JP3236568B2 - トンネル支保体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機に
よって掘削された掘削壁面に施工するトンネル支保体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル掘削機によって岩質等の地盤に
トンネルを掘削する場合、掘削されたトンネル壁面が肌
落ちしたり、崩落することがあり、このため、従来から
図10に示すように、トンネル掘削機の円筒状スキンプレ
ートＰ内でトンネル掘削壁面の周方向に湾曲した一定の
円弧長を有する支保ピースａを順次、周方向に連結して
スキンプレートＰの内径よりも小径の円形リング状支保
体A'を組み立て、該円形リング状支保体A'をトンネル掘
削機の掘進に従ってスキンプレートから後方のトンネル
掘削壁面側に相対的に送り出し、しかるのち、この円形
リング状支保体A'を拡径させてその外周面をトンネル掘
削壁面に当接させると共にその後端面を既にトンネル掘
削壁面を支保している円形リング状支保体の前端面に一
体に連結することによりトンネル支保体を形成すること
が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトンネル支保体の施工方法によれば、トンネル掘削
機のスキンプレートＰ内において、該スキンプレートＰ
の内底面上で円形リング状支保体A'を組立てるものであ
るから、該円形リング状支保体A'はスキンプレートＰの
内底面に載置された状態となり、この状態からトンネル
掘削機を掘進させても円形リング状支保体A'はトンネル
掘削機と共動してスキンプレートＰから後方のトンネル
掘削壁面に施工することができない。

【０００４】そのため、トンネル掘削機内にトンネル軸
方向に伸縮するジャッキを装着しておき、このジャッキ
を伸長させることにより円形リング状支保体Ｐをスキン
プレートからトンネル掘削壁面側に押し出すか、或い
は、上記円形リング状支保体Ｐの後端面を既に施工した
円形リング状支保体の前端面に仮連結したのち、トンネ
ル掘削機の掘進に従ってスキンプレートＰ内からトンネ
ル掘削壁面側に移動させる等の手段を講じなければなら
ず、施工に著しい手間を要する上に確実な施工が困難で
ある等の問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは円形リング状トンネ
ル支保体の組立て施工が能率よく且つ正確に行えるトン
ネル支保体を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のトンネル支保体は、トンネル掘削
機のスキンプレートの底部に設けた切欠部を通じて露出
しているトンネル掘削壁面の底面部上に載置される底部
支保ピースと、上記スキンプレートの内周面からそれぞ
れの外周面を離間させた状態で上記スキンプレート内の
頂部から両側部に亘って複数個の頂部支保ピースと上部
支保ピースとを配置してなる下向きＣ字状の支保体部分
とによりリング状に組み立ててなり、隣り合う底部支保
ピースと上部支保ピースとの間に、上記下向きＣ字状の
支保体部分を底部支保ピースを支点として上方に持ち上
げながら外径方向に拡張させる拡径手段を備えたことを
特徴としている。

【０００７】上記請求項１に記載のトンネル支保体にお
いて、請求項２に係る発明は、底部支保ピースの両端面
に両側の上部支保ピースの下端面が着脱自在に当接され
ていると共に、底部支保ピースと上部支保ピースとの内
周面間が拡径手段によって連結された構造としている。

【０００８】さらに、請求項３に係る発明は、上記底部
支保ピースの両側の上部支保ピースの少なくとも一方の
下端部外周面が底部支保ピースの内周面上に着脱自在に
重ね合わせられていると共に、底部支保ピースと上部支
保ピースとの内周面間が拡径手段によって連結されてい
ることを特徴としている。

【０００９】また、上記請求項１または請求項２に記載
のトンネル支保体において、請求項４に係る発明は、底
部支保ピースを下層ピース部材と該下層ピース部材の内
周面上に着脱自在に積層された上層ピース部材とから構
成し、下層ピース部材の外周底面はトンネル掘削機のス
キンプレートの底部に設けた切欠部を通じて露出してい
る掘削底壁面上に載置される一方、上層ピース部材の少
なくとも一方の端面に上部支保ピース下端面が着脱自在
に連結されていることを特徴としている。

【００１０】請求項５に係る発明は、上記請求項４に記
載の上下層ピース部材からなる底部支保ピースにおい
て、上層ピース部材の円弧長を下層ピース部材の円弧長
よりも短く形成していると共に、上層ピース部材の両側
の上部支保ピースの少なくとも一方の下端部外周面を下
層ピース部材の内周面上に重ね合わしていることを特徴
としている。

【００１１】上記請求項１乃至請求項５に記載のトンネ
ル支保体において、請求項６に係る発明は、上記拡径手
段として、底部支保ピースと上部支保ピースとの内周面
間に着脱自在に連結した拡径用ジャッキから構成してい
ることを特徴としている。

