特許 7433610 トンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法

(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】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】トンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20240213BHJP

【ＦＩ】

E21D11/40 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020091750

(22)【出願日】2020-05-26

(65)【公開番号】P2021188282

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】520185546

【氏名又は名称】ユニタイトシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】内田 正孝

(72)【発明者】

【氏名】宮本 真吾

(72)【発明者】

【氏名】丸山 修

(72)【発明者】

【氏名】若山 真則

(72)【発明者】

【氏名】宮田 勝治

(72)【発明者】

【氏名】餅田 裕貴

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７８４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８９９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４５９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２９１５６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／０４

１１／２４

１１／４０

Ｆ１６Ｂ １３／０４

１７／００

１９／００

２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製で円弧状の第一分割支保工と第二分割支保工のそれぞれの一端にある第一継手板と第二継手板が連結されることにより形成される、トンネル支保工の連結構造であって、
前記第二継手板には貫通孔が開設されており、
前記第一継手板には、前記貫通孔に挿通されて前記第二継手板に係合される雄部材の基部が取り付けられ、該雄部材の先端が該第一継手板から突設しており、
前記雄部材は、その内部に収容溝を備え、該収容溝は該雄部材の側面の対向する位置にある側面開口に連通しており、
前記収容溝は、前記雄部材の先端側から基部側に向かって末広がりの楔状を呈しており、
前記収容溝には、一対の爪が前記側面開口を介して該収容溝の内外に出入り自在に配設され、該一対の爪の前記基部側の端部が弾性材によって付勢されて該一対の爪は前記側面開口を介して外側に張り出しており、
前記雄部材が前記貫通孔に挿通され、前記第一継手板と前記第二継手板の広幅面同士が当接し、前記一対の爪の前記端部が前記第二継手板の広幅面に係合もしくは対向しており、
前記弾性材は、第一片と、該第一片の両端から屈曲して延びる二つの第二片とを有する、側面視形状が略コの字状を呈しており、
前記雄部材の前記基部には、該基部の後端から前記収容溝に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔から前記収容溝に跨がるように押し込み部材が配設されており、
前記第一片の中央位置が前記押し込み部材にて押し込まれることにより、該第一片の中央位置が前記収容溝の先端側に変位し、二つの前記第二片の先端が側方に変位して、前記一対の爪が前記側面開口から張り出すように付勢されることを特徴とする、トンネル支保工の連結構造。

【請求項2】

前記爪の前記端部には、前記第二片の先端が嵌まり込む嵌合溝が設けられており、
前記端部において、前記嵌合溝の外側には、前記爪が前記側面開口を介して外側に張り出して前記第二継手板の前記広幅面に係合もしくは対向している際に、該広幅面と平行な平坦面が設けら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工の連結構造。

【請求項3】

前記爪の前記端部には、前記第二片の先端が嵌まり込む嵌合溝が設けられており、
前記端部において、前記嵌合溝の外側には、前記爪が前記側面開口を介して外側に張り出して前記第二継手板の前記広幅面に係合している際に、該広幅面から徐々に離れる湾曲面が設けら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工の連結構造。

