(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022148185
(43)【公開日】2022-10-06
(54)【発明の名称】鋼製支保工
(51)【国際特許分類】
E21D 11/18 20060101AFI20220929BHJP
E21D 11/40 20060101ALI20220929BHJP
【ＦＩ】
E21D11/18
E21D11/40 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021049768
(22)【出願日】2021-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】302060926
【氏名又は名称】株式会社フジタ
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】池田 奈央
(72)【発明者】
【氏名】村山 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】平野 勝識
【テーマコード（参考）】
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D155BA06
2D155BB02
2D155CA01
2D155DB00
2D155FB01
2D155KB04
(57)【要約】
【課題】掘削表面の周囲に地盤からの圧力が作用した際、トンネルの内側に大きく突出することなく支保工にある程度の変形を許容させることができ、覆工工事を円滑に行なえる鋼製支保工を提供すること。
【解決手段】掘削表面１２に吹き付けられた吹き付けコンクリート１４と、吹き付けコンクリート１４の表面から掘削表面１２に打ち込まれた複数のロックボルト１８と協働して掘削表面１２を支える鋼製支保工１６である。鋼製支保工１６は、複数の鋼製支保部材２２が連結されて構成された支保工２０を含んで構成されている。支保工２０の延在方向に間隔をおいた複数箇所に、鋼製支保部材２２よりも変形し易い鋼製変形誘発部材２６Ａが配置されている。
【選択図】図２
【解決手段】掘削表面１２に吹き付けられた吹き付けコンクリート１４と、吹き付けコンクリート１４の表面から掘削表面１２に打ち込まれた複数のロックボルト１８と協働して掘削表面１２を支える鋼製支保工１６である。鋼製支保工１６は、複数の鋼製支保部材２２が連結されて構成された支保工２０を含んで構成されている。支保工２０の延在方向に間隔をおいた複数箇所に、鋼製支保部材２２よりも変形し易い鋼製変形誘発部材２６Ａが配置されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
掘削されたトンネルの掘削表面に吹き付けられた吹き付けコンクリートと協働して前記掘削表面を支える、前記掘削表面に沿わせて組み立てられた鋼製支保工であって、
前記鋼製支保工は、前記トンネルの掘削方向と直交する平面内で前記掘削表面に沿って延在する複数の鋼製支保部材が連結されて構成された支保工を含んで構成され、
前記支保工の延在方向に間隔をおいた複数箇所に、前記鋼製支保部材よりも変形し易い鋼製変形誘発部材が配置されている、
ことを特徴とする鋼製支保工。
前記鋼製支保工は、前記トンネルの掘削方向と直交する平面内で前記掘削表面に沿って延在する複数の鋼製支保部材が連結されて構成された支保工を含んで構成され、
前記支保工の延在方向に間隔をおいた複数箇所に、前記鋼製支保部材よりも変形し易い鋼製変形誘発部材が配置されている、
ことを特徴とする鋼製支保工。
【請求項2】
前記鋼製変形誘発部材の前記支保工の延在方向に沿った長さや断面形状あるいは断面係数あるいは前記鋼製変形誘発部材を構成する材料は、地山からの荷重が前記掘削表面から前記支保工に作用した際の前記鋼製変形誘発部材の変形量を考慮して設定されている、
ことを特徴とする請求項１記載の鋼製支保工。
ことを特徴とする請求項１記載の鋼製支保工。
【請求項3】
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は同一の形鋼で構成され、
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、前記トンネルの掘削方向に対して前記形鋼の断面形状の向きを変えて配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、前記トンネルの掘削方向に対して前記形鋼の断面形状の向きを変えて配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
【請求項4】
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、共に一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなる同一のＨ形鋼で構成され、
前記鋼製支保部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、
前記鋼製変形誘発部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載の鋼製支保工。
前記鋼製支保部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、
前記鋼製変形誘発部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されている、
ことを特徴とする請求項３記載の鋼製支保工。
【請求項5】
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は、互いに形状が異なる形鋼で構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
【請求項6】
前記鋼製支保部材は、一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなるＨ形鋼で構成され、
前記Ｈ形鋼は、前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、
前記鋼製変形誘発部材は、ウェブと、前記ウェブの両端から起立する一対のフランジとからなる溝型鋼で構成され、
前記溝型鋼は、前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されている、
ことを特徴とする請求項５記載の鋼製支保工。
前記Ｈ形鋼は、前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、
前記鋼製変形誘発部材は、ウェブと、前記ウェブの両端から起立する一対のフランジとからなる溝型鋼で構成され、
前記溝型鋼は、前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されている、
ことを特徴とする請求項５記載の鋼製支保工。
【請求項7】
前記鋼製支保部材は形鋼で構成され、
前記鋼製変形誘発部材は鉄筋で構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
前記鋼製変形誘発部材は鉄筋で構成されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の鋼製支保工。
【請求項8】
前記鋼製変形誘発部材の断面係数は、前記鋼製支保部材の断面係数よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１～７の何れか１項記載の鋼製支保工。
ことを特徴とする請求項１～７の何れか１項記載の鋼製支保工。
【請求項9】
前記鋼製変形誘発部材は、前記鋼製支保部材よりも変形し易い材料で形成されている、
ことを特徴とする請求項１～７の何れか１項記載の鋼製支保工。
ことを特徴とする請求項１～７の何れか１項記載の鋼製支保工。
【請求項10】
前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは連結部材を介して連結されている、
ことを特徴とする請求項１～９の何れか１項記載の鋼製支保工。
ことを特徴とする請求項１～９の何れか１項記載の鋼製支保工。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はＮＡＴＭの支保に用いられる鋼製支保工に関する。
【背景技術】
【0002】
ＮＡＴＭで掘削されるトンネルでは、爆破や掘削装置で地山に掘削したトンネルの掘削表面に一次吹き付けとしてコンクリートを吹き付け、このコンクリートに沿わせて鋼製支保工を組み立て、コンクリートと鋼製支保工に二次吹き付けとしてコンクリートを吹き付け、さらに、コンクリートの上から複数のロックボルトを地山に打ち込む支保がなされる。
そして、鋼製支保工と、吹き付けコンクリートと、ロックボルトとにより掘削表面の崩落を防止しつつ掘削表面を支えるようにしている。
なお、地山の地質によっては、鋼製支保工とロックボルトのうち何れか一方が省略される場合もある。
その後、掘削表面の周囲の地山が安定したならば、鋼製支保工、吹き付けコンクリート、ロックボルトの上からスライドセントルを利用してコンクリートを打設する覆工がなされる。
このようにＮＡＴＭでは、鋼製支保工と、吹き付けコンクリートと、ロックボルトとにより掘削表面の崩落を防止しつつ掘削表面を支え、掘削表面の周囲の地山を安定化させるため、覆工のコンクリートの厚さを小さくできるという利点を有している。
