特許 7149714 トンネル支保工

(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】

(24)【登録日】2022-09-29

(45)【発行日】2022-10-07

(54)【発明の名称】トンネル支保工

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/22 20060101AFI20220930BHJP

【ＦＩ】

E21D11/22

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018017306

(22)【出願日】2018-02-02

(65)【公開番号】P2019132100

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2020-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】長岡 省吾

(72)【発明者】

【氏名】松岡 馨

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】実公昭３９－０３７００６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】米国特許第０２７１３７７４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１９４２９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－１４８０９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／２２

Ｅ２１Ｄ １１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの壁面に沿って配置されアーチ部を形成する支保工材と、前記支保工材が伸縮自在に滑動する継手部と、を有するトンネル支保工であって、
前記継手部は、
前記アーチ部の一方の端部から延びる２つの前記支保工材と他方の端部から延びる２つの前記支保工材の端部を交互に重ねて構成される、トンネル支保工。

【請求項2】

前記支保工材の断面形状は、
一方の面に凹部、他方の面に前記凹部に収まる突出部を有し、同一形状に形成されている、請求項１に記載のトンネル支保工。

【請求項3】

前記支保工材は
山形鋼から構成される、請求項１又は２に記載のトンネル支保工。

【請求項4】

前記アーチ部の両端は、
前記トンネルの底面に沿って配置されるインバート部に固定されている、請求項１～３の何れか１項に記載のトンネル支保工。

【請求項5】

前記アーチ部は、
前記トンネルの延びる方向に沿って複数配置され、
前記支保工材は、
前記トンネルが延びる方向において隣合う他の前記アーチ部の前記支保工材と、つなぎ部材により接続されている、請求項１～４の何れか１項に記載のトンネル支保工。

【請求項6】

前記つなぎ部材は、
前記トンネルが延びる方向に長さが変更可能に構成されている、請求項５に記載のトンネル支保工。

【請求項7】

トンネルの壁面に沿って配置されアーチ部を形成する支保工材と、前記支保工材が伸縮自在に滑動する継手部と、を有するトンネル支保工であって、
前記支保工材は、
前記アーチ部の一方の端部から延びる第１支保工材と、
前記アーチ部の他方の端部から延びる第２支保工材と、
前記第１支保工材に対し前記トンネルが延びる方向に間隔をおいて平行に配置された第３支保工材と、
前記第２支保工材に対し前記トンネルが延びる方向に間隔をおいて平行に配置された第４支保工材と、を含み、
前記第１支保工材と前記第３支保工材とは、
互いにつなぎ部材により接続され、第１セグメントを構成し、
前記第２支保工材と前記第４支保工材とは、
互いにつなぎ部材により接続され、第２セグメントを構成し、
前記第１セグメントと同じ構造の第３セグメントと、
前記第２セグメントと同じ構造の第４セグメントと、をさらに備え、
前記継手部は、
前記アーチ部の中央部において、前記第１セグメントの前記第１支保工材及び前記第２セグメントの前記第２支保工材の端部を平行に重ね、前記第２セグメントの前記第２支保工材が、前記第１セグメントの前記第１支保工材と前記第３セグメントの前記第３支保工材とに挟まれて重ねられ、前記第３セグメントの前記第３支保工材が、前記第２セグメントの前記第２支保工材と前記第４セグメントの前記第４支保工材とに挟まれて重ねられ、
前記第１セグメントの前記第１支保工材及び前記第３セグメントの前記第３支保工材と前記第２セグメントの前記第２支保工材及び前記第４セグメントの前記第４支保工材とは、前記アーチ部が互いに伸縮する方向に滑動するように構成される、トンネル支保工。

【請求項8】

前記第１支保工材、前記第２支保工材、前記第３支保工材、及び前記第４支保工材の断面形状は、
一方の面に凹部、他方の面に前記凹部に収まる突出部を有し、同一形状に形成されている、請求項７に記載のトンネル支保工。

【請求項9】

前記つなぎ部材は、
前記第１支保工材の前記凹部、前記第２支保工材の前記凹部、前記第３支保工材の突出部、及び前記第４支保工材の突出部からそれぞれ突出して設けられ、
前記第１セグメントは、
前記第１支保工材に設けられた前記つなぎ部材と前記第３支保工材に設けられた前記つなぎ部材とを互いに固定して接続されて構成され、
前記第２セグメントは、
前記第２支保工材に設けられた前記つなぎ部材と前記第４支保工材に設けられた前記つなぎ部材とを互いに固定して接続されて構成される、請求項８に記載のトンネル支保工。