【００１２】

【作用】トンネル掘削機のスキンプレートの底部には切
欠部が設けられてあり、該切欠部にトンネル掘削壁面の
掘削底面部が露出している。そして、スキンプレート内
で上記露出した掘削底面部上にトンネル周方向に円弧状
に彎曲した底部支保ピースを載置した状態でこの底部支
保ピースと両側方に配設される上部支保ピースとを組立
てると共に該上部支保ピースの上方側に配設される頂部
支保ピースとを組立てゝ上部支保ピース及び頂部支保ピ
ースで外周面が上記スキンプレートの内周面から離間し
ている状態に維持されたリング状のトンネル支保体を形
成する。

【００１３】しかるのち、トンネル掘削機を掘進させる
と、リング状のトンネル支保体はスキンプレートの切欠
部に露出している掘削底面部上に残置した状態でスキン
プレートのみが前進し、その前進によってそれまでスキ
ンプレートによって覆い隠されていたトンネル掘削壁面
が上記リング状トンネル支保体の外周方に露出する。こ
の状態にしてリング状トンネル支保体を拡径させること
によりその外周面をトンネル掘削壁面に当接させてトン
ネル掘削壁面を支保させる。リング状トンネル支保体の
拡径は、請求項３及び請求項６に記載したように、底部
支保ピースと上部支保ピースとの内面間に連結している
ジャッキを伸長させることによって行われる。

【００１４】上記底部支保ピースとしては、請求項４に
記載したように、上記上部支保ピースや頂部支保ピース
と同一厚みを有する上層ピース部材と下層ピース部材と
の積層体によって形成しておくことが望ましい。このよ
うに構成している底部支保ピースは、その下層ピース部
材をスキンプレートの底部切欠部に露呈しているトンネ
ル掘削壁面の底面部上に敷設する。そうすると、上層ピ
ース部材はスキンプレート内に配置された状態となり、
スキンプレート内におけるこの上層ピース部材に対して
の上部支保ピースの連結作業、及び該上部支保ピースに
対する頂部支保ピースの連結作業が容易に且つ円滑に行
え、これらの支保ピースの外周面がスキンプレートの内
周面から小間隔だけ離間した円形リング状のトンネル支
保体を精度よく組立てることができる。

【００１５】このように組立てられたリング状トンネル
支保体はトンネル掘削壁面に施工する際に、その上層ピ
ース部材と上部支保ピースとの内周面間に連結している
拡径手段であるジャッキを伸長させて上述同様に拡径さ
せ、トンネル掘削壁面に当接させるものであるが、拡径
させると上部支保ピースの下端面が上層ピース部材の対
向端面から外径方向に移動して下層ピース部材の端面に
対向した状態となる。この状態にして下層ピース部材と
上部支保ピース間をモルタル等の間詰材の充填によって
一体に連結するか或いは互いに対向端面同士を接合させ
て連結し、連結後は拡径手段と共に上層ピース部材を撤
去して次のリング状トンネル支保体の組立てに再使用す
るものである。

【００１６】また、請求項５に記載したように、両側の
上部支保ピースの少なくとも一方をリング状トンネル支
保体の拡径しろを見込んだ円弧長に形成しておき、この
拡径しろに相当する長さ部分を下層ピース部材の内周面
上に重ね合わせておけば、リング状トンネル支保体を拡
径させた時に上部支保ピースの下端部外周面が下層ピー
ス部材の内面に摺接しながら円滑に拡径すると共にリン
グ状トンネル支保体の外周面がトンネル掘削壁面に当接
した時に上部支保ピースの下端面が下層ピース部材の対
向端面に接合して互いの端面間に離間部を生じさせるこ
となく、従って、モルタル充填などの仕舞い作業が不要
となり、精度のよいトンネル支保体の施工が可能とな
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の具体的な実施の形
態を図面について説明すると、図１はトンネル掘削機10
によって掘削されたトンネル掘削壁面Ｔにトンネル支保
体Ａを施工している状態を示すもので、トンネル掘削機
10は互いに伸縮自在に連結した円筒形状の前胴部11と後
胴部12とを備え、後胴部12の後端に円筒形状のスキンプ
レート13を一体に設けていると共にこのスキンプレート
13の底部を後述する底部支保ピースが配設可能な大きさ
に切欠いてトンネル掘削壁面Ｔの底面部T'を露出させた
平面矩形状の切欠部14に形成している。この切欠部14は
スキンプレート13の後端から後方に開口している。

