JP2023120913A - トンネル支保工及び支保工連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも改善されたトンネル支保工に関する技術を提供する。【解決手段】第１及び第２の鋼製支保工を含み、エレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持された状態で天端部同士が相互連結されるトンネル支保工であって、第１の鋼製支保工は、天端部に設けられた第１天端継手板と、その単一箇所に凹設された雌型連結部を有し、第２の鋼製支保工は、天端部に設けられた第２天端継手板と、その単一箇所に凹設されると共に前記雌型連結部に挿入されることによって係止される雄型連結部を有し、雌型連結部は、第１の鋼製支保工のウェブと干渉しないように第１天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置され、雄型連結部は、第２の鋼製支保工のウェブと干渉しないように第２天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、トンネル支保工及び支保工連結方法に関する。

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。

鋼製支保工の建て込みに際しては、主にエレクタ装置やドリルジャンボ等といった重機のブーム先端に付設されたハンドによって、円弧状に分割された左右一対の分割支保工を把持して建て込み作業を行った後、左右の分割支保工の天端に設けられている継手板同士を突き合わせてボルト接合することでアーチ状に建て込む方法が一般的であるが、かかるボルト接合は人手作業となっているのが実情である。すなわち、ボルト接合を用いる分割支保工の連結構造においては、左右の分割支保工に設けられた継手板同士を当接させた状態で、切羽近傍に組まれた作業足場や重機のブームに設けられたマンケージ等に人員を配置して、トンネル天端付近まで人員を移動させ、その天端付近に位置する分割支保工の継手板同士にボルトを挿通し、かかるボルトをナットにて締結するといった人手による連結作業を行う必要があった。

これに対して、近年では、左右における一方の鋼製支保工における継手板に雄型連結部を設けると共に、他方の鋼製支保工における継手板に雌型連結部を設け、鋼製支保工を把持する重機（エレクタ装置）のハンドを相対移動させて雌型連結部に雄型連結部を係合させることで一対の鋼製支保工をアーチ状に連結することを可能にした鋼製支保工の連結構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このように、エレクタ装置のハンド操作によって一対の鋼製支保工を連結する手法によれば、従来のようにトンネル坑壁付近に組まれた作業足場やエレクタ装置のマンケージ等に人員を配置してトンネル天端付近まで人員を移動させて鋼製支保工の継手板同士をボルト締結するといった連結作業を行う必要がなく、安全性を確保しつつ作業性を向上することができる。

また、特許文献１には、一方の鋼製支保工における継手板に単一配置された雌型連結部と、他方の鋼製支保工における継手板に単一配置された雄型連結部を連結する一本掛け連結構造を採用した鋼製支保工の連結構造が開示されている。この技術によれば、雄型連結部側の中心軸と雄型係止部材側の中心軸の位置合わせを行うだけで、一対の鋼製支保工が相対的に捻じれた状態になっていても一対の分割支保工同士を連結することができる。

特開２０１９－１６３６６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された鋼製支保工の連結構造は、雌型連結部及び雄型連結部が鋼製支保工における継手板の中央位置に配置されている。そのため、雌型連結部が設けられる方の鋼製支保工におけるウェブには、雌型連結部との干渉を抑制するための切欠き部を設ける必要がある。これに起因して、鋼製支保工の強度が低下したり、当該強度の低下を抑制するために補強を行うことを余儀なくされる等、従来における鋼製支保工の一本掛け連結構造については改善する余地があった。

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、従来よりも改善されたトンネル支保工に関する技術を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、ＮＡＴＭ工法に適用され、トンネル掘削によって形成されたトンネル坑壁に沿って建て込まれる円弧状に分割された第１及び第２の鋼製支保工を含み、エレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持された状態で天端部同士が相互連結されるトンネル支保工であって、前記第１の鋼製支保工は、天端部に設けられた第１天端継手板と、当該第１天端継手板の単一箇所に凹設された雌型連結部と、を有し、前記第２の鋼製支保工は、天端部に設けられた第２天端継手板と、当該第２天端継手板の単一箇所に凹設されると共に前記雌型連結部に挿入されることによって係止される雄型連結部と、を有し、前記雌型連結部は、前記第１の鋼製支保工のウェブと干渉しないように、前記第１天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置され、前記雄型連結部は、前記第２の鋼製支保工のウェブと干渉しないように、前記第２天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置されている。

ここで、前記雌型連結部は、前記第１天端継手板の幅方向中央位置を基準として坑口側側縁寄りの位置に偏心配置され、前記雄型連結部は、前記第２天端継手板の幅方向中央位置を基準として坑口側側縁寄りの位置に偏心配置されていてもよい。

また、前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板における地山側フランジには、当該地山側フランジの切羽側縁部と坑口側縁部から側方に突出するように、当該地山側フランジに沿って金網が固定されており、前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の何れか一方における切羽側側縁には、支保工連結時に前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の何れか他方の切羽側側縁をガイドすることによって前記雌型連結部に対する前記雄型連結部の挿入動作を補助するガイド部材が設けられており、前記ガイド部材は、前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の一方における前記切羽側側縁のみに設けられていてもよい。

また、本発明は、上述までの何れかのトンネル支保工の連結方法として特定することができる。すなわち、本発明に係る支保工連結方法は、前記第１及び第２の鋼製支保工をエレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持した状態で当該一対のハンドを操作し、前記雄型連結部を前記雌型連結部に挿入することによって前記第１及び第２の鋼製支保工を相互連結する。

本発明によれば、従来よりも改善されたトンネル支保工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に係る作業車の上面図である。 図４は、実施形態１に係る作業車の側面図である。 図５は、実施形態１に係る第１天端継手板の正面図である。 図６は、実施形態１に係る第１天端継手板の背面図である。 図７は、実施形態１に係る第２天端継手板の正面図である。 図８は、実施形態１に係る第２天端継手板の背面図である。 図９は、実施形態１に係る左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工の連結構造を示す概略図である。 図１０は、実施形態１に係る雌型連結部と雄型連結部を連結した状態を示す図である。 図１１は、実施形態２に係る左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工における天端部近傍の側面図である 図１２は、実施形態２に係る左側鋼製支保工及び右側鋼製支保工に固定された金網を説明する図である。 図１３は、図１１のＡ矢視方向からガイド部材を眺めた図である。 図１４は、実施形態２に係るガイド部材の変形例を説明する図である。 図１５は、実施形態２に係るガイド部材の変形例を説明する図である。

