特許 6791586 トンネル内の支保工の構造および支保工の設置方法

(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】6791586

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】トンネル内の支保工の構造および支保工の設置方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/24 20060101AFI20201116BHJP

   E21D 11/10 20060101ALI20201116BHJP

   E21D 11/08 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/24

   E21D11/10 A

   E21D11/10 Z

   E21D11/08

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-20682(P2017-20682)

(22)【出願日】2017年2月7日

(65)【公開番号】特開2018-127802(P2018-127802A)

(43)【公開日】2018年8月16日

【審査請求日】2019年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100101971

【弁理士】

【氏名又は名称】大畑 敏朗

(72)【発明者】

【氏名】倉田 桂政

(72)【発明者】

【氏名】塩貝 悟

(72)【発明者】

【氏名】松尾 明武

(72)【発明者】

【氏名】野口 一樹

(72)【発明者】

【氏名】森田 大介

【審査官】 湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０１６１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７４１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６９３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４３１８６３７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／２４

Ｅ２１Ｄ １１／０８

Ｅ２１Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの内面に沿って天井から側面の途中まで延びる第１の支保工部材と、
前記第１の支保工部材の下側端面に、前記第１の支保工部材の延在方向に対して交差した状態で設けられた第１の接続板と、
前記第１の接続板に穿孔された第１のボルト孔と、
前記第１の接続板上において前記第１のボルト孔にナット孔を合わせた状態で接合された第１の袋ナットと、
前記第１の袋ナットを含めて前記第１の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた第１のコンクリートと、
前記第１の支保工部材の下側端面からそれよりも下方に延びる第２の支保工部材と、
前記第２の支保工部材の上側端面に、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差し、前記第１の接続板に接触した状態で設けられた第２の接続板と、
前記第２の接続板において前記第１のボルト孔と対向する位置に穿孔された第２のボルト孔と、
前記第１のボルト孔および前記第２のボルト孔を通じ、前記第１の接続板および前記第２の接続板を介して前記第１の袋ナットに螺合され、前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する第１のボルトと、
前記第１のボルトを含めて前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた第２のコンクリートと、
を備えることを特徴とするトンネル内の支保工の構造。

【請求項2】

前記第２の支保工部材の下側端面に、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差した状態で設けられた第３の接続板と、
前記第３の接続板に穿孔された第３のボルト孔と、
前記第３の接続板上において前記第３のボルト孔にナット孔を合わせた状態で接合された第２の袋ナットと、
前記第２の袋ナットを含めて前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた前記第２のコンクリートと、
前記トンネルの幅方向両側面の前記第２の支保工部材の脚部間にこれらを橋渡す状態で設けられた第３の支保工部材と、
前記第３の支保工部材の上側端面に、前記第３の支保工部材の延在方向に対して交差し、前記第３の接続板に接触した状態で設けられた第４の接続板と、
前記第４の接続板において前記第３のボルト孔と対応する位置に穿孔された第４のボルト孔と、
前記第３のボルト孔および前記第４のボルト孔を通じ、前記第３の接続板および前記第４の接続板を介して前記第２の袋ナットに螺合され、前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する第２のボルトと、
前記第２のボルトを含めて前記第３の支保工部材の内面を覆うように吹き付けられた第３のコンクリートと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のトンネル内の支保工の構造。