【００１８】トンネル掘削機10は周知のように、上記前
胴部11の開口前端にカッタ板15を回転自在に配設してい
ると共にこの前胴部11にフロントグリッパ16を、後胴部
12にリアグリッパ17をそれぞれ胴体部からトンネル掘削
壁面Ｔに向かって出没自在に装着してあり、さらに、ス
キンプレート13の前端部内にはエレクタ等の支保体組立
手段18が配設されている。なお、カッタ板15の回転駆動
手段や前後胴部11、12同士のジャッキによる伸縮手段、
及びフロントグリッパ16やリアグリッパ17の伸縮用ジャ
ッキ等は周知の手段であるので図示することなくその詳
細な説明を省略する。

【００１９】トンネル掘削壁面Ｔを支保する円形リング
状トンネル支保体Ａは、トンネル掘削壁面Ｔの周方向に
円弧状に彎曲した一定の円弧長を有する底部支保ピース
１と上部支保ピース２及び頂部支保ピース３とを組み合
わせてなり、上記底部支保ピース１は下層ピース部材1A
と上層ピース部材1Bとの積層体から構成されていてこれ
らの上下層ピース部材1A、1Bは上記上部支保ピース２と
同一厚みに形成されている。そして、この底部支保ピー
ス１における下層ピース部材1Aによって上記円形リング
状支保体Ａの底部を形成するように構成している。な
お、上下層ピース部材1A、1Bや上部支保ピース２、頂部
支保ピース３はトンネル掘削機10のスキンプレート13よ
りも肉厚に形成している。

【００２０】上記底部支保ピース１の下層ピース部材1A
と上部支保ピース２及び頂部支保ピース３はいずれも図
２〜図４に示すように、トンネル掘削壁面Ｔの周方向に
円弧状に湾曲した前後主桁1a〜3a、1b〜3bの長さ方向の
両端間を同一長さを有する平板形状の継手板1c〜3cによ
って一体に固着してなる鋼製矩形枠からなり、トンネル
掘削壁面Ｔの上周壁部に沿って配設される頂部支保ピー
ス３は図４に示すようにその矩形枠の外周側開口端に棒
状の金属線材を格子状に組み合わせた金網からなる岩盤
崩落防止部材４を張設してなる構造を有する。

【００２１】一方、底部支保ピース１の下層ピース部材
1Aは、図２に示すように、岩盤崩落防止部材２を張設し
ていない鋼製矩形枠からなり、この下層ピース部材1Aと
上記頂部支保ピース３との間に設けられてトンネル掘削
壁面Ｔの両側壁部に沿って配設される上記上部支保ピー
ス２は、図３に示すように、鋼製矩形枠の上半部側の外
周面に岩盤崩落防止部材4'を張設した構造を有してい
る。さらに、各鋼製矩形枠の前後主桁及び継手板には、
トンネル長さ方向及び周方向に隣接する支保ピース同士
を連結するための数個のボルト挿通孔５を穿設してい
る。なお、トンネル掘削機10によって掘削されるトンネ
ル径が大きい場合には、上記上部支保ピース２と共に鋼
製矩形枠のみからなる別な上部支保ピースを組み込む場
合もある。

【００２２】また、底部支保ピース１の上層ピース部材
1Bも図５に示すように、トンネル掘削壁面Ｔの周方向に
円弧状に湾曲した前後主桁1a' 、1b' の長さ方向の両端
間を同一長さを有する平板形状の継手板1c' 、1c' によ
って一体に固着してなる鋼製矩形枠からなり、その外周
面を下層ピース部材1Aの内周面に面接触状態で載置し得
る彎曲面に形成していると共にその両端面、即ち、両側
継手板1c' 、1c' が下層ピース部材1Aの両側継手板1c、
1cに面一に連続し且つこれらの端面が上記上部支保ピー
ス２や頂部支保ピース３の継手板と同様にトンネル中心
方向に向けている。なお、この上層ピース部材1Bにおい
ては、その両側継手板1c' 、1c' に数個のボルト挿通孔
５を設けているが前後主桁1a' 、1b' にはボルト挿通孔
を設ける必要はない。また、円弧長は、下層ピース部材
1Aよりも短く形成しておくことが望ましい。

【００２３】この上層ピース部材1Bの前後主桁1a' 、1
b' の内周面（上面）における両端部と上記上部支保ピ
ース２の前後主桁2a、2bの内周面における上層ピース部
材1Bと対向した端部とにブラケット6a、6b（図６に示
す）をそれぞれボルト等によって着脱自在に固定するよ
うに構成してあり、これらのブラケット6a、6b間に拡径
手段としてのジャッキ７、７を連結している。なお、拡
径手段としてはジャッキ以外にターンバックルやボルト
等の螺子機構を採用してもよい。