【請求項4】

鋼製で円弧状の第一分割支保工と第二分割支保工のそれぞれの一端にある第一継手板と第二継手板を連結することにより、トンネル支保工を施工する、トンネル支保工の施工方法であって、
前記第二継手板には貫通孔が開設されており、
前記第一継手板には、前記貫通孔に挿通されて前記第二継手板に係合される雄部材の基部が取り付けられ、該雄部材の先端が該第一継手板から突設しており、
前記雄部材は、その内部に収容溝を備え、該収容溝は該雄部材の側面の対向する位置にある側面開口に連通しており、
前記収容溝は、前記雄部材の先端側から基部側に向かって末広がりの楔状を呈しており、
前記収容溝には、一対の爪が前記側面開口を介して該収容溝の内外に出入り自在に配設され、該一対の爪の前記基部側の端部が弾性材によって付勢されて該一対の爪は前記側面開口を介して外側に張り出しており、
前記雄部材を前記貫通孔に挿通する過程で、前記一対の爪を前記弾性材の付勢に抗して前記側面開口から前記収容溝の内部に入り込ませ、該一対の爪が該貫通孔を通過した際に、該一対の爪を前記弾性材の付勢により前記側面開口を介して外側に張り出させ、該一対の爪の前記端部を前記第二継手板の広幅面に係合もしくは対向させ、
前記弾性材は、第一片と、該第一片の両端から屈曲して延びる二つの第二片とを有する、側面視形状が略コの字状を呈しており、
前記雄部材の前記基部には、該基部の後端から前記収容溝に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔から前記収容溝に跨がるように押し込み部材が配設されており、
前記第一片の中央位置が前記押し込み部材にて押し込まれることにより、該第一片の中央位置が前記収容溝の先端側に変位し、二つの前記第二片の先端が側方に変位して、前記一対の爪が前記側面開口から張り出すように付勢されることを特徴とする、トンネル支保工の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば山岳トンネルにおける鋼製支保工の建て込みにおいては、ベースマシンに左右二本のエレクタが装備された支保工建て込み装置を用いて、それぞれのエレクタにて左右に分割されて円弧状をなす一対の分割支保工を把持して支保工を形成し、孔壁に沿って建て込まれた支保工に対してコンクリートを吹付けて支保工を孔壁に固定する方法により行われている。ベースマシンには、分割支保工を把持する一対のエレクタの他、コンクリートの吹付けを行う吹付け機、作業員が搭乗できるバスケットブームなど、様々な機器が装備されている。

【0003】

ここで、特許文献１には、弧状に分割された一対の分割支保工が上端部において相互に連結されているアーチ状の支保工を、切羽に建て込むトンネル支保工の建て込み方法が開示されている。このトンネル支保工の建て込み方法では、一対の分割支保工のうち、一方の上端部には、他方の上端部に形成された凸型連結部と係合可能な凹型連結部が設けられており、一対の分割支保工を着脱可能に把持する一対のハンドを有するエレクタ装置を切羽に配置し、一対の分割支保工を把持した状態の一対のハンドを相対移動させて凹型連結部に凸型連結部を係合させることにより、一対の分割支保工をアーチ状に連結する支保工連結工程を有する。凹型連結部は、円形孔である挿抜孔部と、挿抜孔部に連通して、挿抜孔部の直径よりも小さい幅を有する長孔である係止孔部とを有し、トンネル支保工の建て込みにおいては、エレクタ装置を制御して、凸型連結部を凹型連結部の挿抜孔部に挿通した後、凸型連結部を係止孔部へ移動させることにより、凸型連結部と凹型連結部の連結を図るものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－２２７７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に記載のトンネル支保工の建て込み方法によれば、トンネル支保工を建て込む際に、切羽における人手作業を回避し、安全性と作業性を向上できるとしている。しかしながら、エレクタ装置を制御して、凸型連結部を凹型連結部の挿抜孔部に挿通した後、凸型連結部を係止孔部へ移動させることによって凸型連結部と凹型連結部の連結を図ることから、エレクタ装置の制御は容易でなく、トンネル支保工の建て込みに際して装置の操作に関する高い技能を要する。