【請求項3】

（ａ）地山を掘削して上側のトンネルを形成し、前記トンネルの内面に沿って天井から延びて当該トンネルの底面で終端する第１の支保工部材を設置する工程と、
（ｂ）前記第１の支保工部材における下端より上部の内面を含む前記トンネルの内面に第１のコンクリートを吹き付ける工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記第１の支保工部材の脚部下側の地面を掘削して下側掘削領域を形成する工程と、
（ｄ）前記第１の支保工部材の脚部下側であって前記下側掘削領域の側面に前記第１の支保工部材の下側端面から延びて前記下側掘削領域の底面で終端する第２の支保工部材を設置する工程と、
（ｅ）前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を含む前記下側掘削領域の内面に第２のコンクリートを吹き付ける工程と、
を有し、
前記第１の支保工部材の下側端面には、前記第１の支保工部材の延在方向に対して交差する第１の接続板が設けられており、前記第１の接続板上には、前記第１の接続板に穿孔された第１のボルト孔にナット孔を合わせた状態で第１の袋ナットが接合されており、
前記第２の支保工部材の上側端面には、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差する第２の接続板が設けられており、前記第２の接続板において前記第１のボルト孔と対向する位置には第２のボルト孔が穿孔されており、
前記（ｄ）工程においては、前記第１の支保工部材の前記第１の接続板の前記第１のボルト孔に、前記第２の支保工部材の前記第２の接続板の前記第２のボルト孔を合わせ、前記第１の接続板に前記第２の接続板を接触させた状態で前記第２の支保工部材を設置する工程を有し、
前記（ｅ）工程においては、前記第２の接続板の下面側から前記第２のボルト孔および前記第１のボルト孔を通じて前記第１の袋ナットに第１のボルトを螺合することにより、前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する工程を有することを特徴とするトンネル内の支保工の設置方法。

【請求項4】

（ｇ）前記（ｆ）工程後、前記第２の支保工部材の脚部下側の地面を掘削してインバート用掘削領域を形成する工程と、
（ｈ）前記第２の支保工部材の脚部下側であって前記インバート用掘削領域に第３の支保工部材を設置する工程と、
（ｉ）前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する工程と、
（ｊ）前記第３の支保工部材の内面を含む前記インバート用掘削領域の内面に第３のコンクリートを吹き付ける工程と、
を有し、
前記第２の支保工部材の下側端面には、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差する第３の接続板が設けられており、前記第３の接続板上には、前記第３の接続板に穿孔された第３のボルト孔にナット孔を合わせた状態で第２の袋ナットが接合されており、
前記第３の支保工部材の上側端面には、前記第３の支保工部材の延在方向に対して交差する第４の接続板が設けられており、前記第４の接続板において前記第３のボルト孔と対向する位置には第４のボルト孔が穿孔されており、
前記（ｈ）工程においては、前記第２の支保工部材の前記第３の接続板の前記第３のボルト孔に前記第４の接続板の前記第４のボルト孔を合わせ、前記第３の接続板に前記第４の接続板を接触させた状態で前記第３の支保工部材を設置する工程を有し、
前記（ｉ）工程においては、前記第４の接続板の下面側から前記第４のボルト孔および前記第３のボルト孔を通じて前記第２の袋ナットに第２のボルトを螺合することにより、前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する工程を有することを特徴とする請求項３記載のトンネル内の支保工の設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル内の支保工の構造および支保工の設置方法に関し、例えば、トンネル内において上下関係にある支保工構成部材同士の接続技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

トンネルの掘削工事においては、トンネルが崩れないようにトンネルの長手方向に沿って予め決められた間隔毎に鋼製の支え（支保工）を設置している。各支保工の設置作業においては、通常、上半支保工の下方に下半支保工を設けているが、地盤が弱い等の場合には、さらに下半支保工の下方のトンネル底面にインバート支保工を設けるようにしている。この上半支保工と下半支保工との接続や下半支保工とインバート支保工との接続には、通常のボルトおよびナットが使用されている。

【0003】

ところで、支保工の設置作業においては、下側の支保工（下半支保工またはインバート支保工）を設置する前に、上側の支保工（上半支保工または下半支保工）の内面をコンクリートで覆っているが、下側の支保工を設置するときに上側の支保工の接続部がコンクリートで覆われていると上下の支保工同士を接続することができない。