【請求項10】

前記つなぎ部材は、
前記第１支保工材と前記第３支保工材との間隔及び前記第２支保工材と前記第４支保工材との間隔を変更可能に接続する、請求項９に記載のトンネル支保工。

【請求項11】

前記つなぎ部材は、
当該つなぎ部材にそれぞれ形成された孔に通したボルトをナットにより締結して互いに固定される、請求項９又は１０に記載のトンネル支保工。

【請求項12】

前記孔は、
前記つなぎ部材に複数設けられている、請求項１１に記載のトンネル支保工。

【請求項13】

前記アーチ部の両端は、
前記トンネルの底面に沿って配置されるインバート部に固定されている、請求項７～１２の何れか１項に記載のトンネル支保工。

【請求項14】

前記第１支保工材、前記第２支保工材、前記第３支保工材、及び前記第４支保工材は、
山形鋼から構成される、請求項７～１３の何れか１項に記載のトンネル支保工。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル支保工に関し、特に伸縮自在なトンネル支保工の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

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、鋼製支保工等の支保材を適宜に用いて、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。

【0003】

ＮＡＴＭ工法においてトンネルを構築する際に、トンネル内にアーチ形のトンネル支保工を設置する。その際に、トンネル支保工は、トンネルを開削した地山の変形により膨張土圧を受ける場合がある。トンネル支保工は、膨張土圧によりそのアーチ形の支保工材が圧縮する方向に荷重を受けるため、その荷重を受けても支保工材が座屈変形しないように継手部を設け可縮性を持たせるように構成されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－３０３７９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されているトンネル支保工は、アーチ形の部分を、断面Ｕ形の両脚部材と断面Ｕ形の冠部材とを滑動可能に嵌合させて構成されている。そして、両脚部材と冠部材とは、倒ハット形サドルとＵボルトとにより挟み込み締め付けられている。これにより、両脚部材と冠部材とは、所定の土圧荷重までは相対的に滑動せず、所定の土圧荷重を受けると相対的に滑動し始め、変位し、トンネルの膨張土圧を吸収する。しかし、特許文献１に開示されているトンネル支保工の場合、地山の膨張に合わせてトンネル支保工が可縮に構成されているが、地山が膨張した分だけトンネルを拡張した場合には、倒ハット形サドルとＵボルトとにより締結された継手部分を再度緩めてトンネルに合わせる必要があり、修正に工数がかかるという課題があった。

【0006】

また、トンネル支保工は、トンネルの延びる方向に複数の支保工材を設置する必要があり、隣合う支保工材の高さ方向の位置を合わせながら設置する必要がある。特許文献１に開示されているトンネル支保工の場合、複数の独立した支保工材を位置を合わせながら設置しなければならず、設置に工数がかかるという課題があった。さらに、トンネル支保工を設置する地盤が軟弱な場合は、支保工材同士を接続するつなぎ材を追加して、支保工材が沈下するのを抑制する必要があり、設置する際に工数が多くかかるという課題があった。

【0007】

本発明は、上記の課題を解決するものであり、地山の膨張に対して対応でき、かつトンネルの延びる方向に複数の支保工材を設置する工数を抑えることができるトンネル支保工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】

【0008】

本発明に係るトンネル支保工は、トンネルの壁面に沿って配置されアーチ部を形成する支保工材と、前記支保工材が伸縮自在に滑動する継手部と、を有するトンネル支保工であって、前記継手部は、前記アーチ部の一方の端部から延びる２つの前記支保工材と他方の端部から延びる２つの前記支保工材の端部を交互に重ねて構成される。