【0006】

本発明は、一対の分割支保工の連結を、簡易、効率的かつ高精度に行うことを可能とする、トンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成すべく、本発明によるトンネル支保工の連結構造の一態様は、
鋼製で円弧状の第一分割支保工と第二分割支保工のそれぞれの一端にある第一継手板と第二継手板が連結されることにより形成される、トンネル支保工の連結構造であって、
前記第二継手板には貫通孔が開設されており、
前記第一継手板には、前記貫通孔に挿通されて前記第二継手板に係合される雄部材の基部が取り付けられ、該雄部材の先端が該第二継手板から突設しており、
前記雄部材は、その内部に収容溝を備え、該収容溝は該雄部材の側面の対向する位置にある側面開口に連通しており、
前記収容溝は、前記雄部材の先端側から基部側に向かって末広がりの楔状を呈しており、
前記収容溝には、一対の爪が前記側面開口を介して該収容溝の内外に出入り自在に配設され、該一対の爪の前記基部側の端部が弾性材によって付勢されて該一対の爪は前記側面開口を介して外側に張り出しており、
前記雄部材が前記貫通孔に挿通され、前記第一継手板と前記第二継手板の広幅面同士が当接し、前記一対の爪の前記端部が前記第二継手板の広幅面に係合もしくは対向していることを特徴とする。

【0008】

本態様によれば、第二分割支保工の有する第二継手板の貫通孔に対して、第一分割支保工の有する第一継手板から突設する雄部材を挿通して双方を接続するに当たり、弾性材により付勢されている一対の爪が雄部材の側面開口から出入り自在に配設され、貫通孔に雄部材を挿通させた際に、側面開口から張り出している一対の爪が雄部材の収容溝に入り込み、一対の爪が貫通孔を通過した際に一対の爪が側面開口から張り出して、該爪の端部が第二継手板の広幅面に係合もしくは対向して、第一分割支保工と第二分割支保工を連結する。すなわち、第二分割支保工の有する第二継手板の貫通孔に対して、第一分割支保工の有する第一継手板から突設する雄部材を挿通させるだけの操作により、第一分割支保工と第二分割支保工が連結されたトンネル支保工の連結構造が形成できる。
ここで、「一対の爪の端部が第二継手板の広幅面に係合もしくは対向している」とは、爪の端部が第二継手板の広幅面に接触して係合していることと、爪の端部と第二継手板の広幅面の間にクリアランスがあり、双方が対向していることを意味している。後者の形態であっても、爪が第二継手板の広幅面に張り出していることから、第一継手板と第二継手板はクリアランスの範囲内で相対移動できるに過ぎず、連結構造は形成される。
例えば、弧長が同一もしくは略同一の第一分割支保工と第二分割支保工を適用し、双方の第一継手板と第二継手板の広幅面同士をトンネルの天端位置において当設させ、貫通孔に雄部材を挿通させて第二継手板に係合させることにより、トンネル支保工の連結構造が形成される。

【0009】

また、本発明によるトンネル支保工の連結構造の他の態様において、前記弾性材は、第一片と、該第一片の両端から屈曲して延びる二つの第二片とを有する、側面視形状が略コの字状を呈しており、
前記雄部材の前記基部には、該基部の後端から前記収容溝に連通する連通孔が設けられており、
前記連通孔から前記収容溝に跨がるように押し込み部材が配設されており、
前記第一片の中央位置が前記押し込み部材にて押し込まれることにより、該第一片の中央位置が前記収容溝の先端側に変位し、二つの前記第二片の先端が側方に変位して、前記一対の爪が前記側面開口から張り出すように付勢されることを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、側面視形状が略コの字状の弾性材を構成する第一片の中央位置を、その後方から押し込み部材が押し込むことにより、第一片の中央位置を収容溝の先端側に変位させ、この変位に応じて二つの第二片の先端が側方に変位することにより、一対の爪を側面開口から張り出すように付勢することができる。
ここで、弾性材は、例えば板バネにより形成することができる。また、「側面視形状が略コの字状」とは、第一片と二つの第二片がいずれも扁平な板バネにて形成され、弾性材の側面視形状がコの字状である形態の他、第一片が収容溝の前方側に向かって湾曲して側面視形状が略Ｍ字状の形態、第一片が収容溝の前方側に向かって凸に屈曲して側面視形状がＭ字状の形態等も含まれる。
このように、第一片が収容溝の先端側に湾曲したり、先端側に凸に屈曲する形態では、第一片の中央位置をその後方から押し込み部材が押し込む際に、第一片における押し込み位置が規定され、第一片の左右端（もしくは上下端）を均等に変位させることができる。このことにより、第一片の両端にある二つの第二片の先端を均等に外側へ変位させることができ、一対の爪を左右（もしくは上下）の側面開口から均等に張り出させることが可能になる。
尚、例えば、押し込み部材の後端に六角穴等を設けておき、連通孔の後方からトルクやレンチ等の回転工具の先端を六角穴等に嵌め込んで回転させることにより、連通孔から収容溝に跨がるように配設される押し込み部材の移動（押し込み）を容易に行うことができる。