一方、ＮＡＴＭでは、掘削表面に周囲の地山からの圧力が作用した場合、掘削表面の周囲の地山を安定化させるため、鋼製支保工にはある程度の変形を許容し、地山の変形を吸収することが望ましい。
このような観点から、鋼製支保工を構成する鋼製支保部材に変形を許容させる技術が開示されている（特許文献１）。
そして、鋼製支保工と、吹き付けコンクリートと、ロックボルトとにより掘削表面の崩落を防止しつつ掘削表面を支えるようにしている。
なお、地山の地質によっては、鋼製支保工とロックボルトのうち何れか一方が省略される場合もある。
その後、掘削表面の周囲の地山が安定したならば、鋼製支保工、吹き付けコンクリート、ロックボルトの上からスライドセントルを利用してコンクリートを打設する覆工がなされる。
このようにＮＡＴＭでは、鋼製支保工と、吹き付けコンクリートと、ロックボルトとにより掘削表面の崩落を防止しつつ掘削表面を支え、掘削表面の周囲の地山を安定化させるため、覆工のコンクリートの厚さを小さくできるという利点を有している。
一方、ＮＡＴＭでは、掘削表面に周囲の地山からの圧力が作用した場合、掘削表面の周囲の地山を安定化させるため、鋼製支保工にはある程度の変形を許容し、地山の変形を吸収することが望ましい。
このような観点から、鋼製支保工を構成する鋼製支保部材に変形を許容させる技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６５８４７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述の従来技術では、合成樹脂製の骨組み構造体にコンクリートを吹き付けたコンクリート体を用いるため、地山からの圧力が掘削表面の周囲に作用した際、コンクリートが圧縮されてトンネルの内側に大きく突出し、覆工工事を円滑に行なえず、覆工工事に支障をきたす不具合があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、掘削表面の周囲に地盤からの圧力が作用した際、トンネルの内側に大きく突出することなく支保工にある程度の変形を許容させることができ、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利な鋼製支保工を提供することにある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、掘削表面の周囲に地盤からの圧力が作用した際、トンネルの内側に大きく突出することなく支保工にある程度の変形を許容させることができ、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利な鋼製支保工を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明の一実施の形態は、掘削されたトンネルの掘削表面に吹き付けられた吹き付けコンクリートと協働して前記掘削表面を支える、前記掘削表面に沿わせて組み立てられた鋼製支保工であって、前記鋼製支保工は、前記トンネルの掘削方向と直交する平面内で前記掘削表面に沿って延在する複数の鋼製支保部材が連結されて構成された支保工を含んで構成され、前記支保工の延在方向に間隔をおいた複数箇所に、前記鋼製支保部材よりも変形し易い鋼製変形誘発部材が配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材の前記支保工の延在方向に沿った長さや断面形状あるいは断面係数あるいは前記鋼製変形誘発部材を構成する材料は、地山からの荷重が前記掘削表面から前記支保工に作用した際の前記鋼製変形誘発部材の変形量を考慮して設定されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は同一の形鋼で構成され、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、前記トンネルの掘削方向に対して前記形鋼の断面形状の向きを変えて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、共に一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなる同一のＨ形鋼で構成され、前記鋼製支保部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、前記鋼製変形誘発部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は、互いに形状が異なる形鋼で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材は、一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなるＨ形鋼で構成され、前記Ｈ形鋼は、前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、前記鋼製変形誘発部材は、ウェブと、前記ウェブの両端から起立する一対のフランジとからなる溝型鋼で構成され、前記溝型鋼は、前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材は形鋼で構成され、前記鋼製変形誘発部材は鉄筋で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材の断面係数は、前記鋼製支保部材の断面係数よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材は、前記鋼製支保部材よりも変形し易い材料で形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは連結部材を介して連結されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材の前記支保工の延在方向に沿った長さや断面形状あるいは断面係数あるいは前記鋼製変形誘発部材を構成する材料は、地山からの荷重が前記掘削表面から前記支保工に作用した際の前記鋼製変形誘発部材の変形量を考慮して設定されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は同一の形鋼で構成され、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、前記トンネルの掘削方向に対して前記形鋼の断面形状の向きを変えて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは、共に一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなる同一のＨ形鋼で構成され、前記鋼製支保部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、前記鋼製変形誘発部材を構成する前記Ｈ形鋼は前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材は、互いに形状が異なる形鋼で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材は、一対のフランジとそれらフランジを連結するウェブとからなるＨ形鋼で構成され、前記Ｈ形鋼は、前記ウェブを前記トンネルの掘削方向に対向させて配置され、前記鋼製変形誘発部材は、ウェブと、前記ウェブの両端から起立する一対のフランジとからなる溝型鋼で構成され、前記溝型鋼は、前記ウェブを前記トンネル断面の中央に対向させて配置されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材は形鋼で構成され、前記鋼製変形誘発部材は鉄筋で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材の断面係数は、前記鋼製支保部材の断面係数よりも小さいことを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製変形誘発部材は、前記鋼製支保部材よりも変形し易い材料で形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記鋼製支保部材と前記鋼製変形誘発部材とは連結部材を介して連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態によれば、掘削表面にトンネルの周囲の地山からの荷重が作用した際、鋼製支保部材よりも率先して鋼製変形誘発部材が変形することで地山の変形を吸収し、トンネルの周囲の地山を安定化することができる。
この場合、鋼製変形誘発部材は鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネルの内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工にある程度の変形を許容させて地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネルの内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
