拡大正面図である。 図６は、実施形態１に係るトンネル支保工に設置されるサヤ管とつなぎ材の関係を示す概略拡大断面図である。 図７は、実施形態２に係るつなぎ材の概略構成図である。 図８は、実施形態２に係るつなぎ材の連結部周辺の概略断面図である。 図９は、図８に示す伸縮ロック解除状態から、ベース部材の雄ネジ部に対して外筒ロック部材の雌ネジ部を螺合させることでベース部材に外筒ロック部材を締付けた状態を示す図である。 図１０は、実施形態３に係るつなぎ材の概略構成図である。 図１１は、実施形態３に係るつなぎ材の分解図である。 図１２は、実施形態３に係る鋼製筒状体の横断面図及び楔部材を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係るトンネル支保工１０の側面図である。トンネル支保工１０は、トンネル掘削に伴い露出する地山の崩落防止のために、掘削直後の坑壁に沿って建て込まれるアーチ状の鋼製支保工であり、トンネル軸方向に沿って一定間隔毎に設置される。本実施形態におけるトンネル支保工１０は、Ｈ形断面を有するＨ形鋼によって形成されている。より詳しくは、トンネル支保工１０は、一対の円弧状の鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒの天端部（上端部）同士を一体に連結することでアーチ状に形成されている。以下、鋼製支保工１０Ｌを「左側鋼製支保工」と呼び、鋼製支保工１０Ｒを「右側鋼製支保工」と呼ぶ。

左側鋼製支保工１０Ｌは、第１本体部１１１、第１天端継手板１２１、第１底板１３１を有する。第１本体部１１１は、ウェブ１１１ａ、当該ウェブ１１１ａに直交する一対の地山側フランジ１１１ｂ及び内空側フランジ１１１ｃから構成されるＨ形鋼である。また、第１本体部１１１における一端には第１天端継手板１２１が溶接され、他端には第１底板１３１が溶接されている。第１天端継手板１２１及び第１底板１３１は四角形の鋼製平板であり、第１本体部１１１のＨ形断面に対して直交方向に延在している。右側鋼製支保工１０Ｒについても同様に、第２本体部１１２、第２天端継手板１２２、第２底板１３２を有する。第２本体部１１２は、ウェブ１１２ａ、当該ウェブ１１２ａに直交する一対の地山側フランジ１１２ｂ及び内空側フランジ１１２ｃから構成されるＨ形鋼である。また、第２本体部１１２における一端には第２天端継手板１２２が溶接され、他端には第２底板１３２が溶接されている。第２天端継手板１２２、第２底板１３２は四角形の鋼製平板であり、第２本体部１１２のＨ形断面に対して直交方向に延在している。第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２には、ボルトを挿通するボルト穴が設けられており、当該ボルト穴に挿通させたセンターボルト１４にナット１５を螺合させることで、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２が締結される。

図２は、実施形態１に係るトンネル支保工１０を適用したトンネル支保構造１を説明する図であり、トンネルＴの軸を通る鉛直断面の概略図である。本実施形態では、ＮＡＴＭ工法(New Austrian Tunneling Method)によってトンネルＴを構築する場合を例に説明す
る。

図２における符号３は、一次吹付けコンクリート層である。また、符号４は金網、符号５は隣接するトンネル支保工１０同士を繋ぐつなぎ材である。このつなぎ材５は、タイロ
ッドとも呼ばれ、切羽側に位置する新設のトンネル支保工１０が倒れないように仮固定するためのロッド部材であり、新設のトンネル支保工１０と既設のトンネル支保工１０との間に架け渡されるロッド部材である。また、符号６は、二次吹付けコンクリート層である。なお、図２には、トンネル支保工１０の右側鋼製支保工１０Ｒが図示されている。

本実施形態のトンネル構築方法において、切羽８の掘削によってトンネルＴの側面に地山７が露出した後、この地山７に対して一次コンクリートの吹付け施工が行われることで、一次吹付けコンクリート層３が形成される。その後、トンネル坑壁面に沿って一次吹付けコンクリート層３の内空側に上述したアーチ状のトンネル支保工１０が建て込まれる。つまり、既設のトンネル支保工１０の切羽側に新設のトンネル支保工１０が建て込まれる。トンネル支保工１０は、トンネルＴの坑口側に位置する既設のトンネル支保工１０に対して、切羽８側に隣接し、トンネルＴの軸方向に所定の間隔（例えば、１．０ｍ〜１．５ｍ程度）で配列される。