【0004】

そこで、通常は、下側の支保工の設置作業の前に上側の支保工の内面を覆うコンクリートにおいて下側の支保工との接続部にあたる部分を削り取る、いわゆる斫り作業を行うか、または、上側の支保工の内面をコンクリートで覆う前に上側の支保工の内面において下側の支保工との接続部にあたる部分に箱状の部材を被せておく、いわゆる箱抜き作業等を行っている。

【0005】

なお、トンネル覆工用セグメントについては、例えば、特許文献１に記載があり、セグメントの接続部に袋ナットを埋設する構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−１３９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上記した斫り作業や箱抜き作業は時間と労力を要する面倒な作業であり、支保工の設置作業の効率が低下するという問題がある。近年は、トンネル長が長くなりつつあり、トンネル長が長くなればそれだけ支保工の設置数も増えるので、如何にして支保工の設置作業の効率を向上させるかが重要な課題になっている。

【0008】

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、トンネル内の支保工の設置作業の効率を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のトンネル内の支保工の構造は、トンネルの内面に沿って天井から側面の途中まで延びる第１の支保工部材と、前記第１の支保工部材の下側端面に、前記第１の支保工部材の延在方向に対して交差した状態で設けられた第１の接続板と、前記第１の接続板に穿孔された第１のボルト孔と、前記第１の接続板上において前記第１のボルト孔にナット孔を合わせた状態で接合された第１の袋ナットと、前記第１の袋ナットを含めて前記第１の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた第１のコンクリートと、前記第１の支保工部材の下側端面からそれよりも下方に延びる第２の支保工部材と、前記第２の支保工部材の上側端面に、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差し、前記第１の接続板に接触した状態で設けられた第２の接続板と、前記第２の接続板において前記第１のボルト孔と対向する位置に穿孔された第２のボルト孔と、前記第１のボルト孔および前記第２のボルト孔を通じ、前記第１の接続板および前記第２の接続板を介して前記第１の袋ナットに螺合され、前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する第１のボルトと、前記第１のボルトを含めて前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた第２のコンクリートと、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、請求項２に記載の本発明は、上記請求項１記載のトンネル内の支保工の構造において、前記第２の支保工部材の下側端面に、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差した状態で設けられた第３の接続板と、前記第３の接続板に穿孔された第３のボルト孔と、前記第３の接続板上において前記第３のボルト孔にナット孔を合わせた状態で接合された第２の袋ナットと、前記第２の袋ナットを含めて前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を覆うように吹き付けられた前記第２のコンクリートと、前記トンネルの幅方向両側面の前記第２の支保工部材の脚部間にこれらを橋渡す状態で設けられた第３の支保工部材と、前記第３の支保工部材の上側端面に、前記第３の支保工部材の延在方向に対して交差し、前記第３の接続板に接触した状態で設けられた第４の接続板と、前記第４の接続板において前記第３のボルト孔と対応する位置に穿孔された第４のボルト孔と、前記第３のボルト孔および前記第４のボルト孔を通じ、前記第３の接続板および前記第４の接続板を介して前記第２の袋ナットに螺合され、前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する第２のボルトと、前記第２のボルトを含めて前記第３の支保工部材の内面を覆うように吹き付けられた第３のコンクリートと、をさらに備えることを特徴とする。