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、例えばＮＡＴＭ工法(New Austrian Tunneling Method)に適用され、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、一対の円弧状の鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒを含んで構成されている。一対の鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒは、Ｈ形断面を有するＨ形鋼によって形成されている。各鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒは、エレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持された状態で天端部同士が相互連結される結果、アーチ状をなすトンネル支保工１０が形成される。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。本実施形態においては、左側鋼製支保工１０Ｌが第１の鋼製支保工に対応し、右側鋼製支保工１０Ｒが第２の鋼製支保工に対応する。

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。地山側フランジ１１１ｂは、支保工連結時（左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結時）において、地山側に面して配置される方のフランジである。一方、内空側フランジ１１１ｃは、支保工連結時において、トンネル内空側に面して配置される方のフランジである。

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。地山側フランジ１１２ｂは、支保工連結時において、地山側に面して配置される方のフランジである。一方、内空側フランジ１１２ｃは、支保工連結時において、トンネル内空側に面して配置される方のフランジである。

本実施形態では、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２は合同の正方形平面を有している。図１に示すように、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒは、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２が互いに突き合わされた状態で連結される。

図２は、実施形態１に係るトンネル支保構造１を説明する図である。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。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。トンネル支保工１０の建て込みは、一対のブーム先端に取り付けられたハンドを備えたエレクタ装置を用いて行われる。

図３は、実施形態１に係る作業車２００の上面図である。図４は、実施形態１に係る作業車２００の側面図である。作業車２００は、トンネル支保工１０の建て込みを行うエレクタ装置１００及び吹付け装置６００を備えた、自走可能な重機である。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及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を連結すると共に、所定の建て込み位置に建て込むことができる。

以下では、符号１７Ｌで示すブームを「左側ブーム」と呼び、符号１７Ｒで示すブームを「右側ブーム」と呼ぶ。また、符号１８Ｌで示すハンドを「左側ハンド」と呼び、符号１８Ｒで示すハンドを「右側ハンド」と呼ぶ。エレクタ装置１００は、左側ハンド１８Ｌに左側鋼製支保工１０Ｌを着脱自在に把持し、右側ハンド１８Ｒに右側鋼製支保工１０Ｒを着脱自在に把持することができる。本実施形態において、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒは、アーチ状のトンネル支保工１０が２分割された一対の支保材であり、切羽８の近傍に誘導された後、これらを切羽８で組み立ててアーチ状のトンネル支保工１０を形成する。

吹付け装置６００は、左側ブーム１７Ｌ及び右側ブーム１７Ｒの間に配設されており、アーム６０１と、アーム６０１に支持される吹付けロボット６０２と、吹付けロボット６０２の先端側に設けられる吹付けノズル６０３等を備えている。アーム６０１は、伸縮動
作、傾動動作等が可能である。また、吹付けロボット６０２は、吹付けノズル６０３の傾動動作、回動動作等が可能である。その他、吹付け装置６００は、コンクリートポンプ、急結剤供給装置、コンプレッサ、高圧水ポンプ等を備えている。吹付けロボット６０２は、コンクリートポンプから供給された吹付けコンクリートを吹付けノズル６０３から吐出させることで、吹付けコンクリートを切羽８に吹付けることができる。

トンネルＴの構築は、例えば以下のサイクルを繰り返すことで行われる。すなわち、（１）切羽８を発破又は機械によって掘削→（２）ズリの搬出→（３）一次吹付けコンクリートの吹付け→（４）トンネル支保工の建て込み→（５）二次吹付けコンクリートの吹付け→（６）ロックボルトの打設を１サイクルとして繰り返すことで、トンネルＴを軸方向に延伸させる。（２）ズリの搬出工程が終了した後、エレクタ装置１００を搭載した作業車２００を切羽８近傍に配置する。その際、エレクタ装置１００の各ハンド１８Ｌ，１８Ｒには、それぞれ左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを、トンネル軸（トンネル延伸方向）に沿って把持した状態で作業車２００を自走させ、切羽８近傍に配置する。そして、（３）一次吹付けコンクリートの吹付けでは、これから左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを建て込む地山７（トンネル坑壁面）に、吹付け装置６００を用いて一次吹付けコンクリートを吹付けることで一次吹付けコンクリート層３を形成する。次いで、（４）トンネル支保工の建て込みでは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを各ハンド１８Ｌ，１８Ｒに把持しつつ当該各ハンド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を天端部同士で相互に連結し、アーチ状に形成したトンネル支保工１０を正規の建て込み位置に建て込む。

以下、トンネル支保工１０（左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒ）の連結構造について説明する。

図５は、実施形態１に係る第１天端継手板１２１の正面図である。図６は、実施形態１に係る第１天端継手板１２１の背面図である。ここで、符号１２１ａは、第１天端継手板１２１の外面、符号１２１ｂは第１天端継手板１２１の内面である。符号１２１ｃは第１天端継手板１２１の上縁、符号１２１ｄは第１天端継手板１２１の下縁、符号１２１ｅは第１天端継手板１２１の坑口側側縁、符号１２１ｆは第１天端継手板１２１の切羽側側縁である。ここで、第１天端継手板１２１の下縁１２１ｄは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの内空側に対向し、上縁１２１ｃはその反対側、すなわち地山７側に対向する。また、第１天端継手板１２１の切羽側側縁１２１ｆは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの切羽８側に面して配置され、坑口側側縁１２１ｅはその反対側、すなわち坑口側（エレクタ装置１００側）に面して配置される。

図６において、第１天端継手板１２１に接続される第１本体部１１１の端部形状（Ｈ形状）を破線で示す。また、図５及び図６に、第１天端継手板１２１の上下方向（高さ方向）及び幅方向を図示する。第１天端継手板１２１の上下方向は、坑口側側縁１２１ｅ及び切羽側側縁１２１ｆの延伸方向と平行であり、且つ、第１本体部１１１が第１天端継手板１２１と連結する位置におけるウェブ１１１ａの延伸方向と平行である。また、第１天端継手板１２１の幅方向は上縁１２１ｃ及び下縁１２１ｄの延伸方向と平行であり、且つ、第１本体部１１１が第１天端継手板１２１と連結する位置における地山側フランジ１１１ｂ及び内空側フランジ１１１ｃの延伸方向と平行である。図５に示す符号Ｘ１は、第１天端継手板１２１の幅方向の中心線である。符号Ｙ１は、第１天端継手板１２１の高さ方向の中心線である。