【0009】

本発明に係るトンネル支保工は、トンネルの壁面に沿って配置されアーチ部を形成する支保工材と、前記支保工材が伸縮自在に滑動する継手部と、を有するトンネル支保工であって、前記支保工材は、前記アーチ部の一方の端部から延びる第１支保工材と、前記アーチ部の他方の端部から延びる第２支保工材と、前記第１支保工材に対し前記トンネルが延びる方向に間隔をおいて平行に配置された第３支保工材と、前記第２支保工材に対し前記トンネルが延びる方向に間隔をおいて平行に配置された第４支保工材と、を含み、前記第１支保工材と前記第３支保工材とは、互いにつなぎ部材により接続され、第１セグメントを構成し、前記第２支保工材と前記第４支保工材とは、互いにつなぎ部材により接続され、第２セグメントを構成し、前記第１セグメントと同じ構造の第３セグメントと、前記第２セグメントと同じ構造の第４セグメントと、をさらに備え、前記継手部は、前記アーチ部の中央部において、前記第１セグメントの前記第１支保工材及び前記第２セグメントの前記第２支保工材の端部を平行に重ね、前記第２セグメントの前記第２支保工材が、前記第１セグメントの前記第１支保工材と前記第３セグメントの前記第３支保工材とに挟まれて重ねられ、前記第３セグメントの前記第３支保工材が、前記第２セグメントの前記第２支保工材と前記第４セグメントの前記第４支保工材とに挟まれて重ねられ、前記第１セグメントの前記第１支保工材及び前記第３セグメントの前記第３支保工材と前記第２セグメントの前記第２支保工材及び前記第４セグメントの前記第４支保工材とは、前記アーチ部が互いに伸縮する方向に滑動するように構成される。

【発明の効果】

【0010】

上記の構成により、トンネル支保工は、地山が膨張して荷重がかかった場合においても、支保工材が追従して縮むことができるため、支保工材が座屈して破損するのを抑制しつつ、トンネル内に設置できる。また、トンネル支保工は、トンネルが延びる方向の支保工材の間隔を調整することにより、地山の状況に応じた支保工材の設置間隔を設定するとともに、組立易さを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係るトンネル支保工の全体構造を説明する斜視図である。

【図2】実施の形態１に係るトンネル支保工のアーチ部を上から見た模式図である。

【図3】図２のアーチ部のＡ－Ａ断面を示す図である。

【図4】図３の継手部の拡大斜視図である。

【図5】実施の形態１に係るトンネル支保工をトンネル内に設置した状態を説明する模式図である。

【図6】実施の形態１に係るトンネル支保工の設置手順を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、トンネル支保工の実施の形態について説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。各図において符号に添え字が付いているもの（例えば１１ａ等）に関しては、以下の説明にて符号に添え字をつけていない場合（例えば１１等）は、符号に添え字が付いているものを総称するものとする。

【0013】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るトンネル支保工１００の全体構造を説明する斜視図である。図１は、トンネル支保工の各部の詳細構造については省略して表示している。実施の形態１に係るトンネル支保工１００は、トンネルが延びる方向に、アーチ部５０とインバート部４０とを結合させた支保工体１０を複数並べられて構成されている。図１においては、一例として３つの支保工体１０が並べられ、支保工体１０間は、つなぎ部３０及びインバート接続部材４１により接続されている。トンネル支保工１００は、さらに多くの支保工体１０を並べて構成されてもよい。

【0014】

トンネル支保工１００は、新オーストリアトンネル工法（NATM：New Austria Tunneling Method）により掘削された、例えば山岳部のトンネル内に設置され、トンネル内の壁面からの肌落ちから作業者を保護する。これにより、トンネル設置作業時の作業者の安全性が向上する。

【0015】

アーチ部５０は、掘削されたトンネルの上部のアーチ形形状の壁面に沿って配置される部分である。インバート部４０は、トンネルの底面に沿って配置される部分である。アーチ部５０とインバート部４０とは、端部にてボルト及びナット、又は溶接などの接合手段により結合され、支保工体１０を構成している。インバート部４０は、トンネルの底部に配置され、打設されたコンクリート等により覆われトンネルの底部の補強構造となるものである。

【0016】

アーチ部５０は、複数の支保工材１１から構成されている。また、アーチ部５０の中央部には継手部２０が形成されている。継手部２０は、アーチ部５０を構成する複数の支保工材１１が互いに滑動し、アーチ部５０が伸縮自在になるように構成されている。このように構成されることにより、トンネル支保工１００は、地山膨張によりトンネルの壁面からアーチ部５０に荷重が掛かった際に、アーチ部５０が縮む。従って、地山から荷重がかかってもトンネル支保工１００のアーチ部５０は、支保工材１１の座屈等により破損するのを抑制できる。また、地山膨張によりトンネルをさらに拡大して掘削する場合においても、拡大後のトンネル壁面に合わせてアーチ部５０を伸ばすことが可能である。これにより、トンネル支保工１００を再度設置する作業が減少する。