【0011】

また、請求項３に記載の本発明のトンネル内の支保工の設置方法は、（ａ）地山を掘削して上側のトンネルを形成し、前記トンネルの内面に沿って天井から延びて当該トンネルの底面で終端する第１の支保工部材を設置する工程と、（ｂ）前記第１の支保工部材における下端より上部の内面を含む前記トンネルの内面に第１のコンクリートを吹き付ける工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程後、前記第１の支保工部材の脚部下側の地面を掘削して下側掘削領域を形成する工程と、（ｄ）前記第１の支保工部材の脚部下側であって前記下側掘削領域の側面に前記第１の支保工部材の下側端面から延びて前記下側掘削領域の底面で終端する第２の支保工部材を設置する工程と、（ｅ）前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する工程と、（ｆ）前記（ｅ）工程後、前記第２の支保工部材における下端より上部の内面を含む前記下側掘削領域の内面に第２のコンクリートを吹き付ける工程と、を有し、前記第１の支保工部材の下側端面には、前記第１の支保工部材の延在方向に対して交差する第１の接続板が設けられており、前記第１の接続板上には、前記第１の接続板に穿孔された第１のボルト孔にナット孔を合わせた状態で第１の袋ナットが接合されており、前記第２の支保工部材の上側端面には、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差する第２の接続板が設けられており、前記第２の接続板において前記第１のボルト孔と対向する位置には第２のボルト孔が穿孔されており、前記（ｄ）工程においては、前記第１の支保工部材の前記第１の接続板の前記第１のボルト孔に、前記第２の支保工部材の前記第２の接続板の前記第２のボルト孔を合わせ、前記第１の接続板に前記第２の接続板を接触させた状態で前記第２の支保工部材を設置する工程を有し、前記（ｅ）工程においては、前記第２の接続板の下面側から前記第２のボルト孔および前記第１のボルト孔を通じて前記第１の袋ナットに第１のボルトを螺合することにより、前記第１の支保工部材と前記第２の支保工部材とを接続する工程を有することを特徴とする。

【0012】

また、請求項４に記載の本発明は、上記請求項３記載のトンネル内の支保工の設置方法において、（ｇ）前記（ｆ）工程後、前記第２の支保工部材の脚部下側の地面を掘削してインバート用掘削領域を形成する工程と、（ｈ）前記第２の支保工部材の脚部下側であって前記インバート用掘削領域に第３の支保工部材を設置する工程と、（ｉ）前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する工程と、（ｊ）前記第３の支保工部材の内面を含む前記インバート用掘削領域の内面に第３のコンクリートを吹き付ける工程と、を有し、前記第２の支保工部材の下側端面には、前記第２の支保工部材の延在方向に対して交差する第３の接続板が設けられており、前記第３の接続板上には、前記第３の接続板に穿孔された第３のボルト孔にナット孔を合わせた状態で第２の袋ナットが接合されており、前記第３の支保工部材の上側端面には、前記第３の支保工部材の延在方向に対して交差する第４の接続板が設けられており、前記第４の接続板において前記第３のボルト孔と対向する位置には第４のボルト孔が穿孔されており、前記（ｈ）工程においては、前記第２の支保工部材の前記第３の接続板の前記第３のボルト孔に前記第４の接続板の前記第４のボルト孔を合わせ、前記第３の接続板に前記第４の接続板を接触させた状態で前記第３の支保工部材を設置する工程を有し、前記（ｉ）工程においては、前記第４の接続板の下面側から前記第４のボルト孔および前記第３のボルト孔を通じて前記第２の袋ナットに第２のボルトを螺合することにより、前記第２の支保工部材と前記第３の支保工部材とを接続する工程を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、支保工の設置作業において、斫り作業や箱抜き作業を無くすことができるので、支保工の設置作業の効率を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】（ａ）は本発明の一実施の形態に係る支保工設置工程中におけるトンネルの長手方向に交差する要部断面図、（ｂ）は図１（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。

【図2】（ａ）は図１に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。

【図3】（ａ）は図２に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図３（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。

【図4】（ａ）は図３（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。

【図5】（ａ）は図３に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図５（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。

【図6】（ａ）は図５（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。

【図7】（ａ）は図５に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図７（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２の拡大断面図である。

【図8】（ａ）は図７に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２の拡大断面図である。

【図9】（ａ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。

【図10】（ａ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【図11】（ａ）は図８に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図１１（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図である。

【図12】（ａ）は図１１に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図１２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図である。

【図13】（ａ）は図１２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、（ｂ）は図１３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【図14】（ａ）は図１２に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、（ｂ）は図１４（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図である。