図７は、実施形態１に係る第２天端継手板１２２の正面図である。図８は、実施形態１に係る第２天端継手板１２２の背面図である。ここで、符号１２２ａは、第２天端継手板
１２２の外面、符号１２２ｂは第２天端継手板１２２の内面である。また、符号１２２ｃは第２天端継手板１２２の上縁、符号１２２ｄは第２天端継手板１２２の下縁、符号１２２ｅは第２天端継手板１２２の坑口側側縁、符号１２２ｆは第２天端継手板１２２の切羽側側縁である。ここで、第２天端継手板１２２の下縁１２２ｄは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの内空側に対向し、上縁１２２ｃはその反対側、すなわち地山７側に対向する。また、第２天端継手板１２２の切羽側側縁１２２ｆは、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結される際にトンネルＴの切羽８側に面して配置され、坑口側側縁１２２ｅはその反対側、すなわち坑口側（エレクタ装置１００側）に面して配置される。

図８において、第２天端継手板１２２に接続される第２本体部１１２の端部形状を破線で示す。また、図７及び図８に、第２天端継手板１２２の上下方向及び幅方向を図示する。図７に示す符号Ｘ２は、第２天端継手板１２２の幅方向の中心線である。符号Ｙ２は、第２天端継手板１２２の高さ方向の中心線である。

図５～図８に示す第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２は、略正方形の平面形状を有している。そして、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の上下寸法は互いに等しく、且つ、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２における横幅寸法も互いに等しい。つまり、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２は互いに合同な正方形の平面形状を有しており、それぞれ上縁１２１ｃ，１２２ｃ同士、下縁１２１ｄ，１２２ｄ同士、坑口側側縁１２１ｅ，１２２ｅ同士、切羽側側縁１２１ｆ，１２２ｆ同士の寸法が等しい。但し、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２は、矩形の平面形状を有していてもよい。

図５及び図６に示すように、第１天端継手板１２１には、単一の雌型連結部４０が凹設されている。雌型連結部４０は、左側鋼製支保工１０Ｌのウェブ１１１ａと干渉しないように、第１天端継手板１２１の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置されている。より詳しくは、雌型連結部４０は、第１天端継手板１２１の幅方向中央位置を基準として、坑口側側縁１２１ｅ寄りの位置に偏心配置されている。また、雌型連結部４０は、第１天端継手板１２１の上下方向中央位置に配置されている。図５に示す符号Ｃ１は、雌型連結部４０の中心である。また、図５に示す符号Ｅ１は、第１天端継手板１２１の幅方向における中心線Ｘ１から雌型連結部４０の中心Ｃ１までの偏心量である。

また、第２天端継手板１２２には、単一の雄型連結部５０が凸設されている。雄型連結部５０は、右側鋼製支保工１０Ｒのウェブ１１２ａと干渉しないように、第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置されている。より詳しくは、雄型連結部５０は、第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として坑口側側縁１２２ｅ寄りの位置に偏心配置されている。また、雄型連結部５０は、第２天端継手板１２２の高さ方向中央位置に配置されている。図７に示す符号Ｃ２は、雄型連結部５０の中心である。図７に示す符号Ｅ２は、第２天端継手板１２２の幅方向における中心線Ｘ２から雄型連結部５０の中心Ｃ２までの偏心量である。本実施形態において、雄型連結部５０の幅方向における偏心量Ｅ２は、雌型連結部４０の幅方向における偏心量Ｅ１と等しい寸法に設定されている。

図９は、実施形態１に係る左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する連結構造３０を示す概略図である。連結構造３０は、第１天端継手板１２１に設けられた単一の雌型連結部４０と、第２天端継手板１２２に設けられた単一の雄型連結部５０を含んで構成されている。図９は、左側鋼製支保工１０Ｌと右側鋼製支保工１０Ｒが連結構造３０を介して連結される前の状態、即ち、第１天端継手板１２１の外面１２１ａと第２天端継手板１２２の外面１２２ａが対向した状態で互いに離間した状態を示している。また
、図９においては、第１天端継手板１２１に接続される第１本体部１１１と、第２天端継手板１２２に接続される第２本体部１１２の図示を便宜上省略している。

まず、第２天端継手板１２２に凸設された雄型連結部５０について説明する。第２天端継手板１２２のうち、雄型連結部５０が設けられる位置には、貫通孔である開口孔１２２２が穿設されている。また、雄型連結部５０は、棒状の雄型係止部材５１を有している。雄型係止部材５１は、第２天端継手板１２２の開口孔１２２２よりも若干小径の軸部材であり、その基端部に雄ネジ５１ａが刻設されている。また、雄型係止部材５１の外周部には、所定の範囲に亘って雄ネジ５１ｃが形成されている。雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃは、雄型係止部材５１の外周に複数並設された周方向の雄側係止溝である。また、雄型係止部材５１の先端部５１ｄには、先端に向かって縮径するテーパ面５１ｅが形成されている。

ここで、第２天端継手板１２２における開口孔１２２２の穿設位置には、ナット５２が第２天端継手板１２２の内面１２２ｂに溶接ｗｐなどによって固着されている。雄型係止部材５１は、その基端側を、第２天端継手板１２２の外面１２２ａ側から開口孔１２２２に挿通し、ナット５２に雄ネジ５１ａを螺着することで、図９に示すように外面１２２ａから突出した状態で第２天端継手板１２２に装着することができる。これにより、雄型連結部５０は、第２天端継手板１２２に凸設される。なお、図７及び図８に示すように、雄型連結部５０は、第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として側方に偏心配置されているため、雄型係止部材５１を螺着するためのナット５２とウェブ１１２ａが干渉しないようになっている。

次に、第１天端継手板１２１に凹設された雌型連結部４０について説明する。第１天端継手板１２１のうち、雌型連結部４０が設けられる位置には、貫通孔である開口孔１２１２が穿設されている。また、第１天端継手板１２１における開口孔１２１２の穿設位置には、金属製の円筒状のケーシング４１第１天端継手板１２１の内面１２１ｂに溶接ｗｐなどによって固着されている。なお、雌型連結部４０は、第１天端継手板１２１の幅方向中央位置を基準として側方に偏心配置されているため、ケーシング４１がウェブ１１１ａと干渉することが抑制されている。また、図９に示すように、第１天端継手板１２１に形成された開口孔１２１２の縁部には、第１天端継手板１２１の厚さ方向における内面１２１ｂ側から外面１２１ａ側に向かって徐々に拡径するテーパ面１２１５が形成されている。