なお、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの建て込み作業は、例えば、図３に示すようなエレクタ装置１００を用いて行うことができる。図３は、エレクタ装置１００を搭載する作業車２００の上面図である。エレクタ装置１００は、同一構成の一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒを備えている。一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒは、これらに付設される駆動機構の作動によって伸縮動作、傾動動作、揺動動作、回動動作が自在である。また、各ブーム１７Ｌ，１７Ｒの先端には、同一構成の一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒが連結されている。一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒは、これらに付設される駆動機構の作動によって回転動作および揺動動作が自在であり、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒをそれぞれ着脱自在に挟圧把持（保持）することができる。エレクタ装置１００は、一対のハンド１８Ｌ，１８Ｒに左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを把持し、各ハンド１８Ｌ，１８Ｒを駆動することで左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを所定の建て込み位置に建て込むことができる。左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの建て込みは、掘削した上半盤上に平板状の木製皿板を置いて地盤の耐力を補うと共に、据付け高さの調整を行う。そして、上記皿板上に左側鋼製支保工１０Ｌ（右側鋼製支保工１０Ｒ）の第１底板１３１（第２底板１３２）を載置し、左側鋼製支保工１０Ｌ（右側鋼製支保工１０Ｒ）が垂直になるように建て込む。

次に、例えばレーザ測量機（図示せず）から照射される光線がターゲットと一致するように皿板と第１底板１３１（第２底板１３２）の間にクサビを挿入、あるいは、皿板の下部を掘り下げる等して高さを調整することで、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが地盤上に据付けられる。そして、新設のトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ、右側鋼製支保工１０Ｒ）と、既設のトンネル支保工１０とを、つなぎ材５によって繋ぐことで新設のトンネル支保工１０を仮固定する。つなぎ材５は、トンネルＴの高さ方向に複数段に渡り配置され、例えば隣接するトンネル支保工１０の根脚部、肩部、天端部の各位置に配置される。次に、センターボルト１４（図１を参照）によって第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を締結する。なお、つなぎ材５を設置する前に、センターボルト１４によって、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を緩く連結しておき、つなぎ材５の設置完了後にセンターボルト１４を固く締結しても良い。

次に、新設のトンネル支保工１０と、既設のトンネル支保工１０との区間における一次吹付けコンクリート層３の表面に沿って金網４を配置した後、二次吹付けコンクリートを吹付け施工することで二次吹付けコンクリート層６を形成する。なお、二次吹付けコンクリートは、トンネル支保工１０における一対のフランジのうち、地山７と反対側に位置する内空側フランジ１１２ｃ（１１１ｃ）に概ね達する厚さまで吹付けられる。また、金網４は、二次吹付けコンクリートを補強するために配置され、地山条件が良好な場合には省略する場合もある。また、二次吹付けコンクリートに、例えば鋼繊維補強吹付けコンクリ
ート（ＳＦＲＣ）等を用いる場合には、金網４の設置を省略する場合がある。

図４は、実施形態１に係るつなぎ材５の概略構成図である。つなぎ材５は、連結部としてのターンバックル本体５０と、第１ロッド部材５１と、第２ロッド部材５２とを有する。ターンバックル本体５０は、第１ロッド部材５１と、第２ロッド部材５２を連結する。ターンバックル本体５０は、中央部に窓孔５００を開設すると共に両端部に第１ロッド部材５１及び第２ロッド部材５２を相対的に軸移動可能に螺合できるネジ孔５０１，５０２を有している。ネジ孔５０１，５０２の内周部には雌ネジが加工されている。

第１ロッド部材５１は鋼製の棒状部材であり、その先端側に設けられた第１係止部５１１と、基端側に設けられた第１連結軸部５１２を有している。第１ロッド部材５１の第１係止部５１１は、その一端を略直交に折り曲げることで形成されている。また、第１連結軸部５１２は、その外周部に、ターンバックル本体５０におけるネジ孔５０１の雌ネジに螺合可能な雄ネジが形成されており、ネジ孔５０１を通じてターンバックル本体５０内に挿入することができる。