【図15】図１４に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0016】

本実施の形態の支保工の設置方法の一例について図１〜図１５を参照して説明する。なお、トンネルの断面図において、トンネルの幅方向（径方向）における中心線ＣＬの右側は中心線ＣＬの左側と対称になっており左側と同じ構成になっているので、図の簡略化のため図示を省略した。

【0017】

まず、図１（ａ）は本実施の形態に係る支保工設置工程中におけるトンネルの長手方向に交差する要部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。ここでは、発破法等により地山Ｇを掘削することで断面略半円形状の上側のトンネルＴ１を形成する。

【0018】

続いて、図２（ａ）は図１に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図である。ここでは、トンネルＴ１の強化等のためにトンネルＴ１の内側面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層Ｃ１を形成する。なお、このコンクリート層Ｃ１は形成しない場合もある。

【0019】

続いて、図３（ａ）は図２に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図、図４（ａ）は図３（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。

【0020】

ここでは、上側のトンネルＴ１内に上側の支保工部材（第１の支保工部材）１０を設置する。上側の支保工部材１０は、例えば、Ｈ鋼で構成されており、例えば、正面から見てアーチ状に形成されている。すなわち、上側の支保工部材１０は、上側のトンネルＴ１の天井から両内側面に沿って延び、上側のトンネルＴ１の底面で終端している。

【0021】

この上側の支保工部材１０の脚部の下側端面には、図４に示すように、支保工部材１０の延在方向に対して交差する接続板（第１の接続板）１１が接合されている。この接続板１１には、その厚さ方向の上下面間を貫通する２個のボルト孔（第１のボルト孔）１２が穿孔されている。また、接続板１１上には、ボルト孔１２にナット孔１３ａを合わせた状態で２個の袋ナット（第１の袋ナット）１３が左右対称に接合されている。なお、袋ナット１３のナット孔１３ａの内側面には雌ねじ（図示せず）が形成されている。

【0022】

次いで、図５（ａ）は図３に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ１の拡大断面図、図６（ａ）は図５（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図である。

【0023】

ここでは、上側の支保工部材１０の表面を含むトンネルＴ１の内面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層（第１のコンクリート）Ｃ２を形成する。図６に示すように、上側の支保工部材１０の表面は、袋ナット１３の外周も含めてコンクリート層Ｃ２によって充分に覆われている。なお、図６（ａ）は正面図であるが、図面を見易くするためにコンクリート層Ｃ２にハッチングを付した。

【0024】

続いて、図７（ａ）は図５に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２の拡大断面図である。ここでは、上側のトンネルＴ１の下の地盤を掘削してトンネルＴ１の下に下側掘削領域Ｔ２を形成する。

【0025】

次いで、図８（ａ）は図７に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２の拡大断面図、図９（ａ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ２をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＩ−Ｉ線の断面図、図１０（ａ）は図８（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【0026】

ここでは、まず、図８に示すように、下側掘削領域Ｔ２の強化等のために下側掘削領域Ｔ２の内側面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層Ｃ３を形成する。なお、このコンクリート層Ｃ３は形成しない場合もある。

【0027】

続いて、下側掘削領域Ｔ２内において上側の支保工部材１０の両脚部下に下側の支保工部材（第２の支保工部材）２０を設置する。下側の支保工部材２０は、例えば、Ｈ鋼で構成されており、上側の支保工部材１０の両脚部下から下側掘削領域Ｔ２の内側面に沿って延び、下側掘削領域Ｔ２の底面で終端している。

【0028】

この下側の支保工部材２０の上側端面には、図９に示すように、支保工部材２０の延在方向に対して交差する接続板（第２の接続板）２１が接合されている。この接続板２１には、その厚さ方向の上下面間を貫通する２個のボルト孔（第２のボルト孔）２２が穿孔されている。下側の支保工部材２０は、その上部の２個の接続板２１のボルト孔２２を上側の支保工部材１０の下部の２個の接続板１１のボルト孔１２に合わせ、下側の支保工部材２０の上部の接続板２１を上側の支保工部材１０の下部の接続板１１に接触させた状態で、上側の支保工部材１０下に設置されている。