【0011】

また、本発明によるトンネル支保工の連結構造の他の態様において、前記爪の前記端部には、前記第二片の先端が嵌まり込む嵌合溝が設けられており、
前記端部において、前記嵌合溝の外側には、前記爪が前記側面開口を介して外側に張り出して前記第二継手板の前記広幅面に係合もしくは対向している際に、該広幅面と平行な平坦面が設けられていることを特徴とする。

【0012】

本態様によれば、爪の基部側の端部の嵌合溝に弾性材の有する第二片の先端が嵌まり込んでいることにより、第二片の先端の側方への変位を爪の基部側の端部に効果的に伝達して、爪の基部側の端部を側面開口から張り出すように付勢することができる。また、爪の基部側の端部の嵌合溝の外側の形状が、第二継手板の広幅面に係合する際に当該広幅面と平行な平坦面であることにより、爪の基部側の端部の平坦面が第二継手板の広幅面に当設して、当該平坦面と第二継手板の広幅面との安定的な係合状態（当接状態）を形成することができる。

【0013】

また、本発明によるトンネル支保工の連結構造の他の態様において、前記爪の前記端部には、前記第二片の先端が嵌まり込む嵌合溝が設けられており、
前記端部において、前記嵌合溝の外側には、前記爪が前記側面開口を介して外側に張り出して前記第二継手板の前記広幅面に係合している際に、該広幅面から徐々に離れる湾曲面が設けられていることを特徴とする。

【0014】

本態様によれば、爪の基部側の端部の嵌合溝の外側の形状形態に関し、爪が側面開口から外側に張り出して第二継手板の広幅面に係合している際に当該広幅面から徐々に離れる湾曲面であることにより、仮に第二継手板の貫通孔に雄部材が貫通して爪が側面開口を介して外側に張り出した状態において、爪の基部側の端部と第二継手板の広幅面の間にクリアランスが存在する場合であっても、湾曲面のいずれかの箇所が貫通孔のエッジや広幅面の一部と係合することができる。
実際には、爪が側面開口を介して外側に張り出した状態において、爪の基部側の端部が平坦面である場合には、この平坦面と第一継手板の広幅面の間にクリアランスを存在させておかないと、施工誤差等により、爪が側面開口から外側に張り出すことができず、爪の基部側の端部の平坦面が第二継手板の広幅面に係合できない事態が生じ得る。
そのため、一般には、上記クリアランスを有するようにして、第一継手板、第二継手板及び雄部材が製作されるが、この爪の基部側の端部の平坦面と第二継手板の広幅面の間のクリアランスにより、当該平坦面が第二継手板の広幅面に当接できず、がたつきのある連結構造が形成され得る。そこで、本態様では、爪の基部側の端部の嵌合溝の外側において第二継手板の広幅面から徐々に離れる湾曲面が設けられていることにより、側面開口を介して爪の少なくとも一部が外側に張り出すことを保証でき、かつ、少なくとも爪の端部の一部と第二継手板の広幅面の係合を保証することができ、がたつきのない連結構造を形成できる。