【００２４】このように構成した底部支保ピース１と上
部支保ピース２及び頂部支保ピース３とによってトンネ
ル掘削壁面Ｔを支保するトンネル支保体Ａを施工するに
は、図６に示すように、まず、トンネル掘削機10のスキ
ンプレート13内において、切欠部14に露出しているトン
ネル掘削壁面Ｔの底面部T'上に支保体組立手段18を用い
て底部支保ピース１の下層ピース部材1Aを載置したの
ち、この下層ピース部材1A上に上層ピース部材1Bを重ね
合わせるように載置する。このように上下層ピース部材
1A、1Bを重ね合わせるとこれらのピース部材1A、1Bはス
キンプレート13よりも厚みが大きいので、上層ピース部
材1Bはスキンプレート13の底部内に配設された状態とな
り、該上層ピース部材1Bの両端面、即ち、継手板1c' 、
1c' に対する上部支保ピース２の対向端面の接合、連結
作業が確実且つ能率よく行える。

【００２５】次いで、スキンプレート13の両側内周面に
沿って上部支保ピース２、２を順次支保体組立手段18を
用いて配設し、これらの上部支保ピース２、２の下向き
下端面、即ち継手板2c、2cの端面を上層ピース部材1Bの
両端継手板1c' 、1c' にそれぞれ突き合わせ接合して互
いに連通したボルト挿通孔５、５間をボルト・ナット８
によって緩く連結して仮固定しておく。さらに、支保体
組立手段18によって両側の上部支保ピース２、２の上向
き端面間に頂部支保ピース３を組立て、互いに対向した
継手板2c、3c同士を突き合わせ接合して互いに連通した
ボルト挿通孔５、５間をボルト８によって緩く連結して
仮固定することにより、縮径トンネル支保体A'を組立て
る。

【００２６】なお、支保ピースの組立順序は、上層ピー
ス部材1Bに対して時計方向或いは半時計方向に上部支保
ピース２、頂部支保ピース３、上部支保ピース２を順次
組立てゝもよく、さらには、支保体組立手段18により、
まず、片側の上部支保ピース２を掴んで一定長周方向に
旋回させ、次に掴んだ上部支保ピース２の下端に頂部支
保ピース３を連結して一定長周方向に旋回させ、この
後、頂部支保ピース３の下端にもう一つの上部支保ピー
ス２を連結して一定長周方向に旋回させ、最後に底部支
保ピース１と両側の上部支保ピース２、２との対向端面
を当接させることにより組立ててもよい。また、この縮
径トンネル支保体A'を組立てる時に、底部支保ピース１
や上部支保ピース２及び頂部支保ピース３の後端面、即
ち、後側主桁を、先にトンネル掘削壁面Ｔに施工した拡
径している既設トンネル支保体Ａの前端面に、図１に示
すように当接させた状態で組立てるものである。

【００２７】さらに、この縮径トンネル支保体A'の組立
時に又は組立後に、上層ピース部材1Bの前後主桁1a' 、
1b' の内周面における両端部と上記上部支保ピース２の
前後主桁2a、2bの内周面における上層ピース部材1Bと対
向した端部とにブラケット6a、6bをそれぞれボルト等に
よって取付けると共にこれらのブラケット6a、6b間に拡
径手段としてのジャッキ７、７を連結する。なお、この
拡径用ジャッキ７の装着は、縮径トンネル支保体A'がス
キンプレート13内から離脱した後に装着してもよい。

【００２８】こうして、スキンプレート13内で縮径トン
ネル支保体A'を組み立てる一方、トンネル掘削機10を掘
進させて一定長のトンネルを掘削すると、その掘進に従
ってスキンプレート13が前進するが、縮径トンネル支保
体A'はその底部支保ピース１の下層ピース部材1Aをスキ
ンプレート13の切欠部14に露出しているトンネル掘削壁
面Ｔの底面部上に載置されていると共に、上部支保ピー
ス２、２と頂部支保ピース３がスキンプレート13の内壁
面に触れないようにスキンプレート13内で真円形状に維
持されているので、トンネル掘削機10の掘進にもかかわ
らず、掘削底面部上に残置された状態を維持し、トンネ
ル掘削機10の掘進に従って相対的に後方に移動してスキ
ンプレート13の後端からトンネル掘削壁面Ｔ側に送り出
される。なお、縮径トンネル支保体A'は上記の通り、ス
キンプレート13内で真円形状に維持されているため、ト
ンネル掘削壁面Ｔ側に送り出された時の岩盤の崩落等に
より後述する拡径作業が行えない場合があっても、支保
機能を発揮できる。