【0017】

図２は、実施の形態１に係るトンネル支保工１００のアーチ部５０を上から見た模式図である。図３は、図２のアーチ部５０のＡ－Ａ断面を示す図である。図２は、一例として４つの支保工体１０が並べられている状態を示している。図２に示されているトンネル支保工１００は、６つのセグメント６０Ａ～６０Ｆを組み合わせて構成されている。

【0018】

（第１セグメント６０Ａ）
図２においてトンネル支保工１００を構成しているセグメント６０Ａ～６０Ｆのうち、第１セグメント６０Ａの構造について説明する。第１セグメント６０Ａは、２つの支保工材１１に取り付けられているつなぎ部材３１同士を接続して形成されている。図３に示されるように、支保工材１１は、断面がＬ字形に形成されている山形鋼である。ただし、支保工材１１は、山形鋼にのみ限定されるものではなく、一方の面が突出部で他方の面が凹部で構成され、突出部が凹形状に嵌るような断面形状を有する材料で構成されていてもよい。実施の形態１においては、山形鋼を用いることにより支保工材１１を安価に製作できる。また、支保工材１１は、図１に示される様に長手方向にアーチ状に曲げられて形成されている。なお、各セグメント６０Ａ～６０Ｆを構成する支保工材１１の断面は、全て同一形状である。

【0019】

図３に示される様に、第１セグメント６０Ａは、第１支保工材１１ａと第３支保工材１１ｃとを平行に並べて形成されており、その間は第１支保工材１１ａ及び第３支保工材１１ｃのそれぞれから突出したつなぎ部材３１同士を接続して構成される。つなぎ部材３１は、第１支保工材１１ａ及び第３支保工材１１ｃのそれぞれに２箇所取り付けられているが、１箇所又は３箇所以上設けられていてもよい。

【0020】

また、第１支保工材１１ａと第３支保工材１１ｃとの間隔は、変更することができる。実施の形態１において、つなぎ部材３１には、３箇所の孔３４が設けられている。第１支保工材１１ａに設けられたつなぎ部材３１と第２支保工材１１ｂに設けられたつなぎ部材３１とに設けられた孔３４にボルト３２を通し、ナット３３をボルト３２に螺合させて締結して接続される。なお、孔３４は、３箇所に限定されるものではない。つなぎ部３０の長さを調整出来れば、孔３４は、単数でも複数設けてもよい。

【0021】

（第２セグメント６０Ｂ）
図２においてトンネル支保工１００を構成しているセグメント６０Ａ～６０Ｆのうち、第２セグメント６０Ｂの構造について説明する。第２セグメント６０Ｂは、第１セグメント６０Ａと対になっており、第１セグメント６０Ａがアーチ部５０の一方の端部を形成し、第２セグメント６０Ｂがアーチ部５０の他方の端部を形成する。

【0022】

第２セグメント６０Ｂも、第１セグメント６０Ａと同様に２つの支保工材１１に取り付けられているつなぎ部材３１同士を接続して形成されている。第２セグメント６０Ｂは、第２支保工材１１ｂと第４支保工材１１ｄとを平行に並べて形成されており、その間は第２支保工材１１ｂ及び第４支保工材１１ｄのそれぞれから突出したつなぎ部材３１同士を接続して構成される。第２セグメント６０Ｂにおいてつなぎ部材３１同士の接続は、第１セグメント６０Ａと同様であり、第２支保工材１１ｂと第４支保工材１１ｄとの間隔は、変更することができる。

【0023】

第２セグメント６０Ｂを構成する第２支保工材１１ｂは、第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａと重ね合わせられる。つまり、第２支保工材１１ｂは、第１支保工材１１ａと断面形状が同じである。また、第４支保工材１１ｄは、第１セグメント６０Ａの第３支保工材１１ｃと重ね合わせられる。つまり、第４支保工材１１ｄは、第３支保工材１１ｃと断面形状が同じである。