【0015】

また、本発明によるトンネル支保工の施工方法の一態様は、
鋼製で円弧状の第一分割支保工と第二分割支保工のそれぞれの一端にある第一継手板と第二継手板を連結することにより、トンネル支保工を施工する、トンネル支保工の施工方法であって、
前記第二継手板には貫通孔が開設されており、
前記第一継手板には、前記貫通孔に挿通されて前記第二継手板に係合される雄部材の基部が取り付けられ、該雄部材の先端が該第一継手板から突設しており、
前記雄部材は、その内部に収容溝を備え、該収容溝は該雄部材の側面の対向する位置にある側面開口に連通しており、
前記収容溝は、前記雄部材の先端側から基部側に向かって末広がりの楔状を呈しており、
前記収容溝には、一対の爪が前記側面開口を介して該収容溝の内外に出入り自在に配設され、該一対の爪の前記基部側の端部が弾性材によって付勢されて該一対の爪は前記側面開口を介して外側に張り出しており、
前記雄部材を前記貫通孔に挿通する過程で、前記一対の爪を前記弾性材の付勢に抗して前記側面開口から前記収容溝の内部に入り込ませ、該一対の爪が該貫通孔を通過した際に、該一対の爪を前記弾性材の付勢により前記側面開口を介して外側に張り出させ、該一対の爪の前記端部を前記第二継手板の広幅面に係合もしくは対向させることを特徴とする。

【0016】

本態様によれば、第二分割支保工の有する第二継手板の貫通孔に対して、第一分割支保工の有する第一継手板から突設する雄部材を挿通させるだけの施工により、一対の爪を側面開口を介して外側に張り出させて第二継手板の広幅面に係合もしくは対向させることができ、第一分割支保工と第二分割支保工が連結されたトンネル支保工を容易に施工することができる。

【0017】

ここで、第一分割支保工と第二分割支保工の連結に際しては、自走式のベースマシンと、二本で一組のブームを計二組備えているトンネル支保工建て込み装置を適用し、各組のブームにて第一分割支保工と第二分割支保工を把持し、第二分割支保工（の第二継手板）を建て込んで固定させた状態で、第一分割支保工（の雄部材）を移動させ、第二継手板の貫通孔に第一継手板から突設する雄部材を挿通させて双方を連結する施工方法が適用できる。
この施工によれば、トンネル支保工建て込み装置の一方の組のブームを移動させ、貫通孔に雄部材を挿通させる操作のみでよいことから、第一分割支保工と第二分割支保工を連結することによるトンネル支保工の施工を、安全かつ効率的に行うことが可能になる。

【発明の効果】

【0018】

本発明のトンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法によれば、一対の分割支保工の連結を、簡易、効率的かつ高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例を、その基部の後方から見た斜視図である。

【図2】実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例を、その本体の先端側から見た斜視図である。

【図3】第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例の縦断面図である。

【図4】第一分割支保工の第一継手板の広幅面から雄部材が突設している状態を、雄部材の先端側から見た斜視図である。

【図5】第一分割支保工の第一継手板の広幅面から雄部材が突設している状態を、雄部材の基部側から見た斜視図である。

【図6】第二分割支保工を、第二継手板の前方の広幅面側から見た斜視図である。

【図7】実施形態に係るトンネル支保工の施工方法の一例を説明する工程図である。

【図8】図７に続いて、実施形態に係るトンネル支保工の施工方法の一例を説明する工程図であって、かつ第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を示す図である。

【図9】第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例の縦断面図である。

【図10】第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施形態に係るトンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法の一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

【0021】

［第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法］
はじめに、図１乃至図８を参照して、第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造とトンネル支保工の施工方法の一例について説明する。ここで、図１及び図２はそれぞれ、実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例を、その基部の後方及びその本体の先端側から見た斜視図である。また、図３は、第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例の縦断面図である。また、図４及び図５はそれぞれ、第一分割支保工の第一継手板の広幅面から雄部材が突設している状態を、雄部材の先端側と雄部材の基部側から見た斜視図である。また、図６は、第二分割支保工を、第二継手板の前方の広幅面側から見た斜視図である。さらに、図７は、実施形態に係るトンネル支保工の施工方法の一例を説明する工程図であり、図８は、図７に続いて、実施形態に係るトンネル支保工の施工方法の一例を説明する工程図であって、かつ第１実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を示す図である。