ケーシング４１は、その軸心を開口孔１２１２の略中央部に位置させている。ケーシング４１内には、収納室４２が形成されている。収納室４２の先部（前部）には、その内周面を後端側から先端側にかけて内径が徐々に縮径するテーパ面４３ａを有するテーパ穴４３が形成されている。また、収納室４２の中間部にはバネ収納部４２ａが形成されており、収納室４２の後部内周に雌ネジ４５が刻設されている。また、テーパ穴４３の先端部には、挿入口４８が開口形成されている。ケーシング４１の前端部に位置する挿入口４８は、第１天端継手板１２１に形成された開口孔１２１２と略同径で、開口孔１２１２と連通している。また、ケーシング４１が第１天端継手板１２１に固定された状態で挿入口４８が開口孔１２１２と重なった位置に配置されている。

また、テーパ穴４３内には、周方向に３つに分割してなる楔形の雌型係止部材４６が軸方向に摺動可能に配置されている。雌型係止部材４６の外面は、テーパ穴４３におけるテーパ面４３ａに沿って摺動可能なテーパ面４６ａとして形成されている。雌型係止部材４６のテーパ面４６ａは、先端側から後方にかけて外径が徐々に拡大している。更に、各雌型係止部材４６の内面には、雌ネジ４６ｂが形成されている。雌ネジ４６ｂは、各雌型係止部材４６の内面に、複数並設された周方向の雌側係止溝である。雌ネジ４６ｂは、ケーシング４１の軸心を中心とする円弧で且つ、軸心に沿った方向に刻設されている。以上よ
り、複数個の雌型係止部材４６によって雌ネジ穴が形成され、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａがテーパ穴４３のテーパ面４３ａに沿って後退することにより、その雌ネジ穴が拡径され、前方（先方）へ移動することにより当該雌ネジ穴が縮径するようになる。なお、各雌型係止部材４６の内面に形成された雌ネジ４６ｂは、雄型係止部材５１の先端側外周部に形成された雄ネジ５１ｃと噛合させることができる。

また、収納室４２のバネ収納部４２ａには、雌型係止部材４６を前方（先方）に押圧（弾性付勢）する押圧部材である押圧ばね４４が、各雌型係止部材４６の後端に設けられるばね受け４７と蓋板４９との間に圧縮した状態で収納されており、押圧ばね４４の押圧力によって各雌型係止部材４６を常時前方に押圧している。蓋板４９は、収納室４２の後部内周側に刻設された雌ネジ４５に螺着されることで、押圧ばね４４を圧縮した状態に保持することができる。なお、蓋板４９の外面には、六角穴４９ａが設けられており、六角レンチによって蓋板４９をケーシング４１から着脱自在になっている。

次に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結手順について説明する。左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結に際して、まず、エレクタ装置１００は、左側ハンド１８Ｌに左側鋼製支保工１０Ｌを把持し、右側ハンド１８Ｒに右側鋼製支保工１０Ｒを把持する。次いで、エレクタ装置１００は、左側ブーム１７Ｌ及び右側ブーム１７Ｒを適宜伸長及び傾動させると共に、左側ハンド１８Ｌ及び右側ハンド１８Ｒを回転させることで、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒをトンネル軸と直交するように移動させる。

そして、図９に示されるように、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１天端継手板１２１と右側鋼製支保工１０Ｒにおける第２天端継手板１２２を接近かつ対峙（対向）させた状態から、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２に雄型連結部５０の雄型係止部材５１が挿入されるように、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の離間距離を徐々に狭めてゆく。

ここで、雄型係止部材５１の外径は、第１天端継手板１２１の開口孔１２１２及び雌型連結部４０（ケーシング４１）の挿入口４８よりも若干小径で、且つ、各雌型係止部材４６がテーパ穴４３（テーパ面４３ａ）の最前進位置に配置された状態で、各雌型係止部材４６によって形成される雌ネジ穴の直径よりも若干大径に設定されている。第２天端継手板１２２に凸設された雄型係止部材５１が第１天端継手板１２１の開口孔１２１２を通じて、雌型連結部４０の挿入口４８から進入すると、押圧ばね４４の押圧力によって前端部にテーパ穴４３（テーパ面４３ａ）の最前進位置に位置決めされている各雌型係止部材４６の前端面４６ｃに雄型係止部材５１の先端部５１ｄが当接する。そして、雄型係止部材５１が押圧ばね４４の押圧力に抗して、各雌型係止部材４６をテーパ面４３ａに沿って、雌型連結部４０（ケーシング４１）の軸方向後方に向かって後退させることで、各雌型係止部材４６におけるテーパ面４６ａの雌ネジ４６ｂによって形成されている雌ネジ穴を拡径しつつ雄型係止部材５１が収納室４２内に挿入される。

そして、第１天端継手板１２１の外面１２１ａと第２天端継手板１２２の外面１２２ａとが当接することで面接触し、雌型連結部４０における収納室４２内への雄型係止部材５１の挿入が完了することで、それ以上の収納室４２内への雄型係止部材５１の挿入が停止されると、各雌型係止部材４６は押圧ばね４４の押圧力によって前方（先方）に押し戻されると共に、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａによって形成される雌ネジ穴が縮径する。その結果、図１０に示すように、雌型連結部４０における各雌型係止部材４６の雌ネジ４６ｂ（雌側係止溝）及び雄型連結部５０における雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃ（雄側係止溝）が相互に噛合する。これによって、図１０に示すように、第１天端継手板１２１の外面１２１ａ及び第２天端継手板１２２の外面１２２ａが互いに面接触した状態で
、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが一体に連結される。

ここで、図１０に示したように、雌型連結部４０の雌ネジ４６ｂと雄型連結部５０（雄型係止部材５１）の雄ネジ５１ｃが噛合した状態で、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を離反する方向に外力が作用した場合、雌型連結部４０における収納室４２から雄型係止部材５１を引き抜く方向に引き抜き力が作用する。この引き抜き力は、互いに噛み合う雄ネジ５１ｃと雌ネジ４６ｂを介して各雌型係止部材４６に伝達される。ところで、各雌型係止部材４６のテーパ面４６ａは後方側から前方にかけて外径が徐々に縮小している。そのため、上記引き抜き力が各雌型係止部材４６に作用しても、各雌型係止部材４６がテーパ穴４３の前方に向かって変位することが制限される。すなわち、本実施形態に係る連結構造３０によれば、雌型連結部４０の収納室４２から雄型係止部材５１を引き抜く方向に外力が作用しても、当該外力に対抗して連結状態を維持することができる。なお、雌型連結部４０に雄型連結部５０における雄型係止部材５１が係止された状態、すなわち雌型連結部４０における各雌型係止部材４６の雌ネジ４６ｂ及び雄型係止部材５１の雄ネジ５１ｃが相互に噛合した状態においては、雌型連結部４０のケーシング４１からの雄型係止部材５１の引き抜きは上記のように規制されるが、ケーシング４１に対する雄型係止部材５１の中心軸を回転中心とする雄型係止部材５１の回転は許容される。