鋼製変形誘発部材の変形量は、その長さや断面形状、断面係数、材料を適宜設定することで調整可能である。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とに同一の形鋼を用いても、トンネルの掘削方向に対して形鋼の断面形状の向きを変えて使用できるため、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製変形誘発部材として、鋼製支保部材を構成するＨ形鋼を使用すると、鋼製支保部材の製作時に、鋼製変形誘発部材を一緒に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを互いに形状が異なる形鋼で構成すると、市販品を使用できることから簡単に入手できて鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを互いに形状が異なる形鋼で構成する場合、鋼製支保部材としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材として溝型鋼を用いると、それらは簡単に入手できることから、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材として形鋼を用い、鋼製変形誘発部材として鉄筋を用いると、それらは簡単に入手できることから、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製変形誘発部材は、鋼製支保部材の断面係数よりも小さい鋼製の部材を用いることで、あるいは、鋼製支保部材よりも変形し易い材料を用いることで簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とは連結部材を用いて連結でき、連結部材としては、プレートやブラケットなど簡単な構成のものを使用して確実に連結できる。
この場合、鋼製変形誘発部材は鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネルの内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工にある程度の変形を許容させて地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネルの内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
鋼製変形誘発部材の変形量は、その長さや断面形状、断面係数、材料を適宜設定することで調整可能である。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とに同一の形鋼を用いても、トンネルの掘削方向に対して形鋼の断面形状の向きを変えて使用できるため、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製変形誘発部材として、鋼製支保部材を構成するＨ形鋼を使用すると、鋼製支保部材の製作時に、鋼製変形誘発部材を一緒に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを互いに形状が異なる形鋼で構成すると、市販品を使用できることから簡単に入手できて鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを互いに形状が異なる形鋼で構成する場合、鋼製支保部材としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材として溝型鋼を用いると、それらは簡単に入手できることから、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材として形鋼を用い、鋼製変形誘発部材として鉄筋を用いると、それらは簡単に入手できることから、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製変形誘発部材は、鋼製支保部材の断面係数よりも小さい鋼製の部材を用いることで、あるいは、鋼製支保部材よりも変形し易い材料を用いることで簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とは連結部材を用いて連結でき、連結部材としては、プレートやブラケットなど簡単な構成のものを使用して確実に連結できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】掘削表面を支える鋼製支保工と、吹き付けコンクリートと、ロックボルトの説明図である。
【図2】鋼製支保工の正面図である。
【図3】（Ａ）は、掘削表面と、一次吹き付けのコンクリートと、第１の実施の形態の鋼製支保部材を構成するＨ形鋼の説明図、（Ｂ）は掘削表面と、一次吹き付けのコンクリートと、第１の実施の形態の鋼製変形誘発部材を構成するＨ形鋼の説明図である。
【図4】第１の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材の位置関係の説明図である。
【図5】（Ａ）はトンネルの掘削方向から第１の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがプレートで連結された状態を見た図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ断面図である。
【図6】第１の実施の形態のプレートに代えてブラケットを用いて連結される鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材の説明図で、（Ａ）はトンネル断面の中央から鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材を見た図、（Ｂ）はトンネルの掘削方向から鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材を見た図である。
【図7】（Ａ）はトンネル断面の中央から鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た断面図、（Ｂ）はトンネルの掘削方向から鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た図である。
【図8】（Ａ）はブラケットの断面側面図、（Ｂ）は同ブラケットの正面図である。
【図9】鋼製変形誘発部材と一次吹き付けのコンクリートとの間の隙間を閉塞する説明図である。
【図10】第２の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材の位置関係の説明図である。
【図11】（Ａ）はトンネル断面の中央から第２の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た断面図、（Ｂ）はトンネルの掘削方向から第２の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た図である。
【図12】（Ａ）は第２の実施の形態のブラケットの側面図、（Ｂ）は同ブラケットの正面図、（Ｃ）は底面図である。
【図13】第３の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材の位置関係の説明図である。
【図14】（Ａ）はトンネル断面の中央から第３の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た断面図、（Ｂ）はトンネルの掘削方向から第３の実施の形態の鋼製支保部材と鋼製変形誘発部材とがブラケットで連結された状態を見た図である。
【図15】（Ａ）は第３の実施の形態のブラケットの平面図、（Ｂ）は同ブラケットの一部断面正面図、（Ｃ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について図１～図５を参照して説明する。
図１に示すように、切羽の近傍のトンネル１０の箇所では、爆破や掘削装置でトンネル１０が掘削され、このトンネル１０の掘削表面１２に一次吹き付けとしてコンクリート１４Ａが吹き付けられ、この一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面に沿わせて鋼製支保工１６がアーチ状に組み立てられる。
そして、一次吹き付けのコンクリート１４Ａに、鋼製支保工１６の表面付近まで二次吹き付けとしてコンクリート１４Ｂが吹き付けられ、さらに、二次吹き付けのコンクリート１４Ｂの上から複数のロックボルト１８がトンネル１０の周辺の地山に打ち込まれる。
ＮＡＴＭでは、このような鋼製支保工１６と、吹き付けコンクリート１４と、ロックボルト１８とにより掘削表面１２の崩落を防止しつつ掘削表面１２を支え、掘削表面１２の周囲の地山を安定化させるようにしている。
なお、地山の地質によっては、ロックボルト１８が省略される場合もあり、その場合にも本発明は無論適用される。
そして、掘削表面１２の周囲の地山が安定したならば、鋼製支保工１６、吹き付けコンクリート１４、ロックボルト１８の上からスライドセントルを利用してコンクリートを打設する覆工がなされる。
まず、本発明の第１の実施の形態について図１～図５を参照して説明する。
図１に示すように、切羽の近傍のトンネル１０の箇所では、爆破や掘削装置でトンネル１０が掘削され、このトンネル１０の掘削表面１２に一次吹き付けとしてコンクリート１４Ａが吹き付けられ、この一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面に沿わせて鋼製支保工１６がアーチ状に組み立てられる。