【0022】

図１乃至図３に示すように、雄部材３０は、先端３３が略半球状を呈した円柱状の本体３１と、本体３１の後端にあって本体３１よりも大径の円柱状の基部３２とを有するピンである。雄部材３０は、全体として鋼材やアルミニウム等により製作されている。

【0023】

後述するように、第二継手板２５の有する円形の貫通孔２７に対して、雄部材３０が先端３３から挿通されることになるが、先端３３が略半球状であることと本体３１が円柱状であることにより、円形の貫通孔２７に対して本体３１をスムーズに挿通することができる。

【0024】

図３に示すように、本体３１の内部には収容溝３４が設けられており、収容溝３４は、先端３３側から基部３２側に向かって末広がりの楔状を呈している。また、本体３１の上下（もしくは左右）の側面には、収容溝３４に連通する側面開口３５が設けられている。

【0025】

収容溝３４には、一対の爪４０を構成する爪４１，４５が、側面開口３５を介して収容溝３４の内外に出入り自在に配設されている。爪４１，４５はいずれも、平面視が細長の略台形状を呈し、その狭幅の先端が楔の先端に収容されている。一方、爪４１，４５の広幅の基部側の端部４２，４６には嵌合溝４３，４７が設けられ、嵌合溝４３，４７の外側には平坦面４４Ａ，４８Ａが設けられている。

【0026】

爪４１，４５の各嵌合溝４３，４７には、板バネにより形成される弾性材５０の一部が嵌合している。

【0027】

弾性材５０は、第一片５１と、第一片５１の両端から屈曲して延びる二つの第二片５２とを有し、側面視形状が略コの字状を呈している。この「略コの字状」には、コの字状の他、第一片５１が湾曲もしくは屈曲したＭ字状も含まれる。

【0028】

第一片５１が収容溝３４の基部側の底面上に配設され、各第二片５２の先端が嵌合溝４３，４７に嵌合している。弾性材５０が略コの字状の側面視形状を有することにより、弾性材５０を収容溝３４の基部側の底面上に安定的に位置決めすることができる。

【0029】

一方、雄部材３０の基部３２には、基部３２の後端から収容溝３４に連通する連通孔３６が設けられている。この連通孔３６から収容溝３４に跨がるようにして、外周にネジ溝を備えた押し込み部材６０が配設されている。

【0030】

押し込み部材６０の後端には、六角穴６１が開設されている。レンチ等の回転工具（図示せず）の先端を六角穴６１に嵌合させて回転させることにより、押し込み部材６０が前方へＸ１方向に回転しながらスライドされ、第一片５１の中央位置が押し込み部材６０にて押し込まれて変形することにより（変形量δ）、二つの第二片５２は側方へＸ２方向に変位する。この第二片５２の側方への変位により、爪４１，４５も側方へＸ２方向に付勢され、収容溝３４の楔状の内面３４ａに爪４１，４５の側面が当接するまで爪４１，４５が側方に変位され、側面開口３５を介して爪４１，４５の一部が本体３１の側方から外側へ張り出す。尚、図３に示すように、爪４１，４５の一部が本体３１の側方から外側へ張り出した状態において、平坦面４４Ａ，４８Ａは本体３１の側面の長手方向に直交する方向に延設し、基部３２において本体３１から張り出した側方の前方にある平坦面３２ａと平行に対向する。

【0031】

図４に示すように、Ｈ形鋼により形成される円弧状の第一分割支保工１０の一端１１には、鋼製の第一継手板１５が溶接にて接合されており、第一継手板１５には、二つの貫通孔１７が例えば左右に離間して開設されている。ここで、貫通孔１７の径は雄部材３０の本体３１の径と同じか若干大きく、雄部材３０の基部３２の径よりも小さく設定されている。