【００２９】トンネル掘削機10の掘進によって上記縮径
トンネル支保体A'がトンネル掘削壁面Ｔ側に全体的に相
対移動すると、再び、スキンプレート13の切欠部14に露
出した掘削底面部上に上記同様にして上下層ピース部材
1A、1Bからなる底部支保ピース１と上部支保ピース２と
頂部支保ピース３との組立作業を行う一方、トンネル掘
削壁面Ｔ側に相対的に送り出された上記縮径トンネル支
保体A'の拡径作業を行う。

【００３０】この拡径作業はジャッキ７、７を伸長させ
ることによって行われ、底部支保ピース１における上層
ピース部材1Bと上部支保ピース２との連結を解いたの
ち、ジャッキ７、７を伸長させると、頂部支保ピース３
の両端にボルト・ナット８により連結している上部支保
ピース２、２とによって形成された下向きＣ字状の支保
体部分が底部支保ピース１を支点として上方に持ち上げ
られながら外径方向に拡張され、図７に示すようにその
支保体部分の外周面とトンネル掘削壁面Ｔとの間の隙間
がなくなって該支保体部分、即ち、頂部支保ピース３と
上部支保ピース２、２との外周面がトンネル掘削壁面Ｔ
に全面的に圧接する。

【００３１】この状態にすると、上部支保ピース２、２
の下側端面が底部支保ピース１の下層ピース部材1Aの両
端面にそれぞれ該両端面から小間隔だけ離間した状態で
対向する。この離間部９は上記支保体部分が縮径状態に
おける円弧長と拡径した時の円弧長との差によって生
じ、ジャッキ７、７の伸長によって拡径を維持した状態
で該離間部９にモルタル等の間詰材Ｂを充填し、該間詰
材Ｂの硬化後、ジャッキ７と共に該ジャッキ７を支持し
ているブラケット6a、6bを上層ピース部材1Bと上部支保
ピース２との内面から取り外すと共に底部支保ピース１
における上層ピース部材1Bを上部支保ピース２と間詰材
Ｂを介して一体化した下層ピース部材1A上から撤去す
る。取り外された上記ブラケット6a、6bとジャッキ７及
び撤去した上層ピース部材1Bは次のトンネル支保体Ａの
施工に再び使用する。

【００３２】拡径された上記上部支保ピース２と頂部支
保ピース３との接合面は、対向する継手板2c、3c間の連
結ボルト・ナット８を締め付けることによって強固に連
結すると共に先に施工したトンネル支保体Ａの前側主桁
に下層ピース部材1Aとこれらの支保ピース２、３の後側
主桁1b〜3bをボルト・ナット８によって連結して底部支
保ピース１の下層ピース部材1Aと共にトンネル掘削壁面
Ｔを支保した支保体Ａを構成する。このトンネル支保体
Ａはその頂部支保ピース３から上部支保ピース２の上半
部に張設している岩盤崩落防止部材４、4'によってトン
ネル掘削壁面Ｔの上周壁部の岩盤の緩みによる崩落や肌
落ちを防止する。

【００３３】以上のように、トンネル掘削機10のスキン
プレート13内で縮径トンネル支保体A'を組み立てる工程
と、トンネル掘削機10の掘進に従ってトンネル掘削壁面
Ｔ側に相対的に送り出された該縮径トンネル支保体A'拡
径手段によって拡径させてトンネル掘削壁面Ｔを支持さ
せる工程とを繰り返し行ってトンネル掘削壁面Ｔを支保
する支保体を形成するものである。

【００３４】トンネル掘削機10によるトンネルの掘進
は、そのリアグリッパ17、17をトンネル掘削壁面Ｔの両
側面に圧着させた後胴12をトンネル掘削壁面Ｔに支持さ
せたのち、後胴12に対してジャッキにより前胴11を前進
させながらカッタ板15により掘進していくものであり、
一定長のトンネルの掘削後、フロントグリッパ16をトン
ネル掘削壁面Ｔに圧着させて前胴11を固定したのち、ジ
ャッキにより後胴12を前側に引き寄せて前進させ、この
後胴12と一体のスキンプレート13の前進によって該スキ
ンプレート13の切欠部14に露出した掘削底面部上に組立
ている縮径トンネル支保体A'をスキンプレート13から後
方に相対的に送り出すものである。

【００３５】図８は本発明の別な実施例を示すもので、
上記実施例における底部支保ピース１と上部支保ピース
２との形状に特徴を有しているものである。即ち、底部
支保ピース１の下層ピース部材1Aはその両端継手板1c、
1cをトンネル中心方向に向けることなく、該下層ピース
部材1Aの外周側から内周側に向かって互いに接近する方
向に傾斜させてあり、上層ピース部材1B' は円弧長を上
記実施例における上層ピース部材1Bよりも短く、１／２
以下の円弧長の短尺ピース部材に形成していると共にそ
の一端側の継手板1c' を上記上層ピース部材1B' の継手
板1cと同一傾斜角に形成してこれらの傾斜継手板1c、1
c' の傾斜面を連続させた状態でこの短尺上層ピース部
材1B' を下層ピース部材1Aの一端部内周面上に載置し、
下層ピース部材1Aに対して取り外し自在に連結するよう
に構成している。