【0024】

（第３セグメント６０Ｃ及び第４セグメント６０Ｄ）
第３セグメント６０Ｃは、第１セグメント６０Ａと同じ構造である。第４セグメント６０Ｄは、第２セグメント６０Ｂと同じ構造である。従って、第３セグメント６０Ｃの第１支保工材１１ａと第４セグメント６０Ｄの第３支保工材１１ｃとは、重ね合わせられる。また、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃと第４セグメント６０Ｄの第４支保工材１１ｄも重ね合わせられる。図２に示される様に、掘削されたトンネル内に第１セグメント６０Ａと第２セグメント６０Ｂとが対に組み合わせて配置され、さらにトンネルが延びる方向に並ぶように第３セグメント６０Ｃと第４セグメント６０Ｄとが対に組み合わせて配置されている。以降、図２において、セグメント６０Ｅ及びセグメント６０Ｆがトンネルが延びる方向に並べて配置されているが、セグメント６０Ｅは第１セグメント６０Ａと同一の構造であり、セグメント６０Ｆは第２セグメント６０Ｂと同一の構造である。

【0025】

（継手部２０）
継手部２０は、各セグメント６０Ａ～６０Ｆを組み合わせた部分に形成される。まず、第１セグメント６０Ａ、第２セグメント６０Ｂ、第３セグメント６０Ｃ、及び第４セグメント６０Ｄにより形成されている継手部２０Ａについて説明する。

【0026】

継手部２０Ａは、第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａ、第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂ、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃ、及び第４セグメント６０Ｄの第４支保工材１１ｄから形成される。まず、第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａのアーチ部５０の中央側端部１２ａに、第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂのアーチ部５０の中央側端部１２ｂが重ねられる。第１支保工材１１ａと第２支保工材１１ｂとは、第１支保工材１１ａの突出部が第２支保工材１１ｂの凹部に嵌るように配置されている。図２においては、中央側端部１２ａと中央側端部１２ｂとは、支保工材１１の長手方向が平行になるように重ねられており、アーチ部５０が伸縮する場合は互いに滑動するようになっている。

【0027】

また、第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂの中央側端部１２ｂの突出部側には、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃの中央側端部１２ｃが重ねられる。第２支保工材１１ｂと第３支保工材１１ｃとは、第２支保工材１１ｂの突出部が第３支保工材１１ｃの凹部に嵌るように配置されている。図２においては、中央側端部１２ｂと中央側端部１２ｃとは、支保工材１１の長手方向が平行になるように重ねられており、アーチ部５０が伸縮する場合は互いに滑動するようになっている。さらに、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃの中央側端部１２ｃの突出部側には、第４セグメント６０Ｄの第４支保工材１１ｄの中央側端部１２ｄが重ねられる。第３支保工材１１ｃと第４支保工材１１ｄとは、第３支保工材１１ｃの突出部が第４支保工材１１ｄの凹部に嵌るように配置されている。図２においては、中央側端部１２ｃと中央側端部１２ｄとは、支保工材１１の長手方向が平行になるように重ねられており、アーチ部５０が伸縮する場合は互いに滑動するようになっている。

【0028】

図４は、図３の継手部２０Ａの拡大斜視図である。図４においては、継手部２０Ａの周辺を切り取った形で示されている。継手部２０Ａは、アーチ部５０の一方の端部５１ａから延びる２つの支保工材１１ａ、１１ｃとアーチ部５０の他方の端部５１ｂから伸びる２つの支保工材１１ｂ、１１ｄの中央側端部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士を交互に重ねて構成されている。

【0029】

つまり、継手部２０Ａは、第１支保工材１１ａの中央側端部１２ａと第３支保工材１１ｃの中央側端部１２ｃとの間に第２支保工材１１ｂの中央側端部１２ｂが挟まれている。そして、継手部２０Ａは、第２支保工材１１ｂの中央側端部１２ｂと第４支保工材１１ｄの中央側端部１２ｄとの間に第３支保工材１１ｃの中央側端部１２ｃが挟まれている。このように構成されることにより、トンネル支保工１００のアーチ部５０の継手部２０Ａは、アーチ部５０の一方の端部５０ａから延びる支保工材１１ａ、１１ｃとアーチ部５０の他方の端部５０ｂから延びる支保工材１１ｂ、１１ｄとが互いに滑動できるように組み合わされる。よって、継手部２０Ａは、支保工材１１の長手方向に伸縮自在に構成され、トンネルが地山の膨張により狭くなり、トンネルの壁面から支保工材１１を圧縮する荷重が掛かった際でも支保工材１１が座屈等により破損するのを抑制することができる。