本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、雌型連結部４０の挿入口４８から雄型連結部５０（雄型係止部材５１）を軸方向に挿入する動作だけで、雌型連結部４０に対して雄型連結部５０がワンタッチで連結され、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを一体に締結することができる。このようなワンタッチ連結構造を採用することで、従来のように、トンネル坑壁付近に組まれた作業足場やエレクタ装置のマンケージ等に人員を配置してトンネル天端付近まで人員を移動させ、一対の鋼製支保工の天端に位置する継手板同士をボルト締結するといった連結作業を行う必要がない。従って、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、従来に比べて、より短時間で簡単に、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結作業を行うことができる。また、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、エレクタ装置１００における一対のブーム１７Ｌ，１７Ｒの先端に取り付けられたハンド１８Ｌ，１８Ｒの操作によって、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結することができるため、トンネルの切羽における人手作業を回避することができ、従来に比してより一層安全性及び作業性を向上することができる。

更に、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０においては、第１天端継手板１２１に単一配置された雌型連結部４０と、第２天端継手板１２２に単一配置された雄型連結部５０を連結する一本掛け連結構造を採用したので、雌型連結部４０と雄型連結部５０（雄型係止部材５１）の位置合わせを行うだけで、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２が平面的に捻じれた状態（第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の各外縁同士が重ならず、ずれた状態）になっていても、ケーシング４１（収納室４２）に雄型係止部材５１を挿入することで、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒをより一層容易に連結することができる。

また、本実施形態における鋼製支保工の連結構造３０によれば、上記のように、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結後においても、ケーシング４１に対する雄型係止部材５１の中心軸ＣＬ２周りの回転動作は許容されるため、上記連結後に、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２が全面的に面接触するように位置調整を行うことができる。これにより、第１天端継手板１２１の雌型連結部４０と第２天端継手板１２２の雄型係止部材５１が連結された状態において、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃ、下縁１２１ｄ、坑口側側縁１２１ｅ、切羽側側縁１２１ｆがそれぞれ第２天端継手板１２２の上縁１２２ｃ、下縁１２２ｄ、坑口側側縁１２２ｅ、切羽側側縁１２２ｆに重な
るように位置合わせを容易に行うことができる。

更に、本実施形態においては、雌型連結部４０及び雄型連結部５０を、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として各天端継手板１２１，１２２の側縁寄りの位置に偏心配置するようにした。これによれば、雌型連結部４０及び雄型連結部５０が、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒそれぞれのウェブ１１１ａ，１１２ａと干渉することがない。そのため、特許文献１に開示される連結構造と異なり、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒのウェブ１１１ａ，１１２ａに切り欠きを形成する必要が無い。よって、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒにおけるウェブ１１１ａ，１１２ａが強度的な弱点になってしまう事態や、その対策としてウェブ１１１ａ，１１２ａに補強を施す必要がない。

特に、本実施形態においては、雌型連結部４０を第１天端継手板１２１の幅方向中央位置から坑口側側縁１２１ｅ寄りに偏心配置し、且つ、雄型連結部５０を第２天端継手板１２２の幅方向中央位置から坑口側側縁１２２ｅ寄りに偏心配置するようにした。各天端継手板１２１，１２２の坑口側側縁１２１ｅ，１２２ｅは、支保工連結時において、エレクタ装置１００に面する方の側縁ということができる。従って、上記態様によれば、支保工連結時において、雌型連結部４０及び雄型連結部５０の視認性が優れたものとなる。つまり、支保工連結時において、例えばエレクタ装置１００のオペレータが操縦席から雌型連結部４０及び雄型連結部５０を視認し易く、円滑かつ容易に左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの連結を行うことができる。また、上記のように雌型連結部４０及び雄型連結部５０を坑口側に偏心配置することによって、更に、下記のような利点がある。すなわち、例えば上記のように左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結してアーチ状に形成したトンネル支保工１０を建て込んだ後、切羽８の押し出し等に起因して切羽８側からの荷重がトンネル支保工１０に作用した際に、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の連結部において坑口側側縁１２１ｅ，１２２ｅが目開きする方向に荷重が作用する傾向がある。これに対して、雌型連結部４０を第１天端継手板１２１の幅方向中央位置から坑口側側縁１２１ｅ寄りに偏心配置し、且つ、雄型連結部５０を第２天端継手板１２２の幅方向中央位置から坑口側側縁１２２ｅ寄りに偏心配置する連結構造を採用することで、切羽８からの押し出し力に対する抵抗要素として雌型連結部４０及び雄型連結部５０がより好適に（例えば、雌型連結部４０及び雄型連結部５０を切羽８側に偏心配置する場合に比べて）機能し、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の坑口側側縁１２１ｅ，１２２ｅ側の目開きを好適に抑制できる。すなわち、雌型連結部４０及び雄型連結部５０を坑口側に偏心配置する連結構造は、上記のように施工性を向上させるだけでなく、切羽８の押し出しに対する抵抗性についても非常に優れたものとなる。

なお、図５～６に示す一例では、雌型連結部４０の偏心量Ｅ１は、第１天端継手板１２１の幅寸法の１／４程度になっている。すなわち、第１天端継手板１２１の幅方向において、中央位置からの坑口側側縁１２１ｅまで間の略中央位置に、雌型連結部４０が配置されている。但し、第１天端継手板１２１の幅方向における雌型連結部４０の位置は上記態様に限定されず、雌型連結部４０の偏心量Ｅ１は自由に設定できる。また、図５～６に示す一例では、第１天端継手板１２１の上下方向における略中央位置に雌型連結部４０が配置されているがこれには限定されない。雌型連結部４０が、第１天端継手板１２１の高さ方向において、上縁１２１ｃ側、又は下縁１２１ｄ側に偏心配置されていてもよい。同様に、図７～８に示す一例では、雄型連結部５０の偏心量Ｅ２は、第２天端継手板１２２の幅寸法の１／４程度になっている。すなわち、第２天端継手板１２２の幅方向において、中央位置からの坑口側側縁１２２ｅまで間の略中央位置に、雄型連結部５０が配置されている。但し、第２天端継手板１２２の幅方向における雄型連結部５０の位置は上記態様に限定されず、雄型連結部５０の偏心量Ｅ２は自由に設定できる。また、図７～８に示す一例では、第２天端継手板１２２の上下方向における略中央位置に雄型連結部５０が配置さ
れているがこれには限定されない。雄型連結部５０が、第２天端継手板１２２の高さ方向において、上縁１２２ｃ側、又は下縁１２２ｄ側に偏心配置されていてもよい。