【００３６】一方、上部支保ピース２においても、上下
層ピース部材1A、1B' の上記傾斜継手板傾斜面1c、1c'
に対向する継手板を、これらの傾斜継手板傾斜面1c、1
c' に面接触する傾斜継手板2c' に形成してあり、さら
に、スキンプレート13内において両側に組み立てるこれ
らの上部支保ピース２、２のうち、いずれか一方の上部
支保ピース２の円弧長を上記実施例における上部支保ピ
ース２よりも拡径しろ、即ち、縮径トンネル支保体A'の
周長と拡径したトンネル支保体Ａの周長との差に等しい
長さだけ長くしている。なお、両上部支保ピース２、２
の円弧長を長くしてその長くした寸法の和が上記拡径し
ろに等しくなるように形成しておいてもよい。その他の
構造、形状については上記実施例と同じであるので、同
一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

【００３７】このように構成した底部支保ピース１と上
部支保ピース２及び上記実施例で述べた頂部支保ピース
３とによってトンネル掘削壁面Ｔを支保するトンネル支
保体Ａを施工するには、まず、トンネル掘削機10のスキ
ンプレート13内において、切欠部14に露出しているトン
ネル掘削壁面Ｔの底面部T'上に支保体組立手段18を用い
て底部支保ピース１の下層ピース部材1Aを載置したの
ち、この下層ピース部材1Aの一端部内周面上に短尺上層
ピース部材1B' を載置して下層ピース部材1Aに取り外し
可能に連結する。

【００３８】次いで、スキンプレート13の両側内周面に
沿って上部支保ピース２、２を順次支保体組立手段18を
用いて配設し、一方の上部支保ピース２の傾斜継手板2
c' を短尺上層ピース部材1B' の傾斜継手板1c' に当接
させてボルト・ナット８により緩結合すると共に他方の
上部支保ピース２の下端部を下層ピース部材1Aの他端部
内周面上に重ね合わせ状態に載置する。さらに、支保体
組立手段18によって両側の上部支保ピース２、２の上側
端面間に頂部支保ピース３を組立て、互いに対向した継
手板2c、3c同士を突き合わせ接合してボルト・ナット８
によって緩結合することにより縮径トンネル支保体A'を
組立てる。

【００３９】また、短尺上層ピース部材1B' の内周面と
この短尺上層ピース部材1B' に接合した上部支保ピース
２の内周面とにブラケット6a、6bを着脱自在に固定する
と共にこれらのブラケット6a、6b間に拡径手段であるジ
ャッキ７を取り付け、同様に、下層ピース部材1Aの内周
面とこの下層ピース部材1A上に重ね合わせている上部支
保ピース２の端部内周面とにブラケット6a、6bを着脱自
在に固定すると共にこれらのブラケット6a、6b間に拡径
手段であるジャッキ７を取り付ける。なお、支保ピース
の組立順序は上層ピース部材1Bに対して時計方向或いは
半時計方向に上部支保ピース２、頂部支保ピース３、上
部支保ピース２を順次組立てゝもよい。さらには、先の
実施例で述べた通り、支保組立手段18の旋回により上部
支保ピース２を組立てたのち、最後に底部支保ピース１
を組立ててもよい。

【００４０】こうして、スキンプレート13内で縮径トン
ネル支保体A'を組み立てる一方、トンネル掘削機10を掘
進させて一定長のトンネルを掘削すると、その掘進に従
ってスキンプレート13が前進するが、縮径トンネル支保
体A'はその底部支保ピース１の下層ピース部材1Aをスキ
ンプレート13の切欠部14に露出しているトンネル掘削壁
面Ｔの底面部上に載置されているので、トンネル掘削機
10の掘進にもかかわらず、掘削底面部上に残置された状
態を維持し、トンネル掘削機10の掘進に従って相対的に
後方に移動してスキンプレート13の後端からトンネル掘
削壁面Ｔ側に送り出される。