第２ロッド部材５２は鋼製の棒状部材であり、その先端側に設けられた第２係止部５２１と、基端側に設けられた第２連結軸部５２２を有している。第２ロッド部材５２の第２係止部５２１は、その一端を略直交に折り曲げることで形成されている。また、第２連結軸部５２２は、その外周部に、ターンバックル本体５０におけるネジ孔５０２の雌ネジに螺合可能な雄ネジが形成されており、ネジ孔５０２を通じてターンバックル本体５０内に挿入することができる。

以上のように、本実施形態におけるつなぎ材５においては、ターンバックル本体５０のネジ孔５０１に第１ロッド部材５１の第１連結軸部５１２を螺着し、ターンバックル本体５０のネジ孔５０２に第２ロッド部材５２の第２連結軸部５２２を螺着すると共に、ターンバックル本体５０の各ネジ孔５０１，５０２に対する第１連結軸部５１２及び第２連結軸部５２２の螺合量を調整することができる。

図５は、実施形態１に係るトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ、右側鋼製支保工１０Ｒ）に設置されるサヤ管９とつなぎ材５の関係を示す概略拡大正面図である。図６は、実施形態１に係るトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ、右側鋼製支保工１０Ｒ）に設置されるサヤ管９とつなぎ材５の関係を示す概略拡大断面図である。図５及び図６に示すように、トンネル支保工１０（右側鋼製支保工１０Ｒ、右側鋼製支保工１０Ｒ）おいて、第１本体部１１１（第２本体部１１２）における地山側フランジ１１１ｂ（１１２ｂ）の内面には、サヤ管９が溶接等によって固着されている。サヤ管９の軸方向は、第１本体部１１１（第２本体部１１２）の延伸方向（軸方向）と平行に設けられている。ここで、第１本体部１１１（第２本体部１１２）の地山側フランジ１１１ｂ（１１２ｂ）の内面とは、内空側フランジ１１１ｃ（１１２ｃ）と対向している方の面である。本実施形態におけるトンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ、右側鋼製支保工１０Ｒ）は、第１本体部１１１（第２本体部１１２）の軸方向においてつなぎ材５を架け渡すべき予め定められた位置毎に、地山側フランジ１１１ｂ（１１２ｂ）の両縁部にそれぞれサヤ管９が設けられている。

本実施形態におけるつなぎ材５は、第１ロッド部材５１の第１係止部５１１と、第２ロッド部材５２の第２係止部５２１の外径が、サヤ管９の内径よりも若干小さく設定されている。そして、トンネルＴの軸方向に隣接する一対のトンネル支保工１０、例えば切羽８近傍に位置する新設のトンネル支保工１０と、これに隣接する既設のトンネル支保工１０に設けられた一対のサヤ管９に、第１ロッド部材５１の第１係止部５１１及び第２ロッド部材５２の第２係止部５２１をそれぞれ挿入することで、トンネルＴの軸方向に隣接する
一対のトンネル支保工１０につなぎ材５を係止することができる。その際、本実施形態におけるつなぎ材５によれば、ターンバックル本体５０に対する第１連結軸部５１２又は第２連結軸部５２２の挿入量、言い換えるとネジ孔５０１に対する第１連結軸部５１２の螺合量又はネジ孔５０２に対する第２連結軸部５２２の螺合量を調整することで、つなぎ材５を設置する一対のサヤ管９同士の離間寸法に合わせて第１係止部５１１及び第２係止部５２１の離間寸法を自在に調整することができる。