但し、雌型連結部４０及び雄型連結部５０を、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として各天端継手板１２１，１２２の側縁寄りの位置に偏心配置すれば、これらがウェブ１１１ａ，１１２ａと干渉することを回避することができ、その限りにおいて各天端継手板１２１，１２２における雌型連結部４０及び雄型連結部５０の配置位置は特に限定されない。

すなわち、例えば、雌型連結部４０を第１天端継手板１２１の幅方向中央位置を基準として切羽側側縁１２１ｆ寄りに偏心配置し、且つ、雄型連結部５０を第２天端継手板１２２の幅方向中央位置を基準として切羽側側縁１２１ｆ寄りに偏心配置することによって、雌型連結部４０及び雄型連結部５０がウェブ１１１ａ，１１２ａと干渉することを回避してもよい。

なお、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結し、アーチ状に形成されたトンネル支保工１０を所定の建て込み位置に建て込む際には、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒに取り付けたプリズム等をトータルステーション等といった測量機によって自動追尾し、その３次元座標を取得しながらエレクタ装置１００の各ハンド１８Ｌ，１８Ｒを操作してもよい。このような技術は公知であるため詳細な説明を割愛するが、例えば特許文献１に開示されているトンネル支保工の建て込みシステムを適用することができる。また、トンネル支保工１０の建て込み手順や、二次吹付けコンクリートの吹付け手順などについても、例えば特許文献１に開示されている施工手順を適用することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について説明する。図１１は、実施形態２に係る左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒにおける天端部近傍の側面図である。図１２は、実施形態２に係る左側鋼製支保工１０Ｌの地山側フランジ１１１ｂ及び右側鋼製支保工１０Ｒの地山側フランジ１１２ｂに沿って固定された金網１５を説明する図である。本実施形態においては、左側鋼製支保工１０Ｌにおける第１天端継手板１２１にガイド部材１４が設けられている点、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂに金網１５が固定されている点を除いて、実施形態１と同様である。すなわち、本実施形態において、第１天端継手板１２１における雌型連結部４０の態様、及び第２天端継手板１２２における雄型連結部５０の態様は実施形態１と同様である。なお、図１１において、雌型連結部４０及び雄型連結部５０を模式的に図示している。以下では、実施形態１と同一の構成要素については同じ符号を付すことで詳しい説明を割愛し、実施形態１との相違点を中心に説明する。

本実施形態においては、第１天端継手板１２１における切羽側側縁１２１ｆにガイド部材１４が設けられている。ガイド部材１４は、支保工連結時において、第２天端継手板１２２の切羽側側縁１２２ｆをガイド（案内）することによって雌型連結部４０に対する雄型連結部５０の挿入動作を補助するための部材である。図１３は、図１１のＡ矢視方向からガイド部材１４を眺めた図である。ガイド部材１４は、例えば金属プレート材によって構成されている。図１１及び図１３に示す例では、ガイド部材１４は、金属プレート材を途中で折り曲げること等によって、基端側に形成された直線部１４１と、先端側に形成された傾斜部１４２を含んで構成されている。ガイド部材１４の直線部１４１は、第１天端継手板１２１の外面１２１ａに対して垂直に立設するように、第１天端継手板１２１の切羽側側縁１２１ｆに溶接等によって接合されている。ガイド部材１４の傾斜部１４２は、直線部１４１に対して傾斜して接続されている。すなわち、ガイド部材１４は、直線部１
４１の内面位置が第１天端継手板１２１における切羽側側縁１２１ｆの位置に対応付けられており、傾斜部１４２を境に第１天端継手板１２１の外側（すなわち、支保工連結の際にはトンネルＴの切羽８側）に向かって傾斜している。なお、図１３においては、金網１５の図示を省略している。

また、図１１に示すように、ガイド部材１４の幅寸法は、第１天端継手板１２１の切羽側側縁１２１ｆにおける辺長さに比べて小さく、図示の例では切羽側側縁１２１ｆの中央部近傍にガイド部材１４が立設している。そのため、図１１に示すように、ガイド部材１４の上端と、第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃとの間には段差が形成されている。また、第１天端継手板１２１の外面１２１ａに対する直線部１４１の突出寸法は、第２天端継手板１２２の外面１２２ａから雄型係止部材５１が突出する突出長さ以上の寸法に設定されている。

次に、図１１及び図１２を参照して、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒの金網１５について説明する。金網１５は、二次吹付けコンクリート層６のひび割れを抑制するための部材であり、トンネル内空面に二次次コンクリートを吹付ける際に当該二次コンクリートによって被覆される。金網１５は、左側鋼製支保工１０Ｌの地山側フランジ１１１ｂ及び右側鋼製支保工１０Ｒの地山側フランジ１１２ｂの上面に対して予め溶接などによって固定されている。一例として、金網１５は格子形状を有しており、金網１５の１メッシュ（１マス）は、例えば１５０ｍｍ角程度であってもよい。例えば、金網１５は、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂの長手方向における全長に亘って配置されている。

金網１５のうち、符号１５Ａによって示される部分は、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂにおける切羽側縁部１１１３，１１２３から側方に突出している部分（以下、「切羽側突出部」という）である。一方、符号１５Ｂによって示される部分は、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂにおける坑口側縁部１１１４，１１２４から側方に突出している部分（以下、「坑口側突出部」という）である。なお、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂにおける切羽側縁部１１１３，１１２３は、鋼製支保工１０Ｌ，１０Ｒを連結する際に、切羽８側に面する方の側縁部である。一方、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂにおける坑口側縁部１１１４，１１２４は、切羽側縁部１１１３，１１２３の反対側に位置する側縁部であり、支保工連結時に坑口側（すなわち、エレクタ装置１００側）に面する。