そして、一次吹き付けのコンクリート１４Ａに、鋼製支保工１６の表面付近まで二次吹き付けとしてコンクリート１４Ｂが吹き付けられ、さらに、二次吹き付けのコンクリート１４Ｂの上から複数のロックボルト１８がトンネル１０の周辺の地山に打ち込まれる。
ＮＡＴＭでは、このような鋼製支保工１６と、吹き付けコンクリート１４と、ロックボルト１８とにより掘削表面１２の崩落を防止しつつ掘削表面１２を支え、掘削表面１２の周囲の地山を安定化させるようにしている。
なお、地山の地質によっては、ロックボルト１８が省略される場合もあり、その場合にも本発明は無論適用される。
そして、掘削表面１２の周囲の地山が安定したならば、鋼製支保工１６、吹き付けコンクリート１４、ロックボルト１８の上からスライドセントルを利用してコンクリートを打設する覆工がなされる。
【0009】
鋼製支保工１６は、トンネル１０の掘削方向Ｘ（図３、図４参照）に間隔をおいて設けられた図２に示す複数の支保工２０を含んで構成されている。
支保工２０は、トンネル１０の掘削方向Ｘと直交する平面でトンネル１０を切断したトンネル断面の周方向に沿ってアーチ状に延在し、不図示のつなぎ材が、トンネル１０の掘削方向Ｘに延在し隣り合う支保工２０の複数箇所を連結している。
支保工２０は、トンネル１０の掘削方向Ｘと直交する平面でトンネル１０を切断したトンネル断面の周方向に沿ってアーチ状に延在し、不図示のつなぎ材が、トンネル１０の掘削方向Ｘに延在し隣り合う支保工２０の複数箇所を連結している。
【0010】
図２に示すように、支保工２０は、複数の鋼製支保部材２２と、複数の鋼製変形誘発部材２６Ａとを含んで構成されている。
鋼製支保部材２２は形鋼で構成され、本実施の形態では、鋼製支保部材２２は、図３（Ａ）に示すように、一対のフランジ２４０２とそれらフランジ２４０２を接続するウェブ２４０４とからなるＨ形鋼で構成されている。
本実施の形態では、一対のフランジ２４０２の外面間の寸法と、フランジ２４０２の幅とが同一の値で設けられている。
鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼は、一対のフランジ２４０２を、トンネル１０の掘削方向Ｘと直交する平面でトンネル１０を切断したトンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置されている。
鋼製支保部材２２は形鋼で構成され、本実施の形態では、鋼製支保部材２２は、図３（Ａ）に示すように、一対のフランジ２４０２とそれらフランジ２４０２を接続するウェブ２４０４とからなるＨ形鋼で構成されている。
本実施の形態では、一対のフランジ２４０２の外面間の寸法と、フランジ２４０２の幅とが同一の値で設けられている。
鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼は、一対のフランジ２４０２を、トンネル１０の掘削方向Ｘと直交する平面でトンネル１０を切断したトンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置されている。
【0011】
鋼製変形誘発部材２６Ａは、図２に示すように、支保工２０の延在方向に間隔をおいた複数箇所に設けられている。
鋼製変形誘発部材２６Ａは、掘削表面１２からの地山の荷重が支保工２０に作用した際に、鋼製支保部材２２よりも率先して変形する鋼製の部材である。
支保工２０に設けられる複数の鋼製変形誘発部材２６Ａの長さの総和は、支保工２０の全長の１割程度であり、一つの鋼製変形誘発部材２６Ａの長さは、支保工２０の全長の数パーセント程度である。
本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａは、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼と同一のＨ形鋼で構成され、詳細には、その断面形状が鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼と同一形状、同一の大きさのＨ形鋼で構成されている。
鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼は、図３（Ｂ）に示すように、ウェブ２４０４をトンネル１０断面のほぼ中央に対向させ、一対のフランジ２４０２をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置されている。
鋼製変形誘発部材２６Ａは、掘削表面１２からの地山の荷重が支保工２０に作用した際に、鋼製支保部材２２よりも率先して変形する鋼製の部材である。
支保工２０に設けられる複数の鋼製変形誘発部材２６Ａの長さの総和は、支保工２０の全長の１割程度であり、一つの鋼製変形誘発部材２６Ａの長さは、支保工２０の全長の数パーセント程度である。
本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａは、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼と同一のＨ形鋼で構成され、詳細には、その断面形状が鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼と同一形状、同一の大きさのＨ形鋼で構成されている。
鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼は、図３（Ｂ）に示すように、ウェブ２４０４をトンネル１０断面のほぼ中央に対向させ、一対のフランジ２４０２をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置されている。
【0012】
したがって、図４に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼は、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼に対して９０度向きを変えて配置されている。
また、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼は、重量バランスを考慮してその図心を、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
すなわち、鋼製変形誘発部材２６Ａは鋼製支保部材２２と断面積が同一であることから軸力に対しては鋼製支保部材２２と同様に機能し、曲げモーメントに対して鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
したがって、Ｈ形鋼の向きを変えて配置することにより、鋼製変形誘発部材２６Ａは、掘削表面１２からの地山の荷重が支保工２０に作用した際に、鋼製支保部材２２よりも率先して変形する鋼製の部材となっている。
具体的には、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ａの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成されている。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ａの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、Ｈ形鋼の断面係数は、図３（Ａ）に示すように、ウェブ２４０４の厚さＴ１、幅Ｗ１、一対のフランジ２４０２の厚さＴ２、幅Ｗ２により適宜決定される。
また、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼は、重量バランスを考慮してその図心を、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
すなわち、鋼製変形誘発部材２６Ａは鋼製支保部材２２と断面積が同一であることから軸力に対しては鋼製支保部材２２と同様に機能し、曲げモーメントに対して鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
したがって、Ｈ形鋼の向きを変えて配置することにより、鋼製変形誘発部材２６Ａは、掘削表面１２からの地山の荷重が支保工２０に作用した際に、鋼製支保部材２２よりも率先して変形する鋼製の部材となっている。
具体的には、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ａの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成されている。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ａの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、Ｈ形鋼の断面係数は、図３（Ａ）に示すように、ウェブ２４０４の厚さＴ１、幅Ｗ１、一対のフランジ２４０２の厚さＴ２、幅Ｗ２により適宜決定される。
【0013】