本実施形態におけるトンネルＴの構築方法においては、つなぎ材５における第１ロッド部材５１の第１係止部５１１と第２ロッド部材５２の第２係止部５２１の離間寸法を調整しつつ、既設のトンネル支保工１０と新設のトンネル支保工１０にそれぞれ設けられたサヤ管９に第１係止部５１１と第２係止部５２１を係止することで既設のトンネル支保工１０と新設のトンネル支保工１０を相互に接続する。よって、トンネルＴの実施工において、既設のトンネル支保工１０と新設したトンネル支保工１０との間隔が設計値との間に誤差が生じたとしても、簡単につなぎ材５の長さ調整を行った上で、つなぎ材５を円滑にトンネル支保工１０に取り付けることができる。その際、つなぎ材５を切断したり溶接したりすることなくターンバックル本体５０に対する第１連結軸部５１２又は第２連結軸部５２２の螺合量を調整するだけで簡単につなぎ材５の長さを調整できるので、つなぎ材５の長さを調整するための作業負荷や作業時間が過度に増加することを抑制できる。なお、既設のトンネル支保工１０と新設のトンネル支保工１０との間の新設区間（図２を参照）につなぎ材５を設置した後は、当該新設区間に適宜金網４を設置した後、トンネル坑壁面に二次吹付けコンクリートを吹付け施工することで二次吹付けコンクリート層６を形成する。

＜変形例＞
なお、上記実施形態１におけるつなぎ材５では、ターンバックル本体５０の両端にネジ孔５０１，５０２を形成し、第１ロッド部材５１の第１連結軸部５１２及び第２ロッド部材５２の第２連結軸部５２２の双方をターンバックル本体５０に対して螺着しているが、これに代えて、何れか一方のみを螺着しても良い。例えば、つなぎ材５のターンバックル本体５０における一方の端部のみにネジ孔５０１を形成すると共に、第１ロッド部材５１の第１連結軸部５１２をネジ孔５０１に螺着し、第２ロッド部材５２の第２連結軸部５２２をターンバックル本体５０の他端側に溶接等によって一体に固着しても良い。かかる構造においても、ターンバックル本体５０のネジ孔５０１に対する第１連結軸部５１２の螺合量を変更することで、第１ロッド部材５１の第１係止部５１１及び第２ロッド部材５２の第２係止部５２１の離間寸法を自在に調整することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係るつなぎ材５Ａを説明する。図７は、実施形態２に係るつなぎ材５Ａの概略構成図である。実施形態２に係るつなぎ材５Ａは、第１ロッド部材５１Ａと、第２ロッド部材５２Ａと、第１ロッド部材５１Ａ及び第２ロッド部材５２Ａを連結する連結部５０Ａを有する。第１ロッド部材５１Ａ及び第２ロッド部材５２Ａの先端には、サヤ管９に挿入することで係止可能な第１係止部５１１及び第２係止部５２１が設けられている。また、第１ロッド部材５１Ａ及び第２ロッド部材５２Ａの基端側には、第１連結軸部５１２Ａ及び第２連結軸部５２２Ａが設けられている。図８は、実施形態２に係るつなぎ材５Ａの連結部５０Ａ周辺の概略断面図である。

つなぎ材５Ａは、テレスコピック式の伸縮継手を採用しており、第１ロッド部材５１Ａ及び第２ロッド部材５２Ａが軸方向へ伸縮自在となっている。図８に示すように、第１ロッド部材５１の基端側に設けられた第１連結軸部５１２Ａは、内部が中空の円筒体として形成されており、第１連結軸部５１２Ａの端部は開口５１２０が形成された開口端となっている。また、第２ロッド部材５２Ａの基端側に設けられた第２連結軸部５２２Ａも、第
１連結軸部５１２Ａと同様、内部が中空の円筒体として形成されている。ここで、第１ロッド部材５１における第１連結軸部５１２Ａの内径は、第２ロッド部材５２における第２連結軸部５２２Ａの外径よりも大きな寸法に設計されており、第１連結軸部５１２Ａの開口５１２０から第２連結軸部５２２Ａが挿入されている。