図１２に示すように、金網１５は、切羽側縁部１１１３，１１２３から切羽側突出部１５Ａが側方に突出する第１突出長さに比べて、坑口側突出部１５Ｂが坑口側縁部１１１４，１１２４から側方に突出する第２突出長さの方が長い。図１２に示す例では、金網１５の切羽側突出部１５Ａにおける第１突出長さは１メッシュ分の寸法に相当し、坑口側突出部１５Ｂにおける第２突出長さは５メッシュ分の寸法に相当している。このような態様で地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂに溶接等で固定された金網１５の坑口側突出部１５Ｂがその自重によって下方に撓む（垂れ下がる）ことを抑制するために、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒには坑口側突出部１５Ｂを下方から支持する支持部材１６が設けられている。支持部材１６は、坑口側突出部１５Ｂを支持する態様であれば特段限定されないが、支持アンカー１６１とスペーサー１６２を含んで構成することができる。

図１２に示す例において、支持アンカー１６１は、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒのウェブ１１１ａ，１１２ａから垂直に突設されたロッド状のアンカー部材である。支持アンカー１６１は、例えば基端側がウェブ１１１ａ，１１２ａの坑口側ウェブ面１１１１，１１２１に溶接されている。坑口側ウェブ面１１１１，１１２１は、トンネル支保工１０を建て込む際に、切羽８とは反対側の坑口側に対向する方の面である。また、図１２に示す符号１６３は、ウェブ１１１ａ，１１２ａ（坑口側ウェブ面１１１１，１１２１）に対する支持アンカー１６１の垂直度を確保するために支持アンカー１６１の
中間部を地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂの背面に固定するための固定具である。この固定具１６３は、例えば、地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂの背面に溶接されたナット等であってもよく、ナットに支持アンカー１６１を通すことによって支持アンカー１６１の中間部を地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂの背面に固定している。

スペーサー１６２は、金網１５の坑口側突出部１５Ｂと支持アンカー１６１との間隔を適正な寸法に維持するように設置される部材である。スペーサー１６２は、支持アンカー１６１及び坑口側突出部１５Ｂに対して溶接されていてもよい。或いは、結束線等を用いて金網１５の坑口側突出部１５Ｂに対してスペーサー１６２を固定してもよい。上記のような支持部材１６によれば、金網１５の坑口側突出部１５Ｂが自重によって撓むことを抑制し、坑口側突出部１５Ｂを地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂに沿った姿勢に保持することができる。なお、図１２に示すように、支持アンカー１６１は、ウェブ１１１ａ，１１２ａの上部側、すなわち地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂ寄りの部分に固定されている。これにより、金網１５の坑口側突出部１５Ｂと支持アンカー１６１との間隔を小さくすることができ、これに伴い、高さ寸法の小さなスペーサー１６２を用いることができる。なお、スペーサー１６２は、支持アンカー１６１の長尺方向において、適当な間隔で配置される。

ここで、図１２に示す符号Ｍ１は、金網１５における坑口側突出部１５Ｂが地山側フランジ１１１ｂ，１１２ｂから側方に向けて突出する方向を基準とした場合の最も先端側に位置する端部メッシュを指している。坑口側突出部１５Ｂの端部メッシュＭ１は、トンネルＴの軸方向において、切羽８に最も近い既設区間（１つ前にトンネル支保工１０の建て込みを行った既設区間）における金網１５の切羽側突出部１５Ａと重ね合わされる重ね代に相当する。金網１５における坑口側突出部１５Ｂの端部メッシュＭ１は、既設区間における切羽側突出部１５Ａと重ね合わされた状態で、トンネル内空面に対する二次コンクリートの吹付け前に、適宜、結束線や番線等で結束され、或いは溶接等によって一体化されてもよい。また、支持アンカー１６１は、新設区間にトンネル支保工１０を建て込む際に、既設側に隣接するトンネル支保工１０と干渉しない長さに設定されており、これによって良好な施工性が確保されるようになっている。

また、支持アンカー１６１は、第１本体部１１１と第２本体部１１２の長尺方向において所定の間隔毎に設けられており、これによって面状の金網１５（坑口側突出部１５Ｂ）を下方から好適に支持することができる。また、支持アンカー１６１は、金網１５と同様、トンネル内空面に二次コンクリートを吹付ける際に当該二次コンクリート中に埋設される。そのため、支持アンカー１６１は、二次吹付けコンクリート層６のひび割れ防止部材としても機能する。また、支持アンカー１６１は、二次吹付けコンクリート層６に埋設されるため、二次吹付けコンクリート層６に定着される。そのため、支持アンカー１６１は、トンネル支保工１０を二次吹付けコンクリート層６に対して定着させる定着部材としても機能する。なお、支持アンカー１６１は、その先端側に拡径された頭部が設けられた頭付アンカーであってもよく、そのように構成することで二次吹付けコンクリート層６に対する定着力をより一層高めることができる。

次に、図１１に戻り、左側鋼製支保工１０Ｌ（第１本体部１１１）及び右側鋼製支保工１０Ｒ（第２本体部１１２）の上端側における金網１５の詳細について説明する。図１１に示す符号Ｍ２は、左側鋼製支保工１０Ｌに設けられた金網１５のうち、左側鋼製支保工１０Ｌ（第１本体部１１１）の長尺方向において最も先端側に位置する端部メッシュである。また、符号Ｍ３は、右側鋼製支保工１０Ｒに設けられた金網１５のうち、右側鋼製支保工１０Ｒ（第２本体部１１２）の長尺方向において最も先端側に位置する端部メッシュである。図１１に示す例では、左側鋼製支保工１０Ｌに設けられた金網１５の端部メッシュＭ２が、第１天端継手板１２１を超えて延在している。金網１５の端部メッシュＭ２は
、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒが連結された状態で、右側鋼製支保工１０Ｒに設けられた金網１５の端部メッシュＭ３と重なるようになっている。端部メッシュＭ２，Ｍ３は、トンネル内空面に対する二次コンクリートの吹付け前に、適宜、結束線や番線、或いは溶接等によって一体化されてもよい。

上記のように構成される左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒからなるトンネル支保工１０は、ガイド部材１４を備えるため、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを容易に連結することができる。すなわち、左側鋼製支保工１０Ｌ及び右側鋼製支保工１０Ｒを連結する際、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２を近づけていく過程で、ガイド部材１４の傾斜部１４２が第２天端継手板１２２の切羽側側縁１２２ｆをガイドすることで、トンネル軸方向における雌型連結部４０と雄型連結部５０（雄型係止部材５１）の相互位置を合わせることができる。そして、第１天端継手板１２１に対する直線部１４１の突出寸法は、第２天端継手板１２２に対する雄型係止部材５１の突出長さと等しいか、それよりも大きいため、第１天端継手板１２１の外面１２１ａに雄型係止部材５１が衝突する前に、トンネル軸方向への雌型連結部４０と雄型係止部材５１の位置合わせを完了することができる。