【0029】

また、下側の支保工部材２０の下側端面には、図１０に示すように、支保工部材２０の延在方向に対して交差する接続板（第３の接続板）２３が接合されている。この接続板２３には、その厚さ方向の上下面間を貫通する２個のボルト孔（第３のボルト孔）２４が穿孔されている。また、接続板２３上には、ボルト孔２４にナット孔２５ａを合わせた状態で２個の袋ナット（第２の袋ナット）２５が接合されている。なお、袋ナット２５のナット孔２５ａの内側面には雌ねじ（図示せず）が形成されている。

【0030】

上記のように上側の支保工部材１０の両脚部下に下側の支保工部材２０を設置した後、図９に示すように、下側の支保工部材２０の接続板２１の裏面側からボルト孔２２，１２を通じて上側の支保工部材１０の接続板１１上の個々の袋ナット１３に個々のボルト（第１のボルト）２６を螺合する。これにより、上側の支保工部材１０と下側の支保工部材２０とを接続する。なお、ボルト２６の外周には雄ねじが形成されている。

【0031】

ここで、通常は、上側の支保工部材１０と下側の支保工部材２０とをボルトおよびナットで接続しているが、その接続作業の前に上側の支保工部材１０の表面がコンクリート層Ｃ２で覆われているので、上下の支保工部材１０，２０同士を接続することができない。

【0032】

そこで、通常は、下側の支保工部材２０を設置する前に上側の支保工部材１０の表面を覆うコンクリート層Ｃ２において下側の支保工部材２０との接続部にあたる部分を削り取る、いわゆる斫り作業を行うか、または、上側の支保工部材１０の表面をコンクリート層Ｃ２で覆う前に上側の支保工部材１０の表面において下側の支保工部材２０との接続部に箱状の部材を被せておく、いわゆる箱抜き作業等を行っている。

【0033】

しかし、上記した斫り作業や箱抜き作業は時間と労力を要する面倒な作業であり、支保工の設置作業の効率が低下する、という課題がある。その上、斫り作業の場合には、作業時に支保工部材１０を損傷させたり、作業時の振動に因って地山Ｇの緩みを増長させたりする場合がある。一方、箱抜き作業の場合は、箱抜き箇所においてコンクリート層Ｃ２の充填不良が生じる場合がある。

【0034】

これに対して本実施の形態においては、斫り作業も箱抜き作業も無くすことができるので、支保工の設置作業の効率を向上させることができる。このため、トンネル工事における工期を短縮することができるとともに、工費を低減することができる。しかも、斫り作業を行わないので、支保工部材１０の損傷の問題や地山Ｇの緩みを増長させる問題も生じない。また、箱抜き作業を行わないので、コンクリート層２の充填不良の問題も生じない。したがって、トンネル工事の信頼性を向上させることができる。

【0035】

続いて、図１１（ａ）は図８に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図である。ここでは、下側の支保工部材２０の内側面を含む下側掘削領域Ｔ２の内側面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層（第２のコンクリート）Ｃ４を形成する。この場合も図６で示したのと同様に、下側の支保工部材２０の表面は、袋ナット２５の外周も含めてコンクリート層Ｃ４によって充分に覆われている。

【0036】

このようなコンクリート吹き付け作業の後、地山Ｇの地盤が弱い場合を想定し、下側掘削領域Ｔ２の下の地盤を掘削して下側掘削領域Ｔ２の下にインバート設置用の掘削領域Ｔ３を形成する。

【0037】

次いで、図１２（ａ）は図１１に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図、図１３（ａ）は図１２（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３をトンネル中央からトンネル内面に向かって見たときの要部正面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【0038】

ここでは、まず、インバート設置用の掘削領域Ｔ３の内側面および底面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層Ｃ５を形成する。なお、このコンクリート層Ｃ５は形成しない場合もある。