【0030】

（インバート固定部４２）
図１において、アーチ部５０の両端はインバート固定部４２であり、インバート部４０の端部とアーチ部５０を形成する支保工材１１とが接続されている。インバート部４０と支保工材１１とは、ボルト及びナットを用いて接続するか、又は溶接により接続しても良い。また、図１において、１つの支保工体１０のアーチ部５０は、４つの支保工材１１から構成されており、アーチ部５０の一方の端部５１ａ及び他方の端部５１ｂはそれぞれ２つの支保工材１１により構成されている。従って、インバート部４０は、アーチ部５０の一方の端部５１ａ及び他方の端部５１ｂにおいてそれぞれ２つの支保工材１１に接続される。インバート部４０は、２つの部材により構成されていてもよいし、１つの部材の両端において、２つの支保工材１１と接続されてもよい。

【0031】

図１において、１箇所のインバート部４０が２つの部材から構成される場合、図２における各セグメント６０Ａ～６０Ｆを構成する第１支保工材１１ａと第２支保工材１１ｂとがインバート部４０を構成する１つの部材の両端に固定される。また、第３支保工材１１ｃと第４支保工材１１ｄとがインバート部４０を構成する１つの部材に固定される。従って、例えば、図２の第１セグメント６０Ａと第２セグメント６０Ｂとは、アーチ部５０の端部においてインバート部４０を構成する部材により接続されて、一体になっている。図２の第３セグメント６０Ｃと第４セグメント６０Ｄとも同様に一体になっている。また、例えば第１セグメント６０Ａに取り付けられているインバート部４０は、第１支保工材１１ａと第２支保工材１１ｂとに固定されているものと、第３支保工材１１ｃと第４支保工材１１ｄとに固定されているものの２つがある。その第１セグメント６０ａに取り付けられている２つのインバート部４０は、図１に示されている様にインバート接続部材４１により接続されている。このように構成されることにより、第１セグメント６０ａに取り付けられたインバート部４０が軟弱な地盤に沈下するのを抑制する効果が得られる。

【0032】

（トンネル支保工１００の設置方法）
図５は、実施の形態１に係るトンネル支保工１００をトンネル９０内に設置した状態を説明する模式図である。図６は、実施の形態１に係るトンネル支保工１００の設置手順を説明する図である。図５は、トンネル９０が延びる方向に平行な断面をとった図であり、継手部２０を含む断面を示している。

【0033】

図６（ａ）に示される様に、まず第１セグメント６０Ａをトンネル９０内に設置する。その後に第１セグメント６０Ａの第３支保工材１１ｃ及び第２セグメント６０Ｂの第４支保工材１１ｄに重ね、第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａ及び第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂを重ねるようにして第２セグメント６０Ｂを設置する。図５に示される様に、第１セグメント６０Ａの第３支保工材１１ｃの突出部が第２セグメント６０Ｂの第４支保工材１１ｄの凹部に嵌り、第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａの突出部が第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂの凹部に嵌るように、第２セグメント６０Ｂが設置される。支保工材１１は、断面形状が全て同様に形成されているため、第１セグメント６０Ａの支保工材１１ａ、１１ｃの突出部を第２セグメント６０Ｂの支保工材１１ｂ、１１ｄの凹部に嵌るようにして、第１セグメント６０Ａと第２セグメント６０Ｂとの位置合わせが容易になるという利点がある。

【0034】

図６（ｂ）に示される様に、次に第３セグメント６０Ｃを設置する。第３セグメント６０Ｃは、第１セグメント６０Ａと同一構造である。図５に示される様に、第３セグメント６０Ｃは、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃの凹部が第２セグメント６０Ｂの第２支保工材１１ｂの突出部に嵌るように設置される。また、第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃと第１セグメント６０Ａの第１支保工材１１ａとは、支保工材１１の板厚一枚分の隙間は空いているが、アーチ部５０の中央部から端部５１ａにわたって嵌まりあっているため、第３セグメント６０Ｃは既に設置されている第１セグメント６０Ａ及び第２セグメント６０Ｂに対し精度良く設置することができる。