ここで、エレクタ装置１００のオペレータが目視によって各ハンド１８Ｌ，１８Ｒを操作する際、雌型連結部４０と雄型連結部５０（雄型係止部材５１）のトンネル軸方向への位置ずれが視認しにくいという実情がある。これに対して、本実施形態のガイド部材１４によれば、トンネル軸方向における雌型連結部４０と雄型連結部５０（雄型係止部材５１）の位置合わせを容易に行うことができるため、円滑な支保工連結が可能となる。

更に、本実施形態において、ガイド部材１４は、図１１及び図１３に示すように、第１天端継手板１２１における切羽側側縁１２１ｆのみに設けられており、第１天端継手板１２１の他の側縁、すなわち上縁１２１ｃ、下縁１２１ｄ、及び坑口側側縁１２１ｅの何れにもガイド部材が設けられていない。第１天端継手板１２１の上縁１２１ｃにガイド部材を設置しないことで、支保工連結時に当該ガイド部材が右側鋼製支保工１０Ｒ側の金網１５（特に、端部メッシュＭ３）と衝突することを回避し、金網１５（特に、端部メッシュＭ３）の変形や損傷を好適に抑制できる。また、第１天端継手板１２１の下縁１２１ｄ及び坑口側側縁１２１ｅにガイド部材を設置しないことで、支保工連結時にエレクタ装置１００のオペレータが雌型連結部４０及び雄型連結部５０の相互位置を目視し易くなり、円滑な支保工連結が可能となる。

なお、図１１及び図１３に示す例では、直線部１４１及び傾斜部１４２を含むガイド部材１４を説明したが、ガイド部材１４はこの態様に限定されない。例えば、図１４に示す変形例のように、ガイド部材１４を直線部１４１のみによって形成してもよい。また、本実施形態におけるガイド部材１４は、金属プレート以外の部材によって形成されてもよい。例えば、図１５に示す変形例のように、ガイド部材１４を棒状部材によって形成してもよい。ガイド部材１４を形成する棒状部材としては、鉄筋棒であってもよい。この場合、鉄筋棒を中間部から折り曲げることによって、直線部１４１及び傾斜部１４２を容易に形成することができる。

また、図１１に示す例では、左側鋼製支保工１０Ｌに設けられた金網１５は、端部メッシュＭ２の根元から斜め上方に僅かに折り曲げられることで、当該端部メッシュＭ２が斜め上方に傾斜している。これによれば、支保工連結時において、左側鋼製支保工１０Ｌ側の金網１５における端部メッシュＭ２と、右側鋼製支保工１０Ｒ側の金網１５における端部メッシュＭ３が正面衝突しにくくなり、これに起因する金網１５の変形や損傷を好適に抑制できると共に、円滑な支保工連結が可能となる。

なお、本実施形態におけるガイド部材１４は、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の何れか一方における切羽側側縁に設けられていればよく、これにより支保工連結の際、第１天端継手板１２１及び第２天端継手板１２２の何れか他方の切羽側側縁をガイドし、雌型連結部４０に対する雄型連結部５０の挿入動作を補助することができる。したがって、図１１～図１３では、第１天端継手板１２１の切羽側側縁１２１ｆにガイド部材１４を設置する例を示したが、その代わりに第２天端継手板１２２の切羽側側縁１２２ｆにガイド部材１４を設置してもよい。その場合、ガイド部材１４は、第２天端継手板１２２の切羽側側縁１２２ｆのみに設置することが好ましい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、各実施形態に開示された態様は、可能な限り組み合わせることができる。

１０・・・トンネル支保工
１０Ｌ・・・左側鋼製支保工
１０Ｒ・・・右側鋼製支保工
１４・・・ガイド部材
１５・・・金網
４０・・・雌型連結部
５０・・・雄型連結部
５１・・・雄型係止部材
１２１・・・第１天端継手板
１２２・・・第２天端継手板

Claims (4)

1. ＮＡＴＭ工法に適用され、トンネル掘削によって形成されたトンネル坑壁に沿って建て込まれる円弧状に分割された第１及び第２の鋼製支保工を含み、エレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持された状態で天端部同士が相互連結されるトンネル支保工であって、
   前記第１の鋼製支保工は、天端部に設けられた第１天端継手板と、当該第１天端継手板の単一箇所に凹設された雌型連結部と、を有し、
   前記第２の鋼製支保工は、天端部に設けられた第２天端継手板と、当該第２天端継手板の単一箇所に凹設されると共に前記雌型連結部に挿入されることによって係止される雄型連結部と、を有し、
   前記雌型連結部は、前記第１の鋼製支保工のウェブと干渉しないように、前記第１天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置され、
   前記雄型連結部は、前記第２の鋼製支保工のウェブと干渉しないように、前記第２天端継手板の幅方向中央位置を基準として側縁寄りの位置に偏心配置されている、
   トンネル支保工。
2. 前記雌型連結部は、前記第１天端継手板の幅方向中央位置を基準として坑口側側縁寄りの位置に偏心配置され、
   前記雄型連結部は、前記第２天端継手板の幅方向中央位置を基準として坑口側側縁寄りの位置に偏心配置されている、
   請求項１に記載のトンネル支保工。
3. 前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板における地山側フランジには、当該地山側フランジの切羽側縁部と坑口側縁部から側方に突出するように、当該地山側フランジに沿って金網が固定されており、
   前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の何れか一方における切羽側側縁には、支保工連結時に前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の何れか他方の切羽側側縁をガイドすることによって前記雌型連結部に対する前記雄型連結部の挿入動作を補助するガイド部材が設けられており、
   前記ガイド部材は、前記第１天端継手板及び前記第２天端継手板の一方における前記切羽側側縁のみに設けられている、
   請求項１又は２に記載のトンネル支保工。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載されたトンネル支保工の連結方法であって、
   前記第１及び第２の鋼製支保工をエレクタ装置における一対のハンドによってそれぞれ把持した状態で当該一対のハンドを操作し、前記雄型連結部を前記雌型連結部に挿入することによって前記第１及び第２の鋼製支保工を相互連結する、
   支保工連結方法。

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