また、図３（Ａ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼のフランジ２４０２は、一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面に対して一定の間隔をおいて配置できるものの、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼では、図３（Ｂ）に示すように一対のフランジ２４０２がトンネル１０の掘削方向Ｘに対向して配置されるため、一対のフランジ２４０２の端部が一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面に対して近接し、二次吹き付けコンクリート１４Ｂ（図１参照）が鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼と一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面との間に吹き付けられないことも考えられる。
このような場合には、図９に示すように、モルタル２８０２を充填した布などからなる細長の袋体２８を用意し、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２とウェブ２４０４と一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面との間に袋体２８を配置するようにしてもよい。
このような場合には、図９に示すように、モルタル２８０２を充填した布などからなる細長の袋体２８を用意し、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２とウェブ２４０４と一次吹き付けのコンクリート１４Ａの表面との間に袋体２８を配置するようにしてもよい。
【0014】
また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとは、鋼製の連結部材を構成するプレート２９と、ボルトＢ１、ナットＮ１を介して連結されている。
すなわち、図５（Ａ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ａの長手方向の両端にプレート２９が溶接により固定され、隣り合う鋼製支保部材２２の長手方向の端部にプレート２９が溶接により固定されている。
プレート２９は、図５（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼がその内側に入る正方形や円形で形成され、プレート２９には２つのボルト挿通孔Ｈ１が形成されている。
そして、鋼製変形誘発部材２６Ａの両端のプレート２９に、鋼製支保部材２２の端部のプレート２９を突き合わせ、ボルト挿通孔Ｈ１に挿通したボルトＢ１にナットＮ１を螺合し、鋼製変形誘発部材２６Ａの両端のプレート２９と、鋼製支保部材２２の端部のプレート２９とを締結することで鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを連結している。
すなわち、図５（Ａ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ａの長手方向の両端にプレート２９が溶接により固定され、隣り合う鋼製支保部材２２の長手方向の端部にプレート２９が溶接により固定されている。
プレート２９は、図５（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼がその内側に入る正方形や円形で形成され、プレート２９には２つのボルト挿通孔Ｈ１が形成されている。
そして、鋼製変形誘発部材２６Ａの両端のプレート２９に、鋼製支保部材２２の端部のプレート２９を突き合わせ、ボルト挿通孔Ｈ１に挿通したボルトＢ１にナットＮ１を螺合し、鋼製変形誘発部材２６Ａの両端のプレート２９と、鋼製支保部材２２の端部のプレート２９とを締結することで鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを連結している。
【0015】
本実施の形態によれば、掘削表面１２にトンネル１０の周囲の地山からの荷重が作用し、トンネル断面を縮小する方向の曲げモーメントが支保工２０に作用した際、鋼製支保部材２２よりも率先して鋼製変形誘発部材２６Ａが変形することで地山の変形を吸収し、トンネル１０の周囲の地山を安定化することができる。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ａは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、本実施の形態によれば、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させることで地山の変形を吸収し、地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２および鋼製変形誘発部材２６ＡとしてＨ形鋼を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
特に、本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａとして、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼を使用できるため、鋼製支保部材２２の製作時に、鋼製変形誘発部材２６Ａを一緒に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ａは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、本実施の形態によれば、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させることで地山の変形を吸収し、地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２および鋼製変形誘発部材２６ＡとしてＨ形鋼を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
特に、本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａとして、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼を使用できるため、鋼製支保部材２２の製作時に、鋼製変形誘発部材２６Ａを一緒に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
【0016】
次に、図６から図８を参照してプレート２９に代えて連結部材を構成するブラケット３０、ボルトＢ１、Ｂ２、ナットＮ１を介して鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを連結した第１の実施の形態の変形例について説明する。
図７（Ａ）に示すように、ブラケット３０は、金属製で２つ設けられている。
詳細には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部でウェブ２４０４の幅方向の中央に、鋼製支保部材２２の長手方向に間隔をおいて２つのボルト挿通孔Ｈ１が形成されている。
また、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２の幅方向の中央に、鋼製変形誘発部材２６Ａの長手方向に間隔をおいて２つの雌ねじＦ１が形成されている。
２つのブラケット３０は同一形状で、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、細長の中央板部３００２と、中央板部３００２の長手方向の両端に屈曲部を介して接続された一対の端部板部３００４とを備えている。
中央板部３００２と一対の端部板部３００４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ２がそれらの長手方向に間隔をおいて２つずつ形成されている。
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのブラケット３０の中央板部３００２は、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２に、ボルト挿通孔Ｈ２に挿通され雌ねじＦ１に螺合するボルトＢ１で取り付けられている。
また、２つのブラケット３０の一対の端部板部３００４は、鋼製変形誘発部材２６Ａを挟んで隣り合う鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼のウェブ２４０４に当接され、ボルト挿通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通されたボルトＢ２と、ボルトＢ２に螺合するナットＮ１によりＨ形鋼のウェブ２４０４に共締めされ、締結されることで取り付けられている。
このような変形例によっても第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
なお、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを連結する連結部材の構成には、従来公知の様々な構造が採用可能であるが、第１の実施の形態のようなプレート２９や、変形例のようなブラケット３０を用いると、簡単な構成で鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを簡単に確実に連結する上で有利となる。