【0032】

図４及び図５に示すように、第一継手板１５の背面側から雄部材３０が貫通孔１７に挿通されると、側面開口３５から側方へ張り出していた爪４１，４５は貫通孔１７の内面から押圧され、弾性材５０の付勢に抗して収容溝３４に完全に収容される。その結果、雄部材３０の本体３１は貫通孔１７を貫通する。そして、爪４１，４５が貫通孔１７を完全に通過すると、貫通孔１７の内面からの押圧が解除され、爪４１，４５は弾性材５０の付勢により、側面開口３５を介してそれらの一部を外側に張り出し、図４及び図５の状態となる。

【0033】

そして、雄部材３０の基部３２は、第一継手板１５の背面側の広幅面に係合する。第一分割支保工１０を構成するウエブから第一継手板１５の背面に亘り屈曲する鋼製の固定アングル７０の一片により、基部３２の後端面を押さえつけた状態で、固定アングル７０の他片をボルト７１を介してウエブに固定することにより、雄部材３０が第一継手板１５に対して移動不可に固定される。尚、固定アングル７０の他に、第一継手板１５の背面と基部３２を溶接にて直接接合してもよい。

【0034】

図４に示すように、第一継手板１５の前方の広幅面１６から雄部材３０が突設した状態において、側方に張り出している爪４１，４５と広幅面１６の間には、所定長さの隙間Ｇが設けられている。

【0035】

一方、図６に示すように、Ｈ形鋼により形成される円弧状の第二分割支保工２０の一端２１には、鋼製の第二継手板２５が溶接にて接合されており、第二継手板２５の広幅面２６には、二つの貫通孔２７が例えば左右に離間して開設されている。

【0036】

第一分割支保工１０と第二分割支保工２０はともに、断面寸法が同一であり、弧長が同一（もしくは略同一）のＨ形鋼により形成され、第一継手板１５と第二継手板２５も同寸法の鋼板により形成されている。さらに、第二継手板２５の貫通孔２７の位置は、第一継手板１５の広幅面１６と第二継手板２５の広幅面２６が当接した際に、第一継手板１５から突設している雄部材３０と対応する位置である。

【0037】

第一分割支保工１０と第二分割支保工２０を連結してトンネル支保工の連結構造を形成するに当たり、以下で詳説するように、支保工建て込み装置の有する二つの枝ブームのチャックにて第一分割支保工１０と第二分割支保工２０のそれぞれを把持する。

【0038】

図７に示すように、一方の枝ブームのチャックにて第二分割支保工２０を把持し、トンネルの天端において第二継手板２５が鉛直姿勢となるようにして第二分割支保工２０を固定する。

【0039】

次に、他方の枝ブームのチャックにて第一分割支保工１０を把持し、既に位置決めされている第二継手板２５に対して、第一分割支保工１０の第一継手板１５を近接させ、第二継手板２５の有する二つの貫通孔２７に対して第一継手板１５から突設する二つの雄部材３０をそれぞれ挿通させていく。

【0040】

図７に示すように、第二継手板２５の貫通孔２７に雄部材３０をＸ３方向に挿通すると、側面開口３５から側方へ張り出していた爪４１，４５は貫通孔２７の内面から押圧され、この王圧力により、弾性材５０の第二片５２が収容溝３４の内側へＸ４方向に変位する。この第二片５２の変位応じて、爪４１，４５は収容溝３４の内部へＸ５方向に完全に収容される。その結果、雄部材３０の本体３１は貫通孔２７を貫通することができる。

【0041】

そして、図８に示すように、爪４１，４５が貫通孔２７を完全に通過すると、貫通孔２７の内面からの押圧が解除され、第二片５２が側方へＸ６方向に変位して当初の姿勢に復帰することにより、第二片５２の付勢により、爪４１，４５は側面開口３５を介してそれらの一部を外側へＸ７方向に張り出す。