【0035】

図６（ｃ）に示される様に、次に第４セグメント６０Ｄを設置する。第４セグメント６０Ｄは、第２セグメント６０Ｂと同一構造である。図５に示される様に、第４セグメント６０Ｄは、第４セグメント６０Ｄの第４支保工材１１ｄの凹部が第３セグメント６０Ｃの第３支保工材１１ｃの突出部に嵌るように設置される。また、第４セグメント６０Ｄの第４支保工材１１ｄと第２セグメントの第２支保工材１１ｂとは、支保工材１１の板厚一枚分の隙間は空いているが、アーチ部５０の中央部から端部５１ａにわたって嵌りあっているため、第４セグメント６０Ｄも既に設置されている、第１セグメント６０Ａ、第２セグメント６０Ｂ、及び第３セグメント６０Ｃに対し精度良く設置することができる。

【0036】

以上の様に、実施の形態１のトンネル支保工１００は、第１セグメント６０Ａ～第４セグメント６０Ｄまでを配置することにより形成されるが、実際には更に多くのセグメント６０をトンネル９０が延びる方向に順次配置して形成される。上記の第１セグメント６０Ａ～第４セグメント６０Ｄまでを配置した後は、再度第３セグメント６０Ｃ及び第４セグメント６０Ｄを配置する工程を繰り返すことにより、トンネル支保工１００を更に長く延ばすことができる。

【0037】

実施の形態１に係るトンネル支保工１００によれば、上記に説明した構成を備えることにより、トンネルを掘削した地山の膨張があっても継手部２０を備えることにより、アーチ部５０を形成する支保工材１１が座屈する等の破損を抑えることができる。また、トンネル支保工１００は、各セグメント６０を組み合わせて構成されることにより、継手部２０を形成するとともに、既に設置されているセグメント６０に新たに設置するセグメント６０を位置合わせし易く、設置の際の位置合わせ工数を低減させることができる。また、継手部２０にボルト等を使用せずに組み立てることができ、継手部２０を形成するにあたり組立て工数が掛からず、トンネル支保工１００の設置が容易になる。

【0038】

また、実施の形態１に係るトンネル支保工１００は、各セグメント６０を構成する支保工材１１同士をつなぎ部３０で接続している。言い換えると、トンネルが延びる方向において隣合うアーチ部５０同士は、支保工材１１がつなぎ部３０により接続されている。つなぎ部３０は、長さを変えることができるため、地山の地盤状況に応じて各セグメント６０の支保工材１１間の距離を変動させることができる。従って、地山の地盤が軟弱な場合は、支保工材１１間の間隔を狭くする等の対応が可能となり、トンネル支保工１００を様々な地盤に形成されたトンネル９０に適用することができる。

【0039】

実施の形態１に係るトンネル支保工１００は、つなぎ部３０及びインバート接続部材４１を備え、さらに各セグメント６０同士が支保工材１１を嵌め合わせることにより接続される。この構成により、トンネル支保工１００を構成する各セグメント６０同士が相対的にずれにくく、各セグメント６０が軟弱な地盤に沈下するのを抑制することができる。

【符号の説明】

【0040】

１０ 支保工体、１１ 支保工材、１１ａ （第１）支保工材、１１ｂ （第２）支保工材、１１ｃ （第３）支保工材、１１ｄ （第４）支保工材、１２ａ 中央側端部、１２ｂ 中央側端部、１２ｃ 中央側端部、１２ｄ 中央側端部、２０ 継手部、２０Ａ 継手部、３０ つなぎ部、３１ つなぎ部材、３２ ボルト、３３ ナット、３４ 孔、４０ インバート部、４１ インバート接続部材、４２ インバート固定部、５０ アーチ部、５０ａ 端部、５０ｂ 端部、５１ａ 端部、５１ｂ 端部、６０ セグメント、６０Ａ （第１）セグメント、６０Ｂ （第２）セグメント、６０Ｃ （第３）セグメント、６０Ｄ （第４）セグメント、６０Ｅ セグメント、６０Ｆ セグメント、９０ トンネル、１００ トンネル支保工。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】