上記構造を有するつなぎ材５Ａは、第１ロッド部材５１の第１連結軸部５１２Ａは、第２ロッド部材５２の第２連結軸部５２２Ａを軸方向へ伸縮自在に収容したテレスコピック構造の筒体として形成されている。更に、つなぎ材５Ａは、第１連結軸部５１２Ａ及び第２連結軸部５２２Ａを任意の位置に固定可能な連結部５０Ａを備えている。ここで、連結部５０Ａは、第１連結軸部５１２Ａにおける開口端近傍の外周部に固着されたベース部材５０５と、当該ベース部材５０５に係合された外筒ロック部材５０６を有している。連結部５０Ａのベース部材５０５は、第１連結軸部５１２Ａの開口端近傍の外周部に固着された固着部５０５０と、当該固着部５０５０から延在する係合筒部５０５１を有している。ベース部材５０５の係合筒部５０５１は固着部５０５０の端部に接続された筒状体であり、第１連結軸部５１２Ａの開口５１２０から、第１係止部５１１が設けられている方とは逆方向に軸方向に突出している。ベース部材５０５における係合筒部５０５１のうち、固着部５０５０から遠い領域を先端領域と呼び、当該先端領域と固着部５０５０との間の領域を基端領域と呼ぶ。ベース部材５０５の係合筒部５０５１における基端領域の外周面には、雄ネジ部５０５１ａが形成されている。また、ベース部材５０５の係合筒部５０５１における先端領域には、係合筒部５０５１の自由端面から軸方向に伸びるスリット（図示せず）によって当該係合筒部５０５１が周方向へ複数の領域に分割されてなる係止片部５０５１ｂが形成されている。係止片部５０５１ｂの外面は、基端側から先端側に向かって縮径するテーパ面として形成されている。

次に、連結部５０Ａの外筒ロック部材５０６について説明する。外筒ロック部材５０６の前端５０６ａ側における内周面には、ベース部材５０５の係合筒部５０５１における雄ネジ部５０５１ａと噛合可能な雌ネジ部５０６０が設けられている。また、外筒ロック部材５０６における雌ネジ部５０６０の後方には、内周面が前端５０６ａ側から後端５０６ｂ側に向かって縮径するテーパ面５０６１が形成されている。

図８は、連結部５０Ａにおけるベース部材５０５に設けられた雄ネジ部５０５１ａと、外筒ロック部材５０６における雌ネジ部５０６０の締付けを緩めた状態を示している。この状態において、第１ロッド部材５１Ａにおける第１連結軸部５１２Ａに挿入された第２ロッド部材５２Ａにおける第２連結軸部５２２Ａの固定（ロック）が解除されており、第１連結軸部５１２Ａに対して第２連結軸部５２２Ａが軸方向に沿って伸縮自在となっている。以下、この状態を「伸縮ロック解除状態」と呼ぶ。

図９は、図８に示す伸縮ロック解除状態から、ベース部材５０５の雄ネジ部５０５１ａに対して外筒ロック部材５０６の雌ネジ部５０６０を螺合させることでベース部材５０５に外筒ロック部材５０６を締付けた状態を示す図である。図９に示すように、ベース部材５０５に対して外筒ロック部材５０６を螺着してゆくと、外筒ロック部材５０６の前端５０６ａがベース部材５０５の固着部５０５０に接近してゆく（図８中、Ｘ方向に移動する）。その結果、ベース部材５０５の係止片部５０５１ｂの外面に外筒ロック部材５０６におけるテーパ面５０６１が当接し、テーパ面５０６１が係止片部５０５１ｂを径方向外側から内側に向かって押圧する。これにより、ベース部材５０５の係止片部５０５１ｂが、第２ロッド部材５２Ａの第２連結軸部５２２Ａを面接触した状態で挟み込む。その結果、ベース部材５０５の係止片部５０５１ｂが第２ロッド部材５２Ａの第２連結軸部５２２Ａを係止し、第１連結軸部５１２Ａに対する第２連結軸部５２２Ａの伸縮が制限される。すなわち、第１ロッド部材５１Ａの第１連結軸部５１２Ａに対して第２ロッド部材５２Ａの第２連結軸部５２２Ａの伸縮が規制された状態（以下、「伸縮ロック状態」と呼ぶ）とな
る。