なお、この第１の実施の形態とその変形例では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとが同一の形鋼であるＨ形鋼で構成され、トンネルの掘削方向Ｘに対してＨ形鋼の断面形状の向きを９０度変えて配置した場合について説明した。本発明では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとに用いる同一の断面形状の形鋼は、Ｈ形鋼に限定されず溝型鋼やＩ形鋼などその他の形鋼でもよく、その場合には、断面係数が大きくなる向きにして形鋼を鋼製支保部材２２として用い、断面係数が小さくなる向きにして形鋼を鋼製変形誘発部材２６Ａとして用いればよく、トンネルの掘削方向Ｘに対して形鋼の断面形状の向きを変える角度は９０度に限定されず、例えば、３０度、４５度、６０度などであってもよい。
さらに、鋼製支保部材２２を構成する形鋼と同一の断面形状であっても、鋼製支保部材２２を構成する形鋼の材料よりも、例えば強度や剛性が低い材料すなわち変形し易い材料で形成された形鋼からなるあるいは鋼材製の鋼製変形誘発部材２６Ａを用いれば、その断面形状を鋼製支保部材２２の形鋼と同じ向きで使用することが可能となる。その場合でも、トンネルの掘削方向Ｘに対して鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状の向きを変えて使用してもよい。無論、本発明では、鋼製支保部材２２や鋼製変形誘発部材２６Ａに用いる部材は形鋼に限定されず、鋼製支保部材２２の断面形状と鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状が異なった形鋼を含む鋼製の部材を用いるなど任意であり、その場合でも、鋼製支保部材２２を構成する材料よりも変形し易い材料を用いれば、鋼製変形誘発部材２６Ａを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２の断面係数よりも断面係数が小さい鋼製変形誘発部材２６Ａを用いることで、鋼製変形誘発部材２６Ａを簡単に製作することができる。
また、本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状が長手方向に沿って均一である場合について説明したが、鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状は長手方向の沿って次第に大きくなる、あるいは、次第に小さくなる、あるいは長手方向の中間部が両端に比べて小さいなどのものを用いて鋼製支保部材２２よりも変形し易くするなど任意である。
図７（Ａ）に示すように、ブラケット３０は、金属製で２つ設けられている。
詳細には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部でウェブ２４０４の幅方向の中央に、鋼製支保部材２２の長手方向に間隔をおいて２つのボルト挿通孔Ｈ１が形成されている。
また、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２の幅方向の中央に、鋼製変形誘発部材２６Ａの長手方向に間隔をおいて２つの雌ねじＦ１が形成されている。
２つのブラケット３０は同一形状で、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、細長の中央板部３００２と、中央板部３００２の長手方向の両端に屈曲部を介して接続された一対の端部板部３００４とを備えている。
中央板部３００２と一対の端部板部３００４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ２がそれらの長手方向に間隔をおいて２つずつ形成されている。
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのブラケット３０の中央板部３００２は、鋼製変形誘発部材２６Ａを構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２に、ボルト挿通孔Ｈ２に挿通され雌ねじＦ１に螺合するボルトＢ１で取り付けられている。
また、２つのブラケット３０の一対の端部板部３００４は、鋼製変形誘発部材２６Ａを挟んで隣り合う鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼のウェブ２４０４に当接され、ボルト挿通孔Ｈ１、Ｈ２に挿通されたボルトＢ２と、ボルトＢ２に螺合するナットＮ１によりＨ形鋼のウェブ２４０４に共締めされ、締結されることで取り付けられている。
このような変形例によっても第１の実施の形態と同様な効果が奏される。
なお、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを連結する連結部材の構成には、従来公知の様々な構造が採用可能であるが、第１の実施の形態のようなプレート２９や、変形例のようなブラケット３０を用いると、簡単な構成で鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとを簡単に確実に連結する上で有利となる。
なお、この第１の実施の形態とその変形例では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとが同一の形鋼であるＨ形鋼で構成され、トンネルの掘削方向Ｘに対してＨ形鋼の断面形状の向きを９０度変えて配置した場合について説明した。本発明では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ａとに用いる同一の断面形状の形鋼は、Ｈ形鋼に限定されず溝型鋼やＩ形鋼などその他の形鋼でもよく、その場合には、断面係数が大きくなる向きにして形鋼を鋼製支保部材２２として用い、断面係数が小さくなる向きにして形鋼を鋼製変形誘発部材２６Ａとして用いればよく、トンネルの掘削方向Ｘに対して形鋼の断面形状の向きを変える角度は９０度に限定されず、例えば、３０度、４５度、６０度などであってもよい。
さらに、鋼製支保部材２２を構成する形鋼と同一の断面形状であっても、鋼製支保部材２２を構成する形鋼の材料よりも、例えば強度や剛性が低い材料すなわち変形し易い材料で形成された形鋼からなるあるいは鋼材製の鋼製変形誘発部材２６Ａを用いれば、その断面形状を鋼製支保部材２２の形鋼と同じ向きで使用することが可能となる。その場合でも、トンネルの掘削方向Ｘに対して鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状の向きを変えて使用してもよい。無論、本発明では、鋼製支保部材２２や鋼製変形誘発部材２６Ａに用いる部材は形鋼に限定されず、鋼製支保部材２２の断面形状と鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状が異なった形鋼を含む鋼製の部材を用いるなど任意であり、その場合でも、鋼製支保部材２２を構成する材料よりも変形し易い材料を用いれば、鋼製変形誘発部材２６Ａを簡単に製作する上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２の断面係数よりも断面係数が小さい鋼製変形誘発部材２６Ａを用いることで、鋼製変形誘発部材２６Ａを簡単に製作することができる。
また、本実施の形態では、鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状が長手方向に沿って均一である場合について説明したが、鋼製変形誘発部材２６Ａの断面形状は長手方向の沿って次第に大きくなる、あるいは、次第に小さくなる、あるいは長手方向の中間部が両端に比べて小さいなどのものを用いて鋼製支保部材２２よりも変形し易くするなど任意である。
【0017】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図１０～図１２を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付してその説明を省略あるいは簡略し、第１の実施の形態と異なった箇所を重点的に説明する。
第２の実施の形態では、図１０に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｂが、ウェブ２４１４と、前記ウェブ２４１４の両端から起立する一対のフランジ２４１２とからなる溝型鋼で構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
鋼製支保部材２２は、第１の実施の形態と同様に、一対のフランジ２４０２を、トンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置したＨ形鋼で構成されている。
すなわち、第２の実施の形態では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｂとは、互いに形状の異なる形鋼で構成されている。
図１０に示すように、溝型鋼は、平面視した場合、溝型鋼の図心をＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
溝型鋼は、ウェブ２４１４をトンネル断面の中央に対向させて配置されている。
第１の実施の形態と同様に、鋼製変形誘発部材２６Ｂの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ｂの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成され、鋼製変形誘発部材２６Ｂは鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