【0042】

爪４１，４５の一部が側面開口３５から外側に張り出し、第一継手板１５の広幅面１６と第二継手板２５の広幅面２６が相互に当接することにより、連結構造１００が形成され、トンネル支保工が施工される。

【0043】

この連結構造１００において、広幅面２６と爪４１，４５の平坦面４４Ａ，４８Ａとの間には所定長さのクリアランスＣが存在している。このようにクリアランスＣが存在するようにして各部材の寸法を設定することにより、現場にて、貫通孔２７を雄部材３０が貫通できず、連結構造１００が形成できない事態の発生を抑止できる。

【0044】

実施形態に係る連結構造１００やトンネル支保工が施工方法によれば、貫通孔２７に雄部材３０を貫通させるだけの簡易な組み付け方法により、第一分割支保工１０と第二分割支保工２０を高精度に連結することができる。

【0045】

［第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造］
次に、図９及び図１０を参照して、第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造の一例について説明する。ここで、図９は、第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を構成する雄部材の一例の縦断面図であり、図１０は、第２実施形態に係るトンネル支保工の連結構造を示す図である。

【0046】

図９に示す雄部材３０Ａは、一対の爪４０Ａを構成する爪４１Ａ，４５Ａの基部側の端部において、雄部材３０の平坦面４４Ａ，４８Ａに代わり、湾曲面４４Ｂ、４８Ｂを有している点において雄部材３０と相違する。この湾曲面４４Ｂ、４８Ｂは、雄部材３０Ａを第二継手板２５の貫通孔２７に貫通させた際に側面開口３５を介して収容溝３４に完全に収容できるように設けられている。

【0047】

図１０に示すように、雄部材３０Ａが基部側の端部に湾曲面４４Ｂ、４８Ｂを有することにより、雄部材３０Ａを第二継手板２５の貫通孔２７に貫通させ、側面開口３５から爪４１Ａ，４５Ａが側方に張り出した際に、湾曲面４４Ｂ、４８Ｂの適当な箇所が、第二継手板２５の広幅面２６もしくは貫通孔２７のエッジと接触し、相互に係合する（押圧力Ｐにて第二継手板２５を押圧する）ことにより、連結構造１００Ａが形成される。

【0048】

すなわち、爪４１Ａ，４５Ａの基部側の端部と第二継手板２５の広幅面２６の間にクリアランスＣが存在しないように、各部材が製作されている場合であっても、湾曲面４４Ｂ、４８Ｂのいずれかの箇所が第二継手板２５と係合することが可能となり、連結構造１００が形成できない事態は生じない。しかも、連結構造１００ＡにおいてクリアランスＣが存在しないことから、クリアランスＣに起因した第一継手板１５と第二継手板２５の間のがたつきを生じさせること無く、第一継手板１５と第二継手板２５が相互に緊結された連結構造１００Ａを形成できる。

【0049】

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0050】

１０：第一分割支保工
１１：一端
１５：第一継手板
１６：広幅面
１７：貫通孔
１８：他端
１９：支持プレート
２０：第二分割支保工
２１：一端
２５：第二継手板
２６：広幅面
２７：貫通孔
２８：他端
２９：支持プレート
３０，３０Ａ：雄部材
３１：本体
３２：先端
３３：基部
３４：収容溝
３４ａ：収容溝の内面
３５：側面開口
３６：連通孔
４０，４０Ａ：一対の爪
４１，４１Ａ，４５，４５Ａ：爪
４２，４６：端部（基部側の端部）
４３，４７：嵌合溝
４４Ａ，４８Ａ：平坦面
４４Ｂ、４８Ｂ：湾曲面
５０：弾性材
５１：第一片
５２：第二片
６０：押し込み部材
６１：六角穴
７０：固定アングル
７１：ボルト
１００，１００Ａ：トンネル支保工の連結構造（連結構造）
Ｇ：隙間
Ｃ：クリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】