【００４１】次いで短尺上層ピース部材1B' と上部支保
ピース２との連結を解いたのち、ジャッキ７、７を伸長
させると、頂部支保ピース３と該頂部支保ピース３の両
端にボルト・ナット８により連結している上部支保ピー
ス２、２とによって形成された下向きＣ字状の支保体部
分が上方に持ち上げられながら外径方向に拡張され、一
方の上部支保ピース２はその傾斜継手板2c' を短尺上層
ピース部材1B' の傾斜継手板1c' 上で滑動させながら円
滑に該傾斜継手板1c' に連続した下層ピース部材1Aの傾
斜継手板1cに接合すると共に他方の上部支保ピース２は
その下端部を下層ピース部材1Aの内面上を滑動しながら
下層ピース部材1Aの他方の傾斜継手板1cに達した時に該
傾斜継手板1cをガイドとして拡径方向に移動し、この傾
斜継手板1cに他端側の傾斜継手板2c' を全面的に接合さ
せる。

【００４２】この状態にすると、図９に示すように拡径
したトンネル支保体Ａはその外周面を全面的にトンネル
掘削壁面Ｔに当接させた状態になり、下層ピース部材1A
の両端傾斜継手板1c、1cとこれらの継手板1c、1cに接合
した両側の上部支保ピース２、２の傾斜継手板2c' 、2
c' 間をボルト・ナット８により連結すると共に上部支
保ピース２と頂部支保ピース３とを緩結合しているボル
ト・ナット８を締め付けることによって強固に連結す
る。しかるのち、ジャッキ７と共に該ジャッキ７を支持
しているブラケット6a、6bを取り外すと共に短尺上層ピ
ース部材1B' 下層ピース部材1A上から撤去する。なお、
取り外された上記ブラケット6a、6bとジャッキ７及び撤
去した上層ピース部材1Bは次のトンネル支保体Ａの施工
に再び使用する。

【００４３】なお、以上の各実施例においては、上下層
ピース部材1A、1Bと上部支保ピース２及び頂部支保ピー
ス３を前後主桁と継手板とからなる矩形枠状に形成して
いるが、これらのピース部材及び支保ピースとして円弧
状に彎曲した鋼材等からなる支保工であっても、上記施
工方法によってトンネル支保体の施工が行えるものであ
る。さらに、以上の実施例においては、底部支保ピース
１個と、上部支保ピース２を２個と、頂部支保ピース３
を１個の計４個の支保ピースからなるトンネル支保体に
ついて説明したが、支保ピースの数はこれに限らず、例
えば、頂部支保ピースを兼ねた２個の上部支保ピースと
１個の底部支保ピースとの計３個の支保ピースからトン
ネル支保体を形成するようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明のトンネル支保体に
よれば、トンネル掘削機のスキンプレートの底部に設け
た切欠部を通じて露出しているトンネル掘削壁面の底面
部上に載置される底部支保ピースと、上記スキンプレー
トの内周面からそれぞれの外周面を離間させた状態で上
記スキンプレート内の頂部から両側部に亘って複数個の
頂部支保ピースと上部支保ピースとを配置してなる下向
きＣ字状の支保体部分とによりリング状に組み立ててな
り、隣り合う底部支保ピースと上部支保ピースとの間
に、上記下向きＣ字状の支保体部分を底部支保ピースを
支点として上方に持ち上げながら外径方向に拡張させる
拡径手段を備えたことを特徴とするものであるから、ト
ンネル掘削機を掘進させてもその組立位置にトンネル支
保体を残置させておくことができ、従って、従来のよう
にスキンプレートからトンネル支保体を後方に移動させ
る手段などが不要となるばかりでなく、先に施工したト
ンネル支保体の前端面に突き合わせた状態にしてスキン
プレート内でトンネル支保体の組立てを行うことがで
き、そのため、スキンプレートの前進によって組立位置
におけるトンネル掘削壁面がスキンプレートの後方に露
出した時に該トンネル支保体の下向きＣ字状の支保体部
分を底部支保ピースを支点として上方に持ち上げながら
外径方向に拡径させるだけで先に施工したトンネル支保
体と一体に連結するトンネル支保体を施工することがで
き、トンネル支保体の施工作業が円滑且つ能率よく行え
るものである。

【００４５】さらに、請求項４に係る発明によれば、上
記底部支保ピースとして上部支保ピースや頂部支保ピー
スと同一厚みを有する上層ピース部材と、同じく上部支
保ピースや頂部支保ピースと同一厚みを有する下層ピー
ス部材との積層体によって形成しているので、下層ピー
ス部材をトンネル掘削機のスキンプレートにおける上記
切欠部に露出した掘削底面部上に敷設することにより上
層ピース部材をスキンプレート内に設置した状態とする
ことができ、そのため、スキンプレート内での該上層ピ
ース部材に対する上部支保ピースの連結作業や上部支保
ピースに対する頂部支保ピース等の連結作業が容易に且
つ円滑に行え、トンネル掘削機のスキンプレートの内周
面に沿って精度のよい円形リング状のトンネル支保体を
組み立てることができる。