次に、本発明の第２の実施の形態について図１０～図１２を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付してその説明を省略あるいは簡略し、第１の実施の形態と異なった箇所を重点的に説明する。
第２の実施の形態では、図１０に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｂが、ウェブ２４１４と、前記ウェブ２４１４の両端から起立する一対のフランジ２４１２とからなる溝型鋼で構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
鋼製支保部材２２は、第１の実施の形態と同様に、一対のフランジ２４０２を、トンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置したＨ形鋼で構成されている。
すなわち、第２の実施の形態では、鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｂとは、互いに形状の異なる形鋼で構成されている。
図１０に示すように、溝型鋼は、平面視した場合、溝型鋼の図心をＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
溝型鋼は、ウェブ２４１４をトンネル断面の中央に対向させて配置されている。
第１の実施の形態と同様に、鋼製変形誘発部材２６Ｂの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ｂの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成され、鋼製変形誘発部材２６Ｂは鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
【0018】
鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｂとは、図１１、図１２に示すように、ブラケット３２とボルトＢ３、Ｂ４を介して連結されている。
詳細には、図１１（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部で一対のフランジ２４０２の幅方向両側に２つの雌ねじＦ２が形成されている。
また、図１１Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する溝型鋼の２つのフランジ２４１２には、それぞれ雌ねじＦ３が形成されている。
詳細には、図１１（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部で一対のフランジ２４０２の幅方向両側に２つの雌ねじＦ２が形成されている。
また、図１１Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する溝型鋼の２つのフランジ２４１２には、それぞれ雌ねじＦ３が形成されている。
【0019】
ブラケット３２は、２つ設けられている。
２つのブラケット３２は同一形状で、図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、中央板部３２０２と、中央板部３２０２の両端から屈曲された一対の端部板部３２０４とを備えている。
一対の端部板部３２０４は、それらの間にＨ形鋼の一対のフランジ２４０２が挿入される寸法で形成されている。
中央板部３２０２には２つのボルト挿通孔Ｈ３が形成され、一対の端部板部３２０４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ４が形成されている。
図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのブラケット３２の中央板部３２０２は、鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する溝型鋼の端部に突き当てられると共に、鋼製支保部材２２の端部に突き当てられ、また、一対の端部板部３２０４はＨ形鋼の一対のフランジ２４０２に合わされ、一対の端部板部３２０４のボルト挿通孔Ｈ４に挿通され一対のフランジ２４０２の雌ねじＦ２に螺合するボルトＢ３で２つのブラケット３２はＨ形鋼の端部に取り付けられている。
また、中央板部３２０２のボルト挿通孔Ｈ３に挿通され溝型鋼のフランジ２４１２の雌ねじＦ３に螺合するボルトＢ４により、ブラケット３２は溝型鋼に取り付けられている。
２つのブラケット３２は同一形状で、図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、中央板部３２０２と、中央板部３２０２の両端から屈曲された一対の端部板部３２０４とを備えている。
一対の端部板部３２０４は、それらの間にＨ形鋼の一対のフランジ２４０２が挿入される寸法で形成されている。
中央板部３２０２には２つのボルト挿通孔Ｈ３が形成され、一対の端部板部３２０４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ４が形成されている。
図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２つのブラケット３２の中央板部３２０２は、鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する溝型鋼の端部に突き当てられると共に、鋼製支保部材２２の端部に突き当てられ、また、一対の端部板部３２０４はＨ形鋼の一対のフランジ２４０２に合わされ、一対の端部板部３２０４のボルト挿通孔Ｈ４に挿通され一対のフランジ２４０２の雌ねじＦ２に螺合するボルトＢ３で２つのブラケット３２はＨ形鋼の端部に取り付けられている。
また、中央板部３２０２のボルト挿通孔Ｈ３に挿通され溝型鋼のフランジ２４１２の雌ねじＦ３に螺合するボルトＢ４により、ブラケット３２は溝型鋼に取り付けられている。
【0020】
このような第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、鋼製変形誘発部材２６Ｂは鋼製支保部材２２よりも変形し易く、掘削表面１２にトンネル１０の周囲の地山からの荷重が作用し、トンネル断面を縮小する方向の曲げモーメントが支保工２０に作用した際、鋼製支保部材２２よりも率先して鋼製変形誘発部材２６Ｂが変形することで地山の変形を吸収し、トンネル１０の周囲の地山を安定化することができる。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ｂは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させることで地山の変形を吸収し、地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材２６Ｂとして溝型鋼を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｂとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
なお、形鋼としてＨ形鋼、溝型鋼の他に，Ｉ形鋼や山形鋼、丸鋼などがあり、本発明において鋼製支保部材２２や鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する形鋼として、それらを任意に組み合わせて使用するなどしてもよい。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ｂは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させることで地山の変形を吸収し、地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材２６Ｂとして溝型鋼を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｂとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
なお、形鋼としてＨ形鋼、溝型鋼の他に，Ｉ形鋼や山形鋼、丸鋼などがあり、本発明において鋼製支保部材２２や鋼製変形誘発部材２６Ｂを構成する形鋼として、それらを任意に組み合わせて使用するなどしてもよい。
【0021】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図１３～図１５を参照して説明する。
第３の実施の形態では、図１３に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｃが鉄筋で構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
鋼製支保部材２２は、第１の実施の形態と同様に、一対のフランジ２４０２を、トンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置したＨ形鋼で構成されている。
鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋は、鉄筋の図心をＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