つなぎ材５Ａは、図９に示す伸縮ロック状態からベース部材５０５における雄ネジ部５０５１ａに対する外筒ロック部材５０６の雌ネジ部５０６０の螺合を緩めることで、外筒ロック部材５０６のテーパ面５０６１による係止片部５０５１ｂの押圧状態が解除される。その結果、係止片部５０５１ｂが第２連結軸部５２２Ａを係止する状態が解除されることで、図８に示す伸縮ロック解除状態に切り替えることができる。この伸縮ロック解除状態において、第１ロッド部材５１Ａの第１連結軸部５１２Ａに対する第２ロッド部材５２Ａの第２連結軸部５２２Ａの伸縮度合いをトンネルＴの軸方向に隣接する一対のトンネル支保工１０におけるサヤ管９同士の離間寸法に合わせて調整することで、第１係止部５１１及び第２係止部５２１の離間寸法を所望の寸法に調整することができる。これにより、トンネルＴの実施工において、既設のトンネル支保工１０と新設したトンネル支保工１０との間隔が設計値との間に誤差が生じたとしても、簡単につなぎ材５Ａの長さ調整を行った上で、つなぎ材５Ａを円滑にトンネル支保工１０に取り付けることができる。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３に係るつなぎ材５Ｂを説明する。図１０は、実施形態３に係るつなぎ材５Ｂの概略構成図である。図１１は、実施形態３に係るつなぎ材５Ｂの分解図である。

実施形態３に係るつなぎ材５Ｂは、第１ロッド部材５１Ｂと、第２ロッド部材５２Ｂと、第１ロッド部材５１Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂを連結する一対の連結部５０Ｂ，５０Ｂを有する。但し、本実施形態のつなぎ材５Ｂにおいて、連結部５０Ｂの数は特に限定されない。本実施形態における第１ロッド部材５１Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂは異形棒鋼である。上述までの実施形態と同様、第１ロッド部材５１Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂの先端側には、トンネル支保工１０に設けられたサヤ管９に挿入及び係止するための第１係止部５１１及び第２係止部５２１がそれぞれ形成されている。また、また、第１ロッド部材５１Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂの基端側には、第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂがそれぞれ設けられている。

連結部５０Ｂは、第１ロッド部材５１Ｂの第１連結軸部５１２Ｂと第２ロッド部材５２Ｂの第２連結軸部５２２Ｂとを並列状態で挿通可能な鋼製筒状体５０７と、楔部材５０８を有している（図１２を参照）。図１２は、実施形態３に係る鋼製筒状体５０７の横断面図及び楔部材５０８を示す図である。図１２に示すように、鋼製筒状体５０７は、第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂを並列状態で挿通可能な横断面を有する筒部材であり、一対の対向する第１周壁５０７１及び第２周壁５０７２を有している。第１周壁５０７１及び第２周壁５０７２間の内法寸法は、第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂの直径と等しいか、当該直径よりも若干大きな寸法に設定されている。また、第１周壁５０７１及び第２周壁５０７２の略中央部には、周壁を貫通する貫通孔としての楔挿通孔５０７１ａ，５０７２ａがそれぞれ設けられている。鋼製筒状体５０７における第１周壁５０７１の楔挿通孔５０７１ａと第２周壁５０７２の楔挿通孔５０７２ａは、ちょうど対向する位置に配置されている。また、鋼製筒状体５０７における楔挿通孔５０７１ａ，５０７２ａは、同一の直径を有しており、楔部材５０８を挿通させることができる。

次に、実施形態３に係るつなぎ材５Ｂを用いて、トンネルＴの軸方向に隣接する一対のトンネル支保工１０同士を接続する方法について説明する。例えば、切羽８近傍に位置する新設のトンネル支保工１０と、これに隣接する既設のトンネル支保工１０に設けられた一対のサヤ管９に、つなぎ材５Ｂに係る第１ロッド部材５１Ｂの第１係止部５１１及び第２ロッド部材５２Ｂの第２係止部５２１をそれぞれ挿入する。

その後、第１ロッド部材５１Ｂの第１連結軸部５１２Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂの第
２連結軸部５２２Ｂの何れか一方に、一対の鋼製筒状体５０７を予め挿通させた状態で、第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂの先端を並列にラップさせた状態で当該ラップ区間に鋼製筒状体５０７をスライドさせる。そして、図１０及び図１２に示すように、鋼製筒状体５０７に対して第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂを並列状態で挿通させた状態から、鋼製筒状体５０７の楔挿通孔５０７１ａ，５０７２ａに楔部材５０８を挿通させると共に、楔部材５０８を第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂの間に圧入する。その結果、第１連結軸部５１２Ｂ及び第２連結軸部５２２Ｂは、鋼製筒状体５０７及び鋼製筒状体５０７の内部で塑性変形した楔部材５０８によって強固に接合される。