【００４６】その上、このトンネル支保体を拡径させて
トンネル掘削壁面に施工する際には上部支保ピースを下
層ピース部材側に直接、又はモルタル等の間詰材を介し
て連結させるので、連結後には拡径手段と共に上層ピー
ス部材を撤去して次のトンネル支保体の組立てに再使用
することができるものである。

【００４７】また、請求項５に係る発明によれば、上層
ピース部材の円弧長を下層ピース部材の円弧長よりも短
く形成していると共に、両側の上部支保ピースの少なく
とも一方をリング状支保体の拡径しろを見込んだ円弧長
に形成しているので、この拡径しろに相当する長さ部分
を下層ピース部材の内周面上に重ね合わせた状態にして
リング状支保体を拡径させた時に上部支保ピースの下端
部外周面を下層ピース部材の内面に摺接させながら円滑
に拡径させることができると共にリング状支保体の外周
面がトンネル掘削壁面に当接した時に上部支保ピースの
下端面が下層ピース部材の対向端面に接合して互いの端
面間に離間部を生じさせることなく、従って、モルタル
充填などの仕舞い作業が不要となり、精度のよいトンネ
ル支保体の施工が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル支保体を施工している状態のトンネル
掘削機の簡略側面図、

【図２】下層ピース部材の内面側から見た斜視図、

【図３】上部支保ピースの内面側から見た斜視図、

【図４】頂部支保ピースの内面側から見た斜視図、

【図５】上層ピース部材の内面側から見た斜視図、

【図６】スキンプレート内に組立てた縮径トンネル支保
体の簡略縦断正面図、

【図７】トンネル掘削壁面に施工している状態の簡略縦
断正面図、

【図８】トンネル支保体の別な実施形態を示す簡略縦断
正面図、

【図９】トンネル掘削壁面に施工した状態を示す簡略縦
断正面図、

【図１０】従来例を示す簡略縦断正面図。

【符号の説明】

１ 底部支保ピース 1A、1B 上下層ピース部材 ２ 上部支保ピース ３ 頂部支保ピース ７ 拡径用ジャッキ 10 トンネル掘削機 13 スキンプレート 14 切欠部 Ｔ トンネル掘削壁面 Ａ トンネル支保体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 和男 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 奥野 三郎 大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号 株式会社奥村組内 (56)参考文献 特開 平10−252397（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/12

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削機のスキンプレートの底部
   に設けた切欠部を通じて露出しているトンネル掘削壁面
   の底面部上に載置される底部支保ピースと、上記スキン
   プレートの内周面からそれぞれの外周面を離間させた状
   態で上記スキンプレート内の頂部から両側部に亘って複
   数個の頂部支保ピースと上部支保ピースとを配置してな
   る下向きＣ字状の支保体部分とによりリング状に組み立
   ててなり、隣り合う底部支保ピースと上部支保ピースと
   の間に、上記下向きＣ字状の支保体部分を底部支保ピー
   スを支点として上方に持ち上げながら外径方向に拡張さ
   せる拡径手段を備えたことを特徴とするトンネル支保
   体。
2. 【請求項２】 底部支保ピースの両端面に両側の上部支
   保ピースの下端面が着脱自在に当接させていると共に、
   底部支保ピースと上部支保ピースとの内周面間が拡径手
   段によって連結されていることを特徴とする請求項１に
   記載のトンネル支保体。
3. 【請求項３】 底部支保ピースの両側の上部支保ピース
   の少なくとも一方の下端部外周面が底部支保ピースの内
   周面上に着脱自在に重ね合わせられていると共に、底部
   支保ピースと上部支保ピースとの内周面間が拡径手段に
   よって連結されていることを特徴とする請求項１に記載
   のトンネル支保体。
4. 【請求項４】 底部支保ピースは下層ピース部材と該下
   層ピース部材の内周面上に着脱自在に積層された上層ピ
   ース部材とからなり、下層ピース部材の外周底面はトン
   ネル掘削機のスキンプレートの底部に設けた切欠部を通
   じて露出している掘削底壁面上に載置される一方、上層
   ピース部材の少なくとも一方の端面に上部支保ピースの
   下端面が着脱自在に連結されていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載のトンネル支保体。
5. 【請求項５】 上層ピース部材の円弧長は下層ピース部
   材の円弧長よりも短く形成されていると共に、上層ピー
   ス部材の両側の上部支保ピースの少なくとも一方の下端
   部外周面が下層ピース部材の内周面上に重ね合わせられ
   ていることを特徴とする請求項４に記載のトンネル支保
   体。
6. 【請求項６】 上記拡径手段は、底部支保ピースと上部
   支保ピースとの内周面間に着脱自在に連結された拡径用
   ジャッキからなることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ５のうち、いずれか１項に記載のトンネル支保体。