【0039】

続いて、インバート設置用の掘削領域Ｔ３内において下側の支保工部材２０の両脚部下に、インバート用の支保工部材（第３の支保工部材）３０を設置する。このインバート用の支保工部材３０は、例えば、Ｈ鋼で構成されており、下側の支保工部材２０の両脚部下からその両脚部同士を橋渡すように逆アーチ状に形成されている。

【0040】

このインバート用の支保工部材３０の上側端面には、図１３に示すように、支保工部材３０の延在方向に対して交差する接続板（第４の接続板）３１が接合されている。この接続板３１には、その厚さ方向の上下面間を貫通する２個のボルト孔（第４のボルト孔）３２が穿孔されている。インバート用の支保工部材３０は、その上部の接続板３１の２個のボルト孔３２を下側の支保工部材２０の下部の接続板２３の２個のボルト孔２４に合わせ、インバート用の支保工部材３０の上部の接続板３１を下側の支保工部材２０の下部の接続板２１に接触させた状態で、下側の支保工部材２０下に設置されている。

【0041】

上記のように下側の支保工部材２０の両脚部下にインバート用の支保工部材３０を設置した後、図１３に示すように、インバート用の支保工部材３０の接続板３１の裏面側からボルト孔３２，２４を通じて下側の支保工部材２０の接続板２１上の個々の袋ナット２５に個々のボルト（第２のボルト）３３を螺合する。これにより、下側の支保工部材２０とインバート用の支保工部材３０とを接続する。

【0042】

この場合も、上記した斫り作業および箱抜き作業を無くすことができるので、支保工の設置作業の効率を向上させることができる。このため、トンネル工事における工期を短縮することができるとともに、工費を低減することができる。しかも、斫り作業を行わないので、支保工部材２０の損傷の問題や地山Ｇの緩みを増長させる問題も生じない。また、箱抜き作業を行わないので、コンクリート層Ｃ４の充填不良の問題も生じない。

【0043】

続いて、図１４（ａ）は図１２に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の破線で囲んだ領域Ａ３の拡大断面図、図１５は図１４に続く支保工設置工程中のトンネルの要部断面図である。

【0044】

ここでは、まず、図１４に示すように、インバート用の支保工部材３０の内側面を含むインバート設置用の掘削領域Ｔ３の内側面および底面にコンクリート等を吹き付けてコンクリート層（第３のコンクリート）Ｃ６を形成する。このようにしてトンネルＴ内に、支保工部材１０，２０，３０を備える支保工Ｓを設置する。

【0045】

続いて、図１５に示すように、インバート設置用の掘削領域Ｔ３内にコンクリート等からなる下地部材４０を打設した後、半円筒形の金属型枠等を用いてトンネルＴの内面にコンクリート壁Ｃ７を形成する。

【0046】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

【0047】

例えば、前記実施の形態においてはインバート用の支保工部材を設けた場合について説明したが、地盤が強い場合等においてはインバート用の支保工部材を設けない場合もある。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明はトンネル内の支保工の構成部材同士の接続技術に適用して有効である。

【符号の説明】

【0049】

１０ 上側の支保工部材
１１ 接続板
１２ ボルト孔
１３ 袋ナット
１３ａ ナット孔
２０ 下側の支保工部材
２１ 接続板
２２ ボルト孔
２３ 接続板
２４ ボルト孔
２５ 袋ナット
２５ａ ナット孔
２６ ボルト
３０ 支保工部材
３１ 接続板
３２ ボルト孔
３３ ボルト
４０ 下地部材
Ｇ 地山
Ｔ トンネル
Ｔ１ 上側のトンネル
Ｔ２ 下側掘削領域
Ｔ３ 掘削領域
Ｃ１〜Ｃ６ コンクリート層
Ｃ７ コンクリート壁
Ｓ 支保工

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】