本実施形態におけるつなぎ材５Ｂによれば、つなぎ材５Ｂを設置する一対のトンネル支保工１０におけるサヤ管９同士の離間寸法に合わせて、第１ロッド部材５１Ｂの第１連結軸部５１２Ｂ及び第２ロッド部材５２Ｂの第２連結軸部５２２Ｂを任意の位置で固定することができる。そのため、トンネルＴの実施工において、既設のトンネル支保工１０と新設したトンネル支保工１０との間隔が設計値との間に誤差が生じたとしても、簡単につなぎ材５Ｂの長さ調整を行った上で、つなぎ材５Ｂを円滑にトンネル支保工１０に取り付けることができる。

以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明に係る鋼製支保工のつなぎ材、及びトンネルの構築方法これらに限られず、可能な限りこれらを組み合わせることができる。

１・・・トンネル支保構造
３・・・一次吹付けコンクリート層
４・・・金網
５・・・つなぎ材
６・・・二次吹付けコンクリート層
７・・・地山
８・・・切羽
１０・・・トンネル支保工
１０Ｌ・・・左側鋼製支保工
１０Ｒ・・・右側鋼製支保工
５０・・・ターンバックル本体
５１・・・第１ロッド部材
５２・・・第２ロッド部材
５１１・・・第１係止部
５１２・・・第１連結軸部
５２１・・・第２係止部
５２２・・・第２連結軸部

Claims (5)

1. トンネルの坑壁面に沿って設置される鋼製支保工同士を接続するためのつなぎ材であって、
   前記トンネルの軸方向に隣接する一対の前記鋼製支保工の一方に設けられたサヤ管に係止される第１係止部を先端側に有する第１ロッド部材と、
   前記トンネルの軸方向に隣接する一対の前記鋼製支保工の他方に設けられたサヤ管に係止される第２係止部を先端側に有する第２ロッド部材と、
   前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材を連結し、前記第１係止部及び前記第２係止部の離間寸法を変更可能な連結部と、
   を備える、
   鋼製支保工のつなぎ材。
2. 前記連結部は、両端部に前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材の基端側が連結されるターンバックル本体を含み、
   前記第１ロッド部材及び前記第２ロッド部材の少なくとも一方の基端側には、前記ターンバックル本体に形成されたネジ孔に螺着された連結軸部が形成されており、
   前記ネジ孔に対する前記連結軸部の螺合量を変更することで、前記第１係止部及び前記第２係止部の離間寸法を調整可能である、
   請求項１に記載の鋼製支保工のつなぎ材。
3. 前記第１ロッド部材の基端側に形成される第１連結軸部は、前記第２ロッド部材の基端側に形成される第２連結軸部を軸方向へ伸縮自在に収容するテレスコピック構造の筒体として形成されており、
   前記連結部は、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部とを任意の位置に固定可能である、
   請求項１に記載の鋼製支保工のつなぎ材。
4. 前記第１ロッド部材は、前記連結部と連結される基端側に第１連結軸部を有し、
   前記第２ロッド部材は、前記連結部と連結される基端側に第２連結軸部を有し、
   前記連結部は、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部を並列状態で挿通可能な鋼製筒状体と、前記鋼製筒状体のうち、当該鋼製筒状体に挿通される前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に対応する位置の周壁を貫通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通されて前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に圧入される楔部材と、を含み、
   前記楔部材が前記第１連結軸部と前記第２連結軸部の間に圧入された際に塑性変形することで、前記第１連結軸部と前記第２連結軸部とを任意の位置に固定可能である、
   請求項１に記載の鋼製支保工のつなぎ材。
5. 既設の鋼製支保工の切羽側に新設の鋼製支保工を建て込む支保工建て込み工程と、
   請求項１から４の何れか一項に記載のつなぎ材における前記第１ロッド部材の前記第１係止部と前記第２ロッド部材の前記第２係止部の離間寸法を調整しつつ、前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工にそれぞれ設けられたサヤ管に前記第１係止部と前記第２係止部を挿入することで前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工を接続する工程と、
   前記既設の鋼製支保工と前記新設の鋼製支保工との間の区間におけるトンネル坑壁面にコンクリートを吹付ける工程と、
   を含む、
   トンネルの構築方法。

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