第１の実施の形態と同様に、鋼製変形誘発部材２６Ｃの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ｃの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成され、鋼製変形誘発部材２６Ｃは鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
次に、本発明の第３の実施の形態について図１３～図１５を参照して説明する。
第３の実施の形態では、図１３に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｃが鉄筋で構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
鋼製支保部材２２は、第１の実施の形態と同様に、一対のフランジ２４０２を、トンネル断面のほぼ中央に対向させ、ウェブ２４０４をトンネル１０の掘削方向Ｘに対向させて配置したＨ形鋼で構成されている。
鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋は、鉄筋の図心をＨ形鋼の図心に合致させて配置されている。
第１の実施の形態と同様に、鋼製変形誘発部材２６Ｃの長さや断面係数は、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際の変形量を考慮して適宜設定され、地山からの荷重が掘削表面１２から支保工２０に作用した際、支保工２０に生じる曲げモーメントに対しての鋼製変形誘発部材２６Ｃの断面係数は、鋼製支保部材２２の断面係数よりも小さく形成され、鋼製変形誘発部材２６Ｃは鋼製支保部材２２よりも変形し易い部材となっている。
【0022】
鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｃとは、図１４に示すように、ブラケット３４とボルトＢ５を介して連結されている。
詳細には、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部で一対のフランジ２４０２の幅方向両側に２つの雌ねじＦ４が形成されている。
詳細には、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の長手方向の端部で一対のフランジ２４０２の幅方向両側に２つの雌ねじＦ４が形成されている。
【0023】
ブラケット３４は、金属製で２つ設けられている。
２つのブラケット３４は同一形状で、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ブラケット本体３４０２と、筒状部材３４０４とを備えている。
ブラケット本体３４０２は、中央板部３４１２と、中央板部３４１２の両端から屈曲された一対の端部板部３４１４とを備えている。
一対の端部板部３４１４は、それらの間に鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２が挿入される寸法で形成されている。
一対の端部板部３４１４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ５が形成されている。
筒状部材３４０４の内径は、鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋の端部が嵌合される寸法で形成され、中央板部３４１２の中央に溶接で取り付けられている。
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋の両端に筒状部材３４０４が嵌合され、一対の端部板部３４１４が一対のフランジ２４０２に合わされ、一対の端部板部３４１４のボルト挿通孔Ｈ５に挿通され一対のフランジ２４０２の雌ねじＦ４に螺合するボルトＢ５で２つのブラケット３４はＨ形鋼の端部に取り付けられている。
２つのブラケット３４は同一形状で、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、ブラケット本体３４０２と、筒状部材３４０４とを備えている。
ブラケット本体３４０２は、中央板部３４１２と、中央板部３４１２の両端から屈曲された一対の端部板部３４１４とを備えている。
一対の端部板部３４１４は、それらの間に鋼製支保部材２２を構成するＨ形鋼の一対のフランジ２４０２が挿入される寸法で形成されている。
一対の端部板部３４１４には、それぞれ２つのボルト挿通孔Ｈ５が形成されている。
筒状部材３４０４の内径は、鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋の端部が嵌合される寸法で形成され、中央板部３４１２の中央に溶接で取り付けられている。
図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鋼製変形誘発部材２６Ｃを構成する鉄筋の両端に筒状部材３４０４が嵌合され、一対の端部板部３４１４が一対のフランジ２４０２に合わされ、一対の端部板部３４１４のボルト挿通孔Ｈ５に挿通され一対のフランジ２４０２の雌ねじＦ４に螺合するボルトＢ５で２つのブラケット３４はＨ形鋼の端部に取り付けられている。
【0024】
このような第３の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、掘削表面１２にトンネル１０の周囲の地山からの荷重が作用し、トンネル断面を縮小する方向の曲げモーメントが支保工２０に作用した際、鋼製変形誘発部材２６Ｃは鋼製支保部材２２よりも変形し易く、鋼製支保部材２２よりも率先して鋼製変形誘発部材２６Ｃが変形することで地山の変形を吸収し、トンネル１０の周囲の地山を安定化することができる。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ｃは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させ荷重を逃がすことで地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材２６Ｃとして鉄筋を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｃとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
この場合、鋼製変形誘発部材２６Ｃは鋼製の部材であり変形量を調整できることから、従来のように、トンネル１０の内側に大きく突出することもない。
したがって、掘削表面１２に周囲の地山からの荷重が作用した場合、鋼製支保工１６にある程度の変形を許容させ荷重を逃がすことで地山を安定させることができ、上述の従来技術のようにトンネル１０の内側に大きく突出することもないので、上述の従来技術に比べて覆工工事を円滑に行なえ、トンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
また、鋼製支保部材２２としてＨ形鋼を用い、鋼製変形誘発部材２６Ｃとして鉄筋を用いるので、市販品から鋼製支保部材２２と鋼製変形誘発部材２６Ｃとを簡単に製作でき、上述の従来技術に比べてトンネル工事の施工期間を短縮し、コストダウンを図る上で有利となる。
【符号の説明】
【0025】
１０ トンネル
１２ 掘削表面
１４ 吹き付けコンクリート
１４Ａ 一次吹き付けのコンクリート
１４Ｂ 二次吹き付けのコンクリート
１６ 鋼製支保工
１８ ロックボルト
２０ 支保工
２２ 鋼製支保部材
２４０２，２４１２ フランジ
２４０４、２４１４ ウェブ
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ 鋼製変形誘発部材
２８ 袋体
２８０２ モルタル
２９ プレート
３０、３２、３４ ブラケット
３００２，３２０２，３４１２ 中央板部
３００４，３２０４，３４１４ 端部板部
３４０２ ブラケット本体
３４０４ 筒状部材
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ ボルト
Ｆ１，Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 雌ねじ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５ ボルト挿通孔
Ｎ１ ナット
１２ 掘削表面
１４ 吹き付けコンクリート
１４Ａ 一次吹き付けのコンクリート
１４Ｂ 二次吹き付けのコンクリート
１６ 鋼製支保工
１８ ロックボルト
２０ 支保工
２２ 鋼製支保部材
２４０２，２４１２ フランジ
２４０４、２４１４ ウェブ
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ 鋼製変形誘発部材
２８ 袋体
２８０２ モルタル
２９ プレート
３０、３２、３４ ブラケット
３００２，３２０２，３４１２ 中央板部
３００４，３２０４，３４１４ 端部板部
３４０２ ブラケット本体
３４０４ 筒状部材
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ ボルト
Ｆ１，Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 雌ねじ
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５ ボルト挿通孔
Ｎ１ ナット
【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】